JP2008269414A

JP2008269414A - ストレージシステムにおけるデバイス特定方法、デバイス特定装置、およびデバイス特定プログラム

Info

Publication number: JP2008269414A
Application number: JP2007113279A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Makino; 司牧野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: JP4946597B2

Abstract

【課題】マルチイニシエータで動作するファイバチャネルを有するディスク記憶システムにおいてログインの少ないデバイス特定方法を実現する。
【解決手段】
本発明は、ログインに失敗しても支障がないデバイスアダプタのＷＷＮ情報をループ内に存在するデバイスの中でも極めて小さな値に設定してループマスタとし、そのループＩＤに最大の値を割当て、隣接して順列配置した他デバイスアダプタのループＩＤにループマスタと異なる次に大きな値を割当てることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、マルチイニシエータで動作するファイバチャネルを有するディスク記憶システム（ストレージシステムともいう）におけるデバイス特定技術に関する。

従来、ファイバーチャネル調停ループに複数のデバイスが接続するストレージシステムにおいて、ループの初期化を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。以下、図を用いて、一般的な従来技術についての動作を説明する。

図７に、マルチイニシエータを有するアービトレイテッドループを示す。図は、マルチイニシエータとしての制御モジュール（以下デバイスアダプタ：ＤＡで表す）とディスク（ＤＩＳＫ）との接続形態について示している。マルチイニシエータは、ターゲット機器（データの受信を行なう機器）一台に対して複数のイニシエータ（データ送信を行なう機器）が存在する構成であり、複数のイニシエータの制御によって効率の良い入出力スループットを制御することを可能とするものである。

各イニシエータとなるＤＡとＤＩＳＫは、ファイバーチャネルのポートを搭載しており、各ポートは、ファイバーチャネルケーブルによってアービトレイテッドループ（Arbitrated Loop ：調停ループ）を形成して接続されている。アービトレイテッドループは、ファイバチャネルの接続形態の一つで、複数のファイバチャネルポートをループ状に接続し、その中の一対のポート間で通信を行なうことを可能とする形態で、最大１２７個のデバイスを接続することが可能となっている。

各ポートはそれぞれが通信を行なうために、ループに接続されているデバイスを認識するループの初期化を行なう。ループの初期化は、ループマスタ（Loop Master ）になったポートからＬＩＰ（Loop Initialization Primitive ）が発行され、各ポートにループ内の固有のアドレスであるＡＬ＿ＰＡ（Arbitrated Loop Physical Address）を確定する処理が実行される。ＡＬ＿ＰＡは、ループマスタを起点として接続デバイス順に設定される。設定される値は、ハード的に指定（ハードアサイン）が可能であり、可能な限り指定したＡＬ＿ＰＡが適用される。

ここで、ループマスタとは、ループイニシャライズ（ループ初期化）を実行する時に決定するループイニシャライズを主導するポートを指す。ループ内にファブリックポートがある場合は、このファブリックポートがループマスタとなる。ファブリックポートがない場合には、ループ内で最もＷＷＮ（World Wide Name)の小さいポートが選出される。

また、ＡＬ＿ＰＡは、連続した数値ではなく扱いにくいため、各ポートのＡＬ＿ＰＡに対し連続した数値として割り当てられたループＩＤ（Identifier：識別子）が実際には使用される。ＡＬ＿ＰＡは、デバイス内でハード的に固定することも可能であるが、ループ上で偶然同じ値に固定されていた場合には、ループ内の優先順位により、ループマスタに順列的に近い方のデバイスのＡＬ＿ＰＡ設定が優先される。先に、ＡＬ＿ＰＡが設定されていたデバイスに対しては未設定のＡＬ＿ＰＡを設定することになる。

しかし、既にループ上にハード的に設定したＡＬ＿ＰＡが存在した場合には、指定したＡＬ＿ＰＡは設定されずにその後のシーケンスでソフト的に順番に設定される（ソフトアサイン）。順番は、設定に合わせて昇順、降順が決定される。当然のことながら、ハード的に設定済のポートと同じＡＬ＿ＰＡが取られることはない。ループの初期化後、データ転送前に関連するポート情報（ＷＷＮ等）を交換し、ポートにアクセスするログインが行われ、このログインが完了した後に通信が可能となる。

さらに、図８〜図１０を用いて、従来のマルチイニシエータによるアービトレイテッドループの動作を説明する。

図８は，従来のマルチイニシエータによるアービトレイテッドループの動作を示している。マルチイニシエータで動作するファイバチャネルを有するディスク記憶システムにおいて、アービトレイテッドループのデバイスアダプタ（ＤＡ）やディスク（ＤＩＳＫ）等）を識別する場合には、ループ上のデバイスが持つＷＷＮ情報を参照して判別することにより実現される。

ＷＷＮ情報は、ループ上のデバイスにログインすることにより獲得可能になる。例えば、複数のＤＡと複数のＤＩＳＫが接続されたアービトレイテッドループにおいて、ＤＡポートからループ上の各デバイスのポートにログイン処理を実行し、ＷＷＮ情報を獲得することにより、対象デバイスがＤＡであるか、ＤＩＳＫであるかを認識し、アクセス制御が可能となる。図では、ＤＩＳＫ−Ｄへのログインに失敗し、ＤＩＳＫが使用不可能な状態に陥った様子を模式的に示している。

図９のＷＷＮ獲得処理のフローによれば、装置起動時に、ＤＡ０が、各ＤＩＳＫに対して制御可能になるまでのループ内の動作は、
（１）ループ初期化の実行では、ＤＩＳＫの抜き差し等何らかの要因でループに状態変化が生じたときに、イニシエータポートにおいてＬＩＰが発行され、ＤＡポート、ＤＩＳＫポートに、ループＩＤの確定処理が実行される（Ｓ１００）。
（２）ＤＡ０（ＣＭ０）から各ＤＩＳＫを制御する際に、各ＤＩＳＫのポート情報を採取するため、ＤＡ０から各ＤＩＳＫのポートにログイン処理を行なう（Ｓ１０１）。
（３）ログイン処理の成否を判定し（Ｓ１０２）、ログインが成功したら他ポートからＷＷＮの情報を採取する（Ｓ１０３）。そして、採取したＷＷＮによりデバイスを特定し、次に通信可とする設定を行う（Ｓ１０４）。
（４）仮に、ＤＩＳＫ−Ｄがログインに失敗していたとすると、再び、ＤＩＳＫ−Ｄに対してログインを実施し、ログイン完了まで待機し、最大規定回数まで繰り返す（Ｓ１０５）。
（５）さらに、ログインに失敗し続けた場合には、ＷＷＮが取れないためＤＩＳＫ−Ｄは使用不可としてループから切り離す（Ｓ１０７）。

図１０のファイバチャネル調停ループにおけるデバイスのマッピングテーブルは、マルチイニシエータのアービトレイテッドループにおけるログインの失敗を、装置名に対するループＩＤおよびＷＷＮ値の関係において示している。

つまり、ＷＷＮが最小値であるＤＡ０をループマスタ（ループＩＤは最大値) として初期化処理が実行され、ループマスタと順列に接続するＤＩＳＫが、Ａ→Ｂ→Ｃ・・・という順番で、ログイン処理され、ＤＩＳＫ−Ｄのログインが失敗に終わり、ＷＷＮが取得されない状態を示している。
特開２０００−１６５４３７号公報

上記してきたように、従来方式では、ログインに成功しない限りデバイスの特定ができないため、ログイン不要のデバイスに対しても成功するまで可能な限りログインをリトライしなければならないという問題を抱える。ＷＷＮ情報を獲得するためにログイン処理を行うが、ログインに一時的に失敗した場合に、問題が発生する可能性がある。

つまり、現状では、ログイン失敗のデバイスに対して再びログインを行い、ＷＷＮ情報を採取しデバイスの認識を行なう必要があり、ここでログインに失敗したデバイスが、とくに制御を必要としなかったデバイス（ＤＡポート）であった場合、採取しなくてもよいＷＷＮ情報を獲得する処理が入るために、無駄にログインの再試行を繰り返すことになる。このように、ループ上で不要なログイン処理が発生するため、結果的にループの立ち上がりが遅れるという問題を抱える。

また、他の課題として、装置構成によっては、ループマスタ以外に制御的に優先順位を高くするべきデバイスに優先順位の高いループＩＤを設定できない場合があることが挙げられる。ループＩＤはループマスタより順列に沿って設定されるが、優先順位を高くするデバイスの前に他のデバイスが設置され、制御的に優先順位を高くするべきデバイスが設定を試みたループＩＤを他のデバイスが先に設定してしまうと設定が不可能になり、結果的に、優先順位の低いループＩＤを設定することとなり、最悪な場合、装置の性能低下をまねくこととなる。

そこで、上記問題を解決するため、本発明では、ログイン処理を最小限に抑えた構成になるファイバチャネルを備えたディスク記憶システムを提供する。

第一の発明は、ファイバチャネル調停ループにイニシエータとしての複数のデバイスアダプタとターゲットとしての複数のデバイスが接続されたストレージシステムにおけるデバイス特定方法であって、隣接して順列配置された前記複数のデバイスアダプタの内、最上位にあるデバイスアダプタのポートをループ内で最小のＷＷＮ値に設定してループマスタとするステップと、前記複数のデバイスアダプタの各ポートのループＩＤとして、前記複数のデバイスのどれよりも大きな値を割当てるステップと、前記複数のデバイスの各ポートのループＩＤとして、前記デバイスアダプタに割当てられたループＩＤより小さい値を接続順に割当てるステップとを有することを特徴とするデバイス特定方法に関する。

すなわち、第一の発明によれば、ログインに失敗しても支障がないデバイスアダプタのＷＷＮ情報をループ内に存在するデバイスの中でも極めて小さな値（最小値）に設定してループマスタに決定し、そのループマスタのループＩＤとしてループ内で極めて大きな値（優先度が高くなる値）を割当て、続いて、隣接する他デバイスアダプタのループＩＤに対し、ループマスタとは異なる大きな値を割当て、ループマスタとなるデバイスアダプタ、他デバイスアダプタの順番で連続となるようにする。その他のデバイスは、ハード的に極めて小さな値を接続順に割当てる構成とすることによって、ループ初期時に、複数あるイニシエータとしてのデバイスアダプタのループＩＤを固定することが可能となり、ＷＷＮ情報がなくてもループＩＤから当該デバイスの認識が可能となる。また、ループ内に接続する他のデバイスを制御するデバイスアダプタであることが予め判っている場合には、ムダなログインを省くことが可能となる。

第二の発明は、前記複数のデバイスのループＩＤは、当該ループで未割当てとなっているループＩＤが、ループ初期化時のソフトアサイン処理によって昇順に割当てられることを特徴とする上記第一の発明に記載のデバイス特定方法に関する。

すなわち、第二の発明によれば、ループ初期化時のソフトアサイン処理によって、複数のデバイスのループＩＤとして、未割当てのループＩＤがループ内で、イニシエータとなる複数のデバイスアダプタの各ポートに固定されたループＩＤより小さな値を接続順に昇順で割当てる構成とすることで、確実に、各デバイスのポートのループＩＤを固定することができ、当該ループＩＤからデバイスの認識が可能となる。

以上、上記してきた発明により以下の効果が生まれる。
（１）複数のデバイスアダプタ等、特定のデバイスのＷＷＮをループに接続するデバイスの中で最も小さい値に設定してループマスタとすることにより複数台のデバイスのループＩＤを固定できる構成とすることによって、ＷＷＮ情報を獲得しなくても、ループＩＤのみで特定のデバイスの確定が可能となる。
（２）特定のデバイスのループＩＤを固定させることにより、当該ループＩＤ情報からログイン不要なデバイス等、デバイスの種類の切り分けが可能になる。
（３）デバイスの確定がログイン前に行なえるため、ログイン処理のリトライの要否が判断でき、不要なログインの再試行の防止が可能となる。

以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明を適用するディスク記憶システムの基本構成を示す。本システムは、ＲＡＩＤ（Redundant Array Independent Disks ）を構成することにより、データの冗長性を高め、望ましい性能特性をホストに提供することを目的とし、マルチイニシエータで動作するファイバチャネルを有するディスク記憶システムを実現するものである。

ディスク記憶システム１（ストレージシステム）は、チャネルアダプタ１１（Channel Adapter ：代表的にＣＡ１、ＣＡ２で示している）、制御モジュール１２（Controller Module ：代表的にＣＭ１、ＣＭ２で示している）、およびディスク装置１３（以下ＤＩＳＫという）から構成されている。

チャネルアダプタ１１は、ホストインターフェースの制御をつかさどるモジュールであり、ホスト計算機２（以下ＨＯＳＴという）からデータの書込み／読出しのオペレーション要求を受領すると、制御モジュール１２に対して処理要求を通知、または制御モジュール１２上のキャッシュメモリに直接アクセスしてＨＯＳＴ２との間でデータ転送を行う。制御モジュール１２は、全モジュールの中核となるモジュールであり、キャッシュメモリ内のメモリ領域の割当管理、ＤＩＳＫ１３へのアクセス制御などの制御を行う。

さらに、制御モジュール１２は、ＤＩＳＫ１３と通信を行なうためのモジュールであるデバイスアダプタ（Device Adaptor、以下ＤＡという）を搭載しており、ＤＩＳＫ１３とファイバチャネルインタフェース（Fiber Channel Interface ）で接続され、ＤＩＳＫ１３と通信を行なうファイバチャネルインタフェースの制御、ＤＩＳＫ１３のＩ／Ｏ制御、ＲＡＩＤ制御等を行なう。

図２は、本発明の実施の形態になる複数のデバイスアダプタと複数のデバイスをもつファイバチャネル調停ループの構成例を示す。実施例では、ファイバチャネル調停ループは、２個のデバイスアダプタ（ＤＡ）と６個のディスク（ＤＩＳＫ）で構成された例を示している。

また、ＤＩＳＫへアクセスするには、ＤＩＳＫへのログインが必須であり、デバイスアダプタのログインは必須ではないと仮定して、以下のような設定を行なう。
（１）ループマスタとなるデバイスインタフェースＤＡ１に最小のＷＷＮ情報（ＷＷＮ：10000200 00001100 ）、および最大のループＩＤ（０ｘ７Ｄ）を設定する。
（２）ループマスタの次の順列位置にもう一方のデバイスアダプタＤＡ０を接続し、ループＩＤを最大よりも一つ小さな値（０ｘ７Ｃ）に設定する。ＤＩＳＫについてはとくに制限はない。なお、複数のＤＡ間のループＩＤに優先順はなく、ＤＡ１が０ｘ７Ｃ、ＤＡ１が０ｘ７Ｄとなっていてもよい。
（３）ループ初期化において、ループＩＤは昇順に取られるものとする。

本設定を行なうことによって、デバイスアダプタのループＩＤは、ハードアサインにおいて常に最大の値（または最大値に次ぐ値）を取ることになる。

ループＩＤ及びＷＷＮは、図２に示したようにマッピングされ、０ｘ７Ｄ、０ｘ７ＣのループＩＤを取るデバイスがＤＡであるということが判る。このように、ループＩＤを固定することにより、ＷＷＮ情報を参照しなくてもデバイスの確定が可能となる。

なお、ＤＡの配置を連続で設置する理由は、連続で設置することによりループＩＤ獲得の優先順位を高くし、ループＩＤを必ず固定させるためである。すなわち、仮に、連続でＤＡを設置していなかった場合、ＤＡのループＩＤをハード的に固定したとしても、他のデバイス（ＤＩＳＫ等）が、ＤＡよりもループマスタに近い順列で存在し、かつ、同じループＩＤがハード的に設定されていた場合に、他のデバイスのループＩＤが先に確定されてしまい、ＤＡのループＩＤは、ハード的に設定したループＩＤに固定できなくなってしまう。

図３は、本発明の実施の形態になる複数のデバイスアダプタと複数のデバイスをもつファイバチャネル調停ループにおけるループＩＤのマッピングテーブルを示す。マッピングテーブルは、ループにおける各デバイスのループＩＤ及びＷＷＮの設定状態を示すもので、デバイスの「装置名」、「ＬｏｏｐＩＤ」、および「ＷＷＮ」の項目からなる複数のレコードで構成されている。

実施例は、イニシエータとして、デバイスアダプタがＤＡ１とＤＡ２の２つが存在する場合を例としており、ＤＡ１では、ループＩＤは最大値として０ｘ７Ｄ、ＷＷＮには 10000200 00001100の最小値が設定され、ＤＡ０では、ループＩＤは最大値の次の値として０ｘ７Ｃが、ＷＷＮには 10000200 00011000の最小値に次ぐ値が設定されている。一方、ＤＩＳＫ−Ａでは、ループＩＤは、ＤＡの値より小さな値として０ｘ００が、ＷＷＮにはＤＡの値より大きな値が設定されている。

ここで、本実施例では、ＤＡ間のループＩＤが、上位位置にあるＤＡからの順序で設定された例になっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、データを発信するイニシエータとなる複数のＤＡ間でのループＩＤ割当てに関する優先順位はなく、データを受信するターゲットとなる複数のデバイスに対して区別できる任意の大きな値が振り分けて設定されていればよい。

図４は、本発明の実施の形態になるループＩＤの設定処理フローを示す。本実施例は、ファイバーチャネル調停ループにおいて、データを受信するディスク等のターゲットデバイス（例えば、ディスク）に対し、データを送信するイニシエータとして複数のデバイス（例えば、ディスク等のデバイスを制御する制御モジュールのデバイスアダプタ）が存在する場合のループＩＤの設定処理を示している。

まず、ステップＳ１１において、隣接して順列配置された複数のデバイスアダプタ（ＤＡ）の内、上位にあるＤＡのポートのＷＷＮとしてループ内のデバイスの中で最小の値を設定する。つぎに、ステップＳ１２において、該上位ＤＡのポートのループＩＤとしてループ内でその他のデバイスと区別できる大きな値を設定する。さらに、ステップＳ１３において、次の順列に接続する他ＤＡのループＩＤとしてループマスタに次ぐ大きな値を設定する。以上の設定値は、デバイスのループＩＤのマッピングテーブルとしてポート用メモリ領域に格納される。

図５は、本発明の実施の形態になるループＩＤの割当処理フロー（その１）を示す。まず、ステップＳ２１において、ループ内に接続するデバイスの中でポートのＷＷＮに最も小さい値が設定されたデバイスをループマスタに決定する。そしてステップＳ２２において、ループマスタのル−プＩＤとして、ハード的に設定されているＡＬ＿ＰＡ値である最大の値を割当て、例えば、０ｘ７Ｄをループで使用できるように確定する処理を行う。

つぎに、ステップＳ２３において、次の順列にループ接続されているデバイスについて、ハード的に設定されたループＩＤ値がループで使用できるかを確認する。そして、ステップＳ２４において、ハード設定されたループＩＤは、すでにループにおいて確定された値となっているかを判定する。確定値となっていなければ、ステップＳ２５において、当該デバイスのル−プＩＤをループで使用できるように確定する。

さらに、ステップＳ２７において、次の順列にデバイスが接続されているかを判定し、接続されたデバイスが存在すれば、ステップＳ２３以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ２４において、設定対象のループＩＤは、すでに使用されているため（またはハード的にループＩＤが未設定) 、ループＩＤの確定を保留し、後のシーケンスで決定する。

図６は、本発明の実施の形態になるループ初期化によるループＩＤの決定処理フロー（その2 ）を示す。本フローは、図５の未決定となっているループＩＤをソフトアサインで処理するフローを示している。

まず、ステップＳ２８において、ループマスタによるループ初期化で確定しているループＩＤ（ハード的に設定済）を確認する。ステップＳ２９において、次の順列に接続されているデバイスについてループＩＤ値がループで確定しているかを確認する。そして、ステップＳ３０において、デバイスのループＩＤはループで未確定かを判定する。

確定していれば、ステップＳ３２において、次の順列に接続するデバイスの存在を確認し、デバイスが存在していれば、ステップＳ２９に戻り以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ３０において、デバイスのループＩＤが未確定であれば、ステップＳ３１において、ループで割り当てていないループＩＤをデバイスのポートに割当てループＩＤを確定する（ソフトアサイン）。但し、昇順に割り当てるため、ループ内の小さな値から割当てる。

以上、説明してきたように、本発明の構成を用いることによりＷＷＮ情報を獲得しなくても、ループＩＤのみで特定のデバイスの確定が可能となる。また、デバイスの確定がログイン前に行なえるため、ログイン処理のリトライの要否が判断でき、不要なログインの再試行の防止が可能になる。さらに、本構成を用いることにより特定のデバイスに設定したいループＩＤ（ＡＬ＿ＰＡ）を確定させることが可能となる。

本発明を適用するディスク記憶システムの基本構成を示す図である。本発明の実施の形態になる複数のディスクアダプタと複数のデバイスをもつファイバチャネル調停ループの構成例を示す図である。本発明の実施の形態になるファイバチャネル調停ループにおけるループＩＤのマッピングテーブルを示す図である。本発明の実施の形態になるループＩＤの設定処理フローを示す図である。本発明の実施の形態になるループ初期化によるループＩＤの決定処理フロー（その１）を示す図である。本発明の実施の形態になるループ初期化によるループＩＤの決定処理フロー（その２）を示す図である。マルチイニシエータを有するアービトレイテッドループを示す図である。従来のマルチイニシエータによるアービトレイテッドループの動作を示す図である。ＷＷＮ獲得処理のフローを示す図である。ファイバチャネル調停ループにおけるデバイスのマッピングテーブルを示す図である。

符号の説明

１ディスク記憶システム（ストレージシステム）
２ＨＯＳＴ（ホスト計算機）
１１ＣＡ（チャネルアダプタ）
１２ＣＭ（制御モジュール）
１３ＤＩＳＫ（ディスク）

Claims

ファイバチャネル調停ループにイニシエータとしての複数のデバイスアダプタとターゲットとしての複数のデバイスが接続されたストレージシステムにおけるデバイス特定方法であって、
隣接して順列配置された前記複数のデバイスアダプタの内、最上位にあるデバイスアダプタのポートをループ内で最小のＷＷＮ値に設定してループマスタとするステップと、
前記複数のデバイスアダプタの各ポートのループＩＤとして、前記複数のデバイスのどれよりも大きな値を割当てるステップと、
前記複数のデバイスの各ポートのループＩＤとして、前記デバイスアダプタに割当てられたループＩＤより小さい値を接続順に割当てるステップと、
を有することを特徴とするデバイス特定方法。
前記複数のデバイスのループＩＤは、当該ループで未割当てとなっているループＩＤが、ループ初期化時のソフトアサイン処理によって昇順に割当てられることを特徴とする請求項１に記載のデバイス特定方法。
ファイバチャネル調停ループにイニシエータとしての複数のデバイスアダプタとターゲットとしての複数のデバイスが接続されたストレージシステムにおけるデバイス特定装置であって、
隣接して順列配置された前記複数のデバイスアダプタの内、最上位にあるデバイスアダプタのポートをループ内で最小のＷＷＮ値に設定してループマスタとする手段と、
前記複数のデバイスアダプタの各ポートのループＩＤに対し、前記複数のデバイスのどれよりも大きな値を割当てる手段と、
前記複数のデバイスの各ポートのループＩＤとして、前記デバイスアダプタに割当てられたループＩＤより小さい値を接続順に割当てる手段と、
を有することを特徴とするデバイス特定装置。
ファイバチャネル調停ループにイニシエータとしての複数のデバイスアダプタとターゲットとしての複数のデバイスが接続されたストレージシステムにおけるデバイス特定プログラムであって、
コンピュータに、
隣接して順列配置された前記複数のデバイスアダプタの内、最上位にあるデバイスアダプタのポートをループ内で最小のＷＷＮ値に設定してループマスタとするステップと、
前記複数のデバイスアダプタから発行される初期化コマンドによって、各デバイスアダプタのポートのループＩＤに対して、前記複数のデバイスのどれよりも大きな値を割当てるステップと、
前記複数のデバイスの各ポートのループＩＤとして、前記デバイスアダプタに割当てられたループＩＤより小さい値を接続順に割当てるステップと、
を実行させるデバイス特定プログラム。