[发明专利]用于SAS设备之间的多个单向虚拟连接的装置和方法

说明书

相关的专利申请

本专利申请涉及并要求序列号为60/882,847、提交于2006年 12月29日，名称为Apparatus and Methods for Multiple Unidirectional Virtual Connections Among SAS Devices的美国临时 专利申请的优先权。

技术领域

本发明一般涉及SAS域，更具体地涉及用于SAS域中的SAS设 备之间的多个单向虚拟连接的装置、系统和方法。

背景技术

串行连接SCSI(“SAS”)是一种用于连接互连的存储/计算架构的 组件的流行协议和介质。通常，SAS标准将SAS域定义为包括耦合到 一个或多个SAS目标设备零个或多个SAS扩展器设备的一个或多个 SAS发起者。通常，以点到点连接将SAS发起者设备耦合到SAS目 标设备。为了增强将SAS发起者设备连接到其它SAS目标设备的灵 活性，SAS域可以包括一个或多个SAS扩展器，以便在实质上提供一 种用于以点到点连接将任意SAS发起者耦合到SAS域的任意SAS目 标设备的切换结构。

更通常，由于许多设备有时可能担任发起者的角色而有时可能担 任目标的角色，因而SAS发起者设备和SAS目标设备中的每一个可 被称为SAS端设备(或端点设备)。无论设备的角色是作为SAS发 起者还是SAS目标，任何符合SAS的设备都可以试图开放(open) 与另一个设备的连接。例如，通常主机总线适配器SAS发起者设备开 放到SAS存储目标设备的连接。然而，为了返回请求的读取数据，存 储设备可能稍后返回到开放到进行请求的主机适配器的连接。因而在 本讨论中，一般避免“发起者”和“目标”这些术语。此处连接中的发起 者和目标设备可以简称为“端设备”或者“端点设备”，或者甚至更简单 地称为“设备”。此处试图开放到另一个端设备的连接的端设备也称为 “开放器”或“开放设备”，而接受开放请求的设备称为“被开放设备”。

SAS标准规定了两个连接的SAS设备之间的全双工连接。原则 上，这种全双工连接允许大体与被开放设备向开放器传回信息并行地 由开放设备向被开放设备传输信息帧(例如“数据帧”)。根据这些SAS 规范，这种全双工连接允许两个端设备之间的点到点连接的几乎完全 的利用(与协议相关的开销交换总是会消耗一些可用带宽)。这个以 及其它SAS规范是本领域普通技术人员公知的，并且例如可以在 www.t10.org容易地得到。

实际上，连接的SAS设备(例如耦合到I/O请求控制器的单个 盘驱动器设备)都具有准备要向开放的连接的另一个设备发送的数据 是很少见的。甚至在RAID存储子系统SAS设备耦合到SAS主机适 配器设备的情况下(取决于RAID存储控制器的架构)，主机和存储 系统完全利用真正全双工连接的可用带宽也是罕见的。因而，通过真 正全双工通信的SAS连接的完全(或接近完全)利用实际上是非常少 见乃至于不存在的。相反，经验测试数据表明，两个设备之间的SAS 连接的利用率往往小于可用通信带宽的50％。这种不充分利用的一个 方面源于和SAS协议相关的固有开销和延迟。然而，造成这种不充分 利用的最主要原因是底层通信被执行为：主机系统(例如SAS发起者) 传输其一个或多个帧，这些帧表示要由存储设备(例如，单个盘驱动 器或更复杂的RAID或其它阵列存储设备)完成的请求。存储设备通 常需要某个基本处理时间以完成从主机系统接收的请求。这样，在 SAS发起者已经开放用于其请求传输的连接的同时，SAS目标设备(例 如存储设备)很少已经具有了准备向SAS发起者传输的数据。因此， 通常在发起者到目标的传输完成时关闭开放的连接，并且仅当目标设 备准备好将请求的数据传回发起者时才重新连接。

由上述可见，当前需要改善SAS域中SAS发起者设备和SAS目 标设备之间的带宽利用率。

发明内容