CN101405691B - 从raid适配器卸载盘相关任务 - Google Patents

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Abstract

一种存储系统，包括：RAID适配器、盘阵列交换器、子处理器和硬盘驱动器(HDD)。在所述RAID适配器中启动盘相关操作。RAID适配器向箱体中的盘阵列处理器(或子处理器)派发用于所述处理器的命令，以在所述一个或多个驱动器上执行所述操作。所述适配器可通过盘阵列交换器向一个箱体中的处理器派发命令，或通过上游箱体中的交换器向多个箱体中的处理器派发命令。然后，适配器可自由执行其他功能。处理器一次一个依次地或一次多个(或所有)依次地开始在一个或多个所选驱动器上的指定操作。在完成操作时，由处理器发送所述结果，并由所述适配器接收所述结果。因此，通过将任务卸载到分布式子处理器，可明显减少给RAID适配器造成的负担，减少系统带宽的使用，并且可保持对箱体中(以及其他箱体中)其他驱动器的访问。可以以这样的方式卸载的任务包括但不限于，驱动器固件更新、驱动器清理和安全数据擦除。

Description

从RAID适配器卸载盘相关任务
相关申请数据
本申请涉及在其申请日提交的标题为ENCLOSURE-BASED RAIDPARITY ASSIST的共同转让和未决美国申请序号11/386066，以及标题为ISOLATING FAILING DRIVEFROM DISK ARRAY FORDIAGNOSTIC OPERATIONS的共同转让和未决美国申请序号11/385388，通过全部内容的引用将所述申请合并于此。
技术领域
本发明总的涉及RAID存储系统，更具体地，涉及执行对于RAID适配器和对于系统的平衡具有最小影响的驱动器相关任务。
背景技术
现在，许多计算机相关系统包括冗余组件，用于高可靠性和可用性。例如，在RAID存储系统中，箱体(enclosure)包括硬盘驱动器(HDD)阵列，其中每一个HDD均通过独立端口耦合至一对冗余盘阵列交换器。一对冗余子处理器中的一个可耦合至其中一个交换器，而这对冗余子处理器中的另一个可耦合至其他交换器。可选择地，一个子处理器也可耦合至两个交换器，并逻辑分区成2个映像(image)，其中每一个映像逻辑耦合至其中一个交换器。子处理器处理电源通知和其他箱体管理功能。每个交换器也通过结构(fabric)或网络耦合至在箱体外部的一对冗余RAID适配器；适配器通过交换器中的端口经过结构与子处理器通信。系统可包括额外的箱体，其中每一个额外的箱体在网络中以菊花链方式耦合至先前箱体的盘阵列交换器。
传统地，通过一个或多个RAID适配器执行盘相关的各种任务。为了访问驱动器，RAID适配器启动对驱动器的“打开”。对位于适配器和驱动器之间的任何交换器进行配置，以建立专用于将驱动器连接至适配器的必要端口。如果所选择的驱动器在一系列盘箱体的“底部”，则需要涉及在其上的所有箱体中的交换器，以建立从适配器到驱动器的路径。并且，尽管经过路径进行访问，但是却不能使用所参与的端口向其他驱动器或从其他驱动器发送数据。
例如，在要更新盘驱动器固件时，RAID适配器打开与驱动器的路径以使得驱动器离线，下载固件以更新驱动器，然后将驱动器带回至在线状态。对于每个驱动器执行该过程，该过程需要大量的适配器和结构资源，并且不能使用被配置以建立从适配器到要更新设备的路径的所有端口来访问其他设备，从而对整个系统是破坏性的。
通过其他实例，执行“数据清理(scrub)”，以对于盘检查潜在介质错误。如果已经写入到具有缺陷的盘区域的特定数据不经常读出，则在检测到错误之前可能需要很长时间，从而可能导致数据丢失。通过系统性地访问每个盘的扇区，可识别这种缺陷，并且在实际驱动器故障之前可采取校正行为。然而，同样地，该过程需要大量的适配器和结构资源，并且趋向于对整个系统是破坏性的。
在第三实例中，对于许多行业中的任一个来说，敏感数据的意外发布是一个日益关心的问题。这种数据可包括，例如，保密文件、行业机密和金融记录。当在上面存储这种数据的硬盘驱动器暂停服务时，该数据仍旧存储在盘上，即使它已经被“擦除”。此外，由于低水平重新格式化的执行仍旧可能从盘上的剩磁恢复该数据，所以这并不足以保证该数据已经被不可恢复性破坏。因此，存在可被实施以保证数据的破坏的多种协议。除了通过研磨和消磁来物理性破坏盘之外，还开发出多种算法，以预定顺序将指定数据图形的多次重写指示到盘上的每个位置。一些方法需要验证在盘的位置中存储的数据是最后更新的图形。需要严格遵守所述过程和所述方法的验证，以认为数据被安全擦除。典型地，对于操作系统写入实用例程，以执行任务。当在RAID阵列中实施时，需要使用大量的适配器和系统资源。
因此，仍旧需要能够在不增加RAID适配器的负担以及不破坏对其余的盘阵列或对网络的访问的情况下执行各种盘相关维护操作。
发明内容
本发明包括一种存储系统，包括：RAID适配器、盘阵列交换器、子处理器和硬盘驱动器(HDD)。在所述RAID适配器中启动盘相关操作。RAID适配器向箱体中的盘阵列处理器(或子处理器)派发用于所述处理器的命令，以在所述一个或多个驱动器上执行所述操作。所述适配器可通过盘阵列交换器向一个箱体中的处理器派发命令，或通过上游箱体中的交换器向多个箱体中的处理器派发命令。然后，适配器可自由执行其他功能。处理器一次一个依次地或一次多个(或所有)依次地开始在一个或多个所选驱动器上的指定操作。在完成操作时，由处理器发送所述结果，并由所述适配器接收所述结果。因此，通过将任务卸载到分布式子处理器，可明显减少给RAID适配器造成的负担，减少系统带宽的使用，并且可保持对箱体中(以及其他箱体中)其他驱动器的访问。可以以这样的方式卸载的任务包括但不限于，驱动器固件更新、驱动器清理和安全数据擦除。
附图说明
现在，参照附图，仅通过实例描述本发明，其中
图1是在其中可实现本发明的RAID存储系统的框图；
图2是具有多个箱体的RAID存储系统的框图；
图3是本发明的方法的流程图；
图4是根据本发明的驱动器固件更新的方法的流程图；
图5是根据本发明的驱动器数据清理的方法的流程图；和
图6是根据本发明的安全数据擦除的方法的流程图。
具体实施方式
图1是在其中可实施本发明的RAID存储系统100的框图。系统100包括一对冗余的RAID适配器或控制器110A、110B(共同称为110)，它们耦合至一个或多个服务器。系统100还包括箱体115，其包含一对冗余的盘阵列交换器120A和120B(共同称为120)。箱体115还包含硬盘驱动器(HDD)组130A、130B、130C、130D、130E、130F(共同称为130)。每个HDD通过端口122与两个交换器耦合。系统100还包括一对冗余的子处理器或服务处理器140A、140B(并且，共同称为140)，例如SCSI箱体服务(SES)处理器，每个经由交换器120A、120B中的一个通过结构或网络142耦合。子处理器140A、140B通过处理器到处理器链路144彼此耦合。在所示的系统100中，服务处理器140A、140B是管理交换功能和箱体环境的SCSI箱体服务(SES)处理器。适配器110通过结构或网络链路112耦合至交换器120。如图2所示，系统200可包括多个箱体115、150和160，每个箱体以菊花链的方式耦合至上游箱体。因此，在箱体中的适配器110和交换器或HDD之间的任意通信都通过上游箱体的交换器。
系统100可基于光纤通道仲裁环(FC-AL)架构、串行连接SCSI(SAS)架构、或包括双端口HDD配置的其他架构。
参照图3的流程图，在RAID适配器110中启动盘相关操作(步骤300)。RAID适配器110向箱体115中的盘阵列处理器140(或子处理器)派发用于处理器140的命令，以在箱体115中的一个或多个盘130上执行操作。适配器110可通过盘阵列交换器向一个箱体中的处理器派发命令，或通过在上游箱体中的交换器向多个箱体中的处理器派发命令。然后，适配器可自由执行其他功能(步骤304)。处理器140或者一次一个依次地，或一次同时多个(或所有)地开始在一个或多个所选驱动器130上的指定操作(步骤306)。在完成操作时，通过处理器140发送结果的通知(例如“成功”)(步骤308)，并通过适配器110接收所述结果的通知(步骤310)。因此，通过将任务卸载到分布式子处理器140，可明显减小给RAID适配器110造成的负担。通过将结构流量局限在子处理器和目标驱动器之间的交换器链路来减少系统带宽的使用。可保持对该箱体中(以及其他箱体中)的其他驱动器的访问。
如果所选操作是驱动器固件更新(图4)，则适配器110将固件传送到处理器140，所述处理器140管理用于容纳一个或多个所选驱动器130的箱体115的基于箱体任务(步骤400)。适配器还向一个或多个处理器140派发包括要更新的驱动器标识的“更新”命令(步骤402)，然后适配器能够继续其他操作(步骤404)。处理器140建立通过交换器120到一个或多个所选驱动器130的路径(步骤406)，并执行固件更新(步骤408)。将更新操作隔离开，并且不影响对箱体115中其他驱动器的访问。在完成更新时，通过处理器140向RAID适配器110发送更新成功与否的通知(步骤410)。处理器140可以在更新了每个所选驱动器之后发送一个这种通知，或可以在更新了所有所选驱动器之后发送一个批通知。可以理解，可以依次或同时更新在箱体中多个驱动器中的固件，也可以同时更新多个箱体的驱动器中的固件。
如果所选操作是数据清理操作(图5)，则适配器110向处理器140发布包括要清理的一个或多个驱动器的标识的适当命令，所述处理器140管理用于容纳所选一个或多个驱动器130的箱体115的基于箱体任务(步骤500)。然后，适配器110能够继续其他操作(步骤502)。处理器140建立通过交换器120到所选驱动器130的路径(步骤504)，并尝试访问所选驱动器130的每个扇区(步骤506)。将清理操作隔离开，并且不影响对箱体115中其他驱动器的访问。如果检测到错误(步骤508)，则识别出被影响的扇区(步骤510)，并且向适配器110发送错误通知(步骤512)，所述适配器110可启动适当的过程(步骤514)。否则，处理器140向适配器110发送“成功”通知(步骤516)。然后，子处理器任务完成(步骤518)。同样，可以理解，可依次或同时执行在箱体中多个驱动器的数据清理，以及也可以同时清理多个箱体的驱动器。
如果所选操作是安全数据擦除操作(图6)，适配器向处理器140发布适当命令，其包括具有要擦除数据的一个或多个驱动器的标识和要采用的擦除算法，所述处理器140管理用于容纳所选一个或多个驱动器130的箱体115的基于箱体任务(步骤600)。然后，适配器110能够继续其他操作(步骤602)。处理器140建立通过交换器120到一个或多个所选驱动器130的路径(步骤604)，并且通过执行所需的反复写入和验证循环在一个或多个驱动器130上执行安全擦除算法(步骤606)。将擦除操作隔离开，并且不影响对箱体115中其他驱动器的访问。在完成擦除的验证时(步骤608)，将所需驱动器130释放回系统(步骤610)，并且由处理器140向RAID适配器110发送擦除成功与否的通知(步骤612)。处理器140可以在擦除了每个所选驱动器之后发送一个这种通知，或可以在擦除了所有所选驱动器之后发送一个批通知。可以理解，可以依次或同时擦除在箱体中多个驱动器中的固件，也可以同时擦除多个箱体的驱动器中的固件。除了减少给适配器和其他系统资源造成的负担，根据本发明的擦除数据处理允许合格的一个擦除方法，而并非对于盘箱体支持的每个操作系统需要各自的方法。
重要的是，应注意，尽管已经在功能完善的数据处理系统的环境中描述了本发明，但是本领域普通技术人员可以理解，本发明的处理能够以指令的计算机可读介质的形式和多种形式分布，以及可以在不管实际用以执行分布的信号承载介质的特定类型的情况下采用本发明。计算机可读介质的实例包括可记录型介质(例如软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM)和传输型介质(例如数字和模拟通信链路)。
为了图示和说明的目的，提供本发明的说明，但是本发明的说明并非穷尽，或者不以这里公开的形式限制本发明。对于本领域普通技术人员，许多修改和变化将是清楚的。为了最好地说明本发明的原理、实际应用，以及使得本领域其他普通技术人员能够理解适合于特定使用预期的具有各种改变的各种实施例的本发明，选择和描述了实施例。此外，尽管上文对于一些方法和系统进行了描述，但是在本领域中也需要满足这样的计算机程序产品或方法，所述计算机程序产品包含有用于执行在RAID存储系统中的指令的指令，所述方法用于配置计算架构，所述计算架构包括将计算机可读代码集成到计算系统中用于执行在RAID存储系统中的指令。

Claims (4)

1.一种在RAID存储系统中执行指令的方法，所述RAID存储系统具有RAID适配器、至少一个阵列箱体和连接结构，每个箱体包括一对冗余盘阵列交换器，每个盘阵列交换器耦合至存储驱动器阵列，以及包括耦合至两个盘阵列交换器的盘阵列处理器，所述方法包括：
在所述RAID适配器中启动指定操作；
从所述RAID适配器向盘阵列处理器派发用于所述盘阵列处理器的命令，以在所述至少一个箱体中的一个或多个存储驱动器上执行所述指定操作；
在所述一个或多个存储驱动器上执行所述指定操作；
将所述指定操作的结果发送到所述RAID适配器；和
在所述RAID适配器中接收来自所述盘阵列处理器的结果，
其中所述指定操作包括安全擦除，并且执行包含以下步骤的操作：
a)从所述RAID适配器接收驱动器擦除算法；
b)指示在所述箱体中的所述盘阵列交换器中的一个，以使能存储驱动器中的一个；
c)在所述一个存储驱动器上执行所述擦除算法；和
d)对于每一个其他存储驱动器重复步骤a)至c)。
2.如权利要求1所述的方法，其中执行所述指定操作的步骤包括：在多个阵列箱体中同时在至少一个存储驱动器上执行所述指定操作。
3.一种在RAID存储系统中执行指令的系统，所述RAID存储系统具有RAID适配器、至少一个阵列箱体和连接结构，每个箱体包括一对冗余盘阵列交换器，每个盘阵列交换器耦合至存储驱动器阵列，以及包括耦合至两个盘阵列交换器的盘阵列处理器，所述系统包括：
在所述RAID适配器中启动指定操作的装置；
从所述RAID适配器向盘阵列处理器派发用于所述盘阵列处理器的命令，以在所述至少一个箱体中的一个或多个存储驱动器上执行所述指定操作的装置；
在所述一个或多个存储驱动器上执行所述指定操作的装置；
将所述指定操作的结果发送到所述RAID适配器的装置；和
在所述RAID适配器中接收来自所述盘阵列处理器的结果的装置；
其中所述指定操作包括安全擦除，并且在所述一个或多个存储驱动器上执行所述指定操作的装置包括：
a)从所述RAID适配器接收驱动器擦除算法的装置；
b)指示在所述箱体中的所述盘阵列交换器中的一个，以使能存储驱动器中的一个的装置；
c)在所述一个存储驱动器上执行所述擦除算法的装置；和
d)对于每一个其他存储驱动器重复步骤a)至c)的操作的装置。
4.如权利要求3所述的系统，其中用于执行所述指定操作的装置包括：在多个阵列箱体中同时在至少一个存储驱动器上执行所述指定操作的装置。
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