JP2014199583A - ストレージ制御装置、制御プログラム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ストレージ制御装置は、第1〜第3の格納領域、制御部を備える。第1の格納領域は、ホストにより更新がなされる更新対象の元データを格納する。制御部は、第1の格納領域に格納された更新対象の元データに対して書き込むべきデータを複数の更新データに分割することにより、連続したアドレスごとに複数の更新データを振り分ける。第2の格納領域は、制御部により振り分けられた複数の更新データを格納する。第3の格納領域は、更新対象の元データの複数の更新データによって上書きされるべき第1の格納領域のアドレスである更新領域アドレスを、複数の更新データを格納している第2の格納領域のアドレスである格納先アドレスに対応付けた情報を、格納する。
【選択図】図3
Description
マッピング情報の量が増えると、スナップショットの性能が低下してしまう。
図1は、ストレージ装置を説明する例を示す図である。図1のストレージ装置200は、制御部201、メタスライス202、データスライス203、マスタースライス204を備える。制御部201は、ストレージ装置に接続されるホストとなるサーバの要求を契機に、スナップショットの処理を制御する。サーバの要求は、サーバのデータが更新された場合に通知される。マスタースライス203は、ホストにより更新がなされる更新対象の元データを格納する。また、マスタースライス203は、ある時点でのホストが保持する何らかのデータをバックアップしたものであり、。マスタースライス204は、スナップショットのコピー元となるデータ群である。実施形態に係るマスタースライス204の各データは、4KBのチャンクサイズで区切られて管理される。図1のストレージ装置200は、COW方式で用いられるCOWスライスを、メタスライス202とデータスライス203とに分割したものである。メタスライス202は、ヘッダチャンク及びメタチャンクなどスナップショットの処理に用いられるメタ情報を保存する領域である。データスライス203は、スナップショットの更新データを保存するデータ領域である。メタスライス202は、アクセスに使用されるマッピング情報を有する。マッピング情報は、適宜キャッシュに格納され使用される。制御部201は、ホストからの書き込み要求であるIO要求(Input Output)に応じて、マッピング情報を参照する。キャッシュに格納されたマッピング情報を参照することで、メタスライスからマッピング情報を参照する場合よりも高速に処理を行うことができ、スナップショットの性能を向上できる。IO要求は、更新するデータ、更新するデータのサイズ、更新するデータを書き込む先のマスタースライスのアドレス番号の情報が含まれる。図1のデータスライス203は、中間にメタスライスなどの割り込みとなるスライスがない。そのため、制御部201は、更新をするデータをデータスライス203のスライスを連続的に書き込むことができる。そのため、制御部201は、データスライス203の書き込みに用いるシーク時間を軽減することができ、かつ一括でIO要求を行うことができる。
制御部201は、サーバ340からの書き込み要求を受け取る。書き込み要求は、データを更新するために用いられるデータやメタ情報が含まれる。制御部201は、受領した要求を所定のサイズに分割し、処理を行う。制御部201は、分割された各々のIO要求に応じて、データスライス、メタスライスにアクセスを行う。制御部201は、例えば、連続した物理アドレスに書き込みを行う場合、IO要求をまとめて1度で実行したほうが効率的であり、データスライス又はメタスライスへのアクセス回数も減らすことができる。そこで、実施形態に係るストレージ装置は、メタスライスへのIO要求に対して、同一のキャッシュページを保持するIO要求を一括化する。更に、実施形態に係るストレージ装置は、メタスライスへのIO要求に対して、連続した物理アドレスへのIO要求を一括化する。
図5A(2) 制御部201は、同一のキャッシュページの情報を持つジョブを見つける。図5の例では、付加情報403bと付加情報403dとが同一のキャッシュページの情報を持っている。
図5A(3) 制御部201は、同一のキャッシュページの情報を持つジョブを対象にした専用の付加情報を作成する。図5A(3)では、付加情報403dを対象にした専用の付加情報403fを作成する。
図5A(4) 制御部201は、同一のキャッシュページの情報を持つ後続のジョブが実行される際に、並列して同一のキャッシュページの情報を持つ先頭のジョブが実行されるよう設定する。図5A(4)では、キュー401bに、ジョブ402bを割り当てる。付加情報403dは、所定のキューに格納される。
図5B(5) 制御部201は、付加情報403fをジョブ402dの付加情報として設定する。
図5B(6) 制御部201は、非同期IOを実行する。
図5B(7) 制御部201は、終了した各ジョブの付加情報の情報を集める。なお、図5A(3)で作成された付加情報403fは、破棄される。
図6A(2) 制御部201は、連続した物理アドレスの情報を持つジョブを見つける。図6の例では、付加情報413bと付加情報413fとが連続した物理アドレスの情報を持っている。
図6A(3) 制御部201は、連続した物理アドレスの情報を持つジョブを対象にした専用の付加情報を作成する。図56(3)では、付加情報413bと付加情報413dを対象にした専用の付加情報413hを作成する。
図6B(4) 制御部201は、連続した物理アドレスの情報を持つ先頭のジョブが実行される際に、並列して連続した物理アドレスの情報を持つ後続のジョブが実行されるよう設定する。図6A(4)では、キュー411cに、ジョブ412dを割り当てる。付加情報413bは、所定のキューに格納される。
図6B(5) 制御部201は、ジョブ412dの付加情報413dを削除し、ジョブ412fをジョブ412dの後続のジョブと設定する。
図6B(6) 制御部201は、付加情報413hをジョブ412bの付加情報として設定する。
図6C(7) 制御部201は、非同期IOを実行する。
図6C(8) 制御部201は、終了した各ジョブの付加情報の情報を集める。なお、付加情報413hは、破棄される。
図7は、スナップショットの処理の例を説明する図である。図7Aは、COW方式のスナップショットの処理の例を説明する図である。図7は、サーバから、データb及びデータcを書き込みする要求がきた場合の例である。この例では、データb及びデータcは、マスタースライス102のデータaのチャンクを更新するためのデータである。COW方式のスナップショットの処理を、図7Aの(1)〜(3)を用いて説明する。図7Aは、制御部101、マスタースライス102、COWスライス103を備える。図7Aの(1)に例示するように、サーバから書き込み要求があると、制御部101は、更新用のデータb及びデータcをメモリに保存する。制御部101は、データb及びデータcがデータを書き込む対象のデータチャンクであるデータaを、マスタースライス102から読み取る。制御部101は、データaをメモリに保存する。図7Aの(2)では、制御部101は、読み出したデータaをCOWスライス103に書き込む。図7Aの(3)において、制御部101は、データb及びデータcをCOWスライスのデータaに書き込み、データa´を作成する。
図8は、複数のチャンクに跨るデータの書き込み要求に関する処理の例を示す図である。図8は、チャンク1〜チャンク3に跨ったデータに対して書き込み要求があった場合の例を示している。チャンク1及びチャンク3への書き込み要求は、チャンク1、チャンク3の一部分のデータを更新する要求である。チャンク2への書き込み要求は、チャンク2全体のデータを更新する要求である。図7Bに示すスナップショットの方法では、制御部は、チャンク1〜チャンク3のデータをマスタースライスから読み取る。次に、制御部は、チャンク1〜チャンク3のデータをCOWスライスに書き込む。その後、制御部は、COWスライスに書き込んだチャンク1〜チャンク3のデータに対して、更新用のデータを上書きする。
制御部201は、サーバ340からの書き込み要求を受け取ると、受領した要求を所定のサイズに分割し、処理を行う。制御部201は、分割された各々のIO要求に応じて、データスライスにアクセスを行う。制御部201は、例えば、連続した物理アドレスに書き込みを行う場合、IO要求をまとめて1度で実行したほうが効率的であり、データスライスへのアクセス回数を減らすことができる。そこで、実施形態に係るストレージ装置は、データスライスへのIO要求に対して、連続した物理アドレスへのIO要求を一括化して処理を行う。連続した物理アドレスへのIO要求を一括化することで、制御部201は、キャッシュへのアクセス回数を減らすことができ、スナップショットの性能を向上させることができる。なお、IO要求は、書き込みをするデータサイズ、書き込みをする対象となるマスタースライスのアドレス番号、キャッシュページに関する情報などの付加情報を持つので制御部はこれらの情報を用いて一括化を行う。
図9A(2) 制御部201は、同じマスタースライスのアドレスの情報を持つジョブを見つける。図5(2)では、付加情報423bと付加情報423dは、同じマスタースライスのアドレス番号の情報を持っている。
図9A(3) 制御部201は、同じマスタースライスのアドレスの情報を持つジョブを対象にした専用の付加情報を作成する。図9(3)では、付加情報423bと付加情報423dとを対象にした専用の付加情報423fを作成する。
図9A(4) 制御部201は、同じマスタースライスのアドレスの情報を持つジョブのうち、後続にあるジョブを先頭のジョブが実行される際に、並列して処理されるよう設定する。図9(4)では、キュー421bに、ジョブ422dを割り当てる。付加情報423bは、処理が終了した付加情報として、他のキューに保存される。
図9B(5) 制御部201は、付加情報423fをジョブ422bの付加情報として設定する。
図9B(6) 制御部201は、非同期IOを実行する。
図9B(7) 制御部201は、終了した各ジョブの付加情報の情報を集める。なお、図9(3)で作成する付加情報は、破棄される。
実施形態に係るメタスライス202は、データスライスのどこのアドレスまでデータを書き込みしたかを示す、データ書き込み処理の進行具合を示す情報である履歴情報を保存している。履歴情報は、更に、メタスライスへの書き込み処理の進行具合を示す情報を保存している。制御部201は、データスライスの書き込み処理が終了し、その後、メタスライスへの書き込み処理を行う際に、履歴情報を更新する。制御部201が、履歴情報を更新中に何らかの障害が発生し、履歴情報が更新できなかった場合、履歴情報と実際の状態にずれが発生する可能性がある。何らかの障害が発生しても、履歴情報のリカバリーができるのが好ましい。なお、履歴情報は、制御部201を停止する際にも更新される。
図11は、メタデータのプリフェッチの例を示す図である。本実施形態では、マッピング情報の一部をキャッシュ上で扱うことによって、スナップショットの性能向上が見込まれる。しかしながら、キャッシュヒットした場合以外は、キャッシュを用いたマッピング情報はスナップショットの性能向上の効果を得られない。シーケンシャルアクセスでは、複数のマッピング情報を取得する。連続した全てのマッピング情報に対してキャッシュヒットをしない限り、データスライスへの書き込み要求のたびに、メタスライスのマッピング情報をキャッシュに読み込む処理をすることになる。書き込み処理及び、読み込む処理が増えると、スナップショットの性能は劣化してしまう。メタ情報のキャッシュで参照の可能性の高いマッピング情報をプリフェッチすることで、キャッシュヒットする確率を向上させ、スナップショットの性能劣化を緩和する。
図13は、制御部がマッピング情報を参照する処理の例を説明するフローチャートである。制御部201は、IO要求が書き込みを行うデータのマスタースライスのアドレスがキャッシュに含まれるかを判断する(ステップS201)。制御部201は、メタスライスからキャッシュ領域にマッピング情報を読み込む(ステップS202、ステップS201でNO)。制御部201は、IO要求が更新するマスタースライスのアドレスに、データスライスのチャンクのアドレスが割り当てられているかを判断する(ステップS203、ステップS202の後又はステップS201でYES)。制御部201は、IO要求のマスタースライスのアドレスをデータスライスのチャンクアドレスに変換する(ステップS204、ステップS203でYES)。制御部201は、IO要求が使用するマスタースライスのアドレスを使用中とする(ステップS205)。制御部201は、データのコピーに関する処理を行う(ステップS206)。ステップS206は、図14にフローチャートで詳細を示す。
(付記1)
ホストにより更新がなされる更新対象の元データを格納する第1の格納領域と、
前記第1の格納領域に格納された前記更新対象の元データに対して書き込むべきデータを複数の更新データに分割することにより、連続したアドレスごとに前記複数の更新データを振り分ける制御部と、
前記制御部により振り分けられた前記複数の更新データを格納する第2の格納領域と、
前記更新対象の元データの前記複数の更新データによって上書きされるべき前記第1の格納領域のアドレスである更新領域アドレスを、前記複数の更新データを格納している前記第2の格納領域のアドレスである格納先アドレスに対応付けた情報を、格納する第3の格納領域を備える、
ことを特徴とするストレージ制御装置。
(付記2)
前記更新領域アドレスと前記格納先アドレスを対応付けた情報は、前記更新領域アドレスが示す数の順に前記格納先アドレスを格納することにより示された情報であり、前記第3の格納領域及びキャッシュに保存される
ことを特徴とする付記1記載のストレージ制御装置。
(付記3)
前記更新領域アドレスと前記格納先アドレスを対応付けた情報を前記第3の格納領域に格納する際に、
前記制御部は、前記複数の更新データを、更に、同一のキャッシュページごとに振り分ける
ことを特徴とする付記1又は付記2記載のストレージ制御装置。
(付記4)
前記第3の格納領域は、前記第2の格納領域への前記複数の更新データの書き込み処理の進行具合を示す情報と、前記更新領域アドレスと前記格納アドレスを対応付けた情報である対応情報の書き込み処理の進行具合を示す情報とを、履歴情報として保存しており、
前記制御部は、起動する際に前記履歴情報を参照し、前記履歴情報に、前記制御部が停止する前に前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データに関する情報が含まれていた場合、
前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データよりも先に処理されたデータを正常に実行された更新データであると判定し、前記正常に実行された更新データに関する情報を、前記履歴情報に保存し、
前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データからバックアップを再開する
ことを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載のストレージ制御装置。
(付記5)
前記制御部は、前記複数の更新データを、シーケンシャルアクセスを行うデータか、ランダムアクセスを行うデータか判定し、
前記複数の更新データがシーケンシャルアクセスを行うデータであった場合、
前記複数の更新データが上書きする領域を指定するアドレスを含むキャッシュページの次のキャッシュページをあらかじめ前記キャッシュに保存する
ことを特徴とする付記2に記載のストレージ制御装置。
(付記6)
ホストにより更新がなされる更新対象の元データを第1の格納領域に格納し、
前記第1の格納領域に格納された前記更新対象の元データに対して書き込むべきデータを複数の更新データに分割することにより、連続したアドレスごとに前記複数の更新データを振り分け、
振り分けられた前記複数の更新データを第2の格納領域に格納し、
前記更新対象の元データの前記複数の更新データによって上書きされるべき前記第1の格納領域のアドレスである更新領域アドレスを、前記複数の更新データを格納している前記第2の格納領域のアドレスである格納先アドレスに対応付けた情報を、第3の格納領域に格納する処理をストレージ装置に実行させる
ことを特徴とする制御プログラム。
(付記7)
ホストにより更新がなされる更新対象の元データを第1の格納領域に格納し、
前記第1の格納領域に格納された前記更新対象の元データに対して書き込むべきデータを複数の更新データに分割することにより、連続したアドレスごとに前記複数の更新データを振り分け、
振り分けられた前記複数の更新データを第2の格納領域に格納し、
前記更新対象の元データの前記複数の更新データによって上書きされるべき前記第1の格納領域のアドレスである更新領域アドレスを、前記複数の更新データを格納している前記第2の格納領域のアドレスである格納先アドレスに対応付けた情報を、第3の格納領域に格納する処理をストレージ装置に実行させる
ことを特徴とする制御方法。
102 マスタースライス
103 COWスライス
200 ストレージ装置
201 制御部
202 メタスライス
203 データスライス
204 マスタースライス
210 キャッシュ領域
300 ストレージ装置
310 制御装置
311 管理部
312 CPU
313 メモリ
314 HDD
315 制御部
316 VDISK
317 管理用DB
320 制御装置
321 制御部
322 CPU
323 メモリ
324 VDISK
325 HDD
330 記憶装置
331a〜331n LUN
340 サーバ
401a〜401b キュー
402a〜402e ジョブ
403a〜403f 付加情報
411a〜411c キュー
412a〜412f ジョブ
413a〜413h 付加情報
421a〜421b キュー
422a〜422e ジョブ
413a〜413f 付加情報
Claims (5)
- ホストにより更新がなされる更新対象の元データを格納する第1の格納領域と、
前記第1の格納領域に格納された前記更新対象の元データに対して書き込むべきデータを複数の更新データに分割することにより、連続したアドレスごとに前記複数の更新データを振り分ける制御部と、
前記制御部により振り分けられた前記複数の更新データを格納する第2の格納領域と、
前記更新対象の元データの前記複数の更新データによって上書きされるべき前記第1の格納領域のアドレスである更新領域アドレスを、前記複数の更新データを格納している前記第2の格納領域のアドレスである格納先アドレスに対応付けた情報を、格納する第3の格納領域を備える、
ことを特徴とするストレージ制御装置。 - 前記更新領域アドレスと前記格納先アドレスを対応付けた情報は、前記更新領域アドレスが示す数の順に前記格納先アドレスを格納することにより示された情報であり、前記第3の格納領域及びキャッシュに保存される
ことを特徴とする請求項1記載のストレージ制御装置。 - 前記更新領域アドレスと前記格納先アドレスを対応付けた情報を前記第3の格納領域に格納する際に、
前記制御部は、前記複数の更新データを、更に、同一のキャッシュページごとに振り分ける
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のストレージ制御装置。 - 前記第3の格納領域は、前記第2の格納領域への前記複数の更新データの書き込み処理の進行具合を示す情報と、前記更新領域アドレスと前記格納アドレスを対応付けた情報である対応情報の書き込み処理の進行具合を示す情報とを、履歴情報として保存しており、
前記制御部は、起動する際に前記履歴情報を参照し、前記履歴情報に、前記制御部が停止する前に前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データに関する情報が含まれていた場合、
前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データよりも先に処理されたデータを正常に実行された更新データであると判定し、前記正常に実行された更新データに関する情報を、前記履歴情報に保存し、
前記対応情報の書き込み処理が終了していない更新データからバックアップを再開する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のストレージ制御装置。 - 前記制御部は、前記複数の更新データを、シーケンシャルアクセスを行うデータか、ランダムアクセスを行うデータか判定し、
前記複数の更新データがシーケンシャルアクセスを行うデータであった場合、
前記複数の更新データが上書きする領域を指定するアドレスを含むキャッシュページの次のキャッシュページをあらかじめ前記キャッシュに保存する
ことを特徴とする請求項2に記載のストレージ制御装置。
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