存儲(chǔ)系統(tǒng)和用于分配資源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存儲(chǔ)系統(tǒng)和用于分配資源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]向主機(jī)計(jì)算機(jī)提供大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已被提供。已知這樣的系統(tǒng)包括主機(jī)計(jì)算機(jī)、該主機(jī)計(jì)算機(jī)與之相連的存儲(chǔ)子系統(tǒng)以及該存儲(chǔ)子系統(tǒng)的管理設(shè)備。存儲(chǔ)子系統(tǒng)經(jīng)由RAID (獨(dú)立/廉價(jià)盤冗余陣列)配置管理多個(gè)硬盤。系統(tǒng)使在多個(gè)磁盤中包括的物理存儲(chǔ)區(qū)域邏輯化，并且將它們作為邏輯卷提供給主機(jī)計(jì)算機(jī)。主機(jī)計(jì)算機(jī)訪問這些邏輯卷并且請求對數(shù)據(jù)的讀和寫。
[0003]作為近來的技術(shù)趨勢，存在對縮減存儲(chǔ)子系統(tǒng)空間、削減操作管理成本、有助于維護(hù)以及高效利用CPU和其他資源的需求。與此一道，作為能夠經(jīng)由單個(gè)機(jī)器對應(yīng)于諸如FC(光纖通道)、iSCS1、FCoE (以太網(wǎng)光纖通道)和NAS (網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ))之類的多種協(xié)議的集成存儲(chǔ)子系統(tǒng)的統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)正在引起注意。集成機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)是其使能元件的直接連接、抑制開發(fā)成本，并且確保性能。
[0004]另外，在邏輯上劃分在與網(wǎng)絡(luò)相連并且接收文件訪問的存儲(chǔ)系統(tǒng)(諸如NAS)中包括的硬件資源并且獨(dú)立地操作各個(gè)邏輯分區(qū)(虛擬存儲(chǔ)子系統(tǒng))的技術(shù)是已知的(參考專利文獻(xiàn)I)。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]PTLl:日本專利申請?zhí)亻_第2005-128733號(hào)(美國專利公開第2005/0091454號(hào))

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]根據(jù)傳統(tǒng)的集成存儲(chǔ)系統(tǒng)，用于塊存儲(chǔ)的I/O和用于文件存儲(chǔ)的I/O在處理其的單個(gè)OS內(nèi)不被區(qū)分。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的塊存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于增強(qiáng)性能的處理無法被執(zhí)行。例如，在塊存儲(chǔ)子系統(tǒng)中，可以通過經(jīng)由實(shí)時(shí)OS立即檢測到故障來增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，或者可以通過直接監(jiān)視硬件的操作來實(shí)現(xiàn)對性能的調(diào)整，但是在單OS配置中，這樣的處理無法被執(zhí)行。
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠充分利用塊存儲(chǔ)子系統(tǒng)的高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，以及提供用于在這樣的系統(tǒng)中分配資源的方法。
[0011]問題的解決方案
[0012]本發(fā)明提供了使用諸如用于塊存儲(chǔ)的OS和除用于塊存儲(chǔ)的OS之外的用于文件系統(tǒng)的OS之類的多個(gè)OS來提供服務(wù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)子系統(tǒng)。換言之，本系統(tǒng)使用用于塊存儲(chǔ)的OS基于塊接口來提供服務(wù)，以及使用用于文件系統(tǒng)的OS(諸如搜索系統(tǒng)或者視窗(Windows))基于文件接口來提供服務(wù)的系統(tǒng)。本發(fā)明的用于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題的主要方面在于作為實(shí)時(shí)OS的用于塊存儲(chǔ)的OS與用于文件系統(tǒng)的OS分離。
[0013]另外，因?yàn)槎鄠€(gè)OS在單個(gè)外殼(housing)內(nèi)共存，所以存儲(chǔ)子系統(tǒng)可以具有協(xié)同操作的多個(gè)OS。
[0014]另外，為了實(shí)現(xiàn)充分利用高端存儲(chǔ)子系統(tǒng)的優(yōu)越功能的統(tǒng)一存儲(chǔ)子系統(tǒng)，有必要分配高端存儲(chǔ)子系統(tǒng)針對操作所需的CPU和存儲(chǔ)器。因此，本發(fā)明提供了用于定義(分配)使得高端存儲(chǔ)子系統(tǒng)能夠發(fā)揮其優(yōu)越性能的硬件資源的方法。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，提供了其中多個(gè)OS共存的配置。首先，OS被分為塊存儲(chǔ)微控制器(塊存儲(chǔ)側(cè)OS)和除塊存儲(chǔ)之外的OS，其中除塊存儲(chǔ)之外的OS在管理程序(hypervisor)中形成。管理程序是能夠?qū)崿F(xiàn)用于并行執(zhí)行多個(gè)不同OS的虛擬環(huán)境的軟件。
[0016]塊存儲(chǔ)微控制器和管理程序的處理被以合作方式執(zhí)行。
[0017]存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)構(gòu)成高端存儲(chǔ)子系統(tǒng)，并且塊存儲(chǔ)微控制器執(zhí)行處理。
[0018]發(fā)明的有利效果
[0019]通過根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行硬件資源定義，使在不浪費(fèi)資源并且不使相應(yīng)的處理效率和性能劣化的情況下操作系統(tǒng)變?yōu)榭赡堋?br>[0020]因?yàn)橘Y源被首先分配給塊存儲(chǔ)微控制器的控制，所以存儲(chǔ)微控制器側(cè)的性能可以被確保。這導(dǎo)致確?？傮w系統(tǒng)的性能。處理的能力和塊存儲(chǔ)微控制器側(cè)的功能可以被有效地利用。
【附圖說明】
[0021][圖1]圖1是用于在統(tǒng)一存儲(chǔ)子系統(tǒng)中分配硬件資源的方法的概念圖。
[0022][圖2]圖2是用于分配資源的方法的不同概念圖。
[0023][圖3]圖3示出了存儲(chǔ)系統(tǒng)中的硬件的總體配置圖的示例。
[0024][圖4A]圖4A是示出了其中第二存儲(chǔ)子系統(tǒng)被耦合到統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)的示例的視圖。
[0025][圖4B]圖4B是示出了其中第三存儲(chǔ)子系統(tǒng)經(jīng)由SAN而被耦合到統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)的示例的視圖。
[0026][圖5]圖5是用于描述存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作的硬件和軟件的圖像視圖。
[0027][圖6]圖6是示出了到塊存儲(chǔ)側(cè)的I/O處理的流程的概要的視圖。
[0028][圖7]圖7是示出了作為除塊存儲(chǔ)之外的I/O處理的示例的當(dāng)FOS接收I/O時(shí)的處理的概要的視圖。
[0029][圖8A]圖8A示出了作為存儲(chǔ)在塊存儲(chǔ)微控制器中的硬件資源管理信息的硬件資源管理表的示例。
[0030][圖SB]圖SB示出了作為存儲(chǔ)在管理程序中的硬件資源管理信息的硬件資源管理表的示例。
[0031][圖SC]圖SC示出了作為存儲(chǔ)在除塊存儲(chǔ)之外的每個(gè)OS中的硬件資源管理信息的硬件資源管理表的示例。
[0032][圖9]圖9不出了目錄設(shè)備信息表的不例。
[0033][圖10]圖10是用于描述與塊存儲(chǔ)微控制器側(cè)共享命令的視圖。
[0034][圖11A]圖1lA示出了用于向塊存儲(chǔ)子系統(tǒng)側(cè)分配硬件資源的處理。
[0035][圖11B]圖1lB示出了用于向除塊存儲(chǔ)之外的OS分配硬件資源的處理。
[0036][圖11C]圖1lC示出了用于分配硬件資源的另一處理。
[0037][圖12]圖12示出了用于定義當(dāng)資源被添加時(shí)的配置的處理。
[0038][圖13]圖13是示出了用于向除塊存儲(chǔ)之外的目標(biāo)動(dòng)態(tài)地重新分配塊存儲(chǔ)的硬件資源的處理的流程圖。
[0039][圖14]圖14是用于向塊存儲(chǔ)側(cè)動(dòng)態(tài)地重新分配由除塊存儲(chǔ)之外的系統(tǒng)使用的硬件資源的處理的流程圖。
[0040][圖15]圖15是示出了對塊存儲(chǔ)側(cè)執(zhí)行的寫處理的流程圖。
[0041][圖16]圖16是示出了對塊存儲(chǔ)側(cè)執(zhí)行的讀處理的流程圖。
[0042][圖17]圖17是示出了在存儲(chǔ)子系統(tǒng)內(nèi)存在故障程序處的區(qū)域的視圖。
[0043][圖18]圖18是根據(jù)另一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件的總體配置圖。
[0044][圖19]圖19示出了對FOS側(cè)執(zhí)行的寫處理的流程圖。
[0045][圖20]圖20是對FOS側(cè)執(zhí)行的讀處理的流程圖。
[0046][圖21]圖21是與在塊存儲(chǔ)側(cè)專用硬件中發(fā)生的故障有關(guān)的視圖。
[0047][圖22]圖22是示出了在除塊存儲(chǔ)側(cè)之外的共享硬件中發(fā)生的故障的視圖。
[0048][圖23]圖23是示出了存儲(chǔ)與故障監(jiān)視有關(guān)的信息的信息管理表的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]現(xiàn)在，將參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在本說明書中例示的實(shí)施例僅僅是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例，并且并非旨在以任何方式限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。各個(gè)附圖中的共有組件用相同的編號(hào)來表示。
[0050]在以下描述中，根據(jù)本發(fā)明的各種信息以“表格”格式被描述，但是這些信息可以經(jīng)由諸如列表、DB(數(shù)據(jù)庫)和隊(duì)列之類的除表格之外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)。為了指示信息并不依賴于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，“表格”、“列表”、“DB”和“隊(duì)列”有時(shí)被簡稱為“信息”。諸如“標(biāo)識(shí)信息”、“標(biāo)識(shí)符”、“姓名”和“ID”之類的表述可以用于描述相應(yīng)的信息的內(nèi)容，并且這些術(shù)語是可以相互替代的。
[0051]有時(shí)使用術(shù)語“程序”作為主題來描述處理。由用于使用存儲(chǔ)器和通信端口(通信控制單元)來執(zhí)行確定處理的處理器執(zhí)行該程序，從而使得處理器也可以用作處理的主題。使用程序作為主題來描述的處理也可以被設(shè)置為由諸如管理服務(wù)器之類的計(jì)算機(jī)和信息處理設(shè)備執(zhí)行的處理。程序的一部分或者全部可以經(jīng)由專用硬件來實(shí)現(xiàn)，或者可以被形成為模塊。各種程序可以例如經(jīng)由程序分發(fā)服務(wù)器或者存儲(chǔ)介質(zhì)而被安裝到相應(yīng)的計(jì)算機(jī)。
[0052]圖1圖示了與用于在塊存儲(chǔ)微控制器側(cè)和除塊存儲(chǔ)微控制器側(cè)之外的控制側(cè)分配硬件資源的方法有關(guān)的統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)的概念視圖。多個(gè)OS在統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)共存。與統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)連接的所有硬件當(dāng)中的“一部分硬件”以“優(yōu)先化方式”被分配給特定OS。在本示例中，特定OS是塊存儲(chǔ)微控制單元。尚未被分配給塊存儲(chǔ)微控制單元的剩余硬件被分配給除塊存儲(chǔ)微控制單元之外的OS。
[0053]在圖1中，存在除塊存儲(chǔ)微控制單元之外的多個(gè)OS，并且作為用于虛擬化多個(gè)OS的軟件，硬件資源經(jīng)由管理程序被分發(fā)。在本示例中，作為執(zhí)行邏輯分區(qū)的技術(shù)的LPAR(邏輯分區(qū))被用于執(zhí)行分配。管理程序向目標(biāo)OS同時(shí)分配可分配的硬件資源。
[0054]硬件資源例如包括控制處理器(CPU)、端口、用于監(jiān)視故障的硬件、存儲(chǔ)器，以及作為存儲(chǔ)設(shè)備的諸如硬盤之類的盤。
[0055]在現(xiàn)有技術(shù)中，在向存儲(chǔ)子系統(tǒng)分配硬件資源時(shí)，當(dāng)正在識(shí)別的硬件當(dāng)中被分配的硬件(在下文中還包括正被使用的狀態(tài))被定義并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)中時(shí)，硬件將進(jìn)入可使用狀態(tài)。未正在被存儲(chǔ)子系統(tǒng)分配的剩余資源被識(shí)別為未正在被使用的“空閑(vacant) ”狀態(tài)?！翱臻e”狀態(tài)下的資源例如可以被用于代替在使用期間經(jīng)歷故障的硬件元件，或者在存在系統(tǒng)的性能或者容量的缺乏時(shí)用于擴(kuò)展。
[0056]然而，根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)系統(tǒng)，尚未被塊存儲(chǔ)微控制器分配的資源將不會(huì)被用作塊存儲(chǔ)子系統(tǒng)的資源，并且它們不是“空閑”資源，從而使得基本上它們稍后無法被塊存儲(chǔ)微控制器使用。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)配置，這樣的資源狀態(tài)不發(fā)生，資源無法被存儲(chǔ)子系統(tǒng)識(shí)別為“空閑”狀態(tài)。
[0057]圖2是不同的資源分配方法的概念圖。該附圖圖示了統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置，其中多個(gè)OS共存，并且例如存在單個(gè)OSl和一個(gè)或多個(gè)0S2。
[0058]在說明書中，塊存儲(chǔ)微控制器被示出為用于經(jīng)由塊接口提供服務(wù)的示例，并且文件系統(tǒng)、搜索系統(tǒng)或者更廣泛的視窗是經(jīng)由文件接口提供服務(wù)的系統(tǒng)的示例。在虛擬化程序中被操作的系統(tǒng)(換言之，管理程序)被示出為用于經(jīng)由文件接口提供服務(wù)的系統(tǒng)。
[0059]圖3是示出了在存儲(chǔ)系統(tǒng)中包括的硬件的總體配置圖的示例。
[0060]該系統(tǒng)包括客戶端設(shè)備1lA和101B、至少一個(gè)管理設(shè)備(管理計(jì)算機(jī))20以及這些設(shè)備與之相連的至少一個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)30。存儲(chǔ)子系統(tǒng)30也可以被稱作存儲(chǔ)系統(tǒng)，或者統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)。
[0061]客戶端設(shè)備1lA和1lB是使用存儲(chǔ)子系統(tǒng)30的外部計(jì)算機(jī)。客戶端設(shè)備1lB是請求針對存儲(chǔ)子系統(tǒng)30寫、讀和生成文件的文件客戶端設(shè)備。客戶端設(shè)備1lA是訪問存儲(chǔ)子系統(tǒng)30的邏輯存儲(chǔ)資源的塊客戶端設(shè)備。實(shí)際的設(shè)備例如包括個(gè)人計(jì)算機(jī)。
[0062]客戶端設(shè)備1lA和1lB配備有輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、CPU、存儲(chǔ)器以及主機(jī)適配器或者網(wǎng)絡(luò)適配器。主機(jī)適配器或者網(wǎng)絡(luò)適配器經(jīng)由存儲(chǔ)子系統(tǒng)30以及網(wǎng)絡(luò)106和107傳輸和接收數(shù)據(jù)。
[0063]客戶端設(shè)備1lA可以是具有作為塊接口的FC (光纖通道)或者iSCSI的服務(wù)器設(shè)備?？蛻舳嗽O(shè)備1lB可以是具有作為文件接口的NFS或者CIFS的設(shè)備。
[0064]管理設(shè)備20管理存儲(chǔ)子系統(tǒng)30的存儲(chǔ)區(qū)域的配置。管理設(shè)備20由以下元件組成。
[0065]輸入設(shè)備210接收來自操作管理設(shè)備20的管理員等的輸入，并且由鍵盤等組成。輸出設(shè)備220顯示管理設(shè)備20或者正被設(shè)置的項(xiàng)目的狀態(tài)，并且由顯示單元等組成。
[0066]CPU 230將存儲(chǔ)在盤驅(qū)動(dòng)器260中的管理程序讀取到存儲(chǔ)器240，并且基于該程序來執(zhí)行對存儲(chǔ)子系統(tǒng)30的管理處理。存儲(chǔ)器240由RAM等組成，并且存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。
[0067]網(wǎng)絡(luò)適配器250經(jīng)由管理網(wǎng)絡(luò)108針對客戶端設(shè)備1lA和1lB或者存儲(chǔ)子系統(tǒng)30傳輸和接收數(shù)據(jù)。管理網(wǎng)絡(luò)108例如由以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))組成