JP4892275B2 - ストレージシステム及びその構成変更方法 - Google Patents

Description

本発明はストレージシステム及びその構成変更方法に関する。

ディスクアレイ装置は、複数のディスクドライブをアレイ状に配設して構成されるもので、ＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Inexpensive Disks）構成された論理的な記憶領域をホスト計算機に提供する。複数のディスクドライブが提供する物理的な記憶領域上には、少なくとも１つ以上の論理ユニットが形成され、この論理ユニットがホスト計算機に提供される。ホスト計算機は、論理ユニットに対してライトアクセスやリードアクセスを行うことができる。

ディスクアレイ装置は、データを格納するためのディスクドライブと、ディスクドライブへのデータの読み書きを制御するためのディスク制御部とを備えている。ディスク制御部は、データ転送を制御するためのマイクロプロセッサを搭載するコントローラボードを一つ以上実装している。コントローラボードとディスクドライブとを接続するためのインタフェースとして、ファイバチャネルインタフェースが知られている。ファイバチャネルインタフェースは、ＡＮＳＩのＸ３Ｔ１１委員会によって標準化が進められているシリアルインタフェースである。

ディスクドライブに格納されるデータを伝送するファイバチャネルケーブルと、複数のディスクドライブとの間の接続切り替えを制御するデバイスとして、ファイバチャネルスイッチなどの光ファイバ回線切替え装置が用いられている。

特開平６−２３２８１３号公報には、光ファイバ回線切替え装置について開示されている。
特開平６−２３２８１３号公報

ところで、ディスクアレイ装置の高性能化及び大容量化が進展する中でユーザの使用目的に応じて、ディスクアレイ装置のシステム構成を自在に変更できる機能が要求されている。しかも、ディスクドライブを無停止稼動させたまま、且つ信頼性を損ねることなく、システム構成を変更する機能が求められている。

従来では、モデル毎に専用のファイバチャネルスイッチングボードを用意しており、ストレージシステムの構成を変更するには、ファイバチャネルスイッチングボードを差し替える必要があった。このため、ファイバチャネルスイッチングボードを別のものと混同して挿し間違えることがあり、障害発生の原因になっていた。また、ファイバチャネルスイッチングボードを差し替えるには、ディスクドライブの運転を一時的に停止する必要があり、ディスクドライブを無停止稼動のままシステム構成を変更することはできなかった。

本発明の目的は、ディスクドライブを無停止稼動させたまま、且つ信頼性を損ねることなくシステム構成を変更できるストレージシステム及びその構成変更方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のストレージシステムは、複数のディスクドライブと、複数のディスクドライブへのデータの読み書きを制御する一つ以上のコントローラボードと、コントローラボードと複数のディスクドライブとの間のパス切り替えを制御するファイバチャネルスイッチングボードと、コントローラボードとファイバチャネルスイッチングボードとを接続する一つ以上の制御信号ケーブルと、を備える。ファイバチャネルスイッチングボードは、制御信号ケーブルがファイバチャネルスイッチングボードに接続しているか否かを示す接続確認信号に基づいて、コントローラボードとディスクドライブとの間の制御信号系統を調整する制御論理回路を有する。

ここで、制御論理回路は、一つ以上のコントローラボードと一つ以上のファイバチャネルスイッチングボードとの間の接続状態の組み合わせに応じて、コントローラボードとディスクドライブとの間の制御信号系統を調整する。

制御論理回路は、一つ以上のコントローラボードと一つ以上のファイバチャネルスイッチングボードとの間の接続状態の組み合わせに基づいて、複数のディスクドライブの制御を一つのコントローラボードが担当するのか、或いは複数のコントローラボードが担当するのかを設定してもよい。

本発明に係るストレージシステムの構成変更方法は、複数のディスクドライブと、複数のディスクドライブへのデータの読み書きを制御する一つ以上のコントローラボードと、コントローラボードと複数のディスクドライブとの間のパス切り替えを制御するファイバチャネルスイッチングボードとを備えるストレージシステムの構成を変更するための方法であって、コントローラボードとファイバチャネルスイッチボードとを制御信号ケーブルを介して接続し、制御信号ケーブルがファイバチャネルスイッチングボードに接続しているか否かを示す接続確認信号に基づいて、コントローラボードとディスクドライブとの間の制御信号系統を調整する。

本発明によれば、ディスクドライブを無停止稼動させたまま、且つ信頼性を損ねることなくストレージシステムの構成を変更できる。

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施例に係るストレージシステム６００のハードウェア構成を示している。ストレージシステム６００は、主に、記憶制御装置１００と記憶装置３００とから構成される。記憶制御装置１００は、例えば、ホスト計算機２００から受信したコマンドに応答して記憶装置３００へのデータの入出力制御を行う。また、記憶制御装置１００は、管理サーバ４１０から受信したコマンドに応答してストレージシステム６００の構成情報の設定又は変更等の各種の処理を行う。

ホスト計算機２００は、例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、或いはメインフレームコンピュータ等の上位装置である。ホスト計算機２００は、ＳＡＮ５００を介して記憶制御装置１００と通信可能に接続されている。ＳＡＮ５００は、記憶装置３００が提供する記憶資源におけるデータの管理単位であるブロックを単位として、ホスト計算機２００との間でデータの送受信を行うためのストレージネットワークである。ＳＡＮ５００を介してホスト計算機２００と記憶制御装置１００との間で行われる通信プロトコルは、例えば、ファイバチャネルプロトコルである。

ここで、ホスト計算機２００と記憶制御装置１００との間は、必ずしも、ＳＡＮ５００を介して接続されている必要はなく、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して接続されていてもよく、或いは、ネットワークを介さずに直接に接続されていてもよい。ＬＡＮを介して接続される場合には、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）に従って通信を行うこともできる。ホスト計算機２００と記憶制御装置１００との間を、ネットワークを介さずに直接接続する場合には、例えば、ＦＩＣＯＮ（Fibre Connection）（登録商標）、ＥＳＣＯＮ(Enterprise System Connection) （登録商標）、ＡＣＯＮＡＲＣ（Advanced Connection Architecture）（登録商標）、ＦＩＢＡＲＣ（Fibre Connection Architecture）（登録商標）等の通信プロトコルに従って、通信を行ってもよい。

管理サーバ４１０は、外部ＬＡＮ４００を介して管理端末１６０と接続されている。外部ＬＡＮ４００は、例えば、インターネット或いは専用線等で構成される。外部ＬＡＮ４００を介して行われる、管理サーバ４１０と管理端末１６０との間の通信は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルによって行われる。

記憶装置３００は、複数のディスクドライブ３３０を備えている。ディスクドライブ３３０は、例えば、ＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）ディスクドライブ、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）ディスクドライブ、ファイバチャネルディスクドライブ等のハードディスクドライブである。アレイ状に配列された複数のディスクドライブ３３０によって、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成することも可能である。ディスクドライブ３３０により提供される物理的な記憶領域である物理ボリュームには、論理デバイスを定義することができる。記憶制御装置１００と記憶装置３００との間は、ネットワークを介さずに直接に接続してもよく、或いはネットワークを介して接続してもよい。或いは、記憶装置３００と記憶制御装置１００を一体構成としてもよい。

記憶制御装置１００は、チャネル制御部１１０、共有メモリ１２０、キャッシュメモリ１３０、ディスク制御部１４０、管理端末１６０、及び相互結合網１６２を備える。

記憶制御装置１００は、チャネル制御部１１０により、ＳＡＮ５００を介してホスト計算機２００との間の通信を行う。チャネル制御部１１０は、ホスト計算機２００との間でデータ入出力コマンド等を送受信する機能を備える。各々のチャネル制御部１１０は、管理端末１６０と共に内部ＬＡＮ（共有バス）１６１を介して接続されている。かかる構成により、チャネル制御部１１０に実行させるマイクロプログラム等を管理端末１６０からインストールすることが可能である。

相互結合網１６２は、チャネル制御部１１０、共有メモリ１２０、キャッシュメモリ１３０、ディスク制御部１４０、及び管理端末１６０を相互に接続する。チャネル制御部１１０、共有メモリ１２０、キャッシュメモリ１３０、ディスク制御部１４０、及び管理端末１６０の間におけるデータやコマンドの送受信は、相互結合網１６２を介して行われる。相互結合網１６２は、例えば、クロスバスイッチ等で構成される。

共有メモリ１２０とキャッシュメモリ１３０は、それぞれチャネル制御部１１０とディスク制御部１４０とによって共有されるメモリ装置である。共有メモリ１２０は、主として、リソースの構成情報や各種コマンド等を記憶するために利用される。キャッシュメモリ１３０は、主として、ディスクドライブ３３０に読み書きされるデータを一時的に記憶するために利用される。

例えば、あるチャネル制御部１１０がホスト計算機２００から受信したデータ入出力要求が書き込みコマンドであった場合には、チャネル制御部１１０は、書き込みコマンドを共有メモリ１２０に書き込むと共に、ホスト計算機２００から受信した書き込みデータをキャッシュメモリ１３０に書き込む。

一方、ディスク制御部１４０は、共有メモリ１２０を常時監視しており、共有メモリ１２０に書き込みコマンドが書き込まれたことを検出すると、そのコマンドに従って、キャッシュメモリ１３０からダーティデータを読み出して、これを物理ディスクドライブ３００にデステージする。

また、あるチャネル制御部１１０がホスト計算機２００から受信したデータ入出力要求が読み出しコマンドであった場合には、読み出し対象となるデータがキャッシュメモリ１３０に存在するかどうかを調べる。ここで、読み出し対象となるデータがキャッシュメモリ１３０に存在すれば、チャネル制御部１１０は、そのデータをキャッシュメモリ１３０から読み取って、ホスト計算機２００に送信する。

一方、読みだし対象となるデータがキャッシュメモリ１３０に存在しない場合には、チャネル制御部１１０は、読み出しコマンドを共有メモリ１２０に書き込む。ディスク制御部１４０は、共有メモリ１２０を常時監視しており、読み出しコマンドが共有メモリ１２０に書き込まれたことを検出すると、ディスク制御部１４０は、記憶装置３００から読みだし対象となるデータを読み出して、これをキャッシュメモリ１３０に書き込むと共に、その旨を共有メモリ１２０に書き込む。すると、チャネル制御部１１０は読みだし対象となるデータがキャッシュメモリ１３０に書き込まれたことを検出し、そのデータをキャッシュメモリ１３０から読み出して、ホスト計算機２００に送信する。

このように、チャネル制御部１１０とディスク制御部１４０との間では、キャッシュメモリ１３０を介してデータの送受信が行われる。キャッシュメモリ１３０には、ディスクドライブ３３０に記憶されるデータのうち、チャネル制御部１１０やディスク制御部１４０によって、読み書きされるデータが一時的に書き込まれる。

ディスク制御部１４０は、データを記憶する複数のディスクドライブ３３０と通信可能に接続され、記憶装置３００の制御を行う。例えば、上述のように、チャネル制御部１１０がホスト計算機２００から受信したデータ入出力要求に応じて、ディスクドライブ３３０に対してデータの読み書きを行う。

各ディスク制御部１４０は管理端末１６０と共に内部ＬＡＮ１６１で接続されており、相互に通信を行うことが可能である。これにより、ディスク制御部１４０に実行させるマイクロプログラム等を管理端末１６０から送信しインストールすることが可能となっている。

管理端末１６０は、ストレージシステム６００を管理するためのコンピュータである。システム管理者は管理端末１６０を操作することにより、例えば、ディスクドライブ３３０の構成の設定、ホスト計算機２００とチャネル制御部１１０との間のパスの設定、チャネル制御部１１０やディスク制御部１４０において実行されるマイクロプログラムのインストール等を行うことができる。ここで、ディスクドライブ３３０の構成の設定とは、例えば、ディスクドライブ３３０の増設或いは減設、ＲＡＩＤ構成の変更（例えば、ＲＡＩＤ１からＲＡＩＤ５への変更）等をいう。更に、管理端末１６０からは、ストレージシステム６００の動作状態の確認や故障部位の特定、チャネル制御部１１０で実行されるオペレーティングシステムのインストール等の作業を行うこともできる。これら各種の設定や制御は、管理端末１６０が備えるユーザインターフェースを通じて行うことができる。

図２はディスクドライブ３３０のバックインタフェースを示すシステム構成図である。ディスク制御部１４０は、ファイバチャネルケーブル８００及び制御信号ケーブル９００を介して記憶装置３００に接続している。ディスク制御部１４０は、ファイバチャネルインタフェースを制御するための一つ以上のコントローラボード１４１を備える。コントローラボード１４１は、ファイバチャネルケーブル８００を接続するためのポート１４２と、制御信号ケーブル９００を接続するためのポート１４３とを備える。

記憶装置３００は、ＲＡＩＤグループ３４０を構成するための複数のディスクドライブ３３０と、ファイバチャネルケーブル８００とディスクドライブ３３０との間の接続切り替えを制御するための複数のファイバチャネルスイッチボード７００とを備える。ＲＡＩＤグループ３４０は、例えば、４つのディスクドライブ３３０を一組としてグループ化することにより（３Ｄ＋１Ｐ）、或いは８つのディスクドライブ３３０を一組としてグループ化することにより（７Ｄ＋１Ｐ）、構成される。即ち、複数のディスクドライブ３３０のそれぞれが提供する記憶領域が集合して一つのＲＡＩＤグループ３４０が形成される。

ファイバチャネルスイッチボード７００は、ファイバチャネルケーブル８００を接続するためのポート７５１と、制御信号ケーブル９００を接続するためのポート７５２と、ファイバチャネルケーブル８００とディスクドライブ３３０との間の接続切り替えを制御するためのファイバチャネルスイッチ７１０と、ファイバチャネルスイッチ７１０を制御するための制御回路７２０とを備える。制御回路７２０は、コントローラボード１４１から制御信号ケーブル９００を介して伝送される制御信号に基づいてファイバチャネルスイッチ７１０を制御する。

次に、図３乃至図５を参照しながらストレージシステム６００の構成変更について説明する。

図３はストレージシステム６００の基本モデルを示す。コントローラボード１４１は、ファイバチャネルスイッチボード７００に接続している（ｎ＋１）台のディスクドライブ３３０のそれぞれ（番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０のそれぞれ）へのデータの読み書きを制御する。ファイバチャネルスイッチボード７００は、コントローラボード１４１からの指示に基づいて、ファイバチャネルケーブル８００をアクセス先のディスクドライブ３３０に接続切り替えする。

図４はストレージシステム６００のスタンダードモデルを示す。コントローラボード１４１は、ファイバチャネルスイッチボード７００に接続している２（ｎ＋１）台のディスクドライブ３３０のそれぞれ（番号＃００〜＃０ｎ，番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０のそれぞれ）へのデータの読み書きを制御する。スタンダードモデルは、大記憶容量の記憶資源をホスト計算機に提供するストレージシステム６００を低コストで実現することを目的とするシステム構成である。基本モデルのストレージシステム６００に複数のディスクドライブ３３０を更に追加することにより、ストレージシステム６００のシステム構成をスタンダードモデルに変更できる。ストレージシステム６００は、ホスト計算機からのデータアクセスを２４時間いつでも受け付けることが必要なので、基本モデルからスタンダードモデルへの変更は、ファイバチャネルスイッチボード７００に接続済みのディスクドライブ３３０（番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０）を無停止稼動させたままの状態で、ディスクドライブ３３０（番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０）を新たに追加することにより行われる。

但し、一つのコントローラボード１４１が制御するディスクドライブ３３０の台数がある一定数を超えると、コントローラボード１４１の負荷が過大となり、データ転送速度が低下する。複数のコントローラ１４１が分担してディスクドライブ３３０を制御することにより、一つあたりのコントローラ１４１の負担を軽減し、データ転送速度を向上させるシステム構成として、次に説明するハイパフォーマンスモデルがある。

図５はストレージシステム６００のハイパフォーマンスモデルを示す。ハイパフォーマンスモデルでは、複数のコントローラボード１４１，１４７がディスクドライブ３３０の制御を分担処理するので、負荷を分散させることが可能となる。コントローラボード１４１は、番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０の制御を担当し、コントローラボード１４７は、番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０の制御を担当する。ハイパフォーマンスモデルは、データ転送速度の向上を目的とするシステム構成である。

次に、図６乃至図１０を参照しながら本実施形態に係るファイバチャネルスイッチボード７００の詳細構成について説明を加える。図２に示す符号と同一符号のデバイスは、同一のデバイスを示すものとして、その詳細な説明を省略する。

図６はスタンダードモデルにおけるストレージシステム６００のシステム構成を示す。スタンダードモデルでは、一つのコントローラボード１４１が２（ｎ＋１）台のディスクドライブ３３０のそれぞれ（番号＃００〜＃０ｎ，＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０のそれぞれ）へのデータアクセスを制御する。

コントローラボード１４１は、ファイバチャネルケーブル８００の接続切り替えを制御するファイバチャネルスイッチ１４５と、制御信号ケーブル９００に制御信号を伝送するファイバチャネル制御部１４６と、ファイバチャネルスイッチ１４５及びファイバチャネル制御部１４６をそれぞれ制御するマイクロプロセッサ１４４を備える。

ファイバチャネルケーブル８００は、信号線８０１を含む。制御信号ケーブル９００は制御信号線９０１，９０２と、コネクト信号線９０３とを含む。

ファイバチャネルスイッチボード７００は、複数のファイバチャネルスイッチ７１０，７３０，複数の制御回路７２０，７４０，制御信号線９０１〜９０２，９０５〜９０６，コネクト信号９０３，９０７，制御論理回路１０００，トライステートバッファ１００１〜１００４，ＯＲ回路１００５，バッファ１００６〜１００７，複数のポート７５１〜７５４を備える。

ポート７５１は、コントローラボード１４１からのファイバチャネルケーブル８００を接続する。ポート７５２は、コントローラボード１４１からの制御信号ケーブル９００を接続する。ポート７５３は、後述するコントローラボード１４７からのファイバチャネルケーブル８０３を接続する（図７参照）。ポート７５４は、後述するコントローラボード１４７からの制御信号ケーブル９０４を接続する（図７参照）。ファイバチャネルスイッチ７１０とファイバチャネルスイッチ７３０とは、信号線８０２を介して相互に接続されている。

スタンダードモデルでは、制御回路７２０は、制御信号線９０１，９０２を介して伝送される制御信号に基づいて、ファイバチャネルスイッチ７１０を制御し、制御回路７４０は、制御信号線９０１，９０２を介して伝送される制御信号に基づいて、ファイバチャネルスイッチ７３０を制御する。

また、スタンダードモデルでは、コントローラボード１４１は、ファイバチャネルスイッチ７１０を介して番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０にアクセスすることもできるし、ファイバチャネルスイッチ７１０、信号線８０２、及びファイバチャネルスイッチ７３０を介して番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０にアクセスすることもできる。

制御論理回路１０００は、それぞれのコネクト信号線９０３，９０７から出力される接続確認信号の論理値の組み合わせに基づいて、トライステートバッファ１００１〜１００４を制御する。接続確認信号とは、ファイバチャネルケーブル８００がポート７５１に接続されているか否か、ファイバチャネルケーブル８０３がポート７５３に接続されているか否かを検出するための信号である。本実施形態では、制御信号ケーブル９００がポート７５２に接続されている場合には、コネクト信号線９０３から出力される接続確認信号の信号電位はローレベルであるのに対し、制御信号ケーブル９００がポート７５２に接続されていない場合には、コネクト信号線９０３から出力される接続確認信号の信号電位はハイレベルであるものとする。コネクト信号線９０４から出力される接続確認信号の信号電位についても同様である。

スタンダードモデルでは、コネクト信号線９０３から出力される信号電位はローレベルであるのに対し、コネクト信号線９０７から出力される信号電位はハイレベルである。すると、それぞれのトライステートバッファ１００１，１００２，１００４に入力されるイネーブル信号は、ハイレベルとなる一方、トライステートバッファ１００３に入力されるイネーブル信号は、ローレベルとなる。これにより、それぞれのトライステートバッファ１００１，１００２，１００４は、低インピーダンス状態になる一方、トライステートバッファ１００３は、高インピーダンス状態になる。つまり、制御回路７２０，７４０は、制御信号線９０１，９０２を介して外部回路（コントローラボード１４１）に接続する一方、制御回路７２０，７４０は、外部回路（後述するコントローラボード１４７）から切り離された状態になる。

図７はハイパフォーマンスモデルにおけるストレージシステム６００のシステム構成を示す。ハイパフォーマンスモデルでは、コントローラボード１４１が（ｎ＋１）台のディスクドライブ３３０のそれぞれ（番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０のそれぞれ）へのデータアクセスを制御し、コントローラボード１４７が（ｎ＋１）台のディスクドライブ３３０のそれぞれ（番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０のそれぞれ）へのデータアクセスを制御する。

コントローラボード１４７は、ファイバチャネルケーブル８０３の接続切り替えを制御するファイバチャネルスイッチ１５１と、制御信号ケーブル９０４に制御信号を伝送するファイバチャネル制御部１５２と、ファイバチャネルスイッチ１５１及びファイバチャネル制御部１５２をそれぞれ制御するマイクロプロセッサ１５０を備える。

ファイバチャネルケーブル８０３は、信号線８０４を含む。制御信号ケーブル９０４は制御信号線９０５，９０６と、コネクト信号線９０７とを含む。

ハイパフォーマンスモデルでは、制御回路７２０は、制御信号線９０１，９０２を介して伝送される制御信号に基づいて、ファイバチャネルスイッチ７１０を制御する一方、制御回路７４０は、制御信号線９０５，９０６を介して伝送される制御信号に基づいて、ファイバチャネルスイッチ７３０を制御する。

また、ハイパフォーマンスモデルでは、コントローラボード１４１は、ファイバチャネルスイッチ７１０を介して番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０にアクセスする一方、コントローラボード１４７は、ファイバチャネルスイッチ７３０を介して番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０にアクセスする。

更に、ハイパフォーマンスモデルでは、それぞれのコネクト信号線９０３，９０７から出力される信号電位はローレベルである。すると、それぞれのトライステートバッファ１００１，１００３に入力されるイネーブル信号は、ハイレベルとなる一方、トライステートバッファ１００２，１００４に入力されるイネーブル信号は、ローレベルとなる。これにより、それぞれのトライステートバッファ１００１，１００３は、低インピーダンス状態になる一方、トライステートバッファ１００２，１００４は、高インピーダンス状態になる。つまり、制御回路７２０は、制御信号線９０１，９０２を介して外部回路（コントローラボード１４１）に接続する一方、制御回路７４０は、外部回路（コントローラボード１４７）に接続する。

次に、図８乃至図１０を参照しながら、コネクト信号線９０３，９０７から出力される接続確認信号に基づいてトライステートバッファ１００１〜１００４を制御する制御論理回路１０００の詳細について説明する。

制御論理回路１０００は、電圧Ｖｃｃにプルアップされたダイオード１０２０，１０３０、インバータ１０４１，１０４３、及びバッファ１０４２を備える。制御論理回路１０００は、図１０に示す真理値表に基づいてトライステートバッファ１００１〜１００４を制御する。

図８に示すようにスタンダードモデルでは、コネクト信号線９０３の信号電位はローレベルとなり、コネクト信号線９０７の信号電位はハイレベルとなる。インバータ１０４１の出力電位ＥＮ１はハイレベルとなるので、トライステートバッファ１００１は、低インピーダンス状態になる。バッファ１０４２の出力電位ＥＮ２はハイレベルとなるので、トライステートバッファ１００２は、低インピーダンス状態になる。インバータ１０４３の出力電位ＥＮ３はローレベルとなるので、トライステートバッファ１００３は、高インピーダンス状態になる。

図９に示すようにハイパフォーマンスモデルでは、それぞれのコネクト信号線９０３，９０７の信号電位は何れもローレベルとなる。インバータ１０４１の出力電位ＥＮ１はハイレベルとなるので、トライステートバッファ１００１は、低インピーダンス状態になる。バッファ１０４２の出力電位ＥＮ２はローレベルとなるので、トライステートバッファ１００２は、高インピーダンス状態になる。インバータ１０４３の出力電位ＥＮ３はハイレベルとなるので、トライステートバッファ１００３は、低インピーダンス状態になる。

このように、制御論理回路１０００は、一つ以上のコントローラボード１４１，１４７と一つ以上のファイバチャネルスイッチングボード７００との間の接続状態の組み合わせに応じてコントローラボード１４１，１４７とディスクドライブ３３０との間の制御信号系統（制御信号線９０１，９０２，９０５，９０６，制御回路７２０，７４０等を含む信号系統）を調整する。

スタンダードモデルからハイパフォーマンスモデルへの変更手順を以下に示す。
（１）ストレージシステム６００の構成情報を管理する管理端末１６０は、番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０の制御担当をコントローラボード１４１からコントローラボード１４７に変更する。
（２）番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０が稼動している最中に、コントローラボード１４７をファイバチャネルスイッチボード７００に接続する。
（３）制御回路７２０は、コントローラボード１４１のアクセス先が番号＃００〜＃０ｎのディスクドライブ３３０になるようにファイバチャネルスイッチ７１０を設定する。
（４）制御回路７３０は、コントローラボード１４７のアクセス先が番号＃１０〜＃１ｎのディスクドライブ３３０になるようにファイバチャネルスイッチ７３０を設定する。

次に、図１１乃至図１６を参照しながらストレージシステム６００の各種構成について説明する。

図１１はスタンダードモデルの変形例１を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘ，＃１０〜＃１ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ２は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃２０〜＃２ｘ，＃３０〜＃３ｘの制御を担当する。

図１２はスタンダードモデルとハイパフォーマンスモデルとが混載する混載例１を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘ，＃１０〜＃１ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ３は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃２０〜＃２ｘの制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ４は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃３０〜＃３ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。

図１３はスタンダードモデルの変形例２を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘ，＃１０〜＃１ｘ，＃ｎ−２０〜＃ｎ−２ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ２は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃２０〜＃２ｘ，＃３０〜＃３ｘの制御を担当する。

図１４はハイパフォーマンスモデルの変形例１を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ２は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃１０〜＃１ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ３は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃２０〜＃２ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ４は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃３０〜＃３ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。

図１５はスタンダードモデルとハイパフォーマンスモデルとが混載する混載例２を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、スタンダードモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘ，＃１０〜＃１ｘ，＃２０〜＃２ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ４は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃３０〜＃３ｘの制御を担当する。

図１６はハイパフォーマンスモデルの変形例２を示す。コントローラボードＣＴＬ１は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃００〜＃０ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ２は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃１０〜＃１ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ（ｎ−２）は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃ｎ−２０〜＃ｎ−２ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬ（ｎ−１）は、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃ｎ−１０ｘ〜＃ｎ−１ｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。コントローラボードＣＴＬｎは、ハイパフォーマンスモデルのシステム構成に基づいて、番号＃ｎ０ｘ〜＃ｎｘのディスクドライブ３３０の制御を担当する。

本実施形態のファイバチャネルスイッチングボード７００によれば、コントローラボード１４１，１４７の着脱状態を示すコネクト信号線９０３，９０７の信号電位に基づいてストレージシステム６００の構成変更を行うので、ディスクドライブ３３０を無停止稼動させたままの状態で、システム構成を変更できる。しかも、ストレージシステム６００を構成変更する際に、ファイバチャネルスイッチングボード７００を差し替える必要がないので、信頼性を損ねることなく、システム構成を変更できる。

また、ＨＤＤアクセスを制御しているマイクロプロセッサによりパス切り替えが可能になるので、使用中パスに障害を引き起こすことがない。また、ファイバチャネルスイッチングボード７００は、スタンダードモデルとハイパフォーマンスモデルの何れにも使用できるので、システム障害時における、ファイバチャネルスイッチングボード７００の交換及びシステム構成変更の作業は容易である。また、ファイバチャネルスイッチングボード７００は、スタンダードモデルとハイパフォーマンスモデルの何れにも使用できるので、各モデルに適したファイバチャネルスイッチングボードを製造及び管理する必要がなく、コストを下げることができる。

本実施形態に関るストレージシステムのハードウェア構成図である。 ディスクドライブのバックインタフェースを示すシステム構成図である。 基本モデルの概略構成を示す説明図である。 スタンダードモデルの概略構成を示す説明図である。 ハイパフォーマンスモデルの概略構成を示す説明図である。 スタンダードモデルの詳細構成を示す説明図である。 ハイパフォーマンスモデルの詳細構成を示す説明図である。 スタンダードモデルの制御系統の詳細構成を示す説明図である。 ハイパフォーマンスモデルの制御系統の詳細構成を示す説明図である。 制御論理回路の真理値表の説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。 ストレージシステムの構成例を示す説明図である。

符号の説明

１４１…コントローラボード ３００…ファイバチャネルスイッチボード ３３０…ディスクドライブ ９００…制御信号ケーブル １０００…制御論理回路

Claims (8)

1. 複数のディスクドライブと、
   前記複数のディスクドライブへのデータの読み書きを制御する一つ以上のコントローラボードと、
   ストレージシステムの構成情報を管理する管理端末と、
   前記コントローラボードと前記複数のディスクドライブとの間のパス切り替えを制御する一つ以上のファイバチャネルスイッチングボードと、
   を備え、
   前記ファイバチャネルスイッチングボードの各々は、前記コントローラボード及び前記複数のディスクドライブと、ファイバチャネルスイッチを制御する制御回路と、制御論理回路との間のパス切り替えを制御する複数のファイバチャネルスイッチと、
   前記コントローラボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードの前記ファイバチャネルスイッチとの接続のための一つ以上のファイバチャネルケーブルであって、前記制御ボードにより転送されたリード及びライトコマンドを基に前記ディスクドライブと前記コントローラボードとの間の情報を伝送する、一つ以上のファイバチャネルケーブルと、
   前記コントローラボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードの前記制御回路との間の通信を実行する一つ以上の制御信号ケーブルであって、前記コントローラボードによって転送された制御信号を伝送する制御信号ケーブルと、を含み、
   前記制御論理回路は、各々の前記ファイバチャネルケーブル及び各々の前記制御信号ケーブルが前記ファイバチャネルスイッチングボードに接続されているかを示す接続確認信号に基づいて、前記コントロールボードと前記ディスクドライブとの間の制御信号システムを調整し、
   前記制御回路は、前記コントローラボードのアクセス先が前記コントローラボードからのコマンドに基づく前記ディスクドライブになるようにファイバチャネルスイッチを設定し、
   前記制御論理回路は、前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記コントロールボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードとの間の接続に関連する複数のモデルを管理し、
   前記複数のモデルは、１つのコントローラボードが１つのファイバチャネルスイッチングボードに接続されているスタンダードモデル及び、複数のコントローラボードが１つのファイバチャネルスイッチングボードに接続されているハイパフォーマンスモデルであり、
   前記スタンダードモデルから前記ハイパフォーマンスモデルへの構成変更は：
   前記管理端末が、現在前記ファイバチャネルスイッチングボードに接続されている第1のコントローラボードに対して、複数のファイバチャネルスイッチのうち第1のファイバチャネルスイッチに対して接続された第１のディスクドライブを制御するように前記コントローラボードを変更し、前記第１のコントローラボードから現在接続されていない第２のコントローラボードに対して、前記複数のファイバチャネルスイッチのうち第２のファイバチャネルスイッチに接続された第２のディスクドライブを制御するように前記コントローラボードを変更し、
   前記第２のコントローラボードが、前記複数のディスクドライブが稼働している間、前記ファイバチャネルスイッチングボードに対して接続され、
   前記第１のコントローラボードに接続された第１の制御回路は、前記第１のコントローラボードのアクセス先が前記第1のディスクドライブになるように前記第１のファイバチャネルスイッチを設定し、
   前記第２のコントローラボードに接続された第２の制御回路は、前記第２のコントローラボードのアクセス先が前記第２のディスクドライブになるように前記第２のファイバチャネルスイッチを設定する、ように実行される
   ことを特徴とする、ストレージシステム。
2. 前記制御論理回路は、一つ以上の前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記コントローラボードがいずれの前記ディスクドライブを制御するかを調整する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のストレージシステム。
3. 前記制御論理回路は、一つ以上の前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記複数のディスクドライブの制御を一つの前記コントローラボードが担当するのか、或いは複数の前記コントローラボードが担当するのかを設定する
   ことを特徴とする、請求項２に記載のストレージシステム。
4. 前記スタンダードモデルは、前記第１のコントローラボードに接続された第1のコネクト信号線から出力される信号電位が低レベルとなるように管理され、前記第２のコントローラボードに接続された第２のコネクタ信号線から出力される信号電位が高レベルとなるように管理され、
   前記ハイパフォーマンスモデルは、前記第１及び前記第２のコネクト信号線から出力される信号電位が低レベルになるように管理される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のストレージシステム。
5. 複数のディスクドライブと、前記複数のディスクドライブへのデータの読み書きを制御する一つ以上のコントローラボードと、ストレージシステムの構成情報を管理する管理端末と、前記コントローラボードと前記複数のディスクドライブとの間のパス切り替えを制御する一つ以上のファイバチャネルスイッチングボードと、を備えたストレージシステムにおけるストレージシステムの構成変更方法であって、
   前記ファイバチャネルスイッチングボードの各々は、前記コントローラボード及び前記複数のディスクドライブと、ファイバチャネルスイッチを制御する制御回路と、制御論理回路との間のパス切り替えを制御する複数のファイバチャネルスイッチと、
   前記コントローラボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードの前記ファイバチャネルスイッチとの接続のための一つ以上のファイバチャネルケーブルであって、前記制御ボードにより転送されたリード及びライトコマンドを基に前記ディスクドライブと前記コントローラボードとの間の情報を伝送する、一つ以上のファイバチャネルケーブルと、
   前記コントローラボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードの前記制御回路との間の通信を実行する一つ以上の制御信号ケーブルであって、前記コントローラボードによって転送された制御信号を伝送する制御信号ケーブルと、を含み、
   前記制御論理回路は、各々の前記ファイバチャネルケーブル及び各々の前記制御信号ケーブルが前記ファイバチャネルスイッチングボードに接続されているかを示す接続確認信号に基づいて、前記コントロールボードと前記ディスクドライブとの間の制御信号システムを調整し、
   前記制御回路は、前記コントローラボードのアクセス先が前記コントローラボードからのコマンドに基づく前記ディスクドライブになるようにファイバチャネルスイッチを設定し、
   前記制御論理回路は、前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記コントロールボードと前記ファイバチャネルスイッチングボードとの間の接続に関連する複数のモデルを管理し、
   前記複数のモデルは、１つのコントローラボードが１つのファイバチャネルスイッチングボードに接続されているスタンダードモデル及び、複数のコントローラボードが１つのファイバチャネルスイッチングボードに接続されているハイパフォーマンスモデルであり、
   前記スタンダードモデルから前記ハイパフォーマンスモデルへの構成変更は：
   前記管理端末が、現在前記ファイバチャネルスイッチングボードに接続されている第1のコントローラボードに対して、複数のファイバチャネルスイッチのうち第1のファイバチャネルスイッチに対して接続された第１のディスクドライブを制御するように前記コントローラボードを変更し、前記第１のコントローラボードから現在接続されていない第２のコントローラボードに対して、前記複数のファイバチャネルスイッチのうち第２のファイバチャネルスイッチに接続された第２のディスクドライブを制御するように前記コントローラボードを変更し、
   前記第２のコントローラボードが、前記複数のディスクドライブが稼働している間、前記ファイバチャネルスイッチングボードに対して接続され、
   前記第１のコントローラボードに接続された第１の制御回路は、前記第１のコントローラボードのアクセス先が前記第1のディスクドライブになるように前記第１のファイバチャネルスイッチを設定し、
   前記第２のコントローラボードに接続された第２の制御回路は、前記第２のコントローラボードのアクセス先が前記第２のディスクドライブになるように前記第２のファイバチャネルスイッチを設定する、ように実行される
   ことを特徴とする、ストレージシステムの構成変更方法。
6. 前記制御論理回路が、一つ以上の前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記コントローラボードがいずれの前記ディスクドライブを制御するかを調整する
   ことを特徴とする、請求項５に記載のストレージシステムの構成変更方法。
7. 前記制御論理回路が、一つ以上の前記コントローラボードにそれぞれ接続されたコネクト信号線から出力された前記接続確認信号の信号電位の組合せに基づいて、前記複数のディスクドライブの制御を一つの前記コントローラボードが担当するのか、或いは複数の前記コントローラボードが担当するのかを設定する
   ことを特徴とする、請求項６に記載のストレージシステムの構成変更方法。
8. 前記スタンダードモデルは、前記第１のコントローラボードに接続された第1のコネクト信号線から出力される信号電位が低レベルとなるように管理され、前記第２のコントローラボードに接続された第２のコネクタ信号線から出力される信号電位が高レベルとなるように管理され、
   前記ハイパフォーマンスモデルは、前記第１及び前記第２のコネクト信号線から出力される信号電位が低レベルになるように管理される
   ことを特徴とする、請求項５に記載のストレージシステムの構成変更方法。

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