[发明专利]在虚拟服务器平台上启动可启动虚拟存储设备的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2008年7月16日提交的、序列号为61/135,231、名称为“Method to Install and Boot a Virtual Appliance that OwnsBoot Devices”的美国临时专利申请的优先权，该申请在此通过引用而被全文并入。

技术领域

本发明总体上涉及计算机数据存储，并且更具体地涉及服务器平台上的虚拟存储设备和虚拟机监控器(VMM)环境。

背景技术

用于商业环境中的计算机网络持续需要更多的存储。这类企业通常使用集中式数据存储系统，并且计算机网络包括通过网络与数据存储系统进行通信的各种个人计算机、笔记本电脑等。数据存储系统通常包括控制诸如硬盘驱动器、磁盘或光盘和/或存储区域网络(SAN)的专用数据存储资源上的信息存储和信息获取的服务器平台。服务器平台通常包括管理物理盘驱动器并且将它们作为逻辑单元呈现给服务器平台的存储控制器。

在一种解决方案中，存储控制器包含独立盘冗余阵列(RAID)标准的硬件实现。RAID是通过将存储设备布置成用于冗余的阵列的技术而由廉价组件来提供存储可靠性的存储解决方案。一般而言，硬件RAID实现使用在多个存储设备之间分割和复制数据的专用硬件，但服务器平台将该阵列视为一个单独盘。尽管该实现提供廉价选择，但该解决方案在某些情况下仍需要使用可能不合期望地较贵的专用硬件。

随着处理能力的增加，以软件而不是专用硬件实现存储控制器变得更加普遍。例如，当前存在许多软件RAID实现，其中RAID逻辑是服务器平台的操作系统的一部分。这些解决方案可以极大地减少总成本以及对特定硬件平台的依赖性。然而，在服务器平台通过虚拟化还支持多个执行环境(例如，多个仿真操作系统)的情况下，软件实现具有重大缺陷。

软件RAID实现的另一个重大限制是需要针对所支持的每一种操作系统来配置它们，这可能增加开发、调试和部署的成本并且带来不便。在某些情况下，诸如Linux的衍生物，可能有与基于开源许可(例如，GNU通用公共许可以及其它)的条款的源过程代码的公开相关的其它复杂性。这些开源符合问题可能进一步地增加为这类操作系统实现软件RAID的成本和不便。

虚拟化技术使得单台主机可以运行虚拟机监控器(VMM)来呈现主机的多个抽象或视图，从而底层主机硬件看起来像一个或更多个独立运行的虚拟机(VM)。VMM包含允许主机支持多种执行环境的主机程序。每个VM可以用作运行其自身的固件、操作系统和/或软件应用程序的自包含平台。VMM管理主机资源对VM的分配和虚拟化。

当组合软件RAID或其它软件存储控制器作为VMM环境中的虚拟存储设备时，存在意义重大的配置挑战。例如，在VMM环境中安装和/或启动虚拟存储设备涉及多种复杂的情况。为了启动，虚拟存储设备需要被呈现在平台上。尽管相互不同，但存在很多可用的VMM环境。现有的解决方案必须针对每一种VMM环境来单独设计，并且需要针对将要使用的具体VMM环境来预先配置平台，这产生了意义重大的逻辑挑战。例如，启动标准的操作系统，在无需任何虚拟化的情况下是非常简单的，仅仅需要系统(例如，BIOS、EFI)载入少量模块。在此情形下，通常可以在O/S加载程序接管和控制处理之前加载启动加载程序和驱动器。然而，在VMM环境中，由于系统需要从加载VMM环境、主机操作系统和虚拟存储设备(以及伴随的存储控制逻辑)的全部的启动程序中进行加载，所以该处理会更加复杂。加载所有的这些组件可能需要10-100MB或更多的镜像。而且，启动设备通常为RAID卷，并且因此如果RAID引擎位于操作系统中时，RAID功能需要加载它，这可能涉及繁琐的递归自引用。

试图解决上述问题的已有解决方案包括使用启动代码中的RAID加载程序。然而，这产生了需要创建另一个RAID栈的成本，具有其自身的复杂性。尽管较大的制造商可能能够在EFI/BIOS中认证和维护RAID栈，但很多客户将或者不能或者不愿意这么做。试图解决上述问题的另一种解决方案包括在服务器平台的非易失性存储器中提供整个VMM环境。这也引入了另一系列的挑战。例如，VMM环境的代码大小可能是成问题的。而且，当在服务器平台的非易失性存储器中提供整个VMM环境时具有与VMM环境的发行和/或维护相关联的较大商业挑战。

除了在VMM环境中组合虚拟存储设备的众多优点之外，本领域中还需要在标准服务器平台中安装和/或启动虚拟存储设备的更成本有效的解决方案和系统及方法，其不依赖于具体的VMM环境并且其可以消除对平台进行预先配置的需求。

发明内容