一种大容量sas硬盘的实现方法
阅读说明：本技术 一种大容量sas硬盘的实现方法 (Method for realizing large-capacity SAS hard disk ) 是由 陶航 刘海銮 鲁腾 陈洪强 于 2021-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大容量SAS硬盘的实现方法,该方法对应的SAS硬盘包括若干个SATA硬盘、硬盘管理模块、地址映射模块、T10PI模块、双控双活模块、第一SAS协议模块和第二SAS协议模块,其中,所述若干个SATA硬盘均与硬盘管理模块连接,硬盘管理模块、地址映射模块、T10PI模块和双控双活模块依次连接,双控双活模块与第一SAS协议模块和第二SAS协议模块分别连接,第一SAS协议模块和第二SAS协议模块均与主机连接。本发明较其它大容量硬盘的实现方法的创新点在于用单端口的硬盘通过双控双活模块实现双端口的全双工传输；另外在数据块中加入保护信息,支持ANSI T10PI标准。(The invention discloses a method for realizing a high-capacity SAS hard disk, wherein the SAS hard disk corresponding to the method comprises a plurality of SATA hard disks, a hard disk management module, an address mapping module, a T10PI module, a double-control double-active module, a first SAS protocol module and a second SAS protocol module, wherein the SATA hard disks are all connected with the hard disk management module, the address mapping module, the T10PI module and the double-control double-active module are sequentially connected, the double-control double-active module is respectively connected with the first SAS protocol module and the second SAS protocol module, and the first SAS protocol module and the second SAS protocol module are both connected with a host. Compared with other methods for realizing a large-capacity hard disk, the method has the innovation points that the single-port hard disk realizes double-port full duplex transmission through the double-control double-active module; protection information is added into the data block to support the ANSI T10PI standard.)
技术领域
本发明属于计算机数据处理技术领域，涉及一种大容量SAS硬盘的实现方法。
背景技术
大数据时代，大量的数据存储在硬盘上，对硬盘提出更高的数据可靠性和大容量的要求，大容量的SAS硬盘就是一个非常合适的选择。
SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同。SAS接口延续SCSI硬盘上诸如命令排序之类的功能，其命令队列深度远大于SATA接口的命令队列，因此其性能也较SATA要好很多。SCSI是SmallComputer System Interface(小型计算机系统接口)的缩写，使用50针接口。
另外，SAS是一个完全的双向系统，而SATA则继承了IDE的特性，是半双向通信的系统。因此在通道速率相同情况下，SAS的数据吞吐量可以是SATA系统的两倍。IDE接口(Integrated Drive Electronics)是电子集成驱动器。
而且从连接上SAS也占有比较大的优势。根据SATA相关规范，SATA的数据连接线长度不应超过一米，否则就有可能出现信号衰竭从而影响使用。但是SAS接口完全克服了这个问题，其连接线的最长长度可以做到六米，这点对于多硬盘或者习惯将硬盘外置的用户来说是相当有优势的。
现有技术中直接采用SATA硬盘或通过提升硬盘存储介质的密度提升单盘容量，而受制造工艺的限制，提升很困难，而且密度越大成本越高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的技术方案为大容量SAS硬盘的实现方法，该方法对应的SAS硬盘包括若干个SATA硬盘、硬盘管理模块、地址映射模块、T10 PI模块、双控双活模块、第一SAS协议模块和第二SAS协议模块，其中，所述若干个SATA硬盘均与硬盘管理模块连接，硬盘管理模块、地址映射模块、T10 PI模块和双控双活模块依次连接，双控双活模块与第一SAS协议模块和第二SAS协议模块分别连接，第一SAS协议模块和第二SAS协议模块均与主机连接；
实现方法包括上电时上报SAS硬盘信息和状态，主机对SAS硬盘进行读写访问，
其中，上电时上报SAS硬盘信息和状态，包括以下步骤：
S11，硬盘管理模块检查连接的SATA硬盘数量；
S12，硬盘管理模块检查连接的SATA硬盘数量是否与出厂配置的数量一致；如不一致，则S16，由硬盘管理模块发起，通过第一SAS协议模块和第二SAS协议模块分别向两个不同主机上报SAS硬盘错误信息；
S13，如果硬盘数量检测和出厂配置一致，则硬盘管理模块逐个获取连接的SATA硬盘状态；
S14，硬盘管理模块判别获得的SATA硬盘状态是否正确，如果错误，则执行S16；
S15，如果所有SATA硬盘的状态均正确，则通过第一SAS协议模块和第二SAS协议模块分别向两个不同主机上报SAS硬盘信息；
其中，主机对SAS硬盘进行读写访问，包括以下步骤：
S101，主机A通过第一SAS协议模块对SAS硬盘发起读写访问操作；
S201，主机B通过第二SAS协议模块对SAS硬盘发起读写访问操作；
S102，第一SAS协议模块处理主机A的SAS命令，提取相应的访问命令；
S202，第二SAS协议模块处理主机B的SAS命令，提取相应的访问命令；
S301，双控双活模块处理不同主机发送的操作请求，如果在不同主机发起的操作存在地址冲突时，即访问同一物理地址，双控双活模块会根据时间顺序进行仲裁；仲裁后没有获得优先权的命令，必须等待优先处理的命令处理完成之后，才能开始执行操作；如果没有冲突，则不同主机发起的操作可同时进行；
S302，T10 PI模块检查数据完整性；如果检查结果数据完整，则进行继续S303的操作；如果检查结果数据不完整，则通知主机数据存在传输错误。
S303，地址映射模块依据收到的SAS访问操作命令，确定实际需要访问的SATA硬盘和物理地址；
S304，通过硬盘管理模块对连接的SATA硬盘进行相应的读和/或写访问操作。
优选地，所述S16中的错误信息为整个SAS硬盘的错误信息，包括当前SAS硬盘的硬盘容量不可知和/或当前SAS硬盘不可访问。
优选地，所述S15中SAS硬盘信息为整体信息，包括量、接口、速率、设备名称和序列号。
本发明有益效果至少包括：
1)其它接口硬盘转换成SAS硬盘，从而降低SAS硬盘的成本；
2)提升硬盘的容量，采用本发明可以将单个硬盘容量提升数倍，从而提升整个系统的存储容量；
3)数据模块中加入包含信息(PI)提升硬盘数据的完整性和可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的大容量SAS硬盘的实现方法的对应的大容量SAS硬盘结构框图；
图2为本发明实施例的大容量SAS硬盘的实现方法的上电后流程图；
图3为本发明实施例的大容量SAS硬盘的实现方法的读写访问流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
参见图1-3，为本发明实施例的本发明的技术方案为大容量SAS硬盘的实现方法的硬盘结构图和方法流程图，该方法对应的SAS硬盘包括若干个SATA硬盘10、硬盘管理模块21、地址映射模块22、T10 PI模块23、双控双活模块24、第一SAS协议模块25和第二SAS协议模块26，其中，所述若干个SATA硬盘10均与硬盘管理模块21连接，硬盘管理模块21、地址映射模块22、T10 PI模块23和双控双活模块24依次连接，双控双活模块24与第一SAS协议模块25和第二SAS协议模块26分别连接，第一SAS协议模块25和第二SAS协议模块26均与主机连接；
T10 PI(信息保护)技术是T10委员会在2003年作为一种数据完整性扩展技术提出的，它在每个512byte数据块上附加8byte数据，用于存储该数据块的完整性信息，可以在以后通过对其进行对比来实现完整性检查，确保数据块里的数据没有变化。
实现方法包括上电时上报SAS硬盘信息和状态，主机对SAS硬盘进行读写访问，
其中，上电时上报SAS硬盘信息和状态，包括以下步骤：
S11，硬盘管理模块21检查连接的SATA硬盘10数量；
S12，硬盘管理模块21检查连接的SATA硬盘10数量是否与出厂配置的数量一致；如不一致，则S16，由硬盘管理模块21发起，通过第一SAS协议模块25和第二SAS协议模块26分别向两个不同主机上报SAS硬盘错误信息；
S13，如果硬盘数量检测和出厂配置一致，则硬盘管理模块21逐个获取连接的SATA硬盘10状态；
S14，硬盘管理模块21判别获得的SATA硬盘10状态是否正确，如果错误，则执行S16；
S15，如果所有SATA硬盘10的状态均正确，则通过第一SAS协议模块25和第二SAS协议模块26分别向两个不同主机上报SAS硬盘信息；
其中，主机对SAS硬盘进行读写访问，包括以下步骤：
S101，主机A通过第一SAS协议模块25对SAS硬盘发起读写访问操作；
S201，主机B通过第二SAS协议模块26对SAS硬盘发起读写访问操作；
S102，第一SAS协议模块25处理主机A的SAS命令，提取相应的访问命令；
S202，第二SAS协议模块26处理主机B的SAS命令，提取相应的访问命令；
S301，双控双活模块24处理不同主机发送的操作请求，由于不同的主机发起的操作可能存在一定的冲突，比如同时写同一个SATA硬盘10的同一个地址，这时需要双控双活模块24会根据时间顺序进行仲裁。仲裁后没有获得优先权的命令，必须等待优先处理的命令处理完成之后，才能开始执行操作；如果没有冲突，则不同主机发起的操作可同时进行。
S302，T10 PI模块23检查数据完整性，如果检查结果数据完整，则进行继续S303的操作；如果检查结果数据不完整，则通知主机数据存在传输错误。
S303，地址映射模块22依据收到的SAS访问操作命令，确定实际需要访问的SATA硬盘10和物理地址；
S304，通过硬盘管理模块21对连接的SATA硬盘10进行相应的读和/或写访问操作。
具体实施例中，S16中的错误信息，并不是直接报告SATA硬盘10数量不一致，或者某个SATA硬盘10状态错误。而是上报整个SAS硬盘的错误信息。比如，当前SAS硬盘硬盘容量不可知、当前SAS硬盘不可访问等等。
S15中SAS硬盘信息为整体信息，包括量、接口、速率、设备名称和序列号。
本发明提供一种新的技术架构和方法，可以将多个SATA硬盘10组合成一个SAS硬盘，从而解决SAS硬盘大容量的需求。
本发明较其它大容量硬盘的实现方法的创新点在于用单端口的硬盘(多个SATA硬盘10与硬件管理模块为单端口SATA接口连接)，通过双控双活模块24实现双端口的全双工传输。
本发明另一个创新点是在数据块中加入保护信息，设置T10 PI模块23支持ANSIT10 PI标准，使原先不支持数据保护功能的SATA硬盘10，变成了支持数据保护功能的SAS硬盘，大大提升了硬盘的数据可靠性。
本发明提供的方法直接提升单个硬盘的容量。具体应用中，如果市面上单个SATA硬盘最大容量是20T，采用本发明就可以实现一个40T、80T甚至更大的SAS硬盘。
同时由于SAS接口传输可靠性较一般的硬盘接口要高，因此SAS接口硬盘价格普遍比其它接口硬盘的价格要高，比如SAS硬盘价格比SATA硬盘要贵。本发明提出一种大容量SAS硬盘的实现方式，可以将其它接口的硬盘转化成SAS接口，大大降低SAS硬盘的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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