存储服务器管理系统的制作方法

本发明涉及一种存储服务器管理系统，尤指一种可产生机架的平面位置图并存储于管理数据库的存储服务器管理系统。

背景技术：

随着科技的演进，电脑系统所产生的数据量也越来越大，使得存储服务器(storageserver)的需求数量也随之增加，如何管理数据中心里的存储服务器，一直以来都是操作员的挑战之一。在实际应用中，大型数据中心的一个数据室可摆放数个机架(rack)，每个机架可安置数百个存储器(例如，硬盘)；换言之，一个数据室可存放一千个以上的存储器。当数据中心的管理系统检测到有一个硬盘发生问题时，如何从数据室中找到故障的硬盘，将是操作员的一大挑战。

目前常见的方法是，管理程序检测到硬盘故障时会发出控制信号，使连接到故障硬盘的服务器发出警示灯，操作员就会到数据室中寻找发出警示灯的服务器。然而，管理程序不会提供服务器的确切位置，当数据室存放的服务器越多时，操作员寻找的时间会增加，如此不利于数据中心的管理与修复。

此外，由于管理程序不会提供故障硬盘的规格信息，因此当同时有多个硬盘故障时，若替换修复需搭配指定规格，则容易导致错误发生。例如，假设数据中心设置有服务器a、b，其中服务器a只能使用品牌x的硬盘，且服务器b只能使用品牌y的硬盘。当服务器a及b同时须更换硬盘时，两者皆会启动警示灯，若操作员未确认服务器a、b的指定硬盘规格，也许就会替换错误的硬盘。

另一个常见的方法是，操作员会以硬编码(hardcoding)的方式，预先将硬盘的位置及规格等信息输入于一数据库，让管理程序可从该数据库读取硬盘位置及规格，然而这会造成数据中心的扩充与动态调整的问题。例如目前的管理程序只能管理一个机架内的装置(包含服务器及硬盘)，当数据中心增建另一个机架时，就得由另一个管理系统来处理。

因此，实有必要提供一种存储服务器管理系统，用于管理数据中心的存储服务器。

技术实现要素：

本发明的主要目的即在于提供一种存储服务器管理系统，用来自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库。

本发明提供一种存储服务器管理系统，包含一管理数据库，用来存储机架数据及存储服务器数据；多个存储服务器，分别对应多个媒体存取控制(mediaaccesscontrol，简称mac)地址；多个机架，用来设置该多个存储服务器；一动态主机配置协议(dynamichostconfigurationprotocol，简称dhcp)服务器，用于建立管理该存储服务器管理系统的一区域网络，以及动态分配网络协议(internetprotocol，简称ip)地址给登入该区域网络的该多个存储服务器；一第一交换器，连接于该dhcp服务器及该管理数据库；多个第二交换器，连接于该第一交换器；以及一管理控制台，连接于该dhcp服务器及该管理数据库，以及通过该第一交换器而连接于该管理数据库及该多个第二交换器，用来根据该机架数据及该存储服务器数据，产生一机架平面位置图。

本发明的管理控制台可自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库。当检测到有设备(存储服务器或其对应的硬盘)发生故障时，管理控制台可根据故障设备对应的ip及mac地址，从管理数据库读取故障设备的所处位置及相关规格信息，并显示于平面位置图，让操作员可根据平面位置图显示的位置及相关规格信息，快速地找到故障设备并进行维修。

于第一实施例中，操作员可手动输入机架的平面坐标及存储服务器的相关信息，以手动建立机架数据及存储服务器数据。于第二实施例中，操作员可手动建立机架数据，并藉由使用智能交换器(第二交换器)，让存储服务器管理系统自动建立存储服务器数据。于第三实施例中，藉由将物联网装置安装于机架及第二交换器，存储服务器管理系统可自动建立机架数据及存储服务器数据。

附图说明

图1为本发明实施例一存储服务器管理系统的功能方块图。

图2为本发明实施例机架及存储服务器的示意图。

图3为本发明第一实施例一流程的流程图。

图4为本发明第二实施例一流程的流程图。

图5为本发明第三实施例一流程的流程图。

图6及图7为管理控制台计算机架的平面坐标图的示意图。

符号说明：

1存储服务器管理系统

10dhcp服务器

11管理控制台

12第一交换器

13管理数据库

r1、r2、r3机架

sw1、sw2、sw3第二交换器

srv1～srv12存储服务器

r1_1、r1_2、r1_3、r1_4、r1_5、r1_6、r1_7轨道

slt1～sltn插槽

3、4、5流程

300～306、400～408、500～510步骤

c1、c2、cn圆

d13、d21、d23、d1n、d3n半径

具体实施方式

图1为本发明实施例一存储服务器管理系统1的功能方块图。存储服务器管理系统1包含一动态主机配置协议(dynamichostconfigurationprotocol，简称dhcp)服务器10、一管理控制台(managementconsole)11、一第一交换器12、一管理数据库13、多个第二交换器sw1、sw2、sw3、多个机架(rack)r1、r2、r3以及多个存储服务器srv1～srv12。

机架r1、r2、r3分别设置有第二交换器sw1、sw2、sw3以及多个存储服务器srv1～srv12。例如，机架r1设置有第二交换器sw1以及存储服务器srv1～srv4，机架r2设置有第二交换器sw2以及存储服务器srv5～srv8，且机架r3设置有第二交换器sw3以及存储服务器srv9～srv12。

图2为本发明实施例机架r1及存储服务器srv1的示意图。机架r1、r2、r3的设计相同，本实施例以机架r1为例，机架r1包含多个容置空间，其分别对应轨道r1_1、r1_2、r1_3、r1_4、r1_5、r1_6、r1_7(其中轨道识别为数字1～7)。第二交换器sw1可设置于轨道r1_1，且存储服务器srv1～srv4可分别设置于轨道r1_2、r1_3、r1_4、r1_5。存储服务器srv1包含多个存储器(例如，n个硬盘)，其中每个存储器分别设置于存储服务器srv1的插槽slt1～sltn(其中插槽识别为数字1～n)。插槽识别(slotid)为服务器制造商于开发阶段写入系统芯片，以识别非易失性存储器存储(non-volatilememoryexpress，简称nvme)硬盘的位置。

如图1所示，第二交换器sw1可连接到其他第二交换器sw2、sw3以及第一交换器12，并通过第一交换器12连接到管理控制台11、管理数据库13以及dhcp服务器10，以及通过第二交换器sw2、sw3连接到存储服务器srv5～srv12。于一实施例中，机架、服务器以及第二交换器的数量不限而可为任意整数。

dhcp服务器10用于管理存储服务器管理系统1的区域网络(localareanetwork，lan)，并连接于管理控制台11及第一交换器12，用来动态分配网络协议(internetprotocol，简称ip)地址给存储服务器srv1～srv12，其中每个存储服务器srv1～srv12对应独特的(unique)媒体存取控制(mediaaccesscontrol，简称mac)地址。例如，当存储服务器srv1～srv12通过第二交换器sw1、sw2、sw3及第一交换器12登入区域网络时，dhcp服务器10可动态分配ip地址给存储服务器srv1～srv12。

第一交换器12连接于dhcp服务器10、管理控制台11、管理数据库13及第二交换器sw1、sw2、sw3，用来传递查询指令及对应查询回应。例如，管理控制台11可通过第一交换器12传递查询指令到第二交换器sw1、sw2、sw3，以查询其连接端口(port)所连接的机器信息(例如，存储服务器的mac地址及产品型号等)。

管理数据库13可存储机架数据(例如：机架识别及对应坐标)与存储服务器数据(例如：存储服务器的识别及对应mac地址、规格型号与轨道识别)。管理控制台11连接于dhcp服务器10及第一交换器12，用来根据dhcp服务器10提供的存储服务器ip地址，通过第一交换器12传送查询指令到第二交换器sw1、sw2、sw3；接着，连接到该存储服务器的第二交换器sw1、sw2或sw3可回传该存储服务器的mac地址到管理控制台11(即，查询回应)；最后，管理控制台11可根据该存储服务器的mac地址，通过第一交换器12从管理数据库13读取该存储服务器的相关数据。

因此，管理控制台11可根据管理数据库13存储的机架数据及存储服务器数据，绘制机架r1、r2、r3的平面位置图，显示在图形使用者界面(graphicaluserinterface，gui)上，并存储于管理数据库13。管理控制台11可定期检测并收集所有存储服务器的操作状态，当检测到有设备(存储服务器或其对应的硬盘)发生故障时，管理控制台11可根据故障设备对应的mac地址，从管理数据库13读取故障设备的所处位置及相关规格信息，并显示在图形使用者界面。如此一来，操作员可根据平面位置图显示的位置及相关规格信息，快速地找到故障设备并进行维修，以利于数据中心的管理与修复。此外，管理控制台11可检测新增存储服务器、存储器及对应的机架，以利于数据中心的扩充。

于第一实施例中，操作员可手动输入机架的平面坐标及存储服务器的相关信息，以手动建立机架数据及存储服务器数据。于第二实施例中，操作员可手动建立机架数据，并藉由使用智能交换器(第二交换器)，让存储服务器管理系统自动建立存储服务器数据。于第三实施例中，藉由将物联网(internetofthings，iot)装置安装于机架及第二交换器，存储服务器管理系统可自动建立机架数据及存储服务器数据。

图3为本发明第一实施例一流程3的流程图。流程3可用于存储服务器管理系统1并由管理控制台11来执行，其中流程3包含以下步骤。

步骤300：开始。

步骤301：发现登入区域网络的存储服务器。

步骤302：判断是否成功取得存储服务器的ip地址及mac地址？若是，进行步骤303；若否，进行步骤305。

步骤303：根据存储服务器的ip地址及mac地址，向管理数据库查询机架数据及存储服务器数据。

步骤304：根据机架数据及存储服务器数据，产生一机架平面位置图。

步骤305：向dhcp服务器取得存储服务器ip的地址及mac地址。回到步骤303。

步骤306：结束。

于流程3中，管理控制台11可执行发现程序(discovery)，以检测登入区域网络的存储服务器(例如，存储服务器srv1～srv12)(步骤301)。当管理控制台11可成功向登入的存储服务器取得其ip地址及mac地址时(若步骤302的判断为是)，管理控制台11可根据存储服务器ip地址及mac地址，向管理数据库13查询机架数据及存储服务器数据(步骤303)；接着，管理控制台11可根据机架数据及存储服务器数据，产生机架平面位置图(步骤304)。反之，当管理控制台11不可向登入的存储服务器取得其ip地址及mac地址时(若步骤302的判断为否)，管理控制台11可向dhcp服务器询问存储服务器ip地址及mac地址(步骤305)，藉此取得机架数据及存储服务器数据，以产生机架平面位置图(步骤303、304)。

如此一来，通过执行流程3，管理控制台11可自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库13。当检测到有设备(存储服务器或其对应的硬盘)发生故障时，管理控制台11可根据故障设备对应的mac地址，从管理数据库13读取故障设备的所处位置及相关规格信息，并显示于平面位置图，让操作员可根据平面位置图显示的位置及相关规格信息，快速地找到故障设备并进行维修。

于第一实施例中，第一交换器12及第二交换器sw1、sw2、sw3可为网络交换器(networkswitch)。此外，操作员可将机架识别及对应的平面坐标(例如，平面坐标)手动输入到管理数据库13，以建立机架数据，如下表格1-1。再者，操作员可将服务器识别及对应的机架识别、mac地址、轨道识别以及服务器信息等手动输入到管理数据库13，以建立服务器数据，如下表格1-2。

举例来说，当平面位置图已建置完成，若检测到mac地址为“00aabbccdd03”的存储器故障时，管理控制台11可从管理数据库13取得对应的服务器识别为编号3、机架识别为编号1、轨道识别为编号4、服务器信息为“品牌i；模型6”以及平面坐标为坐标(x1，y1)，并以图形用户介面(graphicaluserinterface，gui)显示给操作员。因此，操作员可根据上述信息得知机架r1的平面坐标、存储器设置于轨道r1_4且为品牌a的模型2等信息，因而快速地找到故障设备并进行维修。于一实施例中，管理控制台11可从其他现有的服务取得表格1-2的“服务器识别”栏位，例如系统管理基本输入输出系统(systemmanagementbasicinputoutputsystem，smbios)。

图4为本发明第二实施例一流程4的流程图。流程4可用于存储服务器管理系统1并由管理控制台11来执行，其中流程4包含以下步骤。

步骤400：开始。

步骤401：发现登入区域网络的第二交换器。

步骤402：判断是否成功取得第二交换器的ip及mac地址？若是，进行步骤403；若否，进行步骤407。

步骤403：根据第二交换器的ip及mac地址，向第二交换器查询机架数据。

步骤404：根据机架数据，向第二交换器查询其连接端口所连接的存储服务器的ip及mac地址。

步骤405：根据存储服务器的ip及mac地址，建立服务器数据。

步骤406：根据机架数据及服务器数据，产生一机架平面位置图。

步骤407：向dhcp服务器取得第二交换器的ip及mac地址。回到步骤403。

步骤408：结束。

于流程4中，管理控制台11可执行发现程序，以检测登入区域网络的第二交换器并询问其ip及mac地址(步骤401)。当管理控制台11可成功向登入的第二交换器取得其ip地址及mac地址时(若步骤402的判断为是)，管理控制台11可根据第二交换器的ip及mac地址，向第二交换器查询机架数据(步骤403)；管理控制台11根据机架数据，向第二交换器查询其连接端口所连接的存储服务器的ip及mac地址(步骤404)；管理控制台11根据存储服务器的ip及mac地址，建立服务器数据(步骤405)；最后，管理控制台11可根据机架数据及服务器数据，产生机架平面位置图(步骤406)。反之，当管理控制台11不可向登入的第二交换器取得其ip地址及mac地址时(若步骤402的判断为否)，管理控制台11可向dhcp服务器询问第二交换器ip地址及mac地址(步骤407)，藉此取得机架数据及服务器数据以产生机架平面位置图(步骤403～406)。

于第二实施例中，第一交换器12可为一般的网络交换器，第二交换器sw1、sw2、sw3可为互联网交换器(internetswitch)或是智能交换器(smartswitch)。由于互联网交换器的连接端口可对应独特的ip及mac地址，因此在建置新的机架时，操作员须将设置在特定轨道上的存储服务器连接到对应的连接端口，让管理控制台11可自动建立表格1-2(服务器数据)的“ip/mac地址”及“轨道识别”栏位。例如，操作员须将设置在机架r1的轨道r1_3的存储服务器连接到第二交换器sw1的第一连接端口，以及将设置在机架r1的轨道r1_4的存储服务器连接到第二交换器sw1的第二连接端口，以此类推。

流程3与4的差异在于，通过使用智能交换器以及搭配特定的机架安装方式(即，将设置在特定轨道上的存储服务器连接到对应的连接端口)，管理控制台11可自动建立服务器数据(例如表格1-2)，而操作员只需将机架识别及对应的平面坐标手动输入到管理数据库13以建立机架数据(例如表格1-1)。因此，流程4可使管理控制台11自动建立服务器数据，简化系统管理员与操作员的工作。如此一来，通过执行流程4，管理控制台11可自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库13。

图5为本发明第三实施例一流程5的流程图。流程5可用于存储服务器管理系统1，并包含以下步骤。

步骤500：开始。

步骤501：发现登入区域网络的第一机架与第二机架，以取得第一机架与第二机架的ip及mac地址及第一机架与第二机架之间的距离。

步骤502：根据第一机架与第二机架之间的距离，计算平面坐标。

步骤503：根据平面坐标以及第一机架与第二机架的ip及mac地址，建立机架数据。

步骤504：发现第一机架与第二机架设置的第二交换器。

步骤505：判断是否成功取得第二交换器的ip及mac地址？若是，进行步骤506；若否，进行步骤509。

步骤506：根据第二交换器的ip及mac地址，向第二交换器取得存储服务器的ip及mac地址。

步骤507：根据存储服务器的ip及mac地址，建立服务器数据。

步骤508：根据机架数据及服务器数据，产生一机架平面位置图。

步骤509：向dhcp服务器取得第二交换器的ip及mac地址。回到步骤506。

步骤510：结束。

于流程5中，管理控制台11可执行发现程序并取得第一机架与第二机架(例如，第一机架r1与第二机架r2)的ip及mac地址以及第一机架与第二机架之间的距离(步骤501)。管理控制台11根据第一机架与第二机架之间的距离，计算平面坐标(步骤502)；管理控制台11根据平面坐标以及第一机架与第二机架设置的ip及mac地址，建立机架数据(步骤503)并将其存储于管理数据库13。接着，管理控制台11可查询指令到第一机架与第二机架，以发现设置的第二交换器的ip及mac地址(步骤504)。当管理控制台11可成功向登入的第二交换器取得其ip地址及mac地址时(若步骤505的判断为是)，管理控制台11可根据第二交换器的ip及mac地址，向第二交换器取得存储服务器的ip及mac地址(步骤506)；管理控制台11根据存储服务器的ip及mac地址，建立服务器数据(步骤507)最后，管理控制台11可根据机架数据及服务器数据，产生机架平面位置图(步骤508)。反之，当管理控制台11不可向登入的第二交换器取得其ip地址及mac地址时(若步骤505的判断为否)，管理控制台11可向dhcp服务器询问第二交换器ip地址及mac地址(步骤509)，藉此取得服务器数据，并根据机架数据及服务器数据以产生机架平面位置图(步骤506～508)。

于第三实施例中，第一交换器12可为一般的网络交换器，第二交换器sw1、sw2、sw3可为多功能互联网交换器或是智能交换器。机架r1、r2、r3及第二交换器sw1、sw2、sw3可设置有物联网(internetofthings，简称iot)装置、射频识别装置或ibeacon无线通信中的一者，只要具有量测彼此间的距离、绝对位置或相对位置的技术皆属本发明范畴。iot装置的功能包含：(1)量测iot装置彼此的距离；(2)具有唯一识别(uniqueidentification，uid)；(3)具有连线能力而可读取服务器ip及mac地址、服务器信息、交换器ip及mac地址，以及传送彼此的距离给连线的iot装置。

于一实施例中，由于机架r1、r2、r3分别设置有对应的第二交换器sw1、sw2、sw3，因此只要于第二交换器sw1、sw2、sw3设置物联网装置即可得知机架r1、r2、r3的平面坐标。

流程5的特点在于，由于机架r1、r2、r3及第二交换器sw1、sw2、sw3设置有iot装置，并可检测彼此的相对距离，使管理控制台11可据此计算机架的平面坐标，以自动建立机架数据(例如表格1-1)。同时，搭配操作员的机架安装方式(即，将设置在特定轨道上的存储服务器连接到对应的连接端口)，管理控制台11可连线到第二交换器sw1、sw2、sw3以取得连接的存储服务器相关数据，以自动建立服务器数据(例如表格1-2)。因此，流程5可使管理控制台11自动建立机架数据及服务器数据，以简化系统管理员与操作员的工作。如此一来，通过执行流程5，管理控制台11可自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库13。

图6及图7为管理控制台11计算机架的平面坐标图的示意图。机架r1、r2、r3设置的iot装置可检测彼此的相对距离，并产生如下表格2-1、2-2、2-3，其中dxy表示为机架x到机架y的相对距离。

当管理控制台11执行发现程序以搜寻所有登入区域网络的iot装置时，可连线到所有iot装置，以读取所有iot装置产生的相对距离及相关数据(即，表格2-1、2-2、2-3)。管理控制台11可根据相对距离，执行一演算法，以计算出机架r1、r2、r3的相对坐标，如图6所示，其中该演算法包含以下步骤。

(甲)取机架r1的坐标为原点(0，0)及机架r2的坐标为(d21，0)；

(乙)以机架r1为圆心，距离d13为半径，画圆c1；

(丙)以机架r2为圆心，距离d23为半径，画圆c2；以及

(丁)计算圆c1与c2的交点r3(x3，y3)，以取得机架r3的坐标，其中圆c1、c2有两点交集，任取一点即可。

于一实施例中，若存储服务器管理系统1另包含一机架rn，管理控制台11可依据步骤(甲)～(丁)，根据机架r1、r3、rn的相对距离，计算机架rn坐标。如图7所示，管理控制台11可先取机架rn的预设坐标为(d1n，0)；以机架r1为圆心，距离d13为半径，画圆c1；以机架rn为圆心，距离d3n为半径，画圆cn；计算圆c1与cn的交点r3’(x3’，y3’)；以及根据交点r3’(x3’，y3’)及机架r3的坐标(x3，y3)，将机架rn的预设坐标为(d1n，0)转换为坐标(xn，yn)。

因此，管理控制台11可依据上述演算法，计算所有机架r1、r2、r3的平面坐标，以建立机架数据(如下表格3-1)并存储于管理数据库13，以供后续流程查询。

请注意，表格3-1的“平面坐标”栏位为相对坐标，技术人员可依据自身视角来调整机架平面位置图的方位，例如通过管理控制台11执行程序功能让技术人员手动调整机架平面位置图的方位，或是根据数据室的平面坐标来预设至少两个坐标参考点。

综上所述，本发明的管理控制台可自动绘制机架的平面位置图并存储于管理数据库。当检测到有设备(存储服务器或其对应的硬盘)发生故障时，管理控制台可根据故障设备对应的mac地址，从管理数据库读取故障设备的所处位置及相关规格信息，并显示于平面位置图，让操作员可根据平面位置图显示的位置及相关规格信息，快速地找到故障设备并进行维修。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。