JP4444636B2 - Disk subsystem - Google Patents

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Description

本発明は、ディスクサブシステム、ディスクアレイ、ディスクドライブを内蔵
した計算機等の電子機器に関し、特にアレイディスクをファブリックスイッチ接
続し高速転送を可能とする技術に関する。
The present invention relates to an electronic apparatus such as a disk subsystem, a disk array, and a computer having a built-in disk drive, and more particularly to a technique that enables high-speed transfer by connecting array disks to a fabric switch.

一般に、ディスクアレイにおいてディスク制御装置と複数のディスクドライブ
とを接続する場合には、特開平10−171746号公報に記載のようにSCS
Iインタフェース、若しくはファイバチャネル・アービトレイテッドループ・ト
ポロジが利用されている。
In general, when a disk controller and a plurality of disk drives are connected in a disk array, as described in JP-A-10-171746, an SCS is used.
I interfaces or Fiber Channel arbitrated loop topologies are used.

SCSIインタフェースは、同一線路上にデータを時分割して転送する方式を
とっており、イニシエータに対するアクセスは、1伝送路上に1時刻あたり1対
1の通信を行う方式である。
The SCSI interface employs a method of transferring data on the same line in a time-sharing manner, and access to the initiator is a method of performing one-to-one communication per time on one transmission line.

ファイバチャネル・アービトレイテッドループ・トポロジでは、SCSIイン
タフェースに対して、シリアルインタフェースによりループ状にイニシエータ、
ディスクドライブを接続することができ、フレームに分割されたデータを時分割
して転送し、同時に多数デバイスの通信が行え、接続可能ディスクドライブ数も
126と拡張できる。
In the Fiber Channel Arbitrated Loop topology, the initiator is looped through the serial interface to the SCSI interface.
Disk drives can be connected, data divided into frames can be transferred in a time-sharing manner, and multiple devices can communicate simultaneously, and the number of connectable disk drives can be expanded to 126.

特開平10−171746号公報JP-A-10-171746

今後ディスクドライブの小型化・高密度化により、より多くのディスクドライ
ブを使用することが可能となると考えられる。
In the future, it will be possible to use more disk drives by reducing the size and increasing the density of disk drives.

SCSIインタフェースは、1伝送路上に1時刻あたり1対1の通信を行う方
式であるため同時に多数のイニシエータとディスクドライブの通信ができない。
また、接続可能なディスクドライブの数も7から15台と少ない。そのためSC
SIを用いたインタフェースでドライブが増加した場合に1本のインタフェース
で1対1の接続を行おうとすると、多数のインタフェースが必要となり、実装面
で困難が生ずる。また、1つの制御回路で接続可能なディスクドライブの数が少
ないため、多数の制御回路を使用する必要が生じる。
Since the SCSI interface is a system that performs one-to-one communication per time on one transmission path, communication between a large number of initiators and disk drives cannot be performed simultaneously.
Also, the number of connectable disk drives is as small as 7 to 15. Therefore SC
When one-to-one connection is made with one interface when the number of drives is increased with an interface using SI, a large number of interfaces are required, resulting in difficulty in mounting. Further, since the number of disk drives that can be connected by one control circuit is small, it is necessary to use a large number of control circuits.

一方、ファイバチャネルを使用した場合、ディスクドライブはプロトコルが制
御装置とは異なるためにスイッチ接続が出来ず、多数のディスクドライブが同一
ループを共有するファイバチャネル・アービトレイテッドループを用いてループ
接続とせざるを得なかった。そのため、同一ループに接続されるディスクドライ
ブ数を増加すると、ディスクドライブのデータ転送速度がループの最大データ転
送速度よりも大きくなり、結果的にループの最大データ転送速度以上の効率では
転送が行えなくなりSCSIインタフェースと同程度のデータ転送速度でしか接
続できなかった。
On the other hand, when using Fiber Channel, the disk drive protocol cannot be switched because the protocol is different from that of the controller, and loop connection using a Fiber Channel arbitrated loop in which many disk drives share the same loop. I had to. Therefore, when the number of disk drives connected to the same loop is increased, the data transfer speed of the disk drive becomes larger than the maximum data transfer speed of the loop, and as a result, transfer cannot be performed with an efficiency exceeding the maximum data transfer speed of the loop. Connection was possible only at the same data transfer speed as the SCSI interface.

上記課題を解決するため本発明では、ディスクドライブと制御装置とをスイッ
チ接続を可能とするため、プロトコル制御部をファイバチャネル・ファブリック
・スイッチとディスクドライブとの間に設ける。
In order to solve the above problems, in the present invention, a protocol control unit is provided between the fiber channel fabric switch and the disk drive in order to enable switch connection between the disk drive and the control device.

本発明により、シリアルインタフェースであるファイバチャネルインタフェー
スを用い接続線数を減少させ、さらにスイッチ接続を可能とするファイバチャネ
ル・ファブリック・トポロジを用いることでディスクドライブインタフェース回
路に多数ディスクドライブを伝送性能を犠牲にすることなく接続することが可能
となる。また、各制御装置、ディスクドライブグループ毎に接続を動的に切り替
えることで、少数のディスクドライブ制御回路で多数のディスクドライブを制御
することができる。更に、ディスクドライブ障害時のデータ移行をディスクドラ
イブインタフェース制御回路とディスクドライブのデータ転送と独立して行うこ
とでシステムの信頼性を向上させることができる。
The present invention reduces the number of connection lines using a Fiber Channel interface, which is a serial interface, and uses a Fiber Channel fabric topology that enables switch connection, thereby sacrificing the transmission performance of a large number of disk drives in the disk drive interface circuit. It becomes possible to connect without making. Further, by dynamically switching the connection for each control device and each disk drive group, a large number of disk drives can be controlled by a small number of disk drive control circuits. Furthermore, the data migration in the event of a disk drive failure can be performed independently of the disk drive interface control circuit and the disk drive data transfer, thereby improving the system reliability.

以下、図面を用いて本発明を適用した外部記憶装置(ディスクサブシステム)
の実施例を説明する。図1は全体図である。
Hereinafter, an external storage device (disk subsystem) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
Examples will be described. FIG. 1 is an overall view.

図に示す外部記憶装置において、N個のディスクアレイ制御回路(制御部)(
1−1)〜(1−N)(途中の1−2等は省略、以下同じ)は、上位側はホスト
コンピュータ(図示せず)に接続され、下位側はM個のディスクドライブインタ
ーフェイス(ディスクドライブI/F)制御回路(2−1)〜(2−M)を備え
ている。ディスクアレイ制御回路のハード構成の詳細は後述する。M個のファイ
バチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路(3−1)〜(3−M)は、ファ
イバチャネル・インタフェース5によってディスクドライブを制御するディスク
ドライブインターフェイス(I/F)制御回路(2−1)〜(2−M)にそれぞ
れ接続されている。そして一つのファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制
御回路に対してL個、計M×L個のディスクドライブ(4(1,1)〜4(M,
L))は、ファイバチャネル・インタフェース6によって、ファイバチャネル・
ファブリック・スイッチ制御回路(3−1)〜(3−M)と接続されている。
In the external storage device shown in the figure, N disk array control circuits (control units) (
1-1) to (1-N) (1-2 in the middle is omitted, the same applies hereinafter), the upper side is connected to a host computer (not shown), and the lower side is M disk drive interfaces (disks). Drive I / F) control circuits (2-1) to (2-M) are provided. Details of the hardware configuration of the disk array control circuit will be described later. M fiber channel fabric switch control circuits (3-1) to (3-M) are disk drive interface (I / F) control circuits (2-1) for controlling the disk drive by the fiber channel interface 5. To (2-M). Then, a total of M × L disk drives (4 (1, 1) to 4 (M,
L)) by means of the Fiber Channel interface 6
The fabric switch control circuits (3-1) to (3-M) are connected.

また、各ディスクドライブインタフェース制御回路(2−1)〜(2−M)、
及びデータを格納しておくディスクドライブ4(1,1)〜4(M,L)はそれ
ぞれ個別の識別子(ID番号)をもつ。ファイバチャネル・ファブリック・スイ
ッチ制御回路(3−1)〜(3−M)は、ディスクドライブインタフェース制御
回路(2−1)〜(2−M)から接続するディスクドライブのID番号を受け取
り、対応するディスクドライブインタフェース制御回路(2−1)〜(2−M)
とディスクドライブ4(1,1)〜4(M,L)の1対1の接続を確立する。
Also, each disk drive interface control circuit (2-1) to (2-M),
The disk drives 4 (1, 1) to 4 (M, L) for storing data have individual identifiers (ID numbers). The Fiber Channel fabric switch control circuits (3-1) to (3-M) receive the ID numbers of the disk drives to be connected from the disk drive interface control circuits (2-1) to (2-M) and correspond to them. Disk drive interface control circuit (2-1) to (2-M)
And a one-to-one connection between the disk drives 4 (1, 1) to 4 (M, L).

図2にディスクアレイ制御回路(1−1)〜(1−N)のハードウェア構成を
示す。上位ホストコンピュータ(図示せず)から転送されるデータは、ホストイ
ンタフェース制御部7により制御されキャッシュメモリ8に一時格納されると共
にパリティデータ生成部9によりパリティデータを付加され、データブロックと
パリティデータブロックとに分解(全体でM個)される。これらのデータ及びパ
リティのブロックは、それぞれ対応するインタフェースであるディスクドライブ
インタフェース制御回路(2−1)〜(2−M)によりディスクドライブグルー
プ(図示せず)に格納される。
FIG. 2 shows a hardware configuration of the disk array control circuits (1-1) to (1-N). Data transferred from a host computer (not shown) is controlled by the host interface control unit 7 and temporarily stored in the cache memory 8 and is also added with parity data by the parity data generation unit 9, and a data block and a parity data block (M in total). These data and parity blocks are stored in a disk drive group (not shown) by disk drive interface control circuits (2-1) to (2-M), which are corresponding interfaces.

上位ホストコンピュータにデータを転送する場合は、転送するデータがキャッ
シュメモリ8に存在する場合には、そのデータをホストインタフェース制御部7
が上位ホストコンピュータに転送する。転送するデータがキャッシュメモリ8に
存在しない場合には、ディスクドライブインタフェース制御回路(2−1)〜(
2−M)がディスクドライブグループより分解されたデータを読み出し、パリテ
ィデータ生成部9で分解されたデータを結合した後にキャッシュメモリ8に一時
格納するとともにホストインタフェース制御部7が上位ホストコンピュータに転
送する。
When transferring data to the host computer, if the data to be transferred exists in the cache memory 8, the data is transferred to the host interface control unit 7.
Is transferred to the host computer. If there is no data to be transferred in the cache memory 8, the disk drive interface control circuits (2-1) to (2-1)
2-M) reads the decomposed data from the disk drive group, combines the data decomposed by the parity data generation unit 9, temporarily stores it in the cache memory 8, and transfers the host interface control unit 7 to the host computer .

なお、以上の例はRAIDを用いた場合のデータ格納方法であり、RAID方
式を用いずにデータを格納することも当然可能である。その場合にはパリティデ
ータ生成部9が存在せずに上位ホストコンピュータ(図示せず)から転送される
データは、ホストインタフェース制御部7によりキャッシュメモリ8に一時格納
されると共にディスクドライブグループ内の何れかのディスクドライブに格納さ
れ、ミラー方式の場合には、複数のディスクドライブに同一のデータを複数格納
する。読み出す際にもディスクドライブからデータを読み出し、キャッシュメモ
リ8に一時格納するとともにホストインタフェース制御部7が上位ホストコンピ
ュータに転送する。
Note that the above example is a data storage method when RAID is used, and it is naturally possible to store data without using the RAID system. In this case, the data transferred from the host computer (not shown) without the parity data generation unit 9 is temporarily stored in the cache memory 8 by the host interface control unit 7 and any data in the disk drive group. In the case of the mirror method, a plurality of identical data is stored in a plurality of disk drives. When reading data, data is read from the disk drive, temporarily stored in the cache memory 8, and transferred to the host computer by the host interface control unit 7.

以下の例もRAIDを使用したディスクサブシステムについて説明するが、R
AIDを用いた場合に限らないことはもちろんである。
The following example also describes a disk subsystem using RAID, but R
Of course, it is not limited to the case of using AID.

図3にファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路(3−1)〜(3
−M)のハードウェア構成を示す。ディスクドライブインタフェース制御回路(
2−1)と接続されるプロトコル制御部16(第一のプロトコル制御部)は、ア
クセス対象となるディスクドライブ4(1,1)〜4(1,L)のID番号検出
及びファイバチャネル・プロトコルの制御を行う。ディスクドライブ4(1,1
)〜4(1,L)と接続されるプロトコル制御部16’(第二のプロトコル制御
部)はディスクドライブ4(1,1)〜4(1,L)にID番号を割り付け、ス
イッチ制御部17に担当するディスクドライブ4(1,1)〜4(1,L)のI
D番号を報告する。スイッチ制御部17は、各ディスクドライブ4(1,1)〜
4(1,L)のID番号を記憶しており、ディスクドライブインタフェース制御
回路(2−1)〜(2−M)より受領したID番号によりスイッチ18を設定し
、1対1の接続を確立する。
FIG. 3 shows fiber channel fabric switch control circuits (3-1) to (3
-M) shows the hardware configuration. Disk drive interface control circuit (
The protocol control unit 16 (first protocol control unit) connected to 2-1) detects the ID number of the disk drives 4 (1, 1) to 4 (1, L) to be accessed and the Fiber Channel protocol. Control. Disk drive 4 (1,1
) To 4 (1, L), the protocol control unit 16 ′ (second protocol control unit) assigns an ID number to the disk drives 4 (1, 1) to 4 (1, L), and switches the control unit. 17 of the disk drive 4 (1, 1) to 4 (1, L) in charge of 17
Report D number. The switch control unit 17 includes each disk drive 4 (1, 1) to
4 (1, L) ID numbers are stored, and the switch 18 is set by the ID numbers received from the disk drive interface control circuits (2-1) to (2-M) to establish a one-to-one connection. To do.

尚、プロトコル制御はプロトコル制御部16’側で行うように設定してもよい
し、ホストコンピュータからのデータ転送時とホストコンピュータへデータ転送
時とや、通常のデータ転送とディスク障害時のデータ移送とでプロトコル制御部
16とプロトコル制御部16’とを切り換えるように設定してもよい。
Protocol control may be set to be performed on the protocol control unit 16 'side, data transfer from the host computer, data transfer to the host computer, normal data transfer, and data transfer at the time of disk failure And the protocol control unit 16 and the protocol control unit 16 ′ may be set to be switched.

また、プロトコル制御部16或いはプロトコル制御部16’の何れか一方のみ
とし、プロトコル制御部16の代わりにID番号検出手段を設ける、或いはプロ
トコル制御部16’の代わりにID番号割り付け手段を設けてもよい。
Further, only one of the protocol control unit 16 and the protocol control unit 16 ′ may be provided, and an ID number detecting unit may be provided instead of the protocol control unit 16, or an ID number assigning unit may be provided instead of the protocol control unit 16 ′. Good.

また、ファイバチャネル・ファブリック・スイッチを独立した装置としてでは
なく、ディスクドライブインターフェイス制御回路(2−1)〜(2−M)内に
プロトコル制御部とスイッチとを設け、直にディスクドライブ4(1,1)〜4
(1,L)と接続するようにしてもよい。
In addition, the protocol control unit and the switch are provided in the disk drive interface control circuits (2-1) to (2-M) instead of the fiber channel fabric switch as an independent device, and the disk drive 4 (1 , 1) to 4
You may make it connect with (1, L).

図4にファイバチャネルファブリックスイッチ制御回路(3−1)〜(3−M
)の動作を示す。
FIG. 4 shows fiber channel fabric switch control circuits (3-1) to (3-M
) Operation.

ディスクアレイ制御回路(1−1)は、M個に分解されたデータをディスクド
ライブグループ(10−1)に格納する。この際、ディスクアレイ制御回路(1
−1)のM個のディスクドライブインタフェース制御回路(2−1)〜(2−M
)は、ファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路(3−1)〜(3−
M)に対し、ディスクドライブグループ(10−1)に属するディスクドライブ
のID番号を送信し、スイッチの確立を行う。ファイバチャネル・ファブリック
・スイッチ制御回路(3−1)〜(3−M)内のプロトコル制御部16(図3参
照)は、ID番号を検出し、スイッチ制御部17にスイッチ接続の切替を要求す
る。そしてディスクドライブに合わせたプロトコル制御を行う。スイッチ制御部
17(図3参照)はスイッチ18(図3参照)を接続要求もとのディスクアレイ
制御回路(1−1)と接続要求先のディスクドライブグループ(10−1)に属
するディスクドライブ4とを接続するよう切り替える。
The disk array control circuit (1-1) stores the data divided into M pieces in the disk drive group (10-1). At this time, the disk array control circuit (1
-1) M disk drive interface control circuits (2-1) to (2-M)
) Are the Fiber Channel fabric switch control circuits (3-1) to (3-
The ID number of the disk drive belonging to the disk drive group (10-1) is transmitted to M), and the switch is established. The protocol control unit 16 (see FIG. 3) in the fiber channel fabric switch control circuits (3-1) to (3-M) detects the ID number and requests the switch control unit 17 to switch the switch connection. . Protocol control is performed according to the disk drive. The switch control unit 17 (see FIG. 3) connects the switch 18 (see FIG. 3) to the disk array control circuit (1-1) that is the connection request source and the disk drive 4 that belongs to the disk drive group (10-1) that is the connection request destination. Switch to connect.

このとき、ディスクアレイ制御回路(1−1)は、ディスクドライブグループ
(10−1)とファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路(3−1)
〜(3−M)を介して1対1で対応しているので、他のディスクアレイ制御回路
(1−N)と他のディスクドライブグループ(10−2)は独立して他のデータ
転送を行うことが出来る。つまり、ディスクアレイ制御回路(1−N)がディス
クドライブグループ(10−L)に対する接続の確立を行っても、ディスクアレ
イ制御回路(1−1)とディスクドライブグループ(10−1)及びディスクア
レイ制御回路(1−N)とディスクドライブグループ(10−L)との接続は互
いに独立して動作することができるので、それぞれのディスクアレイ制御回路及
びディスクドライブ間で可能となる最高のデータ転送速度でデータ転送を行うこ
とができる。
At this time, the disk array control circuit (1-1) includes the disk drive group (10-1) and the fiber channel fabric switch control circuit (3-1).
Through (3-M), the other disk array control circuit (1-N) and the other disk drive group (10-2) independently transfer other data. Can be done. That is, even if the disk array control circuit (1-N) establishes a connection to the disk drive group (10-L), the disk array control circuit (1-1), the disk drive group (10-1), and the disk array Since the connection between the control circuit (1-N) and the disk drive group (10-L) can operate independently of each other, the highest data transfer speed possible between each disk array control circuit and the disk drive. Can be used to transfer data.

尚、詳細は説明しないが、スイッチ制御部17は上記のスイッチ切換えを行う
と共に、データ読み書きの際にディスクドライブが既に読み書きを出来る状態に
なったという信号を受けてスイッチ18の接続切換えを行うことで転送時間を有
効に最大限確保することができる。
Although not described in detail, the switch control unit 17 performs the above-described switch switching and switches the connection of the switch 18 in response to a signal indicating that the disk drive is already ready for reading / writing at the time of data reading / writing. Can effectively secure the maximum transfer time.

図5に本発明の拡張された実施例を示す。先に示した実施例において、ファイ
バチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路3のプロトコル制御部16とディ
スクドライブ4とを1対1で対応させて接続していた部分を、プロトコル制御部
16からファイバチャネル・アービトレイテッド・ループ制御回路11を介して
複数のディスクドライブ4をループ接続するしている。この様に接続することで
、安価なディスクドライブ4を多数の接続することで大容量のディスクドライブ
を備えた場合と同等な性能にできる。この場合でも、全てのディスクドライブが
ループ接続となる訳ではなく、見かけ上はファイバチャネル・アービトレイテッ
ド・ループ制御回路11と多数のディスクドライブ4で一つのディスクドライブ
4であるので、アクセス性能は低下することがない。
FIG. 5 shows an expanded embodiment of the present invention. In the embodiment shown above, the protocol controller 16 of the Fiber Channel fabric switch control circuit 3 and the disk drive 4 are connected in a one-to-one correspondence from the protocol controller 16 to the Fiber Channel A plurality of disk drives 4 are loop-connected via an arbitrated loop control circuit 11. By connecting in this way, by connecting a large number of inexpensive disk drives 4, performance equivalent to that provided with a large capacity disk drive can be achieved. Even in this case, not all of the disk drives are connected in a loop, and apparently, the fiber channel arbitrated loop control circuit 11 and a large number of disk drives 4 are one disk drive 4, so that the access performance is There is no decline.

また図示はしないが、ディスクドライブのアクセス速度に対し、ファイバチャ
ネルインタフェースの最大データ転送速度に充分余裕がある場合には、複数のデ
ィスクドライブ4をファイバチャネル・アービトレイテッド・ループ制御回路1
1に接続し、複数のディスクドライブを同一ループ内に接続し、ファイバチャネ
ルの最大転送レートを複数のディスクドライブ4で共有することで、アクセス性
能を低下させることなくディスクドライブ4を増加させることも可能である。
Although not shown, when the maximum data transfer rate of the fiber channel interface is sufficient with respect to the access speed of the disk drive, a plurality of disk drives 4 are connected to the fiber channel arbitrated loop control circuit 1.
1 is connected, a plurality of disk drives are connected in the same loop, and the maximum transfer rate of the Fiber Channel is shared by the plurality of disk drives 4, thereby increasing the number of disk drives 4 without degrading the access performance. Is possible.

図6に図5に示した実施例に用いるアービトレイテッドループ制御回路11の
ハードウェア構成図を示す。
FIG. 6 shows a hardware configuration diagram of the arbitrated loop control circuit 11 used in the embodiment shown in FIG.

アービトレイテッドループ制御回路11は、ループバイパス回路13と複数の
ディスクドライブ接続ポート12、及びファブリックスイッチ接続ポート15か
らなる。ディスクドライブ4からはループバイパス回路切替信号14が出力され
、ディスクドライブ障害時にはポートをバイパスさせ、ループを切断することな
く、他の動作しているディスクドライブへ影響を与えずにディスクドライブの取
り外し、追加を行うことを可能とする。
The arbitrated loop control circuit 11 includes a loop bypass circuit 13, a plurality of disk drive connection ports 12, and a fabric switch connection port 15. A loop bypass circuit switching signal 14 is output from the disk drive 4, and when the disk drive fails, the port is bypassed, and the disk drive can be removed without breaking the loop and without affecting other operating disk drives. It is possible to add.

図7に本発明の他の拡張された実施例を示す。   FIG. 7 shows another expanded embodiment of the present invention.

本実施例は、各ファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路(3−1
)〜(3−M)に接続されるスペアディスク制御回路19と、このスペアディス
ク制御回路19に接続される複数のスペアディスクドライブ(4−a),(4−
b)を備えている。そしてファイバチャネル・ファブリック・スイッチ制御回路
3内では、故障したディスクドライブ4を含むディスクドライブグループ(図で
は4(1,2)のディスクドライブグループ)と接続しているプロトコル制御部
16’(図3参照)は、スイッチ18を介してスペアディスク制御回路19と接
続しているプロトコル制御部16’に接続される。何れかのディスクドライブが
障害を起こした場合、ディスクアレイ制御回路(1−1)〜(1−N)は、スペ
アディスクドライブ(4−a)または(4−b)にデータの再構築を行う。
In this embodiment, each fiber channel fabric switch control circuit (3-1)
) To (3-M) spare disk control circuit 19 and a plurality of spare disk drives (4-a), (4-
b). In the fiber channel fabric switch control circuit 3, the protocol control unit 16 ′ (FIG. 3) connected to the disk drive group including the failed disk drive 4 (4 (1,2) disk drive group in the figure). Is connected to the protocol control unit 16 ′ connected to the spare disk control circuit 19 through the switch 18. When any disk drive fails, the disk array control circuits (1-1) to (1-N) reconstruct data in the spare disk drive (4-a) or (4-b). .

特定のディスクドライブ4にエラーが多発し故障のおそれが出た場合には、エ
ラーが多発するディスクドライブ4のデータをスペアディスクドライブ(4−a
)または(4−b)に移管させ再構築を行う。ディスクドライブ4が完全に破損
してしまいデータの移管が不可能な場合には、破損したディスクドライブ4のデ
ィスクドライブグループのデータを用いて、図2に示したキャッシュメモリ8と
パリティデータ生成部9にて破損データを再生しスペアディスクドライブ(4−
a)または(4−b)に書き込む。
If errors occur frequently in a specific disk drive 4 and there is a possibility of failure, the data of the disk drive 4 in which errors frequently occur is stored in the spare disk drive (4-a
) Or (4-b) to perform reconstruction. When the disk drive 4 is completely damaged and data transfer is impossible, the cache memory 8 and the parity data generation unit 9 shown in FIG. 2 are used by using the data of the disk drive group of the damaged disk drive 4. To restore the damaged data and spare disk drive (4-
Write to a) or (4-b).

或いは、スペアディスク制御回路19が独立して行うようにしてもよい。その
ためこのスペアディスク制御回路19内にキャッシュメモリやパリティデータ再
生部を備える。そして、ディスクドライブ4が完全に破損した場合には、残りの
ディスクドライブグループのデータをスペアディスク制御回路19で読み込み、
破損データを再生してスペアディスクドライブ(4−a)または(4−b)に書
き込むようにする。
Alternatively, the spare disk control circuit 19 may be performed independently. Therefore, the spare disk control circuit 19 includes a cache memory and a parity data reproducing unit. When the disk drive 4 is completely damaged, the spare disk control circuit 19 reads the remaining disk drive group data,
The damaged data is reproduced and written to the spare disk drive (4-a) or (4-b).

そのため、故障したディスクドライブ4或いは故障個所を修復するためにパリ
ティデータを含め分割されたデータを記憶した各ディスクドライブからスペアデ
ィスク制御回路19へのアクセスと、ディスクアレイ制御回路(1−1)〜(1
−N)を介して行うディスクドライブ4(図では4(1,1)及び4(1,L)
のディスクドライブグループ)とホストコンピュータからのデータアクセスとが
独立して動作可能となることで、ホストコンピュータのデータアクセスに影響を
与えずにデータの再構築を行うことを可能とする。
Therefore, access to the spare disk control circuit 19 from each disk drive storing the data that has been divided including the parity data to repair the failed disk drive 4 or the failed part, and the disk array control circuit (1-1) to (1
-N) through the disk drive 4 (4 (1,1) and 4 (1, L) in the figure)
The disk drive group) and the data access from the host computer can operate independently, so that the data can be reconstructed without affecting the data access of the host computer.

また、障害ディスクドライブが正常ディスクドライブと取り替えられた場合も
同様にして、スペアディスク制御回路15がファイバチャネル・ファブリック・
スイッチ制御回路(3−1)〜(3−M)に対し、スペアディスクドライブ(4
−a),(4−b)と、障害ディスクドライブから取り替えられた正常ディスク
ドライブと1対1の接続を行い、ディスクアレイ制御回路(1−1)〜(1−N
)とディスクドライブグループ(10−1)〜(10−L)(図4参照)とのア
クセスを妨げることなく、独立してデータのコピーを行うことで、ホストコンピ
ュータからのアクセスにまったく影響なく障害ディスクドライブの復旧を行うこ
とができる。
Similarly, when the failed disk drive is replaced with a normal disk drive, the spare disk control circuit 15 operates in the same manner as the Fiber Channel fabric.
Spare disk drive (4) for switch control circuits (3-1) to (3-M)
-A), (4-b) and one-to-one connection with the normal disk drive replaced from the failed disk drive, and the disk array control circuits (1-1) to (1-N)
) And the disk drive groups (10-1) to (10-L) (see FIG. 4), the data can be copied independently without disturbing the access from the host computer. Disk drive recovery can be performed.

本発明実施例の全体図である。1 is an overall view of an embodiment of the present invention. ディスクアレイ制御回路の詳細図である。It is a detailed diagram of a disk array control circuit. ファイバチャネルファブリックスイッチ制御回路の詳細図である。It is a detailed view of a fiber channel fabric switch control circuit. ファイバチャネルファブリックスイッチの接続図である。It is a connection diagram of a fiber channel fabric switch. ファイバチャネルファブリックスイッチとアービトレイテッドループの接続図である。It is a connection diagram of a fiber channel fabric switch and an arbitrated loop. ファイバチャネルアービトレイテッドループ制御回路の詳細図である。It is a detailed view of a fiber channel arbitrated loop control circuit. スペアディスク制御回路の接続図である。It is a connection diagram of a spare disk control circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1…ディスクアレイ制御回路、2…ディスクドライブインタフェース制御回路、
3…ファイバチャネルファブリックスイッチ制御回路、4…ディスクドライブ、
5…ファイバチャネルインタフェース、6…ファイバチャネルインタフェース、
7…ホストインタフェース制御部、8…キャッシュメモリ、9…パリティデータ
生成部、10…ディスクドライブグループ、11…ファイバチャネルアービトレ
イテッドループ制御回路、12…ディスクドライブ接続ポート、13…ループバ
イパス回路、14…ループバイパス信号切替信号、15…ファブリックスイッチ
接続ポート、16…プロトコル制御部、17…スイッチ制御部、18…スイッチ
、19…スペアディスク制御回路。
1 ... disk array control circuit, 2 ... disk drive interface control circuit,
3 ... Fiber channel fabric switch control circuit, 4 ... Disk drive,
5 ... Fiber Channel interface, 6 ... Fiber Channel interface,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Host interface control part, 8 ... Cache memory, 9 ... Parity data generation part, 10 ... Disk drive group, 11 ... Fiber channel arbitrated loop control circuit, 12 ... Disk drive connection port, 13 ... Loop bypass circuit, 14 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Loop bypass signal switching signal, 15 ... Fabric switch connection port, 16 ... Protocol control part, 17 ... Switch control part, 18 ... Switch, 19 ... Spare disk control circuit.

Claims (6)

複数のディスクドライブと、
ホストコンピュータから受信されるデータからパリティデータを生成するものであり、前記複数のディスクドライブにデータ及びパリティデータを転送するディスクドライブインタフェース部を備える、ディスクアレイ制御部と、
前記複数のディスクドライブ及び前記ディスクドライブインタフェース部と接続される1つのスイッチ制御回路と、
スペアディスクと前記スイッチ制御回路と接続されるスペアディスク制御回路と、を備え、
前記スイッチ制御回路は、
スイッチと、前記複数のディスクドライブのID番号の検出とファイバチャネル・プロトコル制御とを行う複数のプロトコル制御部と、前記ディスクドライブインタフェース部より受領した前記ID番号をもとに前記スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スペアディスク制御回路は、
前記複数のディスクドライブのうちエラーが多発する前記第1ディスクドライブが記憶する第1データについての前記スペアディスクドライブへの移行を前記スイッチ制御回路を介して行うものであり、
前記移行は、
前記スイッチ制御回路を介して行われる、前記ホストコンピュータからのアクセスに基づく、前記ディスクドライブインタフェース部から前記第2ディスクドライブへのデータ転送とは独立して行われる、
ことを特徴とするディスクアレイ装置。
Multiple disk drives,
A disk array controller that generates parity data from data received from a host computer, and includes a disk drive interface that transfers data and parity data to the plurality of disk drives;
One switch control circuit connected to the plurality of disk drives and the disk drive interface unit;
A spare disk and a spare disk control circuit connected to the switch control circuit ,
The switch control circuit includes:
A switch, a plurality of protocol control units for detecting the ID numbers of the plurality of disk drives and Fiber Channel protocol control, and a switch for controlling the switches based on the ID numbers received from the disk drive interface unit A control unit,
The spare disk control circuit includes:
The first data stored in the first disk drive in which errors frequently occur among the plurality of disk drives is transferred to the spare disk drive via the switch control circuit,
The transition is
Data transfer from the disk drive interface unit to the second disk drive based on access from the host computer, performed via the switch control circuit, is performed independently.
A disk array device characterized by that.
請求項1に記載のディスクアレイ装置であって、
前記スイッチ制御部は、前記ディスクドライブインタフェース部と前記スイッチ制御回路を結ぶ経路と、前記スイッチ制御回路と前記複数のディスクドライブを結ぶ経路と、を動的に切り替えることを特徴とするディスクアレイ装置。
The disk array device according to claim 1,
The disk control apparatus according to claim 1, wherein the switch controller dynamically switches between a path connecting the disk drive interface unit and the switch control circuit and a path connecting the switch control circuit and the plurality of disk drives .
請求項1に記載のディスクアレイ装置であって、
前記スイッチ制御回路と前記複数のディスクドライブを結ぶ経路は、ファイバチャネルインタフェースによって通信する経路であることを特徴とするディスクアレイ装置。
The disk array device according to claim 1,
The disk array apparatus characterized in that a path connecting the switch control circuit and the plurality of disk drives is a path for communication through a fiber channel interface .
請求項1に記載のディスクアレイ装置であって、
前記スイッチ制御回路は、データ若しくはパリティデータと、転送先のディスクドライブのID番号と、を受信し、前記ID番号に基づいて、受信した前記データ若しくは前記パリティデータを前記転送先のディスクドライブに転送することを特徴とするディスクアレイ装置。
The disk array device according to claim 1,
The switch control circuit receives data or parity data and an ID number of a transfer destination disk drive, and transfers the received data or the parity data to the transfer destination disk drive based on the ID number the disk array apparatus, characterized in that the.
請求項1に記載のディスクアレイ装置であって、
前記エラーが多発する第1ディスクドライブが新しいディスクドライブに交換された場合、
前記スペアディスクに記憶されていた前記第1データを、前記新しいディスクドライブへ前記スペアディスク制御回路及び前記スイッチ制御回路を介して移行を行うものであり、
前記移行は、
前記スイッチ制御回路を介して行われる、前記ホストコンピュータからのアクセスに基づく、前記ディスクドライブインタフェース部から前記第2ディスクドライブへのデータ転送とは独立して行われる、
ことを特徴とするディスクアレイ装置。
The disk array device according to claim 1,
If the first disk drive with frequent errors is replaced with a new disk drive,
The first data stored in the spare disk is transferred to the new disk drive via the spare disk control circuit and the switch control circuit,
The transition is
Data transfer from the disk drive interface unit to the second disk drive based on access from the host computer, performed via the switch control circuit, is performed independently.
A disk array device characterized by that.
請求項1に記載のディスクアレイ装置であって、
前記スイッチ制御部が前記ホストコンピュータからアクセス要求を受信した場合、
前記スイッチ制御部は、アクセス要求に係る当該ディスクドライブから、前記アクセス要求に応答できる準備ができたことを示す信号を受信してから、前記スイッチの接続切り替えを行うことを特徴とするディスクアレイ装置。
The disk array device according to claim 1 ,
When the switch control unit receives an access request from the host computer,
The switch control unit switches the connection of the switch after receiving a signal indicating that it is ready to respond to the access request from the disk drive related to the access request. .
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