JPWO2008114441A1 - ストレージ管理プログラム、ストレージ管理方法およびストレージ管理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るストレージ管理プログラムは、データを分散した分散データおよびデータと同一内容の冗長データを分散した冗長分散データの分散管理を行うために設けられ、それぞれネットワーク経由で接続された複数のストレージノード、を備える分散ストレージシステムのストレージノードにストレージ装置を管理させるためのプログラムである。
属性収集手段2は、ストレージノード6a〜6dの属性を収集する。ストレージノードの属性には配下のストレージ装置の属性を含んでも良い。
まず、本発明の概要について説明し、その後、実施の形態を説明する。
図1は、本発明の概要を示す図である。
コンピュータ1には、ストレージノード6a〜6dが接続されている。
ストレージノード6a〜6dは、データを分散した分散データおよびデータと同一内容の冗長データを分散した冗長分散データの分散管理を行うために設けられており、それぞれがネットワーク経由で接続されている。このストレージノード6a〜6dには、それぞれ冗長データおよび冗長分散データが格納されるストレージ装置3a〜3dが接続されている。
属性収集手段2は、ストレージノード6a〜6dの属性を収集する。この属性には、例えばそれぞれのストレージノードが管理するストレージ装置3a〜3dに関する属性も含まれる。属性としては、特に限定されないが、例えば製造年月日、稼働時分、設置環境、周囲温度等が挙げられる。
図2は、本実施の形態の分散ストレージシステム構成例を示す図である。本実施の形態では、ネットワーク20を介して、複数のストレージノード100,200,300,400、コントロールノード500、およびアクセスノード600が接続されている。ストレージノード100,200,300,400それぞれには、ストレージ装置110,210,310,410が接続されている。
アクセスノード600は、受け取ったデータを決められた単位に分割して分散データを作成し、書き込み要求をストレージノード100,200,300,400に送る。書き込み要求を受け取ったストレージノード100,200,300,400では、自身のスライス管理情報から、データ二重化を行うべき相手のストレージノード100,200,300,400を判断して、そのストレージノードに書き込み要求を送る。書き込み要求を受け取ったストレージノードは、自身に接続されたストレージ装置に分散データの書き込みをスケジューリングし、書き込み要求を送ったストレージノードに応答を返す。応答を受け取ったストレージノードは、同じように分散データの書き込みをスケジューリングし、アクセスノード600に応答を返す。
論理ボリューム700には、「LVOL−A」という識別子(論理ボリューム識別子)が付与されている。また、ネットワーク経由で接続された4台のストレージノード100,200,300,400には、個々のストレージノードの識別のためにそれぞれ「SN−A」、「SN−B」、「SN−C」、「SN−D」というノード識別子が付与されている。
図5は、分散ストレージシステムの各装置の機能を示すブロック図である。
コントロールノード500は、論理ボリューム管理部510とスライス管理情報群記憶部520と、属性収集部530と、グループ作成部540とを有している。
ストレージノード100は、データアクセス部130、データ管理部140、スライス管理情報記憶部150および属性管理部160を有している。
他のストレージノード200,300,400は、ストレージノード100と同様の機能を有している。すなわち、ストレージノード200は、データアクセス部230、データ管理部240、スライス管理情報記憶部250、および属性管理部260を有している。ストレージノード300は、データアクセス部330、データ管理部340、およびスライス管理情報記憶部350、および属性管理部360を有している。ストレージノード400は、データアクセス部430、データ管理部440、スライス管理情報記憶部450、および属性管理部460を有している。ストレージノード200,300,400内の各要素は、ストレージノード100内の同名の要素と同じ機能を有している。
スライス管理情報記憶部150に格納されたスライス管理情報151の構成要素は、左側の要素から順に以下の通りである。
・スライス番号
・開始ブロック位置(該当スライスの先頭に当たるブロックの番号)
・ブロック数(スライス内のブロック数)
・フラグ(プライマリ/セカンダリ)
・論理ボリューム識別子
・セグメント番号
・論理ボリューム開始ブロック位置
・論理ボリューム内でのブロック数
・ペアを組むストレージノード識別子
・ペアを組むスライス番号
図7で示したスライス管理情報151は、図4で示した論理ボリューム700を構成している。例えば、ノード識別子「SN−A」のスライス管理情報151におけるスライス番号「4」のスライスは「LVOL−A」のセグメント番号「4」のプライマリスライスであり、ペアを組んでいるのは「SN−D」のセグメント番号「1」のスライスである、ということを意味する。また、プライマリスライスにもセカンダリスライス対応づけられていないにもスライスについては、そのフラグが「F」(フリー)になっており、論理ボリューム識別子以降は、空欄になっている。
スライス管理情報群記憶部520には、収集したスライス管理情報151,251,351,451が格納されている。スライス管理情報151はストレージノード100(ノード識別子を「SN−A」とする)から取得したものである。スライス管理情報251はストレージノード200(ノード識別子を「SN−B」とする)から取得したものである。スライス管理情報351はストレージノード300(ノード識別子を「SN−C」とする)から取得したものである。スライス管理情報451はストレージノード400(ノード識別子を「SN−D」とする)から取得したものである。
グループ作成部540は、収集した属性が離散値の場合は、以下に示す「方法1」にて2つの大グループを作成し、収集した属性が連続値の場合は、以下に示す「方法2」および「方法3」にて2つの大グループを作成する。
グループ作成部540は、離散値毎にストレージノード100,200,300,400をまとめ、小グループを作成する。ここで小グループとは、3つ以上のグループをいう。
グループ作成部540は、連続値をキーにして、ストレージノード100,200,300,400を整列させる。そして、整列させたストレージノード100,200,300,400の数が等しくなるところを境界としてグループ分けする。
グループ作成部540は、属性値をキーにして、ストレージノード100,200,300,400を整列させる。そして、整列させたストレージノード100,200,300,400を2つのグループに分けて、各グループの属性の分散をとり、その2つの分散の和が一番小さくなるものでグループ分けをする。ただし、1つの大グループは、2つ以上のストレージノードで構成されるものとする。
(1.0/1.1/2.0)+(2.0/2.1/2.3)=0.303+0.023=0.326
(1.0/1.1/2.0/2.0)+(2.1/2.3)=0.303+0.02=0.323
この場合、0.025が一番小さな値となるため、1,2番目で構成されるストレージノードを1つの大グループとし、3,4,5,6番目のストレージノードで構成されるグループを1つの大グループとする。
図9は、グループがない状態で論理ボリュームを行った後にグループ分けを行った場合にグループ分けどおりのデータ配置にするための分散データの移動処理を示すフローチャートである。
セグメントを発見できなかった場合(ステップS2のNo)、ステップS6に移行する。一方、セグメントを発見した場合(ステップS2のYes)、グループB(他方のグループ)から1つの空スライスを検索する(ステップS3)。
セグメントを発見できなかった場合(ステップS7のNo)、ステップS11に移行する。一方、セグメントを発見した場合(ステップS7のYes)、グループBから1つの空スライスを検索する(ステップS8)。
データコピーが行われていれば(ステップS11のYes)、さらに別のデータ移動が行えるかどうかを調べるため、ステップS1に移行し、上述の動作を継続して行う。
なお、分散データの移動処理の結果は、各ストレージノード100,200,300,400のデータ管理部140とアクセスノード600の論理ボリュームアクセス制御部610とに通知される。
図10は、分散データの移動処理の具体例を説明する図である。
図10(a)に示す例では、まず、スライス224のプライマリスライスP4の分散データをスライス423に移動し、スライス423をプライマリスライスP4とする。
次に、スライス125のプライマリスライスP6の分散データをスライス425に移動し、スライス425をプライマリスライスP6とする。これにより、図10(b)に示すように、グループAおよびグループBそれぞれにおいて、分散データと冗長分散データとが同一グループ内に存在しないように、分散データおよび冗長分散データとが割り当てられる。
図11では、グループC、Dの2つのグループが作成されている。ストレージノードは省略するが、グループCはストレージ装置1110,1210で構成されており、グループDはストレージ装置1310,1410で構成されている。
グループCには、プライマリスライスP11、P12、P15が割り当てられているため、グループDにセカンダリスライスS11、S12、S15を割り当てる。図11(b)では、ストレージ装置1310のスライス1322、1325にそれぞれセカンダリスライスS11、S12を割り当て、ストレージ装置1410のスライス1421にセカンダリスライスS15を割り当てる。一方、グループDには、プライマリスライスP13、P14、P16が割り当てられているため、グループCにセカンダリスライスS13,S14,S16を割り当てる。図11(b)では、ストレージ装置1110のスライス1124にセカンダリスライスS14を割り当て、ストレージ装置1210のスライス1222、1224にそれぞれセカンダリスライスS13、S16を割り当てる。
また、システム(ストレージノード)の運用中に新たなストレージ装置が加わった場合も容易にグループを再構成することができる。
また、本発明は、グループが運用される前に運用されていた(グループの概念を有していない)システムにおいても容易に適用することができる。
2 属性収集手段
3a〜3d,110,210,310,410,1110,1210,1310,1410 ストレージ装置
4 グループ作成手段
5 データ割り当て手段
6a〜6d,100,200,300,400 ストレージノード
21,22,23 端末装置
130,230,330,430 データアクセス部
140,240,340,440 データ管理部
150,250,350,450 スライス管理情報記憶部
151,251,351,451 スライス管理情報
160,260,360,460 属性管理部
500 コントロールノード
510 論理ボリューム管理部
520 スライス管理情報群記憶部
530 属性収集部
540 グループ作成部
600 アクセスノード
610 論理ボリュームアクセス制御部
700 論理ボリューム
710,720,730,740 セグメント
711,721,731,741 プライマリスライス
712,722,732,742 セカンダリスライス
Claims (18)
- データを分散した分散データおよび前記データと同一内容の冗長データを分散した冗長分散データの分散管理を行うために設けられ、それぞれネットワーク経由で接続された複数のストレージノード、を備える分散ストレージシステムの前記ストレージノードにストレージノードを管理させるためのストレージ管理プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記ストレージノードの属性を収集する属性収集手段、
前記属性収集手段により収集された前記ストレージノードの属性に基づいて、前記ストレージノードが属する少なくとも2つのグループを作成するグループ作成手段、
前記グループ作成手段により作成された前記各グループ内において、前記分散データと同一の前記冗長分散データが存在しないように、前記分散データおよび前記冗長分散データを前記各グループに割り当てるデータ割り当て手段、
として機能させることを特徴とするストレージ管理プログラム。 - 前記属性収集手段は、前記ストレージノードが管理する前記ストレージノードの属性を収集することを特徴とする請求の範囲第1項記載のストレージ管理プログラム。
- 前記データ割り当て手段は、空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに前記分散データを割り当て、
前記分散データを割り当てた前記ストレージノードが属するグループとは別のグループの空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに、割り当てた前記分散データと同一の前記冗長分散データを割り当てることを特徴とする請求の範囲第1項記載のストレージ管理プログラム。 - 前記データ割り当て手段は、前記ストレージノードに格納された前記分散データの位置情報と前記冗長分散データの位置情報とを記憶する管理情報に基づいて、割り当てを行うことを特徴とする請求の範囲第1項記載のストレージ管理プログラム。
- 前記コンピュータを、さらに、全ての前記ストレージノードの前記管理情報を記憶する管理情報記憶手段、として機能させ、前記データ割り当て手段は、前記管理情報記憶手段から前記分散データの位置情報および前記冗長分散データの位置情報を取得することを特徴とする請求の範囲第4項記載のストレージ管理プログラム。
- 前記属性収集手段は、ハートビート行う通信路を介して前記属性を収集することを特徴とする請求の範囲第1項記載のストレージ管理プログラム。
- データを分散した分散データおよび前記データと同一内容の冗長データを分散した冗長分散データの分散管理を行うために設けられ、それぞれネットワーク経由で接続された複数のストレージノード、を備える分散ストレージシステムの前記ストレージノードにストレージノードを管理させるためのストレージ管理方法において、
属性収集手段が、前記ストレージノードの属性を収集し、
グループ作成手段が、前記属性収集手段により収集された前記ストレージノードの属性に基づいて、前記ストレージノードが属する少なくとも2つのグループを作成し、
データ割り当て手段が、前記グループ作成手段により作成された前記各グループ内において、前記分散データと同一の前記冗長分散データが存在しないように、前記分散データおよび前記冗長分散データを前記各グループに割り当てる、
ことを特徴とするストレージ管理方法。 - 前記属性収集手段は、前記ストレージノードが管理する前記ストレージノードの属性を収集することを特徴とする請求の範囲第7項記載のストレージ管理方法。
- 前記データ割り当て手段は、空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに前記分散データを割り当て、
前記分散データを割り当てた前記ストレージノードが属するグループとは別のグループの空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに、割り当てた前記分散データと同一の前記冗長分散データを割り当てることを特徴とする請求の範囲第7項記載のストレージ管理方法。 - 前記データ割り当て手段は、前記ストレージノードに格納された前記分散データの位置情報と前記冗長分散データの位置情報とを記憶する管理情報に基づいて、割り当てを行うことを特徴とする請求の範囲第7項記載のストレージ管理方法。
- 前記コンピュータを、さらに、全ての前記ストレージノードの前記管理情報を記憶する管理情報記憶手段、として機能させ、前記データ割り当て手段は、前記管理情報記憶手段から前記分散データの位置情報および前記冗長分散データの位置情報を取得することを特徴とする請求の範囲第10項記載のストレージ管理方法。
- 前記属性収集手段は、ハートビート行う通信路を介して前記属性を収集することを特徴とする請求の範囲第7項記載のストレージ管理方法。
- データを分散した分散データおよび前記データと同一内容の冗長データを分散した冗長分散データの分散管理を行うために設けられ、それぞれネットワーク経由で接続された複数のストレージノード、を備える分散ストレージシステムの前記ストレージノードにストレージノードを管理させるためのストレージ管理装置において、
前記ストレージノードの属性を収集する属性収集手段と、
前記属性収集手段により収集された前記ストレージノードの属性に基づいて、前記ストレージノードが属する少なくとも2つのグループを作成するグループ作成手段と、
前記グループ作成手段により作成された前記各グループ内において、前記分散データと同一の前記冗長分散データが存在しないように、前記分散データおよび前記冗長分散データを前記各グループに割り当てるデータ割り当て手段と、
を有することを特徴とするストレージ管理装置。 - 前記属性収集手段は、前記ストレージノードが管理する前記ストレージ装置の属性を収集することを特徴とする請求の範囲第13項記載のストレージ管理装置。
- 前記データ割り当て手段は、空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに前記分散データを割り当て、
前記分散データを割り当てた前記ストレージノードが属するグループとは別のグループの空の前記データの記憶領域の存在する前記ストレージノードに、割り当てた前記分散データと同一の前記冗長分散データを割り当てることを特徴とする請求の範囲第13項記載のストレージ管理装置。 - 前記データ割り当て手段は、前記ストレージノードに格納された前記分散データの位置情報と前記冗長分散データの位置情報とを記憶する管理情報に基づいて、割り当てを行うことを特徴とする請求の範囲第13項記載のストレージ管理装置。
- 前記コンピュータを、さらに、全ての前記ストレージノードの前記管理情報を記憶する管理情報記憶手段、として機能させ、前記データ割り当て手段は、前記管理情報記憶手段から前記分散データの位置情報および前記冗長分散データの位置情報を取得することを特徴とする請求の範囲第16項記載のストレージ管理装置。
- 前記属性収集手段は、ハートビート行う通信路を介して前記属性を収集することを特徴とする請求の範囲第13項記載のストレージ管理装置。
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