JP2010277289A - 管理プログラム、管理装置および管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンピュータ1は、データアクセスの対象となる各仮想記憶領域と、ストレージノード2,3,4,5が有する記録装置内の各実記憶領域と、の割り当て関係を管理する。負荷情報取得手段1cは、各ストレージノードが備える各実記憶領域に対するアクセス情報を各ストレージノードから取得する。負荷情報取得手段1cは、取得したアクセス情報に基づいて各実記憶領域の負荷情報を生成して、生成した負荷情報を負荷情報記憶手段1aに格納する。割当手段1dは、負荷情報記憶手段1aに記憶された負荷情報に基づいて、各ストレージノードの負荷が均一になるように仮想記憶領域への実記憶領域の割り当て関係を変更する。指示手段1eは、仮想記憶領域に割り当てる実記憶領域の変更に伴い、各ストレージノードに対して実記憶領域のデータの移動を指示する。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施の形態に係る分散ストレージシステムを示す図である。この分散ストレージシステムは、コンピュータ1およびストレージノード2,3,4,5を有する。コンピュータ1およびストレージノード2,3,4,5は、ネットワークを介して接続される。コンピュータ1は、ストレージノード2,3,4,5に設けられた実記憶領域に対するデータの配置を管理する。
負荷情報記憶手段1aは、ストレージノード2,3,4,5に設けられた各実記憶領域の負荷を示す負荷情報を記憶する。
そして、コンピュータ1は、このようなデータ配置先の変更を、例えば次のようなタイミングで実行することが考えられる。すなわち、ストレージノード2,3,4,5の何れかを停止するタイミング、何れかのストレージノードで障害が発生したことを検知したタイミング、新たなストレージノードが追加されたタイミングなどである。また、コンピュータ1は、例えば、このようなデータ配置先の変更を定期的に実行することも考えられる。
以下、第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第1の実施の形態の分散ストレージシステムの構成を示す図である。分散ストレージシステムは、同一内容の複数のデータをネットワークで接続された複数のストレージノードに分散して配置することで、信頼性と処理性能とを向上させたストレージシステムである。
RAM502は、CPU501に実行させるOSのプログラムやアプリケーションソフトウェア(以下、アプリケーションという)のプログラムの少なくとも一部を一時的に記憶する。また、RAM502は、CPU501による処理に必要な各種データを記憶する。
入力インタフェース505は、キーボード52とマウス53と接続される。入力インタフェース505は、キーボード52やマウス53から送られてくる信号をCPU501に送信する。
コントロールノード500は、スライス情報群記憶部510、負荷情報記憶部520、負荷情報取得部530および論理ボリューム管理部540を有する。
アクセスノード600は、論理ボリューム記憶部610とデータアクセス制御部620を有する。
tは、統計を取り始めてからの経過時間(秒)を示す。例えば、アクセス統計テーブル141では、経過時間が“30”時間であるので、秒に換算してt=108000秒となる。
このように、負荷情報取得部530は、ストレージノード100,200,300,400から取得したアクセス情報と式(1)とに基づいて、ストレージノード100,200,300,400の各スライスの負荷を評価することができる。式(1)を用いることで、最大のアクセス性能に対して、実際に発生したアクセス頻度の割合により負荷を評価することができる。
図11は、第1の実施の形態のストレージノード負荷管理テーブルのデータ構造例を示す図である。ストレージノード負荷管理テーブル522は、論理ボリューム管理部540により生成され、負荷情報記憶部520に格納される。
ストレージノード負荷管理テーブル522には、ノードIDを示す項目、割り当て済みスライスによる負荷を示す項目および割り当て先検討中スライスによる負荷を示す項目が設けられている。各項目の横方向に並べられた情報同士が互いに関連付けられて、1つのストレージノードの負荷に関する情報を示す。
割り当て済みスライスによる負荷を示す項目には、割り当てが既になされているプライマリスライス(割り当て先の変更対象外のスライス)による該当のストレージノードにおける負荷が設定される。例えば、割り当てが既になされているスライスとして、スライスID“1”、“2”、“3”が存在する場合、これらのスライスによる合計の負荷が設定される。
論理ボリューム管理部540は、この状態を起点として、ストレージノード400に配置されていたプライマリスライス“P4”、“P8”、“P12”の仮割り当てを順次行い、ストレージノード100,200,300で発生しうる負荷を評価する。
[ステップS11]論理ボリューム管理部540は、負荷情報記憶部520に記憶された仮割り当て管理テーブル523を参照する。
[ステップS16]論理ボリューム管理部540は、仮割り当てしたストレージノードで予測される負荷を算出する。例えば、ストレージノード100が仮割り当て先として選択されている場合、仮割り当て管理テーブル523に設定されたスライス111,112,113,114の負荷を合計した“95%”をストレージノード100で予測される負荷と評価できる。なお、このとき、仮割り当てを行ったスライスの他に、割り当てフラグ“未”が設定されているスライスの負荷に関しては、ストレージノードの負荷の算出に用いないものとする。例えば、“P4”をストレージノード300に仮割り当てした場合、スライス311,312,313の負荷(割り当てフラグ“済”のスライス)と、仮割り当てした“P4”の負荷との合計(“75%”)がストレージノード300で予測される負荷となる。
このとき、論理ボリューム管理部540は、負荷が大きなスライスから順に、割り当て先の候補とする複数のストレージノードに仮割り当てする。そして、実際に該当のスライスを割り当てた場合に各ストレージノードで予測される負荷を評価する。更に、予測される負荷が最小となるストレージノードに該当のスライスを割り当てる。また、このとき、論理ボリューム管理部540は、割り当て先の候補とするストレージノードに同一内容のスライス(例えば、“P4”と“S4”)が属さないよう割り当て先を選択する。
(1)論理ボリューム管理部540は、負荷情報記憶部520に記憶された仮割り当て管理テーブル523を参照して、まず、最も負荷の大きいプライマリスライス“P4”について仮割り当てを行う。論理ボリューム管理部540は、“P4”をストレージノード100に仮割り当てした結果、ストレージノード100で予測される負荷として、“20%”+“30%”+“10%”+“35%”=“95%”を得る。また、“P4”をストレージノード300に仮割り当てした結果、ストレージノード300で予測される負荷として、“10%”+“20%”+“10%”+“35%”=“75%”を得る。なお、ストレージノード200は、“S4”が配置されているため、割り当ての対象から除外する。その結果、論理ボリューム管理部540は、ストレージノード300を“P4”の割り当て先とする。そして、論理ボリューム管理部540は、スライス218からスライス314へのスライスコピーをストレージノード200,300に指示する。そして、論理ボリューム管理部540は、スライス314にコピーされたスライスを“P4”に設定するようストレージノード200,300に指示する。
以下、第2の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第1の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
図17は、第2の実施の形態のストレージノード負荷管理テーブルのデータ構造例を示す図である。ストレージノード負荷管理テーブル522aは、論理ボリューム管理部540により生成され、負荷情報記憶部520に格納される。ストレージノード負荷管理テーブル522aは、図11で説明した第1の実施の形態のストレージノード負荷管理テーブル522に対応する。なお、ストレージノード負荷管理テーブル522aの構造は、ストレージノード負荷管理テーブル522と同一であるため、説明を省略する。
(A)の状態では、ストレージノード100,200,300,400の負荷が“90%”、“40%”、“30%”、“20%”である。したがって、ストレージノード100に対して負荷が過大となっている。
また、コントロールノード500は、このようなスライスの再配置を、ストレージノード100,200,300,400の何れかを停止するタイミングや何れかのストレージノードで障害が発生したことを検知したタイミングで実行する。また、コントロールノード500は、定期的(例えば、1ヶ月おき)にスライスの再配置を行う。
(付記1) 論理ボリュームに含まれる複数の仮想記憶領域それぞれと、当該仮想記憶領域それぞれを指定したアクセスの対象となるデータの格納先となる、複数のストレージノードそれぞれが有する記録装置内の実記憶領域との割り当て関係を、コンピュータに管理させる管理プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納する負荷情報取得手段、
前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更する割当手段、
前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する指示手段、
として機能させることを特徴とする管理プログラム。
前記割当手段は、前記負荷情報に含まれる前記フラグを参照して、前記配置先の変更対象となっている記憶領域のうち最大負荷である第1の記憶領域を特定し、前記第1の記憶領域を前記各ストレージノードに割り当てた場合に前記各ストレージノードで発生しうる予測負荷を算出し、算出した当該予測負荷が最小となるストレージノードに前記第1の記憶領域のデータを割り当てると共に、前記第1の記憶領域を前記配置先の変更対象としない旨、前記負荷情報に含まれる前記フラグを変更する、
ことを特徴とする付記1記載の管理プログラム。
(付記5) 前記割当手段は、同一内容の複数のデータからアクセス要求時にアクセス先として使用する主データとバックアップとして使用する副データとを指定し、前記主データおよび前記副データそれぞれの配置先のストレージノードを定義した管理情報を記憶する管理情報記憶手段に記憶された前記管理情報を操作して、前記主データの配置先と当該主データと同一内容の前記副データの配置先とが同一のストレージノードに属さないように前記割り当て関係を変更することを特徴とする付記1乃至4の何れか1つに記載の管理プログラム。
前記負荷情報取得手段は、前記アクセス性能と前記アクセス統計情報とに基づいて、前記負荷情報を生成する、
ことを特徴とする付記5記載の管理プログラム。
前記割当手段は、前記論理セグメント単位で前記主データと前記副データとの配置先を変更する、
ことを特徴とする付記1乃至6の何れか1つに記載の管理プログラム。
前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納する負荷情報取得手段と、
前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更する割当手段と、
前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する指示手段と、
を有することを特徴とする管理装置。
負荷情報取得手段が、前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納し、
割当手段が、前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更し、
指示手段が、前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する、
ことを特徴とする管理方法。
1a 負荷情報記憶手段
1b 管理情報記憶手段
1c 負荷情報取得手段
1d 割当手段
1e 指示手段
2,3,4,5 ストレージノード
2a,2b,2c,2d,3a,3b,3c,3d,4a,4b,4c,4d,5a,5b,5c,5d 実記憶領域
Claims (7)
- 論理ボリュームに含まれる複数の仮想記憶領域それぞれと、当該仮想記憶領域それぞれを指定したアクセスの対象となるデータの格納先となる、複数のストレージノードそれぞれが有する記録装置内の実記憶領域との割り当て関係を、コンピュータに管理させる管理プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納する負荷情報取得手段、
前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更する割当手段、
前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する指示手段、
として機能させることを特徴とする管理プログラム。 - 前記負荷情報には、前記各実記憶領域を配置先の変更対象とするか否かを示すフラグが設けられており、
前記割当手段は、前記負荷情報に含まれる前記フラグを参照して、前記配置先の変更対象となっている記憶領域のうち最大負荷である第1の記憶領域を特定し、前記第1の記憶領域を前記各ストレージノードに割り当てた場合に前記各ストレージノードで発生しうる予測負荷を算出し、算出した当該予測負荷が最小となるストレージノードに前記第1の記憶領域のデータを割り当てると共に、前記第1の記憶領域を前記配置先の変更対象としない旨、前記負荷情報に含まれる前記フラグを変更する、
ことを特徴とする請求項1記載の管理プログラム。 - 前記割当手段は、前記複数のストレージノードのうちの何れかが切断されたことを検知した場合、または、前記複数のストレージノードのうちの何れかを切断する指示を受け付けた場合に前記データの配置先の割り当てを行うことを特徴とする請求項1または2の何れか1項に記載の管理プログラム。
- 前記割当手段は、前記データの配置先の割り当てを所定の周期で行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の管理プログラム。
- 前記割当手段は、同一内容の複数のデータからアクセス要求時にアクセス先として使用する主データとバックアップとして使用する副データとを指定し、前記主データおよび前記副データそれぞれの配置先のストレージノードを定義した管理情報を記憶する管理情報記憶手段に記憶された前記管理情報を操作して、前記主データの配置先と当該主データと同一内容の前記副データの配置先とが同一のストレージノードに属さないように前記割り当て関係を変更することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の管理プログラム。
- 論理ボリュームに含まれる複数の仮想記憶領域それぞれと、当該仮想記憶領域それぞれを指定したアクセスの対象となるデータの格納先となる、複数のストレージノードそれぞれが有する記録装置内の実記憶領域との割り当て関係を管理する管理装置であって、
前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納する負荷情報取得手段と、
前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更する割当手段と、
前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する指示手段と、
を有することを特徴とする管理装置。 - 論理ボリュームに含まれる複数の仮想記憶領域それぞれと、当該仮想記憶領域それぞれを指定したアクセスの対象となるデータの格納先となる、複数のストレージノードそれぞれが有する記録装置内の実記憶領域との割り当て関係を管理するコンピュータの管理方法であって、
負荷情報取得手段が、前記各ストレージノードが備える前記各実記憶領域に対するアクセス情報を前記複数のストレージノードから取得し、前記アクセス情報に基づいて前記各実記憶領域の負荷情報を生成して、当該負荷情報を負荷情報記憶手段に格納し、
割当手段が、前記負荷情報記憶手段に記憶された前記負荷情報に基づいて、前記各ストレージノードの負荷が均一になるように前記仮想記憶領域への前記実記憶領域の割り当て関係を変更し、
指示手段が、前記仮想記憶領域に割り当てる前記実記憶領域の変更に伴い、前記複数のストレージノードに対して前記実記憶領域のデータの移動を指示する、
ことを特徴とする管理方法。
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