JP2001256000A - ディスクアレイ装置及びそれに用いる縮退制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｉ／Ｏ応答の高速性及びある一定時間内での
データ量の確保を図り、縮退率を低くして信頼性が高い
ディスクアレイ装置を提供する。 【解決手段】 データ遅延制御手段５には運用状態制御
バス１４０を介してアレイ制御回路２からデータ転送に
かかった時間情報及び縮退指示情報が伝達される。ま
た、データ遅延制御手段５はアレイ制御回路２のデータ
遅延管理手段２１から供給される論理ディスク４を構成
する全ての磁気ディスク４１〜４３のＩ／Ｏ毎のデータ
転送にかかった時間情報から連続的にデータ転送遅延が
発生する磁気ディスクを特定するための機能及びその特
定した磁気ディスクの切り離し命令を供給する機能を持
っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディスクアレイ装置
に関し、特に情報処理装置でデータ記憶装置として広く
使用されているディスクアレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスクアレイ装置においては、
１台の磁気ディスクの媒体異常等によるＩ／Ｏ（データ
転送）遅延が発生した場合、論理ディスクから異常が発
生した磁気ディスクを一時的に切り離し、ディスクアレ
イ装置としてのＩ／Ｏ処理が滞ってしまうのを防ぐ方法
か、または磁気ディスクの交換を要求する完全な切り離
しを行う方法のいずれかがとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディス
クアレイ装置では、Ｉ／Ｏ遅延が発生した際に磁気ディ
スクを一時的に切り離す方法の場合、一時的に切り離し
た磁気ディスクを論理ディスクに組込んだ後に論理ディ
スクのいずれかの磁気ディスクに異常が発生し、再びＩ
／Ｏ遅延が発生すると（上位ホスト側で、ある一定時間
内で複数回Ｉ／Ｏ遅延が発生したように見える場合）、
ある時間内に上位システムが必要としているデータ量を
転送できなくなってしまう。

【０００４】また、磁気ディスクの交換を要求する完全
な切り離し（縮退状態に遷移）を行う方法の場合には、
上位ホストがある時間内に必要としているデータ量の考
慮なしに磁気ディスクの切り離しを行っていたため、つ
まりＩ／Ｏ遅延が上位ホストの許容内であるにもかかわ
らず、ディスクアレイ側の単一Ｉ／Ｏの処理時間にて縮
退制御をしていたため、縮退率が大きくなり、ディスク
アレイ装置の信頼性を低くしてしまう。

【０００５】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、Ｉ／Ｏ応答の高速性及びある一定時間内でのデー
タ量の確保を図ることができ、縮退率を低くして信頼性
を高くすることができるディスクアレイ装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるディスクア
レイ装置は、複数の磁気ディスクからなる論理ディスク
と、前記複数の磁気ディスクにおける運用状態を制御す
るアレイ制御回路とを含むディスクアレイ装置であっ
て、前記複数の磁気ディスクとの間のデータ転送におけ
るデータ遅延を監視する監視手段と、前記監視手段の監
視結果から連続的にデータ転送遅延が発生する磁気ディ
スクを特定する手段と、その特定された磁気ディスクに
対する切り離し命令を発行する手段とを備えている。

【０００７】本発明による縮退制御方法は、複数の磁気
ディスクからなる論理ディスクと、前記複数の磁気ディ
スクにおける運用状態を制御するアレイ制御回路とを含
むディスクアレイ装置の縮退制御方法であって、前記複
数の磁気ディスクとの間のデータ転送におけるデータ遅
延を監視するステップと、その監視結果から連続的にデ
ータ転送遅延が発生する磁気ディスクを特定するステッ
プと、その特定された磁気ディスクに対する切り離し命
令を発行するステップとを備えている。

【０００８】すなわち、本発明のディスクアレイ装置
は、ホストコンピュ−タに接続されるホストインタフェ
−スと、ホストインタフェ−スを制御するホストインタ
フェ−ス制御回路と、ホストインタフェ−ス制御回路に
接続されるホストバスと、ホストバスに接続される磁気
ディスクにおける運用状態を制御する運用状態制御手段
及びデータ遅延を監視するデータ遅延監視手段を備えた
アレイ制御回路と、アレイ制御回路に接続されるＮ個
（Ｎは２以上の整数）のアレイバスと、Ｎ個のアレイバ
スの各々に接続されるＮ個のデバイスインタフェ−ス制
御回路と、Ｎ個のデバイスインタフェ−ス制御回路各々
に接続されるＮ個のデバイスインタフェースバスと、Ｎ
個のデバイスインタフェースバスと接続されるＭ台（Ｍ
はＮ以上の整数）の磁気ディスクとを含むディスクアレ
イ装置において、アレイ制御回路のデータ遅延監視手段
から供給される論理ディスクを構成する全ての磁気ディ
スクのＩ／Ｏ毎のデータ転送にかかった時間情報から連
続的にデータ転送遅延が発生する磁気ディスクを特定す
るための機能及びその特定した磁気ディスクの切り離し
命令を供給する機能を持つデータ遅延制御手段を有して
いる。

【０００９】上記のように構成することで、本発明のデ
ィスクアレイ装置では、上位ホストに影響を与える磁気
ディスクのみを切り離すことが可能となり、連続的にデ
ータ転送遅延が発生する磁気ディスクのみを切り離すこ
とが可能となる。つまり、本発明のディスクアレイ装置
では、連続的にデータ転送遅延が発生した場合に、上記
のデータ遅延制御手段によってデータ転送遅延の原因と
なる磁気ディスクを切り離すことが可能となる。

【００１０】尚、ＶＯＤ（Ｖｉｄｅｏ Ｏｎ Ｄｅｍａ
ｎｄ）用途のシステムではシステム運用の間、上位ホス
トに数秒間（３〜５秒間）分のデータがバッファに蓄え
られており、単発的にＩ／Ｏ遅延が発生した場合でもシ
ステムに影響がないように設計されている。このＶＯＤ
用途のシステムでは連続的にデータ転送遅延が発生する
磁気ディスクのみを切り離して縮退率を低くし、信頼性
を高くすることができるディスクアレイ装置が望まれて
いるが、本発明ではこのようなシステムに適したディス
クアレイ装置が提供可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
るディスクアレイ装置の構成を示すブロック図である。
図１において、本発明の一実施例によるディスクアレイ
装置はホストインタフェ−ス制御回路１と、アレイ制御
回路２と、３個のデバイスインタフェ−ス制御回路３１
〜３３と、論理ディスク４と、データ遅延制御手段５と
から構成されており、アレイ制御回路２はデータ遅延管
理手段２１と運用状態制御手段２２とを備え、論理ディ
スク４は３台の磁気ディスク４１〜４３を備えている。

【００１２】ホストインタフェ−ス制御回路１はホスト
インタフェ−ス１００を介して図示せぬホストコンピュ
−タに接続され、そのホストインタフェ−ス１００を制
御する。アレイ制御回路２はホストバス１１０を介して
ホストインタフェ−ス制御回路１に接続され、３個のア
レイバス１２１〜１２３を介して３個のデバイスインタ
フェ−ス制御回路３１〜３３に接続されている。また、
アレイ制御回路２ではデータ遅延管理手段２１によって
磁気ディスク４１〜４３との間のデータ転送におけるデ
ータ遅延を監視し、運用状態制御手段２２によって磁気
ディスク４１〜４３における運用状態を制御している。

【００１３】３個のデバイスインタフェ−ス制御回路３
１〜３３各々は３個のデバイスインタフェースバス１３
１〜１３３を介して３台の磁気ディスク４１〜４３に接
続されている。

【００１４】データ遅延制御手段５は運用状態制御バス
１４０を介してアレイ制御回路２に接続され、アレイ制
御回路２のデータ遅延管理手段２１から供給される論理
ディスク４を構成する全ての磁気ディスク４１〜４３の
Ｉ／Ｏ毎のデータ転送にかかった時間情報から連続的に
データ転送遅延が発生する磁気ディスクを特定するため
の機能及びその特定した磁気ディスクの切り離し命令を
供給する機能（発行）を持っている。データ遅延制御手
段５には運用状態制御バス１４０を介してアレイ制御回
路２からデータ転送にかかった時間情報及び縮退指示情
報が伝達される。

【００１５】本発明の一実施例によるディスクアレイ装
置においては、磁気ディスク４１，４２をデータディス
クとし、磁気ディスク４３を冗長ディスクとして論理デ
ィスク［ＬＵＮ］４が設定され、レイドレベルがレベル
３、運用状態が正常状態をそれぞれ示している。

【００１６】ディスクアレイ装置に対して読出し命令が
発行された場合、ホストインタフェース制御回路１はこ
の命令を受取ってアレイ制御回路２に転送する。アレイ
制御回路２は運用状態制御手段２２から構成情報を参照
し、読出し処理を実行する磁気ディスクを決定する。

【００１７】次に、アレイ制御回路２はアレイバス１２
１〜１２３を介してデバイスインタフェース制御回路３
１〜３３に読出し処理命令を発行する。デバイスインタ
フェース制御回路３１〜３３は読出し処理命令を受取る
と、それぞれに接続されたデバイスバス１３１〜１３３
を介して磁気ディスク４１〜４３に読出し命令を発行す
る。

【００１８】この時、アレイ制御回路２のデータ遅延管
理手段２１はそれぞれの磁気ディスク４１〜４３に割当
てたタイマ（図示せず）を動作させ、データ転送数を監
視する。磁気ディスク４１〜４３はそれぞれに接続され
たデバイスバス１３１〜１３３を介してデバイスインタ
フェース制御回路３１〜３３と読出し処理（データ転
送）を実行する。

【００１９】続いて、デバイスインタフェース制御回路
３１〜３３はアレイバス１２１〜１２３を介してアレイ
制御回路２にそれぞれの読出しデータ及び読出し処理実
行結果を転送する。アレイ制御回路２はデバイスインタ
フェース１３１〜１３３からデバイスインタフェース制
御回路３１〜３３及びアレイバス１２１〜１２３を介し
て転送されてきた読出しデータ及び読出し処理実行結果
を参照し、正常性を判断する。また、アレイ制御回路２
は読出し処理実行結果から状態遷移をすべきかどうかを
判断する。

【００２０】尚、アレイ制御回路２は磁気ディスク４１
〜４３各々からのデータにおいてパリティチェックを行
い、パリティが正常であった場合に随時、ホストバス１
１０とホストインタフェース制御回路１とホストインタ
フェース１００とを介してホストコンピュータに正常な
読出しデータを転送する。

【００２１】また、アレイ制御回路２はデータ転送の終
了後、読出し処理実行結果が転送されると、読出し処理
結果転送処理を行って読出し命令を終了する。アレイ制
御回路２は正常な読出し処理が実行されると、従来の技
術のディスクアレイ装置となんら変わることはない。

【００２２】図２は図１のデータ遅延制御手段５に用い
られる磁気ディスク別に管理された累積タイマ値テーブ
ルの一例を示す図である。図２において、データ遅延制
御手段５の累積タイマ値テーブルには磁気ディスク４１
〜４３毎に累積タイマ値が格納されている。

【００２３】図３は本発明の一実施例においてデータ転
送遅延が発生した磁気ディスクの累積タイマ値と時間と
の関連を示す図であり、図４は本発明の一実施例におけ
るデータ転送遅延が発生した場合の動作を示すフローチ
ャートである。これら図１〜図４を参照して磁気ディス
ク４１にデータ転送遅延となる障害が発生した場合の動
作について説明する。

【００２４】磁気ディスク４１に媒体異常等のデータ転
送遅延となる障害が発生した場合、データ遅延制御手段
５はそれぞれの磁気ディスク４１〜４３に割当てた累積
タイマ値テーブルの磁気ディスク４１に該当する格納エ
リアにデータ遅延管理手段２１から運用状態制御バス１
４０を介して送られてきた「磁気ディスク４１がＩ／Ｏ
処理に費やした時間（例えば１．５秒）」を加える。こ
こで、累積タイマ値の初期値は０秒である。

【００２５】データ遅延制御手段５はデータ転送遅延が
発生する毎に上記の処理を繰返し行い、累積値がしきい
値（例えば３．０秒）を越えた値となった時に磁気ディ
スク４１の切り離し命令を運用状態制御バス１４０を介
して運用状態制御手段２２を備えたアレイ制御回路２に
報告する。図２にそれぞれの磁気ディスク４１〜４３に
割当てた累積タイマ値の格納エリアを、図３に時間軸と
データ転送量との関係を示している。

【００２６】図２に示される磁気ディスク４１〜４３そ
れぞれの累積値は磁気ディスク４１〜４３それぞれで管
理された図３に示す時間軸に沿った値が格納される。図
３に示す０−Ａの間は、磁気ディスク４１がＩ／Ｏ処理
に費やした１．５秒が加算されている。Ａ−Ｂの間は上
位システムの秒当たりのデータ処理量／本ディスクアレ
イ装置の秒当たりのデータ転送量の割合で減算されてい
る。

【００２７】Ｂ−Ｃの間では０−Ａ間と同様に、磁気デ
ィスク４１がＩ／Ｏ処理に費やした１．５秒が加算され
ている。Ｃ−Ｄ間ではＡ−Ｂ間と同様に、上位システム
の秒当たりのデータ処理量／本ディスクアレイ装置の秒
当たりのデータ転送量の割合で減算されている。Ｄ−Ｅ
間では０−Ａ間と同様に、磁気ディスク４１がＩ／Ｏ処
理に費やした１．５秒が加算され、上位システムの蓄え
ていた３．５秒分のデータを空にする一歩手前の状態に
なっている。

【００２８】本ディスクアレイ装置ではデータ量の残り
０．５秒分を切ったところで切り離し命令を発行する。
アレイ制御回路２はこの報告をもって磁気ディスク４１
を切り離して縮退状態に状態遷移する。データ転送遅延
の原因をもつ磁気ディスク４１を切り離すことで、次Ｉ
／Ｏをデータ転送の遅延なく再開することができる。

【００２９】上記説明の通り、本発明のディスクアレイ
装置は、Ｉ／Ｏ応答の高速性を確保しつつ、上位システ
ムが要求するある一定時間でのデータ量を供給すること
ができ、縮退率が低くなり、信頼性の高いディスクアレ
イ装置を提供することができる。

【００３０】アレイ制御回路２のデータ遅延管理手段２
１はデータ遅延ディスク有りと判断すると（図４ステッ
プＳ１）、磁気ディスク４１の遅延時間＝Ｙとし（図４
ステップＳ２）、その磁気ディスク４１の遅延時間＝Ｙ
を運用状態制御バス１４０を介してデータ遅延制御手段
５に送出する。

【００３１】データ遅延制御手段５は累積タイマ値テー
ブルの磁気ディスク４１に該当する格納エリアの累積タ
イマ値Ｘにデータ遅延管理手段２１から運用状態制御バ
ス１４０を介して送られてきた磁気ディスク４１の遅延
時間＝Ｙを加える（Ｘ＝Ｘ＋Ｙ）（図４ステップＳ
３）。

【００３２】データ遅延制御手段５は磁気ディスク４１
の遅延時間＝Ｙを加えた累積タイマ値Ｘがしきい値（Ｘ
≧３．０Ｓ）を越えた時に（図４ステップＳ４）、磁気
ディスク４１の切り離し命令を運用状態制御バス１４０
を介してアレイ制御回路２の運用状態制御手段２２に報
告する（図４ステップＳ５）。

【００３３】運用状態制御手段２２はこの報告をもって
磁気ディスク４１を切り離して縮退状態に状態遷移する
（図４ステップＳ６）。データ転送遅延の原因をもつ磁
気ディスク４１を切り離すことで、次Ｉ／Ｏをデータ転
送遅延なく再開することができる。

【００３４】尚、データ遅延制御手段５には、図示せぬ
上位システムの秒あたりのデータ量とディスクアレイ装
置の秒あたりのデータ量との割合比をＺとした場合、上
位システムから「Ｘ＝Ｘ−Ｚ」が割込みによって通知さ
れ、その累積タイマ値Ｘが累積タイマ値テーブルに格納
される。

【００３５】このように、小さな時間単位（例えば、
１．０Ｓ）にて磁気ディスク４１〜４３個々のデータ転
送状態（データ転送数）を監視することによって、異常
の磁気ディスクを一時的に切り離す制御を行うことがで
き、Ｉ／Ｏ応答を高速とすることができる。

【００３６】また、異常の発生した磁気ディスク（デー
タ転送遅延の原因となる磁気ディスク）を検出し、その
磁気ディスクがある一定時間内にどれだけのデータ量を
上位システムに対して転送することができたかを管理
し、上位システムが管理しているある一定時間内にて処
理すべき複数のＩ／Ｏの処理時間の総和がある一定の大
きさ（例えば、３．０Ｓ）を越える場合（上位システム
が必要とするデータ量が０に近くなった場合）にのみ該
当の磁気ディスクを切り離す（アレイ運用状態を縮退に
移行する）ことによって、縮退率を低くすることができ
る。

【００３７】この制御によって、上位システムへのデー
タ量の確保も行うことができるので、ＶＯＤ用途には特
に重要とされているＩ／Ｏ応答の高速性及びある一定時
間内でのデータ量の確保を図ることができ、縮退率が低
くなり、信頼性の高いディスクアレイ装置を提供するこ
とができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の磁気ディスクからなる論理ディスクと、複数の磁気
ディスクにおける運用状態を制御するアレイ制御回路と
を含むディスクアレイ装置において、複数の磁気ディス
クとの間のデータ転送におけるデータ遅延を監視し、そ
の監視結果から連続的にデータ転送遅延が発生する磁気
ディスクを特定し、その特定された磁気ディスクに対す
る切り離し命令を発行することによって、データ転送応
答の高速性及びある一定時間内でのデータ量の確保を図
ることができ、縮退率を低くして信頼性を高くすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるディスクアレイ装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１のデータ遅延制御手段に用いられる磁気デ
ィスク別に管理された累積タイマ値テーブルの一例を示
す図である。

【図３】本発明の一実施例においてデータ転送遅延が発
生した磁気ディスクの累積タイマ値と時間との関連を示
す図である。

【図４】本発明の一実施例におけるデータ転送遅延が発
生した場合の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ホストインタフェ−ス制御回路 ２ アレイ制御回路 ４ 論理ディスク ５ データ遅延制御手段 ２１ データ遅延管理手段 ２２ 運用状態制御手段 ３１〜３３ デバイスインタフェ−ス制御回路 ４１〜４３ 磁気ディスク １００ ホストインタフェ−ス １１０ ホストバス １２１〜１２３ アレイバス １３１〜１３３ デバイスインタフェースバス １４０ 運用状態制御バス

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁気ディスクからなる論理ディス
   クと、前記複数の磁気ディスクにおける運用状態を制御
   するアレイ制御回路とを含むディスクアレイ装置であっ
   て、前記複数の磁気ディスクとの間のデータ転送におけ
   るデータ遅延を監視する監視手段と、前記監視手段の監
   視結果から連続的にデータ転送遅延が発生する磁気ディ
   スクを特定する手段と、その特定された磁気ディスクに
   対する切り離し命令を発行する手段とを有することを特
   徴とするディスクアレイ装置。
2. 【請求項２】 前記監視手段は、前記複数の磁気ディス
   クのデータ転送毎に当該データ転送にかかった時間を監
   視し、その時間情報を出力するよう構成したことを特徴
   とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
3. 【請求項３】 前記切り離し命令を発行する手段は、連
   続的にデータ転送遅延が発生した場合にそのデータ転送
   遅延の原因となる磁気ディスクを切り離すよう前記切り
   離し命令を発行することを特徴とする請求項１または請
   求項２記載のディスクアレイ装置。
4. 【請求項４】 前記切り離し命令を発行する手段は、異
   常が発生している磁気ディスクを一時的に切り離すよう
   前記切り離し命令を発行することを特徴とする請求項１
   から請求項３のいずれか記載のディスクアレイ装置。
5. 【請求項５】 前記切り離し命令を発行する手段は、予
   め設定された一定時間内にて処理すべき複数のデータ転
   送の処理時間の総和が予め設定されたしきい値を越えた
   時にのみ該当の磁気ディスクを切り離して縮退状態に移
   行するよう前記切り離し命令を発行することを特徴とす
   る請求項１から請求項４のいずれか記載のディスクアレ
   イ装置。
6. 【請求項６】 複数の磁気ディスクからなる論理ディス
   クと、前記複数の磁気ディスクにおける運用状態を制御
   するアレイ制御回路とを含むディスクアレイ装置の縮退
   制御方法であって、前記複数の磁気ディスクとの間のデ
   ータ転送におけるデータ遅延を監視するステップと、そ
   の監視結果から連続的にデータ転送遅延が発生する磁気
   ディスクを特定するステップと、その特定された磁気デ
   ィスクに対する切り離し命令を発行するステップとを有
   することを特徴とする縮退制御方法。
7. 【請求項７】 前記データ遅延を監視するステップは、
   前記複数の磁気ディスクのデータ転送毎に当該データ転
   送にかかった時間を監視し、その時間情報を出力するよ
   うにしたことを特徴とする請求項６記載の縮退制御方
   法。
8. 【請求項８】 前記切り離し命令を発行するステップ
   は、連続的にデータ転送遅延が発生した場合にそのデー
   タ転送遅延の原因となる磁気ディスクを切り離すよう前
   記切り離し命令を発行することを特徴とする請求項６ま
   たは請求項７記載の縮退制御方法。
9. 【請求項９】 前記切り離し命令を発行するステップ
   は、異常が発生している磁気ディスクを一時的に切り離
   すよう前記切り離し命令を発行することを特徴とする請
   求項６から請求項８のいずれか記載の縮退制御方法。
10. 【請求項１０】 前記切り離し命令を発行するステップ
    は、予め設定された一定時間内にて処理すべき複数のデ
    ータ転送の処理時間の総和が予め設定されたしきい値を
    越えた時にのみ該当の磁気ディスクを切り離して縮退状
    態に移行するよう前記切り離し命令を発行することを特
    徴とする請求項６から請求項９のいずれか記載の縮退制
    御方法。