CN112000535A - 一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气应用技术领域，尤其涉及一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法及处理方法。所述硬盘异常识别方法包括：SAS Expander卡上电后，统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，并在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量；若所述硬盘在位数量与所述处于连接状态的硬盘数量不同，则确认硬盘异常识别。所述处理方法包括：在确认硬盘异常识别后，复位SAS Expander芯片并延时预设时长后重新统计处于连接状态的硬盘数量并与硬盘的在位数量进行对比，如此循环预设次数后，解决硬盘异常识别问题或结束。本发明在避免了现有SAS Expander卡上硬盘识别异常的问题的同时还保证了SAS Expander卡的启动速度，从而既避免了应用该SAS Expander卡的网络***的相关故障产生，还保证了该网络***的反应速度。

Description

一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法及处理方法
技术领域
本发明涉及电气应用技术领域，尤其涉及一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法及处理方法，避免了因硬盘识别异常而导致的相关问题。
背景技术
随着互联网及大数据技术的快速发展，网络数据呈***性增长，数据的存储和处理显得极为重要，如何在存储设备中扩展更多数量、更大容量的硬盘，且能保证其高性能和低时延，成为了一个难题。
通常利用存储主机对网络数据进行管理，存储主机通过外挂多块硬盘实现网络数据的读写，存储主机利用PCIE(peripheral component interconnect express高速串行计算机扩展总线标准)扩展SAS HBA卡(Host bus adapter主机总线适配器)，SAS HBA卡上的每个端口经多根物理接口与SAS Expander卡连接，通过SAS Expander卡外挂多块硬盘，实现更多硬盘的扩展，同时有效保证数据存储性能。因此，需根据不同应用需求或产品形态进行SAS Expander卡的设计与开发调试。然而，这却导致了SAS Expander卡上外挂的多块硬盘容量不一，品牌不一的现象随处可见，并导致了相应问题的产生。
发明内容
由于现有的SAS Expander卡上外挂了多块容量不一，品牌不一的硬盘，因而导致了各个硬盘的启动时间各不相同，以及被SAS Expander卡识别读取所需的时间也有差别，从而当SAS Expander卡需要外挂更大容量或新的硬盘时，在SAS Expander卡原有的预设识别时间内就可能无法正确识别到该硬盘，从而无法正常对该硬盘进行读写。此时，该硬盘的连接状态表现为未连接状态。
为解决上述问题，在本发明的一个方面，提出了一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法，包括：SAS Expander卡上电后，统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，并在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量；若所述硬盘在位数量与所述处于连接状态的硬盘数量不同，则确认硬盘异常识别。
在一个或多个实施例中，所述统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，包括：将所述SAS Expander卡上的CPLD依次通过端口扩展芯片、线缆连接至硬盘的背板，从而通过CPLD统计硬盘的在位数量。
在一个或多个实施例中，所述CPLD与所述端口扩展芯片之间通过I2C总线连接，所述端口扩展芯片与硬盘的背板间通过GPIO总线连接。
在一个或多个实施例中，所述在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量，包括：将所述SAS Expander卡通过SAS接口与硬盘相连并获取硬盘的硬盘信息；在延时预设时间后，由CPLD通过SGPIO读取SAS Expander芯片中的硬盘信息，从而统计处于连接状态的硬盘数量。
在一个或多个实施例中，所述CPLD分别通过GPIO总线和SGPIO总线与所述SASExpander卡上的SAS Expander芯片连接。
在本发明的另一个方面提出了一种硬盘异常识别方法的处理方法，包括：SASExpander卡上电初始化；检测硬盘在位数量；延时第一预设时长，并检测处于连接状态的硬盘数量；判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量；响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SAS Expander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量。
在一个或多个实施例中，所述延时第二预设时长小于等于所述延时第一预设时长。
在一个或多个实施例中，所述处理方法还包括：当响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SAS Expander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量的循环步骤执行预设次数后，退出该循环，并结束流程。
在一个或多个实施例中，所述预设次数为3次。
本发明在避免了现有SAS Expander卡上硬盘识别异常的问题的同时还保证了SASExpander卡的启动速度，从而既避免了应用该SAS Expander卡的网络***的相关故障产生，还保证了该网络***的反应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明的基于SAS Expander卡的硬盘异常识别工作流程图；
图2为本发明的硬盘异常识别处理工作流程图；
图3本发明的SAS Expander卡结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
随着存储技术的发展，单硬盘的存储容量逐步增加，采用SAS Expander扩展不同规格硬盘时，尤其是大容量硬盘，由于硬盘容量或硬盘间的个体差异(如品牌等)，其上电后达到稳定工作状态所需时间存在一定差异，这导致了SAS Expander卡会出现概率性的设备识别不全的问题，进而将影响整个存储***的正常使用。
为避免上述问题的发生，本发明提出了一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法，包括：SAS Expander卡上电后，统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，并在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量；若所述硬盘在位数量与所述处于连接状态的硬盘数量不同，则确认硬盘异常识别。其具体工作流程如下所示：
如图1所示，为本发明的基于SAS Expander卡的硬盘异常识别工作流程图。其中，所述硬盘异常识别工作流程包括：
步骤10：SAS Expander卡上电。具体的，SAS Expander卡上电后，其上的CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件将会进行初始化工作，在初始化完成后，CPLD将按照其内部存储的预设程序执行相应的操作。在本申请的一个实施例中，CPLD中预设有硬盘异常识别程序，该硬盘异常识别程序将在SAS Expander卡上电且CPLD初始化完成后自动执行。
步骤20，统计SAS Expander卡上的硬盘在位数N。具体的，硬盘的在位数量指的是挂载在该SAS Expander卡上的硬盘数量；在CPLD初始化完成后，CPLD将根据上电时序对SASExpander芯片进行上电控制，并依次执行以下步骤，包括：依次通过I2C总线、SMBus I/O端口扩展芯片以及GPIO线缆读取并统计硬盘的在位数量N。具体的，当GPIO总线的一端连接有硬盘时，将会引起GPIO总线上的电平变化(如，GPIO总线上的电平被拉低)，从而根据GPIO总线上的电平变化统计硬盘的在位数量。
步骤30，延时预设时间。具体的，在该时序内，通过延时预设时间以建立SASExpander卡与挂载在其上的硬盘之间的通信连接(硬盘通过SAS Expander卡的SAS接口挂载在SAS Expander卡上)；其中，由于各个硬盘的容量以及品牌差异，各个硬盘进入稳定工作的时间将有所不同，而只有当硬盘进入稳定工作状态后才能建立与SAS Expander卡的通信连接；因此，一旦在该时序内，硬盘未能与SAS Expander卡建立通信连接，该硬盘将失去与SAS Expander卡建立通信连接的机会，并导致该硬盘将处于未连接状态。建立连接后，SAS Expander卡将会获取各硬盘的硬盘信息，并读取到SAS Expander芯片中。
步骤40，统计处于连接状态的硬盘数量M。具体的，在该时序内，CPLD通过SGPIO总线读取SAS Expander芯片中的硬盘信息，从而统计处于连接状态的硬盘数量M。
步骤50，判断数量N是否等于数量M。具体的，在该时序内，判断硬盘的在位数量N是否等于处于连接状态的硬盘数量M；是则，确定该SAS Expander卡上存在硬盘异常识别；否则，确定该SAS Expander卡上硬盘正常识别。
在现有技术中，因硬盘异常识别导致的SAS Expander卡所在***产生故障中，由于事先并不清楚问题所在，其将浪费大量的人力去寻找问题。而通过在SAS Expander卡上进行硬盘异常识别检测，可以提早发现硬盘异常识别问题，从而通过采取相应的处理方法，以避免硬盘异常识别对SAS Expander卡所在***的影响。
在本申请的另一个实施例中，还提出了一种硬盘异常识别处理方法，包括：SASExpander卡上电初始化；检测硬盘在位数量；延时第一预设时长，并检测处于连接状态的硬盘数量；判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量；响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SAS Expander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量。其中，可选的，第二预设时长等于第一预设时长；优选的，第二预设时长小于第一预设时长。
进一步的，上述硬盘异常识别处理方法还包括：当响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SAS Expander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量的循环步骤执行预设次数后，退出该循环，并结束流程。其中，可选的，循环步骤执行预设次数为3次。为了更清楚的说明硬盘异常识别处理方法，以下将通过一个具体实施例的工作流程进行展示。
如图2所示，为本发明的硬盘异常识别处理工作流程图。其中，硬盘异常识别处理工作流包括：
步骤1、开始；步骤2、初始化及上电控制；步骤3、通过I2C检测连接硬盘数量N(即硬盘的在位数量)；步骤4、延时15s，用于硬盘进入稳定工作状态从而与SAS Expander卡建立通信连接；步骤5、通过SGPIO总线读取SAS Expander芯片端的信息，检测处于连接状态的设备(硬盘)数量M；步骤6、判断硬盘在位数量N是否等于处于连接状态的硬盘数量M；是则，结束该工作流程；否则，复位SAS Expander芯片并在延时10s后从新通过SGPIO总线读取SASExpander芯片端的信息，检测处于连接状态的设备(硬盘)数量M；可选的，步骤7到步骤5的循环直到步骤6中判断结果为是的情况结束；优选的，步骤7到步骤5的循环在执行3次后，退出该循环，并结束该工作流程。
在本发明的另一个实施例中，可选的，在结束上述工作流程时，若硬盘在位数量N仍然不等于处于连接状态的硬盘数量M，SAS Expander卡将通过与其连接的声光报警模块发出声光报警；优选的，在发出声光报警的同时，还可以将硬盘异常识别信息上报给SASExpander卡所在的***终端。
需说明的是，在复位SAS Expander芯片的过程中，硬盘的工作状态并不会受到影响，即硬盘仍在渐入稳定工作状态。因此，优选的，每次复位SAS Expander芯片后的延时时间(第二预设时长)将比上一次的延时时间更短，从而保证SAS Expander卡更快的启动，进而保证SAS Expander卡所在***的反应速度。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例中的检测处于连接状态的硬盘数量的不仅仅在SAS Expander卡上电后执行，还可以周期性执行，当有新的硬盘加入时，可以在不用重启SAS Expander卡的情形下，直接挂载新的硬盘，从而方便对SAS Expander卡所在网络***的维护。
基于上述硬盘异常识别方法以及硬盘异常识别处理方法，本发明还提出了一种新的SAS Expander卡装置，其结构如下所示：
如图3所示，为本发明的SAS Expander卡结构示意图。其中，本发明的SASExpander卡包括：SAS Expander芯片、CPLD、端口扩展芯片及相应的SAS接口；其中，SASExpander芯片与CPLD之间通过GPIO以及SGPIO总线连接，CPLD与端口扩展芯片之间通过I2C总线连接，端口扩展芯片通过GPIO总线连接Connector 0，并通过Connector 0与硬盘的背板连接，以用于硬盘的在位检测。此外，CPLD还通过GPIO连接有Connector 1，并通过Connector 1与硬盘的背板连接，以用于指示灯控制(当硬盘成功挂载时，由CPLD控制点亮对应的指示灯)。在SAS接口中SAS_0～SAS_8中，SAS_0和SAS_1为上行接口，用于与存储主机上的SAS HBA卡连接，SAS_2～SAS_8为下行接口，用于硬盘扩展。CPLD负责SAS Expander芯片的上电、复位、硬盘在位检测及硬盘状态指示灯控制。
存储服务器端通过SAS HBA卡及两路SAS线缆与SAS Expander卡上的SAS_0、SAS_1相连，通常情况下，存储服务器配备专用***，***后需加载各种服务及驱动，***启动时间较SAS Expander卡达到稳定工作的时间更长，因此，可保证进***后所有硬盘被正常识别。
此外，本发明的SAS Expander卡还支持声光报警模块，声光报警模块与CPLD连接，并受CPLD的控制适时发出声光报警。
本发明的SAS Expander卡仅需在现有的SAS Expander卡上稍作改动即可实现对硬盘异常识别的检测，从而有效避免由硬盘异常识别所引起的一系列问题。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于SAS Expander卡的硬盘异常识别方法，其特征在于，包括：
SAS Expander卡上电后，统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，并在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量；
若所述硬盘在位数量与所述处于连接状态的硬盘数量不同，则确认硬盘异常识别。
2.如权利要求1所述的硬盘异常识别方法，其特征在于，所述统计SAS Expander卡上的硬盘在位数量，包括：
将所述SAS Expander卡上的CPLD依次通过端口扩展芯片、线缆连接至硬盘的背板，从而通过CPLD统计硬盘的在位数量。
3.如权利要求2所述的硬盘异常识别方法，其特征在于，所述CPLD与所述端口扩展芯片之间通过I2C总线连接，所述端口扩展芯片与硬盘的背板间通过GPIO总线连接。
4.如权利要求2所述的硬盘异常识别方法，其特征在于，所述在延时预设时间后统计处于连接状态的硬盘数量，包括：
将所述SAS Expander卡通过SAS接口与硬盘相连并获取硬盘的硬盘信息；
在延时预设时间后，由CPLD通过SGPIO读取SAS Expander芯片中的硬盘信息，从而统计处于连接状态的硬盘数量。
5.如权利要求2-4任一项所述的硬盘异常识别方法，其特征在于，所述CPLD分别通过GPIO总线和SGPIO总线与所述SAS Expander卡上的SAS Expander芯片连接。
6.一种硬盘异常识别方法的处理方法，其特征在于，包括：
SAS Expander卡上电初始化；
检测硬盘在位数量；
延时第一预设时长，并检测处于连接状态的硬盘数量；
判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量；
响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SASExpander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量。
7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述延时第二预设时长小于等于所述延时第一预设时长。
8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：当响应于所述硬盘在位数量不等于所述处于连接状态的硬盘数量的情况，复位SAS Expander芯片，并延时第二预设时长后，重新判断所述硬盘在位数量是否等于所述处于连接状态的硬盘数量的循环步骤执行预设次数后，退出该循环，并结束流程。
9.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述预设次数为3次。
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