JP5052168B2

JP5052168B2 - 障害部分を分離するストレージ・システム、障害を分離するプログラム、及びその方法

Info

Publication number: JP5052168B2
Application number: JP2007063646A
Authority: JP
Inventors: ジョン、チャールズ、エリオット; グレッグ、スティーブン、ルーカス; ロバート、アキラ、クボ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: JP2007257633A; US20070226537A1; TWI409624B; CN100495355C; CN101042664A; US7516352B2; TW200821820A

Description

本発明は一般的にＲＡＩＤストレージ・システムに関係し、具体的にはシステムの残りの部分に対する影響を最小にした対象ドライブの分離および診断に関係する。

現在多くのコンピュータ関連システムは、高い信頼性と可用性のために冗長コンポーネントを含む。それでも、コンポーネントの故障または故障につながる不具合は他のコンポーネントもしくはシステム全体の性能に影響しうる。例えば、ＲＡＩＤストレージ・システムでは、エンクロージャは、それぞれ独立ポートから１対の冗長ディスク・アレイ・スイッチの両方に連結されるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のアレイを含む。１対の冗長サブプロセッサの一方がスイッチの一方に連結され、対の他方が他方のスイッチに連結される。代わりの方法として、単一のサブプロセッサを両スイッチに連結して、各画像をスイッチの１つに論理的に連結する、２つの画像に論理的に分割する。各スイッチはファブリックまたはネットワークを介して、エンクロージャの外部にある１対の冗長ＲＡＩＤアダプタの１つにも連結される。システムは追加のエンクロージャを含んでもよく、各々をネットワークにおいて前のエンクロージャのディスク・アレイ・スイッチに連鎖状に連結する。

システムがファイバ・チャネル・アービトレーテッド・ループ（ＦＣ−ＡＬ）アーキテクチャである場合、システムを初期化すると、一方もしくは両方のＲＡＩＤアダプタ（集合的に、「アダプタ」という）はスイッチから「擬似ループ」（pseudo-loop）を使ってディスカバリ操作を行う。ディスカバリ中、ネットワーク上のデバイスのすべてのアドレスが判定される。次にシステムはその正常な切替モードに入る。しかし、正常なシステムの操作中にドライブに障害が起こると、ネットワークへの出入りを繰り返すことがあり、そのたびにアダプタがディスカバリ・モードに再び入ることになり、システム全体に及ぶ混乱を招く。

障害の疑いのあるドライブに診断を行う場合、システムは一層混乱する。障害の疑いのあるドライブをスイッチに連結するポートをバイパスして、ドライブをネットワークから効果的に外すことによって、障害の疑いのあるドライブの分離は可能であるが、そのためにドライブは診断操作が行えない。

そのため、ディスク・アレイの残りの部分もしくはネットワークへのアクセスを混乱させずに、ドライブに診断操作を行える必要性がある。

本発明は、ストレージ・システムと、ＲＡＩＤアダプタと、ディスク・アレイ・スイッチと、サブプロセッサと、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）とを含む。システムは対象ＨＤＤの分離を可能にして、システムの残りの部分の操作に影響を与えずに診断を行えるようにする。ＨＤＤの状態は、不安定なネットワークの動作、遅い応答、または他のなんらかのトリガー・イベントもしくはプロセスなど、多様な要因に関して監視する。このようなイベントもしくはプロセス（本明細書において「潜在的な障害」（possible fault）ともいう）を検出すると、対象ＨＤＤおよびサブプロセッサの１つを含めたプライベート・ゾーンを確立し、それによって対象ＨＤＤを分離する。サブプロセッサは診断操作を行い、さらにその結果をアダプタに送信する。その後対象ＨＤＤを完全に分離して、プライベート・ゾーンを解体すると、サブプロセッサはネットワークに戻れる。

図１は、本発明を実装できるＲＡＩＤストレージ・システム１００のブロック図である。システム１００は、一又は複数のサーバーに連結される冗長対のＲＡＩＤアダプタまたはコントローラ１１０Ａ、１１０Ｂ（集合的に１１０という）を含む。システム１００はまた、１対の冗長ディスク・アレイ・スイッチ１２０Ａおよび１２０Ｂ（集合的に１２０という）を収容するエンクロージャ１１５を含む。エンクロージャ１１５はハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅ、１３０Ｆ（集合的に１３０という）のグループも収容する。各ＨＤＤはポート１２２を介して両側のスイッチと連結される。システム１００は、ＳＣＳＩエンクロージャ・サービス（ＳＥＳ）プロセッサなどの１対の冗長サブプロセッサまたはサービス・プロセッサ１４０Ａ、１４０Ｂ（また集合的に１４０という）も含み、それぞれファブリックまたはネットワーク１４２を介してスイッチ１２０Ａ、１２０Ｂと連結される。サブプロセッサ１４０Ａ、１４０Ｂはプロセッサ同士のリンク１４４で互いに連結される。図示するシステム１００では、サービス・プロセッサ１４０Ａ、１４０Ｂは、スイッチ機能とエンクロージャ環境を管理するＳＣＳＩエンクロージャ・サービス（ＳＥＳ）プロセッサである。アダプタ１１０がファブリックまたはネットワーク・リンク１１２を介してスイッチ１２０に連結される。システム１００は上流のエンクロージャのポートに連鎖状に連結される追加のエンクロージャを含んでもよい。こうして、エンクロージャ内のアダプタ１１０とスイッチまたはＨＤＤ間の通信は上流のエンクロージャのスイッチを通過する。

システム１００は、ファイバ・チャネル・アービトレーテッド・ループ（ＦＣ−ＡＬ）アーキテクチャ、シリアル・アタッチドＳＣＳＩ（ＳＡＳ）アーキテクチャ、またはＨＤＤへのデュアル・ポート・アクセスを含むその他のアーキテクチャに基づくことができる。

図２および図３のフローチャートを参照すると、ＨＤＤ１３０Ｆの１つで潜在的な障害が検出されている（ステップ３００）。アダプタ１１０で診断を行うのではなく、タスクはサブプロセッサ１４０にオフロードされる。サブプロセッサのうちの１つ（１４０Ａ）、対象（target）ドライブ１３０Ｆと、対象ドライブ１３０Ｆをスイッチ１２０Ａに連結するポート１２２Ｆ１を含め、スイッチのうちの１つ、図２のスイッチ１２０Ａにより、「プライベート・ゾーン」２００が確立される（ステップ３０２）。対象ドライブ１３０Ｆが他方のスイッチ１２０Ｂに連結される他方のポート１２２Ｆ２は、他方のスイッチ１２０Ｂによって使用禁止またはバイパスされる。こうしてプライベート・ゾーン内のコンポーネントは、システム１００の残りの部分から分離される。このためサブプロセッサ１４０Ａは、システム１００の残りの部分に影響を与えることなく、対象ドライブ１３０Ｆに診断を行える（ステップ３０４）。

診断操作が完了すると、サブプロセッサ１４０Ａはその結果をプロセッサ同士のリンク１４４で他方のサブプロセッサ１４０Ｂに伝える。さらに他方のサブプロセッサ１４０Ｂはその結果をネットワーク１１２でスイッチ１２０Ｂからアダプタ１１０に伝える（ステップ３０８）。その後、対象ドライブ１３０Ｆが故障していると判定されたら、ドライブ１３０Ｆをそれぞれスイッチ１２０Ａ、１２０Ｂに連結する両ポート１２２Ｆ_１および１２２Ｆ_２が使用禁止またはバイパスされて、ドライブ１３０Ｆは完全に分離され（ステップ３１０）、プライベート・ゾーンが解体すると（ステップ３１２）、サブプロセッサ１４０Ａは完全なネットワークに戻れる。

本発明は完全な機能をもつデータ処理システムで説明してきたが、当業者には本発明のプロセスが命令のコンピュータ読み取り可能媒体の形態および多様な形態に分散できること、および本発明が特定な種類の信号搬送媒体（signal bearing media）を実際に分散を行うために使用するのと関係なく適用できることは理解されることに留意するのが重要である。コンピュータ読み取り可能媒体の例には、ディスケット、ハードディスク・ドライブ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録型の媒体、並びにデジタル通信リンクおよびアナログ通信リンクなどの伝送型の媒体が含まれる。

本発明の説明は例示と説明のために提示してきたが、すべてを網羅しているもしくは発明を開示した形態に制限するつもりはない。数多くの変更および変型が当業者には明らかであろう。実施例は発明の原理、実用的な用途を最善に説明するため、また当業者が意図される特定の用途に適した様々な変更を加えた様々な実施例について発明を理解できるように選び、記述した。さらに、方法およびシステムに関して以上説明してきたが、技術上のニーズは冗長ストレージ・システムのハードディスク・ドライブを分離しその診断を行う命令を含むコンピュータ・プログラム、または冗長ストレージ・システムのハードディスク・ドライブを分離しその診断を行うコンピュータ読み取り可能コードをコンピューティング・システムに統合するステップを有する、コンピューティング・インフラストラクチャを配備する方法とも一致しているであろう。

本発明を実装できるＲＡＩＤストレージ・システムのブロック図である。対象ドライブを分離して診断するプロセスを表すＲＡＩＤストレージ・システムのブロック図である。本発明の方法のフローチャートである。

Claims

第１および第２冗長ディスク・アレイ・スイッチと、
各々が１対の独立ポートを介して個々に前記第１および第２スイッチに連結される、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のグループと、
それぞれ前記第１および第２スイッチに連結される第１および第２冗長サブプロセッサと、
ネットワークを介して前記第１および第２スイッチと個々に相互接続されるアダプタと、
障害の疑いのあるＨＤＤを検出する手段とを備え、
前記第１スイッチは、障害の疑いのあるＨＤＤを連結する前記第１スイッチ側のポートをバイパスする手段を有し、
前記第２スイッチは、前記第２スイッチ側のポートと前記第２冗長サブプロセッサと障害の疑いのあるＨＤＤを有するプライベート・ゾーンを確立する手段を有し、それによってプライベート・ゾーンをネットワークから分離し、
前記第２冗長サブプロセッサは、障害の疑いのあるＨＤＤに診断操作を行う手段と、診断操作の結果を前記第１冗長サブプロセッサからアダプタに送信する手段と、を有する冗長ストレージ・システム。
前記第２スイッチは、
対象ＨＤＤが故障していると判定される場合、障害の疑いのあるＨＤＤを連結する前記第２スイッチ側のポートをバイパスし、それによって両方の前記スイッチをバイパスさせて障害の疑いのあるＨＤＤをネットワークから完全に分離する手段と、
プライベート・ゾーンを解体し、それによって第２サブプロセッサがネットワークに戻れる手段とをさらに有する、請求項１のシステム。
前記第１および第２冗長サブプロセッサがＳＣＳＩエンクロージャ・サービス（ＳＥＳ）プロセッサを含む、請求項１のシステム。
前記ネットワークが、ＦＣ−ＡＬ、およびＳＡＳを有するグループから選択されるネットワークを含む、請求項１のシステム。
第１および第２冗長ディスク・アレイ・スイッチと、
各々が１対の独立ポートを介して個々に前記第１および第２スイッチに連結される、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のグループと、
それぞれ前記第１および第２スイッチに連結される第１および第２冗長サブプロセッサと、
ネットワークを介して前記第１および第２スイッチと個々に相互接続されるアダプタと、を備える冗長ストレージ・システムのハードディスク・ドライブを分離しその診断を行う方法であって、
対象ＨＤＤにおいて潜在的な障害を検出するステップと、
前記第１スイッチを利用して、障害の疑いのあるＨＤＤを連結する前記第１スイッチ側のポートをバイパスするステップと、
前記第２スイッチを利用して、前記第２スイッチ側のポートと対象ＨＤＤと前記関連付けられた前記第２サブプロセッサの１つとを有する、前記ネットワークから分離したプライベート・ゾーンを確立するステップと、
前記第２サブプロセッサを利用して、対象ＨＤＤに診断を行うステップと、診断操作の結果を前記第１冗長サブプロセッサからアダプタに送信するステップとを有する、方法。
対象ＨＤＤが故障していると判定される場合、対応する両方のスイッチで対象ＨＤＤをバイパスするステップと、
プライベート・ゾーンを解体し、それによってプライベート・ゾーンのサブプロセッサがネットワークに戻れるステップとをさらに有する、
方法。
前記プライベート・ゾーンが、前記対のスイッチの一方によって確立される、請求項５の方法。
前記サブプロセッサが、ＳＣＳＩエンクロージャ・サービス（ＳＥＳ）プロセッサを含む、請求項５の方法。
前記ネットワークが、ＦＣ−ＡＬとＳＡＳを有するグループから選択されるネットワークを含む、請求項５の方法。
第１および第２冗長ディスク・アレイ・スイッチと、
各々が１対の独立ポートを介して個々に前記第１および第２スイッチに連結される、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のグループと、
それぞれ前記第１および第２スイッチに連結される第１および第２冗長サブプロセッサと、
ネットワークを介して前記第１および第２スイッチと個々に相互接続されるアダプタと、を備える冗長ストレージ・システムのハードディスク・ドライブを分離しその診断を行うプログラムであって、
対象ＨＤＤにおいて潜在的な障害を検出するステップと、
前記第１スイッチを利用して、障害の疑いのあるＨＤＤを連結する前記第１スイッチ側のポートをバイパスするステップと、
前記第２スイッチを利用して、対象ＨＤＤと前記関連付けられた前記第２サブプロセッサの１つとを有する、前記ネットワークから分離したプライベート・ゾーンを確立するステップと、
前記第２サブプロセッサを利用して、対象ＨＤＤに診断を行うステップと、診断操作の結果を前記第１冗長サブプロセッサからアダプタに送信するステップと、
をコンピュータに実行させる、コンピュータ・プログラム。
対象ＨＤＤが故障していると判定される場合、対応する両方のスイッチで対象ＨＤＤをバイパスする命令と、
プライベート・ゾーンを解体し、それによってプライベート・ゾーンのサブプロセッサがネットワークに戻れる命令とを更に実行させる、請求項１０のコンピュータ・プログラム。
前記プライベート・ゾーンを確立する命令が、対のスイッチの１つにプライベート・ゾーンを確立させる命令を含む、請求項１０のコンピュータ・プログラム。
前記サブプロセッサが、ＳＣＳＩエンクロージャ・サービス（ＳＥＳ）プロセッサを含む、請求項１０のコンピュータ・プログラム。
前記ネットワークが、ＦＣ−ＡＬとＳＡＳを有するグループから選択されるネットワークを含む、請求項１０のコンピュータ・プログラム。
コンピュータ・プログラムをコンピューティング・システムに統合するステップを有するコンピューティング・インフラストラクチャを配備するために、前記システムがハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のグループと、各ＨＤＤのグループに関連付けられる１対の冗長ディスク・アレイ・スイッチと、各々が対のスイッチの１つに関連付けられる１対の冗長サブプロセッサと、コントローラと、相互接続ネットワークとを備える、コンピューティング・システムに、
対象ＨＤＤにおいて潜在的な障害を検出するステップと、
前記第１スイッチを利用して、障害の疑いのあるＨＤＤを連結する前記第１スイッチ側のポートをバイパスするステップと、
前記第２スイッチを利用して、前記第２スイッチ側のポートと対象ＨＤＤと前記関連付けられた前記第２サブプロセッサの１つとを有する、前記ネットワークから分離したプライベート・ゾーンを確立するステップと、
前記第２サブプロセッサを利用して、対象ＨＤＤに診断を行うステップと、診断操作の結果を前記第１冗長サブプロセッサからアダプタに送信するステップと、
を実行させるコンピュータ・プログラム。