JP2006053601A - ストレージ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 Webサーバやコンテンツ配信などの時系列に変化する予測のつかないピーク性能要求に対して、最低限のコストで、柔軟に動的な負荷分散/性能拡張を行うことができるストレージ装置を提供する。
【解決手段】 ストレージ装置10において、性能測定機構112により、データ転送機構103により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、論理ボリュームの負荷状況を測定し、コピー機構113により、性能測定機構112の測定結果に基づいて、物理ボリューム210に設定された論理ボリュームの内容を予備物理ボリューム220に設定された論理ボリュームにコピーし、コピー機構113によりコピーされた予備物理ボリューム220に設定された論理ボリュームとコピー元の物理ボリューム210に設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、ホスト300に対して提供し、ホスト300からの負荷を分散する。
【選択図】 図1
【解決手段】 ストレージ装置10において、性能測定機構112により、データ転送機構103により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、論理ボリュームの負荷状況を測定し、コピー機構113により、性能測定機構112の測定結果に基づいて、物理ボリューム210に設定された論理ボリュームの内容を予備物理ボリューム220に設定された論理ボリュームにコピーし、コピー機構113によりコピーされた予備物理ボリューム220に設定された論理ボリュームとコピー元の物理ボリューム210に設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、ホスト300に対して提供し、ホスト300からの負荷を分散する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ストレージ装置に関し、特に論理ボリュームに対する負荷分散に適用して有効な技術に関するものである。
近年、Webサーバやコンテンツ配信などによるストレージコンソリデーションの時流の中で、複数のアプリケーションやコンテンツによりストレージ装置がシェアされ、各アプリケーションなどによるストレージ装置の論理ボリュームに対する負荷状況の予想がつかないシステムが増えてきている。
そこで、従来、ストレージ装置の論理ボリュームへの負荷に対する性能を拡充するために、同一の論理ボリュームのデータを複数の磁気ディスクドライブ群に分割、再配置するもの(例えば、特許文献1参照)や、論理ボリュームのデータを分割し、サブシステムで定義されるアレイグループ群にデータを分割配置するもの(例えば、特許文献2参照)があった。
特開平9−69031号公報
特開2000−242439号公報
しかしながら、従来のストレージ装置では、論理ボリュームの性能を拡充することができるのは、論理ボリュームを定義する初期設定時のみであり、オンデマンドな性能拡充は行うことはできなかった。また、ある小さな範囲へのアクセス性能を見た場合に、当該論理ボリュームを構成するディスク台数以上には性能拡充を行うことはできなかった。
そこで、本発明の目的は、Webサーバやコンテンツ配信などの時系列に変化する予測のつかないピーク性能要求に対して、最低限のコストで、柔軟に動的な負荷分散/性能拡張を行うことができるストレージ装置を提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明によるストレージ装置は、ストレージ制御装置と記憶装置を備えたストレージ装置であって、ストレージ制御装置は、上位装置との間で通信を行うホストI/F制御部と、記憶装置との間で通信を行うディスクI/F制御部と、ホストと記憶装置との間のデータ転送処理を行うデータ転送機構と、ホストと記憶装置との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリと、性能測定機構と、コピー機構とを有し、記憶装置は、データを格納する複数の物理ディスクドライブにより提供される物理的な記憶領域である物理ボリュームおよび予備物理ボリュームと、物理ボリュームおよび予備物理ボリューム内にそれぞれ設定される論理的な記憶領域である複数の論理ボリュームとを有し、性能測定機構により、データ転送機構により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、論理ボリュームの負荷状況を測定し、コピー機構により、性能測定機構の測定結果に基づいて、物理ボリュームに設定された論理ボリュームの内容を予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームにコピーし、コピー機構によりコピーされた予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームとコピー元の物理ボリュームに設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、上位装置に対して提供し、上位装置からの負荷を分散するものである。
また、本発明によるストレージ装置は、ストレージ制御装置と記憶装置を備えたストレージ装置であって、ストレージ制御装置は、上位装置との間で通信を行うホストI/F制御部と、記憶装置との間で通信を行うディスクI/F制御部と、ホストと記憶装置との間のデータ転送処理を行うデータ転送機構と、ホストと記憶装置との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリと、性能測定機構と、コピー機構とを有し、記憶装置は、データを格納する複数の物理ディスクドライブにより提供される物理的な記憶領域である物理ボリュームおよび予備物理ボリュームと、物理ボリュームおよび予備物理ボリューム内にそれぞれ設定される論理的な記憶領域である複数の論理ボリュームとを有し、性能測定機構により、データ転送機構により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、物理ボリュームに設定された論理ボリュームの負荷状況を測定し、コピー機構により、性能測定機構の測定結果に基づいて、物理ボリュームに設定された論理ボリュームの内容の内、上位装置からアクセスのあったデータを予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームにコピーし、コピー済みの情報を差分管理情報として管理し、物理ボリュームに設定された論理ボリュームおよびコピー機構によりコピーされた予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、上位装置に対して提供し、差分管理情報に基づいて、上位装置からの負荷を分散するものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
本発明によれば、Webサーバやコンテンツ配信などの時系列に変化する予測のつかないピーク性能要求に対して、最低限のコストで、柔軟に動的な負荷分散/性能拡張を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
<ストレージ装置の構成>
図1により本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の構成について説明する。図1は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の構成を示す構成図である。
<ストレージ装置の構成>
図1により本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の構成について説明する。図1は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の構成を示す構成図である。
図1において、ストレージ装置10は、ストレージ制御装置100と記憶装置200から構成されている。
ストレージ制御装置100は、ホストI/F制御部101、ディスクI/F制御部102、データ転送機構103、キャッシュメモリ104、CPU(Central Processing Unit)105、制御メモリ110から構成されている。
ホストI/F制御部101はホスト(上位装置)300との間で通信を行うための通信インタフェースを備え、ホスト300との間でデータ入出力コマンド等を授受する機能を備える。
ディスクI/F制御部102は、データを記憶する複数の物理ディスクドライブ201と通信可能に接続され、記憶装置200の制御を行う。
データ転送機構103は、ホスト300と記憶装置200との間のデータ転送処理を行う。
キャッシュメモリ104は、ホスト300と記憶装置200との間で送受信されるデータを一時的に格納する。
CPU105は、制御メモリ110内の情報に基づいて、ホストI/F制御部101、ディスクI/F制御部102およびデータ転送機構103を制御し、ホスト300と記憶装置200間のデータの送受信を制御する。
なお、CPU105は、ホストI/F制御部101およびディスクI/F制御部102内のCPUなどにより動作させることもできる。
記憶装置200は、複数の物理ディスクドライブ201、複数の物理ディスクドライブ201の駆動制御部を備えている。これによりホスト300に対して大容量の記憶領域を提供することができる。物理ディスクドライブ201は、ハードディスクドライブなどのデータ記憶媒体、あるいは、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)を構成する複数のハードディスクドライブなどにより構成されることができる。また、物理ディスクドライブ201により提供される物理的な記憶領域である物理ボリューム210には論理的な記憶領域である論理ボリューム(以下、LUという)を設定することができる。また、物理ボリューム210とは別に、物理ボリューム210に設定されたLUの負荷分散処理を行うための予備物理ボリューム220が設けられている。
ストレージ制御装置100の制御メモリ110内には、ホスト300と記憶装置200間のデータのデータの転送を制御するための制御テーブル111、CPU105により処理され、記憶装置200の物理ボリューム210に設定されたLUに対する性能測定処理を行う、例えば処理プログラムなどからなる性能測定機構112、CPU105により処理され、記憶装置200の物理ボリューム210に設定されたLUと、予備物理ボリューム220に設定されたLUとの間でコピー処理を行う、例えば処理プログラムなどからなるコピー機構113のデータが格納されている。
性能測定機構112は、例えば、データ転送機構103でのデータ転送量(スループット)や処理コマンド数(トランザクション)などを測定するカウンタなどにより、記憶装置200の物理ボリューム210に設定されたLUに対する処理能力などを測定し、LUの限界性能値に基づいて設定されたしきい値により、予備物理ボリューム220にLUのコピーを作成するかの判断を行う。
性能測定機構112で使用するカウンタは、データ転送機構103に設けられたハードウエアを使用してもいいし、ソフトウエアカウンタにより、データ転送機構103で処理されているデータ量などを測定するようにしてもよい。
コピー機構113は、性能測定機構112の判断に基づいて、物理ボリューム210内のLUのコピーを予備物理ボリューム220内に作成する。この予備物理ボリューム220内に作成する物理ボリューム210内のLUのコピーLUは、2重だけではなく、負荷状態によって3重、4重のコピーを作成することが可能である。
なお、性能測定機構112およびコピー機構113は、制御メモリ110内ではなく、他の記憶部に格納され、その機能が実行されるようにしてもよい。
<負荷分散処理の概要>
図2により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の負荷分散処理の概要について説明する。図2は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の負荷分散処理を説明するための説明図である。
図2により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の負荷分散処理の概要について説明する。図2は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の負荷分散処理を説明するための説明図である。
図2において、ストレージ制御装置100は、記憶装置200内の物理ボリューム210および予備物理ボリューム220の各LUを実LU250として管理し、さらに、ホスト300に対して、複数のLUを1つの仮想化された仮想LUとして提供する機能を備えており、コピー機構113により、コピーされた物理ボリューム210のLUと予備物理ボリューム220のLUを1つの仮想LU260としてホスト300に認識させることができるようになっている。
これにより、ホスト300側では、仮想LUとして提供されるLUに対してデータのアクセス処理を行うことになり、ストレージ制御装置100内の実LUの構成を認識することなく(すなわち、上位非認識の状態)、コピー機構113により多重化されたLUに対するアクセスを行うことができる。
まず、物理ボリューム210内のLU(LU0、LU1、LU2)がそれぞれ、通常のアクセス状態の場合には、その各LUの実LU250がそのまま、仮想LU260として、ホスト300に対して提供される。
そして、性能測定機構112では、各LUに対してデータ転送機構103により処理されているデータ量を測定し、各LUに対する処理能力を測定する。
また、ストレージ装置10のユーザにミラー作成開始のしきい値(例えば、LUの限界性能に対する負荷率(%))を設定してもらい、しきい値を超えた場合に自動的にミラーを作成する。すでに他のLUがミラーを使用していて空きがない場合には、一番負荷の低いLUやミラー作成優先順位の低いLUのミラーを解除し、そのミラー領域を使用する。また、ミラー解除のしきい値も設定しておき、負荷が緩和した場合にはミラーLUを解除する。
図2に示す例では、物理ボリューム210内のLU2に対するデータ量が、LUの限界性能値に基づいて設定されたしきい値を超えた例を示しており、この場合、性能測定機構112は、コピー機構113に対して、物理ボリューム210内の実LU250から予備物理ボリューム220内の実LU250へのコピー指示を出力し、実LU250内で、LU2のコピーを予備物理ボリューム220内のLU(例えば、LU3とLU4)に作成する。
そして、物理ボリューム210内のLU2と予備物理ボリューム220内にコピーされたLU(LU3、LU4)は、仮想LU260として、物理ボリューム210内のLU2と同一のLUとしてホスト300側では認識される。
ホスト300からのLU2に対するデータのアクセスに対しては、物理ボリューム210内のLU2と、予備物理ボリューム220内のLU3とLU4にアクセスが分散されることにより、ホスト300からのアクセスによりLU2の処理能力が限界になった場合でも、LUの性能を拡張させることができ、さらに、ホスト300に対しては、実LU250内でのLUのコピー処理などを認識させることなく通常の処理と同様にデータアクセス処理を行うことが可能である。
また、物理ボリューム210内のLUのミラーを自動的に作成するのではなく、ユーザが、ストレージ装置10からの情報により、コピー開始指示を出すことも可能である。具体的には、ある時点までの性能の負荷のヒストリ情報から、今後の性能増加を予測し、コピー時間を見越して前もってコピーを開始する。ミラーLUの解除は、LUに対する負荷が低負荷になったら自動的に解除するか、ユーザが、ストレージ装置10からの情報により、解除指示を出すようにしてもよい。
また、定期的に高負荷時間が発生する運用形態では、タイマ起動で定期的に、高負荷時間の開始時にコピー開始指示を出して、ミラーLUを生成し、高負荷時間の終了時にミラーLUの解除を行うことも可能である。
<制御テーブルの内容>
次に、図3〜図5により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111の内容について説明する。図3は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の仮想LU−実LUマッピングテーブルを示す図、図4は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の性能監視テーブルを示す図、図5は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の予備物理ボリューム管理テーブルを示す図である。
次に、図3〜図5により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111の内容について説明する。図3は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の仮想LU−実LUマッピングテーブルを示す図、図4は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の性能監視テーブルを示す図、図5は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の制御テーブル111内の予備物理ボリューム管理テーブルを示す図である。
図3に示す仮想LU−実LUマッピングテーブルは仮想LU260と実LU250の対応関係を示すテーブルであり、ある仮想LU(例えば、LU2)にマッピングされている実LUの数(例えば、3)や、マッピングされている実LU(例えば、LU2、LU3、LU4)の情報から構成されている。この仮想LU−実LUマッピングテーブルを用いて、仮想LUの管理および仮想LUの処理が行われ、ホスト300に対して実LUを認識させることなく仮想LUを提供することができる。
図4に示す性能監視テーブルは、実LUの負荷状況を示すテーブルであり、実LUに対する単位時間当たりの処理コマンド数(トランザクション)と単位時間当たりの処理データ量(スループット)の情報から構成されている。この性能監視テーブルを用いて、あらかじめLUの限界性能値に基づいて設定されたしきい値により、実LUが過負荷状態かを判断することができる。
図5に示す予備物理ボリューム管理テーブルは、予備物理ボリューム220内で予備領域使用中の実LUを示すテーブルであり、予備物理ボリューム220内での予備領域使用中実LU番号とその予備領域使用中実LUのコピー元の物理ボリューム210内の実LU番号から構成されている。
予備物理ボリューム管理テーブルには、コピーボリューム作成の優先順位を決めるために、優先度を表す情報を追加することも可能である。
<コピーLU生成の動作>
次に、図6および図7により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作について説明する。図6は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の一例を示すフローチャート、図7は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の他の例を示すフローチャートである。
次に、図6および図7により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作について説明する。図6は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の一例を示すフローチャート、図7は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の他の例を示すフローチャートである。
まず、図6に示すように、予備物理ボリューム220内に、コピーLUを生成する際に、予備物理ボリューム220に空きがなかった場合、予備物理ボリューム220内のLUの過負荷状態により、予備物理ボリューム220内のLUのミラーを解除する動作を含む動作としては、ホスト300へのホストアクセス処理を行い(S100)、性能測定機構112でS100でのホストアクセス処理によるLUに対する性能測定を行う(S101)。
そして、S101での性能測定の結果、あらかじめ設定されたミラー作成開始のしきい値により、LU過負荷か否かを判断し(S102)、S102でLU過負荷でないと判断されればS100に戻り、S102でLU過負荷であると判断されれば、予備物理ボリューム220内のLUに空きがあるか否かを判断する(S103)。
そして、S103で予備物理ボリューム220内のLUに空きがあると判断されれば、予備物理ボリューム220内に物理ボリューム210からコピーするLUを作成し(S104)、S104で作成された予備物理ボリューム220内のLUへのコピーを開始する(S105)。
そして、S104で作成された予備物理ボリューム220内のLUへのコピーが完了すると(S106)、予備物理ボリューム220内のLUを制御テーブル111内の仮想LU−実LUマッピングテーブルに追加し(S107)、予備物理ボリューム220内のLUへのアクセスを開始し(S108)、物理ボリューム210のLUとのミラー状態とする。
また、S103で予備物理ボリューム220内のLUに空きがないと判断されれば、予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷か否かを判断し(S109)、S109で予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷でないと判断されれば、S100に戻り、S109で予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷であると判断されれば、予備物理ボリューム220内で一番負荷の低いLUのミラーを解除し、予備物理ボリューム220内にLUの空きを作成し(S110)、S104以降の処理を実行する。
以上の処理により、性能測定機構112による測定の結果、LUが過負荷状態となった場合には、予備物理ボリューム220にLUが作成され、物理ボリューム210のLUの内容がコピーされて、ミラー状態で仮想LUとして、LUがホスト300に提供される。
これにより、ホスト300側では、仮想LUとして提供されるLUに対してアクセスすることにより、仮想LUを構成する実LUが過負荷状態になった場合であっても、実LUが負荷分散された状態でのアクセスを行うことが可能である。
また、図7に示すように、予備物理ボリューム220内に、コピーLUを生成する際に、予備物理ボリューム220に空きがなかった場合、予備物理ボリューム220内のLUのミラー作成優先順位(例えば、コピー元の、物理ボリューム210内の各LUに設定されたミラー作成優先順位)により、予備物理ボリューム220内のLUのミラーを解除する動作を含む動作としては、図6に示す動作の内、S109およびS110以外の動作は同じ動作である。
図6に示す動作と異なる動作としては、S103で予備物理ボリューム220内のLUに空きがないと判断されれば、予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高いか否かを判断し(S120)、S120で予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高くないと判断されれば、S100に戻り、S120で予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高いと判断されれば、予備物理ボリューム220内で一番ミラー作成優先順位の低いLUのミラーを解除し、予備物理ボリューム220内にLUの空きを作成し(S121)、S104以降の処理を実行する。
以上の処理により、性能測定機構112による測定の結果、LUが過負荷状態となった場合には、予備物理ボリューム220にLUが作成され、物理ボリューム210のLUの内容がコピーされて、ミラー状態で仮想LUとして、LUがホスト300に提供される。
これにより、ホスト300側では、仮想LUとして提供されるLUに対してアクセスすることにより、仮想LUを構成する実LUが過負荷状態になった場合であっても、実LUが負荷分散された状態でのアクセスを行うことが可能である。
また、LUに対してミラー作成優先順位を設定することにより、ホスト300からのアクセスに対して、最大限のアクセス能力を提供したいLUのミラー作成優先順位を高くして、LUのコピーによる負荷分散を優先的に行うことが可能である。
<LUのミラー解除の動作>
次に、図8により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の低負荷時のLUのミラー解除の動作について説明する。図8は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成後の低負荷時のLUのミラー解除の動作を示すフローチャートである。
次に、図8により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の低負荷時のLUのミラー解除の動作について説明する。図8は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のコピーLU生成後の低負荷時のLUのミラー解除の動作を示すフローチャートである。
コピーLU生成後の低負荷時のLUのミラー解除の動作としては、まず、ホスト300へのホストアクセス処理を行い(S130)、性能測定機構112でS130でのホストアクセス処理によるLUに対する性能測定を行う(S131)。
そして、S131での性能測定の結果、あらかじめ設定されたミラー解除のしきい値により、LU低負荷か否かを判断し(S132)、S132でLU低負荷でないと判断されればS130に戻り、S132でLU低負荷であると判断されれば、予備物理ボリューム220内の低負荷のLUのミラーを解除する(S133)。
以上の処理により、予備物理ボリューム220内にLUがコピーされた場合でも、その後、低負荷の状態になったLUは、ミラーを解除し、物理ボリューム210内のLUのみでの運用にすることが可能である。
また、物理ボリューム210内のLUに設定されたミラー作成優先順位によっては、ミラー解除のしきい値を下げたり、ミラー解除を行わないようにすることも可能である。
<LUへのリード処理の動作>
次に、図9により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作について説明する。図9は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作を示すフローチャートである。
次に、図9により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作について説明する。図9は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作を示すフローチャートである。
ストレージ装置10のLUへのリード処理としては、まず、ホスト300からのLUに対するリードのホストアクセスを受領し(S140)、制御テーブル111の仮想LU−実LUマッピングテーブルを参照して、ホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされているか否かを判断する(S141)。
そして、S141でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていないと判断されれば、すなわち、物理ボリューム210内のLUのみマッピングされている場合は、マッピング先のLUをアクセスする(S142)。
また、S141でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていると判断されれば、すなわち、物理ボリューム210内のLUが予備物理ボリューム220内のLUにコピーされてミラー状態となっている場合は、マッピング先LUに対応する制御テーブル111の性能監視テーブルの情報を参照し(S143)、最も負荷の小さいマッピング先LUをアクセスする(S144)。
負荷分散の方法には、シーケンシャル性を判断して、各物理ボリュームへのアクセスのシーケンシャル性を保って、ドライブの限界転送性能を引き出す方法などもあり、アプリケーションに合わせてふさわしい負荷分散アルゴリズムを使用する。
以上の処理により、コピーLU生成処理により、仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされている場合には、ホスト300からのホストアクセスは、最も負荷の小さいマッピング先LUにアクセスされ、LUに対する負荷を分散することが可能である。
<LUへのライト処理の動作>
次に、図10および図11により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作について説明する。図10は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作の一例を示すフローチャート、図11は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作の他の例を示すフローチャートである。
次に、図10および図11により、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作について説明する。図10は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作の一例を示すフローチャート、図11は本発明の実施の形態1に係るストレージ装置のLUへのライト処理の動作の他の例を示すフローチャートである。
本実施の形態では、LUに対するライト処理では、ライトのホストアクセスに対して、通常のミラーボリュームに対する処理と同様に、物理ボリューム210内のLUと、物理ボリューム210内のLUがコピーされた予備物理ボリューム220内のLUの全てにアクセスし、全てのLUのデータを更新する方法と、ライトのホストアクセスに対して、物理ボリューム210内のオリジナルのLUにアクセスし、オリジナルのLUのみのデータを更新し、更新されたことを示すLU更新管理情報(LU更新管理ビットマップ)を、例えば、制御テーブル111内に格納し、LU更新管理情報により、リード時には、更新されたデータについては、物理ボリューム210内のオリジナルのLUにアクセスする方法の2つの処理のどちらかの処理を用いている。
まず、物理ボリューム210内のLUと、物理ボリューム210内のLUがコピーされた予備物理ボリューム220内のLUの全てにアクセスする場合には、図10に示すように、ホスト300からのLUに対するライトのホストアクセスを受領し(S150)、制御テーブル111の仮想LU−実LUマッピングテーブルを参照して、ホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされているか否かを判断する(S151)。
そして、S151でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていないと判断されれば、マッピング先のLUをアクセスする(S152)。
また、S151でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていると判断されれば、全てのマッピング先LUにアクセスする(S153)。
以上の処理により、コピーLU生成処理により、仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされている場合には、ホスト300からのホストアクセスによるライトデータは、仮想LUにマッピングされている全てのLUに書き込まれ、全てのLUが更新される。したがって、LUに対して、ライト処理が行われた場合でも、更新されたデータに対する負荷分散を行うことが可能となる。
また、物理ボリューム210内のオリジナルのLUにアクセスする場合には、図11に示すように、ホスト300からのLUに対するライトのホストアクセスを受領し(S160)、制御テーブル111の仮想LU−実LUマッピングテーブルを参照して、ホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされているか否かを判断する(S161)。
そして、S161でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていないと判断されれば、マッピング先のLUをアクセスする(S162)。
また、S161でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていると判断されれば、物理ボリューム210内のオリジナルLUにアクセスし(S163)、LU更新管理情報を更新する(S164)。
以上の処理により、コピーLU生成処理により、仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされている場合には、ホスト300からのホストアクセスによるライトデータは、仮想LUにマッピングされている全てのLUの内、物理ボリューム210内のオリジナルLUに書き込まれ、オリジナルLUのみ更新され、その更新の情報がLU更新管理情報として管理される。そして、リード時にはLU更新管理情報を参照して、更新されたデータについては、物理ボリューム210内のオリジナルのLUにアクセスする。
また、LU更新管理情報で管理される情報が多くなり、更新量があるしきい値を超えた場合には、予備物理ボリューム220内のLUに負荷分散する処理が効率よく行えなくなるため、ミラーLUを一旦解除・破棄し、再度割り当てた後に再度ミラーを形成する。
したがって、LUに対して、ライト処理が行われた場合は、物理ボリューム210内のLUに対するアクセスのみとなり処理量が少なくなり、更新されていないデータへのアクセスは負荷分散を行うことが可能となる。
<ユーザへの情報提供およびユーザからのパラメータ入力>
本実施の形態では、ユーザに対して、例えば、ストレージ制御装置100内の表示部や管理端末などに各種情報を表示し、また、ストレージ制御装置100内の入力部などからユーザからのパラメータ入力などを行うようになっている。
本実施の形態では、ユーザに対して、例えば、ストレージ制御装置100内の表示部や管理端末などに各種情報を表示し、また、ストレージ制御装置100内の入力部などからユーザからのパラメータ入力などを行うようになっている。
次に、この各種情報の表示内容と、パラメータ入力の一例について説明する。
まず、例えば、表示内容としては、各LU毎に以下に示す情報を表示する。
・限界性能値(スループット・トランザクション)
・負荷状況(スループット・トランザクション)と限界性能に対する負荷率の経時変化(ヒストリ)
・ミラーLU使用有無&使用ミラーLU数
・ミラーLUへの負荷状況
これらの表示内容により、ユーザは、各LUの限界性能や、各LUに対する負荷状況などを確認することができる。
・限界性能値(スループット・トランザクション)
・負荷状況(スループット・トランザクション)と限界性能に対する負荷率の経時変化(ヒストリ)
・ミラーLU使用有無&使用ミラーLU数
・ミラーLUへの負荷状況
これらの表示内容により、ユーザは、各LUの限界性能や、各LUに対する負荷状況などを確認することができる。
また、例えば、パラメータ入力の内容としては、各LU毎に、以下に示す設定パラメータの項目を表示し、ユーザからのパラメータ入力を受け付ける。
・本実施の形態によるLU内部ミラーのEnable/Disableの選択
・自動ミラー作成/手動ミラー作成/定時ミラー作成のモード切替
・作成ミラーLUの上限値
・内部ミラー作成開始&ミラー解除の性能しきい値(LUの限界性能に対するパーセンテージ)
・ミラー作成優先順位
これらのパラメータ入力により、各LUに対するミラー作成の動作を設定することができる。
・本実施の形態によるLU内部ミラーのEnable/Disableの選択
・自動ミラー作成/手動ミラー作成/定時ミラー作成のモード切替
・作成ミラーLUの上限値
・内部ミラー作成開始&ミラー解除の性能しきい値(LUの限界性能に対するパーセンテージ)
・ミラー作成優先順位
これらのパラメータ入力により、各LUに対するミラー作成の動作を設定することができる。
また、手動ミラー作成の指示の受付内容としては、例えば、ユーザからの、LU番号の指定などによる手動ミラー作成の操作により、ミラー作成の指示を受け付けて、その指示に基づいて、コピー処理を実行する。
<故障時の部位特定と回復>
次に、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の故障時の部位特定と回復について説明する。
次に、本発明の実施の形態1に係るストレージ装置の故障時の部位特定と回復について説明する。
本実施の形態では、物理ボリューム210内や予備物理ボリューム220内の物理ディスクドライブ201のディスク障害が発生し、物理ディスクドライブ201の故障を検出した場合は、例えば、RAIDによる冗長性により、回復処理を実行する。
また、複数の物理ディスクドライブ201にディスク障害が発生し、LUが使用不可能となった場合には、予備物理ボリューム220内のLUであれば、当該LUのミラーを解除し、別の使用可能な領域に再度LUを作成してミラーLUを作成して、割り当てることにより、回復処理を実行する。
また、物理ボリューム210内のLUの場合であれば、予備物理ボリューム220内のLUが完全なミラー状態であれば、予備物理ボリューム220内のLUを物理ボリューム210内のLUの代わりに使用して、物理ボリューム210内のLUを使用不可にし、物理ボリューム210内の別の使用可能な領域に再度LUを作成して、予備物理ボリューム220内のLUからデータのコピー処理を実行することにより、回復処理を行うことも可能である。
なお、本実施の形態では、物理ボリューム210内のLUや予備物理ボリューム220内のLUについて、LU単位で負荷状況を測定して、最も負荷の低いLUへアクセスして負荷分散処理を行う例を説明したが、LUをアドレスなどにより細かく分割し(エクステント単位)、このエクステント単位で最も負荷の低いものへアクセスして、負荷分散してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2は、実施の形態1において、LUが過負荷時に、物理ボリューム210内のLUを全て予備物理ボリューム220内のLUへコピーするのではなく、アクセスのあったデータのみ差分コピーするようにしたものである。
実施の形態2は、実施の形態1において、LUが過負荷時に、物理ボリューム210内のLUを全て予備物理ボリューム220内のLUへコピーするのではなく、アクセスのあったデータのみ差分コピーするようにしたものである。
実施の形態2のストレージ装置10の構成は実施の形態1と同様である。
<コピーLU生成の動作>
次に、図12および図13により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作について説明する。図12は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の一例を示すフローチャート、図13は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の他の例を示すフローチャートである。
次に、図12および図13により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作について説明する。図12は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の一例を示すフローチャート、図13は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のコピーLU生成の動作の他の例を示すフローチャートである。
まず、図12に示すように、予備物理ボリューム220内に、コピーLUを生成する際に、予備物理ボリューム220に空きがなかった場合、予備物理ボリューム220内のLUの過負荷状態により、予備物理ボリューム220内のLUのミラーを解除する動作を含む動作としては、ホスト300へのホストアクセス処理を行い(S170)、性能測定機構112でS170でのホストアクセス処理によるLUに対する性能測定を行う(S171)。
そして、S171での性能測定の結果、あらかじめ設定されたミラー作成開始のしきい値により、LU過負荷か否かを判断し(S172)、S172でLU過負荷でないと判断されればS170に戻り、S172でLU過負荷であると判断されれば、予備物理ボリューム220内のLUに空きがあるか否かを判断する(S173)。
そして、S173で予備物理ボリューム220内のLUに空きがあると判断されれば、予備物理ボリューム220内に物理ボリューム210からコピーするLUを作成し(S174)、予備物理ボリューム220へのコピー状況を管理する差分管理情報(差分管理ビットマップ)を初期化する(S175)。
この差分管理情報は、例えば、制御メモリ110などに格納され、予備物理ボリューム220内のLUにアクセスして負荷分散する際に使用される。
そして、予備物理ボリューム220内のLUを制御テーブル111内の仮想LU−実LUマッピングテーブルに追加し(S176)、ホスト300からのアクセスに基づいて、予備物理ボリューム220への差分コピーを開始し(S177)、予備物理ボリューム220内のLUへのアクセスを開始する(S178)。
また、S173で予備物理ボリューム220内のLUに空きがないと判断されれば、予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷か否かを判断し(S179)、S179で予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷でないと判断されれば、S170に戻り、S179で予備物理ボリューム220内で使用中のLUよりも過負荷であると判断されれば、予備物理ボリューム220内で一番負荷の低いLUのミラーを解除し、予備物理ボリューム220内にLUの空きを作成し(S180)、S174以降の処理を実行する。
以上の処理により、性能測定機構112による測定の結果、LUが過負荷状態となった場合には、予備物理ボリューム220にLUが作成され、ホスト300からのアクセスに基づいて、物理ボリューム210のLUの内容が差分コピーされ、差分コピーされたデータについては、ホスト300に提供されるデータとなる。
これにより、ホスト300側では、差分コピー中でも、LUに対するアクセスを行うことができ、差分コピーされたデータについては、負荷分散処理を行うことが可能である。
また、図13に示すように、予備物理ボリューム220内に、コピーLUを生成する際に、予備物理ボリューム220に空きがなかった場合、予備物理ボリューム220内のLUのミラー作成優先順位により、予備物理ボリューム220内のLUのミラーを解除する動作を含む動作としては、図12に示す動作の内、S179およびS180以外の動作は同じ動作である。
図12に示す動作と異なる動作としては、S173で予備物理ボリューム220内のLUに空きがないと判断されれば、予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高いか否かを判断し(S190)、S190で予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高くないと判断されれば、S170に戻り、S190で予備物理ボリューム220内で使用中のLUのミラー作成優先順位よりも高いと判断されれば、予備物理ボリューム220内で一番ミラー作成優先順位の低いLUのミラーを解除し、予備物理ボリューム220内にLUの空きを作成し(S191)、S174以降の処理を実行する。
以上の処理により、性能測定機構112による測定の結果、LUが過負荷状態となった場合には、予備物理ボリューム220にLUが作成され、ホスト300からのアクセスに基づいて、物理ボリューム210のLUの内容が差分コピーされ、差分コピーされたデータについては、ホスト300に提供されるデータとなる。
これにより、ホスト300側では、差分コピー中でも、LUに対するアクセスを行うことができ、差分コピーされたデータについては、負荷分散処理を行うことが可能である。
また、LUに対してミラー作成優先順位を設定することにより、ホスト300からのアクセスに対して、最大限のアクセス能力を提供したいLUのミラー作成優先順位を高くして、LUのコピーによる負荷分散を優先的に行うことが可能である。
<差分コピー中のコピー処理>
次に、図14により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置の差分コピー中のコピー処理の動作について説明する。図14は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置の差分コピー中のコピー処理の動作の一例を示すフローチャートである。
次に、図14により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置の差分コピー中のコピー処理の動作について説明する。図14は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置の差分コピー中のコピー処理の動作の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態では、物理ボリューム210のLUから予備物理ボリューム220のLUに差分コピーを行っているが、差分コピーの他に、LU内のコピー済みのブロック位置を示すコピー済みポインタを使用して、バックグラウンドで物理ボリューム210のLUの内容を予備物理ボリューム220のLUに順次コピーする処理も同時に行っている。
このコピー済みポインタは、例えば、制御メモリ110などに格納され、次にコピーするブロックを特定する際や、予備物理ボリューム220内のLUにアクセスして負荷分散する際に使用される。
まず、予備物理ボリューム220へのバックグラウンドでのコピー処理を開始し(S200)、コピー済みポインタが示している次のブロックの差分管理情報を参照する(S201)。
そして、S201での差分管理情報により、当該ブロックがコピー済みか否かを判断し(S202)、S202でコピー済みであると判断されれば、コピー済みポインタをインクリメントし(S203)、LU全体のコピーが完了したか否かを判断し(S204)、S204でLU全体のコピーが完了していないと判断されれば、S200に戻り、S204でLU全体のコピーが完了したと判断されれば、予備物理ボリュームへのコピー処理を終了する(S205)。
また、S202でコピー済みでないと判断されれば、当該ブロックのコピーを実施し(S206)、当該ブロックの差分管理情報をコピー済みに更新し(S207)、S203以降の処理を実行する。
そして、予備物理ボリューム220へのコピーが終了されれば、実施の形態1でのコピー後の状態と同様の状態となる。
<LUへのリード処理の動作>
次に、図15により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作について説明する。図15は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作を示すフローチャートである。
次に、図15により、本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作について説明する。図15は本発明の実施の形態2に係るストレージ装置のLUへのリード処理の動作を示すフローチャートである。
ストレージ装置10のLUへのリード処理としては、まず、ホスト300からのLUに対するリードのホストアクセスを受領し(S210)、制御テーブル111の仮想LU−実LUマッピングテーブルを参照して、ホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされているか否かを判断する(S211)。
そして、S211でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていないと判断されれば、すなわち、物理ボリューム210内のLUのみマッピングされている場合は、マッピング先のLUをアクセスする(S212)。
また、S211でホストアクセスに対応する当該仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされていると判断されれば、制御テーブル111の差分管理情報を参照して、アクセス対象の当該ブロックはすでにコピー済みか否かを判断する(S213)。
そして、S213で当該ブロックはコピー済みでないと判断されれば、物理ボリューム210内のオリジナルLUをアクセスする(S214)。
また、S213で当該ブロックはすでにコピー済みであると判断されれば、マッピング先LUに対応する制御テーブル111の性能監視テーブルの情報を参照し(S215)、最も負荷の小さいマッピング先LUをアクセスする(S216)。
以上の処理により、コピーLU生成処理により、仮想LUに2つ以上のLUがマッピングされている場合には、ホスト300からのホストアクセスは、予備物理ボリューム220にコピーされたデータについては、最も負荷の小さいマッピング先LUにアクセスされ、LUに対する負荷を分散することが可能である。
また、図14に示すコピー処理が終了した後のリード処理は、実施の形態1のリード処理と同様の処理によりリード処理を行うようにしてもよい。
また、実施の形態1においても、本実施の形態の図14に示すようなコピー処理をバックグラウンドで行うこともでき、この場合、コピー処理中のリード処理は、図15に示すコピー処理により行うこともできる。この際、S312でのコピー済みか否かの判断は、コピー済みポインタを参照して行うようにすればよい。
(実施の形態3)
実施の形態3は、実施の形態1,2において、ストレージ制御装置100に接続されたユーザ端末を設け、ユーザ端末のユーザインタフェースを用いて、LUの過負荷を検出し、コピー起動の指示を行うようにしたものである。
実施の形態3は、実施の形態1,2において、ストレージ制御装置100に接続されたユーザ端末を設け、ユーザ端末のユーザインタフェースを用いて、LUの過負荷を検出し、コピー起動の指示を行うようにしたものである。
実施の形態3のストレージ装置10の構成は実施の形態1と同様であり、ストレージ制御装置100にユーザ端末が接続された構成となっている。
<負荷分散処理の動作>
図16により、本発明の実施の形態3に係るストレージ装置の負荷分散処理の動作について説明する。図16は本発明の実施の形態3に係るストレージ装置の負荷分散処理を説明するための説明図である。
図16により、本発明の実施の形態3に係るストレージ装置の負荷分散処理の動作について説明する。図16は本発明の実施の形態3に係るストレージ装置の負荷分散処理を説明するための説明図である。
図16において、ユーザ端末400は、ストレージ制御装置100に接続され、性能測定機構112で測定された情報に基づいて、LUの過負荷を検出できるようになっている。そして、その検出結果により、コピー機構113に対してコピー起動の指示を与えることにより、実施の形態1,2で説明した物理ボリューム210のLUから予備物理ボリューム220のLUへのコピー処理を行うことが可能である。
本実施の形態では、ストレージ装置10によるLUの自動コピーなどだけではなく、ユーザ側のユーザ端末からのコピー指示も行うことが可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
10…ストレージ装置、100…ストレージ制御装置、101…ホストI/F制御部、102…ディスクI/F制御部、103…データ転送機構、104…キャッシュメモリ、110…制御メモリ、111…制御テーブル、112…性能測定機構、113…コピー機構、200…記憶装置、201…物理ディスクドライブ、210…物理ボリューム、220…予備物理ボリューム、250…実LU、260…仮想LU、300…ホスト(上位装置)、400…ユーザ端末。
Claims (5)
- ストレージ制御装置と記憶装置を備えたストレージ装置であって、
前記ストレージ制御装置は、上位装置との間で通信を行うホストI/F制御部と、前記記憶装置との間で通信を行うディスクI/F制御部と、前記ホストと前記記憶装置との間のデータ転送処理を行うデータ転送機構と、前記ホストと前記記憶装置との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリと、性能測定機構と、コピー機構とを有し、
前記記憶装置は、データを格納する複数の物理ディスクドライブにより提供される物理的な記憶領域である物理ボリュームおよび予備物理ボリュームと、前記物理ボリュームおよび前記予備物理ボリューム内にそれぞれ設定される論理的な記憶領域である複数の論理ボリュームとを有し、
前記性能測定機構により、前記データ転送機構により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、前記論理ボリュームの負荷状況を測定し、
前記コピー機構により、前記性能測定機構の測定結果に基づいて、前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームの内容を前記予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームにコピーし、
前記コピー機構によりコピーされた前記予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームとコピー元の前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、前記上位装置に対して提供し、前記上位装置からの負荷を分散することを特徴とするストレージ装置。 - 請求項1記載のストレージ装置において、
前記コピー機構により、前記論理ボリュームをコピーする際、前記予備物理ボリューム内にコピー用の領域がない場合は、前記予備物理ボリューム内の論理ボリュームの内、コピー対象の論理ボリュームよりも負荷の小さい論理ボリュームを解除し、前記予備物理ボリューム内に論理ボリュームの空き領域を作成することを特徴とするストレージ装置。 - 請求項1記載のストレージ装置において、
前記コピー機構により、前記論理ボリュームをコピーする際、前記予備物理ボリューム内にコピー用の領域がない場合は、前記予備物理ボリューム内の論理ボリュームの内、コピー対象の論理ボリュームよりも優先順位の低い論理ボリュームを解除し、前記予備物理ボリューム内に論理ボリュームの空き領域を作成することを特徴とするストレージ装置。 - ストレージ制御装置と記憶装置を備えたストレージ装置であって、
前記ストレージ制御装置は、上位装置との間で通信を行うホストI/F制御部と、前記記憶装置との間で通信を行うディスクI/F制御部と、前記ホストと前記記憶装置との間のデータ転送処理を行うデータ転送機構と、前記ホストと前記記憶装置との間で転送されるデータを一時的に記憶するキャッシュメモリと、性能測定機構と、コピー機構とを有し、
前記記憶装置は、データを格納する複数の物理ディスクドライブにより提供される物理的な記憶領域である物理ボリュームおよび予備物理ボリュームと、前記物理ボリュームおよび前記予備物理ボリューム内にそれぞれ設定される論理的な記憶領域である複数の論理ボリュームとを有し、
前記性能測定機構により、前記データ転送機構により転送されるデータ量およびコマンド処理量に基づいて、前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームの負荷状況を測定し、
前記コピー機構により、前記性能測定機構の測定結果に基づいて、前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームの内容の内、前記上位装置からアクセスのあったデータを前記予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームにコピーし、コピー済みの情報を差分管理情報として管理し、
前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームおよび前記コピー機構によりコピーされた前記予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームを1つの仮想論理ボリュームとして、前記上位装置に対して提供し、前記差分管理情報に基づいて、前記上位装置からの負荷を分散することを特徴とするストレージ装置。 - 請求項4記載のストレージ装置において、
前記コピー機構により、さらに、前記コピー対象の前記物理ボリュームに設定された論理ボリュームの内容を、バックグラウンドで先頭から順次前記予備物理ボリュームに設定された論理ボリュームにコピーしていき、前記差分管理情報をコピー済みに更新することを特徴とするストレージ装置。
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