JP2022166986A - ストレージ制御装置およびストレージ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スナップショット作成後に元の記憶領域の更新が要求された場合の応答時間を短縮する。【解決手段】処理部２は、記憶領域Ｖ１に対応するスナップショットの作成要求を受信した後に、記憶領域Ｖ１に含まれる単位領域Ｕ１～Ｕ４のうち単位領域Ｕ２に対するデータＤ２ａの書き込み要求を受信すると、スナップショットに対応する記憶領域Ｖ２における単位領域Ｕ２にデータＤ２ａを書き込み、書き込み要求に対する完了応答を送信する。処理部２は、データＤ２ａの書き込み後の所定のタイミングで、記憶領域Ｖ１における単位領域Ｕ２と記憶領域Ｖ２における単位領域Ｕ２との間でデータをスワップする。【選択図】図１

Description

本発明は、ストレージ制御装置およびストレージ制御方法に関する。

データのバックアップに関する技術として、スナップショットが知られている。スナップショットは、ある時点における記憶領域のデータイメージを作成したものである。スナップショットの作成方法の例として、コピーオンライト（Copy On Write）方式を用いた方法が知られている。例えば、ある記憶領域のスナップショットをコピーオンライト方式で作成する場合、その作成時点では記憶領域の実データのコピーは行われずに、記憶領域のデータを参照可能にするための管理情報が作成される。そして、その後に元の記憶領域が更新される際には、更新前のデータがスナップショットの記憶領域に退避された後、元の記憶領域が新たなデータによって更新される。このような方法により、スナップショットの作成要求に対して短時間に応答することができる。

また、データのバックアップに関しては、例えば次のようなストレージ制御装置が提案されている。このストレージ制御装置は、バックアップ指示に応じて、バックアップ元仮想ボリュームの記憶領域の割り当て情報を作成し、この情報に基づいて、バックアップ先ボリュームの記憶領域に対して当該ボリュームが仮想ボリュームであるか否かに応じた前処理を行い、前処理がなされた記憶領域に対してバックアップ元仮想ボリュームからのデータをコピーする。

また、次のようなストレージシステムも提案されている。このストレージシステムは、バックアップ対象とされる論理記憶領域に対して更新データの書き込み要求を受信すると、更新前のデータを維持した状態で、当該論理記憶領域に割り当てられていた第１の物理記憶領域をバックアップ用記憶領域として管理し、当該論理記憶領域に新たに第２の物理記憶領域を割り当てて更新データを書き込む。

特開２０１６－２１２５４８号公報 特開２０１４－２０６９８２号公報

ところで、コピーオンライト方式では、スナップショットに対応する元の記憶領域に対するデータの更新が要求されてから、その応答が送信されるまでの間に、更新前のデータを元の記憶領域からスナップショットの記憶領域にコピーして退避する処理が実行される。このようなコピー処理が実行される分だけ、更新が要求されてから応答するまでの時間が長くなり、応答性能が低下するという問題がある。

１つの側面では、本発明は、スナップショット作成後に元の記憶領域の更新が要求された場合の応答時間を短縮することが可能なストレージ制御装置およびストレージ制御方法を提供することを目的とする。

１つの案では、次のような処理部を有するストレージ制御装置が提供される。このストレージ制御装置において、処理部は、第１の記憶領域に対応するスナップショットの作成要求を受信した後に、第１の記憶領域に含まれる複数の単位領域のうち第１の単位領域に対する第１のデータの書き込み要求を受信すると、スナップショットに対応する第２の記憶領域における第１の単位領域に第１のデータを書き込み、書き込み要求に対する完了応答を送信し、第１のデータの書き込み後の所定のタイミングで、第１の記憶領域における第１の単位領域と第２の記憶領域における第１の単位領域との間でデータをスワップする。

また、１つの案では、上記のストレージ制御装置と同様の処理をコンピュータが実行するストレージ制御方法が提供される。

１つの側面では、スナップショット作成後に元の記憶領域の更新が要求された場合の応答時間を短縮できる。

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。 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。 ＣＭが備える処理機能の構成例を示す図である。 スナップショットボリュームに対するチャンク割り当ての比較例を示す図である。 コピー元ボリュームに対する更新時の処理例を示す図である。 コピー元ボリュームとスナップショットボリュームとの間のスワップ処理例を示す図である。 コピー元ボリュームからの読み出し処理例を示す図である。 スナップショットボリュームの作成に伴って作成される管理データを示す図である。 サブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルの構成例を示す図である。 チャンクデータのマージ処理例を示す図である。 スナップショット作成処理の手順を示すフローチャートの例である。 書き込み処理の手順を示すフローチャートの例（その１）である。 書き込み処理の手順を示すフローチャートの例（その２）である。 読み出し処理の手順を示すフローチャートの例である。 スワップ処理の手順を示すフローチャートの例である。 チャンクデータのマージ処理手順を示すフローチャートの例である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔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１は、図示しないストレージに対するアクセスを制御する装置である。ストレージ制御装置１は、処理部２を有する。処理部２は、例えば、プロセッサとして実現される。ストレージは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置を１台また複数台備え、物理記憶領域を実現する。

以下の説明では、図示しないホスト装置から読み書きされる記憶領域Ｖ１が設定されているものとする。記憶領域Ｖ１は、例えば、上記のストレージの物理記憶領域を用いて実現される論理記憶領域である。記憶領域Ｖ１は、例として、それぞれ一定サイズを有する４つの単位領域Ｕ１～Ｕ４に分割されている。また、単位領域Ｕ１～Ｕ４には、それぞれデータＤ１～Ｄ４が記憶されている。

処理部２は、記憶領域Ｖ１に対応するスナップショットの作成要求を受信する（ステップＳ１）。このとき、コピーオンライト方式によるスナップショット作成処理と同様に、スナップショットに対応する記憶領域Ｖ２に対する、元の記憶領域Ｖ１からの実データのコピーが行われることなく、スナップショット作成に対する完了応答が返信される。なお、元の記憶領域Ｖ１が論理記憶領域の場合、記憶領域Ｖ２は、記憶領域Ｖ１と同じサイズを有する論理記憶領域であり、スナップショットの作成要求に応答した時点では実体を持たず、その後にデータが書き込まれると実記憶領域が割り当てられる。

その後、処理部２は、記憶領域Ｖ１に対するデータの書き込み（更新）要求を受信すると、書き込みが要求されたデータを記憶領域Ｖ１ではなく、スナップショットに対応する記憶領域Ｖ２に書き込む。例えば、記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２に対するデータＤ２ａの書き込みが要求されたとする（ステップＳ２）。この場合、処理部２は、データＤ２ａを記憶領域Ｖ１でなく、記憶領域Ｖ２における単位領域Ｕ２に書き込み、その書き込みが完了すると完了応答を返信する。このように、元の記憶領域Ｖ１に対する書き込みが要求された際には、記憶領域間でのデータコピーが実行されない。

処理部２は、このようなデータＤ２ａの書き込み後の所定のタイミングで、記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２に格納されたデータＤ２と、記憶領域Ｖ２の単位領域Ｕ２に格納されたデータＤ２ａとをスワップする（ステップＳ３）。これにより、記憶領域Ｖ１，Ｖ２のそれぞれにおいて、本来保持すべきデータが保持されている状態になる。なお、スワップ処理は、例えば、ストレージ制御装置１の処理負荷を示す指標が所定の閾値以下になった場合に実行される。

以上の処理によれば、スナップショットの作成が要求された後、元の記憶領域Ｖ１に対する更新が要求された際には、記憶領域間のデータコピーが実行されない。そのため、更新が要求されてから応答するまでの時間を短縮でき、その応答性能を向上させることができる。

ところで、ストレージ制御装置１は、スナップショットに対応する記憶領域Ｖ２の単位領域ごとに、スワップ管理情報を保持する。記憶領域Ｖ１，Ｖ２からの読み出しは、スワップ管理情報を用いて次のような手順で実行される。

図１の例では、記憶領域Ｖ２の単位領域Ｕ２に対応するスワップ管理情報３が保持されている。処理部２は、ステップＳ２の書き込みを実行すると、単位領域Ｕ２におけるスワップ処理が未実行であることをスワップ管理情報３に記録する。また、処理部２は、ステップＳ３のスワップ処理を実行すると、単位領域Ｕ２におけるスワップ処理が実行済みであることをスワップ管理情報３に記録する。

処理部２は、記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２からのデータ読み出しが要求されると、単位領域Ｕ２に対応するスワップ管理情報３を参照して、スワップ処理が実行済みか否かを判定する。そして、処理部２は、スワップ処理が未実行の場合、データを記憶領域Ｖ２から読み出し、スワップ処理が実行済みの場合、データを記憶領域Ｖ１から読み出す。

例えば、ステップＳ２の書き込み実行後の状態で、記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２からのデータ読み出しが要求されたとする（ステップＳ２ａ）。この場合、スワップ管理情報３からスワップ処理が未実行と判定されるので、処理部２は、データを記憶領域Ｖ２の単位領域Ｕ２から読み出す。

一方、ステップＳ３のスワップ処理実行後の状態で、記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２からのデータ読み出しが要求されたとする（ステップＳ３ａ）。この場合、スワップ管理情報３からスワップ処理が実行済みと判定されるので、処理部２は、データを記憶領域Ｖ１の単位領域Ｕ２から読み出す。

また、図示しないが、処理部２は、記憶領域Ｖ２の単位領域Ｕ２からのデータ読み出しが要求されると、単位領域Ｕ２に対応するスワップ管理情報３を参照して、スワップ処理が実行済みか否かを判定する。そして、処理部２は、スワップ処理が未実行の場合、データを記憶領域Ｖ１から読み出し、スワップ処理が実行済みの場合、データを記憶領域Ｖ２から読み出す。

以上の手順により、スナップショットからの読み出し時でも、元の記憶領域からの読み出し時でも、正しいデータの読み出しが可能となる。したがって、記憶領域のスナップショットを正しく作成可能で、かつ、スナップショットおよび元の記憶領域に対応する正しいデータを読み出し可能なストレージ制御装置において、元の記憶領域への更新要求に対する応答時間を短縮できるようになる。

〔第２の実施の形態〕
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、ホストサーバ２１０および管理サーバ２２０を含む。ストレージ装置１００は、ＣＭ（Controller Module）１１０とドライブ部１２０を備える。ホストサーバ２１０および管理サーバ２２０は、図示しないネットワークを介してＣＭ１１０に接続されている。

ＣＭ１１０は、図１に示したストレージ制御装置１の一例である。ＣＭ１１０は、ホストサーバ２１０からの要求に応じて、ドライブ部１２０に搭載された記憶装置へのアクセスを制御するストレージ制御装置である。ドライブ部１２０には、ホストサーバ２１０からのアクセス対象となる記憶装置が複数台搭載されている。本実施の形態では例として、ドライブ部１２０は、記憶装置として複数台のＨＤＤ１２１，１２２，１２３，・・・が搭載されたディスクアレイ装置である。

ホストサーバ２１０は、業務処理などの所定の処理に伴って、ストレージ装置１００によって提供される記憶領域に対してアクセスする。例えば、ＣＭ１１０により、ドライブ部１２０内のＨＤＤを用いた論理ボリューム（論理記憶領域）が提供され、ホストサーバ２１０は、その論理ボリュームに対するアクセスをＣＭ１１０に要求することでドライブ部１２０内のＨＤＤにアクセスする。

管理サーバ２２０は、ストレージ装置１００を管理する。管理サーバ２２０は、例えば、ストレージ装置１００のＣＭ１１０に対して、論理ボリュームについてのスナップショットの作成を指示することができる。

以下、ＣＭ１１０のハードウェア構成例について説明する。
ＣＭ１１０は、プロセッサ１１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２、ＳＳＤ（Solid State Drive）１１３、ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）１１４、ドライブインタフェース（Ｉ／Ｆ）１１５および管理用インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１６を備える。

プロセッサ１１１は、ＣＭ１１０全体を統括的に制御する。プロセッサ１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。また、プロセッサ１１１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

ＲＡＭ１１２は、ＣＭ１１０の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１１２には、プロセッサ１１１に実行させるＯＳ（Operating System）プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１１２には、プロセッサ１１１による処理に必要な各種データが格納される。

ＳＳＤ１１３は、ＣＭ１１０の補助記憶装置として使用される。ＳＳＤ１１３には、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、ＨＤＤなどの他の種類の不揮発性記憶装置が用いられてもよい。

ホストインタフェース１１４は、ホストサーバ２１０と通信するためのインタフェースである。ホストインタフェース１１４は、例えば、ファイバチャネル（ＦＣ：Fibre Channel）やｉＳＣＳＩ（Internet Small Computer System Interface）などを用いたＳＡＮ（Storage Area Network）を介して、ホストサーバ２１０と通信する。

ドライブインタフェース１１５は、ドライブ部１２０内のＨＤＤ１２１，１２２，１２３，・・・と通信するためのインタフェースである。ドライブインタフェース１１５は、例えば、ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）によってドライブ部１２０と通信する。

管理用インタフェース１１６は、管理サーバ２２０と通信するためのインタフェースである。管理用インタフェース１１６は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して管理サーバ２２０と通信する。

なお、ホストサーバ２１０および管理サーバ２２０も、ＣＭ１１０と同様に、プロセッサやＲＡＭなどを備えるコンピュータとして実現することができる。
図３は、ＣＭが備える処理機能の構成例を示す図である。ＣＭ１１０は、記憶部１３０、Ｉ／Ｏ（Input／Output）制御部１４１およびコピー制御部１４２を備える。

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として実現される。記憶部１３０は、セッション管理テーブル１３１、コピー管理データ１３２およびプール管理データ１３３を記憶する。

セッション管理テーブル１３１は、スナップショット作成処理に関するセッションの情報を保持する。セッションとは、２つのボリュームの間で実行される処理を表す。本実施の形態では、あるボリュームについてのスナップショットが作成される場合、作成元ボリューム（コピー元ボリューム）と作成先ボリューム（スナップショットボリューム）との間でスナップショットセッションが設定される。セッション管理テーブル１３１は、ストレージ装置１００内のボリューム（ドライブ部１２０内のＨＤＤの記憶領域によって実現される論理ボリューム）について設定されたセッションに関する設定情報を保持する。

コピー管理データ１３２は、スナップショットセッションが設定されたボリュームに関する処理において参照される各種の管理データを含む。詳しくは後述するが、コピー管理データ１３２には、スナップショットボリュームの世代ごとに、サブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルが含まれる。

本実施の形態では、コピー元ボリュームおよびスナップショットボリュームのいずれも、シンプロビジョニングによる仮想ボリュームとして実現される。プール管理データ１３３は、シンプロビジョニング用のストレージプールに関する管理情報を保持する。ストレージプールとは、ドライブ部１２０に搭載されたＨＤＤ１２１，１２２，１２３，・・・を用いて実現されて、１以上の仮想ボリュームによって共用される物理記憶領域である。プール管理データ１３３には、例えば、ストレージプールの構成情報（属しているＨＤＤの識別情報など）や、ストレージプールに含まれる割り当て済みチャンクおよび未割り当てチャンクの情報などが登録される。なお、チャンクとは、仮想ボリュームに対する割り当て単位となる一定サイズの記憶領域である。

Ｉ／Ｏ制御部１４１およびコピー制御部１４２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により実現される。
Ｉ／Ｏ制御部１４１は、ホストサーバ２１０からのＩ／Ｏ要求に応じて、ストレージ装置１００内のボリュームに対するＩ／Ｏ処理を実行する。このとき、どのコピー元ボリュームやスナップショットボリュームのうちのどのボリュームにアクセスするべきかをコピー制御部１４２に問い合わせ、その問い合わせの結果に基づいてＩ／Ｏ処理を実行する。

コピー制御部１４２は、管理サーバ２２０からスナップショット作成要求を受け付けると、指定されたボリュームについてのスナップショットボリュームを作成する。このとき、コピー制御部１４２は、作成されたスナップショットボリュームに対応する各種の管理データをコピー管理データ１３２に設定する。また、コピー制御部１４２は、Ｉ／Ｏ制御部１４１からの問い合わせに応じて、セッション管理テーブル１３１やコピー管理データ１３２を参照しながら、Ｉ／Ｏ制御部１４１がアクセスするべきボリュームを特定する。さらに、コピー制御部１４２は、データの書き込み先となるスナップショットボリュームの領域にチャンクが割り当てられていない場合、未使用のチャンクをストレージプールから取得してスナップショットボリュームに割り当てる。

ところで、前述のように、本実施の形態において、コピー元ボリュームやスナップショットボリュームは、シンプロビジョニングによる仮想ボリュームとして実現される。この場合、ボリュームが作成された段階ではそのボリュームに対して物理領域が割り当てられない。そして、ボリュームに対するデータの書き込みが要求されると、書き込み対象領域に対してストレージプールから物理領域が割り当てられ、その物理領域にデータが書き込まれる。ボリュームに対する物理領域の割り当ては、チャンクと呼ばれる一定サイズの領域を単位として行われる。また、ボリューム内の論理アドレスと、ボリュームに割り当てられた物理領域を示す物理アドレスとの対応関係は、論物変換テーブルを用いて管理される。

一方、スナップショットの作成方法として、コピーオンライト方式を用いた方法が一般的に知られている。この方法では、あるボリュームのスナップショットボリュームが作成された時点では、ボリュームの実データのコピーは行われずに、ボリュームのデータを参照可能にするための管理情報が作成される。そして、その後にボリュームの記憶領域が更新される際に、更新前のデータがスナップショットボリュームに退避された後、元の記憶領域が新たなデータによって更新される。

このような方法により、スナップショット作成要求に対して短時間に応答することができる。その一方で、コピー元ボリュームの更新が要求された場合に、更新前のデータをスナップショットボリュームに退避する処理が実行される分だけ、更新が要求されてから応答するまでの時間が長くなり、応答性能が低下するという問題がある。

また、スナップショットボリュームをシンプロビジョニングによる仮想ボリュームとして実現する場合、論物変換テーブルでは、コピー元ボリュームにおけるＩ／Ｏ処理の最小単位の領域（以下、「サブチャンク」と記載する）ごとに論理アドレスと物理アドレスとが対応付けて管理される。ところが、サブチャンクのサイズは、ボリュームに対する物理領域の割り当て単位のサイズ（すなわち、チャンクのサイズ）より小さい場合がある。例えば、チャンクのサイズが数十ＭＢ～数百ＭＢであるのに対し、サブチャンクのサイズが５１２Ｂ～８ＭＢ程度である場合がある。この場合、次の図４に示すように、物理領域の使用効率が低いという問題がある。

図４は、スナップショットボリュームに対するチャンク割り当ての比較例を示す図である。図４の初期状態では、コピー元ボリューム内のある領域に対してチャンクＣＫ１が割り当てられ、別の領域に対してチャンクＣＫ２が割り当てられているとする。この状態から、チャンクＣＫ１が割り当てられた領域の一部に対してデータＤＴ１ａの書き込み（更新）が要求され、さらに、チャンクＣＫ２が割り当てられた領域の一部に対してデータＤＴ２ａの書き込み（更新）が要求されたとする。

この場合、まず、スナップショットボリュームに対して、シンプロビジョニング用のストレージプールＰＬ１からチャンクＣＫ１１が割り当てられ、データＤＴ１ａに対応する更新前のデータＤＴ１が、チャンクＣＫ１からチャンクＣＫ１１に退避される。そして、更新前のデータＤＴ１の退避が完了すると、データＤＴ１ａがチャンクＣＫ１に上書きされる。

その後、スナップショットボリュームに対して、シンプロビジョニング用のストレージプールＰＬ１からチャンクＣＫ１２が割り当てられ、データＤＴ２ａに対応する更新前のデータＤＴ２が、チャンクＣＫ２からチャンクＣＫ１２に退避される。そして、更新前のデータＤＴ２の退避が完了すると、データＤＴ２ａがチャンクＣＫ２に上書きされる。

このような処理では、コピー元ボリュームに対する更新データのサイズがチャンクより小さい場合でも、スナップショットボリュームには１つのチャンクが割り当てられる。この場合、割り当てられたチャンクの一部の領域にしかデータが格納されないことになる。そのため、物理領域の容量が必要分より多く消費されてしまい、物理領域の使用効率が低いという問題がある。

そこで、本実施の形態のＣＭ１１０は、以下の図５、図６に示すような制御を実行する。
図５は、コピー元ボリュームに対する更新時の処理例を示す図である。図５の初期状態では、図４の初期状態と同様に、コピー元ボリューム内のある領域に対してチャンクＣＫ１が割り当てられ、別の領域に対してチャンクＣＫ２が割り当てられているとする。そして、この状態から、チャンクＣＫ１が割り当てられた領域の一部に対してデータＤＴａの書き込み（更新）が要求され、さらに、チャンクＣＫ２が割り当てられた領域の一部に対してデータＤＴ２ａの書き込み（更新）が要求されたとする。

まず、データＤＴ１ａによる更新が要求されると、スナップショットボリュームに対して、ストレージプールＰＬ１からチャンクＣＫ１１が割り当てられる。そして、データＤＴ１ａに対応する更新前のデータＤＴ１は退避されずに、更新後のデータＤＴ１ａが、割り当てられたチャンクＣＫ１１に対して前積みで書き込まれる。この状態では、ホストサーバ２１０からは、更新後のデータＤＴ１ａがコピー元ボリュームに格納されているように見えているが、実際にはコピー元ボリュームには更新前のデータＤＴ１が格納されたままになっている。

この後、データＤＴ２ａによる更新が要求されると、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中に空き領域があるチャンクがあるかが判定される。図５の例では、チャンクＣＫ１１に空き領域があると判定される。この場合、データＤＴ２ａに対応する更新前のデータＤＴ２は退避されずに、更新後のデータＤＴ２ａが、チャンクＣＫ１１の空き領域に対して前積みで書き込まれる。この状態では、ホストサーバ２１０からは、更新後のデータＤＴ２ａがコピー元ボリュームに格納されているように見えているが、実際にはコピー元ボリュームには更新前のデータＤＴ２が格納されたままになっている。

また、次の図６に示すように、上記のようなコピー元ボリュームの更新処理とは非同期のタイミングで、スナップショットボリュームに書き込まれた更新後のデータと、コピー元ボリュームに格納されたままの更新前のデータとがスワップされる。

図６は、コピー元ボリュームとスナップショットボリュームとの間のスワップ処理例を示す図である。図５に示した処理の実行後、図６に示すようなスワップ処理が実行される。すなわち、コピー元ボリュームに割り当てられたチャンクＣＫ１内のデータＤＴ１と、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクＣＫ１１内のデータＤＴ１ａとが入れ替えられる。また、コピー元ボリュームに割り当てられたチャンクＣＫ２内のデータＤＴ２と、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクＣＫ１１内のデータＤＴ２ａとが入れ替えられる。なお、このようなスワップ処理は、例えば、ＣＭ１１０の処理負荷が低いと判定された場合（例えば、ＣＰＵ使用率やメモリ使用率、ディスク使用率が所定の閾値を下回った場合）に実行される。

以上の処理では、図５のように、コピー元ボリュームに対する更新が要求された場合に、更新後のデータがスナップショットボリュームに書き込まれるので、更新前のデータを退避する処理が実行されない。そのため、更新が要求されてから応答するまでの時間を短縮でき、その応答性能を向上させることができる。

また、図５のように、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクには、コピー元ボリュームの更新データが先頭側から順に前詰めで格納されていく。そして、図６のように、更新要求の後の所定のタイミングで、更新前のデータと更新後のデータとがスワップされる。そのため、結果的に、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクには、コピー元ボリュームにおける更新前のデータが先頭側から順に格納されることになる。このような処理により、スナップショットボリュームに割り当てられたチャンクに発生する空き領域の容量を減少させることができる。したがって、ストレージプールＰＬ１に用意された物理領域の使用効率を向上させることができる。

ここで、スナップショットボリュームの記憶領域については、サブチャンク単位でスワップ処理を実行済みか否かがスワップフラグを用いて管理される。このスワップフラグは、コピー管理データ１３２に含まれる。コピー元ボリュームにおけるあるサブチャンクのデータ更新が要求され、その更新データがスナップショットボリュームに書き込まれると、スナップショットボリュームにおけるそのサブチャンクについてのスワップフラグが０に設定される。そして、そのサブチャンクについてのスワップ処理が実行されると、スワップフラグが１に設定される。このようなスワップフラグを用いることで、コピー元ボリュームやスナップショットボリュームからのデータ読み出しを正しく実行することができる。

図７は、コピー元ボリュームからの読み出し処理例を示す図である。図７では、図５に示した手順で、コピー元ボリュームに対してデータＤＴ１ａによる更新が要求され、データＤＴ１ａがスナップショットボリュームに書き込まれた状態を示している。また、図７では、コピー元ボリュームにおけるデータＤＴ１ａの書き込み先領域を領域Ｒ１と示している。この領域Ｒ１は、サブチャンク１つ分に対応するものとする。このとき、スナップショットボリュームの領域Ｒ１についてのスワップフラグは０に設定されている。

この状態で、コピー元ボリュームの領域Ｒ１からの読み出しが要求されたとする。このとき、スナップショットボリュームの領域Ｒ１についてのスワップフラグが参照される。図７のようにスワップフラグが０の場合には、データはスナップショットボリュームから読み出される。一方、領域Ｒ１がスワップ済みであり、スワップフラグが１になっている場合には、データはコピー元ボリュームから読み出される。このように、スワップフラグを用いることで、コピー元ボリュームからのデータ読み出しを正しく実行できる。

また、図示しないが、スナップショットボリュームからの読み出しが要求された場合にも、読み出し領域に対応するスワップフラグが参照される。スワップフラグが０の場合、データはコピー元ボリュームから読み出され、スワップフラグが１の場合、データはスナップショットボリュームから読み出される。これにより、スナップショットボリュームからのデータ読み出しも正しく実行できる。

次に、上記処理を実現するためのコピー管理データ１３２について説明する。
図８は、スナップショットボリュームの作成に伴って作成される管理データを示す図である。コピー元ボリュームに対応するスナップショットの作成が要求されると、スナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルが作成される。サブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルは、コピー管理データ１３２の中に追加的に作成される。

サブチャンク変換テーブルには、スナップショットボリュームに含まれるサブチャンクと、割り当てられたチャンクとの対応関係を示す情報が登録される。また、サブチャンク変換テーブルには、前述のスワップフラグも登録される。サブチャンク管理テーブルには、後述するチャンクデータのマージ処理を実現するための情報が登録される。

複数世代のスナップショットボリュームが作成される場合、サブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルは世代ごとに個別に作成される。例えば図８に示すように、コピー元ボリュームＶＯＬ１に対応する第１世代のスナップショットボリュームＳＳＶ１が作成されると、このスナップショットボリュームＳＳＶ１に対応するサブチャンク変換テーブル１５１ａおよびサブチャンク管理テーブル１５２ａが作成される。また、コピー元ボリュームＶＯＬ１に対応する第２世代のスナップショットボリュームＳＳＶ２が作成されると、このスナップショットボリュームＳＳＶ２に対応するサブチャンク変換テーブル１５１ｂおよびサブチャンク管理テーブル１５２ｂが作成される。さらに、コピー元ボリュームＶＯＬ１に対応する第３世代のスナップショットボリュームＳＳＶ３が作成されると、このスナップショットボリュームＳＳＶ３に対応するサブチャンク変換テーブル１５１ｃおよびサブチャンク管理テーブル１５２ｃが作成される。

なお、以下の説明では、世代を特定せずにサブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルに言及する場合には、それぞれ「サブチャンク変換テーブル１５１」「サブチャンク管理テーブル１５２」と記載する。

図９は、サブチャンク変換テーブルおよびサブチャンク管理テーブルの構成例を示す図である。図９では、１つの世代のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１およびサブチャンク管理テーブル１５２を例示している。

まず、サブチャンク変換テーブル１５１には、スナップショットボリューム内の各サブチャンクに対応するレコードが含まれる。各レコードには、サブチャンク番号、チャンク番号、チャンク内オフセットおよびスワップフラグが登録される。

サブチャンク番号は、サブチャンクを識別する情報である。なお、スナップショットボリューム内のサブチャンクの数（すなわち、レコードの数）は、対応するコピー元ボリュームに含まれるサブチャンクの数と同じである。また、サブチャンク番号は、スナップショットボリューム内の論理アドレス（ＬＢＡ：Logical Block Address）と紐づけられている。

チャンク番号は、サブチャンクに割り当てられたチャンクを識別する情報である。前述のように、サブチャンクのサイズはチャンクのサイズより小さく、なおかつ、図７に示したように１つのチャンクが複数のサブチャンクに割り当てられる場合があることから、サブチャンク変換テーブル１５１においては複数のサブチャンク番号に同一のチャンク番号が対応付けられる場合がある。

チャンク内オフセットは、割り当てられたチャンクにおけるサブチャンクの先頭位置を示す。このチャンク内オフセットは、ＬＢＡによって表される。
スワップフラグは、対応するサブチャンクについて、スナップショットボリュームとコピー元ボリュームとの間でのデータのスワップが実行済みかを示すフラグ情報である。スワップが未実行の場合、スワップフラグは０に設定され、スワップが実行済みの場合、スワップフラグは１に設定される。

なお、サブチャンクにチャンクが割り当てられていない場合（すなわち、スナップショットボリューム内の対応するサブチャンクが更新されていない場合）、チャンク番号、チャンク内オフセットおよびスワップフラグの各項目は、データがないことを示すＮＵＬＬとなる。

次に、サブチャンク管理テーブル１５２には、有効サブチャンク数、あふれチャンク番号、あふれ開始オフセットおよびあふれ容量が登録される。
有効サブチャンク数は、データが格納されている（すなわち、チャンクが割り当てられている）サブチャンクの数を示す。

あふれチャンク番号は、スナップショットボリュームに割り当てられているチャンクのうち、空き領域が存在する「あふれチャンク」のチャンク番号を示す。
あふれ開始オフセットは、あふれチャンクの領域のうち、対応するスナップショットボリュームのデータが格納されている領域の先頭位置を示す。このあふれ開始オフセットは、ＬＢＡによって表される。

あふれ容量は、あふれチャンク領域に格納されているデータのうち、対応するスナップショットボリュームのデータのサイズを示す。このあふれ容量は、該当データ領域の末尾ＬＢＡから先頭ＬＢＡを減算した値によって表される。

なお、対応するスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中に、空き領域を含むあふれチャンクが存在しない場合、サブチャンク管理テーブル１５２の各項目はＮＵＬＬとなる。

図１０は、チャンクデータのマージ処理例を示す図である。図７に示したように、スナップショットボリュームに対してチャンクが割り当てられると、そのチャンクに対してデータが先頭側から順に格納される。しかし、このような処理を行ったとしても、割り当てられたチャンクの末尾側には空き領域が発生する場合がある。

そこで、本実施の形態では、ある世代のスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中に、空き領域を含むあふれチャンクが存在する場合に、そのあふれチャンク内のデータを、それより前の世代のスナップショットボリュームに割り当てられたあふれチャンクに移動させる。これにより、複数世代のスナップショットボリュームのデータを１つのチャンクにマージする「マージ処理」が実行される。このマージ処理は、各世代のスナップショットボリュームに対応するチャンク管理テーブル１５２を用いて実行される。

図１０の例では、第１世代（世代番号：１）のスナップショットボリュームに対してチャンクＣＫ１１～ＣＫ１３が割り当てられており、それらのうちチャンクＣＫ１３に空き領域が存在している。すなわち、チャンクＣＫ１３があふれチャンクとなる。第１世代のスナップショットボリュームに対応するチャンク管理テーブル１５２ａには、あふれチャンク番号としてＣＫ１３が登録されている。また、あふれ開始オフセットとして、チャンクＣＫ１３の先頭ＬＢＡを示す０ｘ００が登録されている。また、あふれ容量として、サブチャンク２個分を示す０ｘ２０が登録されている。

また、第２世代（世代番号：２）のスナップショットボリュームに対してチャンクＣＫ２１，ＣＫ２２が割り当てられており、それらのうちチャンクＣＫ２２に空き領域が存在している。すなわち、チャンクＣＫ２２があふれチャンクとなる。第２世代のスナップショットボリュームに対応するチャンク管理テーブル１５２ｂには、あふれチャンク番号としてＣＫ２２が登録されている。また、あふれ開始オフセットとして、チャンクＣＫ２２の先頭ＬＢＡを示す０ｘ００が登録されている。また、あふれ容量として、サブチャンク５個分を示す０ｘ５０が登録されている。

このようなケースにおいて、第２世代のスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクＣＫ２２が、マージ処理対象として選択されたとする。この場合、それより前の世代のスナップショットボリュームについてのあふれチャンクの中に、チャンクＣＫ２２に格納されているデータ（あふれデータ）を格納可能なあふれチャンクが存在するかが判定される。この判定は、前の世代のスナップショットボリュームについてのチャンク管理テーブル１５２に登録されたあふれ開始オフセットおよびあふれ容量に基づいて実行可能である。

図１０の例では、第１世代のスナップショットボリュームについて、このような条件を満たすあふれチャンクが存在すると判定される。すると、チャンクＣＫ２２に格納されていたあふれデータが、第１世代のスナップショットボリュームについてのあふれチャンク（チャンクＣＫ１３）に移動される。そして、第２世代のスナップショットボリュームに対応するチャンク管理テーブル１５２ｂにおいて、あふれチャンク番号がチャンクＣＫ１３に更新され、あふれ開始オフセットが、チャンクＣＫ１３における該当データの先頭ＬＢＡを示す０ｘ２０に更新される。

また、格納データがなくなったチャンクＣＫ２２は解放され、ストレージプールＰＬ１に含まれる未使用チャンクとして管理される。このようにして、空き領域を含むあふれチャンクの数を減少させ、格納データがなくなったあふれチャンクを解放してその再利用を可能にすることができる。したがって、チャンク（物理領域）の使用効率を向上させることができる。

次に、ＣＭ１１０の処理について、フローチャートを用いて説明する。
図１１は、スナップショット作成処理の手順を示すフローチャートの例である。
［ステップＳ１１］コピー制御部１４２は、管理サーバ２２０からスナップショット作成要求を受信する。このとき、スナップショットの作成元とするボリューム（コピー元ボリューム）が指定される。

［ステップＳ１２］コピー制御部１４２は、指定されたコピー元ボリュームと新たなスナップショットボリュームとの間のスナップショットセッションを示す情報を、セッション管理テーブル１３１に設定する。

［ステップＳ１３］コピー制御部１４２は、設定されたスナップショットセッションに対応するサブチャンク変換テーブル１５１およびサブチャンク管理テーブル１５２を作成し、コピー管理データ１３２に登録する。このとき、サブチャンク変換テーブル１５１には、各サブチャンク番号に対応するレコードが登録され、サブチャンク番号以外の項目はＮＵＬＬとなる。また、サブチャンク管理テーブル１５２の各項目もＮＵＬＬとなる。

図１２、図１３は、書き込み処理の手順を示すフローチャートの例である。
［ステップＳ２１］ホストサーバ２１０から、ボリュームに対する書き込み要求がライトデータとともに送信され、Ｉ／Ｏ制御部１４１は、書き込み要求とライトデータを受信する。このとき、書き込み先のボリューム名と、書き込み先領域（ＬＢＡによるアドレス領域）とが指定される。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、指定されたボリューム名および書き込み先領域をコピー制御部１４２に通知して、どのボリュームに書き込むべきかを問い合わせる。

［ステップＳ２２］コピー制御部１４２は、セッション管理テーブル１３１を参照し、書き込み先として指定されたボリュームについてのスナップショットセッションが設定されているかを判定する。該当するスナップショットセッションが設定されている場合、処理がステップＳ２３に進められ、設定されていない場合、処理がステップＳ２４に進められる。

［ステップＳ２３］コピー制御部１４２は、書き込み先としてコピー元ボリュームが指定されている場合、そのボリュームについてのスナップショットセッションの情報に基づき、最新世代のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。また、書き込み先としてスナップショットボリュームが指定されている場合、そのボリュームについてのスナップショットセッションの情報に基づき、指定されたスナップショットボリュームの世代に対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。

コピー制御部１４２は、このようにして特定されたサブチャンク変換テーブル１５１から、書き込み要求によって指定された書き込み先領域に対応するサブチャンクのレコードを特定し、特定されたレコードからスワップフラグを読み取る。スワップフラグが１の場合（すなわち、スワップ処理を実行済みの場合）、処理がステップＳ２４に進められる。一方、スワップフラグが０またはＮＵＬＬの場合、処理がステップＳ２５に進められる。

［ステップＳ２４］コピー制御部１４２は、ライトデータを書き込み先として指定されたボリュームに書き込むようにＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのボリュームにおける指定された書き込み先領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。

ステップＳ２２でＮｏと判定された場合、書き込み先はコピー元ボリュームとなる。また、ステップＳ２３でＹｅｓと判定された場合、書き込み先としてコピー元ボリュームが指定されていれば当該コピー元ボリュームに書き込まれ、書き込み先としてスナップショットボリュームが指定されていれば当該スナップショットボリュームに書き込まれる。

［ステップＳ２５］コピー制御部１４２は、書き込み要求によって指定された書き込み先ボリュームを判定する。書き込み先としてコピー元ボリュームが指定されている場合、処理がステップＳ２６に進められ、書き込み先としてスナップショットボリュームが指定されている場合、処理がステップＳ３２に進められる。

［ステップＳ２６］コピー制御部１４２は、スナップショットセッションの情報に基づき、書き込み先のコピー元ボリュームに対応する最新世代のスナップショットボリュームを特定し、そのスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。コピー制御部１４２は、特定されたサブチャンク変換テーブル１５１から書き込み先領域に対応するサブチャンクのレコードを特定し、特定されたレコードからスワップフラグを読み取る。スワップフラグが０の場合、処理がステップＳ２７に進められ、スワップフラグがＮＵＬＬの場合、処理がステップＳ２８に進められる。

［ステップＳ２７］ステップＳ２６でスワップフラグが０の場合には、最新世代のスナップショットボリュームにおける該当サブチャンクにチャンクが割り当て済みであり、なおかつ、スワップ処理が未実行となっている。このケースでは、最新世代のスナップショットボリュームにおける該当サブチャンクに、コピー元ボリュームの対応するサブチャンクのデータが退避されている。この場合、コピー制御部１４２は、ライトデータを最新世代のスナップショットボリュームに書き込む（上書きする）ようにＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのボリュームにおける指定された書き込み先領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。これにより、スナップショットボリュームに退避された、コピー元ボリュームの更新データが、さらに上書きして更新される。

［ステップＳ２８］ステップＳ２６でスワップフラグがＮＵＬＬの場合には、最新世代のスナップショットボリュームが作成された後に、コピー元ボリュームにおける該当サブチャンクが更新されておらず、このスナップショットボリュームの該当サブチャンクにチャンクが割り当てられていない。このケースでは、ライトデータは最新世代のスナップショットボリュームに退避される。

コピー制御部１４２は、最新世代のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク管理テーブル１５２を参照し、このスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中に空き領域のあるチャンク（あふれチャンク）が存在するかを判定する。サブチャンク管理テーブル１５２に有効なデータが登録されている場合、あふれチャンクが存在すると判定される。あふれチャンクが存在する場合、処理がステップＳ２９に進められ、あふれチャンクが存在しない場合、処理がステップＳ３０に進められる。

［ステップＳ２９］コピー制御部１４２は、ライトデータの書き込み先として、割り当て済みチャンク（あふれチャンク）の空き領域の先頭アドレスをＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのアドレス領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。これにより、あふれチャンクの空き領域にライトデータが前詰めで追記される。

また、コピー制御部１４２は、ステップＳ２８で参照されたサブチャンク管理テーブル１５２のあふれ開始オフセットおよびあふれ容量を更新する。開始オフセットとしては空き領域の先頭アドレスが上書き登録され、あふれ容量としては元の値にライトデータのサイズが加算される。

［ステップＳ３０］コピー制御部１４２は、最新世代のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）に対して、ストレージプールＰＬ１から未使用のチャンクを新規に割り当てる。コピー制御部１４２は、ライトデータの書き込み先として、この新規チャンクの先頭アドレスをＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのチャンクの先頭領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。

また、コピー制御部１４２は、ステップＳ２８で参照されたサブチャンク管理テーブル１５２に、あふれチャンク番号として新規チャンクのチャンク番号を登録し、あふれ開始オフセットとして先頭ＬＢＡを登録し、あふれ容量としてライトデータのサイズを登録する。

［ステップＳ３１］コピー制御部１４２は、最新世代のスナップショットに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。コピー制御部１４２は、特定されたサブチャンク変換テーブル１５１における該当サブチャンクのレコードに、チャンク番号およびチャンク内オフセットを登録し、そのレコードのスワップフラグに０を設定する。

［ステップＳ３２］コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。コピー制御部１４２は、特定されたサブチャンク変換テーブル１５１から書き込み先領域に対応するサブチャンクのレコードを特定し、特定されたレコードからスワップフラグを読み取る。スワップフラグが０の場合、処理がステップＳ３３に進められ、スワップフラグがＮＵＬＬの場合、処理がステップＳ３６に進められる。

［ステップＳ３３］ステップＳ３２でスワップフラグが０の場合には、書き込み先のスナップショットボリュームにおける該当サブチャンクにチャンクが割り当て済みであり、そのチャンクに対してコピー元ボリュームの更新データが格納されている。この場合、スナップショットボリュームに格納された更新データをコピー元ボリュームに戻した後に、スナップショットボリュームにライトデータが書き込まれる。

したがって、コピー制御部１４２は、まず、書き込み先のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）における該当サブチャンクのデータを、コピー元ボリュームにおける該当サブチャンクに転送するように、Ｉ／Ｏ制御部１４１に指示する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この指示に応じたデータ転送処理を実行する。

［ステップＳ３４］コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。コピー制御部１４２は、特定されたサブチャンク変換テーブル１５１から書き込み先領域に対応するサブチャンクのレコードを特定し、特定されたレコードのスワップフラグを１に設定（更新）する。

［ステップＳ３５］コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットボリュームにおける該当サブチャンクにライトデータを書き込むように、Ｉ／Ｏ制御部１４１に指示する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この指示に応じた書き込み処理を実行し、処理が完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。

［ステップＳ３６］ステップＳ３２でスワップフラグがＮＵＬＬの場合には、書き込み先のスナップショットボリュームが作成された後に、コピー元ボリュームにおける該当サブチャンクが更新されておらず、このスナップショットボリュームの該当サブチャンクにチャンクが割り当てられていない。この場合、ライトデータはスナップショットボリュームに書き込まれる。

コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク管理テーブル１５２を参照し、このスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中に空き領域のあるチャンク（あふれチャンク）が存在するかを判定する。サブチャンク管理テーブル１５２に有効なデータが登録されている場合、あふれチャンクが存在すると判定される。あふれチャンクが存在する場合、処理がステップＳ３７に進められ、あふれチャンクが存在しない場合、処理がステップＳ３８に進められる。

［ステップＳ３７］コピー制御部１４２は、ライトデータの書き込み先として、割り当て済みチャンク（あふれチャンク）の空き領域の先頭アドレスをＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのアドレス領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。これにより、あふれチャンクの空き領域にライトデータが前詰めで追記される。

また、コピー制御部１４２は、ステップＳ３６で参照されたサブチャンク管理テーブル１５２のあふれ開始オフセットおよびあふれ容量を更新する。開始オフセットとしては空き領域の先頭アドレスが上書き登録され、あふれ容量としては元の値にライトデータのサイズが加算される。

［ステップＳ３８］コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）に対して、ストレージプールＰＬ１から未使用のチャンクを新規に割り当てる。コピー制御部１４２は、ライトデータの書き込み先として、この新規チャンクの先頭アドレスをＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、ライトデータをこのチャンクの先頭領域に書き込み、書き込みが完了するとホストサーバ２１０に完了応答を送信する。

また、コピー制御部１４２は、ステップＳ３６で参照されたサブチャンク管理テーブル１５２に、あふれチャンク番号として新規チャンクのチャンク番号を登録し、あふれ開始オフセットとして先頭ＬＢＡを登録し、あふれ容量としてライトデータのサイズを登録する。

［ステップＳ３９］コピー制御部１４２は、書き込み先のスナップショットに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。コピー制御部１４２は、特定されたサブチャンク変換テーブル１５１における該当サブチャンクのレコードに、チャンク番号およびチャンク内オフセットを登録し、そのレコードのスワップフラグに１を設定する。

図１４は、読み出し処理の手順を示すフローチャートの例である。
［ステップＳ４１］ホストサーバ２１０から、ボリュームからの読み出し要求が送信され、Ｉ／Ｏ制御部１４１がこれを受信する。このとき、読み出し元のボリューム名と、読み出し元領域（ＬＢＡによるアドレス領域）とが指定される。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、指定されたボリューム名および読み出し元領域をコピー制御部１４２に通知して、リードデータをどのボリュームから読み出すべきかを問い合わせる。

［ステップＳ４２］コピー制御部１４２は、セッション管理テーブル１３１を参照し、読み出し元として指定されたボリュームについてのスナップショットセッションが設定されているかを判定する。該当するスナップショットセッションが設定されている場合、処理がステップＳ４３に進められ、設定されていない場合、処理がステップＳ４４に進められる。

［ステップＳ４３］コピー制御部１４２は、読み出し元としてコピー元ボリュームが指定されている場合、そのボリュームについてのスナップショットセッションの情報に基づき、最新世代のスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。また、読み出し元としてスナップショットボリュームが指定されている場合、そのボリュームについてのスナップショットセッションの情報に基づき、指定されたスナップショットボリュームの世代に対応するサブチャンク変換テーブル１５１を特定する。

コピー制御部１４２は、このようにして特定されたサブチャンク変換テーブル１５１から、読み出し要求によって指定された読み出し元領域に対応するサブチャンクのレコードを特定し、特定されたレコードからスワップフラグを読み取る。スワップフラグが１の場合（すなわち、スワップ処理を実行済みの場合）、処理がステップＳ４４に進められる。一方、スワップフラグが０またはＮＵＬＬの場合、処理がステップＳ４５に進められる。

［ステップＳ４４］コピー制御部１４２は、リードデータを読み出し元として指定されたボリュームから読み出すようにＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、リードデータをこのボリュームにおける指定された読み出し元領域から読み出し、ホストサーバ２１０に送信する。

ステップＳ４２でＮｏと判定された場合、読み出し元はコピー元ボリュームとなる。また、ステップＳ４３でＹｅｓと判定された場合、読み出し元としてコピー元ボリュームが指定されていれば当該コピー元ボリュームから読み出され、読み出し元としてスナップショットボリュームが指定されていれば当該スナップショットボリュームから読み出される。

［ステップＳ４５］ステップＳ４３で読み取られたスワップフラグが０の場合、処理がステップＳ４６に進められ、スワップフラグがＮＵＬＬの場合、処理がステップＳ４７に進められる。

［ステップＳ４６］コピー制御部１４２は、読み出し要求によって指定された読み出し元ボリュームを判定する。読み出し元としてコピー元ボリュームが指定されている場合、処理がステップＳ４８に進められ、読み出し元としてスナップショットボリュームが指定されている場合、処理がステップＳ４７に進められる。

［ステップＳ４７］コピー制御部１４２は、リードデータをコピー元ボリュームから読み出すようにＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、リードデータをコピー元ボリュームにおける指定された読み出し元領域から読み出し、ホストサーバ２１０に送信する。

ステップＳ４５でＮｏと判定されたケースは、コピー元ボリュームの領域のうち、最新世代のスナップショットボリュームの作成後に更新されていない領域からの読み出しが要求されたケースである。また、ステップＳ４６でＮｏと判定されたケースは、スナップショットボリュームにおけるスワップ処理が未実行の領域からの読み出しが要求されたケースである。いずれのケースでも、リードデータはコピー元ボリュームから読み出される。

［ステップＳ４８］コピー制御部１４２は、コピー元ボリュームに対応する最新世代のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）からリードデータを読み出すようにＩ／Ｏ制御部１４１に通知する。Ｉ／Ｏ制御部１４１は、この通知に応じて、リードデータを該当スナップショットボリュームにおける指定された読み出し元領域から読み出し、ホストサーバ２１０に送信する。

図１５は、スワップ処理の手順を示すフローチャートの例である。図１５の処理は、例えば、ＣＭ１１０の処理負荷を示す指標が所定の閾値以下になった場合に実行される。処理負荷を示す指標としては、例えば、ＣＰＵ使用率、メモリ使用率、ディスク使用率などが用いられる。

［ステップＳ５１］コピー制御部１４２は、あるコピー元ボリュームに対応するスナップショットボリューム（ＳＳＶ）のうち、最古世代のスナップショットボリュームを処理対象として選択する。

［ステップＳ５２］コピー制御部１４２は、処理対象として選択されたスナップショットボリュームについての未選択のサブチャンクの中から、サブチャンク番号が最も若い（値が小さい）サブチャンクを選択する。

［ステップＳ５３］コピー制御部１４２は、選択されたスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１に基づき、選択されたサブチャンクにチャンクが割り当てられているかを判定する。サブチャンクにチャンクを割り当て済みの場合、処理がステップＳ５４に進められ、サブチャンクにチャンクが割り当てられていない場合、処理がステップＳ５７に進められる。

［ステップＳ５４］コピー制御部１４２は、選択されたスナップショットボリュームに対応するサブチャンク変換テーブル１５１から、選択されたサブチャンクに対応するスワップフラグを読み取る。スワップフラグが１の場合（すなわち、選択されたサブチャンクがスワップ済みの場合）、処理がステップＳ５７に進められ、スワップフラグが０の場合、処理がステップＳ５５に進められる。

［ステップＳ５５］コピー制御部１４２は、スナップボリュームから選択されたサブチャンクに格納されたデータと、コピー元ボリューム上の対応するサブチャンクに格納されたデータとをスワップする。

［ステップＳ５６］コピー制御部１４２は、ステップＳ５４で参照したスワップフラグを１に設定（更新）する。
［ステップＳ５７］コピー制御部１４２は、選択されたスナップショットボリュームにおいて、未選択の次のサブチャンクが存在するかを判定する。サブチャンクが存在する場合、処理がステップＳ５８に進められ、サブチャンクが存在しない場合（すなわち、スナップショットボリュームの全サブチャンクを選択済みの場合）、処理がステップＳ５９に進められる。

［ステップＳ５８］コピー制御部１４２は、選択されたスナップショットボリュームのサブチャンクのうち、未選択の次のサブチャンクを選択される。この後、選択されたサブチャンクを処理対象としてステップＳ５３以降の処理が実行される。

［ステップＳ５９］コピー制御部１４２は、選択されたスナップショットボリュームに対する１つ後の世代（次世代）のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）が存在するかを判定する。次世代のスナップショットボリュームが存在する場合、処理がステップＳ６０に進められ、次世代のスナップショットボリュームが存在しない場合、スワップ処理が終了される。

［ステップＳ６０］コピー制御部１４２は、１つ後の世代（次世代）のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）を選択する。この後、選択されたスナップショットボリュームを処理対象としてステップＳ５２以降の処理が実行される。

図１６は、チャンクデータのマージ処理手順を示すフローチャートの例である。
［ステップＳ７１］コピー制御部１４２は、サブチャンク管理テーブル１５２に基づき、割り当てられたチャンクの中に空き領域を含むあふれチャンクが存在するスナップショットボリューム（ＳＳＶ）を１つ選択する。以下、選択されたスナップショットボリュームに対応するあふれチャンクを「マージ元チャンク」と記載する。

［ステップＳ７２］コピー制御部１４２は、直前に実行されたステップＳ７１またはステップＳ７３で選択されたスナップショットボリュームについて、１つ前の世代のスナップショットボリューム（ＳＳＶ）が存在するかを判定する。該当スナップショットボリュームが存在する場合、処理がステップＳ７３に進められ、該当スナップショットボリュームが存在しない場合、マージ処理が終了する。

［ステップＳ７３］コピー制御部１４２は、ステップＳ７２で「存在する」と判定されたスナップショットボリューム（１つ前の世代のスナップショットボリューム）を選択する。

［ステップＳ７４］コピー制御部１４２は、ステップＳ７３で選択されたスナップショットボリュームに対応するサブチャンク管理テーブル１５２に基づき、このスナップショットボリュームに割り当てられたチャンクの中にあふれチャンクが存在するかを判定する。あふれチャンクが存在する場合、処理がステップＳ７５に進められる。以下、このスナップショットボリュームに対応するあふれチャンクを「マージ先チャンク」と記載する。一方、あふれチャンクが存在しない場合、処理がステップＳ７２に進められ、さらに１つ前の世代のスナップショットボリュームが選択される。

［ステップＳ７５］コピー制御部１４２は、ステップＳ７１で選択されたスナップショットボリュームに対応するマージ元チャンクのあふれ容量と、ステップＳ７３で選択されたスナップショットボリュームに対応するマージ先チャンクのあふれ容量との和を算出する。あふれ容量とは、チャンクに格納されているデータの容量を示す。ただし、マージ先チャンクに複数世代のスナップショットボリュームに対応するデータが格納されている場合、それらのデータの総容量がマージ先チャンクのあふれ容量とされる。

コピー制御部１４２は、算出された和の値がチャンクサイズ以下かを判定する。和の値がチャンクサイズ以下の場合、処理がステップＳ７６に進められる。一方、和の値がチャンクサイズを超える場合、処理がステップＳ７２に進められ、さらに１つ前の世代のスナップショットボリュームが選択される。

［ステップＳ７６］コピー制御部１４２は、あふれチャンクのデータをマージする。具体的には、ステップＳ７１で選択されたスナップショットボリュームに対応するマージ元チャンクに格納されているデータが、ステップＳ７３で選択されたスナップショットボリュームに対応するマージ先チャンクに移動される。

［ステップＳ７７］コピー制御部１４２は、マージ元チャンクが属するスナップショットボリュームに対応するサブチャンク管理テーブル１５２を更新する。このとき、あふれチャンク番号が、移動先のチャンクのチャンク番号に更新され、あふれ開始オフセットが、移動先のチャンクに書き込まれた領域の先頭ＬＢＡに更新される。

ただし、移動先のチャンクの空き領域がなくなった場合には、ステップＳ７１，Ｓ７３で選択されたスナップショットボリュームの両方に対応するサブチャンク管理テーブル１５２において、各項目からデータが削除され、各項目がＮＵＬＬにされる。

［ステップＳ７８］コピー制御部１４２は、データの移動元チャンク（マージ元チャンク）を解放する。すなわち、マージ元チャンクが、ストレージプールＰＬ１に含まれる未使用チャンクとして管理される。

なお、上記のマージ処理は、例えば、新たな世代のスナップショット作成が要求されたときに実行されてもよい。この場合、ステップＳ７１で選択されるスナップショットボリュームは、作成が要求された世代の１つ前の世代（作成要求の受信直前における最新世代）のスナップショットボリュームとなる。そして、このスナップショットボリュームについてあふれチャンクが存在しない場合には、マージ処理は実行されないことになる。

なお、上記の各実施の形態に示した装置（例えば、ストレージ制御装置１、ＣＭ１１０、ホストサーバ２１０、管理サーバ２２０）の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc：ＢＤ、登録商標）などがある。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。

１ ストレージ制御装置
２ 処理部
３ スワップ管理情報
Ｄ１～Ｄ４，Ｄ２ａ データ
Ｓ１～Ｓ３，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ ステップ
Ｖ１，Ｖ２ 記憶領域

Claims (9)

1. 第１の記憶領域に対応するスナップショットの作成要求を受信した後に、前記第１の記憶領域に含まれる複数の単位領域のうち第１の単位領域に対する第１のデータの書き込み要求を受信すると、前記スナップショットに対応する第２の記憶領域における前記第１の単位領域に前記第１のデータを書き込み、前記書き込み要求に対する完了応答を送信し、
   前記第１のデータの書き込み後の所定のタイミングで、前記第１の記憶領域における前記第１の単位領域と前記第２の記憶領域における前記第１の単位領域との間でデータをスワップする、処理部、
   を有するストレージ制御装置。
2. 前記処理部は、
   前記第２の記憶領域における前記第１の単位領域に前記第１のデータを書き込むと、前記第１の単位領域におけるスワップ処理が未実行であることをスワップ管理情報に記録し、
   前記第１の記憶領域における前記第１の単位領域と前記第２の記憶領域における前記第１の単位領域との間でデータをスワップすると、前記第１の単位領域におけるスワップ処理が実行済みであることを前記スワップ管理情報に記録し、
   前記第１の記憶領域または前記第２の記憶領域における前記複数の単位領域のいずれかからのデータ読み出し要求を受信すると、前記スワップ管理情報に基づいて、読み出しが要求されたデータを前記第１の記憶領域と前記第２の記憶領域のどちらから読み出すかを決定する、
   請求項１記載のストレージ制御装置。
3. 前記スワップは、前記ストレージ制御装置の処理負荷を示す指標が所定の閾値以下になったときに実行される、
   請求項１または２記載のストレージ制御装置。
4. 前記第２の記憶領域は、データの格納時に複数の単位物理領域の中から選択された単位物理領域が割り当てられる仮想ボリュームであり、前記複数の単位物理領域のそれぞれのサイズは前記複数の単位領域のそれぞれのサイズより大きく、
   前記処理部は、
   前記第２の記憶領域における前記第１の単位領域に前記第１のデータを書き込む際に、前記複数の単位物理領域のうち第１の単位物理領域を前記第２の記憶領域に割り当て、前記第１の単位物理領域に対して前記第１のデータを書き込み、
   前記第２の記憶領域における前記複数の単位領域のうち第２の単位領域に対して第２のデータを書き込む際、割り当て済みの前記第１の単位物理領域に前記第２のデータを格納可能な空き領域がある場合には、前記第２のデータを前記第１の単位物理領域に書き込む、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のストレージ制御装置。
5. 前記第２の記憶領域に含まれる前記複数の単位領域のそれぞれについて、前記複数の単位物理領域の中から割り当てられた単位物理領域と当該単位物理領域における対応するデータの格納位置とが登録された割り当て管理情報を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記処理部は、前記管理情報に基づいて前記第２の記憶領域からデータを読み出す、
   請求項４記載のストレージ制御装置。
6. 前記処理部は、
   前記第１の記憶領域に対応する次世代のスナップショットの作成要求に応じて、前記次世代のスナップショットに対応する第３の記憶領域を、データの格納時に前記複数の単位物理領域の中から選択された単位物理領域が割り当てられる仮想ボリュームとして作成し、
   前記第３の記憶領域における前記複数の単位領域のうち第３の単位領域に対して第３のデータを書き込む際に、前記複数の単位物理領域のうち第２の単位物理領域を前記第３の記憶領域に割り当て、前記第２の単位物理領域に対して前記第３のデータを書き込み、
   前記第３の記憶領域における前記複数の単位領域のうち第４の単位領域に対して第４のデータを書き込む際、割り当て済みの前記第２の単位物理領域に前記第４のデータを格納可能な空き領域がある場合には、前記第４のデータを前記第２の単位物理領域に書き込む、
   請求項４記載のストレージ制御装置。
7. 前記処理部は、
   前記複数の単位物理領域のうち前記第３の記憶領域に割り当てられた単位物理領域の中に、空き領域を含む第３の単位物理領域が存在する場合に、前記複数の単位物理領域のうち前記第２の記憶領域に割り当てられた単位物理記憶領域の中に、前記第３の単位物理領域に格納されたデータを格納可能な空き領域を含む第４の単位物理領域が存在するかを判定し、
   前記第４の単位物理領域が存在する場合、前記第３の単位物理領域に格納されたデータを前記第４の単位物理領域の空き領域に移動させ、移動後に前記第３の単位物理領域を未使用領域として解放する、
   請求項６記載のストレージ制御装置。
8. 前記複数の単位物理領域の中から前記第２の記憶領域に割り当てられた単位物理領域のうち、空き領域が存在する単位物理領域を示す識別情報と、当該単位物理領域における空き容量を識別可能にする容量情報とが記録された物理領域管理情報を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記処理部は、前記複数の単位物理領域のうち前記第２の記憶領域に割り当てられた単位物理記憶領域の中に前記第４の単位物理領域が存在するかを、前記物理領域管理情報に基づいて判定する、
   請求項７記載のストレージ制御装置。
9. コンピュータが、
   第１の記憶領域に対応するスナップショットの作成要求を受信した後に、前記第１の記憶領域に含まれる複数の単位領域のうち第１の単位領域に対する第１のデータの書き込み要求を受信すると、前記スナップショットに対応する第２の記憶領域における前記第１の単位領域に前記第１のデータを書き込み、前記書き込み要求に対する完了応答を送信し、
   前記第１のデータの書き込み後の所定のタイミングで、前記第１の記憶領域における前記第１の単位領域と前記第２の記憶領域における前記第１の単位領域との間でデータをスワップする、
   ストレージ制御方法。

Images