JP2005293416A

JP2005293416A - 仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法

Info

Publication number: JP2005293416A
Application number: JP2004110239A
Authority: JP
Inventors: Naomitsu Tashiro; 直光田代
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法を提供する。
【解決手段】ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップの時間帯を含むバックアップウィンドウ情報と、バックアップ容量とを設定し、前記バックアップウィンドウ情報及びバックアップ容量を基に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップ実行時の必要平均性能を算出する第１ステップと、このホストと仮想ドライブの組合せ毎の所定時間単位毎の必要平均性能を合算した値を基に所定時間単位毎の全体使用率を算出する第２ステップと、該第２ステップで得た使用率が所定値を越える場合、第２ステップで得た最小の使用率の時間帯に最大使用率の時間帯に割り当てられたバックアップ負荷を前記時間単位毎に移行して前記第２ステップで算出する全体使用率が所定値以下になるように負荷分散を行う第３ステップを含むことにより、ロードバランスを行うもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ディスク装置を磁気テープ装置として仮想した仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法に係り、特に仮想ライブラリ装置の負荷を分散することができる仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法に関する。

一般に大規模なコンピュータシステムは、大容量の磁気ディスク装置に接続され、この磁気ディスク装置に記憶したデータのバックアップを行うためのバックアップ用記憶装置が接続されたバックアップシステムを構成している。前記バックアップ用記憶装置は、従来においては大容量且つビット単価が安価な磁気テープ装置が使用され、所定の時間帯に所定のデータを該磁気テープ装置にバックアップを行うように構成されていた。

しかし近年のコンピュータシステムは、磁気ディスク装置の記憶容量の増加及びビット単価の減少により、前記磁気テープ装置の代わりに磁気ディスク装置をバックアップ用記憶装置として使用する仮想ライブラリ装置が実用化されている。

この近年のデータバックアップシステムは、例えば図１に示す如く、複数のホスト１にスイッチ２を介した仮想ライブラリ装置１０を備え、この仮想ライブラリ装置１０が、複数のポート１１乃至制御部１２を介して磁気ディスク装置１３にデータのバックアップを行うものであるが、ホスト１側から見た仮想ライブラリ装置１０は、制御部１２によって、図２に示す如く複数の仮想ドライブ（磁気テープ装置）１４ａ〜１４ｃとして認識されている。

尚、前記磁気ディスク装置を仮想ライブラリ装置としてバックアップシステムに使用する技術が記載された文献としては、例えば下記特許文献が挙げられる。
特開２００３−２７１４３５号公報

前述の複数のホスト１が接続されるデータバックアップシステムは、接続されるホストのデータバックアップ時間帯に仮想ライブラリ装置１０が使用され、例えば複数台のホストからのバックアップ時間帯が重なった場合、バックアップ性能であるデータ転送速度を調整するため、ロードバランスと呼ばれる負荷分散が必要である。

しかしながら従来技術によるロードバランスは、使用する仮想ドライブ数のみでしか負荷分散を設定できず、バックアップ時間の見積が困難であると言う不具合があった。また前記バックアップ時間の見積が困難なため、バックアップウィンドウにより設定された時間帯内でデータバックアップを行うことができない可能性があると言う不具合があった。

本発明の目的は、前記従来技術の不具合を除去することであり、ロードバランスを最適に設定してバックアップウィンドウ時間帯内にデータのバックアップを行うことができる仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法を提供することである。

本発明は、複数のホストに複数のポートを介して接続され、ホストから設定されたバックアップウィンドウを基にデータのバックアップを行う複数の仮想ドライブを含む仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法であって、仮想ライブラリ装置に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップの時間帯を含むバックアップウィンドウ情報と、バックアップ容量とを設定し、前記バックアップウィンドウ情報及び前記バックアップ容量を基に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップ実行時の必要平均使用率を算出する第１ステップと、該第１ステップで得たホスト毎の必要平均使用率を所定時間単位毎に合算して全体使用率を算出する第２ステップと、該第２ステップで得た使用率が所定値を越える場合、前記第２ステップで得た最小の使用率の時間帯に最大使用率の時間帯に割り当てられたバックアップ負荷を前記時間単位毎に移行して前記第２ステップで算出する全体使用率が所定値以下になるように負荷分散を行う第３ステップを含むことを特徴とする。

本発明は、仮想ライブラリ装置が、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップの時間帯を含むバックアップウィンドウ情報と、バックアップ容量とを基に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップ実行時の必要平均性能を算出し、このホストと仮想ドライブの組合せ毎の所定時間単位毎の必要平均性能の合算値を基にした所定時間単位毎の全体使用率が所定値を越える場合、最小の使用率の時間帯に最大使用率の時間帯に割り当てられたバックアップ負荷を前記時間単位毎に移行して全体使用率が所定値以下になるようにバックアップウィンドウの調整を行うことにより、仮想ライブラリ装置のロードバランスを最適値にし、バックアップウィンドウ時間帯内にデータのバックアップを行うことができる。

以下、本発明による仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２は本実施形態の対象となる仮想ライブラリ装置を説明するための図、図３は本実施形態によるバックアップウィンドウ及びパフォーマンスを説明するための図、図４は本実施形態による仮想ドライブの使用率の調整手順を説明するための図、図５は本実施形態によるコマンド処理を説明するための図、図６は本実施形態によるコマンド発行処理を説明するための図である。

まず本実施形態の対象となる仮想ライブラリ装置１０は、図１に示す如く、複数のホスト１とスイッチ２を介して接続され、該複数のポート１１乃至制御部１２を介して磁気ディスク装置１３にデータのバックアップを行うものである。この仮想ライブラリ装置１０は、ホスト１側のプログラム仕様が従前の磁気テープ装置をバックアップの記録媒体として使用していた経緯から、ホスト１側からは、図２に示す如く複数の仮想ドライブ（磁気テープ装置）１４ａ〜１４ｃとして認識されている。

この様に構成された仮想ドライブ装置１０を含むバックアップシステムにおいては、例えばホスト毎の磁気ディスク装置が、各々３００ＧＢ／１００ＧＢ／１２５ＧＢの記憶容量を持つドライブ（Ｄｒｖ）１〜３である場合、図３（ａ）に示す如く、バックアップウィンドウが設定されている。このバックアップウィンドウは、例えばドライブ１が２２時から４時迄にバックアップを行うバックアップ情報Ａと、ドライブ２が２時から４時迄にバックアップを行うバッアップ情報Ｂと、ドライブ３が３時から６時までにバックアップを行うバッアップ情報Ｃとから成り、ドライブ毎のバックアップ時間帯を設定するものである。

この様にバックアップウィンドウが設定された仮想ライブラリ装置のパフォーマンス（性能：データ転送速度）は、図３（ｂ）に示す如く、ドライブ１のみが使用される時間帯である２２時〜２時の間が７５％、３ドライブが使用される時間帯である２時〜３時の間が１００％、ドライブ３のみが使用される時間帯である４時〜６時間が５０％の如く、使用されるドライブの数等の要因によって変化する特性をもち、本実施形態は前記バックアップウィンドウで設定された開始乃至終了時間帯（２２時〜６時）内に装置の全体性能１００％を越えないようにロードバランスの調整を行うものである。

本実施形態による仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法は、前記バックアップウィンドウが設定された仮想ライブラリ装置のパフォーマンスを図（ｂ）に示す如く最適に調整するものであり、この実施形態を次に説明する。
＜使用率の割り当て：初期設定＞

まず本実施形態による仮想ライブラリ装置のパフォーマンスを決定する各ドライブの割り当ては、[1]装置全体とポート毎の使用率が１００％を越えない事、[2]バックアップウィンドウの時間設定単位を１５分とする事、[3]性能割り当ては１０ＭＢ／ｓとした場合、次の手順を実行する。

(1)手順１：
ユーザ設定に従って、ホストと該ホストが仮想ドライブへのアクセスに使用するポートを対応付けるホスト対使用ポート対応付けを行う。
(2)手順２：
ユーザにより設定されたバックアップウィンドウとバックアップ容量から、必要な平均性能を算出する。
(3)手順３：
ホスト接続ポート毎の必要平均性能の合計の15分単位の算出と、該15分毎のポート使用率の算出を行う。
(4)手順４：
装置全体の必要平均性能の合計の15分単位の算出と、該15分毎の装置使用率の算出をする。
＜使用率の調整＞

前記使用率の割り当てで初期設定された条件を元に本実施形態によるロードバランス方法は、前記手順３及び４で算出した使用率が１００％を越えた場合、使用率の調整４０を行うものであり、このフローは、図４に示す如く、装置又はポート使用率が１００％を越える時間帯が有るか否かの判定を行う第１判定ステップ４１と、該第１判定ステップ４１により１００％を越えると判定された場合、使用率が最大の時間帯を検索する第１検索ステップ４２と、該第１検索ステップ４２により検索した最大時間帯のバックアップ負荷を他の時間帯に負荷を転嫁可能な時間帯が有るか否かの判定を行う第２判定ステップ４４と、該第２判定ステップ４４においてバックアップ負荷を転嫁可能な時間帯があるとき、該転嫁可能な時間帯から使用率が最小の時間帯を検索する第２検索ステップ４５と、前記第１検索ステップ４２によって検索した最大時間帯から前記第２検索ステップ４５により検索した最小使用率時間帯へ１０ＭＢ／ｓ分のバックアップ負荷使用率を転嫁する転嫁ステップ４６と、前記ステップ４１及び４４において１００％を越える時間帯がない場合又はバックアップ負荷を転嫁可能な時間帯がない場合に割り当ての調整を終了する終了ステップ４３とを実行することによって構成される。
＜ロードバランス＞

次いで本実施形態によるロードバランス方法は、仮想ライブラリ装置１０が、磁気ディスク装置１３へのアクセスが必要なコマンドについて、前記手順により設定された割り当て使用率に基づき、ロードバランスを実行するものであり、このロードバランスを行うホストコマンド処理と磁気ディスク装置へのコマンド処理を次に説明する。尚、各仮想ドライブ１４ａ〜１４ｃは、ロードバランスを行うために、磁気ディスク装置へのコマンド要求をキューイング（コマンドを保持して実行順を効率的に並び替える処理）するためのコマンド要求キューと磁気ディスク装置へのコマンド発行優先順位を決定するための優先度カウンタを持つものとする。

まず、前記ホストコマンド処理５０は、図５に示す如く、磁気ディスク装置へのアクセスが必要か否かの判定を行う第１の判定ステップ５１と、該判定ステップ５１によりアクセスが必要な場合、磁気ディスク装置へのアクセスが必要なコマンドを仮想ドライブのコマンド要求キューにキューイングするステップ５３と、前記キューイングしたコマンドがリードアクセスか否かを判定する判定ステップ５４と、該判定ステップ５４によりリードコマンドと判定した場合、コマンド終了を待つ待機ステップ５５と、該待機ステップ５５を経てリードコマンドが終了したときにコマンド終了をホストに通知する通知ステップ５６と、前記判定ステップ５１においてアクセスが不要と判定されたときに当該コマンドを実行して前記通知ステップ５６に移行するコマンド処理ステップ５２とを実行することにより構成される。

即ち本実施形態によるホストコマンド処理は、磁気ディスク装置へのアクセスが不要なときは即時にコマンドを実行し、リードコマンド、ライトコマンドのときは当該コマンドをキューイングする。

次いで磁気ディスク装置へのコマンド発行処理を行うステップ６０は、図６に示す如く、前記コマンド要求キュー内のコマンド数が１以上且つ優先度カウンタ値が最小の仮想ドライブを検索する検索ステップ６１と、該ステップ６１により検索した仮想ドライブのコマンド要求キューの先頭からコマンドを取り出して磁気ディスク装置へ発行するコマンド発行ステップ６２と、前記ステップ６１で検索した仮想ドライブの優先度カウンタを初期値（１００）にリセットするステップ６３と、全ての仮想ドライブの優先度カウンタ値をドライブの割り当て使用率に応じて減算するステップ６４を順次実行することにより構成される。

即ち本実施形態による磁気ディスク装置へのコマンド処理は、磁気ディスク装置へのコマンド発行を、割り当て使用率を反映した優先度カウンタに基づき行うことで、ロードバランスを実行する。

この様に本実施形態による仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法は、ホストと仮想ドライブの組合せ毎にバックアップに必要な使用率を仮想ドライブ装置が割り当てるため、ドライブ単体性能にとらわれることなくデータ管理が容易になると共に、接続された仮想ライブラリ装置を使用する全てのホストが必要な使用率を把握することにより、パックアップ時間帯の必要性能が限界に近づいた場合にその警告を行うことができる。

この様に本実施形態は、仮想ライブラリ装置１０が、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップウィンドウ情報及びバックアップ容量を基に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップ実行時の必要平均性能を算出する第１ステップと、該第１ステップで得たホストと仮想ドライブの組合せ毎の必要平均性能を所定時間単位毎に合算して所定時間単位毎の全体使用率を算出する第２ステップと、該第２ステップで得た使用率が所定値を越える場合、前記第２ステップで得た最小の使用率の時間帯に最大使用率の時間帯に割り当てられたバックアップ負荷を前記時間単位毎に移行して前記第２ステップで算出する全体使用率が所定値以下になるように負荷分散を行う第３ステップを含むことにより、仮想ライブラリ装置のロードバランスを最適値にし、バックアップウィンドウ時間帯内にデータのバックアップを行うことができる。

本発明の対象となる仮想ライブラリ装置を説明するための図。本発明の対象となる仮想ライブラリ装置を説明するための図。本実施形態によるバックアップウィンドウ及びパフォーマンスを説明するための図。本実施形態による仮想ドライブの使用率の調整手順を説明するための図。本実施形態によるコマンド処理を説明するための図。本実施形態によるコマンド発行処理を説明するための図。

符号の説明

１：ホスト、２：スイッチ、１０：仮想ライブラリ装置、１２：制御部、１３：磁気ディスク装置。

Claims

複数のホストに複数のポートを介して接続され、ホストから設定されたバックアップウィンドウを基にデータのバックアップを行う複数の仮想ドライブを含む仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法であって、仮想ライブラリ装置に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップの時間帯を含むバックアップウィンドウ情報と、バックアップ容量とを設定し、前記バックアップウィンドウ情報及び前記バックアップ容量を基に、ホストと仮想ドライブの組合せ毎のバックアップ実行時の必要平均性能を算出する第１ステップと、該第１ステップで得たホストと仮想ドライブの組合せ毎の必要平均性能を所定時間単位毎に合算した値を基に所定時間単位毎の全体使用率を算出する第２ステップと、該第２ステップで得た使用率が所定値を越える場合、前記第２ステップで得た最小の使用率の時間帯に最大使用率の時間帯に割り当てられたバックアップ負荷を前記時間単位毎に移行して前記第２ステップで算出する全体使用率が所定値以下になるように負荷分散を行う第３ステップを含むことを特徴とする仮想ライブラリ装置におけるロードバランス方法。