WO2018066104A1 - ストレージシステム - Google Patents
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- G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
Definitions
- the present invention relates to a storage system.
- An example of the present invention includes a controller, a plurality of storage drives that form a RAID group, and one or more backup storage drives that store backup data of data stored in the RAID group.
- the backup data of the write data is transferred to the one or more backup data
- a storage system that stores data in a storage drive and updates the management information.
- the reliability of the storage system can be improved.
- 6 shows a flowchart of an overall operation for processing a host I / O request by a storage system.
- the flowchart of the detail of a write process is shown.
- An example of a management table storing a management page and a management page is shown.
- the flowchart of the detail of a restore process is shown.
- the flowchart of the detail of a prior write detection process is shown.
- 6 shows a flowchart of overall operation for processing a host I / O request by a storage system having a RAID1 configuration.
- 6 shows a flowchart of overall operation for processing a host I / O request by a storage system having a RAID 5 configuration.
- FIG. 6 shows a flowchart of an overall operation for processing a host I / O request by a storage system having a RAID 6 configuration.
- An example of error recovery processing The flowchart of the modification of a write process is shown.
- the flowchart of the modification of a write process is shown.
- the flowchart of the modification of a restore process is shown.
- the flowchart of the modification of a prior write prior detection process is shown.
- the flowchart of the modification of a prior write prior detection process is shown.
- the modification of the management page corresponding to a response delay storage drive is shown.
- the modification of the write processing corresponding to a response delay storage drive is shown.
- 6 shows a flowchart of a read request process for a response delay storage drive.
- 6 shows a flowchart of a response delay storage drive recovery process.
- the information of the present invention will be described using the expression “table”.
- the information does not necessarily have to be expressed by a data structure of a table, and “list”, “DB (database)”, It may be expressed by a data structure such as “queue” or the like. Therefore, “table”, “list”, “DB”, “queue”, and the like can be simply referred to as “information” in order to indicate that they do not depend on the data structure.
- the expressions “identification information”, “identifier”, “name”, “name”, “ID” can be used, and these can be replaced with each other. It is.
- MP processor
- the description may be based on the program, or the description including the controller including the processor as the subject. Also good. Part or all of the program may be realized by dedicated hardware, or may be modularized.
- Various programs may be installed in each computer by a program distribution server or a storage medium.
- FIG. 1 shows a configuration example of a computer system 100 according to the embodiment.
- the computer system 100 includes a host computer 101, a management apparatus 102, and a storage system 104.
- the host computer 101, the management apparatus 102, and the storage system 104 are connected to each other via a network 103.
- the network 103 is, for example, a storage area network (SAN).
- the management device 102 may be connected to another device via a management network different from the network 103.
- SAN storage area network
- the host computer 101 is a computer that executes an application program, and accesses a logical storage area of the storage system 104 via the network 103.
- the host computer 101 includes, for example, an input device, an output device, a CPU (Central Processing Unit), a memory, a disk adapter, a network adapter, and a secondary storage device (not shown).
- a CPU Central Processing Unit
- the host computer 101 includes, for example, an input device, an output device, a CPU (Central Processing Unit), a memory, a disk adapter, a network adapter, and a secondary storage device (not shown).
- the host computer 101 executes an application program used by the user and a storage system control program for performing interface control with the storage system 104.
- the host computer 101 uses a volume provided by the storage system 104.
- the host computer 101 accesses the data stored in the volume by issuing a read command or a write request to the provided volume.
- the management device 102 manages the storage system 104 and configures a storage area of the storage system 104, for example.
- the management apparatus 102 executes a management program for managing the storage system 104. Similar to a general-purpose computer, the management apparatus 102 includes input / output devices such as a keyboard and a display, a CPU, a memory, a network adapter, and a secondary storage device.
- the storage system 104 includes a system controller 105 and a plurality of storage drives (storage devices).
- the plurality of storage drives include a management data storage storage drive 113 and a backup data temporary storage storage drive 115.
- the plurality of storage devices include a plurality of RAID (Redundant Array of Independent Disks) groups 121.
- the RAID group 121 is composed of a plurality of storage drives 114.
- the storage system 104 stores user data in the storage area of the RAID group 121.
- the user data includes host data and redundant data received from the host computer 101.
- the storage system 104 configures a volume from the storage area of the RAID group 121.
- the volume storage area is provided to the host computer 101.
- the storage drive 114 is a storage device having a nonvolatile storage medium for storing user data.
- the storage drive 114 uses a magnetic disk, flash memory, or other storage medium as a storage medium.
- An example of the storage drive 114 is an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
- a plurality of storage drives 114 constitute a RAID group 121 for high reliability.
- the MP package 109 has a RAID function that can recover data in a storage drive 114 even if one storage drive 114 fails.
- one or more volumes are created.
- One volume is associated with a physical storage area included in the storage drive 114 constituting the RAID group 121.
- the RAID function stores a set of host data and redundant data received from the host computer 101 in a distributed manner in the storage drives 114 of the RAID group 121. Multiple RAID levels are known. For example, RAID 1 stores host data and its copy in different storage drives 114.
- RAID 5 stores host data and a redundant data set consisting of one parity in different storage drives 114 and RAID 6 distributes host data and two parity data in different storage drives 114. Store.
- the backup data temporary storage drive 115 stores user data backup data.
- the management data storage storage drive 113 stores information for managing data stored in the backup data temporary storage storage drive 115.
- the number of management data storage storage drives 113 and backup data temporary storage storage drives 115 is arbitrary.
- a backup data temporary storage drive 115 may be prepared for each RAID group 121, and a plurality of backup data temporary storage drives 115 may constitute a RAID group. The same applies to the management data storage storage drive 113.
- the backup data temporary storage storage drive 115 for example, an SMR (Shinged Magnetic Recording) HDD is used.
- the SMR HDD has a limitation to operate with sequential write, but has a low cost and a large capacity.
- the management data storage storage drive 113 for example, an SSD which is a high-speed storage drive is used.
- Other types of storage drives may be used for the backup data temporary storage storage drive 115 and the management data storage storage drive 113.
- the system controller 105 includes a host interface (I / F) 106, a maintenance I / F, a drive I / F 108, a plurality of MP packages 109, a cache memory 110, and a shared memory 111. These components are interconnected by a bus 112.
- the host I / F 106 is an interface device used for the storage system 104 to communicate with the initiator of the host computer 101.
- a request (read request, write request, etc.) issued for the host computer 101 to access the volume arrives at the host I / F 106.
- the storage system 104 returns information (for example, read data) from the host I / F 106 to the host computer 101.
- the maintenance I / F 107 is an interface device for the storage system 104 to communicate with the management apparatus 102.
- a command from the management apparatus 102 arrives at the maintenance I / F 107.
- the storage system 104 returns information from the maintenance I / F 107 to the management apparatus 102.
- FIG. 1 shows a configuration in which the host I / F 106 and the maintenance I / F 107 are both connected to the network 103, but the network to which the host I / F 106 is connected and the network to which the maintenance I / F 107 is connected are different. It may be a network.
- the cache memory 110 provides a cache area.
- the cache memory 110 is composed of, for example, a RAM (Random Access Memory), and temporarily stores data read and written to the RAID group 121.
- the shared memory 111 is configured with a hard disk, a flash memory, a RAM, and the like, and stores a program operating on the storage controller, configuration information, and the like.
- the microprocessor package (MPPK) 109 is a package including one or more MP119s and one or more local memories 118.
- the MP 119 executes programs for performing various controls of the storage system 104.
- the local memory 118 is used for temporarily storing programs executed by the MP 119 of the same MP package 109 and information used by the MP 119.
- the cache memory 110 is used to temporarily store write data for the volume (storage device) or data (read data) read from the volume (storage device).
- a volatile storage medium such as DRAM or SRAM is used for the cache memory 110, but a non-volatile memory may be used for the cache memory 110.
- the shared memory 111 provides a shared storage area for storing management information used by the MP package 109 (MP119). Similar to the cache memory 110, the shared memory 111 is a volatile storage medium such as DRAM or SRAM, but a non-volatile storage medium may also be used. Unlike the local memory 118, the cache memory 110 and the shared memory 111 can be accessed from the MP 119 of any MP package 109.
- FIG. 2 shows a flowchart of the overall operation for processing a host I / O request (read request or write request) by the storage system 104.
- the storage system 104 receives an I / O request from the host computer 101 (S101)
- the MP 119 in charge of the requested volume determines the type of the I / O request (S102).
- the MP 119 executes the write process S103 for each write destination storage drive of user data.
- the user data includes data received from the host and redundant data. Details of the write processing S103 will be described later.
- the MP 119 instructs the access destination storage drive 114 to read from the target address.
- the MP 119 When a predetermined error occurs in reading from the storage drive 114 (S104: YES), the MP 119 receives an error notification from the storage drive 114. The MP 119 executes the restore process S105. Details of the restore processing S105 will be described later. The restore process S105 is executed before or after data recovery using redundant data in the RAID group, depending on the design.
- the type of error that triggers the restore process S105 is specified.
- the MP 119 executes the restore process S105 in the case of an uncorrectable error in which data cannot be read accurately, and does not execute the restore process S105 if the data can be read by one or more retries (referred to as a retry error). .
- the MP 119 may execute the restore process S105 for a retry error.
- the MP 119 acquires read data as a result of the normal read process by the restore process S105 or the storage drive 114.
- the MP 119 returns a processing result to the host computer 101 (S106). For example, the MP 119 returns write completion or read data to the host computer 101.
- the MP 119 When there is a standby JOB, that is, there is an unprocessed I / O request (S107: YES), the MP 119 returns to Step S102. When there is no standby JOB (S107: NO), the MP 119 executes a prior write detection process S108. Details of the prior write detection process S108 will be described later.
- FIG. 3 shows a detailed flowchart of the write process S103.
- the write process S103 is executed for each of the host data received from the host computer 101 and its redundant data (parity). Maintaining backup data of redundant data improves reliability. It is not necessary to hold backup data of redundant data.
- the MP 119 refers to mapping information (not shown) from the volume address indicated by the write request, and determines the write destination address of user data (host data or redundant data) (S121).
- the address is identified by, for example, an identifier of the storage drive 114 for user data and an in-drive address.
- MP 119 determines the write destination address of the backup data. For example, the MP 119 selects the backup data temporary storage storage drive 115 assigned to the user data write destination drive. In this example, the MP 119 sequentially adds data to the backup data temporary storage storage drive 115.
- the start address of the write destination is the next address after the previous data.
- the MP 119 returns to the top address and overwrites the past data with the current data.
- FIG. 4 shows an example of a management page 211 and a management table 201 that stores management pages.
- the management table 201 is stored in the shared memory 111.
- the management page 211 is identified by a page number (PAGE_NO).
- the management page 211 indicates the location information of the copy source (original user data) of the backup data and the location information of the storage destination, and indicates the mapping between the backup source address and the backup destination address.
- the location information of the original user data indicates the identifier of the RAID group 121 (RAID_GR), the location of the storage drive 114 in the RAID group (PDEV_LOC), and the address in the storage drive 114 (PDEV_LBA).
- the identifier of the RAID group and the position in the RAID group are the identifiers of the storage drive 114.
- the location information of the backup data includes a RAID group identifier (DRIVE # B_GR), a location in the RAID group of the backup data temporary storage storage drive 115 (DRIVE # B_LOC), and an address (DRIVE in the backup data temporary storage drive 115). #B_LBA).
- DRIVE # B_GR RAID group identifier
- DRIVE # B_LOC location in the RAID group of the backup data temporary storage storage drive 115
- #B_LBA address
- the management page 211 further indicates the data length (WRITE_LEN) of the data to be written.
- the data length is common to backup data and original user data.
- the MP 119 registers the generated new management page 211 in the management table 201 (S124).
- the MP 119 adds a new management page 211 to the management table 201.
- the MP 119 deletes the management page 211 including the overwritten data from the management table 201.
- the MP 119 writes the backup data to the target backup data temporary storage drive 115 (S125), and further writes the user data to the target user data storage drive 114 (S126).
- the backup data temporary storage drive 115 As described above, it is possible to increase the redundancy by holding the backup data, and to manage the backup data appropriately by the management table 201.
- the backup data temporary storage drive 115 By configuring the backup data temporary storage drive 115 with an SMR drive and sequentially writing the backup data, the cost per capacity of the backup data temporary storage drive 115 can be reduced.
- FIG. 5 shows a detailed flowchart of the restore process S105.
- the MP 119 receives a read error report from the user data storage drive 114 and identifies the error location (S141).
- the MP 119 refers to the position information of the user data on the management page 211 in the management table 201 and searches for the management page 211 including the error part (S142). When there is no management page 211 including an error location (S142: NO), the MP 119 ends the process.
- the MP 119 identifies the backup data storage location from the latest management page 211. As described above, since the management pages 211 are sequentially added, there is a management page 211 indicating information on old data with the same address.
- the MP 119 refers to the page number of the management page 211 and determines the latest management page 211.
- the MP 119 reads the backup data from the address in the backup data temporary storage storage drive 115 indicated by the latest management page 211 (S145), and returns it to the host (S146). If the read data has already been recovered from the data in the other storage drives 114 of the RAID group and returned to the host, or if the read error is a correctable error, step S146 is skipped.
- the MP 119 repairs the error location of the user data storage drive 114 with the read backup data (S147). Specifically, the MP 119 overwrites the error data with the backup data.
- the restore process S105 is transparent to the host computer 101 and is not recognized by the host computer 101.
- FIG. 6 shows a detailed flowchart of the prior write detection process S108.
- the MP 119 executes the prior write detection process S107 during standby when no host I / O process exists. This avoids host response delays.
- the MP 119 refers to the scan counter and selects the next management page 211 in the management table 201 (S161).
- the scan counter is stored in the shared memory 111, and indicates the number of the management page 211 to be checked next for the prior.
- the MP 119 performs a read check at the address of the user data storage drive 114 indicated by the selected management page 211 (S162). For example, the MP 119 transmits a read command or a verify command to the user data storage drive 114. The MP 119 receives information about a read error from the user data storage drive 114.
- the MP 119 increments the value of the scan counter (S165) and ends this process.
- the predetermined read error may be the same as the error condition for executing the restore process S105.
- the MP 119 refers to the management table 201, and indicates the management data storage storage 115 for storing the latest backup data at the error location.
- the page 211 is searched.
- the MP 119 reads the latest backup data of the error location from the address of the backup data temporary storage storage drive 115 indicated by the found management page 211.
- the MP 119 repairs the error location with the latest backup data (S164). Thereafter, the MP 119 increments the value of the scan counter (S165) and ends this process.
- the management page 211 may include information indicating completion / non-completion of the check. Note that the prior write detection process S108 is transparent to the host computer 101 and is not recognized by the host computer 101.
- FIG. 7 shows a flowchart of the overall operation of processing a host I / O request (read request or write request) by the storage system 104 having a RAID1 configuration. Differences from the flowchart of FIG. 2 will be mainly described.
- the MP 119 executes a write process S103 for writing the received host data to the primary storage drive 114 (S181). Further, the MP 119 writes the received host data to the secondary storage drive 114 for host data.
- the MP 119 holds the backup data and the management page 211 only for the data stored in the primary storage drive 114. Since the data stored in the primary storage drive 114 and the secondary storage drive 114 are the same, the processing efficiency is improved. Information on the data storage position of the secondary storage drive 114 is included in RAID management information (not shown).
- the possibility of data lost due to the prior write can be reduced by using the backup data.
- FIG. 8 shows a flowchart of the overall operation of processing a host I / O request (read request or write request) by the storage system 104 having a RAID 5 configuration. Differences from the flowchart of FIG. 2 will be mainly described.
- the MP 119 When the type of the I / O request is write (S102: write), the MP 119 reads the data at the write destination position from the write destination drive (data node) of the received host data. The MP 119 further reads the corresponding parity from the parity drive (parity node) that stores the corresponding redundant data (parity) (S201). The information on the parity storage position is included in RAID management information (not shown).
- the MP 119 executes the restore process S105 in each storage drive in which the error has occurred (S203).
- the restore process S105 has been described with reference to FIG.
- the MP 119 generates a new parity from the new host data, the old data read from the data node, and the old parity read from the parity node (S204).
- the MP 119 executes the write process S103 for the new host data received from the host computer (S205).
- the MP 119 executes the write process S103 for the generated new parity (S206).
- FIG. 9 shows a flowchart of the overall operation of processing a host I / O request (read request or write request) by the storage system 104 having a RAID 6 configuration. Differences from the flowchart of FIG. 2 will be mainly described.
- the MP 119 When the type of the I / O request is write (S102: write), the MP 119 reads the data at the write destination position from the write destination drive (data node) of the received host data. The MP 119 further reads the corresponding parity from each parity drive (parity node) that stores the corresponding redundant data (parity) (S221). The information on the parity storage position is included in RAID management information (not shown).
- the MP 119 executes the restore process S105 in each storage drive in which the error has occurred (S223).
- the restore process S105 has been described with reference to FIG.
- the MP 119 generates two new parities from the new host data, the old data read from the data node, and the old parity read from the two parity nodes (S224).
- the MP 119 executes the write process S103 for the new host data received from the host computer (S225).
- the MP 119 executes the write process S103 for the generated new first parity (S226).
- the MP 119 executes the write process S103 for the generated new second parity (S227).
- FIG. 10 shows an example of error recovery processing.
- the MP 119 executes the write process S103 on the data around the address where the read error is detected. This reduces the possibility of future data loss.
- the surrounding data includes data of adjacent addresses of error locations, and may include data of continuous addresses before and after the error locations.
- the MP 119 when the MP 119 detects an error location in the read (S241), the MP 119 reads the data at the error location and the surrounding address (S242). The MP 119 performs a write process S103 on the read data.
- FIG. 11 shows a flowchart of a modification of the write process S103.
- a overwrite check process for overwritten data is executed before the data is erased. This improves the reliability.
- differences from the flowchart of FIG. 3 will be mainly described.
- the MP 119 determines an address for writing the backup data (S122), and then determines whether there is insufficient free space for writing the backup data to the backup data temporary storage drive 115 (S261).
- the MP 119 may acquire the free space data from the backup data temporary storage drive 115, and calculates the free space from the latest address indicated by the management table 201 and the capacity of the backup data temporary storage drive 115. May be.
- the MP 119 selects the oldest management page 211 of the backup data temporary storage storage drive 115 from the management table 201.
- the MP 119 executes the prior write detection process S108 for the user data (address area) indicated by the oldest management page 211 (S262).
- the MP 119 deletes the oldest management page 211 from the management table 201 (S263). If the data length of one management page 201 is insufficient due to the writing of new backup data, the MP 119 performs steps S262 and S202 for the plurality of oldest management pages 211 of the backup data temporary storage storage drive 115. S263 is executed.
- FIG. 12 shows a flowchart of a modification of the write process S103.
- the prior check process is forcibly performed. Thereby, reliability is improved.
- differences from the flowchart of FIG. 3 will be mainly described.
- the MP 119 After executing step S126, the MP 119 refers to the management table 201 and the scan check counter, and determines whether the ratio of management pages that have not been subjected to the prior pre-detection process exceeds a specified value (S266).
- the MP 119 executes the prior detection processing S108 for the oldest management page that has not been completed. S267).
- step S267 is skipped.
- the MP 119 may execute a prior write detection process for a plurality of management pages.
- the MP 119 may execute both steps of FIG. 11 and FIG.
- FIG. 13 shows a flowchart of a modification of the restore process S105.
- the backup data and the management page 211 are retained for the data written to the user data storage drive 114 in the restore process. Thereby, reliability is improved.
- differences from the flowchart of FIG. 5 will be mainly described.
- the MP 119 After executing step S147, the MP 119 creates a new management page 211 for the repair location and registers it in the management table 201 (S281). Further, the MP 119 writes the backup data of the data written in the repair location to the backup data temporary storage storage drive 115 (S282).
- FIG. 14 shows a flowchart of a modified example of the prior write detection process S108.
- it is recommended to the administrator to replace the storage drive with a high frequent error frequency. This improves the reliability of the storage system.
- differences from the flowchart of FIG. 5 will be mainly described.
- the MP 119 increments the value of the error recovery counter for the drive (S301).
- the error repair counter is stored in the shared memory 111.
- the value of the error repair counter indicates the number of times of error repair in the storage drive.
- the MP 119 If the value of the error repair counter, that is, the number of times of repair exceeds the threshold set for the storage drive (S302: YES), the MP 119 notifies the management device 102 of a warning recommending replacement of the storage drive. (S303). The management device 102 displays the notification on the display device.
- FIG. 15 shows a flowchart of a modification of the prior write detection process S108.
- a write / read test is executed for the storage drive in which an error is detected in the pre-write pre-detection process S108.
- it can be determined whether the storage drive is in a state where it is likely to generate a poor write.
- differences from the flowchart of FIG. 14 will be mainly described.
- the MP 119 executes a write / read test for the head diagnosis with respect to the error part (S321).
- the MP 119 repeats the writing of the read data to the error location and the reading thereof a plurality of times.
- step S303 is skipped.
- the response-delayed storage drive is a storage drive that is disconnected from the RAID group because the response delay to the I / O request occurs frequently.
- a completion response is returned to the host in response to the write to the backup data temporary storage storage drive 115. Thereby, it is possible to prevent a response delay to the host while maintaining the redundancy of the RAID group.
- FIG. 16 shows a modified example of the management page 211 corresponding to the response delay storage drive.
- the management page 211 includes a management flag (UNWRITETEN_FLG) for protecting the data of the response delay storage drive in addition to the information shown in FIG.
- UNWRITETEN_FLG indicates data stored only in the backup data temporary storage drive 115.
- the storage drive changes to a response delay storage drive during operation. Accordingly, the data stored in the backup data temporary storage storage drive 115 may include both data stored in the response delay storage drive and data not stored.
- the write data to the response delay storage drive separated from the RAID group is written only to the backup data storage storage drive 115.
- the data stored only in the backup data temporary storage drive 115 is managed by UNWRITETEN_FLG so as not to be erased.
- FIG. 17 shows a modification of the write process S103 corresponding to the response delay storage drive.
- the MP 119 determines that a storage drive in which command timeout or response delay frequently occurs is a response delay storage drive, and disconnects the storage drive from the RAID group. Also, management information (not shown) for managing the response delay storage drive is stored in the shared memory 111. In the following, differences from the flowchart of FIG. 3 will be mainly described.
- the MP 119 After executing step S123, the MP 119 makes a determination with reference to the management information of the shared memory in which the write destination user data storage drive is the response delay storage drive (S341). When the write destination user data storage drive is not the response delay storage drive (S341: NO), the MP 119 executes Steps S124 to S126.
- the MP 119 sets UNWRITETEN_FLG to 1 in the created new management page 211 (S342).
- the MP 119 registers the new management page 211 in the management table 201 (S343).
- the MP 119 writes the backup data to the backup data temporary storage storage drive 115 without writing the data to the user data storage drive 114 (S344).
- the MP 119 searches the management table 201 for the oldest management page whose UNWRITETEN_FLG is 0. The MP 119 writes new backup data in the address area indicated by the found management page, and deletes the management page. As a result, the data stored only in the backup data temporary storage storage drive 115 is retained.
- FIG. 18 shows a flowchart of processing of a read request for the response delay storage drive.
- the MP 119 attempts to acquire the requested data in the order of the RAID group, the backup data temporary storage storage drive 115, and the response delay storage drive. This realizes a faster response.
- the MP 119 When the MP 119 receives a read request to the response delay storage drive from the host computer 101, the MP 119 reads data for generating request data from other storage drives in the RAID group of the response delay storage drive (S361). If no read error occurs (S362: NO), the MP 119 generates request data from the read data (S363), and returns the request data to the host computer 101 (S364).
- the MP 119 searches the management table 211 for the management page 211 of the requested data (S365).
- the MP 119 refers to the latest management page 211 in the management page 211 of request data, and from the address of the backup data temporary storage storage drive 115 indicated by the latest management page 211, The request data (backup data) is read (S367). The MP 119 returns the read request data to the host computer 101 (S364).
- the absence of the target management page 211 means that the request data is data before the target storage drive is changed to the response delay storage drive, and the backup data is deleted in the backup data temporary storage storage drive 115. Means that.
- the MP 119 When the target management page 211 does not exist (S366: NO), the MP 119 tries to read the request data from the response delay storage drive 114 (S368). If the data can be read normally (S369: YES), the MP 119 returns the read request data to the host computer 101 (S370). If the data cannot be read normally (S369: NO), the MP 119 returns an error response to the host computer 101 (S371).
- FIG. 19 shows a flowchart of the response delay storage drive recovery process.
- the storage drive determined to be the response delay is temporarily disconnected from the RAID group. After a predetermined time has elapsed or a predetermined number of commands have been processed, the MP 119 restores the response delay storage drive and returns it to the RAID group again.
- the data written while the response delay storage drive 114 is disconnected from the RAID group is stored in the backup data temporary storage storage drive 115.
- the MP 119 reads unwritten data from the backup data temporary storage storage drive 115 and writes it to the response delay storage drive 114.
- the MP 119 searches the management table 201 for the management page 211 of the recovery target storage drive 114 and having the UNWRITETEN_FLG of 1 (S381).
- the MP 119 reads the backup data from the address of the backup data temporary storage storage drive 115 indicated by the latest management page 211 for the storage area of the recovery target storage drive 114 indicated by each management page 211 whose UNWRITETEN_FLG is 1. (S382).
- the MP 119 writes the read backup data to the recovery target storage drive (S383), and sets UNWRITETEN_FLG of the recovery target storage drive management page 211 to 0 (S384).
- the response delay storage drive can be recovered and returned to the RAID group again.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
- the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
- a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
- each of the above-described configurations, functions, processing units, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
- Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
- Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD, or a recording medium such as an IC card or an SD card.
Landscapes
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Abstract
ストレージシステムは、コントローラと、RAIDグループを構成する複数の記憶ドライブと、前記RAIDグループに格納されるデータのバックアップデータを格納する1以上のバックアップ記憶ドライブと、を含む。前記コントローラは、前記バックアップデータの、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを管理する、管理情報を保持し、前記RAIDグループへのライトデータを受信すると、前記ライトデータのバックアップデータを、前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、前記管理情報を更新する。
Description
本発明は、ストレージシステムに関する。
本開示の背景技術として、例えば、米国特許出願公開第2007/0283079号が知られている。米国特許出願公開第2007/0283079号は、ドライブにおいて障害が発生した場合に、パリティを使用してRAIDグループを復旧することを開示している。
ストレージシステムにおいて、正常にデータを記憶媒体にライトできたように見えて、実際には正常にライトできていない、プアライトというエラーが発生している。プアライトはリードエラーを発生させ、データロストの原因となっている。したがって、データをより確実に保護することができる技術が望まれる。
本発明の一例は、コントローラと、RAIDグループを構成する複数の記憶ドライブと、前記RAIDグループに格納されるデータのバックアップデータを格納する1以上のバックアップ記憶ドライブと、を含み、前記コントローラは、前記バックアップデータの、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを管理する、管理情報を保持し、前記RAIDグループへのライトデータを受信すると、前記ライトデータのバックアップデータを、前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、前記管理情報を更新する、ストレージシステムである。
本発明の一態様によれば、ストレージシステムの信頼性を高めることができる。
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。ただし、本実施例は、発明を実現するための一例に過ぎず、発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図において共通の構成については、同一の参照番号が付されている。
なお、以後の説明では「テーブル」という表現にて本発明の情報を説明するが、これら情報は必ずしもテーブルによるデータ構造で表現されていなくても良く、「リスト」、「DB(データベース)」、「キュー」等のデータ構造やそれ以外で表現されていても良い。そのため、データ構造に依存しないことを示すために「テーブル」、「リスト」、「DB」、「キュー」等については、単に「情報」と呼ぶこともできる。また、各情報の内容を説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「名前」、「ID」という表現を用いることが可能であり、これらについてはお互いに置換が可能である。
以下の説明では、MP(プロセッサ)を主語として説明を行った。プロセッサは、プログラムを実行することで、定められた処理をメモリ及び通信ポート(通信制御装置)を用いながら行うため、プログラムを主語とした説明としてもよく、プロセッサを含むコントローラを主語とした説明としてもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、また、モジュール化されていても良い。各種プログラムはプログラム配布サーバや記憶メディアによって各計算機にインストールされてもよい。
図1は、実施形態に係る計算機システム100の構成例を示す。計算機システム100は、ホスト計算機101、管理装置102、ストレージシステム104、を含む。ホスト計算機101、管理装置102、ストレージシステム104は、ネットワーク103で互いに接続される。ネットワーク103は、例えば、Storage Area Network(SAN)である。管理装置102はネットワーク103とは別の管理ネットワークを介し他の装置と接続されてもよい。
ホスト計算機101は、アプリケーションプログラムを実行する計算機であり、ストレージシステム104の論理的な記憶領域にネットワーク103経由でアクセスする。ホスト計算機101は、例えば、入力デバイス、出力デバイス、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、ディスクアダプタ、ネットワークアダプタ、及び、二次記憶デバイスを含む(不図示)。
ホスト計算機101は、ユーザが使用するアプリケーションプログラム、ストレージシステム104とのインターフェイス制御をおこなうストレージシステム制御プログラムを実行する。ホスト計算機101は、ストレージシステム104が提供するボリュームを使用する。ホスト計算機101は提供されたボリュームに対して、リードコマンドやライト要求を発行することで、ボリュームに格納されたデータにアクセスする。
管理装置102は、ストレージシステム104を管理し、例えばストレージシステム104の記憶領域の構成を行う。管理装置102は、ストレージシステム104の管理を行うための管理プログラムを実行する。管理装置102は、汎用のコンピュータと同様に、キーボードやディスプレイ等の入出力デバイス、CPU、メモリ、ネットワークアダプタ、及び、二次記憶デバイスを有する。
ストレージシステム104は、システムコントローラ105と複数の記憶ドライブ(記憶デバイス)とを含む。複数の記憶ドライブは、管理データ格納用記憶ドライブ113及びバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115を含む。さらに、複数の記憶デバイスは、複数のRAID(Redundant Array of Independent Disks)グループ121を含む。RAIDグループ121は、複数の記憶ドライブ114で構成されている。
ストレージシステム104は、RAIDグループ121の記憶領域に、ユーザデータを格納する。ユーザデータは、ホスト計算機101から受信したホストデータと冗長データとを含む。ストレージシステム104は、RAIDグループ121の記憶領域からボリュームを構成する。ボリュームの記憶領域は、ホスト計算機101に提供される。
記憶ドライブ114は、ユーザデータを記憶するための不揮発性記憶媒体を有する記憶デバイスである。記憶ドライブ114は、記憶媒体として、磁気ディスク、フラッシュメモリ、又は他の記憶媒体を用いる。記憶ドライブ114の例は、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)である。
上述のように、高信頼化のため、複数の記憶ドライブ114が、RAIDグループ121を構成する。MPパッケージ109は、一台の記憶ドライブ114が故障しても、その記憶ドライブ114のデータを回復できるRAID機能を有する。
RAIDグループ121において、一つ以上のボリュームが作成される。一つのボリュームは、RAIDグループ121を構成する記憶ドライブ114が有する物理的な記憶領域と関連付けられる。
RAID機能は、ホスト計算機101から受信したホストデータと冗長データのセットを、RAIDグループ121の記憶ドライブ114に分散して格納する。複数のRAIDレベルが知られている。例えば、RAID1は、ホストデータ及びそのコピーを、異なる記憶ドライブ114に格納する。
その他、RAID5は、ホストデータ及び一つのパリティからなる冗長データセットを異なる記憶ドライブ114に分散して格納し、RAID6は、ホストデータ及び二つのパリティからなる冗長データを異なる記憶ドライブ114に分散して格納する。
バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115は、ユーザデータのバックアップデータを格納する。管理データ格納用記憶ドライブ113は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115に格納されるデータを管理する情報を格納する。
管理データ格納用記憶ドライブ113及びバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115それぞれの台数は任意である。例えば、RAIDグループ121毎にバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115が用意されてもよく、複数のバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115がRAIDグループを構成してもよい。管理データ格納用記憶ドライブ113についても同様である。
バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のために、例えば、SMR(Shingled Magnetic Recording)HDDが使用される。SMRHDDは、シーケンシャルライトで運用する制限を有するが、低コストかつ大容量である。管理データ格納用記憶ドライブ113のために、例えば、高速な記憶ドライブであるSSDが使用される。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115及び管理データ格納用記憶ドライブ113のために、他のタイプの記憶ドライブが使用されてもよい。
システムコントローラ105は、ホストインターフェイス(I/F)106、保守I/F、ドライブI/F108、複数のMPパッケージ109、キャッシュメモリ110、共有メモリ111を含む。これら構成要素は、バス112によって相互接続されている。
ホストI/F106は、ストレージシステム104がホスト計算機101のイニシエータと通信するために用いられる、インターフェイスデバイスである。ホスト計算機101がボリュームにアクセスするために発行する要求(リード要求、ライト要求等)は、ホストI/F106に到来する。ストレージシステム104は、ホスト計算機101に、ホストI/F106から情報(例えばリードデータ)を返却する。
保守I/F107は、ストレージシステム104が管理装置102と通信するためのインターフェイスデバイスである。管理装置102からのコマンドは保守I/F107に到来する。ストレージシステム104は、管理装置102に、保守I/F107から情報を返す。
図1は、ホストI/F106と保守I/F107がいずれもネットワーク103に接続された構成を示すが、ホストI/F106が接続されるネットワークと、保守I/F107が接続されるネットワークが、異なるネットワークであってもよい。
キャッシュメモリ110は、キャッシュ領域を提供する。キャッシュメモリ110は、例えばRAM(Random Access Memory)で構成され、RAIDグループ121に読み書きされるデータを一時的に格納する。共有メモリ111は、ハードディスクやフラッシュメモリ、RAM等で構成され、ストレージコントローラで動作するプログラムや構成情報等を格納する。
マイクロプロセッサパッケージ(MPPK)109は、1又は複数のMP119と1又は複数のローカルメモリ118を含むパッケージである。MP119はストレージシステム104の各種制御を行うためのプログラムを実行する。ローカルメモリ118は、同一MPパッケージ109のMP119が実行するプログラムや、MP119が使用する情報を一時的に保存するために用いられる。
キャッシュメモリ110は、ボリューム(記憶デバイス)に対するライトデータ、またはボリューム(記憶デバイス)から読み出されたデータ(リードデータ)を一時的に記憶するために用いられる。キャッシュメモリ110には、DRAM、SRAM等の揮発性記憶媒体が用いられるが、キャッシュメモリ110に不揮発性メモリが用いられてもよい。
共有メモリ111は、MPパッケージ109(のMP119)が使用する管理情報を格納するための共有記憶領域を提供する。キャッシュメモリ110と同様、共有メモリ111には、DRAM、SRAM等の揮発性記憶媒体が用いられるが、不揮発性記憶媒体が用いられてもよい。キャッシュメモリ110と共有メモリ111は、ローカルメモリ118と異なり、任意のMPパッケージ109のMP119からアクセス可能である。
図2は、ストレージシステム104によるホストI/O要求(リード要求又はライト要求)を処理する全体動作のフローチャートを示す。ストレージシステム104が、ホスト計算機101からI/O要求を受信すると(S101)、要求先のボリュームを担当するMP119は、当該I/O要求のタイプを判定する(S102)。
I/O要求がライト要求である場合(S102:ライト)、MP119は、ユーザデータのライト先記憶ドライブそれぞれについて、ライト処理S103を実行する。ユーザデータは、ホストから受信したデータ及び冗長データを含む。ライト処理S103の詳細は後述する。I/O要求がリード要求である場合(S102:リード)、MP119は、アクセス先の記憶ドライブ114に対象アドレスからのリードを指示する。
記憶ドライブ114からのリードにおいて所定のエラーが発生すると(S104:YES)、MP119は、記憶ドライブ114からエラー通知を受けとる。MP119は、リストア処理S105を実行する。リストア処理S105の詳細は後述する。リストア処理S105は、設計に拠って、RAIDグループにおける冗長データを使用したデータ回復の前又は後に実行される。
リストア処理S105の契機となるエラーの種類は、規定されている。例えば、MP119は、データを正確にリードできないアンコレクタブルエラーの場合、リストア処理S105を実行し、1又は複数回のリトライによりデータをリードできた場合(リトライエラーと呼ぶ)、リストア処理S105を実行しない。MP119は、リトライエラーに対してリストア処理S105を実行してもよい。
MP119は、リストア処理S105又は記憶ドライブ114による正常リード処理の結果、リードデータを取得する。MP119は、ホスト計算機101に対して、処理結果を返す(S106)。例えば、MP119は、ライト完了又はリードデータをホスト計算機101に返す。
待機JOB、つまり、未処理のI/O要求が存在する場合(S107:YES)、MP119は、ステップS102に戻る。待機JOBが存在しない場合(S107:NO)、MP119は、プアライト事前検出処理S108を実行する。プアライト事前検出処理S108の詳細は後述する。
図3は、ライト処理S103の詳細のフローチャートを示す。ライト処理S103は、ホスト計算機101から受信したホストデータ及びその冗長データ(パリティ)それぞれに対して実行される。冗長データのバックアップデータを保持することで、信頼性を向上させる。冗長データのバックアップデータを保持しなくてもよい。
MP119は、ライト要求が示すボリュームアドレスから、不図示のマッピング情報を参照して、ユーザデータ(ホストデータ又は冗長データ)のライト先のアドレスを決定する(S121)。アドレスは、例えば、ユーザデータ用の記憶ドライブ114の識別子とドライブ内アドレスで同定される。
MP119は、バックアップデータのライト先アドレスを決定する。例えば、MP119は、ユーザデータのライト先ドライブに割り当てられているバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115を選択する。本例において、MP119は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115に対して、シーケンシャルにデータを追記する。
ライト先の開始アドレスは、前回データの次のアドレスである。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115に空き容量が不足している場合、MP119は、先頭アドレスに戻って過去のデータに今回データを上書きする。
MP119は、バックアップデータのための新規管理ページを生成する(S123)。図4は、管理ページ211及び管理ページを格納する管理テーブル201の例を示す。管理テーブル201は、共有メモリ111に格納されている。管理ページ211は、ページ番号(PAGE_NO)により同定される。管理ページ211は、バックアップデータのコピー元(オリジナルユーザデータ)の位置情報及び格納先の位置情報を示し、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを示す。
オリジナルユーザデータの位置情報は、RAIDグループ121の識別子(RAID_GR)、記憶ドライブ114のRAIDグループ内の位置(PDEV_LOC)、記憶ドライブ114内のアドレス(PDEV_LBA)を示す。RAIDグループの識別子とRAIDグループ内の位置は、記憶ドライブ114の識別子である。
バックアップデータの位置情報は、RAIDグループの識別子(DRIVE#B_GR)、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のRAIDグループ内の位置(DRIVE#B_LOC)、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115内のアドレス(DRIVE#B_LBA)を示す。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115がRAIDグループに含まれない場合、その識別子とアドレスが示される。
管理ページ211は、さらに、書き込まれるデータのデータ長(WRITE_LEN)を示す。データ長は、バックアップデータとオリジナルユーザデータとに共通である。
MP119は、生成した新規管理ページ211を管理テーブル201に登録する(S124)。MP119は、新規管理ページ211を管理テーブル201に追加する。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115の過去データが上書きされる場合、MP119は、上書きされるデータを含む管理ページ211を、管理テーブル201から削除する。
MP119は、バックアップデータを対象のバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115にライトし(S125)、さらに、ユーザデータを対象のユーザデータ用記憶ドライブ114にライトする(S126)。
上述のように、バックアップデータを保持することで冗長性を高め、管理テーブル201により適切にバックアップデータを管理できる。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115をSMRドライブで構成し、バックアップデータをシーケンシャルライトすることで、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115の容量当たりのコストを低減できる。
なお、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115へのバックアップデータのライト及び管理テーブル201の更新は、ホスト計算機101に対して透過的であって、ホスト計算機101には認識されない。
図5は、リストア処理S105の詳細のフローチャートを示す。MP119は、ユーザデータ用記憶ドライブ114から、リードエラーの報告を受信し、そのエラー箇所を同定する(S141)。MP119は、管理テーブル201において、管理ページ211のユーザデータの位置情報を参照し、エラー箇所を含む管理ページ211を検索する(S142)。エラー箇所を含む管理ページ211が存在しない場合(S142:NO)、MP119は、当該処理を終了する。
エラー箇所を含む管理ページ211が存在する場合(S142:YES)、MP119は、最新の管理ページ211から、バックアップデータ格納位置を同定する。上述のように、管理ページ211は順次追加されているため、同一アドレスの古いデータの情報を示す管理ページ211が存在する。MP119は、管理ページ211のページ番号を参照して、最新の管理ページ211を決定する。
MP119は、最新の管理ページ211が示すバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115内のアドレスから、バックアップデータをリードし(S145)、ホストに返す(S146)。RAIDグループの他の記憶ドライブ114のデータから、リードデータが既に回復されてホストに返されている場合、又は、リードエラーが訂正可能なエラーであった場合、ステップS146はスキップされる。
MP119は、リードしたバックアップデータで、ユーザデータ用記憶ドライブ114のエラー箇所を修復する(S147)。具体的には、MP119は、バックアップデータをエラー箇所に上書きする。
上述のように、エラー箇所をバックアップデータで修復することで、プアライトによるデータロストの危険を低減することができる。なお、リストア処理S105は、ホスト計算機101に対して透過的であって、ホスト計算機101には認識されない。
図6は、プアライト事前検出処理S108の詳細のフローチャートを示す。MP119は、ホストI/O処理が存在しない待機時に、プアライト事前検出処理S107を実行する。これにより、ホスト応答遅延を避ける。
MP119は、スキャン用カウンタを参照し、管理テーブル201における次の管理ページ211を選択する(S161)。スキャン用カウンタは共有メモリ111に格納されており、次にプアライトのチェックをすべき管理ページ211の番号を示す。
MP119は、選択した管理ページ211が示すユーザデータ用記憶ドライブ114のアドレスにおけるリードチェックを実行する(S162)。MP119は、例えば、リードコマンド又はベリファイコマンドをユーザデータ用記憶ドライブ114に送信する。MP119は、ユーザデータ用記憶ドライブ114から、リードエラーについての情報を受け取る。
所定のリードエラーが発生していない場合(S163:NO)、MP119は、スキャン用カウンタの値をインクリメントして(S165)、本処理を終了する。所定のリードエラーは、リストア処理S105を実行するエラー条件と同様でよい。
所定のリードエラーが発生している場合(S163:YES)、MP119は、管理テーブル201を参照し、当該エラー箇所の最新のバックアップデータを格納するバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のアドレスを示す管理ページ211を検索する。
MP119は、見つけた管理ページ211が示すバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のアドレスから、当該エラー箇所の最新のバックアップデータをリードする。MP119は、その最新のバックアップデータによってエラー箇所を修復する(S164)。その後、MP119は、スキャン用カウンタの値をインクリメントして(S165)、本処理を終了する。
以上のように、ホストリード要求の処理とは別に、リードエラーチェック及びエラー修復を行うことで、ホストリード要求の処理時におけるプアライトによるエラー発生及びデータロストの可能性を低減できる。なお、スキャン用カウンタに代えて、管理ページ211が、チェックの完了/未完了を示す情報を含んでもよい。なお、プアライト事前検出処理S108は、ホスト計算機101に対して透過的であって、ホスト計算機101には認識されない。
図7はRAID1の構成を有するストレージシステム104による、ホストI/O要求(リード要求又はライト要求)を処理する全体動作のフローチャートを示す。図2のフローチャートとの相違点を主に説明する。
I/O要求のタイプがライトである場合(S102:ライト)、MP119は、受信したホストデータの正側記憶ドライブ114へのライトについて、ライト処理S103を実行する(S181)。さらに、MP119は、ホストデータの副側記憶ドライブ114に、受信したホストデータをライトする。
MP119は、正側記憶ドライブ114に格納されるデータに対してのみ、バックアップデータ及び管理ページ211を保持する。正側記憶ドライブ114と副側記憶ドライブ114に格納されるデータが同一であるため、処理を効率化する。なお、副側記憶ドライブ114のデータ格納位置の情報は、不図示のRAID管理情報に含まれる。
上述のように、RAID1の構成を有するストレージシステム104において、バックアップデータを使用してプアライトによるデータロストの可能性を低減できる。
図8はRAID5の構成を有するストレージシステム104による、ホストI/O要求(リード要求又はライト要求)を処理する全体動作のフローチャートを示す。図2のフローチャートとの相違点を主に説明する。
I/O要求のタイプがライトである場合(S102:ライト)、MP119は、受信したホストデータのライト先ドライブ(データノード)から、ライト先位置のデータをリードする。MP119は、さらに、対応する冗長データ(パリティ)を格納するパリティドライブ(パリティノード)から、対応するパリティをリードする(S201)。パリティの格納位置の情報は、不図示のRAID管理情報に含まれる。
データノード又はパリティノードのリードにおいてリードエラー発生した場合(S202:YES)、MP119は、エラーが発生した記憶ドライブそれぞれにおいて、リストア処理S105を実行する(S203)。リストア処理S105は、図5を参照して説明した。
MP119は、新規ホストデータ、データノードからリードした旧データ、及びパリティノードからリードした旧パリティから、新パリティを生成する(S204)。MP119は、ホスト計算機から受信した新規ホストデータについて、ライト処理S103を実行する(S205)。MP119は、生成した新規パリティについて、ライト処理S103を実行する(S206)。
上述のように、RAID5の構成を有するストレージシステム104において、バックアップデータを使用してプアライトによるデータロストの可能性を低減できる。なお、パリティのバックアップデータを保持しなくてもよい。
図9はRAID6の構成を有するストレージシステム104による、ホストI/O要求(リード要求又はライト要求)を処理する全体動作のフローチャートを示す。図2のフローチャートとの相違点を主に説明する
I/O要求のタイプがライトである場合(S102:ライト)、MP119は、受信したホストデータのライト先ドライブ(データノード)から、ライト先位置のデータをリードする。MP119は、さらに、対応する冗長データ(パリティ)を格納するパリティドライブ(パリティノード)それぞれから、対応するパリティをリードする(S221)。パリティの格納位置の情報は、不図示のRAID管理情報に含まれる。
データノード114又は二つのパリティノードのリードにおいてリードエラー発生した場合(S222:YES)、MP119は、エラーが発生した記憶ドライブそれぞれにおいて、リストア処理S105を実行する(S223)。リストア処理S105は、図5を参照して説明した。
MP119は、新規ホストデータ、データノードからリードした旧データ、及び二つのパリティノードからリードした旧パリティから、二つの新パリティを生成する(S224)。
MP119は、ホスト計算機から受信した新規ホストデータについて、ライト処理S103を実行する(S225)。MP119は、生成した新規第1パリティについて、ライト処理S103を実行する(S226)。MP119は、生成した新規第2パリティについて、ライト処理S103を実行する(S227)。
上述のように、RAID6の構成を有するストレージシステム104において、バックアップデータを使用してプアライトによるデータロストの可能性を低減できる。なお、パリティのバックアップデータを保持しなくてもよい。
図10は、エラー回復処理の例を示す。MP119は、リードエラーを検出したアドレスの周囲のデータに対してライト処理S103を実行する。これにより、将来のデータロストの可能性を低減する。周囲のデータは、エラー箇所の隣接アドレスのデータを含み、エラー箇所の前後の連続アドレスのデータを含んでもよい。
図10において、MP119は、リードにおけるエラー箇所を検出すると(S241)、当該エラー箇所及びその周囲のアドレスのデータをリードする(S242)。MP119は、リードしたデータに対してライト処理S103を実行する。
図11は、ライト処理S103の変形例のフローチャートを示す。本例は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115にバックアップデータをライトするための空き容量が不足する場合、上書きされるデータのプアライトチェック処理を、当該データの消去前に実行する。これにより信頼性を向上させる。以下では、図3のフローチャートとの相違点を主に説明する。
MP119は、バックアップデータをライトするアドレスを決定(S122)した後、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115にバックアップデータをライトするための空き容量が不足するか判定する(S261)。MP119は、空き容量のデータをバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115から取得してもよく、管理テーブル201が示す最新のアドレスとバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115の容量とから、空き容量を計算してもよい。
MP119は、当該バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115の最古管理ページ211を管理テーブル201から選択する。MP119は、最古管理ページ211が示すユーザデータ(のアドレス領域)に対して、プアライト事前検出処理S108を実行する(S262)。次に、MP119は、最古管理ページ211を管理テーブル201から削除する(S263)。なお、1管理ページ201のデータ長が新規バックアップデータのライトのために不足している場合、MP119は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115の複数の最古管理ページ211に対して、ステップS262及びS263を実行する。
図12は、ライト処理S103の変形例のフローチャートを示す。本例は、プアライトチェック処理が未完の管理ページの数が規定値を超えた場合、プアライトチェック処理を強制的に行う。これにより、信頼性を向上させる。以下では、図3のフローチャートとの相違点を主に説明する。
MP119は、ステップS126の実行後、管理テーブル201とスキャンチェック用カウンタを参照し、プアライト事前検出処理が未完の管理ページの比率が規定値を超過しているか判定する(S266)。
プアライト事前検出処理が未完の管理ページの比率が規定値を超過している場合(S266:YES)、MP119は、プアライト検出が未完の最古の管理ページについて、プアライト事前検出処理S108を実行する(S267)。プアライト事前検出処理が未完の管理ページの比率が規定値を超過してない場合(S266:NO)、ステップS267はスキップされる。
なお、MP119は、複数の管理ページについてプアライト事前検出処理を実行してもよい。MP119は、図11及び図12の双方のステップを実行してもよい。
図13はリストア処理S105の変形例のフローチャートを示す。リストア処理におけるプアライトが発生する可能性がある。本例は、リストア処理においてユーザデータ用記憶ドライブ114にライトしたデータに対して、バックアップデータと管理ページ211とを保持する。これにより、信頼性を向上させる。以下では、図5のフローチャートとの相違点を主に説明する。
MP119は、ステップS147を実行した後、修復箇所の新規管理ページ211を作成し、管理テーブル201に登録する(S281)。さらに、MP119は、修復箇所にライトしたデータのバックアップデータを、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115にライトする(S282)。
図14は、プアライト事前検出処理S108の変形例のフローチャートを示す。本例は、プアライトエラー頻度の高い記憶ドライブの交換を、管理者に推奨する。これにより、ストレージシステムの信頼性を向上させる。以下では、図5のフローチャートとの相違点を主に説明する。
ステップS164の実行後、MP119は、当該ドライブのためのエラー修復用カウンタの値をインクリメントする(S301)。エラー修復用カウンタは、共有メモリ111に格納されている。エラー修復用カウンタの値は、当該記憶ドライブにおけるエラーの修復回数を示す。
エラー修復用カウンタの値、つまり、修復回数が当該記憶ドライブに設定された閾値を超過している場合(S302:YES)、MP119は、当該記憶ドライブの交換を推奨する警告を管理装置102に通知する(S303)。管理装置102は、当該通知を表示装置において表示する。
図15は、プアライト事前検出処理S108の変形例のフローチャートを示す。本例は、プアライト事前検出処理S108においてエラーが検出された記憶ドライブについて、ライト/リードテストを実行する。これにより、記憶ドライブが、プアライトが発生しやすい状態にあるか判定できる。プアライトが発生しやすい記憶ドライブの交換を、管理者に推奨し、ストレージシステムの信頼性を向上させる。以下では、図14のフローチャートとの相違点を主に説明する。
ステップS302の判定結果がNOである場合、MP119は、エラー箇所に対して、ヘッド診断を目的に、ライト/リードテストを実行する(S321)。MP119は、エラー箇所に対するリードデータのライト及びそのリードを、複数回繰り返す。
ライト/リードテストにおいてエラーが発生した場合(S322:YES)、MP119は、当該記憶ドライブの交換を推奨する警告を管理装置102に通知する(S303)。エラーが発生しない場合(S322:NO)、ステップS303はスキップされる。
以下において、応答遅延記憶ドライブに対するI/O要求の処理を説明する。応答遅延記憶ドライブは、I/O要求に対する応答の遅れが発生する頻度が高いため、RAIDグループから切り離されている記憶ドライブである。本実施例は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115へのライトに応じて、完了応答をホストに返す。これにより、RAIDグループの冗長度を維持しつつ、ホストへの応答遅延を防ぐことができる。
図16は、応答遅延記憶ドライブに対応した管理ページ211の変形例を示す。管理ページ211は、図4に示す情報に加え、応答遅延記憶ドライブのデータを保護するための管理フラグ(UNWRITTEN_FLG)を含む。
UNWRITTEN_FLGは、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のみに格納されているデータを示す。記憶ドライブは、運用中に応答遅延記憶ドライブに変化する。したがって、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115が格納しているデータは、応答遅延記憶ドライブに格納されているデータと格納されていないデータの双方を含み得る。
本例は、RAIDグループから切り離された応答遅延記憶ドライブへのライトデータを、他のバックアップデータと異なり、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のみにライトする。バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のみに格納されているデータは消去されないように、UNWRITTEN_FLGにより管理される。
図17は、応答遅延記憶ドライブに対応したライト処理S103の変形例を示す。MP119は、コマンドタイムアウトや応答遅延が多発した記憶ドライブを応答遅延記憶ドライブと判定し、その記憶ドライブを、RAIDグループから切り離す。また、応答遅延記憶ドライブを管理する管理情報(不図示)が、共有メモリ111に格納されている。以下において、図3のフローチャートとの相違点を主に説明する。
ステップS123を実行した後、MP119は、ライト先のユーザデータ用記憶ドライブが、応答遅延記憶ドライブである、共有メモリの管理情報を参照して判定する(S341)。ライト先のユーザデータ用記憶ドライブが、応答遅延記憶ドライブではない場合(S341:NO)、MP119は、ステップS124~S126を実行する。
ライト先のユーザデータ用記憶ドライブ114が、応答遅延記憶ドライブである場合(S341:YES)、MP119は、作成した新規管理ページ211において、UNWRITTEN_FLGを1に設定する(S342)。MP119は、新規管理ページ211を管理テーブル201に登録する(S343)。MP119は、データをユーザデータ用記憶ドライブ114にライトすることなく、バックアップデータをバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115にライトする(S344)。
バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115に空き容量が存在しない場合、MP119は、UNWRITTEN_FLGが0である最古の管理ページを管理テーブル201で検索する。MP119は、見つけた管理ページが示すアドレス領域に、新規バックアップデータをライトし、当該管理ページを削除する。これにより、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のみに格納されているデータを保持する。
図18は、応答遅延記憶ドライブに対するリード要求の処理のフローチャートを示す。MP119は、RAIDグループ、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115、応答遅延記憶ドライブの順で、要求データの取得を試みる。これにより、より高速な応答を実現する。
MP119は、ホスト計算機101から応答遅延記憶ドライブへのリード要求を受信すると、応答遅延記憶ドライブのRAIDグループの他の記憶ドライブから、要求データを生成するためのデータをリードする(S361)。リードエラーが発生しない場合(S362:NO)、MP119は、リードしたデータから要求データを生成し(S363)、その要求データをホスト計算機101に返す(S364)。
RAIDグループからのリードにおいてエラーが発生した場合(S362:YES)、MP119は、管理テーブル201において、要求データの管理ページ211を検索する(S365)。
対象の管理ページ211が存在する場合(S366:YES)MP119は、要求データの管理ページ211における最新管理ページ211を参照し、最新管理ページ211が示すバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のアドレスから、要求データ(バックアップデータ)をリードする(S367)。MP119は、リードした要求データをホスト計算機101に返す(S364)。
対象の管理ページ211が存在しないことは、要求データは、対象記憶ドライブが応答遅延記憶ドライブに変化する前のデータであって、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115においてバックアップデータが消去されている、ことを意味する。
対象の管理ページ211が存在しない場合(S366:NO)、MP119は、応答遅延記憶ドライブ114から、要求データをリードすることを試みる(S368)。正常にデータをリードすることができた場合(S369:YES)、MP119は、リードした要求データをホスト計算機101に返す(S370)。正常にデータをリードできない場合(S369:NO)、MP119は、エラー応答をホスト計算機101に返す(S371)。
図19は、応答遅延記憶ドライブの復旧処理のフローチャートを示す。応答遅延と判定させた記憶ドライブは、一時的にRAIDグループから切り離される。所定時間経過後又は所定コマンド数処理後に、MP119は、応答遅延記憶ドライブを復旧して、再びRAIDグループに戻す。
応答遅延記憶ドライブ114がRAIDグループから切り離されている間に書き込まれたデータは、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115に格納されている。MP119は、バックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115から未書き込みデータをリードし、応答遅延記憶ドライブ114にライトする。
図19において、MP119は、管理テーブル201において、復旧対象記憶ドライブ114の管理ページ211であって、UNWRITTEN_FLGが1である管理ページ211を検索する(S381)。
MP119は、UNWRITTEN_FLGが1である管理ページ211それぞれが示す復旧対象記憶ドライブ114の記憶領域のために、最新の管理ページ211が示すバックアップデータ一時格納用記憶ドライブ115のアドレスから、バックアップデータをリードする(S382)。
MP119は、リードされたバックアップデータを復旧対象記憶ドライブへライトし(S383)、復旧対象記憶ドライブの管理ページ211のUNWRITTEN_FLGを0に設定する(S384)。上述の方法により、応答遅延記憶ドライブを復旧して、再びRAIDグループに戻すことができる。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD等の記録装置、または、ICカード、SDカード等の記録媒体に置くことができる。
Claims (14)
- コントローラと、
RAIDグループを構成する複数の記憶ドライブと、
前記RAIDグループに格納されるデータのバックアップデータを格納する1以上のバックアップ記憶ドライブと、を含み、
前記コントローラは、
前記バックアップデータの、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを管理する、管理情報を保持し、
前記RAIDグループへのライトデータを受信すると、前記ライトデータのバックアップデータを、前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、前記管理情報を更新する、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、
前記1以上のバックアップ記憶ドライブに、バックアップデータをシーケンシャルにライトし、
前記1以上のバックアップ記憶ドライブへのバックアップデータのライトに応じて、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスのマッピングを示す管理ページを、前記管理情報に追加し、
前記複数の記憶ドライブにおける第1アドレス領域のリードエラーに対して、前記管理情報を参照して、前記1以上のバックアップ記憶ドライブにおいて、前記第1アドレス領域の最新データを格納している第2アドレス領域を同定し、
前記第2アドレス領域のデータを、前記第1アドレス領域に書き込む、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記1以上のバックアップ記憶ドライブは、前記RAIDグループの冗長データのバックアップデータを格納する、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記管理情報は、複数の管理ページを含み、
前記複数の管理ページのそれぞれは、バックアップデータのバックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを示し、
前記コントローラは、
前記複数の管理ページを順次選択し、
選択した各管理ページが示すバックアップ元アドレスのデータのチェックを行い、
所定のエラーを起こしたバックアップ元アドレスの最新のバックアップデータのバックアップ先アドレスを、前記管理情報において検索し、
前記所定のエラーを起こしたバックアップ元アドレスに、前記最新のバックアップデータをライトする、ストレージシステム。 - 請求項4に記載のストレージシステムであって、
未チェックの管理ページ数が規定値を超える場合、前記コントローラは、前記管理情報から選択した管理ページが示すバックアップ元アドレスのデータのチェックを行う、ストレージシステム。 - 請求項4に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記複数の記憶ドライブそれぞれにおける、前記管理情報に基づくチェックによるエラー修復回数をカウントし、
前記エラー修復回数が規定値に達した記憶ドライブについての警告を出力する、ストレージシステム。 - 請求項4に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記最新のバックアップデータにより修復した箇所に対して、前記最新のバックアップデータのライトとリードを繰り返すテストを実行し、
前記テストにおいて所定のエラーを検出すると、前記修復した箇所を含む記憶ドライブについての警告を出力する、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記RAIDグループにおいて、所定のリードエラーが発生した箇所の隣接アドレスの第1データをリードし、
前記第1データを前記隣接アドレスにライトし、
前記第1データのバックアップデータを前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、前記管理情報を更新する、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、
前記1以上のバックアップ記憶ドライブの旧データに新データを上書きする前に、前記旧データのバックアップ元アドレスのデータのチェックを行い、
所定のエラーが発生した場合、前記旧データのバックアップ元アドレスの最新のバックアップデータのバックアップ先アドレスを、前記管理情報において検索し、
前記旧データのバックアップ元アドレスに、前記最新のバックアップデータをライトする、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記複数の記憶ドライブにおけるエラー箇所に対して第1バックアップデータをライトした後、前記第1バックアップデータのバックアップデータを、前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、前記管理情報を更新する、ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、応答遅延記憶ドライブとして管理されている第1記憶ドライブへのライト要求をホストから受信すると、前記第1記憶ドライブに前記ホストからの受信データをライトすることなく、前記1以上のバックアップ記憶ドライブへ前記受信データをライトした後、完了応答を前記ホストに返し、
前記1以上のバックアップ記憶ドライブへ格納されている前記受信データの消去を禁止する、ストレージシステム。 - 請求項11に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記第1記憶ドライブへのリード要求を前記ホストから受信すると、前記第1記憶ドライブが含まれるRAIDグループの他の記憶ドライブのデータを使用した要求データの生成、前記1以上のバックアップ記憶ドライブからの前記要求データのバックアップデータのリード、前記第1記憶ドライブからの前記要求データのリード、の順に試みる、ストレージシステム。 - 請求項11に記載のストレージシステムであって、
前記コントローラは、前記1以上のバックアップ記憶ドライブから、前記第1記憶ドライブに対する未更新データをリードし、
前記未更新データを前記第1記憶ドライブにライトした後、前記第1記憶ドライブの状態を前記応答遅延記憶ドライブから正常記憶ドライブに変更して、前記RAIDグループに戻す、ストレージシステム。 - ストレージシステムを制御する方法であって、
前記ストレージシステムは、
RAIDグループを構成する複数の記憶ドライブと、
前記RAIDグループに格納されるデータのバックアップデータを格納する1以上のバックアップ記憶ドライブと、を含み、
前記方法は、
前記RAIDグループへのライトデータを受信すると、前記ライトデータのバックアップデータを、前記1以上のバックアップ記憶ドライブに格納し、
前記バックアップデータの、バックアップ元アドレスとバックアップ先アドレスとの間のマッピングを管理する、管理情報に、前記ライトデータのバックアップデータの情報を追加する、方法。
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