JP2013246821A - ファブリック分散リソースのスケジューリング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パス選択は、ファブリックを通るパスに沿った負荷および記憶装置における負荷に対応する。トポロジ変更も、識別され、かつ自動的に開始されてよい。或る実施形態は、複数の仮想マシン(VM)を実行するホストがストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)の論理装置番号(LUN)にアクセスすることを、企図する。
【選択図】図1
Description
この概要は、以下で、より詳細に説明される概念の選択を紹介する。この概要は、基本的な特徴を列挙したり、要求された対象の範囲を限定したりするようには意図されていない。
、識別された記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの識別された記憶パスに適合する最小限の帯域幅を見いだし、複数のホストのそれぞれに対して、識別された記憶パスのうちの1つを最小限の帯域幅に基づき選択するようにプログラムされたプロセッサと、からなる。
1例では、このプロセッサは、求められたI/O負荷に基づきSANのトポロジ変更を推奨するようにさらにプログラムされる。
1例では、このプロセッサは、最小限の帯域幅および記憶エリアに記憶されたリンク容量に基づき、識別された記憶パスのうち1つを選択するようにプログラムされる。
1例では、この方法は、選択されたトポロジ変更を開始する工程を含む。
1例では、この方法は、記憶パスのうちの1つに関して、監視されたI/O負荷における変更を検出すると、記憶パスのうちの1つに対する更新されたI/O負荷を求める工程と、記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの記憶パスに適合する最小限の帯域幅を算定する工程と、複数のホストのそれぞれに対して、記憶パスのうちの1つを、算定された最小限の帯域幅に基づき選択する工程と、を含む。
最小限の帯域幅に基づきバイナリ・サーチを遂行する工程をさらに含む。
1例では、この方法は、各繰返しに対してエッジ・ウェイトを増す最大フロー・アルゴリズムを繰り返し遂行することによって、複数の記憶パスを検索する工程を含む。
1例では、この方法は、複数のホスト、ホスト・バス・アダプタ、アレイ・ポート、および論理装置番号(LUN)のうちの1つを識別することによって、複数の記憶パスのそれぞれを定義する工程を含む。
1例では、これらの工程は、記憶パスの内部のスイッチに問い合わせてスイッチの最大帯域幅容量を得ることによって、上限リンク容量を定義する工程を含む。
1例では、ストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)における複数の仮想マシン(VM)向けの、集中型の入出力(I/O)負荷ベースパス管理の方法が提供され、前記方法は、VMを実行する複数のホストのうちの1つから、同ホストが認識可能な少なくとも1つの論理的記憶装置にそれぞれ至る複数の記憶パスに、プロセッサでアクセスする工程と、アクセスされた記憶パスのそれぞれについてI/O負荷を監視する工程と、監視されたI/O負荷が記憶パスの少なくとも1つにおける輻輳を表していると判断すると、1または複数のトポロジ変更を識別する工程と、識別された1または複数のトポロジ変更を、プロセッサによって開始する工程と、からなる。
1例では、識別された1または複数のトポロジ変更を開始する工程は、複数の記憶パスから、ホストのうち少なくとも1つ向けに別のパスを選択する工程と、ホストのうち少なくとも1つに対して選択された別のパスを用いるように指示する工程とをさらに含む。
ストから複数のホストの中の第2のホストへとデータストアを移動する工程と、のうち1または複数を含む。
本明細書で説明される実施形態は、共有ストレージアレイを有し、SAN 512などのストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)における複数のホスト(例えばクラスタ)にわたって集中型の入出力(I/O)パス選択および管理を実施する。パス推奨は、ファブリック(例えばリンク)のI/O負荷状態に基づくものであり、例えばネットワーク・フロー・アルゴリズム(例えば最大フロー・アルゴリズム)の最上位で条件付き反復検索を用いて選択される。結果として、本開示の態様は、ホスト514からアレイ302までのパス(経路)上のどの単一ポイントにも過負荷をかけず、したがって全体最適をもたらすように、各ホストとLUNの対に対してI/Oパスを選択する。
ような実施形態では、ユーザ・インターフェース装置110は、ユーザ108に情報を伝えることができる任意の構成要素を表す。例えば、ユーザ・インターフェース装置110は、限定されることなく、表示装置(例えば液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、または「電子インク」ディスプレイ)および/または音声出力装置(例えばスピーカまたはヘッドホン)を含んでよい。或る実施形態では、ユーザ・インターフェース装置110は、ビデオ・アダプタおよび/またはオーディオ・アダプタなどの出力アダプタを含む。出力アダプタは、プロセッサ102に対して動作可能に結合され、表示装置または音声出力装置などの出力装置に対して動作可能に結合されるように構成される。
初期設定に際して自動的に再起動されること」などのハイパーバイザ210に関する方針に従って、VM 2351〜235Nの実行を管理してよい(例えば、監視、開始、および/または終了してよい)。それに加えて、またはその代わりに、ハイパーバイザ210は、ホスト・コンピュータ装置100とは別の装置から受け取った要求に基づきVM 2351〜235Nの実行を管理してよい。例えば、ハイパーバイザ210は、管理装置から、ネットワーク通信インターフェース112を介して第1のVM 2351の実行開始を指示する実行指示を受け取り、これを実行して第1のVM 2351の実行を開始してよい。
システム・サポートを実施する仮想マシン・モニタ(VMM:virtual machine monitor)2751〜275Nの一部分であると見なされてよい。当業者は、図2の中の仮想化構成要素を説明するのに用いられた様々な用語、層、および分類は、それらの機能または本開示の趣旨もしくは範囲から逸脱することなく、別々に参照されてよいことを理解するであろう。例えば、仮想ハードウェア・プラットフォーム2401〜240NはVMM 2751〜275Nと分離していると考えられてもよく、VMM 2751〜275Nはハイパーバイザ210と分離していると考えられてもよい。本開示の実施形態で用いられ得るハイパーバイザ210の実例の1つは、VMwareのESX商標のソフトウェアに構成要素として含まれており、VMware社から市販されている。
されたデータがほぼ同一サイズであって、パスがHBA、ポート304、およびコントローラにわたって均一に配置されているとき、I/O要求をそれぞれのアクティブパスへ均一に配分する。
1.すべてのエッジに関してf(u,v)≦c(u,v)
2.ノードsおよびtを除いて、あるノードに入るフローの和は、そのノードを出るフローの和に等しい。
3.起点sから宛先tまでの全フローは、可能な最大である。
含んでよい。例えば、コンピュータ装置504は、1群の処理ユニットまたはクラウド・コンピューティング構成など他のコンピュータ装置を表してよい。或る実施形態では、管理者502、またはユーザ108などの他のユーザは、コンピュータ装置504の動作の態様を管理するためにコンピュータ装置504と対話する。
512の要素の間を連絡するための任意の手段を表す。本開示の態様は、任意のネットワークのタイプまたは構成に対して動作可能である。
もあり、ホスト−LUN対がすべて見つかるまでエッジ・ウェイトが増加される。例えば、ステップ602で、各リンクに対して1のエッジ・ウェイトを定義することによって初期のパス選択が開始する。ステップ606で各ホスト514用に記憶パスが見つからなければ、ステップ607でエッジ・ウェイトが増加され、ステップ604でパス選択が遂行される。このように、各ホスト514からそれぞれの接続されたLUN(例えば記憶装置)へのパスが見つかるまでパス選択を繰り返して、初期のパス選択を完了する。
図7は、リンクまたは論理装置番号(LUN)の輻輳に応答してトポロジ変更を開始するように、複数のホスト514を管理する集中型システムによって遂行される例示の方法の流れ図である。方法700は、コンピュータ装置504(図5に示されている)による実行を参照しながら説明されているが、任意のコンピュータ装置によって遂行され得るように企図されている。さらに図7に示された動作の実行は、VM環境に限定されることなく、トポロジ変更が開始され得る任意の複数起点および複数宛先の環境に適用可能である。またコンピュータ実行可能命令を記憶する1または複数のコンピュータ可読記憶媒体が動作することにより、プロセッサ506は、図7に示された動作を遂行することによって集中型のI/O負荷ベースパス選択を実施してよい。
れたI/O負荷が輻輳を示していると判断すると、ステップ708で、1または複数のトポロジ変更が識別される。例示のトポロジ変更は、それだけではないが、1つの論理的記憶装置から別の論理的記憶装置へデータを移動することと、複数のホスト514の第1のホストから複数のホスト514の第2のホストへデータストアを移動することと、論理的記憶装置をコントローラへ再マッピングすることとを含む。
追加の実例
本開示の態様が、1つのLUN当たり1つのパスを用いるアクティブ−パッシブ・モードでアクセスされているLUNを参照しながら本明細書で説明されてきたが、他の実施形態は、1つのLUN当たり複数のパスを用いるアクティブ−アクティブ・モードでLUNがアクセスされる環境を企図する。このような実施形態では、最大フロー・アルゴリズムが、k個のパスが許容されるLUNに対してk個のパスを見つけるように変更される。パスが見つかるたびに、要求は、1ではなくkだけインクリメントされる。
例示の動作環境
本明細書で説明された動作は、コンピュータ装置504などのコンピュータまたはコンピュータ装置によって遂行されてよい。コンピュータ装置は、メッセージおよび/または記憶したデータの交換を通じて互いに通信する。通信は、任意の有線または無線の接続にわたって、任意のプロトコルまたは機構を用いて起こり得る。コンピュータ装置は、(例えばネットワークおよび/またはデータバスの全体への)ブロードキャスト・メッセージ、(例えば複数の他のコンピュータ装置にアドレス指定された)マルチキャスト・メッセージ、および/または複数のユニキャスト・メッセージとしてメッセージを伝送してよく、これらのそれぞれが、個々のコンピュータ装置にアドレス指定される。さらに、或る実施形態では、メッセージは、ユーザ・データグラム・プロトコル(UDP:User Datagram Protocol)などの配信を保証しないネットワーク・プロトコルを用いて伝送される。したがってコンピュータ装置は、メッセージを伝送するとき、配信不能のリスクを低減することができるように、メッセージの複数のコピーを伝送してよい。
、多数の他の汎用または専用のコンピュータ・システムの環境または構成で動作可能である。本開示の態様とともに用いるのに適切であり得る周知のコンピュータ・システムの実例、環境、および/または構成には、それだけではないが、モバイル・コンピューティング装置、パーソナル・コンピュータ、サーバ・コンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップの装置、マルチプロセッサ・システム、ゲーム機、マイクロプロセッサ・ベースのシステム、セット・トップ・ボックス、プログラム可能な家電、携帯電話、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレーム・コンピュータ、上記システムのうち任意ものを含む分散型コンピュータ環境または装置などが含まれる。
本明細書で図示して説明した実施形態ならびに本明細書で具体的には説明されていないが本発明の態様の範囲内の実施形態は、記憶パスの輻輳を修正するためにトポロジ変更を識別する例示の手段と、記憶パスの輻輳を修正するためにトポロジ変更を自動的に開始する例示の手段とを構成する。例えば、本明細書で説明されたような動作を実行するようにプログラムされたプロセッサ506は、これらの例示の手段を構成する。
が存在し得ることを意味する。
Claims (25)
- ストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)における複数の仮想マシン(VM)向けの、集中型の入出力(I/O)負荷ベースパス選択用システムであって、前記システムは、
少なくともSAN用の閾値容量を含む前記SANのトポロジ記述を記憶する、コンピュータ装置に関連した記憶エリアと;
プロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記仮想マシンを実行する複数のホストのうちの1つから、前記ホストが認識可能な少なくとも1つの論理的記憶装置にそれぞれ至る複数の記憶パスを識別することによって、初期のパス選択を遂行し、
前記識別された記憶パスのそれぞれについてI/O負荷を求め、
前記記憶パスのそれぞれについての前記求められたI/O負荷を前記閾値容量から減じて、前記識別された記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの前記識別された記憶パスに適合する最小限の帯域幅を見いだし、
前記複数のホストのそれぞれに対して、前記識別された記憶パスのうちの1つを最小限の帯域幅に基づき選択するようにプログラムされる、システム。 - 前記プロセッサはさらに、
前記SANのトポロジの変更を検出し、
前記検出された変更に応じて、前記初期のパス選択を再度遂行するようにプログラムされる、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、前記求められたI/O負荷に基づき前記SANのトポロジ変更を推奨するようにプログラムされる、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、前記ホストのうち少なくとも1つに対して前記複数の記憶パスから別のパスを選択することと、様々なコントローラに対して前記論理的記憶装置を再マッピングするように、記憶プロセッサ・アレイに命じることと、前記論理的記憶装置から別の論理的記憶装置へとデータを移動することと、前記複数のホストの中の第1のホストから前記複数のホストの中の第2のホストへとデータストアを移動することと、のうち1または複数を前記SANの管理者からの入力なしで遂行することによって、前記SANの前記トポロジに対する前記推奨された変更を開始するようにプログラムされる、
請求項3に記載のシステム。 - 前記複数の記憶パスのそれぞれは、複数のリンクからなり、
前記記憶エリアはさらに、前記複数のリンクに関連したリンク容量を記憶する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記最小限の帯域幅および前記記憶エリアに記憶された前記リンク容量に基づき、前記識別された記憶パスのうち前記1つを選択するようにプログラムされる、
請求項5に記載のシステム。 - 前記システムはさらに、
前記記憶パスの輻輳を修正するためにトポロジ変更を識別する手段と;
前記記憶パスの輻輳を修正するためにトポロジ変更を自動的に開始する手段と
を備える、
請求項1に記載のシステム。 - 分散型共有リソース記憶システムにおける集中型入出力(I/O)負荷ベースパス選択の方法であって、前記方法は、
複数のホストのうちの1つから、前記ホストが認識可能な少なくとも1つの論理的記憶装置にそれぞれ至る複数の記憶パスに、前記分散型共有リソース記憶システムにおいて動作するプロセッサでアクセスすることと;
前記アクセスされた記憶パスのそれぞれについてI/O負荷を求めることと;
前記記憶パスのそれぞれについての前記求められたI/O負荷を閾値容量から減じて、前記アクセスされた記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの前記アクセスされた記憶パスについての最小限の帯域幅を見いだすことと;
前記複数のホストのそれぞれに対して、前記アクセスされた記憶パスのうちの1つを前記最小限の帯域幅に基づき選択することと
を有する、方法。 - 前記方法はさらに、前記求められたI/O負荷に基づき、前記分散型共有リソース記憶システムにおけるトポロジ変更を選択することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記方法はさらに、前記選択されたトポロジ変更を開始することを含む、
請求項9に記載の方法。 - 前記方法はさらに、変更を検出するために長時間にわたって前記I/O負荷を監視することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記記憶パスのうちの1つに関して、前記監視されたI/O負荷における変更を検出すると、前記方法はさらに、
前記記憶パスのうちの前記1つに対する更新されたI/O負荷を求めることと;
前記記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの前記記憶パスに適合する最小限の帯域幅を算定することと;
前記複数のホストのそれぞれに対して、前記記憶パスのうちの1つを前記算定された最小限の帯域幅に基づき選択することと
を含む、
請求項11に記載の方法。 - 前記複数のホストのそれぞれに対して前記記憶パスのうちの1つを選択することはさらに、前記最小限の帯域幅に基づきバイナリ・サーチを遂行することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記方法はさらに、各繰返しに対してエッジ・ウェイトを増す最大フロー・アルゴリズムを繰り返し遂行することによって、前記複数の記憶パスを検索することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記方法はさらに、対応する前記ホストに対して前記選択されたパスのそれぞれを識別することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記方法はさらに、前記複数のホスト、ホスト・バス・アダプタ、アレイ・ポート、お
よび論理装置番号(LUN)のうちの1つを識別することによって、前記複数の記憶パスのそれぞれを定義することを含む、
請求項8に記載の方法。 - コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令が実行されると、少なくとも1つのプロセッサは、
複数のホストのうちの1つから、前記ホストが認識可能な少なくとも1つの論理的記憶装置にそれぞれ至る複数の記憶パスに、分散型共有記憶システムにおいて動作するプロセッサでアクセスすることと;
前記アクセスされた記憶パスの少なくとも1つにおける少なくとも1つのリンクに対して上限リンク容量を定義することと;
前記アクセスされた記憶パスのそれぞれについてI/O負荷を求めることと;
前記記憶パスのそれぞれについての前記求められたI/O負荷を閾値容量から減じて、前記記憶パスのそれぞれに対して、それぞれの前記記憶パスおよび前記定義された上限リンク容量に適合する最小限の帯域幅を見いだすことと;
前記複数のホストのそれぞれに対して、前記記憶パスのうちの1つを最小限の帯域幅に基づき選択する工程と
によって集中型の入出力(I/O)負荷ベースパス選択を遂行する、コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記コンピュータ実行可能命令によって、前記プロセッサは、前記複数の記憶パスの中のリンクの過剰予約を防止するために前記上限リンク容量を定義する、
請求項17に記載のコンピュータ記憶媒体。 - 前記コンピュータ実行可能命令によって、前記プロセッサは、前記記憶パスの内部のスイッチに問い合わせて前記スイッチの最大帯域幅容量を得ることによって、前記上限リンク容量を定義する、
請求項17に記載のコンピュータ記憶媒体。 - 前記コンピュータ実行可能命令によって、前記プロセッサはさらに、前記最小限の帯域幅および前記スイッチの前記最大帯域幅容量に基づき、前記複数のホストのそれぞれに対して前記記憶パスのうち1つを選択する、
請求項19に記載のコンピュータ記憶媒体。 - ストレージ・エリア・ネットワーク(SAN)における複数の仮想マシン(VM)向けの、集中型の入出力(I/O)負荷ベースパス管理の方法であって、前記方法は、
前記仮想マシンを実行する複数のホストのうちの1つから、前記ホストが認識可能な少なくとも1つの論理的記憶装置にそれぞれ至る複数の記憶パスに、プロセッサでアクセスすることと;
前記アクセスされた記憶パスのそれぞれについてI/O負荷を監視することと;
前記監視されたI/O負荷が前記記憶パスの少なくとも1つにおける輻輳を表していると判断すると、1または複数のトポロジ変更を識別することと;
前記識別された1または複数のトポロジ変更を、前記プロセッサによって開始することと
を有する方法。 - 前記識別された1または複数のトポロジ変更を開始することは、前記ストレージ・エリア・ネットワークの管理者からの入力なしで前記トポロジ変更を開始することを含む、
請求項21に記載の方法。 - 前記識別された1または複数のトポロジ変更を開始することはさらに、前記複数の記憶パスから、前記ホストのうち少なくとも1つ向けに別のパスを選択することと、前記ホストのうち前記少なくとも1つに対して前記選択された別のパスを用いるように指示することとを含む、
請求項21に記載の方法。 - 前記識別された1または複数のトポロジ変更を開始することは、前記論理的記憶装置を管理している記憶プロセッサ・アレイに対して、前記論理的記憶装置を別のコントローラに再マッピングするように命令を送ることを含む、
請求項21に記載の方法。 - 前記識別された1または複数のトポロジ変更を開始することは、前記論理的記憶装置から別の論理的記憶装置へとデータを移動することと、前記複数のホストの中の第1のホストから前記複数のホストの中の第2のホストへとデータストアを移動することとのうちの1または複数を含む、
請求項21に記載の方法。
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