基于SBB架構(gòu)冗余磁盤(pán)陣列控制器間通信信道的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、SNIA(Storage Networking Industry Association)指出，全球存儲(chǔ)數(shù)據(jù)每年增長(zhǎng)一倍，各種新應(yīng)用，諸如電子商務(wù)，數(shù)據(jù)量巨大的媒體服務(wù)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，Internet網(wǎng)站鏡像，電信計(jì)費(fèi)，OSS（Operation Support System）以及BSS（Business Support System）都帶來(lái)海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。IT的瓶頸當(dāng)前不是計(jì)算而是存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)正在從以計(jì)算為中心轉(zhuǎn)為存儲(chǔ)為中心的架構(gòu)。存儲(chǔ)系統(tǒng)

2、的架構(gòu)各有不同，但是最基礎(chǔ)的單位即是包含各種接口技術(shù)（SAS，SATA，F(xiàn)C以及 PCIe）硬盤(pán)的磁盤(pán)陣列。因此，對(duì)于磁盤(pán)陣列控制器管理固件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)也成為存儲(chǔ)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要部分。
　　本論文對(duì)基于熱插拔冗余控制器架構(gòu)的磁盤(pán)陣列的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析和討論，并基于 SBB（Storage Bridge Bay）技術(shù)規(guī)范，根據(jù) SES（Storage Enclosure Service）技術(shù)協(xié)議，在兩個(gè)符合SBB技術(shù)規(guī)范的控制器之間

3、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一條相連接的通信信道。通過(guò)這條信道，向上提供磁盤(pán)陣列管理固件所需要的高層接口，向下可通過(guò)適配的方式接入各種物理鏈路。
　　首先，論文介紹了SBB（Storage Bridge Bay）規(guī)范。重點(diǎn)分析和討論SBB的技術(shù)特點(diǎn)與體系結(jié)構(gòu)，并提出一個(gè)符合 SBB規(guī)范的磁盤(pán)陣列控制器的設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則。不同品牌的磁盤(pán)陣列在外觀、性能和技術(shù)參數(shù)上存在很大差別，為磁盤(pán)陣列柜與識(shí)別該陣列柜身份的控制器之間的機(jī)械與電子界面制定一種新標(biāo)準(zhǔn)，是

4、SBB技術(shù)規(guī)范的初衷。只要所有的存儲(chǔ)廠商都愿意采用這種標(biāo)準(zhǔn)，就能完美的解決不同廠商所生產(chǎn)的磁盤(pán)陣列柜與控制器之間的兼容性問(wèn)題，同時(shí)硬件與固件的研發(fā)成本和周期也會(huì)大幅度減少。符合 SBB技術(shù)規(guī)范的控制器可以裝入、連接并且協(xié)同工作于任何一個(gè)基于SBB規(guī)范設(shè)計(jì)的磁盤(pán)陣列。
　　接著，論文討論和研究了SES（Storage Enclosure Service）協(xié)議并著重分析 SES協(xié)議的技術(shù)特點(diǎn)。SCSI箱體服務(wù)（SCSI Enclosu

5、re Services,簡(jiǎn)稱(chēng)SES）是現(xiàn)時(shí)大多數(shù)磁盤(pán)陣列擴(kuò)展柜（Enclosure）、服務(wù)器主機(jī)或電腦主機(jī)所支持的硬件控制命令服務(wù)。通過(guò)SCSI箱體服務(wù)，SCSI主機(jī)端可以透過(guò)SCSI命令去存取磁盤(pán)陣列擴(kuò)展柜的電源、冷卻裝置與其他跟資料傳輸無(wú)關(guān)的信息。磁盤(pán)陣列控制器必須基于 SES協(xié)議開(kāi)發(fā)管理固件，并根據(jù)SES所指定的數(shù)據(jù)傳輸格式與服務(wù)器端的RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）控制器以及

6、 HBA（Host Bus Adapter）進(jìn)行信息交互。
　　然后，論文基于上述分析和研究的內(nèi)容，設(shè)計(jì)了一款適用于在兩個(gè)符合SBB規(guī)范基于SES協(xié)議的冗余磁盤(pán)陣列控制器之間進(jìn)行通信傳輸?shù)耐ㄐ判诺?。本文定義了該通信信道的物理接口，協(xié)議分層，容錯(cuò)算法以及重傳機(jī)制，還研究了通信信道的總體結(jié)構(gòu)，制定了信道的工作流程，規(guī)定了通信信道中各模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及代碼實(shí)現(xiàn)方法；并在上述工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了利用該通信信道進(jìn)行上層應(yīng)用的開(kāi)發(fā)研究。