JP2007012000A - 記憶制御装置及びストレージシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 ストレージシステムの基本筺体のコントローラボードにFC/SATAコンバータを実装する上で、低コストかつ高信頼性の観点から、コントローラボードの電源境界を画定する。
【解決手段】 コントローラは、ホストシステムとの間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する。このコントローラは、メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータ(20−12)と、スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサ(20−13)とを備える。資源管理プロセッサ(20−13)は、メイン電源からFC/SATAコンバータ(20−12)への電力供給を制御する。
【選択図】 図3
【解決手段】 コントローラは、ホストシステムとの間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する。このコントローラは、メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータ(20−12)と、スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサ(20−13)とを備える。資源管理プロセッサ(20−13)は、メイン電源からFC/SATAコンバータ(20−12)への電力供給を制御する。
【選択図】 図3
Description
本発明は記憶制御装置及びストレージシステムに関する。
SAN(Storage Area Network)に好適なデータ転送プロトコルとして、例えば、FCプロトコル(Fibre Channel Protcol)が知られている。FCプロトコルは、従来のSCSI(Small Computer System Interface)データ伝送技術及びイーサネット(登録商標)技術の長所を取り入れて、高速伝送、低遅延、長距離伝送、ルーティング機能を実現したデータ転送プロトコルである。FCプロトコルは、物理メディアから上位プロトコルまで4層に分けられる。各層は、FC−0、FC−1、FC−2、FC−4と称される。FC−0は、ファイバチャネルの物理メディアの仕様を規定している。FC−1は、ファイバチャネルのエンコード/デコードの仕様を規定している。FC−2は、ファイバチャネルのフレーム構成及びフロー制御の仕様を規定している。FC−4は、SCSI、IP(Internet Protcol)、ATM(Asynchronous Transfer Mode)、ESCON(Enterprise System Connection:登録商標)などのプロトコルをファイバチャネルにマッピングする仕様を規定している。
一方、高速データ転送と低価格化を実現するためのストレージデバイスとして、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)ディスクドライブが知られている。ホストシステムとの間でFCプロトコルに基づくデータ伝送を行いつつ、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御するストレージシステムにおいては、FC/SATAコンバータが必要となる。特許文献1には、FC/SATAコンバータを備えたストレージシステムが開示されている。
US2004/0139260A1
ところで、ストレージシステムにおいては、メイン電源とスタンバイ電源の2系統の電源チャネルが用意されている場合がある。このような電源系統を有するストレージシステムにおいては、基本筺体のコントローラボードにFC/SATAコンバータを実装する上で、コスト面に十分な考慮を払った上で、コントローラボードの電源境界の画定や、障害対策などを十分に検討する必要がある。
そこで、本発明は、ストレージシステムの基本筺体のコントローラボードにFC/SATAコンバータを実装する上で、低コストかつ高信頼性の観点から、コントローラボードの電源境界を画定することを課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明の記憶制御装置は、上位装置との間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する。この記憶制御装置は、メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータと、スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサとを備える。資源管理プロセッサは、メイン電源からFC/SATAコンバータへの電力供給を制御する。FC/SATAコンバータは、消費電力が大きいので、メイン電源から電力供給を受けるのが好ましい。また、資源管理プロセッサは、メイン電源オフ時にも、記憶制御装置の電源資源などを監視したり或いは制御したりするので、スタンバイ電源から電力供給を受けるのが好ましい。
FC/SATAコンバータと、資源管理プロセッサは、同一のコントローラボード上に実装するのが好ましい。部品点数の削減と低コスト化に有利である。
また、メイン電源とスタンバイ電源は、単一の電源(例えば、UPS電源)から分岐する2系統の電源チャネルによって構成するのが好ましい。これにより、電源チャネル毎に別個の電源を用意する必要がなく、低コスト化に有利である。
また、資源管理プロセッサとFC/SATAコンバータをリセット処理専用の信号線を介して接続し、資源管理プロセッサがこの信号線を介してFC/SATAコンバータをリセットするように構成するのが好ましい。かかる構成により、資源管理プロセッサがFC/SATAコンバータをリセットする際に、記憶制御装置内のMPUも同時にリセットされてしまう不都合を回避できる。
また、資源管理プロセッサは、FC/SATAコンバータとの間で互いに相手の動作状態をチェックし、FC/SATAコンバータが正常に起動していることを条件として、FC/SATAコンバータをリセットするのが好ましい。資源管理プロセッサとFC/SATAコンバータはそれぞれ別系統の電源チャネルから電力供給を受けているので、両者の起動タイミングは非同期である。このため、資源管理プロセッサは、リセット処理専用の信号線を通じてFC/SATAコンバータとの間で互いに相手の動作状態をチェックすることで、FC/SATAコンバータを安定にリセットできる。
FC/SATAコンバータをリセットする契機としては、例えば、FC/SATAコンバータにFC/SATA変換用のファームウェアがダウンロードされたときや、FC/SATAコンバータにメイン電源が投入された直後などがよい。
上記の課題を解決するため、本発明のストレージシステムは、上位装置との間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する記憶制御装置を基本筺体に実装している。記憶制御装置は、メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータと、スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサと、を備える。資源管理プロセッサは、メイン電源からFC/SATAコンバータへの電力供給を制御する。
ストレージシステムは、ファイバチャネルループを介して増設筺体に接続可能に構成されている。ストレージシステムは、ファイバチャネルループに障害が生じると、増設筺体と基本筺体との接続を一時的に解除し、障害原因が基本筺体にあるか或いは増設筺体にあるかを判定する。
ストレージシステムは、デュアルコントローラ構成を具備していてもよい。障害原因が基本筺体にある場合には、障害が生じた記憶制御装置を閉塞し、障害が生じていない記憶制御装置によりSATAディスクドライブへのデータ入出力を制御できる。一方、障害原因が増設筺体にある場合には、増設筺体内の障害が生じた記憶制御装置とこれに接続している基本筺体内の記憶制御装置との接続を解除すればよい。
本発明によれば、ストレージシステムの基本筺体のコントローラボードにFC/SATAコンバータを実装する上で、低コストかつ高信頼性の観点から、コントローラボードの電源境界を画定することができる。
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は本実施形態のストレージシステム10の基本筺体60の構成を示す。ストレージシステム10は、通信ネットワーク51を介して一台又は複数台のホストシステム50に接続している。ホストシステム50は、例えば、業務用サーバシステム、ワークステーション、メインフレーム、パーソナルコンピュータ等である。
図1は本実施形態のストレージシステム10の基本筺体60の構成を示す。ストレージシステム10は、通信ネットワーク51を介して一台又は複数台のホストシステム50に接続している。ホストシステム50は、例えば、業務用サーバシステム、ワークステーション、メインフレーム、パーソナルコンピュータ等である。
通信ネットワーク51としては、例えば、SAN(Storage Area Network)、LAN(Local Area Network)、インターネット、専用回線、公衆回線等を挙げることができる。ホストシステム50がSANを介してストレージシステム10に接続する場合には、ホストシステム50は、ファイバチャネルプロトコルに従って、ストレージシステム10の記憶資源のデータ管理単位であるブロックを単位としてデータ入出力を要求する。ホストシステム50がLANを介してストレージシステム10に接続する場合には、ホストシステム50は、NFS(Network File System)等のプロトコルにより、ファイル名を指定してファイル単位でのデータ入出力を要求する。ホストシステム50からのファイルアクセス要求を受け付けるためには、ストレージシステム10にNAS(Network Attached Storage)機能を搭載する必要がある。
ストレージシステム10は、二重化されたコントローラ20,30と、複数のSATAディスクドライブ42を備える。コントローラ20,30は、複数のSATAディスクドライブ42をいわゆるRAID方式に規定されるRAIDレベル(例えば、0,1,5)で制御することができる。RAID方式においては、複数のSATAディスクドライブ42が一つのRAIDグループとして管理される。RAIDグループ上には、ホストシステム50からのアクセス単位である複数の論理ボリュームが定義されている。各論理ボリュームには、LUN(Logical Unit Number)がアサインされる。
コントローラ20は、MPU20−1、CPU/PCIブリッジ20−2、ローカルメモリ(LM)20−3、データ転送制御部(D−CTL)20−4、キャッシュメモリ(CM)20−5、FCコントローラ(F−CTL)20−6、ポートバイパスサーキット(PBC)20−7、20−8、20−9、ホストインターフェース(I/F)20−10、20−11、FC/SATAコンバータ20−12、及び資源管理プロセッサ(RMP)20−13を単一のコントローラボード上に集積実装している。
MPU20−1は、ホストシステム50からのデータ入出力要求に応答して、複数のSATAディスクドライブ42へのI/O処理(ライトアクセス、又はリードアクセス)を制御する。ローカルメモリ20−3は、MPU20−1の各種プログラムを格納する他、MPU20−1のワークエリアとして機能する。CPU/PCIブリッジ20−2は、CPU20−1、ローカルメモリ20−3、及びデータ転送制御部20−4を相互に接続する。キャッシュメモリ20−5は、SATAディスクドライブ42に書き込むためのデータ、又はSATAディスクドライブ42から読み出したリードデータを一時的に格納するバッファメモリである。キャッシュメモリ20−5は、電源バックアップされており、ストレージシステム10に電源障害が発生した場合でも、キャッシュデータのロストを防ぐ不揮発性メモリとして構成されている。
データ転送制御部20−4は、CPU/PCIブリッジ20−2、キャッシュメモリ20−5、及びFCコントローラ20−6を相互に接続し、ホストシステム50とSATAディスクドライブ42との間のデータ転送を制御する。具体的には、ホストシステム50からのライトアクセスが行われると、データ転送制御部20−4は、ホストシステム50から受け取ったライトデータ(ダーティデータ)をキャッシュメモリ20−5に書き込む。その後、キャッシュメモリ20−5上のライトデータがある程度蓄積された段階で、データ転送制御部20−4は、そのライトデータをSATAディスクドライブ42に非同期書き込みする。一方、ホストシステム50からのリードアクセスが行われると、データ転送制御部20−4は、SATAディスクドライブ42から読み取ったリードデータをキャッシュメモリ20−5に書き込むとともに、ホストシステム50に転送する。
ホストインターフェース20−10、20−11は、ホストシステム50との間のインターフェースを制御するコントローラであり、例えば、ファイバチャネルプロトコルによるホストシステム50からのブロックアクセス要求を受信する機能を有する。FCコントローラ20−6は、ポートバイパスサーキット20−8を介してFC/SATAコンバータ20−12に接続する他、ポートバイパスサーキット20−8を介して増設筺体のFC/SATAコンバータに接続する(図2参照)。FC/SATAコンバータ20−12は、ファイバチャネルプロトコルとSATAプロトコルとの間でプロトコル変換を行う。FC/SATAコンバータ20−12は、バックボード40を介して複数のパススイッチ41に接続している。パススイッチ41は、偶数番号のSATAディスクドライブ42とFC/SATAコンバータ20−12とをポイント・ツー・ポイント接続する。
資源管理プロセッサ20−13は、基本筺体資源(コントローラ20、UPS電源、バッテリ、ファンユニット、パネルスイッチ、MOSスイッチ、電圧モニタ、パネルLED、警告LEDなど)の監視や制御などを行う。例えば、資源管理プロセッサ20−13は、電圧モニタを基にシステムの電圧監視を行い、電圧異常を検出する。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、コントローラ20の温度監視を行い、温度異常を検出する。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、MOSスイッチを制御することにより、メイン電源とスタンバイ電源のそれぞれをオン/オフ制御する。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、ファンユニットの回転数を制御することにより、システム温度を調整する。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、パネルLEDや警告LEDの点滅を制御する。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、バッテリのステータス監視を行う。或いは、資源管理プロセッサ20−13は、FC/SATAコンバータ20−12のリセット制御を行う(詳細については後述する)。
MPU20−1は、I2C通信インターフェース(図示せず)を介して、FC/SATAコンバータ20−12にSES(SCSI Enclosure Services)コマンドを送信することにより、資源管理プロセッサ20−13にアクセスし、資源管理プロセッサ20−13から基本筺体資源の監視情報を取得する。
コントローラ30は、MPU30−1、CPU/PCIブリッジ30−2、ローカルメモリ(LM)30−3、データ転送制御部(D−CTL)30−4、キャッシュメモリ(CM)30−5、FCコントローラ(F−CTL)30−6、ポートバイパスサーキット(PBC)30−7、30−8、30−9、ホストインターフェース(I/F)30−10、30−11、FC/SATAコンバータ30−12、及び資源管理プロセッサ(RMP)30−13を単一のコントローラボード上に集積実装している。FC/SATAコンバータ30−12は、バックボード40を介して複数のパススイッチ41に接続している。パススイッチ41は、奇数番号のSATAディスクドライブ42とFC/SATAコンバータ30−12とをループ接続する。コントローラ30の構成は、コントローラ20の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
各コントローラ20,30のデータ転送制御部20−4,30−4は、データバス54を介して接続されており、同一のデータが二つのキャッシュメモリ20−5,30−5に二重書きされるようにデータ転送を制御する。また、SATAディスクドライブ42がRAIDレベル5で管理される場合には、データ転送制御部20−4,30−4がパリティデータを演算する。
ポートバイパスサーキット20−8,30−8は、2パスの交替パス55,56によって接続されており、一方のコントローラ20(又は30)に障害が発生すると、他方のコントローラ30(又は20)にフェイルオーバーできるように構成されている。
ストレージシステム10には、システムを保守又は管理するための管理端末(SVP)52が接続されている。ストレージシステム10は、管理端末52との間でデータ通信を行うための通信インターフェース53を備えている。両者間のデータ通信プロトコルがファイバチャネルプロトコルであるならば、通信インターフェース53には、GBICモジュールと、ファイバチャネルプロトコルコントローラを実装すればよい。両者間のデータ通信プロトコルがTCP/IPであるならば、通信インターフェース53には、LANポートコネクタと、TCP/IP制御用のLSIを実装すればよい。オペレータは、管理端末52を操作することにより、例えば、SATAディスクドライブ42上に定義される論理ボリュームの設定、SATAディスクドライブ42の増設又は減設、RAID構成の設定変更(例えば、RAIDレベル5からRAIDレベル1への変更)等を行うことができる。また、管理端末52から各コントローラ20,30のMPU20−1,30−1にFC/SATAコンバータ20−12,30−12のファームウェアをダウンロードさせることもできる(詳細については後述する)。尚、管理端末70は、ストレージシステム10内に内蔵してもよく、或いは外付けの構成としてもよい。
図2は本実施形態のストレージシステム10の基本筺体60と増設筺体70の構成を示す。ストレージシステム10は、基本筺体60に増設筺体70を増設することにより、記憶容量を拡張することができる。
増設筺体70は、二重化されたコントローラ80,90と、複数のSATAディスクドライブ102を備える。コントローラ80,90は、複数のSATAディスクドライブ102をいわゆるRAID方式に規定されるRAIDレベル(例えば、0,1,5)で制御することができる。RAID方式においては、複数のSATAディスクドライブ102が一つのRAIDグループとして管理される。RAIDグループ上には、ホストシステム50からのアクセス単位である複数の論理ボリュームが定義されている。各論理ボリュームには、LUN(Logical Unit Number)がアサインされる。
コントローラ80は、ポートバイパスサーキット(PBC)80−1、FC/SATAコンバータ80−2、及び資源管理プロセッサ(RMP)80−3を備える。FC/SATAコンバータ80−2は、バックボード100を介して複数のパススイッチ101に接続している。パススイッチ101は、偶数番号のSATAディスクドライブ102とFC/SATAコンバータ80−2とをポイント・ツー・ポイント接続する。
コントローラ90は、ポートバイパスサーキット(PBC)90−1、FC/SATAコンバータ90−2、及び資源管理プロセッサ(RMP)90−3を備える。FC/SATAコンバータ90−2は、バックボード100を介して複数のパススイッチ101に接続している。パススイッチ101は、奇数番号のSATAディスクドライブ102とFC/SATAコンバータ80−2とをポイント・ツー・ポイント接続する。
増設筺体70のポートバイパスサーキット80−1,90−1は、FCパス103,104を介して基本筺体60のポートバイパスサーキット20−9,30−9に接続している。かかる構成により、基本筺体60のコントローラ20,30は、増設筺体70のSATAディスクドライブ102にアクセスすることができる。
図3はコントローラ20の電源境界を示している。図1に示した符号と同一符号のデバイスは同一のデバイスを示すものとして、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、電源系統として、メイン電源とスタンバイ電源の2系統がある。
メイン電源は、システム稼働状態に必要な電力を供給する電源系統である。メイン電源から電力の供給を受けるデバイスとして、例えば、MPU20−1、CPU/PCIブリッジ20−2、データ転送制御部20−3、FCコントローラ20−6、ポートバイパスサーキット20−8、及びFC/SATAコンバータ20−12などがある。メイン電源から電力の供給を受けるデバイスとして、消費電力の大きなデバイスが選定される。
スタンバイ電源は、スタンバイ状態に最低限必要な電力を供給する電源系統である。スタンバイ電源から電力の供給を受けるデバイスとして、例えば、資源管理プロセッサ20−13、温度検出デバイス20−14、A/D変換器20−15、ハブ20−16、パススイッチ41、SATAディスクドライブ42、ファンユニット130などがある。温度検出デバイス20−14は、MPU20−1の温度を検出するデバイスである。A/D変換器20−15は、電圧や温度などのアナログ情報をデジタルデータに変換する。資源管理プロセッサ20−13は、ハブ20−16を介して温度検出デバイス20−14又はA/D変換器20−15に接続することにより、基本筺体資源の情報を取得する。資源管理プロセッサ20−12は、スタンバイ中においても、基本筺体60の電源資源などを監視し、更にメイン電源のオン/オフ制御をする必要があるので、スタンバイ電源から電力の供給を受ける。ファンユニット130は、基本筺体60内部を強制空冷するためのデバイスである。ファンユニット130は、スタンバイ中においても、バッテリ120を強制空冷することがあるので、スタンバイ電源から電力の供給を受けるのが望ましい。iSCSIホストインターフェース(図示せず)は、ホストシステム50からリモート制御されることがあるので、スタンバイ電源から電力の供給を受けるのが望ましい。このように、スタンバイ電源から電力の供給を受けるデバイスとして、ストレージシステム10をスタンバイ状態で待機させるために必要最小限のデバイスが選定される。
尚、同図において、電源110は、無停電電源装置である。バッテリ120は、メイン電源オフ時にキャッシュメモリ20−5のバックアップ電力を供給する。パネルスイッチ140は、メイン電源やスタンバイ電源をオン/オフ制御するための操作スイッチである。コントローラ30についても同様の電源境界及び電源チャネルを有している。
図4はメイン電源とスタンバイ電源の電力供給系統を示している。
電源110は12V電源と5V電源を有している。本実施形態では、電源110から二つの電源チャネルに分岐する電源系統を設け、スイッチングデバイス210,220によるスイッチング制御により、メイン電源とスタンバイ電源のそれぞれをオン/オフ制御している。これにより、それぞれの電源チャネル毎にUPS電源を有する必要がないので、低コストを実現できる。
スイッチングデバイス210は、複数のMOSスイッチ211,212,213を有している。資源管理プロセッサ20−13は、これら複数のMOSスイッチ211,212,213をオン/オフ制御することにより、スタンバイ電源のオン/オフを制御する。電源110の5Vラインは、スタンバイ状態におけるファンユニット130の制御ライン(BS5Vライン)として使用される。また、このBS5Vラインは、レギュレータ230によって3.3Vに制御され、資源管理プロセッサ20−13やその周辺TTL回路などの電力供給ライン(BS3.3Vライン)として使用される。電源110の12Vラインは、スタンバイ状態におけるiSCSIホストインターフェースへの電力供給ライン(BS12Vライン)として使用される。BS5Vライン、BS3.3Vライン、及びBS12Vラインは、スタンバイ電源の電源チャネルである。
電源110の12Vラインは、複数の電力ラインに分岐し、そのうちの一つはDC/DCコンバータ240によって1.8Vに制御され、キャッシュメモリ20−5に電力を供給する電力供給ライン(CH1.8Vライン)として使用される。キャッシュメモリ20−5は、メイン電源オフ時にバッテリ120から電力の供給を受ける。CH1.8Vラインからは分岐電源ラインが分岐している。この分岐電源ラインは、FC/SATAコンバータ20−13のコア回路やFCコントローラ20−6のコア回路などへ電力を供給する電力供給ライン(LG1.8Vライン)である。LG1.8Vラインには、MOSスイッチ221が設けられており、メイン電源オフ時にバッテリ120からの電力がFC/SATAコンバータ20−13のコア回路などへ供給されないように構成されている。メイン電源オフ時には、FC/SATAコンバータ20−13は動作する必要がなく、キャッシュメモリ20−5へのバックアップ電力が供給されていればよいので、MOSスイッチ221をオフにすることで、バッテリ120の無駄な電力消費を抑制できる。
また、電源110の12Vラインから分岐する複数の電力ラインのうち、他の電力ラインは、DC/DCコンバータ222,223,224,225によって3.3Vの電力供給ライン(LG3.3Vライン)、1.1Vの電力供給ライン(LG1.1Vライン)、2.5Vの電力供給ライン(LG2.5Vライン)、1.5Vの電力供給ライン(LG1.5Vライン)として使用される。LG3.3Vラインは、FC/SATAコンバータ20−13のI/O回路、FCコントローラ20−6のI/O回路、CPU/PCIブリッジ20−2のI/O回路などに電力を供給する。LG1.1Vラインは、MPU20−1のコア回路などに電力を供給する。LG2.5Vラインは、MPU20−1のI/O回路、FCコントローラ30−6のI/O回路などに電力を供給する。LG1.5Vラインは、データ転送制御部20−4のコア回路、CPU/PCIブリッジ20−2のコア回路などに電力を供給する。CH1.8Vライン、LG1.8Vライン、LG3.3Vライン、LG1.1Vライン、LG2.5Vライン、及びLG1.5Vラインは、メイン電源の電源チャネルである。
尚、FC/SATAコンバータ20−12のコア回路は、消費電力が大きいため、レギュレータでは必要な電力を供給することが困難である。然るに、FC/SATAコンバータ20−13がスタンバイ電源から電力の供給を受ける構成にするには、スタンバイ電源の電源チャネルにDC/DCコンバータを新たに設置しなければならない。DC/DCコンバータは、レギュレータよりも高価なデバイスなので、かかる構成では、ストレージシステム10の製造コストが高くなる。そこで、ストレージシステム10の製造コストを下げつつ、FC/SATAコンバータ20−13のコア回路に必要かつ十分な電力を供給するには、複数のDC/DCコンバータが設置されているメイン電源の電源チャネルからFC/SATAコンバータ20−12に電力を供給すればよい。
図5はメイン電源とスタンバイ電源のそれぞれに配置される主要デバイスを示す。
FC/SATAコンバータ20−12が新たなファームウェアをインストールした場合や、メイン電源が投入された直後などの場合には、FC/SATAコンバータ20−12をリブートさせるために、FC/SATAコンバータ20−12をハードリセットする必要がある。従来の増設筺体では、FC/SATAコンバータと資源管理プロセッサとが同一のコントローラボード上に実装されており、FC/SATAにリセットを掛けると、資源管理プロセッサにもリセットが掛かるように構成されていた。FC/SATAコンバータと資源管理プロセッサは、共にプログラムを先頭から実行するので、両者ともリセットを掛けても問題は生じない。しかし、本実施形態では、資源管理プロセッサ20−13は、MPU20−1へのメイン電源のオン/オフ制御を行うので、FC/SATAコンバータ20−12をリセットするために、資源管理プロセッサ20−13も同時にリセットしてしまうと、MPU20−1へのメイン電源の供給がリセットされてしまい、MPU20−1がリブートしてしまう。そこで、本実施形態では、資源管理プロセッサ20−13とFC/SATAコンバータ20−12との間にリセット処理専用の信号線INT_Lを新たに設け、FC/SATAコンバータ20−12のみをリセットする構成を採用した。
図6はファームウェアダウンロード時にFC/SATAコンバータをリセットするためのシーケンスを示す。
MPU20−1は、管理端末52等からFC/SATAコンバータ用のファームウェアをダウンロードすると(S101)、これをFC/SATAコンバータ20−12に送信する(S102)。すると、FC/SATAコンバータ20−12は、MPU20−1に対して応答を返す(S103)。
FC/SATAコンバータ20−12からの応答がGoodであれば(S104;YES)、MPU20−1は、FC/SATAコンバータ20−12にステータスコマンドを送信する(S106)。スタータスコマンドとは、ダウンロードしたファームウェアの状態をチェックすることを要求するコマンドである。一方、FC/SATAコンバータ20−12からの応答がGoodでなければ(S104;NO)、MPU20−1は、エラー処理を行う(S105)。
FC/SATAコンバータ20−12はスタータスコマンドを受信すると、ファームウェアの状態をチェックし(S107)、MPU20−1に応答を返す(S108)。C/SATAコンバータ20−12からの応答がGoodであれば(S109;YES)、MPU20−1は、資源管理プロセッサ20−13にリブートコマンドを送信する(S111)。リブートコマンドとは、FC/SATAコンバータ20−12のリブートを指示するコマンドである。一方、FC/SATAコンバータ20−12からの応答がGoodでなければ(S109;NO)、MPU20−1は、エラー処理を行う(S110)。
資源管理プロセッサ20−13は、リブートコマンドを受信すると、FC/SATAコンバータ20−12のリセット信号をオンにする(S112)。すると、FC/SATAコンバータ20−12は、信号線INT_Lを介して資源管理プロセッサ20−13との間でコマンドを送受信し、互いに相手の動作状態をチェックする(S113〜S121)。
まず、FC/SATAコンバータ20−12は、資源管理プロセッサ20−13に対して、FC/SATAコンバータ20−12の制御用レジスタに格納されている情報の取得を要求する(S113)。資源管理プロセッサ20−13が制御用レジスタの情報の取得を要求すると(S114)、FC/SATAコンバータ20−12は、制御用レジスタに格納されている情報を送信する(S115)。資源管理プロセッサ20−13は受信した情報を参照し、疎通チェックを行うべきか否かを判定する(S116)。疎通チェックとは、互いに相手が正常に動作しているか否か(より具体的には、正常に起動したか否か)をチェックすることをいう。
疎通チェックを行う必要がある場合には(S116;YES)、資源管理プロセッサ20−13は、FC/SATAコンバータ20−12のテスト用レジスタに格納されている情報の取得を要求する(S118)。すると、FC/SATAコンバータ20−12は、資源管理プロセッサ20−13に対して、FC/SATAコンバータ20−12のテスト用レジスタに格納されている情報を送信する(S119)。テスト用レジスタに格納されている情報が正常に送信されると、資源管理プロセッサ20−13は、FC/SATAコンバータ20−12が正常に起動しているものと判定する。
次いで、資源管理プロセッサ20−13はFC/SATAコンバータ20−12に対して、リブートコマンドを送信する(S120)。リブートコマンドを受信したFC/SATAコンバータ20−12は、自身のリブートを行い、資源管理プロセッサ20−13との間の通信プロセスを終了する(S121)。その後、FC/SATAコンバータ20−12と資源管理プロセッサ20−13は、それぞれ通常動作を行う(S122,S123)。
図7はメイン電源オンが投入された直後にFC/SATAコンバータ20−12をリセットするためのシーケンスを示す。
資源管理プロセッサ20−13は、メイン電源が投入されるまでの間は、スタンバイ電源によって動作し、基本筺体資源の監視などを行う(S201)。オペレータが操作パネル140を操作することにより、メイン電源の投入を指示すると、資源管理プロセッサ20−13は、スイッチングデバイス220を制御して、メイン電源をオンにする(S202)。すると、MPU20−1とFC/SATAコンバータ20−12のそれぞれは、動作を開始する(S203,S204)。その後の処理(S205〜S215)は、S113〜S123と同様なので、詳細な説明を省略する。
このように、本実施形態によれば、基本筺体資源の監視情報を送受信するためのI2Cインターフェースとは別に、リセット処理専用の信号線INT_Lを設けることで、信号線INT_Lを通じて、FC/SATAコンバータ20−12と資源管理プロセッサ20−13との間で互いに動作状態を確認し合うことができる。また、資源管理プロセッサ20−13との間で互いに相手が正常に動作していると判定された場合に、信号線INT_Lを通じてFC/SATAコンバータ20−12のみをリセットすることで、MPU20−1をリブートすることなく、FC/SATAコンバータ20−12のみをリブートできる。
次に、図8及び図9を主として参照しつつ、図2のシステム構成も考慮に入れながら、FCループに障害が発生したときの障害切り分けについて説明する。
メイン電源がオンになると(S301)、コントローラ20,30は、自動的にオフモードに移行し(S302)、その後、システムを起動する(S303)。オフモードとは、図9(F)に示すように、FCループが形成されていないモードである。
システムが起動すると、コントローラ20,30は、プライマリモードに移行する(S304)。プライマリモードとは、図9(A)に示すように、基本筺体60内のコントローラ20のFCコントローラ20−6からポートバイパスサーキット20−8、FC/SATAコンバータ20−12、ポートバイパスサーキット20−9、及びHSSDC(High Speed Serial Data Connector)20−17を経由して、増設筺体70(図示せず)内のコントローラ80に接続し、更にそのコントローラ80から再びHSSD20−17、ポートバイパスサーキット20−9、及び20−8を経由して、FCコントローラ20−6に戻るようにFCループが形成されるモードである。プライマリモードは、FCループが正常に動作するときに適用される。
FCループに障害が発生すると(S305)、基本筺体60内のコントローラ20,30は、切り離しモードに移行し(S306)、基本筺体60と増設筺体70との接続を切り離す。切り離しモードとは、図9(B)に示すように、FCループを基本筺体60内だけで完結させるモードである。
切り離しモードに移行しても、FCループ障害が回復しない場合には(S307:NO)、基本筺体60内のFCループに障害が発生していると考えられる。仮に、コントローラ20に障害が生じた場合を想定すると、コントローラ20を閉塞し(S308)、正常なコントローラ30を稼働させて、システムを運用する(S309)。基本筺体60内のFCループに障害が生じている場合には、管理端末52の表示画面などにその旨を表示して、保守員に部品交換を促すのが好ましい。
但し、基本筺体60内のFCループに障害が生じた場合に、図9(E)に示すような、FCコントローラ20−6とFC/SATAコンバータ20−12とのループ接続を切り離すモードは、理論上考えられるが、実際には適用しない。基本筺体60内の複数のSATAディスクドライブ42のうち何れかがシステムドライブとして運用されている場合に、このモードを適用すると、コントローラ20,30がシステムドライブにアクセスできなくなり、ストレージシステム10の運用そのものが不可能になるためである。但し、増設筺体70のコントローラ80内にFCループ障害が生じた場合には、FCコントローラ20−6とFC/SATAコンバータ80−2とのループ接続を切り離してもよい。
一方、切り離しモードに移行することにより、FCループ障害が回復する場合には(S307:YES)、増設筺体70のFCループに障害が発生していると考えられるので、コントローラ20,30は、オルタネードモードに移行する(S310)。オルタネードモードとは、図9(C)又は(D)に示すようにFCループを形成するモードである。
図9(C)は、コントローラ20に接続する増設筺体70内のコントローラ80にループに障害が生じた場合に、コントローラ20と増設筺体70との接続を解除し、コントローラ20がコントローラ30にループ接続するモードを示している。コントローラ20はコントローラ30を介して、増設筺体70内のループ障害が生じていないコントローラ90に接続することで、増設筺体70内のSATAディスクドライブ102にアクセスできる。
図9(D)は、コントローラ30に接続する増設筺体70内のコントローラ90にループに障害が生じた場合に、コントローラ30と増設筺体70との接続を解除し、コントローラ30がコントローラ20にループ接続するモードを示している。コントローラ30はコントローラ20を介して、増設筺体70内のループ障害が生じていないコントローラ80に接続することで、増設筺体70内のSATAディスクドライブ102にアクセスできる。
次に、図10乃至図19を参照しながら、基本筺体60のコントローラ20,30の冷却構造について説明する。図10は基本筺体60の平面図、図11は基本筺体60の背面図、図12と図13は基本筺体60内部を流れる空気の流れ図、図14はコントローラ20,30の実装状態の説明図、図15はバックボード40の側面図、図16はバックボード40の平面図を示している。
図10及び図11に示すように、基本筺体60の前面側には、複数のSATAディスクドライブ42が実装され、基本筺体60の後面側には、コントローラ20,30が実装される。コントローラ20,30内の論理基板は、バックボード40を介して、各々のSATAディスクドライブ42に接続される。コントローラ20,30は、二段重ねの状態で基本筺体60に実装される。コントローラ20,30の両側面には、ファンユニット130が実装される。また、基本筺体60の下部には、電源110やバッテリ120などを収容するパワーユニット150が実装される。
コントローラ20,30を基本筺体60に実装するには、図14に示すように、コントローラ20,30のボックス開口部を互いに対向させ、コントローラ30の上下を反転させた状態で実装する。図15及び図16に示すように、バックボード40には、コントローラ20を接続するためのコネクタ43、コントローラ30を接続するためのコネクタ44、SATAディスクドライブ42を接続するためのコネクタ45、パワーユニット150を接続するためのコネクタ46、コントローラ20,30に冷却風を導入するための通風孔47が形成されている。図16に示すように、コントローラ20,30を接続するためのコネクタ43,44をコネクタ45の上下に配置することで、各コントローラ20,30が各コネクタ45に接続するケーブルの長さを略均等化することができる。これにより、コントローラ20,30のボックス開口部を対向させたときにコネクタ配置によって形成される通風孔47を大きくすることができる。通風孔47は、コネクタ45同士の間に開口されている。
図12及び図13に示すように、SATAディスクドライブ42同士の隙間を流れてバックボード40の通風孔47を通過する冷却風は、コントローラ20,30間の空洞を流れて、ファンユニット130に吸引され、基本筺体60外部に強制排気される。コントローラ20,30のボックス開口部を対向させることにより、空洞容積を大きく確保できるので、冷却効果を高めることができる。
一方、図17乃至図19は、従来のコントローラ20,30の冷却構造を示している。図10乃至図19に示した符号と同一符号のデバイスは同一のデバイスを示すものとしてその詳細な説明は省略する。図17に示すように、従来では、コントローラ20の底面とコントローラ30のボックス開口部が対向するように、コントローラ20,30を二段重ねした状態で基本筺体60に実装していた。このため、コントローラ20,30間に形成される空洞の容積は小さく、十分な冷却効果を得ることができない。また、図18及び図19に示すように、コネクタ44からコネクタ45に接続するケーブルは、コネクタ43を迂回するように配線されなければならず、また、接続先のコネクタ45の位置によってケーブル長が不均一になるので、コントローラ20,30間の空洞を大きくとることができない。
次に、FC/SATAコンバータ20−12,30−12のポート番号の並びについて説明する。コントローラ30の上下を反転させて、コントローラ20,30のボックス開口部を対向させた状態で基本筺体60に実装すると、図20に示すように、コントローラ20,30に実装されているFC/SATAコンバータ20−12,30−12のポート番号の並びは反転する。同一番号のポートは、同一のSATAディスクドライブ42に接続した方がディスク管理の容易化を実現できるので、本実施形態では、コントローラ20,30の反転実装に起因するポート番号の並びの反転を解消している。
例えば、ポート番号の並びの反転を解消する方法として、図21に示すように、FC/SATAコンバータ20−12,30−12の同一ポート番号のポートが同一のSATAディスクドライブ42に接続されるように、バックボード40の配線48を組み替えてもよい。
ポート番号の並びの反転を解消する他の方法として、図22乃至図24に示すように、コントローラ20,30の反転実装をMPU20−1,30−1が自動的に検出し、ポート番号の対応関係を変更してもよい。図22に示すように、コントローラ20,30は、信号端子GPIO_A,GPIO_Bを具備しており、コントローラ20,30をバックボード40に接続すると、信号端子GPIO_A,GPIO_Bの論理値が0又は1に定まるように構成されている。GPIO_Aは、コントローラ20,30を実装する筺体が基本筺体60であるか、或いは増設筺体70であるかを識別するための筺体識別信号である。基本筺体60の場合には、GPIO_A=0となり、増設筺体70の場合には、GPIO_B=1となる。GPIO_Bは、コントローラ20とコントローラ30を識別するためのコントローラ識別信号である。コントローラ20の場合には、GPIO_B=0となり、コントローラ30の場合には、GPIO_B=1となる。尚、増設筺体70では、コントローラ80,90の反転実装が行われないものとする。
このように、筺体識別信号とコントローラ識別信号の論理値を定義すると、図23に示すように、GPIO_A=0かつGPIO_B=1の場合には、FC/SATAコンバータ30−12のポート番号の並びを反転させる必要があることが分かる。
図24を参照しながら、ポート番号の並びを反転させる方法について説明する。以下の説明において、CTL0はコントローラ20を意味し、CTL1はコントローラ30を意味するものとする。コントローラ20,30内のMPU20−1,30−1は、GPIO_Aの論理値をチェックすることにより、基本筺体60であるか或いは増設筺体70であるかを判定する(S401)。基本筺体60である場合には(S401;YES)、コントローラ20,30内のMPU20−1,30−1は、GPIO_Bの論理値をチェックすることにより、コントローラ20であるか或いはコントローラ30であるかを判定する(S402)。コントローラ30である場合には(S402;CTL1)、MPU30−1は、FC/SATAコンバータ30−12のポート番号の並びを反転させる(S403)。
図22に示すように、MPU20−1,30−1は、FC/SATAコンバータ20−12,30−12のポート番号の並びを管理する管理テーブル200,300を有している。反転実装されているコントローラ30のMPU30−1は、FC/SATAコンバータ20−12,30−12の同一ポート番号のポート同士が同一のSATAディスクドライブ42に接続されるように、管理テーブル300上のポート番号の並びを反転させる。
尚、信号端子GPIO_A,GPIO_Bのそれぞれを二重化(冗長化)してもよい。FC/SATAコンバータ用のファームウェアが立ち上がるときに、二重化されたGPIO_A,GPIO_Bの論理値が不安定になることがあるので、このような場合は、ディグレードモード(何も応答しないモード)に移行するのが好ましい。
ポート番号の並びの反転を解消する他の方法として、例えば、図25に示すように、FC/SATAコンバータ20−12,30−12の同一ポート番号のポート同士が同一のSATAディスクドライブ42に接続されるように、FC/SATAコンバータ30−12が自身のポート番号の並びを反転させてもよい。
また、増設筺体70は基本筺体60と比較すると、部品点数が少なく、冷却能力が高いので、コントローラ20,30の反転実装をしなくてもよいが、反転実装をしてもよい。
10…ストレージシステム 20…コントローラ 20−12…FC/SATAコンバータ 20−13…資源管理プロセッサ 30…コントローラ 30−12…FC/SATAコンバータ 30−13…資源管理プロセッサ 40…バックボード 42…パススイッチ 50…ホストシステム 60…基本筺体 70…増設筺体 110…電源 120…バッテリ 210…スイッチングデバイス 220…スイッチングデバイス
Claims (14)
- 上位装置との間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する記憶制御装置であって、
メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータと、
スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサと、を備え、
前記資源管理プロセッサは、前記メイン電源から前記FC/SATAコンバータへの電力供給を制御する、記憶制御装置。 - 請求項1に記載の記憶制御装置であって、前記FC/SATAコンバータと、前記資源管理プロセッサは、同一のコントローラボード上に実装されている、記憶制御装置。
- 請求項1に記載の記憶制御装置であって、前記メイン電源と前記スタンバイ電源は、単一の電源から分岐する2系統の電源チャネルである、記憶制御装置。
- 請求項3に記載の記憶制御装置であって、前記メイン電源をオン/オフ制御するためのスイッチングデバイスを更に備える、記憶制御装置。
- 請求項4に記載の記憶制御装置であって、前記資源管理プロセッサは、前記スイッチングデバイスをオン/オフ制御することにより、前記メイン電源をオン/オフ制御する、記憶制御装置。
- 請求項4に記載の記憶制御装置であって、前記スイッチングデバイスは、DC/DCコンバータを含む、記憶制御装置。
- 請求項4に記載の記憶制御装置であって、前記SATAディスクドライブに入出力されるデータを一時的に保持するキャッシュメモリと、メイン電源オフ時に前記キャッシュメモリにバックアップ電源を供給するバッテリとを更に備え、前記FC/SATAコンバータは、前記キャッシュメモリにメイン電源を供給する電源ラインから分岐する分岐電源ラインからメイン電源の供給を受けるように構成されており、メイン電源オフ時には、前記スイッチングデバイスをオフにすることにより、前記分岐電源ラインから前記FC/SATAコンバータへの電力供給を遮断する、記憶制御装置。
- 請求項5に記載の記憶制御装置であって、前記資源管理プロセッサと前記FC/SATAコンバータは、リセット処理専用の信号線を介して接続されており、前記資源管理プロセッサは、前記信号線を介して前記FC/SATAコンバータをリセットする、記憶制御装置。
- 請求項8に記載の記憶制御装置であって、前記資源管理プロセッサは、前記FC/SATAコンバータとの間で互いに相手の動作状態をチェックし、前記FC/SATAコンバータが正常に起動していることを条件として、前記FC/SATAコンバータをリセットする、記憶制御装置。
- 請求項8に記載の記憶制御装置であって、前記資源管理プロセッサは、前記FC/SATAコンバータにFC/SATA変換用のファームウェアがダウンロードされたとき、又は前記FC/SATAコンバータにメイン電源が投入された直後に、前記FC/SATAコンバータをリセットする、記憶制御装置。
- 上位装置との間でファイバチャネルプロトコルに基づくデータ通信を行い、SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する記憶制御装置を基本筺体に実装したストレージシステムであって、
前記記憶制御装置は、メイン電源から電力供給を受けるFC/SATAコンバータと、
スタンバイ電源から電力供給を受ける資源管理プロセッサと、を備え、
前記資源管理プロセッサは、前記メイン電源から前記FC/SATAコンバータへの電力供給を制御する、ストレージシステム。 - 請求項11に記載のストレージシステムであって、ファイバチャネルループを介して増設筺体に接続可能に構成されており、前記ファイバチャネルループに障害が生じると、前記増設筺体と前記基本筺体との接続を一時的に解除し、障害原因が前記基本筺体にあるか或いは前記増設筺体にあるかを判定する、ストレージシステム。
- 請求項12に記載のストレージシステムであって、デュアルコントローラ構成を備えており、前記障害原因が前記基本筺体にある場合には、障害が生じた記憶制御装置を閉塞し、障害が生じていない記憶制御装置により前記SATAディスクドライブへのデータ入出力を制御する、ストレージシステム。
- 請求項12に記載のストレージシステムであって、デュアルコントローラ構成を備えており、前記障害原因が前記増設筺体にある場合には、前記増設筺体内の障害が生じた記憶制御装置とこれに接続している前記基本筺体内の記憶制御装置との接続を解除する、ストレージシステム。
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