JP5355764B2 - ThinProvisioningに従う仮想的な論理ボリュームに対するデータのライトを制御する方法及びストレージ装置 - Google Patents
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(A)一つ以上のアプリケーションプログラム、
(B)(b1)当該プログラムの設定情報、(b2)当該プログラムが処理対象とするデータ、(b3)当該プログラムが受信する処理要求の内容、及び(b4)当該プログラムが処理要求を受信する頻度、のうちの少なくとも1つ、
によって定められる、仮想ホスト又はホストが行う一連のオペレーションを指す。その一例が、前述のオンライン処理、集計処理、或いは、バックアップ処理である。なお、
(*)アプリケーションプログラムの種類が同じで、処理対象とするデータが異なることで一連のオペレーションの差異につながる例としては、アプリケーションプログラムがDBMSプログラムで、処理対象とするデータが本番稼動中の基幹業務データである場合と、処理対象とするデータが、分析用データである場合がある。
(*)アプリケーションプログラムの種類が一部共通で、処理対象とするデータも共通であるが、当該プログラムが受信する処理要求の内容が異なる一例が、前述のオンライン処理と、集計処理やバックアップ処理である。
(a1)仮想ホスト213で仮想的に実行されるプログラムは、その仮想ホスト213に提供されている仮想的なディスク(仮想ホストディスクと呼ぶ)1623に対してライトを要求する。なお、この時のライト要求は、仮想ホストディスク1623上のアドレス範囲(仮想ホストディスクアドレス範囲)を指定している。なお、ライトを要求する場合は、仮想ホスト213は、ライト対象のデータ(ライトデータ)も生成している。なお、仮想ホスト213はホスト101が実行するハイパーバイザプログラムの処理により提供される仮想的な計算機であり、同様に稼動ホストディスクも、ハイパーバイザプログラムの処理により、仮想ホスト上で仮想的に実行されるプログラムに対して提供される仮想的なディスクである。
(a2)ホスト101のハイパーバイザプログラムは、(a1)の要求に応じて、仮想ホストディスクアドレス範囲に対応したVVOL1615のアドレス範囲(例えばLBA(Logical Block Address)及びライトデータ長)を指定したライト要求及びライトデータと、をストレージ装置109に送信する。
(a3)ストレージ装置109が、(a2)で送信されたライト要求を受信する。ストレージ装置109は、キャッシュメモリ領域を有しており、ライト要求に従うライトデータを、キャッシュメモリ領域に格納する。ライトデータをキャッシュメモリ領域に書込んだときに、ストレージ装置109は、ホスト101に、ライト完了報告を応答して良い。
(a4)ストレージ装置109が、(a3)で受信したライト要求が指定するアドレス範囲から、当該アドレス範囲に含まれる仮想領域(以下、ライト先仮想領域)1616を特定する。
(a5)ストレージ装置109が、ライト先仮想領域1616が未割当の仮想領域か否かを判断する。
(a6)ライト先仮想領域1616が未割当の仮想領域であれば、ストレージ装置109が、初期割当て処理を行う。初期割当て処理では、ストレージ装置109が、ライト元のアプリケーション又はホスト101又は仮想ホスト213に対応したメディア1611を特定し、特定したメディア1611から、ライト先仮想領域1616に未割当の実領域1614を割り当てる。
(a7)ストレージ装置109は、ライト先仮想領域1616に割り当てた実領域1614に、ライト対象のデータを書き込む。ライト対象のデータをキャッシュメモリ領域に書込んだときに代えて、ストレージ装置109は、ライト対象のデータを実領域1614に書込んだときに、ホスト101に、ライト完了報告を応答して良い。
(A1)仮想ホスト213で仮想的に実行されるプログラムは、その仮想ホスト213に提供されている仮想ホストディスク1623に対してリードを要求する。なお、この時のリード要求は、仮想ホストディスクアドレス範囲を指定している。
(A2)ホスト101のハイパーバイザプログラムは、(A1)の要求に応じて、仮想ホストディスクアドレス範囲に対応したVVOL1615のアドレス範囲を指定したリード要求を、ストレージ装置109に送信する。
(A3)ストレージ装置109は、(A2)で送信されたリード要求を受信する。ストレージ装置109は、リード要求で指定されたアドレス範囲を指定して過去にライトしたデータ(リード対象のデータ、またはリードデータと呼ぶ)をキャッシュメモリ領域または割当済み実領域から読み出し、ホスト101に送信する。
(A4)ホスト101のハイパーバイザプログラムは、前述のリードデータを受信し、(A1)にてリードを要求した仮想ホストを特定して、当該仮想ホストにリードデータを仮想的に送信する。
(A5)仮想ホストで仮想的に実行されるプログラムは、要求したリードに対応するリードデータとして、(A4)のリードデータを受信する。
(*)1つのホスト101(又は1つの仮想ホスト213)では、1又は少数のアプリケーションプログラムが同時実行される傾向にあり、多くのアプリケーションプログラムが常には同時実行されない傾向にある。
(*)1つのホスト101(又は1つの仮想ホスト213)では、上述のように重複する時間帯に、多数のアプリケーションプログラムが実行されない傾向にある一方で、異なる時間帯であれば別なアプリケーションプログラムが実行される場合がある。つまり、1つの時間帯に実行されるアプリケーションプログラムの数は1つである傾向にある。例えば、昼間に第1のアプリケーションプログラムが実行され、夜間に第2のアプリケーションプログラムが実行される。
(項目1)各メディア1611又は各階層について、アクセス頻度範囲が定義されている。
(項目2)ストレージ装置109が、各仮想領域1616についてアクセス頻度(例えば、単位は「IOPS」)を管理する。例えば、ストレージ装置109は、仮想領域1616に対するライト及び/又はリードを行ったとき(又は、仮想領域1616に割り当てられた実領域に対してライト及び/又はリードが行われたとき)、その仮想領域1616に対応したアクセス頻度を更新する。ストレージ装置109は、各仮想領域1616についてアクセス頻度を、定期的または繰り返し、例えばゼロにリセットする。
(b1)ストレージ装置109が、各仮想領域1616について、仮想領域1616のアクセス頻度が、その仮想領域1616に割り当てられている実領域1614を有するメディア1611に対応したアクセス頻度範囲を超えているか否かを判断する。この処理は他のアクセス状況であれば、各仮想領域1616のアクセス状況が、その仮想領域1616に割り当てられている実領域1614を有するメディア1611に対応した想定アクセス状況範囲の範囲外であるか否かを判断することになる。
(b2)上記(b1)の判断の結果、範囲外と判断した仮想領域(以下、図18を参照した説明において「対象仮想領域」と言う)1616について、ストレージ装置109が、データマイグレーション処理を行う。具体的には、下記(b21)及び(b22)が行われる。
(b21)ストレージ装置109は、マイグレーション元の実領域から、そのマイグレーション元の実領域を有するメディア1611とは別のメディア1611内の任意の未割当の実領域(マイグレーション先の実領域)に、データをマイグレーションする。「マイグレーション元の実領域」とは、対象仮想領域1616に割り当てられている実領域である。マイグレーション先の実領域を有するメディア1611は、対象仮想領域1616のアクセス頻度が収まるアクセス頻度範囲に対応したメディア1611である。他のアクセス状況であれば、マイグレーション先の実領域を有するメディア1611は、対象仮想領域1616のアクセス状況が範囲内である想定アクセス状況範囲に対応したメディア1611であると言える。
(b22)ストレージ装置109が、対象仮想領域1616に、マイグレーション元の実領域に代えて、マイグレーション先の実領域を割り当てる。
(*)第1のライト元識別情報及び/又は第1のライト時間帯に対応したメディアが、第1のメディア1611Aである。そして、第1のライト元識別情報及び/又は第1のライト時間帯に対応する複数の仮想領域に初期割当て処理において割り当てられた複数の実領域のうち、再配置処理の結果、第2のメディア1611Bに含まれている実領域の数が最も多い。
Network)107に、ストレージ装置109及び管理システム103が接続されている。ストレージエリアネットワーク105及び管理用ネットワーク107の少なくとも一方は、他種の通信ネットワークでも良い。また、ストレージエリアネットワーク105及び管理用ネットワーク107は、同種の通信ネットワークであって一体となっていても良い。
(*)仮想領域を有するVVOLに対応したLUNを表すLUN500。LUNは、ホスト101から指定されるVVOL識別情報である。
(*)仮想領域を有するVVOLのIDを表すVVOL ID501。VVOL IDは、ホスト101から指定されるIDではなく、ストレージ装置109の内部で認識されるIDである。
(*)仮想領域を有するVVOLにおける、仮想領域のアドレス範囲(以後はLBA範囲と呼ぶ場合がある)、を表す情報であるLBA範囲502。
(*)仮想領域に割り当てられている実領域のIDを表す実領域ID503。
(*)仮想領域に割り当てられている実領域を有する階層又はメディアのIDを表す階層ID504。
(*)仮想領域に初期割当て処理において実領域が割り当てられることの原因となったアクセス(ライト)のアクセス元の識別情報を表す割当時アクセス元WWN505。
(*)仮想領域に初期割当て処理において実領域が割り当てられた時間を表す情報である割当時間506。
(*)仮想領域のアクセス頻度を表す情報であるアクセス頻度507。アクセス頻度の単位は、例えば、IOPS(1秒当たりのアクセス(I/O)の回数)である。なお、当該情報は前述のアクセス状況であってもよい。
(*)仮想領域に再配置処理において割り当てられた実領域を有する階層又はメディアのIDを表す再配置判定結果508。
(*)実領域のIDを表す実領域ID601。
(*)実領域が未割当か割当済かを表す割当状況602。
(*)実領域の基になっているRAIDグループのIDを表すRAIDグループID603。
(*)実領域の基になっているRAIDグループの記憶空間における、対象実領域のLBA範囲、を表すLBA範囲604。
(*)RAIDグループのIDを表すRAIDグループID701。
(*)RAIDグループを構成する物理記憶デバイスの種類を表すPDEV種類702。
(*)RAIDグループのRAIDレベルを表すRAIDレベル703。
(*)メディア(階層)のIDを表す階層ID801。
(*)メディアの性能を表すメディア性能802。メディアの性能は、例えば、メディアの基になっているRAIDグループを構成する物理記憶デバイスの種類と、そのRAIDグループのRAIDレベルとで定義される。
(*)メディア(階層)に対応したアクセス頻度範囲を表すアクセス頻度範囲803。なお、アクセス状況として考えた場合、本情報は前述の想定するアクセス状況範囲である。
(*)VVOLのIDを表すVVOL ID901。
(*)アクセス元仮想ホストのWWNを表すアクセス元WWN902。
(*)時間帯を表す時間帯903。
(*)初期メディア(階層)のIDを表す初期割当階層904。
(*)初期割当階層を決定する処理ではアクセス元対応初期割当階層表を参照することで、未割当の仮想領域に対して割り当てる実領域のメディアまたは階層を決定する。
(*)コントローラは、追加または削除する前述の組(つまり、仮想ボリュームのID、アクセス元の仮想ホストまたはホストの識別子、初期割当メディアまたは階層)を指定した実領域初期割当設定変更要求を管理システムから受信し、受信内容にあわせてアクセス元対応初期割当階層表を更新する。
(*)管理システムは、現在時間が変わることで新たに含まれることになった組をアクセス元対応初期割当階層表に登録したり、逆に現在時間に含まれなくなったために、アクセス元対応初期割当階層表に登録していた組を特定する処理を繰り返し実行する。そして、対応する組を検知した場合は、検知した組を指定した実領域処理割当設定変更要求をストレージ装置に送信する。
(*)定期的または繰り返しストレージ装置109から再配置結果を表す情報を取得すること。
(*)その結果の集計を基に再配置履歴表412を更新すること。
(*)更新後の再配置履歴表412を基に後述の初期割当ポリシ作成処理を行うこと。
(*)その作成処理の結果を、ユーザに提示しユーザからの承認を受けたときに、或いは、ユーザに提示することなく、初期割当てポリシ表413及び316に反映すること。
(*)仮想ホストの名称を表すホスト名1001。
(*)仮想ホストのWWNを表すWWN1002。
(*)アプリケーションの名称を表すアプリケーション名1101。
(*)アプリケーションに対応した仮想ホスト(例えば、そのアプリケーション用のアプリケーションプログラムが実行される仮想ホスト)の名称を表すホスト名1102。
(*)アプリケーションに対応した時間帯(例えば、そのアプリケーション用のアプリケーションプログラムが実行される時間帯)を表す時間帯1103。
(*)VVOLのIDを表すVVOL ID1201。
(*)初期割当て処理の原因となったアクセス(ライト)のアクセス元WWN(アクセス元の仮想ホストのWWN)を表す初期アクセス元WWN1202。
(*)初期割当て処理において実領域が割り当てられた時間を含んだ時間帯を表す初期割当時間1203。
(*)再配置処理の結果の集計を表す集計値1204。集計値1204は、具体的には、初期割当て処理でVVOLに割り当てられた実領域のうち、どのメディア(階層)内の実領域が幾つあるかを表す。
(*)初期メディア(階層)のIDを表す初期割当階層1205。
3”から割り当てられた複数の実領域について、その後から現在までに行われた再配置処理により、以下の結果となったことがわかる。
(*)1個の実領域内のデータが、メディア“Tier 1”内の1個の実領域にマイグレーションされた。
(*)2個の実領域内のデータが、メディア“Tier 2”内の2個の実領域にマイグレーションされた。
(*)13個の実領域内のデータが、初期メディア“Tier 3”からマイグレーションされず残った。
(*)プログラム311は、VVOL管理表312における、ライト先情報に対応した実領域ID503の値を、割り当てた実領域のIDを表す値に更新する。
(*)プログラム311は、VVOL管理表312における、割当時アクセス元WWN505及び割当時間506の値を、仮想ホストのWWNと実領域を割り当てた時間とを表す値に更新する。
(*)プログラム311は、VVOL管理表312における、階層ID504の値を、実領域のソースとなったメディアのIDを表す値に更新する。
(*)プログラム311は、実領域管理表313における、割り当てた実領域の割当状況602の値を、割当済を表す値に更新する。
(x1)ストレージ制御プログラム311は、リード要求を仮想ホストから受信する。
(x2)プログラム311は、リード要求が有するアクセス先情報を基に、リード元VVOLとリード元仮想領域を特定する。
(x3)プログラム311が、リード対象のデータがキャッシュメモリ領域に残っているか否かを判断する。
(x4)上記(x3)の判断の結果が肯定的の場合、プログラム311は、キャッシュメモリ領域のリード対象データを、仮想ホストに送信する。この場合、リード元仮想領域に対応したアクセス頻度507の値は、更新されてもされなくても良い。
(x5)上記(x3)の判断の結果が否定的の場合、プログラム311は、VVOL管理表312を基に、上記(x2)で特定されたリード元仮想領域に割り当てられている実領域を特定する。プログラム311は、特定された実領域からデータを読み出し、そのデータをキャッシュメモリ領域に書き込む。そして、プログラム311は、キャッシュメモリ領域内のそのデータを仮想ホストに送信する。プログラム311は、リード元仮想領域に対応したアクセス頻度507の値を更新する。
(*)プログラム311は、対象仮想領域に割り当てられている実領域(図15の説明において「第1の実領域」と言う)内のデータ(図15の説明において「第1のデータ」と言う)をキャッシュメモリ領域に書く。
(*)プログラム311は、対象メディアが有する割当済実領域(図15の説明において「第2の実領域」と言う)内のデータ(図15の説明において「第2のデータ」と言う)をキャッシュメモリ領域に書く。
(*)プログラム311は、第1のデータをキャッシュメモリ領域から第2の実領域に書き込む。
(*)プログラム311は、第2のデータをキャッシュメモリ領域から第1の実領域に書き込む。
(*)アクセス状況がアクセス負荷の場合は、各仮想領域のアクセス負荷に適したメディア(階層)をストレージ階層定義表315に基づいて特定し、特定したメディア(階層)が、当該仮想領域が現時点で割り当てられている実領域のメディアと異なる場合は、特定したメディアの実領域にマイグレーションを行う。
(*)アクセス状況が最終アクセス時間の場合は、最終アクセス時間に基づいて定義されたストレージ階層定義表315の想定アクセス状況に基づいて、各仮想領域の最終アクセス時間に適したメディア(階層)をストレージ階層定義表315に基づいて特定し、特定したメディア(階層)が、当該仮想領域が現時点で割り当てられている実領域のメディアと異なる場合は、特定したメディアの実領域にマイグレーションを行う。
(*)論理ボリュームを作成せずにRAIDグループをプールに登録する。
(*)物理記憶デバイスをプールに登録する。なおこの場合は、実領域割当が必要な場合に、ストレージ装置が仮想ボリューム、プール、またはアクセス元WWN、または時間帯で指定されたRAIDレベル及びコンビネーションに合わせて必要な実領域を抽出して仮想領域に割当て、ライトデータを割り当てた実領域に格納する。
Claims (10)
- Thin Provisioningに従う仮想的な論理ボリュームであり複数の仮想領域で構成され複数のアプリケーションに使用される論理ボリュームである仮想ボリュームに対するデータのライトを制御する方法であって、
(A)前記仮想ボリュームにおけるライト先の仮想領域を特定するためのライト先情報を含んだライト要求を受信し、
(B)前記ライト先情報を基に特定される前記ライト先の仮想領域が未割当の仮想領域か否かを判断し、
(C)前記(B)の判断の結果が肯定的の場合に、前記ライト先の仮想領域に対するライトに応じた初期割当てメディアを、性能が異なりそれぞれが2以上の実領域で構成された複数のメディアからポリシーに従い選択し、選択したメディアから実領域を前記ライト先の仮想領域に割り当て、
前記ポリシーは、前記アプリケーションと前記アプリケーションに関連付けられた初期割当てメディアと前記アプリケーションを実行しライト要求を送信する要求元との対応関係を示す情報である、
方法。 - 前記ポリシーは、さらに、前記アプリケーションとポリシー適用時間帯との対応関係も示すようになっており、
前記(C)において、前記(B)の判断の結果が肯定的であるだけではなく前記ライト要求の受信時刻が前記ライト要求の要求元に対応したポリシー適用時間帯に属している場合に、前記初期割当てメディアを選択し前記実領域を割り当てる、
請求項1記載の方法。 - 前記ポリシーにおいて、少なくとも1つのアプリケーションについて、前記要求元及び前記ポリシー適用時間帯のうちの少なくとも一方は、全ての要求元又は全てのポリシー適用可能時間帯を意味する、
請求項2記載の方法。 - 前記ライト先仮想領域よりも前記初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の方が少ない場合、前記(C)において、前記選択された初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の他に、前記ライト先仮想領域の数と前記初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の数との差分と同数の未割当の実領域を、前記選択された初期割当てメディア以外のメディアから割り当てる、
請求項2又は3記載の方法。 - 同一の要求元からの複数のデータが同一のポリシー適用時間帯に同一の初期割当てメディアに書き込まれ、
前記方法は、更に、
前記書き込まれた複数のデータを再配置処理により移動し、
再配置処理後に前記複数のデータのうちの最も多くのデータを格納しているメディアを初期割当てメディアとして定めるよう前記ポリシーを変更する、
請求項2乃至4のうちのいずれか1項に記載の方法。 - Thin Provisioningに従う仮想的な論理ボリュームであり複数の仮想領域で構成され複数のアプリケーションに使用される論理ボリュームである仮想ボリュームに対するデータのライトを制御するストレージ装置であって、
前記仮想ボリュームにおけるライト先の仮想領域を特定するためのライト先情報を含んだライト要求を受信する通信インタフェースデバイスと、
(A)前記ライト先情報を基に特定される前記ライト先の仮想領域が未割当の仮想領域か否かを判断し、(B)前記(A)の判断の結果が肯定的の場合に、前記ライト先の仮想領域に対するライトに応じた初期割当てメディアを、性能が異なりそれぞれが2以上の実領域で構成された複数のメディアからポリシーに従い選択し、選択したメディアから実領域を前記ライト先の仮想領域に割り当てるコントローラと
を有し、
前記ポリシーは、前記アプリケーションと前記アプリケーションに関連付けられた初期割当てメディアと前記アプリケーションを実行しライト要求を送信する要求元との対応関係を示す情報である、
ストレージ装置。 - 前記ポリシーは、さらに、前記アプリケーションとポリシー適用時間帯との対応関係も示すようになっており、
前記コントローラは、前記(B)に関して、前記(A)の判断の結果が肯定的であるだけではなく前記ライト要求の受信時刻が前記ライト要求の要求元に対応したポリシー適用時間帯に属している場合に、前記初期割当てメディアを選択し前記実領域を割り当てる、
請求項6記載のストレージ装置。 - 前記ポリシーにおいて、少なくとも1つのアプリケーションについて、前記要求元及び前記ポリシー適用時間帯のうちの少なくとも一方は、全ての要求元又は全てのポリシー適用可能時間帯を意味する、
請求項7記載のストレージ装置。 - 前記ライト先仮想領域よりも前記初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の方が少ない場合、前記(B)に関して、前記コントローラは、前記選択された初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の他に、前記ライト先仮想領域の数と前記初期割当てメディアに基づく未割当の実領域の数との差分と同数の未割当の実領域を、前記選択された初期割当てメディア以外のメディアから割り当てる、
請求項7又は8記載のストレージ装置。 - 同一の要求元からの複数のデータが同一のポリシー適用時間帯に同一の初期割当てメディアに書き込まれ、
前記コントローラは、更に、
前記書き込まれた複数のデータを再配置処理により移動し、
再配置処理後に前記複数のデータのうちの最も多くのデータを格納しているメディアを初期割当てメディアとして定めるよう前記ポリシーを変更する、
請求項7乃至9のうちのいずれか1項に記載のストレージ装置。
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