JP2016095828A - 高速非同期ストリームを処理するための方法及び機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この方法は、ストレージコントローラ108によって、ホスト書込み要求サイズを含むホスト書込み要求を受け取って、ホスト書込み要求を含むストライプ404を埋める時間がホスト保証書込み時間を下回ることを計算し、ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理する。ストレージコントローラは、ライトバックホスト書込み要求をライトキャッシュ328に記憶する。ストライプ404を埋める時間は、ホスト書込み要求を含む対応するホスト書込みストリームのデータ転送速度で分割されたストライプのサイズであり、ホスト保証書込み時間は、ホスト書込み要求がライトキャッシュとストライプドストレージボリューム400の1つに関連付けられることを保証する最長待ち時間である。
【選択図】図3
Description
データストレージシステム100は、1台又は複数台のホストコンピュータ104を含む。ホストコンピュータ104は概してサーバだが、デスクトップやモバイルコンピュータでも良い。ホストコンピュータ104は、ホストバス又はネットワーク112を介したストレージコントローラ108へのリード/ライト要求を生成するアプリケーションプログラムを実行する。一実施形態では、ホストバス又はネットワーク112は、SCSI、FC−AL、USB、ファイアワイヤ(Firewire)、SSA、SAS、SATA、インフィニバンド(Infiniband)等のバスである。別の実施形態では、ホストバス又はネットワーク112は、イーサネット、iSCSI、ファイバチャネル(Fiber Channel)、SSA、ESCON、ATM、FICON、NVMe、インフィニバンド等のネットワークである。
単一のストレージデバイス116又は単一のストレージデバイス116の一部を、ストライプドボリューム(striped volume)400とすることができる。ストレージデバイス116は、ハードディスクドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、ソリッドステートデバイス(solid state device)、又は他の任意の形態の大容量データストレージデバイスとすることができる。ストライプドボリューム400は、2つ以上の均等の大きさにされたストライプを含む論理ボリュームである。1つのストレージデバイス116上のストライプの部分はチャンクである。
複数のストレージデバイス116又は複数のストレージデバイス116の一部を、ストライプドボリューム434とすることができる。図4bは、3つのストレージデバイス116a、116b、及び116c上のストライプドボリューム434を示す。ストライプドボリューム434は4つのストライプ、つまりストライプM 436、ストライプM+1 440、ストライプM+2 444、及びストライプM+3 448を有する。ストライプM 436はチャンクE 452、チャンクF 456、及びチャンクG 460を有する。ストライプM+1 440は、チャンクH 464、チャンクI 468、及びチャンクJ 472を有する。ストライプM+2 444は、チャンクK 476、チャンクL 480、及びチャンクM 484を有する。ストライプM+3 448は、チャンクN 488、チャンクO 492、及びチャンクP 496を有する。図4bでは、4つのストライプ436、440、444、及び448、並びに3つのストレージデバイス116a、116b、及び116cを有する複数ストレージデバイスのストライプドボリューム434を示すが、複数ストレージデバイスのストライプドボリューム434が、4つのストライプ未満若しくはそれよりも多く、又は3つのストレージデバイス116未満若しくはそれよりも多く有しても良いことを理解すべきである。本発明で使用するとき、「ストライプドボリューム400、434」は、単一ストレージデバイスのストライプドボリューム400又は複数ストレージデバイスのストライプドボリューム434である。更に、複数ストレージデバイスのストライプドボリューム434は、ストレージデバイス116群上で使用可能なデータ記憶空間の一部しか占有しない場合があり、同じストレージデバイス116群上に他の複数ストレージデバイスのストライプドボリューム434があり得る。仮想ディスク348が複数のストレージデバイス116である場合、仮想ディスクのストライプサイズは、ストライプ内のチャンクの組み合わさった大きさ、つまり、図4bの3つのストレージデバイス116の事例では、チャンク452+456+460、464+468+472、476+480+484、又は488+492+496である。
ブロック1004で、ストレージコントローラ108が、ホストコンピュータ104から新たなホスト書込み要求332を受け取る。流れはブロック1008に進む。
判定ブロック1108で、ストレージコントローラ108は、ホスト書込み要求612が現在のホスト書込みストリーム308に適合するかどうかを判定する。ホスト書込み要求612が現在のホスト書込みストリーム308に適合する場合、流れはブロック1116に進む。ホスト書込み要求612が現在のホスト書込みストリーム308に適合しない場合、流れは代わりにブロック1112に進む。
108a ストレージコントローラ
108b ストレージコントローラ
328 ライトキャッシュ
400 ストライプドストレージボリューム
404 ストライプN
408 ストライプN+1
412 ストライプN+2
416 ストライプN+3
Claims (20)
- ストレージコントローラからストライプドストレージボリュームへの書込みデータを効率的に処理するための方法であって、
ホスト書込み要求サイズを含むホスト書込み要求を前記ストレージコントローラによって受け取るステップと、
前記ホスト書込み要求を含むストライプを埋める時間がホスト保証書込み時間を下回ることを前記ストレージコントローラによって計算するステップと、
前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として前記ストレージコントローラによって処理するステップであって、前記ストレージコントローラは、ライトバックホスト書込み要求をライトキャッシュ内に記憶する、前記処理するステップとを備え、
前記ストライプを埋める時間は、前記ホスト書込み要求を含む対応するホスト書込みストリームのデータ転送速度によって分割された前記ストライプのサイズに対応し、
前記ホスト保証書込み時間は、ホスト書込み要求が前記ライトキャッシュ及び前記ストライプドストレージボリュームの1つに関連付けられることを前記ストレージコントローラが保証する最長待ち時間である、方法。 - 前記対応するホスト書込みストリームは、或る期間にわたりLBAについて増加及び減少するうちの一方である1組のLBA逐次ホスト書込み要求である、請求項1に記載の方法。
- 前記ホスト書込み要求を受け取った後、及び前記ホスト書込み要求を含む前記ストライプを埋める時間を計算する前に、
前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合するかどうかを前記ストレージコントローラによって判定するステップと、
前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合しない場合、前記ストレージコントローラによって新たなホスト書込みストリームを作成するステップであって、
前記新たなホスト書込みストリームは、
新たなホスト書込みストリームが作成された時間を識別するタイムスタンプと、
前記ホスト書込み要求サイズに等しい現在のバースト長と、
前記ホスト書込み要求の開始LBAに対応するストリームウィンドウであって、前記ホスト書込み要求を上回るLBAの範囲を含む、前記ストリームウィンドウとを含む、前記新たなホスト書込みストリームを作成するステップと、
前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合する場合、前記ホスト書込み要求に対応するホスト書込みストリームのメタデータを前記ストレージコントローラによって更新するステップとをさらに備え、
前記対応するホスト書込みストリームは、既存のホスト書込みストリーム及び前記新たなホスト書込みストリームの1つである、請求項2に記載の方法。 - 前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理するステップは、
前記ホスト書込み要求がストライプを開始するか、又はストライプにまたがるかを前記ストレージコントローラによって判定するステップを含み、該判定するステップに応答して、
前記ホスト書込み要求がストライプを開始するか、又はストライプにまたがる場合、前記方法は、
前記対応するホスト書込みストリームの全てのペンディングのホスト書込み要求を前記ストレージコントローラによって前記ライトキャッシュに伝送するステップと、
前記ストライプの開始LBAを前記ストレージコントローラによって記憶するステップと、
前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求へと前記ストレージコントローラによって変換するステップとを更に備え、
前記ホスト書込み要求がストライプを開始しないか、又はストライプにまたがらない場合、前記方法は、
追加のペンディングのホスト書込み要求があるかどうかを前記ストレージコントローラによって判定するステップを更に含み、該判定するステップに応答して、
追加のペンディングのホスト書込み要求がある場合、前記方法は、
前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求へと前記ストレージコントローラによって変換するステップを更に備え、
追加のペンディングのホスト書込み要求がない場合、前記方法は、
前記ホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに前記ストレージコントローラによって伝送するステップを更に備える、請求項1に記載の方法。 - ペンディングのホスト書込み要求は、
前記ペンディングのホスト書込み要求に対応するデータの要求を前記ストレージコントローラが遅らせている、前記ストレージコントローラによって受け取られるホスト書込み要求である、請求項4に記載の方法。 - 前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求に変換するステップは、
前記対応するホスト書込みストリームについて、前記ホスト書込み要求をペンディングホスト書込み要求待ち行列上に前記ストレージコントローラによって配置するステップと、
前記対応するホスト書込みストリームのタイムスタンプとして現在の時間を前記ストレージコントローラによって記憶するステップと、
前記対応するホスト書込みストリームをホスト書込みストリーム待ち行列に前記ストレージコントローラによって移動させるステップとを含む、請求項5に記載の方法。 - 前記ストレージコントローラが前記ホスト書込みストリーム待ち行列を周期的に更新し、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列を周期的に更新することは、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空かどうかを前記ストレージコントローラによって判定するステップを含み、該判定するステップに応答して、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空の場合、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列の次の周期的更新を前記ストレージコントローラによって待ち、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空ではない場合、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列内の最も古いホスト書込みストリームを前記ストレージコントローラによって識別し、
前記最も古いホスト書込みストリームの経過時間を前記ストレージコントローラによって計算し、
前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回るかどうかを前記ストレージコントローラによって判定する、請求項6に記載の方法。 - 前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回るかどうかを判定することに応答して、
前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回る場合、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列の次の周期的更新を前記ストレージコントローラによって待ち、
前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回らない場合、
前記ペンディングホスト書込み要求待ち行列内の全てのペンディングのホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに前記ストレージコントローラによって伝送し、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列内の前記最も古いホスト書込みストリームを前記ストレージコントローラによって削除する、請求項7に記載の方法。 - 前記経過時間は、前記対応するホスト書込みストリームが直近のホスト書込み要求を受け取ってからの時間を識別し、
前記経過時間は、現在の時間と前記対応するホスト書込みストリームの時間ラストヒットとの差を含む、請求項8に記載の方法。 - 1台又は複数台のホストコンピュータから、1つ又は複数のストレージデバイスを含むストライプドストレージボリュームに書込みデータを効率的に処理するためのストレージコントローラであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されるメモリと
を備え、
前記メモリは、
ライトキャッシュと、
ホスト保証書込み時間と
を含み、
前記ホスト保証書込み時間は、ホスト書込み要求が前記ライトキャッシュ及び前記ストライプドストレージボリュームの1つに関連付けられることを前記ストレージコントローラが保証する最長待ち時間であり、
前記ストレージコントローラは、ホスト書込み要求サイズを含むホスト書込み要求を受け取り、前記ホスト書込み要求を含むストライプを埋める時間が前記ホスト保証書込み時間を下回ることを計算し、前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理し、
前記ストライプを埋める時間は、前記ホスト書込み要求を含む対応するホスト書込みストリームのデータ転送速度に応じて分割され、前記ホスト書込み要求を含むストライプのサイズに対応する、ストレージコントローラ。 - 前記対応するホスト書込みストリームは、或る期間にわたるLBAの増加及び減少のうちの一方を実行する1組のLBA逐次ホスト書込み要求である、請求項10に記載のストレージコントローラ。
- 前記ストレージコントローラが前記ホスト書込み要求を受け取った後、及び前記ストレージコントローラが前記ホスト書込み要求を含む前記ストライプを埋める時間を計算する前に、前記ストレージコントローラは、前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合するかどうかを判定し、
前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合しない場合、前記ストレージコントローラは、新たなホスト書込みストリームが作成された時間を識別するタイムスタンプ、前記ホスト書込み要求サイズに等しい現在のバースト長、及び前記ホスト書込み要求の開始LBAに対応するストリームウィンドウであって、前記ホスト書込み要求を上回るLBAの範囲を含む、前記ストリームウィンドウを含む、前記新たなホスト書込みストリームを作成し、
前記ホスト書込み要求が既存のホスト書込みストリームに適合する場合、前記ストレージコントローラは、前記ホスト書込み要求に対応するホスト書込みストリームのメタデータを更新し、
前記対応するホスト書込みストリームは、既存のホスト書込みストリーム及び前記新たなホスト書込みストリームの1つである、請求項11に記載のストレージコントローラ。 - 前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理することは、
前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込み要求がストライプを開始するか、又はストライプにまたがるかを判定し、
該判定に応答して、前記ホスト書込み要求がストライプを開始するか、又はストライプにまたがる場合、前記ストレージコントローラが、前記対応するホスト書込みストリームの全てのペンディングのホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに伝送し、
前記ストライプの開始LBAを記憶し、前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求へと変換し、前記ホスト書込み要求がストライプを開始しないか、又はストライプにまたがらない場合、前記ストレージコントローラが、追加のペンディングのホスト書込み要求があるかどうかを判定し、
該判定に応答して、追加のペンディングのホスト書込み要求がある場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求へと変換し、
追加のペンディングのホスト書込み要求がない場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに伝送する、請求項10に記載のストレージコントローラ。 - ペンディングのホスト書込み要求は、
前記ペンディングのホスト書込み要求に対応するデータの要求を前記ストレージコントローラが遅らせている、前記ストレージコントローラによって受け取られるホスト書込み要求である、請求項13に記載のストレージコントローラ。 - 前記ホスト書込み要求をペンディングのホスト書込み要求に変換することは、
前記ストレージコントローラが、前記対応するホスト書込みストリームについて、前記ホスト書込み要求をペンディングホスト書込み要求待ち行列上に配置し、前記対応するホスト書込みストリームのタイムスタンプとして現在の時間を記憶し、前記対応するホスト書込みストリームをホスト書込みストリーム待ち行列に移動させることを含む、請求項14に記載のストレージコントローラ。 - 前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込みストリーム待ち行列を周期的に更新し、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列を周期的に更新することは、
前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空かどうかを前記ストレージコントローラが判定することを含み、該判定に応答して、前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空の場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込みストリーム待ち行列の次の周期的更新を待ち、前記ホスト書込みストリーム待ち行列が空ではない場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込みストリーム待ち行列内の最も古いホスト書込みストリームを識別し、前記最も古いホスト書込みストリームの経過時間を計算し、前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回るかどうかを判定する、請求項15に記載のストレージコントローラ。 - 前記ストレージコントローラが、前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回るかどうかを判定することに応答して、前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回る場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込みストリーム待ち行列の次の周期的更新を待ち、前記経過時間が前記ホスト保証書込み時間を下回らない場合、前記ストレージコントローラが、前記ペンディングホスト書込み要求待ち行列内の全てのペンディングのホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに伝送し、前記ホスト書込みストリーム待ち行列内の前記最も古いホスト書込みストリームを削除する、請求項16に記載のストレージコントローラ。
- 前記経過時間は、前記対応するホスト書込みストリームが直近のホスト書込み要求を受け取ってからの時間を識別し、
前記経過時間は、現在の時間と前記対応するホスト書込みストリームの時間ラストヒットとの差を含む、請求項17に記載のストレージコントローラ。 - ストレージデバイスに書込みデータを効率的に伝送するためのシステムであって、
ホストコンピュータと、
前記ホストコンピュータに結合されるストレージコントローラであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合され、ライトキャッシュを含むメモリとを含む前記ストレージコントローラと、
前記ストレージコントローラに結合される1つ又は複数のストレージデバイスを含むストライプドボリュームとを備え、
前記ホストコンピュータは、ホスト書込み要求を前記ストレージコントローラに伝送し、
前記ホスト書込み要求は、ストライプドストレージボリュームのストライプに宛てられ、
前記ホストコンピュータが前記ホスト書込み要求を前記ストレージコントローラに伝送することに応答し、前記ストレージコントローラは、前記ストライプを埋める時間がホスト保証書込み時間以下であることを計算し、前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理し、
前記ストライプを埋める時間は、前記ホスト書込み要求を含む対応するホスト書込みストリームのデータ転送速度に応じて分割された前記ホスト書込み要求を含む前記ストライプのサイズに対応する、システム。 - 前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込み要求をライトバックホスト書込み要求として処理することは、
前記対応するホスト書込みストリームのペンディング待ち行列上に他のホスト書込み要求がなく、前記ホスト書込み要求がストライプにまたがらず、又はストライプを開始しない場合、前記ストレージコントローラが前記ホスト書込み要求を前記ライトキャッシュに伝送することを含み、
前記ホスト書込み要求がストライプにまたがり、若しくはストライプを開始する場合、又は前記ホスト書込み要求がストライプにまたがり、若しくはストライプを開始し、前記ペンディング待ち行列上に少なくとも1つの他のホスト書込み要求がある場合、前記ストレージコントローラが、前記ホスト書込み要求を前記ペンディング待ち行列上に配置し、前記ペンディング待ち行列上のホスト書込み要求は、後で前記ライトキャッシュに伝送される、請求項19に記載のシステム。
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