JP2008299359A - Raid装置及びraid装置のストライプ変換制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各コントローラは、ホスト1からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にデータをリード/ライトする機能を備えたRAID装置であって、各コントローラの制御部2は、ストライプ変換制御を行う際、1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1と、フェーズ1で再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2の2つのフェーズを遷移する機能を備えている。
【選択図】図1
Description
以下、特許文献1を従来例1として説明する。従来例1には次のような内容が記載されている。なお、RAIDは、Redundant Arrays of Inexpensive Diskのことである。
(b) :「少なくとも、RAIDレベルと論理デバイス数を定義した新旧のRAID構成定義情報を使用し、制御部が、それぞれによりRLUをマッピングして、ステージング、ライトバックして、RAID構成を変更する。このため、多様なRAIDレベルの変換、容量増加を実現できる。」・・・要約の欄を参照
(c) :「従って、本発明の目的は、活性状態でのRAIDレベルの変更範囲を拡大するためのRAID装置及び論理デバイス拡張方法を提供するにある。」・・・段落番号[0011]参照
(d) :「又、本発明の他の目的は、物理ディスク数の変更なしに、活性状態でRAIDレベルを変更するためのRAID装置及び論理デバイス拡張方法を提供するにある。」・・・段落番号[0012]参照
(e) :「更に、本発明の他の目的は、活性状態で、RAIDレベルを変更せずに、RAIDグループの容量を増大するためのRAID装置及び論理デバイス拡張方法を提供するにある。」・・・段落番号[0013]参照
(2) :従来例2
以下、特許文献2を従来例2として説明する。従来例2には次のような内容が記載されている。
(b) :「従って、本発明の目的は、論理ユニットを連結しても、コントローラの負荷が大きくなることを防止するためのストレージ制御装置及び制御方法を提供することにある。」・・・段落番号[0013]参照
(c) :「又、本発明の他の目的は、連結できる論理ユニットの制限を解除し、柔軟性のある大容量論理ユニットを構成するためのストレージ制御装置及びその制御方法を提供することにある。」・・・段落番号[0014]参照
(d) :「更に、本発明の他の目的は、論理ユニットを連結しても、ホストアクセス性能の低下を防止するためのストレージ制御装置及び制御方法を提供することにある。」・・・段落番号[0015]参照
(3) :従来例3
以下、特許文献3を従来例3として説明する。従来例3には次のような内容が記載されている。
(b) :「そこで、本発明の第1の目的は、システムに記憶されているデータを消去することなく、システムに新たな記憶装置を追加可能にする方法を提供することである。」・・・段落番号[0012]参照
以下、前記構成に基づく本発明の作用を説明する。
各コントローラの制御部は、ストライプ変換制御を行う際、フェーズ1からフェーズ2へ遷移する2つのフェーズを有する。フェーズ1では、1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置し、フェーズ2では、前記フェーズ1で再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行う。
各コントローラの制御部が前記ストライプ変換制御を行う際に行うフェーズ1では、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する機能を有し、フェーズ2では、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める機能を有する。
前記ストライプ変換処理では、各RAIDグループ内の複数ストライプ分のデータを1まとめにし、データ再配置の最小単位の1セグメントとして扱う。
図1は本発明の原理説明図である。図1において、1はホストコンピュータ(以下、単に「ホスト」とも記す)、2は制御部、3はデータ配置管理テーブル用メモリ、4はバッファメモリ、CMはコントローラモジュール(Controller Module )、RTはルータ(Router)、RLUはRAIDグループの論理ユニットを示す。なお、以下の説明では、フェーズ1をPhase 1、フェーズ2をPhase 2とも記す。
図2はシステムのハード構成図である。以下、図2に基づいてシステムのハード構成を説明する。
(1) :データ再配置処理の基本的な説明
以下に説明するデータ再配置処理では、従来、1つのRAIDグループで制御されていたデータについて、自身を含む複数のRAIDグループに再配置することで、装置資源をより効率的に、また、安全に実現する。具体的には、下記の2つの機能を実現することで前記目的を達成する。
(a) :一つのRAIDグループのデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数のRAIDグループに再配置する。
データ再配置処理の実現方法として、ストライプ変換処理については、大きく2つのフェーズ(Phase 1、Phase 2)を遷移する。1つ目のフェーズ(Phase 1)として、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへの配置を実施する。2つ目のフェーズ(Phase 2)として、変換により他RAIDグループへ移ったことで、二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める。
(Phase1)
(a) :ストライプ変換処理用バッファメモリの獲得
(b) :変換元データのリード
(c) :変換後データ配置へのライト
(d) :変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更
(e) :ストライプ変換処理用バッファメモリ解放
(Phase2)
(a) :ストライプ変換処理用バッファメモリ獲得
(b) :変換元RAIDグループリード
(c) :他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書き
(d) :上書きデータ進捗更新
(e) :ストライプ変換処理用バッファメモリの解放
§4:フローチャートに基づくデータ再配置処理の説明
(1) :Phase1のデータ再配置処理
図3はPhase1のデータ再配置処理フローチャートである。以下、図3に基づいて、Phase1のデータ再配置処理を説明する。なお、図3においてS1〜S6は各処理ステップを示す。また、以下の処理は各CM内の制御部2が行う処理であり、各CMでは、自CMが対象とするRLUは、予め、各CM内のデータ配置管理テーブル用メモリ3内のデータ配置管理テーブルに記録されているものとする。
図4はPhase2のデータ再配置処理フローチャートである。以下、図4に基づいて、Phase2のデータ再配置処理を説明する。なお、図4においてS11〜S15は各処理ステップを示す。また、以下の処理は各CM内の制御部2が行う処理であり、各CMでは、自CMが対象とするRLUは、予め、各CM内のデータ配置管理テーブル用メモリ3内のデータ配置管理テーブルに記録されているものとする。
図5はPhase1(a) −(c) におけるデータ再配置処理例1の説明図である。また、図6はPhase1(d) −(e) 及びPhase2(a) −(d) におけるデータ再配置処理例の説明図であり、A図はPhase1(d) −(e) におけるデータ再配置処理例1の説明図、B図はPhase2(a) −(d) におけるデータ再配置処理例2の説明図である。また、図7はPhase2(e) におけるデータ再配置処理例2完了の説明図である。なお、RLUはRAIDグループの論理ユニット、CMはコントローラモジュール、セグメントはデータ再配置の最小単位(例えば、1セグメント=3ストライプ分)である。
この例は、RAID5(3+1)のRLU#0について、1セグメントを3ストライプ分とした例である。この処理では、ストライプ変換処理用バッファメモリ4の獲得を行い、変換元データをリードし(データ読み出し)、変換後データ配置へのライト(データ書き込み)を行う。
この処理では、前記図5に示した変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更し、ストライプ変換処理用バッファメモリ解放する。この処理では、図5に示したCM#0が担当するRLU#0に書き込んだセグメント#0はそのままとし、セグメント#1はCM#1が担当するRLU#1の1番目に移動させ、セグメント#2はCM#2が担当するRLU#2の1番目に移動させる。
この処理では、ストライプ変換処理用バッファメモリ4の領域を獲得し、変換元RAIDグループリードし、他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きをし、上書きデータ進捗更新を行う。
図8はCMでの担当LUN構成の説明図、図9はCMでの担当LUN共有/共用構成の説明図である。
前記RAID装置が行う処理は、各CM内の制御部2が、各CMの制御部2内の記憶手段(メモリ又はハードディスク装置等)に記憶されたプログラムを実行することにより行うが、このような例に限らず、次のようにしても実現できる。この場合、各CMの制御部2内の記憶手段に記憶するプログラムは、次のようにして記憶させる。
前記の説明に対し、次のような構成を付記する。
複数の物理ディスク装置を含むディスク装置群と、
上位装置に接続して運用され、前記ディスク装置群の予め割り当てられた複数のディスク装置毎にデータのリード/ライト制御を行うコントローラを複数備え、
前記各コントローラは、上位装置からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にリード/ライトする機能を備えたRAID装置において、
前記各コントローラには、
データのリード/ライトの制御を行う制御部と、
前記各ディスク装置に対するデータの配置情報を管理するデータ配置管理テーブルを格納する記憶手段と、
転送データを一時的に格納するバッファメモリとを少なくとも備え、
前記各コントローラの制御部は、ストライプ変換制御を行う際、
1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1と、
前記フェーズ1で再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2とからなる2つのフェーズを遷移する機能を備えていることを特徴とするRAID装置。
前記各コントローラの制御部が前記ストライプ変換制御の際に行うフェーズ1では、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する機能を有し、
前記フェーズ2では、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める機能を有すると共に、
更に前記フェーズ1では、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元データのリード処理と、
変換後データ配置へのライト処理と、
変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更する処理と、
ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行い、
更に前記フェーズ2では、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元RAIDグループのデータをリードする処理と、
他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きする処理と、
上書きデータ進捗更新する処理と、
前記ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行う機能を備えていることを特徴とする付記1記載のRAID装置。
前記各コントローラは、それぞれ自コントローラが担当するRAIDグループが割り当てられており、
コントローラ間で相互にデータ転送を含む通信ができるように各コントローラ間には通信手段を備え、該通信手段を介して、各コントローラが担当するRAIDグループに対するリード/ライトデータの転送を行う機能を備えると共に、
前記ストライプ変換処理では、各RAIDグループ内の複数ストライプ分のデータを1まとめにし、データ再配置の最小単位の1セグメントとして扱う機能を備えていることを特徴とする付記1又は2記載のRAID装置。
複数の物理ディスク装置を含むディスク装置群と、
上位装置に接続して運用され、前記ディスク装置群の予め割り当てられた複数のディスク装置毎にデータのリード/ライト制御を行うコントローラを複数備え、
前記各コントローラは、
データのリード/ライトの制御を行う制御部と、
前記各ディスク装置に対するデータの配置情報を管理するためのデータ配置管理テーブルを格納する記憶手段と、
転送データを一時的に格納するバッファメモリとを少なくとも備え、
上位装置からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にリード/ライトするRAID装置のストライプ変換制御方法において、
前記各コントローラの制御部は、ストライプ変換制御を行う際、
1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1のステップと、
前記フェーズ1のステップに続き、前記フェーズ1のステップで再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2のステップを行うことを特徴とするRAID装置のストライプ変換制御方法。
前記各コントローラの制御部が前記ストライプ変換制御を行う際に行うフェーズ1のステップでは、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する処理を有し、
前記フェーズ2のステップでは、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める処理を有し、
更に前記フェーズ1のステップでは、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元データのリード処理と、
変換後データ配置へのライト処理と、
変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更する処理と、
ストライプ変換処理用バッファメモリ解放する処理を行い、
更に前記フェーズ2のステップでは、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
前記フェーズ1の処理に続く処理として、変換元RAIDグループのデータをリードする処理と、
他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きする処理と、
上書きデータ進捗更新する処理と、
前記ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行うことを特徴とする付記4記載のRAID装置のストライプ変換制御方法。
複数の物理ディスク装置を含むディスク装置群と、
上位装置に接続して運用され、前記ディスク装置群の予め割り当てられた複数のディスク装置毎にデータのリード/ライト制御を行うコントローラを複数備え、
前記各コントローラは、
データのリード/ライトの制御を行う制御部と、
前記各ディスク装置に対するデータの配置情報を管理するためのデータ配置管理テーブルを格納する記憶手段と、
転送データを一時的に格納するバッファメモリとを少なくとも備え、
上位装置からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にリード/ライトするRAID装置に、
ストライプ変換制御を行う際、
1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1のステップと、
前記フェーズ1のステップに続き、前記フェーズ1のステップで再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2のステップを実現させるためのプログラム、又は該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記ストライプ変換制御の際に行うフェーズ1のステップでは、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する処理を有し、
前記フェーズ2のステップでは、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める処理を有し、
更に前記フェーズ1のステップでは、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元データのリード処理と、
変換後データ配置へのライト処理と、
変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更する処理と、
ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行い、
更に前記フェーズ2のステップでは、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
前記フェーズ1の処理に続く処理として、変換元RAIDグループのデータをリードする処理と、
他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きする処理と、
上書きデータ進捗更新する処理と、
前記ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行う機能を実現させるための付記6記載のプログラム又は該プログラムを記録した付記6記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
2 制御部
3 データ配置管理テーブル用メモリ
4 バッファメモリ
5 キャッシュメモリ
CM コントローラモジュール
CA チャネルアダプタ
DI デバイスアダプタ
RT ルータ
RLU RAIDグループの論理ユニット
Claims (5)
- 複数の物理ディスク装置を含むディスク装置群と、
上位装置に接続して運用され、前記ディスク装置群の予め割り当てられた複数のディスク装置毎にデータのリード/ライト制御を行うコントローラを複数備え、
前記各コントローラは、上位装置からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にリード/ライトする機能を備えたRAID装置において、
前記各コントローラには、
データのリード/ライトの制御を行う制御部と、
前記各ディスク装置に対するデータの配置情報を管理するデータ配置管理テーブルを格納する記憶手段と、
転送データを一時的に格納するバッファメモリとを少なくとも備え、
前記各コントローラの制御部は、ストライプ変換制御を行う際、
1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1と、
前記フェーズ1で再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2とからなる2つのフェーズを遷移する機能を備えていることを特徴とするRAID装置。 - 前記各コントローラの制御部が前記ストライプ変換制御の際に行うフェーズ1では、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する機能を有し、
前記フェーズ2では、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める機能を有すると共に、
更に前記フェーズ1では、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元データのリード処理と、
変換後データ配置へのライト処理と、
変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更する処理と、
ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行い、
更に前記フェーズ2では、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元RAIDグループのデータをリードする処理と、
他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きする処理と、
上書きデータ進捗更新する処理と、
前記ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行う機能を備えていることを特徴とする請求項1記載のRAID装置。 - 前記各コントローラは、それぞれ自コントローラが担当するRAIDグループが割り当てられており、
コントローラ間で相互にデータ転送を含む通信ができるように各コントローラ間には通信手段を備え、該通信手段を介して、各コントローラが担当するRAIDグループに対するリード/ライトデータの転送を行う機能を備えると共に、
前記ストライプ変換処理では、各RAIDグループ内の複数ストライプ分のデータを1まとめにし、データ再配置の最小単位の1セグメントとして扱う機能を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のRAID装置。 - 複数の物理ディスク装置を含むディスク装置群と、
上位装置に接続して運用され、前記ディスク装置群の予め割り当てられた複数のディスク装置毎にデータのリード/ライト制御を行うコントローラを複数備え、
前記各コントローラは、
データのリード/ライトの制御を行う制御部と、
前記各ディスク装置に対するデータの配置情報を管理するためのデータ配置管理テーブルを格納する記憶手段と、
転送データを一時的に格納するバッファメモリとを少なくとも備え、
上位装置からの要求に応じRAID構成定義に従ってデータを分解し、複数の物理ディスク装置に並列にリード/ライトするRAID装置のストライプ変換制御方法において、
前記各コントローラの制御部は、ストライプ変換制御を行う際、
1つのRAIDグループ内のデータを、同一RAIDレベルの自RAIDグループを含む複数RAIDグループに再配置するフェーズ1のステップと、
前記フェーズ1のステップに続き、前記フェーズ1のステップで再配置する前のRAIDグループについては、二重のデータを持っている状態であり、このデータの消し込みとデータ再配置を行うフェーズ2のステップを行うことを特徴とするRAID装置のストライプ変換制御方法。 - 前記各コントローラの制御部が前記ストライプ変換制御を行う際に行うフェーズ1のステップでは、元のデータを残しながら変換元RAIDグループのデータを別RAIDグループへ配置する処理を有し、
前記フェーズ2のステップでは、変換により他RAIDグループへ移った事で二重に残ったデータ部を空き扱いにして、データを詰める処理を有し、
更に前記フェーズ1のステップでは、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元データのリード処理と、
変換後データ配置へのライト処理と、
変換完了後、ホスト入出力の受付先を変換完了構成に変更する処理と、
ストライプ変換処理用バッファメモリ解放する処理を行い、
更に前記フェーズ2のステップでは、
前記フェーズ1の処理に続く処理として、
ストライプ変換処理用に前記バッファメモリの必要な領域を獲得する処理と、
変換元RAIDグループのデータをリードする処理と、
他RAIDグループへ移ったデータ部への後構成での上書きする処理と、
上書きデータ進捗更新する処理と、
前記ストライプ変換処理用バッファメモリを解放する処理を行うことを特徴とする請求項4記載のRAID装置のストライプ変換制御方法。
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