JP2008033921A - 加速ストライピングによる分散記憶システム - Google Patents

Abstract

【課題】各々のデータ記憶容量を自己決定的に割当て、管理し、保護し、全体記憶要求を収容するため網へ仮想記憶空間としてその容量を提供するインテリジェントなデータ記憶サブシステムを提供する。
【解決手段】データを第２数の論理装置に記憶するために第１数の論理装置から読み出したデータを単一のチャネルにコード化するよう構成されるメモリ空間に常駐するソフトウェア・システムがデータ記憶装置に提供される。
【選択図】図６

Description

（関連出願）
本出願は２００５年６月３日提出の、本願の譲渡人に譲渡された米国特許出願番号第１１／１４５、４０３号の一部継続出願である。

本発明は分散データ記憶システムの分野に一般的に関係し、特に、これには制限されないが、メモリに記憶したデータを再ストライプする方法と装置に関係する。

業界標準アーキテクチャのデータ転送速度がインテル社により製造された８０３８６プロセッサのアクセス速度に合わせられなくなった時、コンピュータ網は増殖し始めた。ローカルエリア網（ＬＡＮ）は網にデータ記憶能力を集約することによりストレージエリア網（ＳＡＮ）へ進化した。直接接続の記憶装置では不可能なオーダー以上のより大きな記憶を処理する能力のような、ＳＡＮの機器により処理される関連データと機器の集約により、ユーザーは顕著な利点を実現し、かつこれを管理可能なコストで実行できた。

最近、データ記憶サブシステムを制御する網中心方式に動向が向いてきている。すなわち、記憶部を集約したのと同様に、記憶部の機能を制御するシステムもサーバーと網自体から切り離される。例えば、ホストベースのソフトウェアは保守及び管理タスクをインテリジェント・スイッチまたは特殊な網記憶サービス・プラットフォームに委託可能である。アプライアンスベースのソリューションはホストで実行するソフトウェアを不要とし、企業のノードとして配置されたコンピュータ内で動作する。いずれにせよ、インテリジェントな網ソリューションは、記憶割当てルーチン、バックアップ・ルーチン、及びフォールトトレラント方式のようなものをホストとは独立に集中化可能である。

ホストから網へのインテリジェンスの移行はこのようないくつかの問題を解決したが、ホストへの仮想記憶の表現を変更する柔軟性は一般的に欠如しているので本質的な困難を解決できない。例えば、記憶したデータは信頼性の問題から移動する必要がある、または成長する網を収容するためより多くの記憶容量を追加する必要がある。これらの場合、ホストまたは網のどちらかを変更して新たなまたは変更した記憶空間の存在を知らせなければならない。必要なものは、その各々のデータ記憶容量を自己決定的に割当て、管理し、保護し、全体記憶要求を収容するため網へ仮想記憶空間としてその容量を提供するインテリジェントなデータ記憶サブシステムである。分散計算環境はこれらのインテリジェントな記憶装置を全体プロビジョニングと共に記憶データの全体ストライピングと再ストライピングに使用する。本発明の実施例が指向するのはこのソリューションである。

本発明の実施例は、元々記憶されたデータのバックアップに付随する集中的なオーバーヘッドを避けて、これを再ストライプ構成に復元する再ストライピング能力を有する分散記憶システムを一般的に指向する。

ある実施例では、データを第２数の論理装置に記憶するために第１数の論理装置から読み出したデータを単一のチャネルにコード化するよう構成されるメモリ空間に常駐するソフトウェア・システムがデータ記憶装置に提供される。

ある実施例では、第１数の論理装置上にストライプされたデータを単一のチャネルにコード化し、コード化データを第２数の論理装置にデコードする方法が提供される。

ある実施例では、メモリ空間を有し、データをメモリ空間の論理装置に再ストライプする装置を有するインテリジェント記憶要素がデータ記憶システムに提供される。

本請求の発明を特徴付けるこれらの及び各種その他の機能と利点は以下の詳細な説明を読み、関連する図面を参照することにより明らかとなる。

図１は本発明の実施例が有用である例示のコンピュータシステム１００である。１つ以上のホスト１０２がローカルエリア網（ＬＡＮ）及び／または広域網（ＷＡＮ）１０６を介して１つ以上の網接続サーバー１０４にネットワークされる。ＬＡＮ／ＷＡＮ１０６はワールドワイドウェブを通して通信するインターネット・プロトコル（ＩＰ）網インフラストラクチャを使用することが望ましい。ホスト１０２は、多数のインテリジェント記憶要素（「ＩＳＥ」）１０８の１つ以上に記憶されたデータを日常的に必要とするサーバー１０４中に常駐するアプリケーションをアクセスする。従って、ＳＡＮ１１０はサーバー１０４をＩＳＥ１０８に接続して記憶データをアクセスする。ＩＳＥ１０８は、企業またはデスクトップ・クラスの記憶媒体を中に有する、シリアルＡＴＡ及びファイバチャネルのような各種の選択通信プロトコルを通してデータを記憶するデータ記憶容量１０９のブロックを提供する。

図２は図１のコンピュータシステムの簡略化線図である。ホスト１０２は網またはファブリック（ｆａｂｒｉｃ）１１０を介して互いにかつＩＳＥ１０８の対（各々ＡとＢと記載）と相互作用する。各ＩＳＥ１０８は独立ドライブの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）として特徴付けられるデータ記憶装置の組としてデータ記憶容量１０９上で動作することが望ましい二重冗長制御器１１２（Ａ１、Ａ２とＢ１、Ｂ２と記載）を含む。制御器１１２とデータ記憶容量１０９は、各種の制御器１１２が並列の冗長リンクを利用し、システム１００により記憶されたユーザー・データの少なくともあるものがデータ記憶容量１０９の少なくとも１つの組に記憶されるようフォールトトレラント配置を利用することが望ましい。

Ａホスト・コンピュータ１０２とＡ ＩＳＥ１０８は第１サイトに物理的に位置し、Ｂホスト・コンピュータ１０２とＢ ＩＳＥ１０８は第２サイトに物理的に位置し、Ｃホスト・コンピュータ１０７はさらに第３サイトにいることも可能であるとさらに考えられるが、このようなことは単なる例示であり、制限ではない。分散コンピュータシステム上の全てのエンティティは何らかの型式のコンピュータ網を通して接続される。

図３は本発明の実施例に従って構成されたＩＳＥ１０８を図示する。棚１１４はミッドプレーン１１６と電気的接続する制御器１１２と受容的に係合する空洞部を設ける。棚１１４はまた、キャビネット（図示せず）内に支持される。複数ディスク組立体（ＭＤＡ）１１８の対がミッドプレーン１１６の同じ側で棚１１４と受容的に係合される。ミッドプレーン１１６の反対側には、緊急電源を与える二重電池１２２、二重交流電源１２４、二重インターフェース・モジュール１２６が接続される。二重部品はＭＤＡのどちらかまたは同時に両方で動作するよう構成され、部品故障の場合のバックアップ保護を提供することが望ましい。

図４は本発明のある実施例に従って構成されたＭＤＡ１１８の拡大部分展開等角投影図である。ＭＤＡ１１８は上部区画１３０と下部区画１３２を有し、各々が５台のデータ記憶装置１２８を支持する。区画１３０、１３２は、ミッドプレーン１１６（図３）と動作的に係合するコネクタ１３６を有する共通回路板１３４と接続するデータ記憶装置１２８と整合する。ラッパー１３８は電磁干渉シールドを提供する。ＭＤＡ１１８のこの例示実施例は、本発明の譲渡人に譲渡され、引用により本明細書に包含される複数ディスクアレイのキャリア装置と方法という名称の特願第１０／８８４、６０５号の主題事項である。ＭＤＡのその他の例示実施例は、本発明の譲渡人に譲渡され、引用により本明細書に包含される同一タイトルの特願第１０／８１７、３７８号の主題事項である。別の等価な実施例では、ＭＤＡ１１８は以下で説明するように密封筐体内で提供可能である。

図５は本発明の実施例の使用に適する例示のデータ記憶装置１２８の等角投影図で、回転媒体ディスクドライブの形式である。移動データ記憶媒体を有する回転スピンドルを以下の説明に使用するが、別の等価な実施例では、固体メモリ素子のような非回転媒体装置を使用する。データ記憶ディスク１４０はモーター１４２により回転されてディスク１４０のデータ記憶位置を読取／書込ヘッド（「ヘッド」）１４３へ与える。ヘッド１４３は、ヘッド１４３をディスク１４０の内部及び外部トラック間で放射方向に移動可能な回転アクチュエータ１４４の遠心端で支持される。ヘッド１４３はフレックス回路１４６を介して回路板１４５へ電気的に接続される。回路板１４５はデータ記憶装置１２８の機能を制御する制御信号を送受信するようにされる。コネクタ１４８が回路板１４５に電気的に接続されて、データ記憶装置１２８をＭＤＡ１１８の回路板１３４（図４）と接続するようにする。

図６は本発明の実施例により構成されたＩＳＥ１０８の線図である。制御器１１２はインテリジェント記憶プロセッサ（ＩＳＰ）１５０と関連して動作して、データ一体性の管理された信頼性を提供する。ＩＳＰ１５０は制御器１１２、ＭＤＡ１１８、またはＩＳＥ１０８内のどこかに常駐可能である。

制御器１１２は各々、通信ポート１５５、１５７を介したデータパック１５１、１５３への遠隔アクセス指令に応答する。説明の都合上、図６の制御器１１２は、全てが記憶容量のホスト指令に応答する、データパック１５１から論理装置（「ＬＵＮ」）１とＬＵＮ２を作成する。また、本説明の都合上、データパック１５１、１５３はデータ記憶用の八台のデータ記憶装置１２８と二台の予備データ記憶装置１２８を含むものと仮定する。

管理信頼性の特徴は、ＲＡＩＤ戦略のような信頼可能なデータ記憶形式を起動することを含む。例えば、複数個の異なるＲＡＩＤ形式の内の選択されたものを選択的に使用するシステムを提供することにより、相対的により堅牢なデータ記憶用のシステムが生成され、ＭＤＡ１１８を管理するために使用するソフトウェアの複雑性を減少するファームウェア・アルゴリズムの最適化を可能とすると共に、記憶障害状態からの相対的に迅速な復帰を可能とする。この複数ＲＡＩＤ形式システムのこれらの及びその他の特徴は本譲渡人に譲渡され、引用により本明細書に包含される記憶媒体データ構造とその方法という名称の特願第１０／８１７、２６４号に記載されている。

管理信頼性はまたシステムの監視使用を基にした診断及び訂正ルーチンのスケジューリングを含む。データ復元操作はデータのコピーと再構成に実行される。ＩＳＰ１５０は、データ損失なしに全体データ記憶容量の「自己修復（ｓｅｌｆ−ｈｅａｌｉｎｇ）」を容易にするようにＭＤＡ１１８に統合される。本明細書で考慮する管理信頼性機能のこれらの及びその他の特徴は、本譲渡人に譲渡され、引用により本明細書に包含される管理信頼性記憶システムとその方法という名称の特願第１０／８１７、６１７号に記載されている。管理信頼性のその他の特徴は、例えば本譲渡人に譲渡され、引用により本明細書に包含される分散記憶システムの予測故障からの決定的予防回復という名称の特願第１１／０４０、４１０号に開示されているような、所定の規則と関連する予防故障指示への応答を含む。

図７は冗長ＩＳＰ１５０の対が常駐するＩＳＰ回路板１５２の線図である。ＩＳＰ１５０はデータ記憶容量１０９をＳＡＮファブリック１１０にインターフェースする。各ＩＳＰ１５０はルーティング、ボリューム管理、及びデータ移行と複製のような各種の記憶サービスを管理可能である。ＩＳＰ１５０はバス１５８により結合された２つのＩＳＰサブシステム１５４、１５６に板１５２を分割する。ＩＳＰサブシステム１５４は、各々リンク１６０、１６２によりファブリック１１０と記憶容量１０９に結合された「Ｂ」と記載されたＩＳＰ１５０を含む。ＩＳＰ１５４はまた実時間オペレーティングシステムを実行するポリシー・プロセッサ１６４も含む。ＩＳＰ１５０とポリシー・プロセッサ１６４はバス１６６を介して通信し、かつ両者はメモリ１６８と通信する。

図８は本発明の実施例に従って構成された例示のＩＳＰサブシステム１５４の線図である。ＩＳＰ１５０は、交差点スイッチ（ＣＳＰ）１８６メッセージ・クロスバーを介してリスト・マネージャ１８２、１８４と通信する多数の機能制御器（１７０−１８０）を含む。従って、制御器（１７０−１８０）はメモリ・モジュールにアクセスするため及び／またはＩＳＰ動作を起動するため、各々特定の条件に応答してＣＳＰメッセージを発生し、このメッセージをＣＰＳ１８６を通してリスト・マネージャ１８２、１８４に送信可能である。同様に、リスト・マネージャ１８２、１８４からの応答はＣＰＳ１８６を介して制御器（１７０−１８０）の任意のものと通信可能である。図８の配置と関連する説明は例示のものであり、本発明の考えられる実施例を限定するものではない。

ポリシー・プロセッサ１６４はＩＳＰ１５０を介して所要の動作を実行するようプログラム可能である。例えば、ポリシー・プロセッサ１６４は、ＣＰＳ１８６を介してメッセージを送受信するリスト・マネージャ１８２、１８４と通信可能である。ポリシー・プロセッサ１６４への応答はメモリ１６８レジスタを読み出す信号への割り込みとしての役割を果たすことが可能である。

図９は、ＦＣ、ｉＳＣＳＩ、またはＳＡＳのような、予め選択された複数個の通信プロトコルの内のいくつかでホスト１０２と通信するための、インテリジェント制御器１１２による、ＩＳＥ１０８の柔軟性の利点を示す線図である。ＩＳＥ１０９はホスト指令の抽象レベルを確定し、これにより指令と関係する物理記憶１０９に仮想記憶ボリュームをマップするようプログラム可能である。

現在の目的には、用語「仮想記憶ボリューム」とは物理記憶の論理抽象化に一般的に対応する論理エンティティを意味する。「仮想記憶ボリューム」は、例えば、カウント・キー・データ・アーキテクチャで固定ブロックアーキテクチャまたはレコードで連続的にアドレスされるブロックであるかのように（論理的に）処理されるエンティティを含むことが可能である。仮想記憶ボリュームは１つ以上の記憶要素上に物理的に配置可能である。

図１０は任意のホスト１０２と独立のＩＳＥ１０８により実行可能なデータ管理サービスの型式の線図である。例えば、ＲＡＩＤ管理は、所要数のデータ記憶装置１２８_１、１２８_２、１２８_３、…１２８_ｎ内で実行されるデータのストライピングにより、フォールトトレラントなデータ一体性のために局所的に制御可能である。仮想化サービスを局所的に制御して論理エンティティにメモリ容量を割り当て及び／または逆割り当てすることが可能である。上述した管理信頼性方式や同一ＩＳＥ１０８内の論理ボリューム間のデータ移行のようなアプリケーション・ルーチンは、同様に局所的に制御可能である。

図１１で、ＩＳＥ１０８はさらなる記憶容量のホスト指令に応答して他のＬＵＮ３を生成した。本実施例は、ＬＵＮ１とＬＵＮ２に既に存在するデータを全３台のＬＵＮ上に再ストライプする加速の方法を考える。有利なことに、本実施例の加速再ストライピングは、既存のデータをバックアップし、ついでこれを新たに構成した記憶空間に復元する関連技術のソリューションでの比較的時間のかかる処理を必要としない。すなわち、本ソリューションでは、ＩＳＥ１０８は、本明細書で記述した処理に従って、再ストライプ過程を開始した時と再ストライピングの速度のみを基にしてシステム１００に利用可能である。開始した時間とデータを転送する速度は、システム１００性能への再ストライピング過程の悪い影響を最小とするため、他のシステム１００リソース要求の関係に関連して、変更可能である。また、再ストライピング・アプリケーションへの入力を簡略化し、遠隔ホスト１０２からアプリケーションをオフロードすることにより、本実施例は全体として分散システム１００への少ないオーバーヘッドの支出で過程を加速する。

図１２は説明の都合上、ＬＵＮ１とＬＵＮ２が共に記憶データにより容量を充填されていることを示す。列Ａ−Ｈはデータパック１５１内のデータ記憶装置１２８（または「ドメイン」）の各々を表す。「Ａ１」と名付けられたような、各列と行の交差点は、ドメインの各々に割り当てた記憶容量の塊を表す。各行の複数個の塊が全てのドメイン上での記憶容量のストライプを形成する。従って、ＬＵＮ１の第１ストライプは塊Ａ１−Ｈ１から構成され、ＬＵＮ２の第１ストライプは塊Ａ５−Ｈ５から構成される。ＬＵＮ１の終わりからＬＵＮ２の始まりとの間の空間は単に説明用のものである。これらのまたはその他の連続するＬＵＮの間の記憶空間には事実何らの間隙もないものと想定される。

図１３は、メモリに常駐し経路２００を介して選択した複数個のＬＵＮからデータを読み取り、経路２０２を介して単一チャネルに当該データをコード化するよう構成されたソフトウェア（またはファームウェア）システム１９９を実行するＩＳＰ１５０を図式的に図示する。次いで、ソフトウェア・システム１９９は経路２０４を介して第２の複数個の論理装置にデータを再ストライプするためにコード化データをデコードする。

ソフトウェア・システム１９９は多重化操作（「マルチプレックス」）２０６を実行してデータをコード化し、逆多重化操作（「デマルチプレックス」）２０８を実行してコード化データをデコードすることが望ましい。現在の説明の都合上、元々ＬＵＮ１とＬＵＮ２（図１２）に記憶されたデータは本発明の実施例に従ってＬＵＮ１−３上に再ストライプされる。言い換えると、現在記憶されたデータは二台のＬＵＮから三台のＬＵＮに再ストライプされる。従って、図１３ではｎ＝２とｍ＝３である。

図１４は、ＬＵＮ１（キャッシュ１６８から）からデータ・ストライプＡ１−Ｈ１を読み取り、これをＬＵＮ１に記憶することにより開始する多重化−逆多重化ソフトウェア制御回路を図示する。図１５は多重化−逆多重化回路がいかに入力ソースと出力到達先上を同期的に連続して、次にデータ・ストライプＡ５−Ｈ５をキャッシュ１６８から読み取ってこれをＬＵＮ２に記憶するかを図示する。図１６は多重化−逆多重化回路が入力ソースと出力到達先をシリアルにループする方法を十分図示している。すなわち、全ての入力ソースを順番に回った後、たとえ逆多重化操作が全ての出力到達先をまだ回っていなくとも、多重化操作はＬＵＮ１に復帰する。

図１７で、データ・ストライプＡ６−Ｈ６がキャッシュ１６８から読み取られてＬＵＮ１に記憶される。図１８で、多重化―逆多重化回路はキャッシュ１６８からのデータ・ストライプＡ３−Ｈ３を次に読み取ってこれをＬＵＮ２に記憶するよう回る。図１９で、データ・ストライプＡ７−Ｈ７はＬＵＮ３に記憶される。図２０で、データ・ストライプＡ４−Ｈ４はＬＵＮ１に記憶される。最後に、図２１で、データ・ストライプＡ８−Ｈ８がＬＵＮ２に記憶される。

図１４−２１に図示した再ストライピング・ユーティリティは基本的には同じ処理であるが、ｎ＝３とｍ＝２である処理を実行することにより逆転可能である。図２１に示すような状態にあるものとして元々記憶されたデータを考えると、図２２はＬＵＮ１にデータ・ストライプＡ１−Ｈ１を記憶することにより復元過程を開始する。図２３で、多重化−逆多重化回路はＬＵＮ２にデータ・ストライプＡ５−Ｈ５を記憶するために連続的に巡回する。図２４はＬＵＮ１にデータ・ストライプＡ２−Ｈ２を次に記憶する回路を図示し、図２５でデータ・ストライプＡ６−Ｈ６はＬＵＮ２に記憶され、図２６でデータ・ストライプＡ３−Ｈ３はＬＵＮ１に記憶され、図２７でデータ・ストライプＡ７−Ｈ７はＬＵＮ２に記憶され、図２８でデータ・ストライプＡ４−Ｈ４がＬＵＮ１に記憶される。最後に、図２９でデータ・ストライプＡ８−Ｈ８はＬＵＮ２に記憶される。

図３０は本発明の実施例に従って再ストライピングする方法２５０の流れ図である。方法２５０は、多重化−逆多重化操作用に入力ノードの数ｎと出力ノードの数ｍを選択することによりブロック２５２で開始する。例えば、図１４−２１の２つのＬＵＮから３つのＬＵＮへのデータのストライプに対しては、ｎ＝２とｍ＝３である。ブロック２５４で、データは入力ノードから同期的にコード化され、出力ノードへデコードされる。ブロック２５６で、最後のデータ・ストライプを新たに構成した論理ボリュームに再ストライプしたかどうかを決定する。ブロック２５６の決定が「ＹＥＳ」の場合、方法２５０は終了し、そうでない場合、制御はブロック２５８に渡る。ブロック２５８で、多重化操作と逆多重化操作が次の各ノードに連続的にループされ、次のノードでデータがコード化されデコードされるブロック２５４へ制御が復帰する。

最後に、図３１は図４と同様であるが、基部１９０とこれに密封して取り付けたカバー１９２から作成された密封筐体内に含まれる複数個のデータ記憶装置１２８と回路板１３４を有する。ＭＤＡ１１８Ａを形成するデータ記憶装置１２８を密封して係合することは、データ記憶装置１２８の配置が所定の最適配置から変更されないことを保証することを含む多数の利点をユーザーに与える。このような配置は、ＭＤＡ１１８Ａ製造業者がシステムを最適性能に調整することも可能とし、データ記憶装置１２８の数、サイズおよび型式を与えることが、明確に定義可能である。

密封ＭＤＡ１１８Ａはまた、製造業者が中の記憶媒体の群の信頼性とフォールトトレランスを最大することが可能である。これは、複数スピンドル配置のドライブを最適化することにより実行される。設計最適化は、コストを減少し、性能を増強し、信頼性を高め、一般的にＭＤＡ１１８Ａ内のデータの寿命を延長する。さらに、ＭＤＡ１１８Ａの設計自体が殆どゼロの回転振動と高冷却効率環境を提供し、これは本願の譲渡人に譲渡された強化ＲＶＩの記憶アレイという名称の共願の米国特願第１１／１４５、４０４号の主題事項である。これは、ＭＤＡ１１８の信頼性、性能、または容量を妥協することなく内部の記憶媒体をよりコスト的な基準で製造可能とする。密封ＭＤＡ１１８Ａは従って、単一障害点ではなく、殆ど完全な回転振動の回避と冷却効率を提供する。これは、ＭＤＡ１１８Ａの設計を最適ディスク媒体特性とし、同時に信頼性と性能を増強しつつコストを削減することを可能とする。

要約すると、記憶媒体に対してデータ記憶と読出し関係にある各独立に動作可能なアクチュエータに隣接する記憶媒体を各々支持する複数個の回転可能なスピンドルを含む、分散記憶システムの内蔵型ＩＳＥが提供される。ＩＳＥはさらに、分散記憶システムの遠隔装置により使用される複数個の媒体に仮想記憶ボリュームをマップするようにされているＩＳＰを含む。

ある実施例では、ＩＳＥは複数個のスピンドルと共通密封ハウジング内に収めた媒体を有する。ＩＳＰは、ＲＡＩＤ方法論のような、フォールトトレラント式にデータを記憶する仮想記憶ボリュームにメモリを割り当てることが望ましい。さらにＩＳＰは、観測した予測記憶故障に応答して原位置での決定的予防復元段階を開始するような、データ記憶過程の管理信頼性方法論を実行可能である。ＩＳＥは、２つ以上のディスクのデータ記憶媒体から構成されたディスク・スタックを各々が有する複数個のデータ記憶装置から構成されることが望ましい。

他の実施例では、ＩＳＥは、内臓型の複数個の離散データ記憶装置と、データ記憶装置と通信して遠隔装置から受信した指令を抽象化するようにし、これにより関連メモリを関係付けるＩＳＰとを含む分散記憶システムと考えられる。ＩＳＰは、分散記憶システムの１つ以上の遠隔装置により使用される複数個のデータ記憶装置に仮想記憶ボリュームをマップするようにされていることが望ましい。以前と同様に、複数個のデータ記憶装置と媒体は共通の密封ハウジング内に収めることも可能である。ＩＳＰは、ＲＡＩＤ方法論のようにフォールトトレラント的にデータを記憶する仮想記憶ボリュームにメモリを割り当てることが望ましい。ＩＳＰはさらに観測された予測記憶故障に応答してデータ記憶装置での原位置の決定的予防復元段階を開始可能である。

別の実施例では、ホストと、網を通してホストと通信するバックエンド記憶サブシステムとを含み、ホストとは独立に内蔵記憶容量を仮想化する装置を含む、分散記憶システムが提供される。

仮想化の装置は、複数個の離散的な個別にアクセス可能なデータ記憶装置を特徴とすることが可能である。仮想化の装置は複数個のデータ記憶装置と関係する記憶容量の仮想ブロックをマップすることを特徴とすることが可能である。仮想化の装置は複数個のデータ記憶装置と関連制御部を密封的にコンテナ化することを特徴とすることが可能である。仮想化の装置はＲＡＩＤ方法論への制限なしのような、フォールトトレラント的にデータを記憶することを特徴とすることが可能である。仮想化の装置は観測された予測記憶故障に応答して原位置での決定的予防復元段階を開始することを特徴とすることが可能である。仮想化の装置は複数個のスピンドル・データ記憶アレイを特徴とすることが可能である。

本明細書の都合上、用語「仮想化の装置」は、各データ記憶サブシステム内以外のデータ記憶空間にマップするシステム・インテリジェンスに含まれる以前に試行したソリューションを明示的に考えていない。例えば、「仮想化の装置」はデータ記憶サブシステムの機能を制御する記憶マネージャの使用を考えておらず、またＳＡＮファブリック内またはホスト内のマネージャまたはスイッチの配置も考えていない。

本実施例は、メモリ空間に常駐して、第２数の論理装置にデータを記憶するために第１数の論理装置から読み出したデータを単一チャネルにコード化するよう構成されたソフトウェア・システムを有するデータ記憶装置をさらに考える。ソフトウェア・システムは、第２数の論理装置にデータを記憶する前にコード化データをデコードするよう構成されることが望ましい。

例えば、ソフトウェア・システムはデータをコード化するために第１数の論理装置上に元々ストライプされたデータを多重化するよう構成可能である。この場合、ソフトウェア・システムは第２数の論理装置上にデータを再ストライプするためにコード化データを逆多重化するよう構成可能である。ソフトウェア・システムは１つ以上の入力ソースと１つ以上の出力到達先上で各々データ多重化とデータ逆多重化を同期的にループすることが望ましい。

第１数の論理装置と第２数の論理装置は異なることも可能であり、すなわち、ある場合には第２数は第１数より大きく、他の場合には第１数は第２数より大きい。

ソフトウェア・システムは、第２数の論理装置から再ストライプしたデータを多重化することにより第１数の論理装置上にデータの元のストライピングも復元可能である。

ある実施例では、ソフトウェア・システムは分散記憶システムのインテリジェントな記憶要素に常駐可能である。

他の実施例では、第１数の論理装置上のデータをコード化し、コード化データを第２数の論理装置上にデコードする方法が提供される。コード化段階は第１数の論理装置に元々ストライプされたデータを多重化することを特徴とし、デコード段階は第２数の論理装置上にデータを再ストライプするためにコード化データを逆多重化することを特徴とする。コード化段階とデコード段階は、１つ以上の入力ソースと１つ以上の出力の各々にデータ多重化とデータ逆多重化を同期的にループすることを特徴とする。本方法はまた、第２数の論理装置から再ストライプしたデータを多重化することにより第１数の論理装置上にデータの元のストライピングを復元することを考えることも可能である。

他の実施例では、メモリ空間を有するインテリジェントな記憶要素と、メモリ空間の論理装置にデータを再ストライピングする装置とを有するデータ記憶システムが提供される。本説明と添付の請求の範囲の意味の都合上、「再ストライピングの装置」という句の意味は、これには限定されないが上述した多重化と逆多重化操作のような、上述したようなコード化／デコード操作を明白に必要とする。「再ストライピングの装置」の意味は、元の記憶されたデータをバックアップし、次いでこれを新たなストライプ配列に復元することを含む以前に試行されたソリューションを明らかに含まない。

本発明の各種の実施例の多数の特徴と利点を、本発明の各種の実施例の構造と機能の詳細と共に以上の説明に記載してきたが、この詳細な説明は単なる例示であり、特に添付の請求の範囲に表示される用語の広範囲な一般的意味により指示される最大の範囲で本発明の原理内で構造及び部品の配置に関して、変更を詳細部に加えてもよいことを理解すべきである。例えば、本発明の範囲と要旨から逸脱することなく特定の処理環境に応じて特定の要素を変更してもよい。

さらに、本明細書で記載した実施例はデータ記憶アレイに向けられているが、請求項の主題事項はこれには限定されず、請求の発明の範囲と要旨から逸脱することなく各種のその他の処理システムを利用可能であることが当業者には認められる。

本発明の実施例が有用なコンピュータ・システムの図式表現。 図１のコンピュータ・システムの簡単化した図式表現。 本発明の実施例に従って構成したインテリジェント記憶要素の展開した等角投影図。 図３のインテリジェント記憶要素の複数ディスクアレイの部分展開等角投影図。 図４の複数ディスクアレイに使用した例示のデータ記憶装置。 図３のインテリジェント記憶要素の機能ブロック線図。 図３のインテリジェント記憶要素のインテリジェント記憶プロセッサ回路板の機能ブロック線図。 図３のインテリジェント記憶要素のインテリジェント記憶プロセッサの機能ブロック線図。 図３のインテリジェント記憶要素により実行される指令抽象化および関連メモリ・マッピング・サービスの機能ブロック線図表現。 図３のインテリジェント記憶要素により実行されるその他の例示のデータサービスの機能ブロック線図。 図６と同様の図であるが、新たな記憶空間の割当て用のホスト指令に続くものである。 図６でＬＵＮ１とＬＵＮ２に記憶されるデータのマトリクス表現。 本発明の実施例に従って動作するよう構成されたソフトウェア・システムの線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮ上に２つのＬＵＮに元々記憶されたデータの再ストライピングに関連する連続的同期多重化と逆多重化の連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 ３つのＬＵＮから２つのＬＵＮへデータを復元する連続線図表現。 本発明の実施例に従って再ストライプする方法の段階を示す流れ図。 図４と同様の展開等角投影図であるが、密封された筐体内に収容されたデータ記憶装置と回路板を有する。

符号の説明

１０８ ＩＳＥ
１０９ データ記憶
１１２ 制御装置
１１８ ＭＤＡ
１２８ データ記憶装置
１５０ ＩＳＰ
１５４、１５６ ＩＳＰサブシステム
１６４ ポリシー・プロセッサ
１７０−１８０ 機能制御器
１８２、１８４ リスト・マネージャ
１８６ ＣＳＰ
１９９ ソフトウェア・システム
２０６ 多重化操作
２０８ 逆多重化操作

Claims (20)

1. データ記憶装置において、第１数の論理装置から検索したデータを単一チャネルにコード化して第２数の論理装置にデータを記憶するよう構成されたメモリ空間に常駐するソフトウェア・システムを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記ソフトウェア・システムは前記第２数の論理装置に前記データを記憶する前に前記コード化データをデコードするよう構成されたことを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置において、前記ソフトウェア・システムは前記第１数の論理装置上で元々ストライプされたデータを多重化してデータをコード化するよう構成されたことを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の装置において、ソフトウェア・システムは前記第２数の論理装置上にデータを再ストライプするためにコード化データを逆多重化するよう構成されたことを特徴とする装置。
5. 請求項１に記載の装置において、第１数と第２数が異なることを特徴とする装置。
6. 請求項５に記載の装置において、第２数が第１数より大きいことを特徴とする装置。
7. 請求項５に記載の装置において、第１数が第２数より大きいことを特徴とする装置。
8. 請求項４に記載の装置において、前記ソフトウェア・システムは前記第２数の論理装置からの再ストライプ・データを多重化することにより前記第１数の論理装置上にデータの元のストライピングを復元するよう構成されたことを特徴とする装置。
9. 請求項４に記載の装置において、ソフトウェア・システムは１つ以上の入力ソースと１つ以上の出力到達先の各々の上でデータ多重化と逆多重化を同期的に連続するよう構成されたことを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置において、前記ソフトウェア・システムは各々データ多重化とデータ逆多重化時に入力ソースと出力到達先をシリアル的にループするよう構成されたことを特徴とする装置。
11. 請求項１０に記載の装置において、ソフトウェア・システムは分散記憶システムのインテリジェントな記憶要素に常駐していることを特徴とする装置。
12. 第１数の論理装置上にストライプされたデータを単一チャネルにコード化するステップと、
    コード化データを第２数の論理装置上にデコードするステップと、
    を含む方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、前記コード化ステップは第１数の論理装置に元々ストライプされたデータを多重化することを特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、前記デコードステップは第２数の論理装置上にデータを再ストライプするためにコード化データを逆多重化することを特徴とする方法。
15. 請求項１２に記載の方法において、前記第１数は前記第２数と異なることを特徴とする方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、前記第１数は前記第２数より大きいことを特徴とする方法。
17. 請求項１５に記載の方法において、前記第１数は前記第２数より小さいことを特徴とする方法。
18. 請求項１４に記載の方法において、前記第２数の論理装置から再ストライプ・データを多重化することにより前記第１数の論理装置上にデータの元のストライピングを復元するステップをさらに含む方法。
19. 請求項１４に記載の方法において、前記コード化ステップと前記デコードステップは、各々１つ以上の入力ソースと１つ以上の出力到達先へのデータ多重化とデータ逆多重化を同期的にループすることを特徴とする方法。
20. データ記憶装置において、
    メモリ空間を有するインテリジェント記憶要素と、
    メモリ空間の論理装置にデータを再ストライプする装置と、
    を含むデータことを特徴とする記憶装置。

Images