JP2012113345A - Disk array device and region allocation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスクアレイ装置及び領域割当て方法に関する。 The present invention relates to a disk array device and an area allocation method.
従来、ディスクアレイ装置内で使用しているハードディスクの容量毎にホットスペア用のハードディスク(以下、ホットスペア用ディスクと呼ぶ。)を用意し、RAIDを構成する使用中のハードディスクに障害が発生した場合には、障害が発生したハードディスクに替えて、予め用意してあるホットスペア用ディスクをRAIDに接続し、障害が発生していないハードディスクから障害が発生したハードディスクのデータを復元するディスクアレイ装置がある。 Conventionally, a hot spare hard disk (hereinafter referred to as a hot spare disk) is prepared for each hard disk capacity used in the disk array device, and a failure occurs in the hard disk in use constituting the RAID. Instead of a failed hard disk, there is a disk array device that connects a hot spare disk prepared in advance to a RAID and restores data of the failed hard disk from a hard disk that has not failed.
しかしながら、従来の方式では、当該ディスクアレイ装置内でハードディスクの容量が複数種類ある場合、その種類数に相当するだけのホットスペア用ディスクを用意するか、あるいは、大容量のホットスペア用ディスクを小容量のハードディスクのホットスペアとしてデータ復元のために割り当てるという制御が必要となる。また、故障する度に保守交換をしなければならず、保守頻度が多くなり、交換ミスも発生するという問題がある。 However, in the conventional method, when there are multiple types of hard disk capacities in the disk array device, hot spare disks corresponding to the number of types are prepared, or a large capacity hot spare disk is prepared with a small capacity. It is necessary to control to allocate the data as a hot spare for the hard disk. Further, there is a problem that maintenance and replacement must be performed every time a failure occurs, maintenance frequency increases, and replacement mistakes occur.
このような課題を解決するための装置として、例えば、特許文献1のディスクアレイ装置が開示されている。特許文献1のディスクアレイ装置は、複数の物理ディスクで構成される論理ディスクを1つのホットスペアとして扱って、それを障害発生のディスクに割り付けていくことでRAID機能を実現する。
As an apparatus for solving such a problem, for example, a disk array apparatus of
しかしながら、特許文献1のディスクアレイ装置では、論理ディスクを1つのホットスペア用ディスクとして扱った場合であっても、障害が発生したハードディスクに割り付ける論理ディスクの領域に対応するハードディスクが故障している場合には、RAID機能を修復することができないという問題がある。
However, in the disk array device of
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、信頼性を向上させ得るディスクアレイ装置及び領域割当て方法を提案するものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and proposes a disk array device and an area allocation method capable of improving reliability.
かかる課題を解決するために本発明は、RAIDにより冗長構成された、複数のデータ格納用物理ディスク装置と、RAID5又はRAID6により冗長構成された複数のプール領域を有する仮想スペアプールを構成する複数のホットスペア用物理ディスク装置と、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断し、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve such a problem, the present invention provides a plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID and a plurality of virtual spare pools having a plurality of pool areas configured redundantly by RAID5 or RAID6. It is determined whether a failure has occurred in the physical disk device for hot spare and the physical disk device for data storage. When a failure has occurred in the physical disk device for data storage, the failure is detected from the virtual spare pool. A controller for allocating the pool area corresponding to the capacity of the failed data storage physical disk device as a hot spare disk of the generated data storage physical disk device;
また、本発明は、RAIDにより冗長構成された、複数のデータ格納用物理ディスク装置と、RAID5又はRAID6により冗長構成された複数のプール領域を有する仮想スペアプールを構成する複数のホットスペア用物理ディスク装置と、を有するディスクアレイ装置の領域割当て方法であって、制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断する第1のステップと、前記制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる第2のステップと、を備えることを特徴とする。 In addition, the present invention provides a plurality of hot spare physical disk devices constituting a virtual spare pool having a plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID and a plurality of pool areas configured redundantly by RAID5 or RAID6. A first step in which the control unit determines whether or not a failure has occurred in the data storage physical disk device, and the control unit includes the data When a failure occurs in the storage physical disk device, the virtual spare pool is used as a hot spare disk of the failed data storage physical disk device for the capacity of the failed data storage physical disk device. And a second step of allocating the pool area.
従って、冗長性を有する仮想スペアプールを備えることで、物理ディスク装置単位でホットスペア用ディスクを定義することなく、ホットスペア用のプール領域の中から必要な容量を取り出すことができ、また、仮想スペアプール自体に冗長性を有するため、いざホットスペア用ディスクに切り替える段階でホットスペア用ディスクが故障しているというリスクを大きく改善することができる。 Therefore, by providing a virtual spare pool having redundancy, it is possible to take out the required capacity from the hot spare pool area without defining the hot spare disk for each physical disk device, and the virtual spare pool. Since it has redundancy in itself, the risk that the hot spare disk has failed at the stage of switching to the hot spare disk can be greatly improved.
本発明によれば、信頼性を向上させ得るディスクアレイ装置及び領域割当て方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a disk array device and an area allocation method that can improve reliability.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(構成)
図1は、本実施形態によるストレージシステム1のハードウェア構成の一例を示している。ストレージシステム1は、複数のホスト計算機2がネックワーク3を介してディスクアレイ装置4に接続されることにより構成されている。
(Constitution)
FIG. 1 shows an example of the hardware configuration of the
ホスト計算機2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等の情報処理資源、情報入力装置、情報出力装置を備えたコンピュータ装置である。ホスト計算機2は、例えば、書き込み要求をディスクアレイ装置4に送信して、対応するデータをディスクアレイ装置4に書き込む。また、ホスト計算機2は、例えば、読み出し要求をディスクアレイ装置4に送信し、対応するデータをディスクアレイ装置4から読み出す。
The
ネットワーク3は、例えば、LAN(Local Area Network)、SAN(Storage Area Network)、インターネット、専用回線、公衆回線等を場合に応じて適宜用いることができる。
As the
ディスクアレイ装置4は、例えば、コントローラ部5及び記憶部6により構成されている。ディスクアレイ装置4は、コントローラ部5を最低1つ備えている。コントローラ部5は、当該ディスクアレイ装置4全体を制御する。記憶部6は、ホスト計算機2から受信したデータを格納する複数の物理ディスク装置7により構成されている。なお、複数の物理ディスク装置7は、容量の異なる複数種類の物理ディスク装置である。
The
コントローラ部5は、ホストインタフェース11、CPU12、メモリ13及びディスクインタフェース14により構成されている。ホストインタフェース11は、ホスト計算機2とネットワーク3を介して接続され、ホスト計算機2から受信した各種要求やデータの送受信を制御する。ホストインタフェース11は、ネットワーク3の種類に応じた種々のインタフェースを用いることができる。
The
CPU12は、コントローラ部5ごとに1つ備えられる。CPU12は、コントローラ部5全体を制御し、ホストインタフェース11から受信した各種要求を解釈して、各構成要素に指示を送信する。また、CPU12は、物理ディスク装置7に対してRAID(Redundant Arrays of Inexpensive/Independent Disks)制御を行うことにより、ディスクアレイ装置4の信頼性、可用性及び性能を向上させる。この場合、CPU12は、1又は複数の物理ディスク装置7により提供される物理的な記憶領域(RAIDグループ)上に、1又は複数の論理ボリュームを設定する。そして、データは、この論理ボリューム内に所定の大きさのブロック単位で記憶される。
One
メモリ13は、ホスト計算機2から受信したデータを一時的に保持する。メモリ13は、コントローラ部5内部で使用する各種プログラムや、各種テーブルを保持する。ディスクインタフェース14は、記憶部6の物理ディスク装置7と接続され、ホスト計算機2から受信したデータの送受信を制御する。ディスクインタフェース14は、ファイバチャネル、SAS(Serial Attached SCSI)、SATA(Serial ATA)等の種類に応じた種々のインタフェースを用いることができる。
The
(領域割当て処理)
図2は、本実施形態によるストレージシステム1の領域割当て処理の説明に供する概念図である。
(Area allocation processing)
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the area allocation processing of the
ディスクアレイ装置4は、例えば、物理ディスク装置7A−7D(データ格納用物理ディスク装置)及び仮想スペアプール21を有している。物理ディスク装置7A及び7Bは、RAID1の制御が行われることにより、ミラーリング構成されている。また、物理ディスク装置7C及び7Dは、RAID1の制御が行われることにより、ミラーリング構成されている。物理ディスク装置7A及び7Bの容量は、300GBである。また、物理ディスク装置7C及び7Dの容量は、600GBである。
The
仮想スペアプール21は複数のプール領域22を有している。それぞれのプール領域22は、例えば、複数の物理ディスク装置7(ホットスペア用物理ディスク装置)にRAID5又はRAID6等の制御が行われることにより、冗長構成されている。
The virtual
この場合、CPU12は、例えば、物理ディスク装置7Bが故障した場合には、仮想スペアプール21から、故障した物理ディスク装置7Bを修復するために、300GBの容量のホットスペア用ディスクとしてプール領域22を割り当てる。また、CPU12は、例えば、物理ディスク装置7Dが故障した場合には、仮想スペアプール21から、故障した物理ディスク装置7Dを修復するために、600GBの容量のホットスペア用ディスクとしてプール領域22を割り当てる。
In this case, for example, when the
次に、本実施形態のストレージシステム1の動作について詳細に説明する。図3は、本実施形態のディスクアレイ装置4の領域割当て処理を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
CPU12は、ディスクアレイ装置4の電源がオンになると、図3に示す領域割当て処理手順RT1を開始して、RAID構成されている物理ディスク装置7に障害が発生するのを待機モードで待ち受ける(ステップSP1)。やがて、CPU12は、RAID構成されている物理ディスク装置7に障害が発生すると(ステップSP1:YES)、障害が発生した物理ディスク装置7の容量を確認する(ステップSP2)。
When the power of the
続いて、CPU12は、障害が発生した物理ディスク装置7の容量のプール領域22が仮想スペアプール21に存在するか否かをチェックする(ステップSP3)。そして、CPU12は、障害が発生した物理ディスク装置7の容量のプール領域22が仮想スペアプール21に存在する場合には(ステップSP3:YES)、仮想スペアプール21から、障害が発生した物理ディスク装置7のホットスペア用ディスクとして、当該物理ディスク装置7の容量分のプール領域22を割り当てる(ステップSP4)。これに対して、CPU12は、障害が発生した物理ディスク装置7の容量のプール領域22が仮想スペアプール21に存在しない場合には(ステップSP3:NO)、足りない容量以上の所定のプール領域22を仮想スペアプール21内に作成し、仮想スペアプール21から、障害が発生した物理ディスク装置7のホットスペア用ディスクとして、当該物理ディスク装置7の容量分のプール領域22を割り当てる(ステップSP5)。
Subsequently, the
続いて、CPU12は、仮想スペアプール21の容量が予め設定されたしきい値以下となったか否かをチェックする(ステップSP6)。そして、CPU12は、仮想スペアプール21の容量が予め設定されたしきい値以下となった場合には(ステップSP6:YES)、予め設定されたしきい値より大きい容量となるように仮想スペアプール21内にプール領域22を作成し(ステップSP7)、その後、図3に示す領域割当て処理手順RT1を終了する(ステップSP8)。
Subsequently, the
これに対して、CPU12は、仮想スペアプール21の容量が予め設定されたしきい値より大きい場合には(ステップSP6:NO)、その後、図3に示す領域割当て処理手順RT1を終了する(ステップSP8)。
On the other hand, when the capacity of the virtual
(動作及び効果)
このようにして、本実施形態のディスクアレイ装置4では、複数の物理ディスク装置7にRAID5又はRAID6等の制御が行われることにより冗長構成されたプール領域22を有する仮想スペア領域21を備えており、CPU12が、障害が発生した物理ディスク装置7の容量のプール領域22が仮想スペアプール21に存在する場合に、仮想スペアプール21から、障害が発生した物理ディスク装置7のホットスペア用ディスクとして、当該物理ディスク装置7の容量分のプール領域22を割り当てる。
(Operation and effect)
As described above, the
従って、冗長性を有する仮想スペアプール21を備えることで、物理ディスク装置単位でホットスペア用ディスクを定義することなく、ホットスペア用のプール領域22の中から必要な容量を取り出すことができ、また、仮想スペアプール21自体に冗長性を有するため、いざホットスペア用ディスクに切り替える段階でホットスペア用ディスクが故障しているというリスクを大きく改善することができる。
Therefore, by providing the virtual
また、使用している物理ディスク装置7の容量が複数ある場合に、複数の容量の異なる物理ディスク装置7をホットスペア用ディスクとして用意する必要がない。
Further, when the
さらに、ディスクアレイ装置4に搭載されている物理ディスク装置7毎にスペアディスクを定義するのではなく、仮想スペアプール21から必要な容量を割り当てる仕組みであるからであるため、保守員が故障した物理ディスク装置7の容量を意識して交換等を行う必要がなく、また、予め仮想スペアプール21の容量を大きめに確保しておくことで、保守員は物理ディスク装置7が故障する度に保守交換する必要がなく、予め設定されたしきい値以下になった場合に仮想スペアプール21の容量を補充すれば良いため、ディスクアレイ装置の可用性を高め、保守交換時のミス、保守交換頻度を少なくすることができる。
Furthermore, since the spare disk is not defined for each
さらに、仮想スペアプール21が複数の物理ディスク装置7で構成されており、RAIDを構成したほうが単体の物理ディスク装置7よりも性能が良いのと同様に、一般に物理ディスク装置7は複数並べることで数に応じて性能が良くなることから、ホットスペア用ディスクに切り替わる前の状態に戻す際にも、ホットスペア用ディスクが物理ディスク装置1個の場合と比較して前の状態に戻す時間を短くすることができる。
Furthermore, as the virtual
(他実施例1)
次に、本発明の他実施例1について図面を参照して説明する。図4は、物理ディスク装置7の回転数毎に分けてプール領域22を作成した場合の仮想スペアプール21の説明に供する概念図である。
(Other Example 1)
Next, another
この場合、仮想スペアプール21は、例えば、15,000rpmの複数の物理ディスク装置7により冗長構成されたプール領域22、10,000rpmの複数の物理ディスク装置7により冗長構成されたプール領域22及び7,200rpmの複数の物理ディスク装置7により冗長構成されたプール領域22を有している。
In this case, the virtual
そして、例えば、故障した場合に割り当てるプール領域22がRAID構成されている物理ディスク装置7ごとに対応づけられており、CPU12は、例えば、RAID構成されている物理ディスク装置7に障害が発生すると、当該物理ディスク装置7に対応づけられているプール領域22を確認し、当該プール領域を上記領域割当て処理手順RT1に従って、ホットスペア用ディスクとして割り当てる。
For example, the
このように、高価な15,000rpmの物理ディスク装置7により冗長構成されたプール領域22と、比較的安価な7,200rpmの物理ディスク装置7により冗長構成されたプール領域22とを使い分けてホットスペア用ディスクとして割り当てることで、ユーザの費用対効果の要求にも対応することができる。
As described above, the
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(付記1)RAIDにより冗長構成された、複数のデータ格納用物理ディスク装置と、RAID5又はRAID6により冗長構成された複数のプール領域を有する仮想スペアプールを構成する複数のホットスペア用物理ディスク装置と、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断し、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる制御部と、を備えることを特徴とするディスクアレイ装置である。 (Supplementary note 1) A plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID, and a plurality of hot spare physical disk devices constituting a virtual spare pool having a plurality of pool areas configured redundantly by RAID5 or RAID6, It is determined whether or not a failure has occurred in the data storage physical disk device, and when the failure has occurred in the data storage physical disk device, the failed data storage physical disk is removed from the virtual spare pool. And a control unit that allocates the pool area corresponding to the capacity of the failed data storage physical disk device as a hot spare disk of the device.
(付記2)前記制御部は、前記仮想スペアプールの容量が予め設定されたしきい値以下となったか否かを判断し、予め設定されたしきい値以下となったときに、当該しきい値より大きい容量となるように、前記仮想スペアプール内に前記プール領域を作成する
ことを特徴とする付記1に記載のディスクアレイ装置である。
(Additional remark 2) The said control part judges whether the capacity | capacitance of the said virtual spare pool became below the preset threshold value, and when it became below the preset threshold value, the said threshold value The disk array device according to
(付記3)前記プール領域は、複数のホットスペア用物理ディスク装置が、同一の回転数の物理ディスク装置ごとにRAID5又はRAID6により冗長構成されたことを特徴とする付記1に記載のディスクアレイ装置である。
(Additional remark 3) The said pool area | region is a disk array apparatus of
(付記4)RAIDにより冗長構成された、複数のデータ格納用物理ディスク装置と、RAID5又はRAID6により冗長構成された複数のプール領域を有する仮想スペアプールを構成する複数のホットスペア用物理ディスク装置と、を有するディスクアレイ装置の領域割当て方法であって、制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断する第1のステップと、前記制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる第2のステップと、を備えることを特徴とするディスクアレイ装置の領域割当て方法である。 (Supplementary note 4) A plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID, and a plurality of hot spare physical disk devices constituting a virtual spare pool having a plurality of pool areas redundantly configured by RAID5 or RAID6, A first step of determining whether a failure has occurred in the physical disk device for data storage, and the control unit for storing data. When a failure occurs in the physical disk device, the virtual spare pool is used as a hot spare disk of the failed data storage physical disk device for the capacity of the failed data storage physical disk device. A disk array comprising: a second step of allocating a pool area. An area allocation method of the device.
1……ストレージシステム、2……ホスト計算機2、3……ネットワーク、4……ディスクアレイ装置、5……コントローラ部、6……記憶部、7……物理ディスク装置、11……ホストインタフェース、12……CPU、13……メモリ、14……ディスクインタフェース、21……仮想スペアプール、22……プール領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
RAID5又はRAID6により冗長構成された複数のプール領域を有する仮想スペアプールを構成する複数のホットスペア用物理ディスク装置と、
前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断し、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる制御部と、
を備えることを特徴とするディスクアレイ装置。 A plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID;
A plurality of hot spare physical disk devices constituting a virtual spare pool having a plurality of pool areas configured redundantly by RAID 5 or RAID 6;
It is determined whether or not a failure has occurred in the data storage physical disk device, and when the failure has occurred in the data storage physical disk device, the failed data storage physical disk is removed from the virtual spare pool. A control unit for allocating the pool area for the capacity of the failed data storage physical disk device as a hot spare disk of the device;
A disk array device comprising:
前記仮想スペアプールの容量が予め設定されたしきい値以下となったか否かを判断し、予め設定されたしきい値以下となったときに、当該しきい値より大きい容量となるように、前記仮想スペアプール内に前記プール領域を作成する
ことを特徴とする請求項1に記載のディスクアレイ装置。 The controller is
It is determined whether or not the capacity of the virtual spare pool is equal to or less than a preset threshold value. The disk array device according to claim 1, wherein the pool area is created in the virtual spare pool.
複数のホットスペア用物理ディスク装置が、同一の回転数の物理ディスク装置ごとにRAID5又はRAID6により冗長構成された
ことを特徴とする請求項1に記載のディスクアレイ装置。 The pool area is
2. The disk array device according to claim 1, wherein a plurality of physical disk devices for hot spare are redundantly configured by RAID 5 or RAID 6 for each physical disk device having the same rotational speed.
制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したか否かを判断する第1のステップと、
前記制御部が、前記データ格納用物理ディスク装置に障害が発生したときに、前記仮想スペアプールから、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置のホットスペア用ディスクとして、前記障害の発生したデータ格納用物理ディスク装置の容量分の前記プール領域を割り当てる第2のステップと、
を備えることを特徴とするディスクアレイ装置の領域割当て方法。 A disk array having a plurality of data storage physical disk devices configured redundantly by RAID and a plurality of hot spare physical disk devices constituting a virtual spare pool having a plurality of pool areas configured redundantly by RAID5 or RAID6 A device area allocation method comprising:
A first step of determining whether or not a failure has occurred in the data storage physical disk device;
The controller stores the failed data from the virtual spare pool as a hot spare disk of the failed data storage physical disk device when a failure occurs in the data storage physical disk device. A second step of allocating the pool area corresponding to the capacity of the physical disk device for use;
An area allocation method for a disk array device, comprising:
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