JP2005115506A - ストレージシステム - Google Patents
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Abstract
冗長構成の仮想化装置を有するストレージシステムにおいて、システムの稼動中にデータ破壊や入出力障害を回避して、ストレージ仮想化装置の構成情報を変更する。
【解決手段】
ストレージ装置が持つある記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置を有するストレージシステムにおいて、複数の仮想化装置に対し、ホストプロセッサからの受け付けている処理中の入出力を全て完了させ、以降受け付ける入出力の処理を一時保留させるための要求を発行し、この要求に対する処理中の入出力の処理の完了報告を複数の仮想化装置から受け、要求を発した全ての仮想化装置から完了報告を受けた場合、全ての仮想化装置に対してストレージ装置の記憶領域の割り当て変更の指示を送り、全ての仮想化装置からの割当ての変更の完了報告を受けた場合、一時保留された入出力の状態を解除するための指示を全ての仮想化装置に送ることにより仮想ボリュームに対してストレージ装置の記憶領域の割り当てる。
【選択図】図1
Description
まず、図1から図8を用いて第一の実施形態について説明する。
システムは、少なくとも1台のホストプロセッサ12、複数のストレージ装置13、複数の仮想化スイッチ11、構成変更制御装置16及び管理コンソール14が、LANのようなネットワーク15に接続されて構成される。
ホストプロセッサ12は、ストレージ装置13に格納されるデータを使用する計算機である。ホストプロセッサ12は、仮想化スイッチ11が提供する記憶領域を仮想化スイッチ11に接続されていない他の計算機に提供する機能を有するファイルサーバでも良い。
仮想化スイッチ11は、入力ポート240、出力ポート250、転送部230、プロセッサ210、メモリ220、バス270および通信部260から構成される。転送部230、プロセッサ210、メモリ220および通信部260は全てバス270に接続され、互いにデータを送受信する。
IO処理プログラム213は、ホストプロセッサ12からの仮想ボリューム100宛ての入出力の処理、即ち入出力をストレージ装置13宛ての入出力へ変換して転送する処理のためのプログラムである。
通信部260はプロセッサ210がLAN15を介して、構成変更制御装置16および管理コンソール14と通信可能にする。
構成変更制御装置16は、例えば管理サーバのような装置であり、プロセッサ161、メモリ162、バス270および通信部260から構成される。プロセッサ161、メモリ162および通信部260は全てバス270に接続され、互いにデータを送受信する。
プロセッサ161はメモリ162上に格納されたプログラムを実行し、仮想化スイッチ11の構成変更を制御する。
構成変更制御プログラム212は、仮想化スイッチ11の構成変更を制御するためのプログラムである。
構成情報221は、仮想ボリュームのアドレス41、オフセット42、サイズ43、LUのアドレス44、及びオフセット45を含むエントリにより構成される。各エントリは、実領域132および実領域132が割当てられている仮想ボリューム100上の部分領域に対応付けられている。LUのアドレス4はエントリと対応する実領域132が含まれるLU131を仮想化スイッチ11が識別するための情報を示し、オフセット45は実領域132のLU131上の開始アドレスを示し、サイズ43は実領域132のサイズを示す。
構成変更制御装置16は、全ての仮想化スイッチ11に対し一時保留している入出力の処理を再開する要求(IO再開要求)を発行する(510)。要求を受けた仮想化スイッチ11は、一時保留中の入出力を再開する(511)。そして構成変更制御装置16に対し、再開処理の完了を報告する(512)。その後、構成変更制御装置16は全ての仮想化スイッチ11からの完了報告を待ち(513)、管理コンソールへ完了報告を行う(514)。
このようにして、入出力処理中(即ちシステムの稼動中)の構成情報の矛盾や複数の仮想化スイッチ11の間での構成情報の矛盾を発生させずに、構成変更が可能になる。
本実施形態では、成功の応答を返した仮想化スイッチ11が2台以上ある場合、処理を続行し(608“Y”)、成功の応答を返さなかった仮想化スイッチ11は使用しないようにするために、制御対象から外し(611)、ステップ603から処理を継続する。なおステップ611で、仮想化スイッチ11のいくつかを制御対象から外した場合、これらの仮想化スイッチ11の入出力を誤って再開してしまうと不正な構成情報221で運用されてしまうことになるので、プロセッサ161はステップ607で、管理コンソール14に対して制御対象から外した仮想化スイッチ11を報告し、「構成変更の際に入出力の一時保留の同期に失敗して構成を変更できなかったため仮想化スイッチのいくつかを停止した」旨のメッセージを管理コンソール14の表示装置に表示する。
構成管理プログラム211が呼び出される要因は、仮想化スイッチ11が構成変更制御装置16から、IO一時保留要求、IO再開要求、構成情報変更要求のいずれかを受領した場合である。まず、IO一時保留要求を受領した場合(701“Y”)、プロセッサ210は、IO処理プログラム213を呼び出してIO一時保留状態にする(702)。そして一時保留状態への遷移に成功した場合(703“Y”)、プロセッサ210は、構成変更プログラム212を実行するプロセッサ161に対して成功の応答を返す(704)。
このように、プロセッサ210は構成管理プログラム211を実行することで、構成変更制御装置16の指示に従って構成情報221を変更できる。
IO処理プログラム213が呼び出される要因は、入力キュー241に入出力要求がエンキューされたとき、処理中キュー252の入出力要求が完了したとき、構成管理プログラム211の処理により、IO一時保留状態に遷移するときおよびIO再開要求により、IO一時保留状態を解除するときである。
一方、IO一時保留状態にある場合(802“Y”)、プロセッサ210はその入出力要求を保留中キュー242にエンキューし(805)、ステップ804以降の処理を実行する。
一方、IO一時保留状態である場合は(809“Y”)、プロセッサ210は処理中キュー252を検査ずる(810)。検査の結果、空になっていた場合(810“Y”)には、構成管理プログラム211にIO保留状態への遷移完了を報告し(811)、処理を完了する。これに対して処理中キュー252が空でない場合(810“N”)には、プロセッサ210はステップ804からの処理を繰り返す。
図9は、ストレージシステムにおける仮想化スイッチ11の内部構成を示す。
図2に示す仮想化スイッチ11と相違する点は、バス270に接続されたプロセッサ161を備え、メモリ220に構成変更制御プログラム212が格納され、この構成変更制御プログラム212をプロセッサ161が実行することである。ここでプロセッサ161はタイマ165を備え、このタイマ165によりプロセッサ161で構成変更制御プログラム212の処理が周期的に起動される。なお、タイマ165はソフトウェアで実現したタイマであっても良い。
なお、仮想化スイッチ11に設けられるプロセッサ210に、プロセッサ161の機能を兼用させることもできる。
調停処理600は、複数の仮想化スイッチ11に対応する複数のプロセッサ161のうち、ステップ601以降の処理を実行するプロセッサ(以下、マスタ権を持つプロセッサという)を1個に限定させる役目をする。本実施形態では、構成変更制御プログラム212は、管理コンソール14からの構成変更の要求以外に、他の構成変更制御装置(仮想化スイッチ11に内臓の)16からの監視パケットの受信およびタイマ165によっても起動される。
その他の処理動作は、前述した第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。
なお、ステップ1107、1102により、システムの管理者はマスタ権を持つ装置16に障害が発生した場合に、管理コンソール14を通じてこれを知ることができる。
図12は、ストレージシステムにおける仮想化スイッチ11の内部構成を示す。
図9に示す仮想化スイッチ11と比べて、一時保留制御表223を備える点、複数の処理中キュー252を持つ点、及び2面の構成情報221a,221bを持つ点が相違する。尚、プロセッサ210はタイマ215を備える。
またステップ507´で、仮想化スイッチ11は構成情報221aから構成情報221bへの切替を行う。このようにIO一時保留状態の間(ステップ503から511の間)での処理が、ステップ507´による構成情報221の面切替えだけで済むようになるため、処理時間を短縮できる。
一時保留制御表223は複数のエントリからなり、それぞれのエントリは一時保留の状態2231および処理中キューIDの2232を持つ。一時保留の状態2231と処理中キューのID2232は、共に完了待ちおよび一時保留する入出力を限定するために備えられる。なお、一時保留の状態2231および処理中キューのID2232の初期値は、仮想化スイッチ11の初期化時または仮想ボリューム100の作成時にプロセッサ210が、それぞれ一時保留でない状態および空いている(一時保留制御表223と対応付けられていない)処理中キュー252のIDを格納することにより行う。なお、空いている処理中キュー252が無い場合には、プロセッサ210が新規に処理中キュー252を作成し、そのIDをID2232に格納する。
図15は、図4に示すテーブルに比べ、制御表223のインデクス411を備えたことが相違する。インデクス411は一時保留制御表223のエントリを指している。構成情報221のエントリ即ち仮想ボリューム100上のアドレス範囲が、一時保留制御表223のエントリを通して、一時保留の状態2231と処理中キュー252と対応付けられていることにより、アドレス範囲ごとに入出力を一時保留するか否かを制御することができる。
図10に比べて相違する点は、調停処理(ステップ600)の後に、ステップ625及び626が挿入され、ステップ602の後にステップ627が挿入されている。また、ステップ603及び612の代わりにステップ603´及び612´を含んでいる。
図7に示すフローチャートとの相違する点は、ステップ709“N”の後にステップ714から718が加わったことである。ステップ707では構成情報221のうち、IO処理プログラム213が使っていない面(221bとする)の更新を行っている。ステップ714“Y”から704までの処理は、図13の手順507´、508´と同じである。
さらにステップ705からステップ704の処理は、図13の手順531、532と同じである。
図18は図8のフローチャートに比べて、ステップ802、803、805,808,809,810,813,816,817の処理内容が相違する。
その他は第二の実施形態と同様なので説明を省略する。
図19は、第四の実施形態における仮想化スイッチ11の内部構成を示す。
図12に示す構成と比べて、コピー処理プログラム214とコピー進捗表224が追加され、1面から成る構成情報221を持つ点が異なる。
図15に比較して、LUのアドレスとオフセットの組は、Readコマンド用に44と45、Writeコマンド用に46と47、及び48と49の2組からなる、計3組を持つ。本実施形態ではコピー処理プログラム214の進捗により、仮想ボリューム100の対応がRead及びWriteで異なる。さらに、Writeの場合、LU1311とLU1312へ二重書きをする場合もあるため、Write用のアドレスとオフセットの組は2組用意する。
図16のフローチャートに比べて、ステップ627と603の間に、ステップ631〜633および635が追加され、ステップ606と607の間にステップ634が追加されている。また、ステップ603´、612´の代わりにステップ603、612の処理が行われる。
まずプロセッサ161は、構成変更制御プログラム212を起動してから最初のコピー処理6311が起動された場合(6311“Y”)、プロセッサ210に対しCOPY開始要求を送信し、コピー処理プログラム214を起動する(6312)。COPY開始要求に伴い、今回のコピー処理プログラム214の起動でコピーを行うアドレス範囲もプロセッサ210に指示する。
ステップ6312および6313の通り、コピー処理プログラム214の起動は複数回に分けて行われる。さらにステップ6317ではコピーを一度中断させている。これにより入出力を一時保留する時間を短縮できる。
本実施形態では、IO一時保留状態の間に構成情報221の面切替えを行わないため、構成管理プログラム211の処理は第一の実施形態に示したものに近い。そこで、図23を図7のフローチャートと比較するに、図7と相違する点は、ステップ718を追加したところにある。
このように、ステップ718の処理により構成管理プログラム211はIO処理プログラム213の処理による要求を構成変更制御プログラム212の処理へ反映する働きをする。
図18に示すフローチャートに比べて、ステップ805´の後にステップ806が追加され、ステップ820の後にステップ821が追加されている。
なお、ステップ806において、受け付けた入出力がReadの場合はコピー中断要求を行うことにすると、さらに入出力を一時保留する時間を短縮することができる。(この場合、ステップ821は不要になる)。但し、その分コピー処理は遅くなる。
コピー処理プログラム214が起動する契機は、構成変更制御プログラム212からのCOPY開始要求およびCOPY再起動要求、COPY中断要求と、データを実際にコピーする入出力の完了のタイミングである。コピー開始要求があった場合(901“Y”)、プロセッサ210はコピー進捗表224の全エントリを、未コピー状態を示す値(この例では「0」)に初期化する(902)。そして構成変更制御プログラム212から渡されたアドレス範囲に対応するコピー進捗表のエントリを、コピー中を示す値(この例では「1」)にセットする(903)。
COPY IOが異常終了した場合には(908“N”)、プロセッサ210は、コピー進捗表224の「1」(コピー中)および「2」(コピー中断)がセットされている全エントリに「0」(未コピー)をセットする(914)。そして、構成変更制御プログラム212にエラーとその要因を返して、終了する(915)。
このように、コピー処理プログラム214ではステップ904のCOPY IOの処理によってデータのコピーを行うことができる。
図26(A)は、コピー処理631中における仮想ボリューム100と実領域132との対応関係、およびコピー進捗表224との対応関係を示す。
さらに、実領域13212、13213から実領域13222、13223への矢印はこの方向でコピーが行われていることを示している。コピー進捗表の2241a、2242a、2243a、2244aは、仮想ボリューム上の領域1001、1002、1003、1004に対応している。
尚、その他の処理は、第三の実施形態と同様なので説明を省略する。
図27はストレージシステムの全体構成を示す図である。
図1に示したシステムに比べて、独立した構成変更制御装置16が無くなり、代わって各仮想化スイッチ11内に構成変更制御プログラム16´を備える。また、ストレージ装置135はコピー制御部136を備える。
図16に比べ、ステップ627の後に、ステップ640の処理が挿入されたことが相違する。
この例は、ストレージ装置137が仮想化機能を備えたものである。各ストレージ装置137は、図27に示すストレージ装置13、及びコピー制御部136、通信部260を有し、更に仮想化スイッチ11を備えている。各仮想化スイッチ11は、前述の図27と同様に構成変更制御プログラム16´を内蔵して、構成変更制御の機能を実現している。その他の構成は、前記第五の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
13 ストレージ装置、 131 LU
14 管理コンソール、 16 構成変更制御装置
161、210 プロセッサ、 211 構成管理プログラム
212 構成変更制御プログラム、 213 IO処理プログラム
214 コピー処理プログラム、 221 構成情報
242 保留中キュー、 252 処理中キュー
Claims (20)
- ストレージ装置が持つある記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置を有するストレージシステムにおける仮想ボリュームに対するストレージ装置の記憶領域の割り当て方法であって、
複数の仮想化装置に対し、ホストプロセッサから受け付けている処理中の入出力を全て完了させ、以降受け付ける入出力の処理を一時保留させるための要求を発行するステップと、
該要求に対する処理中の入出力の処理の完了報告を、複数の仮想化装置から受けるステップと、
該要求を発した全ての仮想化装置から該完了報告を受けた場合、全ての仮想化装置に対してストレージ装置の記憶領域の割り当て変更の指示を送るステップと、
全ての仮想化装置からの該割当ての変更の完了報告を受けるステップと、
一時保留にされた該入出力の状態を解除するための指示を全ての仮想化装置に送るステップと、
を有することを特徴とする記憶領域の割り当て方法。 - 前記仮想ボリュームと、該ストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けする構成情報を格納するテーブルを予めメモリに用意し、
前記記憶領域の割当て変更の指示を送るに際して、構成情報の差分情報を送信し、該仮想化装置は、該テーブルの該当するエントリの構成情報を変更することを特徴とする請求項1記載の記憶領域の割り当て方法。 - 前記入出力処理の完了報告を受取らなかった仮想化装置を制御の対象から外して、記憶領域の割当て変更を行わないことを特徴とする請求項1記載の記憶領域の割り当て方法。
- 該仮想ボリューム上で割り当てが変更される箇所を含むアドレス範囲を対象として、該入出力を一時保留するか否かを制御することを特徴とする請求項1記載の記憶領域の割り当て方法。
- 該記憶領域の割り当て変更の指示を送る前に、既に仮想ボリュームが割当てられたストレージ装置の記憶領域から、新たに仮想ボリュームが割当てられるストレージ装置の記憶領域へデータをコピーするステップと有することを特徴とする請求項1記載の記憶領域の割り当て方法。
- 複数の記憶領域が規定され得るストレージ装置と、該ストレージ装置が持つある記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置と、該仮想ボリュームに対する該ストレージ装置の記憶領域の割り当ての構成を変更するための構成変更制御装置とを有し、
該構成変更制御装置は、全ての仮想化装置に対して、該入出力の一時保留を要求する手段と、
該要求を受けた該仮想化装置は処理中の入出力を完了すると共に、以降ホストプロセッサからの入出力要求を一時保留する状態にして、該構成変更制御装置に該入出力の処理の完了報告を返す手段と、
該構成変更制御装置は、要求を発した先の全ての仮想化装置からの該完了報告を受けた場合に、該仮想化装置に対して、仮想ボリュームに対するストレージ装置の記憶領域の割り当ての変更を指示する手段と、
を有することを特徴とするストレージシステム。 - 前記構成変更制御装置は、
前記要求手段、該仮想化装置からの完了報告を受領する手段、及び該変更指示手段を有する構成変更制御プログラムと、
該構成変更制御プログラムを実行するプロセッサと、
該仮想ボリュームと該ストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けする構成情報を登録する構成情報テーブルと、該構成情報の変更前後の差分を記録する差分情報テーブルを格納するメモリとを有し、
前記仮想化装置は、
構成変更の処理を行う構成管理プログラムと、
該構成管理プログラムを実行するプロセッサと、
該仮想ボリュームと該ストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けする構成情報を登録する構成情報テーブルと、該構成情報の変更前後の差分を記録する差分情報テーブルを格納するメモリを有し、
該構成変更制御装置は、記憶領域の割当て変更の指示を送るに際して、該差分情報テーブルを参照して構成情報の差分情報を該仮想化装置に送信し、該仮想化装置は、該構成管理プログラムを該プロセッサで実行して、受信した差分情報に従って自らの該構成情報テーブルの該当するエントリの構成情報を変更することを特徴とする請求項6記載のストレージシステム。 - 更に、該構成変更制御装置に対して構成情報の変更の要求を入力する入力部及び構成変更の状況を表示する表示部を有する管理コンソールを含むことを特徴とする請求項6記載のストレージシステム。
- ストレージ装置が有するある記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置において、
仮想ボリュームとストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けの構成を変更するための構成変更制御プログラムと、
該構成変更制御プログラムを実行する第一のプロセッサとを有し、
該プログラムは、
仮想ボリュームとストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けの構成を変更する前に、入出力の一時保留を他の仮想化装置に対して要求する手段と、
該要求を受けた他の仮想化装置は処理中の入出力の完了すると共に、以降ホストプロセッサからの入出力要求を一時保留する状態に遷移して、完了報告を返す手段と、
他の仮想化装置からの完了報告を受けた場合に、該他の仮想化装置に対して、仮想ボリュームに対するストレージ装置の記憶領域の割り当ての変更を指示する手段と、
他の仮想化装置からの割当ての変更の完了報告を受ける手段と、
一時保留にされた該入出力の状態を解除するための指示を他の仮想化装置に送る手段と、を有することを特徴とする仮想化装置。 - 更に、仮想ボリュームとストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けする構成情報を登録する構成情報テーブル、及び該構成情報の変更前後の差分を記録する差分情報テーブルを格納するメモリと、
該構成変更制御プログラムをからの要求を受けて、入出力の一時保留、構成情報の変更を行うための構成管理プログラムと、
該構成管理プログラムを実行する第二のプロセッサを有し、
該第二のプロセッサで構成管理プログラムの実行することにより、該構成情報テーブルの内容を更新することを特徴とする請求項9記載の仮想化装置。 - 前記第一のプロセッサと該第二のプロセッサとは、同じプロセッサにより構成されることを特徴とする請求項10記載の仮想化装置。
- 前記構成変更制御プログラムは、更に前記構成変更制御プログラムの各手段を実行させる該第一のプロセッサを限定するための調停処理を行う手段を有する請求項9記載の仮想化装置。
- 複数面から成る前記構成情報テーブルが用意され、夫々の面のテーブルが切替えられて使用されることを特徴とする請求項10記載の仮想化装置。
- 更に、該仮想ボリュームが対応するある記憶領域から他の記憶領域に構成の変更をする場合、該他の記憶領域にデータをコピー処理するためのコピー処理プログラムと、該コピー処理プログラムによるデータのコピー処理の進捗状況を管理するコピー進捗テーブルを有することを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の仮想化装置。
- 実記憶領域を提供するための複数の記憶領域と、該記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する仮想化装置を有するストレージ装置であって、該仮想化装置は、
仮想ボリュームとストレージ装置の実領域となる記憶領域を対応付けの構成を変更する前に、入出力の一時保留を他の仮想化装置に対して要求する手段と、
該要求を受けた他の仮想化装置は処理中の入出力の完了すると共に、以降ホストプロセッサからの入出力要求を一時保留する状態に遷移して、完了報告を返す手段と、
他の仮想化装置からの完了報告を受けた場合に、該他の仮想化装置に対して、仮想ボリュームに対する記憶領域の割り当ての変更を指示する手段と、
他の仮想化装置からの割当ての変更の完了報告を受ける手段と、
一時保留にされた該入出力の状態を解除するための指示を他の仮想化装置に送る手段と、を有することを特徴とするストレージ装置。 - 上記各手段を実現するための構成変更制御プログラムと、該プログラムを実行するプロセッサを有することを特徴とする請求項15記載のストレージ装置。
- 該仮想ボリュームに対する割当ての対象となるある記憶領域から他の記憶領域に構成の変更をする場合、ある記憶領域から他の記憶領域にデータをコピーするためのコピー制御部を有することを特徴とする請求項15又は16記載のストレージ装置。
- 仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置における仮想ボリュームに対するストレージ装置の記憶領域の割り当てを変更する方法において、
複数の仮想化装置に対し、ある時点以降ホストプロセッサから受け付ける入出力の処理を一時保留させるための要求を発し、
該要求に対して処理中の入出力の処理が完了した旨の報告を各仮想化装置から受けたことを条件に、各仮想化装置に対してストレージ装置の記憶領域の割り当て変更を行わせ、
各仮想化装置からの割当ての変更の完了報告を受けた後、一時保留させていた該入出力の状態を解除することを特徴とする変更方法。 - 管理コンソールから構成変更の指示を入力するステップを含み、該入力指示に従って前記一時保留させるための要求が発せられることを特徴とする請求項18記載の変更方法。
- ストレージ装置が持つある記憶領域を割当てて複数の仮想ボリュームを形成すると共に、ある仮想ボリュームに対するホストプロセッサからの入出力を処理する複数の仮想化装置を含むストレージシステムにおける仮想ボリュームに対するストレージ装置の記憶領域の割り当ての変更を行うプログラムにおいて、
複数の仮想化装置に対し、ホストプロセッサからの受け付けている処理中の入出力を完了させ、以降受け付ける入出力の処理を一時保留させるための要求を発行する手段と、
該要求に対する処理中の入出力の処理が完了した旨の報告を、複数の仮想化装置から受ける手段と、
該要求を発した先の全ての仮想化装置から該完了報告を受けた場合、全ての仮想化装置に対してストレージ装置の記憶領域の割り当て変更を指示する手段と、
全ての仮想化装置からの該割当ての変更の完了報告を受ける手段と、
一時保留にされた該入出力の状態を解除するための指示を全ての仮想化装置に送る手段と、を有する構成変更のためのプログラム。
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