(57)【要約】【課題】  既存のアレイ内に新規にHDDを追加して論理ディスク容量を拡張する際に、バックアップ装置を必要とせず、オンラインにて迅速にディスク容量を拡張することができるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法を提供することである。【解決手段】  ディスクアレイ装置に新規にデータ記憶媒体５０を追加して論理ディスク１２を増設する際に、ディスクアレイ装置の一つまたは複数のデータ記憶媒体５０に形成された論理ディスク１２の論理領域からデータ記憶媒体５０の物理領域へのデータ格納位置の変換を行い、データの移動が完了した領域と未完了の領域とでアクセスするデータ記憶媒体５０とデータ格納位置とを割り振り、データ記憶媒体５０に格納されているデータの移動を最小限にオンラインで実施する。【選択図】  図１
2007164674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクアレイ装置に新規にデータ記憶媒体を追加して論理ディスクの容量を増設する際に、前記ディスクアレイ装置の一つまたは複数のデータ記憶媒体に形成された論理ディスクの論理領域から前記データ記憶媒体の物理領域へのデータ格納位置の変換を行い、データの移動が完了した領域と未完了の領域とでアクセスするデータ記憶媒体とデータ格納位置とを割り振り、データ記憶媒体に格納されているデータの移動を最小限にオンラインで実施することを特徴とするディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つまたは複数のデータ記憶媒体を有し、ホストからのアクセスに応じてデータの読み出しまたは書き込みを行うディスクアレイ装置にデータ記憶媒体を追加し、論理ディスク容量を拡張するディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、ディスクアレイ装置のディスク容量の増大のペースは著しく、それに伴い、データ量増大のペースも著しい。ディスクアレイ装置に実装されるHDDの物理容量も大きくなり、RAID構成を採った場合の論理容量は、さらに大きくなっている。大容量の論理ディスクであっても、データを格納し続ければ何れはディスク領域は不足する。このような場合、新たに論理ディスクを増設することで、データを格納する領域を拡張するのが一般的である。
【０００３】
例えば、図６に示すように、ディスクアレイ装置内に複数個のHDD（データ記憶媒体）１１からなるアレイ１３ａを有し、論理ディスク１２ａを形成している場合に、さらに複数個のHDD１１を増設し、その追加したHDD１１に対してアレイ１３ｂを構築することで論理ディスク１２ｂを増設する。
【０００４】
図６のような論理ディスクの増設ではなく、一つの論理ディスクを拡張する方法もある。図７は、図６の既存の論理ディスク１２ａと増設した論理ディスク１２ｂとを結合して一つの論理ディスク１２としたものであり、追加した論理ディスク１２ｂを既存の論理ディスク１２ａの最終アドレス以降に結合することで、一つの論理ディスク１２として扱う。また、図８は、既存のアレイ１３ａに対してHDD１１を追加することで論理ディスク１２の容量を拡張する方法である。さらに、少なくとも無効な論理アドレスに対するデータを移動することなしに動的記憶容量拡張を実現するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図６に示したものでは、ディスクアレイ装置内のディスク容量は拡張されているが、論理ディスク１２ａ、１２ｂとしては２つ存在するためユーザからは別々の論理ディスク１２ａ、１２ｂとしてアクセスする必要がある。
【０００６】
図７に示したものでは、追加するHDD１１の台数およびRAID構成に依存することなく増設可能であるが、既存の論理ディスク１２ａに格納されているデータが一杯である場合は、追加した論理ディスク１２ｂにのみアクセスが集中することになる。
【０００７】
図８に示したものでは、アレイ１３に定義されているRAID構成は追加したHDD１１を含めて再度構築する必要がある。また、既に格納されているデータは、バックアップを採取する必要があり、そのため、テープ等の大容量のバックアップ装置が必要となる。従って、ディスク容量の拡張に伴う費用およびコストが掛かる。
【０００８】
本発明の目的は、既存のアレイ内に新規にHDDを追加して論理ディスク容量を拡張する際に、バックアップ装置を必要とせず、オンラインにて迅速にディスク容量を拡張することができるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法は、ディスクアレイ装置に新規にデータ記憶媒体を追加して論理ディスクを増設する際に、前記ディスクアレイ装置の一つまたは複数のデータ記憶媒体に形成された論理ディスクの論理領域から前記データ記憶媒体の物理領域へのデータ格納位置の変換を行い、データの移動が完了した領域と未完了の領域とでアクセスするデータ記憶媒体とデータ格納位置とを割り振り、データ記憶媒体に格納されているデータの移動を最小限にオンラインで実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一つまたは複数のデータ記憶媒体で構成されるアレイに対して、新規にデータ記憶媒体を追加し、格納されているデータの移動を最小限にオンラインで実施するので、バックアップ装置を必要とせず、オンラインにて迅速にディスク容量を拡張することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法が適用されるディスクアレイ装置のブロック構成図である。図１は、本発明が適用される構成である。ディスクアレイ装置はコントローラ１４と一つまたは複数のデータ記憶媒体５０とから構成される。
【００１２】
コントローラ１４は接続路１０を介してホスト１５と接続される。コントローラ１４はホスト１５からのアクセスを制御するホストインタフェース部１６およびデータ記憶媒体５０へのアクセスを制御するディスクインタフェース部１７を備えるとともに、マイクロプロセッサ２０を有し、さらに、マイクロプロセッサ２０を動作させるプログラムおよび処理データを格納するメモリ３０と、ホスト１５とコントローラ１４との間の転送データやコントローラ１４とデータ記憶媒体５０との転送データを保持するキャッシュメモリ４０とで構成される。
【００１３】
キャッシュメモリ４０は、接続路１０を介してホスト１５からデータ記憶媒体５０に対する入出力要求のバッファの役目を提供する。例えば、ホスト１５からのデータ記憶媒体５０への書き込み処理は、キャッシュメモリ４０にエントリして、ホスト１５に対して書き込み完了を返却し、後に、キャッシュメモリ４０からデータ記憶媒体５０に対して、実際に書き込みを行う。また、ホスト１５からのデータ記憶媒体５０への読み込み処理は、キャッシュメモリ４０にキャッシュエントリされているか否かを判定し、キャッシュメモリ４０にエントリされていれば、そのデータを返却し、キャッシュメモリ４０にエントリされていない場合は、データ記憶媒体５０からキャッシュメモリ４０に読み出して、その後にホスト１５に読み出しデータを通信路１０を介して返却する構成となっている。
【００１４】
図２は、容量拡張した論理ディスク内に格納されているデータを再配置するためのデータ再配置管理テーブルのデータ構造図である。このデータ再配置管理テーブルはコントローラ１４のメモリ３０に格納されており、マイクロプロセッサ２０はデータ再配置管理テーブルにより既存の論理ディスクに格納されているデータを、追加したデータ記憶媒体（HDD）により構成される論理ディスクへのデータ移行を管理する。
【００１５】
図３は本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法のHDD追加によるデータ再配置の一例の説明図である。図３では、２台のHDD（HDD-0、HDD-1）から構成される論理ディスクのアレイに、さらに、HDD（HDD-2）を一つ追加し、３台のHDD（HDD-0、HDD-1、HDD-2）から構成される論理ディスクに容量拡張した場合のデータ配置の割当てを示している。
【００１６】
図３に示すように、２台のHDD（HDD-1、HDD-2）構成の場合に、さらにHDD（HDD-2）を一つ追加し、３台のHDD（HDD-0、HDD-1、HDD-2）とする場合には、データの移行は６ブロック単位に行われる。この６ブロックのうち、最初の２ブロックはデータ移行が伴わないブロックである。残り４つのブロックは、それぞれ追加したHDD-2および既存のHDD-0、HDD-1に対して、次の２段階によりデータ移行を行う。
【００１７】
まず、１段階目は追加したHDD-2へのデータ移行であり、２段階目は既存のHDD-0、HDD-1へのデータ移行である。この２段階によるデータ移行により、データ再配置を実施した範囲内に隙間が３ブロック生じるが、この領域を増設した増設領域１８として使用する。
【００１８】
図４は本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法における第１段階のデータ移行の説明図である。第１段階は、追加したHDD-2に対して、既存のHDD-0およびHDD-1に格納されている各ブロックのデータ移行を行うデータ再配置であり、データ移行するブロックは、次の計算式に基づき求めた右斜め下で囲まれる２ブロック分である。この２ブロック分のデータをHDD-2にコピーする。
【００１９】
データ移行段階：第１段階
データ移行位置： i = 0 〜 (m / 3)-1
(mは、データ再配置前の全容量を示し6ブロックの倍数である)
HDD割当て：HDD = i mod 2
HDD-0物理ブロック：b = ( i/2 * 3 ) + 1
HDD-1物理ブロック：b = ( i/2 * 3 ) + 2
HDD-2物理ブロック：b = ( i / 2 ) + i
データ移行は、データ再配置前の総容量の1/3回実施する。データ移行位置をｉとする。移行元となるHDDの割当てi mod 2は、iを整数２で割った余りである。移行元HDDの物理ブロックｂは、HDDそれぞれの計算式で求める。移行先であるHDD-2の物理ブロックｂは、(ｉ/２) +ｉで計算する。
【００２０】
例えば、移行位置ｉ=０では、移行元HDDは0、HDD-0の物理ブロックは1、移行先HDD-2の物理ブロックは0となり、論理ブロックの2を移行する。また、移行位置ｉ=１では、移行元HDDは1、HDD-1の物理ブロックは2、移行先HDD-2の物理ブロックは1となり、論理ブロックの5を移行する。
【００２１】
第１段階のデータ移行完了後は、既存のHDD-0およびHDD-1にアクセスを行う。データ移行した領域への書き込みがある場合は、既存のHDD-0およびHDD-1と、追加のHDD-2への双方に書き込みを行う。
【００２２】
論理ブロック：k
HDD割当て：HDD = k mod 2
HDD物理ブロック：b = k / 2
例えば、論理ブロックｋが10へのアクセスの場合、HDDは0、物理ブロックｂは5となる。
【００２３】
図５は本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法における第２段階のデータ移行の説明図である。第２段階は第１段階で移行したデータ以外のブロックをデータ移行するデータ再配置であり、データ移行するブロックは、次の計算式に基づき、左斜め下(２台のHDD構成の場合)で囲まれる２ブロック分をHDD-0とHDD-1とにコピーする。
【００２４】
データ移行段階：第２段階
データ移行位置： i = 0 〜 (m / 3)-1
HDD割当て：移行元HDD = 1 − ( i mod 2 )、移行先HDD = i mod 2
HDD-0物理ブロック：移行元b = ( i/2 * 3 ) + 2、移行先b = ( i/2 * 3 ) + 1
HDD-1物理ブロック：移行元b = ( i/2 * 3 ) + 1、移行先b = ( i/2 * 3 ) + 1
例えば、移行位置ｉ=２では、移行元HDDは1、HDD-1の物理ブロックは4、移行先HDDは0、HDD-0の物理ブロックは4となり、論理ブロックの9を移行する。また、移行位置ｉ=３では、移行元HDDは0、HDD-0の物理ブロックは5、移行先HDDは1、HDD-1の物理ブロックは4となり、論理ブロックの10を移行する。
【００２５】
第２段階のデータ移行完了後は、３台のHDD（HDD-0、HDD-1、HDD-2）にアクセスを行う。データ移行未完了とデータ移行完了した領域のアクセスは次のようになる。
【００２６】
＜データ移行未完了領域＞
論理ブロック： k
HDD割当て： HDD = k mod 2
HDD物理ブロック： b = k / 2
＜データ移行完了＞
論理ブロック： k
HDD割当て： HDD = k mod 3
HDD物理ブロック： b = (1- k/m) * ((k/3)+(k/6))+(k/m)*(((k-m)/3)*3+2)
データ移行未完了領域の論理ブロックのアクセスは、第1段階のときと同じである。第2段階によりデータ移行が完了している領域の論理ブロックのアクセスは、例えばデータ移行前総容量ｍ=60の論理ディスクに対して、データ移行後にアクセスする論理ブロックｋが4の場合、HDDは1、物理ブロックｂは1となる。また、論理ブロックｋが拡張した領域である62の場合、HDDは2、物理ブロックｂは２となり、データ再配置後の隙間であるm+2の領域となる。
【００２７】
ここで、HDD２台構成からHDD3台構成へのデータ移行量は、通常、m-2 ブロック(マイナス２は、移動しない論理ブロックであるブロック0とブロック1に相当する)に対して、ｍ*(2/3)ブロック(第1段階のデータ移行量であるｍの1/3ブロックと第2段階のデータ移行量であるｍの1/3ブロックの総和に相当する)となる。
【００２８】
以上述べたように、本発明の実施の形態では、データ記憶媒体はデータ記憶装置内に一つまたは複数実装され、そのデータ記憶媒体を一つまたは複数用いて一つのアレイを形成し、アレイ全体の領域を論理ディスクとして割当て構成する。そして、データ再配置管理テーブルを基に、データ記憶媒体に格納されるデータを新しいデータ配置に合わせて段階的にデータ移行を管理するとともに、論理ディスクを構成するデータ記憶媒体の物理領域に対するデータ移行位置を管理する。さらに、論理領域から論理ディスクを構成する一つまたは複数のデータ記憶媒体の物理領域へのデータ格納位置の変換と、データの移動が完了した領域と未完了の領域とでアクセスするデータ記憶媒体とデータ格納位置を割り振る。これにより、一つまたは複数のデータ記憶媒体で構成されるアレイに対して、新規にデータ記憶媒体を追加し、格納されているデータの移動を最小限にオンラインで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法が適用されるディスクアレイ装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態におけるデータ再配置管理テーブルのデータ構造図。
【図３】本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法のHDD追加によるデータ再配置の一例の説明図
【図４】本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法における第１段階のデータ移行の説明図。
【図５】本発明の実施の形態に係わるディスクアレイ装置の論理ディスク容量拡張方法における第２段階のデータ移行の説明図。
【図６】従来のディスクアレイ装置の論理ディスク容量を拡張する場合の一例の説明図。
【図７】従来のディスクアレイ装置の論理ディスク容量を拡張する場合の他の一例の説明図。
【図８】従来のディスクアレイ装置の論理ディスク容量を拡張する場合の別の他の一例の説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１０…接続路、１１…HDD、１２…論理ディスク、１３…アレイ、１４…コントローラ、１５…ホスト、１６…ホストインタフェース部、１７…ディスクインタフェース部、１８…増設領域、２０…マイクロプロセッサ、３０…メモリ、４０…キャッシュメモリ、５０…データ記憶媒体
【図１】
2007164674.tif 000003
【図２】
2007164674.tif 000004
【図３】
2007164674.tif 000005
【図４】
2007164674.tif 000006
【図５】
2007164674.tif 000007
【図６】
2007164674.tif 000008
【図７】
2007164674.tif 000009
【図８】
2007164674.tif 000010