JP2011209892A - ストレージシステム、ストレージシステムの制御方法、スイッチ装置およびストレージ装置 - Google Patents

ストレージシステム、ストレージシステムの制御方法、スイッチ装置およびストレージ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ストレージシステムのアクセス性能の向上を目的とする。
【解決手段】ストレージシステムは、複数のストレージ装置と、複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置とを有し、スイッチ装置は、コピー元のストレージ装置からコピー対象のデータを読出し、読出したデータがコピー対象のデータであることを示す情報を読出したデータに付してコピー先のストレージ装置に送信するコピー処理モジュールを有し、ストレージ装置は、データを格納する記憶部と、記憶部に書き込むデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、コピー対象のデータであることを示す情報が付加されたデータを受信した場合に、コピー対象のデータをキャッシュメモリに記憶する優先度をキャッシュメモリに格納された他のデータを記憶する優先度よりも低くする制御部とを有する。
【選択図】図1

Description

開示のストレージシステムは、データを記憶する複数のストレージ装置と、複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置を含むストレージシステムに関する。

ストレージシステムは、ホスト、ストレージ装置、およびホストとストレージ装置間や複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置を含む。スイッチ装置はホストからの命令あるいはデータを受信して、対応する各ストレージ装置に受信した命令あるいはデータを送信する。また、スイッチ装置は各ストレージ装置からの応答あるいはデータを受信して、対応するホストに送信する処理を行う。

スイッチ装置には、ストレージ装置の記憶領域を仮想化する機能を有する仮想化スイッチがある。ストレージ装置の記憶領域の仮想化とは、ストレージ装置の記憶部をネットワーク層(スイッチ層)で仮想化することで、記憶部の種別に依存しない仮想ボリュームをホストに提供する技術である。

ストレージシステムでは、データの損失防止のために、データをバックアップする場合がある。例えば、仮想化スイッチは、ホストから、任意のコピー元の仮想ボリュームから他の仮想ボリュームにデータをコピーする指示を受信すると、各仮想ボリュームに対応する記憶部を特定してコピー元の記憶部からコピー先の記憶部にデータをコピーする。仮想化スイッチがホストからの依頼に応じてデータをコピーする場合、仮想化スイッチは、コピー先のストレージ装置にデータの書込み命令を送信する。

ストレージ装置は一般に、データを格納するディスク装置とデータを一時的に格納するキャッシュメモリを有する。キャッシュメモリは、一般にデータの読み書きがディスク装置よりも短時間で実行することができる。このため、キャッシュメモリには、一般にデータの読出し/書込みの頻度が多いデータが格納されるほど効率が良い。キャッシュメモリは有限であるため、キャッシュメモリの領域が一杯になると、ストレージ装置は最も更新時刻の古いデータから順に最新のデータに更新する。

コピー先のストレージ装置が受信する仮想化スイッチからのアクセスは、バックアップのデータか否かにかかわらず書込みアクセスであるため、新しいデータから順にキャッシュメモリに格納される。この結果、バックアップのデータが頻繁にデータの読み書きに使用されるキャッシュメモリに格納されるため、キャッシュメモリを有効に使用することができない問題がある。

特表2002−538549号公報

開示のストレージシステムは、ストレージ装置のアクセス性能の向上を目的とする。

ストレージシステムは、複数のストレージ装置と、複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置とを有し、スイッチ装置は、コピー元のストレージ装置からコピー対象のデータを読出し、読出したデータがコピー対象のデータであることを示す情報を読出したデータに付してコピー先のストレージ装置に送信するコピー処理モジュールを有し、ストレージ装置は、データを格納する記憶部と、記憶部に書き込むデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、コピー対象のデータであることを示す情報が付加されたデータを受信した場合に、コピー対象のデータをキャッシュメモリに記憶する優先度をキャッシュメモリに格納された他のデータを記憶する優先度よりも低くする制御部とを有する。

開示のストレージシステムは、上記の構成により、スイッチ装置がコピー先のストレージ装置にライト命令のデータをキャッシュメモリに格納するか否かの情報を送信することで、コピー先のストレージ装置がキャッシュメモリへのデータの格納の優先度を下げることができる。この結果、コピー先のストレージ装置のキャッシュメモリに不要なデータが蓄積されることを防ぐことができ、ストレージ装置のアクセス性能が向上する。

図1は本実施例のストレージシステムである。 図2は本実施例のストレージシステムの機能ブロック図である。 図3はストレージの仮想化の説明図である。 図4はストレージ装置間コピー機能の説明図である。 図5はライト命令にフラグ情報を付加するコピー処理のフローチャートである。 図6はフラグ情報が「1」の場合のライト命令99の一例である。 図7はフラグ情報が「0」の場合のライト命令97の一例である。 図8は新たに処理コマンドを追加した場合のコピー処理のフローチャートである。 図9は新命令の一例である。

(実施例)
以下、図面を参照しながら、ストレージシステムの一実施形態を説明する。

[ストレージシステム]
図1は本実施例のストレージシステムである。また、図2はストレージシステムの機能ブロック図である。

ストレージシステム1は、1以上のホスト(上位装置)10、11、複数のストレージ装置30、40、および仮想化スイッチ(スイッチ装置)20を有する。

[ストレージ装置]
ストレージシステム1はストレージ装置30とストレージ装置40とを有する。

ストレージ装置30は、インターフェース(I/F)31、処理部32、メモリ(MEMORY)33、キャッシュメモリ(CACHE MEMORY)34、および記憶部35を有する。

ストレージ装置30は、仮想化スイッチ20からインターフェース31を介して受信した書込命令に応じて記憶部35にデータを格納し、仮想化スイッチ20からインターフェース31を介して受信した読出命令に応じて記憶部35からデータを読み出して仮想化スイッチ20に送信する。

インターフェース31はストレージ装置30と仮想化スイッチ20間で情報を通信するためインターフェースである。ストレージ装置30と仮想化スイッチ20間は例えば、ファイバチャネル(FIBRE CHANNEL)で接続される。

メモリ33はプロセッサ32がストレージ装置を制御するために必要な情報を格納する。メモリ33は例えば、処理部32が記憶部35あるいはキャッシュメモリ34に格納されたデータを読み出すデータ読出処理(リード処理)、記憶部35あるいはキャッシュメモリ34にデータを格納するデータ書込処理(ライト処理)などを実行するための処理プログラム、処理部32がリード処理、ライト処理を実行するため必要な情報等を格納する。

キャッシュメモリ34は、記憶部35に格納する情報を一時的に格納するための記憶領域である。キャッシュメモリ34に格納されたデータの読出しあるいは書込みに要する時間は、記憶部35に格納されたデータの読出しあるいは書込みに要する時間よりも短い。したがって、キャッシュメモリ34を有効に使用することで、ストレージ装置30のデータ読出し/書込み性能が向上する。ストレージ装置30は、他のデータよりもリード命令あるいはライト命令の対象になる可能性が高いデータをキャッシュメモリ34に格納するのが望ましい。

記憶部35はストレージ装置30が管理するディスク装置の物理ディスクの記憶領域である。記憶部35は、例えば一台のディスク装置である。ディスク装置は例えばデータの書込み、読出しが可能な物理ディスクを有する。複数の記憶部35は、組み合わせられることで、RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)を構成する場合もある。ストレージ装置30は、一つの記憶部35や、複数の記憶部35の組み合わせを一つの記憶領域(論理ボリューム)として扱うことも可能である。

ストレージ装置30は、ストレージ装置30が管理する論理ボリュームのアドレス情報と記憶部35のアドレス情報とを対応付けて管理する。ストレージ装置30は、複数の論理ボリュームを管理することもある。ストレージ装置30は、複数の論理ボリュームを管理する場合、論理ボリュームを識別する識別情報を有する。以降の説明では記憶部35のアドレスは論理ボリュームのアドレスに対応するものとする。

記憶部35内はアドレスで管理される。アドレスはデータを記憶する単位となるブロック毎に付けられる。

以降の説明の便宜のため、ストレージ装置30、40が記憶部35、45にデータを書き込む、あるいは記憶部35、45からデータを読み出すとは、論理ボリュームに対応するに対応する記憶部35、45の物理ディスクの記憶領域にデータを書き込むあるいは論理ボリュームに対応する記憶部35、45の物理ディスクの記憶領域データを読み出すことを示す。

処理部32はストレージ装置30全体を制御する。処理部32は、メモリ33に格納された処理プログラムによりリード処理を実行する読出モジュール301、ライト処理を実行する書込モジュール302、キャッシュメモリ34を管理するキャッシュ管理モジュール303として機能する。

ここで処理部32の機能について図2のストレージシステムの機能ブロック図を用いて説明する。

まず、ストレージ装置30の機能ブロックについて説明する。

読出モジュール301は、仮想化スイッチ20からリード命令を受信すると、リード命令に対応するデータを記憶部35から読出して仮想化スイッチ20に送信する。読出モジュール301は、必要な場合、リード命令に対応する記憶部35から読み出したデータをキャッシュメモリ34に格納する。

書込モジュール302は、仮想化スイッチ20からライト命令を受信すると、ライト対象データを記憶部35に格納する。書込モジュール302は、必要な場合、ライト対象データをキャッシュメモリ34に格納する。

キャッシュ管理モジュール303は、キャッシュメモリ34の記憶領域に、他のデータよりも頻繁に読み書きされる可能性の高いデータを格納するように、格納するデータを管理する。キャッシュ管理モジュール303は、例えば、コピー対象のデータであることを示す情報が含まれるライト命令を仮想化スイッチ20から受信すると、コピー対象のデータのキャッシュメモリ34に記憶する。キャッシュ管理モジュール303は、コピー対象のデータについては、キャッシュメモリ34に記憶する優先度をキャッシュメモリ34に格納された他のデータよりも下げる。キャッシュ管理モジュール303は、例えば、キャッシュメモリ34のデータを更新する際に、優先度が低いデータを優先して削除する
なお、キャッシュ管理モジュール303は、該キャッシュメモリに記憶する優先度が該キャッシュメモリに格納された他のデータに対して設定された優先度より低いデータについては、該キャッシュメモリに該データを保存せずに、該コピー指示の該データを該記憶部に格納することも可能である。これらの処理によって、キャッシュ管理モジュール303は、コピー対象のデータをキャッシュメモリ34に格納する優先度を実質的に下げる。

キャッシュ管理モジュール303は、例えば、キャッシュメモリ34から削除するデータを決定するために、LRU(Least Recently Used)アルゴリズムを使用する。LRUアルゴリズムは、使われなかったデータを削除する。つまり、使用されてから最も時間の経過したデータを、今後も使われることのないデータと判断して削除する。

ストレージ装置30は、例えば、キャッシュメモリ34に書き込むデータが例えばバックアップ用コピーのデータである場合、キャッシュメモリ34に書き込む時点で、使用されていないデータとする。この結果、ストレージ装置30は、キャッシュメモリ34からコピーデータを優先して削除することが可能になる。

また、キャッシュ管理モジュール303は、キャッシュメモリ34に格納すべきデータか否かを判別し、キャッシュメモリ34に格納すべきデータの場合のみキャッシュメモリ34に格納することも可能である。また、キャッシュ管理モジュール303は、キャッシュメモリ34に格納不要なデータを検出した場合、キャッシュメモリ34から優先的に削除することも可能である。キャッシュ管理モジュール303は、例えば、格納不要なデータをキャッシュメモリ34に書き込んだ後、キャッシュメモリ34にさらにデータを書き込む必要がある場合、キャッシュメモリ34から消される対象のデータとして、書き込んだ格納不要なデータを選択する。

本実施例の一つのキャッシュ管理モジュール303は、ライト命令に含まれるフラグ情報に応じて、受信した書込命令がキャッシュメモリ34に格納すべき情報か否かを判別する。

また、本実施例のもう一つのキャッシュ管理モジュール303は、ストレージシステム1で、新たな処理コマンドを予め定める。新たな処理コマンドは記憶領域の範囲を特定する情報を含む。新たな処理コマンドは、ストレージ装置に対して、特定した記憶領域の範囲のデータに関するライト命令を受信した場合に、キャッシュメモリへのデータの記憶の優先度を下げる、あるいは記憶しない処理を行わせる。

本実施例のストレージ装置は、新たな処理コマンドを受信した以降、処理コマンドで特定された記憶領域の範囲についてライト命令を受信した場合、ライト対象データをキャッシュメモリに格納せずに記憶部に記憶する、あるいは、キャッシュメモリに記憶した場合でも、記憶する優先度を低くする。

キャッシュ管理モジュール303は、新たな処理コマンドを受信すると、処理コマンドを受信した以降に受信したライト命令が示すデータをライトする対象となる記憶領域が処理コマンドに定義された記憶領域の範囲に属するか否かを判別する。処理コマンドを受信した以降に受信したライト命令が示すデータをライトする対象となる記憶領域が処理コマンドに定義された記憶領域の範囲に属する場合、ストレージ装置30は、キャッシュメモリ34にライト対象データを格納しない、などの処理を実行する。

なお、ストレージ装置40のインターフェース(I/F)41、処理部42、メモリ(MEMORY)43、キャッシュメモリ(CACHE MEMORY)44、および記憶部45は、それぞれストレージ装置30のインターフェース(I/F)31、プロセッサ(PROCESSOR)32、メモリ(MEMORY)33、キャッシュメモリ(CACHE MEMORY)34、および記憶部35に相当する。本実施例では、ストレージ装置30とストレージ装置40とは同じ機能であるため、ストレージ装置40については説明を省略する。図1の説明に戻る。

[ホスト]
ホスト10、11は、仮想化スイッチ20が管理する仮想ボリュームに対してアクセスすることにより、ストレージ装置30、40の記憶部35、45に格納されたデータを読み出す、あるいはストレージ装置30、40にデータを書き込むなどの処理を行う。
仮想ボリュームは、ホスト10が仮想化スイッチ20にアクセスする際の仮想的なボリュームである。仮想ボリュームの記憶領域は一つあるいは複数の論理ボリュームの記憶領域と対応付けられている。ホスト10は、ストレージ装置の論理ボリュームの構成を認識することなく、仮想ボリュームにアクセスすることで、データを読み出しあるいは書き込むことが可能になる。仮想化スイッチ20は仮想ボリュームと論理ボリュームの対応の設定情報を予め有している。

[管理装置]
管理装置50は、管理者がストレージシステム1の全体を管理するための端末である。管理装置50は、管理者からの指示によって、仮想ボリュームの割当てを設定する。また、管理装置50は管理者から指示された仮想ボリューム間のコピー処理の命令を仮想化スイッチ20に送信する。

[仮想化スイッチ]
仮想化スイッチ20は、ホスト10および11と、複数のストレージ装置30、40との間でデータの通信を制御する。仮想化スイッチ20とホスト10、11間、および仮想化スイッチ20と複数のストレージ装置30、40間はそれぞれFC等の通信回線によって接続される。

仮想化スイッチ20は、1以上のホストインターフェース21、22、処理部23、複数のディスクインターフェース25、26、メモリ24を有する。

ホストインターフェース21、22は、接続先のホスト10、11に対して各種のデータ転送処理を行なう。図1では、ホストインターフェース21がホスト10に接続されており、ホストインターフェース22がホスト11に接続されている。

ディスクインターフェース25、26は、接続先のストレージ装置30、40に対して各種のデータ転送処理を行なう。図1では、ディスクインターフェース25はストレージ装置30に接続されており、ディスクインターフェース26はストレージ装置40に接続されている。

メモリ24、および処理部23について図1とともに図2を用いて説明する。

メモリ24は、仮想化スイッチ20が機能するための各種プログラムや、各種プログラムを処理部23が実行中に使用する各種情報を記憶する。また、メモリ24は後述するストレージ装置間コピー時にコピーデータを一時的に格納する。

なお、メモリ24は、仮想ボリュームと論理ボリュームとの関連付けの情報をマッピング情報として記憶する。マッピング情報は、ホスト10、11から仮想ボリュームに対するリード命令あるいはライト命令を受信した場合に、実際にアクセスすべき物理ボリュームを特定するために使用される。

メモリ24は、仮想ボリュームと論理ボリュームとの対応を示すマッピング情報を格納するマッピング情報格納モジュール203、コピー情報を格納するコピー情報格納モジュール204として機能する。

処理部23は、仮想化スイッチ20の装置全体の動作を制御する。処理部23はメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、ストレージ装置間のコピー処理を行うコピー制御モジュール201、ストレージ装置の論理ボリュームを仮想化する仮想化モジュール202として機能する。

まず、仮想化モジュール202が実行する仮想化機能について説明する。図3は、ストレージの仮想化の説明図である。

なお、以下の説明において、ホスト10あるいは11が仮想化スイッチ20の仮想ボリュームに対してデータの読出しあるいはデータの書込みのためにアクセスする処理をホストリード処理あるいはホストライト処理とする。仮想化スイッチ20がストレージ装置30あるいは40に対してデータの読出しあるいはデータの書込みのためにアクセスする処理をライト処理やリード処理とする。

また、ホスト10あるいは11が仮想化スイッチ20の仮想ボリュームに対してデータのライト処理やリード処理を実行するための命令をホストライト命令あるいはホストリード命令とする。

また、以下の説明において、コピー処理と記述する場合はリード処理とライト処理との双方を含む。また、アクセスは仮想ボリューム28に格納されたデータを読出すためのリードアクセス、データを仮想ボリュームに書込むためのライトアクセスを含む。

仮想化スイッチ20はネットワーク層(スイッチ層)で各記憶部35−1、35−2、45−1、45−2を用いて、仮想ボリュームを設定する。

例えば、管理者は管理装置50を介して、各ストレージ装置30、40の記憶部35−1、35−2、45−1、45−2の記憶領域を一つに合わせた仮想プール27の設定情報を仮想化スイッチ20に送信する。仮想化スイッチ20は、仮想プール27に設定された記憶領域を適宜選択することによって、記憶部の種別などに依存しない仮想ボリューム28を設定する。仮想化スイッチ20は、設定した仮想ボリューム28をホストに提供する。

管理者は管理装置50を介して、仮想ボリュームの個数、サイズ、割り当てる記憶部等を任意に設定可能である。例えば、管理者は管理装置50を介して、仮想ボリューム28が割り当てられるホスト、および仮想ボリューム28の記憶容量などを含む設定情報を仮想化スイッチ20に送信する。仮想化スイッチ20は、管理装置50から仮想ボリューム28の設定情報を受信すると、当該設定情報に応じて記憶部を組み合わせて仮想ボリューム設定する。仮想化スイッチ20は、設定した仮想ボリュームをホストに割り当てる。仮想ボリュームは1以上の記憶部の組合せによって定義された記憶領域である。例えば、仮想ボリューム28は記憶部35−1、45−2とから構成されるとする。また、仮想ボリューム28はホスト10に割り当てられる。

仮想化モジュール202は、仮想ボリューム28と記憶部35−1、45−2との関係を、マッピング情報としてマッピング情報格納モジュール203に格納する。

仮想化モジュール202は、例えば、ホスト10から仮想ボリューム28へのアクセスを受信すると、マッピング情報格納モジュール203に格納されたマッピング情報を参照し、ホスト10からアクセスされた仮想ボリューム28に対応する記憶部35−1、45−2を特定する。

具体的には、仮想ボリューム28は記憶部35−1、45−1によって構成されており、記憶部35−1はストレージ装置30が管理し、記憶部45−1はストレージ装置40が管理している。まず、ホスト10が仮想ボリューム28に格納されたデータを読み出すホストリード命令を仮想化スイッチ20に送信する。ホストリード命令は、仮想ボリュームを特定する情報、読出しの仮想ボリュームの先頭アドレス情報、読み出すブロック数情報を含む。

仮想化スイッチ20は、マッピング情報を参照して、受信したホストリード命令から仮想ボリューム28を構成する記憶部35−1、45−1を特定する。仮想化スイッチ20は、例えばマッピング情報からホストリード命令の対象となるデータ範囲を記憶する記憶部を特定する。ここでは、ホストリード命令の対象のデータ範囲を記憶するのは、記憶部35−1であるとする。

仮想化スイッチ20は、記憶部35−1を管理するストレージ装置30に対してリード命令を送信する。

ストレージ装置30は仮想化スイッチ20からのリード命令に応じて記憶部35−1からデータを読出し、キャッシュメモリ34に格納するとともに、読出したデータを仮想化スイッチ20に送信する。

仮想化スイッチ20はストレージ装置30からデータを受信すると、ホスト10に対してデータを送信する。

以上により、仮想化スイッチ20は各ストレージ装置30、40が管理する記憶部35−1、35−2、45−1、45−2を仮想化することが可能になる。また、仮想化スイッチ20が記憶部の仮想化を管理する結果、各ホスト10、11は、各ストレージ装置30、40の記憶部35−1、35−2、45−1、45−2の構成情報を把握する必要がない。

次に、ストレージ装置間コピー機能の概要について説明する。図4はストレージ装置間コピー機能の説明図である。仮想化スイッチ20は、ホスト10、11のCPUやメモリを使用することなく、仮想化スイッチ20でストレージ装置30と40との間のデータのコピー処理を実行するコピー機能を有する。

なお、コピー元とは、コピー対象データを格納している記憶部あるいはコピー対象データを格納している記憶部を管理するストレージ装置を示す。コピー先とは、コピー元に格納されているコピー対象データが書き込まれる記憶部あるいはコピー元に格納されているコピー対象データが書き込まれる記憶部を管理するストレージ装置を示す。本実施例において、コピー元はストレージ装置30であり、コピー先はストレージ装置40である。ストレージ装置30はコピー元の記憶部を管理し、ストレージ装置40はコピー先の記憶部を管理する。

管理者は、管理装置50から仮想化スイッチ20に対してコピー命令を送信する(S21)。コピー命令は、ストレージ装置間のコピー処理を実行する際に必要な情報であり、コピー元指定情報、コピー先指定情報、コピー範囲情報等を含む。コピー元指定情報は、コピー元の仮想ボリュームのアドレスであり、コピー先指定情報は、コピー先の仮想ボリュームのアドレスである。本実施例ではコピー元指定情報、コピー先指定情報、およびコピー範囲情報は、仮想ボリュームを対象とするが、記憶部を対象にすることも可能である。

仮想化スイッチ20は、管理装置50からコピー命令を受信すると、マッピング情報を参照してコピー元指定情報に対応する記憶部(以下、コピー元記憶部という)を特定する。仮想化スイッチ20は、コピー元記憶部を管理するストレージ装置30にリード命令を送信する(S22)。リード命令を受信したストレージ装置30は、リード命令に対応するデータを記憶部から読出し、仮想化スイッチ20に送信する(S23)。このときストレージ装置30は読み出したデータをキャッシュメモリ34に格納する。

仮想化スイッチ20は、マッピング情報を参照してコピー先指定情報に対応する記憶部(以下、コピー先記憶部という)を特定する。コピー先記憶部を管理するストレージ装置40に、ライト命令を送信する(S24)。また、S24において、仮想化スイッチ20のコピー処理モジュール201は、ライト命令の対象のデータが、コピー先ストレージ装置40のキャッシュメモリ44に格納すべきデータか否かを判定可能な情報をコピー先ストレージ装置40に送信する。仮想化スイッチ20は、例えば、ホスト10から受信したコピー命令が、ストレージ装置間コピー処理の場合や、ストレージ装置の論理ボリュームを単位とするコピー処理の場合に、コピー先ストレージ装置40のキャッシュメモリ44に格納不要なデータであると判定する。

また、仮想化スイッチ20は、ライト対象データとしてコピー元記憶部から読み出したデータをコピー先に送信する(S25)。仮想化スイッチ20は、ストレージ装置30から読出してストレージ装置40に書き込むデータに対して、特に情報を付加することなく、転送する。

本実施例では、仮想化スイッチ20とストレージ装置30間、および仮想化スイッチ20とストレージ装置40間はファイバチャネルで接続されている。よって、転送対象のライト命令、リード命令、および各データにはファイバチャネルプロトコルのヘッダが付加されている。
このヘッダに送り先の装置の識別情報などが含まれている。また、ヘッダにはライト命令やリード命令を識別するOX_IDなる識別情報がある。ストレージ装置は、受信したデータのOX_IDを検出して、対応するライト命令、リード命令に従った処理を実行する。以上の処理により、仮想化スイッチ20は、ストレージ装置30と40間のコピー処理をホスト10、11のCPUやメモリを使用することなく実現する。コピー処理は、例えば、仮想ボリュームに格納されたデータのミラーリング、バックアップなどの目的で実行される。

また、一つの仮想ボリュームを構成する記憶部は、複数の異なるストレージ装置に属する場合がある。よって、仮想ボリューム間のコピーは、単に第一のストレージ装置から第二のストレージ装置にデータをコピーするだけでなく、複数の装置間でリード処理とライト処理が行われる場合がある。

次に、本実施例でのコピー処理について図5のコピー処理のフローチャートを用いて説明する。本実施例では、コピー元のデータについてコピー先にバックアップコピーする処理を説明する。

[フラグ情報によるコピー処理]
まず、コピー先ストレージ装置に対するライト命令にフラグ情報を付加するコピー処理について説明する。本実施例の仮想化スイッチ20はフラグ情報を変更する機能を有する。仮想化スイッチ20は、ライト命令毎にフラグ情報の値を変更するか否かを判別する。

フラグ情報は、例えば「1」、「0」の2の値を有する。フラグ情報の値が「1」のライト命令は、リードアクセスあるいはライトアクセスの対象になる可能性が他のデータよりも低いデータ、すなわち装置間コピーに関するライト命令であるとする。フラグ情報の値が「0」のライト命令は、リードアクセスあるいはライトアクセスの対象になる可能性が他のデータよりも低いと言えないデータ、すなわち通常のライト命令であるとする。

本実施例では、仮想化スイッチ20は、ストレージ装置のキャッシュメモリに、リードアクセスあるいはライトアクセスの対象になる可能性が他のデータよりも高いと言えないデータの書き込みを指示するライト命令のフラグ情報を「1」に変更する。リードアクセスあるいはライトアクセスの対象になる可能性が他のデータよりも高いと言えないデータは、例えば仮想ボリューム間コピーのようなバックアップ、ミラーリングの用途で書き込まれるデータである。仮想化スイッチ20はコピー対象のデータに対応するライト命令にコピーデータであることを示すフラグ情報を「1」に変更する。本実施例のストレージ装置40は、複数の記憶部を管理し、記憶部の識別番号が「0008」であるとする。

また、コピー先のストレージ装置40は、ライト命令のフラグ情報の有無を判別する機能を有する。また、ストレージ装置40のキャッシュ管理モジュール403は、フラグ情報が「1」に変更されたライト対象データを受信した場合、当該データをキャッシュメモリ44に格納し、格納後にキャッシュメモリ44から当該データを削除する機能、あるいはキャッシュメモリ44に当該データを格納しない機能を有する。

以下、処理手順をフローチャートに沿って説明する。

管理装置50は仮想化スイッチ20にコピー命令を送信する(S01)。本実施例のコピーは、コピー元の仮想ボリューム(仮想コピー元)に格納された全てのデータをコピー先の仮想ボリューム(仮想コピー先)にコピーする処理であるとする。コピー命令は、仮想コピー元を識別する識別情報、仮想コピー先を識別する識別情報を含む。

仮想化スイッチ20は、S01のコピー命令を受信すると、コピー準備処理を実行する(S02)。仮想化スイッチ20は、コピー準備処理として、マッピング情報から仮想コピー元に対応する記憶部(コピー元)、および仮想コピー先に対応する記憶部(コピー先)を特定する。また、仮想化スイッチ20は、準備処理として、コピー先へのコピー処理による書き込み以外のデータの書込みを停止する。

仮想化スイッチ20は、コピー元を有するストレージ装置30に、リード命令を送信する(S05)。仮想化スイッチ20は、S02で特定したコピー元に対するリード命令を作成する。リード命令は、読出し対象のデータが格納された記憶部を識別する識別情報、該記憶部内の読出し対象のデータが格納された領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報、および読出し対象のデータが格納された先頭アドレスからのブロック数を含む。

ストレージ装置30は、仮想化スイッチ20からS05のリード命令を受信すると、ストレージ装置30は、リード命令に対応するデータを順次仮想化スイッチ20に送信する(S08)。

なお、ストレージ装置30は、必要な場合、準備処理としてキャッシュメモリ34に格納されたデータを、対応する記憶部に格納する処理を実行する場合もある。当該準備処理により、ストレージ装置30のキャッシュメモリ34に格納されたデータと記憶部に格納されたデータとは同一のデータになる。

仮想化スイッチ20はストレージ装置40へのライト命令を作成する(S09)。仮想化スイッチ20は、S02で特定したコピー先から、ライト命令を作成する。ライト命令は、書き込み対象のデータを格納するコピー先の記憶部を識別する識別情報、該記憶部内の書込み対象のデータを格納する領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報、および書込み対象のデータを格納する先頭アドレスからのブロック数を含む。

仮想化スイッチ20は、ストレージ装置40に送信するライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部として実行される命令か否かを、ホスト10から受信したコマンドによって判定する(S10)。仮想化スイッチ20は、ライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部に属する命令である場合(S10:Yes)、仮想化スイッチ20は、ライト命令のフラグ情報を「1」に変更する(S11)。S11でライト命令にフラグ情報を「1」に変更した後、仮想化スイッチ20は、ストレージ装置40にライト命令を送信する(S12)。

一方、仮想化スイッチ20は、ライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部に属する命令でない場合(S10:No)、仮想化スイッチ20は、ライト命令にフラグ情報を「1」に変更することなくライト命令をストレージ装置40に送信する(S12)。

図6は、フラグ情報が「1」の場合のライト命令99の一例である。図6のライト命令99は、書き込み対象のデータを格納する記憶部を識別する識別情報が「0008」、該記憶部内の書込み対象のデータを格納する領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報が「0110」、書込み対象のデータを格納する先頭アドレスからのブロック数が「1200」、フラグ情報が「1」である。

図7は、フラグ情報が「0」の場合のライト命令97の一例である。図7のライト命令97は、書き込み対象のデータを格納する記憶部を識別する識別情報が「0008」、該記憶部内の書込み対象のデータを格納する領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報が「0110」、書込み対象のデータを格納する先頭アドレスからのブロック数が「1200」、フラグ情報が「0」である。

ストレージ装置40は、受信したライト命令にフラグ情報が含まれているか否かを判別する(S14)。ストレージ装置40は、受信したライト命令にフラグ情報が含まれている場合(S14:Yes)、当該ライト対象データについてキャッシュメモリ44への格納処理を変更する(S15)。ストレージ装置40は、例えば、ライト命令からフラグ情報を検出すると、当該ライト命令に関するデータをキャッシュメモリ44に格納しない、あるいは、当該ライト命令に関するデータをキャッシュメモリ44に格納するが記憶部45への書込み後にキャッシュメモリ44から削除する、などの処理を行う。また、例えば、LCUでの使っていないデータであることを示す情報を当該ライト命令に関するデータに付加してキャッシュメモリ44に格納しても良い。

一方、ストレージ装置40は、S13のライト命令からフラグ情報を検出しない場合(S14:No)、当該ライト命令は通常のライト命令であるので、キャッシュメモリ44にデータを格納すると判定する。

ストレージ装置40は、S13乃至S15の準備処理が完了すると、仮想化スイッチ20に準備が完了した旨の情報を送信する(S16)。

仮想化スイッチ20は、S16のストレージ装置40から準備が完了した旨の情報を受信すると、S08でストレージ装置30から受信したデータをライト命令に対応するデータを順次ストレージ装置40に送信する(S17)。

ストレージ装置40は、仮想化スイッチ20からフラグ情報が付加されたライト命令に関するデータを受信すると、S14およびS15で決定した格納先、に受信したデータを格納する(S18)。全データのコピー処理が完了すると、仮想化スイッチ20は、S02の準備処理で設定したコピー先へのコピー処理による書き込み以外のデータの書込みを停止を解除する。

以上により、仮想化スイッチ20は、装置間コピーの対象のデータである場合に、コピー先ストレージ装置40へのライト命令にキャッシュメモリ44から優先的に削除するデータであることを知らせるフラグ情報を付加する。ストレージ装置40は、ライト命令に対応するデータが、通常のデータと同様にキャッシュメモリ34に格納するデータであるか否かを、ライト命令に付加されたフラグ情報により判別できる。この結果、ストレージ装置40は、フラグ情報が付加されたライト命令に対応するデータについて、キャッシュメモリ34に格納しない、あるいはキャッシュメモリ34に格納しても優先的に削除する、などの処理を行う。この結果、ストレージ装置40は、バックアップデータのような、短期間のうちに読み出される可能性の低いデータをキャッシュメモリ34から優先的に削除することができ、ストレージ装置40のキャッシュメモリ44の記憶領域を有効に活用することが可能になる。

[SCSI命令を新たに追加することによるコピー処理]
次に、ストレージシステム1で新たに処理コマンドを追加した場合のコピー処理について説明する。図8は新たに処理コマンドを追加した場合のコピー処理のフローチャートである。

本処理を行うために、ストレージシステム1は、ストレージ装置のキャッシュメモリに保存しないあるいは保存の優先度を他のデータよりも低くするデータ範囲を指定する命令(以下、新命令とする)と、キャッシュメモリに保存しないデータ範囲の指定を解除する命令(以下、解除命令)とを有する。

以下、処理手順をフローチャートに沿って説明する。

管理装置50は仮想化スイッチ20にコピー命令を送信する(S31)。本実施例のコピーは、コピー元の仮想ボリューム(仮想コピー元)に格納された全てのデータをコピー先の仮想ボリューム(仮想コピー先)にコピーする処理であるとする。コピー命令は、仮想コピー元の仮想ボリュームを識別する識別情報、仮想コピー先の仮想ボリュームを識別する識別情報を含む。

仮想化スイッチ20は、S31のコピー命令を受信すると、コピー準備処理を実行する(S32)。仮想化スイッチ20は、コピー準備処理として、マッピング情報から仮想コピー元に対応する記憶部(コピー元)、および仮想コピー先に対応する記憶部(コピー先)を特定する。また、仮想化スイッチ20は、準備処理として、コピー先へのコピー処理による書き込み以外のデータの書込みを停止する。

仮想化スイッチ20は、コピー元を有するストレージ装置30に、リード命令を送信する(S35)。仮想化スイッチ20は、S32で特定したコピー元に対してリード命令を作成する。リード命令は、読出し対象のデータが格納された記憶部を識別する識別情報、該記憶部内の読出し対象のデータが格納された領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報、および読出し対象のデータが格納された先頭アドレスからのブロック数を含む。

なお、ストレージ装置30は、必要な場合、準備処理としてキャッシュメモリ34に格納されたデータを、対応する記憶部に格納する処理を実行する場合もある。当該準備処理により、ストレージ装置30のキャッシュメモリ34に格納されたデータと記憶部に格納されたデータとは同一のデータになる。

ストレージ装置30は、仮想化スイッチ20からS35のリード命令を受信すると、仮想化スイッチ20に準備が完了した旨の情報を送信する(S37)。送信後、ストレージ装置30は、リード命令に対応するデータを順次仮想化スイッチ20に送信する(S38)。

仮想化スイッチ20は、ストレージ装置40に送信するライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部として実行される命令か否かを判定する(S39)。仮想化スイッチ20は、ライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部に属する命令である場合(S39:Yes)、仮想化スイッチ20は、新命令を作成する(S40)。仮想化スイッチ20は、ストレージ装置40にS40で作成した新命令を送信する(S41)。

仮想化スイッチ20は、ホストから受信した命令によって、発行するライト命令が仮想ボリューム間のコピー処理の一部であるのか、単にデータを書き込む処理であるのかを判別する。発行するライト命令が仮想ボリューム間のコピー処理の一部である場合、当該ライト命令の範囲に含まれるデータは、近い将来に使用される可能性は低い。よって、ストレージ装置20は当該ライト命令のデータの範囲についてキャッシュメモリ44に記憶する優先度を、キャッシュメモリ44に格納されている他のデータよりも低くするための新命令を作成する。新命令は、例えば、記憶部を識別する識別情報、該記憶部内の対象領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報、および対象領域の先頭アドレスからのブロック数を含む。図9は新命令98の例である。新命令98は、記憶部を識別する識別情報「0008」、該記憶部内の対象領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報「0110」、および対象領域の先頭アドレスからのブロック数「1200」であるとする。

ストレージ装置40は、新命令に含まれる情報からキャッシュメモリ44に保存しないデータ範囲を特定することができる。あるいは、ストレージ装置40は、新命令で特定された範囲のデータのキャッシュメモリ44に記憶する優先度を、キャッシュメモリ44に格納されている他のデータよりも低くすることができる。

一方、ライト命令が仮想ボリューム間のコピーの一部に属する命令でない場合(S39:No)、および、S41で新命令を送信後、仮想化スイッチ20は、ストレージ装置40にライト命令を送信する(S42)。ライト命令は、書き込み対象のデータを格納するコピー先の記憶部を識別する識別情報、該記憶部内の書込み対象のデータを格納する領域の先頭アドレスを特定するアドレス情報、および書込み対象のデータを格納する先頭アドレスからのブロック数を含むことで、データの書き込み先の領域情報を特定する。なお、仮想化スイッチ20は、ライト命令の送信と同時に、新命令を送信してもよい。

ストレージ装置40は、仮想化スイッチ20からS42のライト命令を受信すると、準備処理を実行する(S43)。ストレージ装置40は、準備処理としてキャッシュメモリ34に格納されたデータを対応する記憶部45に格納する。当該準備処理により、ストレージ装置40のキャッシュメモリ44に格納されたデータと記憶部45に格納されたデータとは同一のデータになる。

また、ストレージ装置40は、S41の新命令を受信したか否かを判別する(S44)。
ストレージ装置40は、S41の新命令を受信した場合(S44:Yes)、当該新命令のデータ範囲にS42で受信したライト命令の領域情報が含まれるか否かを判別する(S45)。ストレージ装置40は、S41で受信した新命令のデータ範囲にS42で受信したライト命令のデータ範囲が含まれる場合(S45:Yes)、ライト対象データについて、キャッシュメモリ44への格納処理を変更する(S46)。ストレージ装置40は、例えば、ライト命令に関するデータをキャッシュメモリ44に格納しない、あるいは、当該ライト命令に関するデータをキャッシュメモリ44に格納するが記憶部45への書込み後にキャッシュメモリ44から削除する、あるいは、当該ライト命令に関するデータをキャッシュメモリ44に格納し記憶部45への書込み後にキャッシュメモリ44から削除可能な情報を付加するなどの処理を行う。

一方、ストレージ装置40は、S41の新命令を受信していない場合(S44:No)、S41で受信した新命令のデータ範囲にS42で受信したライト命令のデータ範囲が含まれない場合(S45:No)、当該ライト命令は通常のライト命令に関するデータと同様に処理をする。例えば、ストレージ装置40は、キャッシュメモリ44にライト対象データを格納する状態に決定する。

ストレージ装置40は、S43乃至S46の準備処理が完了すると、仮想化スイッチ20に準備が完了した旨の情報を送信する(S47)。

仮想化スイッチ20は、S47のストレージ装置40から準備が完了した旨の情報を受信すると、ライト命令に対応するデータを順次ストレージ装置40に送信する(S48)。

なお、仮想化スイッチ20は、S48でストレージ装置30から受信したデータをS47でストレージ装置40に送信する処理を、順次実行する。ストレージ装置40は、仮想化スイッチ20からS46で格納処理を変更したライト対象データを受信すると、S46の変更に従って、受信したデータをキャッシュメモリ44あるいは記憶部45に格納する(S49)。

仮想化スイッチ20は、ストレージ装置間コピーを実行後に、コピー先のストレージ装置40に対して、キャッシュメモリに保存しないデータ範囲の指定の解除命令を送信する。なお、仮想化スイッチ20は、ストレージ装置間コピーの内、コピー先の記憶部に関する処理が完了した後に、コピー先のストレージ装置40に対して、解除命令を送信してもよい。

1 ストレージシステム
10、11 ホスト
20 仮想化スイッチ
21、22 ホストインターフェース
23 処理部
24 メモリ
25、26 ディスクインターフェース
30、40 ストレージ装置
31、41 インターフェース
32、42 処理部
33、43 メモリ
34、44 キャッシュメモリ
35、45 記憶部
50 管理装置

Claims (8)

  1. 複数のストレージ装置と、該複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置とを有するストレージシステムにおいて、
    該スイッチ装置は、
    該コピー元のストレージ装置からコピー対象のデータを読出し、該読出したデータがコピー対象のデータであることを示す情報を該読出したデータに付して該コピー先のストレージ装置に送信するコピー処理モジュールを有し、
    該ストレージ装置は、
    データを格納する記憶部と、
    該記憶部に書き込むデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、
    コピー対象のデータであることを示す情報が付加されたデータを受信した場合に、該コピー対象のデータをキャッシュメモリに記憶する優先度を該キャッシュメモリに格納された他のデータを記憶する優先度よりも低くする制御部と
    を有することを特徴とするストレージシステム。
  2. 該スイッチ装置の該コピー処理モジュールは、コピー先のストレージ装置に読出したデータを書き込むライト命令に、該コピー指示のデータであることを示す情報を付加することを特徴とする請求項1に記載のストレージシステム。
  3. 該スイッチ装置の該コピー処理モジュールは、コピー先のストレージ装置に読出したデータを書き込むライト命令の送信の前に、該コピー指示のデータの範囲を特定する情報を送信することを特徴とする請求項1乃至2に記載のストレージシステム。
  4. 該ストレージ装置の該制御部は、コピー対象のデータであることを示す情報が付加されたデータに対して設定された該キャッシュメモリに記憶する優先度が該キャッシュメモリに格納された他のデータに対して設定された優先度より低い場合に、該キャッシュメモリに該データを保存せずに、該コピー指示の該データを該記憶部に格納することを特徴とする請求項1乃至3に記載のストレージシステム。
  5. 該スイッチ装置の該決定モジュールは、複数のストレージ装置のボリュームを組み合わせた仮想的な仮想ボリュームを管理する機能を有し、
    該コピー指示はコピー元とコピー先の仮想ボリューム情報であることを特徴とする請求項1乃至4に記載のストレージシステム。
  6. データを格納する記憶部と該記憶部に書き込むデータを一時的に格納するキャッシュメモリとを有する複数のストレージ装置と、該複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置とを有するストレージシステムの制御方法であって、
    該スイッチ装置は、データのコピー元とコピー先の記憶部を特定する情報を含むコピー指示が入力されると、
    該コピー元のストレージ装置の記憶部からコピー対象のデータを読出し、
    該スイッチ装置は、該読出したデータと、該読出したデータがコピー対象のデータであることを示す情報と該コピー先のストレージ装置に送信し、
    該コピー先のストレージ装置は、コピー対象のデータであることを示す情報が付加されたデータを受信した場合に、該コピー対象のデータを該キャッシュメモリに記憶する優先度を該キャッシュメモリに格納された他のデータを記憶する優先度よりも低くする
    ことを特徴とするストレージシステムの制御方法。
  7. 複数のストレージ装置間の通信を制御するスイッチ装置であって、
    データのコピー元とコピー先の記憶部を特定する情報を含むコピー指示が入力されると、該記憶部を特定する情報を管理するコピー元のストレージ装置とコピー先のストレージ装置とを決定する決定モジュールと、
    該コピー元のストレージ装置からコピー対象のデータを読出し、該読出したデータと該読出したデータが該コピー指示のデータであることを示す情報とを該コピー先のストレージ装置に送信するコピー処理モジュールとを有することを特徴とするスイッチ装置。
  8. データを格納する記憶部と、
    該記憶部に書き込むデータを一時的に格納するキャッシュメモリと、
    該データが該コピー指示のデータであることを示す情報を受信した場合に、該コピー指示のデータの該キャッシュメモリから削除する優先度を該キャッシュメモリに格納された他のデータよりも高くする制御部と
    を有することを特徴とするストレージ装置。
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