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

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。