JP2015184858A - ディスクアレイシステム、方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にする。【解決手段】ディスクアレイシステムは、複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御する制御手段と、ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値とディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する閾値保存手段と、を包含し、制御手段が、各々のディスク装置のエラーレートを検出し、エラーレートが閾値を超えるか否かを検出する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスクアレイシステム、方法、及び、プログラムに関する。

ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）システムにおいては、複数台のディスクの故障によってＲＡＩＤがオフラインになり、システムダウン等に至る可能性がある。これを回避するため、ＲＡＩＤが縮退する前に、ＲＡＩＤコントローラが有する閾値に基づいてディスクの予防交換を行う場合がある。

特許文献１は、装置寿命が異なるディスク装置を混在させてディスクアレイシステムを構築して装置寿命を管理し、寿命を上回ったディスク装置を新たなディスク装置へ交換する技術について開示している。

特許文献２は、ディスクアレイを構成するディスクにおいて、データのコピー元とコピー先のディスクの故障率を比較し、コピー元とコピー先のうち故障危険率の低い方のディスクを採用する技術を開示している。

特許文献３は、磁気ディスクユニットの書込み／読出し動作のリトライ回数を予め設定した回数条件（閾値）と比較して障害予兆を判定し、予防交換する技術を開示している。

特開２００８−０５２７５２号公報 特開２００６−０７９２１９号公報 特開平０９−０１６３４０号公報

上記文献の技術を用いた場合、閾値は固定値であるため、各々のディスクの種類に限らず、設定環境による信頼性や使用環境の違いを十分に考慮してない。このため、異なる種類のディスクの接続や、新しいディスクの追加の接続に追従できず、適切なタイミングでの予防交換ができない、という課題がある。

特許文献１は、各ディスク装置の寿命（使用可能時間）を設定しているが、この値は各ディスク毎に固定値であり、各ディスク装置の環境設定や環境変化を反映していない。したがって、特許文献1記載のディスク制御装置は、設定環境や使用環境の違いによる交換のタイミングを考慮することができない。

特許文献２は、ディスクの故障前に内部データを予備のディスクにコピーするが、単にコピー元とコピー先のディスクの故障率を比較しているだけである。

特許文献３は、一般的な閾値を用いた予防交換の手法であり、各々のディスクの種類、信頼性や使用環境の違いを考慮した閾値を設定することについては、開示していない。

本発明の目的は、ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にすることにある。

本発明のディスクアレイシステムは、複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御する制御手段と、前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する閾値保存手段と、を包含し、前記制御手段が、各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出する。

本発明の方法は、複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御し、
前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存し、
各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出する。

本発明のコンピュータプログラムは、複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御する処理と、前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する処理と、各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出する処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明は、ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にする、という効果を奏する。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る、ディスクアレイシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部における閾値の設定の一例を示す図である。 図３は、閾値保持部に格納する閾値の一例を示す図である。 図４は、ディスクアレイシステムの動作の一例を示す図である。 図５は、ディスクアレイシステムの動作を示すフローチャートである。 図６は、第二の実施形態に係る、ディスクアレイシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図７は、ディスクアレイシステムの動作の一例を示す図である。 図８は、ディスクアレイシステムの動作を示すフローチャートである。 図９は、第三の実施形態に係る、ディスクアレイシステムの構成の一例を示すブロック図である。

発明を実施するための第一の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る、ディスクアレイシステム５０の構成の一例を示すブロック図である。

図１を参照すると、ディスクアレイシステム５０は、ＲＡＩＤコントローラ１０、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０、及び、ディスクアレイ装置３０を包含する。

ＲＡＩＤコントローラ１０は、ホストインタフェース部１１、制御部１２、ディスクインタフェース制御部１３、及び、閾値保存部１４を包含する。

ホストインタフェース部１１は、上位装置４０、及び、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０との通信を行う。

制御部１２は、上位装置４０、及び、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ２０からの命令を解読し、ディスクインタフェース制御部１３を介し、ディスクアレイ装置３０のアレイ制御を行う。

また、制御部１２は、ディスク装置３１−Ａ、３１−Ｂ、３１−Ｃのおのおののエラーをカウントし、エラーレート（単位時間当たりのエラー回数）を検出する。ディスク装置３１−Ａ、３１−Ｂ、３１−Ｃは、ディスク装置３１とも記載し、図面ではそれぞれディスク装置Ａ、Ｂ、Ｃとも記載する。制御部１２は、検出したエラーレートが閾値を超えるか否かを判定し、越えた場合に、そのディスク装置３１から、新たにディスクアレイ装置３０に追加した新ディスク装置３２にデータをコピーする。

ディスクインタフェース制御部１３は、各ディスク装置３１（ディスクアレイ装置３０）とのインタフェース制御を行う。

閾値保存部１４は、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が設定する、ＲＡＩＤコントローラ１０に接続されている各ディスク装置３１のエラーレートの閾値を保存する。

ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、基本となるディスク装置３１のエラーレート、ディスクの種類（ＳＡＳ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）／ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インタフェース）や回転数、及び、使用温度等の環境条件に基づく補正値を設定する。これにより、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、接続されているディスク装置３１毎にエラーレートの閾値を算出し、予防交換するための閾値としてＲＡＩＤコントローラ１０に設定する。

ディスクアレイ装置３０は、複数のディスク装置３１、及び、新ディスク装置３２から構成され、ＲＡＩＤを構成する。なお、新ディスク装置３２は、エラーレートが閾値を超えた場合、新たにディスクアレイ装置３０に追加する。また、ディスク装置３１の数は、図１に示すように３つに限定されず、２つあるいは４つ以上でよい。

上位装置４０は、ＲＡＩＤコントローラ１０に命令およびデータを送信する。上位装置４０は、たとえば、コンピュータである。

ここで、ホストインタフェース部１１、制御部１２、ディスクインタフェース制御部１３、及び、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、論理回路等のハードウェアで構成される。

また、閾値保存部１４は、半導体メモリ等の記憶装置である。

また、ディスク装置３１、及び、新ディスク装置３２は、物理ディスク等の記憶装置である。

また、ホストインタフェース部１１、制御部１２、ディスクインタフェース制御部１３、及び、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、コンピュータであるディスクアレイシステム５０のプロセッサが、図示されないメモリ上のプログラムを実行することで実現されても良い。

図２は、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０における閾値の設定データの一例を示す図である。

図２に示すように、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、各ディスク装置３１の種類、信頼性及び使用環境に関する情報、例えば、識別子（ａ）、（ｂ１）、及び、（ｂ２）毎に情報を設定し、内部に格納する。

識別子（ａ）に関する情報は、各ディスク装置３１の閾値を算出する基本となる各ディスク装置３１の基準エラーレートであり、各ディスク装置３１のエラーレートの値を含む。

例えば、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、各ディスク装置３１の基準エラーレートの値を「５」と設定する。

識別子（ｂ１）に関する情報は、各ディスク装置３１の種類（例えば、ＳＡＳ／ＳＡＴＡインタフェースや回転数）に基づくエラーレートの補正値であり、各ディスク装置３１の種類に基づく補正値を含む。

例えば、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、ディスク装置３１−Ａ、及び、ディスク装置３１−Ｃの種類に基づく補正値を「−１」、一方、ディスク装置３１−Ｂの種類に基づく補正値を「＋１」と設定する。

これらの設定において、例えば、ＳＡＳの場合、一般に高信頼性であるので、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、エラーレートの閾値を小さい値に設定する。一方、ＳＡＴＡの場合、ＳＡＳに比べ信頼性が劣るため、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、エラーレートの閾値を大きい値に設定する。これらの値は、管理者が図示しない入力手段を介して設定する、あるいは上位装置から任意に設定されてもよいものとする。

識別子（ｂ２）に関する情報は、使用温度等の環境条件（使用環境）に基づくエラーレートの補正値であり、各ディスク装置３１の環境条件に基づく補正値を含む。

例えば、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、ディスク装置３１−Ａの環境条件に基づく補正値を「−１」、ディスク装置３１−Ｂの環境条件に基づく補正値を「０」、また、ディスク装置３１−Ｃの環境条件に基づく補正値を「＋１」と設定する。

これらの設定値は、識別子（ｂ１）に関する情報と同様に、例えば、温度が安定しているディスク装置３１（実装位置が冷却ファンに近い等による）の場合、一般に高信頼性でありエラーレートの閾値を小さい値に設定し、一方、温度が安定していないディスク装置３１（実装位置が冷却ファンから遠い等による）の場合、上記に比べ信頼性が劣るためエラーレートの閾値を大きい値に設定する。これらの値は、管理者が図示しない入力手段を介して設定する、あるいは上位装置から任意に設定されてもよいものとする。

なお、上記の他、例えば、各ディスク装置３１の近傍に温度センサを実装し、各温度センサの値を基にＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が補正値を設定する、等としてもよい。

また、環境条件として温度を例に挙げ説明したが、他の環境条件、例えば、各ディスク装置３１の設置状態による耐振動性等を数値化し補正値として設定する、などとしてもよい。

これらの情報を基に、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、例えば、次に示す式（１）を用いて、閾値Ｔを算出する。

ただし、式（１）において、ａは各ディスク装置３１の基準エラーレート、ｂ１、ｂ２、及び、ｂｎは、各ディスク装置の種類、環境条件などに基づくエラーレートの補正値を示す補正項である。ｎは補正項の数であり任意の整数とする。また、ａ、ｂ１、及び、ｂ２は、図２に示した識別子（ａ）、（ｂ１）、及び、（ｂ２）のデータ内容に対応する。

なお、図２の一番下の行の情報は、式（１）を用いて、各ディスク装置３１の閾値Ｔの値を算出した結果の一例である。

そして、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、式（１）で得られた閾値の値を閾値保存部１４に送信し格納する。

図３は、閾値保存部１４に格納する閾値Ｔの一例を示す図である。

閾値保存部１４は、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が算出した、各ディスク装置３１の閾値Ｔを格納する。

図３に示す閾値Ｔは、図２で説明したように、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が式（１）を用いて算出した結果の値であり、例えば、ディスク装置３１−Ａ、ディスク装置３１−Ｂ、及び、ディスク装置３１−Ｃの各々で、「３」、「６」、及び、「５」である。

図４は、ディスクアレイシステム５０の動作の一例を示す図である。

図４は、ディスク装置３１のエラーレートが図３に示した閾値Ｔを超えた場合のディスクアレイシステム５０の動作を示している。

図４（ａ）は、新ディスク装置３２がディスクアレイ装置３０に接続され、プロセッサ部１２が交換対象のディスク装置３１−Ａのデータを新ディスク装置３２にコピーする動作を示す。

図４（ｂ）は、データのコピーの後、制御部１２が交換対象のディスク装置３１−ＡをＲＡＩＤ（ディスクアレイ装置３０）のメンバから切り離す動作を示す。

図５は、ディスクアレイシステム５０の動作を示すフローチャートである。図５を用いて、ディスクアレイシステム５０の動作を説明する。

ディスクアレイシステム５０は、予め、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０に、閾値を算出する基本となる情報である各ディスク装置３１のエラーレート、ディスクの種類、及び、環境条件（使用環境）に基づく補正値を設定する（ステップＳ０１）。

ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０は、接続されている各ディスク装置３１のエラーレート（単位時間当たりのエラー回数）の閾値をＲＡＩＤ管理ユーティリティ２０が保有する情報を基に算出し（図２）、算出結果である予防交換の基準となる閾値Ｔ（図３）をＲＡＩＤコントローラ１０の閾値保持部１４に設定する（ステップＳ０２）。

ディスク装置３１でエラーが発生し、制御部１２が、閾値を越えたエラーレートを検出した場合（ステップＳ０３でＹ）、閾値を越えた旨のアラート通報を、上位装置４０を介して行う（ステップＳ０４）。

次に、人為的に新ディスク装置３２がディスクアレイ装置３０に接続されると、制御部１２は、閾値Ｔを超えたディスク装置３１−Ａのデータを新ディスク装置３２にコピーする（図４（ａ））（ステップＳ０５）。

なお、ディスクインタフェース制御部１３は、コピーの進捗を管理し、コピーが完了したら、制御部１２へ完了を通知する。

そして、制御部１２は、閾値Ｔを超えたディスク装置３１をＲＡＩＤのメンバ（ディスクアレイ装置３０）から切り離し、代わりに新ディスク装置３２をＲＡＩＤのメンバに組み込む（ステップＳ０６）。

以上のように、ディスクアレイシステム５０は、様々なパラメータを考慮して、ディスク装置３１毎のエラーレートによる最適な閾値を設定する。これにより、ディスクアレイシステム５０は、まだ良品レベルのディスク装置３１の交換や、ディスク装置３１の予防交換が遅れたことに起因する故障によるＲＡＩＤ縮退等を防ぐことができる。

本実施形態に係るディスクアレイシステム５０は、以下に記載するような効果を奏する。

ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にする。

その理由は、上位のＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が、ＲＡＩＤコントローラ１０が保持しているディスク予防交換のための閾値を、様々なパラメータを考慮したディスク装置３１毎の最適な閾値に設定するからである。
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図６は、第二の実施形態に係る、ディスクアレイシステム１００の構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態のディスクアレイシステム１００は、第一の実施形態と異なり、ディスクアレイ装置３０に新たに新ディスク装置３２を接続する代わりに、予め、スペアディスク装置３３を備えていることが特徴である。

制御部１２は、各々のディスク装置３１のエラーレートを検出し、エラーレートが閾値を超えた場合、閾値を越えたディスク装置３１のデータを、スペアディスク装置３３にコピーする。

ここで、スペアディスク装置３３は、物理ディスク等の記憶装置である。

なお、上記を除く各構成要素の動作については、第一の実施形態と同等であるため、説明は省略する。

図７は、ディスクアレイシステム１００の動作の一例を示す図である。

図７は、ディスク装置３１のエラーレートが図３に示した閾値Ｔを超えた場合のディスクアレイシステム１００の動作を示している。

図７（ａ）は、制御部１２が交換対象のディスク装置３１−Ａのデータをスペアディスク装置３３にコピーする動作を示す。

図７（ｂ）は、データのコピーの後、制御部１２が交換対象のディスク装置３１−ＡをＲＡＩＤ（ディスクアレイ装置３０）のメンバから切り離す動作を示す。

図８は、ディスクアレイシステム１００の動作を示すフローチャートである。

なお、（ステップＴ０１）〜（ステップＴ０４）は、図５の（ステップＳ０１）〜（ステップＳ０４）と同等であるため、説明は省略する。

次に、制御部１２は、閾値を超えたディスク装置３１−Ａのデータをスペアディスク装置３３にコピーする（図７（ａ））（ステップＴ０５）。

なお、ディスクインタフェース制御部１３は、コピーの進捗を管理し、コピーが完了したら、制御部１２へ完了を通知する。

そして、制御部１２は、閾値を超えたディスク装置３１をＲＡＩＤのメンバ（ディスクアレイ装置３０）から切り離し、代わりにスペアディスク装置３３をＲＡＩＤのメンバに組み込む（ステップＴ０６）。

本実施形態に係るディスクアレイシステム１００は、以下に記載するような効果を奏する。

ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にする。

その理由は、上位のＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が、ＲＡＩＤコントローラ１０が保持しているディスク予防交換のための閾値を、様々なパラメータを考慮したディスク装置３１毎の最適な閾値に設定するからである。
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図９は、第三の実施形態に係る、ディスクアレイシステム１５０の構成の一例を示すブロック図である。

図９を参照すると、ディスクアレイシステム１５０は、プロセッサ部１２、閾値保持部１４、及び、ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０を包含する。

制御部１２は、複数のディスク装置３１から構成されるディスクアレイ装置３０を制御する。

閾値保持部１４は、ディスク装置３１の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する。

制御部１２は、各々のディスク装置３１のエラーレートを検出し、エラーレートが閾値を超えるか否かを検出する。

本実施形態に係るディスクアレイシステム１５０は、以下に記載するような効果を奏する。

ディスクアレイシステムにおいて、最適なタイミングでディスク装置の予防交換を可能にする。

その理由は、上位のＲＡＩＤ管理ユーティリティ部２０が、ＲＡＩＤコントローラ１０が保持しているディスク予防交換のための閾値を、様々なパラメータを考慮したディスク装置３１毎の最適な閾値に設定するからである。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ ＲＡＩＤコントローラ
１１ ホストインタフェース部
１２ 制御部
１３ ディスクインタフェース制御部
１４ 閾値保存部
２０ ＲＡＩＤ管理ユーティリティ部
３０ ディスクアレイ装置
３１ ディスク装置
３２ 新ディスク装置
３３ スペアディスク装置
４０ 上位装置
５０ ディスクアレイシステム
１００ ディスクアレイシステム
１５０ ディスクアレイシステム

Claims (10)

1. 複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御する制御手段と、
   前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する閾値保存手段と、を包含し、
   前記制御手段が、各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出するディスクアレイシステム。
2. 前記補正値が、前記ディスク装置の種類に基づく、請求項１に記載のディスクアレイシステム。
3. 前記補正値が、前記ディスク装置の使用環境に基づく、請求項１に記載のディスクアレイシステム。
4. 前記プロセッサ手段が、各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えた場合、新たにディスク装置を前記ディスクアレイ装置に追加し、前記閾値を越えた前記ディスク装置のデータを、追加した前記ディスク装置にコピーする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスクアレイシステム。
5. 複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御し、
   前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存し、
   各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出する、方法。
6. 前記補正値が、前記ディスク装置の種類に基づく、請求項５に記載の方法。
7. 前記補正値が、前記ディスク装置の使用環境に基づく、請求項５に記載の方法。
8. 複数のディスク装置から構成されるディスクアレイ装置を制御する処理と、
   前記ディスク装置の交換のためのエラーレートの基準値と前記ディスク装置毎に設定される補正値とに基づいて設定される閾値を保存する処理と、
   各々の前記ディスク装置の前記エラーレートを検出し、前記エラーレートが前記閾値を超えるか否かを検出する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
9. 前記補正値が、前記ディスク装置の種類に基づく、請求項８に記載のプログラム。
10. 前記補正値が、前記ディスク装置の使用環境に基づく、請求項８に記載のプログラム。

Images