[发明专利]在存储区域网络保持通信路径畅通的方法和存储区域网络

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据存储网络技术，更具体地，涉及一种用于在存储区域网络保持通信路径畅通的方法和存储区域网络。

背景技术

存储区域网络(SAN)是一种高速通信网络或子网络，旨在提供服务器与存储系统之间的数据传输。作为配置网络化存储的一种解决方案，SAN通过专用的光纤交换机建立起与服务器和存储设备之间的耦接，最简单的耦接是连接关系。SAN允许存储设备真正与服务器隔离，使存储成为可由所有服务器共享的资源。SAN中的存储设备为一台或多台用以存储计算机数据的磁盘设备，通常指磁盘阵列，也叫做存储子系统。SAN允许各个存储子系统无需通过专用的中间服务器即可互相协作。其接口通常有SAS，SATA，SCSI，iSCSI，FICON/ESCON，和光纤通道(Fibre Channel)。

图1示意性地示出了SAN的体系结构框图，根据图1，多个主机服务器与磁盘阵列通过光纤交换机耦接，光纤通道耦接是为满足SAN中共享存储环境所需的高带宽主干网(中间可能存在中继网络等连接器，图1中未示出)。光纤通道已经成为SAN接口的工业标准。其中，主机总线适配卡(Host BusAdaptor，HBA卡)是主机服务器内部的I/O通道与存储系统的I/O通道之间的物理连接设备。最常用的服务器内部I/O通道有PCI系列和Sbus，而HBA卡的作用就是实现数据传输从内部通道协议PCI或Sbus到光纤通道协议之间的转换。主机服务器或者存储服务器插入HBA卡后，就可以与支持光纤通道的磁盘通过光纤通道交换机耦接了。所有通信都是通过主机服务器HBA卡、光纤交换机和存储设备上相应的光纤端口来进行的。主机服务器的端口(N端口)与光纤交换机的端口(F端口)之间，光纤交换机的端口(F端口)与存储设备的端口(N端口)之间，通常都是通过光纤线耦接从而构成物理数据链路。但是光纤通道协议标准，允许一个N端口(N_Port)从光纤网络中获取多个光纤标识(FC ID)，从而使得节点与光纤通道交换机之间存在建立多条独立的逻辑数据链路的可能。在SAN中，不同平台的服务器可以对同一个存储设备，也可以是多个存储设备进行访问。SAN使得存储设备不再附属于某个服务器，而是直接连到网络上，形成存储区域网络，从而提高了存储使用的效率。图1中存储子系统的存储控制器是存储设备上控制数据传输和访问，其通常分为前端和后端两个部分。存储控制器的前端通过一个或多个端口用来与主机、光纤交换机、或其他设备通信，而后端则是负责与其管理的磁盘阵列相互通信。一个存储子系统可以有一个或多个存储控制器，以提升性能和可靠性。

图1所示的每个主机服务器与磁盘阵列之间都是通过单一物理路径与磁盘阵列耦接，容易出现单点耦接失败的错误。

多路径解决方案(Multiple Paths Input/Output，MPIO)通过使用冗余的组件(适配器、光纤线和交换机等等)在服务器与存储设备之间创建备用的物理传输路径。如果这些组件中的一个或多个发生故障，导致路径无法使用，多路径控制软件可以借助备用路径以保证应用程序仍然能够访问其数据。

图2a示出了一个简化的多路径解决方案示意图及其存在的问题，在该解决方案中，主机服务器的HBA卡上端口1和2，分别与光纤交换机上的端口5和6相连，光纤交换机上的端口1和2分别与存储子系统的HBA1卡上的端口1以及HBA4卡上的端口2相连。假设主机服务器的HBA卡上的端口1是和存储子系统HBA1卡上的端口1相互通信，主机服务器的HBA卡上的端口2是和存储子系统HBA4卡上的端口2相互通信(通常，这是通过光纤网络管理中的分区(zone)实现的)，主机服务器中包含一个厂家提供的MPIO模块。在主动/被动(Active/Passive)I/O数据传输过程中，若主要路径(Primary path)a出现了问题，还存在着主机服务器AHBA卡上的端口1到光纤交换机的端口5、端口1以及到存储子系统HBA1卡上的端口1的物理连路，现有的MPIO还可以实现主机服务器A和存储子系统之间的通信，从而实现增强的存储冗余度以及动态的I/O负载平衡。

但是，如果不仅主要路径a出现了问题，同时路径b也出现了问题，那么现有的MPIO模块也没有办法去处理这种情形，从而导致主机服务器A与存储子系统间的通信完全断掉。