JP2008521140A - 共有バックエンドストレージを備えた複数のストレージシステムにわたりユーザワークロードのバランスをリアルタイムにとるシステム、及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
本発明は、ストレージシステムに関し、特に、共有バックエンドストレージを備えた複数のストレージシステムにわたりユーザワークロードのバランスをリアルタイムにとることに関する。
ストレージシステムは、メモリ、テープ、及びディスクのような書き込み可能な永久的記憶装置上での情報の編成に関するストレージサービスを提供するコンピュータである。ストレージシステムは一般に、ストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)環境やネットワーク・アタッチド・ストレージ(NAS)環境において展開される。NAS環境で使用される場合、ストレージシステムは、情報を例えばディスク上にディレクトリやファイルの階層構造として論理編成するためのファイルシステムを実施するオペレーティングシステムを含むファイルサーバとして実施される場合がある。「ディスク上」の各ファイルは、そのファイルの実際のデータのような情報を記憶するように構成された、例えばディスクブロックのような一連のデータ構造として実施される場合がある。一方、ディレクトリは、他のファイルやディレクトリに関する情報を格納するための特殊形式のファイルとして実施される場合がある。
本発明は、共有バックエンドストレージを備えた複数の物理的ストレージシステムにわたりユーザワークロードのバランスをリアルタイムにとるシステム、及び方法を提供することによって、従来技術の欠点を克服する。ストレージシステムは、ハブのような複数の中間ネットワークデバイスを介してディスクシェルフに相互接続される。各ストレージシステムは、ターゲットデバイスドライバモジュールを備えたストレージオペレーティングシステムを有する。ロードバランシングプロセスは、ストレージシステム環境における管理コンソールの中で実行され、例えば決められた時間間隔で、各物理的ストレージシステムに関するパフォーマンスデータを収集する。また、ロードバランシングシステムは、収集されたパフォーマンスデータを使用し、通常は所定の時間にわたって、例えば平均値の末尾30分時間枠にわたり、各物理的ストレージシステムについてメトリックを計算する。計算されたメトリックが閾値を超えている物理的ストレージシステムがあった場合、プロセスは、ソース物理的ストレージシステムと宛先物理的ストレージシステムを選択する。選択されるソース物理的ストレージシステムは、相対的に負荷の高い物理的ストレージシステムであることが好ましい。一方、選択される宛先物理的ストレージシステムは、相対的に負荷の低い物理的ストレージシステムであることが好ましい。さらに、ソース物理的ストレージシステムにおいて実行されている各vfilerについて、パフォーマンスメトリックの使用率テーブルが計算される。経験則的なアルゴリズムを使用することにより、ソースから宛先へマイグレートすべきvfilerの選択が可能となる。次に、選択されたvfilerをディストリビュータに「手動」マイグレートすべきことが、管理者に対して提案される。代替実施形態として、ロードバランシングプロセスは、ソースから宛先への選択されたvfilerの「自動」vfilerマイグレーションを開始する場合がある(ユーザの直接介入なしに)。
図2は、本発明の原理が実施される例示的ネットワーク環境200を示す略ブロック図である。環境200は、クライアント104に接続されたネットワーククラウド102を含む。クライアント104は、PCやワークステーションのような汎用コンピュータであってもよいし、ブロックアクセスプロトコルを含むオペレーティングシステム上でアプリケーションを実行するように構成された、アプリケーションサーバのような特殊な目的のコンピュータであってもよい。ネットワーククラウド102には更に、赤色ストレージシステム300A、青色ストレージシステム300B、及び緑色ストレージシステム300Cが接続されている。後で詳細を説明するこれらのストレージシステムは、例えば、ディスクシェルフ112、及び114上のディスクのような相互接続されたストレージデバイスに対する記憶、及びアクセスを制御するように構成されたストレージアプライアンスとして実施される。
図3は、ディスクのような記憶装置上での情報の編成に関するストレージサービスを提供するように構成された例示的ストレージシステム300を示す略ブロック図である。ストレージシステム300は例えば、システムバス330によって相互接続されたプロセッサ305、メモリ315、複数のネットワークアダプタ325a,325b、ストレージアダプタ320、及びクラスタ相互接続アダプタ335を含むストレージアプライアンスとして実施される。ストレージアプライアンスは、ネットワーク・アタッチド・ストレージ(NAS)デプロイメントやストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)デプロイメントのユーザ(システム管理者)やクライアントに対し、再利用可能な記憶空間を含む、単純なストレージサービス管理や、簡単なストレージ再構成を提供するコンピュータである。ストレージアプライアンスは、ファイルシステムを通してNASサービスを提供する場合がある一方、同ストレージアプライアンスは、論理ユニット番号エミュレーションのようなSAN仮想化を通してSANサービスを提供する場合がある。こうしたストレージアプライアンスの一例の詳細については、「MULTI PROTOCOL STORAGE APPLIANCE THAT PROVIDEDS INTEGRATED SUPPORT FOR FILE AND BLOCK ACCESS PROTOCOLS」と題する、上で参照した米国特許出願に記載されている。なお、「ストレージシステム」という用語と「ストレージアプライアンス」という用語は、交換可能に使用される。ストレージアプライアンス300は、情報をディレクトリ、ファイル、及び仮想ディスク(vdisk)ストレージオブジェクトの階層構造としてディスク上に論理編成するための仮想化システムを提供するストレージオペレーティングシステム400を更に含む。
図示の実施形態において、ストレージオペレーティングシステムは、Write Anywhere File Layout(WAFL)ファイルシステムを実施するNetApp Data ONTAPオペレーティングシステムである。しかしながら、write in−placeファイルシステムを含む任意の適当なファイルシステムが、本明細書に記載する本発明の原理にしたがって拡張可能であるものと考えられる。したがって、「WAFL」という用語が使用された場合でも、この用語は、本発明の教示に適合する任意のファイルシステムを指すものとして広い意味で解釈しなければならない。
本発明は、物理的ストレージシステム(アプライアンス)プラットフォームのような単一の物理的サーバ内に、仮想ストレージシステム(vfiler)のようなブロックベースの仮想サーバの複数のインスタンスを作成し、管理する機能を備えたアーキテクチャにおいて使用することができる。vfilerは、iSCSIのようなブロックベースのプロトコルに応答してデータアクセス要求に対するサービスを提供するように構成されたマルチプロトコルサーバのインスタンスを確立するための、ストレージシステムプラットフォームのネットワークリソース、及びストレージリソースの論理パーティションである。各vfilerは、プラットフォーム上の他のvfilerとは全く無関係に管理され、実行される。その目的のために、ストレージユニットや、ネットワークインタフェースのネットワークアドレスといった専用ストレージシステムリソースは、自由にグループ化され、「ハードパーティショニング」され、ストレージアプライアンス内にセキュリティドメインを確立する。ストレージオペレーティングシステムやファイルシステムのような更に別の共通のストレージシステムリソースが、複数のvfiler間で共用される場合もある。
本発明は、共有バックエンドストレージを備えた複数の物理的ストレージシステムにわたりユーザワークロードのバランスをリアルタイムにとるシステム、及び方法を提供する。ストレージシステムは、ハブのような複数の中間ネットワークデバイスを介してディスクシェルフに相互接続される。各ストレージシステムは、ターゲットデバイスドライバモジュールを含むストレージオペレーティングシステムを有する。ロードバランシングプロセスが、ストレージシステム環境における管理コンソール内で実行され、例えば決まった時間間隔で、各物理的ストレージシステムのパフォーマンスデータを収集する。また、ロードバランシングプロセスは、収集されたパフォーマンスデータを使用し、通常は所定の時間にわたって、例えば平均値の末尾30分時間枠にわたって、各物理的ストレージシステムについてメトリックを計算する。計算されたメトリックが閾値を超えている物理的ストレージシステムがあった場合、プロセスは、ソース物理的ストレージシステムと宛先物理的ストレージシステムを選択する。
Claims (26)
- 複数の物理的ストレージシステムにわたってワークロードのバランスをリアルタイムにとる方法であって、
(a)複数の物理的ストレージシステムのそれぞれについてパフォーマンスデータを収集するステップと、
(b)複数の物理的ストレージシステムのそれぞれについて一組の総合メトリックを計算するステップと、
(c)前記複数の物理的ストレージシステムの中に、1又は複数の所定の閾値を超える物理的ストレージシステムがあるか否かを判定するステップと、
(e)前記1又は複数の閾値のうちのいずれかを超える物理的ストレージシステムが存在しないという判定に応じて、ステップ(a)へ戻るステップと、
(f)前記物理的ストレージシステムのうちの少なくとも1つが、1又は複数の所定の閾値を超えているという判定に応答して、前記複数の物理的ストレージシステムのうちの1つから宛先ストレージシステムへマイグレートすべき仮想ストレージシステムを選択するステップと
を含む方法。 - 前記選択するステップは、
(a)ソース物理的ストレージシステム、及び宛先物理的ストレージシステムを選択するステップと、
(b)マイグレートすべき仮想ストレージシステムを選択するステップと
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記マイグレートすべき仮想ストレージシステムを選択するステップは、前記ソース物理的ストレージシステムに関連する各仮想ストレージシステムについて使用率テーブルを作成するステップを更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記使用率テーブルを作成するステップは、vfiler率(VR)を計算するステップを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 前記選択された仮想ストレージシステムをマイグレートすべきことを管理者に提案するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記選択された仮想ストレージシステムを前記ソース物理的ストレージシステムから宛先物理的ストレージシステムへマイグレートするすてぷを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記パフォーマンスデータは、一秒当たりの処理の総数、及びプロセッサ使用率を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記一組の総合メトリックは、プロセッサ余裕、ドメイン余裕、スピンドル余裕、容量余裕、及び一秒当たりの処理の総数を含む、請求項1に記載の方法。
- 複数の物理的ストレージシステムにわたってワークロードのバランスをリアルタイムにとるシステムであって、
(a)前記複数の物理的ストレージシステムのそれぞれについてパフォーマンスデータを収集し、
(b)前記複数の物理的ストレージシステムのそれぞれについて一組の総合メトリックを計算し、
(c)前記複数の物理的ストレージシステムの中に、1又は複数の所定の閾値を超える物理的ストレージシステムがあるか否かを判定し、
(e)前記1又は複数の所定の閾値のうちのいずれかを超える物理的ストレージストレージシステムが存在しないという判定に応じて、動作(a)へ戻り、
(f)前記物理的ストレージシステムのうちの少なくとも1つが、1又は複数の所定の閾値を超えているという判定に応答して、前記複数の物理的ストレージシステムのうちの1つから宛先ストレージシステムへマイグレートすべき仮想ストレージシステムを選択するように構成されたロードバランシングプロセスを含むシステム。 - 前記ロードバランシングプロセスは、(a)ソース物理的ストレージシステム、及び宛先物理的ストレージシステムを選択し、(b)マイグレートすべき仮想ストレージシステムを選択するように更に構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記ロードバランシングプロセスは、前記ソース物理的ストレージシステムに関連する各仮想ストレージシステムについて使用率テーブルを作成するように更に構成される、請求項10に記載のシステム。
- 前記ロードバランシングプロセスは、vfiler率(VR)を計算するように更に構成される、請求項11に記載のシステム。
- 前記ロードバランシングプロセスは、前記選択された仮想ストレージシステムをマイグレートすべきことを管理者に提案するように更に構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記ロードバランシングプロセスは、前記選択された仮想ストレージシステムを前記ソース物理的ストレージシステムから前記宛先物理的ストレージシステムへマイグレートするように更に構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記パフォーマンスデータは、一秒当たりの処理の総数、及びプロセッサ使用率を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記一組の総合メトリックは、プロセッサ余裕、ドメイン余裕、スピンドル余裕、容量余裕、及び一秒当たりの処理の総数を含む、請求項9に記載のシステム。
- 1又は複数のストレージアプライアンスを使用する調整された共有ストレージアーキテクチャを構成する方法であって、
第1のネットワークを介して1又は複数のクライアントを1又は複数のストレージアプライアンスに相互接続するステップと、
1又は複数の中間ネットワークデバイスを介して一組のデータ記憶装置を1又は複数のストレージアプライアンスに相互接続するステップと、
1又は複数のストレージシステムのそれぞれにターゲットデバイスドライバを設けることにより、各ストレージシステムをターゲットデバイスとしてアクセス可能にするステップと
を含み、前記ターゲットデバイスドライバにより、各ストレージシステムは、前記1又は複数の中間ネットワークデバイスを介して前記1又は複数のストレージシステムと通信できるように構成される方法。 - 前記中間ネットワークデバイスはハブを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記中間ネットワークデバイスはルータを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記1又は複数のデータ記憶装置はディスクドライブを含む、請求項17に記載の方法。
- 1又は複数のストレージアプライアンスを使用する調整された共有ストレージアーキテクチャを構成するシステムであって、
第1のネットワークを介して1又は複数のストレージアプライアンスに相互接続された1又は複数のクライアントと、
一組のデータ記憶装置を前記1又は複数のストレージアプライアンスに相互接続するように構成された1又は複数の中間ネットワークデバイスと
を含み、各ストレージシステムのターゲットデバイスドライバにより、各ストレージシステムがターゲットデバイスとしてアクセス可能にされる、システム。 - 前記データ記憶装置はディスクドライブを含む、請求項21に記載のシステム。
- 前記中間ネットワークデバイスはハブを含む、請求項21に記載のシステム。
- 前記中間ネットワークデバイスはスイッチを含む、請求項21に記載のシステム。
- 調整された共有ストレージアーキテクチャで使用されるストレージシステムであって、ターゲットデバイスドライバモジュールを有するストレージオペレーティングシステムを含み、前記ターゲットデバイスドライバモジュールは、前記ストレージシステムをターゲットとしてアドレス指定出来るようにするように構成され、前記ターゲットデバイスドライバモジュールは、前記ストレージシステムが1又は複数の中間ネットワークデバイスを使用して前記ストレージシステムに相互接続されたストレージデバイスをアドレス指定出来るようにするように更に構成される、ストレージシステム。
- 前記中間ネットワークデバイスはハブを含む、請求項25。
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