JPH11353776A - ディスクアレイ制御装置 - Google Patents
ディスクアレイ制御装置Info
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- JPH11353776A JPH11353776A JP10158826A JP15882698A JPH11353776A JP H11353776 A JPH11353776 A JP H11353776A JP 10158826 A JP10158826 A JP 10158826A JP 15882698 A JP15882698 A JP 15882698A JP H11353776 A JPH11353776 A JP H11353776A
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Abstract
タフェースの増設要求に対応し、故障部位の交換を無停
止で実施する。 【解決手段】アービタは、データ転送時間オーバーヘッ
ドを最小限に抑える為、転送先に対し、転送データ及び
転送データ保証コードを修正せずに垂れ流しながら故障
検出をする故障検出器と、転送先に故障を知らせるを専
用信号を持ち、システム内のデータ保護を行う。
Description
ルチプロセッサで構成され、ホストインタフェース及び
ディスクインタフェースの拡張、故障部位の特定、閉
塞、交換、回復を無停止で要求されるディスクアレイ制
御装置に関する。
り高い性能を得るため、複数のチャネルアダプタと複数
のディスクアダプタで並行して、データ転送処理を実行
するシステムが主流になっている。
スク制御装置」に示されている従来技術では、図2で示
すようにAC供給系の独立した共通電源106,107
を持つクラスタ102,103の2つのクラスタで構成
され、ホストコンピュータと制御装置間のデータ転送制
御を実行する複数のチャネルアダプタ20,30と、デ
ィスク装置と制御装置間のデータ転送制御を実行する複
数のディスクアダプタ11,21と、各アダプタとディ
スク装置のデータを一時的に格納するキャッシュ機能と
複数チャネルアダプタ及びディスクアダプタ間の制御情
報を格納するシェアードメモリ機能を持つキャッシュメ
モリ14,24を備え、各アダプタ間は2本の共通バス
BUS46,47で接続され、キャッシュメモリは全ア
ダプタからアクセス可能な共有メモリ構成になってい
る。
源107系のターミネータ45でバス終端され、共通バ
ス47は、クラスタ102の共通電源106系のターミ
ネータ45でバス終端され、一つのプラッタ48に実装
される。ディスクアダプタ11,21は、HDDドライ
ブ50,51,52,53の格納されるDKU108と
ドライブインタフェース112,113,114,11
5によりデュアルパスで接続される。
ディスク制御装置」に示されている従来の技術では、図
3に示すように2つのクラスタ102,103を持ち、
チャネルアダプタ10,20と、ディスクアダプタ1
1,21とキャッシュメモリ14,24は1:1で接続
されている。
ダプタ、ディスアダプタ、キャッシュメモリは物理的に
独立していて、障害発生時には、データ転送元プロセッ
サの診断処理により障害発生部位を特定し、故障部位を
閉塞した後で故障部位を用意している保守交換部品と交
換する。この時、障害発生時の障害回復動作と並行し
て、交替バスによりデータ転送は継続され、システム無
停止で並行保守を行なっている。
ステムに対する高性能化、記憶容量の大容量化要求に対
して、例えばホストインタフェースのチャネル数の拡
張、ディスク装置のデータを一時的に格納するキャッシ
ュメモリの容量の増大、ディスク装置のインタフェース
数の拡張などで対応してきた。
形ディスク制御装置」に開示されている従来技術では、
共通バス上に接続されるアダプタ数の増加により、共通
バスの障害発生率の増加を引き起こす。
アレイ装置を示しているが、共通バスの故障の他にも、
クラスタ103の共通電源107がダウンするような障
害の場合、BUS46は共通電源107でバス終端して
いる為、BUS46も一緒にダウンしてしまう。従って
この時クラスタ102内で使用可能なバスは唯一アービ
タ42だけを残したBUS47だけであり、次にBUS
47またはアービタ142が故障すれば、システムダウ
ンとなってしまう。図2の装置でより高い信頼度を求め
るならば、コモンバスを2倍3倍に増設しなければなら
ないが、共通バスの伝送路特性から高速化することも困
難であり、バス一本の信号数はそのままでバス数が倍に
なり、各アダプタに入線する信号が倍になるため、LS
Iのピンネック、パッケージのコネクタピンネックの面
で実現性が低いといえる。
データ転送していない接続アダプタの故障が、実際デー
タ転送しているアダプタに伝搬する為、故障部位の特定
は非常に困難で、故障バスに接続されている全アダプ
タ、共通バスを実装したプラッタの交換が要求されてし
まう。このような交替共通パスがない状態での、複数ア
ダプタの引き抜きは、保守回復時間の増大と、保守ミス
によるシステムダウンの可能性が高くなってしまう。
に、図3の「HITAC−H6581−C3形ディスク
制御装置」で示した従来システムのようにチャネルアダ
プタ及びディスクアダプタとキャッシュ間を1:1で接
続し、アクセスパスを独立化する方法が考えられる。
た場合、クラスタ102内のチャネルアダプタ(CH
A)10とディスクアダプタ(DKA)11とキャッシ
ュメモリ(CACHE)14は動作継続可能だが、CH
A10またはDKA11とCACHE14間のパスは1
パスしか残らない。
0とCACHE14間のパスと、DKA11とCACH
E14間のパスを2倍3倍に増設しなければならない
が、CACHE14に入線する信号が倍増し、LSIの
ピンネック、パッケージコネクタのピンネックの制約か
ら、当初の半分のCHAとDKAしか接続することがで
きなくなり、接続ホストインタフェース数と接続ドライ
ブインタフェース数が半減してしまい、大規模な装置構
成がとれなくなる問題が発生する。
レイ制御装置は、第一の課題である装置の拡張性を限定
する要因である共有メモリ部の入線信号の増加を食い止
める手段として、データ転送元アダプタと共有メモリの
間に複数のアダプタからのパスをセレクトし共有メモリ
部へデータを転送するアービタを備える。本アービタ
は、データ転送時間オーバーヘッドを最小限に抑える
為、転送先に対し、転送データ及び転送データ保証コー
ドを修正せずに垂れ流しながら故障検出をする故障検出
器と、転送先に故障を知らせるをアービタエラー検出信
号を持ち、システム内のデータ保護を行う。更に、各ア
ダプタは全て、独立した個別電源を実装したモジュール
になっており、消費電流増加による拡張性の制限を受け
ない。また、装置原価構造においても、最初から再大規
模を想定した共通電源より、最少構成から最大構成ま
で、スケーラブルな原価構造になる。
して、アービタにチャネルアダプタ、もしくはディスク
アダプタからの転送データ故障検出器と共有メモリ部か
らの転送データ故障検出器を備え、共有メモリ部と転送
元のアダプタに故障検出器を備え、各検出器から転送元
の制御論理部に専用の障害報告信号を備えることによ
り、診断処理をせずに故障部位の特定ができる。
て、AC電源供給元で分離されるクラスタ内に2つ以上
の前記アービタを持つことで、片クラスタダウン時に
も、交替アービタを有し、共有部には2つのパスからア
クセスすることができる為、システムダウンに至る確立
は低くなる。また、各アダプタ及び接続部位が完全に独
立していて、かつ前記故障部位の特定手段を用いること
により、他のアダプタが影響を受けることなく、短時間
で故障部位の交換が可能になる。更に、接続部の確認機
能を用いることで、パス系障害を未然に防止することが
可能になる。
2つのAC供給元により電源分離されたクラスタ102
とクラスタ103の2つのクラスタから成り、クラスタ
はチャネルアダプタモジュールCHM110,120と
ディスクアダプタモジュールDKM111,121と、
2つ以上のアービターモジュールARBM112,11
3とキャッシュメモリモジュールCM114,124と
CHMまたはDKMと、ARBMを接続するケーブルA
SSY115とARBMとCMを接続するケーブル11
6から構成される。各モジュールには、個別電源117
が実装されており、モジュール間に共通の電源を持たな
いことが消費電流制約を受けない高い拡張性と、小構成
から大規模構成までスケーラブルな原価構造を実現す
る。
までのデータ転送について、キャッシュメモリ2重ライ
トを例に以下に説明する。CHM110は上位コンピュ
ータから転送されるデータを受信し、一旦内蔵バッファ
に蓄えながら、ARBM112に対し転送要求を出す。
ARBM112はCHM110からの転送要求に対し、
他CHMと他DKMからの転送許可要求を調停し、AR
BM112とCM114間及び、ARBM112とCM
124間の論理パスが確保された段階でCHM110に
転送許可を発行する。
15を使用してARBM112へデータを転送する。す
でにCHM112からCM114とSMM124まで論
理パスが確保されており、ARBM112内部では転送
データをバッファリングせずにスルーでCM114とC
M124に対しデータを転送できる為、ARBM112
内データ転送オーバーヘッドは大幅に削減できる。
ない為、少論理規模の低価格LSIを採用可能である。
CM114とCM124は転送されてきたデータを全て
受信したら、ARBM112に終了コマンドを転送す
る。ARBM112は受信した終了コマンドがCM11
4からの場合はCM114との論理パスをクローズし、
終了コマンドがCM124からの場合はCM124との
論理パスをクローズする。ARBM112はCHM11
0に終了コマンドを転送し、CHM110が終了コマン
ドを受信したら一連のデータ転送プロトコルは終了す
る。
の電源供給がストップした障害を想定する。クラスタ1
03内のCHM120とDKM121とARBM122
とARBM123とCM124は電源供給がストップし
た為、動作停止する。
ら電源供給を受けている為、CM114のメモリ1面モ
ードで動作継続している。更にケーブルASSY115
とARBM112及びケーブルASSY116に故障が
発生しても、交替ARBM113を使用してCM114
へアクセス可能である。
来装置である図2、図3についての性能を比較してみた
が、図1の装置が拡張性と信頼性に優れていることが分
かる。
生時のエラー検出、データ保護について説明する。
(CHC)141は、ホストコンピュータ100からの
転送データを受信すると、アービタ191に対して転送
許可要求REQ183を出力しながら、受信データに水
平パリティや垂直パリティなどのデータ保証コードを付
加して内蔵バッファに格納しておく。アービタ191の
調停部177は、CHC141からの転送要求に対し、
他CHMや他DKMからの転送許可要求を調停し、アー
ビタ191とCM114内のキャッシュコントローラ
(CMC)167間の論理パスが確保された段階でCH
C141に転送許可ACK184を発行する。
と、すぐにケーブルASSY115を使用してアービタ
191へデータ転送を実施する。アービタ191は、セ
レクタ170と障害検出器172,173とセレクタ1
71で単純に構成されていて、転送データをバッファリ
ングせずにスルーでCM114に対しデータを転送でき
る点が性能面で優れている。転送データは、インタフェ
ースケーブル116を通過し、CM114内のCMC1
67に転送され、障害検出器174で転送データと保証
コードをチェックした後、障害がなければキャッシュメ
モリー179にライトされる。
ルASSY115のデータ信号が故障している場合、ア
ービタ191内の障害検出器173は、転送データとデ
ータ補償コードを比較して転送データに障害があること
を検出し、アービタエラー検出信号181によりCMC
167にアービタ191で障害検出したことを報告す
る。アービタエラー検出信号181を受けたCMC16
7内部の障害検出器174は、アービタ191から送ら
れてくる入力転送データと保証コードの比較チェックを
行うが、障害を検出しなくても必ずデータライト保護1
78に対し、データライトの抑止を要求する。
だけでなくケーブルASSY116も故障している場合
などは、ARBM112から垂れ流されたすでにビット
故障している転送データが更に故障しているケーブルA
SSY116を通ることで、転送データが保証コードの
検出能力を超えるような多ビット故障が発生してしま
い、CMC167の障害検出器で転送データの故障を検
出できず、誤ったデータをライトしてしまうことを防止
できる。
保証コードを修正せず、データを垂れ流すことで性能向
上を図るアービタを用いるディスクアレイ制御装置にお
いて、アービタエラー検出信号181のように、データ
転送の下流方向へ障害検出報告信号を設け、データライ
ト保護を行うことは、信頼度の面から必須である。
部位の特定が難しいのがアクセス無応答である。CHC
141からキャッシュメモリー179へのアクセスが無
応答の場合、障害情報の刈り取りを同一パスでできない
為、故障部位はアクセス経路上にあるケーブルASSY
115、ARBM112、ケーブルASSY116、C
M114が考えられる。
いては次のような故障部位特定方式がある。障害割り込
み信号191で、アクセス無応答を検出したCHC14
1のMP190は、交替アービタ192経由でCMC1
67の障害検出器174の情報を採取し、更に交替アー
ビタ192経由でアービタ191の中のCHC141か
らの転送データ故障検出を障害検出器172と、CMC
167からの転送データ故障検出を行う障害検出器17
3の情報も採取する。検出器172,173,174,
176の各モジュールの検出器の情報を採取し、データ
の流れから一番上流で障害を検出した検出器の手前が故
障していることが分かる。
ース、または検出器の障害情報が採取できないケースに
おいては次のような故障部位特定機能が用意されてい
る。アービタ191の障害検出器172,173とCM
C167の障害検出器174からアクセス元のCHC1
41に直結した専用線を設け、MP190は受信したア
ービタエラー検出信号180、アービタエラー検出信号
188、CMエラー検出信号182、CHCの障害検出
器176から得た情報から、一番上流で障害が発生した
部位、つまり故障部位を特定できる。
ブルとケーブル接続を監視する機構についてCHMとA
RBMとCMを例に示したものである。尚、DKMとA
RBMとCMの場合も同様である。CHM110内のチ
ャネルコントローラCHC141は、アービタとのイン
タフェースパス毎に接続確認部162と接続確認部16
6を持つ。またARBM121内アービタ191には上
位インタフェースであるCHMまたはDKMインタフェ
ースパス毎にケーブルイネーブル出力部156を持つ。
アービタ191のケーブルイネーブル出力部156は、
ケーブルイネーブル制御部157と出力ドライバ159
から成り、ARBM121の電源オンによりケーブルイ
ネーブル信号125をLOWレベルに固定する。ケーブ
ルイネーブル信号125は、CHC141内の接続確認
部162に繋がっていて、信号チェック部164により
信号レベルを監視されている。
が外れた場合、ケーブルイネーブル信号125は、ドラ
イブ元のケーブルイネーブル制御部157から切り離さ
れ、CHC141の接続確認部162のプルアップ抵抗
165によりHIGHレベルに固定される。信号チェッ
ク部164は信号がHIGHレベルになったことを検出
し、構成情報チェック部163へ報告する。
イクロ設定されているデータと比較し、期待しているL
OWデータと不一致していることから、繋がっているは
ずの当該パスが開放されたことを検出し、障害処理部1
61に報告する。障害処理部161は、ケーブルASS
Y115を管理しているMP190に障害報告をする。
成に異常が発生していることを他のMPにも通報し、ケ
ーブルASSY115のパスを論理的に閉塞する。ま
た、CM114とアービタ191との接続確認も同様に
して行う。本監視は、システム稼動中に常に行っている
ものであり、データ転送中に発生する障害を未然に防
ぎ、障害によるデータ化けの危険、MPの障害処理負担
によるシステム性能劣化を防止するものである。
規模な装置構成で、かつ、多様な装置構成に対応できる
為、ケーブルASSYと接続される各モジュールの組み
合わせパターンも膨大になり、装置構成の管理が重要な
課題になる。本実施例のケーブル接続確認機能は、確実
に接続してないパスと接続しているパスを明確に切り分
けることができる。そこで、装置立上げ時に本接続確認
機能を用いて各パスの接続状態を確認することで、確実
に求める装置構成が実現可能である。
ュールの増設について示す。ホストインタフェース数の
追加要求と、ディスク装置の増設要求に対し、クラスタ
103にチャネルアダプタモジュール(CHM)130
を4個、ディスクアダプタモジュール(DKM)131
を4個及び、アービタモジュール(ARBM)132と
133を増設した例を示す。以下に図6を用いて増設手
順を説明する。
21は、2つのARBM122とARBM123を経由
してキャッシュモジュールCM114とCM124へア
クセスを実行している。まず増設するCHM130、D
KM131、ARBM132及びARBM133を装置
に実装し、増設した各モジュール間をケーブルで接続
し、各モジュールの個別電源をオンし、増設したモジュ
ール内のMPは、すでに稼動しているMPからパス診断
要求が来るまで待機する。CHM120またはDKM1
21内のMPの指示により、ARBM122を使用可能
な他MPとARBM122及びCM114とCM124
に対し、ARBM122の論理閉塞命令を通知し、AR
BM122経由でのアクセスを禁止する。論理閉塞命令
とは、接続確認機能の抑止や、パス系エラー検出機能の
抑止を示す。
ケーブルASSY118のARBM122側のコネクタ
を引き抜き、増設するARBM132に接続する。同様
にしてARBM122とCM124間のケーブルASS
Y119のARBM122側のコネクタを引き抜き、増
設するARBM133に接続する。これにより、CHM
120及びDKM121は、ARBM122とARBM
132とARBM133を介したCM114とCM12
4への物理パスを手に入れることができた。
は、増設パスの診断を行い、論理的にパスが接続されて
いることを確認したらパス開放を他MP、ARBM12
2、ARBM132、ARBM133,CM114,C
M124に通知し、新規増設パスからのキャッシュメモ
リーアクセスが可能になる。同様の手順で、ARBM1
23を閉塞し、ケーブルの張替え、ケーブル追加を行
い、物理パス及び論理パスを増設する。待機していたC
HM130及びDKM131のMPはパス診断許可が降
りると、CM114とCM124へのパス診断を実施
し、一連の増設処理は終了する。以上説明した増設処理
は、キャッシュメモリーアクセスを継続しながら増設が
可能である。
の増設に伴なう処理を説明したが、故障した各モジュー
ル及びケーブルASSYの閉塞、交換、回復にも適用さ
れ、一連の処理はキャッシュメモリーアクセスを継続し
ながら、無停止で行われる。また、AC給電系がストッ
プした場合などで起こる片クラスタダウン時のシステム
回復にも適用される。
ス、ディスクインタフェースの増設要求に伴うチャネル
アダプタ、ディスクアダプタの増設に対し、各アダプタ
を個別電源を実装した独立モジュール構成とし、チャネ
ルアダプタモジュール、ディスクアダプタモジュールと
共有メモリ部間のパスに、転送データを修正せずに転送
データを垂れ流しながら故障を検出する検出部を持つこ
とを特徴とするアービタモジュールを配置し、接続ケー
ブルを張り替えていくことでI/Oレスポンス性能を落
とさずに制限なく、ホストアダプタインタフェース、デ
ィスクアダプタインタフェースを増設できる。
故障検出機能を備え、アクセス無応答でも故障部位の特
定ができることにより、故障部位の交換が短時間で実施
できる。また、クラスタ障害などの重大障害が発生した
場合でも共有メモリ部へのアクセスパスが2つ残る為、
システムダウンに至ることが少なくなる。
図。
構成図。
構成図。
御装置の構成図。
ュメモリ、20,30…チャネルアダプタ、40,4
1,42,43…バスアービタ、44,45…ターミネ
ータ、 46,47…共通バス、48…プラッタ、5
0,51,52,53…HDDドライブ、60,61,
62,63…ドライブインタフェース、100…ホスト
コンピュータ、 101…ディスクアレイ制御装置、1
02,103…クラスタ、 106,107…共通電
源、108…DKU、110,120,130…チャネ
ルアダプタモジュール、111,121,131…ディ
スクアダプタモジュール、112,113,122,1
23,132,133…アービタモジュール、114,
124…キャッシュモジュール、115,116,11
8,119…ケーブルASSY、 117…個別電源、
125…ケーブルイネーブル信号、 127…コネク
タ、141…チャネルコントローラ、 157…ケー
ブルイネーブル制御部、158…ケーブルイネーブル出
力部、159…出力ドライバ、161…障害処理部、
162…接続確認部、163…構成情報チェック部、1
64…信号チェック、165…プルアップ抵抗、167
…キャッシュメモリコントローラ、 170,171
…セレクタ、172,173,174,175,176
…障害検出器、178…データライト保護部、
179…キャッシュメモリ、181,185…アー
ビタエラー検出信号、182…CMエラー検出信号、1
83…REQ信号、184…ACK信号、190…M
P、191,192…アービタ、277…調停部。
Claims (5)
- 【請求項1】一つ以上のホストコンピュータから転送さ
れる入出力データを処理する物理的に独立した2つ以上
のチャネルアダプタ部と、一つ以上の磁気ディスク装置
から転送される入出力データを処理する物理的に独立し
た2つ以上のディスクアダプタ部と、前記磁気ディスク
装置のデータ及び磁気ディスク装置に関する制御情報を
格納する物理的に独立した共有メモリ部から成るディス
ク制御装置において、前記チャネルアダプタ部及びディ
スクアダプタ部と共有メモリ部との間に物理的に独立し
た2つ以上の交替可能なアービタ部を介在させ、各々を
物理的に独立した接続部で結線する構造を持ち、前記チ
ャネルアダプタ部、ディスクアダプタ部、共有メモリ
部、アービタ部には各々独立した電源を実装したことを
特徴とするディスクアレイ制御装置。 - 【請求項2】2つ以上のAC電源を持ち、AC電源境界
毎に前記チャネルアダプタ部、ディスクアダプタ部及び
共有メモリ部を持つディスク制御装置において、同一A
C電源境界毎に2つ以上の前記アービタを持ち、各々の
チャネルアダプタとディスクアダプタとアービタ部と接
続部が閉塞可能で、閉塞部からなるパスとは別の交替パ
スから共有メモリアクセスを継続しながら、閉塞した部
位を交換できることを特徴とする請求項1記載のディス
クアレイ制御装置。 - 【請求項3】前記アービタは、入力する転送データの故
障を検出する故障検出器を持ち、アービタ内で転送デー
タ及び故障検出コードの修正をしないアービタにおい
て、アービタを通過して前記共有メモリアクセスできる
転送元部位である前記チャネルアダプタまたはディスク
アダプタに直結された故障報告ラインと、最終的な転送
先である前記共有メモリに直結された故障報告ラインを
持ち、故障検出時には転送しているチャネルアダプタ、
またはディスクアダプタに直結された報告ラインを有効
にすることで故障の発生した部位を特定し、前記共有メ
モリに直結された故障報告ラインを有効にすることで前
記共有メモリに故障データを書込むことを抑止すること
を特徴とする請求項1又は2記載のディスクアレイ制御
装置。 - 【請求項4】請求項1から3のいずれか1項記載のディ
スク制御装置において、前記接続部が、接続している転
送元部位から専用ラインを常に有効にし接続の確認をす
る接続確認機能を持ち、アービタに入出力するパスの増
減設を無停止で実施及び、接続部に使用される接合部品
であるコネクタなどの勘合不良を検出することを特徴と
するディスクアレイ制御装置。 - 【請求項5】前記アービタと共有メモリ間に更にアービ
タを持ち、更にそのアービタと共有メモリの間にアービ
タを接続して、アービタの階層を拡張していくことで、
より多くの前記チャネルアダプタ及びディスクアダプタ
を拡張接続できることを特徴とする請求項1又は2記載
のディスクアレイ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10158826A JPH11353776A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | ディスクアレイ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10158826A JPH11353776A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | ディスクアレイ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11353776A true JPH11353776A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15680233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10158826A Pending JPH11353776A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | ディスクアレイ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11353776A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012064248A (ja) * | 2011-12-27 | 2012-03-29 | Bank Of Tokyo-Mitsubishi Ufj Ltd | 冗長状態検証装置 |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP10158826A patent/JPH11353776A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012064248A (ja) * | 2011-12-27 | 2012-03-29 | Bank Of Tokyo-Mitsubishi Ufj Ltd | 冗長状態検証装置 |
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