[发明专利]集群中的虚拟共享存储

说明书

技术领域

本发明涉及节点集群，尤其涉及集群中的虚拟共享存储。

背景技术

计算机系统及相关技术影响社会的许多方面。的确，计算机系统处理信息的能力已转变了人们生活和工作的方式。现在，计算机系统通常执行在计算机系统出现以前手动执行的许多任务（例如，文字处理、日程安排、帐目管理等）。最近，计算机系统彼此耦合并耦合到其他电子设备以形成计算机系统及其他电子设备可在其上传输电子数据的有线和无线计算机网络。因此，许多计算任务的执行分布在多个不同的计算机系统和/或多个不同的计算环境中。

集群是按允许多个计算机（例如，服务器）一起工作以通过在该集群的一节点停工时实现故障切换来提供高度可用的应用的方式将该多个计算机互连的技术。为实现集群，需要共享存储。例如，为使得应用能在集群中从第一节点故障切换到第二节点，需要共享存储以使得该应用可继续访问共享存储中的相同数据，而不论该应用是在第一节点还是第二节点上执行。实现故障切换的应用被称为是高度可用的。

图1描绘了包括三个服务器节点101-103和共享存储104的典型现有技术集群体系结构100。节点101-103中的每一个在物理上连接到共享存储104以使得在每一节点上执行的应用能够访问储存在共享存储104上的数据。节点101-103中的每一个还被示为分别包括本地存储设备110-111、112-113以及114-115。本地存储设备110-115表示硬盘驱动器、固态驱动器或典型地包括在服务器中的其他本地存储设备。换言之，服务器101-103中的每一个可以表示从诸如IBM、Dell或HP等第三方供应商购买的服务器。

在图1中，共享存储104表示包含诸如驱动器等存储硬件以及用于使得存储硬件能作为共享存储被访问（例如，作为存储区域网络（SAN））的联网组件的箱。这样的组件可包括例如主机适配器、光纤通道（fibre channel）交换机等。存储阵列104可以是由第三方供应商提供的诸如EMC存储解决方案等存储解决方案。

存储阵列104一般是集群的昂贵组件（例如，在一些集群中超过数百万美元）。此外，存储阵列104不是在建立集群时唯一的重大开支。对于与存储阵列104进行通信的每一节点，每一节点将需要适当的存储组件，如主机总线适配器（HBA）。例如，如果光纤通道被用于将每一节点连接到存储阵列104，则每一节点将需要光纤通道适配器（在图1中表示为组件101a-103a）。还将需要光纤通道交换机来将每一节点连接到存储阵列104。这些附加组件增加了建立集群的开支。

如图所示，典型的集群体系结构需要每一节点直接连接到存储阵列104。因此，为建立集群，公司通常购买多个服务器、用于每一服务器的操作系统、共享存储解决方案（存储阵列104）以及其他必要组件（如用于将服务器与共享存储互连的那些组件）（例如，组件101a-103a、105等）。

发明内容

本发明涉及用于使建立利用共享存储的节点集群的成本最小化的方法、系统以及计算机程序产品。本发明使得物理上连接到集群中的节点子集的存储设备能作为共享存储从该集群中的任何节点来访问。

本发明提供作为在该集群中的每一节点上执行的软件组件的虚拟主机总线适配器（VHBA），它提供从节点的观点来看等效于上述SAN的用途的共享存储拓扑结构。VHBA通过扩展可在集群中用作为共享存储的存储设备的类型来提供这一共享存储拓扑结构。例如，VHBA允许直接附连到该集群的一节点的存储设备的要被用作共享存储的用途。具体而言，通过在每一节点上安装VHBA，集群中的每一节点将能够使用如上所述地共享的盘以及不处于共享总线上的盘（如节点的内部驱动器）。此外，本发明允许集群将廉价驱动器（如SATA和SAS驱动器）用作共享存储。

在一个实施例中，集群中的每一计算机系统上的VHBA在每一计算机系统上创建存储名字空间，该存储名字空间包括物理上连接到该节点的存储设备和物理上连接到该集群的其他节点的设备。每一计算机系统上的VHBA查询集群中的其他计算机系统中的每一个上的VHBA。该查询请求枚举物理上连接到该VHBA所处的计算机系统的每一存储设备。

每一计算机系统上的VHBA接收来自其他VHBA中的每一个的响应。每一响应枚举物理上连接到对应计算机系统的每一存储设备。每一计算机系统上的VHBA为在本地或通过其他节点来枚举的每一存储设备创建命名虚拟盘。每一命名虚拟盘包括对应存储设备的表示，该表示使得该存储设备看起来就像盘被本地连接到对应的计算机系统。