[发明专利]在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速搜寻系统与方法，特别是一种在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法。

背景技术

随着网络传输速度日趋快速、低廉，使得在网络上传输数字音像也变得越来越普及，又加上数字音像本身文件大小都十分庞大，因此同时带动了数字储存媒体大型化的发展趋势。

随着数字媒体大型化的趋势，单一硬盘，甚至是单一硬盘柜都不足以应付这种大容量储存需求，而发展出AoE(ATA over Ethernet)与iSCSI这两种特殊的通讯协议。

ATA over Ethernet(AoE)是由Brantley Coile所创造并提出的一种网络通讯协议，且此协议可以在以太网络上存取ATA标准的储存装置，进而达到能以平价而且标准的技术来实现一个储存局域网络环境。

AoE不依赖以太网络中网络层以上的协议，包括IP、UDP、TCP等都舍弃不用。这表示AoE不能在局域网络上进行路由、绕径，所以AoE确实仅打算做为储存局域网络之用。

需要注意的是，AoE与iSCSI均强调自身是远比光纤信道(Fibre Channel)低廉的储存局域网络布建方案，不过AoE标榜比iSCSI更简单、更低廉，单就标准规范的技术文件而言，AoE规格仅有8页，而iSCSI却为257页。

在支持的硬件方面，目前已有Coraid公司推出AoE用的硬盘柜，被称之为EtherDrive。在软件方面，SourceForge.net所提供的vblade，能使安装有vblade的Linux服务器通过网络去寻找AoE硬盘柜，并在寻找到硬盘柜后可向硬盘柜提出储存服务的请求，进而使用硬盘柜内的储存空间、资源。vblade软件有两种型态与执行法，一种是以使用者空间(userspace)的执行程序(属aoetools工具程序包的一部份)来运作，另一种是以Linux的内核模块程序(kernel module)来运作。

虽然AoE是简单的网络协议，但在储存的功效机制运作上提高了复杂性，因此下面将针对AoE的细节作进一步说明。

在AoE协议中，主要采用了区块性的储存传输。在这种情况下，ATA在AoE中被当成一种硬盘用的线路协议，数据写入硬盘后若要进行读出，则会以一个或一个以上的块状型态进行回传，且每块的容量尺寸大小(Block size)固定一致，这可称为传输区块(Block)。

接着，AoE协议直接、简单地将ATA指令(ATA command)送入低阶网络封包内，使得以太网络线(ethernet cable)能有效取代ATA接口的接线(或称：排线，ribbon cable)，并可以在以太网络所到达的各端点(例如硬盘(硬盘柜)或计算机)进行数据区块的搬运与传输。

对ATA标准中的ATA排线而言，它不用去理会自身所传输的是何种数据区块，这对AoE标准而言也是相同，AoE标准所用的以太网络线不用去了解它所传输的是何种数据区块，用户可以读出、写入任何想要的区块数据，只不过在多数情况下，文件系统将比传输区块更适合用来进行数据的组织与结构化运用。

就传统而言，使用者是以文件系统的方式来使用计算机中的硬盘，如ext3、XFS、以及NTFS等文件系统都是以这种想定所设计、运用。然而在使用AoE时，由于AoE运用以太网络来取代ATA排线，这就有可能破坏这种用法，改用AoE方式运作对传统文件系统而言是一件危险的事，有可能导致文件系统的错乱，或造成操作系统的内核严重错误(kernel panic)。

对此，AoE是用集群式的文件系统来避免这些问题，使AoE硬盘、硬盘柜的区块性储存、传输的装置设备能够同时供多部计算机存取使用，跳脱以往ATA技术只能让硬盘、硬盘群专供一部计算机存取使用的限制。若就实际的功效运作来说，能够存取AoE硬盘柜的服务器自身就如同是加入集群系统的一部集群计算机，是通过集群的共享机制来共同取用储存资源，而AoE硬盘柜即是一个可供共享的区块性储存设备。GFS、OCFS2等属于常见的具有集群功效的文件系统。