JP6094112B2 - ストレージシステム、ストレージ制御装置、ストレージ制御方法、及びストレージ制御プログラム - Google Patents

ストレージシステム、ストレージ制御装置、ストレージ制御方法、及びストレージ制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、ストレージシステム、ストレージ制御装置、ストレージ制御方法、及びストレージ制御プログラムに関する。
ストレージシステムにおいては、ディスク間で実際にデータコピーが行なわれている間に、論理的にコピーを完了させて、コピー元のディスクやコピー先の記憶装置(ディスクなど)に対して、データの読み出し(Read)や書き込み(Write)などの入出力(Input/Output:I/O)を許可する手法がある。このような手法としては、例えば、One-Point Copy(OPC)やQuick OPCなどのアドバンスドコピーが知られている。
このような手法においては、コピー処理中に、コピー元記憶装置のI/Oの負荷が高くなった場合に、コピーの負荷量を調整して、I/O負荷を低下させるものがある。
特開平9−325863号公報
しかし、コピー先記憶装置に対してI/Oが発生した場合は、一部を除き、コピー負荷量の調整は行なわれない。
具体的には、コピー元のController Module(CM)やRedundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID)において、コピー制御(コピーに伴うキューの管理)が行なわれる。しかし、コピー先の負荷調整が、コピーが遅延した際に、そのコピーに伴うI/Oに対してしか行なわれない。このため、コピーに関連しないI/Oが発生すると、コピー先記憶装置のI/O性能が低下することがある。
コピー元記憶装置については、一般に、通常業務とコピー業務とによる高負荷を予想し、HDDやRAIDなどの性能値を考慮した設計が行なわれる。しかし、コピー先記憶装置は、容量を重視して低速の大容量ディスクが使用されることが多いため、コピー時間が長くなり、論理コピー終了後(実際には、物理コピーが実行されている)にI/Oが頻繁に発生する。
コピー先I/O遅延の例として、例えばMicrosoft(登録商標)Windows(登録商標)からのMount処理が遅延し、I/Oを行なったサーバ(ホスト)がフリーズするケースが挙げられる。この場合、コピー処理が遅延し、コピー元記憶装置のI/Oも低下してしまう。
上記課題に鑑みて、1つの側面では、本発明は、ストレージシステムにおいて、コピー処理中におけるコピー先記憶装置に対するI/O処理を効率的に実行することを目的とする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実行するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。
一態様によれば、第1の記憶装置と、第2の記憶装置と、前記第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを前記第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをるストレージシステムが提供される。
別の態様によれば、第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをるストレージ制御装置が提供される。
さらに別の態様によれば、ストレージ制御装置に備えられたプロセッサが、第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをるストレージ制御方法が提供される。
なおさらに別の態様によれば、コンピュータによって実行された時に、前記コンピュータに、第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視させ、前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをらせ、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをらせ、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをらせるストレージ制御プログラムが提供される。
本発明によれば、ストレージシステムにおいて、コピー処理中にコピー先記憶装置に対するI/O処理を効率的に実行することができる。
実施形態の一例におけるストレージシステムをそなえる情報処理システムのハードウェア構成を示す図である。 実施形態の一例におけるCMの機能構成を示す図である。 実施形態の一例におけるCMとディスク間の接続の一例を示す図である。 実施形態の一例におけるCMとディスク間の接続の別例を示す図である。 実施形態の一例におけるCMの動作の概要を示す図である。 実施形態の一例におけるコピー処理中のコピー先記憶装置に対するI/Oのパターンを示す図である。 実施形態の一例におけるCMの状態遷移図である。 実施形態の一例におけるCMの状態遷移を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本ストレージシステム、ストレージ制御装置、ストレージ制御方法、及びストレージ制御プログラムに係る実行の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(実施形態及び各変形例を組み合わせる等)して実行することができる。
(1)構成
最初に、実施形態の一例におけるストレージシステム10の構成を説明する。
図1は、実施形態の一例におけるストレージシステム10をそなえる情報処理システム1のハードウェア構成を示す図である。
情報処理システム1は、ホスト2と、ストレージシステム10とをそなえ、ホスト2とストレージシステム10とは、例えばLocal Area Network(LAN)などのリンクによって相互接続されている。
ホスト2は、後述するストレージシステム10に対してデータのReadやWriteなどのI/Oを行なう情報処理装置である。
ストレージシステム10は、複数(図1に示す例では4つ)のCM(ストレージ制御装置)11−1〜11−4と、ドライブエンクロージャ(Drive Enclosure:DE)16とをそなえる。CM11−1〜11−4を、CM#0〜CM#3とも呼ぶ。
なお、以下、CMを示す符号としては、複数のCMのうち1つを特定する必要があるときには符号11−1〜11−4を用いるが、任意のCMを指すときには符号11を用いる。
ここで、CM11−1は,2つのChannel Adaptor(CA)12−1,12−2、キャッシュメモリ13、Central Processing Unit(CPU)14、及びディスクインタフェース(Disk Interface:DI)15をそなえる。
CA12−1,12−2は、ホスト2とCM11−1とを接続するためのモジュールである。CA12−1,12−2は、Fibra Channel(FC)、Internet Small Computer System Interface(iSCSI)、Serial Attached SCSI(SAS)、Fibre Channel over Ethernet(登録商標)(FCoE)、Infinibandなど、様々な通信規格によりホスト2とCM11−1とを接続する。
なお、以下、CAを示す符号としては、複数のCAのうち1つを特定する必要があるときには符号12−1,12−2を用いるが、任意のCMを指すときには符号12を用いる。
キャッシュメモリ13は、半導体メモリである。キャッシュメモリ13は、CM11−1におけるI/O処理に主に使用されるが、その他、システム制御にも使用される。例えば、キャッシュメモリ13は、後述する記憶装置17a,17b−1〜17b−m(mは2以上の整数)との間で、ReadやWriteを行なうデータを一時的に保持するために使用される。
CPU14は、CM11−1に係る種々の制御や演算を行なう処理装置であり、不図示のROM等に格納されているプログラム等を読み出し、各種処理を実行する。CPU14は、例えば、公知のCPUを使用して実装することができる。
DI15は、後述するDE16とCM11−1とを、例えば、SAS18によって接続するExpanderやI/O Controller(IOC)などのインタフェースである。DI15は、DE16内の後述する記憶装置17a,17b−1〜17b−mとのデータのやり取りを制御する。
なお、CM11−1内のCA12−1,12−2、キャッシュメモリ13、CPU14、DE16などの構成要素は、PCIeにより相互に接続されている。又、途中に不図示のスイッチが設けられる場合もある。
CM11−2〜11−4は、CM11−0と同様の構成を有するため、その構成の図示並びに説明を省略する。
DE16は、Solid State Disk(SSD)17aやHard Disk Drive(HDD)17b−1〜17b−mをそなえる。
なお、以下、HDDを示す符号としては、複数のHDDのうち1つを特定する必要があるときには符号17b−1〜17b−mを用いるが、任意のHDDを指すときには符号17bを用いる。
さらに、以下、SSD17aとHDD17bとを総称して記憶装置17と呼ぶ。DE16は、例えば、合計12〜24台の記憶装置17を搭載可能である。
CM11−1〜11−4は、SASやPCIeなどのCM間接続19によって接続される。CM11が3つ以上の場合、CM11間にスイッチが設けられる場合もある。
次に、各CM11の機能構成について説明する。
図2は、実施形態の一例におけるCM11の機能構成を示す図である。
図2においては、OPCやQuick OPCなどのアドバンスドコピーにより記憶装置17間でデータのコピーが行なわれ、物理コピー中でも記憶装置17へのI/O処理が可能である。
本図並びに以降の説明では、左側の記憶装置17−1を、データのコピー元のディスクとし、以降、コピー元記憶装置、又は単にコピー元と呼ぶ。また、このコピー元記憶装置17−1を管理しているCM11−1を、コピー元CMと呼ぶ。
更に、右の記憶装置17−2を、データがコピーされる先のディスクとし、以降、コピー先記憶装置、又は単にコピー先と呼ぶ。また、このコピー先記憶装置17−2を管理しているCM11−2を、コピー先CMと呼ぶ。
また、「コピー処理」とは、コピー元記憶装置17−1に記憶されているデータのコピーを、コピー先記憶装置17−2に格納する処理を指す。
コピー元CM11−1は、監視部21、判定部22、コピー元遷移部23、負荷調整部24、及びコピー元実行部25をそなえる。
監視部21は、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2との両方の負荷値を常時監視する。本例においては、監視部21は、負荷値として、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2との各ホストI/O負荷量(ホストI/Oレスポンス)及びディスク使用率(ビジー率)を監視する。
なお、これらのホストI/Oレスポンス及びディスクビジー率は、公知の手法を用いて取得することができるため、その説明を省略する。
また、監視部21は、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2の少なくともいずれか一方の負荷値を監視してもよい。例えば、監視部21が、コピー元記憶装置17−1又はコピー先記憶装置17−2の負荷値を監視してもよい
判定部22は、負荷値とその所定の閾値とを比較し、CM11のモードを遷移させる必要があるかどうかを判定する。この閾値は、例えばストレージシステム10の工場出荷時に設定されているが、後からユーザが任意に設定することができる。
コピー元遷移部23は、判定部22によってCM11のモード遷移が必要であると判定された場合に、コピー元CM11−1のモードを遷移させると共に、コピー先CM11−2のコピー先遷移部26に対して、モード遷移を指示する。これらのモードとモード遷移については、図7〜図8を参照して後述する。
負荷調整部24は、コピー元記憶装置17−1からコピー先記憶装置17−2へのコピー時のコピー速度を調整する。
例えば、負荷調整部24は、コピーコマンドの発行数(多重度)と、コピーコマンドの発行間隔の2つのパラメターを使用して、コピーの速度を調整する。この場合、負荷調整部24は、コピーコマンドの発行数を、例えば1〜256の範囲で調整し、コピーコマンドの発行間隔を0〜1000ms(例えば、1μs、10μs、1ms、10ms、100ms等)の範囲に調整する。
コピー速度を上げる場合、例えば、負荷調整部24は、コピーコマンド発行数を多くする(例えば8に設定する)。これにより、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2間で、コピー処理が8多重度で実行されるようになる。又、負荷調整部24は、コピーコマンドの発行間隔を短くする(例えば0秒に設定する)。この設定により、1コピー処理が終了したら即座に次のコピー処理が8多重度で実行されるようになり、コピー速度が上がる。
逆に、コピー速度を下げる場合、負荷調整部24は、コピーコマンド発行数を少なくする(例えば1に設定する)。これにより、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2間で、コピー処理が1多重度で実行されるようになる。又、負荷調整部24は、コピーコマンドの発行の頻度又は多重度を下げる(例えば100m秒に設定する)。この設定により、1コピー処理が終了したら100msの間隔を開けて、次のコピー処理が1多重度で実行されるようになり、コピー速度が下がる。
コピー元実行部25は、コピー元記憶装置17−1におけるコピーの実行に係る処理を実行する。例えば、コピー元実行部25は、コピー元記憶装置17−1からのデータの読み出し、キャッシュメモリ13へのデータの転送、コピー先実行部27へのデータ転送などを行なう。また、コピー元実行部25は、後述するように、コピー元CM11−1のモードに応じて、コピー時に処理の優先度を変更する。
コピー先CM11−2は、コピー先遷移部26とコピー先実行部27とをそなえる。
コピー先遷移部26は、コピー元遷移部23からモード遷移を通知されると、コピー先CM11−2のモードを指示されたモードに遷移させる。
コピー先実行部27は、コピー先記憶装置17−2におけるコピーの実行に係る処理を実行する。例えば、コピー先実行部27は、コピー元実行部25からのデータの受信、キャッシュメモリ13へのデータの転送、コピー元記憶装置17−1−2へのデータの書き込みなどを行なう。また、コピー先実行部27は、後述するように、コピー先CM11−2のモードに応じて、コピー時に処理の優先度を変更する。
次に、図1に示した情報処理システム1におけるCM11とディスク間の論理接続について説明する。
図3は、実施形態の一例におけるCM11と記憶装置17間の接続の一例を示す図である。
CM11と記憶装置17間の物理結線は、装置の種類(ローエンド、ミッドレンジ、ハイエンド)によって異なるが、図3ではミッドレンジの装置の例を示す。
図3に示すように、各CM11はIOC(Expander)15を2つ備え、1つのIOC15に2本のSASが配線されている。
図3の例では、DE16が32(DE16−1〜DE16−32)個そなえられており、各SASは1つのDE16に接続しているが、冗長性を持たせるため、各CM11が各DE16にそれぞれ接続されている。
つまり、CM11のうちの1つが故障しても、別のCM11からDE16に搭載されているディスクにアクセスすることができる。
正常動作時は、複数のDE16にまたがって構成されるRAIDを管理するCM11(以下、このCMを「担当CM」と呼ぶ)のSAS接続が使用される。
CM11に近い側から5番目以降のDE16−4〜16−32は、DE16が数珠つなぎに接続されている。
例えば、図3の点線の四角で囲んだ4つの記憶装置17でRAID5(3+1)を構成しており、このRAID5が担当CMであるCM11−1によって管理されている場合、図3中太線で示すSAS接続が使用される。
図4は、実施形態の一例におけるCM11とディスク間の接続の別例を示す図である。
図4に示すように、CM11が4つの場合、CM11の間にBackend Router(BRT)31−1〜31−4が設けられる。そして、BRT31−1は2つのスイッチ32−1,32−2を備え、1つのスイッチに2本のSASが配線されている。BRT31−2も2つのスイッチ32−3,32−4を備え、1つのスイッチに2本のSASが配線されている。
図4の例でも、DE16が32(DE16−1〜DE16−32)個そなえられており、各SASはBRT31−1〜31−4のいずれか1つに接続しているが、冗長性を持たせるため、各CM11が各BRTにそれぞれ接続されている。
つまり、CM11のうちの1つが故障しても、別のCM11からDE16に搭載されているディスクにアクセスすることができる。
正常動作時は、複数のDE16にまたがって構成されるRAIDを管理するCM11(以降、このCMを「担当CM」と呼ぶ)のSAS接続が使用される。
CM11に近い側から5番目以降のDE16−4〜16−32は、DE16が数珠つなぎに接続されている。
例えば、図4の点線の四角で囲んだ4つの記憶装置17でRAID5(3+1)を構成しており、このRAID5が担当CMであるCM11−1によって管理されている場合、図4中太線で示すSAS接続が使用される。
(2)動作
次に、実施形態の一例におけるストレージシステム10の動作を説明する。
図5は、実施形態の一例におけるCM11の動作の概要を示す図である。本図のホスト2−1,2−2は図1のホスト2と、キャッシュ13−1,13−2は図1のキャッシュ13と、それぞれ同様の構成及び機能を有する。
図5の(a)に示すように、本実施形態の一例におけるストレージシステム10では、コピーを制御しているコピー元の担当CM11−1の監視部21が、コピー元記憶装置17−1とコピー先記憶装置17−2との両方のホストI/O負荷量(ホストI/Oレスポンス)、及びディスクビジー率を常時監視する。
ここで、(b)に示すように、ホスト2−2からコピー先記憶装置17−2へのI/O処理が発生する。
これにより、(c)に示すように、コピー先記憶装置17−2の負荷が高くなる。このとき、コピー元CM11−1のコピー元遷移部23は、監視対象の負荷値と、その閾値とに応じて、コピー元CM11−1及びコピー先CM11−2のモードを遷移させる。
そして、コピー元CM11−1の負荷調整部24が、(d)に示すように、コピー元記憶装置17−1からコピー先記憶装置17−2へのコピーの負荷量を調整する。これに加えて、コピー元CM11−1のコピー元実行部25及びコピー先CM11−2のコピー先実行部27が、遷移したモードによっては、処理の優先度を、ホストI/O処理優先に変更する。
ここで、図5の構成をそなえる本実施形態における情報処理システム1では、コピー処理中のコピー先記憶装置17−2へのI/Oとしては、図6(a)〜(f)に示す6つのパターンが考えられる。
図6(a)〜(f)は、実施形態の一例におけるコピー処理中のコピー先記憶装置17−2に対するI/Oのパターンを示す図である。これらのI/O処理が競合し、ホスト2からコピー先記憶装置17−2へのI/O処理が遅延する。
図6(a)に示すように、ホスト2−2からコピー先記憶装置17−2へのシーケンシャルReadI/O(1)が発生した場合、コピー先記憶装置17−2からキャッシュメモリ13−2にデータが移され(staging)(2)、キャッシュメモリ13−2からホスト2−2にデータが読み出される(3)。
或いは、図6(b)に示すように、コピー元記憶装置17−1からコピー先記憶装置17−2へのイニシャル(初期)コピーの場合、コピー元記憶装置17−1からキャッシュメモリ13−2にデータが移され(1)、キャッシュメモリ13−2からコピー先記憶装置17−2にデータが書き込まれる(write back)(2)。
又は、図6(c)に示すように、コピー先ホスト2−2からコピー先記憶装置17−2の未コピー域へのシーケンシャルReadI/O(1)が発生した場合は、コピー元記憶装置17−1からキャッシュメモリ13−2にデータが移され(2)、キャッシュメモリ13−2からコピー先記憶装置17−2にデータが書き込まれる(3)。
或いは、図6(d)に示すように、コピー先ホスト2−2からコピー先記憶装置17−2へのシーケンシャルReadI/O(1)が発生した場合、先読み処理(prefetch)(2)が行なわれることがある。しかし、この先読み処理は無駄になる。
又は、図6(e)に示すように、コピー元ホスト2−1からコピー元記憶装置17−1の未コピー域へのWriteI/O(1)が発生した場合、コピー元記憶装置17−1からキャッシュメモリ13−2にデータが移され(2)、キャッシュメモリ13−2からコピー先記憶装置17−2にデータが書き込まれる(3)。
或いは、図6(f)に示すように、コピー先ホスト2−2からコピー先記憶装置17−2の未コピー域へのWriteI/O(1)が発生した場合、コピー元記憶装置17−1からキャッシュメモリ13−2にデータが移され(2)、キャッシュメモリ13−2のデータが更新される(3)。その後、キャッシュメモリ13−2からコピー先記憶装置17−2にデータが書き込まれる(4)。
次に、CM11のモードの遷移(状態遷移)について説明する。
図7は、実施形態の一例におけるCM11の状態遷移図である。
図7に示すように、CM11は、(A)通常モード、(B)レスポンス保障モード、(C)コピー先優先モードの3つのモードのいずれ1つかをる。
(A)通常モード
通常モードは、コピー元記憶装置17−1及びコピー先記憶装置17−2のホストI/O負荷量に応じて、コピー量(コピー負荷量)を調整するモードである。本例では、ホストI/O負荷量として、ホストI/Oレスポンスを使用する。
コピー元CM11−1の監視部21が、コピー元CM11−1へのホストI/O負荷量の監視を行ない、ホストI/O負荷量が所定の閾値(例えば100ms)に達した場合に、コピー元CM11−1のコピー元実行部25が、コピーの実行間隔を空けてコピー量を減らし、負荷を軽減する。
(B)レスポンス保障モード
次に、レスポンス保障モードでは、例えば、コピー元及びコピー先のホストI/O負荷が所定の閾値(例えば100ms)を一定期間(例えば60秒)継続して超えた場合、或いは、コピー元及びコピー先のディスクのビジー率が所定の閾値(例えば100%)以上になった状態が一定期間(例えば60秒)、継続する場合に、閾値に達したボリュームのI/O処理を優先して処理する。例えば、コピー先記憶装置17−2で閾値に達した場合、コピー先記憶装置17−2へのI/O処理を優先して実行する。
その際、I/O処理の優先度を、コピー元、コピー先、及びアクセスパターンの組み合せによって変更する。
例えば、コピー先記憶装置17−2へのシーケンシャルReadが発生した場合、負荷やレスポンス値によって状態がレスポンス保障モードになっていれば、コピー元CM11−1のコピー元実行部24はイニシャルコピーを中断する。
或いは、発生したReadI/Oが、コピー先記憶装置17−2の未コピー域へのI/Oの場合、コピー元CM11−1の負荷調整部24は無駄な先読み(図6(d)参照)を行なわずに、コピー元実行部25が、コピー元記憶装置17−1から対応するデータを読み出す。
コピー先記憶装置17−2へのシーケンシャルWriteが発生した場合、前述のように、コピー元CM11−1の負荷調整部24はコピー処理の多重度を調整して、ディスクビジー率を低下させる。
或いは、ReadI/Oが、コピー先記憶装置17−2への局所的なランダムアクセスの場合、コピー元CM11−1のコピー元実行部24はイニシャルコピーを中断する。
又、ヒット率を向上させるため、コピー元実行部25が、ランダムアクセスに使用される領域のみを、他に優先させてコピー先記憶装置17−2にコピーする。
(C)コピー先優先モード
コピー先優先モードでは、例えば、コピー先のレスポンスが所定の閾値(例えば100ms)を一定期間(例えば60秒)継続して超え、且つコピー先記憶装置17−2のビジー率も100%を超えている場合に、コピー先記憶装置17−2のI/O処理を優先させて、I/O負荷を軽減させる。
コピー先優先モードにおいては、不図示のコピービットマップとコピー先バッファを使用して、ホストからコピー元記憶装置17−1の未コピー域へのI/Oを、アクセス頻度(ディスクビジー率)に応じて待機させ、コピー先記憶装置17−2へのI/O処理を最優先させる。
[コピー先記憶装置17−2へのアクセス]
例えば、コピー先記憶装置17−2へのI/O処理が発生した場合、以下のパターンが考えられる。
コピー先記憶装置17−2のコピー済領域へのI/O処理が発生した場合は、コピー先記憶装置17−2のコピー済へアクセスする。
未コピー域へのReadI/Oの場合、コピー元記憶装置17−1−2にアクセスする。この場合、未コピーの領域に対して、コピー元記憶装置7−1のデータのWriteが行なわれた場合、データの整合性を保障することが必要となる。
このため、コピー先優先モード時に、ホスト17−1(図3参照)から、コピー元記憶装置17−1の未コピー域へのRead/WriteI/Oが発生した場合、ホットスペア領域への一時退避と、キャッシュメモリ13上のコピー管理テーブル(不図示)での差分管理により、データの整合性を保障する。
コピー先優先モード時に、ホスト17−2(図3参照)から、コピー先記憶装置17−2の未コピー域へのRead/WriteI/Oが発生した場合、コピー元実行部25が、該当領域のコピーを実行した後、コピー先記憶装置17−2へのホストI/Oを実行する。
又、コピー先優先モード時には、アドレス順にコピーを実行するイニシャルコピーは停止させる。
コピー先記憶装置17−2の未コピー域へのWriteI/Oは、コピー先記憶装置17−2のディスクビジー率が100%に達している場合は、コピービットマップ(不図示)への更新により処理を終了する。そして、コピー先記憶装置17−2のディスクビジー率が100%を下回った後に、コピー処理を再開する。
[コピー元記憶装置17−1へのアクセス]
又、コピー元記憶装置17−1へのI/O処理が発生した場合、以下のパターンが考えられる。
コピー元記憶装置17−1のコピー済域へのI/O処理及び未コピー域へのReadI/Oが発生した場合、コピー元記憶装置17−1の当該領域にアクセスする。
ディスクビジー率が100%に達している場合は、I/O処理を待機させ、ディスクビジー率が100%を下回った後に、I/O処理を再開する。
コピー元記憶装置17−1の未コピー域へのWriteI/Oが発生した場合、コピー先CM11−2のバッファ(例えばキャッシュメモリ13)にデータをコピーし、I/O処理を実行する。
この場合も、ディスクビジー率が100%に達している場合は、I/O処理を待機させ、ディスクビジー率が低くなった後にI/O処理を実行する。
次に、上記3モード間の状態遷移について説明する。
図7の矢印102に示すように、通常モードの状態で、コピー元及びコピー先のホストI/Oレスポンスが、例えば100ms以上になるか、コピー先記憶装置17−2のビジー率がコピー元記憶装置のビジー率以上になり、且つコピー先記憶装置17−2のビジー率100%以上の状態が例えば60秒以上継続すると、レスポンス保障モードに移行する。
逆に、矢印101に示すように、レスポンス保障モードの状態で、コピー元及びコピー先のホストI/Oレスポンスが、例えば100ms未満になると、通常モードに戻る。
又、矢印103に示すように、レスポンス保障モードの状態で、コピー先記憶装置17−2のビジー率がコピー元記憶装置のビジー率以上になり、且つコピー先記憶装置17−2のビジー率が例えば60秒以上、100%以上になると、コピー先優先モードに移行する。
逆に、矢印104に示すように、コピー先優先モードの状態で、コピー先記憶装置17−2のビジー率がコピー元記憶装置のビジー率未満になるか、又はコピー先記憶装置17−2のビジー率が例えば100%未満になると、レスポンス保障モードに戻る。
さらに、矢印105に示すように、コピー先優先モードの状態で、コピー先記憶装置17−2のビジー率がコピー元記憶装置のビジー率未満になり、且つコピー先記憶装置17−2のビジー率が例えば100%未満になり、且つコピー元及びコピー先のホストI/Oレスポンスが100ms未満になると、通常モードに移行する。
或いは、矢印106に示すように、通常モードの状態で、コピー先記憶装置17−2のビジー率がコピー元記憶装置のビジー率以上になり、且つコピー先記憶装置17−2のビジー率100%以上の状態が例えば60秒以上継続し、且つコピー元及びコピー先のホストI/Oレスポンスが100ms以上の状態が60秒以上継続すると、コピー先優先モードに移行する。
これらの状態遷移を、図8に、フローチャートとして例示する。
図8は、実施形態の一例におけるCM11の状態遷移を例示するフローチャートである。
コピーが開始されると、ステップS1において、コピー元CM11−1の監視部21が、コピー元とコピー先のホストI/O負荷量(レスポンス)を監視し、判定部22が、コピー元とコピー先のホストI/O負荷レスポンスが100ms以上かどうかを判定する。
ステップS1においてホストI/O負荷レスポンスが100ms未満であると判定された場合(ステップS1の“<100ms”のルート参照)、コピー元遷移部23は、コピー元CM11−1を通常モードに遷移させると共に、コピー先CM11−2のコピー先遷移部26に、通常モードに遷移にするように通知する。既に通常モードである場合には遷移は行なわれない。
一方、ステップS1においてホストI/O負荷レスポンスが100ms以上であると判定された場合(ステップS1の“≧100ms”ルート参照)、ステップS3において、コピー元CM11−1の監視部21が、コピー元とコピー先のディスクビジー率を監視し、判定部22が両者の大小を比較する。
ステップS3においてコピー元のディスクビジー率がコピー先のディスクビジー率を上回る場合(ステップS3の“元>先”ルート参照)、ステップS4において、コピー元遷移部23は、コピー元CM11−1とコピー先CM11−2とをレスポンス保障モードに遷移させる。既にレスポンス保障モードである場合には遷移は行なわれない。
一方、ステップS3においてコピー元のディスクビジー率がコピー先のディスクビジー率以下の場合(ステップS3の“元≦先”ルート参照)、ステップS5において、コピー元CM11−1の監視部21が、コピー先のディスクビジー率が100%に達したかどうか判定する。
ステップS5においてコピー先のディスクビジー率が100%未満の場合(ステップS5の“<100%”ルート参照)、ステップS4において、コピー元遷移部23は、コピー元CM11−1とコピー先CM11−2とをレスポンス保障モードに遷移させる。
一方、ステップS5においてコピー先のディスクビジー率が100%に達している場合(ステップS3の“≧100%”ルート参照)、ステップS6において、コピー元遷移部23は、コピー元CM11−1とコピー先CM11−2とをコピー先優先モードに遷移させる。既にコピー先優先モードである場合には遷移は行なわれない。
(3)作用/効果
このように、実施形態の一例によれば、コピーの進捗状態にかかわらず、コピー先記憶装置にI/Oを行なうことができ、コピー処理中にコピー先記憶装置に対するI/O処理を効率的に実行することができる。
又、コピー処理中に、コピー先記憶装置へのI/Oによって、コピー元記憶装置へのI/Oが影響を受ける事態も低減される。
さらに、負荷値などの閾値により、CM11のモードを3つのモードの間で遷移させることにより、ユーザが、システムの運用状況に応じて適宜閾値を設定し、アドバンスドコピー中のI/O処理のレスポンスを柔軟に調整することができる。
又、コピー先記憶装置における、Microsoft(登録商標)Windows(登録商標)のMount処理の遅延が解消され、ホストのフリーズという事態を避けることができる。
(4)その他
なお、上述した実施形態に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実行することができる。
例えば、上記の実施形態においては、CM11が4つ設けられる例を示したが、CM11の数は3つ以下、若しくは5つ以上でもよい。
又、上記の実施形態においては、負荷値として、ホストI/Oレスポンスとディスクビジー率とを使用したが、負荷値を示す他のどのような指標を用いてもよい。
さらに、上記の実施形態においては、コピー元とコピー先との両方の負荷値を監視しているが、コピー元又はコピー先の少なくともいずれか一方の負荷値を監視してもよい。
又、上記の実施形態においては、コピー先優先モードにおいて、I/O処理をコピー処理に優先して実行させているが、コピー先優先モードにおいて、処理の優先度の変更に加えて、或いはこれに代えて、コピーの間隔を調整してもよい。
さらに、上記の実施形態においては、SSD17aやHDD17bといった記憶装置17単位で負荷値を監視しているが、RAID単位で負荷値の監視を行なってもよい。したがって、本明細書の「記憶装置17」には、SSD17aやHDD17bのほかに、SSD17aやHDD17bによって構成されるRAIDも含まれる。
又、上記の実施形態においては、負荷値の閾値を具体的な数値を挙げて記載したが、閾値は上記の数値に限定されず、任意に設定することができる。
なお、監視部21、判定部22、コピー元遷移部23、負荷調整部24、コピー元実行部25、コピー先遷移部26、及びコピー先実行部27としての機能を実現するためのプログラムは、例えばフレキシブルディスク、CD(CD−ROM,CD−R,CD−RW等)、DVD(DVD−ROM,DVD−RAM,DVD−R,DVD+R,DVD−RW,DVD+RW,HD DVD等),ブルーレイディスク,磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置又は外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
又、コピー元CM11−1の監視部21、判定部22、コピー元遷移部23、負荷調整部24、及びコピー元実行部25としての機能を実現する際には、内部記憶装置(本実施形態では不図示のROMなど)に格納されているプログラム(ストレージ制御プログラム)がコンピュータのマイクロプロセッサ(本実施形態ではCM11−1のCPU14)によって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
更に、コピー先CM11−2のコピー先遷移部26及びコピー先実行部27としての機能を実現する際には、内部記憶装置(本実施形態では不図示のROMなど)に格納されているプログラム(ストレージ制御プログラム)がコンピュータのマイクロプロセッサ(本実施形態ではCM11−2のCPU14)によって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、CPU等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえており、本実施形態においては、CM11がコンピュータとしての機能を有しているのである。
(5)付記
上記の実施形態に関して、以下の付記を記載する。
(付記1)
第1の記憶装置と、
第2の記憶装置と、
前記第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを前記第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置又は前記第2の記憶装置の負荷値を監視し、前記負荷値が所定の閾値を超えている場合に、前記第2の記憶装置に対する入出力処理を、前記コピーよりも優先して実行するストレージ制御装置と、
を備えることを特徴とするストレージシステム。
(付記2)
前記ストレージ制御装置は、前記負荷値として前記第1又は第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷を監視することを特徴とする付記1記載のストレージシステム。
(付記3)
前記ストレージ制御装置は、前記負荷値として前記第1又は第2の記憶装置の使用率を監視することを特徴とする付記1又は2記載のストレージシステム。
(付記4)
前記ストレージ制御装置は、前記コピー処理を中断して前記入出力処理を行なうことにより、前記コピー処理よりも前記入出力処理を優先して実行することを特徴とする付記1〜3のいずれか1項に記載のストレージシステム。
(付記5)
前記ストレージ制御装置は、さらに前記コピー処理の頻度又は多重度を下げることを特徴とする付記1〜4のいずれか1項に記載のストレージシステム。
(付記6)
前記ストレージ制御装置は、前記負荷値に基づいて、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモード、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げると共に前記コピーよりも前記入出力処理を優先して実行する第2のモード、並びに前記コピー処理を中断して前記入出力処理を行なう第3のモードのいずれか1つを取ることを特徴とする付記5記載のストレージシステム。
(付記7)
他の記憶装置に記憶されたデータのコピーを記憶装置に格納するコピー処理中に、前記記憶装置又は前記他の記憶装置の負荷値を監視し、
前記負荷値が所定の閾値を超えている場合に、前記コピー処理よりも、前記記憶装置に対する入出力処理を優先して実行することを特徴とするストレージ制御装置。
(付記8)
前記負荷値として前記記憶装置又は前記他の記憶装置に対するホスト入出力負荷を監視することを特徴とする付記7記載のストレージ制御装置。
(付記9)
前記負荷値として前記記憶装置又は前記他の記憶装置の使用率を監視することを特徴とする付記7又は8記載のストレージ制御装置。
(付記10)
前記コピー処理を中断して前記入出力処理を行なうことにより、前記コピー処理よりも前記入出力処理を優先して実行することを特徴とする付記7〜9のいずれか1項に記載のストレージ制御装置。
(付記11)
さらに前記コピー処理の頻度又は多重度を下げることを特徴とする付記7〜10のいずれか1項に記載のストレージ制御装置。
(付記12)
前記負荷値に基づいて、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモード、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げると共に前記コピーよりも前記入出力処理を優先して実行する第2のモード、並びに前記コピー処理を中断して前記入出力処理を行なう第3のモードのいずれか1つを取ることを特徴とする付記11記載のストレージ制御装置。
(付記13)
他の記憶装置に記憶されたデータのコピーを記憶装置に格納するコピー処理中に、前記記憶装置又は前記他の記憶装置の負荷値を監視し、
前記負荷値が所定の閾値を超えている場合に、前記コピー処理よりも、前記記憶装置に対する入出力処理を優先して実行することを特徴とするストレージ制御方法。
(付記14)
コンピュータによって実行された時に、前記コンピュータに、
他の記憶装置に記憶されたデータのコピーを記憶装置に格納するコピー処理中に、前記記憶装置又は前記他の記憶装置の負荷値を監視させ、
前記負荷値が所定の閾値を超えている場合に、前記コピー処理よりも、前記記憶装置に対する入出力処理を優先して実行させることを特徴とするストレージ制御プログラム。
1 情報処理システム
2−1,2−2,2 ホスト
11 CM(ストレージ制御装置)
11−1 コピー元CM
11−2 コピー先CM
12−1,12−2 CA
13ー1,13−2,13 キャッシュメモリ
14 CPU
15 DI
16 DE
17 記憶装置
17−1 コピー元記憶装置(第1の記憶装置)
17−2 コピー先記憶装置(第2の記憶装置)
21 監視部
22 判定部
23 コピー元遷移部
24 負荷調整部
25 コピー元実行部
26 コピー先遷移部
27 コピー先実行部

Claims (4)

  1. 第1の記憶装置と、
    第2の記憶装置と、
    前記第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを前記第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをるストレージ制御装置と、
    を備えることを特徴とするストレージシステム。
  2. 第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、
    前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをることを特徴とするストレージ制御装置。
  3. ストレージ制御装置に備えられたプロセッサが、
    第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視し、
    前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをり、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをり、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをることを特徴とするストレージ制御方法。
  4. コンピュータによって実行された時に、前記コンピュータに、
    第1の記憶装置に記憶されたデータのコピーを第2の記憶装置に格納するコピー処理中に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対するホスト入出力負荷値と前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の使用率とを監視させ、
    前記第1の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が第1の閾値に達した場合には、前記コピー処理の頻度又は多重度を下げる第1のモードをらせ、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置に対する前記ホスト入出力負荷が前記第1の閾値を一定期間継続して超えた場合、或いは、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置の前記使用率が第2の閾値以上になった状態が前記一定期間継続する場合には、前記コピー処理の前記頻度又は前記多重度を下げると共に前記コピーよりも前記第2の記憶装置に対する入出力処理を優先して実行する第2のモードをらせ、前記第2の記憶装置の応答時間が第3の閾値を前記一定期間継続して超え、且つ前記第2の記憶装置の前記使用率が100%を超えた場合には、前記コピー処理を中断して前記第2の記憶装置に対する前記入出力処理を行なう第3のモードをらせることを特徴とするストレージ制御プログラム。
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