JP2010198056A - 割当制御プログラム及び割当制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】割当制御装置10は、グループ分け手段12が、ストレージ管理装置20,21,22,23,29及び対応するストレージ装置30,31,32,33,39をグループ分けのルールに基づいてグループ分けし、グループ管理情報を生成する。割当手段13は、グループ管理情報に基づき、論理ボリュームの割り当てが可能なグループを選択し、選択されたグループ内の物理記憶領域に、論理ボリュームの分割領域を割り当てる。論理ボリュームに発生する負荷の影響が、割当グループの異なる論理ボリュームに影響することはない。
【選択図】図1
Description
ラウンドロビン方式の割当制御について、一例を挙げて説明する。図20は、従来のラウンドロビン方式による割当制御を示した図である。
図1は、実施の形態に適用される割当制御の概要を示した図である。
システム起動時、割当制御装置10には、予めグループ分けのルールなどの情報が設定される。同時に、各ストレージ管理装置2nのピークiopsや、アクセスパターンなど、ストレージ管理装置2nに関する情報も取得する。これらの情報は、管理者が設定する予測値であってもよい。また、ストレージ管理装置2nが起動した後、ストレージ管理装置2nからピークiopsやRAID種類などの情報の通知を受けるとしてもよい。これらの情報は、記憶手段に格納される。こうして、管理情報記憶手段11bには、ストレージ管理装置2nと、ストレージ装置3nに関するストレージ管理情報が格納される。ストレージ管理情報には、ストレージ装置3nが有する物理記憶領域の容量に関する情報や、予め測定されたストレージ管理装置2nの最大iopsなどが設定されている。また、グループ定義記憶手段11aには、グループ分けのルールやグループの特徴など、生成されるグループを定義するグループ定義が格納される。
図2は、実施の形態のマルチノードディスクシステムの構成例を示す図である。
次に、各ノードのハードウェア構成を、制御ノード100を例に説明する。
制御ノード100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス105を介してRAM(Random Access Memory)102、HDD103及び通信インタフェース104が接続されている。
上記の構成のマルチノードディスクシステムにおける論理ボリュームの割当制御について、具体例を用いて説明する。
制御ノード100は、割当制御部110と、ルール記憶部120とを有する。割当制御部110は、図1に示した各処理手段を有し、グループ分けルールなどに基づき、論理ボリューム520,521,522,523のDP群200への割当を制御する。ルール記憶部120は、予め定義されたDPグループ分けのルールや、割当または再割当のルールなどを格納する。また、制御ノード100は、図示しない管理部によって、DPに故障を検出したときは、故障スライスに格納されるデータを復元するなどの、スライスの管理処理を行う。
DP管理情報1000は、DP群200を構成するDPに関する管理情報であり、立ち上がり時に予め、各DPから取得しておく。
DP名1000aには、DPを識別可能にする情報で、DPに一意に振られた番号が登録される。
ピークiops1000cには、DPが処理可能なアクセス処理件数に応じた最大のiops値が登録される。ピークiopsは、予め計測しておくか、管理者が登録しておく。
なお、DP管理情報1000は、一例であり、必要に応じて各種情報が登録される。DPの記憶容量や機種などが同じであれば、特に記載する必要はないが、異なるときは、各DPの容量や、機種などの情報が登録される。
DP群200に属するDPグループ分けは、図5に示したDP管理情報1000と、予め定義されたグループ分けルールに基づいて行われる。
図6は、図4に示したマルチノードディスクシステムにおいて、DP群200のグループ分けが行われた後の状態を示している。なお、図6では、簡単のため、制御ノード100、アクセスノード510,511,512,523及びパケットアナライザ400を省略している。
これにより、DP群200に属するDPは、DP00から順に4DPずつグルーピングされる。図6に示したように、DP00からDP03がDPグループ0(210)、DP04からDP07がDPグループ1(220)、DP08からDP11がDPグループ2(230)、DP12からDP15がDPグループ3(240)、DP16からDP19がDPグループ4(250)、DP20からDP23がDPグループ5(260)、DP24からDP27がDPグループ6(270)、DP28からDP31がDPグループ7(280)、にグルーピングされる。こうして、DP群200は、4DP単位の8グループにグループ分けされる。
グループ管理情報1100は、図6に示したDPグループのグループ管理情報であり、グループ名、DP IPアドレス1100b、ピークiops1100c及び上限iops1100dの各情報項目を有する。
ピークiopsは、対応するDPのピークiops値が登録されている。DP IPアドレス1100b及びピークiops1100cは、DP管理情報1000の該当箇所が抽出されて登録される。
なお、上記の説明では、グループ分けルールとして、4DP単位でDPグループを構成するとしたが、グループ分けのルールは管理者が任意に設定することができる。
図8は、割当ルール1を用いて割当処理を行った場合の割当状態を示した図である。
図9は、割当ルール1を用いて割当処理を行った場合のグループ管理情報(割当情報)を示した図である。
論理ボリュームID1200bには、このDPグループに割り当てられた論理ボリュームのID(識別番号)が登録される。0〜3は、それぞれLVOL0〜LVOL3を表している。
割当ルール2は、これを解決し、効率的な割当制御を目的としたものである。
図10は、割当ルール2を用いて割当処理を行った場合の割当状態を示した図である。
こうして、図10の例では、論理ボリュームLVOL0(520)にはDPグループ0(210)、論理ボリュームLVOL1(521)にはDPグループ4(250)、論理ボリュームLVOL2(522)にはDPグループ5(260)、そして論理ボリュームLVOL3(523)にはDPグループ6(270)が選択される。
グループ管理情報(割当情報)1201は、図9に示したグループ管理情報1200と同じ構成であり、割当ルール2が適用されて割当処理が行われた後の状態を表している。
以上のように、「論理ボリュームに必要なiopsを確保してDPグループのスライスに割り当てる」という割当ルール2に基づき、論理ボリュームのアクセス負荷に対応する性能が確保して割当が行われる。これにより、効率的に割当を行うことが可能となるとともに、性能を維持することができる。また、いずれかの論理ボリュームのアクセス負荷が大きくなり、レスポンス遅延が発生しても、他のDPグループに割り当てられた論理ボリュームに影響を与えることがない。このため、他のDPグループに割り当てられた論理ボリュームは、その性能を維持することが可能となる。
図12は、ホットスポット発生時の再割当処理を示した図である。
グループ管理情報(割当情報)1202は、図11に示したグループ管理情報1201の状態から、再割当処理が行われた後の状態を表している。
運用が開始されると、制御ノード100には、パケットアナライザ400が観測した観測情報が定期的に送られてくる。パケットアナライザ400は、ネットワーク600上を流れるパケットを採取し、各種解析を行って観測情報を生成する。ここでは、一例として、スライスへのアクセスを伴う入出力要求のパケット(以下、IOパケットとする)を解析し、所定の期間のiops、ioサイズの分布などが観測情報として通知されるとする。割当制御部110は、取得した観測情報を解析し、アクセス負荷など観測された性能値を算出し、論理ボリュームごとのアクセス特徴を解析する。
ここでは、論理ボリュームのアクセス特徴を、「ピークiops」、「アクセス負荷が高い時間帯」、「アクセスパターン」の3種類によって捉えている。また、このアクセス特徴は、図10に示した割当状態で採取された観測情報に基づくものである。
ピークiops1300cには、論理ボリュームごとに観測されたピークのiops値が設定される。例えば、過去1週間あるいは過去1か月という期間に観測されたiopsのピーク値を残しておく。
ピークiops1300cからは、論理ボリュームに発生した最大のアクセス負荷がわかる。このピークiopsの値と、論理ボリュームが割り当てられたDPグループの上限iopsとを比較すれば、このDPグループが論理ボリュームのアクセス負荷が最大となったときに、レスポンス悪化などが起きないかどうかを予測することができる。また、ピークiopsの値が、対応するDPグループの上限iopsを超えたときは、ホットスポットが発生していると見なせる。これにより、パケットアナライザ400からの通知を受けなくてもホットスポットを検出することができる。
図15は、ピークiopsが上限iopsを超えたときの再割当処理を示した図である。
制御ノード100では、観測に基づく論理ボリュームLVOL0(520)のピークiops(iops=700)と、対応するDPグループ0(210)の上限iops(iops=500)とを比較する。ピークiopsが、上限iopsを超えているので、論理ボリュームLVOL0(520)に対し、新たなDPグループを論理ボリュームLVOL0(520)に割り当て、論理ボリュームLVOL0(520)の一部の論理スライスを新たに割り当てたDPグループに移動させる。この例では、論理ボリュームLVOL0(520)を、スライス群(L0−1,L0−2,L0−3)520eと、スライス群(L0−3,L0−4,L0−5)520fとに分ける。そして、スライス群520fに新たなDPグループ1(220)に移動させる。
グループ管理情報(割当情報)1203は、図13に示したグループ管理情報1202の状態から、図15に示した再割当処理が行われた後の状態を表している。
アクセス負荷が高い時間帯1300dからは、その論理ボリュームについてアクセス負荷が高くなる時間帯がわかる。同一DPグループに割り当てるときは、アクセス負荷が高くなる時間帯が異なる論理ボリュームを組み合わせると、アクセス負荷のピークの時間が重なり、レスポンスが悪化する事態を避けることができる。
最初に、電源が投入されたときの処理について説明する。初期化処理では、DPがグループ化されていなければ、DPのグループ分け処理を行う。
電源が投入され、処理が開始される。この時点までに、予めDPグループを生成するグループ分けルールが定義され、ルール記憶部120に格納されているとする。
[ステップS06] DPグループに登録されるDPの正常を確認したら、そのDPグループを有効化し、論理ボリュームの割り当てを可能にする。DPが正常であるかどうかは、DPからの応答を受け取ることができたかどうかで判定する。DPグループを有効化し、処理を終了する。
次に、論理ボリュームへのスライス割当処理について説明する。論理ボリュームのスライス割当は、グループ単位に割当が行われる。
[ステップS12] ステップS11で取得したコマンドに含まれる対象の論理ボリュームに関する論理ボリューム情報を取得する。論理ボリューム情報は、例えば、この論理ボリュームを管理するアクセスノードから取得する。この論理ボリューム情報には、少なくとも、論理ボリュームの容量と、ピークiopsとが含まれる。ピークiopsは、過去の実績などに基づいて、システム管理者によって定義されている。
[ステップS17] 条件を満たすグループが検出されなかったときは、DPグループを複数組み合わせて検索を行う。組み合わされたグループ群の容量の合計、上限iopsの合計を、このグループ群の容量及び上限iopsとして、ステップS13と同様の検索処理を行う。
以上の処理手順が実行されることにより、論理ボリュームにDPグループまたはDPグループ群が割り当てられ、割り当てられたDPグループまたはDPグループ群の全スライスを最大領域として、スライス割当が行われる。これにより、論理ボリュームにホットスポットなどが発生した場合であっても、別のグループに割り当てられた論理ボリュームには影響が及ばない。
図19は、再割当処理の手順を示したフローチャートである。
[ステップS21] パケットアナライザ400から観測情報を取得する。パケットアナライザ400からは、定期的に送信される観測データに加え、パケットアナライザ400が検出したホットスポットの発生通知も観測情報として送られてくるとする。
[ステップS26] ステップS25で算出されたピークiopsと、DPグループの上限iopsとを比較する。ピークiopsがDPグループの上限iopsより高いときは、処理をステップS27に進める。ピークiopsが上限iopsより高くないときは、処理をステップS28に進める。
(付記1) 論理ボリュームをストレージ管理装置群が管理する物理記憶領域に分散配置する割当処理のための割当制御プログラムにおいて、
コンピュータを、
各ストレージ管理装置が管理する物理記憶領域に関する情報と、前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報とを含む前記ストレージ管理装置に関するストレージ管理情報と、グループ分けのルールを定義したグループ定義と、に基づいて前記ストレージ管理装置群をグループ分けし、グループごとに該グループに属するストレージ管理装置の前記ストレージ管理情報に基づいて前記所定の性能に関する該グループの上限性能を含む該グループに関するグループ管理情報を生成し、記憶手段に格納するグループ分け手段、
前記物理記憶領域の割当対象である対象論理ボリュームについて、前記対象論理ボリュームの容量と、前記対象論理ボリュームに予測される前記所定の性能に関する予測性能値とを含む論理ボリューム情報を取得すると、前記論理ボリューム情報及び前記グループ管理情報に基づいて前記対象論理ボリュームの割当が可能な前記物理記憶領域が確保できるとともに前記グループの上限性能が前記対象論理ボリュームの予測性能値よりも高い前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てる割当手段、
として機能させることを特徴とする割当制御プログラム。
前記割当手段は、前記対象論理ボリュームに必要なアクセス処理能力に関する予測性能値を取得し、前記対象論理ボリュームの予測性能値と、それぞれの前記グループについて算出された前記アクセス上限性能とを比較し、前記対象論理ボリュームに必要なアクセス処理能力よりも高い前記アクセス上限性能を有する前記グループを選択する、
ことを特徴とする付記1記載の割当制御プログラム。
前記ストレージ管理装置のアクセス処理の状況を観測する観測手段から所定の物理記憶領域にアクセスが集中している状態が検出されたことが通知されたときは、前記グループ管理情報に基づいて、前記観測手段がアクセス集中を検出した前記所定の物理記憶領域に対応する前記グループ及び前記論理ボリュームを特定し、前記論理ボリュームの再割当が可能な前記物理記憶領域が確保できる前記グループを新たに選択し、選択された前記グループ内の未割当の前記物理記憶領域に、前記論理ボリュームの一部もしくはすべての分割領域を再割当する再割当手段、
として機能させることを特徴とする付記1記載の割当制御プログラム。
前記ストレージ管理装置のアクセス処理の状況を観測する観測手段が生成した観測情報を取得して前記グループごとにまとめ、前記グループごとに前記観測情報を解析して前記所定の性能に関する前記グループの観測値を算出し、前記グループ管理情報に関連付けて前記記憶手段に格納する解析手段として機能させ、
前記再割当手段として、前記グループごとに、前記ストレージ管理情報に定義される前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報に基づいて算出される前記グループの上限性能と、前記解析手段が算出した前記グループの観測値とを比較し、前記グループの観測値が前記グループの上限性能を超えたときは、該グループに割り当てられた前記論理ボリュームの再割当を行わせる、ことを特徴とする付記5記載の割当制御プログラム。
前記再割当手段として、前記ストレージ装置の前記アクセス処理能力が定義される前記ストレージ管理情報に基づいて前記グループごとに算出される前記グループのアクセス上限性能と、前記解析手段が算出した観測アクセス数とを比較し、前記観測アクセス数が前記グループのアクセス上限性能を超えたときに、該グループに割り当てられた前記論理ボリュームの再割当を行わせる、ことを特徴とする付記6記載の割当制御プログラム。
前記割当手段及び前記再割当手段として、前記対象論理ボリュームに前記グループを選択する際に、該対象論理ボリュームの前記アクセス特徴に基づいて前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てさせる、
ことを特徴とする付記6記載の割当制御プログラム。
前記再割当手段として、複数の前記論理ボリュームを同じ前記グループに割り当てるときは、前記時間帯別のアクセス傾向が異なる前記論理ボリュームを組み合わせた論理ボリューム群を前記グループに割り当てさせる、
ことを特徴とする付記8記載の割当制御プログラム。
前記再割当手段として、複数の前記論理ボリュームを同じ前記グループに割り当てるときは、前記アクセスパターンが同じ前記論理ボリュームを組み合わせた論理ボリューム群を前記グループに割り当てさせる、
ことを特徴とする付記8記載の割当制御プログラム。
各ストレージ管理装置が管理する物理記憶領域に関する情報と、前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報とを含む前記ストレージ管理装置に関するストレージ管理情報と、グループ分けのルールを定義したグループ定義とが記憶される記憶手段と、
前記ストレージ管理情報及び前記グループ定義に基づいて前記ストレージ管理装置群をグループ分けし、グループごとに該グループに属するストレージ管理装置の前記ストレージ管理情報に基づいて前記所定の性能に関する該グループの上限性能を含む該グループに関するグループ管理情報を生成して前記記憶手段に格納するグループ分け手段と、
前記物理記憶領域の割当対象である対象論理ボリュームについて、前記対象論理ボリュームの容量と、前記対象論理ボリュームに予測される前記所定の性能に関する予測性能値とを含む論理ボリューム情報を取得すると、前記論理ボリューム情報及び前記グループ管理情報に基づいて前記対象論理ボリュームの割当が可能な前記物理記憶領域が確保できるとともに前記グループの上限性能が前記対象論理ボリュームの予測性能値よりも高い前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てる割当手段と、
を有することを特徴とする割当制御装置。
コンピュータが、各ストレージ管理装置が管理する物理記憶領域に関する情報と、前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報とを含む前記ストレージ管理装置に関するストレージ管理情報と、グループ分けのルールを定義したグループ定義と、に基づいて前記ストレージ管理装置群をグループ分けし、グループごとに該グループに属するストレージ管理装置の前記ストレージ管理情報に基づいて前記所定の性能に関する該グループの上限性能を含む該グループに関するグループ管理情報を生成し、記憶手段に格納する手順と、
前記物理記憶領域の割当対象である対象論理ボリュームについて、前記対象論理ボリュームの容量と、前記対象論理ボリュームに予測される前記所定の性能に関する予測性能値とを含む論理ボリューム情報を取得すると、前記論理ボリューム情報及び前記グループ管理情報に基づいて前記対象論理ボリュームの割当が可能な前記物理記憶領域が確保できるとともに前記グループの上限性能が前記対象論理ボリュームの予測性能値よりも高い前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てる手順と、
を有することを特徴とする割当制御方法。
11a グループ定義記憶手段
11b 管理情報記憶手段
12 グループ分け手段
13 割当手段
14 割当指示手段
15 解析手段
16 再割当手段
20,21,22,23,29 ストレージ管理装置
30,31,32,33,39 ストレージ装置
Claims (5)
- 論理ボリュームをストレージ管理装置群が管理する物理記憶領域に分散配置する割当処理のための割当制御プログラムにおいて、
コンピュータを、
各ストレージ管理装置が管理する物理記憶領域に関する情報と、前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報とを含む前記ストレージ管理装置に関するストレージ管理情報と、グループ分けのルールを定義したグループ定義と、に基づいて前記ストレージ管理装置群をグループ分けし、グループごとに該グループに属するストレージ管理装置の前記ストレージ管理情報に基づいて前記所定の性能に関する該グループの上限性能を含む該グループに関するグループ管理情報を生成し、記憶手段に格納するグループ分け手段、
前記物理記憶領域の割当対象である対象論理ボリュームについて、前記対象論理ボリュームの容量と、前記対象論理ボリュームに予測される前記所定の性能に関する予測性能値とを含む論理ボリューム情報を取得すると、前記論理ボリューム情報及び前記グループ管理情報に基づいて前記対象論理ボリュームの割当が可能な前記物理記憶領域が確保できるとともに前記グループの上限性能が前記対象論理ボリュームの予測性能値よりも高い前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てる割当手段、
として機能させることを特徴とする割当制御プログラム。 - 前記コンピュータを、
前記ストレージ管理装置のアクセス処理の状況を観測する観測手段から所定の物理記憶領域にアクセスが集中している状態が検出されたことが通知されたときは、前記グループ管理情報に基づいて、前記観測手段がアクセス集中を検出した前記所定の物理記憶領域に対応する前記グループ及び前記論理ボリュームを特定し、前記論理ボリュームの再割当が可能な前記物理記憶領域が確保できる前記グループを新たに選択し、選択された前記グループ内の未割当の前記物理記憶領域に、前記論理ボリュームの一部もしくはすべての分割領域を再割当する再割当手段、
として機能させることを特徴とする請求項1記載の割当制御プログラム。 - 前記コンピュータを、
前記ストレージ管理装置のアクセス処理の状況を観測する観測手段が生成した観測情報を取得して前記グループごとにまとめ、前記グループごとに前記観測情報を解析して前記所定の性能に関する前記グループの観測値を算出し、前記グループ管理情報に関連付けて前記記憶手段に格納する解析手段として機能させ、
前記再割当手段として、前記グループごとに、前記ストレージ管理情報に定義される前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報に基づいて算出される前記グループの上限性能と、前記解析手段が算出した前記グループの観測値とを比較し、前記グループの観測値が前記グループの上限性能を超えたときは、該グループに割り当てられた前記論理ボリュームの再割当を行わせる、ことを特徴とする請求項2記載の割当制御プログラム。 - 前記解析手段として、前記観測情報に基づいて前記論理ボリュームへのアクセス傾向を解析し、解析によって抽出されたアクセス特徴を前記記憶手段に記憶させ、
前記割当手段及び前記再割当手段として、前記対象論理ボリュームに前記グループを選択する際に、該対象論理ボリュームの前記アクセス特徴に基づいて前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てさせる、
ことを特徴とする請求項3記載の割当制御プログラム。 - 論理ボリュームをストレージ管理装置群が管理する物理記憶領域に分散配置する割当処理を行う割当制御装置において、
各ストレージ管理装置が管理する物理記憶領域に関する情報と、前記ストレージ管理装置及び該ストレージ管理装置に対応するストレージ装置の所定の性能情報とを含む前記ストレージ管理装置に関するストレージ管理情報と、グループ分けのルールを定義したグループ定義とが記憶される記憶手段と、
前記ストレージ管理情報及び前記グループ定義に基づいて前記ストレージ管理装置群をグループ分けし、グループごとに該グループに属するストレージ管理装置の前記ストレージ管理情報に基づいて前記所定の性能に関する該グループの上限性能を含む該グループに関するグループ管理情報を生成し、前記記憶手段に格納するグループ分け手段と、
前記物理記憶領域の割当対象である対象論理ボリュームについて、前記対象論理ボリュームの容量と、前記対象論理ボリュームに予測される前記所定の性能に関する予測性能値とを含む論理ボリューム情報を取得すると、前記論理ボリューム情報及び前記グループ管理情報に基づいて前記対象論理ボリュームの割当が可能な前記物理記憶領域が確保できるとともに前記グループの上限性能が前記対象論理ボリュームの予測性能値よりも高い前記グループを選択し、該グループ内の前記物理記憶領域に前記対象論理ボリュームの分割領域を割り当てる割当手段と、
を有することを特徴とする割当制御装置。
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