JP2023081537A - ストレージシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】リセットスイッチを有しないI2Cデバイスに対してハードリセットが可能となる。【解決手段】ストレージシステムは、電源と、ストレージ装置を格納するドライブボックスと、デバイスに関するデータが格納された記憶部を有する格納装置と、複数の通信経路を切り替え可能であり、少なくともストレージ装置へ接続される通信経路を有し、さらに格納装置とI2C通信が可能なPCIeスイッチと、PCIeスイッチとI2C通信が可能な補助装置と、電源から格納装置への電力供給を制御するMOSスイッチと、を備え、PCIeスイッチは、PCIeスイッチと格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、補助装置にハードリセット命令を送信し、補助装置は、ハードリセット命令を受信すると、MOSスイッチを用いて格納装置への給電を停止後、再給電を行う。【選択図】図2

Description

本発明は、ストレージシステムに関する。
ストレージシステムのダウンタイムを短縮するために、問題発生時に自動で復旧する構成が望ましい。特許文献1には、基板管理コントローラーおよびハードウェアウォッチドッグ回路を用いたI2Cバスステータスの監視方法であって、前記HW回路を用いて、I2Cバスの失効を検出する検出工程と、前記HW回路が、前記I2Cバス上の複数のI2Cデバイスを自動でリセットすることができるか否か判断する判断工程と、前記HW回路が前記I2Cバス上の前記I2Cデバイスを自動リセットすることができると判断する場合、前記HW回路を用いて、前記複数のI2Cデバイスをリセットする工程と、前記HW回路が前記I2Cバス上の前記I2Cデバイスを自動リセットできないと判断する場合、前記HW回路を用いて、検出された失効を前記BMCに報告し、前記BMCを用いて、前記検出された失効を処理する処理工程と、を有することを特徴とする方法が開示されている。
特開2018-116679号公報
特許文献1に記載されている発明では、リセットの手法に改善の余地がある。
本発明の第1の態様によるストレージシステムは、電源と、ストレージ装置を格納するドライブボックスと、デバイスに関するデータが格納された記憶部を有する格納装置と、複数の通信経路を切り替え可能であり、少なくとも前記ストレージ装置へ接続される通信経路を有し、さらに前記格納装置とI2C通信が可能なPCIeスイッチと、前記PCIeスイッチとI2C通信が可能な補助装置と、前記電源から前記格納装置への電力供給を制御するMOSスイッチと、を備え、前記PCIeスイッチは、前記PCIeスイッチと前記格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、前記補助装置にハードリセット命令を送信し、前記補助装置は、前記ハードリセット命令を受信すると、前記MOSスイッチを用いて前記格納装置への給電を停止後、再給電を行う。
本発明によれば、リセットスイッチを有しないI2Cデバイスに対してハードリセットが可能となる。
ストレージシステムの構成図 第1ドライブボックスの構成図 第1MOSスイッチを中心とする接続図 状態管理表の一例を示す図 第1キャニスタが実行するタイムアウト対応処理を示すフローチャート
―第1の実施の形態―
以下、図1~図5を参照して、本発明に係るストレージシステムの第1の実施の形態を説明する。
図1は、ストレージシステムSを示す図である。ストレージシステムSは、ストレージコントローラ1、ホスト2、および保守用PC3を備える。ストレージコントローラ1は、ホスト2および保守用PC3に接続される。ストレージコントローラ1は、多数のドライブをコントロールし、ストレージリソースをホスト2に提供する。
ストレージコントローラ1は、第1コントローラおよび第2コントローラを備える。第1コントローラおよび第2コントローラの機能は同一であり、ストレージコントローラ1は冗長化構成を有すると言える。第1コントローラおよび第2コントローラのそれぞれは、第1ドライブボックスDB-1、第2ドライブボックスDB-2、第3ドライブボックスDB-3、および第4ドライブボックスDB-4の全てに接続される。それぞれのドライブボックスは、ストレージコントローラ1を介してホスト2および保守用PC3と通信する。第1ドライブボックスDB-1、第2ドライブボックスDB-2、第3ドライブボックスDB-3、および第4ドライブボックスDB-4の構成は同一なので、以下では第1ドライブボックスDB-1の構成を説明する。
保守用PC3は、汎用コンピュータである。保守用PC3は映像によりオペレータに情報を提示する表示部31を備える。第1ドライブボックスDB-1は、問題が生じると発生した問題の情報を保守用PC3の表示部31に出力する。表示部31はたとえば、液晶ディスプレイである。
図2は、第1ドライブボックスDB-1の構成図である。ただし図2では、第1ドライブボックスDB-1の内部にあり、ホスト2とドライブDとの間で授受されるデータが流れる通信路、換言すると高速大容量の通信が行われる、各コントローラとドライブDとの間の通信路は記載していない。図2では主に、管理用のVPD(Vital Product Data)に関する信号線を記載している。
第1ドライブボックスDB-1は、第1キャニスタ10と、第2キャニスタ20と、ミッドプレーン30と、第1電源41と、第2電源42と、を備える。第1キャニスタ10と、第2キャニスタ20の構成は同一である。第1電源41と第2電源42の構成は同一である。
第1キャニスタ10および第2キャニスタ20は、ホスト2からの動作指令に基づきドライブDに各種の命令を送信する。第1電源41および第2電源42は、第1キャニスタ10、第2キャニスタ20、およびミッドプレーン30に電力を供給する。ミッドプレーン30は、第1キャニスタ10および第2キャニスタ20に対して、ドライブDとの接続インタフェースを提供する。すなわち、コントローラおよび電源は冗長構成を有するが、ミッドプレーン30は冗長構成を有さず単一障害点となる。
第1キャニスタ10、第2キャニスタ20、ミッドプレーン30、第1電源41、第2電源42、およびそれぞれのドライブDは、格納装置を有する。それぞれの格納装置には、管理に用いられる重要なデータであるVPDが格納される。それぞれの格納装置は、シリアル通信規格であるI2C(Inter-Integrated Circuit)を利用して通信を行う。
第1キャニスタ10は、PCI Expressに対応する切り替え機である第1PCIeSW11と、第3格納装置12と、第1CPLD13と、を備える。第1PCIeSW11は、不図示の通信経路によりドライブDと接続される。第1PCIeSW11はI2Cの通信ポートを複数、たとえば8個備え、各装置の格納装置からI2C通信によりVPDを読み出す。具体的には第1PCIeSW11は、第3格納装置12から第1キャニスタ10のVPDを読み出し、第1格納装置311からミッドプレーン30のVPDを読み出し、第5格納装置411から第1電源41のVPDを読み出す。また図2では詳細を省略しているが、第1PCIeSW11はドライブDのそれぞれからもVPDを読み出す。さらに第1PCIeSW11は、後述するように第1CPLD13とのI2C通信を行う。
第2キャニスタ20は、PCI Expressに対応する切り替え機である第2PCIeSW21と、第4格納装置22と、第2CPLD23と、を備える。第2PCIeSW21は、不図示の通信経路によりドライブDと接続される。第2PCIeSW21はI2Cの通信ポートを複数、たとえば8個備え、各装置の格納装置からI2C通信によりVPDを読み出す。具体的には第2PCIeSW21は、第4格納装置22から第2キャニスタ20のVPDを読み出し、第2格納装置312からミッドプレーン30のVPDを読み出し、第6格納装置421から第2電源42のVPDを読み出す。また図2では詳細を省略しているが、第2PCIeSW21はドライブDのそれぞれからもVPDを読み出す。さらに第2PCIeSW21は、後述するように第2CPLD23とのI2C通信を行う。
第1CPLD13および第2CPLD23は、信号の入出力が可能な演算装置である。第1CPLD13および第2CPLD23は、一例としてCPLD(Complex Programmable Logic Device)として記載しているが、演算および信号の入出力が可能であればよく、他の種類の書き換え可能な論理回路でもよいし、必要に応じてプログラムを読み込んで実行するプロセッサを含んでもよい。第1CPLD13および第2CPLD23は、第1PCIeSW11および第2PCIeSW21の動作を補助するので、「補助装置」と呼ぶこともできる。第1CPLD13は、後述する第1格納装置311を管理するための状態管理表14を有する。第2CPLD23は、後述する第2格納装置312を管理するための状態管理表24を有する。
ミッドプレーン30は、ミッドプレーン30に関する情報を格納する第1格納装置311および第2格納装置312と、第1格納装置311への給電を制御する第1MOSスイッチ321と、第2格納装置312への給電を制御する第2MOSスイッチ322とを備える。第1格納装置311および第2格納装置312には、ミッドプレーン30に関する情報が格納される。第1格納装置311および第2格納装置312は、通信規格であるI2Cに対応する比較的シンプルなデバイスであり、リセットスイッチを有しない。
第1MOSスイッチ321は、第1格納装置311への給電を制御するMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。第1MOSスイッチ321は、P型およびN型のいずれでもよい。第1MOSスイッチ321は、第1CPLD13からの動作指令に基づき、第1電源41から第1格納装置311への給電を制御する。第1MOSスイッチ321は、第1格納装置311への給電を中断した後に給電を再開することで、第1格納装置311を強制的にリセットできる。
第2MOSスイッチ322は、第2格納装置312への給電を制御するMOSFETである。第2MOSスイッチ322は、P型およびN型のいずれでもよい。第2MOSスイッチ322は、第2CPLD23からの動作指令に基づき、第2電源42から第2格納装置312への給電を制御する。第2MOSスイッチ322は、第2格納装置312への給電を中断した後に給電を再開することで、第2格納装置312を強制的にリセットできる。
第1キャニスタ10および第2キャニスタ20は、構成および動作が略同一である。また、第1CPLD13および第1MOSスイッチ321の動作と、第2CPLD23および第2MOSスイッチ322の動作とは略同一である。そのため以下では、第1CPLD13および第1MOSスイッチ321の動作を主に説明する。
図3は、第1MOSスイッチ321を中心とする接続図である。図3において破線で囲む範囲はハードウエア回路により構成される。第1MOSスイッチ321のゲート端子と、第1CPLD13のGPIO端子とが接続され、第1CPLD13は後述するように第1MOSスイッチ321に動作指令を出力する。第1MOSスイッチ321から第1格納装置311へと延びる配線は、第1格納装置311の電源端子(VCCピン)に接続される。第1格納装置311は、第1MOSスイッチ321を介した第1電源41からの給電が遮断されると、動作に必要な電力が得られないため強制的に電源オフの状態となる。
第1PCIeSW11は、第1格納装置311および第1CPLD13とI2C通信を行う。第1CPLD13は第1PCIeSW11とI2C通信を行い、GPIO端子を介して第1MOSスイッチ321に動作指令を出力する。なおここでは便宜的にGPIOと呼んでいるが、第1CPLD13が汎用的な端子を備えることは必須の構成ではなく、第1MOSスイッチ321を動作させることが可能な、電圧出力端子または電流出力端子を備えればよい。
図4は、状態管理表14、24の一例を示す図である。図2では便宜的に2つのレコードを示しているが、第1CPLD13に格納される状態管理表14は第1格納装置311についてのレコードがあればよく、第2CPLD23に格納される状態管理表24には第2格納装置312についてのレコードがあればよい。
状態管理表の各レコードには、デバイスID161、状態162、ソフトリセットフラグ163、およびハードリセットフラグ164のフィールドを有する。デバイスID161は、格納装置を識別するための識別子である。状態162は、正常か否かを示す情報である。ソフトリセットフラグ163は、ソフトリセットの要否を示す情報である。ハードリセットフラグ164は、ハードリセットの要否を示す情報である。
図5は、第1キャニスタ10が実行するタイムアウト対応処理を示すフローチャートである。第1PCIeSW11および第1CPLD13は、第1格納装置311に対するI2C通信がタイムアウトになると図5に示すタイムアウト対応処理を実行する。なお第2キャニスタ10も、第2格納装置312に対するI2C通信がタイムアウトになると同様の処理を実行する。
タイムアウト対応処理では、まずステップS601において第1PCIeSW11は第1格納装置311のソフトリセットを行う。このソフトリセットはたとえば、あらかじめ定められた信号を送信することで行われる。続くステップS602では第1CPLD13は、状態管理表14においてソフトリセットフラグをONに設定する。続くステップS603では第1PCIeSW11は、通信リトライに成功したか否かを判断する。第1PCIeSW11は、通信リトライが成功しないと判断する場合はステップS604に進み、通信リトライが成功したと判断する場合はステップS610に進む。
ステップS604では第1PCIeSW11は、第1CPLD13にハードリセットを指示する。続くステップS605では第1CPLD13は、第1MOSスイッチ321を操作してI2Cデバイス、すなわち第1格納装置311への給電を停止する。続くステップS606では第1CPLD13は、第1MOSスイッチ321を操作してI2Cデバイス、すなわち第1格納装置311への給電を再開する。なお、ステップS605とステップS606との間には、第1格納装置311の特性に応じて適切な待機時間を設ける。
続くステップS607では第1CPLD13は、ハードリセットフラグをONに設定する。続くステップS608では第1PCIeSW11は、通信リトライに成功したか否かを判断する。第1PCIeSW11は、通信リトライが成功しないと判断する場合はステップS609に進み、通信リトライが成功したと判断する場合はステップS611に進む。ステップS609では第1PCIeSW11は、保守用PC3に第1格納装置311に問題が生じた旨のエラーメッセージを発行して図5に示す処理を終了する。このエラーメッセージは、保守用PC3の表示部31に出力される。
ステップS603において肯定判断されると実行されるステップS610において、第1CPLD13はソフトリセットフラグをOFFに設定して図5に示す処理を終了する。ステップS608において肯定判断されると実行されるステップS611において、第1CPLD13はソフトリセットフラグおよびハードリセットフラグをOFFに設定して図5に示す処理を終了する。
上述した第1の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)ストレージシステムSは、第1電源41と、ストレージ装置であるドライブDを格納するドライブボックスと、デバイスに関するデータが格納された記憶部を有する第1格納装置311と、複数の通信経路を切り替え可能であり、少なくともドライブDへ接続される通信経路を有し、さらに第1格納装置311とI2C通信が可能な第1PCIeSW11と、第1PCIeSW11とI2C通信が可能な第1CPLD13と、第1電源41から第1格納装置311への電力供給を制御する第1MOSスイッチ321と、を備える。第1PCIeSW11は、第1PCIeSW11と第1格納装置311との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、第1CPLD13にハードリセット命令を送信する。第1CPLD13は、ハードリセット命令を受信すると、第1MOSスイッチ321を用いて第1格納装置311への給電を停止後、再給電を行う。そのため、リセットスイッチを有しないI2Cデバイスに対してハードリセットが可能となる。
(2)ストレージシステムSは、第1電源41、ドライブボックス、および第1PCIeSW11を接続するミッドプレーン30を備える。第1格納装置311は、ミッドプレーンに関する情報を格納する。ミッドプレーン30はそのハードウエア構成から冗長化が困難であり、単一障害点となる。ミッドプレーンの情報を格納する第1格納装置311のI2C通信が不可能となった場合に、ソフトリセットでは通信が回復しなくても、本実施の形態ではさらにハードリセットを試みることができる。
(3)第1MOSスイッチ321は、ミッドプレーンに配される。第1格納装置311への電力供給を制御する第1MOSスイッチ321は、様々な場所に配置場所できる。しかし本実施の形態で示したように、第1MOSスイッチ321と第1格納装置311とを同一のミッドプレーン30に配しているので、実装が容易である。
(4)第1CPLD13はCPLDである。そのため、実装が容易である。
(5)第1PCIeSW11は、第1PCIeSW11と第1格納装置311との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、まず第1格納装置311にソフトリセット命令を送信する。第1PCIeSW11は、ソフトリセット命令の送信後に、第1PCIeSW11と第1格納装置311との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、第1CPLD13にハードリセット命令を送信する。そのため、ソフトリセットでは通信が回復しない場合にハードリセットができる。
(6)ストレージシステムSは、オペレータに情報を提示する表示部31を備える。第1CPLD13が再給電を行った後にも、第1PCIeSW11と第1格納装置311との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、表示部31を用いて第1格納装置311との通信障害を報知する。
(変形例1)
上述した第1の実施の形態では、第1MOSスイッチ321および第2MOSスイッチ322はミッドプレーン30に設けられた。しかし、第1MOSスイッチ321および第2MOSスイッチ322はコントローラや電源に設けられてもよい。具体的には、第1MOSスイッチ321は、第1電源41または第1キャニスタ10に設けられてもよい。また第2MOSスイッチ322は、第2電源42または第2キャニスタ20に設けられてもよい。
(変形例2)
上述した第1の実施の形態では、第1格納装置311への給電の制御にMOSFETである第1MOSスイッチ321が用いられた。しかし外部からの指令に応じて電力供給を制御できればよく、MOSFET以外のハードウエアを用いてもよい。
(変形例3)
上述した実施の形態では、第1PCIeSW11は、ソフトリセットを試したのちにハードリセットを実行した。しかし第1PCIeSW11は、ソフトリセットを試すことなくハードリセットを実行してもよい。この場合には、図5のタイムアウト対応処理は、ステップS604から処理が開始される。
(変形例4)
保守用PC3は、表示部31の代わりに音声によりオペレータに情報を提示する音声出力部、たとえばスピーカーを備えてもよい。すなわち保守用PC3は、オペレータに情報を報知する手段を備えればよい。
上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、1つの機能ブロック図で表した構成を2以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1…ストレージコントローラ
2…ホスト
10…第1キャニスタ
11…第1PCIeSW
12…第3格納装置
13…第1CPLD
14…状態管理表
30…ミッドプレーン
31…表示部
41…第1電源
311…第1格納装置
321…第1MOSスイッチ

Claims (6)

  1. 電源と、
    ストレージ装置を格納するドライブボックスと、
    デバイスに関するデータが格納された記憶部を有する格納装置と、
    複数の通信経路を切り替え可能であり、少なくとも前記ストレージ装置へ接続される通信経路を有し、さらに前記格納装置とI2C通信が可能なPCIeスイッチと、
    前記PCIeスイッチとI2C通信が可能な補助装置と、
    前記電源から前記格納装置への電力供給を制御するMOSスイッチと、を備え、
    前記PCIeスイッチは、前記PCIeスイッチと前記格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、前記補助装置にハードリセット命令を送信し、
    前記補助装置は、前記ハードリセット命令を受信すると、前記MOSスイッチを用いて前記格納装置への給電を停止後、再給電を行う、ストレージシステム。
  2. 請求項1に記載のストレージシステムにおいて、
    前記電源、前記ドライブボックス、および前記PCIeスイッチを接続するミッドプレーンをさらに備え、
    前記格納装置は、前記ミッドプレーンに関する情報を格納する、ストレージシステム。
  3. 請求項2に記載のストレージシステムにおいて、
    前記MOSスイッチは、前記ミッドプレーンに配される、ストレージシステム。
  4. 請求項1に記載のストレージシステムにおいて、
    前記補助装置はCPLDである、ストレージシステム。
  5. 請求項1に記載のストレージシステムにおいて、
    前記PCIeスイッチは、前記PCIeスイッチと前記格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、まず前記格納装置にソフトリセット命令を送信し、
    前記PCIeスイッチは、前記ソフトリセット命令の送信後に、前記PCIeスイッチと前記格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、前記補助装置に前記ハードリセット命令を送信する、ストレージシステム。
  6. 請求項1に記載のストレージシステムにおいて、
    オペレータに情報を提示する報知部をさらに備え、
    前記補助装置が前記再給電を行った後にも、前記PCIeスイッチと前記格納装置との間のI2C通信がタイムアウトした場合に、前記報知部を用いて前記格納装置との通信障害を報知する、ストレージシステム。
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