專利名稱：用于混合交換機(jī)架構(gòu)的光纖信道透明交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖信道網(wǎng)絡(luò)，且更具體地說(shuō)涉及使在包括至少一專有光纖信道架構(gòu)交換機(jī)的光纖信道網(wǎng)絡(luò)中通信變得更容易的透明光纖信道交換機(jī)。
背景技術(shù)：
光纖信道是一組美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)標(biāo)準(zhǔn)，其為存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議例如HIPPI、SCSI、IP、ATM及其他協(xié)議提供串行傳輸協(xié)議。光纖信道提供輸入/輸出接口來(lái)同時(shí)滿足信道和網(wǎng)絡(luò)用戶的要求。
光纖信道支持三種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、仲裁回路及光纖信道架構(gòu)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接連接兩個(gè)器件。仲裁回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在回路中連接器件。光纖信道架構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將主系統(tǒng)直接附接到架構(gòu)，然后附接到多個(gè)器件。光纖信道架構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許數(shù)種媒體類型互連。
在光纖信道中，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間建立路徑，其中所述路徑的主要任務(wù)是以高速及低時(shí)延將數(shù)據(jù)自一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)，在硬件中僅實(shí)施簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)。
光纖信道架構(gòu)器件包括可管理架構(gòu)連接的節(jié)點(diǎn)端口或“N_端口”。所述N_端口建立與具有架構(gòu)端口或F_端口的架構(gòu)元件(例如交換機(jī))的連接。架構(gòu)元件包括用于處理路由、檢錯(cuò)、恢復(fù)及類似管理功能的智能。
光纖信道交換機(jī)是多端口器件，其中每一端口管理其自身與其所連接系統(tǒng)間的簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。每一端口均可連接到服務(wù)器、外圍設(shè)備、I/O子系統(tǒng)、網(wǎng)橋、集線器、路由器及甚至連接到另一交換機(jī)。交換機(jī)接收來(lái)自一個(gè)端口的消息并自動(dòng)將所述消息路由到另一端口。多個(gè)呼叫或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移同時(shí)通過(guò)所述多端口光纖信道交換機(jī)發(fā)生。
光纖信道交換機(jī)使用存儲(chǔ)器緩沖器來(lái)保持在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)接收及發(fā)送的幀。與這些緩沖器相關(guān)聯(lián)的是信用量，信用量是緩沖器每一架構(gòu)端口可保持的幀的數(shù)量。
人們常使用存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(“SAN”)，在SAN中各個(gè)主計(jì)算系統(tǒng)可利用多個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器件。SAN中的數(shù)據(jù)通常通過(guò)各個(gè)控制器/適配器自多個(gè)主系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、服務(wù)器等)傳送到存儲(chǔ)系統(tǒng)。現(xiàn)今SAN中經(jīng)常使用光纖信道標(biāo)準(zhǔn)。
圖1A顯示光纖信道網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例。在圖1A中，主系統(tǒng)耦合到標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)交換機(jī)13。主系統(tǒng)10(和/或10A)通常包括數(shù)個(gè)功能組件。這些組件可包括中央處理器(CPU)、主存儲(chǔ)器、輸入/輸出(“I/O”)器件(未圖示)、只讀存儲(chǔ)器及流式存儲(chǔ)器件(例如磁帶驅(qū)動(dòng)器)。
主系統(tǒng)(例如10和10A)通常使用接口(例如“PCI”或PCI-X總線接口)經(jīng)由主機(jī)總線適配器(“HBA”，也可稱為“控制器”和/或“適配器”)與存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，器件15和27)通信。
圖1A顯示4個(gè)HBA，即11、12、20和22。HBA 11經(jīng)由端口17耦合到交換機(jī)13，HBA 12經(jīng)由端口18耦合，HBA 20經(jīng)由端口19耦合，而HBA 22經(jīng)由端口21耦合。
架構(gòu)交換機(jī)13經(jīng)由端口23和16耦合到專有光纖信道架構(gòu)交換機(jī)14(也可稱為“專有交換機(jī)14”或“交換機(jī)14”)。架構(gòu)交換機(jī)13也經(jīng)由端口24和25耦合到另一專有光纖信道架構(gòu)26。專有交換機(jī)14耦合到可為存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的器件15，而專有架構(gòu)交換機(jī)26(也可稱為“專有交換機(jī)26”或“交換機(jī)26”)耦合到也可為存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的器件27。
器件15和27可使用小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(“SCSI”)協(xié)議耦合并且使用SCSI光纖信道協(xié)議(“SCSI FCP”)與其他器件/系統(tǒng)通信。SCSI及SCSI_FCP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的所有內(nèi)容均以引用的方式并入本文中。SCSI FCP是映射協(xié)議，用于將SCSI命令集施加給光纖信道。
盡管光纖信道是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但專有交換機(jī)例如14和26卻極為常見。這類交換機(jī)通常使用機(jī)密內(nèi)部交換技術(shù)，允許主系統(tǒng)與目標(biāo)器件通信，反之亦然。通常，光纖信道網(wǎng)絡(luò)具有一種以上的專有交換技術(shù)。Brocade Communications Inc和McDataCorporation是兩個(gè)這樣的提供此類專有交換技術(shù)的公司。
專有交換機(jī)具有若干缺點(diǎn)。例如，當(dāng)專有交換機(jī)(例如14)對(duì)非專有交換機(jī)(例如架構(gòu)交換機(jī)13)進(jìn)行定位/與其進(jìn)“行通信時(shí)，會(huì)在功能存在有損失。此迫使SAN建構(gòu)者使用專有交換技術(shù)。此功能損失在混合廠商環(huán)境下變得嚴(yán)重。例如，在圖1A中，使用交換機(jī)13對(duì)于交換機(jī)14和26而言均導(dǎo)致功能的損失。
盡管光纖信道網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)是標(biāo)準(zhǔn)化，但混合廠商配置是個(gè)商業(yè)現(xiàn)實(shí)。因此，需要允許主系統(tǒng)和器件在具有混合廠商/專有交換技術(shù)的配置中通信而不出現(xiàn)任何功能上的損失的光纖信道交換機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供允許在專有交換機(jī)架構(gòu)與主系統(tǒng)間通信的網(wǎng)絡(luò)。所述網(wǎng)絡(luò)包括光纖信道交換機(jī)元件，其以可操作方式耦合到主系統(tǒng)并耦合到專有交換機(jī)架構(gòu)。當(dāng)所述主系統(tǒng)與耦合到所述專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件通信時(shí)，所述光纖信道交換機(jī)元件的存在對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。所述專有交換機(jī)架構(gòu)通過(guò)所述光纖信道交換機(jī)元件的端口通信，好像其正在直接與所述主系統(tǒng)通信似的。
在本發(fā)明另一方面中，提供允許在主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間通信的光纖信道交換機(jī)元件。所述光纖信道交換機(jī)元件包括第一端口，所述第一端口通過(guò)代表所述主系統(tǒng)登錄經(jīng)由所述專有交換機(jī)架構(gòu)與所述目標(biāo)器件通信，以便所述專有交換機(jī)的行為好像其直接與所述主系統(tǒng)通信似的。
所述光纖信道交換機(jī)元件也包括第二端口，所述第二端口與所述主系統(tǒng)通信并收集HBA標(biāo)識(shí)信息，其中所述標(biāo)識(shí)信息用于將所述第一端口映射到所述第二端口，以便當(dāng)所述主系統(tǒng)與所述目標(biāo)器件通信時(shí)，所述光纖信道交換機(jī)元件對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。HBA標(biāo)識(shí)信息在所述第二端口的FLOGI過(guò)程期間收集。并且，所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)啟動(dòng)FLOGI程序。
在本發(fā)明再一方面中，提供在主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間通信的方法。所述方法包括，在將所述主系統(tǒng)耦合到光纖信道交換機(jī)元件的第一端口的FLOGI過(guò)程期間收集HBA的標(biāo)識(shí)信息；并在將所述專有交換機(jī)架構(gòu)耦合到所述光纖信道交換機(jī)元件的第二端口中啟動(dòng)FLOGI程序，其中所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)啟動(dòng)所述FLOGI且所述第二端口記錄自所述專有交換機(jī)架構(gòu)接收到的FC_ID。
所述光纖信道交換機(jī)元件將所述第一端口映射到所述第二端口，允許在所述主系統(tǒng)與所述目標(biāo)器件間通信，其中所述光纖信道交換機(jī)元件對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的已提供此概述以便可快速理解本發(fā)明的性質(zhì)。通過(guò)結(jié)合附圖參考以下對(duì)于本發(fā)明較佳實(shí)施例的闡述說(shuō)明可更全面的了解本發(fā)明。


現(xiàn)在將參照較佳實(shí)施例的附圖來(lái)描述本發(fā)明的以上特征和其他特征。在附圖中，相同的組件具有相同的參考數(shù)字。所圖解說(shuō)明的實(shí)施例意欲舉例說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明。附圖包括以下圖圖1A顯示光纖信道網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例；圖1B根據(jù)本發(fā)明一方面顯示光纖信道交換機(jī)元件實(shí)例；圖1C根據(jù)本發(fā)明一方面顯示20-信道交換機(jī)底座的方塊圖；圖1D根據(jù)本發(fā)明一方面顯示具有16個(gè)GL_端口和4個(gè)10G端口的光纖信道交換機(jī)元件的方塊圖；圖1E顯示可使用本發(fā)明一方面的總光纖信道系統(tǒng)的方塊圖；圖2A、2C和2D根據(jù)本發(fā)明一方面顯示使用透明交換機(jī)的各不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方塊圖；圖2B根據(jù)本發(fā)明一方面顯示透明交換機(jī)中端口的方塊圖；及圖3、4和5根據(jù)本發(fā)明一方面顯示使用透明交換機(jī)的過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式
定義之所以提供以下定義是因?yàn)樗鼈兺ǔ?但并不僅僅)用于光纖信道環(huán)境中，執(zhí)行本發(fā)明的各適用方面。
“ALPA”由光纖信道標(biāo)準(zhǔn)所定義的仲裁回路物理地址。
“DID”含有幀的目的地地址的24-位光纖信道標(biāo)題。
“E_端口”連接到另一個(gè)互連端口以產(chǎn)生交換機(jī)間鏈路的架構(gòu)擴(kuò)展端口。
“F_端口”非回路N_端口與之連接而連接到架構(gòu)的端口且不包括FL_端口。
“光纖信道ANSI標(biāo)準(zhǔn)”所述標(biāo)準(zhǔn)(其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中)描述用來(lái)支持與IPI、SCSI、IP、ATM等有關(guān)聯(lián)的其他高級(jí)協(xié)議的高性能串行鏈路的物理接口、傳輸和信令協(xié)議。
“架構(gòu)”一組交換機(jī)、目標(biāo)和主器件(NL_端口、N_端口等)的結(jié)構(gòu)或組織。
“架構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”這是其中將器件直接附接到光纖信道架構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其使用嵌于幀標(biāo)題中的目的地標(biāo)識(shí)符將幀通過(guò)光纖信道架構(gòu)路由到期望的目的地。
“FC_ID”通用光纖信道地址標(biāo)識(shí)符，例如D_ID和S_ID。
“FLOGI”在光纖信道端口可發(fā)送數(shù)據(jù)前，所述端口確定有關(guān)其操作環(huán)境的信息。這包括以下因素，如互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述環(huán)境中的其他端口；可利用的服務(wù)和錯(cuò)誤恢復(fù)服務(wù)的類別。為確定此信息，端口實(shí)施登錄程序。所述登錄程序包括架構(gòu)登錄(“FLOGI”)和N_端口登錄(“PLOGI”，在下文定義)。請(qǐng)求進(jìn)行FLOGI的端口發(fā)送擴(kuò)充鏈路服務(wù)命令，其包括其自身與表頭交換中的順序和有效負(fù)載格式。FLOGI的接收方通過(guò)發(fā)送接受(“ACC”)命令來(lái)接受所述登錄。FLOGI的格式由光纖信道標(biāo)準(zhǔn)定義。
“啟動(dòng)器”啟動(dòng)輸入/輸出(“IO”或“I/O”)操作的器件，例如HBA。
“L端口”含有與仲裁回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的仲裁回路功能的端口。
“OXID”光纖信道幀標(biāo)題中的始發(fā)方(即起始交換的器件/端口)交換標(biāo)識(shí)字段。
“名稱服務(wù)器”光纖信道通用服務(wù)(FC-GS-3)技術(shù)規(guī)范在第5.0部分中闡述由光纖信道交換機(jī)提供的各種光纖信道服務(wù)，包括使用名稱服務(wù)來(lái)發(fā)現(xiàn)耦合到架構(gòu)的光纖信道服務(wù)。名稱服務(wù)器為N_端口和NL_端口登記和發(fā)現(xiàn)光纖信道屬性提供途徑。對(duì)名稱服務(wù)器命令的請(qǐng)求通過(guò)也由FC-CS-3界定的共用傳輸協(xié)議載送。所述名稱服務(wù)器信息分布于各架構(gòu)元件之中并且可在N_端口和NL_端口已登錄后供這些端口使用。由FC-GS-3所界定的名稱服務(wù)器協(xié)議使用各種命令來(lái)進(jìn)行登記、撤銷登記和查詢。光纖信道交換架構(gòu)(FC-SW-2)技術(shù)規(guī)范闡述由多個(gè)交換機(jī)組成的架構(gòu)如何構(gòu)建分布式名稱服務(wù)器。
“N_端口”直接架構(gòu)連接的端口，例如磁盤驅(qū)動(dòng)器或HBA。
“NL_端口”可實(shí)施N_端口功能的L_端口。
“PLOGI”標(biāo)準(zhǔn)光纖信道N_端口至N_端口登錄。在FLOGI后實(shí)施N_端口登錄。PLOGI確定N_端口至N_端口參數(shù)并提供一組具體的操作參數(shù)來(lái)在N_端口間通信。請(qǐng)求進(jìn)行PLOGI的端口將尋址PLOGI擴(kuò)充鏈路服務(wù)請(qǐng)求發(fā)送到其需要與之通信的N_端口的D_ID。然后尋址N_端口傳回ACC回復(fù)。所述請(qǐng)求及回復(fù)含有在所述N_端口間通信的操作參數(shù)。所述請(qǐng)求及回復(fù)的格式由光纖信道標(biāo)準(zhǔn)提供。
“端口”通常指N.sub.--端口或F.sub.--端口。
“SAN”存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)“SCSI FCP”用于在光纖信道SAN上執(zhí)行SCSI的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。
“S_ID”含有幀的源地址的光纖信道幀標(biāo)題中的24-位字段。
“交換機(jī)”符合光纖信道交換機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)元件。
“目標(biāo)”接受來(lái)自啟動(dòng)器的IO操作的SCSI器件，例如存儲(chǔ)器件，例如磁盤及磁帶驅(qū)動(dòng)器。
光纖信道系統(tǒng)為促進(jìn)對(duì)所述較佳實(shí)施例的理解，將對(duì)光纖信道系統(tǒng)的一般構(gòu)造及操作加以描述。然后參照光纖信道系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)描述較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)及操作。
圖1E是執(zhí)行本發(fā)明各適用方面的方法和系統(tǒng)的光纖信道系統(tǒng)100的方塊圖。系統(tǒng)100包括多個(gè)互連的器件。每個(gè)器件均包括一或多個(gè)端口，分為節(jié)點(diǎn)端口(N_端口)、架構(gòu)端口(F_端口)和擴(kuò)充端口(E_端口)。節(jié)點(diǎn)端口可位于節(jié)點(diǎn)器件內(nèi)，例如服務(wù)器103、磁盤陣列105和存儲(chǔ)器件104。
架構(gòu)端口位于架構(gòu)器件內(nèi)，例如交換機(jī)101和102。仲裁回路106可使用仲裁回路端口(FL_端口)以可操作方式耦合到交換機(jī)101。
圖1E的器件以可操作方式經(jīng)由“鏈路”或“路徑”耦合。可在兩個(gè)N_端口之間，例如在服務(wù)器103與存儲(chǔ)器104之間建立路徑?？墒褂枚鄠€(gè)鏈路建立分組交換路徑，例如服務(wù)器103中的N_端口可與磁盤陣列105通過(guò)交換機(jī)102建立路徑。
交換機(jī)元件圖1B是根據(jù)本發(fā)明一方面的20-端口ASIC架構(gòu)元件的方塊圖。圖1B提供使用所述20-端口架構(gòu)元件的20-信道交換機(jī)底座的一般結(jié)構(gòu)。架構(gòu)元件包括在任何端口間均具有無(wú)阻塞光纖信道2類(無(wú)連接，已確認(rèn))和3類(無(wú)連接，未確認(rèn))服務(wù)的ASIC20。值得注意的是，在本文所述的本發(fā)明的范圍及操作內(nèi)，ASIC 20也可設(shè)計(jì)用于1類(面向連接的)服務(wù)。
本發(fā)明的架構(gòu)元件目前作構(gòu)建為單CMOS ASIC，為此術(shù)語(yǔ)“架構(gòu)元件”與ASIC可互換使用，指本說(shuō)明書中的較佳實(shí)施例。盡管圖1B顯示20個(gè)端口，但本發(fā)明并不限于任何具體數(shù)量的端口。
ASIC 20具有在圖1B中標(biāo)記為GL0至GL19的20個(gè)端口。這些端口屬于常見光纖信道端口類型，例如F_端口、FL_端口和E_端口。換言之，根據(jù)其連接目標(biāo)，每一GL_端口均可起任一類型端口的作用。
僅出于例示的目的，在圖1B中將所有GL_端口均繪在ASIC 20的同一側(cè)上。然而，如其他圖中所述，所述端口可位于ASIC 20的兩側(cè)上。此并不表明端口或ASIC設(shè)計(jì)中有任何差異。端口的實(shí)際物理布局將取決于ASIC的物理布局。
每一端口GL0至GL19均具有至交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)50的傳輸和接收連接。一個(gè)連接是通過(guò)接收緩沖器52，接收緩沖器52用于在路由操作期間接收并暫時(shí)保持幀。另一連接是通過(guò)傳輸緩沖器54。
交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)50包括許多交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)，用來(lái)處理特定類型的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流控制信息。僅出于說(shuō)明的目的，將交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)50顯示為單一縱橫結(jié)構(gòu)。交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)50是無(wú)連接縱橫結(jié)構(gòu)(分組交換)，其具有已知的常見設(shè)計(jì)，尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)以連接21×21個(gè)路徑。這是為了容納20個(gè)GL端口加一個(gè)用于連接架構(gòu)控制器(其可在ASIC 20的外部)的端口。
在本文所述的交換機(jī)底座的較佳實(shí)施例中，所述架構(gòu)控制器為固件程控微處理器，也稱為輸入/輸出處理器(“IOP”)。IOP 66在圖1C中作為利用一或多個(gè)ASIC 20的開關(guān)底座的一部分顯示。在圖1B中可看出，至IOP 66的雙向連接通過(guò)端口67路由，而端口67內(nèi)部連接到控制總線60。傳輸緩沖器56、接收緩沖器58、控制寄存器62和狀態(tài)寄存器64連接到總線60。傳輸緩沖器56和接收緩沖器58將內(nèi)部無(wú)連接交換機(jī)縱橫結(jié)構(gòu)50連接到IOP 66，以便其可發(fā)出或接收幀。
控制寄存器62接收并保持來(lái)自IOP 66的控制信息，以便IOP 66可通過(guò)置換寄存器62中的某些控制字來(lái)改變ASIC 20的特性或操作配置。IOP 66通過(guò)監(jiān)控電路(未圖示)可監(jiān)控放置在狀態(tài)寄存器64中的各代碼，從而可讀取ASIC 20的狀態(tài)。
圖1C顯示使用ASIC 20和IOP 66的20-信道交換機(jī)底座S2。S2也將包括其他元件，例如電源(未圖示)。所述20個(gè)GL_端口響應(yīng)于信道C0至C19。每個(gè)GL_端口均具有指定為S0至S19的串行/反串行器(SERDES)。理想地，將所述SERDES的功能構(gòu)建于ASIC 20上以提高效率，但另一選擇為可處于各GL_端口的外部。SERDES將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流以進(jìn)行傳輸并將所接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成并行數(shù)據(jù)。8位至10位編碼使得SERDES能自所接收到的數(shù)據(jù)流產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。
如高性能交換機(jī)設(shè)計(jì)中所熟知，每個(gè)GL_端口均可具有光電轉(zhuǎn)換器(指定為OE0至OE19)，這些光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)串行線與其SERDES連接，用來(lái)提供光纖光輸入/輸出連接。這些轉(zhuǎn)換器連接到交換機(jī)信道C0至C19。值得注意的是，這些端口可通過(guò)銅路徑或其他構(gòu)件而不是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器連接。
圖1D顯示ASIC 20的方塊圖，ASIC 20具有16個(gè)GL端口和用于4個(gè)指定為XGP0至XGP3的10G端口的4個(gè)指定為XG0至XG3的G(吉字節(jié))端口控制模塊。ASIC20包括控制端口62A，控制端口62A通過(guò)PCI連接66A耦合到IOP 66。
基于回路的架構(gòu)接口圖2A根據(jù)本發(fā)明一方面顯示使用透明交換機(jī)13A的頂層方塊圖。透明交換機(jī)13A(也可稱為“交換機(jī)13A”)可使用底座S2中的ASIC交換機(jī)元件20構(gòu)建。透明交換機(jī)13A可經(jīng)由端口17A耦合到HBA 11并經(jīng)由端口18A耦合到HBA 12。交換機(jī)13A也經(jīng)由端口19A耦合到HBA20并經(jīng)由端口21A耦合到HBA22。端口17A、18A、19A和21A被指定為TH_端口(透明主機(jī)端口)，而端口23A和24A被指定為透明架構(gòu)端口(TF_端口或TFL_端口(在本說(shuō)明書中互換使用)，用于回路功能)。各HBA的虛擬化ALPA分別顯示為11A、12A、20A和22A。
專有光纖信道架構(gòu)14與起NL_端口作用的端口23A和24A通信。專有交換機(jī)14(或26)認(rèn)為其正在直接與主系統(tǒng)通信，因此無(wú)功能損失。值得注意的是，盡管將TH_端口顯示為與主系統(tǒng)鏈接，但這些端口也可鏈接到存儲(chǔ)器件。
圖2B根據(jù)本發(fā)明一方面顯示端口(例如17A)的實(shí)例。端口17A包括接收管線25A，來(lái)接收光纖信道幀/數(shù)據(jù)29。所接收到的數(shù)據(jù)29經(jīng)過(guò)處理，然后經(jīng)由縱橫結(jié)構(gòu)50移動(dòng)到傳輸管線28。傳輸管線28將數(shù)據(jù)30傳輸?shù)侥康牡亍?004年6月20日提出申請(qǐng)的專利申請(qǐng)案第10/894,546號(hào)中提供關(guān)于管線及如何使用別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A傳輸幀的詳細(xì)情況，所述申請(qǐng)案的整個(gè)揭示內(nèi)容以引用方式并入本文中。使用別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A以便于在主機(jī)與器件間通信。
圖3顯示允許在主系統(tǒng)與位于專有光纖信道架構(gòu)后的器件通信的過(guò)程步驟流程圖。
透明交換機(jī)13A對(duì)連接的主系統(tǒng)10和10A起代理服務(wù)系統(tǒng)/網(wǎng)橋的作用。架構(gòu)側(cè)端口(TFL_端口)以NL_端口鏈路態(tài)模式操作。各TFL_端口均保留所有HBA(11、12、20和22)的ALPAS。交換機(jī)13A代表主系統(tǒng)10和10A在所述TFL_端口中進(jìn)行FLOGI。FC_ID由TFL_端口分配并存儲(chǔ)在別名高速緩沖緩沖器27A中，用于在主機(jī)與目標(biāo)器件間通信。
詳情參照?qǐng)D3，在步驟S300中，向透明交換機(jī)13A供電。在步驟S302中，通過(guò)循環(huán)初始化(光纖信道標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程)啟動(dòng)架構(gòu)側(cè)(即端口23A和24A)。在此步驟期間交換機(jī)13A并不實(shí)施FLOGI(標(biāo)準(zhǔn)登錄程序)。交換機(jī)插入對(duì)其可服務(wù)的每個(gè)主機(jī)端口的ALPA請(qǐng)求，在圖2A中顯示為11A、12A、20A和22A。
在步驟S304中，交換機(jī)13A收集每一個(gè)所支持的HBA的唯一全球編號(hào)(“WWN”)，所述全球編號(hào)由HBA制造商提供。交換機(jī)13A在TH_端口(即17A、18A、19A和21A)進(jìn)行PLOGI期間收集WWN信息。HBA向具有所述WWN編號(hào)的TH_端口發(fā)送ACC(接受)響應(yīng)。
在步驟S306中，交換機(jī)13A將TH_端口映射到TFL_端口(即13A和/或24A)。在步驟S308中，將所述映射信息設(shè)定在路由模塊26A中，以便各TH_端口指向匹配的TFL_端口。路由模塊26A類似于在上述專利申請(qǐng)案中所描述的引導(dǎo)狀態(tài)機(jī)。
在步驟S310中，交換機(jī)13A代表主機(jī)在TFL_端口中啟動(dòng)FLOGI。在步驟S312中，TFL_端口將來(lái)自ACC響應(yīng)的FC_ID記錄在別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A中，然后設(shè)定表項(xiàng)來(lái)指向匹配的TH_端口。
在步驟S314中，在TH_端口中實(shí)施FLOGI。交換機(jī)13A以在步驟S310中獲取的FC_ID對(duì)TH_端口作出響應(yīng)。這時(shí)，交換機(jī)13A變得透明。
在步驟S316中，建立主機(jī)(例如10)與目標(biāo)(例如器件15)的通信。主機(jī)N_端口向所述名稱服務(wù)器的PLOGI徑直到達(dá)TFL_端口，然后經(jīng)由專有架構(gòu)(14及/或15)到達(dá)器件(例如15及/或27)。
如果TF_端口變低，則匹配的TH_端口也變低。TH_端口然后重新分配給其余的TF_端口并且根據(jù)所述新的分配來(lái)調(diào)節(jié)路由模塊26A。例如，如果分配給TH_端口17A的TFL_端口變低，則TH_端口17A可重新分配給端口24A。
如果TH_端口變低，則相應(yīng)的TF_端口實(shí)施循環(huán)初始化(“LIP”)來(lái)移除任何匹配的ALPA。其余的TH_端口等待著，直到TF_端口完成LIP過(guò)程。
虛擬N_端口_ID架構(gòu)側(cè)接口虛擬N_端口_ID(“VNPID”)由整個(gè)內(nèi)容以引用方式并入本文中的FC_FS標(biāo)準(zhǔn)定義。VNPID為N_端口器件為鏈路級(jí)能力提供N_端口器件的多個(gè)N_端口標(biāo)識(shí)符(光纖信道地址)。通常，這是在N_端口器件發(fā)送具有新WWPN(全球端口編號(hào))的FDISC命令并將S_ID設(shè)定成0時(shí)進(jìn)行FLOGI之后完成的。所述交換機(jī)以具有相同的域/區(qū)值、但具有不同的端口_ID值的新的N_端口_ID(其是所有NL_端口的ALPA字段)作出相應(yīng)。
在本發(fā)明一方面中，TH_端口和TFV_端口由交換機(jī)13A定義。TFV_端口在圖2C中顯示為23B和24B。來(lái)自HBA 11、12、20和22的VNPIDS分別顯示為11B、12B、20B和22B。交換機(jī)13A對(duì)于主機(jī)10和10A起代理服務(wù)系統(tǒng)/網(wǎng)橋作用。TFV_端口自主機(jī)10和10A請(qǐng)求VNPID，然后將VNPID置于別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A中。這些值然后用于路由幀。
圖4根據(jù)本發(fā)明一方面顯示使用VNPID的過(guò)程步驟的流程圖。詳情參照?qǐng)D4，在步驟S400中，向交換機(jī)13A供電。在步驟S402中，TH_端口被初始化并且交換機(jī)13A收集HBA 11、12、20和22的WWN信息。此在FLOGI過(guò)程期間獲取。在收集WWN信息后，使TH_端口變低(或禁用)。
在步驟S404中，交換機(jī)13A初始化TFV_端口，好像交換機(jī)13A是主系統(tǒng)似的。TFV_端口將FLOGI請(qǐng)求發(fā)送給架構(gòu)(即14和15)，然后發(fā)送具有各HBA的WWPN信息的FDISC命令。這包括虛擬N_端口標(biāo)識(shí)符(“VNPID”)。
在步驟S406中，TFV_端口在別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A中記錄新的VNPID。各個(gè)表項(xiàng)均設(shè)定到匹配的TH_端口，即各VNPID均具有對(duì)應(yīng)的TH_端口表項(xiàng)。
在步驟S408中，交換機(jī)13A將各個(gè)TH_端口映射到TFV_端口(例如，可將端口17A映射到端口23B)。設(shè)定路由模塊26A，以便各TH_端口均指向匹配TFV_端口。
在步驟S410中，將TH_端口重新初始化并且交換機(jī)以可分配的保留VNPID對(duì)原始FLOGI(步驟S402)作出響應(yīng)。主機(jī)對(duì)名稱服務(wù)器進(jìn)行PLOGI，且交換機(jī)13A啟動(dòng)向架構(gòu)交換機(jī)(14和/或26)的PLOGI。交換機(jī)13A在TH_端口和TFV_端口間代理名稱服務(wù)器查詢命令。HBA配置中的變化記錄在交換機(jī)13A中。之后，主機(jī)與器件便能進(jìn)行通信。
如果TFV_端口在通信或其他操作期間變低，則相匹配的TH_端口也變低。TH_端口重新分配給其他TFV_端口并且路由選擇方案也相應(yīng)地調(diào)整。根據(jù)所述重新分配，將新的VNPID分配給TH_端口。
如果TH_端口變低，則相應(yīng)的TFV_端口對(duì)匹配的VNPID發(fā)送FLOGI。
在本發(fā)明一方面中，可使用虛擬端口ID來(lái)允許在專有架構(gòu)交換機(jī)環(huán)境中主機(jī)與目標(biāo)間進(jìn)行通信，反之亦然。
RAID擴(kuò)充根據(jù)本發(fā)明一方面，廉價(jià)磁盤冗余陣列(“RAID”)配置也能使用透明交換機(jī)13A。在此配置中，將存儲(chǔ)器控制器(或RAID控制器)的目標(biāo)端口映射至一或多個(gè)架構(gòu)側(cè)端口。所述架構(gòu)側(cè)端口代表目標(biāo)端口的別名。交換機(jī)13A通過(guò)使用別名高速緩沖存儲(chǔ)器表項(xiàng)將通信量多路傳輸?shù)竭m宜的端口。
根據(jù)本發(fā)明一方面，為此配置定義兩個(gè)新端口，TT_端口和TFT_端口。在圖2D中，TT_端口顯示為17B和18B，而TFT_端口顯示為23C、23D、24C和24D。
主機(jī)10和10A分別耦合到TFT_端口23C和23D。專有架構(gòu)交換機(jī)14和26分別耦合到端口24C和24D。并且，主機(jī)10B和10C耦合到專有交換機(jī)架構(gòu)14；并且主機(jī)10D和10E耦合到專有交換機(jī)架構(gòu)26。
圖5顯示使用透明交換機(jī)13A的流程圖。在步驟S500中，向交換機(jī)13A供電。在步驟S502中，給交換機(jī)13A設(shè)定規(guī)定的全球名稱(“WWN”)。交換機(jī)13A也將目標(biāo)端口分配給架構(gòu)側(cè)端口并獲得主機(jī)側(cè)WWPN信息。
在步驟S504中，交換機(jī)13A在TFT_端口側(cè)上實(shí)施FLOGI。交換機(jī)13A使用所述WWPN信息來(lái)實(shí)施PLOGI。在步驟S506中，交換機(jī)13A響應(yīng)于FLOGI接收FC_ID。
在步驟S508中，交換機(jī)13A根據(jù)FLOGI信息在別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A中設(shè)定表項(xiàng)。FC_ID匹配至D_ID以指向相應(yīng)的TT_端口。交換機(jī)13A在TT_端口的別名高速緩沖存儲(chǔ)器27A中添加表項(xiàng)，以與S_ID中新的FC_ID相匹配。此表項(xiàng)將幀自TT_端口路由到TFT_端口。
在步驟S510中，目標(biāo)1和2登記在名稱服務(wù)器中，啟用通信。
值得注意的是，TT_端口可通過(guò)多個(gè)FC_ID進(jìn)行尋址并且對(duì)這多個(gè)FC_ID保持不同的交換。
在本發(fā)明一方面中，透明交換機(jī)允許與專有交換機(jī)通信而無(wú)功能損失。
盡管已參照具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以描述，但這些實(shí)施例僅起說(shuō)明作用而不具有限制性。根據(jù)本揭示內(nèi)容及隨附權(quán)利要求書可明了本發(fā)明的許多其他應(yīng)用和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種能夠在專有交換機(jī)架構(gòu)與主系統(tǒng)間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)，其包括光纖信道交換機(jī)元件，其以可操作方式耦合到所述主系統(tǒng)和所述專有交換機(jī)架構(gòu)，其中當(dāng)所述主系統(tǒng)與耦合到所述專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件進(jìn)行通信時(shí)，所述光纖信道交換機(jī)元件的存在對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中當(dāng)所述專有交換機(jī)架構(gòu)通過(guò)所述光纖信道交換機(jī)元件的端口進(jìn)行通信時(shí)，好像其正在與所述主系統(tǒng)直接進(jìn)行通信似的。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中與所述專有交換機(jī)架構(gòu)進(jìn)行通信的所述光纖信道交換機(jī)元件端口用作N_端口。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)登錄到所述專有交換機(jī)架構(gòu)中。
5.一種光纖信道交換機(jī)元件，其能夠在主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間進(jìn)行通信，其包括第一端口，其通過(guò)代表所述主系統(tǒng)登錄而經(jīng)由所述專有交換機(jī)架構(gòu)與所述目標(biāo)器件進(jìn)行通信，以便所述專有交換機(jī)的行為好像其正與所述主系統(tǒng)直接進(jìn)行通信似的；及第二端口，其與所述主系統(tǒng)進(jìn)行通信并收集主機(jī)總線適配器標(biāo)識(shí)信息，其中所述主機(jī)總線適配器(“HBA”)標(biāo)識(shí)信息用于將所述第一端口映射到所述第二端口，以便當(dāng)所述主系統(tǒng)與所述目標(biāo)器件進(jìn)行通信時(shí)，所述光纖信道交換機(jī)元件對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。
6.如權(quán)利要求5所述的光纖信道交換機(jī)元件，其中所述HBA標(biāo)識(shí)信息是在所述第二端口的FLOGI過(guò)程期間收集的。
7.如權(quán)利要求5所述的光纖信道交換機(jī)元件，其中所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)啟動(dòng)FLOGI程序。
8.如權(quán)利要求5所述的光纖信道交換機(jī)元件，其中所述第一端口向所述第二端口提供FC_ID。
9.一種在主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間進(jìn)行通信的方法，其包括在將所述主系統(tǒng)耦合到光纖信道交換機(jī)元件的第一端口的FLOGI過(guò)程期間收集主機(jī)總線適配器(“HBA”)的標(biāo)識(shí)信息；及通過(guò)將所述專有交換機(jī)架構(gòu)耦合到所述光纖信道交換機(jī)元件的第二端口啟動(dòng)FLOGI程序，其中所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)啟動(dòng)所述FLOGI并且所述第二端口記錄自所述專有交換機(jī)架構(gòu)接收的FC_ID。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述光纖信道交換機(jī)元件將所述第一端口映射到所述第二端口，從而能夠在所述主系統(tǒng)與所述目標(biāo)器件間進(jìn)行通信，其中所述光纖信道交換機(jī)元件對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使用別名高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)記錄所述FC_ID。
12.一種在主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間進(jìn)行通信的方法，其包括自耦合到主機(jī)總線適配器的光纖信道交換機(jī)元件的主機(jī)側(cè)端口收集全球編號(hào)(“WWN”)信息，并在收集所述WWN信息后禁用所述主機(jī)側(cè)端口；啟動(dòng)FLOGI過(guò)程，其中所述光纖信道交換機(jī)元件代表所述主系統(tǒng)啟動(dòng)所述FLOGI過(guò)程，并且所述光纖信道交換機(jī)元件的架構(gòu)側(cè)端口記錄虛擬N_端口標(biāo)識(shí)符；及使所述光纖信道交換機(jī)元件的架構(gòu)側(cè)端口與所述光纖信道交換機(jī)元件的主機(jī)側(cè)端口相映射。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述映射后將所述主機(jī)側(cè)端口重新初始化。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中如果架構(gòu)側(cè)端口在通信期間變低，則相匹配的主機(jī)側(cè)端口也變低。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠在網(wǎng)絡(luò)中的主系統(tǒng)與附接到專有交換機(jī)架構(gòu)的目標(biāo)器件間進(jìn)行通信的方法和光纖信道交換機(jī)元件。所述光纖信道交換機(jī)元件包括第一端口，其通過(guò)代表所述主系統(tǒng)登錄而經(jīng)由所述專有交換機(jī)架構(gòu)與所述目標(biāo)器件進(jìn)行通信，以便所述專有交換機(jī)的行為好像其直接與所述主系統(tǒng)通信似的；和第二端口，其與所述主系統(tǒng)進(jìn)行通信并收集主機(jī)總線適配器(“HBA”)標(biāo)識(shí)信息，其中所述HBA標(biāo)識(shí)信息用于將所述第一端口映射到所述第二端口，以便當(dāng)所述主系統(tǒng)與所述目標(biāo)器件進(jìn)行通信時(shí)所述光纖信道交換機(jī)元件對(duì)所述專有交換機(jī)架構(gòu)是透明的。
文檔編號(hào)H04J14/00GK101048981SQ200580032947
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者愛德華·C·麥克格勞赫林 申請(qǐng)人:Q邏輯公司