TWI658711B

TWI658711B - 拓樸偵測方法、計算節點及儲存節點

Info

Publication number: TWI658711B
Application number: TW107105309A
Authority: TW
Inventors: 黃國益; 尤焙麟
Original assignee: 緯穎科技服務股份有限公司
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-05-01
Also published as: US20190253337A1; CN110147302A; CN110147302B; TW201935890A; US10567268B2

Abstract

本發明提供一種拓樸偵測方法、計算節點及儲存節點，其中，在計算節點及儲存節點交換彼此的識別資訊之後，計算節點及儲存節點可個別依同樣的規則將彼此的識別資訊組合以產生一組相同的連線身分，藉以表徵計算節點及儲存節點之間的連結關係。藉此，可減少資料中心在維護上的成本，並增加管理上的便利性。

Description

拓樸偵測方法、計算節點及儲存節點

本發明是有關於一種拓樸偵測方法、計算節點及儲存節點，且特別是有關於一種不需以特定線材來表徵節點之間連結關係的拓樸偵測方法、計算節點及儲存節點。

在現今資料中心的管理成本中，設備維護佔了很大的一部分，其中又以設備的更換和偵錯佔最大宗。由於較難在數以萬計的伺服器中確定每一台伺服器的位置，再加上資料中還存在各式相互連接的計算節點、儲存節點及網路交換器，因而以人工方式進行維護的困難度與複雜性皆相當高。

舉例而言，當資料中心某一個機櫃中的一台儲存節點出現問題時，管理者最在意的問題即是實際上有哪些計算節點正連接於此儲存節點上。若管理者可得知上述訊息的話，即可較快地排除相關障礙，並在對上述計算節點進行服務備份將這些計算節點轉移至其他可用的儲存節點上以繼續提供服務。因此，如何讓管理者有效率地掌握整個資料中心的硬體拓樸（其包含計算節點、儲存節點及網路交換器之間的連結關係）是相當重要且具價值的。

在現有技術中，可透過在計算節點及儲存節點之間連接特定線材的方式來得知資料中心的拓樸。前述特定線材例如是帶有電子抹除式可複寫唯讀記憶體（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）的線材（例如是Mini-SAS HD線），而管理者可在前述特定線材的EEPROM上燒入所需的資訊，諸如資料傳輸速度、目前連線狀態和一組獨一無二的材編號（例如，通用唯一識別碼（Universally Unique Identifier，UUID））。之後，前述特定線材即可用於連接計算節點及儲存節點。如此一來，計算節點及儲存節點即可從系統端透過指令看到同一個線材編號，進而令管理者得知這兩個節點彼此相連。

然而，上述作法不僅因使用具有EEPROM的線材而導致較高的成本，同時也因EEPROM上的資料需要人工維護，因而可能出現寫入錯誤或未寫入等情形。

有鑑於此，本發明提供一種拓樸偵測方法，其可在不需使用特定線材的情況下，令計算節點及儲存節點個別產生一組相同的連線身分，藉以表徵計算節點及儲存節點之間的連結關係。

本發明提供一種拓樸偵測方法，包括：由一計算節點發送一請求至一儲存節點，其中請求包括計算節點的一第一識別資訊；由儲存節點反應於請求而回傳一回應至計算節點，其中回應包括儲存節點的一第二識別資訊；由計算節點將第一識別資訊與第二識別資訊組合為一第一連線身分；以及由儲存節點將第一識別資訊與第二識別資訊組合為一第二連線身分，其中第二連線身分相同於第一連線身分。

在本發明之一實施例中，儲存節點及計算節點皆設置於一資料中心。

在本發明之一實施例中，第一識別資訊包括計算節點的序號或媒體存取控制位址，而第二識別資訊包括儲存節點的序號或媒體存取控制位址。

在本發明之一實施例中，回應更包括一匯流排序號，匯流排序號對應於儲存節點上的一匯流排埠，匯流排埠連接於計算節點，且方法更包括：由計算節點及儲存節點分別依一規則將匯流排序號附加至第一連線身分及第二連線身分中。

本發明提供一種計算節點，包括儲存電路及控制器。儲存電路儲存多個模組。控制器存取前述模組以執行下列步驟：發送一請求至一第一儲存節點，其中請求包括計算節點的一識別資訊；接收第一儲存節點反應於請求而回傳的一第一回應，其中第一回應包括第一儲存節點的一第一識別資訊；以及將識別資訊及第一識別資訊組合為一第一連線身分，其中第一連線身分相同於第一儲存節點藉由組合識別資訊及第一識別資訊所產生的一第二連線身分。

在本發明之一實施例中，第一儲存節點及計算節點皆設置於一資料中心。

在本發明之一實施例中，識別資訊包括計算節點的序號或媒體存取控制位址，而第一識別資訊包括第一儲存節點的序號或媒體存取控制位址。

在本發明之一實施例中，回應更包括一第一匯流排序號，第一匯流排序號對應於第一儲存節點上的一第一匯流排埠，第一匯流排埠連接於計算節點，且控制器更經配置以將第一匯流排序號附加至第一連線身分。

在本發明之一實施例中，控制器更經配置以：發送請求至一第二儲存節點；接收第二儲存節點反應於請求而回傳的一第二回應，其中第二回應包括第二儲存節點的一第二識別資訊以及一第二匯流排序號，第二匯流排序號對應於第二儲存節點上連接於計算節點的一第二匯流排埠；以及將識別資訊、第二識別資訊及第二匯流排序號組合為一第三連線身分，其中第三連線身分相同於第二儲存節點藉由組合識別資訊、第二識別資訊及第二匯流排序號所產生的一第四連線身分。

本發明提供一種儲存節點，包括儲存電路及控制器。儲存電路儲存多個模組。控制器存取前述模組以執行下列步驟：接收來自於一第一計算節點的一第一請求，其中第一請求包括第一計算節點的一第一識別資訊；應於第一請求而回傳一第一回應至第一計算節點，其中第一回應包括儲存節點的一識別資訊；以及將識別資訊及第一識別資訊組合為一第一連線身分，其中第一連線身分相同於第一計算節點藉由組合識別資訊及第一識別資訊所產生的一第二連線身分。

在本發明之一實施例中，儲存節點及第一計算節點皆設置於一資料中心。

在本發明之一實施例中，識別資訊包括儲存節點的序號或媒體存取控制位址，而第一識別資訊包括第一計算節點的序號或媒體存取控制位址。

在本發明之一實施例中，第一回應更包括一第一匯流排序號，第一匯流排序號對應於儲存節點上的一第一匯流排埠，第一匯流排埠連接於第一計算節點，且控制器更經配置以將第一匯流排序號附加至第一連線身分。

在本發明之一實施例中，控制器更經配置以：接收來自於一第二計算節點的一第二請求，其中第二請求包括第二計算節點的一第二識別資訊；反應於第二請求而回傳一第二回應至第二計算節點，其中第二回應包括儲存節點的識別資訊以及一第二匯流排序號，第二匯流排序號對應於儲存節點上連接於第二計算節點的一第二匯流排埠；以及將識別資訊、第二識別資訊及第二匯流排序號組合為一第三連線身分，其中第三連線身分相同於第二計算節點藉由組合識別資訊、第二識別資訊及第二匯流排序號所產生的一第四連線身分。

基於上述，本發明實施例的計算節點及儲存節點可在交換彼此的識別資訊之後，個別依同樣的規則將彼此的識別資訊組合以產生一組相同的連線身分，藉以表徵計算節點及儲存節點之間的連結關係。藉此，可減少資料中心在維護上的成本，並增加管理上的便利性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，其是本發明實施例的計算節點及儲存節點示意圖。在本實施例中，計算節點10及儲存節點20可設置於同一個資料中心。更具體來說，計算節點10及儲存節點20可設置於同一個機架（rack）上，並且可協同運作以提供例如雲端運算及儲存等功能，但可不限於此。

計算節點10包括儲存電路11及控制器12，而儲存節點20則包括儲存電路21及控制器22。儲存電路11及儲存電路21分別可以是記憶體、硬碟或是其他任何可用於儲存資料的元件，而可用以記錄多個程式碼或模組。

控制器12耦接儲存電路11，而控制器22耦接儲存電路21。處理器12及處理器22分別可以是基板管理控制器（baseboard management controller，BMC），或是其他類似裝置的其中之一或其組合。在本發明的實施例中，控制器12及控制器22分別可存取儲存電路11及儲存電路21中的模組及程式碼以執行本發明提出的方法，其細節將在之後詳述。

請參照圖2，其是本發明實施例的拓樸偵測方法流程圖。本實施例的方法可由圖1的計算節點10及儲存節點20執行，以下即搭配圖1所示的元件來說明圖2方法的各步驟細節。

首先，在步驟S210中，計算節點10發送請求RQ至儲存節點20。在本實施例中，請求RQ中包括計算節點10的識別資訊ID1，而此識別資訊ID1例如是專屬於計算節點10的唯一身分資訊，例如（硬體）序號、媒體存取控制（medium access control，MAC）位址等，但可不限於此。在不同的實施例中，計算節點10可週期性地或非週期性地向與計算節點10連接的所有儲存節點（例如儲存節點20）發送請求RQ，藉以即時地讓與計算節點10相連的所有儲存節點得知目前與計算節點10之間正存在連結關係。

之後，在步驟S220中，儲存節點20反應於請求RQ而回傳回應RS至計算節點10。在本實施例中，回應RS包括儲存節點20的識別資訊ID2，而此識別資訊ID2例如是專屬於儲存節點20的唯一身分資訊，例如序號、MAC位址等，但可不限於此。

在不同的實施例中，計算節點10的識別資訊ID1及儲存節點20的識別資訊ID2可以屬於同一形式的資訊，也可屬於不同形式的資訊。舉例而言，若識別資訊ID1為計算節點10的硬體序號，則識別資訊ID2可以是儲存節點20的硬體序號、MAC位址或其他專屬於儲存節點20的唯一身分資訊。相似地，若識別資訊ID1為計算節點10的MAC位址，則識別資訊ID2依然可以是儲存節點20的硬體序號、MAC位址或其他專屬於儲存節點20的唯一身分資訊，但可不限於此。

為便於說明，以下將識別資訊ID1假設為計算節點10的MAC位址，而識別資訊ID2則假設為儲存節點20的MAC位址，但其並非用以限定本發明實施例的可實施方式。並且，本領域具通常知識者應可基於以下教示推得識別資訊ID1及識別資訊ID2為其他形式時的實施方式。

接著，在步驟S230中，計算節點10將識別資訊ID1與識別資訊ID2組合為連線身分CID1。並且，在步驟S240中，儲存節點20將識別資訊ID1及識別資訊ID2組合為連線身分CID2，其中，計算節點10所產生的連線身分CID1相同於儲存節點20所產生的連線身分CID2。換言之，計算節點10及儲存節點20係依據相同的規則以將識別資訊ID1與識別資訊ID2組合為連線身分CID1及連線身分CID2。

在本實施例中，連線身分CID1及連線身分CID2可表徵計算節點10及儲存節點20之間的連結關係，從而使管理者更便利地掌握相關的拓樸。

進一步而言，當儲存節點20發生故障時，管理者可藉由觀察連線身分CID2的內容而得知目前計算節點10正連接於儲存節點20，因而可相應地對計算節點10進行服務備份以及將其轉移至其他可用的儲存節點等處置。

並且，由於本發明實施例的方法僅需在軟體的層面上實現，而不需採用特定線材連接計算節點10及儲存節點20，因此不僅可降低實現上的成本，還可同時降低維護上的困難性及複雜度。

舉例而言，計算節點10及儲存節點20之間可僅用成本較低的SAS線連接，而儲存節點20上可相應地設置有SAS擴充板（SAS expander board）或PCIe延伸板（expansion board）等匯流排界面來供計算節點10連接。

在一實施例中，計算節點10及儲存節點20可直接將識別資訊ID1及識別資訊ID2組合為「ID1:ID2」的形式來產生連線身分CID1及連線身分CID2。舉例而言，假設識別資訊ID1及識別資訊ID2分別為「e6:da:af:9e:5c:52」（其例如是計算節點10的MAC位址）及「00:26:2d:0b:bd:00」（其例如是儲存節點20的MAC位址），則所產生的連線身分CID1及CID2可以是「e6:da:af:9e:5c:52:00:26:2d:0b:bd:00」。在此情況下，當儲存節點20發生問題時，管理者即可從儲存節點20上的連線身分CID2得知MAC位址為「e6:da:af:9e:5c:52」的計算節點10正連接至儲存節點20，從而進行相應的處置。

在另一實施例中，連線身分CID1及CID2亦可變化為「ID2:ID1」或其他類似的形式，但可不限於此。

在其他實施例中，儲存節點20還可一併將匯流排序號BN置於回應RS中，而此匯流排序號BN可對應於儲存節點20上連接於計算節點10的匯流排埠。相應地，計算節點10及儲存節點20即可依同樣的規則將匯流排序號BN附加至連線身分CID1及連線身分CID2中。舉例而言，調整後的連線身分CID1及CID2例如是「CID1:BN:CID2」的形式。藉此，管理者即可藉由觀察連線身分CID1及CID2的內容來具體得知計算節點10正連接至儲存節點20上的哪一個匯流排埠。舉例而言，假設計算節點10正連接至儲存節點20上的1號匯流排埠，則前述連線身分CID1及CID2則可相應地調整為「e6:da:af:9e:5c:52:1:00:26:2d:0b:bd:00」，其中位於識別資訊ID1及識別資訊ID2之間的「1」即代表計算節點10正連接至儲存節點20上的1號匯流排埠。

進一步而言，當同時有多個計算節點連接至儲存節點20時，管理者還可藉由觀察儲存節點20上的多組連線身分來具體得知這些計算節點的實體位置之間的相對關係。舉例而言，若儲存節點20上存在由左至右的1號至3號匯流排埠，且其分別連接至計算節點A、B、C，則管理者即可從對應於計算節點A、B、C的連線身分得知計算節點A位於計算節點B的左邊，而計算節點C則位於計算節點B的右邊。藉此，管理者即可獲得更為完整的拓樸資訊，從而提升管理資料中心的便利性。

請參照圖3，其是本發明實施例的以多個計算節點連接至一個儲存節點的示意圖。在本實施例中，假設計算節點31、計算節點32及計算節點33分別連接至儲存節點30的1號至3號匯流排埠。在此情況下，計算節點31、計算節點32及計算節點33分別以請求RQ1、請求RQ2及請求RQ3將其個別的識別資訊ID31、識別資訊ID32及識別資訊ID33發送至儲存節點30。相應地，儲存節點30可分別將回應RS1、回應RS2及回應RS3回傳給計算節點31、計算節點32及計算節點33，以告知儲存節點30的識別資訊ID30及計算節點31、計算節點32及計算節點33個別對應的匯流排序號BN1、匯流排序號BN2及匯流排序號BN3。

接著，計算節點31、計算節點32及計算節點33可個別基於先前實施例中的教示而產生連線身分CID31、連線身分CID32及連線身分CID33，其中連線身分CID31表徵計算節點31與儲存節點30之間的連結關係，連線身分CID32表徵計算節點32與儲存節點30之間的連結關係，而連線身分CID33表徵計算節點33與儲存節點30之間的連結關係。相應地，儲存節點30亦可基於先前實施例中的教示而產生連線身分CID31、連線身分CID32及連線身分CID33。

如此一來，管理者即可基於連線身分CID31、連線身分CID32及連線身分CID33來得知儲存節點30、計算節點31、計算節點32及計算節點33之間的連結關係，從而以較便利且低成本的方式掌握相關的拓樸。

請參照圖4，其是本發明實施例的以一個計算節點連接至多個儲存節點的示意圖。在本實施例中，假設計算節點40同時連接至儲存節點41及儲存節點42的其中一個匯流排埠。在此情況下，計算節點40可向儲存節點41及儲存節點42發送請求RQ4，以將其識別資訊ID40發送至儲存節點41及儲存節點42。相應地，儲存節點41及儲存節點42可分別將回應RS4及回應RS5回傳給計算節點40，其中，回應RS4可包括儲存節點41的識別資訊ID41及計算節點40在儲存節點41上對應的匯流排序號BN4，而回應RS5可包括儲存節點42的識別資訊ID42及計算節點40在儲存節點42上對應的匯流排序號BN5。

接著，計算節點40可基於先前實施例中的教示而產生連線身分CID41及連線身分CID42，其中連線身分CID41表徵計算節點40與儲存節點41之間的連結關係，而連線身分CID42表徵計算節點40與儲存節點42之間的連結關係。相應地，儲存節點41及儲存節點42亦可基於先前實施例中的教示而個別產生連線身分CID41及連線身分CID42。

如此一來，管理者即可基於連線身分CID41及連線身分CID42來得知計算節點40、儲存節點41及儲存節點42之間的連結關係，從而以較便利且低成本的方式掌握相關的拓樸。

在其他實施例中，圖3及圖4的實施例可相互結合以呈現更為複雜的拓樸態樣，其中，一個計算節點可同時連接至多個儲存節點，而這些儲存節點亦可同時與多個計算節點連接。在此情況下，各計算節點及儲存節點仍可依據先前實施例的教示而產生一或多組連線身分，藉以令管理者掌握相關的拓樸資訊，而其運作細節在此不再贅述。

綜上所述，本發明實施例的計算節點及儲存節點可在交換彼此的識別資訊之後，個別依同樣的規則將彼此的識別資訊組合以產生一組相同的連線身分，藉以表徵計算節點及儲存節點之間的連結關係。由於本發明實施例的方法僅需在軟體的層面上實現，不需採用特定線材連接計算節點及儲存節點，因此不僅可降低實現上的成本，還可同時降低維護上的困難性及複雜度。並且，本發明實施例還可藉由在連線身分中附加匯流排序號的資訊，從而讓管理者能夠更具體地掌握連接於同一儲存節點的多個計算節點之間的相對位置。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、31、32、33、40‧‧‧計算節點

11、21‧‧‧儲存電路

12、22‧‧‧控制器

22、30、41、42‧‧‧儲存節點

BN、BN1、BN2、BN3、BN4、BN5‧‧‧匯流排序號

CID1、CID2、CID31、CID32、CID33、CID41、CID42‧‧‧連線身分

ID1、ID2、ID30、ID31、ID32、ID33、ID40、ID41、ID42‧‧‧識別資訊

RS、RS1、RS2、RS3、RS4、RS5‧‧‧回應

RQ、RQ1、RQ2、RQ3、RQ4‧‧‧請求

S210~S240‧‧‧步驟

圖1是本發明實施例的計算節點及儲存節點示意圖。圖2是本發明實施例的拓樸偵測方法流程圖。圖3是本發明實施例的以多個計算節點連接至一個儲存節點的示意圖。圖4是本發明實施例的以一個計算節點連接至多個儲存節點的示意圖。

Claims

一種拓樸偵測方法，包括：由一計算節點發送一請求至一儲存節點，其中該請求包括該計算節點的一第一識別資訊；由該儲存節點反應於該請求而回傳一回應至該計算節點，其中該回應包括該儲存節點的一第二識別資訊；由該計算節點將該第一識別資訊與該第二識別資訊組合為一第一連線身分；以及由該儲存節點將該第一識別資訊與該第二識別資訊組合為一第二連線身分，其中該第二連線身分相同於該第一連線身分。
如申請專利範圍第1項所述的拓樸偵測方法，其中該儲存節點及該計算節點皆設置於一資料中心。
如申請專利範圍第1項所述的拓樸偵測方法，其中該第一識別資訊包括該計算節點的序號或媒體存取控制位址，而該第二識別資訊包括該儲存節點的序號或媒體存取控制位址。
如申請專利範圍第1項所述的拓樸偵測方法，其中該回應更包括一匯流排序號，該匯流排序號對應於該儲存節點上的一匯流排埠，該匯流排埠連接於該計算節點，且該方法更包括：由該計算節點及該儲存節點分別依一規則將該匯流排序號附加至該第一連線身分及該第二連線身分中。
一種計算節點，包括：一儲存電路，儲存多個模組；一控制器，存取該些模組以執行下列步驟：發送一請求至一第一儲存節點，其中該請求包括該計算節點的一識別資訊；接收該第一儲存節點反應於該請求而回傳的一第一回應，其中該第一回應包括該第一儲存節點的一第一識別資訊；以及將該識別資訊及該第一識別資訊組合為一第一連線身分，其中該第一連線身分相同於該第一儲存節點藉由組合該識別資訊及該第一識別資訊所產生的一第二連線身分。
如申請專利範圍第5項所述的計算節點，其中該第一儲存節點及該計算節點皆設置於一資料中心。
如申請專利範圍第5項所述的計算節點，其中該識別資訊包括該計算節點的序號或媒體存取控制位址，而該第一識別資訊包括該第一儲存節點的序號或媒體存取控制位址。
如申請專利範圍第5項所述的計算節點，其中該回應更包括一第一匯流排序號，該第一匯流排序號對應於該第一儲存節點上的一第一匯流排埠，該第一匯流排埠連接於該計算節點，且該控制器更經配置以將該第一匯流排序號附加至該第一連線身分。
如申請專利範圍第8項所述的計算節點，其中該控制器更經配置以：發送該請求至一第二儲存節點；接收該第二儲存節點反應於該請求而回傳的一第二回應，其中該第二回應包括該第二儲存節點的一第二識別資訊以及一第二匯流排序號，該第二匯流排序號對應於該第二儲存節點上連接於該計算節點的一第二匯流排埠；以及將該識別資訊、該第二識別資訊及該第二匯流排序號組合為一第三連線身分，其中該第三連線身分相同於該第二儲存節點藉由組合該識別資訊、該第二識別資訊及該第二匯流排序號所產生的一第四連線身分。
一種儲存節點，包括：一儲存電路，儲存多個模組；一控制器，存取該些模組以執行下列步驟：接收來自於一第一計算節點的一第一請求，其中該第一請求包括該第一計算節點的一第一識別資訊；反應於該第一請求而回傳一第一回應至該第一計算節點，其中該第一回應包括該儲存節點的一識別資訊；以及將該識別資訊及該第一識別資訊組合為一第一連線身分，其中該第一連線身分相同於該第一計算節點藉由組合該識別資訊及該第一識別資訊所產生的一第二連線身分。
如申請專利範圍第10項所述的儲存節點，其中該儲存節點及該第一計算節點皆設置於一資料中心。
如申請專利範圍第10項所述的儲存節點，其中該識別資訊包括該儲存節點的序號或媒體存取控制位址，而該第一識別資訊包括該第一計算節點的序號或媒體存取控制位址。
如申請專利範圍第10項所述的儲存節點，其中該第一回應更包括一第一匯流排序號，該第一匯流排序號對應於該儲存節點上的一第一匯流排埠，該第一匯流排埠連接於該第一計算節點，且該控制器更經配置以將該第一匯流排序號附加至該第一連線身分。
如申請專利範圍第13項所述的儲存節點，其中該控制器更經配置以：接收來自於一第二計算節點的一第二請求，其中該第二請求包括該第二計算節點的一第二識別資訊；反應於該第二請求而回傳一第二回應至該第二計算節點，其中該第二回應包括該儲存節點的該識別資訊以及一第二匯流排序號，該第二匯流排序號對應於該儲存節點上連接於該第二計算節點的一第二匯流排埠；以及將該識別資訊、該第二識別資訊及該第二匯流排序號組合為一第三連線身分，其中該第三連線身分相同於該第二計算節點藉由組合該識別資訊、該第二識別資訊及該第二匯流排序號所產生的一第四連線身分。