JP5041860B2 - ストレージ装置及び管理単位設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ストレージ装置及び管理単位設定方法に関し、例えば、動的に容量拡張が可能な記憶領域をホスト装置に提供するストレージ装置に適用して好適なものである。

従来、ストレージ装置を用いてデータを格納するストレージシステムにおいては、複数のハードディスクをＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks）方式で管理する方法がある。そして、多数のハードディスクが提供する物理的な記憶領域上には、少なくとも１つ以上の論理的なボリューム（以下、これを論理ボリュームという）が形成される。

さらに近年では、ハードディスクの記憶領域から固定容量の論理ボリュームを作成せず、複数の論理ボリュームによってホスト装置に仮想的なボリューム（以下、これを仮想ボリュームという）を提供し、ホスト装置からの要求に応じて、仮想ボリュームに論理ボリュームの記憶領域を動的に割り当てる記憶領域動的割当て技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この記憶領域動的割当て技術によれば、仮想ボリュームの動的な容量拡張を実現することができる。
特開２００３−０１５９１５号公報

しかしながら、このような記憶領域動的割当て技術において、ホスト装置からの実際のアクセスに対して、論理ボリュームの記憶領域を所定の領域ごとに管理する管理単位であるページサイズが大きすぎる場合には、ページサイズに格納するデータに比してページサイズが大きいため、論理ボリュームの記憶領域内に無駄な領域が増加して、論理ボリュームの記憶領域の使用効率が低下することが考えられる。

一方、ページサイズが小さすぎる場合には、ページサイズを管理するための管理情報が増加して、当該管理情報を格納するためのシステム領域を大きく確保しなければならならず、システム領域が不足するおそれがあり、また、ページサイズが小さすぎる場合には、管理情報にアクセスする回数が増加して、ストレージ装置全体のホスト装置に対するアクセス性能が低下するおそれがある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、使用効率及びアクセス性能を向上させ得るストレージ装置及び管理単位設定方法を提案するものである。

かかる課題を解決するために本発明においては、動的に拡張可能な仮想ボリュームを、当該仮想ボリュームにアクセスするホスト装置に対して提供するストレージ装置であって、前記仮想ボリュームに割り当てる記憶領域を提供するプール領域に対して、前記ホスト装置から送信されるデータを格納するための領域を、所定の領域ごとに区切って管理する管理単位を設定する管理単位設定部と、所定のタイミングで、前記ホスト装置からの前記データへのアクセス状況を分析し、前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるように、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を再設定する管理単位再設定部とを備えることを特徴とする。

従って、ホスト装置からデータへのアクセス状況に対して最適となるように管理単位設定部により設定された管理単位を再設定するため、プール領域の記憶領域内に無駄な領域が増加することによる、プール領域の記憶領域の使用効率の低下や、管理単位を管理するための管理情報が増加することによる、システム領域の不足、管理情報にアクセスする回数が増加することによる、ストレージ装置全体のホスト装置に対するアクセス性能が低下を未然かつ有効に防止することができる。

また、本発明においては、動的に拡張可能な仮想ボリュームを、当該仮想ボリュームにアクセスするホスト装置に対して提供するストレージ装置の管理単位設定方法であって、前記仮想ボリュームに割り当てる記憶領域を提供するプール領域に対して、前記ホスト装置から送信されるデータを格納するための領域を、所定の領域ごとに区切って管理する管理単位を設定する第１のステップと、所定のタイミングで、前記ホスト装置からの前記データへのアクセス状況を分析し、前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるように、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を再設定する第２のステップとを備えることを特徴とする。

従って、ホスト装置からデータへのアクセス状況に対して最適となるように管理単位設定部により設定された管理単位を再設定するため、プール領域の記憶領域内に無駄な領域が増加することによる、プール領域の記憶領域の使用効率の低下や、管理単位を管理するための管理情報が増加することによる、システム領域の不足、管理情報にアクセスする回数が増加することによる、ストレージ装置全体のホスト装置に対するアクセス性能が低下を未然かつ有効に防止することができる。

本発明によれば、使用効率及びアクセス性能を向上させ得るストレージ装置及び管理単位設定方法を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

図１は、本実施の形態による記憶システム１を示している。この記憶システム１は、ホスト装置２がネットワーク３を介してストレージ装置４と接続されることにより構成されている。

ホスト装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等の情報処理資源を備えたコンピュータ装置であり、例えばパーソナルコンピュータや、ワークステーション、メインフレームなどから構成される。またホスト装置２は、キーボード、スイッチやポインティングデバイス、マイクロフォン等の情報入力装置（図示せず）と、モニタディスプレイやスピーカ等の情報出力装置（図示せず）とを備える。

ネットワーク３は、例えばＳＡＮ（Storage Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット、公衆回線又は専用回線などから構成される。このネットワーク３を介したホスト装置２及びストレージ装置４間の通信は、例えばネットワーク３がＳＡＮである場合にはファイバーチャネルプロトコルに従って行われ、ネットワーク３がＬＡＮである場合にはＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）プロトコルに従って行われる。

ストレージ装置４は、複数のハードディスク（ＨＤＤ）１３からなるディスク部５と、複数のハードディスク１３をＲＡＩＤ方式で管理するコントローラ６とを備えて構成される。

ハードディスク１３は、例えばＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）ディスク等のアクセス性能の高い高価なディスクや、ＳＡＴＡ（Serial AT Attachment）ディスクや光ディスク等のアクセス性能の低い安価なディスク等から構成される。

コントローラ６は、複数のチャネルアダプタ（ＣＨＡ）７、接続部８、共有メモリ９、キャッシュメモリ１０、複数のディスクアダプタ（ＤＫＡ）１１及びサービスプロセッサ１２を備えて構成される。

各チャネルアダプタ７は、マイクロプロセッサ（図示せず）、メモリ（図示せず）及び通信インタフェース等を備えたマイクロコンピュータシステムとして構成されており、ネットワーク３に接続するためのポート（図示せず）を備える。各チャネルアダプタ７は、ホスト装置２から送信される各種コマンドを解釈して、必要な処理を実行する。各チャネルアダプタ７のポートには、それぞれを識別するためのネットワークアドレス（例えば、ＩＰアドレスやＷＷＮ）が割当てられており、これによりチャネルアダプタ７がそれぞれ個別にＮＡＳ（Network Attached Storage）として振る舞うことができるようになされている。

接続部８は、上述したチャネルアダプタ７の他、共有メモリ９、キャッシュメモリ１０及びディスクアダプタ１１と接続されている。チャネルアダプタ７、共有メモリ９、キャッシュメモリ１０及びディスクアダプタ１１間のデータやコマンドの授受は、この接続部８を介して行われる。接続部８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スイッチなどのスイッチ又はバス等で構成される。

共有メモリ９は、チャネルアダプタ７及びディスクアダプタ１１により共有される記憶メモリである。共有メモリ９は、主にストレージ装置４の電源投入時にシステムボリュームから読み出されたシステム構成情報及び各種制御プログラムや、ホスト装置２からのコマンドなどを記憶するために利用される。共有メモリ９内に記憶される各種構成情報については、後述において説明する。

キャッシュメモリ１０も、チャネルアダプタ７及びディスクアダプタ１１により共有される記憶メモリである。このキャッシュメモリ１０は、主にストレージ装置４に入出力されるデータを一時的に記憶するために利用される。

各ディスクアダプタ１１は、マイクロプロセッサ（図示せず）やメモリ（図示せず）等を備えたマイクロコンピュータシステムとして構成され、ディスク部５との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースとして機能する。これらディスクアダプタ１１は、例えばファイバーチャネルケーブルを介して対応するディスク部５と接続されており、ファイバーチャネルプロトコルに従ってこれらディスク部５との間のデータの授受を行う。

サービスプロセッサ１２は、ストレージ装置４の保守又は管理のために操作されるコンピュータ装置であり、例えばノート型のパーソナルコンピュータから構成される。このサービスプロセッサ１２は、ネットワーク３を介してホスト装置２が接続されており、ホスト装置２からデータ或いは命令を受信することができる。サービスプロセッサ１２は、ストレージ装置４内の各種実行処理の完了報告をディスプレイ画面（図示せず）に表示することができる。

また、本実施の形態による記憶システム１では、複数のハードディスク１３のうち、４台のハードディスク１３ごとに１つのＲＡＩＤグループ１４を構成する。そして、１つのＲＡＩＤグループ１４が提供する記憶領域上に、１又は複数の論理ボリューム１５が定義される。

論理ボリューム１５には、固有の識別子（ＬＵＮ：Logical Unit Number）が割当てられる。本実施の形態の場合では、データの入出力は、この識別子と、各ブロックにそれぞれ割当てられるそのブロックに固有の番号（ＬＢＡ：Logical Block Address）との組み合わせたものをアドレスとして、当該アドレスを指定して行われる。

図２は、記憶システム１における複数のハードディスク１３の論理的な構成を示した概念図である。

この場合、論理ボリューム１５の属性としては、ホスト装置２がアクセスする論理ボリューム１５である仮想ボリューム１６と、当該仮想ボリューム１６とのマッピングに使用され、ＬＢＡ順に正規化されたデータを格納する実ボリュームの論理ボリューム１５である正規化ボリューム１７と、当該仮想ボリューム１６とのマッピングに使用され、ＬＢＡ順に関係なくデータを格納する実ボリュームの論理ボリューム１５であるプールボリューム１８とに大別される。また、１又は複数のプールボリューム１７によりストレージプール１９が形成される。なお、図２においては、正規化ボリューム１７については、図示していない。

仮想ボリューム１６の記憶領域である仮想記憶領域は、プールボリューム１８の記憶領域である論理記憶領域と関連付けられている。また、プールボリューム１８の論理記憶領域は、ハードディスク１３の記憶領域である実際にデータを格納する実記憶領域と関連付けられている（後述）。これにより、記憶システム１では、ホスト装置２に対して仮想ボリューム１６を提供して、ホスト装置２から送信されるデータをハードディスク１３の実記憶領域に格納することができる。なお、正規化ボリューム１７の記憶領域である論理記憶領域についても、ハードディスク１３の実記憶領域と関連付けられている。

図３は、記憶システム１における仮想ボリューム１６の構成を示した概念図である。

仮想ボリューム１６は、正規化ボリューム１７が割り当てられる正規化ボリューム割当て領域１６Ａ、ストレージプール１８が割り当てられるストレージプール割当て領域１６Ｂ及び未だ正規化ボリューム１７及びストレージプール１８が割り当てられていない未割当て領域１６Ｃから構成されている。

仮想ボリューム１６は、正規化ボリューム１７又はストレージプール１９のプールボリューム１８に関連付けられているハードディスク１３の実記憶領域が、動的に割当てられることにより、記憶領域が提供される。

正規化ボリューム１７には、当該正規化ボリューム１７に関連付けられているハードディスク１３の実記憶領域に、ＬＢＡ順にホスト装置２から送信されたデータが格納される。なお、正規化ボリューム１７には、予め所定量のデータが格納されていないＬＢＡの領域も確保しておく。

ストレージプール１９には、当該ストレージプール１９のプールボリューム１８に関連付けられているハードディスク１３の実記憶領域に、ＬＢＡ順に関係なくホスト装置２から送信された順に、ホスト装置２から送信されたデータが格納される。

また、ストレージプール１９では、当該ストレージプール１９の記憶領域を所定の領域ごとに区切って管理するための管理単位であるページサイズ２０で、ホスト装置２から送信されたデータが管理される。この場合、ストレージプール１９では、当該ストレージプール１９ごとに個別にページサイズ値を設定することができるようになされている。

図４は、共有メモリ９に格納されているプログラム及び各種テーブルの一例を示している。共有メモリ９は、ストレージ装置４全体を制御するための制御プログラム２１、仮想ボリューム１６の構成情報を管理する仮想ボリューム構成情報テーブル２２、正規化ボリューム１７の構成情報を管理する正規化ボリューム構成情報テーブル２３及びストレージプール１９ごとに当該ストレージプール１９の構成情報を管理するストレージプール構成情報テーブル２４を備えて構成される。

仮想ボリューム構成情報テーブル２２は、仮想ボリューム１６と関連付けられている正規化ボリューム１７を一意に識別するための正規化ボリューム番号や、仮想ボリューム１６と関連付けられているストレージプール１８を一意に識別するためのストレージプール番号、仮想ボリューム１６と正規化ボリューム１７又はストレージプール１８との関連付けに関する情報、仮想ボリューム１６の容量や現在の割当て領域その他の構成情報を管理するためのテーブルである。

正規化ボリューム構成情報テーブル２３は、正規化ボリューム１７と関連付けられているハードディスク１３を一意に識別するためのハードディスク番号や、データが格納されている記憶領域の格納位置その他の構成情報を管理するためのテーブルである。

ストレージプール構成情報テーブル２４は、ストレージプール１８の全体に関する情報を管理する共通管理情報３１、ストレージプール１９と関連付けられているプールボリューム１８ごとの個別の情報を管理するプールボリューム管理情報３２及びストレージプール１８のページサイズ２０に関する情報を管理するページサイズ管理情報３３その他の構成情報を備えて構成される。

共通管理情報３１は、ストレージプール１９と関連付けられているプールボリューム１８の数であるプールボリューム数４１、ストレージプール１８に設定されているページサイズの大きさであるページサイズ値４２、ストレージプール１９と関連付けられているプールボリューム番号であるプールボリューム番号４３その他の管理情報を備えて構成される。

プールボリューム管理情報３２は、プールボリューム１８と関連付けられているハードディスク１３の数であるハードディスク数５１、プールボリューム１８と関連付けられているハードディスク番号であるハードディスク番号５２及びプールボリューム１８が機能しているか閉塞しているかを示すプールボリューム閉塞情報５３その他の管理情報を備えて構成される。

ページサイズ管理情報３３は、ページサイズ２０を一意に識別するためのページサイズ番号、ページサイズ２０ごとの仮想ボリューム１６、プールボリューム１８及びハードディスク１３の関連付けの情報やデータの格納位置並びにページサイズ２０ごとにデータが格納されているか否かの情報を管理するマッピング情報６１、ページサイズ２０の記憶領域が仮想ボリューム１６にマッピングされているか否かの情報を管理するデータ有効ビットマップ６２及びページサイズ２０の記憶領域に障害があるか否かの情報を管理するデータ障害ビットマップ６３その他の管理情報を備えて構成される。

この場合、ページサイズ管理情報３３では、ページサイズを大きく設定した場合、共有メモリ９のマッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを管理するためのシステム領域（以下、ビットマップ管理領域と呼ぶ。）のサイズを小さくすることができる一方、ページサイズに格納するデータに比してページサイズが大きいため、ストレージプール１９の記憶領域に無駄な領域が増加して、ストレージプール１９の記憶領域の使用効率が低下する。

また、ページサイズ管理情報３３では、ページサイズを小さく設定した場合、ストレージプール１９の記憶領域を有効に使用することができる一方、共有メモリ９のビットマップ管理領域のサイズを大きくしなければならず、当該システム領域のサイズが不足するおそれがあり、また、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等にアクセスする回数が増加して、ストレージ装置４全体のホスト装置２に対するアクセス性能が低下する。

図５は、この記憶システム１におけるストレージ装置４の新規仮想ボリューム作成処理に関する、ストレージ装置４のディスクアダプタ１１の具体的な処理手順を示したフローチャートの一例である。なお、以下においては、正規化ボリューム１７については考慮しない。

ディスクアダプタ１１は、例えば、サービスプロセッサ１２の管理者等から仮想ボリューム１６やストレージプール１９、プールボリューム１８の容量や関連付けに関する情報等を指定し、新規の仮想ボリューム１６の作成する要求を受信すると、要求に基づいてディスクアダプタ１１の制御処理を実行する制御プログラム２１のうち、新規に仮想ボリューム１６を作成するプログラムを実行することにより、図５に示す新規仮想ボリューム作成処理手順ＲＴ１に従って、受信した要求に基づく容量や個数その他の要求の指定を満たすプールボリューム１８を作成する（ＳＰ１）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、作成したプールボリューム１８を関連付けて、受信した要求に基づく容量やプールボリューム１８の個数その他の要求の指定を満たすストレージプール１９を作成する（ＳＰ２）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、既存のストレージプール１９のストレージプール構成管理情報２４における共通管理情報３１のページサイズ値４２を参照することにより、ストレージプール１９のページサイズ値に基づいて、作成したストレージプール１９のページサイズ値を設定する（ＳＰ３）。

例えば、ディスクアダプタ１１は、既存のすべてのストレージプール１９のページサイズ値４２の平均値や、既存のすべてのストレージプール１９のうち一番大きいページサイズ値を、作成したストレージプール１９のページサイズ値として設定するようにしても良く、その他種々の方法により、作成したストレージプール１９のページサイズ値を設定することができる。

続いて、ディスクアダプタ１１は、ストレージプール構成情報テーブル２４を格納するために必要な領域を共有メモリ９に確保し、設定したストレージプール１９のページサイズ値や、関連付けたプールボリューム１８のプールボリューム番号その他要求の指定等に基づいて、ストレージプール構成情報テーブル２４を作成し、作成したストレージプール構成情報テーブル２４を共有メモリ９に格納する（ＳＰ４）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、作成したストレージプール１９を関連付けて、受信した要求に基づく容量やストレージプール１９の個数その他の要求の指定を満たす仮想ボリューム１６を作成する（ＳＰ５）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、仮想ボリューム構成情報テーブル２２を格納するために必要な領域を共有メモリ９に確保し、関連付けたストレージプール１９のストレージプール番号その他要求の指定等に基づいて、仮想ボリューム構成情報テーブル２２を作成し、作成した仮想ボリューム構成情報テーブル２２を共有メモリ９に格納する（ＳＰ６）。

やがて、ディスクアダプタ１１は、この後、この図５に示す新規仮想ボリューム作成処理手順ＲＴ１を終了する（ＳＰ７）。

図６は、この記憶システム１におけるストレージ装置４の最適ページサイズ値再設定処理に関する、ストレージ装置４のディスクアダプタ１１の具体的な処理手順を示したフローチャートの一例である。

ディスクアダプタ１１は、例えば、一日ごと等の所定の期間の経過ごとに、又はサービスプロセッサ１２の管理者等から、ストレージプール１９を指定して、最適なページサイズ値を再設定する要求を受信すると、制御プログラム２１のうち、ホスト装置２からのアクセス状況を分析して、対象のストレージプール１９の最適なページサイズ値を再設定する最適ページサイズ値再設定プログラムを実行することにより、図６に示す最適ページサイズ値再設定処理手順ＲＴ２に従って、ホスト装置２からのアクセス状況を分析して、対象のストレージプール１９の最適なページサイズ値を算出する最適ページサイズ値算出処理を実行する（ＲＴ３）（後述）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と同一であるか否かをチェックする（ＳＰ１１）。

そして、ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と同一である場合（ＳＰ１１：ＹＥＳ）には、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を再設定せずに、この後、この図６に示すページサイズ値再設定処理手順ＲＴ２を終了する（ＳＰ１３）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と同一でない、すなわち、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と異なる場合（ＳＰ１１：ＮＯ）には、最適ページサイズ値算出処理によりページサイズ値が複数算出されたか否かをチェックする（ＳＰ１２）。

そして、ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理によりページサイズ値が複数算出されていない、すなわち、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が１つである場合（ＳＰ１２：ＮＯ）には、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値に変更する最適ページサイズ値変更処理を実行し（ＲＴ４）（後述）、この後、この図６に示すページサイズ値再設定処理手順ＲＴ２を終了する（ＳＰ１３）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理によりページサイズ値が複数算出された場合（ＳＰ１２：ＹＥＳ）には、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値のストレージプール１９にデータを移動するストレージプール間データ移動処理を実行し（ＲＴ５）（後述）、この後、この図６に示すページサイズ値再設定処理手順ＲＴ２を終了する（ＳＰ１３）。

図７及び図８は、この記憶システム１におけるストレージ装置４の最適ページサイズ値算出処理に関する、ストレージ装置４のディスクアダプタ１１の具体的な処理手順を示したフローチャートの一例である。

ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値再設定処理（ＲＴ２）を開始すると、制御プログラム２１のうち、対象のストレージプール１９の最適なページサイズ値を算出する最適ページサイズ値算出プログラムを実行することにより、図７及び図８に示す最適ページサイズ値算出処理手順ＲＴ３に従って、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２（管理単位）を所定の単位ごとに分割する（ＳＰ２１）。

例えば、ディスクアダプタ１１は、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２の１／４の単位に分割する。なお、ディスクアダプタ１１は、既存のすべてのストレージプール１９のうち一番小さいページサイズ値４２の１／４の単位に分割することもでき、この他種々の単位に分割することができる。以下、分割した所定の単位を分割単位「ｓ」と呼ぶ。

続いて、ディスクアダプタ１１は、分割単位「ｓ」ごとのホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報を、所定の時間単位で採取する（ＳＰ２２）。なお、当該採取は、複数回実施するようにしても良い。以下、所定の時間単位を時間単位「ｔ」と呼ぶ。

図９は、分割単位「ｓ」ごとのホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報を、時間単位「ｔ」ごとに採取した結果を図表化した概念図の一例を示している。この場合、横軸は、時間の経過を示しており、縦軸は、ページサイズ番号の順番を示している。このように、ディスクアダプタ１１は、ホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報を採取する。

続いて、ディスクアダプタ１１は、分割単位「ｓ」ごとのホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報が、時間単位「ｔ」で連続しているかをチェックし、連続した分割単位の大きさを採取する（ＳＰ２３）。

図１０は、図９の概念図から、連続した分割単位の大きさを採取した結果を表した概念図の一例を示している。

例えば、ディスクアダプタ１１は、ホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報の分割単位「ｓ」が、同一の時間単位「ｔ」で連続している場合に、連続した分割単位であると認識する（Ｅ１、Ｅ２）。

この場合、連続した分割単位Ｅ１では、同一の時間単位「ｔ」で、３つの連続する分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしている。従って、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを「３」であると認識する。このような連続した分割単位の大きさを「３ｓ」と呼ぶ。

また、連続した分割単位Ｅ２では、同一の時間単位「ｔ」で、２つの連続する分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしている。従って、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを「２ｓ」であると認識する。

これに加えて、例えば、ディスクアダプタ１１は、ホスト装置２がアクセスしたデータの位置の情報の分割単位「ｓ」が、連続した時間単位「ｔ」で連続している場合に、連続した分割単位であると認識する（Ｅ３、Ｅ４）。

この場合、連続した分割単位Ｅ３では、３つの連続する時間単位「ｔ」で、３つの連続する分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしている。従って、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを「３ｓ」であると認識する。

また、連続した分割単位Ｅ４では、同一の時間単位「ｔ」で、２つの連続する分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしていると共に、３つの連続する時間単位「ｔ」で、３つの連続する分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしている。従って、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを「６ｓ」であると認識する。

なお、連続した分割単位Ｅ５では、２つの連続する時間単位「ｔ」で、同一の分割単位「ｓ」にホスト装置２がアクセスしている。従って、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位であると認識せず、連続した分割単位の大きさをそれぞれ「１ｓ」であると認識する。

続いて、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを１アクセス数として、連続した分割単位の大きさごとのアクセス数を統計する（ＳＰ２４）。

図１１は、連続した分割単位の大きさごとのアクセス回数を統計した結果を図表化した概念図の一例を示している。この場合、横軸は、連続した分割単位の大きさを示しており、縦軸は、アクセス回数を示している。このように、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさごとのアクセス回数を統計する。

この場合、連続した分割単位の大きさが「１ｓ」のアクセス数は、「３」であり、連続した分割単位の大きさが「２ｓ」のアクセス数は、「９」であり、連続した分割単位の大きさが「４ｓ」のアクセス数は、「４」であり、連続した分割単位の大きさが「５ｓ」のアクセス数は、「１」であり、連続した分割単位の大きさが「６ｓ」のアクセス数は、「３」であり、連続した分割単位の大きさが「８ｓ」のアクセス数は、「２」となっている。また、全体のアクセス数は、「２２」となっている。

続いて、ディスクアダプタ１１は、連続した分割単位の大きさを「１ｓ」から数えた、全体のアクセス数に対する連続した分割単位の大きさのアクセス数の合計が、予め定められた全体のアクセス数に対するアクセス数の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさを算出する（ＳＰ２５）。

図１２は、図１１の概念図に、全体のアクセス数に対する各アクセス数の比率を表した概念図の一例を示している。

この場合、連続した分割単位の大きさのアクセス数の合計が、全体のアクセス数に対する各アクセス数の比率が「６０％」の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさは、「２ｓ」となり、「８０％」の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさは、「５ｓ」となり、「９０％」の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさは、「６ｓ」となる。

例えば、ディスクアダプタ１１は、予め定められた全体のアクセス数に対するアクセス数の比率が「８０％」である場合には、予め定められた全体のアクセス数に対するアクセス数の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさが「５ｓ」であると算出する。

続いて、ディスクアダプタ１１は、ストレージプール１９をページサイズ番号で前半部と後半部に２分割する（ＳＰ２６）。

図１３は、図９の概念図から、ストレージプール１９をページサイズ番号で前半部と後半部に２分割した概念図の一例を示している。例えば、ディスクアダプタ１１は、ストレージプール１９のすべてのページサイズ番号のうち、半分のページサイズ番号において、前半部と後半部に２分割する。

続いて、ディスクアダプタ１１は、前半部と後半部で、上述のステップＳＰ２３と同様に、それぞれ連続した分割単位の大きさを採取する（ＳＰ２７）。続いて、ディスクアダプタ１１は、前半部と後半部で、上述のステップＳＰ２４と同様に、それぞれ連続した分割単位の大きさごとのアクセス数を統計する（ＳＰ２８）。

図１４は、前半部と後半部で、上述の図１１と同様に、連続した分割単位の大きさごとのアクセス回数を統計した結果を図表化した概念図の一例を示している。

続いて、ディスクアダプタ１１は、前半部と後半部で、上述のステップＳＰ２５と同様に、予め定められた全体のアクセス数に対するアクセス数の比率に含まれる、連続した分割単位の大きさを算出する（ＳＰ２９）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、前半部と後半部で、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさが同一であるか否かをチェックする（ＳＰ３０）。そして、ディスクアダプタ１１は、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさが同一である場合（ＳＰ３０：ＹＥＳ）には、前半部と後半部に分割される前の、算出された連続した分割単位の大きさを、算出されたページサイズ値として決定する（ＳＰ３１）。

例えば、ディスクアダプタ１１は、前半部と後半部に分割される前の、算出された連続した分割単位の大きさである「５ｓ」を、算出されたページサイズ値として決定する。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさが同一でない、すなわち、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさが異なる場合（ＳＰ３０：ＮＯ）には、前半部と後半部に分割された後の、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさを、算出されたページサイズ値として決定する（ＳＰ３２）。

例えば、ディスクアダプタ１１は、前半部で算出された連続した分割単位の大きさが「４ｓ」、前半部で算出された連続した分割単位の大きさが「２ｓ」である場合には、それぞれ算出された連続した分割単位の大きさである「４ｓ」（前半部）、「２ｓ」（後半部）を、算出されたページサイズ値として決定する。

やがて、ディスクアダプタ１１は、この後、この図７及び図８に示すページサイズ値算出処理手順ＲＴ３を終了する（ＳＰ３３）。

なお、本実施の形態では、ストレージプール１９をページサイズ番号で前半部と後半部に２分割した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、ストレージプール１９をページサイズ番号で４分割するようにしても良く、また、ストレージプール１９をページサイズ番号で前半部と後半部に２分割して連続した分割単位の大きさをそれぞれ算出した後に、ストレージプール１９をページサイズ番号で４分割して連続した分割単位の大きさをそれぞれ算出し、算出されたページサイズ値として決定するようにしても良く、この他種々の方法で、最適なページサイズ値を算出することができる。

図１５は、この記憶システム１におけるストレージ装置４のページサイズ値変更処理に関する、ストレージ装置４のディスクアダプタ１１の具体的な処理手順を示したフローチャートの一例である。

ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値が１つである場合（ＳＰ１２：ＮＯ）には、制御プログラム２１のうち、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値に変更するページサイズ値変更プログラムを実行することにより、図１５に示すページサイズ値変更処理手順ＲＴ４に従って、算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２より小さいか否かをチェックする（ＳＰ４１）。

そして、ディスクアダプタ１１は、算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２より小さくない、すなわち、算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２以上である場合（ＳＰ４１：ＮＯ）には、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を大きくして、共有メモリ９のビットマップ管理領域を小さくすることができるため、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップの統合後に必要なビットマップ管理領域を算出する（ＳＰ４２）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、対象のストレージプール１９のマッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを圧縮し、ビットマップを圧縮したことにより空いたビットマップ管理領域を開放し（部分的に開放し）（ＳＰ４３）、この後、ステップＳＰ４７に進む。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、算出されたページサイズ値が対象のストレージプール１９のページサイズ値４２より小さい場合（ＳＰ４１：ＹＥＳ）には、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を小さくして、共有メモリ９のビットマップ管理領域を大きくしなければならないため、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップの分割後に必要なビットマップ管理領域を算出する（ＳＰ４４）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、算出されたデータ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップの分割後に必要なビットマップ管理領域を追加確保することができるか否かをチェックする（ＳＰ４５）。

そして、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を追加確保することができなかった場合（ＳＰ４５：ＮＯ）には、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を変更せずに、この後、この図１５に示すページサイズ値変更処理手順ＲＴ４を終了する（ＳＰ４８）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を追加確保することができた場合（ＳＰ４５：ＹＥＳ）には、ビットマップ管理領域を追加確保し、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを拡張する（ＳＰ４６）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を算出されたページサイズ値に変更し（ＳＰ４７）、この後、この図１５に示すページサイズ値変更処理手順ＲＴ４を終了する（ＳＰ４８）。

図１６及び図１７は、この記憶システム１におけるストレージ装置４のストレージプール間データ移動処理に関する、ストレージ装置４のディスクアダプタ１１の具体的な処理手順を示したフローチャートの一例である。

ディスクアダプタ１１は、最適ページサイズ値算出処理によりページサイズ値が複数算出された場合（ＳＰ１２：ＹＥＳ）には、制御プログラム２１のうち、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値のストレージプール１９にデータを移動するストレージプール間データ移動プログラムを実行することにより、図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５に従って、移動すべきページサイズ値の既存のストレージプール１９があるか否かをチェックする（ＳＰ５１）。

なお、移動すべきデータのページサイズ値は、複数の算出されたページサイズ値のうち、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と同一のページサイズ値でないページサイズ値である。

そして、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値の既存のストレージプール１９がない場合（ＳＰ５１：ＮＯ）には、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９を作成するために必要な未関連付けのプールボリューム１８があるか否かをチェックする（ＳＰ５２）。そして、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９を作成するために必要な未関連付けのプールボリューム１８がない場合（ＳＰ５２：ＮＯ）には、データを移動せず、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を変更せずに、この後、この図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５を終了する（ＳＰ６４）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９を作成するために必要な未関連付けのプールボリューム１８がある場合（ＳＰ５２：ＹＥＳ）には、ストレージプール１９を作成して、共有メモリ９のビットマップ管理領域を確保しなければならないため、ストレージプール１９の作成後に必要なビットマップ管理領域を算出する（ＳＰ５３）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、ストレージプール１９の作成後に必要なビットマップ管理領域を確保することができるか否かをチェックする（ＳＰ５４）。そして、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を確保することができなかった場合（ＳＰ５４：ＮＯ）には、データを移動せず、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を変更せずに、この後、この図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５を終了する（ＳＰ６４）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を確保することができた場合（ＳＰ５４：ＹＥＳ）には、ビットマップ管理領域を確保し、ストレージプール１９を作成して、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを初期設定する（ＳＰ５５）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、作成したストレージプール１９のページサイズ値４２を、算出されたページサイズ値のうち、移動すべきページサイズ値に設定し（ＳＰ５６）、この後、ステップＳＰ６２に進む。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値の既存のストレージプール１９がある場合（ＳＰ５１：ＹＥＳ）には、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを格納する記憶領域があるか否かをチェックする（ＳＰ５７）。そして、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを格納する記憶領域がある場合（ＳＰ５７：ＹＥＳ）には、この後、ステップＳＰ６２に進む。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを格納する記憶領域がない場合（ＳＰ５７：ＮＯ）には、当該移動対象のデータを格納するために必要な未関連付けのプールボリューム１８（記憶領域）があるか否かをチェックする（ＳＰ５８）。そして、ディスクアダプタ１１は、当該移動対象のデータを格納するために必要な未関連付けのプールボリューム１８がない場合（ＳＰ５８：ＮＯ）には、データを移動せず、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を変更せずに、この後、この図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５を終了する（ＳＰ６４）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、当該移動対象のデータを格納するために必要な未関連付けのプールボリューム１８がある場合（ＳＰ５８：ＹＥＳ）には、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９にプールボリューム１８が関連付けて、共有メモリ９のビットマップ管理領域を追加確保しなければならないため、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９にプールボリューム１８が関連付けられた後に必要なビットマップ管理領域を算出する（ＳＰ５９）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９にプールボリューム１８が関連付けられた後に必要なビットマップ管理領域を確保することができるか否かをチェックする（ＳＰ６０）。そして、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を確保することができなかった場合（ＳＰ６０：ＮＯ）には、データを移動せず、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を変更せずに、この後、この図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５を終了する（ＳＰ６４）。

これに対して、ディスクアダプタ１１は、必要なビットマップ管理領域を追加確保することができた場合（ＳＰ６０：ＹＥＳ）には、ビットマップ管理領域を追加確保して、マッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを拡張し、仮想ボリューム１６とストレージプール１９との関連付け等の情報を変更するため、仮想ボリューム構成情報テーブル２２や、ストレージプール構成情報テーブル２４等の各構成情報を変更する（ＳＰ６１）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、対象の（移動元の）ストレージプール１９から移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを移動する（ＳＰ６２）。

続いて、ディスクアダプタ１１は、移動対象のデータを移動に伴って対象のストレージプール１９のマッピング情報６１、データ有効ビットマップ６２及びデータ障害ビットマップ６３等のビットマップを圧縮し、ビットマップを圧縮したことにより空いたビットマップ管理領域を開放し（ＳＰ６３）、この後、この図１６及び図１７に示すストレージプール間データ移動処理手順ＲＴ５を終了する（ＳＰ６４）。

なお、本実施の形態では、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを移動した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、最適ページサイズ値算出処理により算出されたページサイズ値がいずれも対象のストレージプール１９のページサイズ値４２と同一でない場合、移動すべきページサイズ値のストレージプール１９に移動対象のデータを移動した後に、対象のストレージプール１９にページサイズ値変更処理を実行するようにしても良く、また、４分割等により移動すべきページサイズ値のストレージプール１９が複数ある場合、ストレージプール間データ移動処理を複数回実行するようにしても良く、この他種々のストレージプール間データ移動処理についても適用することができる。

このようにして、記憶システム１では、ストレージプール１９に対して、ストレージプール１９の記憶領域を所定の領域ごとに区切って管理するための管理単位であるページサイズ２０を設定し、所定の期間の経過ごとに、又は要求に基づいて、ホスト装置２からのアクセス状況を分析して、対象のストレージプール１９の最適なページサイズ値を算出して、対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を、算出されたページサイズ値に変更する。

従って、ホスト装置２からデータへのアクセス状況に対して最適となるように対象のストレージプール１９のページサイズ値４２を再設定するため、論理ボリュームの記憶領域内に無駄な領域が増加することによる、論理ボリュームの記憶領域の使用効率の低下や、ページサイズを管理するための管理情報が増加することによる、システム領域の不足、管理情報にアクセスする回数が増加することによる、ストレージ装置全体のホスト装置に対するアクセス性能が低下を未然かつ有効に防止することができる。

本発明は、動的に容量拡張が可能な記憶領域をホスト装置に提供するストレージ装置に広く適用することができる。

本実施の形態による記憶システムの概略的な構成を示すブロック図である。 複数のハードディスクの論理的な構成を示した概念図である。 仮想ボリュームの構成の説明に供する概念図である。 共有メモリに格納されている各種テーブルの説明に供する概念図である。 新規仮想ボリューム作成処理手順を示すフローチャートである。 最適ページサイズ値再設定処理手順を示すフローチャートである。 最適ページサイズ値算出処理手順を示すフローチャートである。 最適ページサイズ値算出処理手順を示すフローチャートである。 分割単位ごとのホスト装置がアクセスしたデータの位置の情報を、時間単位ごとに採取した結果を図表化した概念図である。 連続した分割単位の大きさを採取した結果を表した概念図である。 連続した分割単位の大きさごとのアクセス回数を統計した結果を図表化した概念図である。 全体のアクセス数に対する各アクセス数の比率を表した概念図である。 ストレージプールをページサイズ番号で前半部と後半部に２分割した概念図である。 前半部と後半部で、連続した分割単位の大きさごとのアクセス回数を統計した結果を図表化した概念図である。 ページサイズ値変更処理手順を示すフローチャートである。 ストレージプール間データ移動処理手順を示すフローチャートである。 ストレージプール間データ移動処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１……記憶システム、２……ホスト装置、４……ストレージ装置、５……ディスク部、６……コントローラ、７……チャネルアダプタ、９……共有メモリ、１１……ディスクアダプタ、１３……ハードディスク、１６……仮想ボリューム、１８……プールボリューム、１９……ストレージプール、２２……仮想ボリューム構成情報テーブル、２４……ストレージプール構成情報テーブル、３１……共通管理情報、３２……プールボリューム管理情報、３３……ページサイズ管理情報、４２……ページサイズ値、６１……マッピング情報、６２……データ有効ビットマップ、６３……データ障害ビットマップ

Claims (8)

1. 動的に拡張可能な仮想ボリュームを、当該仮想ボリュームにアクセスするホスト装置に対して提供するストレージ装置であって、
   前記仮想ボリュームに割り当てる記憶領域を提供するプール領域に対して、前記ホスト装置から送信されるデータを格納するための領域を、所定の領域ごとに区切って管理する管理単位を設定する管理単位設定部と、
   所定のタイミングで、前記ホスト装置からの前記データへのアクセス状況を分析し、前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるように、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を再設定する管理単位再設定部と
   を備え、
   前記管理単位再設定部は、
   前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるような管理単位を算出し、算出された管理単位が、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位と同一でなく、かつ、１つである場合に、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定し、
   算出された管理単位が複数存在する場合に、移動すべき管理単位の既存の前記プール領域に移動対象のデータを移動し、
   移動すべき管理単位の既存の前記プール領域がない場合に、新たに移動すべき管理単位の前記プール領域を作成する
   ことを特徴とするストレージ装置。
2. 前記管理単位再設定部は、
   前記算出された管理単位が、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を算出された管理単位より大きい場合に、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定し、前記管理単位を管理するためのシステム領域を部分的に解放する
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージ装置。
3. 前記管理単位再設定部は、
   前記算出された管理単位が、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を算出された管理単位より小さい場合に、前記管理単位を管理するためのシステム領域が拡張可能か否かを算出し、可能であるときに、前記管理単位設定部により設定された前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージ装置。
4. 前記管理単位設定部は、
   既存の前記プール領域の前記管理単位に基づいて、当該プール領域の前記管理単位を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージ装置。
5. 動的に拡張可能な仮想ボリュームを、当該仮想ボリュームにアクセスするホスト装置に対して提供するストレージ装置の管理単位設定方法であって、
   前記仮想ボリュームに割り当てる記憶領域を提供するプール領域に対して、前記ホスト装置から送信されるデータを格納するための領域を、所定の領域ごとに区切って管理する管理単位を設定する第１のステップと、
   所定のタイミングで、前記ホスト装置からの前記データへのアクセス状況を分析し、前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるように、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を再設定する第２のステップと
   を備え、
   前記第２のステップでは、
   前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるような管理単位を算出し、算出された管理単位が、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位と同一でなく、かつ、１つである場合に、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定し、
   前記管理単位が、前記ホスト装置から前記データへのアクセス状況に対して最適となるような管理単位を算出し、管理単位が複数算出された場合に、移動すべき管理単位の既存の前記プール領域に移動対象のデータを移動し、
   移動すべき管理単位の既存の前記プール領域がない場合に、新たに移動すべき管理単位の前記プール領域を作成する
   ことを特徴とする管理単位設定方法。
6. 前記第２のステップでは、
   前記算出された管理単位が、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を算出された管理単位より大きい場合に、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定し、前記管理単位を管理するためのシステム領域を部分的に解放する
   ことを特徴とする請求項５に記載の管理単位設定方法。
7. 前記第２のステップでは、
   前記算出された管理単位が、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を算出された管理単位より小さい場合に、前記管理単位を管理するためのシステム領域が拡張可能か否かを算出し、可能であるときに、前記第１のステップにおいて設定した前記管理単位を、前記算出された管理単位に再設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の管理単位設定方法。
8. 前記第１のステップでは、
   既存の前記プール領域の前記管理単位に基づいて、当該プール領域の前記管理単位を設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の管理単位設定方法。

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