JP5941996B2 - ストレージ装置及び階層制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ストレージ装置及階層制御方法に関し、例えば、階層制御機能が搭載されたストレージ装置に適用して好適なものである。
従来、ストレージ装置の機能の1つとして、Thin Provisioning機能が提案され、実用化されている。Thin Provisioning機能は、ユーザデータを読み書きするための論理ボリュームとして仮想的なボリューム(以下、これを仮想ボリュームと呼ぶ)を上位装置(ホスト計算機)に提示し、仮想ボリュームの使用状況に応じて実際にユーザデータを格納するための物理的な記憶領域を当該仮想ボリュームに動的に割り当てる機能である。
実際上、Thin Provisioning機能が搭載されたストレージ装置においては、かかる仮想ボリューム内を複数の所定サイズの単位領域(以下、これを仮想ページと呼ぶ)に区分して管理すると共に、ストレージ装置内に搭載された記憶デバイスが提供する記憶領域を1又は複数のプールと呼ばれる論理的な記憶領域の集合体として管理する。
この際、プール内の記憶領域は、仮想ページと同じサイズの領域(以下、これを論理ページと呼ぶ)に区分して管理される。また記憶デバイスが提供する物理的な記憶領域も論理ページと同じサイズの領域(以下、これを物理ページと呼ぶ)に区分して管理される。そして各論理ページには、それぞれ異なる物理ページが1対多、多対多又は多対1で対応付けられる。
そしてストレージ装置は、仮想ボリューム内の未だ記憶領域が割り当てられていない仮想ページを対象とする書込み要求が上位装置から与えられた場合、その仮想ページに対してプールから論理ページを割り当て、書込み対象のデータを当該論理ページと対応付けられた物理ページに格納する。
このようなThin Provisioning機能によれば、ストレージ装置内の記憶領域以上の容量のボリュームをホスト装置に提示しながら、ストレージ装置内の記憶領域を効率良く使用できるという利点がある。
また、近年では、Thin Provisioning機能に関連する技術として、性能が異なる複数種類の記憶デバイスがそれぞれ提供する記憶領域により1つのプールを構成すると共に、仮想ボリュームの仮想ページ単位でアクセス頻度を測定し、アクセス頻度が高い仮想ページに書き込まれたデータについては、より性能が高い記憶デバイスが提供する記憶領域に再配置し、アクセス頻度が低い仮想ページに書き込まれたデータについては、より性能が低い記憶デバイスが提供する記憶領域に再配置する機能(以下、これを階層制御機能と呼ぶ)も提案されている(特許文献1参照)。
また下記特許文献2には、第1の周期及び第2の周期それぞれのI/O数の加重平均に基づきページを配置することが開示されている。
ところが、かかる特許文献1では、仮想ボリューム内の各仮想ページのアクセス頻度をある1つの一定期間ごとに測定し、当該測定したアクセス頻度のみに基づいて再配置先を決定している。
このためアクセス頻度を測定する周期(以下、これを測定周期と呼ぶ)内の一部期間のみアクセス頻度が高かったために、測定周期全体としてのアクセス頻度も高くなってしまった仮想ページについても、測定周期内のアクセス頻度が高くない期間も性能が高い記憶領域に配置される問題があった。
このような場合、測定周期の一部期間のみアクセス頻度が高いデータによって、コスト的に高く、多くの容量を用意し難い高性能の記憶領域が占有されてしまうこととなる。そして、このような事象が発生した結果、本来的には高性能の記憶領域に配置すべきデータが高性能の記憶領域に配置されなくなることにより、ストレージ装置が要求される応答性能を発揮し得なくなるおそれがあった。
また、上述のようにストレージ装置が要求される応答性能を発揮できなくなった場合、メンテナンスや性能の検討も必要となり、その分システム運用の負荷が増加する問題もある。
また、かかる特許文献2では、過去のモニタ結果を基にI/O数を算出しており、直近の短いスパンでのI/O数の増加には対応できないという問題があった。
従って、かかる階層制御機能が搭載されたストレージ装置において、一時的にアクセス頻度が高い仮想ページに書き込まれたデータについても、システム運用者が意識することなく、より適切な記憶階層へのデータ配置を行うことができれば、システムの性能低下を防止しながらシステム運用の作業負荷の増大を防止し得るものと考えられる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、システムの性能低下を防止しながらシステム運用の作業負荷の増大を防止し得るストレージ装置及び階層制御方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、仮想ボリュームを上位装置に提供すると共に、当該仮想ボリューム内を所定サイズの単位領域に区分して管理し、前記上位装置からの前記仮想ボリュームに対する書込み要求に応じて前記仮想ボリューム内の対応する前記単位領域に記憶領域を割り当て、当該記憶領域に書込み対象のデータを格納するストレージ装置において、前記記憶領域は、それぞれ性能が異なる複数の記憶階層から構成され、前記仮想ボリューム内の前記単位領域ごとに、複数の測定周期ごとのアクセス頻度をそれぞれ測定するアクセス頻度測定部と、前記アクセス頻度測定部の測定結果に基づいて、前記仮想ボリュームの各前記単位領域にそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する階層判定部と、前記仮想ボリュームの各前記単位領域のうち、当該単位領域に書き込まれたデータが格納されている前記記憶領域が属する前記記憶階層と、前記階層判定部により判定された当該データの配置先として適正な前記記憶階層とが異なる前記単位領域について、当該単位領域に書き込まれたデータを、前記階層判定部により適正と判定された前記記憶階層に属する前記記憶領域に再配置する再配置部とを設けるようにした。
また本発明においては、仮想ボリュームを上位装置に提供すると共に、当該仮想ボリューム内を所定サイズの単位領域に区分して管理し、前記上位装置からの前記仮想ボリュームに対する書込み要求に応じて前記仮想ボリューム内の対応する前記単位領域に記憶領域を割り当て、当該記憶領域に書込み対象のデータを格納するストレージ装置における階層制御方法であって、前記記憶領域は、それぞれ性能が異なる複数の記憶階層から構成され、前記仮想ボリューム内の前記単位領域ごとに、複数の測定周期ごとのアクセス頻度をそれぞれ測定する第1のステップと、測定結果に基づいて、前記仮想ボリュームの各前記単位領域にそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する第2のステップと、前記仮想ボリュームの各前記単位領域のうち、当該単位領域に書き込まれたデータが格納されている前記記憶領域が属する前記記憶階層と、前記階層判定部により判定された当該データの配置先として適正な前記記憶階層とが異なる前記単位領域について、当該単位領域に書き込まれたデータを、適正と判定した前記記憶階層に属する前記記憶領域に再配置する第3のステップとを設けるようにした。
本発明のストレージ装置及び階層制御方法によれば、長期的観点、中期的観点、短期的観点といった複数期間の観点からデータの配置先の記憶階層を判定することができる。従って、システム運用者が意識することなく、より適切な記憶階層へのデータ配置を行うことができる。
本発明によれば、システムの性能低下を防止しながらシステム運用の作業負荷の増大を防止し得るストレージ装置及び階層制御方法を実現できる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)本実施の形態による計算機システムの構成
図1において、1は全体として本実施の形態の計算機システムを示す。この計算機システム1は、ネットワーク2を介して接続された1又は複数の業務サーバ3と、ストレージ装置4とから構成される。
図1において、1は全体として本実施の形態の計算機システムを示す。この計算機システム1は、ネットワーク2を介して接続された1又は複数の業務サーバ3と、ストレージ装置4とから構成される。
ネットワーク2は、例えばSAN(Storage Area Network)、LAN(Local Area Network)、インターネット、公衆回線又は専用回線などから構成される。ネットワーク2を介した業務サーバ3及びストレージ装置4間の通信は、例えばネットワーク2がSANである場合にはファイバーチャネルプロトコルに従って行われ、ネットワーク2がLANである場合にはTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)プロトコルに従って行われる。
業務サーバ3は、ストレージ装置4にデータを読み書きするサーバ装置であり、CPU10、メモリ11及びインタフェース12等の情報処理資源を備えて構成される。
CPU10は、業務サーバ3全体の動作制御を司るプロセッサであり、メモリ11は、主としてアプリケーション13等の各種プログラムを格納するために利用される。CPU10がメモリ11に格納されたプログラムを実行することにより、ストレージ装置4に対するデータの読み書き等の各種処理が実行される。インタフェース12は、例えばNIC(Network Interface Card)などから構成され、ストレージ装置4との通信時におけるプロトコル変換などの処理を実行する。
ストレージ装置4は、データを記憶する記憶部21と、記憶部21へのデータの入出力を制御するコントローラ22とを備える。
記憶部21は、SSD(Solid State Drive)、SAS(Serial Attached SCSI)ディスク又はSATA(Serial AT Attachment)ディスク等の性能が異なる複数種別の記憶デバイス30を備えて構成される。これら複数種別の記憶デバイス30のうち、同一種別の複数の記憶デバイス30が提供する記憶領域上に1又は複数の論理ボリュームVOL(図2参照)が設定される。
コントローラ22は、CPU(Central Processing Unit)31、メモリ32、キャッシュメモリ33、ホストインタフェース34、ディスクインタフェース35及び管理装置36を備え、これらが内部バス37を介して相互に接続されることにより構成されている。
CPU31は、ストレージ装置4全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ32は、主として各種プログラムや各種データを記憶するために利用される。メモリ32に格納されたプログラムをCPU31が実行することにより、ストレージ装置4全体として後述のような各種処理を実行する。キャッシュメモリ33は、記憶デバイス30に読み書きされるデータを一時的に記憶保持するために利用される。
ホストインタフェース34は、ネットワーク2に対するインタフェースであり、例えばNICなどから構成される。CPU31は、このホストインタフェース34を介して業務サーバ3との間でリードデータ又はライトデータや、リードコマンド又はライトコマンドなどの各種コマンドを送受する。
ディスクインタフェース35は、記憶デバイス30に対するインタフェースである。ディスクインタフェース35は、ホストインタフェース34を介して与えられる業務サーバ3からのリードコマンドやライトコマンドに応じて対応する記憶デバイス30を制御することにより、リードコマンドやライトコマンドにおいて指定されたアドレス位置にリードデータやライトデータを読み書きする。
管理装置36は、例えば液晶パネル等からなる表示装置(図示せず)と、キーボード及びマウス等からなる入力装置(図示せず)とを有し、例えばノート型パーソナルコンピュータから構成される。管理装置36は、ストレージ装置4を保守・管理するために用いられる。
図2は、ストレージ装置4における記憶領域の論理構成を示す。ストレージ装置4において、コントローラ22は、同一種別の1又は複数の記憶デバイス30を1つのRAID(Redundant Arrays of Independent Disks)グループRGとして管理する。そして1つのRAIDグループRGを構成する各記憶デバイス30が提供する物理的な記憶領域上に1又は複数の論理ボリュームVOLが作成される。
またコントローラ22は、ストレージ装置4に装填された記憶デバイス30のうち、最も性能が高い記憶デバイス30(以下、SSDとする)から構成されるRAIDグループRGが提供する記憶領域(論理ボリュームVOL)を第1の記憶階層(「Tier1」)として管理する。同様に、コントローラ22は、ストレージ装置4に装填された記憶デバイス30のうち、次に性能が高い記憶デバイス30(以下、SASディスクとする)から構成されるRAIDグループRGが提供する記憶領域(論理ボリュームVOL)を第2の記憶階層(「Tier2」)として管理し、ストレージ装置4に装填された記憶デバイス30のうち、最も性能が低い記憶デバイス30(以下、SATAディスクとする)から構成されるRAIDグループRGが提供する記憶領域(論理ボリュームVOL)を第3の記憶階層(「Tier3」)として管理する。
さらにコントローラ22は、第1〜第3の記憶階層にそれぞれ属する複数種類の論理ボリュームVOLをプールPLとして管理する。つまり第1の記憶階層に属する1又は複数の論理ボリュームVOLと、第2の記憶階層に属する1又は複数の論理ボリュームVOLと、第3の記憶階層に属する1又は複数の論理ボリュームVOLとにより1つのプールPLが構成される。またプールPL上に1又は複数の仮想ボリュームVVOLが作成され、この仮想ボリュームVVOLが業務サーバ3に提供される。
そしてコントローラ22は、図3に示すように、仮想ボリュームVVOL内の未だ論理ページLPが割り当てられていない仮想ページVPを対象とする書込み要求が業務サーバ3から与えられた場合、その仮想ボリュームVVOLと対応付けられたプールPL内のいずれかの記憶階層(第1〜第3の記憶階層)に属する論理ボリュームVOLから仮想ボリュームVVOLに対して論理ページLPを割り当て、書込み対象のデータを当該論理ページLPと対応付けられた物理ページPPに格納する。
なお本実施の形態の場合、コントローラ22は、仮想ボリュームVVOLに論理ページLPを割り当てる際、論理ページLPを割当て可能な記憶階層のうちの最も上位の記憶階層に属する論理ボリュームVOLから論理ページLPを割り当てる。この場合において、記憶階層の上下関係は、記憶階層を構成する記憶領域を提供する記憶デバイス30の性能により決定し、より性能が高い記憶デバイス30が提供する論理ボリュームVOLが属する記憶階層がより上位の記憶階層となる。従って、第3の記憶階層よりも第2の記憶階層が上位の記憶階層として管理され、第2の記憶階層よりも第1の記憶階層が上位の記憶階層として管理される。
またコントローラ22は、ストレージ装置4内に作成されたすべての仮想ボリュームVVOL内のすべての仮想ページVPについて、その仮想ページVPに対する業務サーバ3からの1秒当たりのアクセス数(以下、これをIOPS(Input Output per second)と呼ぶ)を常時測定する。そしてコントローラ22は、業務サーバ3からのデータが書き込まれた各仮想ページVPについて、その仮想ページVPに対する業務サーバ3からのIOPSに基づいて、その仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層をそれぞれ判定する適正階層判定処理を実行する。
そしてコントローラ22は、この後、仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPのうち、当該仮想ページVPに書き込まれたデータが格納されている論理ページLP(正確には物理ページPP)が属する記憶階層と、上述の適正階層判定処理により判定された当該データの配置先として適正な記憶階層とが異なる仮想ページVPについて、当該仮想ページVPに書き込まれたデータを、適正階層判定処理により適正と判定された記憶階層に属する論理ページLPと対応付けられた物理ページPPに再配置する再配置処理を実行する。
(2)本実施の形態による記憶階層制御機能
次に、本実施の形態のストレージ装置4に搭載された本実施の形態による記憶階層制御機能について説明する。
次に、本実施の形態のストレージ装置4に搭載された本実施の形態による記憶階層制御機能について説明する。
本実施の形態の場合、ストレージ装置4のコントローラ22は、図4に示すように、プール内の各記憶階層(第1〜第3の記憶階層)の記憶領域をそれぞれ論理的又は物理的に3つの領域に区分し、そのうちの1つを固定保存用領域(図4のH1、M1及びL1)として管理し、残りの2つの領域のうちの一方を長期保存用領域(図4のH2、M2及びL2)、他方を一時保存用領域(図4のH3、M3及びL3)として管理している。なお図4において、「H」、「M」及び「L」のアルファベットは、それぞれ記憶階層(それぞれ第1、第2又は第3の記憶階層)を表し、これらアルファベットの右側の「1」、「2」及び「3」という数字は、それぞれ対応する記憶階層内の対応する領域の属性(それぞれ固定保存用領域、長期保存用領域又は一時保存用領域)を表す。以下においても同様である。
また本実施の形態の場合、コントローラ22は、各仮想ボリュームVVOLの仮想ページVPごとに、複数の測定周期ごとのIOPSの平均値(以下、これをアクセス頻度と呼ぶ)をそれぞれ測定する。なお、以下においては、図5に示すように、かかる複数の測定周期をそれぞれX時間周期、Y時間周期及びZ時間周期とし、X時間、Y時間及びZ時間のうち、X時間が最も長く(例えば24時間)、次にZ時間が長く(例えば2時間)、Y時間が最も短い(例えば1時間)ものとする。
さらにコントローラ22は、図6に示すように、予め設定された各仮想ページVPに書き込まれたデータを第1〜第3の記憶階層のうちのどの記憶階層に属する論理ページLPに格納すべきかを判定する際の基準値となる第1の閾値(以下、これを第1のアクセス頻度閾値と呼ぶ)Ia及び第2の閾値(以下、これを第2のアクセス頻度閾値)Ibをメモリ32(図1)内に記憶保持している。
この場合、第1のアクセス頻度閾値Iaは、仮想ページVPに書き込まれたデータを第1及び第2の記憶階層のいずれに属する論理ページLPに格納すべきかを判定する際の基準値であり、第2のアクセス頻度閾値Ibは、仮想ページVPに書き込まれたデータを第2及び第3の記憶階層のいずれに属する論理ページLPに格納すべきかを判定する際の基準値である。
また第1のアクセス頻度閾値Iaの前後には、第1のアクセス頻度閾値Iaよりも所定量だけアクセス頻度が低い第1の低側アクセス頻度閾値Iamと、第1のアクセス頻度閾値Iaよりも所定量だけアクセス頻度が高い第1の高側アクセス頻度閾値Iahとが設定され、第2のアクセス頻度閾値Ibの前後には、第2のアクセス頻度閾値Ibよりも所定量だけアクセス頻度が低い第2の低側アクセス頻度閾値Iblと、第2のアクセス頻度閾値Ibよりも所定量だけアクセス頻度が高い第2の高側アクセス頻度閾値Ibmとが設定されている。
そしてコントローラ22は、上述の適正階層判定処理として、例えばY時間周期で、仮想ボリュームVVOL内の各仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定する。
実際上、コントローラ22は、仮想ボリュームVVOL内のデータが書き込まれた各仮想ページVPのうち、第1〜第3の記憶階層の長期保存用領域(H2,M2又はL2)に属する論理ページLPが割り当てられている仮想ページVPについては、直近のX時間のアクセス頻度(Ix)を第1及び第2のアクセス頻度閾値Ia,Ibと比較すると共に、直近のY時間のアクセス頻度(Iy)を第1の高側アクセス頻度閾値Iah、第1の低側アクセス頻度閾値Iam、第2の高側アクセス頻度閾値Ibm及び又は第2の低側アクセス頻度閾値Iblと比較する。
この場合において、例えば図7に示すように、直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia以上であり、かつ、直近のY時間におけるアクセス頻度(Iy)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam以上である場合には、長期的及び短期的のいずれの観点から見ても、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度が高いと考えられる。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第1の記憶階層の長期保存用領域(H2)と判定する。
また直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia以上であり、かつ、直近のY時間におけるアクセス頻度(Iy)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam未満である場合、対応する仮想ページVPに対する現在のアクセス頻度は、短期的な観点で見るとそれほど高くないが、長期的な観点から見ると高いため、今後、当該仮想ページVPに対するアクセス頻度が高くなる可能性があると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第2の記憶階層の一時保存用領域(H3)と判定する。
一方、直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia未満かつ第2のアクセス頻度閾値Ib以上であって、直近のY時間におけるアクセス頻度(Iy)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah以上である場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、長期的な観点から見るとそれほど高くないが、短期的な観点から見ると高いため、直近のアクセス頻度が一時的に高くなっていると推定される。かくして、このときコントローラ22は、対応する仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第1の記憶階層の一時保存用領域(H3)と判定する。
また直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia未満かつ第2の第2のアクセス頻度閾値Ib以上であって、直近のY時間におけるアクセス頻度(Iy)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah未満、かつ、第2の低側アクセス頻度閾値Ibl以上である場合には、長期的及び短期的のいずれの観点から見ても現在のアクセス頻度はそれほど高くないため、今後、アクセス頻度が急激に高くなることはないと推定される。かくして、このときコントローラ22は、対応する仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第2の記憶階層の長期保存用領域(M2)と判定する。
さらに直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia未満であり、かつ、第2の第2のアクセス頻度閾値Ib以上であって、直近のY時間におけるアクセス頻度(Iy)が第2の高側アクセス頻度閾値Iah未満である場合には、短期的な観点から見てもアクセス頻度が低いが、長期的な観点から見るとアクセス頻度がそれほど低くないため、今後、アクセス頻度が高くも低くもない程度にまで戻る可能性があると推定される。かくして、このときコントローラ22は、対応する仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第3の記憶階層の一時保存用領域(L3)と判定する。
他方、直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第2のアクセス頻度閾値Ib未満であり、かつ、直近のY時間のアクセス頻度(Iy)が第2の高側アクセス頻度閾値Ibm以上の場合には、短期的な観点からはアクセス頻度が高くも低くもない状態にあるが、長期的な観点から見るとアクセス頻度が低いため、今後、アクセス頻度が低下する可能性があると推定される。かくして、このときコントローラ22は、対応する仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第2の記憶階層の一時保存用領域(M3)と判定する。
また直近のX時間におけるアクセス頻度(Ix)が第2のアクセス頻度閾値Ib未満であり、かつ、直近のY時間のアクセス頻度(Iy)が第2の高側アクセス頻度閾値Ibm未満の場合には、長期的及び短期的のいずれの観点から見てもアクセス頻度が低いため、今後もアクセス頻度が低いレベルで推移すると推定される。かくして、このときコントローラ22は、対応する仮想ページVPに書き込まれたデータの適切な配置先を第3の記憶階層の長期保存用領域(L3)と判定する。
これに対して、コントローラ22は、仮想ボリュームVVOL内のデータが書き込まれた各仮想ページVPのうち、第1〜第3の記憶階層の一時保存用領域(H3,M3又はL3)に属する論理ページLPが割り当てられている仮想ページVPについては、当該データを同一記憶階層の長期保存用領域(H2,M2又はL2)又は他の記憶階層の長期保存用領域(H2,M2又はL2)に配置すべきであるか否かを判定する。
具体的に、コントローラ22は、第1〜第3の記憶階層の一時保存用領域(H3,M3又はL3)に属する論理ページLPが割り当てられている仮想ページVPについて、直近のZ時間のアクセス頻度(Iz)を第1の高側アクセス頻度閾値Iah、第1の低側アクセス頻度閾値Iam、第2の高側アクセス頻度閾値Ibm又は第2の低側アクセス頻度閾値Iblと比較する。
この場合において、例えば図8に示すように、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第1の記憶階層の一時保存用領域(H3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah以上の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、中期的な観点から見ても今後も高いと推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第1の記憶階層の長期保存用領域(H2)に配置すべきと判定する。
また、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第1の記憶階層の一時保存用領域(H3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah未満の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、短期的には一時的に高くなっているが、中期的な観点から見ると今後低くなる可能性があると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第2の記憶階層の長期保存用領域(M2)に配置すべきと判定する。
一方、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第2の記憶階層の一時保存用領域(M3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam以上の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、短期的及び中期的な観点から見ると今後高くなる可能性があると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第1の記憶階層の長期保存用領域(H2)に配置すべきと判定する。
また、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第2の記憶階層の一時保存用領域(M2)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam未満で第2の高側アクセス頻度閾値Ibm以上の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、中期的な観点から見ても今後も高くも低くもない状態を維持すると推定される。かくして、このときコントローラ22は、もかかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第2の記憶階層の長期保存用領域(M2)に配置すべきと判定する。
さらに、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第2の記憶階層の一時保存用領域(M3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第2の高側アクセス頻度閾値Ibm未満の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、中期的な観点から見ると今後低くなると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第3の記憶階層の長期保存用領域(L2)に配置すべきと判定する。
他方、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第3の記憶階層の一時保存用領域(L3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第2の低側アクセス頻度閾値Ibl以上の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、中期的な観点からは今後高くなると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第2の記憶階層の長期保存用領域(M2)に配置すべきと判定する。
また、そのとき対象としている仮想ページVPに書き込まれたデータが第3の記憶階層の一時保存用領域(L3)に格納されており、直近のZ時間におけるアクセス頻度(Iz)が第2の低側アクセス頻度閾値Ibl未満の場合、対応する仮想ページVPに対するアクセス頻度は、中期的な観点から見ると今後低くなると推定される。かくして、このときコントローラ22は、かかる仮想ページVPに書き込まれたデータを第3の記憶階層の長期保存用領域(L2)に配置すべきと判定する。
そしてコントローラ22は、このようにして各仮想ボリュームVVOL内のデータが書き込まれたすべての仮想ページVPのうち、各記憶階層の長期保存用領域(H2,M2,L2)及び一時保存用領域(H3,M3,L3)にデータが格納された仮想ページVPについて、それぞれその仮想ページVPに書き込まれたデータの適正な配置先を判定すると、当該判定結果に従って、各仮想ページVPに書き込まれたデータを、それぞれ対応する記憶階層(第1〜第3の記憶階層)内の対応する領域(長期保存用領域又は一時保存用領域)に属する論理ページLPに必要に応じて再配置する(再配置処理)。
なお本実施の形態の場合、ユーザはデータ単位でそのデータを所望の記憶階層に固定して配置するよう指定することができ、このように指定されたデータについては、指定された記憶階層の固定保存用領域(H1、M1,L1)に格納される。そして、このようなデータが書き込まれた仮想ページVPについては、適正階層判定処理及び再配置処理の対象とならない。従って、かかるデータについては、再配置が行われず、常に指定された記憶階層に配置された状態が維持されることになる。
以上のような本実施の形態による階層制御機能を実現するための手段として、ストレージ装置4のメモリ32(図1)には、図9に示すページ管理テーブル40と、図10に示す階層管理テーブル41とが格納されている。
このうちページ管理テーブル40は、ストレージ装置4内に作成された各プールPL内の論理ページLPを管理するために利用されるテーブルであり、図9に示すように、プール番号欄40A、容量欄40B、ページ番号欄40C、仮想ボリューム番号欄40D、割当て欄40E、記憶階層・領域属性欄40F、第1のアクセス頻度欄40G、第2のアクセス頻度欄40H、第3のアクセス頻度欄40I、階層固定欄40J、及び、対応物理ページ欄40Kから構成される。
そしてプール番号欄40Aには、ストレージ装置4内に作成された各プールPLにそれぞれ付与された識別子が格納され、容量欄40Bには、対応するプールPLの容量が格納される。またページ番号欄40Cには、対応するプールPL内の各論理ページLPにそれぞれ付与された識別子(ページ番号)が格納される。なお各プールPL内の各論理ページLPにそれぞれ付与されるページ番号は、ストレージ装置4内でその論理ページLPに固有であり、いずれのプールPL内のいずれの論理ページLPのページ番号とも重複しないように付与される。
さらに割当て欄40Eには、対応する論理ページLPがいずれかの仮想ボリュームVVOL内のいずれかの仮想ページVPが割り当て済みであるか否かを表す情報(割り当てられている場合には「済」、割り当てられていない場合には「未」)が格納され、仮想ボリューム番号欄40Dには、対応する論理ページVPがいずれかの仮想ページVPに割り当てられている場合に、その仮想ページVPを有する仮想ボリュームVVOLのボリューム番号(LUN:Logical Unit Number)が格納される。なお対応する論理ページLPがいずれの仮想ページVPにも割り当てられていない場合、仮想ボリューム番号欄40Dには、これを表す情報(「未」)が格納される。さらに記憶階層・領域属性欄40Fには、対応する論理ページLPが属する記憶階層及び当該記憶階層を表す識別子(H1〜H3,M1〜M3,L1〜L3)が格納される。
さらに第1のアクセス頻度欄40Gには、対応する論理ページLPが割り当てられた仮想ページVPに対する直近のX時間内のアクセス頻度(Ix)が格納され、第2のアクセス頻度欄40Hには、当該仮想ページVPに対する直近のY時間内のアクセス頻度(Iy)が格納される。同様に、第3のアクセス頻度欄40Iには、その仮想ページVPに対する直近のZ時間内のアクセス頻度(Iz)が格納される。なお、これら第1〜第3のアクセス頻度欄40G〜40Iに格納されたアクセス頻度(Ix〜Iz)は、ストレージ装置4の測定機能により測定された個々の仮想ページVPに対するIOPSに基づいてY時間周期で更新される。
また階層固定欄40Jには、対応する論理ページLPが割り当てられた仮想ページVPに書き込まれたデータに対して、当該データの配置先の記憶階層が指定されている場合にはその記憶階層内の固定保存用領域を表す識別子(H1、M1又はL1)が格納され、当該指定が設定されていない場合にはこれを表す情報(「なし」)が格納される。さらに対応物理ページ欄40Kには、対応する論理ページLPと対応付けられた物理ページPPのページ番号が格納される。
一方、階層管理テーブル41は、1つのプール内の第1〜第3の記憶階層の構成を管理するために利用されるテーブルであり、プールPLごとに作成される。この階層管理テーブル41は、図10に示すように、記憶階層・領域属性欄41A、RAIDグループ欄41B、RAIDレベル欄41C、記憶デバイス種別欄41D及びエミュレーションタイプ欄41Eから構成される。
そして記憶階層・領域属性欄41Aには、対応するプールPL内の第1〜第3の記憶階層内の各記憶領域(固定保存用領域、長期保存用領域又は一時保存用領域)を表す識別子(H1〜H3、M1〜M3及びL1〜L3)がそれぞれ格納され、RAIDグループ欄41Bには、対応する記憶階層内の対応する領域属性の領域を提供するすべてのRAIDグループRG(図2)の識別子が格納される。
またRAIDレベル欄41Cは、レベル欄41CA及び構成欄41CBから構成される。そしてレベル欄41CAには、対応するRAIDグループRGのRAIDレベルが格納され、構成欄41CBには、対応するRAIDグループRGのRAID構成が格納される。なお、RAIDレベルとしては、「RAID1」〜「RAID6」及び「RAID1+0」などがある。また構成欄41CBにおいて「D」の左側の数値はデータを格納する記憶デバイス30の数を表し、「P」の左側の数値はパリティを格納する記憶デバイス30の数を表す。従って、例えば「3D+1P」は、対応するRAIDグループRGは4つの記憶デバイス30から構成されており、そのうち3つの記憶デバイス30がデータを記憶するために利用され、1つの記憶デバイス30がパリティを記憶するために利用されることを表す。
記憶デバイス種別欄41Dは、種別欄41DA及び容量欄41DBから構成される。そして種別欄41DAには、対応するRAIDグループRGを構成する記憶デバイス30の種別(「SSD」、「SAS」又は「SATA」)が格納され、容量欄41DBには、その記憶デバイス30の個々の記憶容量が格納される。さらにエミュレーションタイプ欄41Eには、対応するRAIDグループRGのエミュレーションタイプが格納される。
従って、図10の例では、対応するプールPLの第1の記憶階層の固定保存用領域(「H1」)は、それぞれ「1−1」又は「1−2」という識別子が付与された2つのRAIDグループRGが提供する記憶領域(論理ボリュームVOL)により構成されており、このうち「1−1」というRAIDグループRGは、「200GB」の「SSD」から構成されるRAIDレベルが「RAID5」、RAID構成が「3D+1」のRAIDグループRGであって、エミュレーションタイプが「openV」であることが示されている。
(3)階層記憶制御機能に関するCPUの処理
次に、かかる本実施の形態の階層記憶制御機能に関連するストレージ装置4のコントローラ22内のCPU31(図2)の具体的な処理内容について説明する。
次に、かかる本実施の形態の階層記憶制御機能に関連するストレージ装置4のコントローラ22内のCPU31(図2)の具体的な処理内容について説明する。
(3−1)プール作成処理
図11は、管理装置36(図1)を介してプールの作成指示(以下、これをプール作成指示と呼ぶ)が入力されたときにストレージ装置4のCPU31により実行されるプール作成処理の処理手順を示す。
図11は、管理装置36(図1)を介してプールの作成指示(以下、これをプール作成指示と呼ぶ)が入力されたときにストレージ装置4のCPU31により実行されるプール作成処理の処理手順を示す。
CPU31は、管理装置36が操作されて、複数種類の複数の論理ボリュームVOLが指定され、これらの論理ボリュームVOLから構成されるプールPLを作成すべきプール作成指示が与えられると、この図11に示すプール作成処理を開始し、まず、このとき指定されたプールPLを作成した場合においても、ストレージ装置4内に存在するプールPLの総数が予め定められた制限値未満となるか否かを判断する(SP1)。
そしてCPU31は、この判断で否定結果を得ると、指定されたプールPLの作成を中止すると共に、当該指定されたプールPLを作成できない旨の警告を管理装置36の表示装置に表示させ(SP7)、この後、このプール作成処理を終了する。
一方、CPU31は、ステップSP1の判断で肯定結果を得ると、新たに作成しようとするプールPLを構成する論理ボリュームVOLとして指定された論理ボリュームVOLがプールPLを構成する論理ボリュームVOLとして利用できるか否か(例えば、対応する論理ボリュームVOLがそのまま業務サーバ3に提供されていないか否か)を判断する(SP2)。そしてCPU31は、この判断で否定結果を得ると、ステップSP7に進み、このステップSP7を上述と同様に処理した後に、このプール作成処理を終了する。
これに対してCPU31は、ステップSP2の判断で肯定結果を得ると、そのとき作成しようとするプールPL内の各論理ボリュームVOLの総容量(つまりそのプールPLの容量)が予め定められた制限値未満であるか否かを判断する(SP3)。そしてCPU31は、この判断で否定結果を得ると、ステップSP7に進み、このステップSP7を上述と同様に処理した後に、このプール作成処理を終了する。
またCPU31は、ステップSP3の判断で肯定結果を得ると、このとき作成しようとするプールPLを構成する論理ボリュームVOLとして指定された各論理ボリュームVOLをそれぞれ提供する記憶デバイス30の種別をそれぞれ確認する(SP4)。
この後、CPU31は、ステップSP4の確認結果に基づいて、このとき作成しようとするプールPLを構成する論理ボリュームVOLとして指定された各論理ボリュームVOLをそれぞれ提供する記憶デバイス30の種別数が予め定められた制限値未満であるか否かを判断する(SP5)。
例えば、本実施の形態によるストレージ装置4では、各プールPLを必ず第1〜第3の記憶階層により構成する必要はなく、第1及び第2の記憶階層のみから記憶階層を構成しても良い。このため、新たに作成しようとするプールPL構成する論理ボリュームVOLとして指定された各論理ボリュームVOLをそれぞれ提供する記憶デバイス30の種別数が3つである場合には、このステップSP5において否定結果が得られることになる。かくしてCPU31は、この判断で否定結果を得ると、ステップSP7に進み、このステップSP7を上述と同様に処理した後に、このプール作成処理を終了する。
他方、CPU31は、ステップSP5の判断で肯定結果を得ると、指定されたプールPLを作成する。具体的に、CPU31は、ストレージ装置4内の各プールPLを構成する論理ボリュームVOLを管理するための図示しないテーブル(以下、これをプール管理テーブルと呼ぶ)をメモリ32(図1)内に保持しており、このプール管理テーブルに、新たに作成しようとするプールPLと、そのプールPLを構成する論理ボリュームVOLとを登録する(SP6)。
そしてCPU31は、上述のようにしてプールPLを作成すると、このプール作成処理を終了する。
(3−2)仮想ボリューム作成処理
一方、図12は、管理装置36(図1)を介して仮想ボリュームVVOLの作成指示(以下、これを仮想ボリューム作成指示と呼ぶ)が入力されたときにストレージ装置4のCPU31により実行される仮想ボリューム作成処理の処理手順を示す。
一方、図12は、管理装置36(図1)を介して仮想ボリュームVVOLの作成指示(以下、これを仮想ボリューム作成指示と呼ぶ)が入力されたときにストレージ装置4のCPU31により実行される仮想ボリューム作成処理の処理手順を示す。
CPU31は、管理装置36が操作されて、作成すべき仮想ボリュームVVOLの個数、各仮想ボリュームVVOLの容量、各仮想ボリュームVVOLのボリューム番号及び作成した仮想ボリュームVVOLを対応付けるべきプールPLの識別番号等の情報(以下、これらをまとめて作成仮想ボリューム情報と呼ぶ)がそれぞれ入力され、その仮想ボリュームVVOLの作成指示(仮想ボリューム作成指示)が入力されると、この仮想ボリューム作成処理を開始し、まず、このとき入力された作成仮想ボリューム情報に基づいて、作成すべき各仮想ボリュームVVOLの容量がいずれも予め定められた制限値未満であるか否かを判断する(SP10)。
そしてCP31Uは、この判断で否定結果を得ると、仮想ボリュームVVOLの作成を中止すると共に、中止理由を管理装置36の表示装置に表示させ(SP14)、この後、この仮想ボリューム作成処理を終了する。
これに対してCPU31は、ステップSP10の判断で肯定結果を得ると、このとき作成すべき仮想ボリュームVVOLの数と、現在、ストレージ装置4内に存在する仮想ボリュームVVOLの数との合計値が予め定められた制限値未満となるか否かを判断する(SP11)。
そしてCPU31は、この判断で否定結果を得るとステップSP14に進み、このステップSP14を上述と同様に処理した後に、この仮想ボリューム作成処理を終了する。
これに対してCPU31は、ステップSP11の判断で肯定結果を得ると、作成仮想ボリューム情報に基づいて、そのとき入力された作成すべき仮想ボリュームVVOLに付与すべきボリューム番号が未使用であるか否かを判断する(SP12)。
そしてCPU31は、この判断で否定結果を得るとステップSP14に進み、このステップSP14を上述と同様に処理した後に、この仮想ボリューム作成処理を終了する。
これに対してCPU31は、ステップSP12の判断で肯定結果を得ると、作成仮想ボリューム情報に基づいて、指定されたすべての仮想ボリュームVVOLを作成する(SP13)。具体的に、CPU31は、仮想ボリュームVVOLを管理するための図示しない管理テーブル(以下、これを仮想ボリューム管理テーブルと呼ぶ)をメモリ32(図1)内に保持しており、この仮想ボリューム管理テーブルに必要な情報を登録することにより仮想ボリュームVVOLを作成する。そしてCPU31は、この後、この仮想ボリューム作成処理を終了する。
(3−3)適正階層判定処理
図13は、上述した本実施の形態による階層記憶制御機能に関連してCPU31によりY時間周期で実行される適正階層判定処理の具体的な処理内容を示す。CPU31は、この図13に示す処理手順に従って、仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層をそれぞれ判定する。
図13は、上述した本実施の形態による階層記憶制御機能に関連してCPU31によりY時間周期で実行される適正階層判定処理の具体的な処理内容を示す。CPU31は、この図13に示す処理手順に従って、仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層をそれぞれ判定する。
すなわちCPU31は、この適正階層判定処理を開始すると、まず、ページ管理テーブル40(図9)を参照して、ステップSP31以降の処理が未処理の仮想ページVPを1つ選択し(SP30)、選択した仮想ページ(以下、これを選択仮想ページと呼ぶ)VPに書き込まれたデータについて、配置先の記憶階層が指定されているか否かをページ管理テーブル40に基づいて判断する(SP31)。
そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータを、指定された第1、第2又は第3の記憶階層内の固定保存用領域(H1、M1又はL1)に再配置するよう対応する記憶デバイス30を必要に応じて制御し(S32)、この後ステップSP47に進む。
これに対してCPU31は、ステップSP31の判断で否定結果を得ると、ページ管理テーブル40を参照して、現在、選択仮想ページVPに割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性が「H2」、「M2」及び「L2」のいずれかであるか否かを判断する(SP33)。
CPU31は、この判断で否定結果を得ると、各仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPにどの論理ページLPが割り当てられているかが登録された図示しない管理テーブル(以下、これを論理ページ割当て先管理テーブルと呼ぶ)と、ページ管理テーブル40とを参照して、選択仮想ページVPに対する直近のX時間内のアクセス頻度(Ix)が第1のアクセス頻度閾値Ia以上であるか否かを判断する(SP34)。またCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のY時間内のアクセス頻度(Iy)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam以上であるか否かを判断する(SP35)。
そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「H2」と判定し(SP36)、この後、ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP35の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M3」と判定し(SP37)、この後ステップSP60に進む。
一方、CPU31は、ステップSP34の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のX時間内のアクセス頻度(Ix)が第2のアクセス頻度閾値Ib以上であるか否かを判断する(SP38)。
CPU31は、この判断で肯定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のY時間内のアクセス頻度(Iy)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah以上であるか否かを判断する(SP39)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を「H3」と判定し(SP40)、この後、ステップSP60に進む。
またCPU31は、ステップSP41の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のY時間内のアクセス頻度(Iy)が第2の低側アクセス頻度閾値Ibl以上であるか否かを判断する(SP41)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M2」と判定し(SP42)、この後ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP41の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「L3」と判定し(SP43)、この後、ステップSP60に進む。
他方、CPU31は、ステップSP38の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のY時間内のアクセス頻度(Iy)が第2の高側アクセス頻度閾値Ibm以上であるか否かを判断する(SP44)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに格納されたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M3」と判定し(SP45)、この後ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP44の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「L2」と判定し(SP46)、この後、ステップSP60に進む。
これに対してCPU31は、ステップSP33の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、現在、選択仮想ページVPに割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性が「H3」であるか否かを判断する(SP47)。
そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のZ時間内のアクセス頻度(Iz)が第1の高側アクセス頻度閾値Iah以上であるか否かを判断する(SP48)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「H2」と判定し(SP49)、この後ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP48の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M2」と判定し(SP50)、この後、ステップSP60に進む。
一方、CPU31は、ステップSP47の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、現在、選択仮想ページVPに割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性が「M3」であるか否かを判断する(SP51)。
そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のZ時間内のアクセス頻度(Iz)が第1の低側アクセス頻度閾値Iam以上であるか否かを判断する(SP52)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「H2」と判定し(SP53)、この後ステップSP60に進む。
これに対してCPU31は、ステップSP52の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のZ時間内のアクセス頻度(Iz)が第2の高側アクセス頻度閾値Ibm以上であるか否かを判断する(SP54)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M2」と判定し(SP55)、この後ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP54の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「L2」と判定し(SP56)、この後、ステップSP60に進む。
他方、CPU31は、ステップSP51の判断で否定結果を得ると、上述の論理ページ割当て先管理テーブル及びページ管理テーブル40を参照して、選択仮想ページVPに対する直近のZ時間内のアクセス頻度(Iz)が第2の低側アクセス頻度閾値Ibl以上であるか否かを判断する(SP57)。そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「M2」と判定し(SP58)、この後ステップSP60に進む。またCPU31は、ステップSP57の判断で否定結果を得ると、選択仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層及び領域属性を「L2」と判定し(SP59)、この後、ステップSP60に進む。
そしてCPU31は、ステップSP60に進むと、ストレージ装置4内の各仮想ボリュームVVOLにおけるデータが書き込まれたすべての仮想ページVPについて、ステップSP31以降の処理を完了し終えたか否かを判断する(SP60)。
そしてCPU31は、この判断で否定結果を得るとステップSP30に戻り、この後、ステップSP30において選択する仮想ページVPを順次他の仮想ページVPに切り替えながら、ステップSP30〜ステップSP60の処理を繰り返す。
そしてCPU31は、やがてストレージ装置4内の各仮想ボリュームVVOLにおけるデータが書き込まれたすべての仮想ページについてステップSP31以降の処理を実行し終えることによりステップSP60において肯定結果を得ると、この適正階層判定処理を終了する。
(3−4)再配置処理
図14は、上述の適正階層判定処理に続いてCPU31により実行される再配置処理の処理手順を示す。CPU31は、この図14に示す処理手順に従って、現在、割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性と、適正階層判定処理により判定された適正な記憶階層及び領域属性とが異なる仮想ページVPについて、当該仮想ページVPに書き込まれたデータを適正な記憶階層及び領域属性に属する論理ページLPと対応付けられた物理ページPPに再配置する。
図14は、上述の適正階層判定処理に続いてCPU31により実行される再配置処理の処理手順を示す。CPU31は、この図14に示す処理手順に従って、現在、割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性と、適正階層判定処理により判定された適正な記憶階層及び領域属性とが異なる仮想ページVPについて、当該仮想ページVPに書き込まれたデータを適正な記憶階層及び領域属性に属する論理ページLPと対応付けられた物理ページPPに再配置する。
実際上、CPU31は、図13A及び図13Bについて上述した適正階層判定処理を終了すると、データの再配置が必要な仮想ページVPがあるか否かを判断する(SP70)。この判定は、各仮想ボリュームVVOL内のデータが書き込まれた仮想ページVPについて、現在、割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性と、上述の適正階層判定処理により判定された適正な記憶階層及び領域属性とが異なる仮想ページVPであって、ステップSP71以降が未処理の仮想ページVPが存在するか否かを判定することにより行われる。
そしてCPU31は、この判断で肯定結果を得ると、データの再配置が必要な仮想ページVPを1つ選択し、選択した仮想ページVP(以下、これを該当仮想ページVPと呼ぶ)について上述の適正階層判定処理において判定された適正な記憶階層に空き容量が存在するか否かを判断する(SP71)。そしてCPU31は、この判断で否定結果を得ると、該当仮想ページVPについての再配置処理を中止すると共に、該当仮想ページVPに書き込まれたデータを格納すべき記憶領域に空き容量がない旨の警告を管理装置36(図1)に表示させる(SP76)。そしてCPU31は、この後ステップSP70に戻る。
これに対してCPU31は、ステップSP71の判断で肯定結果を得ると、該当仮想ページVPについて上述の適正階層判定処理により判定された適正な記憶階層内の適正な領域属性に属する未使用の論理ページLPが存在するか否かを判断する(SP72)。そしてCPU31は、この判断で否定結果を得るとステップSP76に進み、このステップSP76を上述と同様に処理した後にステップSP70に戻る。
これに対してCPU31は、ステップSP72の判断で肯定結果を得ると、ステップSP70において選択した未使用の論理ページLPを該当仮想ページVPに新たに割り当て、当該論理ページLPと対応付けられた物理ページPPに該当仮想ページVPに書き込まれたデータを移動させるよう対応する記憶デバイス30を制御する(SP73)。
この後CPU31は、ステップSP73の処理に応じて、上述した論理ページ割当て先管理テーブルを更新すると共に、ページ管理テーブル40(図9)におけるステップSP73において新たに該当仮想ページVPに割り当てた再配置先の論理ページLPに対応するエントリ(行)の内容を再配置後の内容に更新する(SP74)。
さらにCPU31は、ページ管理テーブル40(図9)における再配置元の論理ページLPに対応するエントリ(行)の内容を再配置後の内容に更新し(SP75)、この後ステップSP70に戻る。そしてCPU31は、この後、ステップSP70において選択する該当仮想ページVPを順次他の仮想ページVPに切り替えながら、ステップSP70〜ステップSP76の処理を繰り返す。
そしてCPU31は、やがて現在、割り当てられている論理ページLPが属する記憶階層及び領域属性と、適正階層判定処理により判定された適正な記憶階層及び領域属性とが異なるすべての仮想ページVPについてステップSP70〜ステップSP76の処理を実行し終えることによりステップSP70において否定結果を得ると、この再配置処理を終了する。
(4)本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態による計算機システム1では、ストレージ装置4が複数の測定周期のアクセス頻度(Ix,Iy,Iz)に基づいて仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPにそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定しているため、仮想ボリュームVVOLの仮想ページVPに書き込まれたデータを長期的及び短期的の双方の観点から見てより適正な記憶階層に属する論理ページLPに配置することができる。
以上のように本実施の形態による計算機システム1では、ストレージ装置4が複数の測定周期のアクセス頻度(Ix,Iy,Iz)に基づいて仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPにそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定しているため、仮想ボリュームVVOLの仮想ページVPに書き込まれたデータを長期的及び短期的の双方の観点から見てより適正な記憶階層に属する論理ページLPに配置することができる。
かくするにつき、一時的にアクセス頻度が高かったデータによって高性能の記憶領域が占有され、これに起因してストレージ装置4の応答性能が劣化するといった不具合が生じることを未然かつ有効に防止することができ、かくしてシステムの性能低下を防止しながらシステム運用の作業負荷の増大を防止し得るストレージ装置を実現することができる。
(5)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1のように構成されたストレージ装置4に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、階層制御機能が搭載されたこの他種々の構成を有するストレージ装置に広く適用することができる。
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1のように構成されたストレージ装置4に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、階層制御機能が搭載されたこの他種々の構成を有するストレージ装置に広く適用することができる。
また上述の実施の形態においては、記憶階層を第1〜第3の記憶階層の3階層構成とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、2階層構成又は4階層以上の場合についても本発明を適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、仮想ボリュームの仮想ページに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定する際に利用する閾値として、第1及び第2のアクセス頻度閾値Ia,Ibと、第1及び第2の高側アクセス頻度閾値Iah,Ibmと、第1及び第2の低側アクセス頻度閾値Iam,Iblとを用意し、これらを利用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、管理を容易化するために第1及び第2の高側アクセス頻度閾値Iah,Ibmと、第1及び第2の低側アクセス頻度閾値Iam,Iblとを用いることなく、第1及び第2のアクセス頻度閾値Ia,Ibのみを用いて仮想ボリュームVVOLの仮想ページVPに書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定を行うようにしても良い。
ただし、このようにした場合、連続する2つの記憶階層間で、下位の記憶階層の一時保存用領域(H3,M3,L3)に格納されたデータの適正な配置先を上位の記憶階層の長期保存用領域(H2,M2,L2)と判定するための閾値と、上位の記憶階層の一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を下位の記憶階層の長期保存用領域と判定するための閾値とが同じ値(第1及び第2のアクセス頻度閾値Ia,Ib)となり、この結果としてデータの再配置が頻繁に発生してストレージ装置4のコントローラ22(図1)の負荷が大きくなる問題がある。
よって、この観点からは、本実施の形態のように第1及び第2のアクセス頻度閾値Ia,Ibに加えて、第1及び第2の高側アクセス頻度閾値Iah,Ibmと、第1及び第2の低側アクセス頻度閾値Iam,Iblとを設けることにより、連続する2つの記憶階層間で、下位の記憶階層の一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を上位の記憶階層の長期保存用領域と判定するための閾値と、上位の記憶階層の一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を下位の記憶階層の長期保存用領域と判定するための閾値とを異なる値とすることができ、ストレージ装置4のコントローラ22の負荷を低減させるという効果を得ることができる。
さらに上述の実施の形態においては、データを特定の記憶階層に固定する設定をデータ単位で行い得るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば仮想ボリュームVVOL単位又は仮想ページ単位で設定できるようにストレージ装置4を構築するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、各記憶階層の一時保存用領域(H3,M3,L3)に配置された各データの配置先として適正な記憶階層を判定する判定処理(図13Bについて上述した処理)を、各記憶階層の長期保存用領域(H2,M2,L2)に配置されたデータの配置先として適正な記憶階層を判定する判定処理(図13Aについて上述した処理)と同じタイミングで実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、図13Aについて上述した判定処理(又は図13Aについて上述した判定処理及び図13Bについて上述した判定処理)と、図13Bについて上述した判定処理とを別のタイミングで実行するようにしても良い。例えば、図13A(又は図13A及び図13B)について上述した判定処理と、これに続けて実行される図14について上述した再配置処理とをY時間周期又は他のタイミングで実行し、これとは別の周期(例えばZ時間周期)又はタイミングで図13Bについて上述した判定処理及び図14について上述した再配置処理を実行するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、仮想ボリュームVVOL内の仮想ページVPごとに、複数の測定周期ごとのアクセス頻度をそれぞれ測定するアクセス頻度測定部と、アクセス頻度測定部の測定結果に基づいて、仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPにそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な記憶階層を判定する階層判定部と、仮想ボリュームVVOLの各仮想ページVPのうち、当該仮想ページVPに書き込まれたデータが格納されている記憶領域が属する記憶階層と、階層判定部により判定された当該データの配置先として適正な記憶階層とが異なる仮想ページVPについて、当該仮想ページVPに書き込まれたデータを、階層判定部により適正と判定された記憶階層に属する記憶領域に再配置する再配置部とを、ストレージ装置4全体の動作制御を司るCPU31(図1)により構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらアクセス頻度測定部、階層判定部及び再配置部をかかるCPU31以外の専用のCPU等により構成するようにしても良い。
本発明は、階層制御機能が搭載されたストレージ装置に適用することができる。
1……計算機システム、3……業務サーバ、4……ストレージ装置、22……コントローラ、30……記憶デバイス、31……CPU、32……メモリ、36……管理装置、VOL……論理ボリューム、VVOL……仮想ボリューム、PL……論理ページ、PP……物理ページ、VP……仮想ページ、PL……プール、H1,M1,L1……固定保存用領域、H2,M2,L2……長期保存用領域、H3,M3,L3……一時保存用領域、X,Y,Z……時間、Ia……第1のアクセス頻度閾値、Iah……第1の高側アクセス頻度閾値、Iam……第1の低側アクセス頻度閾値、Ib……第2のアクセス頻度閾値、Ibh……第2の高側アクセス頻度閾値、Ibm……第2の低側アクセス頻度閾値、40……ページ管理テーブル、41……階層管理テーブル。
Claims (12)
- 仮想ボリュームを上位装置に提供すると共に、当該仮想ボリューム内を所定サイズの単位領域に区分して管理し、前記上位装置からの前記仮想ボリュームに対する書込み要求に応じて前記仮想ボリューム内の対応する前記単位領域に記憶領域を割り当て、当該記憶領域に書込み対象のデータを格納するストレージ装置において、
前記記憶領域は、それぞれ性能が異なる複数の記憶階層から構成され、
前記仮想ボリューム内の前記単位領域ごとに、複数の測定周期ごとのアクセス頻度をそれぞれ測定するアクセス頻度測定部と、
前記アクセス頻度測定部の測定結果に基づいて、前記仮想ボリュームの各前記単位領域にそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する階層判定部と、
前記仮想ボリュームの各前記単位領域のうち、当該単位領域に書き込まれたデータが格納されている前記記憶領域が属する前記記憶階層と、前記階層判定部により判定された当該データの配置先として適正な前記記憶階層とが異なる前記単位領域について、当該単位領域に書き込まれたデータを、前記階層判定部により適正と判定された前記記憶階層に属する前記記憶領域に再配置する再配置部と
を備えることを特徴とするストレージ装置。 - 前記測定周期ごとにそれぞれ1又は複数の閾値が設定され、
前記階層判定部は、
前記仮想ボリューム内のデータが書き込まれた各前記単位領域について、前記測定周期ごとの前記アクセス頻度をそれぞれ対応する前記閾値と比較し、前記測定周期ごとの比較結果に基づいて、当該単位領域に書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。 - 各前記記憶階層にそれぞれ属する前記記憶領域が、少なくともデータを長期保存するための前記記憶領域からなる長期保存用領域と、データを一時的に保存するための前記記憶領域からなる一時保存用領域とに区分され、
前記階層判定部は、
前記測定周期ごとの比較結果に基づいて、前記単位領域に書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層に加えて、当該記憶階層内の前記長期保存用領域及び前記一時保存用領域のうちの当該データの配置先として適正な領域を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載のストレージ装置。 - 前記階層判定部は、
いずれかの前記記憶階層内の前記一時保存用領域にデータが格納された各前記単位領域について、特定の前記測定周期の前記アクセス頻度と、当該測定周期について設定された前記閾値との比較結果に基づいて、当該単位領域に書き込まれたデータの適正な配置先がいずれの前記記憶階層の前記長期保存用領域であるかを判定する
ことを特徴とする請求項3に記載のストレージ装置。 - より性能が高い前記記憶階層がより上位の前記記憶階層として管理され、
連続する2つの前記記憶階層間で、下位の前記記憶階層の前記一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を上位の前記記憶階層の前記長期保存用領域と判定するための前記閾値と、上位の前記記憶階層の前記一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を下位の前記記憶階層の前記長期保存用領域と判定するための前記閾値とが異なる値に設定された
ことを特徴とする請求項4に記載のストレージ装置。 - 前記階層判定部は、
格納すべき前記記憶階層が予め指定されたデータについては、配置先として適正な前記記憶階層の判定を行わない
ことを特徴とする請求項1に記載のストレージ装置。 - 仮想ボリュームを上位装置に提供すると共に、当該仮想ボリューム内を所定サイズの単位領域に区分して管理し、前記上位装置からの前記仮想ボリュームに対する書込み要求に応じて前記仮想ボリューム内の対応する前記単位領域に記憶領域を割り当て、当該記憶領域に書込み対象のデータを格納するストレージ装置における階層制御方法であって、
前記記憶領域は、それぞれ性能が異なる複数の記憶階層から構成され、
前記仮想ボリューム内の前記単位領域ごとに、複数の測定周期ごとのアクセス頻度をそれぞれ測定する第1のステップと、
測定結果に基づいて、前記仮想ボリュームの各前記単位領域にそれぞれ書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する第2のステップと、
前記仮想ボリュームの各前記単位領域のうち、当該単位領域に書き込まれたデータが格納されている前記記憶領域が属する前記記憶階層と、前記階層判定部により判定された当該データの配置先として適正な前記記憶階層とが異なる前記単位領域について、当該単位領域に書き込まれたデータを、適正と判定した前記記憶階層に属する前記記憶領域に再配置する第3のステップと
を備えることを特徴とする階層制御方法。 - 前記測定周期ごとにそれぞれ1又は複数の閾値が設定され、
前記第2のステップでは、
前記仮想ボリューム内のデータが書き込まれた各前記単位領域について、前記測定周期ごとの前記アクセス頻度をそれぞれ対応する前記閾値と比較し、前記測定周期ごとの比較結果に基づいて、当該単位領域に書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層を判定する
ことを特徴とする請求項7に記載の階層制御方法。 - 各前記記憶階層にそれぞれ属する前記記憶領域が、少なくともデータを長期保存するための前記記憶領域からなる長期保存用領域と、データを一時的に保存するための前記記憶領域からなる一時保存用領域とに区分され、
前記第2のステップでは、
前記測定周期ごとの比較結果に基づいて、前記単位領域に書き込まれたデータの配置先として適正な前記記憶階層に加えて、当該記憶階層内の前記長期保存用領域及び前記一時保存用領域のうちの当該データの配置先として適正な領域を判定する
ことを特徴とする請求項8に記載の階層制御方法。 - 前記第2のステップでは、
いずれかの前記記憶階層内の前記一時保存用領域にデータが格納された各前記単位領域について、特定の前記測定周期の前記アクセス頻度と、当該測定周期について設定された前記閾値との比較結果に基づいて、当該単位領域に書き込まれたデータの適正な配置先がいずれの前記記憶階層の前記長期保存用領域であるかを判定する
ことを特徴とする請求項9に記載の階層制御方法。 - より性能が高い前記記憶階層がより上位の前記記憶階層として管理され、
連続する2つの前記記憶階層間で、下位の前記記憶階層の前記一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を上位の前記記憶階層の前記長期保存用領域と判定するための前記閾値と、上位の前記記憶階層の前記一時保存用領域に格納されたデータの適正な配置先を下位の前記記憶階層の前記長期保存用領域と判定するための前記閾値とが異なる値に設定された
ことを特徴とする請求項10に記載の階層制御方法。 - 前記第2のステップでは、
格納すべき前記記憶階層が予め指定されたデータについては、配置先として適正な前記記憶階層の判定を行わない
ことを特徴とする請求項7に記載の階層制御方法。
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