JP3740974B2 - ネットワークを構成するスイッチおよび記憶システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のホストコンピュータおよび記憶装置を有し、複数の記憶制御装置をスイッチで接続した記憶システムにおいて、特に前記ホストコンピュータからの要求の発行順序を決定する技術および前記ホストコンピュータ間の時刻同期をはかる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のホストコンピュータ、記憶装置を有する複数の記憶制御装置からなる記憶システムにおいて、前記ホストコンピュータから前記記憶制御装置に対してライト要求を発行する時、前記ホストコンピュータに内蔵する時計から時刻を取得し、送信パケットとともに前記取得した時刻を送信することにより、前記送信パケットを受信した記憶制御装置は、受信した時刻を参照することによって前記ホストコンピュータが発行したライト要求の順番を決定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、複数のホストコンピュータ、記憶装置を有する複数の記憶制御装置からなる記憶システムにおいて、前記ホストコンピュータが前記記憶制御装置に要求を発行する時、発行した時刻を送信パケットとともに送信する手段を有する場合、前記ホストコンピュータ間で同期がとれた時刻を発行した時刻として送信する必要がある。
【０００４】
ところで、異なるＯＳが動作する複数のホストコンピュータ、記憶装置を有する複数の記憶制御装置からなる記憶システムにおいて、前記ホストコンピュータが前記記憶制御装置に要求を発行する時、発行した時刻を送信パケットとともに送信する手段を有しない場合には、前記記憶制御装置はホストコンピュータがいつ要求を発行したのかを判断することができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記ホストコンピュータからの要求の発行順序を決定する技術および前記ホストコンピュータ間の時刻同期をはかる技術を提供するもので、複数のホストコンピュータ、記憶装置を有し複数の記憶制御装置をスイッチで接続した記憶システムにおいて、前記ホストコンピュータから送信されるパケットが通過するスイッチに前記記憶システムにおいて基準となる時計を設置し、ＧＰＳ、公衆回線、電波などの基準時刻を配信しているシステムから時刻を受信し、前記時計から時刻を参照してスイッチを通過する前記パケットにその時刻を付加することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明に係わる記憶システムの一実施例を図面に示して詳細に説明する。図１に本実施例の記憶システムの全体構成を示す。図において１００はホストコンピュータであり、記憶装置に対してデータリード、ライトなどの処理６００を発行する。１４０は正記憶装置であり、ホストコンピュータ１００から発行されたデータリード、ライトなどの処理６００を行う。１７０は副記憶装置であり、正記憶装置に格納されているデータをバックアップデータとして格納する。また上記正記憶装置１４０は、副記憶装置１７０に対してデータバックアップ要求６１０を発行し、副記憶装置１７０は正記憶装置１４０と同様にホストコンピュータ１００から発行されたデータリード、ライトなどの処理６００を行い、さらに上記データバックアップ要求６１０を受けてデータをバックアップする。
【０００７】
１２０は本発明になるスイッチであり、ホストコンピュータ１００、記憶装置１４０および１７０などを接続し、基本機能としてホストコンピュータ１００から受信したパケットを、適切なパケット送信先ポートに送出する機能（図示略）を有する。また本発明においては、スイッチ１２０内に時刻受信部１２１、基準時計１２２、タイムスタンプ付加部１２３を備える。１８０は標準時刻配信手段であり、ＧＰＳや公衆回線などを使った時刻配信方式によって取得した時刻情報をスイッチ１２０に送信する。
【０００８】
図２に本発明のスイッチを適用したストレージネットワークの構成を示す。本実施例における基本となる構成要素は複数のホストコンピュータ１００、スイッチ１２０、複数の正記憶装置１４０、複数の副記憶装置１７０である。
【０００９】
本実施例においてスイッチ１２０は前記基本機能部（図示略）に加えて時刻受信部１２１、基準時計１２２、タイムスタンプ付加部１２３を有する。時刻受信部１２１は、ＧＰＳ、公衆回線、電波などを使って基準時刻を配信しているシステムから時刻を受信し、基準時計１２２に時刻を設定する。基準時計１２２は時刻受信部１２１から設定された時刻の制御を行い、タイムスタンプ付加部１２３がパケットにタイムスタンプを付加する際に、タイムスタンプ情報を供給する。タイムスタンプ付加部１２３は、ホストコンピュータ１００、正記憶装置１４０などから送られてきたパケット１１０、１３０、１６０に対して、タイムスタンプを付加し、パケットの出力要求先にパケットを送出する。なお、すでにタイムスタンプが付加されていた場合、タイムスタンプの更新を行う。
【００１０】
正記憶装置１４０は、アクセス要求受領部１４１、制御メモリ１４２、データ生成部１４４、キャッシュメモリ１４５で構成する。前記アクセス要求受領部１４１は正記憶装置１４０に送られてきたパケットを受信し、要求内容の解析を行う。場合によってアクセス要求受領部１４１にはプロセッサ（図示せず）が搭載されていてもよい。ライト要求の場合、キャッシュメモリ１４５にデータを格納し、ホストコンピュータ１００に対して完了報告を行う。リード要求の場合、キャッシュメモリ１４５もしくは記憶装置１５１に格納されているデータをホストコンピュータ１００に送信する。また、受信したパケット情報の中から、スイッチ１２０によって付加されたタイムスタンプ１３２を取り出し、制御メモリ１４２に書き込む。制御メモリ１４２は、アクセス要求受領部によって書き込まれたタイムスタンプの管理を行う。
【００１１】
データ生成部１４４はデータを副記憶装置１７０に送信する機能を持つ。副記憶装置１７０にデータを送信するとき、副記憶装置内の記憶装置１５２での格納場所、送信データの長さ、データまたはデータが格納されているポインタ情報などの制御情報に、タイムスタンプ１３２を付加した情報１３６を送信する。
【００１２】
副記憶装置１７０の内部構成は正記憶装置１４０と同様である。副記憶装置１７０のアクセス要求受領部１４１の動作は、基本的には正記憶装置１４０内のアクセス要求受領部１４１と同じである。副記憶装置に送信されるライト要求１６０に付加されているタイムスタンプ１６２は、副記憶装置１７０にとっては必要ではない。副制御記憶装置１７０は、データに付加されたタイムスタンプをもとにデータ更新順序を決定することが可能となる。
【００１３】
図３は、ホストコンピュータが記憶制御装置へアクセス要求を送信する時、送信するパケット２００の構成である。スタート・オブ・フレーム（Start of Frame）識別子２０１は、パケットの開始部分を示すコードである。パケット制御情報２０２は、パケットの送信元、送信先の情報やシーケンス番号などの情報が格納される領域である。データフィールド２０３は、コマンド、ライトデータ、リードデータなどが格納される領域である。
【００１４】
ＣＲＣ２０４は、パケット情報が何らかの原因によって変化、欠落した場合のエラー検出手段となるチェックコードのことである。エンド・オブ・フレーム（End of Frame）識別子２０５は、パケットの終了部分を示すコードである。スイッチ１２０によって付加されるタイムスタンプ２０６は、データフィールド２０３内に書き込む。タイムスタンプ２０６が格納される領域としては、送信プロトコルでオプションとして規定された領域であってもよい。ペイロード２０７は、ホストコンピュータ１００からの要求内容やデータなどが格納される。
【００１５】
図４は、アクセス要求を受信した正記憶装置１４０内のアクセス要求受領部１４１の動作を示している。アクセス要求受領部１４１はアクセス要求を受信したかを判定し（ステップ３０１）、ライト要求パケット１３０からデータフィールド２０３を取り出す（ステップ３０２）。データフィールド内ペイロード２０７の情報を解析し、ライトコマンドであるかを判定し（ステップ３０３）する。
【００１６】
ライトコマンドであれば、タイムスタンプ２０６およびデータを取り出し、制御メモリ１４２およびキャッシュメモリ１４５にそれぞれ格納する（ステップ３０４）。リードコマンドであれば、要求されているデータをキャッシュ１４５または記憶装置１５１から取得し、タイムスタンプ１３２とともに要求元のホストコンピュータ１００に送信する。この場合、タイムスタンプ１３２はホストコンピュータ１００に送信しなくてもよい。その後、アクセス要求受領部１４１はホストコンピュータ１００からのアクセス要求待ちとなる。
【００１７】
（実施例２）
以下に、本発明に係わる記憶システムの実施例２を図面に示しさらに詳細に説明する。以下、特に説明の無い部分は実施例１と同じとする。
【００１８】
図５は、本発明を適用した実施例２の概要を示す。ここで実施例１と異なるところは、ホストコンピュータ１００から正記憶装置１４０へのアクセス要求内容である。図５では、ホストコンピュータ１００からの要求内容がリードの場合を示している。ホストコンピュータ１００からリード要求１１５が発行され、スイッチ１２０がリード要求１１５を受け取り、タイムスタンプ付加部１２３が、タイムスタンプ１３３を付加する。アクセス要求受領部１４１がリード要求１１５を受け取り、リードコマンドであることを認識すると、キャッシュメモリ１４５もしくは記憶装置１５１の中から要求されているデータをホストコンピュータ１００に対して送信する。この場合、スイッチ１２０によって付加されたタイムスタンプは無視してもよい。
【００１９】
リードデータおよびタイムスタンプ１３３を含むパケット１３７を受け取ったスイッチ１２０は、タイムスタンプ付加部１２３によって付加されたリード要求応答受領時のタイムスタンプ１３４とともに、パケット１３７ホストコンピュータに送信する。リード要求応答パケット１３７を受信したホストコンピュータ１００は、リードデータ、リード要求発行時のタイムスタンプ１３３およびリード要求応答受領時のタイムスタンプ１３４を取り出す。この場合、リード要求発行時のタイムスタンプ１３３は無視してもよい。
【００２０】
リード要求応答受領時のタイムスタンプ１３４は、スイッチ１２０に接続されたホストコンピュータ１００間で共有される時刻情報である。よって、このタイムスタンプをホストコンピュータに内蔵された時計に設定することによって、スイッチ１２０に接続されたホストコンピュータ間で時刻同期を取ることが可能となる。実施例２では、リード要求の場合であるが、ライト要求の場合でも、記憶制御装置がホストコンピュータに対して発行する完了報告に付加されたタイムスタンプを用いることで実現することができる。
【００２１】
（実施例３）
図６は、本発明を適用した実施例３の概要を示す。ここで実施例１と異なるところは、スイッチ１２０内部に、他のスイッチとの同期をとるための同期制御部１２４を追加している点である。他のスイッチとは同期専用チャネル１２５で接続する。同期専用チャネル１２５はスイッチ間で同期を取るためのクロックの送受信を行うチャネルである。ここで、スイッチ１２０は最初から存在しているスイッチ、スイッチ１２７は、新たに追加するスイッチとする。
【００２２】
スイッチ１２０の同期制御部１２４は、スイッチ１２０で基準時計のカウントアップを行うクロックを同期専用チャネル１２５によってスイッチ１２７に送信する。スイッチ１２７の同期制御部は、スイッチ１２０から送信されるクロックと同期させた、スイッチ１２７内の基準時計のカウントアップを行うクロックで基準時計１２２をカウントアップすることによって、スイッチ１２０とスイッチ１２７の基準時計のカウントアップは同期して行うことが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のホストコンピュータ、記憶装置を有し複数の記憶制御装置とをスイッチで接続した記憶システムにおいて、前記スイッチ内部に設置した基準時計から時刻を取得し、前記スイッチを通過するパケットに前記時刻をタイムスタンプとして付加することによって、データライト要求の場合、タイムスタンプを基準にホストコンピュータからのアクセス要求の発行順序を判定することが可能となる。
【００２４】
その結果、いかなるホストコンピュータ、いかなる記憶制御装置が接続されている場合でも、ホストコンピュータからのアクセス要求の発行順序を判定することが可能となる。データリード要求の場合、ホストコンピュータが受信したリードデータに前記スイッチが付加したタイムスタンプを参照することによって、前記スイッチに接続されているホストコンピュータ間で時刻同期を取ることが可能となる。さらにその結果、いかなるホストコンピュータ、いかなる記憶制御装置が接続されている場合でも、前記スイッチに接続されているホストコンピュータ間で時刻同期を取ることが可能となる。また、スイッチを多段接続した構成においても、スイッチ間で基準時計のカウントアップを行うクロックを同期させることによって上記の効果が得られる、
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の記憶システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】実施例１を適用したストレージネットワークの構成図を示すブロック図。
【図３】ホストコンピュータ、記憶装置間のパケットの構成を示す説明図。
【図４】記憶装置タイムスタンプ取得方法の処理流れ図。
【図５】本発明の実施例２の記憶システムの全体構成を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例３の記憶システムの全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１００…ホストコンピュータ、１１０…ライト要求、１１１…データ、１１５…リード要求、１２０…正記憶装置側スイッチ、１２１…時刻受信部、１２２…基準時計、１２３…タイムスタンプ付加部、１２４…同期制御部、１２５…スイッチ間同期チャネル、１２６…副記憶装置側スイッチ１３０…タイムスタンプ付きライト要求、１３２…タイムスタンプ、１３３…タイムスタンプ付きリード要求、１３５…副記憶装置へ送信するライト要求、１３６…タイムスタンプ付きの１３５、１４０…正記憶装置、１４１…アクセス要求受領部、１４２…制御メモリ、１４４…データ生成部、１４５…キャッシュメモリ、１４６…ライトデータ、１５０…記憶装置、１５１…ドライブ、１７０…副記憶装置。

Claims (6)

1. 複数のホストコンピュータと複数の記憶装置と、前記複数のホストコンピュータと前記複数の記憶装置とに接続されたスイッチを有する記憶システムであって、
   前記スイッチは、前記ホストコンピュータあるいは前記記憶装置から送信されるパケットを格納する手段と、時刻情報を有する時計部と、当該スイッチを通過する前記パケットに、前記時刻情報に基づきタイムスタンプを付加する手段とを有し、
   前記ホストコンピュータは、前記スイッチが付加したタイムスタンプ付きのパケットを受信する手段と、前記タイムスタンプ付きのパケットからタイムスタンプを取り出す手段と、前記タイムスタンプを参照する手段を有し、
   前記記憶装置は、前記スイッチが送出するタイムスタンプ付きのパケットを受信する手段と、前記パケットからタイムスタンプを取り出す手段と、前記タイムスタンプを参照することによって、ホストコンピュータから発行された要求の順序の決定を可能とする手段を有することを特徴とする記憶システム。
2. 請求項１記載の記憶システムであって、
   ＧＰＳシステム、電波、公衆回線のいずれかによって取得される時刻情報を受信する手段と、前記取得した時刻情報を前記内蔵した時計で動作できる形式に変換する手段を有することを特徴とする記憶システム。
3. 請求項１記載の記憶システムであって、
   スイッチ同士を接続する手段を有し、接続したスイッチ間で時刻同期をとる手段を有することを特徴とする記憶システム。
4. 請求項１記載の記憶システムであって、
   前記ホストコンピュータは、前記記憶装置のうちの正記憶装置に対してライトデータを含んだパケットを送信し、
   前記パケットを受信したスイッチは、タイムスタンプを前記パケットに付加して、前記正記憶装置へ送信し、
   前記タイムスタンプが付加された前記パケットを受信した正記憶装置はライトデータにタイムスタンプを付加して副記憶装置へ送信し、
   前記正記憶装置からタイムスタンプが付加されたライトデータを受信した副記憶装置は、タイムスタンプをもとに判断したデータライト順序に基づいてデータを格納することを特徴とする記憶システム。
5. 複数のホストコンピュータと複数の記憶装置とがスイッチで接続された記憶システムが複数存在し、該複数の記憶システム間の前記スイッチ間がそれぞれ結合された結合記憶システムであって、
   前記スイッチは、前記ホストコンピュータあるいは前記記憶装置から送信されるパケットを格納する手段と、時刻情報を有する時計部と、当該スイッチを通過する前記パケットに、前記時刻情報に基づきタイムスタンプを付加する手段とを有し、
   前記ホストコンピュータは、前記スイッチが付加したタイムスタンプ付きのパケットを受信する手段と、前記タイムスタンプ付きのパケットからタイムスタンプを取り出す手段と、前記タイムスタンプを参照する手段を有し、
   前記記憶装置は、前記スイッチが送出するタイムスタンプ付きのパケットを受信する手段と、前記パケットからタイムスタンプを取り出す手段と、前記タイムスタンプを参照することによって、ホストコンピュータから発行された要求の順序の決定を可能とする手段を有することを特徴とする記憶システム。
6. 請求項１あるいは５のいずれかに記載の記憶システムであって、
   前記タイムスタンプ付加部は、前記パケットにタイムスタンプが付加されていた場合、当該タイムスタンプの更新を行うことを特徴とする記憶システム。

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