CN1099164A - 阵列记录设备 - Google Patents

Abstract

本发明是关于具有备份装置以替换有故障盘驱 动器的阵列记录设备。在该阵列记录设备中的每个 SCSI控制器连接于一个驱动器/接收器上并进一步 连到备份盘驱动器上。每个SCSI控制器通过对驱 动器/接收器设置接收启动信号有效来访问备份盘 驱动器。未使用的ID号被赋予备份盘。如果一个 盘驱动器发生故障，RAID控制器RC便请求SCSI 控制器以备用盘驱动器代替有故障的盘驱动器。

不包含专用备份控制器而获得热备份系统的功 能是可能的。

Description

本发明涉及将一组盘驱动器（disk drive）组成阵列供存取数据用的阵列盘驱动器的热备份系统。

图18给出一个传统的阵列盘驱动器的配置图。图中特别显示出带有热备份系统的阵列盘驱动器。这里，一个热备份系统是指提供随时可以服务的备份系统的一个系统。

如果盘驱动器出现了故障，那么出故障的盘驱动器便由备份系统中的一个备用盘驱动器替代，从而使操作能继续下去。当使用热备份系统时，因为该备份系统总是保持在准备好服务的状态，故可以自动更换盘驱动器。

图18中提供了一个RAID（随机存取图象设备）控制器RC和五个SCSI控制器SC0至SC4。备份控制器SPC具有SCSI控制器同样的功能。盘驱动器0-0至4-3排成二维阵列。TM是端接盘驱动器接点的终端连接器。备份盘驱动器SP-0至SP-3连到备份控制器SPC上。

四个盘驱动器连到每个SCSI控制器和备份控制器上。盘驱动器利用SCSI接口与每个控制器相连。SCSI接口有能力最多连接8个盘驱动器。SCSI接口给每个盘驱动器指定一个标识号（ID号），并根据ID号认定一个特定的盘驱动器。这里，SCSI控制器和备份控制器的ID号为ID7，与每个控制器相连的四个盘驱动器的ID号分别为ID0、ID1、ID2和ID3。

下面将描述传统的阵列盘驱动器中利用的热备份系统。

如果在盘驱动器0-2中发生了故障，RAID控制器RC便将SCSI控制器SC0切断并访问备份控制器SPC，用以代替SCSI控制器SC0去访问盘驱动器。当使用备份控制器SPC代替SCSI控制器0时，与SCSI控制器SC0相连的盘驱动器0-0至0-3分别由备份盘驱动器SP-0至SP-3代替。在这种情况下，被备份控制器替代的SCSI控制器SC0的信息存贮在ID存贮器12（图2），而且所有的对SCSI控制器SC0的访问命令都变成为对RAID控制器RC中的备份控制器SPC的访问命令。

如上所述，用备份盘驱动器代替盘驱动器而不用备份控制器代替SCSI控制器是可能的。

例如，如果与SCSI控制器相连的盘驱动器0-2中发生了故障，则使用连到备份控制器上的备份盘驱动器SP-0作为替代盘是可能的。当用备份盘驱动器SP-0代替盘驱动器0-2时，RAID控制器将信息存贮在ID存贮器12中。RAID控制器RC把对连到SCSI控制器上的盘驱动器0-2的访问改变为对连到备份控制器上的备份盘驱动器SP-0的访问。

当有故障的盘驱动器由备份盘驱动器代替时，RAID控制器RC将有故障的盘驱动器中的数据恢复到备份盘驱动器中。

在盘阵列装置中，包括冗余数据的块（称作冗余组）被分成由多个盘驱动器存贮。所以，如果在一个盘驱动器中发生了故障，有可能用其他正常盘驱动器中的数据来恢复出故障盘驱动器中的数据。例如，如果在盘驱动器0-2中发生了故障，有可能从其他五个正常盘驱动器中恢复出故障的盘驱动器0-2中的数据，因为盘驱动器1-2、2-2、3-2、4-2以及盘驱动器0-2中构成冗余组。RAID控制器RC从这些正常盘驱动器中读出数据，再生出有故障的盘驱动器0-2中的数据，并将这些数据写入备份盘驱动器SP0中。

由于一个传统的阵列盘驱动器是如上文所描述那样构成的，它必须包含一个专用的备份控制器SPC用以得到热备份系统的功能。备份控制器SPC只用于盘驱动器中发生了故障的时候。这样，由于总要包括一个备用控制器而使系统本身变得昂贵了。

提供本发明正是为了解决上述问题。

本发明的一个目标是在不使用专用备份控制器的情况下获得热备份系统功能。

本发明的另一个目标是提供一种改进的阵列记录设备，它通过用一组备份盘驱动器代替单个故障盘驱动器而减少了恢复故障盘中数据所需要的时间。

为了实现这些目标，根据本发明的阵列记录设备包括一组存贮数据用记录装置、访问这些记录装置用的一个通道控制器、用于控制通过通道控制器对记录装置进行数据存取的一个控制装置、以及用于代替这些记录装置之一并存贮数据的一个备份记录装置。

该阵列记录设备还包括一个选择连接装置，用于有选择地连接通道控制器和备份记录装置，其中，当记录装置之一被要求替换时，控制装置便要求把通道控制器和备份装置连到选择连接装置上，并把对被替换记录装置的数据存取改变为对备份记录装置的数据存取。

再有，记录装置和备份记录装置分别有一标识，为把对被替换记录装置的数据存取改变成对备份装置的数据存取，控制装置将数据存取命令中指定的记录装置标识改为备份记录装置的标识。

再有，根据本发明，该阵列记录设备可以包括：

a）一组用于存贮数据的记录装置;

b）用于耦合各记录器和传送数据的一条总线;

c）用于替换记录装置之一的一个备份装置;

d）用于有选择地将备份装置连到总线上的选择连接装置;以及

e）访问装置，用于通过总线访问记录装置、要求将备份装置和总线耦合到选择连接装置上以便将记录装置之一替换成备份装置。

再有，在根据本发明的阵列记录设备中，访问装置可以包括用于请求将备份装置和总线耦合到选择连接装置上的耦合请求装置，而选择连接装置可以包括根据耦合请求装置发出的耦合请求去耦合备份装置和总线的驱动器/接收器装置。

在阵列记录设备中，总线可以有一组信号线，备份装置可以提供对应的信号线，而驱动器/接收器装置可以有一组连线装置用于根据耦合请求分别连接总线和备份装置的对应信号线。

在该阵列记录设备中，访问装置可以包括用于向驱动器/接收器装置输出数据传送方向的方向输出装置和用于在由连线装置连接起来的（信号）线中切换数据传送方向的切换装置。

在该阵列记录设备中，访问装置可以分别对每个记录装置和备份装置指定一个标识码，它还可以包括一个访问变换装置用于变换标识码从而用备份装置替换记录装置。

在该阵列记录设备中，访问装置可以包括一个SCSI控制器，总线是一条SCSI总线，而标识码是SCSI使用的ID。

在该阵列记录设备中，访问变换装置可以包括登录被变换标识码的标识存贮装置以及改变访问装置，该改变访问装置参照由标识存贮装置登录的标识码把以被替换记录装置的标识码进行数据访问改变为以备份装置的标识码进行数据访问。

在该阵列记录设备中，访问装置可以包括控制装置用于访问各记录装置、判明替换记录装置的必要性、要求耦合请求装置输出耦合请求、以及要求标识存贮装置登录被替换的标识码。

在该阵列记录设备中，控制装置可以是用于以记录装置组织冗余数据组的RAID控制器，其中RAID控制器可以包括根据冗余数据组将被替换记录装置中的数据恢复到备份装置中去的恢复装置。

在该阵列记录设备中，访问装置可以包括一组通道控制器，每个通道控制器通过总线连接一个以上的记录装置。

在该阵列记录设备中，可以设置多个选择连接装置，每个选择连接装置可以与那些通道控制器连接。

在该阵列记录设备中，多个选择连接装置可以串联而且可以共同与备份装置相连。

在该阵列记录设备中，每个选择连接装置可以连接多个备份盘驱动器。

本发明包括在一个阵列记录设备中替换一个故障的记录装置的一种方法，该阵列记录设备具有一组存贮数据的记录装置、一个连接这些记录装置的通道控制器、一个控制通过通道控制器对记录装置进行数据访问的控制装置、一个用于代替一个记录装置和存贮数据的备份装置。该方法可以包括下述步骤：

a）有选择地连接通道控制器和备份装置;

b）请求由控制装置连接通道控制器和备份装置;

c）登录由备份装置对该记录装置的替换;

d）根据所登录的替换把对被替换的记录装置的访问改变为对备份装置的访问。

另一种情况是该方法可包括下述步骤：

a）提供与通道控制器相连的备份驱动器;

b）登录记录装置与备份装置的替换;以及

c）根据所登录的替换把对被替换的记录装置的访问改变为对备份装置的访问。

上述的“提供”步骤可以分别给记录装置和备份装置指定标识码;“登录”步骤可以存贮被替换的记录装置和备份装置的标识码;“改变”步骤可以根据被登录的标识码将与一个访问伴随的标识码改变成备份装置的标识码。

图1给出根据本发明的一个第一实施例的阵列盘驱动器的配置。

图2给出根据本发明的一个实施例的SCSI控制器的配置。

图3是根据本发明的一个实施例的RAID控制器的操作流程图。

图4是根据本发明的一个实施例的SCSI控制器的操作流程图。

图5是根据一个第一实施例的驱动器/接收器的配置图。

图6给出根据一个第二实施例的驱动器/接收器的配置图。

图7给出一个第三实施例的驱动器/接收器的配置图。

图8是根据本发明第二实施例的阵列驱动器的配置图。

图9给出根据本发明的第三实施例的阵列盘驱动器的配置图。

图10给出根据本发明的第四实施例的阵列盘驱动器的配置图。

图11给出根据本发明的第五实施例的阵列盘驱动器的配置图。

图12是根据第一实施例在一维空间中安排的阵列盘驱动器的配置图。

图13是根据第二实施例在一维空间中安排的阵列盘驱动器的配置图。

图14是根据本发明的第七实施例在三维空间中安排的阵列盘驱动器配置图。

图15是根据本发明的第八实施例在将数据恢复到一组备份盘装置情况下的概念图。

图16是根据第二实施例在将数据恢复到一组备份盘驱动器情况下的概念图。

图17是根据本发明的第九实施例的阵列盘驱动器的配置图。

图18是传统的阵列盘驱动器的配置图。

实施例1

图1给出与本发明有关的阵列盘驱动器第一实施例。这里略去了关于图18所示传统设备中相同部件的解释。

与传统设备的主要差别在于这里不需要备份控制器SPC。在图1中，一个驱动器/接收器D/R有选择地将每个SCSI控制器SC0至SC4与备份盘驱动器SP0至SP2连接起来。一个接收启动信号RE用于连接SCSI控制器和备用盘驱动器。

这里，SCSI控制器的ID号是ID7，四个盘驱动器的ID号分别是ID0、ID1、ID2和ID3。

SCSI接口有能力识别最多八个盘驱动器。备份盘驱动器SP-0、SP-1和SP-2的ID号分别为ID4、ID5和ID6。

驱动器/接收器与每个SCSI控制器及备用盘驱动器SP-0至SP-2相连。每个SCSI控制器通过设置对驱动器/接收机的接收启动信号RE有效来访问备份盘。如前所述，在SCSI接口中未使用的ID号被指定给备份盘驱动器。所以，即使正规盘驱动器和备份盘驱动器这两组盘驱动器都连到一个SCSI控制器上，利用这些标识号码，也有可能访问正规的盘驱动器并与备份盘驱动器区分开来。

图2给出图1所示SCSI控制器SC0的方框图。SCSI控制器通过用驱动器/接收器将备份盘连到总线50并通过总线50向该盘驱动器存取数据，从而实现用备份盘替代有故障盘。每个SCSI控制器包含一个耦合请求装置40用于请求将备份盘驱动器连到驱动器/接收器上。再有，SCSI控制器包括一个方向输出装置30用于输出向驱动器/接收器传送或从驱动器/接收器传送数据的方向。此外，每个SCSI控制器用ID赋予装置20向盘驱动器赋予ID号。ID赋予装置向备用盘驱动器赋予未使用过的ID号。变换访问装置10把存贮改变标识号的ID的存贮器12中的赋予盘驱动器的标识号改变为备份盘驱动器的标识号从而替换盘驱动器。当ID存贮器12存贮改变的标识号信息时，变换访问装置10把从RAID控制器RC收到的访问请求中的标识号改变成备份盘驱动器的标识号，从而把对有故障盘驱动器的访问请求改变为对备份盘驱动器的访问请求。

如果在盘驱动器0-2中发生了故障，RAID控制器（RC）向SCSI控制器SC0发出如下两个请求，如图3所示。

请求1.设置接收启动信号RE有效从而使驱动器/接收器D/R0操作。

请求2.使用备份盘驱动器SP-0代替盘驱动器0-2。

SCSI控制器SC0按如下所述操作，以实现来自RAID控制器RC的两个请求，如图4所示。

（1）首先，SCSI控制器SC0设置接收启动信号RE有效。

（2）其次，SCSI控制器SC0用盘驱动器1-2、2-2、3-2和4-2中的数据恢复要写入备份盘驱动器中的数据并把恢复后的数据写入备份盘驱动器SP-0。

（3）然后，SCSI控制器SC0把赋给备份盘驱动器SP-0的ID号（对应于赋给故障盘驱动器0-2的ID号）存于ID存贮器12。此后，把ID号ID2改成ID4从而使对盘驱动器的0-2的访问请求变换成对备份盘驱动器SP-0的访问请求。

在图2中，在SCSI控制器中示出变换访问装置10，但在RAID控制器RC中提供变换访问装置10也是可能的。如果在RAID控制器RC中提供变换访问装置，则从RAID控制器RC接收到SCSI控制器中的访问请求已经生成为对备份盘驱动器的访问请求。SCSI控制器根据该访问请求去访问备份盘驱动器而不必改变该访问请求。

图5给出为SCSI接口中每条信号线提供的驱动器/接收器的配置图。例如，如果SCSI接口由总共18条信号线组成，则如图5所示提供18个驱动器/接收器。驱动器/接收器包含一个开关SW。开关SW输入来自SCSI控制器SC的接收启动信号RE。开关SW还输入构成SCSI接口的信号线中的信号DIR。方向信号DIR表示信号的方向。就是说，该信号指示出数据是从SCSI控制器传送到盘驱动器或是从盘驱动器传送到SCSI控制器。

只有当接收启动信号RE有效时开关SW才工作。在这种情况下，开关SW根据方向信号DIR或者接通信号D1或者接通信号D2。在方向信号DIR显示出从SCSI控制器指向盘驱动器的方向时，信号D2被接通。反之，如果方向信号DIR显示出从盘驱动器指向SCSI控制器的方向，则信号D1被接通。

图6显示出根据本发明的驱动器/接收器的第二实施例。在第一实施例中，方向由信号D1和D2指示。但在图6所示实施例中，只由根据方向信号DIR接通和切断的信号D来指示方向。

再有，图7中显示驱动器/接收器的第三实施例。上述驱动器/接收器是为组成SCSI接口的每条信号线提供的。所以，为了使电路尺度尽可能小，设置了一个能为所有信号线共同使用的开关SW。在这一实施例中，只使用了一个开关SW。信号D1或D2都从开关SW送到与每条信号线相连的驱动器/接收器中。

通过上述操作，驱动器/接收器能有选择地将备份盘驱动器连到SCSI控制器上。由驱动器/接收器连接的备份盘驱动器能按通常盘驱动器的完全相同的方式被访问。但是，区别在于盘驱动器和备份盘驱动器分别有不同的ID号，而SCSI控制器使用这些ID号来区分和访问盘驱动器和备份盘驱动器。

如已描述的那样，根据这一实施例，有可能在不使用专用的备份控制器的情况下获得热备份系统的功能。

在根据本实施例的阵列记录设备中，因为当在盘驱动器中发生故障时驱动器/接收机便将SCSI控制器连到备份盘驱动器上，故不需要备份控制器SPC。就是说，备份盘驱动器在RAID控制器的控制下操作，因为驱动器/接收器把备份盘驱动器连到控制盘驱动器的SCSI控制器上。

在根据本实施例的阵列记录设备中，标识符被赋予上面描述过的盘驱动器和备份盘驱动器。RAID控制器RC使用赋予每个盘驱动器的标识符以备份盘驱动器来替换盘驱动器。所以，即使该盘驱动器 和备份盘驱动器连到一个SCSI控制器上，通过区分盘驱动器和备份盘驱动器而能够访问正确的盘驱动器。

实施例2

在第一实施例中，驱动器/接收器分别连到每个SCSI控制器上。如图8所示，D/R也能连到一个SCSI控制器上。

在图8中，驱动器/接收器连到SCSI控制器4上，三个备份盘驱动器连到该驱动器/接收器上。如果在盘驱动器4-0中发生了故障，RAID控制器RC便要求SCSI控制器4应该以备份盘驱动器SP-0来替换盘驱动器4-0。

再有，如果在盘驱动器3-3中发生了故障，则RAID控制器RC用连到SCSI控制器4上的备份盘驱动器SP-1代替连到SCSI控制器3上的盘驱动器3-3。

这样，如果盘驱动器4-0由备份盘驱动器SP-0替换而盘驱动器3-3由备份盘驱动器SP-1替换，便会造成对SCSI控制器4的两个请求的争用。阵列盘驱动器向多个盘驱动器记录包括冗余数据的数据。所以，同时发生对盘驱动器3-3和盘驱动器4-3的访问。盘驱动器3-3由备份盘驱动器SP-1替换，而这个备份盘驱动器SP-1通过驱动器/接收器与SCSI控制器4相连。结果，对盘驱动器4-3的访问和对备份盘驱动器SP-1的访问发生了争用。当两个访问争用时，一个访问保持等待在SCSI控制器4中直至另一个访问的处理完成为止。其访问顺序可由RAID控制器决定而不由SCSI控制器4决定。

实施例3

在前面的实施例中，三个备份盘驱动器是串联连接的。但如图9所示，备份盘驱动器能通过驱动器/接收器实现并联连接。

图9所示的第三实施例中使用三个驱动器/接收器，一个备份盘驱动器连到这三个驱动器/接收器的每一个上。在这个实施例中，所有备份盘驱动器使用ID号ID4。这里，ID5和ID6没有用作ID号，可以将赋予ID号ID5和ID6的外加的备份盘驱动器再串联连接，加在备份盘驱动器ID4上。

提供附加的驱动器/接收器（图9中未画出）也能使备份盘驱动器连到SCSI控制器SC3和SC4上。

这样，由于把多个备用盘驱动器分别并联到每个SCSI控制器上，如果在连到每个SCSI控制器上的盘驱动器中发生了故障，便能使用与包含该故障盘驱动器的SCSI控制器相连的备份盘驱动器作为替代盘驱动器。所以，有较小可能性出现多个访问（象对实施例2所描述的那样）同时争用一个SCSI控制器。

实施例4

在实施例1至3中，通过使用驱动器/接收器而去掉了备份控制器，但是不使用驱动器/接收器也能去掉备份控制器。

图10给出第四个实施例中阵列盘驱动器的配置图。这里，一个备份盘驱动器与盘驱动器串联。例如，备份盘驱动器SP-0连到SCSI接口SC0上。备份盘驱动器SP-1以同样方式连到SCSI控制器SC2。备份盘驱动器SP-0和SP-1的ID号是ID4。所以，有可能根据ID号把一个备份盘驱动与其他盘驱动器区分开。例如，如果盘驱动器0-1发生了故障，则用连到与盘驱动器0-1相同的SCSI控制器上的备用盘驱动器SP-0来代替它。

如果盘驱动器3-3发生故障，则用与SCSI控制器SC2相连的备用盘驱动器SP-1代替它，因为该备份盘驱动器不与SCSI控制器SC3相连。当盘驱动器0-1被备份盘驱动器SP-0替代时，对ID1的访问被SCSI控制器SC0改成了对ID4的访问，因为这两个盘驱动器连到同一个SCSI控制器上。

另一方面，当盘驱动器3-3被备份盘驱动器SP-1替换时，在RAID控制器RC中把“连接到SCSI控制器SC3上的盘驱动器3-3”变换成“连接到SCSI控制器SC2上的备份盘驱动器SP-1”。在这种情况下，多个访问（如在实施例2中描述的那样）争用SCSI控制器2。在SCSI控制器2或RAID控制器RC中执行访问顺序控制以解决争用问题。

在根据本实施例的阵列记录设备中，不需要备份控制器SPC来控制备份盘驱动器，因为备份盘驱动器连到了控制盘驱动器的SCSI控制器上。备份盘驱动器在控制盘驱动器的SCSI控制器的控制之下，而RAID控制器RC区分对盘驱动器和备份盘驱动器的访问。

实施例5

在上述实施例4中，根据本发明构成的设备中包含二个备份盘驱动器。然而，如图11所示，这些备份盘驱动器能分别与每个SCSI控制器相连。

再有，多个备份盘驱动器（图中未画出）能被串联到每个SCSI控制器上。例如，SCSI控制器0有能力再连接二个外加的备份盘驱动器，因为ID5和ID6未被用作为ID号。

实施例6

实施例1至5给出使用多个SCSI控制器的实例。如图12和图13所示，只包括一个SCSI控制器的设备也是可能的。当只提供一个SCSI控制器时，在一维空间排列的盘驱动器0-0至0-3构成一个冗余组。这样，可以建立如先前各实例中所描述的阵列盘驱动器设备。在图12所示实施例中，当在此冗余组内的一个盘驱动器发生故障时，该故障盘驱动器能由与驱动器/接收器相连的备份盘驱动器代替。在图13所示实施例中，故障盘驱动器能由与同一SCSI控制器相连的备份盘驱动器代替。

实施例7

图14给出盘驱动器在三维空间中排列时的情况。即使是阵列盘驱动器在三维空间中排列的情况里，也能使用备份盘驱动器。例如，在图14中如果盘驱动器4-0-0发生故障，它能由备份盘驱动器SP-0替代。再有，如果盘驱动器4-0-1发生故障，它能由备份盘驱动器SP-1替换。图14给出图1所示第一个实施例应用于三维空间的实例。但是，将上述其他实施例应用于在三维空间中排列的盘驱动器阵列设备也是可能的。

实施例8

在上述实施例1至7中，一个有故障盘驱动器由一个备份盘驱动器替换。在这第八个实施例中，一个有故障盘驱动器由多个备份盘驱动器替代。

如图11所示，如果盘驱动器1-3发生故障，它由两个备份盘驱动器SP-1和SP-2替代。图15是如何以备份盘驱动器SP-1和SP-2替代有故障盘驱动器1-3的图形表示。在盘驱动器1-3中的数据A和B被分别恢复到备用盘驱动器SP-1和SP-2中。例如，在盘驱动器中的头一半数据被恢复到备份盘驱动器SP-1中的记录区（图15中表示为A），而后一半数据被恢复到备份盘驱动器SP-2中的记录区（表示为B）。在这种情况下，如果又出现故障而且此故障发生在盘驱动器1-2中，那么在盘驱动器1-2中的头一半数据被恢复到备份盘驱动器SP-2中另一个记录区（表示为C），而在盘驱动器1-2中的后一半数据被恢复到备份盘驱动器SP-1中的另一个记录区（表示为D）。

结果，通过把数据恢复到多个盘驱动器使恢复所需时间减少。而且在替换故障盘之后数据能以调整恢复到替代盘上。

图16给出使用多个备份盘驱动器的另一实施例。在图15中有故障盘驱动器中的头一半和后一半数据被恢复到相应的两个备份盘驱动器中。在图16中给出按有故障盘驱动器的块或地址为单位来恢复数据的情况。在图16中，数字1至8代表有故障盘中的块或地址。备份盘驱动器SP-1恢复有故障盘的奇数块或地址中的数据。备份盘驱动器SP-2恢复有故障盘的偶数块或地址中的数据。

能使用其他方式把数据恢复到备份盘中（图中未画出），例如按柱面为单位恢复数据、按道单位恢复数据、按文件单位恢复数据或按目录单位恢复数据等。

在根据本实施例的阵列记录设备中，当把故障盘驱动器中的数据恢复到备份盘驱动器上时，对备份盘驱动器的访问被分开到多个备份盘驱动器，因为这里用多个备份盘驱动器代替一个有故障盘驱动器。

再有，在用新的盘驱动器替换了有故障盘驱动器之后，当把备份盘驱动器的数据拷贝到这个新盘驱动器时，通过从多个备份盘驱动器中读出数据可以使完成拷贝过程的速度高于从一个备份盘驱动器中读出数据的情况。

实施例9

图17给出把有故障盘中数据恢复到多个备份盘驱动器中的另一个实施例。图17中所示配置图与相关技术中描述的相同，只是用多个备份盘驱动器替代一个有故障盘。例如，如果盘驱动器0-2发生故障，它由备份盘驱动器SP-0和SP-1替代。

在前面的实施例中给出一个有故障盘驱动器用两个备份盘驱动器来恢复的情况。但是，不少于两个的多个备份盘能用于替换。

在本发明中，能使用其他种类的接口替代SCSI接口。

在上述实施例中，尽管没有特别说明，磁盘驱动器、光盘驱动器、或紧致盘驱动器都能用作盘驱动器。对于本发明，没有必要指定记录介质的种类。再有，在上述实施例中给出盘驱动器用于构成阵列记录设备的情况。但是，对于本发明，也能使用其他记录介质来存贮数据而不使用盘驱动器。

Claims (36)

1、一种阵列记录设备，包含：

一组存贮数据用的记录装置；

一个用于连接记录装置的通道控制器；

一个用于控制通过通道控制器对记录装置存取数据的控制装置；

一个用于代替记录装置之一去存贮数据的备份装置；以及

选择连接装置，用于需要替代一个记录装置时接收来自控制装置的请求以有选择地将通道控制器和备份装置连接起来；

这里的控制装置把对被替换记录装置的数据存取改变成对备份装置的数据存取。

2、一种阵列记录设备，包含：

一组存贮数据用的记录装置;

一个用于连接记录装置的通道控制器;

一个用于控制通过通道控制器对记录装置存取数据的控制装置;以及

一个用于代替记录装置之一去存贮数据的备份装置;

这里，通道控制器连接备份装置;而且

这里，在需要替换一个记录装置时，控制装置把对被替换记录装置的数据存取改变成对备份装置的数据存取。

3、权利要求1的阵列记录设备，其特征在于每个记录装置和备份装置有各自的标识码，其中，控制装置把一条数据存取命令中所指定的记录装置的标识码改变成备份装置的标识码，从而把对被替换记录装置的数据存取改变成对备份装置的数据存取。

4、权利要求1的阵列记录设备还包含多个备份装置用于存贮数据，其特征在于被替换的记录装置由多个备份装置替代。

5、一种阵列记录设备，包含：

（a）用于存贮数据的一组记录装置;

（b）用于耦合一组记录装置和传送数据的一条总线;

（c）一个用于替换记录装置之一的备份装置;

（d）用于有选择地把备份装置连到总线上的选择连接装置;以及

（e）访问装置，用于通过总线访问记录装置和用于要求选择连接装置将备份装置和总线连接以使用备份装置替代记录装置之一。

6、权利要求5的阵列记录设备，其特征在于访问装置包括请求把备份装置与总线耦合的耦合请求装置，而且这里的选择连接装置包括驱动器/接收器装置用于根据耦合请求装置发出的耦合请求把备份记录装置和总线耦合起来。

7、权利要求6的阵列记录设备，其特征在于总线有一组信号线，备用装置有对应的一组信号线，这里的驱动器/接收器装置有多个连线装置用于根据耦合请求分别将总线与备份装置的对应信号线相连。

8、权利要求7的阵列记录设备，其特征在于访问装置包括向驱动器/接收器输出数据传送方向的方向输出装置，而这里的驱动器/接收器装置包括切换装置用于切换由连线装置连接的一组信号线中的数据传送方向。

9、权利要求1的阵列记录设备，其特征在于控制装置分别赋予每个记录设备和备份设备标识码，该控制装置包括变换访问装置用于改变一个请求中的标识码从而以备份装置替代记录装置。

10、权利要求9的阵列记录设备，其特征在于访问装置包括一个SCSI控制器，其总线是SCSI总线，其标识码是用于SCSI的ID。

11、权利要求10的阵列记录设备，其特征在于变换访问装置包括用于登录标识变换的标识存贮装置以及访问变换装置，该访问变换装置参照由标识存贮装置登录的标识码把对以被替换记录设备的标识码进行的数据访问改变成以备份装置的标识码进行的数据访问。

12、权利要求11的阵列记录设备，其特征在于访问装置包括盘控制装置用于访问记录装置、确认替换一个记录装置的必要性、请求耦合请求装置输出耦合请求以及请求标识存贮装置登录被变换过的标识码。

13、权利要求12的阵列记录设备，其特征在于盘控制装置是一个用于以记录装置构成冗余组的RAID控制器，这里的RAID控制器包括恢复装置用于在数据冗余组基础上把被替换记录装置中的数据恢复到备份装置中。

14、权利要求5的阵列记录装置，其特征在于访问装置包括多个通道控制器，每个通道控制器通过总线连接一个以上的记录装置。

15、权利要求14的阵列记录装置，其特征在于它还包含多个选择连接装置，每个选择连接装置与至少一个通道控制器及备份装置相连。

16、权利要求15的阵列记录设备，其特征在于多个选择连接装置串联在一起并共同与备份装置相连。

17、权利要求15的阵列记录装置，其特征在于它还包含多个备份装置，这里的每个选择连接装置与一个备份装置相连。

18、在阵列记录设备中替换装置的一种方法，该阵列记录设备有存贮数据用的多个记录装置、用于连接这些记录装置的一个通道控制器、控制通过通道控制器向记录装置存取数据的一个控制装置、以及用于替代一个记录装置并存贮数据的一个备份装置，该方法包含下列步骤：

（a）由选择连接装置有选择地连接通道控制器和备份装置;

（b）在控制装置中产生一个要通过选择连接装置把通道控制器和备份装置相连的请求;

（c）登录由备份装置对记录装置的替换;

（d）根据所登录的替换，把对被替换记录装置的访问请求改变成对备份装置的访问请求。

19、在阵列记录设备中替换装置的一种方法，该阵列记录设备有存贮数据用的多个记录装置、用于连接这些记录装置的一个通道控制器、控制通过通道控制器向记录装置存取数据的一个控制装置以及用于替代一个记录装置并存贮数据的一个备份装置，该方法包含下列步骤：

（a）把备份装置连接于通道控制器;

（b）登录由备份装置对记录装置的替换;

（c）根据所登录的替换，把对被替换记录装置的访问改变成对备份装置的访问。

20、权利要求19的装置替换方法，其特征在于它还包括对记录装置和备份装置分别赋予标识码的步骤，这里的“登录”步骤存贮被替换记录装置和备份装置的标识码，“改变”步骤根据登录的标识码把对被替换记录装置的一次访问中的标识码改变成备份装置的标识码。

21、用于阵列记录设备的一个热备份系统，所述阵列记录设备包括多个记录装置和与所述多个记录装置相连用于控制对所述多个记录装置进行访问的一个控制装置，所述热备份系统的组成是：

至少一个与所述控制装置相连的备份记录装置;以及

替换装置用于以所述至少一个备份记录装置替换所述一组记录装置中至少一个被确定为有故障的记录装置。

22、权利要求21的热备份系统，其特征在于所述替换装置包括变换访问装置作为所述控制装置的一部分，用于把对所述至少一个有故障记录装置的访问改变成对所述至少一个备份记录装置的访问。

23、权利要求22的热备份系统，其特征在于所述一组记录装置的每一个以及所述至少一个备份记录装置各有一个标识，而且这里所述变换访问装置把一次访问中的所述至少一个有故障记录装置的标识改变成所述至少一个备份记录装置的标识。

24、权利要求23的热备份系统，其特征在于所述控制装置包括至少一个SCSI控制器，而且这里所述每一个标识是用于SCSI的ID。

25、权利要求21的热备份系统，其特征在于所述替换装置包括选择控制装置，用于有选择地把所述至少一个备份记录装置连接于所述控制装置以进行对所述至少一个备份记录装置的访问。

26、权利要求25的热备份系统，其特征在于所述控制装置请求所述选择控制装置去连接所述至少一个备份记录装置。

27、权利要求21的热备份系统，其特征在于所述控制装置包括一组通道控制器，每个所述通道控制器与一组所述记录装置相连。

28、权利要求27的热备份系统，其特征在于所述至少一个备份记录装置与所述一组通道控制器中的一个相连。

29、权利要求27的热备份系统，其特征在于所述至少一个备份记录装置与所述通道控制器中的至少两个相连。

30、权利要求29的热备份系统，其特征在于所述替换装置包括一组选择控制装置用于有选择地把所述至少一个备份记录装置与至少两个通道控制器中的至少一个相连，以通过所述至少一个通道控制器访问所述至少一个备份记录装置。

31、权利要求30的热备份系统，其特征在于所述控制装置请求所述一组选择控制装置把所述至少一个备份记录装置连接于所述至少一个通道控制器。

32、权利要求27的热备份系统，其特征在于它进一步包含一组备用记录装置，而且这里至少两个所述通道控制器连接于至少一个不同的备份记录装置。

33、权利要求21的热备份系统，其特征在于所述替换装置包括数据传送装置，用于把存贮于所述有故障记录装置中的数据记录到所述至少一个备份记录装置中。

34、权利要求33的热备份系统，其特征在于所述一组记录装置被分成若干冗余组，而这里的数据同时存贮于每个冗余组内的每个记录装置中，而且这里所述数据传送装置把来自作为一个冗余组（该冗余组包含所述有故障的记录装置）组成部分的各记录装置的数据记录到所述备份记录装置中。

35、权利要求33的热备份系统，其特征在于所述数据传送装置把存贮于所述有故障记录装置中的所述数据分成若干部分记录于一组备份记录装置中。

36、一种阵列记录设备，其组成是：

用于存贮数据的一组记录装置;

用于控制对记录装置进行数据存取的一个控制装置;以及

用于代替记录装置之一并存贮数据的若干备份装置;

这里的被替代记录装置由一组备份装置所替代。

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