KR100930215B1 - 데이터 전송 방법, 피어투피어 원격 복사본 저장 시스템 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents

데이터 전송 방법, 피어투피어 원격 복사본 저장 시스템 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 Download PDF

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Abstract

PPRC 환경에서 데이터 전송의 효율성을 증가시키기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 이들 세 개의 특징 중 임의의 또는 모든 특징은 핸드쉐이킹, 데이터 및 제어 정보의 교환에 필요한 왕복의 수를 줄이도록 구현될 수 있다. 첫번째 특징은 1차 저장 제어기와 2차 저장 제어기 사이에서 보통 발생되는 "전송 준비" 확인을 디스에이블링하는 단계를 포함한다. 두 번째 특징은 2차 저장 제어기 내에 사전-할당 페이로드 및 데이터 버퍼를 포함한다. 세 번째 특징은 확장형 명령 기술자 블록(CDB) 내에 기록 명령과 함께 기록 제어 정보를 패키지화하는 것을 포함한다. 이러한 단계는 기록 제어 정보를 별도로 전송할 필요를 없게 한다. CDB는 데이터 블록을 따라 1차 저장 제어기에서 2차 저장 제어기로 전송되고 제각기의 사전-할당된 버퍼에 위치한다. 데이터는 2차 저장 제어기로 파이프라이닝될 수 있다. 데이터 전송에 대한 응답 시간을 감소시킴으로써, 1차 저장 제어기와 2차 저장 제어기 간의 거리는 증가될 수 있다.

Description

데이터 전송 방법, 피어투피어 원격 복사본 저장 시스템 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체{DECREASED RESPONSE TIME FOR PPRC WRITE OPERATION}
본 발명은 일반적으로 피어투피어 원격 복사본(peer-to-peer remote copy; PPRC) 저장 시스템에 관한 것으로, 특히 1차 저장 제어 유닛과 2차 저장 제어 유닛 사이에서 기록 동작을 완료하는데 필요한 왕복(round trip)의 수를 줄이는 것에 관한 것이다.
데이터 무결성은 큰 컴퓨터 데이터 시스템에서는 중요한 요소이다. 따라서, 다양한 유형의 고장시의 데이터 손실을 막기 위해 백업 데이터 저장 시스템이 개발되어 왔다. 그러한 하나의 백업 시스템은 "피어투피어 원격 복사"(PPRC)로 알려져 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, PPRC 시스템(100)에서, 호스트 장치(110)에 의해 생성되는 데이터는 1차 저장 유닛(120) 상에 저장된다. 데이터의 복사본은 또한 예를 들어 파이버 채널 네트워크(130)를 통해 전송되고 2차 저장 유닛(140) 상에 저장된다. 네트워크 상호접속의 융통성 때문에, 1차 및 2차 저장 유닛(120 및 140)은 호스트(110)로부터 물리적으로 떨어져 위치할 수 있다. 또한, 데이터 보안을 위해, 1차 및 2차 저장 유닛(120 및 140)은 물리적으로 서로 떨어져 위치함으로써, 1차 및 2차 저장 유닛(120 및 140) 모두를 동시에 손상시키는 단일 재해(disaster)의 가능성을 줄인다.
1차 및 2차 저장 유닛(120 및 140)이 이격될 수 있는 거리는 여러 요인에 의해 달라진다. 하나의 중요한 요소는 각 I/O 동작(예를 들어 기록 동작)의 총 응답 시간, 즉 모든 핸드쉐이킹을 포함한, 데이터 블록이 1차 저장 유닛(120)에서 2차 저장 유닛(140)으로 전송되는데 필요한 시간의 양이다. 전형적으로, 응답 시간이 길수록, 두 개의 유닛을 실제로 분리할 수 있는 거리는 더 짧아진다. 응답 시간을 결정할 때 중요한 요소는 데이터 전송을 완료하기 위해 발생될 명령 및 데이터의 왕복 횟수이다. 알 수 있는 바와 같이, 필요로 하는 왕복이 많을수록, 유효 전송 속도는 느려진다.
1차 및 2차 저장 유닛(120 및 140)이 기록 동작 이전에 "전송 준비(transfer ready)" 신호를 교환하는 경우 이러한 왕복이 하나 발생한다. 1차 저장 유닛(120)(개시자(initiator)로도 알려져 있음)은 데이터가 전송될 준비가 되어있음을 나타내는 메시지를 2차 유닛(140)(타겟으로 알려져 있음)에 전달한다. 1차 유닛(120)이 2차 유닛(140)으로부터 적절한 확인을 수신할 때까지, 데이터의 전송은 개시될 수 없다. 특히, 이 확인은 2차 유닛이 필요로 하는 버퍼를 마련하였고 데이터를 수신할 준비가 되어있다는 것을 나타낸다. 이러한 마련은 소정의 지연을 야기할 수 있고 핸드쉐이킹 그 자체도 소정의 지연을 야기한다. 따라서, 이러한 전송은 두 번의 왕복(전송 준비 교환과 후속하는 수신에 대한 확인과 함께 데이터의 전송)을 필요로 하며 대응하는 지연을 야기한다.
데이터 그 자체가 전송되기 전에 부가적인 제어 정보가 1차 유닛(120)에서 2차 유닛(140)으로 전송되는 경우 또 다른 왕복이 발생한다. 이러한 부가적인 제어 정보는 종래의 기록 명령, 예를 들어 명령 기술자 블록(CDB) 내에 제공될 수 없다. 따라서, 이 제어 정보를 별도로 전송하기 위해 또 다른 왕복이 필요하다.
다른 요인은 또 다른 왕복을 필요로 할 수 있다. 종래의 파이버 채널 네트워크를 통한 데이터 전송은 3번에서 4번의 왕복을 필요로 할 수 있으며 1차 저장 유닛(120)과 2차 저장 유닛(140) 간의 거리는 따라서 약 100 킬로미터로 제한될 수 있다.
따라서, 1차 유닛과 2차 유닛 간의 거리를 증가시키기 위해, 데이터 전송에 대한 응답 시간을 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명은 PPRC 환경에서 데이터 전송의 효율성을 증가시키기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 이들 세 개의 특징 중 임의의 또는 모든 특징은 핸드쉐이킹, 데이터 및 제어 정보의 교환에 필요한 왕복의 수를 줄이도록 구현될 수 있다. 첫 번째 특징은 1차 저장 제어기와 2차 저장 제어기 사이에서 보통 발생되는 "전송 준비" 확인을 디스에이블링하는 단계를 포함한다. 이러한 확인의 디스에이블링 단계는 하나의 왕복을 제거한다.
두 번째 특징은 2차 저장 제어기 내에 사전-할당 페이로드 및 데이터 버퍼를 포함하는 것이다. 사전-할당 버퍼를 통해 버퍼는 페이로드 정보 및 데이터 블록의 수신 즉시 이용가능해질 수 있고, 그에 따라 응답 시간을 줄일 수 있다. 세 번째 특징은 확장형 명령 기술자 블록(CDB) 내에 기록 명령과 함께 기록 제어 정보를 패키지화하는 것을 포함한다. 이러한 단계는 기록 제어 정보를 별도로 전송할 필요를 없게 한다. CDB는 데이터 블록을 따라 1차 저장 제어기에서 2차 저장 제어기로 전송되고 제각기의 사전-할당된 버퍼에 배치된다.
데이터는 2차 저장 제어기로 파이프라이닝될 수 있다. 즉, 데이터 블록은 이전 데이터 블록이 수신되었던 2차 저장 제어기로부터 확인을 대기하지 않고서 1차 저장 제어기로부터 전송될 수 있다.
데이터 전송에 대한 응답 시간을 감소시킴으로써, 1차 저장 제어기와 2차 저장 제어기 간의 거리는 증가될 수 있다.
도 1은 예시적인 PPRC 데이터 저장 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명이 구현될 수 있는 데이터 저장 시스템의 블록도,
도 3은 본 발명의 방법에 대한 흐름도,
도 4는 예시적인 명령 기술자 블록,
도 5a는 예시적인 확장형 명령 기술자 블록,
도 5b는 예시적인 데이터 블록.
도 2는 본 발명이 구현될 수 있는 데이터 저장 시스템(200)의 블록도이다. 시스템(200)은 호스트 장치(210)가 저장 장치(예를 들어 디스크 드라이브의 어레이)(228) 상에 저장하기 위해 1차 저장 제어기(220)에 데이터를 전송하는 PPRC 시스템일 수 있다. 또한, 1차 저장 제어기(220)는 네트워크(230)를 통해 데이터의 복사본을 원격의 2차 저장 제어기(240)에 전송하여 저장 장치(248) 상에 저장한다. 1차 저장 제어기(220)는 2차 저장 제어기(240)로 데이터의 복사본을 전송하는 것과 관련한 인스트럭션을 실행하는 프로세서(222)를 더 포함한다. 2차 저장 제어기는 또한 입력 명령 및 제어 정보를 저장하기 위한 페이로드 버퍼(244)와 입력 데이터를 저장하기 위한 데이터 버퍼(246)에 할당될 수 있는 메모리를 또한 포함한다. 2차 저장 제어기(240)의 프로세서(242)는 버퍼에 메모리 공간을 할당하는 것과 데이터의 수신 및 최종 저장과 관련된 인스트럭션을 실행한다.
도 3의 흐름도를 참조하면, 동작시, 로그-온 프로세스(단계 300) 동안, 1차 및 2차 저장 제어기(220 및 240)의 프로세서(222 및 242)는 선택에 따라 "전송 준비" 확인 요건을 디스에이블링하고(단계 302) 그 결과에 대한 확인을 교환한다(단계 304). 이 단계는 수행된다면 두 개의 유닛 사이에서 핸드쉐이킹의 하나의 왕복을 제거하게 된다. 2차 제어기(240)는 그의 메모리의 일부를 페이로드 버퍼(244)에 사전 할당한다(단계 306). 각 페이로드 버퍼는 기록 제어 정보 및 그 자체의 기록 명령을 포함하는 PPRC 파이버 채널 프로토콜(FCP)을 저장하도록 충분한 크기를 갖는다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 양 데이터 구조는 확장형 명령 기술자 블록(CDB)에 "패키지화"될 수 있어 또 다른 왕복을 제거할 수 있으며, 하나의 데이터 구조는 2차 저장 제어기(240)로의 실제 데이터 전송에만 이용되는 것은 아니다. 2차 제어기(240)는 메모리의 일부를 데이터 버퍼(246)에 사전할당하는데(단계 308), 각각의 버퍼는 PPRC 기록 데이터 블록을 저장하기에 충분한 크기를 갖는다. 사전할당된 각 유형의 버퍼의 수(즉, 제어기에 의해 실제로 수신되는 데이터 블록 이전 이외의 세트)는 중요하지 않지만, 이 수는 비용과 이용가능한 메모리에 대하여(보다 적은 수의 버퍼가 사전할당됨) 성능을 균형있게 맞춤으로써(보다 많은 수의 버퍼가 사전할당됨) 결정될 수 있다.
1차 및 2차 제어기(220 및 240)는 또한 하나의 기록 동작 내에서 전송될 수 있는 데이터의 크기를 설정한다(단계 310). 본 명세서에서, 전송될 데이터의 단위는 "블록"으로서 지칭될 것이다.
1차 저장 제어기(220)가 기록 동작을 개시하라는 PPRC 기록 명령을 발행하는 경우(단계 312), 1차 저장 제어기(220)는 확장형 CDB(500)(도 5a)를 사용하여(단계 314) 2차 저장 제어기(240)에 전송될 기록 제어 인스트럭션(502) 및 기록 명령(504)을 포함한다. 종래의 CDB(400)(도 4)는 기록 명령(404)만을 전송하는데 사용되고 대략 16 바이트의 크기를 갖는다. 기록 동작의 응답 시간을 감소시키고 데이터 전송 효율을 증가시키기 위해, 대략 80 내지 96 바이트의 확장형 CDB(500)가 이용된다. 확장형 CDB(500)는 1차 저장 제어기(220)에 의해 2차 저장 제어기(240)로 전송되는 FCP 명령 내에서 운반된다(단계 316). 이어서, 또한 2차 저장 제어기(240)로부터 임의의 "준비" 신호를 수신하지 않고서, 1차 저장 제어기(220)는 데 이터 블록(510)(도 5b)을 2차 저장 제어기(240)로 전송한다(단계 318).
1차 저장 제어기(220)로부터 FCP 명령을 수신하는 경우(단계320), 2차 저장 제어기(240)의 프로세서(242)는 FCP 명령이 페이로드 버퍼(244) 중 하나에 배치되도록 지시한다(단계 322). 데이터 블록(510)이 수신되고(단계(324) 데이터 버퍼(246) 중 하나에 배치된다(단계 326). 페이로드 버퍼(244) 및 데이터 버퍼(246) 모두의 콘텐츠는 2차 저장 제어기(240) 내에서 실행되는 PPRC 애플리케이션에 의해 처리된다(단계 328). 데이터 블록(510)은 궁극적으로 저장 장치(248)에 저장되어, 기록 동작을 완료한다. 기록 동작이 완료된 경우, 2차 저장 제어기(240)는 1차 저장 제어기(220)로 상태 신호를 전송하고(단계 332) 교환을 종료한다(단계 334). 2차 저장 제어기(240)는 후속하는 재사용을 위해 페이로드 및 데이터 버퍼를 방출한다(단계 336). 1차 저장 제어기(220)가 상태 신호를 수신하는 경우(단계 338), 이 제어기는 또한 교환을 종료한다(단계 340).
본 발명은 1차 제어기(220)가 상태 신호를 수신하기 전에 데이터의 "파이핑(piping)"을 지원하기 때문에, 1차 저장 제어기(220)는 제 2 FCP 명령을 준비할 수 있는데, 기록 제어 명령 및 기록 명령은 제 2 확장형 CDB 내에 패키징된다(단계 342). 제 2 FCP 명령 및 연관된 데이터 블록은 2차 제어기(340)로 전송될 수 있다(단계 344). 2차 제어기(240)에 의한 수신시(단계 346), 제 2 FCP 명령은 페이로드 버퍼에 배치되고(단계 348) 제 2 데이터 블록은 데이터 버퍼에 배치된다(단계 350). 제 2 FCP 명령이 배치되는 버퍼는 제 2 페이로드 버퍼(제 1 페이로드 버퍼와는 다름)일 수 있고 또는 제 1 페이로드 버퍼일 수 있다(제 1 페이로드 버퍼가 이전에 방출된 경우에). 또한, 제 1 페이로드 버퍼가 이전에 방출되지 않았으며 다른 페이로드 버퍼가 이용가능하지 않는 경우(즉, 사전에 할당되지 않는 경우), 프로세서(242)는 제 2 FCP 명령을 수신하는데 이용가능한 부가적인 페이로드 버퍼로서 부가적인 메모리 공간을 할당할 수 있다. 유사하게, 제 2 데이터 블록이 데이터 버퍼 내에 수신되며, 이 버퍼는 제 1 데이터 버퍼(방출 후), 또 다른 사전 할당 데이터 버퍼 또는 새롭게 할당된 데이터 버퍼일 수 있다.
세 개의 단계 즉, 전송 준비 확인을 디스에이블링하는 단계와, 버퍼를 사전할당하는 단계와, 기록 제어 정보를 기록 명령과 함께 확장형 CDB 내에 패키징하는 단계 각각은 데이터 전송에 필요한 왕복의 수를 줄여준다. 또한, 필요로 하는 왕복의 수는 1로 줄어들 수 있고, 그에 따라 기록 동작의 응답 시간을 상당히 감소시키고, 전체 처리량의 증가 및/또는 1차 및 2차 저장 제어기(220 및 240)가 분리될 수 있는 가능한 거리를 증가시키게 된다. 사실, 이격 거리는 대략 400 km까지 증가될 수 있다.
본 발명의 목적은 개시되어 있는 실시예를 통해 완전히 구현되었다. 당업자라면, 본 발명의 다양한 측면이 본 발명의 본질적인 기능의 이탈없이 다른 실시예를 통해 달성될 수 있음을 이해할 것이다. 특정 실시예가 예를 들어 설명되었지만, 이는 후속하는 청구항에 기재된 본 발명의 범주를 제한하려 하는 것은 아니다.

Claims (35)

  1. PPRC 환경에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    2차 저장 제어 유닛에 적어도 제 1 페이로드 버퍼를 사전 할당하는 단계와,
    상기 2차 저장 제어 유닛에 적어도 제 1 데이터 버퍼를 사전 할당하는 단계와,
    1차 저장 제어 유닛에서 상기 2차 저장 제어 유닛으로 제 1 데이터 블록의 전송을 위한 제 1 기록 명령을 발행하는 단계와,
    파이버 채널 프로토콜(FCP) 명령과 함께 기록 제어 정보를 제 1 확장형 명령 기술자 블록(CDB) 내에 패키징하는 단계와,
    상기 제 1 확장형 CDB를 상기 1차 저장 제어 유닛으로부터 상기 2차 저장 제어 유닛으로 전송하는 단계와,
    상기 제 1 데이터 블록을 상기 1차 저장 제어 유닛으로부터 상기 2차 저장 제어 유닛으로 전송하는 단계를
    포함하는 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기록 명령을 발행하기 전에 "전송 준비(transfer ready)" 명령을 디스에이블링하는 단계를 더 포함하는 데이터 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 페이로드 버퍼에서 상기 제 1 확장형 CDB를 수신하는 단계와,
    제 1 데이터 버퍼에서 상기 제 1 데이터 블록을 수신하는 단계와,
    제 1 기록 동작을 완료하는 단계와,
    상기 제 1 기록 동작의 완료를 확인하는 제 1 상태 표시기를 상기 2차 저장 제어 유닛에서 상기 1차 저장 제어 유닛으로 전송하는 단계를
    더 포함하는 데이터 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 저장 제어 유닛으로부터, 상기 2차 저장 제어 유닛으로 제 2 데이터 블록 전송을 위한 제 2 기록 명령을 발행하는 단계와,
    FCP 명령과 함께 기록 제어 정보를 제 2 확장형 CDB 내에 패키징하는 단계와,
    상기 1차 저장 제어 유닛에서 상기 2차 저장 제어 유닛으로 상기 제 2 확장형 CDB를 전송하는 단계와,
    상기 1차 저장 제어 유닛에서 상기 2차 저장 제어 유닛으로 상기 제 2 데이터 블록을 전송하는 단계를
    더 포함하는 데이터 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 2 페이로드 버퍼에서 상기 제 2 확장형 CDB를 수신하는 단계와,
    제 2 데이터 버퍼에서 상기 제 2 데이터 블록을 수신하는 단계와,
    제 2 기록 동작을 완료하는 단계와,
    상기 제 2 기록 동작의 완료를 확인하는 제 2 상태 표시기를 상기 2차 저장 제어 유닛에서 상기 1차 저장 제어 유닛으로 전송하는 단계를
    더 포함하는 데이터 전송 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 페이로드 버퍼 및 상기 제 2 데이터 버퍼는, 상기 2차 저장 제어 유닛이 상기 제 1 확장형 CDB 및 상기 제 1 데이터 블록을 수신한 후에, 할당되는 데이터 전송 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 확장형 CDB를 전송하는 단계 및 상기 제 2 데이터 블록을 전송하는 단계는 상기 제 1 상태 표시기가 상기 1차 저장 제어 유닛에 의해 수신되기 전에 시작되는 데이터 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 블록을 저장 드라이브에 전송하는 단계와,
    상기 제 1 페이로드 버퍼 및 상기 제 1 데이터 버퍼를 방출하여, 후속하는 확장형 CDB 및 데이터 블록이 상기 제 1 페이로드 버퍼 및 상기 제 1 데이터 버퍼에서 제각각 수신가능하게 되는 단계를
    더 포함하는 데이터 전송 방법.
  10. 피어투피어 원격 복사본 저장 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성된 수단을 포함하는 피어투피어 원격 복사본 저장 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
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  27. 컴퓨터 상에서 실행되는 경우 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계를 수행하는 인스트럭션을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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