[发明专利]存储数据加密

说明书

相关申请交叉索引

本申请是2004年10月1日申请的美国专利申请10/956,484(未决)的部分继续申请，其又为2004年6月18日申请的美国专利申请10/872,074(未决)的部分继续申请。

发明背景

技术领域

本发明总体上涉及数据存储设施，特别是数据存储设施内的数据加密。

现有技术

数据存储设施总体上包括磁盘阵列存储装置，其包括物理存储介质和相关控制。例如，典型的磁盘阵列存储装置包括多个物理磁盘驱动器作为物理存储介质。控制包括高速缓存、互连总线和适配器。至少一主机适配器连接在主机处理器或“主机”和总线之间。多个磁盘适配器用作总线和物理磁盘驱动器之间的接口。

从由主机处理的应用程序的角度，磁盘存储器通常被组织为“逻辑装置”。这样的“逻辑装置”也称为“逻辑存储装置”、“逻辑卷”和“装置”。下面的描述使用“逻辑装置”。每一逻辑装置可位于部分或整个单一物理磁盘驱动器中。逻辑装置也可位于多个物理磁盘驱动器上。逻辑装置可保存一个或多个“数据集”，也称为文件。每一数据集包括一个或多个盘区。盘区由一个或多个邻接存储位置确定，通常为磁盘存储系统中的邻接柱面或磁道。多个数据集可被指定为“分组”。

操作系统提供控制例程和数据结构以使主机应用程序与数据存储设施对接。来自主机应用程序的I/O请求通常定义操作，如“读”或“写”操作，及定义从其取回(读)数据或将数据发送(写)给其的逻辑存储位置的逻辑装置地址。

例如，基于IBM的系统使用MVS(IBM公司的注册商标)操作系统，其包括存取方法、单元控制块(UCB)及分配给每一逻辑装置的相关结构。操作系统I/O控制例程使用这些单元控制块将应用程序提供的逻辑装置地址转换为存储设施认可的基于连接的寻址。元数据如内容卷表(VTOC)中的元数据提供由分配给特定数据集的那一逻辑装置上的多个盘区占用的准确柱面和磁头范围。尽管单一盘区占用单一逻辑装置中的邻接存储位置，但所述操作系统可跨多个逻辑装置分散数据集中的各个盘区。

随着所保存数据数量的增长，现有数据存储设施中的数据量接近最大容量。增加容量通常涉及具有更大容量和改良性能的新数据存储设施的增加。由此，希望通过添加新的数据存储设施代替或补充现有数据存储设施。从所得到的改良性能受益通常需要将数据从旧的数据存储设施转移到新的数据存储设施。

对于增加新存储设施内的各个逻辑装置的存储容量还有长期趋势。其原因之一在于对当前操作系统内的单元控制块地址有体系结构限制。这阻止为支持扩展的存储而自由激增UCB。这种情形还由要求多个UCB专用于单一逻辑装置的寻址的某些吞吐量优化策略恶化。例如，现在可用的系统使用多个单元控制块寻址单一逻辑装置而提供重叠存取。授予Vishlitzky等的美国专利6,665,739公开在一种增强方案，其通过使用并行存取单元控制块向单一逻辑装置提供重叠的输入/输出请求。每将并行存取单元控制块分配给一个应用程序均减少可用于其它目的的单元控制块的数量。

在策略上的这些及其它增强和变化已增加了在可能时保持单元控制块数量的需要。一种保持方法是将来自多个小逻辑装置的数据合并到一个大逻辑装置中。这样的方法需要数据从现有逻辑装置转移到同一或不同数据存储设施中的一逻辑装置。然而，如果不是必需，在不中断被转移或迁移的数据的正常数据处理活动的情况下，透明地发生所述转移也是目标。

已经过多种努力以提供所述透明且并行的转移或迁移。例如，授予Atkin的美国专利6,145,066公开了在完整逻辑装置之间进行透明迁移数据的方法。根据该专利的公开内容，源逻辑装置中的数据以多阶段方法转移到目标逻辑装置。基本上，复制子任务通过将数据复制到目标逻辑装置而完成一遍源逻辑装置。在每一任务期间，用户应用程序持续与源逻辑装置中的数据交互作用。在复制子任务完成一遍之后，刷新阶段分析对源逻辑装置做出的变化并将变化后的数据复制到目标逻辑装置。该刷新阶段以迭代方式继续直到变化数低于预定阈值为止。之后，系统停顿给源逻辑装置的I/O请求以阻止用户应用程序和该逻辑装置之间的任一进一步的交互作用。在停顿期间，剩余的已变化数据转移到目标逻辑装置。之后，对换操作使目标逻辑装置成为新的源逻辑装置。即，在完成对换操作之后，使再能与用户应用程序的通信且结束停顿状态以使用户应用程序和目标(现在的新源)中的数据之间能交互作用。