JP2007157138A - チャージバック課金データを提供するための、ファイルシステム、ストレージ・システム、プログラム・ストレージ・デバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】報告サイクル中、リアルタイム・ファイル・システム・チャージバック課金をユーザまたはグループごとのリアルタイム履歴最小および最大使用量と共に提供するための方法、装置およびプログラム・ストレージ・デバイスを提供する。
【解決手段】ファイル・システム・メモリの第１のストレージ・エリア中で、現在の課金期間についてのスペース割当てデータが監視および持続的に維持される。最小、最大および平均スペース割当てが、現在の課金期間中、管理オブジェクトについて計算される。管理オブジェクトについての計算された最小、最大および平均スペース割当てを、ファイル・システム・メモリの第２のストレージ・エリアに移動する一方で、その後の課金期間中、ファイル・システム・メモリの第１のストレージ・エリア中で、管理オブジェクトのスペース割当ての監視および持続的な維持を開始できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストレージ・システム課金に関し、より詳細には、報告サイクル中、リアルタイム・ファイル・システム・チャージバック課金をユーザまたはグループごとのリアルタイム履歴最小および最大使用量と共に提供するための方法、装置およびプログラム・ストレージ・デバイスに関する。

今日の情報化時代において、コンピュータおよび通信システムは、大量のデータ・ストレージを必要とすることがよくある。ますます頻繁に、データ・ストレージへのアクセスが通信ネットワーク上で提供されている。とりわけ、これにより、データ・ストレージ資源が多数のデータ・ストレージ・ユーザに対し利用可能になる。

ストレージに対する膨大な需要が急速に増大するにつれて、企業のストレージ・インフラストラクチャは負担を感じている。格納、アクセス、および保存されなければならないデータの複雑さおよび純然たるボリュームを取り仕切ろうと資源が制約される組織が奮闘するにつれ、容量要件および帯域要件の段階的拡大はコストを急上昇させる。

（テキストベースからマルチメディアへの）平均ファイル・サイズは増加の一途をたどっている。新しい応用分野がストレージ容量を上昇へと駆り立て、新しいタイプのデータを導入している。同時に、携帯電話およびパーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ）のようなインターネット・アクセス・デバイスは、より小型化しつつ、処理パワー、ストレージ、およびスクリーン・サイズもより小さくなっている。この傾向は、より多くのコンテンツが、アクセス・デバイス自体の内部ではないところで処理および格納されなければならなくなることを暗示している。

ほとんどの企業は今日、自社が格納しなければならないデータ量の高い成長に直面しているが、ＩＴ予算は横ばいないし削減されている。ＩＴは、それらすべてのデータをハイエンド・ストレージ・プラットフォーム上で維持したり、多数のストレージ・ターゲットを管理するための要員レベルを維持したりするだけの余裕がもはやない。答えは、最適サービス・レベルを最低コストで提供するビジネス要件に合致するストレージ層（ｓｔｏｒａｇｅ ｔｉｅｒ）の小さいセットを作ることである。タイヤード・ストレージ・スクール（Ｔｉｅｒｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｃｈｏｏｌ）は、層化ストレージ戦略の実施にどの技術が利用可能であるかを理解する場合に役立つであろう。

情報ライフサイクル管理（ＩＬＭ：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｌｉｆｅｃｙｃｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）は、どのデータが物理的インフラストラクチャのどこにあるべきかを決定する情報科学（ＩＴ）要員を含むプロセスである。ＩＬＭは、人々、プロセス、および技術がデータを揺りかごから墓場まで扱う過程である。データは、そのデータが終焉を迎える時に有する値とは異なる値を初めに有する。従って、データの存続期間（ライフタイム）の各段階の間に同じ方法で扱われるべきではない。

しかしながら、データ・ライフサイクル管理（ＤＬＭ：Ｄａｔａ Ｌｉｆｅｃｙｃｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）とＩＬＭを区別することができる。ＤＬＭはインフラストラクチャ要素であり、ＩＬＭは、主観的な値および客観的な値双方を割当てるマクロレベル要素である。ＩＬＭは、応用分野に関するだけでなく、情報自体が全体として社内のどこにあるかにも関する。何がどこへいつ行くかのインフラストラクチャ構成要素を伴うＤＬＭは、メインフレームの世界に存在した伝統的な階層型ストレージ管理（ＨＳＭ：Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と非常に似ている。主な違いは、ＨＳＭが、一次ストレージのコストを下げるために物理スタックを通ってデータを下ろすシングル・サーバ、シングル・ストレージ・スタック方法論であるのに対し、ＤＬＭアーキテクチャは、関係のあるプロセス、すなわち一般には、指定されたポリシーに従ってデータを別個の層に組織するプロセス、およびそれらの基準に基づいて１つの層から別の層へのデータの移行を自動化するプロセスを自動化することである。ＤＬＭは２つの層を含む。全サイズのディスク・アレイおよびテープを含む、データがその中にある実際のストレージの物理層があり、次にそれらの要素間でデータを移動させるためのプロセスがある。

企業は今日、層化ストレージ・インフラストラクチャを構築している。これらの企業は、高性能／高コストのものから高容量／低コストのものまで多くの異なるストレージのクラスを供給するストレージ・システムを導入し続けている。ＳＡＮの導入により、これらのストレージ資産の多くは現在、多くの異なるアプリケーションを実行し多種類の情報を生成するサーバと物理的に接続されている。最後に、ボリューム、ファイル、およびデータ複製マネージャの分散管理のためのネットワーク常駐ストレージ・サービスの登場により、マネージャは、ストレージ資産をインテリジェントに管理して、デバイスごとではなくネットワーク全体にわたって多くの異なるアプリケーションのニーズを満たすことができる。

従って、法人資産としてのデータの重要性がますます高まることにより、ストレージの継続的な利用可能性を保証するためにストレージを保護および管理するために、組織に対しますます強い圧力がかかっている。より大規模かつより複雑なストレージ・インフラストラクチャの導入に現場が直面するにつれ、ストレージ管理コストは急速に悪化し、技術計画はリスクがより高まる。さらに、技術の急速な進化は、性能利得を最大化し新たに現れる規格との互換性を保証するために、専門要員の訓練を要求する。

これらの要因のせいで、今日の課金プロセスが資源およびサービス利用を正確に測定および割当てることが重要である。運転コストおよびサービスを測定、報告および請求するための効果的な方法は、課金プロセスを測定システムと統合することである。結果として、課金の役割は、容量計画、資源利用、および性能監視から、データ・センタにより提供される技術的資源およびエンド・ユーザ・サービスのための運転コストの測定および請求にまで拡大した。課金プロセスは、種々のソースから課金情報を集めなければならない。課金プロセスは、ストレージ関連コストをうまく管理および請求するために、サービス・レベル・アグリーメント（ＳＩＡ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｌｅｖｅｌ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）および報告プロセス双方と密接に連結されている必要がある。

データ処理に伴い、各部門およびすべての計画は、コストを発生させる。課金およびチャージバック・システムの目標は、各コスト区分についての総コスト、何がそのコストを生じさせた、誰がそのコストを生じさせたか、そのコストをそのように配分するか、および誰に請求するかを特定することである。課金およびチャージバック・システムの必須要件は、すべてのコストを正確に特定し、使用量を測定し、コストを正確に配分することである。すべての資源およびサービスは、誰がその資源またはサービスを消費しているか、およびどんなコストがその資源またはサービスに関連しているか決定し、その結果コストが請求できるように分析されなければならない。このプロセスは単純ではなく、正確なデータを認識し、課金およびチャージバック・システムにおいてデータを正確に関連付けるためにシステムの詳細な知識を必要とする。

課金システムの主たる目的は、チャージバックである。チャージバックは、提供されたサービスのコストが特定され、そのサービスのユーザおよび受益者に請求される場合である。サービスに対し請求しないのであれば、サービスについて課金するプロセスはほとんど価値がない。課金システムは、資源使用量を見出し、様々な資源使用量を種々の原因に割当てるために用いられる。各資源使用量に１つの値を割当てることにより、チャージバック・システムが開発される。

ファイル・システム・チャージバック課金は、本質的に今日のファイル・システムを用いたポント・イン・タイム（ｐｏｉｎｔ−ｉｎ−ｔｉｍｅ）である。通常、この機能は、ファイル・システムのユーザまたはグループ割当ておよびある種の独立した報告ユーティリティに結び付けられている。報告されたスペースは、ある種のカストマイズされたスクリプティングを介してファイル・システム内の現在の割当て課金から生成される。主な欠点は、スペース利用が、報告サイクル中に動的に、時には大きく変化することがあることである。あるユーザが潜在的に大きな周期的スペース使用量を有していることを決定する方法は皆無である。加えて、ある種の割当て実施は、使用ディスク・スペースを報告するのみであり、割当てられたスペースを考慮しない。

今日のいくつかのスペース報告ツールに存在する別の解決策は、ユーザまたはアプリケーションにより使用されるスペースの量を推定するサンプリング法である。この方法に伴う問題は、サンプル期間が非常に高価かつ多くの時間がかかることがあることである。加えて、結果はスペース利用の推定であるにすぎない。加えて、このタイプの方法は、その方法が知っているファイル・システムおよびアプリケーションを分類することしかできない。顧客環境における新しいファイル・システムまたはアプリケーションに対するサポートが追加される必要があるであろう。いくつかのＳＡＮプロバイダは、論理ＬＵＮ粒度（グラニュラリティ）でチャージバックを提供しているが、ファイル・システム・ユーザまたはグループ粒度で提供してはいない。

報告サイクル中、管理オブジェクト、例えば、ユーザまたはグループごとのリアルタイム履歴最小および最大使用量と共にシステム・チャージバック課金を提供するための方法、装置およびプログラム・ストレージ・デバイスに対するニーズがあることが分かる。

上述の先行技術における制限を克服し、さらに本明細書を読んで理解すると明白になる他の制限を克服するため、本発明は、報告サイクル中、管理オブジェクトごとのリアルタイム履歴最小および最大使用量と共にリアルタイムのファイル・システム・チャージバックを提供するための方法、装置およびプログラム・ストレージ・デバイスを開示する。

本発明は、ユーザについてのスペース割当てデータをファイル・システム・メモリ中に格納するための構成を提供することにより、上述の問題を解決する。これにより、管理者はチャージバック課金サイクルを定義できるようになる。ひとたび新しい課金サイクルが定義されると、次回の課金サイクルまで報告するために、各ユーザにより利用される最小および最大スペースが維持される。チャージバック課金の生成を可能にするために、例えば、平均、加重平均等の平均スペース利用値が計算できる。チャージバック・データは、より正確なスペース利用報告を提供するために、ファイル・システム・アクティビティと共にリアルタイムで維持される。スペース割当てデータは、第１の課金期間中、第１のファイル・システム・バッファ中に持続的に維持され、次に、現在の課金期間終了時に第２のファイル・システム・バッファに移動される。この移動は、物理的または論理的であり得る。

本発明の原理に従ってチャージバックを提供するためのファイル・システムは、スペース割当てデータを現在の課金期間中、持続的に維持するための第１のファイル・システム・バッファを含んでおり、スペース割当てデータは、現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを含む。

ストレージ・システムとして実施される本発明の一実施形態において、管理オブジェクト、例えば、ユーザまたはグループ、によるストレージ・スペース割当てを記述する報告を生成するために、ファイル・システム・チャージバック課金データを用いる課金システムが提供される。チャージバック課金データを提供するためのファイル・システムは、現在の課金期間中、スペース割当てを持続的に維持するための第１のファイル・システム・バッファを含んでおり、スペース割当てデータは、現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを含む。ファイル・システム・チャージバック課金データを提供するための操作を実行するために処理デバイスにより実行可能なプログラム命令を含む方法、サービスおよびプログラム・ストレージ・デバイスを実施する実施形態も説明される。

本発明を特徴付けるこれらおよびその他様々な利点および新規性の特徴は、本明細書に付属の特許請求の範囲において詳細に指摘されており、本明細書の一部を成している。しかしながら、本発明、本発明の利点、本発明の使用により達成される目的をより理解するため、本明細書のさらなる部分を形成する図面、および付属する説明内容を参照すべきであり、これらには、本発明による装置の特定の例が例示および説明されている。

ここで図面を参照するが、これらの図面全体にわたって同じ参照符号は同じ部分を表す。

実施形態の以下の説明において、本明細書の一部を成す添付図面が参照され、これらの図面中では、本発明を実施できる特定の実施形態が例示されている。構造上の変更は本発明の範囲を逸脱することなく行えるので、他の実施形態が利用できることが理解されるべきである。

本発明は、報告サイクル中、管理オブジェクト、例えば、ユーザまたはグループによるリアルタイム履歴最小および最大使用量と共にリアルタイム・ファイル・システム・チャージバック課金を提供するための方法、装置およびプログラム・ストレージ・デバイスを提供する。ユーザについてのスペース割当てデータをファイル・システム・メモリ中に格納するための構成が提供される。これにより、管理者は、チャージバック課金サイクルを定義できるようになる。ひとたび新しい課金サイクルが定義されると、次回の課金サイクルまで報告するために、各ユーザにより利用される最小および最大スペースが維持される。チャージバック課金の生成を可能にするために、例えば、平均、加重平均等の平均スペース利用値が計算できる。チャージバック・データは、より正確なスペース利用報告を提供するために、ファイル・システム・アクティビティと共にリアルタイムで維持される。

図１は、本発明の一実施形態による階層型データ・ストレージ管理システム１００のブロック図を示す。システム１００は一般に、クライアント１０２によりアクセス可能な階層型データ・ストレージ・サブシステム１０４を含む。クライアント・ステーション１０２は、データ処理装置１２０に関してローカルであってもリモートであってもよく、一般にネットワーク１１０を介してデータ処理装置１２０にアクセスできる。階層型データ・ストレージ・サブシステム１０４は、データを格納し、ユーザ・クライアント・ステーション１０２からのストレージ・アクセス要求に従って格納データを管理するように構成されている。図示してあるストレージ・サブシステム１０４は、通信チャネル１２６を介して１つ以上の階層型データ記憶装置１２２に操作上連結されたデータ処理装置１２０を含む。通信チャネル１２６は、ストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）、あるいは別のタイプの通信チャネルとすることができる。

データ処理装置１２０は、クライアント・ステーション１０２から受信されたデジタル信号を処理するための中央演算処理装置１３０を含む。中央演算処理装置１３０は、Ｉ／Ｏプロセッサ１３２と連結されている。中央演算処理装置１３０はＩ／Ｏプロセッサ１３２および通信チャネル１２６を介して信号を階層型データ記憶装置およびデータベース１２２に伝送する。中央演算処理装置１３０は、デジタル処理システム１２０の制御のために中央演算処理装置１３０によりアクセスされるプログラミング命令１４２を格納するためのメモリ・ストレージ記憶装置１４０にもデジタル的に連結されている。

データ処理装置１２０は、ストレージ管理システム１６０および課金システム１８０も含んでいる。管理システム１６０は、すべてのデバイスの使用量を監視し、そのような使用を示す情報を共通形式で出力する。一般に、管理システムは、ここで示されるビリング（料金請求）用途とは別に、様々な異なる用途にデータを提供できる。課金システム１８０は、使用量情報を作成し格納する。従って、課金システム１８０は、本明細書において以下で説明されるような計算に基づいて各顧客に請求を行う。課金システム１８０は、階層型データ記憶装置１２２の資源利用を導き出すためにパフォーマンス・ステータスを収集する課金プロセスを実行する。収集されたパフォーマンス・ステータスは、以下で説明されるようにデュアル・バッファ・システム中に持続的に維持される。

図２は、本発明の一実施形態によるデータ・ストレージ階層２００を表す。図２においては、この図で「より高位」のデータ・ストレージおよびデバイスは、格納されたデータへのより速いアクセス性、災害回復およびニアライン復旧能力に対応する。具体的には、この図は、高速データ・ストレージ媒体およびデバイスを階層２００の「トップ」レベル２０２および２０４に含んでいる。例えば、レベル２０２は、高速磁気ディスク・ドライブまたは高速光ディスクおよびドライブのようなダイレクト・アクセス・ストレージ・デバイス（ＤＡＳＤ）を含むかもしれない。レベル２０４は、レベル２０２のものと同様であるが、アクセス速度がより低いストレージ媒体およびデバイスを含むかもしれない。

図２において、レベル２０６は、複数の光ディスクおよび１つ以上の対応する光ディスク・ドライブを含んでいる。やはり、これらのストレージ媒体デバイスは、レベル２０２および２０４に図示されるデバイスよりも遅いアクセス・タイムを示す。レベル２０８および２１０は、図示されるストレージ階層２００中に示されるすべてのメディア・タイプおよびデバイスについて最も遅いアクセス・タイムを示す。これらのレベル２０８および２１０としては、磁気テープ媒体およびドライブのような順次アクセス・ストレージ・デバイスが含まれるであろう。

図２に例示されるストレージ階層２００は、ストレージ階層２００内の様々な媒体タイプおよびデバイスについてのコスト構造の一例の例にも非常に役立つ。例えば、「トップ」レベル２０２および２０４が最も高価なデータ・ストレージ方式を表すことがある一方で、図の「ボトム」レベル２１０および２０８はデータ単位当たり最も低廉なストレージ実施を表すことがある。このことから、最速のデータ・アクセス・タイムを提供するストレージ媒体デバイスが、任意量のデータ・ストレージ容量について実施するのに一般に最も高価でもあることは明白であり、予想外のことではない。

従って、利用可能な絶対的に最速なデータ取得を必要とする非常に厳格な性能要件または回復要件を持つクライアントは、現在利用可能な磁気テープおよびドライブだけを含むシステムの実施では満足しないであろう。その代わりとして、そのようなクライアントは、計画されたデータ・ストレージ容量要件および計画の資金調達の範囲内で、すべてのデータ・ストレージについてダイレクト・アクセス・ストレージ・デバイスまたはその他のより高価なストレージ資源にアクセスすることを望むであろう。さらに、クライアント側のユーザは、ストレージ層のうちの１つ、いくつかまたはすべてに存在するファイルを持つことがある。

ストレージ階層２００の別の側面は、ストレージ・プールの指定および使用である。ストレージ・プールは、同様のデータのストレージ用の階層型ストレージ・マネージャにより１つのグループとして割当てられるディスクおよびテープのような１つ以上のストレージ媒体である。割当ては、ストレージ方針に基づいて自動的に実行、または管理者ステーションを介してユーザにより手動で命令され得る。代表的なストレージ・プールは、図３に例示されるような特定タイプのデータに対応し得る。

図３は、本発明の一実施形態による３層化ストレージ・モデル３００を示す。層化または階層型ストレージ・システム中に格納されるデータは、ストレージ・クラスに従って分類でき、このストレージ・クラスは、データ・ストレージの使用量に基づいて各ストレージ領域に提供される階層属性とし得る。例えば、３層化ストレージ・システム３００を利用でき、オンライン・ストレージ３１０、ニアライン・ストレージ３２０およびアーカイブ・ストレージ３３０の３つの属性が使用される。加えて、プレミアム３１２およびノーマル３１１ストレージ３１４のような副属性をオンライン・ストレージ用に定義できる。

オンライン・ストレージ３１０は、オンラインでアクセスされているファイルおよび生成されつつあるファイルのような頻繁にアクセスされるファイルのデータを格納するのに適する論理単位（ＬＵ）用に設定された属性であり得る。プレミアム副属性３１２は、高速応答またはより望ましい回復能力を特に必要とするデータを格納するのに適するＬＵ用に設定された属性を示すことができる。ニアライン・ストレージ３２０は、頻繁には使用されないが、場合によってはアクセスされるファイルのデータを格納するのに適するＬＵ用に設定された属性であり得る。アーカイブ・ストレージ３３０は、めったにアクセスさえることがなく、長期ストレージ用に維持されるファイルのデータを格納するのに適するＬＵ用に設定された属性であり得る。

図３に見られるように、オンライン・ストレージ３１０およびニアライン・ストレージ３２０は、ネットワーク・ストレージ３４０またはダイレクト・アクセス・ストレージ３５０あるいはその両方を用いて実施できる。ネットワーク・ストレージはさらに、例えば、オンライン・ストレージ３１０のためのディスク３４２ならびにニアライン・ストレージ３２０のためのディスクまたは光ストレージ・デバイスあるいはその両方３４４を用いて実施できる。同様に、ダイレクト・アクセス・ストレージはさらに、例えば、オンライン・ストレージ３１０のためのディスク３５２ならびにニアライン・ストレージ３２０のためのディスクまたは光ストレージ・デバイスあるいはその両方３５４を用いて実施できる。図３に示されるように、オフライン・ストレージ３３０は、テープまたはその他の低廉なストレージ・デバイス３６０を用いて実施できる。

図３は３層化ストレージ・モデルを示しているが、本発明の実施形態は、３層化モデルに限定されることを意図するものではないこと、および本明細書に記載される本発明の実施形態と合致するように他のモデルが利用できることを当業者は認めるであろう。

図４は、本発明の一実施形態によるファイル・システム・チャージバック課金を提供するように構成できるシステム４００を示す。図４において、あるファイルを要求するアプリケーション、またはクライアント、サーバ４１０〜４１６は、そのファイルに関する情報（メタデータ）を、ファイル・ロックおよび他のすべてのファイル情報を管理するサーバ・クラスタ４０２のサーバ４２０から入手する。サーバ４２０は次に、その情報をアプリケーション、またはクライアント、サーバ４１０〜４１６に提供する。アプリケーション、またはクライアント、サーバ４１０〜４１６は次に、ストレージ・プール４３０のストレージ・プールにおいてそのファイルを含むブロックに、ＳＡＮファブリック４４０を直接通ってアクセスする。

サーバ４２０は、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）からＬｉｎｕｘ（Ｒ）およびＵＮＩＸ（Ｒ）の変種に至る各種のオペレーティング・システム上で実施されるように設計されており、それにより、サーバ４２０およびこれらのオペレーティング・システムのすべてがファイルを共有できるようにする。特定の実施形態において、サーバ４２０は、サーバのクラスタを含み得る。例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）中で作成されたファイルは、そのファイルが、Ｓｏｌａｒｉｓ（Ｒ）４１２、ＡＩＸ（ＩＢＭ社の登録商標）４１０、または他のどのようなサポートされたプラットフォームからアクセスできるのと同じくらいＷｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）クライアント、またはアプリケーション、サーバ４１６からアクセスでき、逆もまた同様である。しかしながら、アプリケーションは、そのファイルがどんなにアクセス可能であろうと、そのファイルを読めることが依然必要とされる。

重要な判断を行うための各ファイルに関連する必須のメタデータを含む、サーバ・クラスタ４０２により管理されるすべてのファイルの完全な理解をサーバ４２０が有するので、ネットワーク上のストレージを管理するためにサーバ４２０を用い得る。サーバ・クラスタ４０２中のサーバ４２０は、スペース割当て制御、ポリシー管理、読み取り／書き込みロック管理、ファイル・ディレクトリおよびファイル・システム・チャージバック記録を提出するように構成できる。これらのポリシーの設定は、ストレージ管理者を繰り返しのタスクから解放し、自動化の基盤をなす。さらに、本発明の実施形態によって提供されるファイル・システム・チャージバック課金は、オペレーティング・システム間のユーザ等価を管理できる。

サーバ４２０は、ストレージ・デバイスを、待ち時間およびスループットのようなそれらの特性に従ってグループ化する能力も提供する。ストレージ・プール４３０と呼ばれるこれらのグルーピングは、予め決められた特性に従って管理者がデータを管理できるようにする。サーバ・クラスタ４０２についてのメタデータがアプリケーション・データから独立しているので、ファイルは、アクティブなままで操作できる。ファイルがサービスから取り去られる場合、サーバ・クラスタ４０２は混乱することなくスペースを自動的に再割当てできる。ＬＵＮがサーバ・クラスタ４０２の制御から取り去られれば、そのＬＵＮ上のデータは自動的に移動され得る。

サーバ・クラスタ４０２は、ユーザが、作成操作、割当て操作、削除操作および所有権修正操作を実行する際に、ファイル・システムのメタデータ情報の一部としてスペース利用の記録を持続的に維持する。最小および最大スペース利用は、各報告サイクルについて管理オブジェクト（ユーザまたはグループ）ごとに追跡される。随意に、時間加重平均を、報告サイクル中ずっと現実の消費量に基づいて生成できる。チャージバック機能は、資源を意識した価格構成を提供するために、他のＳＡＮ構成メタデータと統合できる。例えば、これは、プールおよびＬＵＮを構成する場合に、層化ストレージの属性を定義することにより達成できるであろう。

ストレージ・クラスタ４０２のメタデータを制御するためのサーバ４２０が図４において別個のエンティティとして示してあるが、本発明の実施形態は、別個のエンティティの使用に限定されることを意図していない。むしろ、サーバ４２０により提供される制御は、ネットワーク上のどのようなクライアント、アプリケーション、サーバ４１０〜４１６上にも、あるいはストレージ・サーバ内にさえあり得る。さらに、本発明の実施形態は、図４に示されるストレージ・アーキテクチャまたはハードウェア構成に限定されることを意図していない。

図５は、本発明の一実施形態によるファイル・システムのメタデータ情報の一部としてスペース利用の記録を提供するためのファイル・システム・チャージバック・バッファ配置５００を示す。図５には、ダブル・バッファが示してあるが、本発明はダブル・バッファ配置に限定されることを意図していないことが当業者には分かるであろう。例えば、複数の課金期間にわたり記録を提供するために複数バッファを使用でき、または、バッファは、複数の課金期間にわたりスペース利用記録を維持するためのメモリ・エリアに再分割できる。代わりに、シングル・バッファを使用してもよい。シングル・バッファは、リアルタイム最小、最大、および平均スペース割当てデータの維持を可能にするであろうが、それについて静的に報告することはできないであろう。

図５において、ダブル・バッファ構成５００は、スペース割当て記録をトランザクション的および持続的に維持するための第１のバッファ５１０および第２のバッファ５４０を含んでいる。第１のバッファ５１０は、現在の課金期間についてのスペース利用データの記録を持続的に維持する。現在のコピー・バッファ５１０は、ユーザがスペースを割当ておよび割当て解除する際に更新される記録を維持する。従って、第１のバッファ５１０は動的である。システム・チャージバック機能を実施するためのダブル・バッファ５００は、顧客が定義した課金期間中にユーザにより使用された最小バイト５２０、最大バイト５２２、および平均バイト５２４を常時監視する。

第２のバッファ５４０は、以前の課金期間についてのスペース利用データの記録を持続的に維持する。第２のバッファ５４０のスペース利用データは以前の課金期間についてのものなので、第２のバッファ５４０は静的である。従って、ダブル・バッファ・システム５００は、最小スペース利用、最大スペース利用、および平均使用バイト値の２つのコピーを格納する。さらに、ひとたび課金期間が終了すると、現在のバッファ５１０中の記録は、以前の課金期間を維持するためのバッファに移動される。この移動は物理的または論理的であり得る。２つのバッファのみが使用される場合、以前の課金期間バッファ５４０中のデータは、移動が物理的である場合に、現在のバッファ５１０から移動されたデータで上書きされることがある。しかしながら、移動されているデータを維持するために新しいバッファを配置してもよい。さらに、現在の課金期間および修正された古い現在のバッファが一番最近の以前の課金期間バッファになるように新しいバッファが配置され得る。

第２のバッファ５４０中に維持されるユーザについてのスペース利用データ５４２を使用して、管理者は、以前の課金期間における安定した値に基づいてスペース使用量に関する課金報告を生成できる。同じ報告は、同じ課金期間内で数回生成されることができ、まさに同じ結果を提供できる。その理由は、この結果がスペース使用量における一番最近の変化の影響下にないからである。

従って、本発明の実施形態によるファイル・システム・チャージバック構成５００は、チャージバック課金サイクルおよび独立した報告生成を管理者が定義できるようにする。現在および以前の課金期間についてのインデックスおよび開始時間を含むグローバル・ステート５７０が維持される。新しい課金期間の開始時、グローバル・ステート５７０についてのインデックスが増分される。開始時間は保存される。従って、システムは、現在の期間および以前の期間を格納する。

ひとたび新しい課金サイクルが定義されると、次の課金サイクルまで報告するため、各ユーザにより利用される最小、最大スペースが維持される。ファイル・システムは、現在のスペース利用情報を、以前のスペース利用５４０の多くの他の記録と共に現在の課金期間バッファ５１０中に維持できる。加えて、現在のコピー・バッファのチャージバック・データは、より正確なスペース利用報告を提供するために、時間５１４およびスペース割当て５１６に関するファイル・システム・アクティビティと共にリアルタイムで維持される。さらに、サービスの質、サービス・レベル・アグリーメント、または層化ストレージ・クラスのような特定のストレージ属性を取り込むために、コスト定数を実際のストレージ割当てに適用することができる。

図５において、ストレージ層５６０ごとのユーザのスペース割当ても記録中に維持できる。従って、層化ストレージ・ファイル・システムにおいて、すべてのストレージ層にわたって集められたユーザについての情報だけでなく、各ストレージ層５６０についての各ユーザについて情報が維持され得る。これにより、管理者は異なるストレージ層について異なる量を請求することができる。

チャージバック課金サイクルを定義し報告する管理コマンドがある。報告サイクルは、すべての管理されたオブジェクトについて自動的に設定される。ダブル・バッファリング・アルゴリズムおよび期間数は、現在の期間および少なくとも一番最近の期間チャージバックをオンザフライ（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）で維持することを支援するために、各持続的なチャージバックの記録において用いられる。報告が提出される前にスペース利用が更新されなければ、正しい結果はオンデマンド（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）で生成される。あるいは、チャージバック・テーブルをリアルタイムで維持するために、バックグラウンド・スレッドを使用してもよい。

一例として、管理者は、新しい課金期間を毎日真夜中に開始するかもしれない。その管理者は、昨日の課金情報を得るために課金報告を今日数回実行することができる。明日、その管理者は、今日の課金情報を得るために課金を実行することができる。

ユーザにより使用される最小および最大スペースの概念は、様々な方法に従って計算できる。例えば、もしユーザが１ＧＢを使用することで１日を始め、次に別の１ＧＢを割当て、次にその日の終わりに１ＧＢを削除したら、最小は１ＧＢであり、最大は２ＧＢであろう。従って、平均は１．５ＧＢ（最小と最大との平均）と計算できる。しかしながら、この平均はあまり意味がない。より意味のある平均は加重平均であろう。この加重平均は、スペースが割当てられた時間を考慮に入れる。

加重平均スペース割当ての１つの例は次の通り計算できる。

式１は、課金期間における任意の回数の割当ておよび割当て解除をサポートするように一般化できる。以下の式２は、一般化された平均計算を示しており、課金期間は、スペース_ｉの履歴、すなわち、時間_ｉの期間に割当てられたバイトに対応する。

式２に伴う問題は、この式が、課金期間の終了時におけるすべてのスペース_ｉおよび時間_ｉの知識を必要とすることである。しかしながら、平均値は増分的に計算され得る。表１は、割当て／割当て解除事象が生じる際の図５に示される現在の課金バッファ５１０の状態の例を示す。現在時間は、課金期間の開始を基準としている。

この表は、事象の結果として現在の課金バッファが更新された後の、現在の課金バッファの状態を示している。平均が１事象遅れることに留意されたい。言い換えれば、平均は、事象番号１において割当てられた１ＧＢを含まない。その理由は、更新時点において、そのスペースは一刻も保持されていないからである。第１の事象における平均についての初期値は、課金期間の開始時のスペース割当ての値になる（この例では０）。第２の事象において、平均は、式３に示される式により１ＧＢを含むように更新される。

式３において、右側の変数である時間、平均、およびスペースは、この事象についてのいずれかの更新前の現在のバッファの状態に対応する。第２の事象について値を代入すると、以下の計算になる。

従って、第２の事象後、平均は１Ｇｂである。第３の事象について計算した平均値は、以下の通り増分的に計算される。

最後に第４の事象において、課金期間についての最終平均値が以下の通り計算される。

第４の事象は、新しい課金期間の開始に続く第１の事象である。この時点で、平均は、課金期間中に残された残留時間中に使用される現在のスペースを含むように更新される。これは、式３の値を求める際に現在時間として課金期間の終了時間を用いることにより達成される。ひとたび平均が更新されると、図５に示されるように現在の課金期間バッファ５１０の内容は、前の課金期間バッファ５４２にコピーされる。加えて、現在のバッファを前の課金期間バッファにコピーした後、現在のバッファは、最小、最大、および平均をスペース割当て５１６に設定し、時間５１４を課金期間が始まった時間に設定することによって初期設定される。第４の事象、および課金バッファへのその対応する増分更新は、課金報告が生成されるか、スペースが割当てまたは割当て解除される場合に行われる。

図６は、本発明の一実施形態によるスペース割当ての時間加重平均を計算する方法を示す流れ図６００である。最大スペース割当て、最小スペース割当ておよびスペース割当てについての時間加重平均を表す値が維持される（６１０）。システムは、スペース割当ての変化を待ち受ける（６２０）。スペース割当ての変化が生じなければ（６２２）、システムはスペース割当てを監視し続ける。スペース割当てが変化すると（６２４）、スペース割当ての時間加重平均が、スペース割当ての変化および割当ての長さに基づいて再計算される（６３０）。システムは次に、別の変化を待ち受ける。例えば、変化を表す事象は、課金期間の終了であり得る。従って、図６に示されるように、課金期間の終了時に時間加重平均は再計算され得る。最後の事象が課金期間の終了であったかどうかが決定される（６４０）。もしそうでなければ、システムは、スペース割当てデータの維持および更新を続ける（６４２）。最後の事象が課金期間の終了であれば（６４４）、プロセスは終了する。次にスペース割当てデータは、課金システムに提供され得る。

本発明の一実施形態によるファイル・システムは、課金情報を直接追跡する。いくつかのファイル・システムが割当て情報を追跡する一方で、そのようなファイル・システムは単に、本発明の一実施形態に従って管理オブジェクトごとのリアルタイム履歴最小および最大使用量と共にファイル・システム・チャージバック課金を提供できる必要なく、使用される現在のバイト数が決定できるようにする。さらに、そのようなファイル・システムは、最小、最大、および平均スペース使用量の推定値を出すために周期的にポーリングされなければならない。課金情報をファイル・システム内に直接的に格納および維持することの利点は、現在の使用量を周期的にポーリングするコストをかけることなく、正確な最小、最大、および平均スペース使用量が決定できることである。

課金期間は、開始日時、終了日時を含むものとして定義でき、期間は、Ｐ＝＜Ｔ_{ｓｔａｒｔ}，Ｔ_ｅｎｄ＞として指定される。ファイル・システムの履歴全体にわたり、＜Ｔ_０，Ｔ_１＞，＜Ｔ_１，Ｔ_２＞，＜Ｔ_２，Ｔ_３＞，．．．，＜Ｔ_Ｎ−１，Ｔ_Ｎ＞，および＜Ｔ_Ｎ，Ｔ_ｎｏｗ＞と表記されるいくつかの課金期間が生じ得る。１つの課金期間の終了タイムスタンプは、次の課金期間の開始タイムスタンプである。最後の課金期間は、Ｔ_ｎｏｗという終了タイムスタンプを有しており、これはその課金期間が現在のものであることを示す。一般に、どのような完了課金期間Ｐ_ｉについても、タイムスタンプは＜Ｔ_ｉ−１，Ｔ_１＞である。本発明の一実施形態によるファイル・システムは、少なくとも２つの課金期間、すなわち、現在の期間Ｐ_ｎｏｗおよび少なくとも１つの以前の期間の履歴を維持する。しかしながら、本発明の別の実施形態によるファイル・システムは、より長い履歴を維持ように構成でき、これは複数の以前の課金期間を含み得る。課金期間の履歴は、ファイル・システムを記述するより大きい構造の一部である変数を用いて、持続的に格納できる。

図７は、本発明の一実施形態による課金期間の変化に関するバッファ内容を管理する方法の流れ図７００である。図７において、以前の課金期間についてのバッファの内容が失効しているかどうかが決定される（７１０）（正しいか？）。課金情報を更新する場合、新しい課金期間の開始が記録される。各ユーザについての課金記録は、グローバル・インデックスのそれ自体のローカル・コピーを持つことができる。もしローカル・コピーがグローバルと異なれば、課金記録は、以前の課金期間を表す。ローカル・コピーが１だけずれていれば、以前のバッファは失効しており（７１２）、新しい以前のバッファについての最小、最大、および平均が現在のスペース使用量に設定される（７２０）。以前のバッファが失効していなければ（７１４）、または新しい以前のバッファについての最小、最大、および平均が現在のスペース使用量に設定された後、現在のバッファが失効しているかどうかが決定される（７３０）。グローバル・インデックスのローカル・コピーがグローバル・インデックスと１だけ異なれば、現在のバッファは失効している（７３２）。新しい現在のバッファについての最小、最大、および平均は、現在のスペース使用量に設定され（７４０）、新しい以前のバッファについての平均は、終了した課金期間の残りについての現在のスペース使用量を含むように設定される（７５０）。次に、タイムスタンプは、以前の期間の終了に設定され、その結果、課金期間の開始までの更新時間が設定される（７６０）。現在のバッファが失効していれば（７３４）、または課金期間が設定された（７６０）後、現在のバッファは更新される（７７０）。従って、ローカル・インデックスが２以上ずれている場合、両方のバッファは失効している。

図８は、本発明の一実施形態による課金ファイル・システム・チャージバックを提供する方法の流れ図８００である。現在の課金期間についてのスペース割当てデータが第１のストレージ中で監視および維持される（８１０）。以前の課金期間についてのスペース割当てデータは、第２のストレージ中に維持される（８２０）。現在の課金期間の終わりに、最小、最大および平均スペース割当てが、終了した現在の課金期間、ユーザについて計算される（８３０）。ユーザについての計算された最小、最大および平均スペース割当ては、第２のストレージ８４０に移動される（８４０）。この移動は、物理的または論理的であり得る。新しい現在の課金期間が設定され、この新しい課金期間についてのスペース割当てが、第１のストレージ中で監視および維持される（８５０）。

図９は、本発明の一実施形態によるシステム９００を示す。本発明の実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態またはハードウェア要素およびソフトウェア要素双方を含む実施形態の形態を取り得る。好ましい実施形態において、本発明はソフトウェア中で実施され、このソフトウェアとしては、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等が含まれるが、これらに限定されない。さらに、本発明の実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行システムによってあるいはこれらと共に使用するプログラム・コードを提供するコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体９６８からアクセスできるコンピュータ・プログラム製品９９０の形態を取ることができる。

この説明の目的ため、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体９６８は、命令実行システム、装置、またはデバイスにより使用されあるいはこれらと共に使用するためのプログラムを、包含、格納、通信、伝搬、または移送できるどのような装置も含むことができる。媒体９６８は、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または半導体システム（または装置ないしデバイス）もしくは伝搬媒体であり得る。コンピュータ可読媒体の例としては、半導体またはソリッドステート・メモリ、磁気テープ、リムーバブル・コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、リジッド磁気ディスクおよび光ディスクが含まれる。光ディスクの現在の例としては、コンパクトディスク−リード・オンリー・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み取り／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）およびＤＶＤが含まれる。

プログラム・コードの格納または実行あるいはその両方に適するシステムは、メモリ要素９９２に直接的またはシステム・バス９２０を介して間接的に結合された少なくとも１つのプロセッサ９９６を含む。メモリ要素９９２としては、プログラム・コードの実際の実行の間使用されるローカル・メモリ、バルク・ストレージ、および実行の間にバルク・ストレージからコードが取得されなければならない回数を低減するために少なくとも何らかのコードの一時的ストレージを提供するキャシュ・メモリが含まれる。

入力／出力すなわちＩ／Ｏデバイス９３０（キーボード、ディスプレイ、ポインティング・デバイスを含むが、これらに限定されない）は、直接的か、介在するＩ／Ｏコントローラを介してシステムに結合できる。

介在する私的または公的なネットワーク９６０（図示せず）を介してシステムを他のデータ処理システム９５２、リモート・プリンタ９５４またはリモート・ストレージ９５６に結合できるように、ネットワーク・アダプタ９５０もシステムに結合できる。モデム、ケーブル・モデムおよびＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）カードは、ネットワーク・アダプタの現在利用可能なタイプのいくつかにすぎない。

従って、コンピュータ・プログラム９９０は、図９のシステム９００によって読み取りおよび実行される場合に、本発明のステップまたは要素を実行するのに必要なステップをシステム９００に実行させる命令を含む。

本発明の実施形態の上記説明は、例示および説明の目的で提示された。網羅的であることまたは本発明を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示に照らして多くの変更および変型が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明で限定されるのではなく、むしろ本明細書に添付の特許請求の範囲によって限定されることが意図されている。

本発明の一実施形態による階層型データ・ストレージ管理システムのブロック図を示す。 本発明の一実施形態によるデータ・ストレージ階層を表す。 本発明の一実施形態による３層化ストレージ・モデルを示す。 本発明の一実施形態によるファイル・システム・チャージバック課金を提供するファイル・システムを提供するように構成し得るＳＡＮを示す。 本発明の一実施形態によるファイル・システムのメタデータ情報の一部としてスペース利用の記録を提供するためのファイル・システム・チャージバック・バッファ配置を示す。 本発明の一実施形態によるスペース割当ての加重平均を計算する方法を示す流れ図である。 本発明の一実施形態による課金期間中の変化に関するバッファ内容を管理する方法を示す。 本発明の一実施形態によるファイル・システム・チャージバック課金を提供する方法の流れ図である。 本発明の一実施形態によるシステムを示す。

符号の説明

１００ システム
１０２ クライアント
１０４ 階層型データ・ストレージ・サブシステム
１１０ ネットワーク接続
１２０ データ処理装置
１２２ 階層型データ記憶装置
１２６ 通信チャネル
１３０ ＣＰＵ
１３２ Ｉ／Ｏプロセッサ
１６０ 管理システム
１４０ 不揮発性メモリ
１４２ 命令
１８０ 課金システム

Claims (14)

1. チャージバック課金データを提供するためのファイル・システムであって、現在の課金期間中、スペース割当てデータを持続的に維持するための第１のファイル・システム・バッファを含み、前記スペース割当てデータは、現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを含む、ファイル・システム。
2. 前記スペース割当ては、管理オブジェクトごとにトランザクション的かつ持続的に維持される、請求項１に記載のファイル・システム。
3. 管理オブジェクトごとの前記スペース割当ては、ストレージ層ごとに維持される、請求項２に記載のファイル・システム。
4. 前記平均スペース割当ては、現在の課金期間中の時間の長さおよびスペース割当てのサイズに基づいて重み付けされる平均を含む、請求項１に記載のファイル・システム。
5. 前記第１のファイル・システム・バッファ中のスペース割当てデータは、スペースが割当ておよび割当て解除される際に更新される、請求項１に記載のファイル・システム。
6. 以前の課金期間についてのスペース割当てデータを持続的に維持するための第２のファイル・システム・バッファをさらに含み、前記第１の課金期間中、持続的に維持される前記スペース割当てデータは、前記現在の課金期間の終わりに、前記第２のファイル・システム・バッファに移動される、請求項１に記載のファイル・システム。
7. ストレージ・システムであって、
   ストレージ・プールと、
   前記ストレージ・プールに結合され、前記ストレージ・プールへのユーザ・アクセスを制御するためのコントローラと、
   スペース割当てに基づいてチャージバック課金データを提供するためのファイル・システムと、
   管理オブジェクトによるストレージ・スペース割当てを記述する報告を生成するために前記ファイル・システム・チャージバック課金データを使用するための課金システムとを含み、
   前記ファイル・システムは、現在の課金期間中、スペース割当てデータを持続的に維持するための第１のファイル・システム・バッファを含み、前記スペース割当てデータは、前記現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを含む、
   ストレージ・システム。
8. プログラム・ストレージ・デバイスであって、
   ファイル・システム・チャージバック課金データを提供するための操作を実行するために処理デバイスにより実行可能なプログラム命令を含み、前記操作は、
   ファイル・システム・メモリの第１のストレージ・エリア中で、現在の課金期間についてのスペース割当てデータを監視および持続的に維持するステップと、
   前記現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを計算するステップと、
   前記現在の課金期間中の前記管理オブジェクトについての前記計算された最小、最大および平均スペース割当てに基づいて報告を生成するステップとを含む、
   プログラム・ストレージ・デバイス。
9. 前記終了された現在の課金期間中の前記管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを計算する前記ステップは、前記現在の課金期間中の時間の長さおよびスペース割当てのサイズに基づいて重み付けされる平均を計算するステップをさらに含む、請求項８に記載のプログラム・ストレージ・デバイス。
10. ファイル・システム・メモリの第１中で、現在の課金期間についてのスペース割当てデータを監視および持続的に維持する前記ステップは、管理オブジェクトごとにスペース割当てデータをトランザクション的かつ持続的に維持するステップをさらに含む、請求項８に記載のプログラム・ストレージ・デバイス。
11. ファイル・システム・メモリの第１のストレージ・エリア中で、現在の課金期間についてのスペース割当てデータを監視および持続的に維持する前記ステップは、スペースが割当ておよび割当て解除される際に前記スペース割当てデータを更新するステップをさらに含む、請求項８に記載のプログラム・ストレージ・デバイス。
12. 以前の課金期間についてのスペース割当てデータを、前記ファイル・システム・メモリの第２のストレージ・エリア中に持続的に維持するステップと、
    前記管理オブジェクトについての前記維持されたスペース割当てデータを前記ファイル・システム・メモリの前記第２のストレージ・エリアに移動させる一方で、その後の課金期間中、前記ファイル・システム・メモリの前記第１のストレージ・エリア中で、前記管理オブジェクトのスペース割当てを監視および持続的に維持することを開始するステップとをさらに含む、
    請求項８に記載のプログラム・ストレージ・デバイス。
13. ファイル・システム・チャージバック課金データを提供する方法であって、
    ファイル・システム・メモリの第１のストレージ・エリア中で、現在の課金期間についてのスペース割当てデータを監視および持続的に維持するステップと、
    前記現在の課金期間中の管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを計算するステップと、
    前記現在の課金期間中の前記管理オブジェクトについての前記計算された最小、最大および平均スペース割当てに基づいて報告を生成するステップとを含む、
    方法。
14. ファイル・システム・チャージバック課金を提供する方法であって、
    ファイル・システム・アクティビティに基づいて管理オブジェクトごとのスペース割当てを表すメタデータを受信するステップと、
    現在の課金期間についての前記スペース割当てを表す前記メタデータをストレージ・エリア中に持続的に維持するステップと、
    前記現在の課金期間中の前記管理オブジェクトについての最小、最大および平均スペース割当てを計算するために、前記受信されたメタデータを使用するステップとを含む、
    方法。

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