專利名稱:數(shù)據處理系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據通信，并且更特別地涉及光纖通道(FC)交換機。
背景技術：
光纖通道(FC)交換機用于將服務器連接到存儲服務和資源，用于創(chuàng)建存儲區(qū)域網絡(SAN)。在計算中，存儲區(qū)域網絡(SAN)是被設計為將諸如磁盤陣列控制器和磁帶庫之類的計算機存儲設備連到服務器的網絡。SAN架構(SAN fabric)是一種使用光纖通道體系結構的有源智能互連方案。服務器和存儲設備連接到作為N端口(節(jié)點端口)的FC SAN交換機，而該交換機提供F端口(架構端口)。當兩個FC SAN交換機連接在一起以擴大交換機架構時，它們將使用唯一端口類型，每端上一個E端口。E端口實現(xiàn)用于在交換機之間交換配置信息和拓撲信息的唯一機制。
當兩個交換機的E端口支持相同的配置和協(xié)議參數(shù)時，它們將在兩個交換機之間建立交換機間鏈路(ISL)。相比之下，當兩個交換機的E端口不支持相同的配置和協(xié)議參數(shù)時，或者當在兩個交換機之間存在其它不兼容因素時，將不會建立任何ISL鏈路。還沒有用于直接連接不共享公共ISL協(xié)議的交換機的方法。在T11 FC-SW-2標準中定義了用于ISL的工業(yè)標準。目前每個FC交換機供應商提供對基本FC體系結構的各種擴展，以便向它們的交換機提供增值能力。這些供應商提供的擴展使得這些交換機無法建立與不支持相同擴展集的交換機的鏈路。在相異的FC交換機之間缺乏互操作性是將新的FC技術部署到現(xiàn)有SAN中的主要障礙。
如上所述通過E端口建立的ISL針對維持在所有互連的SAN交換機之中的架構和各種設備的一致性觀點具有另外的獨特性質。任何與SAN具有E端口連接的設備是與共同管理和控制SAN本身的所有交換機的對等方。E端口鏈路的改變將擾亂SAN架構管理結構，并且因而會造成整個SAN中的暫時混亂，同時互連的交換機重新建立管理體系(hierarchy)并使交換機恢復交換通信。因此，交換機間鏈路使SAN暴露于由一些事件所引起的混亂，而這些事件如果發(fā)生在常規(guī)設備鏈路(例如N端口)上則將是微不足道的。例如，當改變任何E端口連接時，在架構內的所有交換機中必須改變路由表。
與交換機間鏈路相關聯(lián)的另一個問題是管理安全風險。由于所有的交換機在SAN的管理中都是對等方，所以對SAN上的任何單一交換機的管理控制都將提供對整個SAN的管理控制。交換機間鏈路將SAN以及不希望的SAN管理訪問的風險擴展到架構中的每個連接的交換機。從而，在不擴展安全風險的情況下，無法直接從一個FC交換機向另一個FC交換機聚集服務器或設備FC連接。
可能的解決方案是，增強同質SAN交換機環(huán)境或在SAN之間插入“路由器”功能。通過僅部署一個提供商的交換機產品或者要求SAN中的所有FC交換機在標準模式(例如，F(xiàn)C-SW-2模式)下操作，可以使SAN保持同質。然而，改變到FC-SW-2模式(也已知為開放模式)會對SAN產生混亂，需要對SAN的管理進行操作性改變，并且禁用在提供商的專用擴展中可以選擇和使用的特征。在兩個交換機之間插入路由器引入了會導致性能和可升級性缺陷的性能特性。必須詢問每個通過SAN的消息，并且如果適當?shù)脑挘拖蚱渌黃AN段重新發(fā)送該消息。對于大SAN中所需的性能級別，執(zhí)行這個任務所需的設備是昂貴的。
另外，在路由器處對存儲環(huán)境的管理進行了劃分。在路由器一側上的存儲設備和服務器無法通過路由器看到另一側上的存儲設備和服務器；而是各自只能看到路由器。然后必須對路由器本身進行明確地配置和管理，以便使適當設備通過路由器可見，從而通過路由器遞送適當業(yè)務量并且將資源地址從一側映射到另一側。這類似于執(zhí)行網絡地址轉換(NAT)的網絡路由器。因此需要具有一種系統(tǒng)和方法，其使交換機互操作性障礙、管理控制風險以及管理控制點最小化，同時又為多個服務器提供訪問，從而通過單一物理端口連接訪問SAN。

發(fā)明內容本發(fā)明的實施例致力于現(xiàn)有技術中關于FC交換機互操作性的缺陷，并且提供一種新穎的且非顯而易見的數(shù)據處理系統(tǒng)、方法和計算機程序產品，用于通過FC交換機直接從SAN架構獲得多個端口地址。在一個實施例中，該系統(tǒng)使用來自最后一層(tier)的FC SAN交換機的N端口連接來連接到其余SAN架構，并且采用N端口ID虛擬化(NPIV)光纖通道特征。NPIV特征允許一個物理FC端口(N端口)多次注冊到SAN架構，并且接收每次注冊中的唯一N端口ID。這允許該物理FC端口(N端口)充當多個邏輯N端口。
根據本實施例的一個方面，一種數(shù)據處理系統(tǒng)可以提供多個數(shù)據處理設備(例如，服務器、交換機、存儲設備等)之間的數(shù)據通信。還可以提供服務器機箱(chassis)，其可以包括多個服務器計算設備，該多個服務器計算設備通過布置在服務器計算設備和架構之間的光纖通道交換機而耦合到SAN架構。該架構可以是用于光纖通道體系結構的有源智能互連方案。該交換機可以包括用于與架構的架構端口進行互連的節(jié)點端口，并且該交換機請求處理邏輯，該處理邏輯可以是支持代表多個服務器設備中的各個服務器設備實現(xiàn)將多個請求發(fā)送到架構的程序代碼。該交換構架可以耦合到一個被配置用于存儲地址標識的表。
根據本實施例的另一個方面，一種用于交換機的地址分配方法，可以包括將請求從交換機傳送到架構，該請求代表服務器計算設備，其中該交換機包括用于與該架構的架構端口進行互連的節(jié)點端口；以及從該架構接收針對該請求的所分配地址標識。該方法還可以包括將所提出的地址與請求一起傳送到架構；以及從交換機接收對所提出的地址已經分配給服務器計算設備的確認。
本發(fā)明的附加方面部分將在以下描述中闡述，并且部分將從描述中顯而易見，或者可以通過本發(fā)明的實施而得到。本發(fā)明的方面將借助于在所附權利要求
書中特別指出的元件和組合來實現(xiàn)和獲得。應理解，前面的一般描述和以下的詳細描述都僅是示例性和說明性的，并且如所聲明的那樣不對本發(fā)明構成限定。
在本說明書中引入并構成本說明書的一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實施例，并與描述一起用來說明本發(fā)明的原理。這里圖示的實施例是目前優(yōu)選的，但應理解，本發(fā)明并不限于所示的精確布置和手段，在附圖中圖1是圖示了配置有FC交換機的數(shù)據通信網絡的框圖，該FC交換機被編程為直接從SAN架構獲得多個端口標識；圖2是圖示了FC交換機模塊從網絡架構請求節(jié)點地址(N端口ID)的過程的流程圖；以及圖3是圖示了架構通過向FC交換機模塊提供回節(jié)點地址(N端口ID)而對來自FC交換機模塊的請求做出響應的過程的流程圖。
具體實施方式本發(fā)明提供一種數(shù)據處理系統(tǒng)、方法和計算機程序產品，用于通過FC交換機直接從SAN架構獲得多個端口地址。本發(fā)明提供一種FC交換機模塊，被配置為提供多個服務器與SAN架構之間的接口。FC交換機模塊提供“NPIV端口”模式支持，并作為N端口連接到SAN架構，以建立用于它本身以及(如果希望的話)用于每個主機總線適配器(HBA)端口的端口標識(多個N端口ID)，該每個主機總線適配器端口代表服務器連接到FC交換機模塊。
正如在現(xiàn)有技術中已知的那樣，該架構可以提供對于NPIV連接的服務器的支持。該支持足以使得該架構支持來自FC交換機模塊的新的“NPIV端口”模式。
在圖示中，圖1是圖示了配置有FC交換機模塊的數(shù)據通信網絡，該FC交換機模塊被編程為直接從SAN交換構架獲得多個端口標識(N端口ID)。如圖1所示，數(shù)據處理網絡90可以包括服務器機箱100，例如可以是由美國紐約阿芒克的國際商業(yè)機器公司制造的BladeCenterTM服務器機箱。服務器機箱100可以包括多個服務器計算設備102a-102n以及FC交換機模塊104，然而，該多個服務器計算設備102a-102n和FC交換機模塊104可以是單機系統(tǒng)組件并且既可以單獨地也可以組合地駐留在服務器機箱100之外。
正如所已知的那樣，每個服務器102通過主機總線適配器，例如刀片式HBA，與FC交換機模塊104進行通信，并且通過FC交換機模塊104連接到FC架構110，其中FC架構110連接到一個或多個其它網絡設備，例如其它服務器120、其它交換機122和其它存儲器124?？蛇x地，F(xiàn)C交換機模塊104還可以甚至同時經由另一個外部端口108而連接到同一架構，或連接到另一個架構、網絡設備或FC交換機126?？梢詫C交換機模塊上的每個端口配置為使用NPIV端口模式或者不使用NPIV端口模式?？蛇x地，可以允許服務器102訪問所有連接的FC設備，或者可以將服務器102配置為限制對特定設備的訪問或者限制通過特定端口的訪問。在多個服務器102、架構110和其它網絡設備120、122、124之間的連接以及數(shù)據發(fā)送例如可以如在2003年4月9日所提出的標準Fibre Channel Framing andSignaling(FC-FS Rev.1.90)NCITS項目1331-D中所述的那樣。
在示例性實施例中，F(xiàn)C交換機模塊104是具有用于與多個服務器102進行通信的軟件接口的硬件，并且包括用于連接到架構110的F端口112的N端口106。盡管為單一端口，但N端口106識別多個地址(N端口ID)，例如對于服務器1-n(102a-102n)中的每一個服務器的一個地址。一旦建立了用于服務器102的N端口ID地址，就可以通過與服務器的所分配N端口ID地址進行通信，來實現(xiàn)通過另一個網絡設備(例如，其它服務器120、其它交換機122、其它存儲器124等)與那個特定服務器102的通信。在包括地址表116的架構110中提供名稱服務器114。
除其它之外，該地址表包括每個服務器102的標識，例如其全球名稱(WWN)，以及其對應的N端口ID地址。因而，為了與服務器102進行通信，可以訪問名稱服務器114，以確定對應于該服務器102的N端口ID地址，并且然后將數(shù)據發(fā)送到該N端口ID地址。應理解，正如在現(xiàn)有技術中已知的那樣，在架構110中的每個F端口112用于在架構110與FC交換機模塊104或網絡設備(例如，其它服務器120、其它交換機122、其它存儲器124等)之間接收和發(fā)送數(shù)據及命令。
FC交換機模塊提供N端口ID虛擬化“NPIV”模式支持，其允許物理FC端口(N端口)多次注冊到SAN架構，并且每次接收唯一的N端口ID。因此，物理FC交換機模塊端口(N端口)可以用作多個邏輯N端口。更特別地，NPIV為FC交換機的外部端口提供操作模式，這將允許FC交換機作為節(jié)點端口(N端口)連接到SAN架構，并且建立用于它本身和用于每個連接到FC交換機模塊的服務器計算設備的虛擬端口(N端口ID)，該服務器計算設備例如是服務器102或對應的主機總線適配器(HBA)。所連接的架構端口112可以以響應于多個請求來提供多個N端口ID的注冊響應機制的形式提供NPIV支持。當利用NPIV時，僅FC交換機模塊104的互連的節(jié)點端口(N端口)和架構110的架構端口(F端口)將知曉虛擬化的發(fā)生。
在進一步的圖示中，圖2是圖示了可以由FC交換機模塊端口106用于從架構110獲得N端口地址的過程的流程圖。進程在框200處開始。如果在框201處，這是用于N端口106的第一地址，則向架構110發(fā)出架構注冊擴展鏈路服務(FLOGI ELS)命令。在一個實施例中，F(xiàn)LOGI ELS命令包括請求該地址的FC交換機?？?04的標識，并且具有全部歸零的源地址，以向架構110指示正在請求N端口地址標識符。這允許FC交換機模塊104獲得用于它本身的第一邏輯端口地址。在框203處，接收由架構110所分配的地址。作為選擇，F(xiàn)C交換機模塊可以不需要N端口ID地址，并且然后可以代表第一服務器102發(fā)送FLOGI命令，該第一服務器102向請求N端口ID地址的FC交換機模塊發(fā)出注冊(FLOGI)請求。正如可以希望的那樣，這個第一請求可以總是由服務器中所選擇的服務器來分配，或者可以是需要地址的第一服務器，或者可以通過例如輪轉循環(huán)(round robin)方案來選擇。
如果這不是針對FC交換機模塊104選擇的第一地址，已經獲得第一地址，則在框204處，利用為零的源地址標識符或者使用如在FC交換機模塊104的原始FLOGI命令中向架構110提供的相同服務參數(shù)的新源地址標識符(如果已知的話)，來發(fā)出具有服務器102標識的架構發(fā)現(xiàn)擴展鏈路服務(FDISC ELS)命令。在框205處，N端口106接收由架構110所分配或確認的地址，以用于與服務器102一起使用，該請求是代表該服務器102進行的。
在又一個圖示中，圖3是圖示了架構通過向FC交換機模塊提供回節(jié)點地址(N端口ID)對來自FC交換機模塊的請求做出響應的過程的流程圖。開始于框300并且進入框301，架構110接收具有FC交換機模塊或服務器ID的ELS命令。FC交換機模塊或服務器ID可以為全球(交換機或服務器)號(WWN)，或任何其他標識方案，以標識與N端口地址標識相關聯(lián)的交換機或服務器。在框302處，確定該命令是否為FLOGI命令。如果是，則在框303處，針對FC交換機模塊N端口106，在名稱服務器114中建立地址表116。在框304處，為該N端口106分配第一地址標識。在框305處，與FC交換機模塊104或服務器標識以及要用于在N端口106與其他網絡設備120、122和/或124之間傳遞命令和數(shù)據的通信協(xié)議所需的其他參數(shù)一起，將該地址標識記錄在表116中。在框306處，將該地址返回給N端口106。
在一個實施例中，原始服務器102 HBA端口WWN可以通過FC交換機模塊進行傳播，使得如果服務器物理地直接連接到架構，則架構可以盡可能準確地識別該服務器?？蛇x擇的名稱管理機制是可能的，其中呈現(xiàn)給架構的WWN表示獨立于特定HBA或服務器102硬件的邏輯實體。
在框307處，如果ELS是FDISC命令，則在框308處，分配或確認下一地址。如果通過FDISC ELS命令提供新的源地址標識，則(如果可接受的話)使用該地址標識。例如，對于FC交換機模塊104或服務器102(例如，刀片式服務器HBA)，全球端口號(WWPN)和全球節(jié)點號(WWNN)是已知的，并因而通過交換機傳播“真實”HBA WWN標識符，以維持刀片式HBA的唯一身份標識。如果不提供地址，則架構110根據確保不分配重復號的所期望的方案分配下一個可用的地址。另外在框308處，如果在表116中服務器ID已經具有地址標識，則利用在FDISC ELS命令中提供的標識(ID)更新地址標識。
因而，F(xiàn)DISC ELS命令可以用來請求分配地址，可以使提出的地址標識被確認，或可以用新地址標識更新舊地址標識。然后在框305處，將服務器標識、地址標識和其他參數(shù)記錄在地址表116中，并且在框306處，將所分配的、確認的或更新的地址標識返回給N端口106?，F(xiàn)在應理解，正常的幀接收和發(fā)送可以開始?？刂破鲗⒖吹健皀”個不同的N端口ID，可能一個用于FC交換機模塊端口106，并且一個用于通過FC交換機模塊端口106連接的每個服務器102。
在另一個實施例中，F(xiàn)C交換機模塊104可以為服務器102提供WWNN和WWPN分配，并且然后使用這些WWNN和WWPN分配作為服務器地址ID，其將被提供給架構110用于地址分配(N端口ID)。對于每個外部端口，NPIV節(jié)點模式是用戶可選擇的FC交換機選項，并且同樣地，以每個端口為基礎來激活或禁止NPIV。通常，當在FC端口上激活NPIV時，其將為這樣一個物理端口具有多達15個分離的與之相關聯(lián)的“邏輯端口”(以表示FC交換機本身)和與之相關聯(lián)的14個服務器HBA，例如，其中在刀片式服務器機箱100內部連接14個刀片式HBA。當然，可以通過單獨的FC交換機模塊端口106連接幾個或多個服務器。
上述系統(tǒng)和方法有助于使交換機的互操作性障礙和管理控制風險最小化，以及直接從存儲區(qū)域網絡(SAN)架構向FC交換機端口提供多個端口地址，并由此擴展整個SAN網絡，以在不增加FC交換機的數(shù)目或者不增加管理控制風險的情況下，允許添加更多網絡設備。
本發(fā)明的實施例可以采用全部硬件實施例、全部軟件實施例或包含硬件和軟件元件二者的實施例的形式。在一個優(yōu)選實施例中，以軟件實現(xiàn)本發(fā)明，其包括但不限于固件、駐留軟件、微代碼等。此外，本發(fā)明可以采用計算機程序產品的形式，該計算機程序產品可從計算機可用或計算機可讀介質進行訪問，該介質提供用于或者結合計算機或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)的程序代碼。
為了該描述的目的，計算機可用或計算機可讀介質可以是任何裝置，其可以包含、存儲、傳送、傳播或傳輸用于由或者結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備來使用的程序。該介質可以是電子的、磁的、光的、電磁的、紅外的或者半導體的系統(tǒng)(或裝置或設備)或傳播介質。計算機可讀介質的例子包括半導體或者固態(tài)存儲器、磁帶、可移動計算機磁帶盒、隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、剛性磁盤和光盤。目前光盤的例子包括光盤只讀存儲器(CD-ROM)、光盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。
適于存儲和/或執(zhí)行程序代碼的數(shù)據處理系統(tǒng)將包括至少一個處理器，其通過系統(tǒng)總線直接或間接地耦合到存儲單元。存儲單元可以包括在程序代碼的實際執(zhí)行期間使用的本地存儲器、體存儲器和高速緩沖存儲器，該高速緩沖存儲器提供對至少一些程序代碼的暫時存儲，以便減少在執(zhí)行期間必須從體存儲器檢索代碼的次數(shù)。輸入/輸出或I/O設備(包括但不限于鍵盤、顯示器、指示設備等)可以直接地或通過干預I/O控制器來耦合到系統(tǒng)。還可以將網絡適配器耦合到系統(tǒng)，以使得該數(shù)據處理系統(tǒng)能夠通過干預專用或公共網絡耦合到其他數(shù)據處理系統(tǒng)或者遠程打印機或存儲設備。調制解調器、電纜調制解調器或以太網卡只是網絡適配器的目前可用類型的一部分。
權利要求
1.一種數(shù)據處理系統(tǒng)，被配置用于光纖通道通信，所述系統(tǒng)包括多個服務器計算設備；架構，耦合到所述服務器計算設備，所述架構包括用于光纖通道體系結構的有源智能互連方案；光纖通道交換機，部署在所述服務器計算裝置和所述架構之間，所述交換機包括用于與所述架構的架構端口互連的節(jié)點端口，以及請求處理邏輯，所述請求處理邏輯包括使得能夠代表所述多個服務器設備中的各個設備向所述架構發(fā)送多個請求的程序代碼；以及一個表，耦合到所述架構，并被配置為針對由所述交換機中的所述請求處理邏輯所提供的每個請求，存儲由所述架構分配的地址標識。
2.根據權利要求
1所述的數(shù)據處理系統(tǒng)，其中所述表存儲在名稱服務器中。
3.根據權利要求
1所述的數(shù)據處理系統(tǒng)，還包括服務器機箱，耦合到所述多個服務器計算設備的每一個設備。
4.根據權利要求
3所述的數(shù)據處理系統(tǒng)，其中所述服務器機箱還耦合到所述交換機。
5.一種用于交換機的地址分配方法，所述方法包括將請求從交換機傳送到架構，所述請求代表服務器計算設備，其中所述交換機包括用于與所述架構的架構端口互連的節(jié)點端口；以及從所述架構接收針對所述請求的分配地址標識。
6.根據權利要求
5所述的方法，還包括將所提出的地址與所述請求一起傳送到所述架構；以及接收對所述提出的地址已經被分配給所述服務器計算設備的確認。
7.根據權利要求
5所述的方法，還包括將更新的地址與所述請求一起傳送到所述架構；以及接收對所述更新的地址已經被分配給所述服務器計算設備的確認。
8.根據權利要求
6所述的方法，其中所述提出的地址是全球名稱(WWN)。
9.根據權利要求
5所述的方法，還包括將服務器機箱耦合到多個服務器計算設備。
10.根據權利要求
5所述的方法，還包括將服務器機箱耦合到所述交換機。
專利摘要
本發(fā)明的實施例致力于現(xiàn)有技術關于光纖通道(FC)交換機互操作性的缺陷，并提供了一種新穎且非顯而易見的數(shù)據處理系統(tǒng)、方法和計算機程序產品，用于通過FC交換機直接從SAN架構獲得多個端口地址。在一個實施例中，該系統(tǒng)使用N端口連接，從最后一層FC SAN交換機連接到SAN架構的其余交換機，并采用N端口ID虛擬化(NPIV)光線通道特征。NPIV特征允許一個物理FC端口(N端口)多次注冊到SAN架構，并在每次注冊中接收唯一的N端口ID。這允許一個物理FC端口(N端口)充當多個邏輯N端口。
文檔編號H04L29/12GK1992729SQ200610139222
公開日2007年7月4日 申請日期2006年9月18日
發(fā)明者威廉·G·霍蘭 申請人:國際商業(yè)機器公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan