JP6859599B2

JP6859599B2 - Disk array controller, disk array control method and disk array control program

Info

Publication number: JP6859599B2
Application number: JP2016062049A
Authority: JP
Inventors: 石川　真也; 真也石川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: JP2017174303A

Description

本開示は、ディスクアレイへの書き込みを制御するディスクアレイ制御装置等に関する。 The present disclosure relates to a disk array control device and the like that control writing to a disk array.

サーバ装置に使用されるＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）などの記憶装置は、障害に対する堅牢性を高めるため、ＲＡＩＤ（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｓｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）を構築して運用されることが多い。 Storage devices such as HDDs (Hard Disk Drives) and SSDs (Solid State Drives) used for server devices may be operated by constructing RAID (Redundant Arrays of Inexperience Disks) in order to improve robustness against failures. There are many.

ＲＡＩＤを構築して運用される場合、５台以上のハードディスクを組み合わせて構築された「ＲＡＩＤ５」、７台以上のハードディスクを組み合わせて構築された「ＲＡＩＤ６」において、Ｗｒｉｔｅ処理高速化のために、ＲｅａｄＭｏｄｉｆｙＷｒｉｔｅ（ＲＭＷ）という技術を用いることが知られている。ＲＭＷとは、あるメモリ番地やＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポートを読み込んで、そのデータを変更し、同じメモリ番地やＩ／Ｏポートに書き込むことをいう。ＲＭＷにより、Ｉ／Ｏ回数が少なくなるので、性能向上が可能となる。 When RAID is constructed and operated, Read is used to speed up Write processing in "RAID 5" constructed by combining 5 or more hard disks and "RAID 6" constructed by combining 7 or more hard disks. It is known to use a technique called RAID Write (RMW). RMW means reading a certain memory address or I / O (Input / Output) port, changing the data, and writing to the same memory address or I / O port. Since the number of I / O is reduced by the RMW, the performance can be improved.

一方、ＲＭＷを使用する前提として、ＲＡＩＤにおけるデータの整合性がとれている必要がある。したがって、予め全面初期化するか、またはバックグラウンドイニシャライズ（ＢＧＩ）という運用中のバックグラウンドでのデータ整合操作が必要である。したがって、すべてのデータの整合性が整うまでＲＭＷが動作しないように制御していた。 On the other hand, as a premise for using RMW, it is necessary that the data in RAID is consistent. Therefore, it is necessary to perform full initialization in advance or perform background initialization (BGI), which is a data matching operation in the background during operation. Therefore, the RMW was controlled not to operate until all the data were consistent.

ここで、関連する技術として、例えば、特許文献１には、初期化処理を、自動的に又は特殊コマンドの受領を開始契機として、中断可能なバックグラウンドジョブとして実行する方法が開示されている。 Here, as a related technique, for example, Patent Document 1 discloses a method of executing an initialization process automatically or as a background job that can be interrupted by receiving a special command as a start trigger.

特開２００５−０１１３１７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-011317

上述のように、ＲＭＷを使用するためには、ＲＡＩＤにおけるデータの整合性が整っている必要がある。ＲＡＩＤのコントローラは、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）などから書き込み要求を受けると、ファームウエアにより、ＢＧＩが完了しているかどうかを判断し、その判断の結果に基づいて、ＲＭＷを行うか否かを判断する。ＲＡＩＤのコントローラのファームウエアは、ＢＧＩが完了している場合、ＲＭＷを行うと判断する。 As mentioned above, in order to use RMW, the data consistency in RAID needs to be in place. When the RAID controller receives a write request from the OS (Operating System) or the like, the firmware determines whether or not BGI has been completed, and based on the result of the determination, determines whether or not to perform RMW. .. The RAID controller firmware determines that it will perform RMW if BGI is complete.

しかしながら、近年のＨＤＤの大容量化に伴い、すべてのデータの整合性を整えるまでに要する時間が増大しているため、ＲＭＷによるＷｒｉｔｅ処理高速化を実行するまでに時間を要してしまうという課題がある。 However, with the increase in the capacity of HDDs in recent years, the time required to adjust the consistency of all data is increasing, so that it takes time to speed up the Write processing by RMW. There is.

上記特許文献１には、初期化処理をバックグラウンドジョブとして実行することは開示されるが、ＲＭＷを利用したＷｒｉｔｅ処理の高速化を実現する手法については開示されていない。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses that the initialization process is executed as a background job, but does not disclose a method for realizing high-speed writing process using RMW.

本願発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＲＭＷを利用した書き込み処理をさらに高速化することが可能なディスクアレイ制御装置等を提供することを主要な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a disk array control device or the like capable of further speeding up a writing process using RMW.

本発明の第１のディスクアレイ制御装置は、ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、前記記憶装置における初期化状況を判定する判定手段と、前記判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、前記書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、前記書き込み先に関連する領域の整合性を整える整合手段とを備える。 When the first disk array control device of the present invention receives a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting RAID, a determination means for determining an initialization status in the storage device and a result of the determination. If the write destination based on the write request has not been initialized, the first write process is executed based on the write request, and a matching means for adjusting the consistency of the area related to the write destination is provided.

本発明の第１のディスクアレイ制御方法は、ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、前記記憶装置における初期化状況を判定し、
前記判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、前記書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、前記書き込み先に関連する領域の整合性を整える。 The first disk array control method of the present invention determines the initialization status in the storage device upon receiving a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting the RAID.
As a result of the determination, if the write destination based on the write request has not been initialized, the first write process is executed based on the write request, and the consistency of the area related to the write destination is adjusted.

なお同目的は、上記の各構成を有するディスクアレイ制御方法を、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、およびそのコンピュータ・プログラムが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。 It should be noted that the same purpose is also achieved by a computer program that realizes the disk array control method having each of the above configurations by a computer and a computer-readable storage medium in which the computer program is stored.

本願発明によれば、ＲＭＷを利用した書き込み処理をさらに高速化することができるという効果が得られる。 According to the present invention, there is an effect that the writing process using the RMW can be further speeded up.

本発明の第１の実施形態に係るディスクアレイ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the disk array control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るディスクアレイ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the disk array control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るディスクアレイ制御装置の動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the disk array control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るディスクアレイ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the disk array control apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 各実施形態に示したディスクアレイ制御装置を実現するハードウエア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware configuration which realizes the disk array control apparatus shown in each embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面における矢印の方向は、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The direction of the arrow in the drawing shows an example, and does not limit the direction of the signal between the blocks.

第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係るディスクアレイ制御装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るディスクアレイ制御装置１は、判定部２および整合部３を備える。 1st Embodiment FIG. 1 is a block diagram which shows the structure of the disk array control apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, the disk array control device 1 according to the first embodiment includes a determination unit 2 and a matching unit 3.

判定部２は、ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、記憶装置における初期化状況を判定する。 Upon receiving a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting the RAID, the determination unit 2 determines the initialization status in the storage device.

整合部３は、判定の結果、書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、書き込み先に関連する領域の整合性を整える。 As a result of the determination, when the write destination based on the write request has not been initialized, the matching unit 3 executes the first write process based on the write request and adjusts the consistency of the area related to the write destination.

以上のように、本第１の実施形態によれば、書き込み先が初期化済みでない場合に第１の書き込み処理の実行と共に、書き込み先に関連する領域の整合性を整えるので、ＲＭＷを利用した書き込み処理をさらに高速化することができるという効果が得られる。 As described above, according to the first embodiment, when the write destination has not been initialized, the RMW is used because the consistency of the area related to the write destination is adjusted together with the execution of the first write process. The effect that the writing process can be further speeded up can be obtained.

第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態に係るディスクアレイ制御装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、第２の実施形態に係るディスクアレイ制御装置１００は、要求取得部１１０、判定部１２０、整合部１３０、書き込み部１４０およびＢＧＩ実行部１５０を備える。 Second Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a disk array control device 100 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the disk array control device 100 according to the second embodiment includes a request acquisition unit 110, a determination unit 120, a matching unit 130, a writing unit 140, and a BGI execution unit 150.

判定部１２０は、ＲＡＩＤ判定部１２１および初期化済み判定部１２２を備える。整合部１３０は、ＢＧＩ位置検出部１３１、整合判定部１３２、整合実行部１３３および領域管理部１３４を備える。書き込み部１４０は、書き込み制御部１４１、通常書き込み部１４２およびＲＭＷ部１４３を備える。 The determination unit 120 includes a RAID determination unit 121 and an initialized determination unit 122. The matching unit 130 includes a BGI position detection unit 131, a matching determination unit 132, a matching execution unit 133, and an area management unit 134. The writing unit 140 includes a writing control unit 141, a normal writing unit 142, and an RMW unit 143.

ディスクアレイ制御装置１００は、ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置を含むディスクアレイ１７０に対して書き込みまたは読み出し等を行う装置である。 The disk array control device 100 is a device that writes or reads a disk array 170 including a plurality of storage devices constituting RAID.

各構成要素の概要について説明する。 An outline of each component will be described.

ディスクアレイ制御装置１００の要求取得部１１０は、ＯＳなどから要求、例えばデータの書き込み要求を取得する。 The request acquisition unit 110 of the disk array control device 100 acquires a request, for example, a data write request from the OS or the like.

判定部１２０は、ＲＡＩＤ構成の判定と、初期化済みか否かの判定を行う。具体的には、ＲＡＩＤ判定部１２１は、ディスクアレイ１７０のＲＡＩＤ構成を判定する。初期化済み判定部１２２は、要求取得部１１０が取得した書き込み要求に基づいて行う書き込み処理の書き込み先であるディスクアレイ１７０の全領域が、初期化済みであるか、ＢＧＩ実行部１５０によるＢＧＩが完了済みかを判断する。 The determination unit 120 determines the RAID configuration and whether or not it has been initialized. Specifically, the RAID determination unit 121 determines the RAID configuration of the disk array 170. In the initialized determination unit 122, whether the entire area of the disk array 170, which is the write destination of the write process performed based on the write request acquired by the request acquisition unit 110, has been initialized, or the BGI by the BGI execution unit 150 determines. Determine if it has been completed.

整合部１３０は、ディスクアレイ１７０の整合性を整える処理を行う。具体的には、ＢＧＩ位置検出部１３１は、ＢＧＩ実行部１５０によるディスクアレイ１７０へのＢＧＩ実行状況から、ＢＧＩが完了している位置（以降、「ＢＧＩ完了位置」とも称する）を検出する。整合判定部１３２は、ＢＧＩ位置検出部１３１が検出したＢＧＩ完了位置と、書き込み要求に基づく書き込み先アドレスとを比較し、書き込み先アドレスが初期化済みか否か（初期化状況）、すなわち、整合性が整っているかどうかを判定する。初期化済み判定部１２２、ＢＧＩ位置検出部１３１および整合判定部１３２は、判定手段の一例である。 The matching unit 130 performs a process of adjusting the consistency of the disk array 170. Specifically, the BGI position detection unit 131 detects the position where the BGI is completed (hereinafter, also referred to as “BGI completion position”) from the BGI execution status on the disk array 170 by the BGI execution unit 150. The matching determination unit 132 compares the BGI completion position detected by the BGI position detection unit 131 with the write destination address based on the write request, and whether or not the write destination address has been initialized (initialization status), that is, matching. Determine if the sex is in order. The initialized determination unit 122, the BGI position detection unit 131, and the matching determination unit 132 are examples of determination means.

整合実行部１３３は、整合判定部１３２による判定の結果、書き込み先アドレスの整合性が整っていない場合、通常書き込み処理が実行されるのと共に、書き込み先アドレスに関連するディスクアレイ１７０の領域を、ストライプ単位または数ストライプ単位で、整合性を整える。 As a result of the determination by the matching determination unit 132, the matching execution unit 133 normally executes the writing process and determines the area of the disk array 170 related to the writing destination address when the consistency of the writing destination address is not established. Align by stripe or by several stripes.

領域管理部１３４は、整合実行部１３３により整合性が整えられた領域を示す情報を保持する。 The area management unit 134 holds information indicating an area whose consistency has been adjusted by the matching execution unit 133.

書き込み部１４０は、ディスクアレイ１７０に対する書き込みを行う。具体的には、書き込み制御部１４１は、判定部１２０または整合部１３０からの指示に基づいて、通常書き込み部１４２に通常書き込み処理の実行指示、またはＲＭＷ部１４３にＲＭＷによる書き込み処理の実行指示を通知する。整合実行部１３３、書き込み部１４０は、整合手段の一例である。 The writing unit 140 writes to the disk array 170. Specifically, the write control unit 141 gives an instruction to execute the normal write process to the normal write unit 142 or an instruction to execute the write process by the RMW to the RMW unit 143 based on the instruction from the determination unit 120 or the matching unit 130. Notice. The matching execution unit 133 and the writing unit 140 are examples of matching means.

通常書き込み部１４２は、ディスクアレイ１７０に対して、書き込み制御部１４１の指示に基づいて、ＲＭＷではなく通常書き込み処理を実行する。ＲＭＷ部１４３は、ディスクアレイ１７０に対して、書き込み制御部１４１の指示に基づいて、ＲＭＷによる書き込み処理を実行する。 The normal writing unit 142 executes the normal writing process instead of the RMW on the disk array 170 based on the instruction of the writing control unit 141. The RMW unit 143 executes a write process by the RMW on the disk array 170 based on the instruction of the write control unit 141.

ＢＧＩ実行部１５０は、ＢＧＩを実行する機能を有する。このＢＧＩ実行部１５０によりＢＧＩを実行する機能は、ディスクアレイ制御装置１００が備えるファームウエアに搭載されており、バックグラウンドでディスクアレイ１７０を構成する記憶装置の整合性を整える処理を行う。整合性を整える処理とは、例えば、ディスクアレイ１７０のうちパリティ領域やミラー領域の異常の有無等をチェックし、異常を検出したときは修復を行う処理である。 The BGI execution unit 150 has a function of executing BGI. The function of executing BGI by the BGI execution unit 150 is installed in the firmware included in the disk array control device 100, and performs a process of adjusting the consistency of the storage devices constituting the disk array 170 in the background. The process of adjusting the consistency is, for example, a process of checking the presence or absence of an abnormality in the parity area or the mirror area of the disk array 170, and repairing the disk array 170 when an abnormality is detected.

図３は、ディスクアレイ制御装置１００の動作について説明するフローチャートである。図３を参照して、ディスクアレイ制御装置１００の動作の詳細について説明する。なお、本実施形態では、ディスクアレイ１７０は、ＲＡＩＤ０、ＲＡＩＤ１、ＲＡＩＤ５およびＲＡＩＤ６のいずれかの構成をなすと仮定する。 FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the disk array control device 100. The details of the operation of the disk array control device 100 will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the disk array 170 has any of RAID0, RAID1, RAID5, and RAID6.

要求取得部１１０は、ＯＳなどから書き込み要求を取得する（Ｓ２０１）。書き込み要求を受けると、判定部１２０のＲＡＩＤ判定部１２１は、ディスクアレイ１７０のＲＡＩＤ構成を判定する。ＲＡＩＤ判定部１２１は、ディスクアレイ１７０のＲＡＩＤ構成が、ＲＡＩＤ０またはＲＡＩＤ１か（Ｓ２０２においてＹｅｓ）、４台以下のＲＡＩＤ５または６台以下のＲＡＩＤ６である場合（Ｓ２０４においてＹｅｓ）、その旨を書き込み部１４０に通知する。 The request acquisition unit 110 acquires a write request from the OS or the like (S201). Upon receiving the write request, the RAID determination unit 121 of the determination unit 120 determines the RAID configuration of the disk array 170. When the RAID configuration of the disk array 170 is RAID 0 or RAID 1 (Yes in S202) or 4 or less RAID 5 or 6 or less RAID 6 (Yes in S204), the RAID determination unit 121 writes to that effect. Notify to.

上記通知に応じて、書き込み部１４０の書き込み制御部１４１は、通常書き込み部１４２に上記書き込み要求に応じた通常書き込み処理を実行するように指示する。通常書き込み部１４２は、ＲＡＩＤ構成に応じた通常の書き込み処理を行う（Ｓ２０３、Ｓ２０５）。通常の書き込み処理は、第１の書き込み処理の一例である。 In response to the notification, the write control unit 141 of the write unit 140 instructs the normal write unit 142 to execute the normal write process in response to the write request. The normal writing unit 142 performs a normal writing process according to the RAID configuration (S203, S205). The normal writing process is an example of the first writing process.

例えば、ＲＡＩＤ５環境における通常の書き込み処理では、書き込みデータ（Ｗｒｉｔｅデータ）を書き込む記憶装置、および該当するパリティがある記憶装置以外の記憶装置から関連するデータを読み出し、それらのデータと書き込みデータから新たなパリティを生成する。そして、書き込みデータおよび新たなパリティをそれぞれの記憶装置に書き込む。具体的には、記憶装置５台で構成されるＲＡＩＤ５環境では、パリティ用に１台（ＨＤＤ０）、データ用に４台（ＨＤＤ１，２，３，４）が割り当てられる。このとき、ＨＤＤ２に書き込み要求があった場合、ＨＤＤ１，３，４からデータを読み出して書き込みデータと共にパリティを生成し、ＨＤＤ０にパリティを、ＨＤＤ２に書き込みデータを、それぞれ書き込む。このように、通常の書き込み処理では、（５−２）ｒｅａｄ＋２ｗｒｉｔｅ＝５回のアクセスが行われる。すなわち、記憶装置の台数をｎとすると、ＲＡＩＤ５の場合、（ｎ−２）ｒｅａｄ＋２ｗｒｉｔｅ＝ｎ回のアクセスが行われる。 For example, in a normal write process in a RAID5 environment, related data is read from a storage device that writes write data (Write data) and a storage device other than a storage device that has a corresponding parity, and new data is read from those data and the write data. Generate parity. Then, the write data and the new parity are written to each storage device. Specifically, in a RAID5 environment composed of five storage devices, one unit (HDD0) is allocated for parity and four units (HDD1, 2, 3, 4) are allocated for data. At this time, when there is a write request to the HDD 2, data is read from the HDDs 1, 3 and 4 to generate parity together with the write data, and the parity is written to the HDD 0 and the write data is written to the HDD 2. As described above, in the normal writing process, (5-2) read + 2write = 5 times of access is performed. That is, assuming that the number of storage devices is n, in the case of RAID5, access is performed (n-2) read + 2 write = n times.

５台以上のＲＡＩＤ５または７台以上のＲＡＩＤ６である場合（Ｓ２０４においてＮｏ）、ＲＡＩＤ判定部１２１は、その旨を初期化済み判定部１２２に通知する。初期化済み判定部１２２は、上記通知に応じて、ディスクアレイ１７０の全領域が初期化済みであるか、またはＢＧＩが完了済みであるかを、それぞれディスクアレイ１７０またはＢＧＩ実行部１５０を調べることにより判定する。 When there are 5 or more RAID 5 or 7 or more RAID 6 (No in S204), the RAID determination unit 121 notifies the initialized determination unit 122 to that effect. In response to the above notification, the initialized determination unit 122 examines the disk array 170 or the BGI execution unit 150 to check whether the entire area of the disk array 170 has been initialized or the BGI has been completed, respectively. Judgment by.

ディスクアレイ１７０の全領域が初期化済みである、またはＢＧＩが完了済みである場合（Ｓ２０６においてＹｅｓ）、初期化済み判定部１２２は、書き込み部１４０にその旨を通知する。 When the entire area of the disk array 170 has been initialized or the BGI has been completed (Yes in S206), the initialized determination unit 122 notifies the writing unit 140 to that effect.

書き込み部１４０の書き込み制御部１４１は、初期化済み判定部１２２からの通知により、ディスクアレイ１７０の整合性が整っていることを認識し、ＲＭＷ部１４３に対して、上記書き込み要求に基づくＲＭＷによる書き込み処理を実行することを指示する。ＲＭＷ部１４３は、上記指示に応じて、上記書き込み要求に基づくＲＭＷによる書き込み処理をディスクアレイ１７０に対して実行する（Ｓ２０７）。 The write control unit 141 of the write unit 140 recognizes that the consistency of the disk array 170 is complete by the notification from the initialized determination unit 122, and sends the RMW unit 143 to the RMW unit 143 based on the RMW based on the above write request. Instructs to execute the write process. In response to the above instruction, the RMW unit 143 executes a write process by the RMW based on the write request on the disk array 170 (S207).

一方、ディスクアレイ１７０の全領域が初期化済みでなく、かつＢＧＩも完了済みでない場合（Ｓ２０６においてＮｏ）、初期化済み判定部１２２は、整合部１３０にその旨を通知する。 On the other hand, when the entire area of the disk array 170 has not been initialized and the BGI has not been completed (No in S206), the initialized determination unit 122 notifies the matching unit 130 to that effect.

整合部１３０のＢＧＩ位置検出部１３１は、上記通知に応じて、ＢＧＩ実行部１５０から、ＢＧＩが終了している位置（領域）を検出する。例えば、ＢＧＩ実行部１５０はＢＧＩが終了しているアドレスを管理しており、ＢＧＩ位置検出部１３１は、そのアドレスを取得することにより、ＢＧＩが終了している位置を検出することができる。 The BGI position detection unit 131 of the matching unit 130 detects the position (region) where the BGI has ended from the BGI execution unit 150 in response to the above notification. For example, the BGI execution unit 150 manages the address where the BGI ends, and the BGI position detection unit 131 can detect the position where the BGI ends by acquiring the address.

ここで、ＢＧＩが全領域で完了していない場合でも、書き込み先のアドレスの整合性が整っていれば、ＲＭＷによる書き込み処理を行ったとしても問題はない。そこで、整合判定部１３２は、ＢＧＩ位置検出部１３１による検出結果に基づいて、書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスの整合性が整っているかどうかを判断する。このとき、整合判定部１３２は、後述する領域管理部１３４に保存される整合処理済み領域も参照して、書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスの整合性が整っているかどうかを判断する。すなわち、書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスが、整合処理済み領域に含まれている場合、整合判定部１３２は、書き込み先のアドレスの整合性は整っていると判断する。 Here, even if BGI is not completed in all areas, there is no problem even if the writing process by RMW is performed as long as the consistency of the writing destination address is prepared. Therefore, the matching determination unit 132 determines whether or not the consistency of the write destination address based on the write request is complete based on the detection result by the BGI position detection unit 131. At this time, the matching determination unit 132 also refers to the matching processed area stored in the area management unit 134, which will be described later, and determines whether or not the consistency of the write destination address based on the write request is complete. That is, when the write-destination address based on the write request is included in the matching-processed area, the matching determination unit 132 determines that the write-destination address is consistent.

整合性が整っている場合（Ｓ２０８においてＹｅｓ）、整合判定部１３２は、書き込み部１４０にその旨を通知する。書き込み部１４０の書き込み制御部１４１は、上記通知に応じて、ＲＭＷ部１４３に対して、上記書き込み要求に基づくＲＭＷによる書き込み処理を実行することを指示する。ＲＭＷ部１４３は、上記指示に応じて、上記書き込み要求に基づくＲＭＷによる書き込み処理をディスクアレイ１７０に対して実行する（Ｓ２０９）。 When the consistency is complete (Yes in S208), the matching determination unit 132 notifies the writing unit 140 to that effect. In response to the above notification, the write control unit 141 of the write unit 140 instructs the RMW unit 143 to execute the write process by the RMW based on the write request. In response to the above instruction, the RMW unit 143 executes a write process by the RMW based on the write request on the disk array 170 (S209).

一方、整合性が整っていない場合（Ｓ２０８においてＮｏ）、整合判定部１３２は、書き込み部１４０にその旨を通知する。書き込み部１４０の書き込み制御部１４１は、上記通知に応じて、ＲＭＷによる書き込みはできないので通常書き込み部１４２に対して上記書き込み要求に基づく通常の書き込み処理を実行することを指示する。通常書き込み部１４２は、上記指示に応じて、上記書き込み要求に基づく通常の書き込み処理をディスクアレイ１７０に対して実行する（Ｓ２１０）。通常の書き込み処理では、通常書き込み部１４２は、書き込み要求に基づく書き込み先アドレスにデータを書き込むと共に、パリティを生成して所定の記憶装置に書き込む。 On the other hand, when the consistency is not complete (No in S208), the matching determination unit 132 notifies the writing unit 140 to that effect. In response to the above notification, the write control unit 141 of the write unit 140 instructs the normal write unit 142 to execute a normal write process based on the write request because writing by RMW is not possible. In response to the above instruction, the normal writing unit 142 executes a normal writing process based on the writing request on the disk array 170 (S210). In the normal writing process, the normal writing unit 142 writes data to the writing destination address based on the writing request, generates parity, and writes the data to a predetermined storage device.

上記通常の書き込み処理が終了すると、整合判定部１３２は、整合実行部１３３に、整合性を整える処理の実行を指示する。整合実行部１３３は、上記指示に応じて、整合性を整える処理を実行する（Ｓ２１１）。このとき、整合実行部１３３は、書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスに関連する（例えばそのアドレスを含む）ディスクアレイ１７０の１ストライプ分の整合性を整える処理を実行する。具体的には、整合実行部１３３は、そのストライプに含まれるデータ（ブロック）に基づくパリティを生成し、所定の記憶装置に保存する。整合実行部１３３は、予め決められた数のストライプ単位でパリティの生成を行ってもよい。 When the normal writing process is completed, the matching determination unit 132 instructs the matching execution unit 133 to execute the process for adjusting the consistency. The matching execution unit 133 executes a process of adjusting the consistency in response to the above instruction (S211). At this time, the matching execution unit 133 executes a process of adjusting the consistency of one stripe of the disk array 170 related to (for example, including the address) the address of the writing destination based on the write request. Specifically, the matching execution unit 133 generates parity based on the data (block) included in the stripe and stores it in a predetermined storage device. The matching execution unit 133 may generate parity in a predetermined number of stripe units.

整合実行部１３３は、上記のようにパリティの生成を行い整合性を整える処理を実行すると、その処理を実行した領域（整合処理済み領域）を領域管理部１３４に保存しておく。このように、通常の書き込み処理を行うと共に、例えばその書き込み先アドレスを含む（例えば周辺の）ストライプ分の整合性を整えておくことで、次回その書き込み先のアドレスに近いアドレスへの書き込み要求があった際に、整合性がすでに整っていることによりＲＭＷによる書き込み処理を実行できる。 When the matching execution unit 133 executes the process of generating parity and adjusting the consistency as described above, the area (matching processed area) in which the process is executed is stored in the area management unit 134. In this way, by performing normal write processing and adjusting the consistency of the stripes including the write destination address (for example, around), the next write request to the address close to the write destination address can be made. At that time, the write process by the RMW can be executed because the consistency is already in place.

以上のように、本第２の実施形態によれば、ディスクアレイ制御装置１００は、書き込み要求を受けた際にＢＧＩの実行中である場合、書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスの整合性が整っているかどうかを判断する。整合性が整っている場合、ディスクアレイ制御装置１００は、ＲＭＷによる書き込み処理を行い、整っていない場合は、通常書き込み処理を行うと共に整合性を整える処理を実行する。 As described above, according to the second embodiment, when the disk array control device 100 receives the write request and the BGI is being executed, the consistency of the write destination address based on the write request is set. Determine if it is. When the consistency is complete, the disk array control device 100 performs a write process by the RMW, and when the consistency is not complete, the disk array control device 100 performs a normal write process and a process of adjusting the consistency.

上述のように、記憶装置ｎ台のＲＡＩＤ５の場合、通常の書き込み処理では、（ｎ−２）ｒｅａｄ＋２ｗｒｉｔｅ＝ｎ回のアクセスが行われるが、記憶装置が５台以上の場合、上記構成に基づいてＲＭＷを行うと、記憶装置の台数に関係なく、２ｒｅａｄ＋２ｗｒｉｔｅ＝４回のアクセスとなる。よって、通常の書き込み処理よりも高速となる。このように、本実施形態によれば、ディスクアレイ１７０の全領域の整合性が整う前にＲＭＷによる処理を行うことができるので、ＲＭＷを利用した書き込み処理をさらに高速化することができるという効果が得られる。 As described above, in the case of RAID 5 of n storage devices, access is performed (n-2) read + 2 write = n times in the normal writing process, but when there are 5 or more storage devices, based on the above configuration. When RMW is performed, access is performed 2read + 2write = 4 times regardless of the number of storage devices. Therefore, the speed is higher than that of the normal writing process. As described above, according to the present embodiment, since the processing by the RMW can be performed before the consistency of the entire area of the disk array 170 is adjusted, the writing processing using the RMW can be further speeded up. Is obtained.

第３の実施形態
図４は、第３の実施形態に係るディスクアレイ制御装置２００の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るディスクアレイ制御装置２００は、第２の実施形態において説明したディスクアレイ制御装置１００に加えて、実行スケジュール制御部１５１を備える。実行スケジュール制御部１５１は、実行制御手段の一例である。 Third Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the disk array control device 200 according to the third embodiment. The disk array control device 200 according to the present embodiment includes an execution schedule control unit 151 in addition to the disk array control device 100 described in the second embodiment. The execution schedule control unit 151 is an example of the execution control means.

本実施形態では、ＯＳのパーティション情報に基づいて、ＢＧＩの実行スケジュールを制御する動作について説明する。 In this embodiment, the operation of controlling the execution schedule of BGI based on the partition information of the OS will be described.

ディスクアレイ１７０において、ＯＳを格納するパーティションが１つの場合、実行スケジュール制御部１５１は、そのＯＳのファイルシステムに応じて、ディスクアレイ１７０の所定サイズの領域（例えば１ＧＢ：ギガバイト）ごとに、アクセス頻度を取得する。そして、実行スケジュール制御部１５１は、他の領域よりもアクセス頻度の高い領域を検出すると共に、その領域のＢＧＩを実行するように、ＢＧＩ実行部１５０に指示する。ＢＧＩ実行部１５０は、上記指示に基づいて、検出された領域のＢＧＩを実行する。 When the disk array 170 has one partition for storing the OS, the execution schedule control unit 151 accesses the disk array 170 for each predetermined size area (for example, 1 GB: gigabyte) according to the file system of the OS. To get. Then, the execution schedule control unit 151 detects an area having a higher access frequency than the other areas, and instructs the BGI execution unit 150 to execute the BGI in that area. The BGI execution unit 150 executes the BGI of the detected region based on the above instructions.

ディスクアレイ１７０において、ＯＳを格納するパーティションが複数ある場合、ＯＳ毎に、ＦＡＴ（ＦｉｌｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＴａｂｌｅ）、ＮＴＦＳ（ＮＴＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ）等、様々な種類のファイルシステムが使用されている。実行スケジュール制御部１５１は、複数のうちいずれかのＯＳのファイルシステムを指定し、そのファイルシステムの種類に応じて、ディスクアレイ１７０の所定サイズの領域ごとに、アクセス頻度を取得する。 When there are a plurality of partitions for storing the OS in the disk array 170, various types of file systems such as FAT (File Allocation Table) and NTFS (NT File System) are used for each OS. The execution schedule control unit 151 specifies a file system of any one of a plurality of OSs, and acquires an access frequency for each area of a predetermined size of the disk array 170 according to the type of the file system.

そして、実行スケジュール制御部１５１は、ディスクアレイ１７０において、他の領域よりもアクセス頻度の高い領域を検出すると共に、その領域のＢＧＩを実行するように、ＢＧＩ実行部１５０に指示する。ＢＧＩ実行部１５０は、上記指示に基づいて、検出された領域のＢＧＩを実行する。 Then, the execution schedule control unit 151 instructs the BGI execution unit 150 to detect an area having a higher access frequency than the other areas in the disk array 170 and execute the BGI in that area. The BGI execution unit 150 executes the BGI of the detected region based on the above instructions.

実行スケジュール制御部１５１は、ＯＳを格納するパーティションの容量の順に、ラウンドロビン方式でパーティションを切り替えてファイルシステムを指定し、ファイルシステムごとに他の領域よりもアクセス頻度の高い領域に順にＢＧＩを実行するように、ＢＧＩ実行部１５０に指示してもよい。 The execution schedule control unit 151 switches partitions in the order of the capacity of the partition that stores the OS, specifies a file system, and executes BGI in order for each file system in an area that is accessed more frequently than other areas. You may instruct the BGI execution unit 150 to do so.

以上のように、本第３の実施形態によれば、ディスクアレイ制御装置２００は、ディスクアレイ１７０へのアクセス頻度に基づいて、ＢＧＩの実行スケジュールを制御する実行スケジュール制御部１５１を備える。この構成を採用することにより、本第３の実施形態によれば、ディスクアレイ１７０へのアクセス頻度の高い領域から優先的にＢＧＩを実行できる、すなわち、アクセス頻度の高い領域に対して優先的にＲＭＷによる書き込み処理を実行できるので、ＲＭＷを利用した書き込み処理をさらに高速化することができるという効果が得られる。 As described above, according to the third embodiment, the disk array control device 200 includes an execution schedule control unit 151 that controls the execution schedule of the BGI based on the access frequency to the disk array 170. By adopting this configuration, according to the third embodiment, the BGI can be executed preferentially from the area where the access frequency to the disk array 170 is high, that is, the area where the access frequency is high is given priority. Since the write process using the RMW can be executed, the effect that the write process using the RMW can be further speeded up can be obtained.

図１、図２および図４に示したディスクアレイ制御装置１、１００、２００の各部は、図５に例示するハードウエア資源において実現される。すなわち、図５に示す構成は、プロセッサ１１、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１３、外部接続インタフェース１４、記録装置１５および各構成要素を接続するバス１６を備える。 Each part of the disk array control device 1, 100, 200 shown in FIGS. 1, 2 and 4 is realized by the hardware resource illustrated in FIG. That is, the configuration shown in FIG. 5 includes a processor 11, a RAM (Random Access Memory) 12, a ROM (Read Only Memory) 13, an external connection interface 14, a recording device 15, and a bus 16 for connecting each component.

上述した各実施形態では、図５に示すプロセッサ１１が実行する一例として、ディスクアレイ制御装置１、１００、２００に対して、上述した機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを供給した後、そのコンピュータ・プログラムを、プロセッサ１１がＲＡＭ１２に読み出して実行することによって実現する場合について説明した。しかしながら、図１、図２および図４に示した各ブロックに示す機能は、一部または全部を、ハードウエアとして実現してもよい。 In each of the above-described embodiments, as an example of execution by the processor 11 shown in FIG. 5, the disk array control devices 1, 100, and 200 are supplied with a computer program capable of realizing the above-mentioned functions, and then the computer. The case where the program is realized by the processor 11 reading into the RAM 12 and executing the program has been described. However, some or all of the functions shown in the blocks shown in FIGS. 1, 2 and 4 may be realized as hardware.

係る供給されたコンピュータ・プログラムは、読み書き可能なメモリ（一時記憶媒体）またはハードディスク装置等のコンピュータ読み取り可能な記憶デバイスに格納すればよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムを表すコード或いは係るコンピュータ・プログラムを格納した記憶媒体によって構成されると捉えることができる。 The supplied computer program may be stored in a computer-readable storage device such as a readable / writable memory (temporary storage medium) or a hard disk device. Then, in such a case, the present invention can be regarded as being composed of a code representing the computer program or a storage medium storing the computer program.

以上、上述した実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、種々の上記開示要素の多様な組み合わせ乃至選択など、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。 The present invention has been described above with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, within the scope of the present invention, various aspects that can be understood by those skilled in the art, such as various combinations or selections of the various disclosed elements, can be applied.

１、１００、２００ディスクアレイ制御装置
２判定部
３整合部
１１プロセッサ
１２ＲＡＭ
１３ＲＯＭ
１４外部接続インタフェース
１５記録装置
１６バス
１１０要求取得部
１２０判定部
１２１ＲＡＩＤ判定部
１２２初期化済み判定部
１３０整合部
１３１ＢＧＩ位置検出部
１３２整合判定部
１３３整合実行部
１３４領域管理部
１４０書き込み部
１４１書き込み制御部
１４２通常書き込み部
１４３ＲＭＷ部
１５０ＢＧＩ実行部
１５１実行スケジュール制御部
１７０ディスクアレイ 1,100,200 Disk array controller 2 Judgment unit 3 Matching unit 11 Processor 12 RAM
13 ROM
14 External connection interface 15 Recording device 16 Bus 110 Request acquisition unit 120 Judgment unit 121 RAID judgment unit 122 Initialized judgment unit 130 Matching unit 131 BGI position detection unit 132 Matching judgment unit 133 Matching execution unit 134 Area management unit 140 Writing unit 141 Write control unit 142 Normal write unit 143 RMW unit 150 BGI execution unit 151 Execution schedule control unit 170 Disk array

Claims

ＲＡＩＤ（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｓｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）を構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、前記記憶装置における初期化状況を判定する判定手段と、
前記判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、前記書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、前記書き込み先に関連する領域の整合性を整える整合手段と、
前記記憶装置へのアクセス頻度を取得すると共に、該アクセス頻度が他より大きい前記記憶装置の領域からバックグラウンドで初期化を行うように制御する実行制御手段と
を備え、
前記バックグラウンドで行われる初期化では、前記記憶装置に含まれる領域の異常の有無をチェックし、異常が検出された領域を修復する
ディスクアレイ制御装置。 Upon receiving a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks), a determination means for determining the initialization status in the storage device, and a determination means.
As a result of the determination, when the write destination based on the write request has not been initialized, the first write process is executed based on the write request, and the matching means for adjusting the consistency of the area related to the write destination is provided. ,
It is provided with an execution control means for acquiring the access frequency to the storage device and controlling so as to perform initialization in the background from the area of the storage device whose access frequency is higher than the others .
In the initialization performed in the background, a disk array control device that checks the presence or absence of an abnormality in the area included in the storage device and repairs the area in which the abnormality is detected.

前記判定手段は、前記記憶装置における初期化済み位置を検出し、前記書き込み要求に基づく書き込み先のアドレスと前記初期化済み位置とに基づいて、前記書き込み先が初期化済みか否かを示す前記初期化状況を判定する
請求項１記載のディスクアレイ制御装置。 The determination means detects an initialized position in the storage device, and indicates whether or not the write destination has been initialized based on the address of the write destination based on the write request and the initialized position. The disk array control device according to claim 1, wherein the initialization status is determined.

前記整合手段は、前記書き込み先のアドレスを含む１または複数のストライプ単位で、パリティを生成して前記記憶装置に記憶することにより、前記整合性を整える
請求項１または請求項２記載のディスクアレイ制御装置。 The disk array according to claim 1 or 2, wherein the matching means adjusts the consistency by generating parity and storing it in the storage device in units of one or a plurality of stripes including the address of the writing destination. Control device.

前記整合手段は、前記パリティを生成した領域を管理する領域管理手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記書き込み要求に基づく書き込み先が、前記領域管理手段により管理される領域である場合、前記書き込み要求に基づく書き込み先は初期化済みであると判定する
請求項３記載のディスクアレイ制御装置。 The matching means further includes an area management means for managing the area in which the parity is generated.
The disk array according to claim 3, wherein the determination means determines that the write destination based on the write request has been initialized when the write destination based on the write request is an area managed by the area management means. Control device.

前記整合手段は、前記判定手段による判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みである場合、前記書き込み要求に基づいてＲＭＷ（ＲｅａｄＭｏｄｉｆｙＷｒｉｔｅ）を実行する
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のディスクアレイ制御装置。 Claims 1 to 4 that the matching means executes RMW (Read Modify Write) based on the write request when the write destination based on the write request has been initialized as a result of the determination by the determination means. The disk array control device according to any one of the above.

ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、前記記憶装置における初期化状況を判定し、
前記判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、前記書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、前記書き込み先に関連する領域の整合性を整え、
前記記憶装置へのアクセス頻度を取得すると共に、該アクセス頻度が他より大きい前記記憶装置の領域からバックグラウンドで初期化を行うように制御し、
前記バックグラウンドで行われる初期化において、前記記憶装置に含まれる領域の異常の有無をチェックし、異常が検出された領域を修復する
ディスクアレイ制御方法。 Upon receiving a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting RAID, the initialization status in the storage device is determined.
As a result of the determination, if the write destination based on the write request has not been initialized, the first write process is executed based on the write request, and the consistency of the area related to the write destination is adjusted.
The access frequency to the storage device is acquired, and the area of the storage device whose access frequency is higher than the others is controlled to be initialized in the background.
A disk array control method for checking the presence or absence of an abnormality in an area included in the storage device and repairing an area in which an abnormality is detected in the initialization performed in the background.

コンピュータに、
ＲＡＩＤを構成する複数の記憶装置の少なくともいずれかへの書き込み要求を受けると、前記記憶装置における初期化状況を判定する処理と、
前記判定の結果、前記書き込み要求に基づく書き込み先が初期化済みでない場合、前記書き込み要求に基づいて第１の書き込み処理を実行すると共に、前記書き込み先に関連する領域の整合性を整える処理と、
前記記憶装置へのアクセス頻度を取得すると共に、該アクセス頻度が他より大きい前記記憶装置の領域からバックグラウンドで初期化を行うように制御する処理と、を実行させ、
前記バックグラウンドで行われる初期化において、前記記憶装置に含まれる領域の異常の有無をチェックし、異常が検出された領域を修復させる、
ためのディスクアレイ制御プログラム。 On the computer
Upon receiving a write request to at least one of a plurality of storage devices constituting RAID, a process of determining the initialization status in the storage device and a process of determining the initialization status of the storage device.
As a result of the determination, when the write destination based on the write request has not been initialized, the first write process is executed based on the write request, and the process of adjusting the consistency of the area related to the write destination is performed.
A process of acquiring the access frequency to the storage device and controlling the area of the storage device whose access frequency is higher than the others to perform initialization in the background is executed.
In the initialization performed in the background, the presence or absence of an abnormality in the area included in the storage device is checked, and the area in which the abnormality is detected is repaired.
Disk array control program for.