JP5047165B2 - 仮想化ネットワークストレージシステム、ネットワークストレージ装置及びその仮想化方法 - Google Patents

Description

本発明は、ストレージエリアシステムの仮想化に関し、特に仮想化ネットワークストレージシステム、そのシステムに用いられるネットワークストレージ装置及びその仮想化方法に関する。

ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルをサポートするネットワークストレージ装置は、市場でユーザに認められるようになってきた。ミドルレンジ／ローエンド市場において、ネットワークストレージ装置は普通、自ら物理的記憶媒体を持っており、機能とストレージ媒体とを統合した一体装置である。普通、このようなネットワークストレージ装置の容量は約１０ＴＢ（テラバイト）以下である。ユーザの需要が増加し続けて行くと、複数のこのようなネットワークストレージ装置でより大きいストレージ空間を形成する必要がある。

アクセスクライアントがネットワークストレージシステムにおける複数のネットワークストレージ装置のストレージ空間を連続的に使用し、同一アクセスアドレスで使用する需要を満たすため、ネットワークストレージシステムを仮想化する必要がある。従来技術でのｉＳＣＳＩ仮想化ネットワークストレージシステム及びそのアクセスクライアントは通常、図１に示す構造を採用しており、つまり、アクセスクライアントとネットワークストレージ装置とに接続されるスイッチには、ストレージサーバが接続されている。

図１において、ネットワークストレージ装置におけるローカルボリューム管理ユニットは、自装置の中の物理的記憶媒体をローカルボリュームに変換し、且つローカルボリュームへのアクセス機能を提供する。ネットワークストレージ装置の機能及びユーザの具体的な配置の違いにより、ローカルボリュームは物理ボリュームであるか、又は、論理ボリュームである可能性がある。ストレージサーバは各ネットワークストレージ装置に対してインバンドの仮想化を行い、アクセスクライアントが同一のＩＰアドレスでアクセスするために、全てのネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームを統一的に管理して、論理ボリュームであるグローバルボリュームにマッピングする。アクセスクライアントのグローバルボリュームへのアクセスは、ストレージサーバによって行われ、ストレージサーバは、グローバルボリュームへのアクセスを１つ又は１つ以上のネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームへのアクセスに分解し、且つ各ネットワークストレージ装置から返信されたローカルボリュームへのアクセス操作結果をグローバルボリュームへのアクセス結果として組み合わせる。

しかし、必要とするストレージ空間が拡大しつづけ、ネットワークストレージシステムにおけるネットワークストレージ装置が次第に多くなると、全ての読み書き操作はストレージサーバによって行われる必要があるため、ストレージサーバの処理能力と接続帯域はネットワークストレージシステムのボトルネックとなり、ネットワークストレージシステムのアクセス効率を低下させてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、従来技術の仮想化ネットワークストレージシステムにおいて、ストレージサーバーが全てのグローバルボリュームへのアクセスを担当することによってシステムパフォーマンスボトルネックを形成する問題である。

本発明に記載する仮想化ネットワークストレージシステムは、同一のストレージエリアネットワークＳＡＮに接続された少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、ここで、
少なくとも１つのネットワークストレージ装置が、グローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係を維持し、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするための装置管理ユニットを備え、そして、
少なくとも１つのネットワークストレージ装置が、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を行うためのグローバルボリューム管理ユニットを備えている。

好ましくは、１つ以上のネットワークストレージ装置が装置管理ユニットを備えている場合には、その中の１つは、メイン装置管理ユニットとされ、グローバルボリュームへのアクセスのリダイレクトを行い、且つ装置管理ユニット又はグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワーク装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させるのに用いられ、その他のものは、バックアップ装置管理ユニットとされ、メイン装置管理ユニットが故障した際にその中の１つがメイン装置管理ユニットに昇格されるのに用いられる。

好ましくは、少なくとも１つのグローバルボリュームは、１つのメイングローバルボリューム管理ユニットと少なくとも１つのバックアップグローバルボリューム管理ユニットとを備え、ここで、メイングローバルボリューム管理ユニットは、そのグローバルボリュームへのアクセスを実行するために用いられ、バックアップグローバルボリューム管理ユニットは、メイングローバルボリューム管理ユニットが故障した際にその中の１つをメイングローバルボリューム管理ユニットに昇格させるために用いられ、
グローバルボリューム管理ユニットに、メインとバックアップとの切り替えが発生した後に、装置管理ユニットは、そのグローバルボリュームへのアクセスを、現時点のメイングローバルボリューム管理ユニットにリダイレクトする。

本発明のもう１つの仮想化ネットワークストレージシステムは、同一のＳＡＮに接続される少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、装置管理ユニットと、グローバルボリューム管理ユニットとを備え、ここで、
装置管理ユニットは、所属するネットワーク装置の稼動状態の情報を相互交換するのに用いられ、その中の１つはメイン装置管理ユニットとされ、各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させ、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするのに用いられ、その他のものは、バックアップ装置管理ユニットとされ、メイン装置管理ユニットが故障した際にその中の１つがメイン装置管理ユニットに昇格されるのに用いられ、
グローバルボリューム管理ユニットは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するのに用いられる。

好ましくは、前記装置管理ユニット間で相互交換する稼動状態の情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み、
メイン装置管理ユニットは、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットとして、負荷パラメータにより、ネットワークストレージ装置のグローバルボリューム管理ユニットを選択する。

好ましくは、前記アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニット、及びそのグローバルボリュームに対してマッピング関係を持つローカルボリュームは、同一のネットワークストレージ装置に存在する。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置には、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルが採用されており、メイン装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームへのアクセスを受信するための仮想化ネットワークアドレスを有し、前記グローバルボリュームへのアクセスに対するリダイレクトはｉＳＣＳＩリダイレクトプロトコルに従って実現される。
好ましくは、前記各ネットワークストレージ装置のそれぞれがデータアクセス管理ユニットを備えており、異なるネットワークストレージ装置間でのローカルボリュームへのアクセスための通信インターフェースとして用いられ、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信が行われる。

好ましくは、前記グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係は、組み込みデータベースにより実現される。

本発明が提供する仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置は、装置管理ユニットを備え、その他のネットワークストレージ装置と仮想化ストレージシステムの稼動情報を相互交換し、グローバルボリュームへのアクセスを、そのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行するネットワークストレージ装置にリダイレクトするために用いられ；前記稼動情報の相互交換は、仮想化ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させることを含む。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置は更にグローバルボリューム管理ユニットを備えており、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられる。

好ましくは、前記仮想化ストレージシステムの稼動情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み、
前記グローバルボリュームへのアクセスを実行するネットワークストレージ装置が、前記装置管理ユニットによって、各ネットワークストレージ装置の現時点の負荷パラメータに基づいて特定される。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置にはｉＳＣＳＩプロトコルを採用し、
前記ネットワークストレージ装置は、少なくとも２つのインターネットプロトコルＩＰアドレスを有し、その１つはネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスであり、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへの最初のアクセスために用いられ仮想ＩＰアドレス、もう１つはそのネットワークストレージ自身のＩＰアドレスであり、ｉＳＣＳＩプロトコルによるリダイレクトを行ってから、グローバルボリュームへの後続のアクセスを行うために用いられる。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置は更にデータアクセス管理ユニットを備えており、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信を行うために用いられる。

本発明のもう１つの応用的な仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置は装置管理ユニットとグローバルボリューム管理ユニットとを備え、ここで、
装置管理ユニットは、仮想化ネットワークストレージシステムのその他のネットワークストレージ装置が、仮想化ネットワークストレージシステムのその他のネットワークストレージ装置が仮想化ネットワークストレージシステムの稼動情報を相互交換するために用いられ、その中にはグローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係が含まれ、
グローバルボリューム管理ユニットは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられる。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置は更にデータアクセス管理ユニットを備えており、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信を行うために用いられる。

好ましくは、前記仮想化ネットワークストレージシステムの稼動情報は、更にネットワークストレージ装置の負荷パラメータも含む。

本発明の３つ目の応用的な仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置はグローバルボリューム管理ユニットを備えており、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられる。

本発明が提供する３つ目の仮想化ネットワークストレージシステムは、ストレージ管理装置と、少なくとも２つのネットワークストレージ装置とを備え、ここで、
ストレージ管理装置は、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係を維持し、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするのに用いられ、
少なくとも１つのネットワークストレージ装置はグローバルボリューム管理ユニットを備えており、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられる。

好ましくは、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが更にデータアクセス管理ユニットを備えており、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの、異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームに対するアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信を行うために用いられる。

本発明はネットワークストレージシステムの仮想化方法を提供し、そのネットワークストレージシステムが、少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、前記方法が、以下のステップ：
メインネットワークストレージ装置として、１つのネットワークストレージ装置を特定すること、
メインネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームへのアクセスを受信すると、それをそのグローバルボリュームへのアクセス操作を担当するネットワークストレージ装置にリダイレクトすること、
そのグローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行すること
を含む。

好ましくは、前記方法は、更にメインネットワークストレージ装置が各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させることも含む。

好ましくは、前記方法は更に各ネットワークストレージ装置がその稼動状態の情報を相互交換することを含み、
前記方法は更にメインネットワークストレージ装置が故障した際に、その他のネットワークストレージ装置の中の１つがその代わりに稼動することを含む。

好ましくは、前記稼動状態の情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み、
前記方法は、ネットワークストレージ装置がグローバルボリュームへのアクセスのリダイレクトを行う前に、もし現時点でそのグローバルボリュームへのアクセスを担当しているネットワークストレージ装置がなければ、メインネットワークストレージ装置が負荷パラメータに基づいて、グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置を指定することを含む。

好ましくは、前記ネットワークストレージ装置はｉＳＣＳＩプロトコルを採用し、
前記メインネットワークストレージ装置は、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへのアクセスを受信するための仮想ＩＰアドレスを有し、
前記メインネットワークストレージ装置が故障した際に、その他のネットワークストレージ装置の１つがその代わりに稼動することは、元のメインネットワークストレージ装置の仮想ＩＰアドレスをその代わりに稼動するネットワークストレージ装置に配置することを含む。

好ましくは、前記のグローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置がそのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行することは、具体的に、
グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、そのグローバルボリュームへのアクセスを少なくとも１つのローカルボリュームへのアクセスに分解し、
アクセスしようとするローカルボリュームが所属するネットワークストレージ装置に、ローカルボリュームへのアクセス要求を発信し、
受信したローカルボリュームへのアクセス結果をそのグローバルボリュームへのアクセス結果に組み合わせて、そのアクセス結果を返信することである。

本発明は、グローバルボリュームへのアクセスを実行するグローバルボリューム管理ユニットを各ネットワークストレージ装置に分散して実現することによって、グローバルボリュームへのアクセスの処理能力が、ネットワークストレージ装置の増加に伴って高められるものである。それにより、ネットワークストレージシステムに対する仮想化による機能的なボトルネックを避けることができる。

同時に、本発明は、更に装置管理ユニットもネットワークストレージ装置に分散して実現されており、装置管理ユニットとグローバルボリューム管理ユニットとの冗長によって、仮想化ネットワークストレージシステムの信頼性を高めることができる。

さらに、本発明のネットワークストレージシステムは、ストレージサーバを備えなくてもよいので、ネットワークの構造を簡素化し、ネットワークストレージシステムの構築、保守及び管理のコストを下げることができる。

ネットワークストレージシステムに対する仮想化は、各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームをグローバルボリュームにマッピングする必要がある。これによって、アクセスクライアントはグローバルボリュームによって、ストレージ空間の全体に統一的にアクセスすることができるが、データがどのネットワークストレージ装置の物理的記憶媒体に記憶されているかは、アクセスクライアントに対して透過的にさせられている。仮想化ネットワークストレージ空間へのアクセスを実現する際のもっとも頻繁且つ重要な稼動は、グローバルボリュームへのアクセスを１つ又は１つ以上のネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームへのアクセスに分解し、且つ各ネットワークストレージ装置が返信したローカルボリュームへのアクセス操作の実行結果をグローバルボリュームへのアクセス操作結果に組み合わせることである。

従来技術において、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが収納可能な物理的記憶媒体には限りがあるため、ストレージ空間の拡張は、通常は、ネットワークストレージ装置を増加する方式によって行われるが、ストレージサーバの処理能力及びその占める帯域は、ストレージ空間の拡張に伴って増加することが難しく、システムの性能に影響する可能性がある。本発明においては、グローバルボリュームへのアクセスが、複数のネットワークストレージ装置に分散して行われるので、ストレージ空間の拡張に伴って、同時にシステムのアクセスに対する処理能力とアクセス帯域を拡張することができる。

本発明のネットワークストレージ装置の全ては、ローカルボリューム管理ユニットと、物理的記憶媒体を備えており、従来技術と同じように、物理的記憶媒体は物理的記憶空間を提供し、且つデータの記憶を行い、ローカルボリューム管理ユニットは、ローカルの論理ボリューム又は物理ボリュームの方式によって、物理的記憶媒体へのアクセスを提供する。

図２は本発明の仮想化ネットワークストレージシステムの構造を示す概略図であり、ネットワークストレージ装置２２０、２３０と２４０は、ＳＡＮのネットワーク接続装置２１０によって相互に接続されており、アクセスクライアントもストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）のネットワーク接続装置２１０を介して、仮想化ネットワークストレージシステムへのアクセスを行う。ネットワークストレージ装置２２０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース２２１と、装置管理ユニット２２２と、グローバルボリューム管理ユニット２２３と、ローカルボリューム管理ユニット２２４とを備え、ネットワークストレージ装置２３０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース２３１と、グローバルボリューム管理ユニット２３３と、ローカルボリューム管理ユニット２３４とを備え、ネットワークストレージ装置２４０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース２４１と、グローバルボリューム管理ユニット２４３と、ローカルボリューム管理ユニット２４４とを備えている。各ネットワークストレージ装置のそれぞれは、そのネットワークストレージ装置におけるローカルボリューム管理ユニットに接続される物理的記憶媒体を備えている。

本実施例のネットワークストレージシステムにおいて、ネットワークストレージ２２０だけが装置管理ユニット２２２を備えている。装置管理ユニット２２２により、ユーザは、ネットワークストレージシステムの全体に対して、グローバルボリュームを作成すること、及びグローバルボリュームとローカルボリュームとの間のマッピング関係を形成することを含む配置管理を行うことができる。同時に、装置管理ユニット２２２は、グローバルボリュームとローカルボリュームとの間のマッピング関係を、その自身が所属するネットワークストレージ装置を除き、グローバルボリューム管理ユニットを備えている全てのネットワークストレージ装置、つまり本実施例におけるネットワークストレージ装置２３０と２４０に発信し、且つ、グローバルボリュームとローカルボリュームとの間のマッピング関係が変化した際に、リアルタイムにネットワークストレージ装置２３０と２４０におけるマッピング関係を更新する。

ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへのアクセスは、先ず、装置管理ユニット２２２を通らなければならず、装置管理ユニット２２２によって、グローバルボリュームへのアクセスはそのグローバルボリュームへのアクセス操作を担当するグローバルボリューム管理ユニットにリダイレクトされる。

ネットワークストレージシステムにおける各グローバルボリュームのそれぞれは、いずれも１つのグローバルボリューム管理ユニットが、そのグローバルボリュームへのアクセス操作を実現することを担当し、異なるグローバルボリュームに対して、同一のグローバルボリューム管理ユニットが担当することが可能であるが、同じ時刻に発生する可能性がある読み書きの衝突と資源のお互いのロックを防ぐため、１つのグローバルボリュームが、普通、１つだけのグローバルボリューム管理ユニットによって担当されることになる。グローバルボリュームに対して、グローバルボリューム管理ユニットを指定してもよいし、設定された選択条件に従って、自動的にグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットを生じさせてもよいし、また、システム運行状態及びグローバルボリュームへのアクセス状態に従って、ダイナミックに装置管理ユニット２２２によってグローバルボリューム管理ユニットを特定してもよい。

ネットワークストレージシステムが採用するプロトコルに対して、装置管理ユニット２２２は、異なる方法を使ってグローバルボリュームへのアクセスについてリダイレクトを行うことができる。例えば、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信することができる。アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信される。

グローバルボリューム管理ユニットは、その管理するグローバルボリュームへのアクセスについて、応答し、対応するアクセス操作を実行する。例えば、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが２３３であり、グローバルボリューム管理ユニット２３３は、グローバルボリュームへのアクセス要求を受信すると、ネットワークストレージ装置２３０においてのネットワークストレージシステムのグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセスを１つ又は１つ以上のローカルボリュームへのアクセスに分解し、それらのアクセス待ちのローカルボリュームは、異なるネットワークストレージ装置に存在することが可能である。今回のグローバルボリュームへのアクセスのストレージ領域が対応するローカルボリュームがネットワークストレージ装置２３０及び２４０に存在するとして、グローバルボリューム管理ユニット２３３が、ローカルボリュームへのアクセス要求をローカルボリューム管理ユニット２３４に送り、それに、ＳＡＮインターフェース２３１と、ＳＡＮネットワーク接続装置２１０と、ネットワークストレージ装置２４０のＳＡＮインターフェース２４１とを経由してローカルボリューム管理ユニット２４４に送る。ローカルボリューム管理ユニット２３４及び２４４が、それぞれにローカルボリュームへのアクセス操作を実行して、操作結果をそのローカルボリュームへのアクセスの要求側であるグローバルボリューム管理ユニット２３３に返信する。グローバルボリューム管理ユニット２３３は、返信されたローカルボリュームへのアクセス操作結果をグローバルボリュームへのアクセス操作結果に組み合わせて、アクセス結果をローカルボリュームへのアクセスを開始したアクセスクライアントに返信する。

グローバルボリュームへのアクセス結果に対して、ＳＡＮネットワークが採用しているプロトコル及び具体的な応用に従って、異なる返信ルートを有することができる。より便利なのは、グローバルボリューム管理ユニットによって、直接にアクセス結果をアクセスクライアントに送ることである。

グローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットを指定する場合に、グローバルボリュームに対して、メイングローバルボリューム管理ユニットとバックアップグローバルボリューム管理ユニットを指定することができる。これで、メイングローバルボリューム管理ユニットが故障した際に、バックアップグローバルボリューム管理ユニットによってそのグローバルボリュームへのアクセス操作を実効することができる。設定された条件に従って、自動的にグローバルボリューム管理ユニットを生じさせる場合と、ダイナミックにグローバルボリューム管理ユニットを特定する場合に、もしグローバルボリューム管理ユニットを設置する制限条件がなければ、各グローバルボリューム管理ユニットのそれぞれを、その他のグローバルボリューム管理ユニットのバックアップとすることができる。

実施例１には、ただ１つの装置管理ユニットしかないため、そのネットワークストレージの故障箇所となりやすい。図３に示す実施例２において、ネットワークストレージ装置３２０、３３０、３４０及び３５０は、ＳＡＮネットワーク接続装置３１０を介して相互に接続されている。ネットワークストレージ装置３２０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース３２１と、装置管理ユニット３２２と、ローカルボリューム管理ユニット３２４とを備えている。ネットワークストレージ３３０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース３３１と、装置管理ユニット３３２と、グローバルボリューム管理ユニット３３３と、ローカルボリューム管理ユニット３３４とを備えている。ネットワークストレージ３４０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース３４１と、グローバルボリューム管理ユニット３４３と、ローカルボリューム管理ユニット３４４とを備えている。ネットワークストレージ３５０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース３５１と、ローカルボリューム管理ユニット３５４とを備えている。各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、そのネットワークストレージ装置におけるローカルボリューム管理ユニットに接続される物理的記憶媒体を備えている。

実施例２の、実施例１との違いは、複数の装置管理ユニットを有し、且つ各装置管理ユニットのそれぞれにおいて必ずしもグローバルボリューム管理ユニットが存在するわけではないことである。

ネットワークストレージシステムが、複数の装置管理ユニットを備えている場合に、１つの装置管理ユニットは、メイン装置管理ユニットとして、ネットワークストレージシステムの配置管理と、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係の維持、同期、およびグローバルボリュームへのアクセスのリダイレクトとを行う。ここで、同期とは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を、グローバルボリューム管理ユニット又はその他の装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置に同期させることである。その他の装置管理ユニットは、バックアップ装置管理ユニットであり、メイン装置管理ユニットが故障した際に、１つのバックアップ装置管理ユニットが、メイン装置管理ユニットの代わりに稼動する。その他のメインとバックアップとの切り替えをする高信頼性のシステムと同様に、メイン装置管理ユニットとバックアップ装置管理ユニットとの間で、バックアップ装置管理ユニットが随時にメイン装置管理ユニットの稼動状態がわかるように、それぞれの稼動状態の情報を相互交換する。

１つ以上のバックアップ装置管理ユニットが存在する場合に、どのバックアップ装置管理ユニットがメイン装置管理ユニットの代わりに稼動するかは、設定した優先順位で決定してもよいし、一定のアルゴリズムにより、オンラインしている全てのバックアップ装置管理ユニットから選ぶことによって決定してもよい。従来の多段のバックアップシステムとクラスタシステムにおいて、既にこの２つの方式を実現する多くの技術が提案しているので、ここではその説明を省略する。

本実施例において、ネットワークストレージ装置３２０及び３３０のそれぞれが、装置管理ユニットを備えており、仮に装置管理ユニット３３２をメイン装置管理ユニットとすれば、装置管理ユニット３２２が、バックアップ管理ユニットとなる。メイン装置管理ユニット３３２が正常に稼働している場合に、もしグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係が変化すると、メイン装置管理ユニット３３２は、そのマッピング関係の変化を、バックアップ管理ユニット３２２を含むネットワークストレージ装置３２０、及びグローバルボリューム管理ユニット３４３を含むネットワークストレージ装置３４０に知らせて、ネットワーク装置３２０、３３０及び３４０におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係の同期を行うことで、バックアップ装置管理ユニット３２２は、随時にメイン装置管理ユニット３３２の代わりに稼動することができ、グローバルボリューム管理ユニット３４３は、グローバルボリュームへのアクセス要求を正確に解析することができる。

ネットワークストレージ装置３５０には、装置管理ユニットもないし、グローバルボリューム管理ユニットもないため、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を格納する必要がない。同時に、ネットワークストレージ装置３２０及び３５０は、グローバルボリューム管理ユニットを備えていないため、その２つのネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームへのアクセスは、ネットワークストレージ装置３３０または３４０におけるグローバルボリューム管理ユニット３３３又は３４３によって行われるしかない。

実施例１と同様に、グローバルボリューム管理ユニット間で相互にバックアップし、ネットワークストレージシステムの有用性を高めることができる。

実施例３は、本発明の好ましい実施例であり、その構造は図４に示している通りである。ネットワークストレージ装置４２０、４３０と４４０は、ＳＡＮのネットワーク接続装置４１０によって相互に接続されており、アクセスクライアントもＳＡＮのネットワーク接続装置４１０を介して、仮想化ネットワークストレージシステムに対してアクセスする。ネットワークストレージ装置４２０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース４２１と、装置管理ユニット４２２と、グローバルボリューム管理ユニット４２３と、ローカルボリューム管理ユニット４２４とを備えている。ネットワークストレージ装置４３０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース４３１と、装置管理ユニット４３２と、グローバルボリューム管理ユニット４３３と、ローカルボリューム管理ユニット４３４とを備えている。ネットワークストレージ装置４４０が、相互に接続されたＳＡＮインターフェース４４１と、装置管理ユニット４４２と、グローバルボリューム管理ユニット４４３と、ローカルボリューム管理ユニット４４４とを備えている。各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、そのネットワークストレージ装置におけるローカルボリューム管理ユニットに接続される物理的記憶媒体を備えている。

実施例３において、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、装置管理ユニットと、グローバルボリューム管理ユニットとを備えている。このように、各バックアップ装置管理ユニットが、メイン装置管理ユニットの稼動状態をチェックするべく、装置管理ユニット間において、稼動状態の情報の相互交換が行われることになる。同時に、各ネットワークストレージ装置のそれぞれは、グローバルボリューム管理ユニットを備え、装置管理ユニット間で相互交換される稼動状態の情報の中に、その所属するネットワークストレージ装置の稼動負荷パラメータが増加されると、現時点での負荷パラメータを根拠として、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットを特定することができ、アクセスクライアントに統一的なアクセス空間を提供する上で、ネットワークストレージシステムの動的な負荷バランスを実現することができる。ユーザは、具体的な応用環境に従って、ネットワークストレージの負荷パラメータとして、適合する運行パラメータ、例えば、プロセッサの利用率、ネットワーク帯域の利用率等の指標又はその組み合わせを選択することができる。

また、グローバルボリューム管理ユニットを特定する際に、アクセスされるグローバルボリュームとマッピング関係を有するローカルボリュームが所属するネットワークストレージ装置におけるグローバルボリューム管理ユニットを優先的に選ぶこともできる。このように、グローバルボリューム管理ユニットがローカルボリュームへのアクセスを実行する際に、一部の操作が同一のネットワークストレージ装置において実行される可能性があるため、グローバルボリュームへのアクセスの効率をさらに高めることができることになる。

図４のネットワークストレージシステムはｉＳＣＳＩプロトコルを採用しているとし、以下は、当該ネットワークストレージシステムの１つの可能な場合を例にとって、本実施例のネットワークストレージシステムの運行シーケンスについて、詳細に説明する。

ネットワークストレージシステムがスタートする際に、クラスタ技術に従って、各ネットワークストレージ装置における装置管理ユニットが、設定された優先条件に従って、メイン装置管理ユニットを選び出す。一般的に、装置管理ユニット４２２がメイン装置管理ユニットとして選び出されたとすると、その所属する装置管理ユニット４２０は自身のＩＰアドレスを有するほかに、仮想化ネットワークストレージシステムのＩＰアドレスも有する。

メイン装置管理ユニット４２２が選び出された後に、ユーザは、メイン装置管理ユニット４２２によって、各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームに対して、統一的な管理を行うことができ、グローバルボリューム方式でネットワークストレージシステムのストレージ空間の全体を計画して配置して、メイン装置管理ユニット４２２によって、ネットワークストレージシステムのグローバル情報の維持を担当する。ユーザは、管理コンソールから、ネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスを宛先アドレスとして、ネットワークストレージシステムに対する配置管理を行う。これらの配置管理が、メイン装置管理ユニット４２２によって受信され且つ実行される。

例えば、管理コンソールから、図５に示すように１つのグローバルボリュームのシーケンスを作成する。図５と図４を参照すると下記の通りである。

ステップ５１０〜５２０において、管理コンソールが、ネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスを宛先アドレスとして、グローバルボリュームの新規作成コマンドを送信する。メイン装置管理ユニット４２２が、そのコマンドを受信すると、ネットワークストレージシステムにおける現在の使用可能なローカルボリュームを管理コンソールに返信する。また、メイン装置管理ユニット４２２によって、特定の規則に従って、自動的にローカルボリューム資源を選び出してから、ユーザにて特定するために提供してもよい。

ステップ５３０〜５５０において、ユーザは、管理コンソールにおいて、使用すべきローカルボリュームを特定して、メイン装置管理ユニット４２２に知らせる。メイン装置管理ユニット４２２は、新規作成されたグローバルボリュームと使用するローカルボリュームとのマッピング関係を確立して、管理コンソールに、グローバルボリュームの作成成功のメッセージを返信する。

あり得るグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係の一つは、下記のテーブルに示す通りである。

上記のテーブルにおいて、ネットワークストレージ装置標識は、ローカルボリュームを、ネットワークストレージシステム中の１つの具体的なネットワークストレージ装置に位置づけるのに用いられる。ネットワークストレージ装置に対して番号を付けた後、その番号をネットワークストレージ装置標識としてもよいし、ネットワークストレージ装置の既存の、相互に区別できるパラメータ、例えば、ＩＰアドレスをネットワークストレージ装置標識として使用してもよい。マッピング関係テーブルは、マッピング関係テーブルにおいての検索スピードを高めるため、各ネットワークストレージ装置のそれぞれに、組み込みデータベースが運行されることによって実現されることができる。テーブルの中のＡＣＳＬ（Ａｄａｐｔｅｒ／Ｃｈａｎｎｅｌ／ＳＣＳＩ／ＬＵＮ）はＳＣＳＩ標識である。

メイン装置管理ユニット４２２は、各ネットワークストレージ装置のそれぞれにおいて同じグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を維持することを担当し、バックアップ装置管理ユニット４３２及び４４２が随時に代わって稼動できるようにし、同時に各グローバルボリューム管理ユニットのそれぞれが、独立してグローバルボリュームへのアクセス操作を実行することができるようにする。

メイン装置管理ユニット４２２は、バックアップ装置管理ユニット４３２及び４４２との間で、ハートビート信号により、所属するネットワークストレージ装置の稼動状態の情報を相互に伝送する。その稼動状態の情報の中には、そのネットワーク装置の負荷パラメータが含まれる。

図６は、ｉＳＣＳＩアクセスクライアントとネットワークストレージシステムとの間で行った１回分のグローバルボリュームへのアクセスのフローである。図６及び図４を参照すると下記の通りである。

ステップ６１０〜６２０において、アクセスクライアントが、ネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスを宛先アドレスとして、ｉＳＣＳＩアクセス要求を送信する。メイン装置管理ユニット４２２が、そのｉＳＣＳＩアクセス要求を受信した後に、アクセスされるグローバルボリュームに対して、現時点で特定されたグローバルボリューム管理ユニットがない場合には、メイン装置管理ユニット４２２は、装置管理ユニット４３２及び４４２から受信したネットワークストレージ装置４３０及び４４０の負荷パラメータ、及びネットワークストレージ装置４２０の負荷パラメータにより、そのアクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットとして、１つのグローバルボリューム管理ユニットを特定する。

アクセスされるグローバルボリュームについて担当させるように、グローバルボリューム管理ユニット４３３を特定し、メイン装置管理ユニット４２２は、ｉＳＣＳＩリダイレクトプロトコルに従って、アクセスクライアントに、後続のｉＳＣＳＩプロトコルの目標装置がネットワークストレージ装置４３０であることを知らせる。

ステップ６３０〜６４０において、アクセスクライアントが、ｉＳＣＳＩプロトコルに従って、ネットワークストレージ装置４３０のＩＰアドレスを使い、それに向けてグローバルボリュームへのアクセス要求を送信し、グローバルボリューム管理ユニット４３３がグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係テーブルにより、そのグローバルボリュームへのアクセスを対応するローカルボリュームへのアクセスに分解する。

ステップ６５０〜６６０において、アクセスされるローカルボリュームはネットワークストレージ装置４２０及び４３０に存在し、グローバルボリューム管理ユニット４３３が、同一の装置におけるローカルボリューム管理ユニット４３４に対して、ＳＡＮインターフェース４３１を介してローカルボリューム管理ユニット４２４に対して、ローカルボリュームへのアクセス要求を送信する。ローカルボリューム管理ユニット４３４及び４２４は、ローカルボリュームへのアクセス結果をグローバルボリューム管理ユニット４３３に返信する。

ステップ６７０〜６８０において、グローバルボリューム管理ユニット４３３は、ローカルボリューム管理ユニット４３４及び４２４から返信されたローカルボリュームへのアクセス結果を、グローバルボリュームへのアクセス結果に組み合わせて、そのアクセス結果をアクセスクライアントに送信することで、グローバルボリュームへのアクセスを終了する。グローバルボリューム管理ユニットとローカルボリューム管理ユニットとの間のローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の伝送は、全てｉＳＣＳＩプロトコルに従って行われてもよい。

ネットワークストレージ装置４２０が故障した場合には、バックアップ装置管理ユニット４３２及び４４２は、元のメイン装置管理ユニット４２２のハートビート信号が消滅したことを検出すると、同様に設定された優先条件に従って、新たなメイン装置管理ユニットを選び出して、装置管理ユニット４２２の代わりに稼動させる。同時に、ネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスが、その新たなメイン装置管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置に配置される。

ローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の伝送は、全て、ネットワークストレージシステムの内部で行われ、且つ、各ネットワークストレージ装置の間は、通常、スイッチを介して接続され、相互の関係は比較的簡単であり、ｉＳＣＳＩプロトコルの中の、申請、認証及び接続等のためのシーケンスを省略することができ、より簡単なプロトコルを使ってローカルボリュームへのアクセスを実現することができる。例えば、ローカルボリュームへのアクセス要求及び結果の返信には、標準ｉＳＣＳＩプロトコルのデータ伝送部分を使ってもよいし、ＩＰネットワークに搭載できるプロトコルを自ら定義して使ってもよい。

簡素化されたプロトコルを採用する場合には、図４の各ネットワークストレージ装置のそれぞれに、データアクセス管理ユニットを増加する必要がある。その構造は図７に示す通りである。データアクセス管理ユニットは、その所属するネットワークストレージ装置の中のＳＡＮインターフェース、装置管理ユニット及びグローバルボリューム管理ユニットのそれぞれに接続され、且つローカルボリューム管理ユニットに接続されている。ローカルボリューム管理ユニットは、その所属するネットワークストレージ装置の中のグローバルボリューム管理ユニット及び物理的記憶媒体のそれぞれに接続されている。

グローバルボリューム管理ユニット４４３の管理するグローバルボリュームがアクセスされ、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を照会することによって、アクセスしようとするローカルボリュームがネットワークストレージ装置４４０及び４３０に存在することが知られることになり、同一のネットワーク装置４４０におけるローカルボリュームに対して、グローバルボリューム管理ユニット４４３が、ローカルボリューム管理ユニット４４４を介してアクセス結果を取得する。

ネットワークストレージ装置４３０におけるローカルボリュームに対して、グローバルボリューム管理ユニット４４３が、ネットワークストレージ装置４３０におけるローカルボリュームへのアクセス要求を、先ずデータアクセス管理ユニット４４５に送信し、データアクセス管理ユニット４４５は簡素化されたプロトコルを使ってそのアクセス要求をＳＡＮインターフェース４４１を介してネットワークストレージ装置４３０に送信する。データアクセス管理ユニット４３５は、簡素化されたプロトコルで伝送されたアクセス要求を受信すると、それをローカルボリューム管理ユニット４３４が実行できるデータアクセスコマンドに変換してローカルボリューム管理ユニット４３４に送信する。ローカルボリューム管理ユニット４３４から返信された実行結果を受信すると、データアクセス管理ユニット４３５が、簡素化されたプロトコルを使って、実行結果をＳＡＮインターフェース４３１を介してネットワークストレージ装置４４０に返送する。データアクセス管理ユニット４４５が、簡素化されたプロトコルで伝送されたアクセス要求を受信すると、それをグローバルボリューム管理ユニット４４３が解析できるアクセス結果に変換してグローバルボリューム管理ユニット４４３に送信する。

従って、データアクセス管理ユニット４２５、４３５及び４４５は、簡素化されたｉＳＣＳＩプロトコルで、ネットワークストレージシステム内部のデータアクセスを行うように、異なるネットワークストレージ装置に位置するローカルボリュームへのアクセス操作に対して、ネットワーク伝送インターフェースを提供するものである。それによって、ローカルボリュームへのアクセスの効率を高めることができる。

実施例２と実施例３におけるメイン装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置では、そのメイン装置管理ユニットとその他のネットワークストレージ装置とは、仮想化ストレージシステムの稼動情報を相互交換し、その中には、仮想化ネットワークストレージシステムにおけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させることが含まれており、また、前記稼動情報は、メイン装置管理ユニットがどのネットワークストレージ装置でグローバルボリュームへのアクセス操作を担当するかを判定するための、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータも含むことができる。

メイン装置管理ユニットは、グローバルボリュームへのアクセスを、そのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行するネットワークストレージ装置にリダイレクトするのにも用いられる。メイン装置管理ユニットが所属するネットワーク装置は、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するグローバルボリューム管理ユニットをも備えることができる。

ネットワークストレージ装置がｉＳＣＳＩ装置であれば、メイン装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置は、少なくとも２つのＩＰアドレスを有し、その１つは、アクセスクライアントがｉＳＣＳＩプロトコルに従って、グローバルボリュームに対して、最初のアクセスをするためのネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスであり、もう１つは、ネットワークストレージ装置自身のＩＰアドレスであって、ｉＳＣＳＩプロトコルのリダイレクトを行った後に、アクセスクライアントがｉＳＣＳＩプロトコルに従って、グローバルボリュームへの後続アクセスを行うために用いられ、このＩＰアドレスはその他のネットワークストレージ装置におけるグローバルボリューム管理ユニットが当該ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームに対してアクセスするのに使用されてもよい。また、簡素化されたプロトコルでローカルボリュームへのアクセスを行うネットワークストレージ装置に対して、データアクセス管理ユニットを増加することができる。データアクセス管理ユニットは、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットがその他のネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームへのアクセス要求を転送し、予め定められたプロトコルで受信したアクセス結果をグローバルボリューム管理ユニットに転送するのに用いられ、同時に、予め定められたプロトコルでその所属するネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームへのアクセス要求を受信し、且つ、予め定められたプロトコルに従ってそのアクセス結果を、要求を発信した側へ返信するのに用いられる。

実施例２及び実施例３におけるバックアップ装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置では、そのバックアップ装置管理ユニットが、ネットワークストレージシステムの他のネットワークストレージ装置と仮想化ネットワークストレージシステムの稼動情報を相互交換する。前記稼動情報は、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を含んでおり、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータも含むことができる。そのネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するグローバルボリューム管理ユニットを備えることもできる。バックアップ装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置が簡素化されたプロトコルを使ってローカルボリュームへのアクセスを行う場合には、データアクセス管理ユニットを増加することもでき、その機能は、メイン装置管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置における機能と同じであるため、ここでは説明を省略する。

本発明の実施例４の概略構造は図８に示す通りである。ネットワークストレージ装置８２０、８３０及び８４０は、ＳＡＮのネットワーク接続装置８１０によって相互に接続されており、また、ストレージ管理装置８５０もＳＡＮのネットワーク接続装置８１０に接続されており、アクセスクライアントは同様に、ＳＡＮのネットワーク接続装置８１０を介して仮想化ネットワークストレージシステムへのアクセスを行う。ネットワークストレージ装置８２０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース８２１と、グローバルボリューム管理ユニット８２３と、ローカルボリューム管理ユニット８２４とを備えている。ネットワークストレージ装置８３０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース８３１と、グローバルボリューム管理ユニット８３３と、ローカルボリューム管理ユニット８３４とを備えている。ネットワークストレージ装置８４０は、相互に接続されたＳＡＮインターフェース８４１と、グローバルボリューム管理ユニット８４３と、ローカルボリューム管理ユニット８４４とを備えている。各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、そのネットワークストレージ装置の中のローカルボリューム管理ユニットに接続される物理的記憶媒体を備えている。

実施例４が異なるところは、前記３つの実施例のネットワークストレージ装置における装置管理ユニットの機能がストレージ管理装置８５０によって発揮されることにあり、つまり、ストレージ管理装置８５０は、グローバルボリューム管理ユニットを備えている各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を維持し、且つアクセスされるグローバルボリュームのグローバルボリューム管理ユニットを特定し、グローバルボリュームへのアクセスを、グローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするものである。

前記３つの実施例と同じく、グローバルボリューム管理ユニットは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセスを実行するものである。

グローバルボリュームへのアクセス操作が、複数のネットワークストレージ装置に分散して行われるので、ストレージ管理装置８５０は、マッピング関係の維持及びアクセスのリダイレクトだけをすればよく、その稼動負荷が小さいため、本実施例は同様に、ネットワークストレージシステムの性能のボトルネックを避けることができる。さらに、ストレージ管理装置８５０は、信頼性を高めるため、メイン・バックアップ技術又はクラスタ技術を採用することができる。

実施例４では、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、同様に、データアクセス管理ユニット（図示せず）を備えることができ、異なるネットワークストレージ装置間でのローカルボリュームへのアクセス用のインタフェースとして、グローバルボリューム管理ユニットが予め定めたプロトコルで、異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求とアクセス結果の転送及び受信を行うのに用いられる。

本発明のネットワークストレージシステムの仮想化方法のフローは、図９に示す通りであり、ネットワークストレージシステムに、２つ以上のネットワークストレージ装置がある。ステップＳ９１０において、各ネットワークストレージ装置から、システムのメインネットワークストレージ装置として一つを特定する。ただ１つの装置管理ユニットだけがあるネットワークストレージシステムである場合には、メインネットワークストレージ装置は装置管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置であり、複数の装置管理ユニットがある場合には、メインネットワークストレージ装置はメイン装置管理ユニットの所属するネットワークストレージである。

ステップＳ９２０において、メインネットワークストレージ装置は、各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させる。ネットワークストレージシステムにおけるグローバルボリュームからローカルボリュームへのマッピングが、メインネットワークストレージ装置によって設置または修正される。マッピング関係が変化した際には、メインネットワークストレージ装置によって、その他のネットワークストレージ装置がリアルタイムにその変化に同期される。本ステップは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係が変化したときにだけ行われればよい。

ステップＳ９３０において、各ネットワークストレージ装置間でその稼動状態の情報が相互交換される。

ステップＳ９４０において、メインネットワークストレージ装置は、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへのアクセス要求を受信する。ｉＳＣＳＩプロトコルのネットワークストレージシステムを例にすると、ネットワークストレージシステムは、アクセスクライアントに対して仮想ＩＰアドレスを１つ提供し、その仮想ＩＰアドレスがメインネットワークストレージ装置に配置され、アクセスクライアントがこのＩＰアドレスでグローバルボリュームへのアクセスを開始すると、グローバルボリュームへの最初のアクセスがメインネットワークストレージ装置によって受信される。

ステップＳ９５０において、メインネットワークストレージ装置は、そのグローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置があるか否かを判断し、あれば、ステップＳ９７０に移動するが、なければ、ステップＳ９６０を実行する。

ステップＳ９６０において、メインネットワークストレージ装置は、各ネットワークストレージ装置の稼動状態の情報の中の負荷パラメータに基づいて、グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージを指定する。

ステップＳ９７０において、グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、そのグローバルボリュームへのアクセスを実行する。

グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置は、まず、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、そのグローバルボリュームへのアクセスを１又は１以上のローカルボリュームへのアクセスに分解する。その後、それらのローカルボリュームが所属するネットワークストレージ装置に対して、ローカルボリュームへのアクセス要求を発信し、そのローカルボリュームへのアクセス要求を受信したネットワークストレージ装置が、ローカルボリュームへのアクセス操作を実行して、その操作結果をアクセスの要求側に返信する。グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置は、ローカルボリュームへのアクセス結果をそのグローバルボリュームへのアクセス結果に組み合わせてアクセスを開始したアクセスクライアントに返信する。

ステップＳ９８０において、メインネットワークストレージ装置が故障して稼動できなくなった場合には、その他のネットワークストレージ装置は、相互交換した稼動状態の情報により、メインネットワークストレージ装置が機能を失ったことを知り、そのとき、その中の１つが、メインネットワークストレージ装置に昇格され、且つ機能を失ったメインネットワークストレージ装置の代わりに稼動する。

ｉＳＣＳＩネットワークストレージシステムでは、あるネットワークストレージ装置がメインネットワークストレージ装置に昇格されたときに、それに対して、アクセスクライアントのグローバルボリュームへの最初のアクセスを受信するため、そのネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスを配置する。

前記４つの実施例から分かるように、ネットワークストレージシステムにおいて装置管理ユニットがただ１つだけあり、且つ各グローバルボリュームのそれぞれへのアクセス操作を担当するネットワークストレージ装置が予め指定されている場合には、ステップＳ９３０、Ｓ９５０及びＳ９７０を省略することができる。

前記４つの実施例においては、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへのアクセスを、グローバルボリューム管理ユニットを備えているそれぞれのネットワークストレージ装置に分散することによって、グローバルボリュームへのアクセスに対する処理能力を、ネットワークストレージシステム容量の拡大に伴って増加することができるようにしている。同時に、本発明は、従来のネットワークストレージシステムのハードウェア構造と接続方式を変える必要がなく、ネットワークストレージ装置におけるソフトウェアだけによって実現することができる。従って、複数の一般のネットワークストレージ装置を効率よく統合し、ストレージ容量を提供するとともに、システムの冗長度及び信頼性を高めることができる。前者３つの実施例に対して、本発明のネットワークストレージシステムは従来技術のストレージサーバを省略し、ネットワーク構造を簡素化したため、ネットワークストレージシステムがより管理しやすくなり、構築及び維持コストが低減されたことになる。

以上に述べた本発明の実施形態は、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の主旨及び原則内で行われるいかなる修正、均等置換及び改善等は全て本発明の請求の範囲に含まれるべきである。

従来技術の仮想化ネットワークストレージシステム及びアクセスクライアントの構造の概略図である 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例１の構造の概略図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例２の構造の概略図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例３の構造の概略図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例３においてグローバルボリュームを作成するフロー図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例３においてグローバルボリュームに対してアクセスするフロー図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例３においてローカルボリュームへの簡化されたアクセスプロトコルを採用した場合の構造概略図である。 本発明に係る仮想化ネットワークストレージシステムの実施例４の構造概略図である。 本発明に係るネットワークストレージシステムの仮想化方法のフローチャートである。

Claims (22)

1. 同一のストレージエリアネットワークＳＡＮに接続された少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、ここで、
   少なくとも１つのネットワークストレージ装置が、グローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係を維持し、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルに従ってグローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするための装置管理ユニットを備え、そして、
   複数のネットワークストレージ装置が、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を行うためのグローバルボリューム管理ユニットを備え、
   前記の、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトすることとは、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信し、アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信されることを意味していることを特徴とする、仮想化ネットワークストレージシステム。
2. １つ以上のネットワークストレージ装置が装置管理ユニットを備えている場合には、その中の１つは、メイン装置管理ユニットとされ、グローバルボリュームへのアクセスのリダイレクトを行い、且つ装置管理ユニット又はグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワーク装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させるのに用いられ、その他のものは、バックアップ装置管理ユニットとされ、メイン装置管理ユニットが故障した際にその中の１つがメイン装置管理ユニットに昇格されるのに用いられることを特徴とする、請求項１に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
3. 少なくとも１つのネットワークストレージ装置は、１つのメイングローバルボリューム管理ユニットと少なくとも１つのバックアップグローバルボリューム管理ユニットとを備え、ここで、メイングローバルボリューム管理ユニットは、そのグローバルボリュームへのアクセスを実行するために用いられ、バックアップグローバルボリューム管理ユニットは、メイングローバルボリューム管理ユニットが故障した際にその中の１つをメイングローバルボリューム管理ユニットに昇格されるために用いられ、
   グローバルボリューム管理ユニットに、メインとバックアップとの切り替えが発生した後に、装置管理ユニットは、そのグローバルボリュームへのアクセスを、現時点のメイングローバルボリューム管理ユニットにリダイレクトすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
4. 同一のＳＡＮに接続される少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、各ネットワークストレージ装置のそれぞれが、装置管理ユニットと、グローバルボリューム管理ユニットとを備え、ここで、
   装置管理ユニットは、所属するネットワーク装置の稼動状態の情報を相互交換するのに用いられ、その中の１つはメイン装置管理ユニットとされ、各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させ、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルに従ってグローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするのに用いられ、その他のものは、バックアップ装置管理ユニットとされ、メイン装置管理ユニットが故障した際にその中の１つがメイン装置管理ユニットに昇格されるのに用いられ、
   グローバルボリューム管理ユニットは、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するのに用いられ、
   前記の、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットの所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトすることとは、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信し、アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信されることを意味していることを特徴とする、仮想化ネットワークストレージシステム。
5. 前記装置管理ユニット間で相互交換する稼動状態の情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み
   メイン装置ユニットは、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットとして、負荷パラメータにより、ネットワークストレージ装置のグローバルボリューム管理ユニットを選択することを特徴とする、請求項４に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
6. 前記アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニット、及びそのグローバルボリュームに対してマッピング関係を持つローカルボリュームは、同一のネットワークストレージ装置に存在することを特徴とする、請求項５に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
7. 前記ネットワークストレージ装置には、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルが採用されており、メイン装置管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームへのアクセスを受信するための仮想化ネットワークアドレスを有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
8. 前記各ネットワークストレージ装置のそれぞれがデータアクセス管理ユニットを備えており、異なるネットワークストレージ装置間でのローカルボリュームへのアクセスのための通信インターフェースとして用いられ、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信が行われることを特徴とする、請求項７に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
9. 前記グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係は、組み込みデータベースにより実現されることを特徴とする、請求項４に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
10. 装置管理ユニットを備え、その他のネットワークストレージ装置と仮想化ストレージシステムの稼動情報を相互交換し、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルに従ってグローバルボリュームへのアクセスを、そのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行するネットワークストレージ装置にリダイレクトするために用いられ、前記稼動情報の相互交換は、仮想化ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させることを含み、前記の、グローバルボリュームへのアクセスを、そのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行するネットワークストレージ装置にリダイレクトすることとは、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信し、アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信されることを意味していることを特徴とする、仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置。
11. 前記ネットワークストレージ装置は更にグローバルボリューム管理ユニットを備えており、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられることを特徴とする、請求項１０に記載の仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置。
12. 前記仮想化ストレージシステムの稼動情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み、
    前記グローバルボリュームへのアクセスを実行するネットワークストレージ装置が、前記装置管理ユニットによって、各ネットワークストレージ装置の現時点の負荷パラメータに基づいて特定されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置。
13. 前記ネットワークストレージ装置にはｉＳＣＳＩプロトコルを採用し、
    前記ネットワークストレージ装置は、少なくとも２つのインターネットプロトコルＩＰアドレスを有し、その１つはネットワークストレージシステムの仮想ＩＰアドレスであり、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへの最初のアクセスのために用いられ、もう１つはそのネットワークストレージ自身のＩＰアドレスであり、ｉＳＣＳＩプロトコルによるリダイレクトを行ってから、グローバルボリュームへの後続のアクセスを行うために用いられることを特徴とする、請求項１２に記載の仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置。
14. 前記ネットワークストレージ装置は更にデータアクセス管理ユニットを備えており、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームへのアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信を行うために用いられることを特徴とする、請求項１３に記載の仮想化ネットワークストレージシステム用のネットワークストレージ装置。
15. ストレージ管理装置と、少なくとも２つのネットワークストレージ装置とを備え、ここで、
    ストレージ管理装置は、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係を維持し、ｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルに従ってグローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトするのに用いられ、
    少なくとも１つのネットワークストレージ装置はグローバルボリューム管理ユニットを備えており、グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行するために用いられ、
    前記の、グローバルボリュームへのアクセスをそのグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置にリダイレクトすることとは、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信し、アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信されることを意味していることを特徴とする、仮想化ネットワークストレージシステム。
16. 各ネットワークストレージ装置のそれぞれが更にデータアクセス管理ユニットを備えており、異なるネットワークストレージ装置間のローカルボリュームへのアクセスのための通信インターフェースとして、予め定められたプロトコルに従って、グローバルボリューム管理ユニットの、異なるネットワークストレージ装置に存在するローカルボリュームに対するアクセス要求及びアクセス結果の転送と受信を行うために用いられることを特徴とする、請求項１５に記載の仮想化ネットワークストレージシステム。
17. 少なくとも２つのネットワークストレージ装置を備え、以下のステップ：
    メインネットワークストレージ装置として、１つのネットワークストレージ装置を特定すること、
    メインネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームへのアクセスを受信すると、それをｉＳＣＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プロトコルに従ってそのグローバルボリュームへのアクセス操作を担当するネットワークストレージ装置にリダイレクトすること、
    そのグローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置は、グローバルボリュームと各ネットワークストレージ装置におけるローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、グローバルボリュームへのアクセス操作を実行すること
    を含み、
    前記の、グローバルボリュームへのアクセスを受信すると、それをそのグローバルボリュームへのアクセス操作を担当するネットワークストレージ装置にリダイレクトすることとは、アクセスを開始したアクセスクライアントに、アクセスされるグローバルボリュームに対するグローバルボリューム管理ユニットが所属するネットワークストレージ装置のアドレスを返信し、アクセス要求が、前記アクセスクライアントから、当該ネットワークストレージ装置に直接に送信されることを意味していることを特徴とする、ネットワークストレージシステムの仮想化方法。
18. 前記方法は更にメインネットワークストレージ装置が各ネットワークストレージ装置におけるグローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係を同期させることを含むことを特徴とする、請求項１７に記載のネットワークストレージシステムの仮想化方法。
19. 前記方法は更に各ネットワークストレージ装置がその稼動状態の情報を相互交換することを含み、
    前記方法は更にメインネットワークストレージ装置が故障した際に、その他のネットワークストレージ装置の中の１つがその代わりに稼動することを含むことを特徴とする、請求項１８に記載のネットワークストレージシステムの仮想化方法。
20. 前記稼動状態の情報は、ネットワークストレージ装置の負荷パラメータを含み、
    前記方法はまた、ネットワークストレージ装置がグローバルボリュームへのアクセスのリダイレクトを行う前に、もし現時点でそのグローバルボリュームへのアクセスを担当しているネットワークストレージ装置がなければ、メインネットワークストレージ装置が負荷パラメータに基づいて、グローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置を指定することを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のネットワークストレージシステムの仮想化方法。
21. 前記ネットワークストレージ装置はｉＳＣＳＩプロトコルを採用し、
    前記メインネットワークストレージ装置は、ネットワークストレージシステムのグローバルボリュームへのアクセスを受信するための仮想ＩＰアドレスを有し、
    前記メインネットワークストレージ装置が故障した際に、その他のネットワークストレージ装置の１つがその代わりに稼動することは、元のメインネットワークストレージ装置の仮想ＩＰアドレスをその代わりに稼動するネットワークストレージ装置に配置することを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のネットワークストレージシステムの仮想化方法。
22. 前記のグローバルボリュームへのアクセスを担当するネットワークストレージ装置がそのグローバルボリュームへのアクセス操作を実行することは、具体的に、
    グローバルボリュームとローカルボリュームとのマッピング関係に基づいて、そのグローバルボリュームへのアクセスを少なくとも１つのローカルボリュームへのアクセスに分解し、
    アクセスしようとするローカルボリュームが所属するネットワークストレージ装置に、ローカルボリュームへのアクセス要求を発信し、
    受信したローカルボリュームへのアクセス結果をそのグローバルボリュームへのアクセス結果に組み合わせて、そのアクセス結果を返信することであることを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のネットワークストレージシステムの仮想化方法。

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