JPH04168518A - ディスク制御装置のシャットダウン方法および立ち上げ方法ならびにディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はディスク制御装置におけるシャットダウン方法
及び立ち上げ方法ならびにディスク制御装置に関わり、
特に独立な電源境界を有し、共有メモリを介して並列に
動作する複数のクラスタからなるディスク制御装置のシ
ャットダウン及び立ち上げに簡便かつ好適な方法ならび
にディスク制御装置である。

［従来の技術］ 従来のディスク制御装置の構成は、１つのディスク制御
装置を、電源境界（独立にオン／オフできる電源系統）
を異にする２つの独立したクラスタから構成し、１つの
クラスタが故障した場合でも、他のクラスタを稼動させ
たまま、ダウンしたクラスタのメンテナンスをシステム
稼動中に行なって復帰させることを狙ったものである。

［文献ジム・コロシモ「拡張ストレージ・サブシステム
Ｊ　　（ＡＣＣＥＳＳ：ＭＡＲ／ＡＰＲ，１９８８）］ ［発明が解決しようとする問題点コ 上記文献に示されたディスク制御装置における電源境界
を異にする２つの独立したクラスタ間には共有メモリが
存在しない。このため、クラスタ間の共通制御情報は外
部記憶媒体、例えばシステムディスク等、から同一制御
情報をそれぞれのクラスタ内のメモリにロードし、それ
ぞれのクラスタで参照する。しかし、外部記憶媒体上の
共通制御情報に更新が発生すると、クラスタ内のメモリ
上にロードしていた共通制御情報を一旦無効にした後に
外部記憶媒体から最新の共通制御情報を再ロードすると
いう操作が必要であり、両クラスタのメモリ上の共通制
御情報を同時に確実に無効化するためのクラスタ間通信
機構が複雑になる。また、更新頻度が多くなると共通制
御情報の更新や再ロードのオーバヘッドが大きくなる。

これに対し、電源境界を異にする複数のクラスタ間に共
有メモリをおき、共有メモリ上の共通制御情報を参照・
更新する、いわゆる共有メモリ構成とすればオーバヘッ
ドが少なく、この問題を容易に解決することができる。

しかし他方で、ディスク制御装置のシャットダウン時に
、共有メモリ上の最新の共通制御情報を不揮発性の記憶
媒体に確実に退避する必要性が生じ、個々のクラスタを
シャットダウンする順序の制御が必要になる。これを、
厳密に行なうためには、すべてのクラスタの生死状態を
共有メモリ上に反映させ、それをもとに各クラスタでの
退避操作の実行可否を決定する必要が有り、クラスタ間
の複雑な同期／排他制御が必要となるという問題があっ
た。

共有メモリで結合された複数のクラスタから構成される
ディスク制御装置を簡便に実現するためには、この問題
を技術的に解決することが必要である。

［問題点を解決するための手段］ 共有メモリで接続した複数のクラスタから構成されるデ
ィスク制御装置において、共有メモリ上の共通制御情報
の更新回数を記憶しておき、各クラスタ毎のシャットダ
ウン時には、共有メモリ上の共通制御情報の更新回数と
不揮発性記憶媒体上に既に記憶されている引継ぎ制御情
報鮮度の値を比較し、前者の方が大きければ、共有メモ
リ上の共通制御情報の更新回数をあらたに引継ぎ制御情
報鮮度とし、共通制御情報とともに不揮発性記憶媒体上
に退避し、不揮発性記憶媒体上の当該クラスタに対応す
る引継ぎ有効性判定情報を有効とし、前者と後者の値が
等しければ、共有メモリ上の共通制御情報の退避操作と
引継ぎ情報鮮度の更新は行なわずに、当該クラスタに対
応する引継ぎ有効性判定情報のみを有効として共通制御
情報を引継ぐ。

また、ディスク制御装置の立ち上げにおいて、引継ぎ有
効性判定情報をもとに、このディスク制御装置を構成す
るすべてのクラスタについて、引継ぎ有効性情報が有効
である場合のみ、不揮発性記憶媒体上に退避していた共
通制御情報を共有メモリ上にロードし、各クラスタ毎の
立ち上げ完了時に、不揮発性記憶媒体上の各クラスタに
対応する引継ぎ有効性判定情報をすべて無効化する。

［作用］ 本発明の方法ならびに装置によれば、クラスタ単位、ま
たはディスク制御装置全体のシャットダウン時及び立ち
上げ時には、他のクラスタの生死状態とは無関係に各ク
ラスタがシャットダウン時に行なうべき共通制御情報の
退避操作を実行すること及び立ち上げの制御が可能とな
り、かつディスク制御装置全体の立ち上げ時には、共有
メモリの内容が揮発していた場合でも、シャットダウン
前後での整合性を保証した形で共通制御情報を共有メモ
リに再設定することができる。

また、共有メモリを介して接続された複数のクラスタか
らなるディスク制御装置におけるシャットダウン及び立
ち上げの制御を確実に、かつ簡便におこなうことができ
るディスク制御装置を容易に実現することができる。

［実施例コ 第１図は本発明の１実施例であるキャッシュ付ディスク
制御装置１００の構成例である。ディスク制御装置１ｏ
ｏは、チャネル制御装置１０６を介してホストコンピュ
ータと接続し、ホストコンピュータとディスクドライブ
ｌ、２．〜．ｎ（ドライブともよぶ）１０７〜１０９と
の間のディスクの入出力を制御する装置である。ディス
ク制御装置１００は、スイッチ１１１，１１２により、
独立に電源オン／オフできるコンポーネントであるクラ
スタ０（１０１）とクラスタ１（１０２）の２つのクラ
スタから構成される。クラスタ０（クラスタ１）はさら
に、チャネルインタフェース１０１０　（１０２０）、
プロセッサ１０１１゜１０１２　（１０２１，１０２２
）サービスプロセッサ１０１３　　（１０２３）　、ド
ライブインタフェース１０１４．１０１５　（１０２４
，１０２５）から構成される。それぞれのクラスタ内の
すべてのプロセッサはディスクキャッシュ１０４、及び
共有メモリ１０３と接続される。

ディスクキャッシュ１０４の機能は、各クラスタのプロ
セッサがドライブからデータを読みだし、チャネル制御
装置にデータを転送する際に、ディスクキャッシュにデ
ータを格納しておくことにより、次の同一データの読み
だしをディスクキャッシュから高速に行なうことである
。　（ドライブへのレコードデータ書き込み時は、当該
レコードに対応するディスクキャッシュ上のデータは破
棄される）。次に、共有メモリ１０３の機能は、各プロ
セッサがデータ転送処理を行なうに当って認識すべき共
通制御情報を格納しておき、それを各プロセッサが効率
的に参照／更新するためのメモリである。共通制御情報
としては、例えばディスクに対するプロセッサのアクセ
スを排他制御するためのロック情報、プロセッサに対し
上記ディスクキャッシュの使用可否をホストコンピュー
タが指示する情報等がある。本実施例においては、共有
メモリはバッテリ１１３によりバックアップされている
ものとする。また、内蔵ディスク１０５は共通制御情報
のうち、ディスク制御装置のシャットダウンを介して引
き継ぐべき情報を格納するための不揮発性記憶媒体であ
り、各クラスタ内の任意のプロセッサから、自クラスタ
のサービスプロセッサを介してアクセス可能である。ク
ラスタ電源スイッチ１１１，１１２は、クラスタＯ、ク
ラスタ１をそれぞれ独立に電源オン／オフするためのも
のであり、各クラスタ内のＰ／’Ｓ制御レジスタ１１４
，１１５により、電源オン／オフ動作をさせることがで
きる。

第５図は、本実施例において、ディスク制御装置のシャ
ットダウン時に引き継ぐべく共有メモリ１０３上の共通
制御情報の内容である。この共通制御情報は、ディスク
キャッシュ１０４の使用可否に関し、ホストコンピュー
タがチャネル制御装置１０６を介してディスク制御装置
１００に指示したものであり、ディスク制御装置全体と
してディスクキャッシュを使用禁止とするか否か（サブ
システム単位ホスト指示状態２０１）、各ドライブ単位
にキャッシュの使用禁止とするか否か（ドライブ単位ホ
スト指示状態２０２）の情報を含む。

共通制御情報更新回数は共通制御情報がホストコンピュ
ータの指示により何回更新されたか（２０３）を示す。

さて、ディスク制御装置１００をシャットダウンするた
めには、ディスク制御装置外部より、クラスタＯ電源オ
フ要求１１７、またはクラスタｌ電源オフ要求１１６を
任意の順序で設定する。これらの要求は各クラスタのＰ
／Ｓ制御レジスタ１１４．１１５にそれぞれ反映される
。Ｐ／Ｓ制御レジスタでクラスタ電源オフ要求を検出し
たプロセッサは、第２図に示したフローチャートに従っ
て自プロセッサの閉塞処理を実行する。

まず、自クラスタのチャネルインタフェースを閉塞し、
ホストコンピュータからのＩ１０要求受付を停止する（
ステップ９００）。次に共通制御情報アクセス用ロック
３００をリードする。共通制御情報アクセス用ロック３
００は、第６図に示すように、このフラグが１の場合は
すでに他のプロセッサがロック取得済みであることを示
し、フラグがＯの場合はロック未取得であることを示す
。

他のプロセッサがロックをすでに取得中であれば、該プ
ロセッサは他のプロセッサがロック未取得になるまでル
ープして待つ（ステップ９０２）。他のプロセッサがロ
ック未取得であれば、該プロセッサは上記共通制御情報
のアクセス用ロックを取得しくステップ９０３）、共有
メモリ上の共通制御情報２００　（第５図）を自プロセ
ッサのローカルメモリに転送する（ステップ９０４）。

続いて、自クラスタのサービスプロセッサ経由で内蔵デ
ィスク１０５上の引継ぎ制御情報鮮度４０３をリードす
る（ステップ９０５）。

ここで、引継ぎ制御情報鮮度４０３について述べる前に
、内蔵ディスク１０５上の引継ぎ制御情報４００（第８
図）について説明する。引継ぎ制御情報４００は共有メ
モリ上の共通制御情報２００を内蔵ディスク１０５に退
避した情報であり、データのフォーマットは同一である
。ただし、引継ぎ制御情報４００のデータは共通制御情
報２００のデータよりも一般に古いデータである。従っ
“て、データの意味を区別する意味で、共通制御情報２
００内の共通制御情報更新回数２０３に対応する引継ぎ
制御情報４００内の情報を引継ぎ制御情報鮮度４０３と
よんで区別する。

次に、読みだした上記共通制御情報更新回数２０３と引
継ぎ制御情報鮮度４０３の値を比較する（ステップ９０
６）。そして、その値が等しくなければ、自プロセッサ
のローカルメモリ上に読みだしていた共通制御情報２０
０を、自グラスタのサービスプロセッサ経由で、内蔵デ
ィスク上の引継ぎ制御情報格納エリアにセーブする（ス
テップ９０７）。そして、内蔵ディスク上の引継ぎ有効
性判定情報５００　（第９図）の自クラスタに対応する
エリアに１　（有効）をセットする（ステップ９０９）
。次に、取得していた共通制御情報アクセス用ロック３
００を解放しくステップ９１０）、自プロセッサを閉塞
しくステップ９１１）　、プロセッサの閉塞処理を終わ
る。もし、上記ステップ９０６で共通制御情報更新回数
２０３と引継ぎ制御情報鮮度４０３の値が等しい場合は
、ステップ９０７は行なわず、ステップ９０９以降の処
理のみを行なう。

各クラスタのサービスプロセッサは、第３図に示すよう
に、自クラスタ内の全てのプロセッサが閉塞されるまで
待ち（９５０）、全てのプロセッサが閉塞された時点で
自クラスタのＰ／Ｓ制御レジスタに対し、自グラスタの
電源オフ許可を設定する（９５１）。電源オフ許可を設
定されたＰ／Ｓ制御レジスタは、自クラスタの電源スィ
ッチ（１１１／１１２）に電源オフ制御信号を呂し、該
クラスタのシャットダウンが完了する。

続いて、上記方法によりシャットダウンされたディスク
制御装置１００の立ち上げ方法を説明する。ディスク制
御装置１００を立ち上げる場合は、各クラスタに対し、
各部からクラスタ電源スィッチ（１１１／１１２）を任
意の順序で直接オンする。電源オンの割込みをうけたク
ラスタ内の各プロセッサは、第４図に示す処理に従って
行なう。

まず、共通制御情報アクセス用ロック３００をリードし
くステップ８ｏＯ）、ロック取得中か否かを判定する（
ステップ８０１）。取得済みで有れば、そのままチャネ
ルインタフェースを開き通常動作を開始する（ステップ
８１６）。取得済でなければ共通制御情報アクセス用ロ
ック３００を取得しくステップ８０２）、バッテリーバ
ックアップ付きの共有メモリの揮発の有無チェックに入
る。まず、共有メモリ１０３より揮発チェックバタン３
５０をリードする（ステップ８０５）。ここで、揮発チ
ェックパタン３５０は第７図に示す１６進″　ＦＦＦＦ
’　のバタンデータとする。リードした揮発チェックパ
タン３５０を上記の値と比較しくステップ８０６）　、
等しくなければ共有メモリは揮発したものとみなし、以
下の処理を行なう。

まず、自クラスタのサービスプロセッサ経由で内蔵ディ
スク１０５より引継ぎ有効性判定情報５０ｏを自プロセ
ッサのローカルメモリにロードする（ステップ８０７）
。そして、ディスク制御装置を構成する全てのクラスタ
（本実施例ではクラスタＯとクラスタ１）について１　
（有効）がセットされていることをチェックする（ステ
ップ８０８）。全てのクラスタ（本実施例ではクラスタ
Ｏとクラスタ１）について１　（有効）がセットされて
いれば、内蔵ディスク１０５上の引継ぎ制御情報鮮度４
０３（第８図）をゼロクリアしくステップ８０９）、内
蔵ディスク１０５より引継ぎ制御情報４００を自プロセ
ッサのローカルメモリにロードし、さらにそれを共有メ
モリ上の共通制御情報２００格納エリアに書き込む（ス
テップ８１８）。そして、自クラスタのサービスプロセ
ッサ経由で、内蔵ディスク１０５上の引継ぎ有効性判定
情、報５００　（第９図）の自クラスタに対応するエリ
アに０（無効）を書き込む（ステップ８１４）。

そして、取得していた共通制御情報のアクセス用ロック
を開放しくステップ８１５）、チャネルインタフェース
を開いて通常の稼動を開始する（ステップ８１６）。も
し、ステップ８０６で揮発チェックパタン３５０が’　
　ＦＦＦＦと等しければ、すぐに上記ステップ８１４以
降の処理を行なう。

また、ステップ８０８で、全てのクラスタ（本実施例で
はクラスタＯとクラスタ１）について１（有効）がセッ
トされていなければ、自クラスタのサービスプロセッサ
経由で内蔵ディスク１０５より、共通制御情報のデフォ
ルト値６００　（第１０図）を自プロセッサのローカル
メモリ上に読みだし、それをさらに、共有メモリ上の共
通制御情報２００のエリアに書き込みを行なった後（ス
テップ８１０）、上記ステップ８１４以降の処理を行な
う。

以上がプロセッサの立ち上げシーケンス処理の内容であ
る。クラスタ内の全てのプロセッサが以上の立ち上げ処
理を終えた時点で当該クラスタの立ち上げが完了し、さ
らに電源オンされた全てのクラスタの立ち上げが完了し
た時点で、ディスク制御装置１００の立ち上げが完了す
る。

以上が本発明による実施例の説明である。

なお、上記実施例において、ディスク制御装置のシャッ
トダウン時に、共通制御情報を不揮発性記憶媒体に退避
するに際して、この不揮発性記憶媒体を各クラスタ対応
に分け、各クラスタに対応して共通制御情報を退避させ
、立ち上げ時に、これら共通制御情報の内、引継ぎ制御
情報鮮度の値が最も大きいものを共有メモリ上にロード
することも可能である。

本実施例によれば、各クラスタ内のプロセッサは、他の
プロセッサの稼動／閉塞の状態とは無関係に自プロセッ
サ閉塞処理または立ち上げ処理を行なうことができる。

このため、これらのプロセッサから構成されるクラスタ
間でも、他のクラスタの状態を意識せずにクラスタの閉
塞／立ち上げができるため、複数のクラスタ間で他のク
ラスタの状態を管理する必要が無くなり、共有メモリを
介して接続された複数のクラスタからなるディスク制御
装置を容易に実現することができる。なお、本実施例で
は共有メモリをバッテリバックアップ付きとしているた
め、シャットダウン中に共通制御情報の退避が全てのク
ラスタで完結しない状態が発生しても、共有メモリが揮
発していない限り、共有メモリ上の制御データを引き継
いで、ディスク制御装置を立ち上げることができる。ま
た、共有メモリにバッテリバックアップをつけない場合
は、本実施例において、共有メモリがつねに揮発してい
るとみなせばよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、各クラスタ内のプロセッサは、他のプ
ロセッサの稼動／閉塞の状態とは無関係に自プロセッサ
の閉塞処理または立ち上げ処理を行なうことができる。

このため、これらのプロセッサから構成されるクラスタ
間のレベルでも、他のクラスタの状態を意識せずにクラ
スタの閉塞／立ち上げが可能となる。また、この結果、
複数のクラスタ間で他のクラスタの状態を管理するため
の制御が必要無くなり、共有メモリを介して接続された
複数のクラスタからなるディスク制御装置を容易に実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例におけるディスク制御装置の構成図、
第２図は本実施例におけるクラスタ内プロセッサの閉塞
処理フロー図、第３図は本実施例におけるクラスタ内サ
ービスプロセッサのクラスタ電源オフ処理フロー図、第
４図は本実施例におけるクラスタ内プロセッサの立ち上
げ処理フロー図、第５図は本実施例における共有メモリ
上の共通制御情報の構成図、第６図は本実施例における
共通制御情報アクセス用のロック情報、第７図は本実施
例におけるバッテリーバックアップ付き共有メモリの揮
発チェックバタンデータ、第８図は本実施例における内
蔵ディスク上の引継ぎ制御情報の構成図、第９図は本実
施例における内蔵ディスク上の引継ぎ有効性判定情報の
構成図、第１０図は本実施例における内蔵ディスク上の
共通制御情報デフォルト値、である。 １００・・・・・・ディスク制御装置、１０１・・・・
・・クラスタ０．１０２・・・・・・クラスタ１．１０
３・・・・・・共有メモリ、１０４・・・・・・ディス
クキャッシュメモリ、１０５・・・・・・内蔵ディスク
、１０６・・・・・・チャネル制御装置、１０７，１０
８，１０９・・・・・・ディスクドライブ、１１１，１
１２・・・・・・クラスタ電源スィッチ、１１３・・・
・・・バッテリーバックアップ、１１４，１１５・・・
・・・Ｐ／Ｓ制御レジスタ、１１６，１１７・・・・・
・クラスタ電源オフ要求、１０１０，１０２０・・・・
・・チャネルインタフェース、１０１１，１０１２゜１
０２１．１０２２・・・・・・クラスタ内プロセッサ、
１０１３．１０２３・・・・・・クラスタ内サービスプ
ロセッサ、１０１４，１０１５，１０２４．１０２５・
・・・・・ドライブインタフェース０　。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャネル制御装置とディスクドライブ間のデータ
   転送をおこなう一本以上のパスからなり、かつ独立した
   電源境界を持つコンポーネント（クラスタと呼ぶ）を複
   数有し、各クラスタが共有メモリ上に格納された共通制
   御情報を互いに参照・更新しつつ並列に動作するディス
   ク制御装置において、共有メモリ上に格納された共通制
   御情報の更新回数を記憶するとともに、任意のクラスタ
   から読みだし可能な不揮発性記憶媒体を有する固定ディ
   スクを備え、各クラスタ毎のシヤットダウン時には、上
   記共有メモリ上の共通制御情報の更新回数と上記不揮発
   性記憶媒体上に既に記憶されている引継ぎ制御情報鮮度
   の値を比較し、前者の方が大きければ、上記共有メモリ
   上の共通制御情報の更新回数をあらたに引継ぎ制御情報
   鮮度とし、共通制御情報とともに上記不揮発性記憶媒体
   上に退避し、上記不揮発性記憶媒体上の当該クラスタに
   対応する引継ぎ有効性判定情報を有効とし、前者と後者
   の値が等しければ、共有メモリ上の共通制御情報の退避
   操作と引継ぎ情報鮮度の更新は行なわずに、当該クラス
   タに対応する引継ぎ有効性判定情報のみを有効として共
   通制御情報を引継ぐことを特徴とするディスク制御装置
   のシャットダウン方法。
2. （２）ディスク制御装置の立ち上げにおいて、引継ぎ有
   効性判定情報をもとに、該ディスク制御装置を構成する
   すべてのクラスタについて、上記引継ぎ有効性判定情報
   が有効である場合のみ、不揮発性記憶媒体上に退避して
   いた共通制御情報を共有メモリ上にロードし、各クラス
   タの立ち上げ完了時に、上記不揮発性記憶媒体上の各ク
   ラスタに対応する引継ぎ有効性判定情報をすべて無効化
   することを特徴とするディスク制御装置の立ち上げ方法
   。
3. （３）ディスク制御装置における共有メモリをバッテリ
   ーバックアップ付きメモリとし、その使用開始時に、共
   有メモリ上のデータの揮発の有無をチェックするための
   テストパタンを格納しておき、上記ディスク制御装置の
   立ち上げ時に、上記テストパタンが保存されているか否
   かにより共有メモリ上のデータの揮発の有無をチェック
   し、それが揮発していなければ、共有メモリ上の共通制
   御情報を引継ぎ情報として用い、それが揮発していれば
   、上記特許請求の範囲第２項の方法を用いることを特徴
   とするディスク制御装置の立ち上げ方法。
4. （４）チャネル制御装置とディスクドライブ間のデータ
   転送をおこなう一本以上のパスを含み、独立した電源境
   界をもつ複数のクラスタと、共通制御情報を格納すると
   ともに該共通制御情報を各クラスタが互いに参照・更新
   できる共有メモリと、該共有メモリ上に格納された共通
   制御情報の更新回数を記憶しかつ引継ぎ制御情報鮮度を
   記憶するとともに、任意のクラスタから読みだし可能な
   不揮発性記憶媒体を有する内臓ディスクと、を備え、各
   クラスタ毎のシャットダウン時には、上記共有メモリ上
   の共通制御情報の更新回数と既に記憶されている引継ぎ
   制御情報鮮度の値を比較し、最新の共通制御情報を上記
   不揮発性記憶媒体上に引継ぐとともに、引継ぎ有効とし
   、また、立ち上げ時には、すべてのクラスタが引継ぎ有
   効である場合のみ、上記不揮発性記憶媒体上に退避して
   いた共通制御情報を上記共有メモリ上にロードすること
   を特徴とするディスク制御装置。