[发明专利]智能可缩放存储切换架构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年8月25日提交的、发明名称为“SMART SCALABLE STORAGE SWITCH ARCHITECTURE”、申请号为60/711,863(律师案号 59472-8092.US00)的美国临时专利申请的优先权，在此引用其作为参考。

背景

存储系统经常使用多个磁盘驱动器来提供例如容错、增加的吞吐量、增加 的存储量和可扩展性的特征。例如，镜像使用了两个或多个驱动器来存储数据 的复制副本，从而在其中一个驱动器出现故障时仍然可以从另一个驱动器中读 取数据。条带化允许将数据划分成可同时并行写入(读出)两个或多个驱动器 的部分，以提供增加的吞吐量。级联组合了两个或多个驱动器，从而允许比可 从单个磁盘驱动器中获得的更高的存储量。虽然这种特征已变为在企业类存储 解决方案中是通用的，但是这些特征在用户系统中仍然是罕见的。组装这种系 统的成本和复杂性阻止了许多用户利用这些高级存储特征。

对商品、用户级别的存储硬件的设计限制还防止用户从这些高级存储特征 中获益。例如，许多计算机系统限制了可由单个主机寻址的磁盘驱动器数量。 串行高级技术附加装置(SATA)1.0规范(可从www.serialata.org网页中获得) 仅支持将单个磁盘驱动器连接到主机。随后添加了附加寻址方案，即SATA II 端口乘法规范(可从www.serialata.org网页中获得)，它允许主机对15个物理磁 盘驱动器进行寻址，但并非所有主机都支持该最新规范，而该主机计算机系统 管理多个驱动器涉及对许多用户很困难的附加复杂性和配置。该最终结果就是 用户无法获得易于使用、低成本且能够提供对企业类计算机系统有效的高端存 储特征的硬件。

概述

提供了一种利用商品、用户级别的存储设备来提供高级存储特征的系统和 方法。高级存储系统是一种连接在计算机系统与一个或多个物理磁盘驱动器之 间的元件。高级存储系统的主机接口将它自身作为虚拟磁盘驱动器呈现给计算 机系统，它执行用户级别的存储硬件的命令，该用户级别的存储硬件为计算机 系统的主机控制器所熟知。同样地，高级存储系统的存储设备将它自身驱动器 作为用户级别的主机控制器呈现给一个或多个磁盘驱动，而不管与它相连的物 理存储设备的实际拓扑结构是什么。首先，高级存储系统接收从计算机系统到 虚拟设备的命令，并将该命令映射成一个或多个物理命令。接下来，将映射的 物理命令发送到物理磁盘驱动器来执行命令实体。最后，组合来自于物理磁盘 驱动器的应答，并把对虚拟命令的单个应答发送回计算机系统。该系统为用户 提供了一种简单的方法来组合低成本、用户级别的硬件，以向计算机系统添加 高级存储特征。

提供此概述是为了以简化方式介绍将在以下详细说明中进一步描述的的概 念的选择。此概述并不旨在标识请求保护的主题的关键特征或基本特征，也不 旨在用来限制请求保护的主题的范围。

附图概述

图1是示出一个实施例中的高级存储系统的元件的框图；

图2示出一个实施例中的级联的高级存储系统设备的拓扑结构；

图3是示出一个实施例中的对系统元件进行虚拟到物理映射的处理流程图；

图4是示出一个实施例中的对元件进行虚拟到物理映射以生成虚拟响应的 处理流程图；

图5示出一个实施例中的各种存储架构；

图6示出一个实施例中的SteelVine结构的各种应用；

图7示出一个实施例中的策略与机制的分离；

图8示出一个实施例中的虚拟命令向物理命令的转换；

图9示出一个实施例中的SteelVine元件的逻辑层；

图10示出一个实施例中的物理磁盘区域向虚拟驱动器的转换；

图11示出一个实施例中的通过级联物理磁盘区域来创建虚拟驱动器；

图12示出一个实施例中的存储子系统软件元件的高级视图。

详细说明