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CN1317647C - 用于定义静态光纤通道组构的装置与方法 - Google Patents

用于定义静态光纤通道组构的装置与方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种存储区域网和用于定义不需要主要交换机的静态光纤通道组构的方法。该存储区域网包括一个或多个宿主机、一个或多个存储设备以及连接所述一个或多个宿主机和存储设备的静态组构。在该静态组构中，这些交换机静态设置它们的域ID和组构名称。所述方法包括：访问所述组构，选择组构中的一个交换机，以及为所选择的交换机静态配置域ID和组构名称。为静态组构中的每个交换机重复上述步骤。在一个实施例中，在静态配置之后，该交换机与组构中的任何动态设置的交换机相隔离。该交换机检测它有哪些端口连接到动态设置的交换机，之后隔离它们，同时保持连接到静态配置的交换机的端口的可操作性。

Description

用于定义静态光纤通道组构的装置与方法
技术领域
本发明一般地涉及存储区域网。更具体地说，本发明涉及用于定义不需要主要交换机的静态光纤通道组构(Fibre Channel Fabric)的方法与装置。
背景技术
随着因特网商务和网络中心计算的日益流行，企业和其它组织变得越来越依赖信息。为了操作全部数据，存储区域网或SAN已变得很流行。SAN通常包括若干个存储设备、若干个宿主机和被布置在交换组构中的多个交换机。交换机有选择地连接SAN中的存储设备和宿主机。
大多数SAN依靠光纤通道协议在组构中通信。对于光纤通道协议和光纤通道交换组构的详细解释，参见FC-FS(光纤通道成帧与发信号)和FC-SW-2(光纤通道交换机组构-2)，上述资料在这里为了全部目的作为参考而被引用。
在光纤通道中，由制造商指定的唯一八(8)字节宽节点名称标识每个设备(宿主机、存储设备和交换机)。当光纤通道设备进行互连以形成SAN时，节点名称(和其它参数一起)被用来标识每个设备。光纤通道帧被用于SAN中的设备之间的通信。但是，帧并不使用节点名称。而是通过三(3)字节光纤通道地址(或FC_ID)来寻址每个端设备(宿主机和存储设备)的光纤通道端口，其中组构将三字节光纤通道地址(或FC_ID)动态分配到端设备。每个端设备通过向交换组构执行组构登录过程来获取它的FC_ID。在该过程中，端设备和组构交换它们的凭证和成功通过SAN进行通信所需的操作参数。最初，组构用唯一的组构名称标识它自身并用唯一的节点名称标识端设备。进而，组构将FC_ID分配给端设备的端口。
三字节宽光纤通道地址在结构上被分级为三个字段，每个字段一字节长：域ID、区ID和端口ID。组构中的每个交换机被分配一个域ID。连接到特定交换机的端设备被分配该交换机的域ID。交换机管理为每个端设备进行的区ID和端口ID字段分配，以保证在该域中所分配的地址的唯一性。例如，如果交换机被分为第五域，并且交换机将它的地址空间细分为两个区，每个区具有三个连接的端设备，那么可能的光纤通道地址分配为：5∶1∶1、5∶1∶2、5∶1∶3、5∶2∶1、5∶2∶2和5∶2∶3。
当交换组构初始化时，交换机之一被选为主要交换机。主要交换机向组构中的所有交换机分配域ID，并且它的节点名称变成交换组构的组构名称。为了选择主要交换机，所有交换机相互交换被称作交换组构参数(EFP)的消息。EFP除了含有其它参数外，还含有发送交换机的节点名称。具有最低节点名称的交换机被指定为主要交换机。所有其它交换机被称作非主要交换机。一旦选择了主要交换机，它向它的邻近交换机发送域标识符已分配(DIA)消息，其通知邻近交换机它已由主要交换机分配域ID。作为应答，邻近交换机向主要交换机发送请求域标识符(RDI)消息。主要交换机分配域ID并以向每个交换机发送其域ID作出响应。此后，接收域ID的交换机向它的邻近交换机发送DIA，接收作为应答的RDI，并且向主要交换机转发RDI，主要交换机向进行请求的交换机分配域ID。该过程一直持续到所有交换机接收到域ID。在已接收域ID之后，各个交换机为其域中的每个端设备分配区ID和端口ID。当所有交换机已被分配域ID后，认为组构配置完成。结果端设备都被分配了它们的区ID和端口ID。
光纤通道允许两个独立的交换组构合并成一个。这在每个属于不同组构的两个交换机之间建立了连接的时候发生。当发生这样的情况时，合并的组构的某些交换机的域ID和它们的端设备的FC_ID可能需要重新分配。例如，如果包括域ID一、二和三(1、2和3)的组构A将和包括域ID一和二(1和2)的第二组构B合并，则组构之一的重叠域ID(1和2)必须进行重新分配。当两个组构连接时，通过连接两个组构的链路交换EFP消息，以确定在域ID之间是否有任何重叠。根据结果，会发生两种情形之一。
如果在多个交换机之间存在域ID分配的重叠，则隔离连接两个原始组构的链路。链路在逻辑上被断开连接，并且不被设备识别，尽管物理链路仍旧保持。SAN管理员随后可以请求联合组构的破坏性重新配置以解决域ID冲突。在此情况下，两个原始组构的所有交换机上大量充斥重新配置组构(RCF)消息。这将终止所有数据流量的输送，并且每个交换机撤销其域ID。此后，选择主要交换机，将新的域ID分配给交换机，并且以和前述相同的方式将新的FC_ID分配给端设备。如此，两个组构被合并为一个。
如果在交换机之间没有域ID重叠，则自动执行非破坏性组构重新配置。在两个原始组构的所有交换机上大量充斥构建组构(BF)消息。数据帧输送没有停止，并且每个交换机保持它的域ID。因为两个组构分别具有一个主要交换机，所以两者之一必须“辞去”其主要状态，只留下一个主要交换机用于合并的组构。结果，发生上面描述的主要交换机选择过程。每个非主要交换机随后向依然存在的主要交换机作出RDI请求，以请求与其在BF消息前具有的域ID相同的域ID。这样，在没有改变任何交换机的域ID分配或被分配到端设备的任何FC_ID的情况下，合并了两个组构。
然而，对于两个原始组构之一，主要交换机改变，从而那些交换机的组构名称需要更新。假定组构名称是每个端设备保持的组构登录状态信息的一部分，则不稳定组构的交换机必须重新初始化它们的端设备以更新它们的状态。该过程引起失去主要交换机的组构中的数据流量的中断。
许多问题与在现有光纤通道标准下在组构的交换机之间分配域ID的方法相关联。首先，主要交换机是动态选择的。换句话说，主要交换机是在最初配置组构的时候或实现组构的改变的任何时候“在不工作状态下”选择的。此外，RCF和BF过程对组构是破坏性的。当调用RCF过程时，在标识主要交换机和重新分配域ID的同时，合并的组构上的所有流量停止。BF过程也是部分破坏性的。在原始主要交换机继续是合并组构的主要交换机的组构中，流量继续。然而对于另一个组构，必须更新交换机以反映它们被包括在新的组构中。因此流量被中断，直到更新完成。此外，具有主要交换机的组构易于发生灾难性问题。例如，如果主要交换机发生故障，可能导致整个组构无法工作。并且，如果缆线被误插入错误的连接器，则会不小心将两个组构连接在一起，这可能引起整个组构重新配置。
因此，需要一种用于定义不需要主要交换机的静态光纤通道组构的方法与装置。
发明内容
为了实现前述方面，根据本发明的目的，公开了一种存储区域网和用于定义不需要主要交换机的静态光纤通道组构的方法。存储区域网包括一个或多个宿主机、一个或多个存储设备和连接所述一个或多个宿主机和存储设备的静态组构。在所述静态组构中，交换机手动设置它们的域ID和组构名称。所述方法包括访问所述组构，选择所述组构中的一个交换机，为所选择的交换机手动设置域ID和组构名称。为静态组构中的每个交换机重复上述步骤。在一个实施例中，在静态配置之后，该交换机与组构中的任何动态设置的交换机相隔离。该交换机检测它有哪些端口连接到动态设置的交换机，之后隔离它们，同时保持连接到静态配置的交换机的端口的可操作性。
附图说明
图1是存储区域网的交换组构；
图2是图示根据本发明定义静态光纤通道组构的步骤的流程图；
图3图示了根据本发明的与动态设置的光纤通道组构隔离的示例性静态光纤通道组构。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本发明。但是，没有全部或一些这些具体细节也可以实施本发明，对于本领域的技术人员来说是很明显的。在另外一些例子里，没有对公知的处理步骤进行详细的描述，以避免不必要地混淆本发明。
参考图1，示出了存储区域网的交换组构。存储区域网(SAN)10包括交换组构12，交换组构12包括多个光纤通道交换机SW1至SW6。同时在SAN 10中包括多个宿主机H1至H6和多个存储设备D1至D5。管理组构的工具例如命令行解释器或图形管理应用14通过宿主机H4被连接到组构12。命令行解释器或管理应用14使得网络管理员16能够通过宿主机H4和交换机SW4管理组构12。
根据本发明的多个实施例，宿主机H1-H6可以是任何类型的宿主机，包括但不限于运行在Unix、Windows或任何其它计算平台之上的个人计算机或服务器、或者它们的组合。类似地，存储设备D1-D5可以是任何类型的存储设备，包括但不限于磁带备份系统、仿真磁带备份系统、CD-ROM存储阵列或诸如独立磁盘冗余阵列(RAID)的一个或多个盘、或者它们的组合。交换机SW1-SW6可以是任何类型的光纤通道交换机，例如那些可从本发明的受让人、Andiamo System、加州圣何塞市的Brocade商业获得的交换机。应当注意，图中所示的组构12只是对描述本发明有帮助的SAN的图示。不能将其的简单形式理解为对本发明的限制，本发明可以用于任何SAN配置中。
本发明提供了一种用于手动配置组构12的交换机SW的方法。该技术可以用在最初配置组构12的时候，或者用在在组构12工作以后网络管理员想要实现组构12上的改变的时候。
参考图2，示出了流程图20，流程图20图示了用于定义根据本发明的静态光纤通道组构的过程。当网络管理员16想要静态定义组构12(块22)时，管理员首先访问组构12。在多个实施例中，该过程通过命令行解释器或管理应用14实现(块24)。
一旦建立了对组构12的访问，管理员就选择将要进行静态配置的交换机SW(块26)。管理员随后禁用交换机SW的域管理器(交换机的组件，用于实现主要交换机选择和域ID分配状态机)(块28)。禁用域管理器需要交换机的工作模式有明显改变。因此当禁用域管理器时，交换机关断它的所有端口，包括连接到其它交换机的那些端口和连接到端设备的那些端口。一旦禁用了域管理器，管理员就在交换机的存储器中静态配置(即，手动写入)合适的域ID和组构名称。在静态配置了域ID和组构名称之后，交换机随后接通它的所有端口(块30)。通过使用标准组构登录过程，使用静态配置的信息向连接到端口的端设备分配它们的FC_ID。在另一个实施例中，管理员可以在禁用域管理器之前配置静态域ID和组构名称。在这种情形下，直到禁用了域管理器之后，交换机才使用静态配置的域ID和组构名称。
在进行了静态配置之后，该交换机与组构12中的动态设置的交换机相隔离。交换机检测它的哪些端口连接到动态设置的交换机，然后隔离它们，同时保持连接到静态配置的交换机的端口的可操作性。检测算法基于如FC-SW-2所定义的交换机端口行为。接收用于主要交换机选择的消息的任何端口指示发送该消息的交换机是动态配置的，其中所述消息例如是EFP、BF、RCF、DIA、RDI。作出响应的静态配置的交换机向动态交换机发送拒绝(SW_RJT)消息和原因代码解释“E端口被隔离”，并且随后隔离该端口。在接收到此消息后，动态配置的交换机需要隔离其连接到该静态配置的交换机的端口。如此，手动配置的交换机与组构12中进行动态配置的任何其它交换机在逻辑上相隔离。链接到任何其它静态配置的交换机的端口没有接收到主要交换机选择消息(EFP、BF、RCF、DIA、RDI)，因此没有被隔离(块32)。
在判定框34处，管理员决定是否要静态配置另一个交换机。如果没有，则过程结束。如果有，则管理员选择另一个交换机(块26)，并且重复上述步骤。为每个静态配置的交换机定义相同的组构名称和非冲突的域ID是管理员的责任。
分清管理员执行的动作和交换机执行的动作是有帮助的。管理员需要为每个静态配置的交换机禁用域管理器并写入静态配置信息。这些静态配置的交换机自动执行如上所述的端口动作，以在逻辑上将静态配置的交换机与动态设置的交换机相隔离。在管理员方不需要任何其它动作来静态定义组构12。
因此，本发明提供了一种为组构12中的每个交换机静态配置域ID和组构名称的方法。此外，本发明为交换机提供了一种确定静态配置的交换机是连接到动态配置的交换机还是连接到另一个静态配置的交换机的方法。并且，这些静态设置的交换机被认为是对等的。换句话说，本发明可以用于定义不需要主要交换机的静态交换组构。
参考图3，示出了具有已进行静态配置的几个交换机SW的示例性组构40。在本例中，三个交换机SW4、SW5和SW6已经如上所述进行了静态配置。但是，余下的交换机SW1、SW2和SW3已经进行了动态配置。如上所述，只要交换机SW进行了静态配置，它就在逻辑上与任何动态配置的交换机SW相隔离。虚线42和44分别表示交换机SW1和SW6之间以及交换机SW3和SW4之间被隔离的链路。应当注意，隔离是逻辑上的而不必须是物理上的。换句话说，除了链路初始化消息(交换链路参数，ELP)外，在被隔离的链路上既没有数据流量也没有配置消息流动，其中链路初始化消息可以用于在邻近交换机变成静态配置的交换机的情况下退出隔离状态。因此，在本例中，组构40已被有效地划分为彼此不进行通信的两个组构。组构A包括动态设置的交换机SW1-SW3。组构B包括静态设置的交换机SW4-SW6。
或者，本发明还可以使管理员能够动态配置静态配置的组构12。该过程与前述过程基本相同，只是处理相反。首先需要管理员选择一个交换机并且使能该交换机的域管理器。根据一个实施例，当上述情形发生时，交换机关断它的所有端口，随后根据FC-SW-2标准再次接通它们。从而，端口根据FC-SW-2标准工作，并且接收何识别用于选择主要交换机的消息，例如EFP、BF、RCF、DIA和RDI。因此，该交换机变成动态配置的，并且能够和组构中的其它动态配置的交换机通信。为组构中将要进行动态配置的每个交换机重复前述过程。
上面描述的本发明的实施例应当被认为是示例性的而非限制性的。例如，本发明不必只用于SAN。而是可以由具有动态设置的光纤通道交换机的任何类型网络使用。本发明并不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方案内进行修改。

Claims (26)

1.一种定义存储区域网组构的方法，包括：
通过为所述组构中的每个所选择的交换机静态配置域ID和组构名称，静态定义所述组构。
2.如权利要求1所述的方法，其中为所述组构中的每个交换机配置域ID和组构名称的步骤还包括：禁用每个交换机的域管理器。
3.如权利要求2所述的方法，其中为所述组构中的每个交换机配置域ID和组构名称的步骤还包括：将所述域ID和组构名称分别写入每个交换机的存储器。
4.如权利要求3所述的方法，还包括在将所述域ID和组构名称分别写入每个交换机的存储器之后，向耦合到静态配置的交换机的任何端设备分配它们的光纤通道地址。
5.如权利要求3所述的方法，其中，在写入每个交换机的所述域ID和组构名称之后，将所述交换机与所述组构中任何动态配置的交换机在逻辑上相隔离。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述交换机的逻辑隔离还包括：
在所述交换机的端口处接收来自任何所述动态配置的交换机的第一消息，所述第一消息指示主要交换机的选择；
向发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机发送拒绝消息；以及
隔离所述交换机和发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机之间的端口。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述消息包括下述类型的消息之一：交换组构参数、构建组构、重新配置组构、域标识符已分配或请求域标识符。
8.如权利要求1所述的方法，还包括通过管理应用或命令行解释器访问所述组构，来静态配置所述交换机。
9.如权利要求1所述的方法，其中定义所述静态组构的步骤还包括：
a.访问所述组构；
b.选择所述组构中将要进行静态配置的第一交换机；
c.禁用与所述第一交换机相关联的域管理器；
d.配置所述第一交换机的所述域ID和组构名称；
e.为所述组构中的每个所述静态配置的交换机重复b至d步骤。
10.如权利要求1所述的方法，还包括通过使能所述组构中每个所选择的交换机的域管理器，动态定义所述静态配置的组构。
11.一种存储区域网，包括：
一个或多个宿主机；
一个或多个存储设备；以及
连接所述一个或多个宿主机和存储设备的静态组构，所述静态组构具有一个或多个交换机，所述一个或多个交换机静态配置它们的域ID和组构名称。
12.如权利要求11所述的存储区域网，其中静态配置其域ID和组构名称的所述一个或多个交换机在所述静态组构中是对等的。
13.如权利要求11所述的存储区域网，其中所述一个或多个交换机还包括隔离机构，只要静态配置的交换机链接到动态配置的交换机时，就调用所述隔离机构，所述隔离机构在逻辑上隔离所述静态配置的交换机和所述动态配置的交换机。
14.如权利要求11所述的存储区域网，还包括耦合到所述组构用于访问所述组构的管理应用或命令行解释器。
15.一种配置存储区域组构的方法，包括：
a.访问所述组构；
b.选择所述组构中的交换机；
c.禁用与所选择的交换机相关联的域管理器；
d.静态配置所述所选择的交换机的域ID和组构名称；以及
e.为所述组构中将要进行静态配置的每个交换机重复b至d步骤。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在将所述域ID和组构名称分别写入每个所选择的交换机的存储器之后，向耦合到所述静态配置的交换机的任何端设备分配它们的光纤通道地址。
17.如权利要求15所述的方法，其中，在写入每个所选择的交换机的所述域ID和组构名称之后，将所述交换机与所述组构中任何动态配置的交换机在逻辑上相隔离。
18.如权利要求17所述的方法，其中每个所述所选择的交换机的逻辑隔离还包括：
在所述所选择的交换机处接收来自任何所述动态配置的交换机的第一消息，所述第一消息指示主要交换机的选择；
向发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机发送拒绝消息；以及
隔离所述所选择的交换机和发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机之间的端口。
19.如权利要求15所述的方法，其中通过管理应用或命令行解释器访问所述组构。
20.如权利要求15所述的方法，还包括在静态配置所述所选择的交换机的所述域ID和组构名称之前，禁用与所述所选择的交换机相关联的域管理器。
21.一种方法，包括：
提供组构，所述组构具有多个交换机，每个所述交换机具有域ID和组构名称；
提供对所述组构的访问；以及
通过对所述组构的访问，使能所述组构的所述多个交换机的静态配置。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
通过所述访问，在所述组构的所述多个交换机中，使能选择一个交换机；以及
在静态配置所选择的交换机的域ID和组构名称之前，禁用与所述所选择的交换机相关联的域管理器。
23.如权利要求22所述的方法，其中，在写入所述所选择的交换机的所述域ID和组构名称之后，将所述所选择的交换机与所述组构中任何动态配置的交换机在逻辑上相隔离。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述所选择的交换机的逻辑隔离还包括：
在所述所选择的交换机处接收来自任何所述动态配置的交换机的第一消息，所述第一消息指示主要交换机的选择；
向发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机发送拒绝消息；以及
隔离所述所选择的交换机和发送所述第一消息的任何所述动态配置的交换机之间的端口。
25.如权利要求21所述的方法，其中提供对所述组构的访问的步骤还包括提供对所述组构之外的远程方的访问。
26.如权利要求22所述的方法，还包括通过允许使能与所述所选择的交换机相关联的所述域管理器，动态重新配置所述组构。
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