JP4557988B2 - コアダンプに関係するパートナリソースのテイクオーバのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明はネットワークファイルサーバに関し、特に、一群のネットワークファイルサーバの中でパニック状態にある、すなわち故障したファイルサーバを他のファイルサーバによってテイクオーバ(引き継ぎ)することに関する。
ファイルサーバ
ファイルサーバ(「ファイラ」とも呼ばれる)は、ディスク等のストレージデバイス上での情報の編成に関するファイルサービスを提供するコンピュータである。ファイルサーバ、すなわちファイラは、情報をディレクトリやファイルの階層構造としてディスク上に論理編成するためのファイルシステムを実施するストレージオペレーティングシステムを含む。「ディスク上」の各ファイルは、情報を記憶するように構成された例えばディスクブロックのようなデータ構造のセットとして実施される。一方、ディレクトリは、他のファイルやディレクトリに関する情報を記憶する特殊形式のファイルとして実施される。
本明細書で使用される場合、クラスタ構成内の或るファイラが「パニック状態」にある、すなわち「故障」していると言った場合、それは、そのファイラが、通常動作を継続することができない致命的な何らか問題の問題を検出したが、そのファイラのクラスタパートナを含めて、そのクラスタ内の他のノードとは通信可能である場合を言う。つまり、そのような故障の判断基準は、機能や性能が多少劣化しても、クラスタ内で通信する機能を維持しているか否かである。そのような故障は、ファイラが例えば電力損失等によってクラスタ内の他のノードと通信することが出来なくなる「ハード故障」と区別するために、「ソフト故障」とも呼ばれることがある。したがって、ストレージオペレーティングシステムがパニック状態に陥ったファイラは一般に、「故障したファイラ」(または、「故障したファイルサーバ」)と呼ばれる。
本発明は、コアダンプ手順(故障したファイラのワークメモリの転送)が存在する状況において、故障したファイラをクラスタ内のテイクオーバパートナによって迅速にテイクオーバすることが可能なシステム及び方法を提供することにより、従来技術の欠点を克服する。時間を節約するために、コアダンプは、通常ファイルサービスデータを記憶している故障したファイラのアクティブディスクのパートナによるテイクオーバと同時に行うことができ、テイクオーバを開始するために、コアダンプの完了を待つ必要はない。簡単に言えば、これは次のような方法によって達成される。通常ファイルサービスに関係しない単一のディスクにコアダンプを書き込み、コアダンプによる干渉を受けることなく、通常ファイルサービスのテイクオーバを進めることができるようにする。クラスタ内の両方のファイラにとってコアダンプディスクを識別するための信頼性の高い手段を提供し、それによって、信頼性のない通信手段に対するテイクオーバの依存性を無くす。コアダンプディスクのテイクオーバが実行されていることを識別するための手段を設け、SCSI−3予約を使用して共有ディスク(の所有権)に対する書き込みアクセスを確保し、テイクオーバがコアダンプによる干渉を受けることを防止すると同時に、故障したファイラが、そのパートナによってテイクオーバされた通常ファイルシステムディスクに対して書き込み続けることを防止する。
本発明の教示は、種々のストレージシステムアーキテクチャに適合し、限定はしないが例えば、ネットワーク・アタッチド・ストレージ環境、ストレージ・アタッチド・ネットワーク、及び、クライアント/ホストコンピュータに直接取り付けられたディスクアセンブリに適合する。したがって、「ストレージシステム」という用語は、それらの構成を含むものとして広い意味で解釈しなければならない。ただし、本発明の教示は、いかなるサーバシステムにも適用可能であるものと考えられる。当然ながら、本明細書に記載される種々のプロセス、アーキテクチャ、及び、手順は、ハードウェアでも、ファームウェアでも、一連のステップを実施するためのプログラム命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体からなるソフトウェアでも実施することができる。
図1は、図示のようなファイラクラスタ100を成す2つのノードとして接続された指定されたファイラA150及びファイラB150からなる2つのファイラ、すなわちファイルサーバを示すブロック図である。説明の都合上、ファイラAとファイラBは、機能的にも構造的にも同様であるものとする。ただし、これらのファイラは、クラスタを形成することができ、各ファイラが他のファイラに対するテイクオーバ/フェイルオーバ機能を有するものでさえあれば、機能的及び構造的に異なるものであってもよい。また、図1のクラスタ構成には、2つのファイラ、及び、関連する2つのディスクシェルフ(160)しか描かれていないが、フェイルオーバのために、もっと多くの数のファイラをクラスタ化してもよく、通常は、もっと多くの数のディスクシェルフが使用される。さらに、各ファイラに関連する2以上のボリュームが存在してもよく、各ボリュームは1以上のRAIDグループから構成される場合もある。本明細書の説明では、「ファイラ」、「ファイルサーバ」、及び、「ストレージシステム」という用語は同じ意味で使用される。
図3は、本発明の例示的実施形態に従って使用される例示的なストレージオペレーティングシステム300を示すブロック図である。ストレージオペレーティングシステム300は、Data ONTAPストレージオペレーティングシステムの特殊なファイラ処理を各ファイラ上で実施する。ストレージオペレーティングシステムは、図2のネットワークアダプタ208を使用して機能するネットワークドライバ(例えば、イーサネット(R)NICドライバ)のメディアアクセス層302のような一連のソフトウェア層を含む。ストレージオペレーティングシステム300は、IP層304、並びに、それを支持する搬送機構であるトランスポート・コントロール・プロトコル(TCP)層306、及び、ユーザ・データグラム・プロトコル(UDP)層308を更に含む。ファイルシステムプロトコル層は、コモン・インタフェース・ファイル・システム(CIFS)プロトコル310、ネットワーク・ファイル・システム(NFS)プロトコル312、及び、ハイパーテキスト・トランスファ・プロトコル(HTTP)プロトコル314をサポートする。
各ディスクは、ストレージオペレーティングシステムが知っている標準的なセクタ位置に、ヘッダ情報領域を有する。この既知の領域内の種々の固定オフセット位置に、そのディスクに関連する種々のエントリが設けられる。図4に示すように、例示的なディスク(D1〜Dn)は、その記憶領域に従ってマッピングされる。RAID層は通常、このマッピング400をディスク目次(TOC)として実施する。
なお、例示的実施形態は、スペアディスク(又は、従来のATA/IDEディスクのような他の安価な専用ディスク)を使用してコアダンプの内容全体を記憶することを想定している。単一のスペアディスク又は専用ディスクにコアダンプを割り当てることにより、コアダンプを平行して(同時に)進めながら、故障したファイラが有する残りの他のディスク(アクティブファイルサービスディスク及び他のスペアディスク)を全て、テイクオーバプロセスに利用することができる。スペアディスクは一般に、説明したような図4に従ってマッピングされる。ただし、コア領域410は今度は主に、コアダンプステータスに関連するマジックナンバー413、及び、ファイルシステム領域408の中を指し示すヘッダ情報412の記憶に使用される。スペアディスク上のファイルシステム領域が、今度は、指定されたコアダンプ記憶領域である。したがって、この領域は、大きなコアダンプを単一のディスク上に記憶するための十分な記憶容量を有する。このようにすると、スペアディスクまたは他の指定されたディスクを使用してコアダンプを受け取ることができ、同時に、他のディスクをテイクオーバに参加させることができ、その結果、テイクオーバを計算する際にかなりの時間を節約することができる。実際には、以下で説明するコアダンプ手順によれば、クラスタパートナによる全ての他のディスクのテイクオーバが完了した後、故障したファイラ上のその場所でコアダンプを継続することができる。
図5は、コアダンププロセスと平行してテイクオーバを実施するために2つのファイラ(AとB)がクラスタ化された環境において実施される手順500を例示するフロー図である。当業者であれば、本発明の思想から外れることなく、一部のステップは異なる順序で実施したり、本明細書に記載したもの以外のステップを間に挿入したりすることも可能であることが分かるであろう。
Claims (26)
- サービスデータを記憶する記憶装置を所有し、サービスデータを持たない少なくとも1つの記憶装置を所有する故障したサーバを、クラスタ化されたパートナサーバによってテイクオーバする方法であって、前記故障したサーバが、故障時にコアダンプを実施するように構成され、該コアダンプにおいて前記故障したサーバのメモリ内容を記憶装置に転送するものにおいて、前記方法は、
前記故障したサーバが所有する記憶装置上にコアダンプ属性を作成するステップであって、前記コアダンプ属性は、前記記憶装置の始まりからオフセットされた位置に配置され、前記故障したサーバ、及び前記クラスタ化されたパートナサーバは、前記オフセットを知っており、前記コアダンプ属性は、前記故障したサーバが、前記記憶装置の1つをコアダンプ記憶装置として選択するために使用される、前記故障したサーバが所有する記憶装置上にコアダンプ属性を作成するステップと、
前記サービスデータを持たない前記記憶装置上の前記コアダンプ属性を前記故障したサーバによって非コアダンプ状態からコアダンプ状態に変更し、サービスデータを持たない記憶装置を前記コアダンプ記憶装置として選択するステップと、
前記故障したサーバが所有する他の記憶装置上の前記コアダンプ属性を非コアダンプ状態に維持するステップと、
前記メモリ内容を前記故障したサーバによって前記コアダンプ記憶装置に書き込むステップと、
前記故障したサーバが所有する記憶装置の前記コアダンプ属性を前記クラスタ化されたパートナサーバによってアクセスし、コアダンプ状態にあるコアダンプ属性を有するコアダンプ記憶装置を識別するとともに、非コアダンプ属性にあるコアダンプ属性を有する他の記憶装置を識別するステップと、
非コアダンプ状態にあるコアダンプ属性を有する他の記憶装置のそれぞれの所有権を、前記クラスタ化されたパートナサーバによって取得するステップと、
前記故障したサーバに対し、コアダンプ状態にあるコアダンプ属性を有する前記コアダンプ記憶装置の所有権を維持することを許可するステップと、
前記メモリ内容の書き込みの完了時に、前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性を非コアダンプ状態に変更するステップと、
前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性の非コアダンプ状態への変化を識別したときに、前記コアダンプ記憶装置の所有権を前記クラスタ化されたパートナサーバによって取得するステップと
からなる方法。 - 前記コアダンプ記憶装置は、前記故障したサーバが所有するスペア記憶装置である、請求項1に記載の方法。
- 前記コアダンプ記憶装置は、コアダンプのための専用の記憶装置である、請求項1に記載の方法。
- 前記コアダンプ記憶装置に書き込まれたメモリ内容から、前記故障したサーバの診断のためのコアダンプデータセットを作成し、該コアダンプデータセットを前記故障したサーバのファイルシステムルートに書き込むステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記メモリ内容を書き込むステップは、前記コアダンプ記憶装置に対する書き込みを、前記故障したサーバの故障発生後の所定時間に制限するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記所定の制限時間は、前記故障したサーバのそれぞれ及び前記クラスタ化されたパートナサーバと通信するネットワークのパニックが発生する最大時間よりも短い、請求項5に記載の方法。
- 前記制限するステップは、前記所定の制限時間が経過したときに、前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性を非コアダンプ状態に変更することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記故障したサーバが所有する前記コアダンプ記憶装置、及び、他の記憶装置のそれぞれは、コアダンプ領域、及び、データ記憶領域を含む複数の所定の領域を含み、前記メモリ内容を書き込むステップは、前記メモリ内容を前記コアダンプ記憶装置の前記データ記憶領域に書き込むことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コアダンプ領域は、前記コアダンプ属性を記憶するように構成されたコアダンプヘッダを含む、請求項8に記載の方法。
- 複数の第1の記憶装置を所有する第1のサーバと、
1以上の第2の記憶装置を所有する第2のサーバと、
前記第1のサーバと前記第2のサーバの間を接続するクラスタ相互接続であって、それによって前記第1のサーバの故障時に、前記第2のサーバが前記第1の記憶装置の所有権を引継ぐことが出来るようにするクラスタ相互接続と、
(a)前記第1のサーバの故障の検出に応答して、前記第1のサーバに、前記第1のサーバのメモリ内容を前記第1の記憶装置の中から選択されたコアダンプ記憶装置に書き込ませ、前記第1の記憶装置がそれぞれ、前記第1の記憶装置の始まりからオフセットされた位置にコアダンプ属性を有し、(b)前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性をコアダンプ状態に設定し、(c)前記第1の記憶装置のうちの他のもののコアダンプ属性を非コアダンプ状態に設定するコアダンプ機能と、
(a)前記第1の記憶装置のそれぞれにアクセスし、コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有するコアダンプ記憶装置を識別するとともに、非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する他の第1の記憶装置を識別し、(b)非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する他の第1の記憶装置のそれぞれの所有権を第1のサーバから第2のサーバに変更し、(c)前記第1のサーバに対し、前記コアダンプ記憶装置の所有権を維持することを許可し、前記所有権の引継ぎを前記第1のサーバによる前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みと平行して進めることができるようにする、前記第2のサーバにおいて実施されるテイクオーバ機能と
からなるストレージシステム。 - 前記テイクオーバ機能は、所定の制限時間の経過と前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みの完了のうちのいずれか早い方の後、前記第2のサーバに、前記コアダンプ記憶装置の所有権を引継がせるように構成される、請求項10に記載のストレージシステム。
- 前記コアダンプ機能は、前記所定の制限時間の経過と前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みの完了のうちのいずれか早い方の後に、前記コアダンプ記憶装置の前記コアダンプ属性を非コアダンプ状態に変更するように構成される、請求項11に記載のストレージシステム。
- 前記非コアダンプ状態は、中止状態、完了状態、及び、非アクティブ状態のそれぞれを含む、請求項12に記載のストレージシステム。
- 前記第1の記憶装置は、前記コアダンプ記憶装置として選択されたものを除き、それぞれ、ファイルサービス活動に携わるディスクドライブからなり、前記コアダンプ記憶装置は、ファイルサービス活動には携わらないスペアディスクからなる、請求項10に記載のストレージシステム。
- 複数の第1の記憶装置を所有する第1のサーバ、及び1以上の第2の記憶装置を所有する第2の記憶装置を所有する第2のサーバを含むストレージシステムにおけるコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記第1のサーバと前記第2のサーバが、クラスタ相互接続によって互いに接続され、それによって前記第1のサーバの故障時に、前記第2のサーバが前記第1の記憶装置の所有権を引継ぐことができるように構成されるものにおいて、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記第1のサーバの故障の検出に応答して、前記第1のサーバによって前記第1のサーバのメモリ内容を前記第1の記憶装置の中から選択されたコアダンプ記憶装置に書き込むステップであって、前記第1のサーバが所有する前記第1の記憶装置のそれぞれが、前記第1の記憶装置の始まりからオフセットされた位置に作成されたコアダンプ属性を有し、前記第1のサーバ、及び前記第2のサーバは前記オフセットを知っており、前記コアダンプ属性は、前記第1のサーバが、前記第1の記憶装置のうちの1つを前記コアダンプ記憶装置として選択するために使用される、前記第1のサーバの故障の検出に応答して、前記第1のサーバによって前記第1のサーバのメモリ内容を前記第1の記憶装置の中から選択されたコアダンプ記憶装置に書き込むステップと、
前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性をコアダンプ状態に設定するステップと、
前記第1の記憶装置のうちの他のもののコアダンプ属性を非コアダンプ状態に設定するステップと、
前記第1のサーバが所有する前記第1の記憶装置の前記コアダンプ属性を前記第2のサーバによってアクセスし、コアダンプ状態に設定された前記コアダンプ属性を有するコアダンプ記憶装置を識別するとともに、非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する他の第1の記憶装置のそれぞれを識別するステップと、
非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する第1の記憶装置のそれぞれの所有権を前記第1のサーバから前記第2のサーバに変更するステップと、
前記第1のサーバに対し、コアダンプ状態に設定された前記コアダンプ属性を有するコアダンプ記憶装置の所有権を維持することを許可し、それによって前記所有権の引継ぎを、前記第1のサーバによる前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みと平行して進めることが出来るようにするステップと
を実施するプログラム命令を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。 - 所定の制限時間の経過と前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みの完了のうちのいずれか早い方の後、前記第2のサーバに、前記コアダンプ記憶装置の所有権を引継がせるステップを更に含む、請求項15に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記所定の時間制限の経過と前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みの完了とのいずれかの後に、前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性を非コアダンプ状態に変更するステップを更に含む、請求項16に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記非コアダンプ状態は、中止状態、完了状態、及び、非アクティブ状態のそれぞれを含む、請求項17に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記第1の記憶装置は、前記コアダンプ記憶装置として選択されたものを除き、それぞれ、ファイルサービス活動に携わるディスクドライブからなり、前記コアダンプ記憶装置は、ファイルサービス活動には携わらないスペアディスクからなる、請求項18に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記第1の記憶装置はそれぞれ、コアダンプ情報領域、及び、ファイルシステム領域を含み、前記メモリ内容は、前記コアダンプ記憶装置のファイルシステム領域に書き込まれる、請求項15に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記第2のサーバによって、前記コアダンプ記憶装置に書き込まれた前記メモリ内容からコアダンプデータセットを生成するステップを更に含み、前記データセットは、前記第1のサーバに関する故障の診断を可能にするように構成される、請求項15に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 前記第2のサーバによって前記コアダンプデータセットを前記第1の記憶装置に記憶された前記第1のサーバのルートファイルシステムに書き込むステップを更に含む、請求項21に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
- 複数の第1の記憶装置を所有する第1のサーバ、及び、1以上の第2の記憶装置を所有する第2のサーバを含むストレージシステムにおけるテイクオーバのための方法であって、前記第1のサーバと前記第2のサーバが、通信相互接続によって互いに接続され、前記第1のサーバの故障時に、前記第2のサーバが前記第1の記憶装置の所有権を引継ぐことが出来るように構成されるものにおいて、前記方法は、
前記第1のサーバが所有する記憶装置上にコアダンプ属性を作成するステップであって、前記コアダンプ属性は、前記記憶装置の始まりからオフセットされた位置に配置され、前記第1のサーバ、及び前記第2のサーバは、前記オフセットを知っており、前期コアダンプ属性は、前記第1のサーバが、前記記憶装置の1つをコアダンプ記憶装置として選択するために使用される、前記第1のサーバが所有する記憶装置上にコアダンプ属性を作成するステップと、
前記第1のサーバの故障の検出に応答して、前記第1のサーバにより、前記第1のサーバのメモリ内容を、前記第1の記憶装置の中から選択されたコアダンプ記憶装置に書き込むステップと、
前記コアダンプ記憶装置のコアダンプ属性をコアダンプ状態に設定するステップと、
前記第1の記憶装置のうちの他のもののコアダンプ属性を非コアダンプ状態に設定するステップと、
前記第1のサーバが所有する前記第1の記憶装置のコアダンプ属性を前記第2のサーバによってアクセスし、コアダンプ状態に設定された前記コアダンプ属性を有するコアダンプ記憶装置を識別するとともに、非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する前記第1の記憶装置のそれぞれを識別するステップと、
前記非コアダンプ状態に設定されたコアダンプ属性を有する前記第1の記憶装置のそれぞれの所有権を前記第1のサーバから前記第2のサーバに変更するステップと、
前記第1のサーバに対し、コアダンプ状態に設定された前記コアダンプ属性を有する前記コアダンプ記憶装置の所有権を維持することを許可し、それによって前記所有権の引継ぎを前記第1のサーバによる前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みと平行して進めることができるようにするステップと
からなる方法。 - 所定の制限時間の経過と前記コアダンプ記憶装置へのメモリ内容の書き込みの完了のうちのいずれか早い方の後に、前記第2のサーバに、前記コアダンプ記憶装置の所有権を引継がせるステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記変更するステップは、前記第2のサーバの所有権が確立されるように、第2の記憶装置のそれぞれに対してSCSI予約を設定することを含む、請求項24に記載の方法。
- 前記予約はSCSI−3予約からなる、請求項25に記載の方法。
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