一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備的製作方法

2023-05-14 16:03:26 2

專利名稱：一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域，尤其涉及一種數據共享方法及通訊系統以及相關 設備。
背景技術：
隨著網際網路(Internet)和內部網(Intranet)技術的廣泛應用，數據信息 量正在迅速增長。以前每臺主機都帶有自己的存儲設備，相互之間信息隔離， 形成信息孤島。隨著業務需求的不斷發展，對信息的需求與日倶增，尤其是 大型數據倉庫的應用、大型設計系統、圖形處理系統、在線事務處理系統、 寬帶多媒體系統、電信綜合業務系統，證券交易系統，銀行系統的出現，亟 待一種存儲大容量信息量的計算機系統出現。存儲區域網絡(SAN, Storage Area Network)的出現，滿足了這些需求。
SAN是一種專門的存儲網絡，它可以把各種存儲設備連接在一起，組成 統一管理的存儲資源，而主機通過光纖或網際網路協i義(IP， Internet Protocol)
網絡來訪問這些資源。
現有技術中的存儲領域多主機共享一般採用磁碟陣列通過光纖通道(FC， Fiber Channel)接口接入到存儲區域網SAN中，為多臺主機提供共享的存儲空間。
為實現存儲設備在多主機之間的共享訪問，並充分發揮光纖通道網絡的 高傳輸帶寬， 一般會在所有主機上安裝存儲共享管理軟體。安裝存儲共享軟 件伺服器端主機，即元數據控制(MDC， Metadata Controller)伺服器，負責 管理共享巻的訪問權限、管理權限，以及元數據控制信息的傳輸和管理，具 體系統架構如圖1所示。
現有技術中，需要通過FC才能實現多主機共享，則增加了實現多主機共 享的成本
發明內容
本發明實施例提供了 一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備，實現 多主機的數據共享，並降低實現成本。
本發明實施例提供的數據共享方法，包括外圍設備擴展接口 PCIE交換 機通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的數據處理請求；將接收到的數據處 理請求發送至存儲系統，指示所述存儲系統根據所述數據處理請求獲取對應 的數據，並指示所述存儲系統對所述獲取到的數據進行相應的處理；所述存 儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE交換機中的非透明埠橋NTP進 4亍i也址空間隔離。
本發明實施例提供的通訊系統，包括PCIE交換機，用於通過PCIE通 道接收至少主機發送的數據處理請求，轉發所述數據處理請求；存儲系統， 用於根據接收到的數據處理請求，根據所述數據處理請求獲取對應的數據， 所述獲取到的數據進行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過 所述PCIE交換機中的非透明埠橋NTP進4亍地址空間隔離。
本發明實施例提供的PCIE交換機，包括接收單元，用於通過PCIE通 道接收至少兩個主機發送的數據處理請求；轉發單元，用於向存儲系統轉發 所述數據處理請求；非透明埠橋NTP，用於對所述存儲系統與所述至少兩 個主才幾進4亍地址空間隔離。
從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點
本發明實施例中，外圍設備擴展4妄口 ( PCIE, Peripheral Component Interconnect Express)交換機通過PCIE通道接收主機發送的數據處理請求， 向存儲系統發送該數據處理請求，並利用非透明埠 (NTP, Non-Transport Port)功能實現主機與存儲系統之間的地址隔離和轉換，因此能夠實現多主機 之間的數據共享，而無需FC的參與，所以能夠實現多主機的數據共享，並降 低實現成本。


圖1為現有技術中系統架構示意圖2為本發明實施例中數據共享方法實施例流程圖3為本發明實施例中通訊系統實施例示意圖；圖4為本發明實施例中系統架構示意圖； 圖5為本發明實施例中PCIE交換機實施例示意圖； 圖6為本發明實施例中存儲系統實施例示意圖。
具體實施方式
本發明實施例提供了 一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備，用於 實現多主機的數據共享，並降低實現成本。下面首先介紹本發明實施例中的數據共享方法實施例，具體包括外圍設備擴展4妻口 PCIE交換機通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的 數據處理請求；將接收到的數據處理請求發送至存儲系統，指示所述存儲系統根據所述 數據處理請求獲取對應的數據，並指示所述存儲系統對所述獲取到的數據進 行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE交換機中的非透明端 口橋NTP進行地址空間隔離。本實施例中利用夕卜圍設備擴展接口 ( PCIE , Peripheral Component Interconnect Express )的NTP功能和PCIE交換機實現主機與存儲系統間的地 址隔離和轉換，從而達到數據共享目的，由於無需FC的參與，所以降低了成 本。本發明實施例中，存儲系統在接收到存儲傳輸處理單元發送的數據處理 請求(本實施例以及後續實施例中均以輸入輸出(10, Input-Output)請求作 為數據處理請求的例子進行說明，可以理解的是，在實際應用中還可以是其 他類型的數據處理請求)之後，首先根據所述數據處理請求獲取對應的數據， 然後通過直接存儲器訪問(DMA, Direct Memory Access )方式對所述獲取到 的數據進行相應的處理，而採用DMA方式進行數據的存儲和讀取並不需要 CPU的參與，因此能夠節省CPU的運算開銷，從提高系統整體IO性能。下面對本發明實施例中的數據共享方法的詳細實施例進行介紹，需要說 明的是，為實現多主機的數據共享，則本實施例中至少有兩個主機，本實施例從PCIE交換機的角度對其中一個主機的IO請求進行說明，可以理解的是，在實際應用中，PCIE交換機至少會接收到兩個主機發送的10請求，請參閱 圖2,本發明實施例中數據共享方法實施例包括201 、 PCIE交換機通過PCIE通道接收主機發送的lt據處理請求；本實施例中，當主機請求進行共享數據的讀寫操作時，會通過與自身相 連的PCIE通道向PCIE交換機發送數據讀寫請求，若是讀取據，則該請求中 攜帶有需要讀取的數據的標識，若是存儲數據，則該請求中攜帶有需要存儲 的數據的相關信息。該數據處理請求中還可以包括發送方主機的標識。202、 PCIE交換機向存儲傳輸處理單元發送數據處理請求；PCIE接收到主機發送的數據處理請求之後，將該請求轉發至存儲傳輸處 理單元，以指示存儲傳輸處理單元進行相關處理，具體的處理包括對發送該 數據處理請求的主機進行權限校驗，由於數據處理請求中可以包含發送方主 機的標識，所以存儲傳輸處理單元根據該標識查詢對應的主機，並在預置的 權限列表中查詢該主機是否有權限發起數據處理請求，若有權限，則執行步 驟203,若沒有權限，則執行異常處理流程，具體可以為向主機反饋錯誤信息， 可以理解的是，實際應用中的異常處理流程此處不作限定。需要說明的是，本實施例中存儲傳輸處理單元除了執行權限校驗的功能， 還可以執行地址轉換的功能，具體將在後續實施例中進行詳細說明。203、 存儲傳輸處理單元向存儲系統轉發該數據處理請求；本實施例中，當權限校^r通過後，存儲傳輸處理單元可以將PCIE交換機 發送的數據處理請求轉發至存儲系統。需要說明的是，本實施例中，上述的數據處理請求可以通過地址轉換的 方式被發送至存儲系統。本實施例中，步驟202中存儲傳輸處理單元同樣可以不對數據處理請求 進行權限校驗，即默認所有發起數據處理請求的主機均為有權限的主機，則 在這種情況下，存儲傳輸處理單元可以直接將PCIE交換機發送的數據處理請求轉發至存儲系統。204、存儲系統根據數據處理請求獲取對應的數據；存儲系統在接收到存儲傳輸處理單元發送的數據處理請求之後，獲取與 該請求對應的數據。若為數據讀取請求，則存儲系統根據數據讀取請求中攜帶的數據的標識 在自身存儲的數據中查詢相應的數據；若為數據存儲請求，則存儲系統從PCIE交換機接收相應的數據，需要說 明的是，若主機向PCIE交換機發送的是數據存儲請求，則主機還會相應的向 PCIE交換機發送需要存儲的數據，PCIE交換機獲取到這些數據之後，將這些 數據轉發至存儲系統。205 、存儲系統通過DMA方式對獲取到的數據進行相應的處理。存儲系統確定了與數據處理請求對應的數據之後，若為數據讀取請求， 則採用DMA方式從自身存儲的數據中將該部分數據從存儲器中拷貝至內存 中，再向對應的主機發送該部分數據；若為數據存儲請求，則採用DMA方式將從PCIE交換機獲取到的數據從 內存中拷貝至存儲器中進行存儲。若為數據讀取請求，則其具體過程為存儲系統通過NTP地址轉換將獲 取到的數據採用DMA方式發送至對應的主機。需要對存儲系統與主機進行同步，具體的同步過程可以為當DMA完成後， 存儲系統採用中斷方式通知主機DMA已經完成，可以理解的是，在實際應用 中，還可以採用其他的方式實現存儲系統與主機之間的同步，具體方式此處 不作限定。本實施例中，PCIE交換機通過PCIE通道4妄收主才幾發送的數據處理請求， 向存儲系統發送該數據處理請求，並利用NTP功能實現主機與存儲系統之間 的地址隔離和轉換，因此能夠實現多主機之間的數據共享，而無需FC的參與， 所以能夠實現多主機的數據共享，並降低實現成本；此外，本實施例中，DMA方式下，從RAM到其他10設備的數據傳輸 不再需要中央處理器(CPU, Center Processing Unit)來協調。DMAfL代了 CPU,讓存儲介質可以直接拷貝其他存儲介質中的內容，這樣就減少了在數 據傳輸過程中CPU的頻繁幹預，而整個數據傳輸過程由雙方自動完成，因此 提高了系統整體10性能。下面介紹本發明實施例中的通訊系統實施例，請參閱圖3,本發明實施例 中的通訊系統實施例包括PCIE交換機301 ，用於通過PCIE通道接收主機發送的悽t據處理請求，轉 發所述數據處理請求；存儲傳輸處理單元302，用於接收PCIE交換機301發送的數據處理請求， 根據所述數據處理請求進行訪問權限校驗，若校驗通過，則向存儲系統303 發送所述數據處理請求；存儲系統303，用於根據接收存儲傳輸處理單元302發送的數據處理請求， 根據所述數據處理請求獲取對應的數據，通過直接存儲器訪問DMA方式對所 述獲取到的數據進行相應的處理。本實施例中的存儲傳輸處理單元302還用於對屬於不同地址域的主機進 行地址翻譯，具體的過程在後續實施例中進行詳細說明。需要說明的是，本實施例中，若無需進行權限校驗，則存儲傳輸處理單 元302僅起數據透傳作用。本實施例中，PCIE交換機301通過PCIE通道接收主機發送的數據處理 請求，通過存儲傳輸處理單元302向存儲系統303發送該數據處理請求，並 利用NTP功能實現主機與存儲系統之間的地址隔離和轉換，因此能夠實現多 主機之間的數據共享，而無需FC的參與，所以能夠實現多主機的數據共享， 並降低實現成本；此外，由於存儲系統303採用DMA方式對數據進行處理，無需CPU的 參與，從而提高了系統的整體IO性能。為便於理解，下面以一具體實例進行說明，請參閱圖4，本發明實施例的 系統架構中PCIE交換機由4片PCIE Switch晶片組成。其中包括一片主交換晶片以 及3片次交換晶片，該主交換晶片可以提供若干個埠供若干個主機共享數 據；次交換晶片提供多主機共享功能，即每一個次交換晶片可以對應一個主 機。存儲系統釆用同步動態隨機存儲器(SDRAM ， Synchronous Dynamic Random Access Memory )。即本方案中各^t塊的組成為PCIE交換機由1片主交換晶片和3片次交換晶片組成。存儲系統若干SDRAM控制器和若干SDRAM組成，每個SDRAM控 制器下面包括16片SDRAM。存儲傳輸處理模塊處理存儲傳輸的晶片。本方案中，PCIE交換機對外提供3個PCIE標準電纜接口 ，提供多主機 訪問存儲系統功能，都是PCIE接口，支持3個Server共享方案系統內的存儲 信息。在本方案中，系統提供給外部的3個PCIE的接口，可以讓三臺主機共享 一個存儲系統，但是由於分屬於不同的地址域，如果直接共享，則會產生地 址衝突，因此在PCIE交換機的次交換晶片中還有一個埠支持非透明埠 (NTP， Non-Transparent Port)的功能，因此可以達到地址隔離的作用。經過NTP隔離後，次交換晶片會在兩個地址域中起到地址翻譯的作用， 這樣就實現了多主機共享一個存儲系統。次交換晶片作為透明交換用時，起始就是一個Fan-out功能，可為系統擴 展多個PCIE設備。在作為NTP用時，可以工作在智能適配卡(intelligent adapter card)模式，也可以工作在雙主機(Dual host)模式，本方案系統是工作在 Intelligent adapter card模式，而Dual host模式一般在存儲設備中應用比較多， 作為雙主鏡像備份用。intelligent adapter card模式時，在接收到來自其上行數 據Upstream的主機重設Host reset信號，次交換晶片將會復位其內部的Switch Fabric,透明的Downstream埠 ，和NTP的Virtual side的狀態，4旦不會復位 NTP的Link Side的狀態。本方案中主機通過PCIE連接到PCIE交換機，主機的數據處理請求(10請求)通 過PCIE通道發送到PCIE交換機。PCIE交換機將所有10請求轉發給存儲傳輸處理模塊統一處理，以保證 數據同步。存儲傳輸處理模塊發送命令給存儲系統中的SDRAM控制器，獲取命令 對應的數據。本方案中主交換晶片共提供了若干埠 ，本方案中用到只提供三臺主機 共享存儲，在其他情況下也可以再進行擴展，提供更多的主機共享，在存儲 系統中，本方案描述的是2個SDRAM控制器下有32片SDRAM的情況，實 際應用中可以進行擴展。本實施例中，PCIE交換機通過PCIE通道接收主機發送的10請求，並將 所有IO請求轉發給存儲傳輸處理模塊統一處理，所以使得各主機的數據與存 儲系統之間的數據保持同步，因此提高了數據傳輸可靠性；其次，由於PCIE交換機中的主交換晶片能夠提供若干埠，所以能夠擴 展為更多的主機提供共享服務；再次，由於本實施例中的存儲系統採用SDRAM控制器和SDRAM的方 式，而每個SDRAM控制器下可以控制32片SDRAM，所以能夠增大存儲系 統的存儲空間，並且SDRAM控制器可以進一步擴展其控制的SDRAM，有利 於便捷的擴展存儲系統空間。下面介紹本發明實施例中的PCIE交換機實施例，請參閱圖5,本發明實 施例中PCIE交換機實施例包括接收單元501 ，用於通過PCIE通道接收主機發送的數據處理請求；轉發單元502，用於向存儲系統轉發所述數據處理請求；NTP504，用於對所述存儲系統與所述主機進行地址空間隔離。本實施例中的PCIE交換機還可以進一步包括數據傳輸單元503,用於通過PCIE通道向存儲系統發送待存儲數據。本實施例中，4妻收單元501從主機接收到數據處理請求後，由轉發單元502將接收到的數據處理請求轉發至存儲系統，並且由NTP504對存儲系統以 及主機的地址空間進行隔離，因此能夠實現多主機之間的數據共享，而無需 FC的參與，所以能夠實現多主機的數據共享，並降低實現成本。請參閱圖6,本發明實施例中存儲系統施例包括請求接收單元601,用於接收存儲傳輸處理單元發送的數據處理請求；數據獲取單元602,用於根據所述數據處理請求獲取對應的數據；數據處理單元603,用於通過DMA方式對所述獲取到的數據進行相應的 處理。本實施例中的悽t據處理單元603還可以進一步包括數據讀取單元6031，用於通過DMA方式讀取所述數據處理請求對應的 數據，並將所述數據發送至對應的主機；數據存儲單元6032,用於通過DMA方式存儲所述數據獲取單元從PCIE 交換機獲取到的數據。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟 是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機 可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括如下步驟外圍設備擴展接口 PCIE交換才幾通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的 數據處理請求；將接收到的數據處理請求發送至存儲系統，指示所述存儲系 統根據所述數據處理請求獲取對應的數據，並指示所述存儲系統對所述獲取 到的數據進行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE 交換機中的非透明埠橋NTP進行地址空間隔離。上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。以上對本發明所提供的 一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備進行 了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具 體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理 解為對本發明的限制。
權利要求
1. 一種數據共享方法，其特徵在於，包括外圍設備擴展接口PCIE交換機通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的數據處理請求；將接收到的數據處理請求發送至存儲系統，指示所述存儲系統根據所述數據處理請求獲取對應的數據，並指示所述存儲系統對所述獲取到的數據進行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE交換機中的非透明埠橋NTP進行地址空間隔離。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將接收數據處理請求 發送至存儲系統的步驟之前包括將接收到的數據處理請求發送至存儲傳輸處理單元，指示所述存儲傳輸 處理單元對發起所述數據處理請求的主機進行權限校驗。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對獲取到的數據進行 相應的處理的步驟包括若所述數據處理請求為數據讀取請求，則存儲系統通過直接存儲器訪問 DMA方式向對應的主機發送所述獲耳又到的數據；若所述數據處理請求為lt據存儲請求，則存儲系統通過DMA方式對所述 獲取到的數據進行存儲。
4、 根據權利要求1， 2或3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述數 據處理請求通過地址轉換的方式被發送至所述存儲系統；所述存儲系統通過DMA方式向對應的主機發送所述獲取到的數據的步 驟包括存儲系統根據所述存儲傳輸處理單元進行地址轉換後的地址將所述獲取 到的數據採用DMA方式發送至所述主機的地址空間。
5、 根據權利要求l, 2或3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述對 獲取到的數據進行相應的處理的步驟之後包括存儲系統採用中斷方式通知主機DMA已經完成。
6. 一種通訊系統，其特徵在於，包括PCIE交換機，用於通過PCIE通道接收至少主機發送的數據處理請求， 轉發所述數據處理請求；存儲系統，用於根據接收到的數據處理請求，根據所述數據處理請求獲 取對應的數據，所述獲取到的數據進行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE交換機中的非透明埠 橋NTP進4亍地址空間隔離。
7. 根據權利要求6所述的通訊系統，其特徵在於，所述通訊系統還包括存儲傳輸處理單元，用於接收PCIE交換機發送的數據處理請求，根據所 述數據處理請求進行訪問權限校驗，若校驗通過，則向存儲系統發送所述數 據處理請求。
8. 根據權利要求7所述的通訊系統，其特徵在於，所述存儲傳輸處理單 元還用於對屬於不同地址域的主機進行地址翻譯。
9. 一種PCIE交換機，其特徵在於，包括接收單元，用於通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的數據處理請求；轉發單元，用於向存儲系統轉發所述數據處理請求；非透明埠橋NTP,用於對所述存儲系統與所述至少兩個主機進行地址 空間隔離。
10. 根據權利要求9所述的PCIE交換機，其特徵在於，所述PCIE交換 機還包括數據傳輸單元，用於通過PC正通道向存儲系統發送待存儲數據。
全文摘要
本發明實施例公開了一種數據共享方法及通訊系統以及相關設備，用於實現多主機的數據共享，並降低實現成本。本發明實施例方法包括外圍設備擴展接口PCIE交換機通過PCIE通道接收至少兩個主機發送的數據處理請求；將接收到的數據處理請求發送至存儲系統，指示所述存儲系統根據所述數據處理請求獲取對應的數據，並指示所述存儲系統對所述獲取到的數據進行相應的處理；所述存儲系統與所述至少兩個主機通過所述PCIE交換機中的非透明埠橋NTP進行地址空間隔離。本發明實施例還提供一種通訊系統以及PCIE交換機。本發明實施例可以實現多主機之間的數據共享。
文檔編號G06F17/30GK101299757SQ20081009773
公開日2008年11月5日 申請日期2008年5月23日 優先權日2008年5月23日
發明者全小飛, 吳彥華 申請人:華為技術有限公司