JP2018018271A - ストレージ制御装置、ストレージシステムおよびストレージ制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係るストレージ制御装置の構成例および処理例を示す図である。図1に示すストレージ制御装置10には、第1の記憶装置1と第2の記憶装置2とが接続されている。第2の記憶装置2のアクセス速度は、第1の記憶装置1のアクセス速度より低い。
図2は、第2の実施の形態に係るストレージシステムの構成例を示す図である。図2に示すストレージシステムは、ストレージ装置100、業務サーバ200および管理サーバ300を有する。また、ストレージ装置100は、CM(Controller Module)110とDE(Drive Enclosure)120とを有する。なお、ストレージ装置100は、2台以上のCMを有していてもよいし、2台以上のDEを有していてもよい。
CM110は、プロセッサ111、RAM(Random Access Memory)112、SSD113、CA(Channel Adapter)114、通信インタフェース(I/F)115およびDI(Drive Interface)116を有する。
なお、業務サーバ200も管理サーバ300と同様のハードウェアにより実現できる。
CM110は、記憶部130、ブロック管理部141、性能管理部142、ボリュームアクセス制御部143およびディスクアクセス制御部144を有する。記憶部130は、例えば、RAM112やSSD113など、CM110が備える記憶装置の記憶領域によって実現される。ブロック管理部141、性能管理部142、ボリュームアクセス制御部143およびディスクアクセス制御部144の処理は、例えば、プロセッサ111が所定のプログラムを実行することで実現される。なお、ブロック管理部141は、図1に示した配置制御部11の一例であり、性能管理部142およびボリュームアクセス制御部143は、図1に示したアクセス制御部12の一例である。
CM110の記憶部130には、論理ブロック管理テーブル131、二重化ブロック管理テーブル132、アクセス状況管理テーブル133、デバイス性能管理テーブル134、フラグ管理テーブル135および構成管理テーブル136が記憶される。ここで、これらの各テーブルの構成について説明する。
図10は、アクセス状況管理テーブルの構成例を示す図である。アクセス状況管理テーブル133は、論理ボリュームの各論理ブロックに対する業務サーバ200からのアクセス頻度を管理するためのテーブル情報である。アクセス状況管理テーブル133には、論理ブロック管理テーブル131と同様のボリューム番号および論理ブロック番号の各項目に対して、アクセス回数の項目が対応付けられている。
図11は、デバイス性能管理テーブルの構成例を示す図である。デバイス性能管理テーブル134は、サブプールを構成する記憶装置ごとの性能(最大性能)を管理するためのテーブル情報である。デバイス性能管理テーブル134には、SSD、オンラインディスク、ニアラインディスクのそれぞれについて、最大リードブロック数、最大ライトブロック数、最大リードコマンド数および最大ライトコマンド数が登録される。
コマンド管理テーブル125は、対応する記憶装置において実行中のコマンドごとのレコードを有する。コマンドの項目には、実行中のコマンドがリードコマンドとライトコマンドのどちらであるかを示す情報が登録される。アドレスの項目には、コマンドに付加されている先頭ブロックのアドレスが登録され、ブロックサイズの項目には、コマンドに付加されているブロックサイズが登録される。先頭ブロックのアドレスは、書き込み先領域または読み出し元領域の先頭位置を示し、ブロックサイズは、先頭位置からの読み出しデータサイズまたは書き込みデータサイズを示す。
ブロック管理部141は、一定周期の情報送信タイミングにおいて、その時点での論理ブロック管理テーブル131、二重化ブロック管理テーブル132およびアクセス状況管理テーブル133の内容を管理サーバ300に送信する。管理サーバ300のデータ配置制御部310は、ブロック管理部141から送信された情報を基に、サブプール間でデータを移動させるべき物理ブロックやコピーさせるべき物理ブロックを特定する。
このように、上位階層のサブプールの論理ブロックのうち、読み出し頻度が上位の論理ブロックが二重化ブロックとして選択される。これにより、上位階層のサブプール内のデータに対する読み出し要求が集中したときに、読み出し先を下位階層のサブプールに分散させることができる可能性を高くすることができる。
[ステップS11]CM110のブロック管理部141は、論理ブロック管理テーブル131、二重化ブロック管理テーブル132およびアクセス状況管理テーブル133の内容を管理サーバ300に送信する。また、ブロック管理部141は、これらの送信後に、アクセス状況管理テーブル133のリード回数およびライト回数の値を「0」にリセットする。
データ配置制御部310は、ステップS12で受信した論理ブロック管理テーブル131および二重化ブロック管理テーブル132における、該当論理ブロックについてのレコードを参照する。データ配置制御部310は、該当論理ブロックに現在割り当てられているサブプールが、ステップS13で割り当てたサブプールと同じであるかを判定する。なお、該当論理ブロックが二重化ブロックになっている場合には、割り当てられた2つのサブプールのうち上位階層側のサブプールの識別情報が判定に利用される。
ここで、図17は、二重化ブロックの選択処理手順の例を示すフローチャートである。
[ステップS14b]データ配置制御部310は、下位階層、すなわち第2のサブプール152bに空き領域があるかを判定する。データ配置制御部310は、空き領域がある場合、ステップS14cの処理を実行し、空き領域がない場合、ステップS14eの処理を実行する。
データ配置制御部310は、図16のステップS12で受信した論理ブロック管理テーブル131および二重化ブロック管理テーブル132における、該当論理ブロックについてのレコードを参照する。データ配置制御部310は、参照したレコードの内容に基づき、該当論理ブロックが、第1のサブプール152aと第2のサブプール152bとの間で二重化される二重化ブロックとして設定されているかを判定する。
[ステップS15]データ配置制御部310は、図16のステップS12で受信した論理ブロック管理テーブル131および二重化ブロック管理テーブル132と、新たに作成された論理ブロック管理テーブルおよび二重化ブロック管理テーブルとを比較する。なお、図17で二重化ブロックが選択されなかった場合には、データ配置制御部310は、論理ブロックが登録されていない新たな二重化ブロック管理テーブルを作成して、比較に利用する。
[ステップS16]データ配置制御部310は、ステップS15で抽出された論理ブロックについて、物理ブロック間でデータを移動するように指示する指示情報をCM110に送信する。
[ステップS18]管理サーバ300のデータ配置制御部310は、作成された新たな論理ブロック管理テーブルおよび二重化ブロック管理テーブルを、CM110に送信する。
最大リードブロック数=1ミリ秒当たりのリードブロック数×シーケンシャルアクセス時のリードレスポンス時間 ・・・(1−1)
最大ライトブロック数=1ミリ秒当たりのライトブロック数×シーケンシャルアクセス時のライトレスポンス時間 ・・・(1−2)
最大リードコマンド数=1ミリ秒当たりのリードコマンド数×ランダムアクセス時のリードレスポンス時間 ・・・(1−3)
最大ライトコマンド数=1ミリ秒当たりのライトコマンド数×ランダムアクセス時のライトレスポンス時間 ・・・(1−4)
ここで、1ミリ秒当たりのリードブロック数とは、シーケンシャルアクセス時のリードスループットを、1ミリ秒当たりで読み出し可能なブロック数に換算した値である。また、1ミリ秒当たりのライトブロック数とは、シーケンシャルアクセス時のライトスループットを、1ミリ秒当たりで書き込み可能なブロック数に換算した値である。
以上の方法により、デバイス性能管理テーブル134には、記憶装置ごとの処理量の限界値(最大処理性能)が登録される。
図19は、処理量の評価処理手順の例を示すフローチャートである。図19の処理は、一定時間間隔で繰り返し実行される。
リードブロック数の使用率Rrb=リード実行中のブロック数/最大リードブロック数 ・・・(2−1)
ライトブロック数の使用率Rwb=ライト実行中のブロック数/最大ライトブロック数 ・・・(2−2)
リードコマンド数の使用率Rrc=実行中のリードコマンド数/最大リードコマンド数 ・・・(2−3)
ライドコマンド数の使用率Rwc=実行中のライトコマンド数/最大ライトコマンド数 ・・・(2−4)
なお、最大リードブロック数、最大ライトブロック数、最大リードコマンド数、最大ライトコマンド数は、デバイス性能管理テーブル134において、対応する記憶装置の種別に対して登録された値である。
ディスク別使用率=Rrb×シーケンシャルリードの割合+Rwb×シーケンシャルライトの割合+Rrc×ランダムリードの割合+Rwc×ランダムライトの割合 ・・・(3)
ここで、性能管理部142は、例えば、記憶装置から取得したコマンドのうち、データブロック数が128ブロック以上のものをシーケンシャルアクセスのコマンドと推定する。また、性能管理部142は、データブロック数が128ブロック未満のものをランダムアクセスのコマンドと推定する。性能管理部142は、この推定結果を利用して、式(3)におけるシーケンシャルリードの割合、シーケンシャルライトの割合、ランダムリードの割合、ランダムライトの割合を、それぞれ次の式(4−1)〜(4−4)を用いて算出する。
シーケンシャルリードの割合=シーケンシャルリード実行中のブロック数/(リード実行中のブロック数+ライト実行中のブロック数) ・・・(4−1)
シーケンシャルライトの割合=シーケンシャルライト実行中のブロック数/(リード実行中のブロック数+ライト実行中のブロック数) ・・・(4−2)
ランダムリードの割合=実行中のランダムリードコマンド数/(実行中のリードコマンド数+実行中のライトコマンド数) ・・・(4−3)
ランダムライトの割合=実行中のランダムライトコマンド数/(実行中のリードコマンド数+実行中のライトコマンド数) ・・・(4−4)
[ステップS33]性能管理部142は、ステップS32で算出したディスク別使用率を用いて、サブプールごとの使用率を示す「階層別使用率」を算出する。階層別使用率は、サブプールを構成する各記憶装置のディスク別使用率の平均値として算出される。
以上の図19の処理では、サブプールで実行中のIO処理のうち、シーケンシャルアクセスによる処理とランダムアクセスによる処理との比率の推定値に基づいて、処理量フラグが設定される。これにより、サブプールにおける現状のIO処理量を正確に推測することができ、その結果、アクセス要求に対する応答性能が向上する可能性を高めることができる。
ボリュームアクセス制御部143は、業務サーバ200から論理ボリューム151に対するアクセスの要求を受け付け、要求に応じたアクセス処理を実行する。この処理では、ボリュームアクセス制御部143は、アクセスが要求された論理アドレスをサブプール上の物理アドレスに変換し、物理アドレスをディスクアクセス制御部144に通知してアクセス処理を依頼する。また、ボリュームアクセス制御部143は、二重化ブロックからの読み出しが要求された場合、対応する処理量フラグに基づいて、データを上位階層と下位階層のどちらのサブプールから読み出すかを判定する。
まず、図20は、二重化ブロックからのデータ読み出し処理について説明するための図である。ボリュームアクセス制御部143は、業務サーバ200から、論理ボリューム151の論理ブロックからの読み出し要求を受信する。図20の例では、論理ブロック「0」からの読み出しが要求されたとする(ステップS51)。
[ステップS71]ボリュームアクセス制御部143は、業務サーバ200からIOコマンドを受信する。なお、IOコマンドが書き込みコマンドである場合、ボリュームアクセス制御部143は、書き込みデータも受信する。
(付記1) 第1の記憶装置に記憶された複数のデータブロックのうち1または複数の第1のデータブロックを、前記第1の記憶装置よりアクセス速度の低い第2の記憶装置に二重化する配置制御部と、
前記1または複数の第1のデータブロックのうち第2のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第2のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第2のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出すアクセス制御部と、
を有するストレージ制御装置。
前記複数の第3のデータブロックのうち、アクセス頻度が低いデータブロックが前記第2の記憶装置に格納される、
付記1記載のストレージ制御装置。
付記1または2記載のストレージ制御装置。
付記1乃至3のいずれか1つに記載のストレージ制御装置。
付記1乃至4のいずれか1つに記載のストレージ制御装置。
前記管理装置は、論理記憶領域に含まれる複数のデータブロックのうち、アクセス頻度が高い1または複数の第1のデータブロックが第1の記憶装置に格納され、アクセス頻度が低い1または複数の第2のデータブロックが前記第1の記憶装置よりアクセス性能の低い第2の記憶装置に格納され、前記1または複数の第1のデータブロックのうち、1または複数の第3のデータブロックが前記第2の記憶装置に二重化されるように指示する指示情報を送信する配置決定部を有し、
前記ストレージ制御装置は、
前記指示情報に基づいて、前記第1の記憶装置および前記第2の記憶装置における前記複数のデータブロックの格納位置を制御する配置制御部と、
前記1または複数の第3のデータブロックのうち第4のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第4のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第4のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出すアクセス制御部と、
を有するストレージシステム。
付記6記載のストレージシステム。
付記6または7記載のストレージシステム。
付記6乃至8のいずれか1つに記載のストレージシステム。
第1の記憶装置に記憶された複数のデータブロックのうち1または複数の第1のデータブロックを、前記第1の記憶装置よりアクセス速度の低い第2の記憶装置に二重化し、
前記1または複数の第1のデータブロックのうち第2のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、
前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第2のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、
前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第2のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出す、
処理を実行させるストレージ制御プログラム。
前記1または複数の第1のデータブロックのうち第4のデータブロックの更新要求を受けると、前記第1の記憶装置と前記第2の記憶装置に格納された前記第4のデータブロックを両方とも新たなデータブロックによって更新する、
処理をさらに実行させる付記10記載のストレージ制御プログラム。
付記10または11記載のストレージ制御プログラム。
2 第2の記憶装置
10 ストレージ制御装置
11 配置制御部
12 アクセス制御部
D0〜D4 データブロック
Claims (8)
- 第1の記憶装置に記憶された複数のデータブロックのうち1または複数の第1のデータブロックを、前記第1の記憶装置よりアクセス速度の低い第2の記憶装置に二重化する配置制御部と、
前記1または複数の第1のデータブロックのうち第2のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第2のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第2のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出すアクセス制御部と、
を有するストレージ制御装置。 - 前記複数のデータブロックは、論理記憶領域に含まれる複数の第3のデータブロックのうち、アクセス頻度が高いデータブロックであり、
前記複数の第3のデータブロックのうち、アクセス頻度が低いデータブロックが前記第2の記憶装置に格納される、
請求項1記載のストレージ制御装置。 - 前記複数のデータブロックのうち、読み出し頻度が高いデータブロックが優先的に前記第2の記憶装置に二重化される、
請求項1または2記載のストレージ制御装置。 - 管理装置と、ストレージ制御装置とを有するストレージシステムであって、
前記管理装置は、論理記憶領域に含まれる複数のデータブロックのうち、アクセス頻度が高い1または複数の第1のデータブロックが第1の記憶装置に格納され、アクセス頻度が低い1または複数の第2のデータブロックが前記第1の記憶装置よりアクセス性能の低い第2の記憶装置に格納され、前記1または複数の第1のデータブロックのうち、1または複数の第3のデータブロックが前記第2の記憶装置に二重化されるように指示する指示情報を送信する配置決定部を有し、
前記ストレージ制御装置は、
前記指示情報に基づいて、前記第1の記憶装置および前記第2の記憶装置における前記複数のデータブロックの格納位置を制御する配置制御部と、
前記1または複数の第3のデータブロックのうち第4のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第4のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第4のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出すアクセス制御部と、
を有するストレージシステム。 - 前記配置決定部は、1または複数の第1のデータブロックのうち、読み出し頻度が高いデータブロックが優先的に前記第2の記憶装置に二重化されるように、前記指示情報により指示する、
請求項4記載のストレージシステム。 - 前記アクセス制御部は、前記論理記憶領域の複数の論理ブロックのうち、前記第4のデータブロックが格納された論理ブロックに対する第5のデータブロックの書き込み要求を受けると、前記第1の記憶装置と前記第2の記憶装置に格納された前記第4のデータブロックを両方とも前記第5のデータブロックによって更新する、
請求項4または5記載のストレージシステム。 - 前記アクセス制御部は、前記第1の記憶装置において入出力処理中のシーケンシャルアクセスのためのデータ量と、前記データ量に関する第1の限界値とを比較した第1の比較結果と、前記第1の記憶装置において実行中であるランダムアクセスのためのコマンド数と、前記コマンド数に関する第2の限界値とを比較した第2の比較結果とに基づいて、前記入出力処理量が前記閾値に達しているかを判定する、
請求項4乃至6のいずれか1項に記載のストレージシステム。 - コンピュータに、
第1の記憶装置に記憶された複数のデータブロックのうち1または複数の第1のデータブロックを、前記第1の記憶装置よりアクセス速度の低い第2の記憶装置に二重化し、
前記1または複数の第1のデータブロックのうち第2のデータブロックの読み出し要求を受けると、前記第1の記憶装置における単位時間の入出力処理量が、前記入出力処理量の限界値に基づく閾値に達しているかを判定し、
前記入出力処理量が前記閾値に達していない場合、前記第2のデータブロックを前記第1の記憶装置から読み出し、
前記入出力処理量が前記閾値に達している場合、前記第2のデータブロックを前記第2の記憶装置から読み出す、
処理を実行させるストレージ制御プログラム。
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