TWI377500B - System and method for managing storage device capacity usage - Google Patents

Description

九、發明說明： 【項明所屬老Sl相字領超^】 發明領域 本發明一般係關於資訊處理系統儲存裝置領威，並且尤 其疋關於用以管理儲存裝置容量使用狀況之系統與方法。 【先前技術3 發明背景 隨著資訊價值以及使用繼續地增加，個人以及商業尋 找另外的方法以處理及儲存資訊。使用者可有的一個選擇 是資訊處理系統。一資訊處理系統一般處理、編譯、儲存、 及/或通訊供用於商業、個人或其他目的之資訊或資料，因 而允許使用者採用資訊價值優點。因為技術以及資訊處理 需要和需求在不同的使用者或應用之間變化資訊處理系 统同時也可變化，例如關於什麼資訊將被處理，該資訊將 如何被處理’多少資訊將被處理、被儲存或被通訊，以及 该資訊可如何快速地且有效地被處理、被儲存或被通訊。 在資訊處理系統中之變化允許資訊處理系統—般化或被組 態以供用於—特定使用者或特定使用，例如，財務交易處 航線預。丁、企業資料儲存或全球通訊。此外，資訊處 理系統可包括多種硬體和軟體構件’其可被組態以處理、 绪存以及通訊> 机並_^可包括_個或多個電腦系統、資料 儲存系統以及網路系統。 由於企業增加它們在資訊處理系統上的依賴度，它們 傾向於建立資料巾心以藉由資訊技術專家執行該資料中心 而管理被儲存之貧訊。一般的資料中心將具有伺服器資訊 處理系統以官理與分配客户以及複數個儲存裝置之通訊以 儲存企業資訊。該等儲存裝置一般是利用一管理裝置以及 網路(例如，RAID結構或_儲存區域網路(sAN))被界接之硬 碟驅動1§ °集中式儲存有助於保護資訊使免於實際的中 斷，例如，利用備用電源，以及惡意的攻擊，例如，由於 骇客。傾向於隨具有集中式儲存之資财心提升的二個論 點是’利用資訊處理系統之功率消耗以及資訊處理系統之 ^ °藉由減㈣要支援—企業之儲存要求的儲存裝置總 數，將储存裝置合併成為—單一咨 早貝源共用物將有助於降低 能量消耗以及冷卻。 雖然合併儲存裝置有助於降低未被組態區域中之未使 =儲存容量’該雜存裝置—艇在被㈣區域之内仍然 期之具有至I—些未使用的儲存容量。#儲存裝置依據預 ^健存需要被分龍為邏輯部份絲積時，在被組態區 域内之未使用的儲存容量時常產生。例如，在一些資料中 =中_自動配置被使用以分配—儲存裝置之—部份或容 客戶。5玄客戶被告知—要求之儲存數量是可供用 1 ’但是’該儲存裝置僅組態—小部分之所要求的數量。 =儲存裝置接著監㈣客戶之被組態⑽存部之使用狀 2以當被組態之數量接近完全使用狀㈣則增加實際的 =存容量。精簡自動配置有助於藉由允許資财心延遲儲 :裝置之購買直至被組態之健存部開始堵塞為止而降低取 诗儲存之費用，但是，精簡自動配置健在該等儲存裝置 之被組區域中留下未使用的儲存容量。該被組態但是 未使用的合里消耗貝科中心之功率以及冷卻資源而實際上 不能供端點使用者進行一儲存功能。換言之，儲存裝置以 沒有儲存資訊之被組態部份在資料中心執行。 C 明内】 發明概要 因此形成需要—種管理儲存裝置容量使用狀況之系統 與方法。 本發月種系統與方法被提供，其顯著地降低 ^先前管_錢置容錢職況之方法㈣統的相關 缺點和問題。未使用的容量自複數個儲存裝置被合併至較 謂存裝置。具有未使用容量的儲存裝置被關閉 直亥谷5需要儲存資訊為止，因此節省能量。 說’—儲存管理器管理在複數個錯存裝置之 貝§fl的儲存，例如，u _ 儲存區域網路組態或RAID組態方 :儲:Γί存管理器相關聯的一合併引擎自動地合併複數 使用以及未使用的容量並且一電源管理 益關閉僅具有未使用的容量之儲存裝置之電力。該使用之 谷量包括-些未使用的儲存部作為—緩腳㈣存來 ^接之貝戒處理系統的資訊。該合併引擎監控對於—預定 ==儲存容量之緩衝器’因而如果達到該臨界點，則 k Β理器重新啟動—被關閉電力之儲存裳置。合併處 理程序t別地合併各儲存裝置中被使用以及未使用的容量 並且接著將该使用容量轉移至需要儲存該被使用容量之被 2定數目的儲存裝置。例如，該合併處理使用精簡自動配 置以週期性地重新組態儲存裝置，因而僅具有未使用容量 的儲存裝置被關閉電力以節省能量。 本發明提供多數個重要技術性的優點。-重要技術性 =點之_是儲存裝置容量使綠況被管理叫由將被組 2但是未使㈣容量合併至可被關之儲存裝置上以降低 在貧料中心中執行之儲存裝置數量。關閉儲存褒置降低資 料中心之功率消耗並且降低資料十心冷卻所需要的數量。、 關閉具有未❹容量的儲存裝置使在#料中心操作上具 有最小的衝擊，因為當出現需要時，該等储存裝置可快速 地被重新回復至-㈣狀態以储存f訊於被組態之儲存容 量中。 谷 圖式簡單說明 熟習本技術者應明白，本發明以及其之許多的目的、 特點以及優點可藉由參考關而更佳地被了解。全文中t 多圖式之相同參考號码之使用指示一相同或相似元件。夺 第！圖展示經由-料管理器與資訊處理系統 儲存裝置的方塊圖； 第2圖展示利用—合併引擎被管理以降低儲存資 需的儲存裝置數量之儲存裝置的方塊圖； 厅 第3圖展示用以合併被儲存在複數個儲存裝置上的々 訊之處理程序流程圖；以及 、貪 第4圖展示監控用於觸發—被關閉之儲存裝置的 之-預定緩衝器的儲存裝置之處理程序流程圖。’、 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 自複數個儲存裝置將資訊合併至較少於全部儲存裝置 之一裝置上’藉由減低被使用以儲存一所給予的資訊量之 5儲存裝置數量而允許資訊處理系統資料中心降低功率消 耗。為這揭示之目的，一資訊處理系統可包括任何機構或 機構之聚集，其可操作以計算、分類、處理、發送、接收、 取知·產生、切換、儲存、顯示、證明、檢測、記錄、複 製、處置、或採用任何形式之資訊、信息、或商業上、科 予上、控制上、或其他目的之資料。例如，一資訊處理系 統可以是一個人電腦、一網路儲存裝置、或任何其他適當 的儲存裝置並且可在尺度、形狀、性能、功能性、以及價 格上變化。 資訊處理系統可包括隨機存取記憶體(RAM)、一個或 15多個處理資源’例如，一中央處理單元(cpu)或硬體或軟體 控制邏輯、R〇M、及/或其他型式的非依電性記憶體。資訊 處理系統之另外的構件可包括一個或多個碟片驅動器、用 以與外接儲存裝置通訊之一個或多個網路埠以及各 2〇 t輸出（1/〇)儲存裝置，例如，鍵盤、滑鼠、以及視訊顯示 20益。該資訊處理系統同時也可包括可操作以在各種硬體構 件之間傳輪通訊的一個或多個匯流排。 接著參看至第1圖，其展示經由儲存管理器14與資訊處 系統12界接之儲存裝置1〇的方塊圖。例如，儲存管理器 14是-儲存區域網路控制器，其經由—光纖通道網路與儲 l3775〇〇 存装置10傳通資訊。如另一範例， 或咖議，其調L-_^m—RAiD 置10之資訊通訊，裝置1。，例如，被分:::= 其賴的永久儲存裝置之内的邏輯容2: 讯處理线以舰_客戶线，其與财讀 二 以經由網路界面寫入且取得資訊。在—實施例 ： ίο 置10被組態以具有被指定供資訊處理系統H)制的邏輯Ϊ 伤以及容積11。如_所展示地，由於所有的儲存穿= 起作用並錢供電，奸W14分配供儲存至各個0 裝置H)之資訊。越補存裝㈣之上面劃斜影線區域卜子 在各個邏輯容積此内被制的容量。未被上面劃斜景: 區域所覆蓋之各個邏輯容積u部份是可供自由儲存資訊。 15 20 接著參看至第2圖，-方塊圖展示利用—合併引擎^ 被管理以降低儲存資訊所需的儲存裝置1()數量之儲存裝置 10。合併引擎16搜尋在儲存|置職組態之資料部份^中 的未使用區域並且將該未制的區域集中在—個或多個健 存裝置10中。一旦合併引擎16確認儲存裝置1〇僅具有未使 用的容量，一電源管理器18關閉那些儲存裝置1〇直至儲存 管理器14需要儲存容量為止。該未使用的容量，在第2圖中 以六個關閉儲存裝置1()被展示，利用電源管理器18被關閉 並且供電而不必指示至資訊處理系統10,因而未使用容量 之一適當的緩衝器保持可供儲存資訊所用。該被供電之儲 存裝置10繼續具有一些閒置的空間，如在各個邏輯容積11 中之區域（亦即，在上面不被劃斜影線)被指示者，但是，儲 10 存裝置1G較大之部份被使用以儲存資訊，如以各個邏輯容 積11之較大部份（亦即，上面被劃斜影線)被指示者。例如， 精簡自動配置技術被應用以關閉未使用的儲存裝置，因而 能量消耗被降低。一性能管理器2〇監控一個或多個性能參 數，例如’ I/O性能，並且修改被使用容量之合併以保持所 需的參數，例如，資料取回率。例如，性能管理器2〇可指 不合併引擎16以利用另一個儲存裝置而儲存資訊，因而足 夠的儲存容量是可供使用以滿足性能參數。 接著參看至第3圖’ 一流程圖展示用於合併被儲存在複 數個儲存裝置上的資訊之處理程序。該程序在步驟22開始 以架置儲存裝置之第一邏輯容積。在步驟24判定該被架置 之容積是否具有一被確認之格式，例如，NTFS、NFS、EXT3 或其他被確認的格式。如果該格式不被確認，則程序前進 至步驟26以架置下一個容積。如果該被架置之容積格式被 4認’該程序繼續至步驟28以辨識該被架置容積之被使用 谷量以及未使用容量區域。在步驟3〇，該被使用容量被合 併進入連續的儲存區塊中，因此也將未使用的容量隔離進 入連續的區塊中。連續的儲存區塊之合併區域可被修改以 遵循支配器組最小參數，例如，對於1/〇性能以及可靠度， 如一RAID位準。在步驟32，未使用容量的一緩衝器被添加 至該被使用容量的連續區塊中以供被儲存的資訊之短期擴 展。除了處理短期擴展需要外之緩衝器設定數量，可利用 支配器被設定以包容各種情況。在步驟34，判定是否有更 多容積被呈現，並且，如果是，則程序返回至步驟26以架 1377500 置下一個容積。 一旦所有的個別邏輯容積被架置並且具有被合併之使 用容量，則該程序自步驟34繼續至步驟36。在步驟36，判 定提供在步驟30和32被決定之使用容量以及短期緩衝器的 5 儲存容量之所需要的驅動器數量，並且該等儲存裝置被組 態以儲存該使用容量以及短期緩衝器。在步驟38，所有的 使用容量被轉移至在步驟36中被確認數量之儲存裝置，因 而其餘的儲存裝置僅具有未使用的容量。在步驟40，僅具 有未使用的容量之裝置被關閉電力以降低能量消耗。在步 10 驟42，該處理程序進入一預定時間週期之睡眠時期並且在 步驟22再開始，因而該等儲存裝置週期性地且自動地被分 析以合併未使用的容量並且因此節省能量。 接著參看至第4圖，一流程圖展示一處理程序，其用以 監控用於觸發一被關閉電力之儲存裝置的供電之一預定緩 15 衝器的儲存裝置。該處理程序在步驟44開始架置邏輯容 積。在步驟46，其判定其餘之閒置緩衝空間數量。在步驟 48，該被決定之閒置緩衝空間數量被比較至一預定臨界緩 衝空間以決定是否有足夠的緩衝器可供用於資訊的儲存。 如果該閒置緩衝空間是較大於預定臨界，則處理程序返回 20 至步驟44。如果該閒置緩衝空間是較少於該預定臨界，則 處理程序繼續至步驟50以供電於一個或多個被關閉之裝 置，因而有足夠的閒置空間緩衝器可供所用。在步驟52， 閒置的緩衝空間自該關閉的儲存裝置區域被配置。 雖然本發明已詳細地被說明，應了解本發明可有各種 12

Claims (1)

1377500 第97129008號專利申請案 ΓΊ^"ΒΓΤΙγ---- 申請專日期：101年〇ό月19日 十、申請專利範圍： 1. 一種用以儲存資訊之系統，該系統包括： 複數個儲存裝置，各儲存裝置組構以儲存資訊；

與該等複數個儲存裝置界接之一儲存管理器，該儲 存管理器組構以管理在該等儲存裝置上之資訊的儲存； 與該儲存管理器相關聯之一合併引擎，該合併引擎 組構以藉由將儲存在一第一組之一個或多個儲存裝置 上的所有資訊移動至未包含在該第一組内之一個或多 個儲存裝置來將該等複數個儲存裝置之未使用的儲存 容量合併進入該第一組之一個或多個儲存裝置，該合併 引擎進一步地組構以維持未包含在該第一組内之一個 或多個儲存裝置中未使用儲存容量的至少一預定緩衝 3S · 裔， 與該儲存管理器相關聯之一電力管理器，該電力管 理器組構以關閉具有未使用儲存容量的該第一組之一 個或多個儲存裝置，該電力管理器進一步地組構以便如 果未包含在該第一組内之一個或多個儲存裝置中所存 在之預定緩衝器較少的話，則重新啟動具有未使用的容 量之一關閉的儲存裝置以維持未使用儲存容量的至少 該預定緩衝器；以及 與該合併引擎界接之一性能管理器，該性能管理器 組構以管理被儲存之資訊的合併以達成用於被儲存資 訊之資訊取回時間的一參數。 2.如申請專利範圍第1項之系統，其中該等儲存裝置包括 14 1377500 第97129008號專利申請-L. 硬碟驅動器 IS 申請專科範圍替縣一修m 101年06月19日 其中該性能管理器 進一步 3. 如申請專利範圍第1項之系統 4. :::::多:，一。 -儲存區域網路。…’其中該儲存管理器包括 5. 如申請專利範圍第丨項 一RAID控制ϋ。 …^雜存管理器包括 置中之方法，該方 6· -種肋將資顺存在複數個儲存裝 法包括下列步驟： 量之各個儲存 確認具有被使用和未使用的儲存容 裝置區域； 藉由分析被儲存之資訊並依據— 在該等儲存裝置間轉移資訊來將各個儲存裝置之被使 用谷1合併進人各個儲存裝置上之連續的儲存區塊 中； 對於所有該等儲存裝置決定儲存該等連續的儲存 區塊所需的儲存裝置數目； 轉移該等連續的區塊之f訊JL該決定數 裝置； 目之儲存 關閉具有未使用容量之該等儲存裝置·， 監控该等儲存裝置以檢測未使用容量之一預定缓 衝器； 檢測出較少於所存在之該預定緩衝器；以及 回應於該檢測，啟動具有未使用的容量之—關閉的 15 19 97129008號專利申請案申請專利im含 儲在绝里、 W換本''修正丑激J: 101年06月 Μ維持未使用儲存容量的至少該預定緩衝器 該觀緩衝ϋ被分配以儲存資訊之前儲存 吞fl 〇 7·=利範圍第6項之方法，其中合併該未使用容量 、步驟進一步地包括下列步驟： 被使用各量合併進人連續的儲存區塊中丨並且 增加未使用容量之一緩衝器進入被使用容量之連 續的儲存區塊中。 置包括 8,如申請專利範圍第6項之方法，其中該等儲存裝 硬碟驅動器。 ’如申π專利範H第6項之方法，其中該等儲存裝置包括 一儲存區域網路。 10·如申請專利範圍第6項之方法，其中該等儲存裝置包括 一RAID控制器。 11.-種用以管理儲存裝置之系統，㈣統包括： δ併引擎，其組構以合併被儲存在該等儲存裝置 上之資訊至較少於全部的該等儲存裝置上； 與该合併引擎界接之一性能管理器，該性能管理器 組構以管理被儲存之資訊的合併以達成用於被儲存資 訊之資訊取回時間的一參數；以及 一電力管理器，其組構以關閉不儲存資訊之該等儲 存裝置之電力； 其中該合併引擎利用下列步驟以合併資訊： 將被儲存在各該等儲存裝置上之資訊合併進入 1377500 #*.#. 4|正普換λ; 第97129008號專利申請案申請專利範圍替換本修iT曰 1 : 101年06月19曰 各該等儲存裝置上之一連續的區塊中； 決定具有容量以儲存該等連續的區塊之儲存裝 置的數目；並且 轉移該等連續的區塊至該被決定數目之儲存裝 置；

其中該合併引擎進一步地組構以監控該等儲存 裝置以檢測較少於未使用容量之一預定緩衝器係可 利用以儲存資訊並且於資訊存在以儲存進入該預定 緩衝器之前回應於該預定緩衝器之檢測而重新啟動 一被關閉電力之儲存裝置。 12.如申請專利範圍第11項之系統，其中該等裝置是硬碟驅 動器。

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