基于光纤通道的文件级数据共享存储系统

摘要

基于光纤通道的文件级数据共享存储系统，属于计算机信息存储技术领域，解决现有文件级数据共享系统存在的协议开销较大，数据传输速度较低的问题。本发明包括服务器端计算机、服务器光纤适配器、N台客户端计算机、N个客户光纤适配器和光纤交换机；服务器端计算机加载有服务器数据传输模块和服务器数据共享模块；各客户端计算机均加载有客户数据传输模块和客户数据共享模块。本发明减小了协议开销，实现了文件级的数据共享，适用于小规模简单的网络拓扑、文件级数据共享、对数据传输速度要求较高的环境。

主权项

一种基于光纤通道的文件级数据共享系统，包括服务器端计算机、服务器光纤适配器、N台客户端计算机、N个客户光纤适配器和光纤交换机，服务器端计算机通过服务器光纤适配器和光纤连接线连接光纤交换机， N台客户端计算机分别通过各自的客户光纤适配器和光纤连接线连接光纤交换机，服务器端、N台客户光纤适配器均包括存储器和寄存器，寄存器有三种状态，分别是等待状态、发送就绪状态和接收就绪状态；N＝1～31；其特征在于：所述服务器端计算机加载有服务器数据传输模块和服务器数据共享模块，客户端计算机加载有客户数据传输模块和客户数据共享模块；A.所述服务器数据传输模块包括服务器帧传输控制单元和服务器光纤适配器驱动单元；所述客户数据传输模块包括客户帧传输控制单元和客户光纤适配器驱动单元；A1.所述服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元在服务器端计算机或客户端计算机中对数据帧的发送和接收进行控制；发送数据帧时，服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元从服务器数据共享模块或客户数据共享模块中获取数据帧，添加帧头后，将添加帧头的数据帧交给服务器光纤适配器驱动单元或客户光纤适配器驱动单元发送，帧头包括帧序号和帧标志；接收数据帧时，服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元接收服务器光纤适配器驱动单元或客户光纤适配器驱动单元收到的数据帧，根据帧头判断该数据帧是否完整并符合交互顺序，是则将所述数据帧传递给服务器数据共享模块或客户数据共享模块，否则对所述数据帧纠错或者通知服务器光纤适配器驱动单元或客户光纤适配器驱动单元请求重发；所述数据帧包括挂载请求帧、挂载回复帧、文件操作请求帧、文件操作回复帧、卸载请求帧和卸载回复帧； A2.所述服务器光纤适配器驱动单元或客户光纤适配器驱动单元在发送数据帧时，通过直接内存访问DMA将服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元传递来的数据帧写入服务器光纤适配器或客户光纤适配器的存储器中，将服务器光纤适配器或客户光纤适配器的寄存器的状态由等待状态修改为发送就绪状态；服务器光纤适配器或客户光纤适配器检测到寄存器状态为发送就绪状态时，将自身存储器中的数据帧发送出去；发送结束后，服务器光纤适配器或客户光纤适配器将寄存器状态修改为等待状态，并通过中断通知服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元发送结束；服务器光纤适配器驱动单元或客户光纤适配器驱动单元在接收数据帧时，先在服务器端或者客户端计算机中准备好内存缓冲区，然后将内存缓冲区地址写入服务器光纤适配器或客户光纤适配器的存储器中，再将服务器光纤适配器或客户光纤适配器的寄存器修改为接收就绪状态；服务器光纤适配器或客户光纤适配器检测到自身寄存器状态为接收就绪状态后接收数据帧，再通过DMA把数据帧写入先前准备好的服务器端或者客户端计算机内存缓冲区中；写入结束后，服务器光纤适配器或客户光纤适配器修改寄存器状态，然后通过中断通知服务器帧传输控制单元或客户帧传输控制单元传输结束；B.所述服务器数据共享模块包括服务器挂载单元和服务器文件系统单元；服务器挂载单元处理与服务器帧传输控制单元交互的数据帧中的挂载请求帧、挂载回复帧、卸载请求帧及卸载回复帧，服务器文件系统单元处理与服务器帧传输控制单元交互的数据帧中的文件操作请求帧及文件操作回复帧；B1.所述服务器挂载单元从服务器帧传输控制单元接收挂载请求帧时，判断挂载请求帧中的客户端计算机主机名和目录名是否合法，是则生成一个表示挂载成功的服务器目录句柄放在挂载回复帧中，否则生成一个表示挂载失败的服务器目录句柄放在挂载回复帧中，再将挂载回复帧传递给帧传输控制单元；服务器挂载单元从服务器帧传输控制单元接收卸载请求帧时，注销卸载请求帧中的服务器目录句柄，将卸载回复帧传递给服务器帧传输控制单元；所述主机名和目录名合法是指具有该主机名的计算机对该目录有挂载权限；B2.所述服务器文件系统单元从服务器帧传输控制单元接收客户端的文件操作请求帧时，判断文件操作请求帧中的信息是否合法，合法则根据文件操作请求帧中的句柄、操作对象、操作和参数进行文件操作，并判断文件操作是否成功，是则生成一个表示操作成功的操作结果连同数据放在文件操作回复帧中，否则生成一个表示操作失败的操作结果放在文件操作回复帧中，再将文件操作回复帧传递给帧传输控制单元；不合法则生成一个表示操作失败的操作结果放在文件操作回复帧中，再将文件操作回复帧传递给帧传输控制单元； 文件操作请求帧中的信息合法是指服务器目录句柄存在，且客户端计算机对操作对象有执行操作的权限； C.所述客户数据共享模块包括客户挂载单元和客户文件系统单元；客户挂载单元处理与客户帧传输控制单元交互的数据帧中的挂载请求帧、挂载回复帧、卸载请求帧及卸载回复帧，客户文件系统单元处理与客户帧传输控制单元交互的数据帧中的文件操作请求帧及文件操作回复帧；C1.所述客户挂载单元接收客户端计算机发出的挂载命令，生成挂载请求帧，将其传递给客户帧传输控制单元；客户挂载单元从客户帧传输控制单元接收挂载回复帧，判断挂载回复帧中是否包含表示挂载成功的服务器目录句柄，是则将服务器目录句柄保存到客户端计算机中，向客户端计算机发送表示挂载成功的信号，否则向客户端计算机发送表示挂载失败的信号；所述客户挂载单元根据用户卸载命令生成卸载请求帧，将要卸载的保存在客户端计算机中服务器目录句柄放入卸载请求帧中，将其传递给客户帧传输控制单元；客户挂载单元从客户帧传输控制单元接收卸载回复帧，将保存在客户端计算机中的服务器目录句柄注销，向客户端计算机发送表示卸载成功的信号；C2.所述客户文件系统单元接收客户端计算机发出的文件操作命令，生成包含服务器目录句柄、操作对象、操作和参数放入文件操作请求帧中，传递给客户帧传输控制单元； 所述客户文件系统单元从客户帧传输控制单元接收文件操作回复帧，将文件操作回复帧中的操作结果连同数据传递给客户端计算机。