(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行するディスク制御装置において、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、
前記複数のチャネルインターフェース部と、前記キャッシュメモリ部と、前記複数のディスクインターフェース部のそれぞれが前記スイッチを介さずにリソース管理網により前記リソース管理部に接続され、前記スイッチが前記リソース管理網により前記リソース管理部に接続され、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記スイッチは前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項２】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行するディスク制御装置において、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、
前記複数のチャネルインターフェース部と、前記複数のディスクインターフェース部と、前記１つ以上のスイッチのそれぞれがリソース管理網を介して前記リソース管理部に接続されており、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記スイッチは前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項３】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行するディスク制御装置において、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、
前記複数のチャネルインターフェース部と、前記複数のディスクインターフェース部が前記１つ以上のスイッチを介してデータパス網により前記リソース管理部に接続され、前記１つ以上のスイッチがデータパス網により前記リソース管理部に接続され、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記スイッチは前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項記載のディスク制御装置において、
前記リソース管理部は、パケットを受信する複数の管理網インターフェースと、複数のパケットバッファと、前記各管理網インターフェースから出力されるアドレス情報を入力しパケットバッファに対するアクセス競合を調停する調停回路と、該調停回路の出力によりパケットを選択してメモリ制御回路に出力するセレクタと、該メモリ制御回路に接続された制御情報を格納したリソース管理メモリと、該リソース管理メモリに接続された前記経路コスト計算手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項５】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続されることにより形成されたディスク制御クラスタを複数個有し、
該ディスク制御クラスタ外部に設けられ、各ディスク制御クラスタ内の前記スイッチとデータパス網により接続される複数のスイッチと、
前記各ディスク制御クラスタ内の各チャネルインターフェース部と各ディスクインターフェース部及び前記全ての各スイッチとにリソース管理網により接続され、前記チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記各スイッチは前記データパス網内での経路を同一のディスク制御クラスタ内の複数のディスクインターフェース部、及び異なるディスク制御クラスタに経路制御するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項６】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記複数のディスクインターフェース部と前記スイッチはリソース管理網により前記リソース管理部に接続されることにより形成されたディスク制御クラスタを複数個有し、
該ディスク制御クラスタ外部に設けられ、各ディスク制御クラスタ内の前記スイッチとデータパス網により接続される複数のスイッチを有し、
前記各ディスク制御クラス内のリソース管理部はリソース管理網により互いに接続され、前記ディスク制御クラスタ外部に設けられた各スイッチは前記各ディスク制御クラス内のリソース管理部とリソース管理網により接続され、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記各スイッチは前記データパス網内での経路を同一のディスク制御クラスタ内の複数のディスクインターフェース部、及び異なるディスク制御クラスタに経路制御するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項７】
請求項５乃至請求項６のいずれかの請求項記載のディスク制御装置において、
前記リソース管理部は、パケットを受信する複数の管理網インターフェースと、複数のパケットバッファと、前記各管理網インターフェースから出力されるアドレス情報を入力しパケットバッファに対するアクセス競合を調停する調停回路と、該調停回路の出力によりパケットを選択してメモリ制御回路に出力するセレクタと、該メモリ制御回路に接続された制御情報を格納したリソース管理メモリと、該リソース管理メモリに接続された経路コスト計算手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項８】
ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、前記磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する障害情報と、統計情報と、チャネルインターフェース部、キャッシュメモリ部、スイッチおよびディスクインターフェース部のそれぞれ（以下、このそれぞれをノードとも呼ぶ）と、データパス網の各パスとの接続状態を示す情報である経路接続情報（ネットワークの構成情報）及び経路コスト計算手段により計算された、前記各ノード間のデータ転送経路が経由する前記スイッチの数で表される該データ転送経路の経路コストを登録した経路コストテーブルを含む制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、前記ホストコンピュータとのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、前記磁気ディスク装置とのインターフェースと前記キャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、
前記複数のチャネルインターフェース部と前記キャッシュメモリ部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、
前記リソース管理部と前記スイッチはデータパス網により接続されることにより形成されたディスク制御クラスタを複数個有し、
該ディスク制御クラスタ外部に設けられ、各ディスク制御クラスタ内の前記スイッチとデータパス網により接続される複数のスイッチを有し、
前記各スイッチは、スイッチに直接接続されたデータパス網の状態を監視し、障害があれば障害を検知し、検知した障害情報を該スイッチからリソース管理部に送信し、
リソース管理部は前記スイッチから受信した前記障害情報を格納し、該障害情報を基に障害情報を検知したデータパス網のパスを該データパス網より切り離すように前記経路接続情報を変更して格納し、
前記各スイッチは前記データパス網内での経路を同一のディスク制御クラスタ内の複数のディスクインターフェース部、及び異なるディスク制御クラスタに経路制御するための経路変換テーブルと、前記リソース管理部から該リソース管理部に格納されている前記制御情報を取得して、障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更された該取得した制御情報中の経路接続情報を基に、該経路変更テーブルを、前記障害情報を検知したデータパス網のパスをデータパス網より切り離すように変更する変更手段を有することを特徴とするディスク制御装置。
【請求項９】
請求項８記載のディスク制御装置において、
前記スイッチの前記テーブルを変更する変更手段はリソース管理情報を保持し、該リソース管理情報を基に前記経路変換テーブルに反映する最適経路を計算する経路コスト計算手段に接続されることを特徴とするディスク制御装置。
【請求項１０】
請求項８記載のディスク制御装置において、
前記リソース管理部は、パケットを受信する複数の管理網インターフェースと、複数のパケットバッファと、前記各管理網インターフェースから出力されるアドレス情報を入力しアクセス競合を調停する調停回路と、該調停回路の出力によりパケットを選択してメモリ制御回路に出力するセレクタと、該メモリ制御回路に接続された制御情報を格納したリソース管理メモリを有することを特徴とするディスク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データを複数の磁気ディスク装置に格納するディスクシステム装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体記憶装置を記憶媒体とするコンピュータの主記憶の入出力性能に比べて、磁気ディスクを記憶媒体とするディスクサブシステム（以下「サブシステム」という。）の入出力性能は３〜４桁程度小さく、従来からこの差を縮めること、すなわちサブシステムの入出力性能を向上させる努力がなされている。
サブシステムの入出力性能を向上させるための１つの方法として、データを複数の磁気ディスク装置に格納するディスク制御装置が用いられている。
【０００３】
例えば、図６に示した、従来より知られているディスク制御装置は、１つ以上のディスク制御クラスタ (以下、クラスタと呼ぶ。) １０１を有し、ホストコンピュータ６０とクラスタ１０１との間のデータ転送を実行する複数のチャネルインターフェース部１０と、磁気ディスク装置７０とクラスタ１０１間のデータ転送を実行する複数のディスクインターフェース部２０と、磁気ディスク装置７０のデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部３０と、クラスタ１０１に関する制御情報（例えば、チャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間のデータ転送制御に関する情報、磁気ディスク装置７０に格納するデータの管理情報）を格納するリソース管理部９０とを備えている。
【０００４】
１つのクラスタ１０１に接続可能なディスク容量やホストチャネル数には上限があり、１つのクラスタのサポートできる記録データ量以上のデータを記録する必要がある場合や、１つのクラスタに接続できるホストチャネル数以上のホストコンピュータ６０を接続する必要がある場合に、複数台のクラスタ１０１が設置される。
チャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間は、複数のクラスタ１０１間を跨って、データパス網４００により接続される。
同様に、チャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０とリソース管理部９０との間は、複数のクラスタ１０１間を跨って、リソース管理網５００で接続される。
これにより、リソース管理部９０およびキャッシュメモリ部３０は全てのチャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０からアクセス可能な構成となっている。
【０００５】
チャネルインターフェース部１０は、ホストコンピュータ６０と接続するためのインターフェース及びホストコンピュータ６０に対する入出力を制御するマイクロプロセッサ（図示せず）を有している。
また、ディスクインターフェース部２０は、磁気ディスク装置７０と接続するためのインターフェース及び磁気ディスク装置７０に対する入出力を制御するマイクロプロセッサ（図示せず）を有している。
また、ディスクインターフェース部２０は、RAID機能の実行も行う。
データパス網４００は、１つ以上のスイッチ８０により構成される。
データパス網４００を介して、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０がキャッシュメモリ部３０とデータ転送を行う場合、データの先頭に宛先アドレスを付加したパケットを使用する。
チャネルインターフェース部１０、もしくは、ディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサ制御で、目的のキャッシュメモリ部３０との間で、データパス網４００を介したパケット転送が行われる。
【０００６】
スイッチ８０は、図７で示したように、データパス網４００に接続した複数のパスインターフェース４１と、パケットバッファ４３とアドレスラッチ４４とセレクタ４８を備えている。
パスインターフェース４１内には、パケットからアドレス情報を取り出すヘッダ解析部４２が含まれており、それによって解析抽出されたパケットアドレスがアドレスラッチ４４に取り込まれる。
一方、送られてきたパケットは、パスインターフェース４１を通して、パケットバッファ４３に格納される。
アドレスラッチ４４からは、パケット宛先に応じたセレクタ制御信号４７が生成され、パケットバッファ４３に格納されたパケットの送出先をセレクタ４８によって切り換える。
このように従来のスイッチ８０では、スイッチでの経路切替が、パケットアドレスにより固定的に決まっていた。
そのため、パケットがデータパス網４００を通過する経路については、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０に内蔵されるマイクロプロセッサの制御で、予め設定しておく必要があった。
とくに、パケットがデータパス網４００内の複数のスイッチ８０を通過する場合は、複数のスイッチに対する経路切替情報を、パケット内に付加して転送していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
急激に変化するビジネス環境に対応するため、初期投資コストを抑えながらも、事業拡大に応じて追加投資を行うことで、投資額に見合った性能・容量を実現する、高スケーラビリティのディスク制御装置が求められている。
上記のディスク制御装置には、小規模な構成から超大規模な構成まで顧客ニーズに応じた拡張性がなければならず、ホストコンピュータとの接続チャネル数や磁気ディスク装置のデータ容量を、柔軟に変化させるための仕組みが必要となる。
しかし、図６、図７、図８に示した従来技術では、チャネルインターフェイス部１０、ディスクインターフェイス部２０とキャッシュメモリ部３０とを接続しているデータパス網４００内の途中経路が、マイクロプログラムによって予め決められているため、上記チャネルインターフェース部やディスクインターフェース部の接続構成を、顧客ニーズにより変化させるのは困難であった。
また、データパス網４００内を流れるパケット通信量には偏りがあり、パケット転送の経路を最適化することによってデータパス網全体の転送量を増加させることが可能であるが、従来技術では、経路が固定されているために、前述の最適化が行えない。
そのため、チャネルインターフェース部１０や、ディスクインターフェース部２０の数が増加するのに伴い、データパス網４００の帯域制約によって顕著な性能劣化が生じていた。
さらに、複数のクラスタ１０１で構成されるディスク制御装置の場合、チャネルインターフェース部１０、もしくは、ディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサで、経路上のすべてのスイッチ８０に対する経路切替制御を行わなければならないが、クラスタ１０１の数が増え、接続が複雑になるに伴い、上記のマイクロプロセッサ処理が増大し、ホストコンピュータ６０や磁気ディスク装置７０とのデータ転送処理を圧迫して性能劣化を招いていた。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、小規模な構成から超大規模な構成まで、同一の高機能・高信頼性のアーキテクチャで対応可能な、スケーラビリティのある構成のディスク制御装置を提供することにある。
より具体的には、本発明の目的は、顧客ニーズに応じて柔軟に拡張可能なディスク制御装置を提供すること、また、必要に応じてディスク制御装置内の接続状況を調整する機能を提供すること、さらに、超大規模なクラスタ構成でも性能低下の少ないディスク制御装置を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ホストコンピュータとのインターフェースを有する複数のチャネルインターフェース部と、磁気ディスク装置とのインターフェースを有する複数のディスクインターフェース部と、磁気ディスク装置に対しリード／ライトされるデータを一時的に格納するキャッシュメモリ部と、チャネルインターフェース部及びディスクインターフェース部とキャッシュメモリ部との間のデータ転送に関する制御情報を格納するリソース管理部を有し、各チャネルインターフェース部は、ホストコンピュータとのインターフェースとキャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行し、各ディスクインターフェース部は、磁気ディスク装置とのインターフェースとキャッシュメモリ部との間のデータ転送を実行するディスク制御装置において、
複数のチャネルインターフェース部とキャッシュメモリ部及び複数のディスクインターフェース部とキャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、スイッチはデータパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと該テーブルを変更する変更手段を有する。
また、前記ディスク制御装置において、複数のチャネルインターフェース部とキャッシュメモリ部及び複数のディスクインターフェース部とキャッシュメモリ部との間が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により接続され、複数のチャネルインターフェース部と、複数のディスクインターフェース部と、１つ以上のスイッチのそれぞれがリソース管理網を介してリソース管理部に接続され、スイッチはデータパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと該テーブルを変更する変更手段を有する。
また、前記ディスク制御装置において、複数のチャネルインターフェース部と、複数のディスクインターフェース部が１つ以上のスイッチを介してデータパス網により前記リソース管理部に接続され、１つ以上のスイッチがデータパス網によりリソース管理部に接続され、スイッチはデータパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルと該テーブルを変更する変更手段を有する。
また、前記スイッチの変更手段は、リソース管理部から該リソース管理部に格納されている制御情報を取得し、該制御情報を使用して計算した経路コストを基にスイッチ内の経路変換テーブルを更新する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、大容量のデ−タの記憶装置として磁気ディスク装置を例にとって説明するが、大容量記憶装置として磁気ディスクに限られるものではなく、例えばＤＶＤのような大容量記憶装置であって良い。
本発明の実施の形態の１つとして、好ましくは、前記複数のチャネルインターフェース部及び前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間を、１つ以上のスイッチで構成されるデータパス網を介して接続し、また、前記複数のチャネルインターフェース部、前記複数のディスクインターフェース部、前記スイッチ、前記リソース管理部とはリソース管理網を介して接続し、前記スイッチには前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルとその変更手段を設ける。
また、好ましくは、前記複数のチャネルインターフェース部、前記複数のディスクインターフェース部、前記キャッシュメモリ部、前記リソース管理部との間が１つ以上のスイッチで構成されるデータパス網を介して接続されており、前記スイッチには前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルとその変更手段を設ける。
また、好ましくは、前記複数のチャネルインターフェース部、前記複数のディスクインターフェース部と前記キャッシュメモリ部との間をスイッチで接続することによりディスク制御クラスタを形成し、複数の前記ディスク制御クラスタ内のスイッチ間を、１つ以上のスイッチで構成されるデータパス網を介して接続し、前記複数のチャネルインターフェース部、前記複数のディスクインターフェース部、前記スイッチ、前記リソース管理部とをリソース管理網を介して接続し、前記スイッチには前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルとその変更手段を設ける。
また、好ましくは、前記複数のチャネルインターフェース部、前記複数のディスクインターフェース部、前記キャッシュメモリ部、前記リソース管理部との間をスイッチで接続することによりディスク制御クラスタを形成し、複数の前記ディスク制御クラスタ内のスイッチ間を、１つ以上のスイッチで構成されるデータパス網を介して接続し、前記スイッチには前記データパス網内での経路を指定するための経路変換テーブルとその変更手段を設ける。
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
《実施例１》
図１、図２、図３、及び図４に、本発明の一実施例を示す。
図１に示したディスク制御装置は複数のディスク制御クラスタ１００から構成される。
ディスク制御クラスタ１００は、ホストコンピュータ６０とのインターフェース部（チャネルインターフェース部）１０と、磁気ディスク装置７０とのインターフェース部（ディスクインターフェース部）２０と、キャッシュメモリ部３０、スイッチ４０を有し、チャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０の間は、スイッチ４０を介して、複数のディスク制御クラスタ１００に跨るデータパス網４００で接続されている。
また、図１に示したディスク制御装置は、リソース管理部５０を有し、チャネルインターフェース部１０、ディスクインターフェース部２０、スイッチ４０とリソース管理部５０との間は複数のディスク制御クラスタ１００に跨るリソース管理網５００を介して接続されている。
すなわち、データパス網４００、あるいはリソース管理網５００を介して、全てのチャネルインターフェース部１０、全てのディスクインターフェース部２０から、全てのキャッシュメモリ部３０、あるいはリソース管理部５０へアクセス可能な構成となっている。
【００１２】
チャネルインターフェース部１０には、ホストコンピュータ６０に対する入出力を制御するマイクロプロセッサと、キャッシュメモリ部３０へのアクセスを制御するアクセス制御部と、リソース管理部５０へのアクセスを制御するアクセス制御部を有し、ホストコンピュータ６０とキャッシュメモリ部３０間のデータの転送、及びマイクロプロセッサとリソース管理部５０間の制御情報の転送を実行する。
ディスクインターフェース部２０は、磁気ディスク装置７０に対する入出力を制御するマイクロプロセッサと、キャッシュメモリ部３０へのアクセスを制御するアクセス制御部と、リソース管理部５０へのアクセスを制御するアクセス制御部を有し、磁気ディスク装置７０とキャッシュメモリ部３０間のデータの転送、及びマイクロプロセッサとリソース管理部５０間の制御情報の転送を実行する。ディスクインターフェース部はRAID機能の実行も行う。
キャッシュメモリ部３０は、キャッシュメモリ・コントローラとメモリモジュールを有し、磁気ディスク装置７０へ記録するデータを一時的に格納する。
【００１３】
スイッチ４０は、図２に示されているように、データパス網４００に接続した複数のパスインターフェース４１と、リソース管理網５００に接続した経路変更手段４５と、パケットバッファ４３とアドレスラッチ４４とセレクタ４８を備えている。
図１、図２、では詳細には示していないが、スイッチ４０は各チャネルインタフェース１０毎にチャネルインタフェースとの接続のために複数のポートを有する構成を取り、各チャネルインタフェース１０もスイッチ４０との接続のために複数のポートを有する構成を取り、一つのチャネルインタフェースとスイッチ４０との間には複数のデータ転送経路がある。
また、スイッチ４０と各ディスクインタフェース２０は上記と同様の構成を取り、一つのディスクインタフェースとスイッチ４０との間には複数のデータ転送経路がある。
また、スイッチ４０とキャッシュメモリ３０、そしてスイッチ４０と他の各スイッチ４０は、上記と同様の構成を取り、スイッチ４０とキャッシュメモリ３０との間には複数のデータ転送経路があり、スイッチ４０と他の各スイッチ４０の間にも複数のデータ転送経路がある。
パスインターフェース４１は、データパス網４００から受け取ったパケットを、パケットバッファ４３に格納するとともに、ヘッダ解析部４２によってパケットからアドレス情報を取り出し、解析抽出したパケットアドレスを経路変更手段４５に送る。
経路変更手段４５は、経路変換テーブル４６を有し、ヘッダ解析部４２から受け取ったパケットアドレスを目的の宛先アドレスに変換し、結果をアドレスラッチ４４に格納する。
アドレスラッチ４４からは、パケット宛先に応じたセレクタ制御信号４７が生成され、パケットバッファ４３に格納されたパケットの送出先をセレクタ４８によって切り換える。
したがって、経路変換テーブル４６の値を適切に変更することによって、データパス網４００内でのパケット経路を最適化することが可能となる。
【００１４】
ここで、経路変換テーブル４６は、図４に示されているように、変換元の宛先と変換後の宛先との対応関係が示されたもので、好ましくは半導体メモリによって実現される。
このテーブルにおいて、宛先L1、L2・・・Lmは変換元の宛先を示し、P1、P2、P3は変換後の宛先を示す。変換元の宛先L1は、条件１のときに、変換後の宛先P1になり、条件ｎのときには、変換後の宛先P2になる。
また、経路変更手段４５は、リソース管理網５００を通して、リソース管理部５０にアクセスすることで、経路変換テーブル４６に関する新たな情報を取得し、この情報を基に経路変換テーブル４６の内容の更新を行うとともに、障害情報などをリソース管理部５０に登録する。
各スイッチは、図には明記していないが、スイッチの回りのデータパス網の状態を監視している。障害があればスイッチは障害を知ることができ、この障害内容を経路変更手段４５からリソース管理部に報告する。リソース管理部はこの障害情報を基にネットワークの構成情報を変更する。スイッチはこのネットワークの構成情報の変更をリソース管理部から取得して経路変換テーブル４６を更新する。
これにより、データパス網内のすべてのスイッチ４０は、経路変換テーブル４６の内容を常に適切な値に保つことが可能になるとともに、リソース管理部５０は、データパス網内での全ての障害情報、混雑度などを把握することが可能となる。
【００１５】
リソース管理部５０は、図３に示されているように、リソース管理網５００に接続した複数の管理網インターフェース５１と調停回路５３とパケットバッファ５４とセレクタ５６とメモリ制御回路５７とリソース管理メモリ５８と経路コスト計算手段５９を備えている。
管理網インターフェース５１は、リソース管理網５００から受け取ったパケットを、パケットバッファ５４に格納するとともに、ヘッダ解析部５２によってパケットからアドレス情報を取り出し、解析抽出したパケットアドレスを調停回路５３に送る。
調停回路５３は、リソース管理メモリへのアクセス競合を調停し、アクセスを許可する管理網インターフェイス５１に対応したセレクタ制御信号５５を生成する。
その結果、セレクタ５６によって１つの管理網インターフェース５１に対してアクセスが許可され、アクセスの許可されたパケットバッファ５４とリソース管理メモリ５８との間で、メモリ制御回路５７を介してデータの転送が行われる。
【００１６】
リソース管理メモリ５８は、ディスク制御装置の制御情報（例えば、障害情報、統計情報(データパスの利用率など)、経路接続情報、経路コストテーブル等）等を格納する。
この情報は、前述のように、リソース管理網を介して、常に最新の状態に維持管理されている。
経路コスト計算手段５９は、リソース管理メモリ５８の情報を使って、任意の２点間での最適経路を計算する手段であって、好ましくは、マイクロプロセッサとそれによって実行されるソフトウェアで実現される。
最適経路の計算アルゴリズムには、いくつかの方法が知られているが、例えば、到達可能な経路について、経由するスイッチの数（ホップ数）をコストとし、コストが最小の経路を選択する方法や、前記のコストに、経路の混雑度を加味して計算する方法などが利用できる。
最適経路計算の結果として、データパス網内の各スイッチに対する最適な経路変換テーブルの内容が得られる。
【００１７】
図１において、ディスク制御装置に接続されたホストコンピュータ６０からデータを読み出す場合の一例を述べる。
まず、ホストコンピュータ６０は、自身が接続されているチャネルインターフェース部１０にデータの読出し要求を発行する。
要求を受けたチャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサは、リソース管理部５０にアクセスし、要求されたデータがどの磁気ディスク装置７０内に格納されているかを調べる。
リソース管理部５０には、要求データのアドレスとそのデータがどの磁気ディスク装置７０に格納されているかを対応させる変換テーブルが格納されており、要求されたデータがどの磁気ディスク装置７０内に格納されているかを調べることができる。
次に、要求を受けたチャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサは、リソース管理部５０にアクセスし、キャッシュメモリ部３０に要求されたデータが格納されているかどうかを確認する。
リソース管理部５０にはキャッシュメモリ部３０内データのディレクトリ情報が格納されており、各キャッシュメモリ部３０に要求データが存在するかどうかを確認できる。
それによりキャッシュメモリ部３０内にデータがあった場合は、そのデータをデータパス網４００を介してチャネルインターフェース部１０まで転送し、ホストコンピュータ６０に送る。
その際、要求データがどのディスク制御クラスタ１００のキャッシュメモリ部にあったとしても、データパス網４００内の転送ではスイッチ４０内の経路変換テーブル４６によって最適な経路が選択される。
したがって、要求を受けたチャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサは、目的のキャッシュメモリ部３０のアドレスを指定するだけで良く、途中経路については関知しない。
【００１８】
どのキャッシュメモリ部３０内にもデータが存在しなかった場合、チャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサは要求データの格納されている磁気ディスク装置７０の接続しているディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサに対し、要求データを読出し、キャッシュメモリ部３０に格納するように命令を発行する。
命令を受けたディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサは、要求データの格納されている磁気ディスク装置７０からデータを読出し、データパス網４００を通していずれかのキャッシュメモリ部３０に要求データを格納する。
その際、要求データをどのディスク制御クラスタ１００のキャッシュメモリ部に格納するにしても、データパス網４００内の転送ではスイッチ４０内の経路変換テーブル４６によって最適な経路が選択される。
したがって、要求を受けたディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサは、目的のキャッシュメモリ部３０のアドレスを指定するだけで良く、途中経路については関知しない。
【００１９】
ディスクインターフェース部２０内のマイクロプロセッサは、要求データをキャッシュメモリ部３０へ格納した後、命令を発行したチャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサに、データを格納したキャッシュメモリ部３０を伝える。
それを受けたチャネルインターフェース部１０内のマイクロプロセッサは、データが格納されたキャッシュメモリ部３０からデータを読出し、ホストコンピュータ５０へ送る。
この際のデータパス網内の転送についても、前記同様、スイッチ４０内の経路変換テーブル４６によって最適な経路が選択される。
【００２０】
なお、本実施例では、複数のディスク制御クラスタの外部に一つのリソース管理部５０を備えた構成としているが、各ディスク制御クラスタ内にそれぞれリソース管理部を設け、各ディスク制御クラスタ内でチャネルインターフェース部とディスクインターフェース部とスイッチをリソース管理部にリソース管理網で接続し、各ディスク制御クラスタのリソース管理部をリソース管理網で互いに接続し、ディスク制御クラスタの外部に設けられた各スイッチを各ディスク制御クラスタ内のリソース管理部にリソース管理網で接続するようにしてもよい。
【００２１】
本実施例によれば、ホストコンピュータからのアクセスに伴う、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間のデータパス網４００を介したデータ転送では、スイッチ４０内の経路変換テーブル４６によって常に最適な経路が選択されるため、チャネルインターフェース部１０やディスクインターフェース部２０の増減、その間の接続構成の変更などにも対処することが可能となる。
また、データパス網内での転送経路の最適化に用いられているスイッチ４０内の経路変換テーブル４６は、リソース管理部５０からの情報を基に経路変更手段４５によって変更が可能であり、障害情報やネットワーク負荷状況に応じて経路を調整することで、データパス網内の帯域を最大限利用することが可能となる。さらに、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間のデータ転送において、各インターフェイス部内のマイクロプロセッサは、途中の経路制御を関知しないで済むので、これら経路制御がホストコンピュータ６０や磁気ディスク装置７０とのデータ転送処理を圧迫することがなくなり、データパス網の複雑化に伴う性能劣化を抑えることが可能になる。
【００２２】
《実施例２》
図５、図９、及び図１０に、本発明の他の実施例を示す。
図９に示した実施例は、リソース管理部９５が各ディスク制御クラスタ１０２内に分散配置されているのと、これら複数のリソース管理部を複数ディスク制御クラスタ１０２に跨って接続するのにデータパス網と同じ信号線を用いるのと、データパス網とリソース管理網とを共通化するためにスイッチ８５を新たに導入したのを除いて、実施例１の図１に示す構成と同様である。
本実施例では、チャネルインターフェース部１０及びディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間でデータ転送を行うためのデータパス網４００と、チャネルインターフェース部１０、ディスクインターフェース部２０、スイッチ８５とリソース管理部９５との間で制御情報の転送を行うためのリソース管理網５００とが共通となっており、よりコンパクトな実装が可能になる。
リソース管理部９５の構成は、図１０に示されているように、経路コスト計算手段５９が無いのと、経路コスト計算に使われていた経路コストテーブルなどの情報がリソース管理メモリ５８から無くなったのを除いて、実施例１の図３と同様である。
後述するように、経路コスト計算は、各スイッチ８５で行われる。
【００２３】
スイッチ８５の構成は、図５に示されているように、データパス網４００とリソース管理網５００が共通ピンになっているのと、経路変更手段４５Ｓ内にリソース管理情報５８Ｓを設けたのと、経路コスト計算手段５９を導入したのを除いて、実施例１の図２に示すスイッチの構成と同様である。リソース管理情報５８Ｓは、実施例１におけるリソース管理部５０(図１参照)のリソース管理メモリ５８内の一部の情報を各スイッチ８５の経路変更手段４５Ｓに分散して格納したものである。
データパス網用のパケットとリソース管理網用のパケットは、それぞれ専用の識別子を持ち、相互に区別することが可能である。
【００２４】
その専用の識別子を使って、データパス網用のパケットの場合、パスインターフェース４１は、データパス網４００から受け取ったパケットを、パケットバッファ４３に格納するとともに、ヘッダ解析部４２によってパケットからアドレス情報を取り出し、解析抽出したパケットアドレスを経路変更手段４５Ｓに送る。経路変更手段４５Ｓは、経路変換テーブル４６を有し、ヘッダ解析部４２から受け取ったパケットアドレスを目的の宛先アドレスに変換し、結果をアドレスラッチ４４に格納する。
アドレスラッチ４４からは、パケット宛先に応じたセレクタ制御信号４７が生成され、パケットバッファ４３に格納されたパケットの送出先をセレクタ４８によって切り換える。
したがって、経路変換テーブル４６の値を適切に変更することによって、データパス網４００内でのパケット経路を最適化することが可能となる。
【００２５】
また、リソース管理網用パケットの場合、上記の専用の識別子を使って、ヘッダ解析部４２は、自スイッチ宛のリソース管理網用パケットのみを抽出して、経路変更手段４５Ｓに振り分け、送り込む。したがって、パケットバッファ４３にはパケットは格納されない。
また、スイッチ８５からリソース管理網用パケットをリソース管理部９５等に送出する場合には、経路変更手段４５Ｓからリソース管理網用パケットをパケットバッファ４３に格納し、アドレスラッチ４４にパケット宛先は情報を出力することにより、アドレスラッチ４４から、パケット宛先に応じたセレクタ制御信号４７が生成され、パケットバッファ４３に格納されたリソース管理網用パケットの送出先をセレクタ４８によって切り換える。
また、経路コスト計算手段５９は、リソース管理情報５８Ｓを使って最適経路を計算し、その結果を経路変換テーブル４６に反映する。
経路変更手段４５Ｓは、リソース管理情報５８Ｓを、リソース管理網５００を介して他のスイッチ８５にブロードキャスト転送し、データ管理網全体の状況を維持管理する。
【００２６】
本実施例では、リソース管理網５００とデータ管理網４００とが共通となっている以外、実施例１と同様に動作する。
したがって、データパス網でのパケット転送では、接続形態にかかわらず、スイッチ８５内の経路変換テーブル４６によって最適な経路が選択される。
本実施例において、ホストコンピュータ６０から磁気ディスク装置７０へのデータの読み出し／書き込みを行う場合の各部の動作は、リソース管理網用のパケットとデータパス網用のパケットが共通の信号線を流れる点と、経路コスト計算が各スイッチ８５内で行われる点を除いて、実施例１と同様である。
なお、経路コスト計算は、複数のスイッチ８５のうちどれか１つで実行し、その結果を、すべてのスイッチにブロードキャストすることも可能である。
【００２７】
本実施例によれば、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間のデータ転送では、スイッチ８５内の経路変換テーブル４６によって常に最適な経路が選択されるため、チャネルインターフェース部１０やディスクインターフェース部２０の増減、その間の接続構成の変更などにも対処することが可能となる。
また、データパス網内での転送経路の最適化に用いられているスイッチ８５内の経路変換テーブル４６は、経路変更手段４５によって変更が可能であるため、障害情報やネットワーク負荷状況に応じて調整することで、データパス網内の帯域を最大限利用することが可能となる。
さらに、チャネルインターフェース部１０、及び、ディスクインターフェース部２０とキャッシュメモリ部３０との間のデータ転送において、各インターフェイス部内のマイクロプロセッサは、途中の経路制御を関知しないで済むので、これら経路制御がホストコンピュータ６０や磁気ディスク装置７０とのデータ転送処理を圧迫することがなくなり、データパス網の複雑化に伴う性能劣化を抑えることが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、チャネルインターフェース部、及び、ディスクインターフェース部とキャッシュメモリ部との間のデータパス網内データ転送では、スイッチ内の経路変換テーブルによって常に最適な経路が選択されるため、チャネルインターフェース部やディスクインターフェース部の増減、その間の接続構成の変更などにも対処することが可能となる。
さらに、障害情報やネットワーク負荷状況に応じて、経路調整を行うことが可能となり、データパス網内の帯域を最大限利用することが可能となる。また、データパス網内データ転送において、各インターフェイス部内のマイクロプロセッサは、途中の経路制御を関知しないで済むので、データパス網の複雑化に伴う性能劣化を抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスク制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明によるディスク制御装置内のスイッチの構成を示す図である。
【図３】本発明によるディスク制御装置内のリソース管理部の構成を示す図である。
【図４】本発明によるディスク制御装置内のスイッチで用いられる経路変換テーブルの構成を示す図である。
【図５】本発明によるディスク制御装置内のスイッチの構成を示す図である。
【図６】従来のディスク制御装置の構成を示す図である。
【図７】従来のディスク制御装置内のスイッチの構成を示す図である。
【図８】従来のディスク制御装置内のリソース管理部の構成を示す図である。
【図９】本発明によるディスク制御装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明によるディスク制御装置内のリソース管理部の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  チャネルインターフェース部
２０  ディスクインターフェース部
３０  キャッシュメモリ部
４０、８０、８５  スイッチ
５０、９０、９５  リソース管理部
６０  ホストコンピュータ
７０  磁気ディスク装置
１００、１０１、１０２  ディスク制御クラスタ
４００  データパス網
５００  リソース管理網
４１  パスインターフェース
４２  ヘッダ解析部
４３  パケットバッファ
４４  アドレスラッチ
４５、４５Ｓ  経路変更手段
４６  経路変換テーブル
４７  セレクタ制御信号
４８  セレクタ
５１  管理網インターフェース
５２  ヘッダ解析部
５３  調停回路
５４  パケットバッファ
５５  セレクタ制御信号
５６  セレクタ
５７  メモリ制御回路
５８  リソース管理メモリ
５８Ｓ  リソース管理情報
５９  経路コスト計算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004189171.tif 000009
【図９】
0004189171.tif 000010
【図１０】
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