JPH11154057A - ディスクアレイ装置 - Google Patents
ディスクアレイ装置Info
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Abstract
ス傾向に応じて最適なアレイパラメータを割出して記憶
装置のデータ領域を再構成するディスクアレイ装置を提
供すること。 【解決手段】 各記憶装置#0,#1,#2に、ストラ
イプサイズ単位のデータ領域17と、アクセスログを保
存するログ保存領域18と、前記データ領域17の変更
作業を行うワーク領域19とを形成し、アクセスログを
前記ログ保存領域18に保存するアクセスログ保存手段
6と、アクセスログに基づいて各記憶装置#0,#1,
#2へのアクセス傾向を分析するアクセスログ分析手段
7と、その分析結果に基づいてアレイパラメータの妥当
性を判定し最適なアレイパラメータに変更するアレイパ
ラメータ判定・変更手段8と、変更後のアレイパラメー
タに基づいて前記データ領域17を再構成する再構成手
段9とを有すること。
Description
に係り、特に、予め設定したアレイパラメータを記憶装
置へのアクセスログに基づいて変更して記憶装置のデー
タ領域を再構成するのに好適なディスクアレイ装置に関
する。
とを目的として、複数のハードディスクドライブ(以
下、「ディスク」という)を並列のインタフェースを介
して接続することによりアクセス時間の短い大容量のデ
ィスクサブシステムを構築するディスクアレイ装置が開
発されている。
データを各ディスクに分散して記録するので並列に高速
アクセスが可能となるし、パリティディスクを設けてお
けば、1台のディスクが壊れてもパリティ情報によりデ
ータを復旧するも可能となり、故障ディスクを新しいデ
ィスクに活線挿抜することにより故障ディスクのデータ
を復旧することも可能である。
おけば、1台のディスクが故障してもスペアディスク上
に故障ディスクのデータを生成し故障ディスクをシステ
ムから切り離すことができる。
ては、前記各ディスクを並列にアクセスするために、前
記各ディスクのデータの記録領域をストライプ単位で管
理、すなわち、連続するアドレスの記憶場所に対応する
セグメント単位で管理している。
量の読込みや書込み処理命令を複数のディスクの並列ア
クセスで高速処理することができたり、あるいは、図7
(b)に示すように、複数のアプリケーションからの別
々の読込みや書込み処理命令を各ディスクに振り分けて
並列に高速処理することができるようになっていた。
クアレイ装置においては、通常、ディスクサブシステム
を構成した後に、各ディスクのストライプサイズ等のア
レイパラメータを使用頻度等に応じて当初設定した値か
ら変更されることはほとんどなかった。このため、各デ
ィスクへのアクセスに対して設定されているアレイパラ
メータが必ずしも最適な状態といえない場合があった。
は、アプリケーションの種類、データサイズ、クライア
ント数および使用頻度等によって大きく異なっており、
最初に設定したストライプサイズやディスクの台数ある
いはRAIDレベル等のアレイパラメータが最適である
可能性はむしろ低く、運用中のディスクアクセスの効率
が悪い場合も多かった。
いアクセスサイズの処理命令が重複して出された場合
に、これらの複数の命令を並行に処理することができな
かったり、図8(b)に示すように、特定のディスクに
小さいサイズの要求が集中してしまって複数のディスク
に並行してアクセスできないことがあった。
のディスクアレイ装置においては、当初設定したストラ
イプサイズ等のアレイパラメータを変更することはほと
んどなかった。
は、そのためにホストシステムを長時間停止させて必要
なデータのバックアップをとり、元のストライプサイズ
を新たなストライプサイズに変更してリストアしなけれ
ばならなかった。
るためには、アクセス履歴を取り出して人間の手により
分析しなければならず、膨大な労力と時間とを要すると
いう問題があり、若しくはアクセス履歴を取り出す手段
がない場合もあった。
たもので、ホストシステムを停止することなく、ディス
クアクセスの傾向に応じて最適なアレイパラメータを割
出してディスク等の記憶装置のデータ領域を再構成する
ディスクアレイ装置を提供することを目的とするもので
ある。
本発明に係る請求項1に記載のディスクアレイ装置の特
徴は、各記憶装置に予めストライプサイズ単位に設定さ
れたデータ領域と、前記各記憶装置へのアクセスログを
保存するログ保存領域と、前記各記憶装置のデータ領域
の変更作業を行うワーク領域とを形成するとともに、前
記アクセスログを前記ログ保存領域に保存するアクセス
ログ保存手段と、前記アクセスログに基づいて前記各記
憶装置へのアクセス傾向を分析するアクセスログ分析手
段と、このアクセスログ分析手段による分析結果に基づ
いて既定のアレイパラメータの妥当性を判定し妥当でな
いと認定した場合に最適なアレイパラメータに変更する
アレイパラメータ判定・変更手段と、このアレイパラメ
ータ判定・変更手段により変更されたアレイパラメータ
に基づいて前記各記憶装置のデータ領域を再構成する再
構成手段とを有する点にある。そして、このような構成
を採用したことにより、ホストシステムを停止すること
なく、ディスクアクセスの傾向に応じて最適なアレイパ
ラメータを割り出して記憶装置のデータ領域を再構成す
ることができる。
置の特徴は、請求項1において、アレイパラメータ判定
・変更手段がアレイパラメータのうちのストライプサイ
ズを大きくする必要があると判定した場合に、再構成手
段が記憶装置のデータ領域から新ストライプサイズ単位
ごとに記録データをワーク領域にコピーし、このワーク
領域において新ストライプサイズでの新パリティを生成
した後に再び元のデータ領域に記録データをコピーする
ことにより前記各記憶装置の前記データ領域を再構成す
るようにした点にある。そして、このような構成を採用
したことにより、複数の大容量の読込みおよび書込み処
理命令に対して迅速かつ効率的に処理することができ
る。
置の特徴は、アレイパラメータ判定・変更手段がアレイ
パラメータのうちのストライプサイズを小さくする必要
があると判定した場合に、再構成手段が記憶装置のデー
タ領域から旧ストライプサイズ単位ごとに記録データを
ワーク領域にコピーし、このワーク領域において新スト
ライプサイズでの新パリティを生成した後に再び元のデ
ータ領域に記録データをコピーすることにより前記各記
憶装置の前記データ領域を再構成するようにした点にあ
る。そして、このような構成を採用したことにより、複
数の小容量の読込みおよび書込み処理命令に対して迅速
かつ効率的に処理することができる。
置の特徴は、ログ保存領域とワーク領域とを記憶装置の
同一領域に形成した点にある。そして、このような構成
を採用したことにより、アクセスログの分析が終了した
後はこのアクセスログを前記ログ保存領域から消去して
ワーク領域として使用することができ、記憶装置の容量
を有効に利用することができる。
乃至図6を参照して説明する。
1に示すように、複数の記憶装置の例としてディスク#
0,#1,#2から構成されるディスク群2と、これら
各ディスク#0,#1,#2の論理ドライブを管理する
論理ドライブ管理手段3と、前記ディスク群2の各ディ
スク#0,#1,#2のうちからどのディスク#0,#
1,#2のストライプにアクセスするかの割り振りを行
うディスク記録領域割振手段4と、各ディスク#0,#
1,#2の利用状況や処理内容を時間の流れに沿って記
録した、いわゆるアクセスログをログ1次保存領域21
に1次的に保存しておくためのアクセスログ1次保存手
段5と、このアクセスログ1次保存手段5により1次的
に保存された各アクセスログをディスク#0,#1,#
2のログ保存領域18に保存するアクセスログ2次保存
手段6と、所定のログサイクル経過ごとまたはユーザの
指令に従って前記ディスク#0,#1,#2から前記ア
クセスログを読み出してその内容を分析するアクセスロ
グ分析手段7と、このアクセスログ分析手段7の分析結
果に基づいてアレイパラメータの妥当性を判定するとと
もに妥当でないと判定した場合に前記アレイパラメータ
の変更処理を行うアレイパラメータ判定・変更手段8
と、この変更後のアレイパラメータに基づいて論理ディ
スク#0,#1,#2を再構成する再構成手段9と、新
たに設定したアレイパラメータを不揮発性メモリ上に記
録するためのアレイパラメータ格納手段10と、新たな
ストライプサイズを設定する際に新パリティを生成する
機能を有するパリティ生成手段11と、ホストシステム
12およびディスクアレイ装置1間の仲介を行うホスト
システムインタフェース13と、ディスク群2へのアク
セスの仲介を行うディスクインタフェース14と、前記
各手段の動作全般を統一的に制御するCPU等の制御手
段15とから構成されている。
に説明する。
1,#2は、不揮発でランダムにアドレスが設定できて
書き換え可能な大容量記憶装置であって、例えば、磁気
ディスク、光ディスクおよび半導体ディスク等が相当す
る。
2は、3台のディスク#0,#1,#2により構成され
ているが、この台数に限る必要はなく、2台、あるいは
3台以上でもよい。
は、図2に示すように、ディスク#0,#1,#2の管
理情報を記憶しておくシステム領域16と、予めストラ
イプサイズ単位に設定されたデータ領域17と、前記デ
ィスク#0,#1,#2にアクセスする毎にアクセス状
態を示すログを記録するログ保存領域18と、論理ディ
スク#0,#1,#2の構成を変更する際にデータ操作
を行うワーク領域19とを有している。
#0,#1,#2の総容量を2.1GB(ギガバイト)
とすると、前記システム領域16は0.5MB(メガバ
イト)、前記データ領域17は2000MB、前記ログ
保存領域18および前記ワーク領域19は、併せて9
9.5MBとされている。このように前記システム領
域、前記ログ保存領域および前記ワーク領域を予め固定
しておくと、ホストシステム12側の認識が円滑に維持
されて、アクセスログの記録をサイクリックにすること
ができる。
と前記ワーク領域19とは、別領域に設定されている
が、これに限る必要はなく、両者を前記ディスク#0,
#1,#2の同一領域に形成してもよい。
ワーク領域19とを同一領域に形成した場合には、後述
するアクセスログ分析手段7によるアクセス傾向の分析
が終了した後は前記ログ保存領域18からそれまでのア
クセスログを削除して、この領域を前記ワーク領域19
として利用すればよく、前記ディスク#0,#1,#2
の容量を有効に利用することができる。
イブを構成するディスク番号およびデータの記録領域ブ
ロック番号等の相関情報や、各ディスク#0,#1,#
2の容量および性能等のアレイパラメータたる状態情報
を論理ドライブ番号ごとに管理情報として整理して管理
するようになっている。
スク#0,#1,#2へのアクセスを制御するもので、
ディスク台数、RAIDレベル、ストライプサイズ等に
よって論理アドレスから物理アドレスに変換し、各ディ
スク#0,#1,#2へのコマンドを割り振るものであ
る。
AM等の揮発性または不揮発性メモリであるログ1次保
存領域21を有しており、このログ1次保存領域21に
前記ホストシステム12から前記各ディスク#0,#
1,#2へ出力されたアクセスの内容やそのアクセスサ
イズ等を1次的に保存するようになっている。
は、前記ログ1次保存領域21に1次的に保存されてい
る各アクセスログを前記ディスク#0,#1,#2のロ
グ保存領域18に2次的に順次保存するようになってい
る。
起動命令を出力するタイマ22に接続されており、この
タイマ22からログ分析起動命令が出力されると、まず
予め指定された分析時期であるか否かを確認するように
なっている。すなわち、アクセスログはディスク#0,
#1,#2の一定領域をサイクリックに利用するように
なっているので、定期的に分析してもアクセスコマンド
が出力された回数の大小によって各ディスク#0,#
1,#2に保存されているアクセスログの量は異なって
しまう。したがって、前記アクセスログ分析手段7は、
所定のログサイクルが経過するまでログ分析を開始しな
いようになっている。
と、前記アクセスログ分析手段7は前記ディスク#0,
#1,#2からアクセスログを読み出して、アクセス要
求のサイズや回数、ディスク#0,#1,#2上の位置
等のアクセス傾向を分析するようになっている。
に行うのではなく、ユーザの分析開始指令により行うよ
うにしてもよい。
るログ分析処理の実施例を図3および図4に示す。
したものであり、左から右へ時系列に従って処理が進行
するように示されている。
ド発行かコマンド終了かを識別するためのものであり、
01hがコマンド発行、02hがコマンド完了をそれぞ
れ意味している。
0,#1,#2に発行するコマンドの順序識別子を示し
ており、このTAGを目印としてコマンド順序を判断す
るようになっている。これは、制御手段15からコマン
ドが発行されると、前記ディスク#0,#1,#2はコ
マンド発行順に実行するとは限らず、最も処理速度が速
くなるように順番を変更して実行するようになってい
る。このため、コマンド発行側の発行順にコマンドが終
了しない場合があることから、コマンド発行側がコマン
ドに前記TAG番号を付加して発行し、当該コマンドの
完了を識別できるようにしているのである。
CSI BUS番号(SCSIチャネル番号)と、SC
SIデバイス、つまりディスク#0,#1,#2の識別
子を示しており、具体的には、00hはディスク#0、
01hはディスク#1、02hはディスク#2にそれぞ
れ相当する。この図3では、全て同一BUSに接続され
ている例が示されている。
escripter Blockの略であって、コマン
ドそのものを意味している。StartBlockは、
ディスク#0,#1,#2におけるアドレス番地を示し
ており、BlockLenは、どの程度の領域をアクセ
スしたかを示している。
へのアクセスサイズの傾向が導かれる。この場合、1B
lockSizeは512バイトであるため、例えば、
40hは、40h×512バイト=20h×1Kバイト
=32×1Kバイト=32KBのストライプサイズに相
当することになる。同様に、10h=8KBであり、8
0h=64KBである。
図4に示すように、この例の場合にはストライプサイズ
が64KB以上が適当であり、ディスク#0,#1,#
2の並列アクセスが可能であり、ディスク#0,#1,
#2内で連続領域アクセスも可能となる。
いての具体例を示す。
この第1の分析方法は、時系列に従ってアクセスログの
データを分析する方法であって、発行したコマンドが全
て完了(正常終了)するまでを処理単位とするようにな
っている。そして、処理単位中のディスク番号やアクセ
ス位置、アクセスサイズの分布を作成し、ディスク#
0,#1,#2の並列アクセス性および連続アクセス性
を検証するようになっている。
によりソートして分析する方法であり、アクセスログの
アクセスサイズを、サポートするストライプサイズ別に
カウントし、要求されたアクセスサイズの発生頻度によ
りアクセスの傾向を把握するようになっている。アクセ
スログの分析は統計的手法を用いることもできる。
8について説明する。
は、前述したアクセスログ分析手段7による分析結果に
基づいて既定したアレイパラメータの妥当性を判定し、
変更する必要があれば変更するようになっている。
の不連続領域にアクセスが集中する傾向がある場合には
ストライプサイズの変更を必要とする。アクセスサイズ
が小さいときはストライプサイズを大きくし、アクセス
サイズが大きいときはストライプサイズを小さくするよ
うになっている。
2について並列アクセスを行っているが、ストライプサ
イズの単位で同時期に実行されている場合には、複数の
コマンドが並列に実行されていないため、ストライプサ
イズが大きくなるように変更するようになっている。
がシーケンシャルに実行されている場合には、RAID
レベルをRAID5からRAID3に変更するようにな
っている。
定・変更手段8により変更された後のアレイパラメータ
に基づいて論理ディスク#0,#1,#2を再構成、す
なわち、各ディスク#0,#1,#2のデータ領域17
を再構成するものである。
照しつつ説明する。例えば、旧ストライプサイズが8K
Bであったものを16KBの新ストライプサイズに変更
して再構成する場合について説明する。
1,#2のデータ領域17に予め設定されている8KB
の旧ストライプサイズを新ストライプサイズ単位である
16KBの単位でワーク領域19にコピーする。そし
て、このワーク領域19において、後述するパリティ生
成手段11により新ストライプサイズでの新パリティを
生成する。この新パリティが完成したら元のデータ領域
17にコピーする。このような処理を各ストライプにつ
いて繰り返し行って最終的に全ストライプについて再構
成が完成するようになっている。
て再構成する場合には、旧ストライプサイズ単位にワー
ク領域19にコピーし、このワーク領域19においてパ
リティ生成手段11により新ストライプサイズでの新パ
リティを生成した後に元のデータ領域17に戻すように
なっている。
たに設定したストライプ等のアレイパラメータを不揮発
性メモリ上に記録しておくためのものである。
ク#0,#1,#2の再構成の際に新たなストライプサ
イズを設定する必要がある場合に新パリティを生成する
ためのものである。
作が円滑に行われるように制御するものであり、例え
ば、アクセスログのディスク#0,#1,#2への保存
からこれを読み出して分析し、アレイパラメータの判定
変更および論理ディスク#0,#1,#2の再構成まで
の各手段による一連の動作を制御するようになってい
る。
13は、ホストシステム12とディスクアレイ装置1と
の間における電圧や電流、作動タイミング等の相違を調
整するようになっており、ソフト的にはホストシステム
からのコマンド発行、完了等を制御するもので、前記デ
ィスクインターフェース14は、前記制御手段15と前
記ディスク群2との間における作動タイミング等の相違
を調整するもので、ソフト的にはSCSI BUSの制
御を行い、ディスクとインタフェースするようになって
いる。
ディスク群2との間には、前記制御手段15から前記デ
ィスク群2へ出力された信号が通るSCSI BUS2
3が配設されている。
イブの自動再構成処理について図6を参照しつつ説明す
る。
ィスク#0,#1,#2へアクセスがあると、このアク
セス情報をアクセスログ1次保存手段5がログ1次保存
領域21に1次的に保存する。その後、アクセスログ2
次保存手段6が、前記アクセスログをアクセスされた当
該ディスク#0,#1,#2のログ保存領域18に順次
保存する。
スログ分析手段7がタイマ22により周期的に起動さ
れ、ステップST2において、前記各ディスク#0,#
1,#2に予め指定された分析時期となったか否かを判
定する。この分析時期の指定は、例えばアクセス回数あ
るいはアクセスサイズ等を基準として設定されている。
なったことを認識したときはステップST3に進行し、
NOの場合、つまり分析時期となっていないことを認識
したときはステップST4に進行する。
の分析およびディスク#0,#1,#2のデータ領域再
構成処理を起動する旨の信号をタスク間通信手段により
通知し、ステップST5に進行する。
は、その他の処理を行った後にステップST1に戻って
閉ループを形成し、つぎの分析時期の確認判定処理を待
つ。
スログ分析起動判定処理から起動命令が通知されると、
ステップST6に進行し、前記アクセスログ分析手段7
が各ディスク#0,#1,#2に保存されているアクセ
スログを読み出してステップST7に進行する。
クセスログ分析手段7がアクセスログの分析を開始し、
ステップST8に進行する。
レイパラメータ判定・変更手段8が、ストライプサイズ
やディスク台数、RAIDレベル等のアレイパラメータ
の妥当性を判定する。この判定の結果、アレイパラメー
タが妥当であると判断した場合には、アレイパラメータ
を変更する必要はないためステップST5に戻る。一
方、アレイパラメータが妥当でないと判断した場合に
は、ステップST9に進行する。
パラメータのうちで変更が必要な要素について変更処理
を行い、前記アレイパラメータ格納手段10により所定
の領域に格納した後、ステップST10に進行する。
成手段9が変更後のアレイパラメータに基づいてディス
ク#0,#1,#2のデータ領域17を再構成する。こ
の場合、ストライプサイズを変更する必要があるときに
は、前記パリティ生成手段11により新パリティを生成
し、新ストライプサイズを再構成する。
ストシステム12の監視処理へ通知した後に、ステップ
ST5に戻って閉ループを形成し次のアクセスログ分析
起動処理を待つようになっている。
ホストシステム12を停止することなく、ディスクアク
セスの傾向に応じて最適なアレイパラメータを割出して
ディスク#0,#1,#2のデータ領域17を再構成す
ることができる。
定されるものではなく、必要に応じて種々変更すること
が可能である。
アレイ装置によれば、ホストシステムを停止することな
く、ディスクアクセスの傾向に応じて最適なアレイパラ
メータを割出してディスクのデータ領域を再構成するこ
とができる。
を同一領域に形成することにより記憶装置の容量を有効
に利用できる等の効果を奏する。
を示すブロック図
関する説明図
す説明図
す説明図
クのデータ領域再構成処理の1例を示す説明図
ローチャート図
大容量の読み込みおよび書き込み命令に対する処理を示
す説明図であり、(b)は複数の読み込みおよび書き込
み命令に対する処理を示す説明図
複数の大容量の読み込みおよび書き込み命令に対する処
理を示す説明図であり、(b)は特定のディスクに対す
る小容量の読み込みおよび書き込み命令に対する処理を
示す説明図
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の記憶装置を有しこれらの記憶装置
に並列にアクセスして処理を行うディスクアレイ装置で
あって、前記各記憶装置に予めストライプサイズ単位に
設定されたデータ領域と、前記各記憶装置へのアクセス
ログを保存するログ保存領域と、前記各記憶装置のデー
タ領域の変更作業を行うワーク領域とを形成するととも
に、前記アクセスログを前記ログ保存領域に保存するア
クセスログ保存手段と、前記アクセスログに基づいて前
記各記憶装置へのアクセス傾向を分析するアクセスログ
分析手段と、このアクセスログ分析手段による分析結果
に基づいて既定のアレイパラメータの妥当性を判定し妥
当でないと認定した場合に最適なアレイパラメータに変
更するアレイパラメータ判定・変更手段と、このアレイ
パラメータ判定・変更手段により変更されたアレイパラ
メータに基づいて前記各記憶装置のデータ領域を再構成
する再構成手段とを有することを特徴とするディスクア
レイ装置。 - 【請求項2】 前記アレイパラメータ判定・変更手段が
前記アレイパラメータのうちのストライプサイズを大き
くする必要があると判定した場合に、前記再構成手段が
前記記憶装置の前記データ領域から新ストライプサイズ
単位ごとに記録データを前記ワーク領域にコピーし、こ
のワーク領域において新ストライプサイズでの新パリテ
ィを生成した後に再び元のデータ領域に記録データをコ
ピーすることにより前記各記憶装置の前記データ領域を
再構成するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
のディスクアレイ装置。 - 【請求項3】 前記アレイパラメータ判定・変更手段が
前記アレイパラメータのうちのストライプサイズを小さ
くする必要があると判定した場合に、前記再構成手段が
前記記憶装置の前記データ領域から旧ストライプサイズ
単位ごとに記録データを前記ワーク領域にコピーし、こ
のワーク領域において新ストライプサイズでの新パリテ
ィを生成した後に再び元のデータ領域に記録データをコ
ピーすることにより前記各記憶装置の前記データ領域を
再構成するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
のディスクアレイ装置。 - 【請求項4】 前記ログ保存領域と前記ワーク領域とを
前記記憶装置の同一領域に形成したことを特徴とする請
求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のディスクア
レイ装置。
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