JP4640356B2 - リンク診断装置および方法 - Google Patents

Description

本発明はリンク診断装置および方法に関し、特にループインターフェースのリンク診断装置および方法に関する。

従来、ループインターフェースにおいて、リンク障害が発生した場合は、特許文献１（「ループ状インターフェースの障害解析方法及び障害解析機能を有するシステム」）において開示されているように、ループ制御部が、全ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）のリンク診断を行っていた。

これは、複数のＤＥ（ディスクエンクロージャ）を持った場合も、ループを制御できる機能を持っている部分が１箇所であったためである。

従来のリンク診断方式を備えたディスク装置について、図５を参照して説明する。

図５において、ディスクアレイ装置は、複数のＤＥ２００、３００、４００、５００と１台のＤＡＣ（ディスクアレイコントローラ）１００から構成され、２つのＦＣ−ＡＬ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ Ｌｏｏｐ）ループＡ、Ｂで直列に接続される。

ＤＡＣ１００は、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１とポートバイパス制御部１１２とアダプタ間通信部１１３からなる２個のディスクアダプタ１１０、１２０から構成され、両ディスクアダプタのアダプタ間通信部１１３は、アダプタ間通信パスＣ１で接続されている。

ＤＥ２００は、ＳＥＳ（ＳＣＳＩエンクロージャサービス）２０１と、ＤＥの出力、およびＨＤＤにつながるＦＣ−ＡＬポートをそれぞれバイパスするためのポートバイパス回路２１３、２１４、・・・、２１８とからなる２個のＤＥアダプタ２１０、２２０と複数のＨＤＤ２３０、・・・、２７０とから構成され、両ＤＥアダプタ２１０、２２０のＳＥＳ２０１は、ＤＥアダプタ間通信パスＣ２で接続されている。

前記ＳＥＳ２０１は、イニシエータの機能を持っていない。

従来のリンク診断装置（図５）の動作を、図６に示すフローチャートを使って説明する。

まず、リンク障害がＦＣ−ＡＬループＡで発生した場合、ループＡを制御しているディスクアダプタ１１０のＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、リンク障害が発生したことを検出する。

リンク障害の発生を検出すると、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、リンク障害箇所を特定するために、ポートバイパス回路を用いてＨＤＤを１台ずつバイパスする。

まず、ループに参加しているＨＤＤを確認し、バイパスしていないＨＤＤが有る場合（ステップＳ１）は、ＨＤＤを１台バイパスする（ステップＳ２）ために対応するＤＥ２００のＳＥＳ２０１に指定されたＨＤＤポートのポートバイパス回路にバイパス指示を出す。この時、ＦＣ−ＡＬループＡが使用できないので、アダプタ間通信部１１３からアダプタ間通信パスＣ１を通してディスクアダプタ１２０に通信し、ＦＣ−ＡＬループＢを使って対応するＤＥ２００にＦＣ−ＡＬループＡ側のポートバイパス回路へバイパス指示を渡す。受け取ったＤＥ２００のＤＥアダプタ２２０は、ＦＣ−ＡＬループＡ側のバイパス指示なので、ＤＥアダプタ間通信パスＣ２を通して、ＦＣ−ＡＬループＡ側のＤＥアダプタ２１０にバイパス指示を伝える。これによって、ＦＣ−ＡＬループＡ側のＤＥアダプタ２１０内部のＳＥＳ２０１に伝わり、指示されたＨＤＤポートのポートバイパス回路へバイパスを指示する。

ここで、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、初期化を行い、ループのリンクが回復したか確認する（ステップＳ３）が、リンクが回復しなかった場合は、リンク障害が継続しているので、ＦＣ−ＡＬループＡにつながっているＨＤＤを今と同じパスを使ってもう１台バイパスする（ステップＳ２）。以上の工程をリンクが回復するまで繰り返す。

ここで、ループにあるＨＤＤを全部バイパスしてもリンクが回復しなかった場合は、ＨＤＤ以外の障害であると判断する（ステップＳ１０）。

また、途中でリンクが回復したと判定された（ステップＳ３）場合は、直前にバイパスしたＨＤＤ（＃Ｎ）を除いて、これまでにバイパスしたＨＤＤのバイパスを解除する（ステップＳ４）。

ここで、リンクが回復していないと判定された（ステップＳ５）場合は、障害ＨＤＤの特定が出来ないので、ＤＥアダプタ障害であると判断する（ステップＳ１０）。

ここで、リンクが回復したと判定された（ステップＳ５）場合は、ＨＤＤ（＃Ｎ）のバイパスを解除する（ステップＳ６）。

ここでリンクが回復していないと判定された（ステップＳ７）場合は、リンク障害が再現しているので、ＨＤＤ（＃Ｎ）が障害原因であると特定できる（ステップＳ９）。

また、リンクが回復したと判定された（ステップＳ７）場合は、リンク障害の現象が消えているので、ＨＤＤ（＃Ｎ）の間欠障害であると判定することができる（ステップＳ８）。

特開２００１−２１６２０６号公報

従来のディスクアレイ装置では、ループ状インターフェースでリンク障害が発生した場合、リンク障害を検出したＤＡＣ内のディスクアダプタが、リンク障害を発生している部分を特定するために、リンクに参加しているＤＥに実装されているＨＤＤを順番にバイパスして、どのＨＤＤをバイパスした時にリンクが回復するかによって、障害箇所を特定する方法をとっている（特許文献１）。

このため、１台のＨＤＤバイパスを指示するのに時間がかかり、多数のＨＤＤのバイパスを順次行うため、障害箇所を特定するのに時間を要する問題があった。

さらに、ＨＤＤのバイパスをおこなうために、ＤＥ内のＳＥＳにバイパス指示を行う必要があるが、自系のパスはリンク障害が発生していて使用出来ないため、他系のパスを使って指示を与えていた。このように他系のパスを使用するため、他系のパスの正常アクセスの性能を低下させるという問題があった。

したがって、ディスクアレイ装置においてリンク障害が発生した場合のリンク診断を高速化するとともに、障害が発生した系以外の他系パスのアクセス性能の低下を防ぐことが課題となる。

本発明の第１の視点に係るリンク診断装置は、直列に接続された複数のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を単位とするＤＥ（ディスクエンクロージャ）をさらに複数直列に接続して第１のループを形成したディスクアレイ装置に対するリンク診断装置であって、前記ＤＥは、前記ＨＤＤそれぞれを前記第１のループから切断するとともに第１のループをバイパスする第１のバイパス回路と、前記ＤＥそれぞれを前記第１のループから切断するとともに前記ＤＥ内で閉じた第２のループを形成する第２のバイパス回路と、前記第２のループに対するリンク診断を行う診断回路と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第２の視点に係るリンク診断方法は、直列に接続された複数のＨＤＤを単位とするＤＥをさらに複数直列に接続して第１のループを形成したディスクアレイ装置に対するリンク診断方法であって、前記ＨＤＤそれぞれを前記第１のループから切断するとともに第１のループをバイパスする第１のバイパス工程と、前記ＤＥそれぞれを前記第１のループから切断するとともに前記ＤＥ内で閉じた第２のループを形成する第２のバイパス工程と、前記ＤＥに設けられた診断回路により前記第２のループに対するリンク診断を行う工程と、を含むことを特徴とする。

第１の展開形態のリンク診断装置は、前記第１の視点において、前記ＤＥが、前記第２のループを形成することによって切断された前記第１のループをバイパスする第３のバイパス回路をさらに備えたことを特徴とする。

第２の展開形態のリンク診断方法は、前記第２の視点において、前記第２のループを形成することによって切断された前記第１のループをバイパスする第３のバイパス工程をさらに含むことを特徴とする。

本発明のリンク診断装置によって、各ＤＥ内のリンク診断を個別かつ同時に行うことができるため、短時間でリンク診断を行うことができる。

また、リンク診断中に他系のループを使用することがないため、他系を介したアクセス性能の低下を防ぐことができる。

さらに、本発明のリンク診断装置によって、ＤＥ内でリンク診断を行っている最中であっても、リンク診断が完了したＤＥは順次ループインターフェースに組み込んで稼動させることができるため、リンク診断によるディスク性能の低下を抑えることができる。

本発明は、複数のＤＥを直列に接続したディスクアレイ装置において、各ＤＥは、ＤＥの入出力および各ＨＤＤのポートにバイパス回路を持ち、ＤＥ単体でＳＥＳをイニシエータとして、ループインターフェースを構成する機能を持つことによって、ＤＡＣ内のディスクアダプタからＤＥ内のリンク診断を行う指示を受け取ると、ＤＥの入出力をバイパスしてＤＥ内でループインターフェースを構成し、リンク障害があった場合、障害箇所を特定するリンク診断機能を持ち、同時に各ＤＥでリンク診断を実施することを特徴とする。

また、ＤＥでリンク診断を行っているときに、ＤＥの入出力を直結するパスを持てるようにし、全ＤＥでのリンク診断が完了しなくても、リンク診断中のＤＥを除いてＤＡＣからのループインターフェースを構成することを第２の特徴とする。

本発明の第１の実施例に係るリンク診断装置を図１に示す。

図１において、ディスクアレイ装置は、複数のＤＥ２００、３００、４００、５００と１台のＤＡＣ１００から構成され、２つのＦＣ−ＡＬループＡ、Ｂで直列に接続される。

ＤＡＣ１００は、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１とポートバイパス制御部１１２とアダプタ間通信部１１３から構成される２個のディスクアダプタ１１０、１２０から構成され、両ディスクアダプタのアダプタ間通信部１１３は、アダプタ間通信パスＣ１で接続されている。

ＤＥ２００は、イニシエータの機能を備えたＳＥＳ２１１と、ＤＥの入出力、およびＨＤＤにつながるＦＣ−ＡＬポートをそれぞれバイパスするためのポートバイパス回路２１２、２１３、２１４、・・・、２１８からなる２個のＤＥアダプタ２１０、２２０と複数のＨＤＤ２３０、・・・、２７０とから構成され、両ＤＥアダプタのＳＥＳ２１１は、ＤＥアダプタ間通信パスＣ２で接続されている。

第１の実施例に係るリンク診断装置は、図１に示した従来のリンク診断装置とは、以下の点において相違する。

すなわち、第１の実施例に係るリンク診断装置におけるＤＥアダプタは、従来の実施例におけるＳＥＳ（図５の２０１）の代わりに、イニシエータ機能を持つＳＥＳ２１１を備える。

また、従来のＤＥアダプタとは異なり、各ＤＥ２００、３００、４００、５００に備えたＤＥアダプタ２１０、２２０は、ポートバイパス回路２１２をさらに備え、ＦＣ−ＡＬループＡ、Ｂから各ＤＥを切り離すとともに、各ＤＥ内でループを形成することができる。

（実施例の動作の説明）
図１の実施例の動作を、図２、３に示すフローチャートを使って説明する。

図２において、ディスクアレイ装置のリンク診断の動作を、図３において、ＤＥ内部のリンク診断の動作を示す。

まず、リンク障害がＦＣ−ＡＬループＡで発生した場合、ＦＣ−ＡＬループＡを制御しているディスクアダプタ１１０のＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、リンク障害が発生したことを検出する（ステップＳ２１）。

リンク障害を検出すると、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、各ＤＥ２００、３００、４００、５００にＤＥ内部のリンク診断指示を出す。しかし、ＦＣ−ＡＬループＡが使用できないので、アダプタ間通信部１１３からアダプタ間通信パスＣ１を介してディスクアダプタ１２０に通信し、ＦＣ−ＡＬループＢを使って各ＤＥ２００、３００、４００、５００にＦＣ−ＡＬループＡ側のＤＥ内部のリンク診断を指示する。

指示を受け取った各ＤＥ２００、３００、４００、５００のＤＥアダプタ２２０は、ＦＣ−ＡＬループＡ側のＤＥ内部のリンク診断であるため、ＤＥアダプタ間通信パスＣ２を通して、ＤＥアダプタ２１０にＦＣ−ＡＬループＡ側のＤＥ内部のリンク診断指示を伝える。

リンク診断指示を受け取ると、各ＤＥ２００、３００、４００、５００に備えたＤＥアダプタ２１０は、内部のリンク診断を実施する（ステップＳ２２）。

ＤＥ内部のリンク診断指示を出したＦＣ−ＡＬ制御部１１１は、各ＤＥ２００、３００、４００、５００からのリンク診断結果が、リンク診断指示の場合と同じパスを逆の順番に辿って戻ってくるのを待つ。

図１、３を参照して、ＤＥ内部のリンク診断のフローを説明する。

リンク診断指示を受け取ったＤＥアダプタ２１０は、ポートバイパス回路２１２、２１３のバイパスを指示して、ＤＥのＩＮ／ＯＵＴ（入出力）ポートをバイパスし、ＳＥＳ２１１をイニシエータとしたＤＥ内ループを作る（ステップＳ４１）。

ここで、リンクが回復しないと判定された（ステップＳ４２）場合は、リンク障害が再現している。

この場合、ループに参加しているＨＤＤが存在し、全ＨＤＤがバイパス済みでないと判定された（ステップＳ４３）場合は、ＨＤＤを１台バイパスする（ステップＳ４４）。

ここでリンク回復しないと判定された（ステップＳ４５）場合は、全ＨＤＤをバイパス済みでなければ（ステップＳ４３）、現在ループにつながっているＨＤＤをもう１台バイパスする（ステップＳ４４）。これをリンクが回復すると判定される（ステップＳ４５）まで繰り返す。

ここで、リンクが回復しない状態が継続したまま、ループに含まれるＨＤＤを全部バイパスしたと判定された（ステップＳ４３）場合は、ＨＤＤ以外のＤＥアダプタ障害であると判断する（ステップＳ４６）。

また、途中でリンクが回復したと判定された（ステップＳ４５）場合は、直前にバイパスしたＨＤＤ（＃Ｎ）を除いていままでバイパスしたＨＤＤのバイパスを解除する（ステップＳ４７）。

ここで、リンクが回復しなかったと判定された（ステップＳ４８）場合は、障害ＨＤＤの特定が出来ないので、ＤＥアダプタ障害であると判断する（ステップＳ４６）。

ここで、リンクが回復したと判定された（ステップＳ４８）場合は、ＨＤＤ（＃Ｎ）のバイパスを解除する（ステップＳ４９）。ここでリンクが回復しなかったと判定された（ステップＳ５０）場合は、リンク障害が再現しているので、ＨＤＤ（＃Ｎ）が障害ＨＤＤであると特定することができる（ステップＳ５１）。

また、リンクが回復したと判定された（ステップＳ５０）場合は、リンク障害の現象が消えているので、ＨＤＤ（＃Ｎ）の間欠障害であると判断する（ステップＳ５２）。

ＤＥ内ループを作った（ステップＳ４１）ときに、リンクが回復したと判定された（ステップＳ４２）場合は、各ＨＤＤにアクセスを行っても障害が再現しないかダミーアクセスを行って確認する（ステップＳ５３）。

この時、リンク障害が再発したと判定された（ステップＳ５４）場合は、上記の手順で、故障箇所の診断を行う。

また、ダミーアクセスを行ってもリンク障害が発生しないと判定された（ステップＳ５４）場合は、自ＤＥ内には、故障箇所が無いと判断する（ステップＳ５５）。

以上のようにＤＥ内の診断が終了したら、ＳＥＳのイニシエータ動作を止めて、各ＤＥの入出力ポートに設けたポートバイパス回路２１２のバイパスを解除して、診断結果をＤＡＣ１００に報告する（ステップＳ５６）。

図２を参照すると、ＤＡＣ１００は、各ＤＥ２００、３００、４００、５００から報告される診断結果にアダプタ障害の報告があったと判定した（ステップＳ２３）場合、アダプタ障害と判断する（ステップＳ２９）。

また、障害ＨＤＤの報告があったと判定された（ステップＳ２４）場合は、障害ＨＤＤをバイパスしてループを初期化する（ステップＳ２５）。ここでリンクが回復したと判定された（ステップＳ２６）場合は、ＨＤＤ障害と判断する（ステップＳ３０）。ここでリンクが回復しなかったと判定された（ステップＳ２６）場合は、診断で検出したＨＤＤ障害とＨＤＤ以外の障害もあると判断する（ステップＳ３１）。

各ＤＥから報告される診断結果に障害ＨＤＤが無いと判定された（ステップＳ２４）場合もループを初期化する（ステップＳ２７）。

ここでリンクが回復しなかったと判定された（ステップＳ２８）場合は、ＨＤＤ以外の障害があると判断する（ステップＳ３２）。ここでリンクが回復したと判定された（ステップＳ２８）場合は、間欠障害が発生していたと判断する（ステップＳ３３）。

第２の実施例のリンク診断方式を備えたディスクアレイ装置を図４に示す。

図４において、ディスクアレイ装置は、複数のＤＥ２００、３００、４００、５００と１台のＤＡＣ１００から構成され、２つのＦＣ−ＡＬループＡ、Ｂで直列に接続される。

ＤＡＣ１００は、ＦＣ−ＡＬ制御部１１１とポートバイパス制御部１１２とアダプタ間通信部１１３から構成される２個のディスクアダプタ１１０、１２０から構成され、両ディスクアダプタのアダプタ間通信部１１３は、アダプタ間通信パスＣ１で接続されている。

ＤＥ２００は、イニシエータとして機能するＳＥＳ２１１と、ＤＥの出力のポートバイパス回路２１３、ＤＥの入出力とＤＥ内部ループとを切り離すためのポートバイパス回路２１９Ａ、２１９Ｂ、およびＨＤＤにつながるＦＣ−ＡＬポートをそれぞれバイパスするためのポートバイパス回路２１４、・・・、２１８からなる２個のＤＥアダプタ２１０、２２０と複数のＨＤＤ２３０、・・・、２７０とから構成され、両ＤＥアダプタのＳＥＳ２１１は、ＤＥアダプタ間通信パスＣ２で接続されている。

図４の第２の実施例が図１の実施例と異なるところは、ＤＥアダプタ２１０、２２０が、ＤＥの入出力とＤＥ内部ループとを切り離すためのポートバイパス回路２１９Ａ、２１９Ｂを備えたことである。

これにより、ＤＥ内のリンク診断をする場合に、ＤＥの入出力のポートバイパス回路２１２、２１３をバイパスしてＤＥ内ループを作るかわりに、ＤＥの入出力とＤＥ内部ループとを切り離すためのポートバイパス回路２１９Ｂをバイパスすることにより、ＤＥ内ループを作ることが出来る。

またこのとき、ＤＥの入出力とＤＥ内部ループとを切り離すためのポートバイパス回路２１９Ａをバイパスすると、ＤＥの入出力をスルーするパスが出来るので、これにより、特定のＤＥのリンク診断が遅れた場合も、リンク診断が完了したＤＥから本来のループインターフェースを作ることができるため、リンク診断が終了したＤＥからループＡの正常アクセスを開始することが出来、リンク診断時間の影響を小さくすることが出来る。

また、本実施例では、ＦＣ-ＡＬループを例にして説明したが、ＳＣＳＩループまたはＳＡＳループ等他のループインターフェースにも適用できる。

以上説明したように、本発明の実施例に係るリンク診断装置および方法は、以下の効果を奏する。特に、第１の実施例に係るリンク診断装置および方法は以下の第１から第３までの効果を奏し、第２の実施例に係るリンク診断装置および方法は以下の第１から第４までの効果を奏する。

第１の効果は、各ＤＥでリンク診断を個別に実施できるようにしているので、各ＤＥで同時にリンク診断が行えるため、短時間に効率良くリンク診断を行うことができることである。

第２の効果は、各ＤＥのポートバイパスを管理しているＳＥＳでリンク診断を行うため、従来のように毎回他系のパスや、アダプタ間通信を使うことなくバイパスが出来るので、バイパス指示が短時間で実施出来るため、リンク診断時間を短縮出来る。その上、各ＨＤＤのバイパス時に他系のパスや、アダプタ間通信を使う必要がないため、障害が発生していない他系パスの性能低下を抑えられる。

第３の効果は、リンク診断時、ＤＥ単体でリンクアップした場合にＨＤＤへのダミーアクセスを行って動作確認を行うことによって、リンクアップ確認だけでは見つからないような間欠障害の場合も、検出することが出来る。

第４の効果は、ＤＥのリンク診断中も、リンク診断中のＤＥを除いて、リンク診断が完了したＤＥから本来のループインターフェースを作ることができるため、リンク診断が終了したＤＥから正常アクセスを開始することが出来、リンク診断時間の影響を小さくすることが出来る。

本発明の第１の実施例に係るリンク診断装置の構成図である。 本発明の第１の実施例に係るリンク診断装置の動作（ディスクアレイ装置のリンク診断）のフロー図である。 本発明の第１の実施例に係るリンク診断装置の動作（ＤＥのリンク診断）のフロー図である。 本発明の第２の実施例に係るリンク診断装置の構成図である。 従来のリンク診断装置の構成図である。 従来のリンク診断装置の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１００ ＤＡＣ（ディスクアレイコントローラ）
１１１ ＦＣ−ＡＬ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｂｉｔｒａｔｅｄ Ｌｏｏｐ）制御部
１１２ ポートバイパス制御部
１１３ アダプタ間通信部
１１０、１２０ ディスクアダプタ
２００、３００、４００、５００ ＤＥ（ディスクエンクロージャ）
２１０、２２０ ＤＥアダプタ
２０１、２１１ ＳＥＳ（ＳＣＳＩエンクロージャサービス）
２１２、２１３、２１４、・・・、２１８、２１９Ａ、２１９Ｂ ポートバイパス回路
２３０、・・・、２７０ ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）

Claims (4)

1. 直列に接続された複数のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を単位とするＤＥ（ディスクエンクロージャ）をさらに複数直列に接続して第１のループを形成したディスクアレイ装置に対するリンク診断装置であって、
   前記ＤＥは、前記ＨＤＤそれぞれを前記第１のループから切断するとともに第１のループをバイパスする第１のバイパス回路と、
   前記ＤＥそれぞれを前記第１のループから切断するとともに前記ＤＥ内で閉じた第２のループを形成する第２のバイパス回路と、
   前記第２のループに対するリンク診断を行う診断回路と、を備えたことを特徴とするリンク診断装置。
2. 前記ＤＥが、前記第２のループを形成することによって切断された前記第１のループをバイパスする第３のバイパス回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のリンク診断装置。
3. 直列に接続された複数のＨＤＤを単位とするＤＥをさらに複数直列に接続して第１のループを形成したディスクアレイ装置に対するリンク診断方法であって、
   前記ＨＤＤそれぞれを前記第１のループから切断するとともに第１のループをバイパスする第１のバイパス工程と、
   前記ＤＥそれぞれを前記第１のループから切断するとともに前記ＤＥ内で閉じた第２のループを形成する第２のバイパス工程と、
   前記ＤＥに設けられた診断回路により前記第２のループに対するリンク診断を行う工程と、を含むことを特徴とするリンク診断方法。
4. 前記第２のループを形成することによって切断された前記第１のループをバイパスする第３のバイパス工程をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のリンク診断方法。

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