JP2008217202A - ディスクアレイ装置及びファームウェア更新方法 - Google Patents

ディスクアレイ装置及びファームウェア更新方法 Download PDF

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Abstract

【課題】処理速度を落とすことなく、ハードディスクのファームウェアを更新するこのとのできるディスクアレイ装置、及びファームウェアの更新方法を提供する。
【解決手段】RAIDシステムを構築して、複数のハードディスクの動作を制御するRAIDコントローラと、前記複数のハードディスクのうちの被更新ハードディスクに対して、ファームウェアの更新を行う管理エージェントと、を具備する。前記管理エージェントは、前記被更新ハードディスクを前記RAIDシステムから切り離してファームウェアの更新を行い、前記被更新ハードディスクが切り離されている間に、前記RAIDシステムへの書き込みが行われる場合に、書き込みの行われる前記RAIDシステム上の論理アドレスを記憶し、更新終了後に、前記RAIDコントローラによって、前記被更新ハードディスクのうち、記憶した前記論理アドレスに対応する部分のデータを復元し、前記被更新ハードディスクを前記RAIDシステムに復帰させる。
【選択図】図4

Description

本発明は、ディスクアレイ装置に関し、特に、RAIDシステムの構築されるディスクアレイ装置と、そのファームウェアを更新する方法に関する。
複数台のハードディスクにデータを分散させて記憶させるディスクアレイ装置が知られている。このようなディスクアレイ装置として、RAIDコントローラにより、RAIDシステムを構築して、複数台のハードディスクを管理するものが挙げられる。
複数のハードディスクの各々には、通常、ハードディスクの各種動作を制御する為のファームウェアが記憶されている。このファームウェアは、複数のハードディスク間の性能を均質化したり、性能をより良くするなどの目的により、更新されることがある。
このようなファームウェアの更新は、ネットワーク経由で行われることがある。この場合、ディスクアレイ装置にインストールされたファームウェア更新用のプログラム(以下、管理エージェントと記載する)により行われる。この場合の動作について説明する。管理エージェントが、ネットワークを介して、最新バージョンのファームウェアを提供するコンピュータ(以下、管理PCと記載する)にアクセスする。管理エージェントは、管理PCから、最新ファームウェアのバージョン情報を取得し、ディスクアレイ装置内のハードディスクのファームウェアのバージョンと比較する。ハードディスクのファームウェアバージョンが古かった場合、管理PCから最新ファームウェアをダウンロードする。ダウンロード後に、ディスクアレイ装置内のハードディスクのファームウェアを更新する。更新中には、全てのハードディスクに対する書き込み、読み込み処理は中断される。また、ネットワークを介した通信も中断され、ローカルに、ファームウェアの更新が行われる。ファームウェアの更新中は、ディスクアレイ装置に対して、データの書き込み、読み込みを行うことができないので、ユーザにとっては不便であった。
尚、特許文献1には、ネットワーク経由で、ディスクアレイ装置内のファームウェアやドライバをアップデートする方法に関する記載がある。
また、特許文献2は、ディスクアレイ装置の処理を中断させることなくファームウェアを更新できる様にする技術を開示している。この特許文献2に記載された更新方法では、ファームウェアを更新するにあたり、まず更新対象となるハードディスクAに記録されているデータを、他のハードディスクBに複写する。次に、複写が終了すると、ハードディスクAに対するI/O処理を中止し、ハードディスクAに対するI/O処理をハードディスクBに代行させる。更に、代行モード中に、I/O処理に起因して生じたデータの変更履歴の記憶管理を開始する。そして、ハードディスクAのファームウェアを更新する。ハードディスクAの更新が終了すると、データ変更履歴、及びハードディスクA又はBに記録されているデータに基いて、ハードディスクAの内容を最新の更新状態にセットアップする。更に、ハードディスクBに代行させていたハードディスクAに対するI/O処理を、ハードディスクAが直接行うように戻して、処理を終了する。
特開2002−278906号 公報 特開2002−318666号 公報
特許文献2の技術を用いれば、ディスクアレイ装置の処理を中断させること無くファームウェアの更新を行うことができる。しかしながら、(1)更新対象のハードディスクのデータを別のハードディスクにコピーする、(2)更新対象のハードディスクのデータを最新の更新状態にセットアップするにあたり、代行させていたハードディスクの内容と比較する、などの処理が必要であり、ファームウェアの更新中は、処理速度が遅くなってしまうことが予想される。
従って、本発明の目的は、処理速度を落とすことなく、ハードディスクのファームウェアを更新することのできるディスクアレイ装置、及びファームウェアの更新方法を提供することにある。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号を用いて、[課題を解決するための手段]を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明にかかるディスクアレイ装置(100)は、複数のハードディスク(31〜35)を冗長性を有するRAIDシステムを構築して論理的に制御するRAIDコントローラ(14)と、RAIDコントローラ(14)にアクセス可能に接続され、複数のハードディスク(31〜35)のうちの被更新ハードディスク(31)に対して、ファームウェアの更新を行う管理エージェント(61)と、を具備する。管理エージェント(61)は、被更新ハードディスク(31)のファームウェアを更新するに際し、被更新ハードディスク(31)をRAIDシステムから論理的に切り離してファームウェアの更新を行う。管理エージェント(61)は、被更新ハードディスク(31)の切り離し中にRAIDシステムに対して書き込みが行われる場合、RAIDシステム上における、書き込みの行われる論理アドレスを記憶する。管理エージェント(61)は、更新終了後に、RAIDコントローラ(14)にアクセスして、被更新ハードディスク(31)のうち、記憶した論理アドレスに対応するセクタのデータを復元し、被更新ハードディスク(31)をRAIDシステムに復帰させる。
上述の構成に依れば、更新対象のハードディスク(31)のみがRAIDシステムから切り離されるので、更新中にもRAIDシステムに対する書き込み、読み込み処理を行うことができる。更新中にRAIDシステムへの書き込みがあった場合、書き込みの行われる論理アドレスが記憶される。更新終了後に、被更新ハードディスク(31)のセクタのうち、記憶しておいた論理アドレスに対応する部分のセクタのデータのみが復元される。この際、被更新ハードディスクに記録されているデータを全て復元する必要は無いので、データの復元に要する処理を最小限に抑えることができる。従って、処理速度を落とすことなく、ハードディスクのファームウェアを更新することができる。
上記のディスクアレイ装置(100)において、RAIDコントローラ(14)は、被更新ハードディスク(31)の切り離し中にRAIDシステムに対して書き込みが行われる場合に、書き込みの行われるセクタのセクタ情報に復旧フラグを書き込ませることが好ましい。この時、被更新ハードディスク(31)のデータを復元するにあたっては、復旧フラグの書き込まれたセクタのデータに基いて、復旧フラグの書き込まれていないセクタのデータを生成することで、被更新ハードディスクのデータを復元する。
上記のディスクアレイ装置(100)において、RAIDコントローラ(14)は、パリティを有するRAIDシステムを構築して複数のハードディスク(31〜35)の動作を制御することが好ましい。
本発明にかかるファームウェア更新方法は、RAIDシステムのハードディスクのファームウェアを更新するファームウェア更新方法である。このファームウェア更新方法は、ファームウェアの更新を行う被更新ハードディスクを、RAIDシステムから切り離すステップ(ステップS40)と、切り離した被更新ハードディスクのファームウェアを更新するファームウェア更新ステップ(ステップS50)と、更新中に書き込みの行われたRAIDシステム上の論理アドレスを記憶するステップ(ステップS52)と、ファームウェア更新ステップ(S50)の終了後に、被更新ハードディスクを再起動するステップ(ステップS70)と、被更新ハードディスクのうち、記憶した論理アドレスに対応する部分のデータを復元する復元ステップ(ステップS90)と、データの復元された被更新ハードディスクを、RAIDシステムに復帰させるステップ(ステップS100)と、を具備する。
上記のファームウェア更新方法は、更に、更新中に書き込みを行われたセクタのセクタ情報に、復旧フラグを書き込むステップ(ステップS51)、を具備することが好ましい。このとき、復元ステップ(ステップS90)において、復旧フラグの書き込まれたセクタのデータに基いて、復旧フラグの書き込まれていないセクタのデータを復元することで、被更新ハードディスクのデータを復元する。
本発明に依れば、処理速度を落とすことなく、ハードディスクのファームウェアを更新するこのとのできるディスクアレイ装置、及びファームウェアの更新方法が提供される。
図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るディスクアレイ装置11を含むネットワークシステム100の構成を示すブロック図である。このネットワークシステム100は、一の管理PC1と、複数のディスクアレイ装置(11〜14)とを有している。各ディスクアレイ装置(11〜14)は、ネットワーク2を介して、管理PC1に接続されている。管理PC1には、各ディスクアレイ装置(11〜14)とディスクアレイ装置の管理に関する通信を行うための、マネージャソフトウェア41がインストールされている。
図2は、個々のディスクアレイ装置11の構成を機能的に描いた概略ブロック図である。各ディスクアレイ装置10は、ネットワーク2との間に介在するインターフェース12、ユーザとの間でデータの入出力を行える様にするための入出力装置13、RAIDコントローラ14、メモリ15、CPU16、及び格納部17を有しており、これらは、汎用バス11を介して互いに接続されている。格納部17には、オペレーティングシステム17、ファームウェア更新プログラムとしての管理エージェント61が格納されている。また、RAIDコントローラ14の配下には、複数のハードディスク(31〜35)が接続されている。
オペレーティングシステム17及び管理エージェント61は、ディスクアレイ装置11の起動時にメモリに展開され、CPUに実行されてその機能を実現するものである。管理エージェント61は、ハードディスクのファームウェアの更新に関する機能を実現するものであり、オペレーティングシステム51上で動作する。具体的には、ネットワーク2を介して、管理PC1のマネージャ41と定期的に通信を行い、必要に応じてマネージャ41から最新版のファームウェアをダウンロードし、ハードディスク(31〜35)のファームウェアの更新に係る機能を実現する。
RAIDコントローラ14は、RAIDシステムを構築して、複数のハードディスク(31〜35)を管理する。この際、RAIDコントローラ14は、冗長性を有するRAIDシステムを論理的に構築し、複数のハードディスク30に対する書き込み、読み込み動作を制御する。尚、本明細書でいうRAIDシステムは、冗長性を有さないRAID0を含まない。
図3は、RAIDシステムを説明するための図である。RAIDコントローラ14は、図3に示されるように、複数のハードディスク(31〜35)の各々を、複数の領域(以下、セクタとする)に分割し、論理アドレスを割り当てて管理している。ここで、論理アドレスは、別々のハードディスクに含まれる複数のセクタから構成されており、図3に示される例では3つのセクタから構成されている。
例えば、入出力装置13を介してユーザから書き込みが行われた場合、オペレーティングシステム51がRAIDコントローラ14に対して、論理アドレス単位でデータを通知する。RAIDコントローラ14は、オペレーティングシステム51からのアクセスに応じて、通知されたデータを2分割し、論理アドレス内の3つのセクタのうちの2つのセクタに、一つづつ格納する。そして、2分割したデータからパリティデータを生成し、残りの1つのセクタにこのパリティデータを格納する。図3に示される例では、論理アドレス201に対して書き込みを行う場合、ハードディスク31のセクタ201−1と、ハードディスク32のセクタ201−2とに、2分割したデータを一つづつ格納し、ハードディスク33のセクタ201−Pにパリティデータを格納する。同様に、論理アドレス202に対しては、202−1、202−2に2分割したデータを一つづつ格納し、202−Pにパリティデータを格納する。また、RAIDコントローラ14は、必要に応じて、データを格納する際に、各セクタのヘッダ部分にセクタ情報を書き込む。
上記のように、論理アドレス内の1セクタに、パリティデータを格納することにより、1台のハードディスクがRAIDシステムから切り離されても、データ内容は保護されるようになっている。
続いて、上述のディスクアレイ装置10において、ハードディスク31のファームウェアの更新を行う際の動作について説明する。図4は、本実施形態にかかるファームウェア更新方法を示すフローチャートである。
管理PC1上で稼動するマネージャ41から、ネットワーク2を介して、ディスクアレイ装置10上で稼動する管理エージェント61に対し、ファームウェア更新の指示があったとする。指示を受けた管理エージェント61は、マネージャ41から更新するハードディスクの対象名とファームウェアのバージョンを取得する。そして、RAIDコントローラ14配下に対象名のハードディスクが存在するか否かの確認と、各ハードディスクのファームウェアバージョンの確認を行う(ステップS10)。
対象名のハードディスク31が存在し、かつ、ファームウェアバージョンが古かった場合、管理エージェント61は、マネージャ41から最新のファームウェアをダウンロードする(ステップS20)。その後、RAIDコントローラ14配下のハードディスク31〜35の整合性確認(Consistency check)を行う(ステップS30)。整合性確認後、管理エージェント61は、RAIDコントローラ14にアクセスして、更新対象のハードディスク31をRAIDシステムから論理的に切り離し、RAIDシステムを縮退状態とする(ステップS40)。縮退状態にした後、管理エージェント61は、切り離した更新対象のハードディスク31のファームウェアを、ダウンロードしたファームウェアに更新する(ステップS50)。
ここで、更新対象のハードディスク31がRAIDシステムから切り離されている間に、オペレーティングシステム51からRAIDコントローラ14に対して、データの書き込み処理が行われたとする。この場合、RAIDコントローラ14は、RAIDシステムが縮退状態のまま、ハードディスク31以外の各ハードディスク(32〜35)に対して、データを書き込む。この時、RAIDコントローラ14は、書き込みを行う各ハードディスク(32〜35)の各セクタに、後に復旧させるための復旧フラグをセクタ情報として書き込みつつ、データを書き込む(ステップS51)。また、管理エージェント61は、書き込みの履歴を管理しており、書き込みの行われる(又は行われた)RAIDシステム上の論理アドレスを、メモリ15に記憶しておく(ステップS52)。
管理エージェント61は、ファームウェアの更新を終えると、ファームウェアの更新が正常終了したかどうかを確認する(ステップS60)。正常終了した場合、管理エージェント61は、更新対象のハードディスクを再起動する(ステップS70)。更に、管理エージェント61は、新しいファームウェアが正常に起動するかどうかを確認する(ステップS80)。
S80において正常に起動した場合、管理エージェント61は、RAIDコントローラ14にアクセスし、更新対象のハードディスク31に格納されたデータを復元する。この際、メモリ15に記憶しておいた論理アドレスに基いて、その論理アドレスに対応するセクタのみ、データを復元させる。具体的には、管理エージェント61が、RAIDコントローラ14に対して、記憶していた論理アドレスを指定した復旧コマンドを送信する。RAIDコントローラ14は、復旧コマンドを受け付けると、各ハードディスクの複数のセクタのうち、指定された論理アドレスに対応するセクタのデータを読み込む。この際、被更新ハードディスク31のセクタも読み込む。そして、論理アドレス内の3つのセクタのデータのうち、復旧フラグのある2つのデータから、復旧フラグの無いもう一つのデータを生成し、復旧フラグの無いセクタに書き込む。同時に、復旧フラグのある2つのセクタのセクタ情報から、復旧フラグをクリアする。ここでもし、3つのセクタの全てに復旧フラグが存在する場合は、その論理アドレスには更新対象のハードディスクのセクタが存在しないことを示すため、3つの復旧フラグのクリアのみを行い、データ自体は変更しない。このような動作により、更新対象のハードディスクのセクタのうち、切り離し中に書き込みのあった論理アドレスのセクタのみ、データが復元される(ステップS90)。
次に、管理エージェント61は、RAIDコントローラ14により、切り離していた更新対象のハードディスク31を、RAIDシステムに復帰させる(ステップS100)。更に、再度整合性確認を行い(ステップS110)、処理を終了する。ディスクアレイ装置11内のハードディスクに、複数更新対象のものが存在する場合、ステップS10〜110の処理を繰り返し実行する。
以上の動作を、より具体的に説明する。図3において、ハードディスク31のファームウェアを更新し、ハードディスク31が切り離されている間に、論理アドレス301〜論理アドレス306に対して書き込み処理が行われたとする。
この場合、ステップS40において、ハードディスク31がRAIDシステムから切り離される。また、ステップS51において、ハードディスク31以外のハードディスク(32〜35)に対して、データの書き込みが行われる。この際、図3に示されるように、書き込みの行われる各セクタのセクタ情報には、復旧フラグ(図中、「R」)が書きこまれる。更に、ステップS52において、管理エージェント61が、論理アドレス301〜306を、記憶する。
ステップS90で、データを復元するにあたっては、管理エージェント61が、RAIDコントローラ14に対し、記憶していた論理アドレス301〜306への復旧コマンドを送信する。RAIDコントローラ14は論理アドレス301に該当するハードディスク31〜33より、セクタ301−1、301−2、301−Pのデータを読み込む。この際セクタ情報も読み込む。そして、復旧フラグ「R」の存在するセクタ301−2、302−Pから、復旧フラグの存在しないセクタ301−1のデータを生成し、セクタ301−1にそのデータを書き込む。書き込み後、セクタ301−2、301−Pのセクタ情報から復旧フラグ「R」をクリアする。同様に、ハードディスク31内のセクタ302−P、304−2、306−1のデータの更新を行う。また、論理アドレス303、305については、全てのセクタに復旧フラグ「R」が存在するので、復旧フラグ「R」のクリアのみを行い、セクタに格納されるデータの変更は行わない。
以上のように動作することで、ハードディスク31に記憶されたデータのうち、切り離し中に書き込みのあった論理アドレスに対応するセクタ(301−1、302−P、304−2、306−1)のデータのみが復元される。
なお、ステップS60において、ファームウェアの更新が正常に終了しなかった場合には、管理エージェント61が被更新ハードディスクを再起動し(ステップS120)、古いバージョンのまま正常に起動するかどうかを確認する(ステップS130)。古いバージョンのまま正常に起動した場合には、切り離し中に書き込みのあった論理アドレスのみ、S90と同様に、被更新ハードディスクのデータ内容を書き戻す(ステップS140)。さらに、管理エージェント61は、更新対象ハードディスクをRAIDシステムに復帰させ(ステップS150)、整合性確認(ステップS160)後、マネージャ41に対しファームウェア更新が失敗した旨を通知する(ステップS170)。
また、S80において、被更新ハードディスクのファームウェア更新後の再起動で、新しいバージョンのファームウェアが正常に起動できなかった場合、もしくは、ステップS130において、古いバージョンのファームウェアで正常に起動できなかった場合は、管理エージェント61は、被更新ハードディスクを切り離した縮退状態を保持し、マネージャ41に対し、ファームウェア更新が失敗した旨のアラーム通知を行う(ステップS200)。
以上説明したように動作することで、更新対象のハードディスクがRAIDシステムから切り離されている間も、RAIDシステムは縮退状態として構築されているので、ファームウェアの更新中でも、RAIDシステムに対する書き込み、読み込み処理を行うことができる。
ここで、切り離し中に書き込まれたデータを復元するにあたり、書き込みの行われる論理アドレスが記憶されているので、切り離されていたハードディスクのうちの、書き込みの行われる論理アドレスに対応するセクタのデータのみを復元させることができる。書き込みの行われる論理アドレス以外のセクタに関しては、復元処理を行う必要が無いので、データ復元に要する処理を最小限に抑えることができる。すなわち、従来例のように、被更新ハードディスクを切り離す際に、被更新ハードディスクに記録されたデータを複写して別の装置(ハードディスクなど)に移しておいたり、データ復元にあたって、被更新ハードディスクのデータ内容を、代行させておいたハードディスクに記録されたデータと比較する、などの処理は必要無く、処理の高速化が見こまれる。
また、管理PC1にネットワーク2を介して接続されているディスクアレイ装置12〜14も同様に、RAIDシステムに対する書き込み、読み込み処理を止めることなく、ファームウェアの更新を行うことが可能である。
また、ディスクアレイ装置に対する書き込み、読み込み処理を中断する必要が無いので、ネットワーク2を介して別のコンピュータと接続したままで、ファームウェアの更新を実行することができる。従って、各ディスクアレイ装置毎に、ローカルにファームウェアの更新を行う必要は無く、ネットワーク経由で更新を行うことができる。
また、本実施形態では、RAIDコントローラが構築するRAIDシステムとして、論理アドレスが別々のハードディスクの3つのセクタから構成され、このうちの一つのセクタにパリティデータが格納されるタイプについて説明したが、冗長性を有さないRAID0でなければ、他のタイプのRAIDシステムが用いられてもよい。
ネットワークシステムの概略構成図である。 ディスクアレイ装置の構成を示す概略構成図である。 RAIDシステムを説明する為の概念図である。 ファームウェア更新方法を示すフローチャートである。
符号の説明
1 管理PC
2 ネットワーク
10 ディスクアレイ装置
11 汎用バス
12 インターフェース
13 入出力装置
14 RAIDコントローラ
15 メモリ
16 CPU
17 格納部
41 マネージャ
31 ハードディスク
32 ハードディスク
33 ハードディスク
34 ハードディスク
35 ハードディスク
51 オペレーティングシステム
61 管理エージェント
100 ネットワークシステム

Claims (6)

  1. 複数のハードディスクを、冗長性を有するRAIDシステムを構築して論理的に制御するRAIDコントローラと、
    前記RAIDコントローラにアクセス可能に接続され、前記複数のハードディスクのうちの被更新ハードディスクに対して、ファームウェアの更新を行う管理エージェントと、
    を具備し、
    前記管理エージェントは、前記被更新ハードディスクのファームウェアを更新するに際し、前記被更新ハードディスクを前記RAIDシステムから論理的に切り離してファームウェアの更新を行い、
    前記被更新ハードディスクの切り離し中に前記RAIDシステムに対して書き込みが行われる場合、前記管理エージェントは、前記RAIDシステム上において書き込みの行われる論理アドレスを記憶し、更新終了後に、前記RAIDコントローラにアクセスして、前記被更新ハードディスクのうち、記憶した前記論理アドレスに対応するセクタのデータを復元させ、前記被更新ハードディスクを前記RAIDシステムに復帰させる
    ディスクアレイ装置。
  2. 請求項1に記載されたディスクアレイ装置であって、
    前記RAIDコントローラは、
    前記被更新ハードディスクの切り離し中に前記RAIDシステムに対して書き込みが行われる場合に、書き込みの行われるセクタのセクタ情報に復旧フラグを書き込み、
    前記被更新ハードディスクのデータを復元するにあたり、前記復旧フラグの書き込まれたセクタのデータに基いて、復旧フラグの書き込まれていないセクタのデータを生成することで、前記被更新ハードディスクのデータを復元する
    ディスクアレイ装置。
  3. 請求項1又は2に記載されたディスクアレイ装置であって、
    前記RAIDコントローラは、パリティを有するRAIDシステムを構築して前記複数のハードディスクを制御する
    ディスクアレイ装置。
  4. RAIDシステムのハードディスクのファームウェアを更新するファームウェア更新方法であって、
    ファームウェアの更新の行われる被更新ハードディスクを、前記RAIDシステムから切り離すステップと、
    切り離した前記被更新ハードディスクのファームウェアを更新するファームウェア更新ステップと、
    前記被更新ハードディスクの切り離し中に前記RAIDシステムに対して書き込みが行われる場合に、書き込みの行われる論理アドレスを記憶するステップと、
    前記ファームウェア更新ステップの終了後に、前記被更新ハードディスクを再起動するステップと、
    記憶した前記論理アドレスに基いて、前記被更新ハードディスクのうち、記憶した前記論理アドレスに対応するセクタのデータを復元する復元ステップと、
    データの復元された前記被更新ハードディスクを、前記RAIDシステムに復帰させるステップと、
    を具備する
    ファームウェア更新方法。
  5. 請求項4に記載されたファームウェア更新方法であって、
    更に、
    前記被更新ハードディスクが切り離されている間に書き込みを行われたセクタのセクタ情報に、復旧フラグを書き込むステップ、
    を具備し、
    前記復元ステップにおいて、前記復旧フラグの書き込まれたセクタのデータに基いて、復旧フラグの書き込まれていないセクタのデータを復元することで、前記被更新ハードディスクのデータを復元する
    ファームウェア更新方法。
  6. 請求項4又は5に記載されたファームウェア更新方法を、コンピュータにより実現する為の、ファームウェア更新プログラム。
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