JP4441286B2 - ストレージシステム - Google Patents
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Description
相互結合網31の具体的な構成の一例を図2に示す。
また、相互結合網はスイッチを利用したものを例に示したが、相互に接続され制御情報やデータが転送されれば良いのであり、例えばバスで構成されても良い。
インターフェース部10は、サーバ3あるいはハードディスク群2と接続される4つのIF(外部IF)100、プロセッサ部81あるいはメモリ部21との間のデータ/制御情報の転送を制御する転送制御部105及びデータのバッファリングや制御情報の格納を行うメモリモジュール123を有する。
プロセッサ部81は、2つのマイクロプロセッサ101、インターフェース部10あるいはメモリ部21との間のデータ/制御情報の転送を制御する転送制御部105及びメモリモジュール123を有する。メモリモジュール123は転送制御部105に接続される。転送制御部105は、メモリモジュール123へのデータ/制御情報のリード/ライトを制御するメモリコントローラとしても動作する。メモリモジュール123は、2つのマイクロプロセッサ101の主記憶として共有され、データや制御情報を格納する。なお、プロセッサ部81は、2つのマイクロプロセッサ101に共有されるメモリモジュール123の代わりに、各マイクロプロセッサ101専用のメモリモジュールをマイクロプロセッサの数だけ有しても良い。
具体的には、例えばインターフェース部10内の外部IF100が、データのリードまたはライトのアクセス要求を示す制御情報をプロセッサ部81内のメモリモジュール123に書き込む。その後、マイクロプロセッサ101は書き込まれた制御情報を読み出して解釈し、外部IF100からどのメモリ部21へデータを転送するかを示す制御情報及びそのデータ転送に必要なパラメータをインターフェース部10内のメモリモジュール123へ書き込む。外部IF100はその制御情報とパラメータに従い、メモリ部21へのデータ転送を実行する。
なお、図4に示すようにデータ用パス91と制御情報用パス92を分離した場合、プロセッサ部81の転送制御部105にはデータ用パス91(ここでは2本)と制御情報用パス92(ここでは2本)とが接続される。
メモリ部21は、キャッシュメモリモジュール126、制御メモリモジュール127及びメモリコントローラ125を有する。キャッシュメモリモジュール126には、ハードディスク群2に書き込むデータまたはハードディスク群2から読み出したデータが一時的に格納(以下「キャッシング」)される。制御メモリモジュール127には、キャッシュメモリモジュール126のディレクトリ情報(キャッシュメモリ上のデータを格納する論理的な区画に関する情報)、インターフェース部10、プロセッサ部81及びメモリ部21間のデータ転送を制御するための情報、ストレージシステム1の管理情報並びに構成情報等が格納される。メモリコントローラ125は、キャッシュメモリモジュール126と制御メモリモジュール127へのデータのリード/ライトの処理を独立に制御する。
また、メモリコントローラ125は、インターフェース部10、プロセッサ部81及び他のメモリ部21との間のデータ/制御情報の転送を制御する。
スイッチ部51はスイッチLSI58を有する。スイッチLSI58は、4つのパスIF130、ヘッダ解析部131、アービタ132、クロスバスイッチ133、8つのバッファ134及び4つのパスIF135を有する。
図16では、スイッチ部51のパスIFの数を10に増やし、かつスイッチ部51の数を4に増やした。その結果、インターフェース部10、プロセッサ部81及びメモリ部21の数が図2の構成の倍になる。尚、図16においては、インターフェース部10は一部のスイッチ部51にしか接続されないが、プロセッサ部81及びメモリ部21は全てのスイッチ部51に接続される構成である。こうしても、全てのインターフェース部10から全てのメモリ部21及び全てのプロセッサ部81へのアクセスが可能となる。
まずサーバ3は、ストレージシステム1に対してデータの読出しコマンドを発行する。インターフェース部10内の外部IF100がコマンドを受信する(742)と、コマンド待ち(741)にあった外部IF100は、受信したコマンドを転送制御部105及び相互結合網31(ここではスイッチ部51とする)を介してプロセッサ部81内の転送制御部105へ転送する。コマンドを受信した転送制御部105は、メモリモジュール123に受信したコマンドを書き込む。
まず、サーバ3は、ストレージシステム1に対してデータの書き込みコマンドを発行する。なお、本実施形態では、書き込みコマンドには、書き込まれるべきデータ(以下「更新データ」とも言う)が含まれているとして説明を行う。ただし、書き込みコマンドには更新データが含まれない場合もある。この場合は、一旦書き込みコマンドによってストレージシステム1の状態を確認した後で、サーバ3は更新データを送信する。
そして、これらのシャーシを19インチラック(図示していない)に収める。尚、シャーシの配置関係は図示した例に限られず、例えば電源ユニットシャーシが筐体の一番上に装填されても良い。
ストレージシステム1は、複数のクラスタ70−1〜70−nを相互結合網31で相互に接続した構成を有する。一つのクラスタ70は、サーバ3またはハードディスク群2が繋がるインターフェース部10、メモリ部21、プロセッサ部81及び相互結合網31の一部を、あるまとまった数有する。一つのクラスタ70が有する各部の数は任意である。各クラスタ70のインターフェース部10、メモリ部21及びプロセッサ部81は相互結合網31に接続される。したがって、各クラスタ70の各部は、他のクラスタ70の各部と相互結合網31を介してパケットのやり取りを行うことができる。尚、各クラスタ70は、ハードディスク群2を有していても良い。したがって、一つのストレージシステム1の中に、ハードディスク群2を有するクラスタ70とハードディスク群2を有さないクラスタ70とが混在する場合もある。又、全てのクラスタ70がハードディスク群2を有する場合もある。
相互結合網31は、4つのスイッチ部51及びこれらを接続する通信パスを有する。これらのスイッチ51は個々のクラスタ70の内部に設置される。ストレージシステム1は2つのクラスタ70を有する。1つのクラスタ70は、4つのインターフェース部10、2つのプロセッサ部81及びメモリ部21を有する。また上述したように、一つのクラスタ70には、相互結合網31であるスイッチ51のうち二つが含まれる。
この場合、ストレージシステム1は、自己が有するハードディスク群2から構成されるボリュームと他のストレージシステム4が提供するボリュームを一括して管理する。
実装の構成は基本的に図14の実装構成と同様である。すなわち、インターフェース部10、プロセッサ部81、メモリ部21及びスイッチ部51をパッケージに実装し、制御ユニットシャーシ821内のバックプレーン831に接続する。
Claims (11)
- 第一のインタフェース部及び第二のインタフェース部を含む複数のインタフェース部と、
前記複数のインタフェース部によって受信されたデータを格納するためのメモリ部と、
前記複数のインタフェース部と前記メモリ部との間のデータの転送を制御するための一以上のプロセッサ部と、
前記プロセッサ部の制御によって前記メモリ部から前記第二のインタフェース部を介して受信したデータを格納する複数のディスク装置を含むディスク装置部と、
前記複数のインタフェース部、前記メモリ部、及び前記プロセッサ部と物理的に接続される第一のバックプレーンと、
前記ディスク装置部と物理的に接続される第二のバックプレーンと、を有し、
前記第一のインタフェース部は、第一のケーブルを介して計算機と接続され、
前記第二のインタフェース部は、第二のケーブルを介して前記第二のバックプレーンと接続され、
前記第一のバックプレーンは、前記複数のインタフェース部、前記メモリ部若しくは前記プロセッサ部のいずれかと物理的に接続される、複数のコネクタを有しており、
前記複数のインタフェース部及びプロセッサ部は各々、前記コネクタを介して前記第一のバックプレーンに物理的に接続されることにより、互いに独立に増設されること特徴とするストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記プロセッサ部は、複数のプロセッサを含み、
前記第一のインタフェース部の処理の負荷と、前記第二のインタフェース部の処理の負荷とに応じて、前記複数のプロセッサを前記第一のインタフェース部の処理又は前記第二のインタフェース部の処理に割り当てることを特徴とするストレージシステム。 - 請求項2に記載のストレージシステムであって、
前記第一のインタフェース部の処理の負荷が、前記第二のインタフェース部の処理の負荷より大きい場合、前記複数のプロセッサのうちの前記第一のインタフェース部の処理へ割り当てるプロセッサの数が、前記複数のプロセッサのうちの前記第二のインタフェース部の処理へ割り当てるプロセッサの数よりも多いことを特徴とするストレージシステム。 - 第一のインタフェース部及び第二のインタフェース部を含む、複数のインタフェース部と、
前記複数のインタフェース部から受信したデータを格納するキャッシュメモリモジュールを有するメモリ部と、
前記メモリ部と各インタフェース部との間のデータの送受信を制御するプロセッサ部と、
前記プロセッサ部の制御により前記第二のインタフェース部から受信したデータを格納する複数のディスク装置を有するディスク装置部と、を有しており、
前記複数のインタフェース部、前記メモリ部、及び前記プロセッサ部は各々異なる回路基板に実装されており、
インタフェース部が実装された回路基板、メモリ部が実装された回路基板、及びプロセッサ部が実装された回路基板は、各々異なるコネクタを介して第一のバックプレーンに物理的に接続されており、
前記第一のバックプレーンは、インタフェース部が実装された回路基板、メモリ部が実装された回路基板、及びプロセッサ部が実装された回路基板と接続される複数のコネクタを有し、前記複数のコネクタに回路基板が物理的に接続されることによりインタフェース部が実装された回路基板とプロセッサ部が実装された回路基板とが互いに独立に増設されるよう構成されており、
前記ディスク装置部は、第二のバックプレーンに物理的に接続されており、
前記第一のインタフェース部は、第一のケーブルを介して計算機と接続されており、
前記第二のインタフェース部は、第二のケーブルを介して前記第二のバックプレーンと接続されており、
前記第一のバックプレーンを介して、前記第一のインタフェース部からライトコマンドを受信した場合には、前記プロセッサ部が、当該ライトコマンドに基づいて、前記第一のインタフェース部から前記メモリ部へのライトデータの転送を制御し、更に前記プロセッサ部が、前記メモリ部から前記ライトデータの格納先ディスク装置部と前記第二のケーブルを介して接続されている第二のインタフェース部への前記ライトデータの転送を制御し、前記第二のインタフェース部を介してライトデータがディスク装置に格納されることを特徴とするストレージシステム。 - 請求項4記載のストレージシステムであって、
前記メモリ部には更に、前記プロセッサ部によって参照される制御情報が格納される制御メモリモジュールが含まれることを特徴とするストレージシステム。 - 請求項5記載のストレージシステムであって、
前記プロセッサ部は、前記第一のインタフェース部からライトコマンドを受信した場合には、前記制御メモリモジュールに格納されている制御情報を参照して、前記ライトコマンドに基づいて受信されるライトデータを格納するための前記キャッシュメモリモジュール上の記憶領域を確保し、前記第一のインタフェース部に前記キャッシュメモリ上に確保された前記記憶領域の位置を通知して当該記憶領域に前記ライトデータを格納するよう指示し、更に前記ライトデータの格納先ディスク装置部と前記第二のケーブルを介して接続されている第二のインタフェース部に、当該記憶領域から前記ライトデータを読み出して前記ディスク装置部に送信するよう指示することを特徴とするストレージシステム。 - 請求項5記載のストレージシステムであって、
前記プロセッサ部は、前記第一のインタフェース部からリードコマンドを受信した場合には、当該リードコマンドに基づいて、前記制御メモリモジュールに格納されている制御情報を参照して、前記キャッシュメモリモジュールにリード対象のデータが格納されているか否かを確認し、前記キャッシュメモリモジュールに前記データが格納されている場合には、前記第一のインタフェース部に対して、前記データが格納されている前記キャッシュメモリモジュール上の格納位置を通知し、前記キャッシュメモリモジュールから前記データを読み出して計算機に送信するよう指示することを特徴とするストレージシステム。 - 請求項7記載のストレージシステムであって、
前記キャッシュメモリモジュールに前記データが格納されていない場合には、前記プロセッサ部は、前記キャッシュメモリモジュール上の記憶領域を確保し、前記データの格納先ディスク装置部と接続されている第二のインタフェース部を特定し、当該第二のインタフェース部に確保した前記キャッシュメモリモジュール上の記憶領域を通知して、当該記憶領域に前記データを転送するよう指示し、更に、前記第一のインタフェース部に前記キャッシュメモリモジュール上の前記記憶領域から前記データを読み出して計算機に送信するよう指示することを特徴とするストレージシステム。 - 請求項4記載のストレージシステムであって、前記プロセッサ部は複数のプロセッサを有しており、各プロセッサは第一のインタフェース部若しくは第二のインタフェース部のいずれかに対する処理を実行するよう構成されており、第一のインタフェース部及び第二のインタフェース部に対する処理の負荷に応じて、いずれのプロセッサがいずれのインタフェース部に対する処理を実行するかが決定されることを特徴とするストレージシステム。
- 請求項4記載のストレージシステムであって、
前記複数のインタフェース部、前記メモリ部、前記プロセッサ部は各々、前記第一のバックプレーンに接続されるスイッチを介して、他のストレージシステムのインタフェース部、メモリ部、プロセッサ部と接続されることを特徴とするストレージシステム。 - 請求項10記載のストレージシステムであって、
前記ライトデータが、前記他のストレージシステムが有する第二のインタフェース部に接続されているディスク装置部に格納される場合に、前記プロセッサ部は、前記メモリ部から当該他のストレージシステムが有する第二のインタフェース部への前記ライトデータの転送を制御することを特徴とするストレージシステム。
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