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TW201423582A - Sas擴展卡自動切換系統及方法 - Google Patents

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TW201423582A TW101145783A TW101145783A TW201423582A TW 201423582 A TW201423582 A TW 201423582A TW 101145783 A TW101145783 A TW 101145783A TW 101145783 A TW101145783 A TW 101145783A TW 201423582 A TW201423582 A TW 201423582A
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Abstract

一種SAS擴展卡自動切換系統及方法，該系統安裝並運行於主機中，該主機透過硬碟陣列卡與PCB板相連接。該PCB板安裝有第一切換器、第一SAS擴展卡、第二SAS擴展卡、第二切換器、Flash儲存器及複數硬碟。當第一SAS擴展卡發生故障時，透過第一切換器將硬碟陣列卡從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上，透過第二切換器將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上，及利用第一切換器將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡透過第二SAS擴展卡與每一硬碟進行正常的資料通訊。

Description

SAS擴展卡自動切換系統及方法
本發明涉及一種SAS儲存系統及方法，尤其係關於一種SAS擴展卡自動切換系統及方法。
在傳統的SAS儲存系統（Serial Attached SCSI storage system）中，若SAS擴展卡（SAS Expander）遇到故障，往往要將SAS擴展卡的晶片（chip）換掉，或利用外部儲存設備做儲存冗餘（Redundant）設計，才可以解決SAS擴展卡故障的問題。然而，在整個SAS擴展卡故障排除的過程中有可能會導致硬碟（HDD）的資訊流失，也要浪費很多時間及硬體維修成本。
鑒於以上內容，有必要提供一種SAS擴展卡自動切換系統及方法，當SAS儲存系統中之一SAS擴展卡發生故障時，可使SAS儲存系統自動切換到其他功能正常的SAS擴展卡上。
所述之SAS擴展卡自動切換系統安裝並運行於主機中，該主機透過硬碟陣列卡與PCB板相連接。該PCB板安裝有第一切換器、第一SAS擴展卡、第二SAS擴展卡、第二切換器、Flash儲存器及複數硬碟。所述之SAS擴展卡自動切換系統包括：故障監測模組，用於即時監測第一SAS擴展卡的工作狀態，根據第一SAS擴展卡的工作狀態判斷第一SAS擴展卡是否發生故障，當第一SAS擴展卡發生故障時，獲取第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址，並在主機之固件配置文件中寫入第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址；擴展卡切換模組，用於透過第一切換器將硬碟陣列卡從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡與第二SAS擴展卡建立資料連接，及透過第二切換器將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使Flash儲存器與第二SAS擴展卡建立資料連接；硬碟切換模組，用於透過第一切換器移除第一SAS擴展卡與每一硬碟之間的資料連接，及利用第一切換器將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡透過第二SAS擴展卡與每一硬碟進行正常的資料通訊。
所述之SAS擴展卡自動切換方法應用於主機中，該主機透過硬碟陣列卡與PCB板相連接，該PCB板安裝有第一切換器、第一SAS擴展卡、第二SAS擴展卡、第二切換器、Flash儲存器及複數硬碟，該方法包括步驟：即時監測第一SAS擴展卡的工作狀態；根據第一SAS擴展卡的工作狀態判斷第一SAS擴展卡是否發生故障；當第一SAS擴展卡發生故障時，獲取第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址，並在主機之固件配置文件中寫入第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址；透過第一切換器將硬碟陣列卡從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡與第二SAS擴展卡建立資料連接；透過第二切換器將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使Flash儲存器與第二SAS擴展卡建立資料連接；透過第一切換器移除第一SAS擴展卡與每一硬碟之間的資料連接；利用第一切換器將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡透過第二SAS擴展卡與每一硬碟進行正常的資料通訊。
相較於習知技術，當第一SAS擴展卡發生故障時，本發明所述之SAS擴展卡自動切換系統及方法能夠自動將硬碟陣列卡及將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上，及將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡使主機與每一硬碟進行正常的資料通訊。
如圖1所示，係本發明SAS擴展卡切換系統10較佳實施例之架構圖。於本實施例中，所述之SAS擴展卡切換系統10安裝並運行於主機（Host Computer）1中，該主機1透過硬碟陣列卡（RAID Card）3與PCB板2相連接。所述之主機1還包括，但不僅限於，儲存設備11及處理器12。該主機1可以為一種PC電腦、伺服器、或者一種具有數據運算及處理功能的電腦裝置。
所述之PCB板2係為一種印刷電路板（Printed Circuit Board），其用於安裝第一切換器20、第一SAS擴展卡（SAS Expander）21、第二SAS擴展卡22、第二切換器23、Flash儲存器（Flash ROM）24及複數硬碟（HDD）25。第一SAS擴展卡21及第二SAS擴展卡22透過第一切換器20與所述之硬碟陣列卡3相連接，每一硬碟25透過第一切換器20連接至第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22上。第一SAS擴展卡21與第二SAS擴展卡22上透過第二切換器23連接至Flash儲存器24上，從而共享使用一個Flash儲存器24。
所述之第一切換器20係為一種電路開關控制器（Switch），用於將硬碟陣列卡3切換至第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22上，及將每一硬碟25切換至第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22上。所述之第二切換器23係為一種可編程邏輯陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA），用於將Flash儲存器24切換至第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22上。
所述之Flash儲存器24包括複數資料儲存區及資料備份區。該資料儲存區用於儲存第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22與硬碟陣列卡3的交互資料。該資料備份區用於儲存第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22的備份資料，以防止第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22發生故障時，造成第一SAS擴展卡21或第二SAS擴展卡22與硬碟陣列卡3的交互資料丟失。參考圖3所示，Flash儲存器24包括第一資料儲存區（例如Boot data Region）、第二資料儲存區（例如Active data Region）、第三資料儲存區（例如Backup data Region）及第四資料儲存區（例如MFG data Region）。Flash儲存器24還包括資料儲存區對應之資料備份區，例如第一資料備份區、第二資料備份區、第三資料備份區及第四資料備份區。
所述之硬碟陣列卡3係指由複數磁盤（例如硬碟25）組合起來成為一個磁盤陣列組，其效能達到甚至超過一個容量巨大的磁盤。一般地，硬碟陣列卡3可接入一個或複數SAS擴展卡（例如第一SAS擴展卡21及第二SAS擴展卡22），再將磁盤接入SAS擴展卡中，也可直接連接插複數磁盤。於本實施例中，硬碟陣列卡3透過第一切換器20與第一SAS擴展卡21及第二SAS擴展卡22相連接，每一硬碟25透過第一切換器20與第一SAS擴展卡21及第二SAS擴展卡22相連接。
於本實施例中，所述之SAS擴展卡切換系統10包括故障監測模組101、擴展卡切換模組102、資料檢查模組103及硬碟切換模組104。本發明所稱之功能模組係指一種能夠被處理器12所執行並且能夠完成固定功能之一系列程式指令段，其儲存於儲存設備11中。
所述之故障監測模組101用於即時監測第一SAS擴展卡21的工作狀態，根據第一SAS擴展卡21的工作狀態判斷第一SAS擴展卡21是否發生故障，當第一SAS擴展卡21發生故障時，獲取第二SAS擴展卡22的參數配置信息及物理分配位址，並在儲存設備11的固件配置文件（Firmware File）中寫入該第二SAS擴展卡22的參數配置信息及物理分配位址。
所述之擴展卡切換模組102用於透過第一切換器20將硬碟陣列卡3從第一SAS擴展卡21切換至第二SAS擴展卡22上，使硬碟陣列卡3與第二SAS擴展卡22建立資料連接。該擴展卡切換模組102還用於透過第二切換器23將Flash儲存器24從第一SAS擴展卡21切換至第二SAS擴展卡22上，使Flash儲存器24與第二SAS擴展卡22建立資料連接。於本實施例中，第二切換器23將Flash儲存器24的訊號線（例如16條訊號線）、數據線（例如16條數據線）及控制線切換（例如2條訊號線）從第一SAS擴展卡21切換到第二SAS擴展卡22上。
所述之資料檢查模組103用於檢查Flash儲存器24之資料儲存區中的資料是否發生錯誤，當資料儲存區中的資料發生錯誤時，利用Flash儲存器24之相關資料備份區中的備份資料來恢復資料儲存區中的錯誤資料。如圖3所示，假如第一資料儲存區中的屬性資料發生錯誤時，資料檢查模組103利用第一資料備份區的備份資料來做屬性資料恢復。
所述之硬碟切換模組104用於透過第一切換器20移除第一SAS擴展卡21與每一硬碟25之間的資料連接，並利用第一切換器20將每一硬碟25切換至第二SAS擴展卡22上使硬碟陣列卡3透過第二SAS擴展卡22與每一硬碟25進行正常的資料通訊。
參考圖2所示，係本發明SAS擴展卡自動切換方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，當第一SAS擴展卡21發生故障時，該方法能夠自動將硬碟陣列卡3及Flash儲存器24從第一SAS擴展卡21切換至第二SAS擴展卡22上，及將每一硬碟25切換至第二SAS擴展卡22使主機1與每一硬碟25進行正常的資料通訊。
步驟S21，故障監測模組101即時監測第一SAS擴展卡21的工作狀態。步驟S22，故障監測模組101根據第一SAS擴展卡21的工作狀態判斷第一SAS擴展卡21是否發生故障。若第一SAS擴展卡21發生故障，則執行步驟S23。若第一SAS擴展卡21未發生故障，則流程結束。
步驟S23，故障監測模組101獲取第二SAS擴展卡22的參數配置信息及物理分配位址，並在儲存設備11之固件配置文件（Firmware File）中寫入該第二SAS擴展卡22的參數配置信息及物理分配位址。
步驟S24，擴展卡切換模組102透過第一切換器20將硬碟陣列卡3從第一SAS擴展卡21切換至第二SAS擴展卡22上，使硬碟陣列卡3與第二SAS擴展卡22建立資料連接。
步驟S25，擴展卡切換模組102透過第二切換器23將Flash儲存器24從第一SAS擴展卡21切換至第二SAS擴展卡22上，使Flash儲存器24與第二SAS擴展卡22建立資料連接。於本實施例中，第二切換器23將Flash儲存器24的訊號線（例如16條訊號線）、數據線（例如16條數據線）及控制線切換（例如2條訊號線）從第一SAS擴展卡21切換到第二SAS擴展卡22上。
步驟S26，資料檢查模組103檢查Flash儲存器24之資料儲存區中的資料是否發生錯誤。若資料儲存區中的資料發生錯誤，則執行步驟S27。若資料儲存區中的資料未發生錯誤，則執行步驟S28。
步驟S27，資料檢查模組103利用Flash儲存器24之相關資料備份區中的備份資料恢復資料儲存區中的錯誤資料。如圖3所示，假如第一資料儲存區中的屬性資料發生錯誤時，資料檢查模組103利用第一資料備份區的備份資料來做屬性資料恢復。
步驟S28，硬碟切換模組104透過第一切換器20移除第一SAS擴展卡21與每一硬碟25之間的資料連接，並利用第一切換器20將每一硬碟25切換至第二SAS擴展卡22上使硬碟陣列卡3透過第二SAS擴展卡22與每一硬碟25進行正常的資料通訊。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍內。
1．．．主機
10．．．SAS擴展卡切換系統
101．．．故障監測模組
102．．．擴展卡切換模組
103．．．資料檢查模組
104．．．硬碟切換模組
11．．．儲存設備
12．．．處理器
2．．．PCB板
20．．．第一切換器
21．．．第一SAS擴展卡
22．．．第二SAS擴展卡
23．．．第二切換器
24．．．Flash儲存器
25．．．硬碟
3．．．硬碟陣列卡
圖1係為本發明SAS擴展卡自動切換系統較佳實施例之架構圖。
圖2係為本發明SAS擴展卡自動切換方法較佳實施例之流程圖。
圖3係為Flash儲存器之資料區塊示意圖。
1．．．主機
10．．．SAS擴展卡切換系統
101．．．故障監測模組
102．．．擴展卡切換模組
103．．．資料檢查模組
104．．．硬碟切換模組
11．．．儲存設備
12．．．處理器
2．．．PCB板
20．．．第一切換器
21．．．第一SAS擴展卡
22．．．第二SAS擴展卡
23．．．第二切換器
24．．．Flash儲存器
25．．．硬碟
3．．．硬碟陣列卡

Claims (10)

  1. 一種SAS擴展卡自動切換系統，安裝並運行於主機中，該主機透過硬碟陣列卡與PCB板相連接，該PCB板安裝有第一切換器、第一SAS擴展卡、第二SAS擴展卡、第二切換器、Flash儲存器及複數硬碟，所述之SAS擴展卡自動切換系統包括：
    故障監測模組，用於即時監測第一SAS擴展卡的工作狀態，根據第一SAS擴展卡的工作狀態判斷第一SAS擴展卡是否發生故障，當第一SAS擴展卡發生故障時，獲取第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址，並在主機之固件配置文件中寫入第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址；
    擴展卡切換模組，用於透過第一切換器將硬碟陣列卡從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡與第二SAS擴展卡建立資料連接，及透過第二切換器將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使Flash儲存器與第二SAS擴展卡建立資料連接；及
    硬碟切換模組，用於透過第一切換器移除第一SAS擴展卡與每一硬碟之間的資料連接，及利用第一切換器將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡透過第二SAS擴展卡與每一硬碟進行正常的資料通訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之SAS擴展卡自動切換系統，該系統還包括資料檢查模組，用於檢查Flash儲存器之資料儲存區中的資料是否發生錯誤，當資料儲存區中的資料發生錯誤時，利用Flash儲存器之相關資料備份區中的備份資料來恢復資料儲存區中的錯誤資料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之SAS擴展卡自動切換系統，其中，所述之資料儲存區包括第一資料儲存區、第二資料儲存區、第三資料儲存區及第四資料儲存區，所述之資料備份區包括第一資料備份區、第二資料備份區、第三資料備份區及第四資料備份區。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之SAS擴展卡自動切換系統，其中，所述之硬碟陣列卡透過第一切換器與第一SAS擴展卡及第二SAS擴展卡相連接，每一硬碟透過第一切換器與第一SAS擴展卡及第二SAS擴展卡相連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之SAS擴展卡自動切換系統，其中，所述之第二切換器控制Flash儲存器的訊號線、數據線及控制線在第一SAS擴展卡與第二SAS擴展卡之間進行切換。
  6. 一種SAS擴展卡自動切換方法，應用於主機中，該主機透過硬碟陣列卡與PCB板相連接，該PCB板安裝有第一切換器、第一SAS擴展卡、第二SAS擴展卡、第二切換器、Flash儲存器及複數硬碟，該方法包括步驟：
    即時監測第一SAS擴展卡的工作狀態；
    根據第一SAS擴展卡的工作狀態判斷第一SAS擴展卡是否發生故障；
    當第一SAS擴展卡發生故障時，獲取第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址，並在主機之固件配置文件中寫入第二SAS擴展卡的參數配置信息及物理分配位址；
    透過第一切換器將硬碟陣列卡從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡與第二SAS擴展卡建立資料連接；
    透過第二切換器將Flash儲存器從第一SAS擴展卡切換至第二SAS擴展卡上使Flash儲存器與第二SAS擴展卡建立資料連接；
    透過第一切換器移除第一SAS擴展卡與每一硬碟之間的資料連接；及
    利用第一切換器將每一硬碟切換至第二SAS擴展卡上使硬碟陣列卡透過第二SAS擴展卡與每一硬碟進行正常的資料通訊。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之SAS擴展卡自動切換方法，該方法還包括步驟：
    檢查Flash儲存器之資料儲存區中的資料是否發生錯誤；
    當資料儲存區中的資料發生錯誤時，利用Flash儲存器之相關資料備份區中的備份資料來恢復資料儲存區中的錯誤資料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之SAS擴展卡自動切換方法，其中，所述之資料儲存區包括第一資料儲存區、第二資料儲存區、第三資料儲存區及第四資料儲存區，所述之資料備份區包括第一資料備份區、第二資料備份區、第三資料備份區及第四資料備份區。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之SAS擴展卡自動切換方法，其中，所述之硬碟陣列卡透過第一切換器與第一SAS擴展卡及第二SAS擴展卡相連接，每一硬碟透過第一切換器與第一SAS擴展卡及第二SAS擴展卡相連接。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之SAS擴展卡自動切換方法，其中，所述之第二切換器控制Flash儲存器的訊號線、數據線及控制線在第一SAS擴展卡與第二SAS擴展卡之間進行切換。
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