CN1949203A - 小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法 - Google Patents

小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法，该架构主要包括：前端驱动层：接收主机启动器发送的SCSI(小型计算机***接口)请求并发送给中间管理层；接收中间管理层返回的处理响应并发送给主机启动器；中间管理层：接收前端驱动层发送的SCSI请求，根据该SCSI请求生成SCSI命令，对该SCSI命令进行管理，将SCSI命令发送给后端处理层；接收后端处理层返回的处理响应并发送给前端驱动层；后端处理层：保存配置数据，根据该配置数据处理中间管理层发送的SCSI命令，向中间管理层返回处理响应。利用本发明，通过后端处理层的数据同步保持双控间SCSI目标器配置数据的同步，并且统一不同SCSI目标器后端的处理流程。

Description

小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法。
背景技术
SCSI(小型计算机***接口)协议的主要功能是在主机和存储设备之间传送命令、状态和块数据，从20世纪80年代开始，SCSI协议一直是数据块在服务器间传输的主要协议。
SCSI原为一种专门为小型计算机***设计的存储单元接口，现在广泛应用于高可靠性、高性能的存储接口，如SCSI硬盘、SAN(存储区域网络)阵列等。SCSI协议模型示意图如图1所示。SCSI协议模型类似于客户机-服务器模型，包括：SCSI启动器和SCSI目标器，每个SCSI启动器和SCSI目标器都包括链路层和物理层，SCSI启动器和SCSI目标器通过物理数据链路相连。SCSI启动器发起SCSI请求，SCSI目标器接收SCSI请求。
现有技术中的SCSI目标器的设计架构都是用于单个控制器模式，典型的单控方式下的SCSI目标器的架构示意图如图2所示。每个SCSI目标器的架构包括：前端驱动层、中间层和后端处理层。其中前端驱动层既可以是SCSI底层(传输层、链路层)驱动，也可以是FC(光纤通道)或IP(Internet协议)的驱动；中间层负责保存配置数据，实现SCSI命令的组织和调度；后端处理层负责具体SCSI命令的处理。
上述现有技术中的SCSI目标器的设计架构的缺点为：该架构将配置数据保存在SCSI目标器的中间层，但在可靠性要求高的双控模式中，这种设计是无法满足SCSI目标器工作需要的，因为在双控模式下两个SCSI目标器要求的配置数据必须保持同步，而同步操作是由配置模块来完成的，因此，该架构将会导致同一***内的两个SCSI目标器间配置数据不一致。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法，从而可以实现双控间SCSI目标器配置数据的同步。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种小型计算机***接口目标器的架构，包括：
前端驱动层：接收主机启动器发送的小型计算机***接口SCSI请求并发送给中间管理层；接收中间管理层返回的处理响应并发送给主机启动器；
中间管理层：接收前端驱动层发送的SCSI请求，根据该SCSI请求生成SCSI命令，对该SCSI命令进行管理，将SCSI命令发送给后端处理层；接收后端处理层返回的处理响应并发送给前端驱动层；
后端处理层：保存配置数据，根据该配置数据处理中间管理层发送的SCSI命令，向中间管理层返回处理响应。
所述的前端驱动层包括：一种或多种类型的前端端口，所述的后端处理层包括：一种或多种类型的后端端口；所述每种类型的前端端口都和相应类型的后端端口对应。
所述的中间管理层具体包括：
SCSI命令生成模块：用于根据接收到的前端驱动层发送过来的SCSI请求生成中间层SCSI命令，将生成的SCSI命令传递给SCSI命令管理模块；
SCSI命令管理模块：用于将SCSI命令生成模块传递过来的SCSI命令按不同的主机和会话进行分类；并根据该SCSI请求对应的设备逻辑块单元的类型调用对应类型的前端端口和后端端口；
SCSI命令和数据传递模块：用于通过SCSI命令管理模块调用的后端端口将SCSI命令和数据传递给后端处理层，接收后端处理层返回的SCSI命令和数据的处理响应；通过SCSI命令管理模块调用的前端端口将后端处理层返回的处理响应传递给前端驱动层。
所述的后端处理层具体包括：
配置数据保存模块：用于保存SCSI目标器的配置数据；
同步处理模块：用于根据接收到的SCSI命令，在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据；
SCSI命令和数据处理模块：用于根据配置数据保存模块保存的配置数据处理中间管理层发送过来的SCSI命令和数据，向中间管理层返回处理响应。
所述的架构设置于单控模式或双控模式的控制器。
一种小型计算机***接口目标器的架构的数据传输方法，包括步骤：
A、中间管理层根据接收到的SCSI请求生成SCSI命令，对SCSI命令进行管理，将SCSI命令发送给后端处理层；
B、所述后端处理层根据保存的配置数据，处理接收到的所述SCSI命令，向中间管理层返回处理响应；实现本端SCSI目标器和对端SCSI目标器间配置数据的同步。
所述的步骤A具体包括：
A1、前端驱动层将接收到的主机启动器发送的SCSI请求发送给中间管理层，中间管理层根据所述SCSI请求生成SCSI命令，在确定该SCSI命令合法并且能够执行该SCSI命令后，执行步骤A2；
A2、中间管理层对所述SCSI命令进行分类；并根据该SCSI请求对应的设备逻辑块单元的类型调用对应类型的前端端口和后端端口；将所述SCSI命令传递给后端处理层。
所述的步骤A2具体包括：
中间管理层对所述SCSI命令按不同的主机和会话进行分类，将每个SCSI命令都挂在对应的会话下面，通过调用相应类型的后端端口的后端注册接口函数将SCSI命令传递给后端处理层。
所述的步骤B具体包括：
B1、后端处理层接收到所述SCSI命令后，根据保存的配置数据，调用相应的后端处理函数对所述SCSI命令进行处理，将处理结果返回给中间管理层；在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据；
B2、中间管理层通过调用相应类型的前端端口的前端注册接口函数，将所述后端处理层传递过来的处理结果传递给前端驱动层，前端驱动层将该处理结果传递主机启动器。
所述的步骤B还包括：
B3、主机启动器向前端驱动器发送SCSI数据，前端驱动器将该SCSI数据传递给中间管理层，中间管理层再将该SCSI数据传递给后端处理层；
B4、后端处理层对所述SCSI数据进行处理后，向中间管理层返回处理响应，中间管理层通过前端驱动器将该处理响应传递给主机启动器；主机启动器通知前端驱动器、中间管理层和后端处理层释放相应的资源。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明将配置数据保存在后端处理层，中间管理层只进行SCSI请求、命令的管理，提出了一种基于双控制器的SCSI目标器的架构和数据传输处理流程，从而可以通过后端处理层的数据同步保持双控间SCSI目标器配置数据的同步，并且统一不同SCSI目标器后端的处理流程。
本发明同时也允许存在多种不同类型的后端端口和前端端口，将前端端口和后端端口进行绑定，从而可以根据SCSI目标器前端端口的类型来将SCSI命令交给不同的后端端口进行处理，便于管理和执行各种不同的SCSI命令。避免了在多个类型的前端端口共存的***中，SCSI请求无法按要求执行或造成***结构混乱的情况。
附图说明
图1为SCSI协议模型示意图；
图2为现有技术中典型的单控方式下的SCSI架构示意图；
图3为本发明所述SCSI目标器的架构的示意图；
图4为本发明所述SCSI目标器的模块结构示意图；
图5为本发明所述SCSI目标器的架构的数据传输方法实施的具体处理流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种小型计算机***接口目标器的架构和数据传输方法，本发明的核心为：中间管理层只进行SCSI请求、SCSI命令的管理，将配置数据保存在后端处理层，SCSI请求的执行也交到后端处理层，通过后端处理层实现双控间配置数据的同步。
下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述SCSI目标器的架构的示意图如图3所示，本发明所述SCSI目标器的模块结构示意图如图4所示，包括如下模块：
前端驱动层：包含一种或多种类型的前端端口，并对前端端口进行驱动，前端驱动层需要将前端端口向中间管理层进行注册。前端驱动层可以是SCSI驱动，也可以是FC和ISCSI(SCSI over IP)的驱动。接收主机启动器向SCSI目标器发送的SCSI请求和数据，并将该SCSI请求和数据发送给中间管理层。接收中间管理层返回的SCSI命令的处理响应，将该处理响应发送给主机启动器。每种前端端口类型都和对应类型的后端端口绑定。
中间管理层：根据前端驱动层发送过来的SCSI请求生成中间层SCSI命令，对该SCSI命令进行管理。将SCSI命令按不同的Host(主机)和Session(会话)进行分类。并根据该SCSI请求对应的设备LUN(逻辑块单元)的类型调用对应类型的前端注册接口函数和后端注册接口函数。通过调用后端注册接口函数将SCSI命令和数据传递给后端处理层进行处理。接收后端处理层返回的SCSI命令和数据的处理响应，通过调用的前端注册接口函数将该处理响应传递给前端驱动层。中间管理层包括：SCSI命令生成模块、SCSI命令管理模块和SCSI命令和数据传递模块。
其中，SCSI命令生成模块：用于根据接收到的前端驱动层发送过来的SCSI请求生成中间层SCSI命令，将生成的SCSI命令传递给SCSI命令管理模块。
其中，SCSI命令管理模块：用于将SCSI命令生成模块传递过来的SCSI命令按不同的Host和Session进行分类；并根据该SCSI请求对应的设备LUN的类型调用对应类型的前端端口和后端端口。
其中，SCSI命令和数据传递模块：用于通过SCSI命令管理模块调用的后端端口将SCSI命令和数据传递给后端处理层进行处理，接收后端处理层返回的SCSI命令和数据的处理响应；通过SCSI命令管理模块调用的前端端口将后端处理层返回的处理响应传递给前端驱动层。
后端处理层：包括一种或多种类型的后端端口，将后端端口向中间管理层进行注册。保存配置数据，在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据。根据保存的配置数据处理中间管理层发送过来的SCSI命令和数据，向中间管理层返回处理响应。每个后端端口类型都和相应的前端端口类型绑定。后端处理层包括：配置数据保存模块、同步处理模块和SCSI命令和数据处理模块。
其中，配置数据保存模块：用于保存SCSI目标器的配置数据，在实际应用中，可以将配置数据保存在DB(配置数据库)中。
其中，同步处理模块：用于根据接收到的SCSI命令，在设置本控制器的配置数据的同时，在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据。
其中，SCSI命令和数据处理模块：用于根据保存的配置数据处理中间管理层发送过来的SCSI命令和数据，向中间管理层返回处理响应。
上述SCSI目标器的架构既适用于双控模式也适用于单控模式。由于将配置数据保存到了后端处理层，可以通过后端处理层的数据同步来保持双控间SCSI目标器配置数据的同步。
本发明所述SCSI目标器的架构的数据传输方法的实施例的具体处理流程如图5所示，包括如下步骤：
步骤100：SCSI目标器的前端驱动层收到主机启动器发送的SCSI请求，将该SCSI请求传递给中间管理层，中间管理层根据该SCSI请求生成相应的SCSI命令，并对生成的SCSI命令完成初始化。
步骤110：中间管理层判断SCSI命令的合法性，比如：访问参数是否符合本SCSI目标器支持的SCSI协议参数，如NACA bit位，以及根据SCSI目标器中间管理层的状态判断现在是否可以执行SCSI命令，比如是否有unitattention，访问的主机LUN是否有访问权限，如果能够执行，则继续执行步骤120；否则，中断处理流程。
步骤120：中间管理层将上述SCSI命令按不同的Host(主机)和Session(会话)进行分类，每个SCSI命令都会对应到一个特定的Host的Session下，每个SCSI命令都挂在对应的Session下面。并根据该请求对应的设备LUN的类型调用对应类型的后端端口，将上述SCSI命令传递给后端处理层进行处理。
后端处理层接收到上述SCSI命令后，调用相应的后端处理函数，根据保存的配置数据，查询设备LUN的状态属性，设备LUN就是物理LUN，此概念与逻辑LUN的概念相对应，比如设备LUN状态是否正常，设备LUN是否有进入流控等。并判断后端设备LUN是否支持该SCSI命令的处理，确定SCSI命令的类型，是写类型的命令还是读类型的命令。
步骤130：后端处理层将上述SCSI命令的判断结果返回给中间管理层。
步骤140：中间管理层根据后端处理层返回的判断结果，确定上述SCSI命令是写类型命令还是读类型命令，如果是写类型命令，则向后端处理层发送申请内存的请求，执行步骤150；否则，执行步骤160。
步骤150：后端处理层根据中间管理层发送过来申请内存的请求，申请到内存后，向中间管理层返回响应。为避免内存耗尽时等待时间过长，上述响应采用异步方式返回。执行步骤160。
步骤160：中间管理层通过调用相应类型的前端端口的前端注册接口函数向前端驱动层发送通知消息，通知前端驱动层进行数据传输。
步骤170：前端驱动层将中间管理层发送的上述通知消息传递给主机启动器，接收主机启动器发送过来的SCSI读写数据，并将该SCSI读写数据传递给中间管理层。
步骤180：中间管理层将上述前端驱动层传递过来的SCSI读写数据通过调用的后端注册接口函数传递给后端处理层，后端处理层调用相应的后端处理函数，处理该SCSI读写数据。
步骤190：后端处理层处理上述SCSI命令，如果该SCSI命令是查询参数类命令，则直接从本控制期的DB中获取该配置数据；如果该SCSI命令是设置参数类命令，在对端SCSI目标器设置其DB中配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的DB中配置数据。实现双控间配置数据的同步。上述SCSI命令执行完成后，将处理结果返回给中间管理层。该处理结果可以采用异步方式来返回。
步骤200：中间管理层将上述接收到的处理结果通过调用相应类型的前端端口的前端注册接口函数传递给前端驱动层，前端驱动层将该处理结果再传递给主机启动器。
步骤210：主机启动器接收到上述处理结果后向前端驱动层返回响应，前端驱动层收到该响应后，释放相应的前端资源。再通知中间管理层释放相应的资源。
步骤220：中间管理层通知后端处理层释放相应的后端资源，上述SCSI请求处理完毕。
本发明和现有技术相比的主要特点是：现有技术中所有配置信息都是放在中间层(主机LUN和设备LUN上)，无法做到双控间配置数据同步。本发明中所有配置信息都是放到后端处理层，便于实现双控间配置数据同步。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种小型计算机***接口目标器的架构，其特征在于，包括：
前端驱动层：接收主机启动器发送的小型计算机***接口SCSI请求并发送给中间管理层；接收中间管理层返回的处理响应并发送给主机启动器；
中间管理层：接收前端驱动层发送的SCSI请求，根据该SCSI请求生成SCSI命令，对该SCSI命令进行管理，将SCSI命令发送给后端处理层；接收后端处理层返回的处理响应并发送给前端驱动层；
后端处理层：保存配置数据，根据该配置数据处理中间管理层发送的SCSI命令，向中间管理层返回处理响应。
2、根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述的前端驱动层包括：一种或多种类型的前端端口，所述的后端处理层包括：一种或多种类型的后端端口；所述每种类型的前端端口都和相应类型的后端端口对应。
3、根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述的中间管理层具体包括：
SCSI命令生成模块：用于根据接收到的前端驱动层发送过来的SCSI请求生成中间层SCSI命令，将生成的SCSI命令传递给SCSI命令管理模块；
SCSI命令管理模块：用于将SCSI命令生成模块传递过来的SCSI命令按不同的主机和会话进行分类；并根据该SCSI请求对应的设备逻辑块单元的类型调用对应类型的前端端口和后端端口；
SCSI命令和数据传递模块：用于通过SCSI命令管理模块调用的后端端口将SCSI命令和数据传递给后端处理层，接收后端处理层返回的SCSI命令和数据的处理响应；通过SCSI命令管理模块调用的前端端口将后端处理层返回的处理响应传递给前端驱动层。
4、根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述的后端处理层具体包括：
配置数据保存模块：用于保存SCSI目标器的配置数据；
同步处理模块：用于根据接收到的SCSI命令，在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据；
SCSI命令和数据处理模块：用于根据配置数据保存模块保存的配置数据处理中间管理层发送过来的SCSI命令和数据，向中间管理层返回处理响应。
5、根据权利要求1、2、3、4或5所述的架构，其特征在于，所述的架构设置于单控模式或双控模式的控制器。
6、一种小型计算机***接口目标器的架构的数据传输方法，其特征在于，包括步骤：
A、中间管理层根据接收到的SCSI请求生成SCSI命令，对SCSI命令进行管理，将SCSI命令发送给后端处理层；
B、所述后端处理层根据保存的配置数据，处理接收到的所述SCSI命令，向中间管理层返回处理响应；实现本端SCSI目标器和对端SCSI目标器间配置数据的同步。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：
A1、前端驱动层将接收到的主机启动器发送的SCSI请求发送给中间管理层，中间管理层根据所述SCSI请求生成SCSI命令，在确定该SCSI命令合法并且能够执行该SCSI命令后，执行步骤A2；
A2、中间管理层对所述SCSI命令进行分类；并根据该SCSI请求对应的设备逻辑块单元的类型调用对应类型的前端端口和后端端口；将所述SCSI命令传递给后端处理层。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤A2具体包括：
中间管理层对所述SCSI命令按不同的主机和会话进行分类，将每个SCSI命令都挂在对应的会话下面，通过调用相应类型的后端端口将SCSI命令传递给后端处理层。
9、根据权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：
B1、后端处理层接收到所述SCSI命令后，根据保存的配置数据，调用相应的后端处理函数对所述SCSI命令进行处理，将处理结果返回给中间管理层；在对端SCSI目标器设置其配置数据的同时，同步设置本端SCSI目标器的配置数据；
B2、中间管理层通过调用相应类型的前端端口的前端注册接口函数，将所述后端处理层传递过来的处理结果传递给前端驱动层，前端驱动层将该处理结果传递主机启动器。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：
B3、主机启动器向前端驱动器发送SCSI数据，前端驱动器将该SCSI数据传递给中间管理层，中间管理层再将该SCSI数据传递给后端处理层；
B4、后端处理层对所述SCSI数据进行处理后，向中间管理层返回处理响应，中间管理层通过前端驱动器将该处理响应传递给主机启动器；主机启动器通知前端驱动器、中间管理层和后端处理层释放相应的资源。
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