JP4927412B2

JP4927412B2 - 記憶制御方法及びその制御方法

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Description

本発明は記憶制御装置に係り、特に、論理ボリュームに割り当てられる物理ボリュームを論理ボリュームに追加する際、物理ボリュームの性能や信頼性を考慮するようにした、記憶制御装置に関するものである。

この種の記憶制御装置に関連する背景技術として、例えば、特開２００４−１３５４７号公報に記載された記憶制御システムが知られている。この記憶制御システムは、複数のストレージのデータ格納領域にデータを割当てる技術において、そのデータに対するアクセス性能の向上及び信頼性の確保を図ることを目的とし、計算機と、計算機のプログラムが使用するデータを格納する複数の記憶装置と、データを格納するための所定の格納領域に割当てる割当装置とを有し、割当装置は、記憶装置の特性情報とデータの種類又は用途を示すボリューム要件情報とに基づいて、割当てる格納領域の位置を決定する、ことを特徴としている。

また、特開２００３−１５９１５号公報には、記憶装置の容量の自動拡張方法が記載されている。この方法は、記憶装置の記憶領域を一意に決めるのではなく、動的に決定するものである。記憶制御装置は、ホストから記憶装置の論理ボリュームへアクセスされるリードもしくはライトＩ／Ｏの論理ブロックアドレスを監視する。記憶制御装置は、取得された論理ブロックアドレスを元に、論理ボリュームの記憶領域を動的に伸長する。また、記憶制御装置は、ホストの命令部からボリュームサーバへ論理ボリュームの容量縮小／拡張の指示により論理ボリュームの記憶領域を縮小／拡張する。
特開２００４−１３５４７号公報特開２００３−１５９１５号公報

記憶制御装置と、この記憶制御装置に接続された上位装置との間でやり取りされるデータが増大した場合、前記上位装置がアクセスする、記憶制御装置内の論理ボリュームの容量を増やす必要がある。この場合、容量が大きい論理ボリュームを記憶制御装置に設け、この論理ボリュームに既存の論理ボリュームのデータをコピーする事が行なわれる。しかしながら、この方式であると、コピーが完了するまで、論理ボリュームに対する上位装置のアクセスを制限しなければならない。また、特許文献２に記載のように、論理ブロックのストレージ領域を論理ボリュームに動的に追加するとしても、追加されるべきストレージ領域を提供するデバイスの性能など、ストレージ領域の性能如何によっては、論理ボリュームの性能が低下して、記憶制御装置を用いた記憶制御システムの動作に影響が出るおそれがある。そこで、本発明は、論理ボリュームに新たな記憶領域を追加しても、記憶制御装置の動作を損なわないようにした、記憶制御装置を提供する事を目的とする。本発明のさらに他の目的は、論理ボリュームに追加されるべき、記憶領域のグループに、所定性能以上の記憶領域が追加されるようにした記憶制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、論理ボリュームに追加されるべき、記憶領域の集合を同一のプールとしてグループ化し、このプールから論理ボリュームにプール内の記憶領域を割り当てるようにし、かつ、プール内の記憶領域が不足する場合には、このプール内に別の記憶領域を追加するようにした。この構成により、論理ボリュームに追加されるべき記憶領域の属性や特性やあるいは性能を、グループ単位で制御することができる。論理ボリュームの記憶容量を動的に拡張できることは、Allocation on Use（以下、「ＡＯＵ」と称する。）と称されており、ＡＯＵを適用した論理ボリュームを（ＡＯＵボリューム）という。本発明は、詳しくは、プール及びプールに追加されるべき記憶領域に、望まれる属性値を設け、この属性を満たす記憶領域をプールに追加できるようにしたことを特徴とするものである。すなわち、本発明は、上位装置と他の記憶制御装置とに接続され、データを記憶する記憶デバイスと、前記上位装置と他の記憶制御装置との間のデータの入出力を制御する制御装置と、を備えた記憶制御装置であって、前記制御装置は、前記記憶デバイスの物理記憶領域からなる内部ボリュームと、前記他の記憶制御装置の物理記憶領域がマッピングされた外部ボリュームと、を含む複数のボリュームと、前記ボリュームが割当てられ、前記ボリュームから構成される記憶領域を有し、前記内部ボリュームが割当てられた内部プールと前記外部ボリュームが割当てられた外部プールとを含む複数のプールと、を管理し、前記プールと対応付けられ、前記上位装置の書き込み要求に応じて、当該対応付けられたプールから動的に記憶領域が割当てられる論理ボリュームを、前記上位装置に提供し、前記プールに含まれるボリュームが前記内部ボリュームか前記外部ボリュームかの情報を含む属性を示すプール属性情報と、前記ボリュームがプールに割当済みか未割当てか及び当該ボリュームの属性を示すボリューム属性情報と、を有し、前記プール属性情報及び前記ボリューム属性情報に基づいて、当該プールに含まれるボリュームの属性値を満たし、かつ、いずれのプールにも割当てられていないボリュームを当該プールに追加するように構成された、記憶制御装置と、その制御方法であって、プールにボリュームを追加する方法であることを特徴とする。この発明によれば、ＡＯＵボリュームに要求される属性に合致した物理ボリュームをプールに追加することができる。

以上説明したように、本発明によれば、論理ボリュームに対応するプールに新たな記憶領域を追加しても、記憶制御システムの動作を損なわないようにした、記憶制御装置を提供することができる。本発明によれば、さらに、プールに元からある、記憶領域よりも低い性能の記憶領域がプールに追加されないようにした、記憶制御装置を提供することにある。したがって、論理ボリュームの性能が低下して記憶制御システムの動作が低下しないようにできるとともに、重要度が高いデータを信頼性が低い記憶領域に格納してしまう不都合を回避することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る記憶制御装置を備える記憶制御システムを示す、ハードウエアブロック図である。記憶制御装置６００は、複数の記憶デバイス３００と、情報処理装置（Ｈｏｓｔ）からの入出力要求に応答して、記憶デバイス３００への入出力制御を行う記憶デバイス制御部１００Ａとを備えて構成されている。情報処理装置１乃至３（２１０，２２０，２３０）はＬＡＮ４００を介して記憶制御装置６００と接続されている。情報処理装置１乃至３からは記憶制御装置６００に対してファイル名指定によるデータアクセス要求（ファイル単位でのデータ入出力要求）がチャネル制御部（チャネルアダプタ）ＣＨＮ１乃至ＣＨＮ４（１１０）に送信される。

ＬＡＮ４００にはバックアップデバイス９１０が接続されている。バックアップデバイス９１０はＬＡＮ４００を介して記憶デバイス制御装置１００との間で通信を行うことにより記憶デバイス３００に記憶されているデータのバックアップデータを記憶する。

記憶デバイス制御装置１００はチャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）を備える。記憶デバイス制御装置１００は、チャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）とＬＡＮ４００とを介して、情報処理装置１乃至３と、バックアップデバイス９１０と、記憶デバイス３００との間のライトアクセス又はリードアクセスを媒介する。チャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）は情報処理装置１乃至３からのファイルアクセス要求を個々に受け付ける。すなわち、チャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）には個々にＬＡＮ４００上のネットワークアドレス（例えば、ＩＰアドレス）が割り当てられていて、それぞれが個別に、後述のファイルサーバ（ＮＡＳ）として振る舞い、ファイルサーバといしてのサービスを情報処理装置１乃至３（２００）に提供する。

このように１台の記憶制御装置６００に個別にＮＡＳとしてのサービスを提供するチャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）を備えるように構成したことで、従来、独立したコンピュータで個々に運用されていた、ファイルサーバが一台の記憶制御装置６００に集約される。そして、これにより記憶制御装置６００の統括的な管理が可能となり、各種設定・制御や障害管理、バージョン管理といった保守業務の効率化が図られる。

情報処理装置３乃至４（２００）はＳＡＮ５００を介して記憶デバイス制御装置１００と接続されている。ＳＡＮ５００は、記憶デバイス３００が提供する記憶領域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情報処理装置３乃至４（２３０，２４０，２５０）との間でデータの授受を行うためのネットワークである。

ＳＡＮ５００を介して行われる情報処理装置３乃至４と記憶デバイス制御装置１００との間の通信は一般にファイバチャネルプロトコルに従って行われる。ＳＡＮ５００にはＳＡＮ対応のバックアップデバイス９００が接続されている。

記憶デバイス制御装置１００は、チャネル制御装置ＣＨＮ１乃至４（１１０）に加えて、更にチャネル制御部ＣＨＦ１乃至２（１１１）を備える。記憶デバイス制御装置１００はチャネル制御部ＣＨＦ１乃至２（１１１）とＳＡＮ５００とを介して、情報処理装置３乃至４及びＳＡＮ対応バックアップデバイス９００との間の通信を行う。

情報処理装置５（２５０）は、更に、ＬＡＮ４００やＳＡＮ５００等のネットワークを介さずに記憶デバイス制御装置１００と接続されている。ＳＡＮ５００には、記憶制御装置６００の設置場所（プライマリサイト）とは遠隔した場所（セカンダリサイト）に設置される他の記憶制御装置６１０が接続されている。記憶制御装置６１０は、レプリケーション又はリモートコピーの機能におけるデータの複製先の装置として利用される。

このように、記憶制御装置６００内にチャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）、チャネル制御部ＣＨＦ１乃至２（１１１）、チャネル制御部ＣＨＡ１乃至２（１１２）を混在させて装着させることにより、異種ネットワークに接続できる記憶制御システムを実現できる。即ち、この記憶制御装置６００は、チャネル制御部ＣＨＮ１乃至４（１１０）を用いてＬＡＮ４００に接続し、かつチャネル制御部ＣＨＦ１乃至２（１１１）を用いてＳＡＮ５００に接続するという、ＳＡＮ−ＮＡＳ統合ストレージシステムである。ＬＡＮ、ＳＡＮのネットワークは、ＦＣ−ＳＷによって構成されている。

接続部１５０は、各々のチャネル制御部１１０、共有メモリ１２０、キャッシュメモリ１３０、及び各々のディスク制御部１４０を相互に接続する。これらのチャネル制御部１１０、共有メモリ１２０、キャッシュメモリ１３０、及びディスク制御部１４０相互間のコマンド又はデータの送受信は接続部１５０を介して行われる。接続部１５０は例えば高速スイッチングによりデータ伝送を行う超高速クロスバスイッチ等の高速バスで構成される。接続部１５０は、記憶デバイス３００のボリュームとファイルサーバ（ＣＨＮ１乃至ＣＨＮ４）との間のパスの形成及び切り替えを行う。

共有メモリ１２０、及びキャッシュメモリ１３０はチャネル制御部１１０、及びディスク制御部１４０が共用するメモリ装置である。共有メモリ１２０は主として制御情報やコマンド等を記憶するために利用され、キャッシュメモリ１３０は主としてデータを記憶するために利用される。ディスク制御部１４０は共有メモリ１２０を監視しており、共有メモリ１２０に書き込みコマンドが書き込まれたと判定すると、当該書き込みコマンドに従ってキャッシュメモリ１３０からライトデータを読み出して、これを記憶デバイス３００に書き込む。

あるチャネル制御部１１０が情報処理装置２００から受け取ったデータ入出力コマンドが読み出しコマンドであった場合に、当該チャネル制御部１１０はその読み出しコマンドを共有メモリ１２０に書き込むとともに、読み出し対象となるデータがキャッシュメモリ１３０に存在しているか否かをチェックする。

ディスク制御部１４０はチャネル制御部１１０から送信された論理アドレス指定による記憶デバイス３００へのデータアクセス要求を、物理アドレス指定によるデータアクセス要求に変換し、チャネル制御部１１０から出力されるＩ/Ｏ要求に応答して記憶デバイス３００へのデータの書き込み又は読み取りを行う。

記憶デバイス３００は、単一又は複数のディスクドライブを備えており、情報処理装置２００からアクセス可能な記憶領域を提供する。記憶デバイス３００が提供する記憶領域には単一又は複数の物理ボリュームの記憶空間を合わせた論理ボリュームが設定されている。記憶デバイス３００に設定される論理ボリュームには、情報処理装置２００からアクセス可能なユーザ論理ボリュームや、チャネル制御部１１０の制御のために使用されるシステム論理ボリュームがある。

ユーザ論理ボリュームはＲＡＩＤによって構成されている。管理端末１６０は記憶制御装置６００を保守・管理するためのコンピュータ装置であり、内部ＬＡＮ１５１を通じて各々のチャネル制御部１１０とディスク制御部１４０に接続している。管理者は管理端末１６０を操作することで記憶デバイス３００のディスクドライブの設定、論理ボリュームの設定、チャネル制御１１０やディスク制御部１４０で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可能である。

前記ユーザ論理ボリュームの一部は既述のＡＯＵボリュームとして、図２に示すように設定されている。ＡＯＵボリューム（ＡＯＵvol）は、Ｈｏｓｔからアクセス可能である。それぞれのＡＯＵvolにはプールＡが割り当てられている。プールＡには物理ボリューム(物理記憶領域)１００Ａ〜１００Ｄが割り当てられ（マッピングされ）ている。ＡＯＵボリュームそれ自体は記憶領域を持たない仮想的なボリュームであり、ＡＯＵボリュームの実際の記憶領域をプールの物理ボリュームが提供している。

ＡＯＵvolにホストからデータ書き込み命令が来ると、例えば物理ボリューム１００Ａにデータが書き込まれる。記憶制御装置は複数のプール(プールＡ，Ｂ)を備えている。各プールはＡＯＵvolに割り当てられている。同一のプールが複数のＡＯＵｖｏｌに割り当てられても良い。１００Ｅ及び１０１Ｅはプールに割り当てられていない物理ボリュームである。プール内の物理ボリュームが不足すると、プールに対して未割り当ての物理ボリュームをプールに追加する。図２３はこの動作を示す、論理ブロック図である。プールに未割り当ての物理ボリューム１００ＥがプールＡに追加され、この物理ボリューム１００ＥがＡＯＵvolに割り当てられる様子が図２３に示されている。物理ボリューム１００Ｅが新たにＡＯＵvolに割り当てられ、物理ボリューム１００Ｅが持っているストレージ領域にホストからのデータが新たに書き込まれることが図２３に示されている。

図２４はＡＯＵボリュームのアドレスマッピングテーブルである。ＡＯＵボリュームの（１）・・・・（５）は論理ブロックアドレスのグループであり、例えば（１）で示されるアドレス領域を物理Volが構成していることを示している。物理vol１〜vol５が同一のプールに属していることが、後述のとおり、物理ボリュームあるいは物理ボリュームを提供する記憶デバイスの属性を所定のもの以上に維持するために好ましいが、これら物理Volが異なるプールに属することを必ずしも排除するものではない。

図２４において、２４００はＡＯＵvolが上位装置に認識させている見かけの記憶容量である。即ち、ホスト装置はＡＯＵvolの容量を２４００として認識する。なお、ＡＯＵVolの見かけの記憶容量としては十分大きな値が選択され、あるいは見かけの記憶容量が無制限とすることもある。ホスト装置から記憶制御装置に送られたデータ書き込み命令に、物理記憶領域が割り当てられていない論理ブロックアドレスの領域（２４０２）が含まれる場合には、記憶制御装置は、図２に示した動作にしたがって、プールに属し、ＡＯＵvolに割り当てられていない未割り当ての物理ボリュームをＡＯＵVolに割り当てる。図２のＡＯＵvolに付された点線部が、物理ボリュームがＡＯＵＶｏｌに割り当てられる事により拡張された、ＡＯＵＶｏｌの実際の記憶領域である。

図３はプール領域を明示した、記憶制御システムの機能ブロック図である。ＦＣ−ＳＷ３００２にはＨｏｓｔ３０００Ａ〜３０００Ｃが接続している。記憶制御装置６００はチャネルアダプタ３００６，３００８，３０１０を備え、これらチャネルアダプタは内部バスによって論理ボリュームにアクセスする。記憶制御装置６００は、既述のプールとして、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備え、各プールに複数の物理ボリュームがマッピングされている。プール１０Ａを例にすると、１０Ａ−１，１０Ａ−２が物理ボリュームである。Ｈｏｓｔからアクセスがあった、チャネルアダプタは図２のＡＯＵボリュームを介して、ＡＯＵボリュームに対応するプール内の物理ボリュームにライトデータを書き込む。

記憶制御装置６００内には、プールに対応付けされていない物理ボリューム或いはＡＯＵとしてではない論理ボリュームが設けられている。これら物理ボリューム又は論理ボリュームは符号３０１４及び３０１６によって示されている。符号３０２６は、記憶制御装置６００内の各種制御設定を実行するための管理プロセッサである。この管理プロセッサには管理コンソール３０２４が接続されている。符号６０１及び６０２は、記憶制御装置に接続される外部記憶制御装置である。これら外部記憶制御装置にもプールが存在する。

外部記憶制御装置６０１は、ＦＣ−ＳＷ３００４を介して記憶制御装置６００に接続されている。符号３０１２はチャネルアダプタであり、１０ｄはプールであり、１０ｄ−１はプール内の物理ボリュームである。記憶制御装置６００に接続するＨｏｓｔは、記憶制御装置内に設定されたＡＯＵボリュームを介して、外部記憶制御装置６０１のプールにアクセス可能である。符号６０２は、ＦＣ−ＳＷ３００４によって記憶制御装置６００にアクセスする外部記憶制御装置である。符号３０２２はチャネルアダプタ、符号１０ｅ及び１０ｆはプールである。符号３０１８は及び３０２０は物理ボリュームである。記憶制御装置６００内に定義されたＡＯＵボリュームを介して、Ｈｏｓｔはプール１０ｅ又は１０ｆにアクセス可能である。さらに、Ｈｏｓｔは記憶制御装置６００に定義された仮想ボリュームを介して外部記憶制御装置６０２のボリューム３０１８，３０２０にアクセス可能である。したがって、記憶制御装置６００は、外部記憶制御装置のボリュームを自身の内部プールの物理ボリュームとして対応付けすることができる。

図４は、図３の記憶制御装置のチャネルアダプタの構成例である。チャネルアダプタは、Ｈｏｓｔとのポート４００と、チャネルアダプタの制御動作を実行するＣＰＵ４０２と、内部バスアダプタ４０３と、ローカルメモリ４０４を備えている。ローカルメモリ４０４には、各種制御テーブルと、制御プログラムが格納されている。ＣＰＵ４０２はこれら制御テーブルを参照して制御プログラムを実行する。制御テーブル及び制御プログラムについて以後順次説明する。なお、制御テーブルは図１の共有メモリ１２０に格納され、複数のチャネルアダプタから参照されるようにしても良い。制御テーブルは、図３の管理プロセッサ３０６によって、メモリに登録される。管理用コンソール３０４は、制御テーブルの作製するためのＧＵＩを画面に表示して、管理者に提供する。

図５は論理ボリューム（ＡＯＵボリューム）とプールとの対応関係を示す制御テーブルである。例えば、論理ボリュームＩＤａ０，ａ１がＩＤ１０のプールに対応している事を示している。ＩＤ１０のプールがＡＯＵボリュームａ０及びａ１に記憶領域を提供している。図６は、プールと物理ボリュームとの対応関係を示す制御テーブルである。例えば、プールＩＤ１０に１００〜１０２の物理ボリュームが対応付けられている。図７は、プール毎の属性を示す制御テーブルである。例えば、プールＩＤ１０に対応する物理ボリュームは、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ５であり、物理ボリュームを提供するドライブタイプがファイバチャネル（ＦＣ）であり、ＨＤＤモデルの回転数が１５０００ｒｐｍ以上のものであり、制御装置６００内の内部デバイスであり、物理ボリュームの記憶容量が３６GBである事を示している。なお、外部Ｈｉｇｈ−ｅｎｄとは、記憶制御装置６００に接続する、ハイエンドクラスの外部記憶制御装置であることを示し、外部Ｍｉｄ−ｒａｎｇｅとは、記憶制御装置６００に接続する、ミッドレンジクラスの外部記憶制御装置であることを示す。容量が高いほど、高いレベルの属性及びポリシー（後述）を持った記憶デバイス（記憶領域）として、チャネルアダプタは認識する。

図８は、物理ボリュームの属性テーブルである。例えば、ＩＤ１００の物理ボリュームのＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ５であり、物理ボリュームを提供するドライブタイプがＦＣであり、ＨＤＤモデルが１５０００ｒｐｍのものであり、ドライブは記憶制御装置６００内に接続されたものである。割り当てフラグは、物理ボリュームがあるプールに対応付けられたか否かを示す制御記号である。物理ボリュームがあるプールに対応付けられた時にはフラグが「１」にセットされ、物理ボリュームがプールに対応付けられていないか、プールへの対応付けからリリースされたときにはフラグが「０」にクリアされる。

図９は、プール及び物理ボリュームの属性の一つである性能をレベル化するためのテーブルである。例えば、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ１であり、ＨＤＤモデルが７２００回転であり、接続タイプが外部ミッドレンジである場合は、性能レベル１が対応付けされている。性能レベルが上がるにしたがって、ホストと記憶制御装置との間、データ書き込みあるいはデータ読み込みの性能が高いことを示している。例えば、データ書き込み速度やデータ読み込み速度が高いことを示している。図１０は、プール及び物理ボリュームの属性の一つである信頼性をレベル化するためのテーブルである。例えば、ドライブタイプがＡＴＡであり、接続タイプが外部ミッドレンジである場合は、信頼性レベル１が対応付けされている。

信頼性レベルが上がるにしたがって、ホストと記憶制御装置との間、データ書き込みあるいはデータ読み込みの信頼性が高いことを示している。例えば、物理ボリュームが外部記憶制御装置内にある場合には、ＦＣ−ＳＷの不良によって記憶制御装置６００は外部記憶制御装置の物理ボリュームにアクセスすることができない。一方、物理ボリュームが記憶制御装置６００内に存在する場合には、このようなおそれがない。

図１１はホストからＡＯＵボリュームに対するデータ書き込みを示す、データ書き込み動作を示すフローチャートである。チャネルアダプタのＣＰＵ４０２（図４）がメモリ４０４のデータ書き込みプログラムに基づいてこのフローチャートを実行する。チャネルアダプタは、ホストからの書き込みデータから書き込み対象のＡＯＵボリュームのＩＤを取得する（１１００）。チャネルアダプタは、図５に示す論理ボリューム（ＡＯＵボリューム）−プールテーブルを参照して、書き込み対象の論理ボリュームに対応するプールＩＤを取得する（１１０２）。チャネルアダプタは、図６に示す、プール物理ボリュームテーブルを参照して、取得したプールＩＤに含まれる物理ボリュームＩＤを取得する（１１０４）。次いで、チャネルアダプタは、取得した物理ボリュームＩＤに対応する物理ボリュームにデータを書き込む（１１０８）。

チャネルアダプタはディスク制御部１４０（図１）のデータ書き込み成否信号を受けて、データ書き込み結果をチェックする（１１０８）。物理ボリュームにデータ書き込みが成功した場合にはフローチャートを終了する。データ書き込みが成功した場合には、ステップ１１１０に移行し、取得したプールＩＤに含まれる他の物理ボリュームについて、ステップ１１０４，１１０６、及び１１０８を実行する。全ての物理ボリュームについてデータ書き込みが失敗した場合は、ステップ１１１２に移行して、チャネルアダプタはプールに新たな物理ボリュームを追加するためのプログラムを実行する。ステップ１１１４において、チャネルアダプタはプールに新たな物理ボリュームを追加出来たか否かを判定し、これが成功した場合は、新たに追加された物理ボリュームにデータを書き込み。この判定が否定された場合は、チャネルアダプタは図１１の処理を異常終了する。この場合、新たな物理ボリュームを記憶制御装置６００に追加する必要がある。

図１２は、プールに新たな物理ボリュームを追加する処理を示すフローチャートである。チャネルアダプタのＣＰＵ４０２（図４）がメモリ４０４のプール割り当てプログラムに基づいてこのフローチャートを実行する。図１１のステップ１１１０において、プールにホストからのチャネルアダプタに発行された書き込みデータを格納可能な物理ボリュームがない場合は、チャネルアダプタのメモリの所定領域にプール割り当て要求フラグがセットされ、ＣＰＵ４０２はこのフラグのセットを認識して、図１２のフローチャートを実行する。

チャネルアダプタは、プール割り当て要求から、物理ボリュームを割り当てるプールＩＤを取得する（１２００）。チャネルアダプタは、プール属性テーブル（図７）から取得したプールＩＤに対応するプール属性情報を取得する（１２０２）。チャネルアダプタは、物理ボリューム属性テーブル（図８）を参照し、性能レベルテーブル（図９）及び信頼性レベルテーブル（図１０）を基に、取得したプール属性情報の性能レベル信頼性レベルと最も近く、かつ性能レベル及び信頼性レベルとも全て上回る物理ボリューム属性を持つ、いずれのプールにも未割り当て（割り当てフラグが「０」）の物理ボリュームＩＤを一つ検索する（１２０４）。

検索の結果、該当する部地理ボリュームが存在しない場合は、新たな物理ボリュームを記憶制御装置６００に設定する必要があるとして、チャネルアダプタは図１２のフローチャートを異常終了する（１２０６）。検索の結果、新たな物理ボリュームが存在する場合は、チャネルアダプタはステップ１２０８に移行し、検索した物理ボリューム属性テーブル（図８）の割り当て済みフラグを「１」にセットする。次いで、チャネルアダプタは、プール−物理ボリュームテーブル（図６）に検索した物理ボリュームのＩＤとこの物理ボリュームが割り当てられるプールＩＤのエントリを追加する。

図１３は、或るプールに割り当てられている物理ボリュームを他のプールに割り当てられている物理ボリュームに変更する処理を示すフローチャートである。チャネルアダプタのＣＰＵ４０４はメモリ４０４のデータ再配置プログラムに基づいてこのフローチャートを実行する。チャネルアダプタは、プール−物理ボリュームテーブル（図５）を走査し、プールに登録されている物理ボリュームの、データが格納されていない残存容量の合計値がある閾値以下であるプールＩＤをリストアップする。ステップ１３０２において、リストアップされた全てのプールＩＤが走査されたか否かがチェックされ、これが肯定された場合には、図１３のフローチャートが終了される。

ステップ１３０４では、チャネルアダプタは、リストアップした一つのプールＩＤを走査し、プール属性テーブル（図７）および物理ボリューム属性テーブル（図８）を参照し、プール属性と物理ボリューム属性が一致していないプールと物理ボリュームの組を検索する。ステップ１３０６では、この組があるか否かチェックされ、この組が検索されないときには、「該当なし」として、他のリストアップされたプールＩＤについてステップ１３０４の処理が実行される。ステップ１３０６について、該当する組が存在する場合にはステップ１３０８に移行する。

チャネルアダプタは、検索したプールと物理ボリュームの組について、性能レベルテーブル（図９）および信頼性レベルテーブル（図１０）を基に、検索したプールと物理ボリュームの組について、性能レベルテーブルおよび信頼性レベルテーブルを基に、プール属性情報（図７）の性能レベルおよび信頼性レベルと最も近く性能レベルおよび信頼性レベルが全て上回り、且つ、検索された物理ボリューム属性情報の性能レベルおよび信頼性レベルを下回る物理ボリューム属性を持つ、別の未割り当ての物理ボリュームを検索する。

即ち、プールに設定されている属性値以上の物理ボリュームが、プールに割り当てられている場合に、この物理ボリュームに交換可能な他の物理ボリュームであって、どのプールにも割り当てられていない物理ボリュームを検索する。なお、この物理ボリュームの容量は、ＡＯＵボリュームの容量を増加させる十分な容量を持っているものとする。物理ボリュームの容量の情報は、物理ボリューム属性テーブル（図８）に設定されている。チャネルアダプタは、このテーブルを参照して、所定の容量を持った物理ボリュームを検索する。

この検索の結果、目的とする物理ボリュームが存在しない場合にはステップ１３０２にリターンして、チャネルアダプタは他のプールＩＤについてステップ１３０４〜１３０８９を実行し、目的とするステップがある場合にはステップ１３１２に進む（１３１０）。ステップ１３１２では、チャネルアダプタは、検索された目的とする物理ボリュームに対応する物理ボリューム属性テーブルのエントリの割当済みフラグを「１」に設定する。ステップ１３１４では、チャネルアダプタは、検索したプールに対応する物理ボリューム内のデータを検索された目的とする物理ボリュームに移動する。

ステップ１３１６では、チャネルアダプタは、検索したプールと物理ボリュームの組に対応するプール-物理ボリュームテーブル（図６）のエントリの物理ボリュームIDを、データ移動先物理ボリュームの物理ボリュームIDに書き換える。チャネルアダプタは、ステップ１３００でリストアップされた全てのＩＤのプールについて、既述の処理を実行して、図１３の処理を終了する。以上の処理によって、プールに過剰な属性の物理ボリュームが割り当てられていた場合には、この物理ボリュームを開放して、プールの属性にあった物理ボリュームを割り当てる。すなわち、ＡＯＵボリュームの残存容量が或る閾値以下に
なった場合には、新たな物理ボリュームがＡＯＵボリュームに対応するプールに追加される。

一方、この際、プールに過剰な属性の物理ボリュームが存在する場合には、この物理ボリュームを開放して、プールとの対応関係を解いて、要求される属性が高い他のプールへの割り当てに備える。なお、図１３のフローチャートを変更して、プールの残存記憶容量がある閾値（例えば、プールの合計記憶容量の１０％）以下の場合に、新たな物理ボリュームをプールに追加するだけでも良い。プールに未割り当ての物理ボリュームを確保するために、チャネルアダプタが発見できないときには、チャネルアダプタは図１４に示すフローチャートを実行する。

プールの記憶容量がある閾値以下になった場合、チャネルアダプタは、管理者にアラートを報知して、図１３の処理が実行されていることを知らしめることができる。また、チャネルアダプタは、容量が足りなくなったプールに割り当てる物理ボリュームが不足、すなわち、物理ボリュームの記憶容量が不足している場合にも、管理者にアラートを報知して、記憶制御装置６００に新たな物理ボリュームを追加する必要があることを知らしめる事が出来る。プールに追加される物理ボリュームの容量をある値に固定しても良いし、プールの残存容量に応じて物理ボリュームの容量を変えても良い。また、ＡＯＵボリュームに要求される要請に応じて、ＡＯＵボリュームに割り当てられるプールの合計記憶容量や物理ボリュームの合計記憶容量を、適宜設定、あるいは適宜変更しても良い。

物理ボリュームを記憶制御装置６００に増設する方策は、記憶制御装置６００に新たなハードディスクを増設する場合と、記憶制御装置６００に外部記憶制御装置内の物理ボリュームをマッピングする場合とがある。図１３のフローチャートは、所定周期で実行されることが望ましい。一方、残存記憶容量がある閾値以下になったプールをチャネルアダプタが特定して、このプールについてだけ物理ボリュームの追加処理を行っても良い。複数のＡＯＵボリュームについて残存記憶容量が不足している場合、優先されるＡＯＵボリュームに対応するプールについて、物理ボリュームの追加が優先される。

ＡＯＵボリュームの優先度は数値化されて、制御テーブルの形でメモリに設定することができる。チャネルアダプタは、この優先度をチェックして、優先度の高いＡＯＵボリュームのプールから物理ボリュームの追加を実行するようにする。チャネルアダプタは、ＡＯＵボリュームへのホストからのアクセス頻度をチェックし、アクセス頻度の高いＡＯＵボリュームを優先度が高いボリュームと判断することができる。チャネルアダプタは、ホストからのライトアクセスの頻度の高いＡＯＵボリュームのプールに、より多くの物理ボリュームを割り当てるか、あるいはより容量が大きい物理ボリュームを割り当てる様にしても良い。なお、優先度の尺度を何にするかは、管理者によって適宜決定される。既述の例のほか、顧客向けのボリュームを優先する、社内の経理部門向けボリュームを優先する、等である。

チャネルアダプタは、メモリ４０４プール追加プログラムにしたがって、図１４のフローチャートを実行する。ステップ１４００では、チャネルアダプタは、新たに増設したディスクもしくは新たに接続した外部接続ストレージから性能および信頼性に関する情報を取得し、物理ボリューム属性テーブル（図８）にエントリを追加する。ステップ１４０２では、プール属性テーブル（図７）を参照し、新たに追加した物理ボリューム属性テーブルエントリの属性情報と合致するプールIDを検索する。ここで検索されるプールＩＤは、残存記憶容量がある閾値以下のプールのものであることが好適である。

チャネルアダプタは、さらに、検索したプールIDと、追加した物理ボリューム属性テーブルエントリの物理ボリュームIDを組として、プール-物理ボリュームテーブルにエントリを追加する（１４０４）。以上の処理によって、残存記憶容量が不足しているＡＯＵボリュームに、新たに設定された物理ボリュームを対応付けすることができる。なお、記憶制御装置６００への新たな物理ボリュームの追加を定期的に行なうか、全ＡＯＵボリュームの残存記憶容量を監視して、あるいは全ＡＯＵボリュームへのホストからのライトアクセス頻度を監視して、プールへ割り当てられない物理ボリュームを物理ボリューム属性テーブル（図８）にエントリしておくことでも良い。

図１５は、記憶制御装置６００に、外部記憶制御装置の物理ボリュームがマッピングされている様子を示している。１５００，１５０２，１５０４は、ＡＯＵボリュームに対応付けられたプールである。１５００Ａ，１５００Ｂはプール１５００に割り当てられた仮想ボリュームである。１５００Ｃ及び１５０２Ｃは、プールに属しない仮想ボリュームである。１５０２Ａ及び１５０２Ｂはプール１５０２に属する仮想ボリュームである。１５０４Ａはプール１５０４に属する仮想ボリュームである。６０１は外部記憶制御装置であり、６０１Ａ〜６０１Ｆは外部記憶制御装置内の実際の物理ボリュームである。

６０２はさらに他の外部記憶制御装置であり、６０２Ａは実際の物理ボリュームである。外部記憶制御装置の物理ボリュームは図１５において矢印で示されるように、第１の記憶制御装置６００の仮想ボリュームにマッピングされている。ホストは仮想ボリュームにアクセスすることができる。仮想ボリュームに対するライトデータは、仮想ボリュームにマッピングされた、外部記憶制御装置内の物理ボリュームに格納することができる。記憶制御装置６００は、仮想ボリュームとこれにマッピングされる、外部記憶制御装置の物理ボリュームの対応関係を示すマッピングテーブルを備えている。チャネルアダプタは、仮想ボリュームと外部記憶制御装置の内部ボリュームである物理ボリューム（物理記憶領域）とのマッッピングを実行するために、仮想ボリュームと内部ボリュームとのパスを形成するとともに、ＦＣ−ＳＷにゾーニング設定を行なう。チャネルアダプタは、このマッピングテーブルを参照して、仮想ボリュームに対応する物理ボリュームにライトデータを格納する。外部記憶制御装置６０１及び６０２が、特許請求の範囲で定義された第２の記憶制御装置に該当する。

次に他の実施形態について説明する。他の実施形態の説明にあたっては、既述の実施形態と相違する部分についてのみ説明を行なう。既述の実施形態と同一の構成、同一の処理動作には、同一の符号を付して、その説明を省略する。図１６は図４の変形例であり、新たな制御テーブルである、プールポリシーテーブル４０５とポリシーテーブル４０７がメモリ４０４に追加されている点が、図４で示す先の実施形態と比較して異なる。図１７は、ポリシーテーブルを示すものである。ここでポリシーとは、プールと物理ボリュームに共通する、属性の指標である。ポリシーとして、図１７に示すように、高性能高信頼、性能重視、信頼性重視、バックアップ用、アーカイブ用、の指標がある。各ポリシーの内容は、図１７に示すとおりである。「高性能高信頼」を例にすると、ＲＡＩＤレベル要件がＲＡＩＤ+１以上であり、ドライブタイプがＦＣ以上であり、ＨＤＤモデル要件が１５０００回転以上であり、ドライブの接続タイプが内部であることが、「高性能高信頼」ポリシーの内容である。

図１８は、プールポリシーテーブルであり、プールＩＤとポリシーとが対応付けられている。各ポリシーは符号化されており、チャネルアダプタはこの符号をチェックすることにより、プールに対して設定されたポリシーに合致する物理ボリュームを、目的とするプールに割り当てることができる。

図１９のフローチャートが図１２のフローチャートと異なるのは、ステップ１９００及びステップ１９０２である。ステップ１９００では、チャネルアダプタは、プール−ポリシーテーブル（図１７）およびポリシーテーブル（図１８）から、取得したプールIDに対応するプールポリシーを取得する。ステップ１９０２では、チャネルアダプタは、物理ボリューム属性テーブルを参照し、性能レベルテーブルおよび信頼性レベルテーブルを基に、取得したプールポリシーに合致する未割り当ての物理ボリュームIDを1つ検索する。すなわち、図１９のフローチャートでは、ポリシーをキーにして、あるポリシーが設定されたプールに対して、このポリシーに合致する属性を持った物理ボリュームを検索して割り当てるようにしている。

図２０のフローチャートが図１３のフローチャートと異なるのは、ステップ２０００とステップ２００２である。チャネルアダプタは、プール属性に代えてポリシーをキーにして、プールに割り付けられるべき物理ボリュームを特定している。ステップ２０００では、チャネルアダプタは、リストアップしたプールＩＤを走査し、プール-ポリシーテーブル、ポリシーテーブルおよび物理ボリューム属性テーブルを参照し、プールポリシーと物理ボリューム属性が一致していないプールと物理ボリュームの組を検索する。ステップ２００２において、チャネルアダプタは、検索したプールと物理ボリュームの組について、性能レベルテーブルおよび信頼性レベルテーブルを基に、プールポリシーに合致し、且つ物理ボリューム属性情報の性能レベルおよび信頼性レベルを下回る物理ボリューム属性を持つ、別の未割り当ての物理ボリュームを検索する。

図２１のフローチャートが図１４のフローチャートと異なる点は、ステップ２１００である。ステップ２１００において、チャネルアダプタは、プール-ポリシーテーブルおよびポリシーテーブルを参照し、新たに追加した物理ボリューム属性テーブルエントリの属性情報と合致するポリシーを持つプールＩＤを検索する。以上説明した図１６〜図２１によって、プール属性に代えてプールポリシィをキーにして、物理ボリュームを選択することができる。なお、物理ボリュームについて、物理ボリューム属性に代わりに、既述のポリシーを指標にすることもできる。

次にさらに他の実施形態について説明する。図２２はこの実施形態を示す、システム構成図である。図２２の構成は、図３のプール１０Ａ内の構成が次の点において相違する他、図３の構成と同様である。プール１０Ａの中の１０Ａ−１（Ｂ）は１０Ａ−１（Ａ）のミラーボリュームである。ホスト装置３０００Ａのライトデータは正ボリューム１０Ａ−１（Ａ）に書き込まれ、正ボリューム１０Ａ−１（Ａ）のデータが副ボリューム１０Ａ−１（Ｂ）に同期コピーされる。１０Ａ−２は、ミラーボリュームが割り当てられていない物理ボリュームである。

プールの容量が不足して、チャネルアダプタが新たな記憶領域を、プール内のボリュームに割り当てる際に、追加する記憶領域が不足していない場合には、正ボリューム及び副ボリュームの相当に記憶領域を割り当てる。一方、割り当てるべき記憶領域に余裕がない場合には、正ボリュームを優先して割り当てる。既述のとおり、正ボリュームに割り当てるべき記憶領域は、プールに対して設定されている属性やポリシー以上の属性、ポリシーが設定された記憶デバイスによるものである。プールに割り当てるべき記憶容量が不足している場合には、チャネルアダプタは、正ボリュームと副ボリュームのコピーペアの関係をクリアして、副ボリュームの記憶領域を正ボリュームに割り当ててもよい。

既述の実施形態では、プールに属性を設定して、プールに割り当てられる物理ボリュームを制限したが、ＡＯＵボリュームに属性を設定して、ＡＯＵボリュームに割り当てられるプールを選択しても良い。また、既述の実施形態において、プールに設定された属性に合致するドライブが無い場合、プールに設定された属性より優れる属性のドライブをプールに対応させても良い。例えば、プールａ０の属性がＳＡＴＡ以上のドライブである場合、ＳＡＴＡドライブが無い場合、ＦＣドライブをプールａ０に割り当てても良い。ＳＡＴＡドライブが記憶制御装置に追加された場合に、ＦＣドライブをプールａ０から開放して、ＳＡＴＡドライブをプールａ０に割り当てることもできる。なお、属性及びポリシーとは、管理者あるいはユーザによって、適宜設定あるいは決定される、記憶デバイスの性能や、仕様、要求などに関するパラメータである。記憶制御装置は、このパラメータに基づいて、属性やポリシーを判定する。既述の実施形態では、属性及びポリシーをＲＡＩＤレベル、性能レベルに関する複数の要素の集合からなるものとして説明したが、既述の要素の一つ又は適当な２つ以上を属性及び/又はポリシーとすることができる。また、既述の実施形態を適宜組み合わせることもできる。

本発明に係る記憶制御装置を備える記憶制御システムを示す、ハードウエアブロック図である。ＡＯＵボリュームを説明するための、機能ブロック図である。プール領域を明示した、記憶制御システムの機能ブロック図である。記憶制御装置のチャネルアダプタのハードウエアブロック図である。論理ボリューム（ＡＯＵボリューム）とプールとの対応関係を示す制御テーブルである。プールと物理ボリュームとの対応関係を示す制御テーブルである。プール毎の属性を示す制御テーブルである。物理ボリュームの属性テーブルである。プール及び物理ボリュームの属性の一つである性能をレベル化するためのテーブルである。プール及び物理ボリュームの属性の一つである信頼性をレベル化するためのテーブルである。ホストからＡＯＵボリュームに対するデータ書き込みを示す、データ書き込み動作を示すフローチャートである。プールに新たな物理ボリュームを追加する処理を示すフローチャートである。或るプールに割り当てられている物理ボリュームを他のプールに割り当てられている物理ボリュームに変更する処理を示すフローチャートである。物理ボリュームを記憶制御装置に追加するフローチャートである。第１の記憶制御装置に第２記憶制御装置の物理ボリュームがマッピングされている様子を示す、ハードウエアブロック図である。第２の実施形態に係る、記憶制御装置のチャネルアダプタのハードウエアブロック図である。ポリシーとポリシーの内容である属性との関係を示す制御テーブルである。プールＩＤとポリシーとの関係を示す、制御テーブルである。第２の実施形態に係る、プールに新たな物理ボリュームを追加する処理を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る、或るプールに割り当てられている物理ボリュームを他のプールに割り当てられている物理ボリュームに変更する処理を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る、物理ボリュームを記憶制御装置に追加するフローチャートである。複数の物理ボリュームにミラー構成が適用された状態を示すブロック図である。プールに未割り当ての物理ボリュームをプールに割り当てる動作を示した、記憶制御システムの機能ブロック図である。ＡＯＵボリュームのアドレスマッピングテーブルである。

符号の説明

１０プール、１００Ａ記憶デバイス制御装置、１００〜１０２物理ボリューム、１１０，１１１，１１２チャネル制御部、１４０ディスク制御部、２１０，２２０，２３０，２４０，２５０情報処理装置（上位装置又はホスト装置）、３００記憶デバイス、６００第１の記憶制御装置、６０１，６０２外部記憶制御装置（第２の記憶制御装置）、ａ０，ａ１ＡＯＵボリューム

Claims

上位装置と他の記憶制御装置とに接続され、
データを記憶する記憶デバイスと、
前記上位装置と他の記憶制御装置との間のデータの入出力を制御する制御装置と、
を備えた記憶制御装置であって、
前記制御装置は、
前記記憶デバイスの物理記憶領域からなる内部ボリュームと、前記他の記憶制御装置の物理記憶領域がマッピングされた外部ボリュームと、を含む複数のボリュームと、
前記ボリュームが割当てられ、前記ボリュームから構成される記憶領域を有し、前記内部ボリュームが割当てられた内部プールと前記外部ボリュームが割当てられた外部プールとを含む複数のプールと、
を管理し、
前記プールと対応付けられ、前記上位装置の書き込み要求に応じて、当該対応付けられたプールから動的に記憶領域が割当てられる論理ボリュームを、前記上位装置に提供し、
前記プールに含まれるボリュームが前記内部ボリュームか前記外部ボリュームかの情報を含む属性を示すプール属性情報と、前記ボリュームがプールに割当済みか未割当てか及び当該ボリュームの属性を示すボリューム属性情報と、を有し、
前記プール属性情報及び前記ボリューム属性情報に基づいて、当該プールに含まれるボリュームの属性値を満たし、かつ、いずれのプールにも割当てられていないボリュームを当該プールに追加するように構成された、記憶制御装置。
複数の前記論理ボリュームが同一の前記プールに対応付けられている請求項１記載の記憶制御装置。
前記属性に、前記ボリュームの性能又は信頼性が含まれる、請求項１記載の記憶制御装置。
前記制御装置は、前記プール属性情報を属性テーブルとして管理し、前記プール属性テーブルに設定された属性値以上の属性を持つ、新たなボリュームを、前記プールに設定する、請求項３記載の記憶制御装置。
前記プールに含まれる記憶領域の容量のうち前記論理ボリュームに割当てられていない記憶領域の合計容量が所定の閾値以下になったときに、前記制御装置は、当該プールに新たなボリュームを追加する、請求項１記載の記憶制御装置。
前記プール属性情報が、前記プールに設定されるポリシーである、請求項１記載の記憶制御装置。
前記制御装置は、
前記プールに含まれる第１のプールに割当てられた前記ボリュームのうち、前記第１のプールのプール属性情報が示すボリュームの属性値以上の第１のボリュームを抽出し、
前記プールに割当てられていない前記ボリュームのうち、前記第１のボリュームよりも属性値が低く、前記第１のプールのプール属性情報が示すボリュームの属性値以上の第２のボリュームを抽出し、
前記第１のボリューム内のデータを前記第２のボリュームにコピーし、
前記第１のボリュームのボリューム属性情報をプール未割当てに変更し、前記第２のボリュームを前記第１のプールに割当てる、請求項４に記載の記憶制御装置。
上位装置と他の記憶制御装置とに接続され、
データを記憶する記憶デバイスと、
前記上位装置と他の記憶制御装置との間のデータの入出力を制御する制御装置と、
を備えた記憶制御装置のボリューム割当て制御方法であって、
前記記憶デバイスの物理記憶領域からなる内部ボリュームと、前記他の記憶制御装置の物理記憶領域がマッピングされた外部ボリュームと、を含む複数のボリュームと、
前記ボリュームが割当てられ、前記ボリュームから構成される記憶領域を有し、前記内部ボリュームが割当てられた内部プールと前記外部ボリュームが割当てられた外部プールとを含む複数のプールと、
を管理し、
前記プールと対応付けられ、前記上位装置の書き込み要求に応じて、当該対応付けられたプールから動的に記憶領域が割当てられる論理ボリュームを、前記上位装置に提供し、
前記プールに含まれるボリュームが前記内部ボリュームか前記外部ボリュームかの情報を含む属性を示すプール属性情報と、前記ボリュームがプールに割当済みか未割当てか及び当該ボリュームの属性を示すボリューム属性情報と、を有し、
前記プール属性情報及び前記ボリューム属性情報に基づいて、当該プールに含まれるボリュームの属性値を満たし、かつ、いずれのプールにも割当てられていないボリュームを当該プールに追加する制御方法。
複数の前記論理ボリュームが同一の前記プールに対応付けられている請求項８記載の制御方法。
前記属性に、前記ボリュームの性能又は信頼性が含まれる、請求項８記載の制御方法。
前記制御装置は、前記プール属性情報を属性テーブルとして管理し、前記プール属性テーブルに設定された属性値以上の属性を持つ、新たなボリュームを、前記プールに設定する、請求項１０記載の制御方法。
前記プールに含まれる記憶領域の容量のうち前記論理ボリュームに割当てられていない記憶領域の合計容量が所定の閾値以下になったときに、前記制御装置は、当該プールに新たなボリュームを追加する、請求項８記載の制御方法。
前記プール属性情報が、前記プールに設定されるポリシーである、請求項８記載の制御方法。
前記プールに含まれる第１のプールに割当てられた前記ボリュームのうち、前記第１のプールのプール属性情報が示すボリュームの属性値以上の第１のボリュームを抽出し、
前記プールに割当てられていない前記ボリュームのうち、前記第１のボリュームよりも属性値が低く、前記第１のプールのプール属性情報が示すボリュームの属性値以上の第２のボリュームを抽出し、
前記第１のボリューム内のデータを前記第２のボリュームにコピーし、
前記第１のボリュームのボリューム属性情報をプール未割当てに変更し、前記第２のボリュームを前記第１のプールに割当てる、請求項１１に記載の制御方法。