[发明专利]动态物理和虚拟多路径输入/输出的方法、系统和装置

说明书

技术领域

一般地，本发明涉及计算和信息存储设备；更具体地，涉及计算和信 息存储设备的动态物理和虚拟多路径输入/输出(I/O)。

背景技术

常用类型的计算设备是桌面型计算机和服务器系统。对于信息存储， 日益普遍的技术被称为存储区网络化，或简单地称为存储区网络(SAN)。 SAN技术包括以如下方式将远程计算机存储设备(例如盘阵列和光学存储 阵列)连接至服务器和其他计算设备，即对于共享存储设备的计算设备和 操作系统来说，所述存储设备似乎是本地连接的设备。

光纤通道交换机通常将服务器和其他计算设备连接至SAN。在传统光 纤通道SAN中，输入/输出控制器(IOC)或主机总线适配器(HBA)包 括经由光纤通道链路连接至光纤通道交换机或只是一组磁盘(JBOD)的N 端口(N_Port)。在初始化期间，主机操作系统(OS)的驱动器初始化光 纤通道序列，并使得HBA向光纤通道交换机发送结构登录命令(FLOGI)， 其包括用于N端口的全球端口名称(WWPN)。光纤通道交换机向N端 口返回FLOGI响应，其包括与N端口的WWPN相关的光纤通道地址或 虚拟标识符(虚拟ID)。

驱动器还执行发现功能，其中经由HBA使得驱动器与光纤通道交换 机通信并获得结构(fabric)中的全部设备的地址列表。然后，发现功能包 括去往每个地址，登录到与该地址相关的设备，以及确定该设备是否为光 纤通道/小型计算机系统接口(SCSI)目标。如果该设备是光纤通道/SCSI 目标，则发现功能建立目标和HBA之间的连接。此外，将物理光纤通道 链路作为SCSI总线暴露给OS，此后以传统SCSI方式使得与被发现的 FC/SCSI设备相关的远程端口似乎是SCSI总线上的目标。

由于只能将一个WWPN和光纤通道地址分配给单个光纤通道链路上 的N端口，所以传统的光纤通道SAN受到限制。换言之，传统计算模型 构想了每个计算设备具有一个OS，从而OS显式地拥有光纤通道端口。因 此，基于光纤通道端口定义了系统管理工具，例如分区和选择性存储表示/ 逻辑单元号(LUN)屏蔽。

然而，光纤通道SAN技术已经被扩展为包括N端口ID虚拟化(NPIV)。 NPIV是虚拟化物理光纤通道端口的标准化方法。NPIV允许连接结构的N 端口要求多个光纤通道地址。每个地址都似乎是光纤通道结构上的唯一实 体。通过利用NPIV，可将光纤通道交换机可识别的多个WWPN和光纤通 道地址分配给单个物理光纤通道链路和N端口。使得物理光纤通道端口对 于结构而言似乎是多个实体因此扩展或推广了传统计算模型。

工程师通过在计算设备的物理处理器和SAN之间创建多个物理路径 而提高了SAN的容错性和性能。通常，多个物理路径涉及通过诸如多个总 线、多个控制器、多个交换机、和多个桥接设备之类的设备创建I/O路径。 典型地，创建多个路径的技术被称为多路径I/O。多路径I/O的现有方案 使用专用物理资源，例如专用光纤通道主机总线适配器、交换机端口、电 缆、和其他物理资源元件。

发明内容

如下详细描述了附图中所示的实施例。描述的细节可以清楚地传达实 施例的各个方面。然而，所提供的细节的数量并非旨在限制实施例的预期 变型。相反，其旨在覆盖由所附权利要求限定的各个实施例的所有修改物、 等同物、和替代物。下文的详细描述旨在使得这些实施例对于本领域普通 技术人员是显而易见的。

一般地，构想了动态管理物理和虚拟多路径I/O的方法、装置、系统、 和计算机程序产品。各个实施例包括一个或多个计算设备，例如具有至少 两个HBA的一个或多个服务器。所述HBA中的至少一个可与虚拟I/O服 务器相关，后者采用所述HBA在多个虚拟客户端和存储区网络的一个或 多个存储设备之间传送数据。所述实施例可监视所述HBA的可用性，例 如监视HBA的故障或与所述HBA耦合的设备的故障。在检测到所述HBA 之一不可用时，所述实施例可动态地从与不可用的HBA相关的I/O路径 切换至备选HBA。

一些实施例包括一种方法，包括：使得虚拟客户端能够经由第一物理 HBA在存储网络的存储设备和所述虚拟客户端之间传送数据；使得虚拟 I/O服务器能够经由第二物理HBA在所述存储设备和所述虚拟I/O服务器 之间传送数据；以及动态地使得所述虚拟客户端能够经由所述I/O服务器 和所述第二物理HBA在所述存储设备和所述虚拟客户端之间传送数据。