JP4747909B2 - ファイバチャネルスイッチにおける障害装置の切り離し方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）システムで使用されるファイバチャネルスイッチに関する。

磁気ディスク装置等のストレージと該ストレージと入出力処理を行うホスト装置のシステムインタフェースの高速化に伴い、ＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop)インタフェースが開発されている。ＦＣ−ＡＬシステムでは、同一ループ上にホスト装置と磁気ディスク装置等のストレージを複数台接続することが可能であり、接続される各装置はループ初期化処理によりループ内でのアドレス（ＡＬ−ＰＡ）が決定される。

図１は、ＦＣ−ＡＬシステムにおける一般的なファイバチャネルスイッチの構成を示している。このファイバチャネルスイッチ（１０１）は、複数のスイッチポート（１０６〜１０９）がＦＣループ上に接続された構成となっており、各スイッチポート（１０６〜１０９）にストレージ等のＦＣデバイス（１０２〜１０５）が接続される。

図１に示すＦＣ−ＡＬシステムにおいて、各スイッチポート（１０６〜１０９）に接続されているＦＣデバイス（１０２〜１０５）のいずれかに障害が発生すると、システム全体の動作が停止してしまうおそれがある。そこで、各スイッチポートにポートバイパス回路を設けて、障害が発生したＦＣデバイスをループから切り離すための構成が種々提案されている（特許文献１〜２等参照）。

特許文献１には、ＦＣ−ＡＬ制御部１５はループ及びディスク装置３０，４０，５０の障害を検出するとＭＰＵ１１へ障害内容を通知する。ＭＰＵ１１は各ディスク装置毎に障害履歴を記憶回路１２に記録するとともに、障害履歴に基づいて各ディスク装置３０，４０，５０の切り離し順序を設定する。リンク障害が発生した際には、設定した切り離し順にディスク装置３０，４０，５０をループから切り離すことで、障害発生ディスク装置を早期に特定する方法が記載されている。

また特許文献２には、ループ初期化処理を監視する回路を設け、ステート遷移の監視及びループ初期化処理のタイマ監視を行って、タイムアウト検出時には障害装置自らがポートをバイパスしループより切り離し、またポートバイパス直前にループ初期化プリミティブを送信することにより、再ループ初期化を実施して障害回復することにより、ループ初期化処理において障害が発生した場合の障害回復を迅速に行う方法が記載されている

特開２００２−３７４２７１号公報 特開２００３−１５８５２８号公報

ＦＣ−ＡＬシステムでは、ファイバチャネルスイッチに接続された各ＦＣデバイスは同一ＦＣループ上に接続される構成であり、一つのＦＣドライブでリンクアップ、リンクダウンを繰返すようなインタフェースの接触不良障害が発生した場合、他の正常なＦＣデバイス間の通信をも妨げる問題があった。即ち、ＦＣ−ＡＬシステムでは、ＦＣループにＦＣデバイスを接続した場合、ＦＣループ上にイニシャライズシーケンスが走り、その間全てのＦＣデバイスで一時的にデータ通信ができない時間帯が存在する。そのため、スイッチポートとＦＣデバイス間インタフェースにて接続、未接続を繰返すような接触不良障害が発生した場合、ＦＣループ上でイニシャライズシーケンスが継続的に行われる事によりＦＣループ上の全ＦＣデバイスでデータ通信が不可能となるような状況が生ずる。

この現象は、ＦＣデバイスの障害ではなく、仕様に則ったイニシャライズシーケンスが繰返されるだけの為、ファイバチャネルスイッチにおいて障害の原因を判断するのが困難であるという問題があった。更に、ファイバチャネルスイッチ上で複数のＦＣデバイスを冗長構成として使用していた場合には、上記問題により、冗長構成が機能しないといった課題があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、比較的簡単な構成で、スイッチポートとＦＣデバイス間インタフェースにて接続、未接続を繰返すような接触不良障害を的確に判断して、他の正常なＦＣデバイスへの悪影響を防止する新規な手段を提供することにある。

本発明は、ファイバチャネルスイッチを用いてループ接続されたＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）システムにおける各スイッチポートに、当該スイッチポートに接続されるＦＣ（Fibre
Channel）デバイスにより引き起こされるイニシャライズの発生頻度を計測する機能、および該計測されたイニシャライズの発生頻度が所定の頻度を超えたときに前記ＦＣループからの前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力する機能を有するイニシャライズ発生頻度計測回路と、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記ＦＣデバイス切り離し信号をうけて、前記ＦＣデバイスと前記ＦＣループ間の接続を切断する機能を有するＦＣデバイス切り離し回路を設けたことを特徴としている。

また、前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力したとき前記計測されたイニシャライズ発生頻度をクリアする機能と、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力した時点から所定時間経過後に前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力する機能を有しており、前記ＦＣデバイス切り離し回路は、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記再接続信号をうけて、前記ＦＣデバイスを前記ＦＣループ間の切断を復旧する機能を備えることにより、一定時間経過後に切断を復旧して再判定を行うことにより、イニシャライズ発生による通信不能期間を最小限に抑えて、その間に接触不良障害等が回復したときに対処可能としている。

さらに前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力した回数をカウントするカウンタを備え、該カウンタのカウント値が所定値を超えたときに当該スイッチポートに接続されているＦＣデバイスの障害情報を出力する機能を有する構成とすることにより、対象ポートに接続されたＦＣデバイスの異常発生頻度の傾向を把握する事も可能にしている。

また本発明のＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）システムにおける障害装置の切り離し方法は、複数のスイッチポートがＦＣ（Fibre
Channel）ループ上に接続されたファイバチャネルスイッチを用いたＦＣ−ＡＬシステムの前記各スイッチポートにおいて当該スイッチポートに接続されたＦＣデバイスからのイニシャライズの発生頻度を監視し、イニシャライズの発生頻度が所定の頻度を超えているとき、当該ＦＣデバイスを前記ファイバチャネルスイッチから自動的に切り離すことを特徴としている。

さらに、前記自動的に切り離されたＦＣデバイスを、一定期間経過後に再接続して、再度前記イニシャライズの発生頻度を監視することにより、通信に対する影響を最小限にして、その後の復旧作業の簡易化を計っている。

また本発明のファイバチャネルスイッチは、複数のスイッチポートがＦＣ（Fibre Channel）ループ上に接続されたファイバチャネルスイッチであり、前記各スイッチポートに、当該スイッチポートに接続されたＦＣデバイスが引き起こすイニシャライズ発生頻度を計測する機能と、該計測されたイニシャライズ発生頻度が所定の閾値を越えたときに前記ＦＣループからの前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力する機能を有するイニシャライズ発生頻度計測回路と、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記ＦＣデバイス切り離し信号をうけて、前記ＦＣデバイスを前記ＦＣループから切り離すＦＣデバイス切り離し回路を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、ＦＣ−ＡＬシステムにおいてＦＣループに接続された特定のＦＣデバイスでインタフェースの接触不良障害が発生した場合にそれを的確に判定することができ、他の正常なＦＣデバイス同士の通信が妨げられる問題を解決することができる。

図１は、本発明が適用されるＦＣ−ＡＬシステムにおける一般的なファイバチャネルスイッチの構成を示しており、ＦＣ−ＡＬシステムで使用されるファイバチャネルスイッチ（１０１）は、複数のスイッチポート（１０６〜１０９）がＦＣループ上に接続された構成となっており、各スイッチポート（１０６〜１０９）にストレージ等のＦＣデバイス（１０２〜１０５）が接続されている。

このファイバチャネルスイッチは、例えば、ＦＣインタフェースを有するサーバと複数台のストレージ装置とを接続するために使用される。本発明のファイバチャネルスイッチにおいては、図１のスイッチポート（１０６〜１０９）部分に、それぞれスイッチポートとＦＣ（Fibre Channel）デバイス間インタフェースの接触不良により発生する継続的なリンクアップ、ダウン現象を検出する機能及びインタフェース切り離し機能が搭載されている。

図２は、本発明のファイバチャネルスイッチにおけるスイッチポートの実施形態を示すブロック構成図である。図２では、スイッチポート（１０６）のみを示しているが、スイッチポート（１０７〜１０９）も同様の構成を有している。

スイッチポート（１０６）は、イニシャライズ発生頻度計測回路（１１０）と、ＦＣデバイス切り離し回路（１１１）から構成される。初めに、イニシャライズ発生頻度計測回路でＦＣデバイスが引き起こすイニシャライズ発生頻度を計測しその頻度の高低から、接触不良等で発生した現象か、通常のケーブル抜き差しやＦＣデバイスリセットにより生じたものかを判断する。前者の場合は、ＦＣデバイス切り離し回路（１１１）に指示が行き、接続されているＦＣデバイスをＦＣループから切り離し、他の正常なＦＣデバイスへの悪影響を防止する。

ＦＣデバイス(１０２)でインタフェースの接触不良障害が発生している場合、リンクアップ、ダウン現象が頻繁に発生し、ＦＣデバイス(１０２)がリンクアップされる毎にイニシャライズが発生する。従って特定のＦＣデバイス（例えば１０２）でイニシャライズの発生頻度が異常に高い場合には、イニシャライズ発生頻度計測回路（１１０）は、ＦＣデバイス(１０２)でインタフェースの接触不良障害が発生していると判定し、ＦＣデバイス切り離し回路（１１１）に対して、ＦＣデバイス(１０２)をＦＣループから切り離すための制御信号を送出する。

イニシャライズ発生頻度計測回路（１１０）は、例えば、ＦＣデバイス(１０２)から発生されるイニシャライズを監視して、イニシャライズが発生するごとにカウントを行うカウンタと、タイマとを備え、タイマが所定の時間（例えば５秒）を計測する間にカウンタのカウント値があらかじめ設定した値（例えば５）を超えたときに、ＦＣデバイス(１０２)でインタフェースの接触不良障害が発生していると判定する手段等によって構成することができる。

ＦＣデバイス切り離し回路（１１１）は、この制御信号を受けて、ＦＣデバイス(１０２)をＦＣループから切り離す。以降、ＦＣ−ＡＬシステムは、他の正常なＦＣデバイス（１０３〜１０５）によって運用される。その後、一定時間（例えば３０分あるいは１時間）経過後に、ＦＣデバイス切り離し回路（１１１）は、切り離されているＦＣデバイス(１０２)を再度接続してＦＣデバイス(１０２)の再度イニシャライズ発生状態を監視する。

図３は、本実施形態のスイッチポート部の動作を示すフローチャートである。以下、図１〜図３を参照して本実施形態の動作について説明する。

ファイバチャネルスイッチ起動（Ｓ１）後、初めにイニシャライズ発生監視を行い(Ｓ２)、ポートにＦＣデバイスが接続されたかを判断する。接続された場合はイニシャライズ発生頻度監視処理を起動し継続的にポート状態を監視する(Ｓ３)。この間に高頻度でイニシャライズ処理が発生した場合は、ＦＣデバイスの接触不良障害と判断してポートに接続されたＦＣデバイスをＦＣループから切り離す(Ｓ４)。

その後一定時間経過後に切り離した状態を復旧させ(Ｓ５)、再度イニシャライズ発生監視を開始する(Ｓ２)。このイニシャライズ発生監視を一定時間経過後に再度実行することによって、例えばユーザが接触状態を調整する等、何らかの契機でこのスイッチポートに接続されているＦＣデバイスの接触不良障害が回復しているような場合に、当該ＦＣデバイスをＦＣ−ＡＬシステムに自動的に復旧させることにより、通信に対する影響を最小限にしてその後の復旧作業を容易にする。

本実施形態では、上記の処理を行うことにより、接触不良障害のＦＣデバイスをＦＣループから切り離しているので、比較的簡単な構成で迅速に接触不良障害のＦＣデバイスを検出して、他のＦＣデバイスへの悪影響を防止することができる。

また、切り離されたスイッチポートは、一定時間経過後に切断を復旧させて再度イニシャライズの発生を監視するが、この一定時間は、例えば３０分〜１時間程度に設定され、数秒程度で実行される接触不良障害のＦＣデバイスの切り離し制御時間と比較して非常に長い周期であるので、仮に再度ＦＣデバイスが切り離されたとしても、この繰り返しに伴う通信への影響はほとんどない。

また、本実施形態で提案しているイニシャライズ発生頻度監視処理は、対象ポートのイニシャライズ頻度を計測している為、この結果をデータベース化し長期的に監視していくことにより、対象ポートに接続されたＦＣデバイスの異常発生頻度の傾向を把握する事も可能である。

例えば、上記一定時間経過後の切断復旧の回数をカウントするカウンタを設け、切断復旧の回数が所定値を越えたときには、ＦＣデバイスが不安定になっていると推測されるので、その旨を表示する手段を設けることができる。また、ある時期を境に障害発生頻度が増加した様な場合には、ＦＣデバイスの異常が推測されるので予防交換等の対処を取ることも可能となる。

本発明が適用されるＦＣ−ＡＬシステムにおける一般的なファイバチャネルスイッチの構成を示す図である。 本発明の実施形態を示すファイバチャネルスイッチにおけるスイッチポートの構成を示す図である。 本実施形態の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ ファイバチャネルスイッチ
１０２〜１０５ ＦＣデバイス
１０６〜１０９ スイッチポート
１１０ イニシャライズ発生頻度計測回路
１１１ ＦＣデバイス切り離し回路

Claims (9)

1. ファイバチャネルスイッチを用いてループ接続されたＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）システムにおける各スイッチポートに、当該スイッチポートに接続されるＦＣ（Fibre
   Channel）デバイスにより引き起こされるイニシャライズの発生頻度を計測する機能、および該計測されたイニシャライズの発生頻度が所定の頻度を超えたときに前記ＦＣループからの前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力する機能を有するイニシャライズ発生頻度計測回路と、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記ＦＣデバイス切り離し信号をうけて、前記ＦＣデバイスと前記ＦＣループ間の接続を切断する機能を有するＦＣデバイス切り離し回路を設けたことを特徴とするファイバチャネルスイッチ。
2. 前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力したとき前記計測されたイニシャライズ発生頻度をクリアする機能と、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力した時点から所定時間経過後に前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力する機能を有しており、前記ＦＣデバイス切り離し回路は、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記再接続信号をうけて、前記ＦＣデバイスを前記ＦＣループ間の切断を復旧する機能を有していることを特徴とする請求項１に記載のファイバチャネルスイッチ。
3. 前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力した回数をカウントするカウンタを備え、該カウンタのカウント値が所定値を超えたときに当該スイッチポートに接続されているＦＣデバイスの障害情報を出力する機能を有していることを特徴とする請求項２に記載のファイバチャネルスイッチ。
4. 請求項１に記載のファイバチャネルスイッチに用いられるスイッチポートであって、当該スイッチポートに接続されるＦＣデバイスにより引き起こされるイニシャライズの発生頻度を計測する機能、および該計測されたイニシャライズの発生頻度が所定の頻度を超えたときに前記ＦＣループからの前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力する機能を有するイニシャライズ発生頻度計測回路と、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記ＦＣデバイス切り離し信号をうけて、前記ＦＣデバイスと前記ＦＣループ間の接続を切断する機能を有するＦＣデバイス切り離し回路を備えていることを特徴とするスイッチポート。
5. 前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力したとき前記計測されたイニシャライズ発生頻度をクリアする機能と、前記ＦＣデバイス切り離し信号を出力した時点から所定時間経過後に前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力する機能を有しており、前記ＦＣデバイス切り離し回路は、前記イニシャライズ発生頻度計測回路から前記再接続信号をうけて、前記ＦＣデバイスを前記ＦＣループ間の切断を復旧する機能を有していることを特徴とする請求項４に記載のスイッチポート。
6. 前記イニシャライズ発生頻度計測回路は、前記ＦＣデバイスの再接続信号を出力した回数をカウントするカウンタを備え、該カウンタのカウント値が所定値を超えたときに当該スイッチポートに接続されているＦＣデバイスの障害情報を出力する機能を有していることを特徴とする請求項５に記載のスイッチポート。
7. 複数のスイッチポートがＦＣ（Fibre Channel）ループ上に接続されたファイバチャネルスイッチを用いたＦＣ−ＡＬ（Fibre
   Channel Arbitrated Loop）システムにおける障害装置の切り離し方法であって、
   前記各スイッチポートにおいて当該スイッチポートに接続されたＦＣデバイスからのイニシャライズの発生頻度を監視し、イニシャライズの発生頻度が所定の頻度を超えているとき、当該ＦＣデバイスを前記ファイバチャネルスイッチから自動的に切り離すことを特徴とするＦＣ−ＡＬシステムにおける障害装置の切り離し方法。
8. 前記自動的に切り離されたＦＣデバイスを、一定期間経過後に再接続して、再度前記イニシャライズの発生頻度を監視することを特徴とする請求項７に記載のＦＣ−ＡＬシステムにおける障害装置の切り離し方法。
9. 前記自動的に切り離されたＦＣデバイスを一定期間経過後に再接続した回数をカウントし、カウント値が所定値を超えたときに当該スイッチポートに接続されているＦＣデバイスの障害情報を出力することを特徴とする請求項８に記載のＦＣ−ＡＬシステムにおける障害装置の切り離し方法。
   

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