JP4220887B2 - ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
前記第1のディスクアダプタあるいは第2のディスクアダプタと前記ディスクドライブ間のエクスチェンジに含まれるコマンドの種類によって、転送されるフレームの送信先ドライブの入出力ポートを決定するようにした。
図1に、本発明の第1の実施の形態であるディスク装置の構成を示す。ディスク装置は、ディスクコントローラDKCと、ディスクアレイDA1と、スイッチSWからなる。ディスクコントローラDKCは、チャネルアダプタCHAと、キャッシュメモリCMと、ディスクアダプタDKAからなる。チャネルアダプタCHAとキャッシュメモリCMとディスクアダプタDKAは、相互接続網NWで接続されている。チャネルアダプタCHAは、チャネルC1、C2を介して上位装置(図示せず)と接続する。ディスクアダプタDKAはチャネルD01、D02とスイッチSWを介して、ディスクアレイDA1と接続されている。
チャネルアダプタCHAは、チャネルC1、C2に接続されたホストチャネル・インターフェイス21と、相互結合網NWに接続されたキャッシュメモリ・インターフェイス22と、サービスプロセッサSVPに接続するためのネットワーク・インターフェイス23と、上位装置との間でのデータ転送を制御するためのプロセッサ24と、該プロセッサが参照する各種のテーブルや実行すべきソフトウェアを格納したローカルメモリ25と、これらの要素間の相互接続するプロセッサ周辺制御部26からなる。
ディスクアダプタDKAは、相互結合網NWに接続されたキャッシュメモリ・インターフェイス31と、ディスクチャネルD01、D02に接続されたディスクチャネル・インターフェイス32と、サービスプロセッサSVPに接続するためのネットワーク・インターフェイス33と、プロセッサ34と、該プロセッサが参照する各種のテーブルや実行すべきソフトウェアを格納したローカルメモリ35と、これらの要素間の相互接続するプロセッサ周辺制御部36とからなる。
図8から図11A、図11Bに、本発明における第2の実施の形態を示す。本実施の形態では、ディスクアダプタで設定された送信先ドライブポートにかかわらず、スイッチにおいてフレーム内情報を変更することで全二重オペレーションを実現する。
(第3の実施の形態)
図12に本発明の、第3の実施の形態であるディスク装置の構成を示す。本実施の形態のディスク装置は、スイッチを二重化した点に特徴がある。本実施の形態において、ディスクアダプタDKAと、スイッチSW1、SW2と、ディスクアレイDA2との間のデータ転送方式は、ファイバチャネルを使用している。
グラフから明らかな様に、データ転送サイズ8KB以上で従来の(A)トポロジに比べてスループット向上が認められ、データ転送サイズ16KB以上で36%、データ転送サイズが128KB以上の領域では87%のスループット向上を確認できた。
(第4の実施の形態)
図17に、本発明の第4の実施の形態であるディスク装置の構成を示す。本実施の形態において、ディスクアダプタDKA1、DKA2と、スイッチSW1、SW2と、ディスクアレイDA3との間のデータ転送方式は、ファイバチャネルを使用している。本実施の形態は、第3の実施の形態に比べてディスクコントローラを構成する要素が二重化されており、信頼性が高い特徴を有する。チャネルアダプタCHA1、CHA2、キャッシュメモリCM1、CM2、ディスクアダプタDKA1、DKA2は、2つの相互結合網NW1、NW2で相互接続されている。ディスクアダプタDKA1は、スイッチSW1あるいはSW2を介してディスクアレイと接続可能である。ディスクアダプタDKA2も同様に、スイッチSW1あるいはSW2を介してディスクアレイDA3と接続可能である。本実施の形態におけるバックエンド管理テーブルの例を、図18に示す。PID_0.a〜PID31.aは、スイッチSW1に接続されたFC−AL上のディスクドライブのポートIDを示す。また、PID_0.b〜PID31.bは、スイッチSW2に接続されたFC−AL上のディスクドライブのポートIDを示す。ディスクアダプタDKA1は、DKAPort値が0の場合はチャネルD01を、値が1の場合はチャネルD02を使用して、スイッチSW1あるいはSW2と接続し、ディスクアレイDA3と通信する。ディスクアダプタDKA1は、DKAPort値が0の場合はチャネルD03を、値が1の場合はチャネルD04を使用して、スイッチSW1あるいはSW2と接続し、ディスクアレイDA3と通信する。図18では、図16の管理テーブルに比べてDKA番号1801の項目が追加されている。項目1801は、二重化されているディスクアダプタのどちらを使用するかを示す。例えばDKA番号が0ならば、そのディスクドライブはディスクアダプタDKA1からアクセスする。逆に、DKA番号が1ならば、そのディスクドライブはディスクアダプタDKA2からアクセスする。ディスクアダプタのうちどちらか一方に障害が発生した場合は、他方のディスクアダプタからアクセスするように管理テーブルのDKA番号1801を変更する。本実施の形態によれば、ディスクアダプタを二重化しているので信頼性が向上できる効果の他、正常動作時は2個のディスクアダプタ間で負荷を分散できる効果がある。また、言うまでもないが、第1から第3の実施の形態と同様に、ディスクアダプタが発行するコマンドの種類によって、フレーム送信先のディスクドライブ・ポートを決定することにより、全二重オペレーション実行時のスループットが向上する効果がある。
図19に、本発明の第5の実施の形態であるディスク装置の構成を示す。上記第1から第4の実施の形態では、バックエンド・ネットワークはファイバチャネルを使用していたが、本実施の形態ではSAS(Serial Attached SCSI)を使用した例を示す。ディスクアダプタDKA1は、エキスパンダ1904あるいはエキスパンダ1905を介してディスクアレイと接続可能である。ディスクアダプタDKA2も同様に、エキスパンダ1904あるいはエキスパンダ1905を介してディスクアレイと接続可能である。ディスクアダプタDKA1とエキスパンダ1、2間と、ディスクアダプタDKA2とエキスパンダ1、2間、および、エキスパンダ1、2間は、Wideポートで接続し、エキスパンダと各ディスクドライブ間を、Narrowポートで接続している。エキスパンダは、ファイバチャネルのスイッチに相当するが、ループ接続はサポートされていない。従って、多数のディスクドライブを接続する場合は、複数のエキスパンダを多段に接続し、ドライブ接続ポート数を増やしても良い。使用できるディスクドライブは、2ポートを有するSASドライブ1901の他、SATA(Serial ATA)ドライブ1902も接続できる。ただし、入出力ポートが1個のSATAドライブ1903の場合はセレクタ1906を介して、エキスパンダ1904およびエキスパンダ1905と接続する。本実施の形態によれば、ファイバチャネルドライブより安価なSASドライブ、SATAドライブを使用できるので、ディスク装置を低コスト化できる。また、言うまでもないが、第1から第4の実施の形態と同様に、ディスクアダプタが発行するコマンドの種類によって、フレーム送信先のディスクドライブ・ポートを決定することにより、全二重オペレーション実行時のスループットが向上する効果がある。
CHA、CHA1、CHA2・・・チャネルアダプタ、
CM、CM1、CM2・・・キャッシュメモリ、
DKA、DKA1、DKA2・・・ディスクアダプタ、
DA1、DA2、DA3・・・ディスクアレイ、
DK0、DK1、DK2、DK3、
DK4、DK5、DK6、DK7、
DK8、DK12・・・ディスクドライブ、
C1、C2、D01、D02、D03、D04、D11、D12、D13、D14D21、D22、D23、D24・・・チャネル
SW、SW1、SW2・・・スイッチ
P1、P2、P3、P4、P5、P6・・・スイッチポート
510・・・クロスバスイッチ、
511・・・スイッチコントローラ、
in1、in2、in3、in4、in5、in6・・・クロスバスイッチ入力ポート、
out1、out2、out3、out4、out5、out6・・・クロスバスイッチ出力ポート、
SP1・・・シリアルパラレル変換装置、
PS1・・・パラレルシリアル変換装置、
BM1、BM2・・・パッファメモリ、
DEC1・・・8b10b変換デコーダ、
ENC1・・・8b10b変換エンコーダ、
Tx・・・送信機、
Rx・・・受信機、
NL・・・NLポート、
FL・・・FLポート、
N・・・Nポート、
F・・・Fポート、
NW、NW1、NW2・・・相互結合網、
VEDV0、VDEV1、VDEV2、VDEV3、VEDV4、VDEV5、V DEV6、VDEV7・・・論理グループ、
SVP・・・サービスプロセッサ、
21・・・ホストチャネル・インターフェイス、
22、31・・・キャッシュメモリ・インターフェイス
23、33・・・ネットワーク・インターフェイス、
24、34・・・プロセッサ、
26、36・・・プロセッサ周辺制御部、
25、35・・・ローカルメモリ、
27、37・・・信号線、
810・・・共有メモリ型スイッチ、
811・・・プロセッサ、
812・・・メモリ、
1901・・・SASドライブ、
1902、1903・・・SATAドライブ、
1906・・・セレクタ、
1904、1905・・・エキスパンダ。
Claims (4)
- チャネルアダプタとキャッシュメモリとディスクアダプタとを有するディスクコントローラと、複数の入出力ポートを備えた複数のディスクドライブを有するディスクアレイと、スイッチとからなるディスク装置において、
前記ディスクアダプタと前記スイッチとが接続され、
前記ディスクドライブと前記スイッチとが接続され、さらに各前記ディスクドライブの各前記入出力ポートと接続される前記スイッチの入出力ポートが異なり、
前記ディスクアダプタは、
前記ディスクアダプタと前記ディスクドライブの間を送信されるエクスチェンジのフレームの送信先である前記ディスクドライブの入出力ポートを、前記フレームのコマンドの種類がデータの読み出しコマンドであるか、あるいはデータの書き込みコマンドであるかにより選定し、選定された前記入出力ポートをもとにフレーム内の送信先情報を決定し、
前記スイッチは、前記ディスクアダプタと前記ディスクドライブの前記入出力ポート間の接続を、前記送信先情報に従って切り替えることを特徴とするディスク装置。 - 請求項1記載のディスク装置であって、
前記ディスクドライブの前記複数の入出力ポートは、データの読み出しコマンドの送信に用いられる入出力ポートとデータの書き込みコマンドの送信に用いられる入出力ポートを有することを特徴とするディスク装置。 - チャネルアダプタとキャッシュメモリとディスクアダプタとを有するディスクコントローラと、複数の入出力ポートを備えた複数のディスクドライブを有するディスクアレイと、スイッチとからなるディスク装置において、
前記ディスクアダプタと前記スイッチとが接続され、
前記ディスクドライブと前記スイッチとが接続され、さらに各前記ディスクドライブの各前記入出力ポートと接続される前記スイッチの入出力ポートが異なり、
前記ディスクアダプタは、
前記ディスクアダプタと前記ディスクドライブの間を送信されるエクスチェンジのフレームのコマンドの種類がデータの読み出しコマンドか、データの書き込みコマンドかにより、前記スイッチと前記ディスクドライブ間のフレームが通るパスを決定し、
前記スイッチは、前記ディスクアダプタと前記ディスクドライブの前記入出力ポート間の接続を、前記パスに従って切り換えることを特徴とするディスク装置。 - 請求項3記載のディスク装置であって、
前記パスは、データの書き込みコマンドが通るパスと、データの読み出しコマンドが通るパスを分けていることを特徴とするディスク装置。
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