JP2006285519A - データ転送システムの障害診断方法、データ転送システム及びデータ記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＦＣ−ＡＬシステムにおいて障害箇所を特定する場合は、ポート・バイパス回路によるデバイスの迂回動作とループの再構成を繰り返し行う必要があり、障害箇所の特定に時間を要する。
【解決手段】
コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４のいずれかから下流の磁気ディスク装置１１乃至１４又はコントロール・ユニット１０に対して診断データを送信し、下流の装置によって受信された診断データの正常性を判断し、下流の装置による診断データの受信が異常であった場合は、上流のデバイスと下流のデバイスの間の区間を障害区間に特定する。次に、下流の装置及び下流の装置に診断データを送信した上流の装置において、自身のトランスミッタから送信した診断データを自身のレシーバで受信する折り返し診断を行って、障害区間における障害箇所を特定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一方向にデータを転送する論理的にループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したシステムにおける障害診断方法に関し、特に、ＦＣ−ＡＬシステムの障害診断方法に関する。

ＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）は、ファイバチャネルのトポロジの１つであり、最大１２６台のデバイスをループ状に接続することができる。

ＦＣ−ＡＬは、主に複数のストレージ・サーバとこれを利用するホスト装置との間を接続するインタフェースとして利用され、また、ディスク・アレイ等のストレージ・サブシステム内で磁気ディスク装置等のデータ記憶装置の間を接続する内部インタフェースとしても利用されている。以下では、ＦＣ−ＡＬでループ状に接続されたデバイスからなるシステムをＦＣ−ＡＬシステムと呼ぶ。

ＦＣ−ＡＬシステムを構成する各デバイスは、ループ上の他のデバイスに対してリピータとして動作することになる。したがって、ループを構成するデバイス又は伝送路の１箇所で障害が発生すると、ループを構成する全てのデバイスにその影響が波及することになる。

このような障害の影響を回避するために、ＦＣ−ＡＬシステムではポート・バイパス回路（PBC：Port Bypass Circuit）が用いられている。ポート・バイパス回路は、デバイスをループから切り離すことができる回路であり、電気スイッチ等により構成されている。ポート・バイパス回路によって障害の発生したデバイスを迂回し、他の正常なデバイスのみによってループを再構成することにより、正常なデバイス間での通信を継続することが可能となる。

さらに、ループの可用性を高めるために、ＦＣ−ＡＬのループを二重化することも行われている。二重ループとすれば、一方のループが伝送路障害の発生等によって使用不可能となった場合にも、他方のループを用いてデバイス間の通信を維持することができる。

従来のＦＣ−ＡＬシステムの構成例を図７に示す。図７（ａ）に示すＦＣ−ＡＬシステム７は、４台のデバイス７０乃至７３がループ状のデータ伝送路７８によって接続されたシステムである。デバイス７０乃至７３とデータ伝送路７８は、ポート・バイパス回路７４乃至７７を介して接続されている。データ伝送路７８は、一方向にデータを転送する伝送路であり、図中の破線矢印がデータの転送方向を示している。例えば、デバイス７０からデバイス７２に対してデータを送信する場合、まずデバイス７０がファイバチャネルのフレーム形式に組み立てた送信データを伝送路７８に送出する。デバイス７０によって送出されたデータは、デバイス７１によって中継された後にデバイス７２の受信ポートに到達する。なお、データ伝送路７８の媒体には、光ファイバケーブルが使用されるが、デバイス間の距離が短い場合には、メタルケーブルが使用される場合もある。

図７（ｂ）は、コンセントレータ７９を用いることにより、ＦＣ−ＡＬシステム７の物理的なトポロジをスター型とした構成を示している。このような構成であっても、デバイス７０乃至７４の間のデータ伝送経路、つまり論理的なトポロジは、図７（ａ）と同様にループ状のままである。

上述した従来のＦＣ−ＡＬシステムに障害が発生した場合に、障害箇所を特定するための診断方法として、ポート・バイパス回路によってデバイスを迂回しつつ障害箇所を特定していく方法が従来から知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。

特許文献１は、ＦＣ−ＡＬにおける障害発生デバイスを特定する技術を開示している。具体的には、ＦＣ−ＡＬコンセントレータ内にＦＣ−ＡＬデバイスの１つであるイニシエータホストと同じくＦＣ−ＡＬデバイスである複数のディスク・アレイ装置を接続するためのスイッチ回路を設けている。障害が発生した場合は、スイッチを切り替えることでＦＣ−ＡＬループをいったん切断し、イニシエータホストとディスク・アレイ装置とを１台ずつ順に接続して調査していき、障害の発生した装置を特定することが記載されている。しかしながら、この方法では、ディスク・アレイ装置をループに追加する毎に、イニシエータホストとディスク・アレイ装置の新たな接続関係に合わせてＦＣ−ＡＬループの接続状態を更新し、ループ構成を確立する動作（以下、ＦＣ−ＡＬループの再構成と呼ぶ）が必要となる。このため、障害箇所の特定に時間を要するという課題がある。

特許文献２も、ＦＣ−ＡＬにおける障害発生デバイスを特定する技術を開示するものであり、障害箇所の特定時に必要なＦＣ−ＡＬのループ再構成の回数を特許文献１の方法に比べて少なくする技術を開示している。しかしながら、当該方法によっても、障害箇所の特定にＦＣ−ＡＬループの再構成が必要であり、ループ上に接続されるデバイス数が多い場合には、障害箇所の特定に時間を要することになる。

また、特許文献３に開示された技術は、ポート・バイパス回路によるデバイスの迂回動作及びＦＣ−ＡＬのループ再構成を行うことなく障害発生を認識し、二重ループの予備側に切り替える動作を行うものである。具体的には、上流のデバイスが障害テスト信号を下流のデバイスに対して送信し、下流のデバイスが障害テスト信号を一定時間以内に受信できなかった場合に、障害が発生しているものと判定し、下流側のデバイスが予備側のループへの切り替えを開始する。これにより、早期の障害回避が可能となる。しかしながら、当該技術は、障害の原因が上流側のデバイス、下流側のデバイスあるいは伝送路のいずれにあるのかといった障害箇所の特定を行うものではない。
特開２００３−４４３７０号公報 特開平１１−３５３１２６号公報 特開２００２−１８５４８４号公報

上述したように、ＦＣ−ＡＬシステムにおいて障害箇所を特定する場合は、ポート・バイパス回路によるデバイスの迂回動作とループの再構成を繰り返し行う必要があり、障害箇所の特定に時間を要するという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＦＣ−ＡＬシステム等の一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したシステムにおいて、デバイスの迂回によるループの再構成を行うことなく障害箇所を特定することが可能な障害診断方法、この診断方法が適用可能なループ状のデータ転送システム及び当該障害診断方法に適用可能なデータ記憶装置を提供することである。

本発明にかかる障害診断方法は、一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したシステムにおける障害診断方法である。具体的には、上流のデバイスから下流の前記デバイスに対して前記データ伝送路を介して診断データを送信し、前記下流のデバイスによって受信された前記診断データの正常性を判断し、前記下流のデバイスによる前記診断データの受信が異常であった場合は、前記上流のデバイスと前記下流のデバイスの間の区間を障害区間に特定し、前記下流のデバイス及び前記上流のデバイスにおいて、自身のトランスミッタから送信した診断データを自身のレシーバで受信する折り返し診断を行って、前記障害区間における障害箇所を特定するものである。

このような方法により、上流デバイスから診断データを正常に受信できたか否かにより、障害の発生している区間を特定し、さらに、折り返し診断によって障害箇所の詳細な特定ができる。したがって、本発明によれば、デバイスの迂回動作とループの再構成を行うことなく、障害箇所の特定が可能となる。

ここで、前記障害箇所の特定は、前記折り返し診断において、前記上流のデバイスの前記診断データの受信が異常であった場合は、前記上流デバイスを障害箇所と判定し、前記折り返し診断において、前記下流デバイスの前記診断データの受信が異常であった場合は、前記下流デバイスを障害箇所と判定することとすればよい。これにより、障害が発生している区間において障害の発生しているデバイスまで特定することができる。

さらに、前記障害箇所の特定は、前記折り返し診断において、前記上流のデバイス及び前記下流のデバイスの前記診断データの受信がともに正常であった場合は、前記上流のデバイスと前記下流のデバイスの間のデータ伝送路を障害箇所と判定することとしてもよい。これにより、デバイスに障害が発生している場合だけでなく、デバイス間のデータ伝送路に障害が発生している場合の障害箇所の特定も可能となる。

なお、前記障害区間の特定を開始するタイミングは、前記デバイス間でのデータ転送エラーの発生履歴に基づいて決定することとしてもよい。これにより、障害の発生が疑われる場合に速やかに障害箇所の特定を行うことができる。

また、前記障害区間の特定は、前記デバイス間でのデータ転送エラーの発生頻度が高いデバイスを前記診断データの受信側とし、当該デバイスの上流に接続されたデバイスから前記診断データの送信を開始することが望ましい。これにより、障害が発生している可能性が高い区間から診断を開始することができるため、任意の磁気ディスク装置から診断を開始する場合に比べて、障害箇所の特定をより高速に行うことが可能となる。

また、前記障害区間の特定は、複数の前記デバイスから並行して前記診断データを送信することにより、障害区間の特定を複数の区間において並行して行うこととしてもよい。これにより、障害区間の特定について、各区間の診断を並行して行うことができる。この後に、特定した障害区間の磁気ディスク装置に前記折り返し診断の実行を指示すればよい。この方法であれば、障害箇所の特定をさらに高速に行うことができる。

ここで、前記システムはストレージ・サブシステムであり、少なくとも前記デバイスの１つは前記ストレージ・サブシステムが備える複数のデータ記憶装置に対する書き込み・読み出しの制御を行うコントロール・ユニットであり、前記コントロール・ユニットを除く前記デバイスは前記データ記憶装置である場合、前記データ記憶装置に対する書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生履歴に基づいて、前記コントロール・ユニットが前記障害区間の特定の開始を判断することとすればよい。これにより、ストレージ・サブシステムの動作において蓄積されたエラー履歴情報を用いて、診断開始のタイミングを決定することができる。

また、前記コントロール・ユニットは、書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生頻度が高い前記データ記憶装置を前記診断データの受信側とし、受信側のデータ記憶装置の上流に接続された前記データ記憶装置を前記診断データの送信側として前記障害区間の特定を開始することとしてもよい。これにより、ストレージ・サブシステムの動作において蓄積されたエラー履歴情報を用いて、診断を開始するデータ記憶装置を決定することができる。

一方、本発明にかかるデータ転送システムは、一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したデータ転送システムである。前記デバイスは、前記データ伝送路にデータを送信するトランスミッタと、前記データ伝送路からデータを受信するレシーバと、前記トランスミッタから診断データを送信する診断制御部とを備えている。前記デバイスは、自身の前記トランスミッタが送信したデータを自身の前記レシーバに折り返し可能な折り返し回路を介して前記データ伝送路に接続され、前記デバイスの間は、前記データ伝送路とは異なる制御回線により接続される。さらに、前記診断制御部は、上流のデバイスから受信した前記診断データの正常性の判定と、自身の前記トランスミッタから出力され、前記折り返し回路を介して受信した前記診断データの正常性の判定とを行い、前記デバイスは、前記制御回線を介して、他の前記デバイスに前記正常性の判定の結果を転送するものである。

このような構成により、上流デバイスから診断データを正常に受信できたか否かにより、障害の発生している区間を特定することができる。さらに、折り返し回路を用いてトランスミッタから送信した診断データを自デバイスが備えるレシーバに折り返して受信することにより、障害の発生しているデバイスまで特定することができる。また、各デバイスは、診断を制御する他のデバイスに対して、ループ状のデータ伝送路を用いることなく正常性の判定結果を送信することができる。したがって、本発明にかかるデータ転送システムは、ループ状のデータ伝送路に障害がある場合にも、デバイスの迂回動作とループの再構成を行うことなく、障害箇所の特定する障害診断方法に適用することができる。

ここで、前記データ転送システムはストレージ・サブシステムであり、少なくとも前記デバイスの１つは前記ストレージ・サブシステムが備える複数のデータ記憶装置に対する書き込み及び読み出しの制御を行うコントロール・ユニットであり、前記コントロール・ユニットを除く前記デバイスは前記データ記憶装置である場合は、前記コントロール・ユニットは、前記データ記憶装置が備える前記診断制御部による前記判定の結果に基づいて、障害箇所の特定を行うこととすればよい。

ここで、前記コントロール・ユニットは、前記制御回線を介して、前記データ記憶装置に前記診断データの送信及び前記正常性の判定の実施を指示することとすればよい。

また、前記コントロール・ユニットは、前記データ記憶装置に対する書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生履歴に基づいて、前記データ記憶装置が備える前記診断制御部に対して前記診断データの送信を指示することが望ましい。これにより、ストレージ・サブシステムの動作において蓄積されたエラー履歴情報を用いて、診断開始のタイミングを決定することができる。

さらに、前記コントロール・ユニットは、書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生頻度が高い前記データ記憶装置を前記診断データの受信側とし、受信側のデータ記憶装置の上流に接続された前記データ記憶装置を前記診断データの送信側として前記判定を行うよう、前記受信側及び前記送信側のデータ記憶装置が備える前記診断制御部に指示することが望ましい。これにより、ストレージ・サブシステムの動作において蓄積されたエラー履歴情報を用いて、診断を開始するデータ記憶装置を決定することができる。

本発明にかかるデータ記憶装置は、一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路に接続可能なインタフェースを備えたデータ記憶装置であって、ＦＣ−ＡＬのデータ伝送路にデータを送信するトランスミッタと、前記データ伝送路からデータを受信するレシーバと、前記トランスミッタが送信したデータを前記レシーバに折り返し可能な折り返し回路と、前記トランスミッタから診断データを送信するとともに、前記データ伝送路に接続される他のデバイスから前記レシーバが受信した前記診断データの正常性の判定と、前記トランスミッタから出力され、前記折り返し回路を介して受信した前記診断データの正常性の判定とを行う診断制御部とを備えるものである。

このような構成のデータ記憶装置を用いることにより、上述した本発明にかかる障害箇所の特定方法及び本発明にかかるストレージ・サブシステムにおいて、デバイスの迂回動作とループの再構成を行うことなく、障害箇所を特定することが可能となる。

ここで、上記のデータ記憶装置は、前記ループ状のデータ伝送路の障害診断を行う診断装置と接続する制御端子をさらに備え、前記制御端子を介して、前記診断制御部に前記判定の実施を指示する制御信号を入力し、前記判定の結果を前記診断装置に出力することが望ましい。このような構成により、コントロール・ユニット等の外部の診断装置による診断開始の指示に応じて診断データの正常性の判定を行い、制御端子を介して外部のコントロール・ユニット等に判定結果を出力することができる。このため、ＦＣ−ＡＬ等のループ状のデータ伝送路に障害がある場合でも、デバイスの迂回動作とループの再構成を行うことなく障害箇所の特定を行うことができる。

本発明により、一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したＦＣ−ＡＬシステム等のシステムにおいて、デバイスの迂回によるループの再構成を行うことなく障害箇所を特定することが可能な障害診断方法、この診断方法が適用可能なループ状のシステム及びデータ記憶装置を提供することができる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明をディスク・アレイに適用したものである。

図１は、本実施の形態にかかるディスク・アレイ１の構成図である。図１に示すように、ディスク・アレイ１は、コントロール・ユニット１０と磁気ディスク装置１１乃至１４とがデータ伝送路３０乃至３４からなるＦＣ−ＡＬループによって接続されたＦＣ−ＡＬシステムである。

ここで、コントロール・ユニット１０は、外部ホストに対するインタフェースを提供し、外部ホストによる磁気ディスク装置１１乃至１４に対する書き込み要求及び読み出し要求を処理するとともに、磁気ディスク装置１１乃至１４のＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）管理やデータ圧縮等のディスク・アレイ１に関する制御を行う機能部である。

コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４は、それぞれトランスミッタ１０１、１１１、１２１、１３１又は１４１によってＦＣ−ＡＬループに転送データを送信し、レシーバ１０２、１１２、１２２、１３２、又は１４２によってＦＣ−ＡＬループ上の転送データを受信する。

ポート・バイパス回路２０乃至２４は、図７に示した従来のポート・バイパス回路７４乃至７７と同様に、コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４の各デバイスをＦＣ−ＡＬループから切り離すことが可能である。さらに、ポート・バイパス回路２０乃至２４は、コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４のトランスミッタが出力した信号を、当該信号を出力したコントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４のレシーバに折り返して出力する機能を備えている。つまり、ポート・バイパス回路２０乃至２４は、コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４に対する折り返し回路として動作する。

なお、ポート・バイパス回路２０乃至２４は、コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４を収容するディスク・アレイ１の筐体のバックプレーン（不図示）に備えることとしてもよいし、コントロール・ユニット１０並びに磁気ディスク装置１１乃至１４においてトランスミッタ及びレシーバと一体化したものとして構成してもよい。

制御バス４０は、上述したコントロール・ユニット１０、磁気ディスク装置１１乃至１４並びにポート・バイパス回路２０乃至２４の間における制御信号の送受信に使用するため、ＦＣ−ＡＬのループ伝送路３０乃至３４と別に設けられた回線である。

次に、磁気ディスク装置１１乃至１４及びポート・バイパス回路２０乃至２４の構成について、図２を用いて説明する。図２は、磁気ディスク装置１１及びポート・バイパス回路２１の構成を示している。なお、他の磁気ディスク装置１２乃至１４、ポート・バイパス回路２０、２２乃至２４の構成も同様である。

磁気ディスク装置１１が備える診断制御部１１３は、障害箇所の特定を行うための診断を実施する機能部であり、レシーバ１１１を介してＦＣ−ＡＬループを転送される診断用データを受信し、トランスミッタ１１２を介してＦＣ−ＡＬループに診断用データを送信できるよう、レシーバ１１１及びトランスミッタ１１２と接続されている。なお、診断制御部１３の動作については、障害箇所の特定手順と合わせて後述する。

ディスク・ドライブ１４は、磁気ディスク、磁気ディスクに対する記録・再生を行うためのヘッド、ボイスコイルモータ等の機構部、ハードディスク・コントローラ、リード・ライト・チャネル等の制御部を備えており、コントロール・ユニット１０から転送されたデータの記録、コントロール・ユニット１０への再生データの転送を行うものである。なお、ディスク・ドライブ１４の構成は、従来のディスク・ドライブの構成と同様である。

ポート・バイパス回路２１は、２つのセレクタ２１１及び２１２を備えている。セレクタ２１１は、下流の磁気ディスク装置１２に対する出力回線の接続先を、コントロール・ユニット１０からの入力回線とトランスミッタ１１２からの入力回線の間で経路切り替える回路である。セレクタ２１１の動作によって磁気ディスク１１をＦＣ−ＡＬループから切り離すことができる。

一方、セレクタ２１２は、磁気ディスク装置１１のレシーバ１１１に対する出力回線の接続先を、コントロール・ユニット１０からの入力回線とトランスミッタ１１２からの入力回線の間で経路切り替える回路である。セレクタ２１２の動作によってトランスミッタ１１２とレシーバ１１１の間を折り返して接続することができる。

続いて、本発明にかかるＦＣ−ＡＬシステムの障害診断方法について、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、ディスク・アレイ１における障害箇所の診断手順を示すフローチャートである。障害箇所の診断を開始する場合には、まず、コントロール・ユニット１０が、診断の開始を指示する診断起動コマンドを磁気ディスク装置１１乃至１４に対して送信する（ステップＳ１０１）。診断起動コマンドには、診断を開始する磁気ディスク装置のアドレス、診断データの種別等の情報が含まれる。なお、診断起動コマンドの送信は、制御バス４０を用いて行われる。

ステップＳ１０２では、診断起動コマンドにおいて診断の開始を指示された磁気ディスク装置が、ＦＣ−ＡＬループの下流側の磁気ディスク装置に対して診断データを送信する。例えば、診断の開始を指示された磁気ディスク装置が磁気ディスク装置１１である場合は、磁気ディスク装置１１から磁気ディスク装置１２に向けて診断データを送信する。

ステップＳ１０３では、下流の磁気ディスク装置が診断データを受信し、正常に受信できたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。当該判定は、下流の磁気ディスク装置の診断制御部が行う。

ここで、診断データは、特定のパターンを有するデータとし、ステップＳ１０４では、診断データを受信した下流の磁気ディスク装置の診断制御部が、期待するデータパターンと受信した診断データのデータパターンとの一致判定を行うこととすればよい。

なお、上流の磁気ディスク装置による診断データの送信は、診断データのデータパターンを変更しながら複数回行うこととしてもよい。これにより、下流側の磁気ディスク装置における不一致判定の精度を向上することができる。さらに、下流側の磁気ディスク装置におけるステップＳ１０４の判定は、単なるデータパターンの一致判定ではなく、符号誤り率の測定による閾値判定等により行うこととしてもよい。要するに、診断データの送受信によって、トランスミッタ、レシーバ及び伝送路の劣化に起因する信号品質の劣化を検出するための様々な方法が適用可能である。

ステップＳ１０４での判定の結果、データパターンが一致していれば、診断データを送信した上流の磁気ディスク装置と下流の磁気ディスク装置の間の区間では障害が発生していないと判断できる。このため、下流の磁気ディスク装置は、診断データの受信結果が正常であったことを示す診断結果を、制御バス４０を介してコントロール・ユニット１０に送信する（ステップＳ１０５）。

ＦＣ−ＡＬループの全ての区間の診断が終了していなければ、ステップＳ１０２に戻り、次の区間の診断を実施する。具体的には、ステップＳ１０４において診断データの受信が正常であることを判定した下流の磁気ディスク装置が、さらに下流の磁気ディスク装置に対して診断データを送信する。

一方、ステップＳ１０４においてデータパターンが不一致であれば、トランスミッタ又はレシーバの劣化による符号誤りの発生等が疑われ、所定時間内に診断データを受信できない場合はデータ伝送路の切断等の障害の発生が疑われる。このため、下流の磁気ディスク装置は、診断データの受信結果が異常であったことを示す診断結果を、制御バス４０を介してコントロール・ユニット１０に送信する（ステップＳ１０７）。

コントロール・ユニット１０は、診断データの受信結果が異常であったことを示す診断結果を受信すると、当該診断結果を送信した磁気ディスク装置とその上流の磁気ディスク装置に対して折り返し診断の実施を指示する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０９では、折り返し診断の指示を受けた磁気ディスク装置が折り返し診断を実施する。

ここで、折り返し診断の処理手順を図４及び図５を用いて説明する。図４は、折り返し診断の処理を示すフローチャートである。図５は、一例として、磁気ディスク装置１１及び１２が折り返し診断の指示を受けた場合の動作を示す図である。

折り返し診断の指示を受けた磁気ディスク装置は、まず、ポート・バイパス回路にトランスミッタ出力のレシーバへの折り返しを指示する。図５であれば、磁気ディスク装置１１の診断制御部１１３がポート・バイパス回路２１に折り返しを指示し、磁気ディスク装置１２の診断制御部１２３がポート・バイパス回路２２に折り返しを指示する。以下、図５の構成に沿って説明する。

ポート・バイパス回路２１及び２２の折り返し設定が完了した後に、ステップＳ２０２では、トランスミッタ１１２及び１２２から診断データを送信する。送信された診断データは、ポート・バイパス回路２１又は２２で折り返され、レシーバ１１１又は１２１に到達する。

ステップＳ２０２では、診断制御部１１３及び１２３が、診断データの受信を正常に行うことができたか否かを判定する。なお、当該判定は、例えば、上述したステップＳ１０４の判定と同様に送信した診断データと受信した診断データのデータパターンの一致判定により行うこととすれば良い。診断制御部１１３及び１２３は、診断データの受信結果が正常であったこと又は異常であったことを示す診断結果を、制御バス４０を介してコントロール・ユニット１０に送信して折り返し診断を終了する（ステップＳ２０４及びＳ２０５）。

図３に戻り、ステップＳ１１０では、コントロール・ユニット１０が、折り返し診断の結果に基づいて障害箇所を特定する。具体的には、折り返し診断を行った障害区間における上流の磁気ディスク装置（図５の磁気ディスク装置１１）の折り返し診断結果が異常であった場合、上流の磁気ディスク装置、さらに詳細には上流の磁気ディスク装置のトランスミッタ（図５のトランスミッタ１１２）を障害箇所と特定できる。

また、下流の磁気ディスク装置（図５の磁気ディスク装置１２）の折り返し診断結果が異常であった場合、下流の磁気ディスク装置、さらに詳細には下流の磁気ディスク装置のレシーバ（図５のレシーバ１２１）を障害箇所と特定できる。

さらに、上流の磁気ディスク装置及び下流の磁気ディスク装置の折り返し診断結果がともに正常であった場合には、磁気ディスク装置間のデータ伝送路（図５の伝送路３１）を障害箇所と特定できる。

以上に述べたように、本発明にかかるＦＣ−ＡＬシステムは、診断データの送受信及び診断データの正常性判定が可能な磁気ディスク装置１１乃至１４とコントロール・ユニット１０が制御回線４０を介して接続されている点が特徴である。このようなシステムにおいて、診断開始の指示及び診断結果の送受信を制御回線を介して行いながら、上述した工程で診断を行うことにより、磁気ディスク装置１１乃至１４の迂回によるＦＣ−ＡＬループの再構成を行うことなく、障害箇所を特定することができる。

また、従来の診断方法では、ＦＣ−ＡＬのループ伝送路に障害がある場合には、どの区間の伝送路に障害が発生しているのかを特定することができないという問題があった。ＦＣ−ＡＬのループ伝送路に障害が発生すると、診断を制御するデバイスを除く全てのデバイスを迂回してもループ伝送路の接続性が確立できず、従来の手順による診断を開始することができないためである。したがって、コンセントレータ７９等を用いたスター型の構成であれば、コンセントレータの故障であることが判定できるものの、コンセントレータを用いない構成では障害箇所を特定できないことになる。これに対して、本発明の障害箇所の特定方法は、ＦＣ−ＡＬのループ伝送路に障害がある場合にも、診断の指示及び診断結果の送受信を制御回線を介して行って、障害箇所の特定を行うことができる。

図３乃至図５を用いて説明した障害箇所を特定するための診断は、定期的に行うこと、ディスク・アレイの処理を行っていない間に行うこと等が可能である。また、ＦＣ−ＡＬシステムでの転送エラーの発生数又は発生率が大きくなったことを契機として診断を開始することとしても良い。例えば、コントロール・ユニット１０が、磁気ディスク装置に対する書き込みエラー及び読み出しエラーの発生履歴を参照し、エラー発生回数又はエラー発生率が所定の閾値を超えた場合に、障害箇所特定の診断を開始することとすれば良い。

なお、上記の説明では、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０６に相当する障害区間の特定のための診断データの送受信を、区間毎に順次行うこととしたが、各区間の診断を並行して行うことも可能である。この場合、コントロール・ユニット１０が送信する診断開始コマンドに応じて各磁気ディスク装置の診断制御部が診断データの送信を行うとともに、レシーバに到達する診断データの検証を行うこととすればよい。これにより、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０６に相当する障害区間の特定は、各区間の診断を並行して行うことができる。この後に、特定した障害区間の磁気ディスク装置に折り返し診断を指示すればよい。この方法であれば、障害区間の特定をさらに高速に行うことができる。

さらに、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０６に相当する障害区間の特定のための診断データの送受信を、障害発生の可能性が高い区間から開始することも可能である。以下、この場合の動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１ではコントロール・ユニット１０がエラー履歴情報を参照する。ここで、エラー履歴情報は、磁気ディスク装置１１乃至１４に対する書き込み時の書き込みデータの転送エラー、磁気ディスク装置１１乃至１４からの読み出し時の読み出しデータの転送エラーを蓄積した情報である。なお、書き込みデータの転送エラーは、磁気ディスク装置１１乃至１４からコントロール・ユニット１０に通知されるものである。

ステップＳ３０２では、コントロール・ユニット１０が、磁気ディスク装置１１乃至１４の中から書き込みデータの転送エラー及び読み出しデータの転送エラーの発生数の多い磁気ディスク装置を特定する。ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で特定した磁気ディスク装置より一段上流の磁気ディスク装置を診断データの送信を行う上流の磁気ディスク装置として、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０６の診断を開始する。

ここで、ステップＳ３０２で特定した磁気ディスク装置より一段上流の磁気ディスク装置から診断を始める理由は、一段上流の磁気ディスク装置のトランスミッタ又は伝送路の障害によって、下流の磁気ディスク装置が、書き込みデータの転送エラーを検出している可能性があるためである。

なお、ステップＳ３０１でコントロール・ユニット１０が参照するエラー履歴情報は、診断の開始時に磁気ディスク装置１１乃至１４から収集することとしてもよい。具体的には、（１）コントロール・ユニット１０が、磁気ディスク装置１１乃至１４に診断開始コマンドを発行すると、（２）診断開始コマンドを受信した磁気ディスク装置１１乃至１４が、保持するエラー履歴からＦＣ−ＡＬループでの転送に関するエラー数を算出し、制御バス４０を介してコントロール・ユニット１０に通知し、（３）コントロール・ユニット１０が、磁気ディスク装置１１乃至１４から通知されたエラー数に基づいて、エラー数の最も多い磁気ディスク装置を特定することとすれば良い。

このように、エラー履歴情報を参照して、障害が発生している可能性が高い区間から診断を開始することにより、任意の磁気ディスク装置から診断を開始する場合に比べて、障害箇所の特定をより高速に行うことが可能となる。

なお、本実施の形態で示したディスク・アレイ１が備える、コントロール・ユニット１０の台数、磁気ディスク装置１１乃至１４の台数は一例である。ＦＣ−ＡＬに接続可能なデバイス数の範囲内において、より多数の磁気ディスク装置が接続される大規模な構成においても本発明は適用可能である。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。上述の実施の形態では、本発明をディスク・アレイに適用した場合について説明したが、例えばテープ・ドライブ等の磁気ディスク装置以外のデータ記憶装置を含むストレージ・サブシステム、その他のＦＣ−ＡＬシステムにも適用可能である。また、ＦＣ−ＡＬシステムを二重ループ構成とした場合であっても、障害の発生したＦＣ−ＡＬループの障害箇所の特定を行う場合に本発明は適用可能である。さらにはＦＣ−ＡＬ以外の一方向にデータを転送する論理的にループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したシステムに対しても、上記のディスク・アレイの場合と同様に適用することが可能である。

本発明にかかるＦＣ−ＡＬシステムの構成図である。 本発明にかかる磁気ディスク装置の構成図である。 本発明にかかる障害箇所の診断動作に関するフローチャートである。 本発明にかかる障害箇所の診断動作に関するフローチャートである。 本発明にかかる障害箇所の診断動作を説明するための図である。 本発明にかかる障害箇所の診断動作に関するフローチャートである。 従来のＦＣ−ＡＬシステムの構成図である。

符号の説明

１ ディスク・アレイ
１０ コントロール・ユニット
１１〜１４ 磁気ディスク装置
１０１、１１１、１２１、１４１ レシーバ
１０２、１１２、１３２、１４２ トランスミッタ
１１３ 診断制御部
１１４ ディスク・ドライブ
２０〜２４ ポート・バイパス回路
２１１、２１２ セレクタ
３０〜３４ データ伝送路
４０ 制御バス

Claims (15)

1. 一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したシステムにおける障害診断方法であって、
   上流のデバイスから下流の前記デバイスに対して前記データ伝送路を介して診断データを送信し、
   前記下流のデバイスによって受信された前記診断データの正常性を判断し、
   前記下流のデバイスによる前記診断データの受信が異常であった場合は、前記上流のデバイスと前記下流のデバイスの間の区間を障害区間に特定し、
   前記下流のデバイス及び前記上流のデバイスにおいて、自身のトランスミッタから送信した診断データを自身のレシーバで受信する折り返し診断を行って、前記障害区間における障害箇所を特定する障害診断方法。
2. 前記障害箇所の特定は、
   前記折り返し診断において、前記上流のデバイスの前記診断データの受信が異常であった場合は、前記上流デバイスを障害箇所に特定し、
   前記折り返し診断において、前記下流デバイスの前記診断データの受信が異常であった場合は、前記下流デバイスを障害箇所に特定するものである請求項１に記載の障害診断方法。
3. 前記障害箇所の特定はさらに、
   前記折り返し診断において、前記上流のデバイス及び前記下流のデバイスの前記診断データの受信がともに正常であった場合は、前記上流のデバイスと前記下流のデバイスの間のデータ伝送路を障害箇所に特定するものである請求項２に記載の障害診断方法。
4. 前記障害区間の特定を開始するタイミングは、前記デバイス間でのデータ転送エラーの発生履歴に基づいて決定する請求項１に記載の障害診断方法。
5. 前記障害区間の特定は、前記デバイス間でのデータ転送エラーの発生頻度が高いデバイスを前記診断データの受信側とし、当該デバイスの上流に接続されたデバイスから前記診断データの送信を開始するものである請求項１に記載の障害診断方法。
6. 前記障害区間の特定は、複数の前記デバイスから並行して前記診断データを送信することにより、障害区間の特定を複数の区間において並行して行うことを特徴とする請求項１に記載の障害診断方法。
7. 前記システムはストレージ・サブシステムであり、少なくとも前記デバイスの１つは前記ストレージ・サブシステムが備える複数のデータ記憶装置に対する書き込み・読み出しの制御を行うコントロール・ユニットであり、前記コントロール・ユニットを除く前記デバイスは前記データ記憶装置であって、
   前記データ記憶装置に対する書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生履歴に基づいて、前記コントロール・ユニットが前記障害区間の特定の開始を判断する請求項１に記載の障害診断方法。
8. 前記システムはストレージ・サブシステムであり、少なくとも前記デバイスの１つは前記ストレージ・サブシステムが備える複数のデータ記憶装置に対する書き込み・読み出しの制御を行うコントロール・ユニットであり、前記コントロール・ユニットを除く前記デバイスは前記データ記憶装置であって、
   前記コントロール・ユニットは、書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生頻度が高い前記データ記憶装置を前記診断データの受信側とし、受信側のデータ記憶装置の上流に接続された前記データ記憶装置を前記診断データの送信側として前記障害区間の特定を開始する請求項１に記載の障害診断方法。
9. 一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路によって複数のデバイスを接続したデータ転送システムであって、
   前記デバイスは、前記データ伝送路にデータを送信するトランスミッタと、前記データ伝送路からデータを受信するレシーバと、前記トランスミッタから診断データを送信する診断制御部とを備え、
   前記デバイスは、自身の前記トランスミッタが送信したデータを自身の前記レシーバに折り返し可能な折り返し回路を介して前記データ伝送路に接続され、
   前記デバイスの間は、前記データ伝送路とは異なる制御回線により接続されており、
   前記診断制御部は、上流のデバイスから受信した前記診断データの正常性の判定と、自身の前記トランスミッタから出力され、前記折り返し回路を介して受信した前記診断データの正常性の判定とを行い、
   前記デバイスは、前記制御回線を介して、他の前記デバイスに前記正常性の判定の結果を転送するデータ転送システム。
10. 前記データ転送システムはストレージ・サブシステムであり、少なくとも前記デバイスの１つは前記ストレージ・サブシステムが備える複数のデータ記憶装置に対する書き込み及び読み出しの制御を行うコントロール・ユニットであり、前記コントロール・ユニットを除く前記デバイスは前記データ記憶装置であって、
    前記コントロール・ユニットは、前記データ記憶装置が備える前記診断制御部による前記判定の結果に基づいて、障害箇所の特定を行う請求項９に記載のデータ転送システム。
11. 前記コントロール・ユニットは、前記制御回線を介して、前記データ記憶装置に前記診断データの送信及び前記正常性の判定の実施を指示する請求項１０に記載のデータ転送システム。
12. 前記コントロール・ユニットは、前記データ記憶装置に対する書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生履歴に基づいて、前記データ記憶装置が備える前記診断制御部に対して前記診断データの送信を指示する請求項１０に記載のデータ転送システム。
13. 前記コントロール・ユニットは、書き込みエラー若しくは読み出しエラー又はこれら両方の発生頻度が高い前記データ記憶装置を前記診断データの受信側とし、受信側のデータ記憶装置の上流に接続された前記データ記憶装置を前記診断データの送信側として前記判定を行うよう、前記受信側及び前記送信側のデータ記憶装置が備える前記診断制御部に指示することを特徴とする請求項１０に記載のデータ転送システム。
14. 一方向にデータを転送するループ状のデータ伝送路に接続可能なインタフェースを備えたデータ記憶装置であって、
    前記データ伝送路にデータを送信するトランスミッタと、
    前記データ伝送路からデータを受信するレシーバと、
    前記トランスミッタが送信したデータを前記レシーバに折り返し可能な折り返し回路と、
    前記トランスミッタから診断データを送信するとともに、前記データ伝送路に接続される他のデバイスから前記レシーバが受信した前記診断データの正常性の判定と、前記トランスミッタから出力され、前記折り返し回路を介して受信した前記診断データの正常性の判定とを行う診断制御部とを備えるデータ記憶装置。
15. 前記ループ状のデータ伝送路の障害診断を行う診断装置と接続する制御端子をさらに備え、
    前記制御端子を介して、前記診断制御部に前記判定の実施を指示する制御信号を入力し、前記判定の結果を前記診断装置に出力する請求項１４に記載のデータ記憶装置。

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