JP6225603B2

JP6225603B2 - ストレージシステムおよびストレージシステムの制御方法

Info

Publication number: JP6225603B2
Application number: JP2013197981A
Authority: JP
Inventors: 寛史島田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015064730A

Description

本発明は、ストレージシステムに関し、特に、書き込み制限がある記憶媒体を備えるストレージシステムに関する。

ストレージシステムでは、複数の記憶媒体を集め、ＲＡＩＤ（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｓｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）と呼ばれる構成を用いて、並列アクセスによる高性能・データの冗長化による高信頼性を実現している。ＲＡＩＤには、複数のレベルがあり、そのレベルごとに効果が異なる。たとえば、レベル０であるＲＡＩＤ０は、データを複数の記憶媒体に分散することで、高速にデータの読み書きを行うことが可能な方式である。また、レベル１であるＲＡＩＤ１は、複数の記憶媒体に同じデータを書き込み、耐障害性を上げる方式である。さらに、レベル５であるＲＡＩＤ５は、データを複数の記憶媒体に分散すると同時に、パリティと呼ばれる冗長コードを分散して書き込み、高速化とともに耐障害性を上げる方式である。

最近では、記憶媒体にＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）と呼ばれる固体記憶素子が用いられる場合も多くなっている。ＳＳＤは、書き込み回数で寿命が決まっており、ＲＡＩＤで信頼性を高めても、全てのＳＳＤが同時に書き込み上限に達してしまう課題があった。

上述の課題を解決するため、特許文献１には、各記憶媒体の消耗値と書き込みの上限を管理し、残使用可能値を算出して、書き込み上限に近くなったら、別の記憶媒体にデータを移行する技術が開示されている。

また、特許文献２には、各記憶媒体の書き込みの上限値から書き込み閾値を算出して、書き込み閾値を超えたら、別の記憶媒体にデータを転送する技術が開示されている。

特開２００８−０４０７１３号公報特開２０１２−２３４４５８号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されている技術では、ＲＡＩＤを組んでいてＳＳＤが同時期に寿命を迎えた場合、ＲＡＩＤを構成するディスク数と同数のスペアディスク数を準備する必要がある。

本発明の目的は、このようなＲＡＩＤを構成するディスク数と同数のスペアディスク数を準備することなく、書き込み回数の上限まで使い切ることにある。

本発明では、上記課題を解決するために、書き込み回数に上限がある複数の記憶媒体と、複数の記憶媒体への記憶方法と書き込み回数とを制御する記憶方法制御部と、記憶方法制御部と複数の記憶媒体へ格納されるデータとを制御する制御部とを有し、制御部は、記憶方法制御部が、複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体に対する所定の書き込み回数情報を制御部に送出した場合に、複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体のデータを別の特定の記憶媒体に複製し、複数の記憶媒体への記憶方法を変更するように記憶方法制御部を制御することを特徴としている。

また、本発明では、上記課題を解決するために、書き込み回数に上限がある複数の記憶媒体と、複数の記憶媒体への記憶方法と書き込み回数とを制御する記憶方法制御部と、記憶方法制御部と複数の記憶媒体へ格納されるデータとを制御する制御部とを有するストレージシステムの制御方法であって、記憶方法制御部が、複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体に対する所定の書き込み回数情報を制御部に送出するステップと、複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体のデータを別の特定の記憶媒体に複製するステップと、複数の記憶媒体への記憶方法を変更するように記憶方法制御部を制御するステップとを有することを特徴としている。

書き込み上限が来る前に切り替えを行い、切り替え後、再度元の記憶媒体を使用して上限いっぱいまで使い切ることが可能である。

本発明の第１の実施形態であるストレージシステムの構成例を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。である。本発明の第２の実施形態であるストレージシステムの構成例を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるストレージシステムの構成例を示すブロック図である。

図１において、サーバ１００は、マネージメントコントローラ１０１、ＲＡＩＤコントローラ１０２、ＳＳＤ１１０、ＳＳＤ１１１、ＳＳＤ１１２を内蔵している。マネージメントコントローラ１０１は、たとえば、ＢＭＣ（ＢａｓｅｂｏａｒｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。また、ＳＳＤには、書き込み回数に上限のあるフラッシュメモリー等が用いられる。

マネージメントコントローラ１０１は、ＲＡＩＤコントローラ１０２に指示を送り、ＲＡＩＤコントローラ１０２は、その指示に従ってＳＳＤ１１０、ＳＳＤ１１１、ＳＳＤ１１２を用いて、ＲＡＩＤを構築する。第１の実施形態では、まず、ＳＳＤ１１０とＳＳＤ１１１で、ＲＡＩＤ１を構成し、ＳＳＤ１１２はスペアディスクとする。

図２は、本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。図２を用いて、本発明の第１の実施形態の動作を説明する。

図２において、ＳＳＤ１１０とＳＳＤ１１１でＲＡＩＤ１を構築し、ＳＳＤ１１２をスペアディスクとし、運用を開始する。ＲＡＩＤコントローラ１０２は、ＳＳＤ１１１の書き込み回数が、書き込み上限の半分を超えた段階でマネージメントコントローラ１０１に対しアラームをあげる（Ｓ２０１）。アラームを受けたマネージメントコントローラ１０１は、ＳＳＤ１１０のデータをＳＳＤ１１２にコピーする。その後、ＲＡＩＤコントローラ１０２に、ＳＳＤ１１１とＳＳＤ１１２でＲＡＩＤ１を再構築し、ＳＳＤ１１０をスペアディスクに設定する、との指示を送り、ＲＡＩＤ１の再構築を行い、運用を再開する（Ｓ２０２）。

ＳＳＤ１１１は既に書き込み上限の半分書き込んでいるので、運用を続けていくとＳＳＤ１１２よりも先に上限に達する。上限に達した時点またはその直前の時点で、ＲＡＩＤコントローラ１０２は、マネージメントコントローラ１０１に対し、アラームをあげる（Ｓ２０３）。マネージメントコントローラ１０１は、ＲＡＩＤコントローラ１０２へ指示し、ＳＳＤ１１１のデータをＳＳＤ１１０にコピーする。その後、アラームを受けたマネージメントコントローラ１０１が、ＲＡＩＤコントローラ１０２に、ＳＳＤ１１０とＳＳＤ１１２でＲＡＩＤ１を再構築する、との指示を送り、ＲＡＩＤ１の再構築を行い、運用を再開する。

以上述べてきたように、本発明の第１の実施形態によれば、ＲＡＩＤ１構成で信頼性を確保しつつ、最小限のスペアディスクを用いて、書き込み上限が来る前に切り替えを行い、切り替え後、再度元の記憶媒体を使用して、記憶媒体の書き込み上限まで使い切ることが可能である。
（第２の実施形態）
本発明は、ＲＡＩＤ１だけでなく他のＲＡＩＤ構成でも実施可能である。書き込み回数が、「書き込み上限回数」÷「ＲＡＩＤを構成するＳＳＤ数」毎にＲＡＩＤ対象のＳＳＤを切り替え、スペアのＳＳＤを１個用意する構成が考えられる。

例えば、ＳＳＤ４個でＲＡＩＤ５を構成し、スペアのＳＳＤを１個用意する構成を図３に示す。ＳＳＤの書き込み上限回数を１００万回とすると、ＲＡＩＤを構成するＳＳＤ数は４個なので、書き込み回数が２５万回毎にＳＳＤを切り替える。

図３に、本発明の第２の実施形態であるストレージシステムの構成例を示す。

図３において、サーバ２００は、マネージメントコントローラ２０１、ＲＡＩＤコントローラ２０２、ＳＳＤ２１０、ＳＳＤ２１１、ＳＳＤ２１２、ＳＳＤ２１３、ＳＳＤ２１４を内蔵している。マネージメントコントローラ２０１は、たとえば、ＢＭＣ（ＢａｓｅｂｏａｒｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。

マネージメントコントローラ２０１は、ＲＡＩＤコントローラ２０２に指示を送り、ＲＡＩＤコントローラ２０２は、その指示に従ってＳＳＤ２１０、ＳＳＤ２１１、ＳＳＤ２１２、ＳＳＤ２１３、ＳＳＤ２１４を用いて、ＲＡＩＤを構築する。第２の実施形態では、ＳＳＤ２１０、ＳＳＤ２１１、ＳＳＤ２１２、ＳＳＤ２１３は、ＲＡＩＤ５構成で、ＳＳＤ２１４はスペアディスクとする。

図４は、本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。図４において、右側の図は、ＳＳＤの書き込み回数の比率を示している。また、点線で囲った部分は、ＲＡＩＤグループを示している。図４を用いて、本発明の第２の実施形態の動作を説明する。

図４において、まず、ＳＳＤ２１０、ＳＳＤ２１１、ＳＳＤ２１２、ＳＳＤ２１３でＲＡＩＤ５を構築し、ＳＳＤ２１４をスペアディスクとし、運用を開始する。ＳＳＤ２１０の書き込み回数が、書き込み上限の１／４以上に達した段階でマネージメントコントローラ２０１に対しアラームをあげる（Ｓ３０１）。アラームを受けたマネージメントコントローラ２０１は、ＳＳＤ２１０のデータをＳＳＤ２１４にコピーする。その後、ＲＡＩＤコントローラ２０２に、ＳＳＤ２１１、２１２、２１３、２１４でＲＡＩＤ５を再構築し、ＳＳＤ２１０をスペアディスクに設定する、と指示を送り、ＲＡＩＤ５の再構築を行い、運用を再開する（Ｓ３０２）。

運用再開後、ＳＳＤ２１１の書き込み回数が上限の１/２以上に達した段階で、ＲＡＩＤコントローラ２０２は、マネージメントコントローラ２０１に対し、アラームをあげる（Ｓ３０３）。

マネージメントコントローラ２０１は、ＲＡＩＤコントローラ２０２へ指示し、ＳＳＤ２１１のデータをＳＳＤ２１０にコピーする。その後、アラームを受けたマネージメントコントローラ２０１が、ＲＡＩＤコントローラ２０２に、ＳＳＤ２１０、２１２、２１３、２１４でＲＡＩＤ５を再構築する、と指示を送り、ＲＡＩＤ５の再構築を行い、運用を再開する（Ｓ３０４）。

ＳＳＤ２１２の書き込み回数が上限の３/４以上に達した段階で、ＲＡＩＤコントローラ２０２は、マネージメントコントローラ２０１に対し、アラームをあげる（Ｓ３０５）。

マネージメントコントローラ２０１は、ＲＡＩＤコントローラ２０２へ指示し、ＳＳＤ２１２のデータをＳＳＤ２１１にコピーする。その後、アラームを受けたマネージメントコントローラ２０１が、ＲＡＩＤコントローラ２０２に、ＳＳＤ２１０、２１１、２１３、２１４でＲＡＩＤ５を再構築する、と指示を送り、ＲＡＩＤ５の再構築を行い、運用を再開する（Ｓ３０６）。

ＳＳＤ２１３は、既に書き込み上限の３／４書き込んでいるので、運用を続けていくと他のＳＳＤよりも先に上限に達する。ＳＳＤ２１３の書き込み回数が上限に達した時点で、ＲＡＩＤコントローラ２０２は、マネージメントコントローラ２０１に対し、アラームをあげる（Ｓ３０７）。

マネージメントコントローラ２０１は、ＲＡＩＤコントローラ２０２へ指示し、ＳＳＤ２１３のデータをＳＳＤ２１２にコピーする。その後、アラームを受けたマネージメントコントローラ２０１が、ＲＡＩＤコントローラ２０２に、ＳＳＤ２１０、２１１、２１２、２１４でＲＡＩＤ５を再構築する、と指示を送り、ＲＡＩＤ５の再構築を行い、運用を再開する（Ｓ３０８）。

以上述べてきたように、本発明の第２の実施形態によれば、ＲＡＩＤ５構成で信頼性を確保しつつ、最小限のスペアディスクを用いて、書き込み上限が来る前に切り替えを行い、切り替え後、再度元の記憶媒体を使用して、記憶媒体の書き込み上限まで使い切ることが可能である。

尚、本願発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することが出来る。

ＳＳＤを搭載し、ＲＡＩＤ構成をとるストレージシステムに利用できる。

１００サーバ
１０１マネージメントコントローラ（制御部）
１０２ＲＡＩＤコントローラ（記憶方法制御部）
１１０ＳＳＤ
１１１ＳＳＤ
１１２ＳＳＤ
２００サーバ
２０１マネージメントコントローラ（制御部）
２０２ＲＡＩＤコントローラ（記憶方法制御部）
２１０ＳＳＤ
２１１ＳＳＤ
２１２ＳＳＤ
２１３ＳＳＤ
２１４ＳＳＤ

Claims

書き込み回数に上限がある複数の記憶媒体と、
前記複数の記憶媒体の各々と、前記複数の記憶媒体により構成される複数の記憶媒体グループの各々とを対応づける前記複数の記憶媒体への記憶方法と書き込み回数とを制御する記憶方法制御部と、
前記記憶方法制御部と前記複数の記憶媒体へ格納されるデータとを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記記憶方法制御部が、前記複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体への書き込み回数が当該特定の記憶媒体の書き込み回数の上限に対する複数の異なる割合のうち何れかの前記割合に達したことを示す書き込み回数情報を前記制御部に送出する毎に、
前記特定の記憶媒体が対応づけられた記憶媒体グループに属する、前記特定の記憶媒体を含む何れかの前記記憶媒体のデータを、別の特定の記憶媒体に複製し、
前記別の特定の記憶媒体、および前記データの複製元の前記記憶媒体を含む新たな前記記憶媒体グループを構成し、当該新たな記憶媒体グループと、前記別の特定の記憶媒体とは異なる新たな別の特定の記憶媒体とに分離し、
前記新たな記憶媒体グループに含まれる前記記憶媒体の組み合わせが、前記分離の前後で同じにならないよう前記複数の記憶媒体への記憶方法を変更するように前記記憶方法制御部を制御すること
を特徴とするストレージシステム。
前記複数の記憶媒体への記憶方法は前記複数の記憶媒体のうち書き込み対象記憶媒体の選択であり、前記複数の記憶媒体への記憶方法の変更は書き込み対象記憶媒体を前記特定の記憶媒体から別の特定の記憶媒体に変更するものである請求項１に記載のストレージシステム。
前記書き込み回数情報は、前記記憶媒体の書き込み上限回数を前記記憶媒体グループを構成する数で除した数であることを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
前記複数の記憶媒体グループは、ＲＡＩＤ構成をとることを特徴とする請求項２または３に記載のストレージシステム。
書き込み回数に上限がある複数の記憶媒体と、
前記複数の記憶媒体の各々と、複数の記憶媒体により構成される複数の記憶媒体グループの各々とを対応づける前記複数の記憶媒体への記憶方法と書き込み回数とを制御する記憶方法制御部と、
前記記憶方法制御部と前記複数の記憶媒体へ格納されるデータとを制御する制御部と、
を有するストレージシステムの制御方法であって、
前記記憶方法制御部が、前記複数の記憶媒体のうち特定の記憶媒体への書き込み回数が当該特定の記憶媒体の書き込み回数の上限に対する複数の異なる割合のうち何れかの前記割合に達したことを示す書き込み回数情報を都度、前記制御部に送出するステップと、
前記複数の記憶媒体のうち前記特定の記憶媒体のデータを別の特定の記憶媒体に複製するステップと、
前記特定の記憶媒体が対応づけられた記憶媒体グループに属する、前記特定の記憶媒体を含む何れかの前記記憶媒体のデータを、別の特定の記憶媒体に複製するステップと、
前記別の特定の記憶媒体、および前記データの複製元の前記記憶媒体を含む新たな前記記憶媒体グループを構成し、当該新たな記憶媒体グループと、前記別の特定の記憶媒体とは異なる新たな別の特定の記憶媒体とに分離し、
前記新たな記憶媒体グループに含まれる前記記憶媒体の組み合わせが、前記分離の前後で同じにならないよう前記複数の記憶媒体への記憶方法を変更するように前記記憶方法制御部を制御するステップと
を有することを特徴とするストレージシステムの制御方法。
前記複数の記憶媒体への記憶方法は前記複数の記憶媒体のうち書き込み対象記憶媒体の選択であり、前記複数の記憶媒体への記憶方法の変更は書き込み対象記憶媒体を前記特定の記憶媒体から別の特定の記憶媒体に変更するものである請求項５に記載のストレージシステムの制御方法。