JP2011523746A - タイムスナップショットにおけるポイントのランク付及び優先順位付システム - Google Patents

タイムスナップショットにおけるポイントのランク付及び優先順位付システム Download PDF

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Abstract

記憶領域ネットワークシステムは、コンピュータデータを記憶するためのデータ記憶手段と、クライアント上で実行される記憶マネージャルーチンであって、データ記憶手段上のコンピュータデータの取得されるべきスナップショットにダイレクトするための機能要素を有している記憶マネージャルーチンを備えている記憶マネージャルーチンと、スナップショットの特性を決定し、かつ、スナップショットの特性の少なくとも一部分に基づいて、スナップショットの所定の幾つかを選択的に削除するためのスナップショットランク付マネージャとを備えている。スナップショットの特性は、スナップショットが取得された論理ボリュームに存在するデータを使用するアプリケーションのタイプ、又は、データのミッションクリティカルアスペクトを含んでいる。

Description

本発明は、コンピュータ処理用のデータ記憶システムの管理の技術分野に関し、より詳細には、記憶領域ネットワークに対するスナップショット管理に関する。
記憶領域ネットワーク（SAN）は、サーバに付属されたコンピュータデータ記憶デバイスのネットワークであり、該記憶デバイスには、該デバイス相互及び各サーバにとってローカルに添付された記憶デバイスであるように見えるものであり、遠隔地に付属する記憶デバイスとして見えるものではない。SANの表現(topography)では、Infiniband（無限帯域）、Fiber Channel（ファイバチャネル）、Ethanet（イーサネット（登録商標））、又はSAS等の極めて広帯域のインターフェース、及びSCSI等のプロトコルに応じて、データが伝送される。SANは、通常、米国カリフォルニア州ミルピータスのLSIコーポレーションによって提供されるSANtricity等のリモート記憶マネージャプログラムによって管理される。
SANtricity等の記憶マネージャソフトウェアは、オプションで、SAN記憶ボリュームのポイントインタイムのイメージを提供するボリュームスナップショット特性を提供する。スナップショットは、完全な物理的コピーと同等の論理等価物であり、より高速で生成されて必要とするディスク空間が少ないものである。スナップショットボリュームは、標準の記憶ボリュームとして見られかつ機能する。
ボリュームスナップは、生成データがオンラインの状態でユーザがアクセス可能である状態で、非生成(nonproduction)、バックアップ又は分析サーバが生成データのアップトデイトのコピーにアクセスすることができるようにする。ボリュームスナップは、ルーチン管理機能を中断させることができないデータ利用可能性を有するユーザに対して設計されている。ボリュームスナップは、バックアップ、データマイニング／分析、及びワークディストリビューション等のオペレーションのためにデータを処理する際に、ラウンドザクロック処理（（round-the-clock processing）をサポートする。言い換えると、バックアップオペレーション等の継続的なデータアクセスを許容しない幾つかのオペレーションは、ライブデータの代わりにスナップショット上で実行される。従って、スナップショットを用いるプロセス宇は、単にバックアップを行う場合と異なっている。
このような機能性は、オリジナルのSANボリュームの約１０〜２０％であることが一般的である記憶容量の最小デディケーションを必要とし、これにより、単一のミラーで必要とされる空間内で幾つかのスナップショットの記憶を可能とする。一方、スナップショットボリュームは、RAIDプロテクション及び冗長パスフェイルオーバ(failover)等の標準の記憶ボリュームと、同一の高速利用可能性特性を有している。
しかしながら、多数のスナップショットは、ある程度の空間を占有し、スナップショットによって使用される空間を低減することが常に切望されている。したがって、SANのスナップショットを管理するためのシステムが必要とされている。
上記した必要性及び他の必要性は、コンピュータデータを記憶するためのデータ記憶手段、クライアント上で実行される記憶マネージャルーチンであって、データ記憶手段上のコンピュータデータの取得されるべきスナップショットにダイレクトするための機能要素を有している記憶マネージャルーチンと、スナップショットの特性を決定し、かつ、スナップショットの特性の少なくとも１部分に基づいてスナップショットの所定の幾つかを選択的に削除するためのスナップショットランク付マネージャとを備えている記憶領域ネットワークシステムによって実現される。スナップショットの特性は、スナップショットが取得された論理ボリュームに存在するデータを使用するアプリケーションのタイプ、又は、データのミッションクリティカルアスペクト(mission critical aspect)を含んでいる。
本発明の更なる作用効果は、図面と共に詳細な説明を参照すれば明らかとなるであろう、なお、図面は、本発明をより詳細に示すために図示されており、同様な参照番号は同様な要素を示すものである。
本発明の実施例による記憶領域ネットワークを示す図である。
発明の実施の形態
本発明の実施例は、既になされた変更の重要性及びクリティカルアスペクトに基づいて、スナップショットがランク付けされて優先順位付され、そして、もはや不要となった１又は複数のスナップショットを、不要となった時点でリアルタイムで自動的に破壊するようにしたシステムを提供し、これにより、ディスク空間を節約しかつ性能及び記憶空間の使用を向上させることができる。本システムは、スナップショットを該スナップショットが必要とされる限り保持し、必要なバックアップ及び後のポイントインタイムスナップショットが取得された場合にスナップショットを破壊するよう構成されている。
本システムは、初期的に、ボリュームへの新しい書込みがなされると、ユーザが設定可能なインターバル等の所定のインターバルのリアルタイムでスナップショットを生成する。生成されたスナップショットは重要性の順番でランク付され、該ランク付は、（より前のタイムフレームにおいて得られた）以前のスナップショットからのデータコンテンツにおける変化の程度によって行われる。これにより、アルゴリズムによる所望のスナップショットのみが残され、そして、より以前に生成されかつもはや不要となったスナップショットが削除されるか又は破壊されることによりディスク空間を節約しかつ記憶システムのパフォーマンスを向上させることができる。
相対的な重要性によるスナップショットのランク付けは、入力されたクライテリア又はスナップショットマネージャプログラムによって生成されたクライテリアに応じて、実行される。該プログラムは、一実施例においては、SAN用のコントローラファームウェアに搭載される。一実施例においては、メカニズム及び搭載は後述する方法で実行される。
まず、ユーザが、スナップショットのクライテリアに関するタイムインターバルを選択し、そして、デフォルト設定を行い、これにより、１分毎又は記憶アレイ中のボリュームから／への読み出し／書込み動作が生じる度にスナップショットを生成する。生成されたスナップショットは、他のスナップショットと対比され（すなわち、以前のスナップショットが次のスナップショットと対比され）、そして、スナップショットが、特定のクライテリアが合致する又は凌駕するデータコンテンツの変化がある場合に保持される。
幾つかの実施例においては、データコンテンツにどのような変化が生じた場合でも、スナップショットが保持される。他の実施例においては、変化可能な最小のデータ量、変化のタイプ、又は変化するあるデータに関する情報をクライテリアが含んでいる。幾つかの実施例において、対比のメカニズムは、UNIXオペレーティングシステムにおいて使用されている’diff’コマンドと同様である。データコンテンツの何らの相違が無い場合（又は、スナップショットがクライテリアに合致しない場合）、相対的に前のポイントインタイム期間中に生成されたスナップショットが破壊され、相対的に後のポイントインタイムに生成されたスナップショットが保持される。
ランク付けメカニズムは、保持されたスナップショットを、提供されたクライテリア又は搭載されたクライテリア又はスナップショットマネージャによって生成されたクライテリアに基づいた相対的な重要性により、ランク付けする。幾つかの実施例においては、スナップショットマネージャは、スナップショットが生成されたときのアプリケーションの過去の状態を含んでいる。スナップショットマネージャはその後、高位にランク付けされたスナップショットの位置特定の情報とより高速のアクセスとを提供する。低位にランク付けされたスナップショットは、このようなスナップショット用のユーザ設定可能なスナップショット排除（purging）インターバル等で、クライテリアに基づいて破壊される。
幾つかの実施例においては、任意に設定された所定時点で保持されるべきスナップショットの数が、ユーザにより設定可能である。この数は、同一の論理ボリュームから得られたデータコンテンツが相違するスナップショットに対してのみ適用される。幾つかの実施例においては、保持された全てのスナップショットが優先順位のランクを有し、該ランクは、論理ボリュームを使用するアプリケーションのタイプ、及びデータのミッションクライテリアアスペクトに基づいている。例えば、ミラーボリュームのレポジットリ（repository）をホスティングする論理ボリュームからスナップショットが得られた場合、このスナップショットは、単なるファイル共有ボリュームとして用いられる論理ボリュームから得られたスナップショットよりも高位にランク付けされる。ランク付けされたスナップショットは全て、シーク(探査)時間を短縮するために、記憶アレイの領域における位置を特定する情報を有している。幾つかの実施例においては、低位の優先順位のランクを有するスナップショットは、記憶空間が所定量以下に低減しかつ高位の優先順位のスナップショットをセーブしなければならない場合に、削除される。
本発明の実施例によるシステムは、多大な作用効果を奏することができる。例えば、高優先順位のスナップショットへの高速アクセスを提供し、その一方で、低優先順位のスナップショットを破壊してディスク空間及びシステムパフォーマンスを確保することができる。以前のポイントインタイムのスナップショットは、その後のポイントインタイムのスナップショットとの対比の結果でデータコンテンツの変化が生じていない場合、又は他のクライテリアが合致しない場合、破壊される。本システムはまた、スナップショットの生成及び排除インターバルをユーザが設定可能である。本システムの実施例は、データ完全性を補償することができ、これは、リアルタイムでの継続的なスナップショット生成によるものであり、幾つかの実施例においては、スナップショット生成は、ボリュームに対する新しい読み出し又は書き込みに基づいている。
図１には、本発明の実施例のシステム１０が示されている。システム１０は、ネットワークの一部を構成しており、ＳＡＮにおいてデータ記憶及び検索を指示するＩ／Ｏ付属サーバ１２を備えている。該サーバ１２は、データ記憶システム２０にネットワーク１４を介して接続されている。ネットワーク１４は、ファイバチャネル、イーサネット、SAS接続等である。記憶マネージャクライアントコンピュータ１６もまた、イーサネットネットワーク接続１８を介して、ネットワーク１４と記憶システム２０とに接続されている。
データ記憶システム２０は、データボリューム２４によって機能的に表され、データボリューム２４は、ファイバチャネル、イーサネット、又はSAS接続等のネットワーク２２を介して、データ記憶システム２０に接続されている。記憶マネージャ１６の制御の下で、スナップショット２６ａ、２６ｂ、２６ｃからなるスナップショットグループが、所定のインターバルでデータボリュームの取得を行う。
スナップショットランク付マネージャ３０は、イーサネット接続２８を介してデータ記憶システム２０に接続されており、記憶マネージャ１６からのスナップショットの優先順位情報を受け取る。スナップショットランク付マネージャは、スナップショット２６に応答指示を送って、スナップショット２６それぞれによって表されるデータの組の間の相違の程度等からなる、それぞれの特性を決定する。何らかの相違があると、又は所定レベル若しくはタイプの相違があると、スナップショットランク付マネージャ３０は、例えば、古いスナップショット２６ｃを削除又は破壊して、新しいスナップショット２６ａのみを維持する。
このようにスナップショットランク付マネージャを用いることにより、システムのユーザ又はアドミニストレータに重要であるみなされるスナップショット２６のみを維持することができ、削除されたスナップショット２６により使用されていた記憶空間を記憶システムに開放することができ、新しいデータを上書きするために使用することができる。このようにする代わりに、スナップショット２６がデータ記憶システムの専用（dedicated）位置に書き込まれた場合に、生成すべき追加のスナップショット２６のために記憶空間を開放することができるようにしてもよい。
本発明の好適な実施例を説明のために上述したが、本発明を限定することを意図するものではない。上述の説明に照らして変形及び変更が可能である。本発明の原理及びその実際のアプリケーションの好適な説明を提供するために、実施例が選択され記述された。これにより、当業には、種々の実施例に対して、特定の仕様に適合するように本発明を変更させて用いることができるであろう。このような変更及び変形はすべて、特許請求の範囲によって規定された発明の技術的範囲である。

Claims (6)

  1. 記憶領域ネットワークシステムであって、
    コンピュータデータを記憶するためのデータ記憶手段と、
    クライアント上で実行される記憶マネージャルーチンであって、
    データ記憶手段上のコンピュータデータの取得されるべきスナップショットにダイレクトするための機能要素を有している記憶マネージャルーチン
    を備えている記憶マネージャルーチンと、
    スナップショットの特性を決定し、かつ、スナップショットの特性の少なくとも一部分に基づいて、スナップショットの所定の幾つかを選択的に削除するためのスナップショットランク付マネージャと
    を備えていることを特徴とする記憶領域ネットワークシステム。
  2. 請求項１記載の記憶領域ネットワークシステムにおいて、スナップショットの特性は、スナップショットが取得された論理ボリュームに存在するデータを使用するアプリケーションのタイプ、及び、データのミッションクリティカルアスペクトを含んでいることを特徴とする記憶領域ネットワークシステム。
  3. コンピュータデータを記憶するためのデータ記憶手段と、クライアント上で実行される記憶マネージャルーチンであって、データ記憶手段上のコンピュータデータの取得されるべきスナップショットにダイレクトするための機能要素を有している記憶マネージャルーチンを備えている記憶マネージャルーチンとを備えている記憶領域ネットワークシステムであって、スナップショットの特性を決定し、かつ、スナップショットの特性の少なくとも一部分に基づいて、スナップショットの所定の幾つかを選択的に削除するためのスナップショットランク付マネージャを備えていることを特徴とする記憶領域ネットワークシステム。
  4. 請求項３記載の記憶領域ネットワークシステムにおいて、スナップショットの特性は、スナップショットが取得された論理ボリュームに存在するデータを使用するアプリケーションのタイプ、及び、データのミッションクリティカルアスペクトを含んでいることを特徴とする記憶領域ネットワークシステム。
  5. コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されたスナップショットランク付マネージャプログラムであって、スナップショットの特性を決定し、かつ、スナップショットの特性の少なくとも一部分に基づいて、スナップショットの所定の幾つかを選択的に削除するための機能要素を備えていることを特徴とするスナップショットランク付マネージャプログラム。
  6. 請求項５記載のスナップショットランク付マネージャプログラムにおいて、スナップショットの特性は、スナップショットが取得された論理ボリュームに存在するデータを使用するアプリケーションのタイプ、及び、データのミッションクリティカルアスペクトを含んでいることを特徴とするスナップショットランク付マネージャプログラム。
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