JP5353030B2

JP5353030B2 - ディスクアレイシステム

Info

Publication number: JP5353030B2
Application number: JP2008060234A
Authority: JP
Inventors: 崇竹本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: JP2009217519A; US20090228652A1; US8108604B2

Description

本発明は、ディスクアレイシステムに関し、特に運用を停止することなく、ディスクアレイ装置を交換することができるディスクアレイシステムに関する。

２つのディスクアレイコントローラを備える複数個のディスクアレイ装置から構成されるディスクアレイシステムでは、通常、同一のディスクアレイ装置内の２つのディスクアレイコントローラが冗長構成とされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−０８６９４１号公報

そのため、図６に示すように、例えばディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）のバックボードの電源、グランド（ＧＮＤ）間や、信号線間がショートするなどして、バックボードが故障し、ディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）を交換する際には、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−２）が冗長構成とされていることから、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）の双方が動作不能、すなわちシステムダウンとなって、その機能を維持することができなった。

つまり、ディスクアレイシステムの運用中にディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）を交換することは不可能であり、ディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）の交換は、ディスクアレイシステムの運用を停止した後に行う必要があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、運用を停止することなく、ディスクアレイ装置を交換することができるディスクアレイシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るディスクアレイシステムは、ディスクアレイを構成する複数のディスク装置へのデータの書込及び読出を制御するディスクアレイコントローラを備えるディスクアレイ装置を複数備え、前記複数のディスクアレイ装置のうちの第１ディスクアレイ装置が備えるディスクアレイコントローラと、該第１ディスクアレイ装置とは異なる第２ディスクアレイ装置が備えるディスクアレイコントローラと、が冗長構成とされ、前記第１ディスクアレイ装置は、第１ディスクアレイコントローラと、該第１ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第２ディスクアレイコントローラと、を備え、前記第２ディスクアレイ装置は、前記第１ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第３ディスクアレイコントローラと、前記第２及び該第３ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第４ディスクアレイコントローラと、を備え、前記第２ディスクアレイコントローラと前記第３ディスクアレイコントローラとが冗長構成とされている、ことを特徴とする。

本発明によれば、運用を停止することなく、ディスクアレイ装置を交換することができるディスクアレイシステムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

まず、本実施形態に係るディスクアレイシステムの構成について、図面を参照して説明する。

ディスクアレイシステム１は、図１に示すように、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のディスクアレイ装置１０−ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）から概略構成され、ディスクアレイ装置１０−ｉは、それぞれクラスタ（ＣＬＳＡ）１１Ａ−ｉと、クラスタ（ＣＬＳＢ）１１Ｂ−ｉと、から構成されている。

クラスタ１１Ａ−ｉ及び１１Ｂ−ｉは、ディスクアレイコントローラ（ＤＡＣ）として動作する単位と定義されるもので、本実施形態では、クラスタ１１Ａ−ｉに対応してディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉが、クラスタ１１Ｂ−ｉに対応してディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉがそれぞれ設けられている。

ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ及び１２Ｂ−ｉは、それぞれ例えばパスなどを介して図示せぬホスト装置や、ディスクアレイを構成する複数個の図示せぬディスク装置と通信可能に接続されており、ホスト装置からのライト要求を受けて、パスを介して転送されたデータを、各ディスク装置に分散して記憶するとともに、ホスト装置からのリード要求を受けて、データを各ディスク装置から読み出して集合し、パスを介してホスト装置に転送する。

ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉとディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとは、バックボード１３−ｉを介して通信可能に接続されている。また、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉとディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）は、ケーブルを介して通信可能に接続され、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ＋１）とも、ケーブルを介して通信可能に接続されている。

なお、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉは、バックボードやケーブルなどによって直接接続されていないが、前述のようにディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉとディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとがバックボード１３−ｉを介して接続されるとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ＋１）とがケーブルを介して接続されているため、これらを介して通信可能となっている。

同様に考えれば、全てのディスクアレイコントローラ間で通信可能であり、例えば、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−１）とも、バックボードやケーブルなどによって直接接続されていないが、通信可能となっている。

そして、本実施形態では、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとがＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks）１の冗長構成とされるとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−１）とがＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

このため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉとのいずれか一方が動作不能になっても、システムの運用停止は起こらない。また、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−１）とのいずれか一方が動作不能になっても、ディスクアレイシステム１の運用停止は起こらない。

また、ディスクアレイ装置１０−ｉを交換する場合には、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ及び１２Ｂ−ｉの双方が動作不能となるが、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ−１）及びディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）の双方が正常であれば、ディスクアレイシステム１の運用を停止する必要はない。すなわち、ディスクアレイ装置１０−（ｉ−１）及び１０−（ｉ＋１）が正常である場合には、ディスクアレイシステム１の運用を停止することなく、ディスクアレイ装置１０−ｉを交換することが可能である。

例えば、図２に示すように、ディスクアレイシステム１が３個のディスクアレイ装置１０−０〜１０−２を備える場合には、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０とがバックボード１３−０を介して、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−１とがバックボード１３−１を介して、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−２とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−２とがバックボード１３−２を介して、それぞれ通信可能に接続されている。

また、この例では、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ａ−１、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１とディスクアレイコントローラ１２Ａ−２、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−２とディスクアレイコントローラ１２Ａ−０、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−１、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−１とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−２、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−２とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０とが、それぞれケーブルを介して通信可能に接続されている。

そして、この例では、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−２とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−１、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−２とが、それぞれＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

このため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１及び１２Ｂ−０のいずれか一方が動作不能になっても、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−２及び１２Ｂ−１のいずれか一方が動作不能になっても、あるいはディスクアレイコントローラ１２Ａ−０及び１２Ｂ−２のいずれか一方が動作不能になっても、ディスクアレイシステム１の運用停止は起こらない。

また、ディスクアレイ装置１０−１を交換する場合には、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１及び１２Ｂ−１の双方が動作不能となるが、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０及びディスクアレイコントローラ１２Ａ−２の双方が正常であれば、ディスクアレイシステム１の運用を停止する必要はない。すなわち、ディスクアレイ装置１０−０及び１０−２が正常である場合には、ディスクアレイシステム１の運用を停止することなく、ディスクアレイ装置１０−１を交換することが可能である。

次に、上記構成を備えるディスクアレイシステムの動作について、図面を参照して説明する。

まず、例えばディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）のバックボード１３−（Ｎ−２）の電源、グランド（ＧＮＤ）間や、信号線間がショートするなどして、バックボード１３−（Ｎ−２）が故障し、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）の双方が動作不能となった場合を例に説明する。

なお、図中、×印は、これが付されたディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ及び１２Ｂ−ｉが動作不能であることを示し、破線の矢印は、これによって結ばれるディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ及び１２Ｂ−ｉ同士が冗長構成とされていることを示す。

この場合、図３に示すように、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）は、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）と冗長構成とされているとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−２）は、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−１）と冗長構成とされているため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）が動作不能となっても、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）及び１２Ａ−（Ｎ−１）によってその機能を維持することができ、ディスクアレイシステム１の運用に支障が生じることはない。

すなわち、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）が動作不能となったことにより、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）及び１２Ａ−（Ｎ−１）は、冗長性を失うが、それ以外のディスクアレイコントローラでは、冗長性が保たれ、ディスクアレイシステム１の運用停止する必要もない。

例えば、図４に示すように、ディスクアレイシステム１が３個のディスクアレイ装置１０−０〜１０−２を備える場合において、ディスクアレイ装置１０−１のバックボード１３−１が故障し、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１及び１２Ｂ−１の双方が動作不能となったときには、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１がディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０と冗長構成とされているとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−１がディスクアレイコントローラ１２Ａ−２と冗長構成とされているため、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０及び１２Ａ−２によってその機能を維持することができ、ディスクアレイシステム１の運用に支障が生じることはない。

すなわち、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−１及び１２Ｂ−１が動作不能となったことにより、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−０及び１２Ａ−２は、冗長性を失うが、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０及び１２Ｂ−２では、冗長性が保たれ、ディスクアレイシステム１の運用停止する必要もない。

次に、例えば筐体構造上エアフロに問題が生じたり、スイッチなどの新機構追加の必要性が生じたりするなどして、ディスクアレイ装置１０−（Ｎ−２）及び１０−（Ｎ−４）の交換が必要となって、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）、１２Ｂ−（Ｎ−２）、１２Ａ−（Ｎ−４）、及び１２Ｂ−（Ｎ−４）が動作不能となった場合を例に説明する。

この場合、図５に示すように、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）は、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）と冗長構成とされているとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−２）は、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−１）と冗長構成とされているため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）が動作不能となっても、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）及び１２Ａ−（Ｎ−１）によってその機能を維持することができる。

また、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−４）は、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−５）と冗長構成とされているとともに、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−４）は、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−３）と冗長構成とされているため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−４）及び１２Ｂ−（Ｎ−４）が動作不能となっても、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−５）及び１２Ａ−（Ｎ−３）によってその機能を維持することができる。このため、ディスクアレイシステム１の運用に支障が生じることはない。

すなわち、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−２）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）が動作不能となったことにより、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−３）及び１２Ａ−（Ｎ−１）は、冗長性を失い、また、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−４）及び１２Ｂ−（Ｎ−４）が動作不能となったことにより、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−５）及び１２Ａ−（Ｎ−３）は、冗長性を失うが、それ以外のディスクアレイコントローラでは、冗長性が保たれ、ディスクアレイシステム１の運用停止する必要もない。

この結果、ディスクアレイ装置１０−（Ｎ−５）、１０−（Ｎ−３）、及び１０−（Ｎ−１）が正常である場合には、ディスクアレイシステム１の運用を停止することなく、ディスクアレイ装置１０−（Ｎ−４）及び１０−（Ｎ−２）の双方を同時に交換することができる。

以上説明したように、本実施形態のディスクアレイシステム１において、ディスクアレイ装置１０−ｉは、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉと、バックボード１３−ｉを介してディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉと通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉと、を備えている。

また、ディスクアレイ装置１０−（ｉ＋１）は、ケーブルを介してディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉと通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）と、ケーブルを介してディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉと接続されるとともに、バックボード１３−ｉを介してディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）と通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ＋１）と、を備えている。

そして、２≦ｉ≦（Ｎ−３）（５≦Ｎ）の場合、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉは、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）及び１２Ｂ−ｉの他に、通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ−１）があるため、３つのディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ−１）、１２Ｂ−（ｉ−２）、及び１２Ｂ−ｉと通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ−１）とＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

また、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉは、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ及び１２Ｂ−（ｉ＋１）の他に、通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ−１）があるため、３つのディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉ、１２Ａ−（ｉ＋２）、及び１２Ｂ−（ｉ＋１）と通信可能に接続されたディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）とＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

これに対して、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０は、２つのディスクアレイコントローラ１２Ａ−１及び１２Ｂ−０のみと通信可能に接続され、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−１）は、２つのディスクアレイコントローラ１２Ａ−（Ｎ−１）及び１２Ｂ−（Ｎ−２）のみと通信可能に接続されているため、ディスクアレイコントローラ１２Ａ−０とディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（Ｎ−１）とがＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

このように、ディスクアレイ装置１０−ｉが備えるディスクアレイコントローラ１２Ａ−ｉは、ディスクアレイ装置１０−ｉとは異なるディスクアレイ装置１０−（ｉ−１）が備えるディスクアレイコントローラ１２Ｂ−（ｉ−１）とＲＡＩＤ１の冗長構成とされ、ディスクアレイコントローラ１２Ｂ−ｉは、ディスクアレイ装置１０−ｉとは異なるディスクアレイ装置１０−（ｉ＋１）が備えるディスクアレイコントローラ１２Ａ−（ｉ＋１）とＲＡＩＤ１の冗長構成とされている。

このため、ディスクアレイ装置１０−（ｉ−１）及び１０−（ｉ＋１）が正常である場合には、ディスクアレイシステム１の運用を停止することなく、ディスクアレイ装置１０−ｉやバックボード１３−ｉを交換することができる。

これに加えて、ディスクアレイ装置１０−（ｉ−３）も正常である場合には、ディスクアレイシステム１の運用を停止することなく、ディスクアレイ装置１０−（ｉ−２）及び１０−ｉの双方を同時に交換することができる。

さらに、冗長構成となるディスクアレイコントローラがそれぞれ別のディスクアレイ装置に配置されるように変更することだけで、既存のディスクアレイ装置１０−ｉやケーブルを用いることにより、本実施形態におけるディスクアレイシステム１を実現することができる。

ディスクアレイシステムの構成例を示すブロック図である。ディスクアレイシステムの構成例を示すブロック図である。冗長構成を説明するためのブロック図である。冗長構成を説明するためのブロック図である。冗長構成を説明するためのブロック図である。冗長構成を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１ディスクアレイシステム
１０−ｉディスクアレイ装置
１１Ａｉ、１１Ｂ−ｉクラスタ
１２Ａｉ、１２Ｂ−ｉディスクアレイコントローラ
１３−ｉバックボード

Claims

ディスクアレイを構成する複数のディスク装置へのデータの書込及び読出を制御するディスクアレイコントローラを備えるディスクアレイ装置を複数備え、
前記複数のディスクアレイ装置のうちの第１ディスクアレイ装置が備えるディスクアレイコントローラと、該第１ディスクアレイ装置とは異なる第２ディスクアレイ装置が備えるディスクアレイコントローラと、が冗長構成とされ、
前記第１ディスクアレイ装置は、第１ディスクアレイコントローラと、該第１ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第２ディスクアレイコントローラと、を備え、
前記第２ディスクアレイ装置は、前記第１ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第３ディスクアレイコントローラと、前記第２及び該第３ディスクアレイコントローラと通信可能に接続された第４ディスクアレイコントローラと、を備え、
前記第２ディスクアレイコントローラと前記第３ディスクアレイコントローラとが冗長構成とされている、
ことを特徴とするディスクアレイシステム。
前記第１及び前記第４ディスクアレイコントローラは、前記第２及び前記第３ディスクアレイコントローラの他に、通信可能に接続されたディスクアレイコントローラがある場合、３つのディスクアレイコントローラと通信可能に接続され、且つ該第２及び該第３ディスクアレイコントローラとは異なるディスクアレイコントローラと冗長構成とされ、
前記第２及び前記第３ディスクアレイコントローラの他に、通信可能に接続されたディスクアレイコントローラがない場合、２つのディスクアレイコントローラのみと通信可能に接続されたディスクアレイコントローラと冗長構成とされている、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイシステム。
前記第１及び前記第２ディスクアレイコントローラは、それぞれケーブルを介して前記第３及び前記第４ディスクアレイコントローラと通信可能に接続され、
前記第２及び前記第４ディスクアレイコントローラは、それぞれバックボードを介して前記第１及び前記第３ディスクアレイコントローラと通信可能に接続されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクアレイシステム。