JP6747018B2 - 記憶システム、記憶システム制御装置、記憶システム制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、ディレクトリツリー形式のファイルシステムに対する負荷分散方法が記載されている。この負荷分散方法では、ディスク装置上の負荷の高い局所を含むディレクトリとディレクトリ下のすべての情報を別のディスクに移動し、移動元と移動先のディレクトリを関連付ける。
これに対し、特許文献1には、高負荷か否かの判定対象の限定については記載されていない。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るコンピュータシステムの装置構成を示す概略構成図である。同図に示すように、コンピュータシステム1は、記憶システム2と、ホストコンピュータ30a〜30cとを備える。記憶システム2は、ディスクアレイ(Disk Array)装置3と、記憶システム制御装置100とを備える。ディスクアレイ装置3は、マスターボリューム5と、リンクボリューム6a〜6cとを備える。
以下では、ホストコンピュータ30a〜30cを総称してホストコンピュータ30と表記する。また、リンクボリューム6a〜6cを総称してリンクボリューム6と表記する。また、マスターボリュームとリンクボリュームとを総称してボリュームと表記する。
ディスクアレイ装置3は、リンクドクローン(Linked Clone)を構成する。ここで、ディスクアレイ装置とは、複数のハードディスク装置を備えた記憶デバイスである。また、リンクドクローンとは、クライアントに共通のマスターデータを記憶する共通の記憶領域と、クライアント毎に個別のデータを記憶する個別の記憶領域との組み合わせにて、各クライアント(データを使用する装置)用のデータを記憶する記憶方式である。ここでいうクライアントは、ディスクアレイ装置3が記憶しているデータを使用する装置である。図1の例では、ホストコンピュータ30の各々がクライアントの例に該当する。
但し、本実施形態でリンクドクローンを構成する装置はディスクアレイ装置に限らず、リンクドクローンを構成可能な記憶容量を有し、かつ、記憶領域全体が、負荷の異なり得る複数の記憶領域から構成されている記憶装置であればよい。
図1の線L12a〜L12cは、ホストコンピュータ30の各々によるマスターデータの参照先がマスターボリューム5であることを示している。
このように、ホストコンピュータ30の各々は、マスターデータを参照する場合、マスターボリューム5にアクセスする。一方、ホストコンピュータ30a〜30cは、差分データを参照する場合、それぞれリンクボリューム6a〜6cにアクセスする。これにより、ディスクアレイ装置3は、リンクドクローンを構成している。
ここでいうプールとは、ディスクアレイ装置3が備える1つ以上のボリュームで構成した記憶領域である。例えば、プール4の各々は、ディスクアレイ装置3が備える1つ以上の物理ディスクを束ねてRAID(Redundant Arrays Of Inexpensive Disks、又は、Redundant Arrays Of Independent Disks)を構成した記憶領域の各々であってもよいが、これに限らない。
また、以下では、ディスクアレイ装置3における負荷の測定単位がプール4である場合を例に説明するが、これに限らず、ディスクアレイ装置3が備えるボリューム間で負荷が異なり得るものであればよい。例えば、負荷の測定単位がボリュームであってもよい。すなわち、ボリューム毎に負荷を測定可能であってもよい。
ホストコンピュータ30の各々は、例えばコンピュータを用いて構成される。
図2は、記憶システム制御装置100の機能構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、記憶システム制御装置100は、通信部110と、記憶部140と、制御部160とを備える。記憶部140は、アクセス頻度テーブル記憶部151と、プールビジー監視テーブル記憶部152とを備える。制御部160は、マスターデータ読出頻度検出部171と、負荷状態判定部172と、コピー対象決定部173と、コピー先決定部174と、コピー制御部175と、データアクセス制御部176とを備える。
アクセス頻度テーブルの「データ識別情報」は、マスターボリューム5が記憶しているデータ(特に、マスターデータ)に対して上記の単位毎に(従って、単位データ毎に)付される識別情報である。
また、アクセス頻度テーブルの「番号」は、単位データ毎のアクセス頻度の高い順を示す通し番号である。図3の例では、マスターボリューム5が記憶している単位データのうちデータAが最もアクセス頻度が高い。
なお、アクセス頻度テーブル記憶部151が記憶するデータは表形式のデータに限らず、単位データ毎のアクセス頻度の高さを示すものであればよい。
なお、ここでのビジーは高負荷の一例でありこれに限らない。例えば負荷状態判定部172が、プール4がビジーか否かに代えて、プール4の負荷が所定の負荷以上に高負荷か否かを監視するようにしてもよい。
プールビジー監視テーブルの「ボリューム番号」は、ボリューム毎に付された識別情報である。図4の例でボリューム番号「5」はマスターボリューム5を示す。また、ボリューム番号「6a」、「6b」、「6c」は、それぞれリンクボリューム6a、6b、6cを示す。
マスターデータ読出頻度検出部171は、マスターボリューム5が記憶しているデータ(単位データ)の各々の読出頻度を検出する。
コピー対象データのコピーにより、記憶システム2は負荷分散を行う。具体的には、ホストコンピュータ30の各々がマスターボリューム5にリードアクセス(読出)していたデータをリンクボリューム6にリードアクセスするようにすることで、マスターボリューム5の負荷を軽減させる。
なお、コピー先決定部174が、1つのコピー対象データのコピー先を2つ以上のリンクボリューム6に決定するようにしてもよい。例えば、コピー先決定部174が、ビジーでない全てのリンクボリューム6をコピー先のリンクボリューム6に決定するようにしてもよい。
データアクセス制御部176は、ホストコンピュータ30による記憶システム制御装置100へのアクセスを制御する。特に、データアクセス制御部176は、ホストコンピュータ30が記憶システム制御装置100からコピー済みデータを読み出す際、データの読出先を、マスターボリューム5、又は、コピー先のリンクボリューム6のいずれかに決定する。例えば、データアクセス制御部176は、コピー済みデータの読出先を、コピー先のリンクボリューム6に決定する。
また、データアクセス制御部176は、コピーされていないマスターデータの参照先をマスターボリューム5に決定する。ここでいうコピーされていないマスターデータとは、マスターデータのうちコピーされていない単位データである。
また、データアクセス制御部176は、ホストコンピュータ30に個別のデータの参照先を、ホストコンピュータ30に対応付けて決定されているリンクボリューム6に決定する。図1に示す例の場合、データアクセス制御部176は、ホストコンピュータ30a、30b、30cに個別のデータの参照先を、それぞれリンクボリューム6a、6b、6cに決定する。
図5は、コピーされていないマスターデータの参照先の例を示す説明図である。図5では、図1に示す装置構成において、ホストコンピュータ30がコピーされていないマスターデータを読み出す際の読出先を示している。
図5の例ではデータAは、コピーされていないマスターデータである。また、ホストコンピュータ30a、30b、30cがデータAを読み出す際の読出先を、それぞれ線L22a、L22b、L22cで示している。
そこで、上記のようにコピー制御部175が、マスターデータのうちコピー対象決定部173がコピー対象データに決定した単位データを、コピー先決定部174が決定したコピー先のリンクボリューム6にコピーする。
このように、マスターデータの一部の読出先をリンクボリューム6に分散することで、マスターボリューム5の負荷を軽減させることができる。
図7の処理で、負荷状態判定部172は、マスターボリューム5の負荷の状態を示す情報(負荷情報)を取得する(ステップS101)。例えば負荷状態判定部172は、負荷状態判定部172自らが生成し更新しているプールビジー監視テーブルからマスターボリューム5の負荷情報を読み出す。
マスターボリューム5が高負荷の状態にあると判定した場合(ステップS102:YES)、コピー対象決定部173がコピー対象データを決定する(ステップS103)。コピー対象決定部173は、アクセス頻度テーブルを参照し、マスターデータに含まれる単位データへのアクセス頻度に基づいて、例えばアクセス頻度が最も高い単位データをコピー対象データに決定する。
そして、コピー先決定部174は、ステップS104で読み出した負荷情報に基づいて、コピー対象データのコピー先を決定する(ステップS105)。例えば、コピー先決定部174は、ビジーでないリンクボリューム6のうち、予め定められている順番が最も早いリンクボリューム6を、コピー先に決定する。
そして、データアクセス制御部176は、データの参照先を設定(更新)する(ステップS107)。例えば、データアクセス制御部176は、データをコピーされたリンクボリューム6と同一のプール4に属している全てのリンクボリューム6を検出する。そして、データアクセス制御部176は、検出したリンクボリューム6に対応付けられているホストコンピュータ30について、このホストコンピュータ30が当該データを読み出す際の読出先を、データをコピーされた当該リンクボリューム6に決定する。
一方、ステップS102で、マスターボリューム5が高負荷の状態ではないと判定した場合(ステップS102:NO)、図7の処理を終了する。この場合は、記憶システム制御装置100は、マスターデータのコピー(マスターデータに含まれる単位データのコピー)を行わない。
また、マスターデータ読出頻度検出部171は、マスターボリューム5が記憶しているデータの各々の読出頻度を検出する。負荷状態判定部172は、マスターボリューム5の負荷状態及びリンクボリューム6それぞれの負荷状態を判定する。
また、コピー対象決定部173は、マスターボリューム5が高負荷状態にあるとマスターデータ読出頻度検出部171が判定した場合、マスターボリューム5が記憶しているデータの中からコピー対象データを読出頻度に基づいて決定する。コピー先決定部174は、コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、リンクボリューム6の負荷状態に基づいて決定する。
そして、コピー制御部175は、コピー対象データをコピー先のリンクボリューム6へコピーする。
特に、記憶システム2が備えるリンクボリューム6の数が多い場合でも、記憶システム2における負荷分散のためにデータコピーを行うか否かを記憶システム制御装置100が判定する負荷が増大しない。
第2の実施形態では、記憶システム制御装置が、コピー済みデータの参照先を、当該データを記憶しているボリュームの負荷状態に基づいて決定する場合について説明する。
第2の実施形態における装置構成は、図1を参照して説明したのと同様であり、ここでは図示及び説明を省略する。第2の実施形態では、図1の記憶システム制御装置100を記憶システム制御装置101と読み替える。
図8に示す各部のうち、図2の各部に対応して同様の機能を有する部分には、同一の符号(151〜152、171〜175)を付して説明を省略する。図8では、記憶部141が、ボリュームデータ管理テーブル記憶部153を備える点で、図2の記憶部140と異なる。また、制御部161が、参照先候補検出部181を備える点、及び、データアクセス制御部182の動作が、図2の制御部160と異なる。それ以外は、記憶システム制御装置101、記憶部141、制御部161は、それぞれ図2の記憶システム制御装置100、記憶部140、制御部160と同様である。
ボリュームデータ管理テーブルの「ボリューム番号」は、図4の場合と同様、ボリューム毎に付された識別情報である。
ボリュームデータ管理テーブルは、各ボリュームが記憶しているコピー済みデータを、コピーデータに付されているデータ識別情報にて示している。図9の例では、マスターボリューム5、リンクボリューム6b及び6cが、いずれもデータAを記憶しており、リンクボリューム6aは、コピー済みデータを記憶していない場合の例を示している。ボリュームが複数のコピー済みデータを記憶している場合は、1つのボリューム番号と複数のデータ識別情報とが対応付けられる。
図10は、コピーされたデータの参照先が固定の場合のデータ参照先の例を示す説明図である。図10では、図1に示す装置構成において、ホストコンピュータ30bがコピー済みデータをリンクボリューム6bから読み出す場合の例を示している。
このように、データアクセス制御部176がコピー済みデータの参照先を切り替えることで、いずれかのボリュームの負荷が高い場合に、コピー済みデータの参照先を当該ボリュームから他のボリュームに切り替えることができる。これにより、負荷が高い当該ボリュームの負荷を低減させることができる。
図12の処理で、負荷状態判定部172は、リンクボリューム6の各々の負荷状態を示す情報(負荷情報)を取得する(ステップS201)。負荷状態判定部172は、プールビジー監視テーブルからリンクボリューム6の各々の負荷情報を読み出す。
次に、負荷状態判定部172は、ステップS201で読み出した負荷状態情報に基づいて、高負荷のリンクボリューム6の有無を判定する(ステップS202)。本実施形態では、負荷状態判定部172は、ビジー状態のリンクボリューム6の有無を判定する。
一方、高負荷のリンクボリューム6が有ると判定した場合(ステップS202:YES)、参照先候補検出部181は、負荷状態判定部172が検出した高負荷のリンクボリューム6よりも低負荷のボリュームを検出する(ステップS203)。本実施形態では、参照先候補検出部181は、ビジー状態でないボリュームを検出する。
そして、データアクセス制御部182は、ステップS205の決定に基づいて、ホストコンピュータ30からデータ読出要求があった際のデータ読出先を予め変更しておく(ステップS206)。
ステップS206の後、図12の処理を終了する。
そして、データアクセス制御部182は、参照先候補ボリュームの負荷に基づいて、参照先変更対象データの読出要求に対する読出先のボリュームを参照先候補ボリュームのいずれかに決定する。
これにより、リンクボリューム6の負荷が上昇した場合に負荷を低減させることができる。特に、第1の実施形態で説明したように、マスターデータの一部をリンクボリューム6にコピーして負荷分散を行ったことでリンクボリューム6の負荷が上昇した場合に、当該リンクボリューム6の負荷を低減させ、アクセス遅延を回避することができる。
第3の実施形態では、記憶システム制御装置が、アクセス頻度の低いコピー済みデータを削除する場合について説明する。
第3の実施形態における装置構成は、図1を参照して説明したのと同様であり、ここでは図示及び説明を省略する。第3の実施形態では、図1の記憶システム制御装置100を記憶システム制御装置102と読み替える。
なお、記憶システム制御装置102にとって第2の実施形態で説明した機能は必須ではない。例えば、記憶システム制御装置102が、参照先候補検出部181を備えず、データアクセス制御部182に代えてデータアクセス制御部176を備えるようにしてもよい。
図14は、ボリュームデータ管理テーブル記憶部153が記憶するボリュームデータ管理テーブルのデータ構造の例を示す説明図である。同図の例では、ボリュームデータ管理テーブルは、表形式のデータとして構成され、行毎に、1つのボリューム番号と、1つ以上のデータ識別情報と、データ識別情報毎のアクセス頻度情報とが対応付けられている。
ボリュームデータ管理テーブルの「アクセス頻度」は、データ識別情報が示すコピー済みデータに対するアクセス頻度が高いか否かをリンクボリューム6毎に示す。1つのリンクボリューム6が複数のコピー済みデータを記憶している場合、読出頻度判定部192は、リンクボリューム6毎、かつ、コピー済みデータ毎に、アクセス頻度をボリュームデータ管理テーブルに書き込む。読出頻度判定部192は、コピー済みデータのデータ識別情報と、当該コピー済みデータに対するアクセス頻度とを1対1に対応付けてボリュームデータ管理テーブルに書き込む。
なお、マスターボリューム5は、削除制御部193によるデータ削除の対象外である。このため、ボリュームデータ管理テーブルでは、マスターボリューム5が記憶しているコピー済みデータに対するアクセス頻度は示されない。
読出頻度判定部192は、コピーデータ読出頻度検出部191が検出したコピー済みデータの読出頻度が低いか否かをリンクボリューム毎且つコピー済みデータ毎に判定する。例えば、読出頻度判定部192は、コピーデータ読出頻度検出部191がリンクボリューム6毎かつコピー済みデータに検出した読出頻度と所定の閾値とを比較し、読出頻度が閾値よりも低い場合に読出頻度低(読出頻度が低い)と判定する。
図15は、削除制御部193によるコピー済みデータの削除の例を示す説明図である。図15では、図1に示す装置構成において、図14に示すように、マスターボリューム5、リンクボリューム6a〜6cのいずれもデータAを記憶しており、かつ、リンクボリューム6cにおけるデータAのアクセス頻度が低い場合の例を示している。ここでのデータAは、コピー済みデータの例に該当する。
リンクボリューム6cにおけるデータAのアクセス頻度が低いことから、削除制御部193は、リンクボリューム6からデータAを削除する。図15では、削除制御部193によるリンクボリューム6からのデータAの削除を「×」印にて示している。
図16の処理で、制御部162は、リンクボリューム6の各々に対して処理を行うループL11を開始する(ステップS301)。以下では、ループL11で処理対象になっているリンクボリューム6を対象リンクボリュームと称する。
次に、制御部162は、ステップS302でマスターデータ読出頻度検出部171が検出してコピー済みデータの各々に対して処理を行うループL12を開始する(ステップS303)。以下では、ループL12で処理対象になっているコピー済みデータを対象データと称する。
そして、読出頻度判定部192は、対象リンクボリュームの対象データに対するアクセス頻度が低いか否かを判定する(ステップS305)。具体的には、読出頻度判定部192は、ステップS304で読み出した情報が、アクセス頻度低を示しているか否かを判定する。
そして、データアクセス制御部182は、ステップS306で削除制御部193が削除したデータの参照先を変更する(ステップS307)。例えば、データアクセス制御部182は、当該データの参照先をマスターボリューム5に決定する。
ステップS309でループL11を終了した場合、制御部162は図16の処理を終了する。
一方、ステップS305でアクセス頻度が低くないと判定した場合(ステップS305:NO)、ステップS308へ進む。
これにより、記憶システム制御装置102では、アクセス頻度が低下したコピー済みデータを削除することで、リンクボリューム6の容量の肥大化を抑えることができる。
図17は、本発明に係る記憶システムの最小構成を示す概略構成図である。同図に示す記憶システム200は、マスターボリューム201と、リンクボリューム202と、マスターデータ読出頻度検出部203と、負荷状態判定部204と、コピー対象決定部と205と、コピー先決定部206と、コピー制御部207とを備える。
コピー対象決定部と205は、マスターボリューム201が高負荷状態にあると負荷状態判定部204が判定した場合、マスターボリューム201が記憶しているデータの中からコピー対象データを読出頻度に基づいて決定する。コピー先決定部206は、コピー対象データのコピー先のリンクボリューム202を、リンクボリューム202の負荷状態に基づいて決定する。コピー制御部207は、コピー対象データをコピー先のリンクボリューム202へコピーする。
コピー対象決定部305は、マスターボリュームが高負荷状態にあると負荷状態判定部304が判定した場合、マスターボリュームが記憶しているデータの中からコピー対象データを読出頻度に基づいて決定する。コピー先決定部306は、コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、リンクボリュームの負荷状態に基づいて決定する。コピー制御部307は、コピー対象データをコピー先のリンクボリュームへコピーする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
2、200 記憶システム
3 ディスクアレイ装置
4、4a、4b、4c プール
5、201 マスターボリューム
6、6a、6b、6c、202 リンクボリューム
30、30a、30b、30c ホストコンピュータ
100、101、102、300 記憶システム制御装置
110 通信部
140、141 記憶部
151 アクセス頻度テーブル記憶部
152 プールビジー監視テーブル記憶部
153 ボリュームデータ管理テーブル記憶部
160、161、162 制御部
171、203、303 マスターデータ読出頻度検出部
172、204、304 負荷状態判定部
173、205、305 コピー対象決定部
174、206、306 コピー先決定部
175、207、307 コピー制御部
176、182 データアクセス制御部
181 参照先候補検出部
191 コピーデータ読出頻度検出部
192 読出頻度判定部
193 削除制御部
Claims (6)
- データを使用する複数の装置に共用のデータを記憶するマスターボリュームと、
データを使用する装置毎に設けられるリンクボリュームであって、対応する前記データを使用する装置に個別のデータを記憶する1つ以上のリンクボリュームと、
前記マスターボリュームが記憶しているデータの各々の読出頻度を検出するマスターデータ読出し頻度検出部と、
前記マスターボリュームの負荷状態及び前記リンクボリュームそれぞれの負荷状態を判定する負荷状態判定部と、
前記マスターボリュームが高負荷状態にあると前記負荷状態判定部が判定した場合、前記マスターボリュームが記憶しているデータの中からコピー対象データを前記読出頻度に基づいて決定するコピー対象決定部と、
前記コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、前記リンクボリュームの負荷状態に基づいて決定するコピー先決定部と、
前記コピー対象データを前記コピー先のリンクボリュームへコピーするコピー制御部と、
を備える記憶システム。 - 前記コピー先のリンクボリュームが高負荷状態にあると負荷状態判定部が判定した場合、当該リンクボリュームが記憶しているデータのうち前記コピー制御部がコピーしたデータである参照先変更対象データと同じデータを記憶している参照先候補ボリュームを、マスターボリューム及びリンクボリュームの中から検出する参照先候補検出部と、
前記参照先候補ボリュームの負荷に基づいて、前記参照先変更対象データの読出要求に対する読出先のボリュームを前記参照先候補ボリュームのいずれかに決定するデータアクセス制御部と、
を備える請求項1に記載の記憶システム。 - 前記リンクボリュームへコピーされた前記コピー対象データの読出頻度をリンクボリューム毎且つコピー対象データ毎に検出するコピーデータ読出頻度検出部と、
前記リンクボリュームへコピーされた前記コピー対象データの読出頻度が低いか否かをリンクボリューム毎且つコピー対象データ毎に判定する読出頻度判定部と、
前記読出頻度判定部が読出頻度低と判定したコピー対象データを削除する削除制御部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の記憶システム。 - データを使用する複数の装置に共用のデータを記憶するマスターボリュームが記憶しているデータの各々の読出頻度を検出するマスターデータ読出し頻度検出部と、
前記マスターボリュームの負荷状態、及び、データを使用する装置毎に設けられるリンクボリュームであって、対応する前記データを使用する装置に個別のデータを記憶する1つ以上のリンクボリュームそれぞれの負荷状態を判定する負荷状態判定部と、
前記マスターボリュームが高負荷状態にあると前記負荷状態判定部が判定した場合、前記マスターボリュームが記憶しているデータの中からコピー対象データを前記読出頻度に基づいて決定するコピー対象決定部と、
前記コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、前記リンクボリュームの負荷状態に基づいて決定するコピー先決定部と、
前記コピー対象データを前記コピー先のリンクボリュームへコピーするコピー制御部と、
を備える記憶システム制御装置。 - 記憶システム制御装置が、データを使用する複数の装置に共用のデータを記憶するマスターボリュームが記憶しているデータの各々の読出頻度を検出するマスターデータ読出し頻度検出ステップと、
前記記憶システム制御装置が、前記マスターボリュームの負荷状態、及び、データを使用する装置毎に設けられるリンクボリュームであって、対応する前記データを使用する装置に個別のデータを記憶する1つ以上のリンクボリュームそれぞれの負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、
前記記憶システム制御装置が、前記マスターボリュームが高負荷状態にあると前記負荷状態判定ステップで判定した場合、前記マスターボリュームが記憶しているデータの中からコピー対象データを前記読出頻度に基づいて決定するコピー対象決定ステップと、
前記記憶システム制御装置が、前記コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、前記リンクボリュームの負荷状態に基づいて決定するコピー先決定ステップと、
前記記憶システム制御装置が、前記コピー対象データを前記コピー先のリンクボリュームへコピーするコピー制御ステップと、
を含む記憶システム制御方法。 - コンピュータに、
データを使用する複数の装置に共用のデータを記憶するマスターボリュームが記憶しているデータの各々の読出頻度を検出するマスターデータ読出し頻度検出ステップと、
前記マスターボリュームの負荷状態、及び、データを使用する装置毎に設けられるリンクボリュームであって、対応する前記データを使用する装置に個別のデータを記憶する1つ以上のリンクボリュームそれぞれの負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、
前記マスターボリュームが高負荷状態にあると前記負荷状態判定ステップで判定した場合、前記マスターボリュームが記憶しているデータの中からコピー対象データを前記読出頻度に基づいて決定するコピー対象決定ステップと、
前記コピー対象データのコピー先のリンクボリュームを、前記リンクボリュームの負荷状態に基づいて決定するコピー先決定ステップと、
前記コピー対象データを前記コピー先のリンクボリュームへコピーするコピー制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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