JP2000339098A - ストレージドメイン管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】SANアーキテクチャのフレキイビリティ及び能
力を活用しつつストレージシステムの管理を簡素化する
システムを提供する。 【解決手段】ストレージサーバは複数の通信インターフ
ェースを有する。該インターフェースからなる第一のセ
ットはあらゆる種類のデータユーザへの接続を担い、複
数の通信インターフェースからなる第二のセットはスト
レージドメインで使用されるストレージデバイスプール
内の各デバイスへの接続を担う。サーバ内のデータ処理
リソースをこれら通信インターフェースに接続し、イン
ターフェース間でデータ転送をする。データ処理リソー
スは複数のドライバモジュール及びこれらをデータパス
に連結するよう構成可能なロジックからなる。構成され
た各データパスは前記複数のドライバモジュールから選
択されたドライバモジュールのセットを含む仮想回路と
して動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量ストレージ
システムの分野、特に、インテリジェントなストレージ
エリアネットワークのストレージトランザクション管理
およびそのシステム構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる大容量記憶（ストレージ）シス
テムに大量のデータを記憶させることは一般的となりつ
つある。大容量ストレージシステムは、通常、データネ
ットワーク上のファイルサーバに連結されるストレージ
デバイスを含む。ネットワーク内のユーザはファイルサ
ーバと通信してデータにアクセスする。ファイルサーバ
はデータチャネルを通じて特定のストレージデバイスに
接続されているのが一般的であり、データチャネルには
普通、ストレージトランザクション管理用に設計された
ポイントツーポイント通信プロトコルが用いられる。

【０００３】記憶量と通信ネットワーク内のファイルサ
ーバ数の増加に伴い、ストレージエリアネットワーク(S
AN)の概念が提唱されてきた。ストレージエリアネット
ワークは、ストレージトランザクション用に最適化され
た通信ネットワーク内の多数の大容量ストレージシステ
ムをつなぎ合わせたもので、例えば、光ファイバチャネ
ルアービトレーティドループ(FC-AL)ネットワークはSAN
として実装される。SANは、ストレージシステムのユー
ザとSAN上にある特定のストレージシステムとの間で行
われるいくつものポイントツーポイント通信セッション
をサポートする。

【０００４】ストレージシステムのファイルサーバおよ
び他のユーザは、特定の記録媒体と通信するよう構成さ
れている。ストレージシステムを拡張したり、あるいは
システム内で媒体を交換すると、ファイルサーバおよび
他のユーザにおいて再度構成が必要となる。また、いわ
ゆるデータ移動作業にデータを１つの装置から別の装置
に移す必要が生じると、移動プロセス中はそのデータへ
のアクセスをブロックしなければならないことが多い。
また移動終了後は、ユーザシステムを再構成してからで
なければ、新しいシステムからそのデータを利用するこ
とができない。

【０００５】概して、ストレージシステムとネットワー
クが複雑化してその規模が大きくなるにつれ、データの
ユーザ構成の管理、およびストレージシステム自体の構
成管理についての問題が倍増する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたものであり、ストレージシステムの管理
を簡素化でき、その一方でSANアーキテクチャのフレキ
イビリティ及び能力を有効利用できるシステムおよび方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はストレージドメ
イン管理のためのシステム、方法、およびサーバであ
る。ここでストレージドメイン管理は、既存のストレー
ジエリアネットワークハードウェアのインフラストラク
チャ最上位に位置する中央集中的で安全な管理の能力を
備えたものをいい、本発明は異機種混在型環境に適した
高性能で信頼性の高い上級のストレージ管理を提供す
る。ストレージドメイン管理は、堅牢なストレージエリ
アネットワークファブリックの中枢として、新旧の機器
を統合し、サーバおよびストレージリソースをネットワ
ークとストレージ管理作業から解放する。また、ホスト
としてネットワークベースのアプリケーションを処理
し、ストレージエリアネットワークの全コンポーネント
を通じてこれらのアプリケーションを活用できるように
する。ストレージドメイン管理によれば、従来のシステ
ムやテクニックではなし得なかった異機種混在型のスト
レージエリアネットワーク環境の構築、最適化が可能と
なる。

【０００８】本発明は、ストレージドメインに従ってス
トレージネットワーク内のストレージリソースを管理す
るためのシステムを提供する。このシステムには、通信
媒体を通じてクライアントとストレージシステムおよび
ストレージネットワークに接続される複数の通信インタ
ーフェースが設置されている。これら複数の通信インタ
ーフェースには処理ユニットが接続され、この処理ユニ
ットが有するロジックにより、ストレージネットワーク
内にある一つ以上のクライアントのうち少なくとも１つ
のクライアントセットに対応するストレージドメインと
して、同ネットワーク内の一つ以上のストレージシステ
ムから１つのストレージロケーションセットが構成され
る。このシステムは、複数の通信インターフェースを通
じたマルチプロトコルサポート、そのプロトコル内のト
ランザクション識別子に反応してストレージドメイン内
でストレージトランザクションのルーティングを行うロ
ジック、ストレージドメインを構成する管理インターフ
ェース、複数の通信インターフェースにわたって実行さ
れるストレージトランザクションを複数の通信インター
フェースにあるシステム内でルーティングを行うための
共通フォーマットに変換し、およびこの共通フォーマッ
トから別のものに変えるためのロジック、ストレージト
ランザクションのデータサブジェクトを捕獲するリソー
ス、ネットワーク内のあるストレージロケーションから
別のストレージロケーションへのデータ移動を管理する
ロジックからなる、変形可能な種々の組み合わせ要素を
含む。

【０００９】一実施の形態において、本発明のシステム
はストレージエリアネットワーク内の中間デバイスとし
て、ファイルサーバ等のクライアントプロセッサと、ク
ライアント用ストレージドメイン内のストレージリソー
スとして使用されるストレージシステムとの間に設置さ
れる。ストレージトランザクションは中間デバイスが受
け取り、中間デバイスの構成ロジックによって定められ
るストレージドメインの構成に応じて管理される。中間
デバイスは、ストレージエリアネッワーク内の管理サイ
トを提供し、これによってフレキシブルな構成、リダン
ダンシー、フェイルオーバ、データ移動、捕獲、複数プ
ロトコルをサポートできる。さらに、一実施形態におけ
る中間デバイスはレガシーシステムエミュレーションを
実行し、ストレージドメインにはクライアント用のレガ
シーストレージデバイスが含まれるため、クライアント
の再構成が不要となる。

【００１０】ストレージドメインは、ネットワーク内の
クライアントに論理ストレージ範囲を割り当て、ネット
ワーク内のストレージリソースをクライアントの論理ス
トレージ範囲にマッピングすることによって管理され
る。論理ストレージ範囲のクライアントへの割り当て
は、中間システムあるいは、ネットワーク内のストレー
ジリソースのクライアントから論理的に独立した、ある
いは孤立したその他システムの中でクライアントに割り
当てられた論理ストレージ範囲をマッピングすることに
よって完了する。このように、ストレージドメインマネ
ジャを通じてアクセス可能なストレージリソースのスト
レージドメインは、ストレージドメインマネジャを中間
デバイスとして使うことによって管理される。

【００１１】本発明によるストレージサーバは、処理ユ
ニット、当該処理ユニットに接続されたバスシステム、
通信インターフェース、当該処理ユニットに接続された
オペレーティングシステムからなる。バスシステムには
スロットがあり、これはこのスロットに接続されたサー
バシャーシ上あるいは通信チャネル上のデータストアへ
のインタフェースを受けることができるようになってい
る。オペレーティングシステムはバスシステム上の転送
を制御するロジックおよび通信インターフェース上でク
ライアントサーバから受け取るストレージトランザクシ
ョンを内部フォーマットに変換するロジックのほか、コ
ンフィギュレーションデータに応じて内部フォーマット
を処理するロジックを提供し、このコンフィギュレーシ
ョンデータはトランザクションプロトコル範囲で特定の
ストレージユニットに関する通信インタフェース上のス
トレージトランザクションを、内部フォーマットを使っ
てその範囲に対応する仮想回路にマッピングする。する
と、仮想回路はインターフェース内の一つ以上のドライ
バを通じた一つ以上の物理データストアへのトランザク
ションのルーティングを管理する。また、サーバには物
理的ストレージデバイスをエミュレートするためのリソ
ースが含まれるため、クライアントサーバはストレージ
トランザクションのためにクライアントサーバの構成を
変更せずに、仮想デバイスにアクセスするための標準的
ストレージトランザクションプロトコルを使うことがで
きる。

【００１２】本発明の別の要素によれば、ストレージル
ータが提供され、このストレージルータは第一の通信イ
ンタフェース、別の通信インタフェース、処理ユニット
およびバスシステムで構成される。バスシステムは処理
ユニット、第一の通信インタフェース、別の通信インタ
フェースに接続されている。処理ユニットはオペレーテ
ィングシステムをサポートし、オペレーティングシステ
ムは仮想デバイスのアーキテクチャとエミュレーション
を使って、第一の通信インターフェース上で受け取った
ストレージトランザクションをコンフィギュレーション
データに応じて別の適当な通信インターフェースに誘導
する。

【００１３】いくつかの実施形態において、通信インタ
フェースは光ファイバ媒体へのインタフェースである。
また、実施形態により、通信インタフェースが光ファイ
バチャネルアービトレーティドループに適合するドライ
バを含むものや、標準的な「小型計算機周辺機器インタ
ーフェース規格」バージョン3 (SCSI-3)に適合するドラ
イバを含むものもある。

【００１４】いくつかの実施形態において、処理ユニッ
トは複数の処理ユニットからなる。いくつかの実施形態
において、バスシステムは相互接続されたコンピュータ
バスで構成され、実施形態によってはコンピュータバス
が標準的な「周辺コンポーネント相互接続」(PCI)バスに
適合するものもある。いくつかの実施形態において、通
信インターフェースはバスシステムに接続される。

【００１５】いくつかの実施形態において、ストレージ
サーバは不揮発性メモリを有し、またいくつかの実施形
態において、不揮発性メモリはフラッシュメモリ等の集
積回路不揮発性メモリである。

【００１６】いくつかの実施形態において、ストレージ
サーバはディスクドライブ用コントローラを有し、いく
つかの実施形態においてこのコンローラは標準的な「独
立ディスクの冗長アレイ」(RAID)プロトコルをサポート
する。いくつかの実施形態において、ディスクドライブ
は光ファイバ媒体によってコントローラと接続され、ま
たいくつかの実施形態において、ディスクドライブは光
ファイバ媒体に接続するためのデュアルインタフェース
を有する。各ディスクドライブが少なくとも2つのコン
トローラに接続される実施形態もある。

【００１７】実施形態によっては、オペレーティングシ
ステムは通信インターフェース上で受け取ったSCSI-3に
よるインストラクションとデータを内部フォーマットに
変換するためのロジックを含むものや、SCSI-3インスト
ラクションに対応する論理ユニット番号(LUN)を使っ
て、SCSI-3インストラクションとデータがストレージサ
ーバ内にデータストアを有する仮想デバイスに関連付け
られるものもある。また、イニシエータSCSI-3識別番号
(ID)とLUNを使って、SCSI-3インストラクションとデー
タがストレージサーバ内にデータストアを有する仮想デ
バイスに関連付けられる実施形態も可能である。

【００１８】いくつかの実施形態において、オペレーテ
ィングシステムはストレージサーバの動作とステータス
をモニターするためのロジックを有し、また別の実施形
態においては、デバイスの故障を扱い、コントロールを
冗長コンポーネントに移行させるためのロジックがあ
る。

【００１９】本発明は、データを記録、管理するための
仮想デバイスと仮想回路をサポートするストレージサー
バアーキテクチャを提供する。本発明によるストレージ
サーバには複数の通信インタフェースが搭載されてお
り、これら複数の通信インタフェースにおける第一のセ
ットはあらゆる種類のデータユーザに接続するためのも
ので、第二の通信インタフェースセットはストレージデ
バイス群の各デバイスに接続するためのものである。ス
トレージサーバのデータ処理リソースは複数の通信イン
タフェースに接続され、インタフェース間のデータ転送
を可能にする。データ処理リソースは複数のドライバモ
ジュールと、ドライバモジュールをデータパスにリンク
させる構成可能なロジックからなり、これらは好ましい
システムにおいてリダンダンシーを持たせるためにペア
で実装される。構成されたデータパスはそれぞれ、複数
のドライバモジュールから選択されたドライバモジュー
ルセットを有する仮想回路の役割を果たす。通信インタ
フェースで受け取ったデータストレージトランザクショ
ンは、構成されたデータパスのひとつにマップされる。

【００２０】本発明の別の要素によれば、複数のドライ
バモジュールは複数の通信インタフェースにおける１つ
の通信インタフェースでサポートされるプロトコルのた
めのプロトコルサーバを有する。プロトコルサーバは、
そのインタフェース上のプロトコルに従って特定のスト
レージ範囲を識別するターゲット識別子を認識する。特
定のストレージ範囲にアドレスされたトランザクション
は、サーバ内の特定の構成済みデータパスにマップされ
る。

【００２１】このように構成されたデータパスは仮想ス
トレージデバイスとして動作する。データのユーザは、
特定のストレージデバイス用のプロトコルに従って、ス
トレージサーバ上の通信インタフェースと通信する。サ
ーバ内では、そのプロトコルによるトランザクションが
ドライバセットによって実装される仮想ストレージデバ
イスにマップされる。特定のデータパスで実行されるス
トレージタスクのセットアップと変更および１つのデー
タパスから別のデータパスへのストレージ範囲マッピン
グのセットアップと変更は、ストレージサーバ内でドラ
イバモジュールセットを構成することによって完了す
る。

【００２２】本発明の１つの要素によれば、複数のドラ
イバモジュールは各通信インターフェースを管理する一
つ以上のハードウェアドライブモジュールおよび複数の
通信インターフェースとは独立してデータパスタスクを
実行する一つ以上の内部ドライバモジュールを有する。
データパスタスクには、例えばキャッシュメモリ管理、
メモリミラーリング管理、メモリパーティション管理、
データ移動管理、およびその他のストレージトランザク
ション管理タスクがある。仮想デバイスアーキテクチャ
でこの種のデータパスタスクを提供することにより、こ
のようなタスクを管理するためのストレージシステムの
構成は本質的にユーザにとってよくわかるものとなる。
さらに、上記タスクを実行するように最適化されたスト
レージサーバに仮想デバイス機能を提供することで、性
能改善とフレキシビリティの向上が実現する。

【００２３】また、本発明の１つの要素によれば、複数
のドライバモジュールは、内部メッセージフォーマット
に従ってサーバ環境内でデータを通信するためのロジッ
クを有する。受け取ったストレージトランザクションは
内部メッセージフォーマットに変換され、特定のトラン
ザクション用構成済みデータパスに入れられる。ある好
ましい実施形態において、プロトコルサーバはプロトコ
ル変換および仮想回路マッピングを実行する。

【００２４】構成可能なロジックには、コンフィギュレ
ーションデータを受け入れるためのユーザインターフェ
ースと、データパスから構成される各ドライバモジュー
ルセットのテーブルまたはリストを記憶するメモリが含
まれる。ひとつの実施形態における構成可能なロジック
は、例えば入力信号を受け取るタッチスクリーンを有す
るディスプレイ上にグラフィカルユーザインターフェー
スを用いて実装される。グラフィカルユーザインターフ
ェースにより、フレキシブルで使いやすい構成ツールを
装備することができる。

【００２５】本発明の別の要素によれば、構成ロジック
には、仮想回路用データパスを識別するテーブルの形態
でコンフィギュレーションデータを記憶するメモリが含
まれ、ある実施形態におけるこのメモリは、ストレージ
システムのリセットや電源切断によってもデータが消失
しない不揮発性メモリの中にテーブルを保持するパーシ
ステントテーブルストレージプロセスを使って実現され
る。さらに、構成ロジックは、システム内の冗長ハード
ウェア上の冗長ドライバモジュールを使って仮想回路用
のデータパスを実装しており、ストレージシステム上の
どの故障箇所によっても特定のストレージトランザクシ
ョンが妨げられることはない。好ましい実施形態におい
て、ストレージドメイン内のリソースは、複数のドライ
バモジュールとドライバモジュールをデータパスに連結
する構成可能なロジックからなる仮想回路を使って定義
され、データパスは選好システムにリダンダンシーを持
たせるためにペアで実装される。各構成済みデータパス
は、複数のドライバモジュールから選択されたドライバ
モジュールセットを有する仮想回路の役割を果たす。通
信インターフェースで受け取ったデータストレージトラ
ンザクションは構成されたデータパスのうちの１つにマ
ップされ、こうして、ストレージドメインマネジャ内で
管理、構成されるストレージドメイン内で管理される。

【００２６】基本的に、ストレージドメイン管理によっ
て、ユーザはストレージエリアネットワークの機能を最
大限に利用してビジネス上の問題に対処することができ
る。ストレージドメイン管理プラットフォームは各種ス
トレージシステムとプロトコルの異種間相互運用性、確
実な中央集中的管理、スケーラビリティと優れた性能、
信頼性、可用性、保守性といった特徴のすべてを、特定
用途向けに作られたひとつのインテリジェントなプラッ
トフォーム上で提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００２８】図１（ａ）は、ストレージドメイン管理を
行うインテリジェントなストレージエリアネットワーク
(ISAN)サーバ1200を有するネットワークを示す。ストレ
ージエリアネットワーク(SAN)は、クライアントコンピ
ュータ用データストレージサービスを提供するために使
用することができる。ストレージエリアネットワーク
は、ファイルサーバ、ウェブサーバ、エンドユーザコン
ピュータ等のクライアントコンピュータ用に広帯域、高
スループットのストレージを提供するよう最適化されて
いる。好ましい実施形態における本発明によるストレー
ジサーバ1200は、シャーシ上でのデータストレージ、ス
トレージトランザクションキャッシュサービス、ストレ
ージルーティングおよび仮想デバイス管理を可能にす
る。

【００２９】ネットワーク内のストレージサーバ1200
は、クライアントサーバ1201, 1202,1203にそれぞれ接
続されたクライアントインタフェース1210, 1211, 1212
を有する。ストレージインターフェース1213, 1214は通
信チャネルを通じてストレージデバイス1205, 1206, 12
07に接続され、これらはストレージサーバ1200のいずれ
かのストレージと組み合わされると、ストレージサーバ
1200内で管理されるストレージドメイン用の物理的スト
レージを提供する。この例における通信チャネル1213
は、ハブ1204を通じてデバイス1205, 1206に接続されて
いる。動作中、クライアントインターフェースは、クラ
イアントサーバが例えば一つ以上のイニシエータ識別
子、LUN番号等の論理範囲、ターゲットデバイスの識別
子といったストレージドメインを識別できるパラメータ
を含むコマンドによってストレージトランザクションを
要求するというプロトコルに従って動作する。ストレー
ジサーバ1200は、リクエストされたトランザクションを
仮想デバイスにマップし、この仮想デバイスが物理的ス
トレージデバイス間からのトランザクションに使用する
よう物理的ストレージを割り当てる。ストレージサーバ
1200はまた、リクエストの中で識別されたターゲットと
なる物理的デバイスをエミュレートする資源を有する。
ストレージサーバ1200は、ローカルコンフィギュレーシ
ョンデータを使ってストレージトランザクションを誘導
することができ、クライアントサーバ用のストレージ管
理が簡略化される。

【００３０】スループットを最大限にするために、スト
レージサーバ1200は光ファイバチャネルあるいはギガビ
ットイーサネット等の高速ネットワーク媒体によって、
クライアントサーハ1201-1203 に接続される。これらの
クライアントサーバ1201-1203は、代表的な構成におい
ては、ネットワークリンクによってエンドユーザコンピ
ュータに接続される。

【００３１】図１（ａ）は、通信リンク109を通じてサ
ーバ1200 に接続された管理インタフェース108を示す。
ステーション108とサーバ1200内のインタフェースから
信号供給を受ける通信リンクは、各種実施形態において
例えばイーサネットネットワークリンク、シリアルポー
トに接続されたシリアルケーブル、あるいはインターネ
ットバスインターフェースで構成される。

【００３２】サーバ1201-1203とストレージデバイス120
5-1207の間の通信は、中間デバイスとしてストレージサ
ーバ1200を介し、光ファイバチャネルアービトレーティ
ドループネットワークを通じて行われる。FC-AL上のチ
ャネルは、好ましくは光ファイバチャネル媒体を使った
標準的小型計算機および周辺機器インターフェース規格
バージョン3 (SCSI-3)、別称、光ファイバチャネルプロ
トコル(FCP) (例えば、SCSI B X3T10, FCP X3.269-199
X)に準じたプロトコルを使って実現される。別の実施形
態においては、各種プロトコルでストレージトランザク
ションを実行する光ファイバチャネルファブリック上
で、インターネットプロトコル等のプロトコルを使うこ
ともできる。ストレージサーバ1200がデータストレージ
トランザクションの複数のプロトコルをサポートする実
施形態もある。

【００３３】図１（ｂ）は、インテリジェントなストレ
ージエリアネットワーク(ISAN)サーバのさまざまな用途
を示す。ストレージエリアネットワーク(SAN)は、クラ
イアントコンピュータ用のデータストレージサービスを
提供するのに使用でき、ファイルサーバまたはウェブサ
ーバ等のクライアントコンピュータ用に広帯域、高スル
ープットのストレージを提供するよう最適化される。IS
ANサーバはデータの記録再生だけでなく、ストレージル
ーティング、仮想デバイス管理といった別の機能も提供
する。

【００３４】図１（ｂ）は、サーバ100A-D, ISANサーバ
102A-F, シンサーバ104A-C、ストレージアレイ106を含
む。サーバ100A-Dは、UNIXサーバ、Windows^TM NTサー
バ、NetWare^TMサーバ、あるいはその他の種類のファイ
ルサーバ、いずれでもよい。

【００３５】サーバ100A‐Dは、ネットワークリンクに
よってクライアントコンピュータに接続される。ISANサ
ーバ102Aは、ネットワークリンクによってサーバ100Aに
連結され、リクエストされたストレージトランザクショ
ンを実行することによってサーバ100Aにデータストレー
ジサービスを供給するため、サーバ100AはこのISANサー
バ102Aをストレージデバイスのように扱う。ISANサーバ
102Aは、代表的なハードディスクドライブまたはハード
ドライブアレイより多くのストレージを保有することが
でき、またストレージルータとして使用して、ISANサー
バ102Aに接続されたデータストア間のインテリジェント
なルーティングを提供することができる。

【００３６】ISANサーバ102Aはまた、一般的なハードデ
ィスクドライブやハードドライブアレイよりも広帯域で
スループットの高いストレージトランザクション処理を
行うことができるため、マルチメディアによるデータス
トリームおよびその他の大量データストリームが発する
大量のデマンドを扱うことが可能である。

【００３７】最大限のスループットを得るために、ISAN
サーバ102Aは光ファイバチャネル等の高速ネットワーク
媒体によってサーバ100Aに接続してもよい。サーバ100B
-Dはネットワークリンクによってクライアントコンビュ
ータに接続され、光ファイバチャネルファブリックによ
ってストレージエリアネットワークに接続される。スト
レージエリアネットワークはISANサーバ102B-Dとストレ
ージアレイ106を含み、サーバ100B-DとISANサーバ102-B
-Dは光ファイバチャネルアービトレーティドループ(FC-
AL)用ドライバをサポートする。

【００３８】FC-AL上でのサーバ100B-Dとストレージデ
バイス間の通信は、好ましくは光ファイバチャネル媒体
を使った標準的小型計算機および周辺機器インターフェ
ース規格バージョン3 (SCSI-3)、別称、光ファイバチャ
ネルプロトコル(FCP) (例えば、SCSI B X3T10, FCP X3.
269-199X)に準じたプロトコルを使って実現される。別
の実施形態においては、各種プロトコルでストレージト
ランザクションを実行する光ファイバチャネルファブリ
ック108上で、インターネットプロトコル等のプロトコ
ルを使うこともできる。ISANサーバ102Aが複数のプロト
コルをサポートする実施形態もある。

【００３９】シンサーバ104A-Cはネットワークリンクを
使ってクライアントに接続されるが、データストレージ
を提供するためのストレージエリアネットワークは使用
しない。

【００４０】ISANサーバ102E-Fはネットワークリンクに
より直接クライアントに接続され、中間ファイルサーバ
はない。ISANサーバ102E-Fは、ファイルサーバ、ウェブ
サーバその他の処理の機能を提供する特定用途向けプロ
セッサを提供することもできる。

【００４１】図２はストレージエリアネットワークの別
の実施形態を示す。図２において、上記のようなストレ
ージディレクタロジックとキャッシュメモリを備えたサ
ーバ1250が各種プラットフォーム上のクライアントに接
続されている。これらのプラットフォームは例えばHewl
ett-Packardサーバ1255、Sunサーバ1256、SGIサーバ125
7であり、それぞれストレージトランザクション管理用
に異なるプロトコルを実行する。ストレージドメインと
して使われる物理的リソースを構成する複数の物理的ス
トレージデバイスもまたサーバ1250に接続され、上述の
仮想デバイスアーキテクチャに従ってストレージディレ
クタによって管理される。この例における複数の物理的
ストレージデバイスには、Hewlett-Packardプラットフ
ォーム1251上のストレージ、Sunプラットフォーム1252
上のストレージ、EMCプラットフォーム1253上のストレ
ージがあ。このように、ストレージディレクタロジック
を含むサーバは、従来のサーバおよびストレージをヘテ
ロジニアス環境でサポートする共有ストレージプールを
作ることができる。複数のストレージデバイスおよびサ
ーバ間の非互換性は、仮想デバイスアーキテクチャを使
って、必要に応じてマスキングまたは模造することがで
きる。こうして、真の意味でのストレージエリアネット
ワーク環境を利用し、ホスト、ファブリック、ストレー
ジの相互運用性の問題をすべて、ストレージサーバレベ
ルで管理することができる。

【００４２】仮想デバイスアーキテクチャを使ったスト
レージディレクタロジックは、ストレージドメイン構成
を用いてクライアントサーバがストレージにアクセスす
る構成に関するひとつのインテリジェントな調整点を提
供する。新たなデバイスを追加したり、既存のデバイス
の管理を変える場合でも、ハードウェアの再構成はほと
んど、あるいは全く不要となる。ストレージサーバの構
成は、物理的ストレージにあるデータセットのサーバへ
のマッピングを自動的に保持することにより、正確な構
成情報とコントロールを提供することができる。物理的
ストレージを常に正確にマッピングすることは、ストレ
ージエリアネットワークの管理を大幅に簡略化する。ま
た、サーバのストレージディレクタにより、デバイスを
オンライン状態にしたままで、古いストレージデバイス
から新しいストレージデバイスへデータを移動させるこ
とができる。さらに、記録オブジェクトの大きさも、ひ
とつのアレイで作ることのできる最大オブジェクトのサ
イズによって制限されることがなくなる。複数アレイ
は、クライアントサーバ上で実行するホストオペレーテ
ィングシステムとは別に、ひとつのストレージオブジェ
クトに連結することができる。ストレージディレクタは
また、不揮発性キャッシュメモリ内のデータのスナップ
ショットを作るといったバックアップおよびテスト動作
を管理でき、例えばクライアントサーバを通じてルーテ
ィングすることなく、データをディスクからテープにコ
ピーすることにより、データバックアップを管理するこ
ともできる。さらには、ローカルキャッシュを使って、
ロストリダンダンシーを有するアレイからデータを移動
し、アレイの修理、再構築中に冗長ストレージを修理
し、データを十分に利用できる状態にすることが可能で
ある。共通データセットにアクセスする複数サーバを有
するアプリケーションでは、仮想デバイスアーキテクチ
ャを使って拡張可能な単純なソリューションを提供する
ように、ストレージサーバ内にロッキングロジックを設
置することができる。

【００４３】ストレージサーバ内のストレージディレク
タロジックは、サーバとストレージ両方からのキャッシ
ュ需要を統合するため、ストレージエリアネットワーク
に必要なキャッシュメモリ数が少なくて済む。このシス
テムは、クライアントサーバまたはストレージシステム
のいずれにも、それぞれが内部メモリとして有効に提供
できるものよりも多くのキャッシュを割り当てることが
できる。また、キャッシュはそのシステムを使うアプリ
ケーション用の定義に合わせて、動的あるいは静的に割
り当てられる。

【００４４】図３は、本発明による複数の相互接続され
たストレージサーバを使った、より過密なストレージエ
リアネットワークの例を示す。ストレージサーバ1300,
1301, 1302は、通信チャネル1350, 1351を使って相互接
続され、例えば光ファイバチャネル、ギガビットイーサ
ネット、非同期転送モード(ATM)等の高速プロトコルを
使って搭載されている。本実施形態において、ストレー
ジサーバはそれぞれストレージディレクタロジックと不
揮発性キャッシュを有する。ストレージサーバ1300, 13
01, 1302は、この例においては複数のクライアントサー
バ1310‐1318に接続され、クライアントサーバ1313と13
14はハブ1320を通じてストレージサーバ1301に接続され
ている。同様に、クライアントサーバ1316‐1318は、ハ
ブ1321に接続され、ハブ1321はストレージサーバ1302に
接続される。クライアントサーバ1310‐1318は、先に詳
述したFCP等のストレージチャネルプロトコルを用いて
ストレージサーバと通信する。これらのプロトコルによ
れば、ストレージトランザクションがリクエストされ、
そのリクエストのイニシエータの識別子、論理ユニット
番号(LUN)、そしてターゲットストレージデバイスの識
別子が伝えられ、ストレージディレクタロジックがこれ
らのパラメータを使ってストレージドメイン内の仮想デ
バイスにストレージトランザクションをマップする。サ
ーバにはまた、ターゲットストレージデバイスをエミュ
レートするためのリソースが含まれ、クライアントサー
バはそのストレージエリアネットワーク内の複数のスト
レージデバイスとスムーズに相互運用できる。

【００４５】図３において、複数のストレージデバイス
1330- 1339はストレージサーバ1300-1302 と接続されて
いる。同図中の各種記号はストレージデバイスを示して
おり、ネットワークがヘテロジニアスで、サーバ1301、
1302において仮想デバイスインターフェースによって管
理されるさまざまなデバイスを利用できることがわか
る。また、通信チャネルを変更することもできる。した
がって、ハブ1340, 1341, 1342がネットワーク内に設け
られ、ストレージデバイスとストレージサーバ間で各種
の通信プロトコルが利用できるようになっている。［イ
ンテリジェントなストレージエリアネットワークサー
バ］図４は、本発明によるストレージシステム管理リソ
ースを含む、ある好ましい実施形態におけるストレージ
サーバのブロック図である。

【００４６】ストレージサーバ102は、ユーザおよびそ
の他のデータ処理機能用の通信インターフェースセット
を有する接続オプション130とストレージデバイス用の
通信インターフェースセットを有するストレージオプシ
ョン128とを有し、さらに、ハードウェアインターフェ
ース126、オペレーティングシステム124、ブロックスト
レージインターフェース118、管理インターフェース12
0、プロトコルインターフェース122を有する。接続オプ
ション130は、シリアル接続140、ある実施形態において
構成管理ルーチンをサポートするフロントパネル接続14
2、遠隔管理ステーションとの通信をサポートするイー
サネット接続144、ネットワークインターフェース145を
有し、ストレージオプション128は、ドライブアレイ13
2、ソリッドステートドライブ(SSD)134、SCSIインター
フェへス136、ネットワークインターフェース138を有す
る。SCSIインターフェース136はDVD/CD-R 148に接続さ
れ、ネットワークインターフェース138はストレージサ
ーバ102Gおよび/またはストレージ150に接続される。

【００４７】接続オプション130は、ストレージサーバ
にサーバとクライアントを接続する各種の方法である。
シリアル接続140はネットワーク管理、遠隔管理用モデ
ム、中断することのない電源供給メッセージを、フロン
トパネル接続142はストレージサーバ102のフロントパネ
ルディスプレイとの管理接続を、またイーサネット接続
144は管理プロトコルおよびおそらくはデータ転送用イ
ーサネットインターフェースをそれぞれサポートする。
ネットワークインターフェース146は、サーバ上に設置
されるかもしれない多数の高速インターフェースのひと
つである。ネットワークインターフェース146が光ファ
イバチャネルアービトレーティドループ(FC-AL)用ドラ
イバを有する光ファイバチャネルインターフェースであ
る実施形態もある。ネットワークインターフェース146
には、光ファイバチャネルプロトコル(FCP)を使って光
ファイバチャネル媒体上でのSCSI-3向けドライバを設け
ることも可能である。

【００４８】ハードウェアインターフェース126は、特
定のハードウェアコンポーネントをインターフェースす
る。例えば、ネットワークインターフェース146は、構
成、診断、動作モニター、健全さとステータスのモニタ
ーをサポートするための、特定のネットワークインター
フェース向けソフトウェアモジュールセットを搭載す
る。

【００４９】オペレーティングシステム124、テーブル1
16、インターフェース118-122は、ストレージサーバ102
の仮想デバイスとストレージルーティング機能をサポー
トする。ストレージサーバ102のこれらのコンポーネン
トは、システム内の構成されたドライバモジュールセッ
トを使って、適当なストレージオプション128と接続オ
プション130間でストレージトランザクションのルーテ
ィングを行う。

【００５０】オペレーティングシステム124は、フェイ
ルセーフ機能のほかに、メッセージのルーティング、転
送機能も提供し、オペレーティングシステム124による
メッセージルーティング、転送機能は、ストレージサー
バ102のコンポーネントの間でストレージトランザクシ
ョン等のメッセージをルーティングするのに使用され
る。これらのメッセージには、仮想回路のコンポーネン
ト間の内部フォーマットによるメッセージのほか、他の
フォーマットによる制御メッセージが含まれる。

【００５１】ブロックストレージインターフェース118
は、ブロックデータの転送をサポートするソフトウェア
モジュールを提供する。インターフェース118は、スト
ライプ型データストレージ、ミラーリングされたデータ
ストレージ、パーティションデータストレージ、メモリ
キャッシュのストレージ、RAIDストレージもサポートす
る。サポートされている各種のストレージタイプを連結
し、例えばメモリキャッシュとミラーリングされたデー
タストレージ等、いろいろな組み合わせを作ることもで
きる。

【００５２】プロトコルインターフェース122は、さま
ざまなプロトコルによるリクエストを変換し、これに応
えるソフトウェアモジュールを提供する。ひとつのモジ
ュールセットは、イーサネット接続のレイヤに設置さ
れ、ハードウェアドライバ、データリンクドライバ、イ
ンターネットプロトコル(IP)ドライバ、転送制御プロト
コル(TCP)ドライバ、ユーザデータグラムプロトコル(UD
P)ドライバその他のドライバとなる。また別のモジュー
ルセットはFCP用のドライバを提供する。

【００５３】管理インターフェース120は、ストレージ
サーバ102を管理するためのソフトウェアモジュールを
提供し、テーブル116へのアクセスを管理するインター
フェースのほか、スケジューリング、プロセス調整、シ
ステムのモニター、インフォームドコンセントの管理、
システムプロセスやイベントの管理といった、ルールに
基くシステム管理のためのインターフェースを含む。イ
ンフォームドコンセントの管理モジュールは、ストレー
ジサーバ102を構成、維持するためのルールに基く管理
策を講じておくことが前提となる。

【００５４】［ストレージトランザクションの操作］ス
トレージトランザクションは、接続オプション130のい
ずれかで受け取られる。ストレージトランザクションに
は、読み出し、書き込みリクエストおよびステータス問
い合わせが含まれる。リクエストはブロック指向のもの
でもよい。

【００５５】典型的な読み出しストレージトランザクシ
ョンは、読み出しコマンドとアドレシング情報で構成さ
れる。書き込みストレージトランザクションは、読み出
しストレージトランザクションと似ているが、異なるの
は、リクエストが送信されるデータ量に関する情報を含
み、書き込むデータがこれに続く点である。より具体的
には、SCSI-3プロトコルを使い、各デバイスは識別子(I
D)を有する。リクエストを発生するマシンは、イニシエ
ータと呼ばれ、リクエストに応えるマシンはターゲット
と呼ばれる。この例において、サーバ100Aはイニシエー
タでID7を持ち、ストレージサーバ102はターゲットでID
6を有する。SCSI-3プロトコルは2つ以上のアドレシング
コンボーネント、論理ユニット番号(LUN)、アドレスを
提供する。

【００５６】LUNはターゲットIDのサブコンポーネント
を特定する。例えば、複合型ハードディスク/テープド
ライブエンクロージャにおいて、2つのデバイスはひと
つのIDを共有するかもしれないが、異なるLUNを有す
る。第三のアドレシングコンポーネントは、デバイスデ
ータをどこから読み出し、どこに記憶するかというアド
レスである。ストレージサーバ102Aはイニシエータごと
のベースで仮想LUNを提供するため、ひとつのストレー
ジサーバ102Aは、例えば1万以上の仮想LUNをサポートす
ることができる。

【００５７】ストレージサーバ102Aは、SCSI-3ストレー
ジトランザクションリクエストを、ひとつの仮想LUNに
対応する仮想回路にマップする。仮想回路は、一つ以上
の仮想デバイスの連続である。仮想デバイスは、ソフト
ウェアモジュールまたはハードウェアコンポーネント
等、一つ以上のデバイスで構成される。例えば、2つの
ネットワークインターフェースデバイスを組み合わせて
仮想デバイスとしたり、同様に、2つのキャッシュデバ
イスを合わせて１つの仮想デバイスとすることができ
る。このデザインにより、コンポーネントが故障して
も、ストレージサーバ102のストレージトランザクショ
ン処理機能に支障が生じることはない。

【００５８】仮想回路は、ストレージトランザクション
をサポートするのに必要な仮想デバイスで構成される。
通常、仮想回路内の第一のコンポーネントは、この例で
はFCPであるストレージトランザクション通信チャネル
フォーマットからのストレージトランザクションを内部
フォーマットに変換するドライバである。このような内
部フォーマットのひとつは、インテリジェントな入出力
(I₂O)ブロックストレージアーキテクチャ(BSA)メッセー
ジフォーマットと同様のものとすることができる。内部
フォーマットは、好ましいシステムにおいて、ストレー
ジ媒体と通信チャネルニュートラルである。

【００５９】仮想回路の中間仮想デバイスは、キャッシ
ング、ミラーリング、RAIDといったその他の機能も供給
する。内部フォーマットはストレージ媒体ニュートラル
であるため、中間仮想デバイスは内部フォーマットで動
作するように設計されており、同回路内の他の仮想デバ
イスと相互運用できる。

【００６０】仮想回路内の最後の仮想デバイスは通常、
ストレージを管理するためのフォーマット変換および通
信チャネルドライバである。例えば、ドライブアレイ13
2は、仮想デバイスを形成するようグループ分けされる
冗長ハードウェアドライバモジュール(HDM)によって制
御される。HDMはSCSI変換にBSAを供給し、HDMはドライ
ブアレイ132を構成するドライブとのインターフェース
を扱う。同様に、仮想回路がネットワークインターフェ
ース138上の異なるストレージへのリンクである場合、
ストレージデバイス通信チャネルプロトコルにBSAを変
換するのをサポートする仮想デバイスが設けられる。

【００６１】ストレージサーバには、オペレーティング
システム内および物理的ストレージデバイスをエミュレ
ートするクライアントサーバへのインターフェースでの
リソースも含まれる。このエミュレーションにより、仮
想デバイスはそのストレージにアクセスするクライアン
トサーバにとって、物理的デバイスであるかのように見
える。したがって、クライアントサーバは、ストレージ
トランザクション用のSCSIコマンドを使って、FCP等の
標準プロトコルによって通信するよう構成することがで
きる。SCSIコマンドを利用する実施形態において、エミ
ュレーションにはデバイス識別子を有するSCSIプロトコ
ルと、開始サーバによって予測される、あるいはこれに
適合するデバイス能力情報に応じて、問い合わせコマン
ドに対応することが関わる。また、SCSIプロトコルによ
る読み出し能力コマンドとモードページデータコマンド
は、ストレージを用いるクライアントサーバが物理的ス
トレージデバイスに関する標準的構成情報に依存でき、
その一方でストレージサーバが、クライアントサーバと
のインターフェースで物理的ストレージデバイスをエミ
ュレートすることによってクライアントサーバをスプー
フし、実際のストレージトランザクションを仮想デバイ
スにマップするよう、エミュレーションリソースによっ
て取扱われる。エミュレーションリソースにより、仮想
デバイスはイニシエータ、論理ユニット番号(LUN)、タ
ーゲットデバイス識別子との組み合わせによって識別す
ることができ、ストレージトランザクションをリクエス
トにおいて識別された特定の物理的ターゲットデバイス
に接続する必要はない。

【００６２】図５は、ストレージドメイン管理に用いる
ストレージ管理システム151として動作する、図４につ
いて示されているようなサーバの機能コンポーネントを
示すブロック図である。システム151は、ストレージマ
ネジャオペレーティングシステム152を有する。ストレ
ージマネジャオペレーティングシステム152により、機
能コンポーネントはストレージドメインルーティングリ
ソース153、レガシーデバイスエミュレーションリソー
ス154、データ移動リソース155、リダンダンシー、ホッ
トスワップ及びフェイルオーバのリソース156を有す
る。ストレージマネジャオペレーティングシステムは、
これらのリソース、オンシャーシキャッシュ157、管理
インターフェース158、そして本実施形態においてはオ
ンシャーシストレージアレイ159の通信を調整する。

【００６３】キャッシュ157は、本発明の一実施形態に
おいて、ストレージトランザクションを安全にサポート
するためのソリッドステート不揮発性メモリアレイで構
成される。別の実施形態において、キャッシュ157はさ
らに耐故障性を上げるために、冗長アレイを有する。

【００６４】システム151には、複数の通信インターフ
ェース160-165が設置され、この例において、インター
フェース160はクライアントとストレージ管理システム1
51間のプロトコルXを、インターフェース161はクライア
ントとストレージ管理システム151の間のプロトコルY
を、インターフェース162はストレージデバイスとスト
レージ管理システム151の間のプロトコルZを、インター
フェース163はストレージデバイスとストレージ管理シ
ステムの間のプロトコルAを、インターフェース164はス
トレージデバイスとストレージ管理システム151の間の
プロトコルBを、またインターフェース165はストレージ
マネジャシステム151とそのネットワーク上の他のスト
レージ管理システムとの間のプロトコルCを、それぞれ
実行するように構成されている。

【００６５】図の例において、プロトコルX-Zおよびプ
ロトコルA-Cは、ストレージ管理システム151によってサ
ポートされており、これらのプロトコルは複数の異なる
プロトコル、ひとつのプロトコルのバリエーション、あ
るいは、システムが利用される特定のストレージエリア
ネットワークに適したすべて同じプロトコルのいずれで
もよい。

【００６６】ストレージトランザクションは、インター
フェース160-165を通じて、それぞれの通信媒体からス
トレージ管理システム151の内部リソースへと行われ
る。好ましいシステムにおいて、ストレージトランザク
ションは、各種のインターフェースの中で、これらのイ
ンターフェースによって実行されるプロトコルとは独立
してルーティングするための、システム内部の共通メッ
セージングフォーマットに変換される。ストレージドメ
インルーティングリソース153は、特定のクライアント
デバイスとストレージデバイス用に構成された仮想回路
を使って、ストレージドメイン内でトランザクションを
マップする。レガシーエミュレーションリソース154と
データ移動リソース155により、新しい機器がネットワ
ークに追加されたり、ネットワークから取り外される場
合に、ストレージドメインはストレージ管理システム15
1において再構成される。例えば、新しいストレージデ
バイスをネットワークに追加することができ、既存のス
トレージデバイス内のデータセットを新しいストレージ
デバイスに移動でき、そのデータセットを使用したクラ
イアントからのストレージトランザクションは、移動中
およびターゲットエミュレーションを供給することによ
って移動が完了した後も、既存のストレージデバイスの
中に残っているかのように見える。リダンダンシー、ホ
ットスワップ、フェイルオーバリソース156により耐故
障性が保たれ、高スループットのデータストレージネッ
トワークでストレージ管理システム151が連続して動作
できる。［ハードウェアアーキテクチャの概要］図６
は、インテリジェントなストレージエリアネットワーク
(ストレージ)サーバに適したハードウェアアーキテクチ
ャの一例を示すブロック図である。ハードウェアアーキ
テクチャはリダンダンシーを利用し、分散型ソフトウェ
アシステムをサポートして、ひとつの故障箇所が特定の
ストレージトランザクションを妨害することがないよう
にしている。

【００６７】図６にはストレージサーバ102Aが搭載され
る。ストレージサーバは、標準的なコンポーネントと標
準ベースのデバイスを使いながらも、高い冗長性を実現
するよう設計されている。例えば、ストレージサーバ10
2Aは、標準的な周辺コンポーネント相互接続(PCIの高速
バージョンと標準的光ファイバチャネルアービトレーテ
ィドループ(FC-AL)インターフェースを採用している。
その他各種のプロトコルとインターフェースを使用する
実施形態もある。

【００６８】ストレージサーバ102Aは、4つの分離した6
4ビット66メガヘルツPCIバス200A-Dを有する。ストレー
ジデバイスとPCIバスのスロットにおけるネットワーク
インターフェースの構成は多数考えられる。一実施形態
において、PCIバスは、SSD PCIバス200A-Bとインターフ
ェースPCIバス200C-Dの2グループに分けられ、各グルー
プは上側、下側として指定される2つのバスを有する。
各グループにおける上下のバスは冗長サービスを供給す
るように構成することができる。例えば、下側のSSD PC
Iバス200Bは上側のSSD PCI バス200A と同じ構成でもよ
い。

【００６９】PCIバス200A-Dはホストブリッジコントロ
ーラ(HBC)モジュール202A-Bに接続される。HBCモジュー
ル202A-BはPCIバス200A-Dにまたがり、冗長ブリッジパ
スとなる。

【００７０】SSD PCI バス200A-Bは、ソリッドステート
ドライブ(SSD)モジュール204A-Gをサポートし、これら
のSSDモジュール204A-Gは、フラッシュメモリストア等
のソリッドステートストレージデバイスとなる。

【００７１】インターフェースPCIバスは、ネットワー
クインターフェースコントローラ(NIC)モジュール206A-
B、独立ディスクの冗長アレイ(RAID)コントローラ(RAD)
モジュール212A-B、および特定用途向け処理(ASP)モジ
ュール208A-DからHBCモジュール202A-Bへの相互接続を
行う。

【００７２】ストレージサーバ102Aを外部FC-ALに連結
するのに加え、NIC 206A-Bは、光ファイバチャネルハブ
(FCH)モジュール214A-Dに連結することができる。FCHモ
ジュール214A-Dは各々、NICモジュール206A-Bの両方に
接続され、FC-ALポートを10個ずつ提供し、NICモジュー
ル206A-Bからカスケードされて20ステーションFC-ALハ
ブを提供する。

【００７３】ディスクドライブハブ(DDH)モジュール216
A-Dは冗長FC-ALファブリックを提供し、ディスクドライ
ブをRACモジュール212A-Bに接続する。DDHモジュール21
6A-Dの各々におけるFC-ALファブリックは2つの冗長ルー
プで構成され、これらはDDHモジュールに接続されたす
べてのドライブをRACモジュール212A-Bの両方に連結す
る。RACモジュールはDHモジュール216A-D全部の間のル
ープを管理し、DDHモジュール216A-Dはそれぞれディス
クドライブ218等、5つのデュアルポートディスクドライ
ブをサポートする。

【００７４】システムミッドプレーン(SMP)は図６に示
されていない。SMPはパッシブミッドプレーンで、図６
に示すように、HBCモジュール202A-B、SSDモジュール20
4A-H、RACモジュール212A-B、NICモジュール206A-B、FC
Hモジュール214A-D、DDHモジュール216A-D、ASPモジュ
ール208A-Dの間の相互接続を実現する。SMPはコンパク
トPCIベースで、4つのカスタムコンパクトPCIバス200A-
D、RAC-DDH相互接続、NIC-FCH相互接続およびその他ミ
ッドプレーン信号からなる制御バスを有する。さらに、
SMPは電源サブシステム(図６では示されていない)から
モジュールへ、電圧48V, 12V, 5V, 3.3Vで配電する。

【００７５】フロントパネルディスプレイ(FPD)220は、
ストレージサーバ102A用のユーザインターフェースを供
給する。FPDにはディスプレイデバイスと入力デバイス
が含まれ、一実施形態においては、タッチセンシティブ
の液晶ディスプレイ(LCD)を使って入力機能を有するタ
ッチスクリーンとすることができる。FPD220はHBCモジ
ュール202A-Bと接続され、ステータス表示、構成表示お
よび管理、その他管理機能をサポートする。

【００７６】図６には示されていないが、電源およびフ
ァンサブシステムにより、冗長AC-DC電源供給、冗長DC-
DC電源変換、電源停止用のバッテリーバックアップおよ
び冗長プッシュプルファンサブシステムが供給される。
これらのコンポーネントは、ストレージエリアネットワ
ークを活用する場合に重要となる高い可用性と低いダウ
ンタイムという特徴をサポートする。

【００７７】ストレージサーバ102Aは他のストレージサ
ーバと連結して、ストレージエリアネットワーク内のひ
とつのネットワークポートあるいはストレージデバイス
に設置されたネットワークのようにすることができる。
この接続は、HBCモジュール202A-Bの各々に接続されたF
C-AL拡張ポート上で行われる。さらに、HBCモジュール2
02A-Bは帯域外管理のためにRS232シリアルポートと10/1
00イーサネットポートを提供する。

【００７８】バスシステムには、ストレージサーバ102A
内のすべてのバスが含まれる。この例において、バスシ
ステムはホストブリッジコントローラによって相互接続
される4つのPCIバスを有し、また別のインターフェース
を行うHBCモジュール内部のPCIバスも有する。スロット
は、バスシステム上でインターフェースを受けられるす
べての位置を含む。この例において、HBCモジュール外
の4つのPCIバスはそれぞれ4つのインターフェースに対
応することができる。

【００７９】インターフェースはカードあるいはスロッ
トに入るその他のデバイスで、インターフェースに接続
されるデータストア用のドライバおよびハードウェアを
サポートする。［リダンダンシーとフェイルオーバ］ス
トレージサーバ102Aは高いリダンダンシーを提供する。
一実施形態において、冗長NIC, RAC, HBCモジュールが
ある。SSDモジュールとドライブはミラーラングをサポ
ートする。ドライブはまた、パリティおよびデュアルチ
ャネルアクセスもサポートしている。DDHモジュールは
それぞれ、RACモジュールへの接続を行うための完全冗
長FC-ALファブリックを含む。フェイルオーバはHBCモジ
ュールが扱い、これはストレージサーバ内の他のモジュ
ールを制御する。この制御はマルチレイヤ式である。

【００８０】HBCモジュールのコントロールオーバ第一
レイヤは電源供給制御で、各モジュールは同モジュール
上のCMBコントローラによって制御される個々の電源供
給イネーブル信号を有する。HBCモジュールは冗長性が
あるものの、１つのHBCモジュールだけがマスタHCモジ
ュールとして動作して、システムを誘導、制御し、他の
HBCはスレーブとなる。モジュールをスロットにプラグ
接続すると、その電源供給は当初ディスエーブルされ、
マスターHBCモジュールだけが電源供給をイネーブルで
きる。モジュールが誤動作を始め、コマンドに対応しな
いと、HBCモジュールはそのモジュールへの電源供給を
ディスエーブルする。HBCモジュール用の制御第二レイ
ヤは、カード管理バス(CMB)である。各モジュールはCMB
に接続されるATMEL AT90S8515 (AVR) マイクロコントロ
ーラを有し、HBCモジュールそのものはマスターまたは
スレーブとして動作するCMBに接続されるAVRマイクロコ
ントローラを有する。CMBマイクロコントローラは、モ
ジュール上のメインプロセッサに供給される電源とは別
に、ミッドプレーンへの接続によって電源供給される。
CMBにより、マスターHBCはカードタイプを読み出し、カ
ードの有無を判断し、カードにマスク不可割込を送る
か、あるいはカードのハードリセットを行うことができ
る。モジュールプロセッサとマスターHBCモジュール
は、モジュール上のAVRマイクロコントローラのシリア
ルポートを通じた通信を行うこともできる。この通信パ
スは、PCIが故障した場合に通信を制御するためのバッ
クアップとなる。

【００８１】HBCモジュール用の制御第三レイヤはPCIバ
スである。モジュールがPCIバス上の制御プロセスを使
って反応しない場合、CMBを通じて質問することができ
る。それでもモジュールが反応しない場合は、CMBを使
ってマスク不可割込を送信し、それでも反応がない場合
は、CMBを通じてリセットする。リセット後も依然とし
てモジュールの反応がない場合、電源を落とし、モジュ
ールを交換せよとの警告を発することができる。［HBC
モジュールリダンダンシー］HBCモジュールリダンダン
シーとフェイルオーバはシステムリダンダンシーをサポ
ートする。HBCモジュール202A-Bを両方同時に動作させ
ることは可能であるものの、HOST_SEL信号によってマス
ターに指定できるのは一方だけである。マスターHBCモ
ジュールはPCIバスの全部にPCIバスアービトレーション
を供給し、他のモジュールへの電源イネーブルを制御
し、CMBデバイス上のマスターとして認識される。バッ
クアップHBCモジュールのPCIバスアービトレーション信
号と電源イネーブルは、HOST_SEL信号によってディスエ
ーブルされる。CMBはカードのスレーブCMBまたはFCBデ
バイスのそれぞれで、HOST_SEL信号によって切り換えら
れ、HOST_SEL信号は抵抗によってシステムミッドプレー
ン(SMP)上でプルダウンされ、HBCモジュール202Aがデフ
ォルト時のマスターとなる。HBCモジュール202BはHOST_
SEL信号によって自分をマスターとすることもできる
が、このようになるのは普通、フェイルオーバ時あるい
はHBCモジュール202Aがない場合の立ち上げ時だけであ
る。

【００８２】エラー発生の可能性をなくすため、FVCはH
OST_SEL信号を駆動し、特定パターンを2ヵ所の離れたメ
モリ位置へ書き込むことを要求する。これにより、誤動
作しているHBCモジュール自身がマスターになることが
防止される。HBCモジュールの電源イネーブル信号はど
ちらもSMP上で引き下げられ、立ち上げ時に両方のカー
ドに電源が供給されるようになる。HBCモジュール202A
はHBCモジュール202Bへの電源供給イネーブルを制御
し、これと同様にHBCモジュール202BはHBCモジュール20
2Aへの電源供給イネーブルを制御する。再び、エラー発
生の可能性をなくすため、HBCモジュールの電源供給イ
ネーブル信号の駆動には、特定パターンを2ヵ所の離れ
たメモリ位置へ書き込むことが必要となる。PCIブリッ
ジはデュアルホストをサポートしていない。PCIブリッ
ジを特別に構成することにより、両方のHBCモジュール
をシステムPCIバス上に構成することができる。両HBCモ
ジュール上のPCIブリッジは、ひとつのHBCモジュールが
制御するアドレススペースが他のHBCモジュールのPCIで
リッジ上のシステムPCIバス全部にとってローカルなメ
モリスペースとしてマップされるように構成される。ひ
とつのHBCモジュールが他のPCIアドレススペースを読み
出し、これに書き込もうとすると、エラーか発生する。
また、システムPCIバスへの4つのブリッジが重大なエラ
ーの原因となるトランザクションを認識するとエラーが
発生する。したがって、ひとつのHBCモジュールは、シ
ステムバス上の他のHBCモジュールへのアクセスを試み
るべきではない。

【００８３】HBCモジュールはPCIバス上で通信すべきで
はないが、HBCモジュールは2つの別個の通信用バス、専
用シリアルポートというバスを有する。専用シリアルポ
ートは通信用プライマリパスとなってメッセージを伝
え、他のHBCモジュールのサニティチェックを行う。シ
リアルポートが故障した場合、CMBをバックアップとし
て使い、どのHBCモジュールが故障したかを判断するこ
とができる。［HBCモジュール立上げシーケンス］HBCモ
ジュールはどちらも、システム電源投入時にEVCによっ
てパワーアップされるため、パワーアップ時に他のHBC
モジュールがあるかどうかを判断する必要があるが、こ
れはCMBを通じて行われる。他にもモジュールがある場
合、HBCモジュール202Aはデフォールト時にマスターと
なる。パワーアップ時にHBCモジュール202AがHBCモジュ
ール202Bはないと判断した場合、HBCモジュール202Bの
カードスロットへの電源供給をディスエーブルするこが
できる。これにより、第二のHBCモジュールを追加し、
マスターHBCモジュールのコントロール下でパワーアッ
プされる。HBCモジュール202Aが、HBCモジュールが存在
すると判断した場合、シリアルポートを通じた通信が行
われる。パワーアップ時にHBCモジュール202BがHBCモジ
ュール202Aはないと判断すると、202B自身がHOST_SEL信
号をセットし、HBCモジュール202Aのカードスロットへ
の電源供給をディスエーブルすることにより、マスター
HBCモジュールとなる。HBCモジュール202BがHBCモジュ
ール202Aの存在を判断すると、HBC 0がシリアルポート
を通じた通信を行うまで待たなければならない。所定の
時間が経過しても通信が行われない場合、HBCモジュー
ル202Bはフェイルオーバシーケンスを開始する。［HBC
モジュールのフェイルオーバシーケンス］HBCモジュー
ルはシリアルシンターフェース中、特定の間隔で相互に
通信するはずである。バックアップHBCがマスターHBCと
のシリアル通信を行わなくなると、そのCMB上でマスタ
ーHBCモジュールとの通信を確立するよう試みるべきで
ある。CMB上で通信が確立され、両方のホストが健全で
あると、シリアル通信リンクが異常である。両方のカー
ドは、どこに故障があるかを判断する診断を行わなけれ
ばならず、故障がバックアップHBCモジュール上にあ
る、または分離できない場合、アラームをトリガーす
る。故障がマスターHBCモジュール上にある、またはCMB
通信が確立できない場合、バックアップHBCモジュール
はマスターHBCモジュールの電源を切り、自分がマスタ
ーとなる。［ソフトウェアアーキテクチャの概要」スト
レージサーバは、他にないような広帯域、高スループッ
トおよびストレージサーバのデマンドをサポートするよ
うに設計されたオペレーティングステムによってサポー
トされる。オペレーティングシステムは、バスシステム
上のデータ転送をスケジュール、制御し、システムを管
理する。多数の異なるオぺレーティングシステムとソフ
トウェアコンポーネント構成を利用できるものの、ある
実施形態においては、ストレージサーバ用に設計された
モジュール性の高いオペレーティングシステムを使用す
る。

【００８４】図７は、ストレージサーバ用のオペレーテ
ィングシステムとサポーティングプログラムのソフトウ
ェアモジュールを示すブロック図である。

【００８５】図７は、ハードウェアインターフェースモ
ジュール900、アラバマ州モビールのAccelerated Techn
ologies社製Nucleus Plus^TMリアルタイムカーネルモジ
ュール902、ISOSプロトコル管理モジュール904、ストレ
ージサービスモジュール906というオペレーティングシ
ステムコンポーネントを有する。ハードウェアインター
フェースモジュール900により、ストレージサーバのソ
フトウェアコンポーネントはストレージサーバのハード
ウェアコンポーネントと通信することができる。

【００８６】Nucleus Plus^TMリアルタイムカーネルモジ
ュール902は、タスク、キュー、信号、タイマー、重要
セクションサポートといった基本的オペレーティングシ
ステム機能を提供するのに使用され、ストレージサービ
スモジュール906によってC++クラスの機能としてストレ
ージサーバのソフトウェアモジュールにエクスポートさ
れる。

【００８７】ISOSモジュール904により、ストレージサ
ーバは入出力用のメッセージングアーキテクチャをサポ
ートする。RAIDコントローラ(RAC)モジュール、ネット
ワークインターフェースコントローラ(NIC)モジュー
ル、ソリッドステートドライブ(SSD)モジュール、ディ
スクドライブハブ(DDH)モジュール、光ファイバチャネ
ルハブ(FCH)モジュール等のハードウェアモジュールは
すべて入力/出力プロセッサ(IOP)である。マスターホス
トブリッジプロセッサ(HBC)モジュールは、ホストとな
る。

【００８８】ストレージサービスモジュール906は、メ
ッセージングクラスを使ってコンポーネント間の信頼性
の高いメッセージ転送をサポートし、デバイスドライバ
モジュールの動作と仮想デバイス用サポートをサポート
する。デバイスドライバモジュール(DDM)と仮想デバイ
ス(VD)はストレージサーバストレージシステムの構成ブ
ロックである。ストレージサービスモジュール906は、
ストレージトランザクションに対するリクエストをサポ
ートするように構成されている。

【００８９】いくつかのアプリケーションにおいては、
ストレージサーバ102A等、単独のストレージサーバがオ
ペレーティングシステムモジュール900-906と一緒に作
動する数百のDDMを有し、ストレージサーバリクエスト
に対応する。また別のアプリケーションでは、わずかな
DDMをいろいろ組み合わせて使用する。

【００９０】ソフトウェアコンポーネントはデバイスド
ライバモジュール(DDM)として実装されている。主とし
てハードウェアデバイスにリクエストを送るDDMは中間
ドライバモジュール(HDM)と呼ばれ、内部の中間プログ
ラムとして機能するDDMは中間サービスモジュール(ISM)
と称される。例えば、SSDモジュールに働くDDMはHDMと
呼ばれ、キャッシュ、ミラーリングおよびその他ハード
ウェアデバイスに直接連結されていないサービスを提供
するDDMはISMと呼ばれる。

【００９１】単独のDDMが単独のストレージサーバ上で
複数の例示を有することもある。例えば、図７におい
て、動作、健全性、ステータスPHSモニター908A-Dとい
う4つの例示があり、それぞれNIC 910, RAC 920, HBC 9
30, SSD 940という4つの主要なソフトウェアサブシステ
ムのいずれかに対応する。各DDMは専用のメッセージキ
ューと個別の識別子を有する。例えば、NIC 910上のPHS
モニター908Aは、デバイスID (DID) 0となる。各DDM
は、DDMが扱うストレージリクエストのクラスをリスト
し、オペレーティングシステムモジュールは、ストレー
ジリクエストのクラスに基いてDDMにリクエストをルー
ティングする。リクエストは、リクエストコードまたは
仮想デバイス番号によってルーティングできる。

【００９２】NICソフトウェアサブシステム910は、プロ
セッササポートHDM 912A, 入力/出力変換ISM 914A およ
びPHSモニター908Aという3つのDDMを、RACソフトウェア
サブシステム920は、プロセッササポートHDM 912B, 入
力/出力変換ISM 914BおよびPHSモニター908Bという3つ
のDDMを、HBCソフトウェアサブシステム930はプロセッ
ササポートHDM 913C, 入力/出力変換ISM 914C、カード
管理HDM 916、システムモニターDDM 918、インターネッ
トプロトコルDDM 921、フロントパネルディスプレイDDM
922、特定用途向けプロセッササポートDDM 924、PHSモ
ニター908Cを有する。SSDソフトウェアサブシステム926
は、ソリッドステートドライブ管理HDM926とPHSモニタ
ー908を有する。フロントパネルディスプレイ950はハイ
パーテキストマークアップ言語(HTML)クライアント928
をサポートする。

【００９３】図８〜１０はさまざまなハードウェアドラ
イバモジュール(HDM)を示し、図１１〜１４は本発明の
好ましいアーキテクチャによる各種の内部中間サービス
モジュール(ISM)を示す。図１５は仮想回路となるデー
タパスに構成されたドライバモジュールセットの簡略図
である。

【００９４】図８は、HDM 524を有するネットワークイ
ンターフェースカード520を示す。カード520は光ファイ
バチャネルネットワークへの物理的インターフェース52
1を有する。この例においてはカリフォルニア州コスタ
メサのQlogic Corporation社製ISP 2200A等のQlogicデ
バイスであるネットワークインターフェースチップ522
は、物理的インターフェース521に接続され、ライン523
で表わされる通信を発生し、これがHDM 524の中で処理
される。HDM 504はシステム内の他のドライバモジュー
ルが使用するよう、通信の条件付けを行い、ライン525
によって表わされる通信はSCSIフォーマットを有する。
ライン526が示す通信は、BSAフォーマットなどのメッセ
ージフォーマットを有し、ライン527が示す通信はイン
ターネットプロトコル(IP)フォーマットを有する。HDM
は図中、「Qlogicドライバ」と表示されたドライバクラ
スの例であり、この例ではデバイス識別子DID 401が与
えられている。物理的インターフェースはNIC #1として
識別される。

【００９５】図９は、不揮発性集積回路メモリデバイス
のアレイで実装されるストレージデバイス720を示す。H
DM 722はアレイ721と接続され、ライン723でのブロック
ストレージアーキテクチャ通信をアレイ721からの記録
再生用フォーマットに変換する。この例では、HDM 722
にはデバイス識別子1130が与えられ、物理的インターフ
ェースはSSD #4として識別される。

【００９６】図１０は、図６に示す好ましい実施形態に
おける光ファイバチャネルアービトレーティドループア
ーキテクチャのストレージサーバシャーシに設置された
ディスクドライブアレイ820の構成を示す。図６に示さ
れる光ファイバチャネルディスクハブ#0 216A、チャネ
ルディスクハブ#1 216B、光ファイバチャネルディスク
ハブ#2 216C、光ファイバチャネルディスクハブ#3 216D
は、冗長ハブコントロールHDM 821, 822に接続されてい
る。

【００９７】HDM 821, 822はそれぞれ物理的光ファイバ
チャネルアービトレーティドループ接続823, 824に接続
される。HDM 821にはデバイス識別子1612、HDM 822には
デバイス識別子1613が付与されている。接続823は光フ
ァイバチャネルインターフェース825に接続され、イン
ターフェース825は、物理的インターフェース840とHDM8
27に接続されるネットワークインターフェースチップ82
6を有する。ISM 828はHDM 827と内部通信パス829に接続
される。ISM 808は、ライン829上のブロックストレージ
アーキテクチャ通信をHDM 827用のIOCB通信に変換す
る。HDM 827はネットワークインターフェースチップ826
と通信し、チップ826は光ファイバチャネル823を駆動す
る。ISM 828にはデバイス識別子1210、HDM 827にはデバ
イス識別子1110が付与される。物理的インターフェース
825はRAC #0とラベリングされる。

【００９８】光ファイバチャネル接続824は、インター
フェース830に接続され、インターフェース830はインタ
ーフェース825と同様の構成であり、ネットワークイン
ターフェースチップ832によって駆動される物理的光フ
ァイバチャネルインターフェース831を有する。ネット
ワークインターフェース832は、ライン833で示すチャネ
ル上でHDM 834と通信する。HDM 834はチャネル816を通
じてISM 835と通信し、ISM 835はチャネル837上のBSAフ
ォーマットメッセージへのインターフェースを管理す
る。この例において、ISM 835にはデバイス識別子121
1、HDM 834にはデバイス識別子1111が付与され、インタ
ーフェース830はRAC #1として識別される。

【００９９】図１１〜１４は、データパスに構成するこ
とのできる、本発明によるISM の例をいくつか紹介した
ものである。

【０１００】図１１は本発明によるプロトコルサーバモ
ジュールの一例であるSCSIターゲットサーバ550を示
す。本発明のストレージサーバを通じて管理されるデー
タのユーザが利用する特定のストレージチャネルまたは
ネットワークプロトコル用に、同様のプロトコルサーバ
モジュールを利用することができる。ターゲットサーバ
550は、ユーザとの接続用の通信インターフェースに接
続された、図８のHDM等、HDMから入ってくるメッセージ
を受け取るメッセージインターフェース551を有する。
この例においては、インターフェース551上のメッセー
ジはSCSIフォーマットを有し、別の例でメッセージはす
でにBSAアーキテクチャあるいは現在使用中の通信イン
ターフェース上のプロトコルに適した別のアーキテクチ
ャを持っているかもしれない。サーバ550は、SCSI−BSA
トランスレータ553あるいはアンサーローカル機能554に
入るメッセージを変換するスイッチ機能550を有する。
通常、トランスレータ553はメッセージをライン555上の
外に出て行くメッセージとして送る。ライン555上の中
に入るメッセージはトランスレータ556に供給され、こ
れが入ってくるBSAメッセージをライン551で用いられる
SCSIフォーマットに変換する。

【０１０１】多くの例において、SCSIターゲットデバイ
スは、さらにメッセージをルーティングすることなくロ
ーカルアンサーサービス554を使ってSCSIメッセージに
応えることができる。ストレージそのものからの読み出
しまたは書き込みに関係のない多くのステータスメッセ
ージはローカルアンサーサービス554が扱う。

【０１０２】この例におけるターゲットサーバ550は、
クラスSCSIターゲットサーバの例であり、デバイス識別
子500が付与される。SCSIターゲットサーバ550といった
プロトコルサーバの機能のひとつは、関連するインター
フェース上でのストレージトランザクションの対象とな
るストレージ範囲を識別することである。ストレージ範
囲は、以下に詳述するストレージサーバ内の構成ロジッ
クを使って仮想回路にマップされる。

【０１０３】図１２は、ミラー管理データパスタスクを
実行するISM 650を示す。ISM 650はデバイス上の内部通
信チャネルに接続されるインターフェース652を有す
る。論理プロセッサ652は入ってくる通信およびデータ
を受け取り、ミラーリング機能を管理する。ロジック65
2はプライマリドライブ653、セカンダリドライブ654、
第三のドライブ655および予備ドライブ656を含む複数の
ドライブインターフェースと通信する。図中では3方向
ミラーリングが示されているが、仮想回路を使い、所望
の数のミラーパスを作り、「N方向」ミラーリングを行う
こともできる。「ドライブインターフェース」という言葉
を用いているものの、ミラーリング機能には他のストレ
ージデバイスも利用できる。ドライブインターフェース
653-656は、内部通信チャネルを用いて、ミラーリング
機能で使用されるターゲットストレージデバイスと関連
するHDMモジュールと、あるいは特定の仮想回路に適し
たその他のISMモジュールと通信する。この例におい
て、ミラーISM 650は「ミラー」というクラスの例として
実装され、デバイス識別子10200を与えられている。

【０１０４】図１３はパーティションISM 750を示す。
パーティションISM 750は、他のドライバモジュールか
ら内部通信を受信するインターフェース751および他の
ドライバモジュールとも通信するインターフェース752
を有するほか、ロジックプロセス753、ベースアドレス7
54とリミットアドレス755を記憶するデータ構造、ドラ
イブインターフェース756を備えている。パーティショ
ンロジックプロセス753は、各種ストレージ管理技術に
役立つ論理パーティショニング機能を用い、ドライブプ
ロセス756によって識別されるサブジェクトストレージ
デバイスを構成するため、物理的デバイスが仮想回路に
おける複数の論理デバイスのように見える。この例にお
いて、パーティションISM 750は「パーティション」とい
うクラスの一例であり、デバイス識別子10400が付与さ
れている。

【０１０５】図１４はキャッシュISM 850を示す。キャ
ッシュISM 850は、ストレージサーバ上の内部メッセー
ジ転送構造へのインターフェース851と通信する論理プ
ロセッサ853を有する。キャッシュISM 850におけるデー
タ構造には、ローカルキャッシュメモリの割り当て85
4、キャッシュ854に保存されたデータを識別するキャッ
シュテープル855、ドライブインターフェース856を有す
る。ドライブインターフェースはチャネル857上で、キ
ャッシュが使用中の特定の仮想回路に関連するHDMと通
信する。一実施形態におけるキャッシュメモリ854はス
トレージサーバの中で管理され、別の実施形態におい
て、キャッシュは図９について説明したようなアーキテ
クチャを有するソリッドステートメモリモジュール等の
高速不揮発性メモリの中に保存することができる。好ま
しい実施形態において、キャッシュISM 850は「キャッシ
ュ」というクラスの一例として実装され、デバイス識別
子10300が付与される。

【０１０６】図１５は、本発明による複数のドライバモ
ジュールを有する、データパスによって実装される冗長
仮想回路の発見的図式である。仮想回路はデータのユー
ザと通信するための外部インターフェース、ユーザとの
通信をドライバモジュールの通信フォーマットに変換す
るためのプロトコルトランスレータ、ストレージデバイ
スとの通信インターフェースを含むストレージオブジェ
クトを有する。データパスタスクを行うストレージオペ
レータは、トランスレータとストレージオブジェクトの
間に設置できる。キャッシュ、ミラー、パーティション
等のストレージオペレータとして動作するドライバモジ
ュールの配列は、システムデザイナがストレージサーバ
によって提供される構成済みロジックを使って最適なも
のとする。

【０１０７】図１５に示す例において、外部インターフ
ェースはNIC #0によって提供され、これに関連するHDM
はブロック1010が示す。プロトコルトランスレータはSC
SIターゲットサーバISM 1011、キャッシュ機能はISM 10
12、ミラー機能はISM 1013である。ストレージオブジェ
クトはミラー機能1013からアクセスされ、この例におい
てはブロック1014で示す光ファイバチャネルの基本的デ
イジー・チェーンインターフェースとその関連HDMあるい
は外部LUNインターフェースから選択された物理的スト
レージインターフェースセット、ブロック1015および冗
長ブロック1016が示すISN/HDMのペアを通じてアクセス
される光ファイバチャネルアービトレーティドループの
中のディスクドライブ、ブロック1017が示すソリッドス
テートストレージデバイスと関連HDM、ブロック1018が
示す外部ディスクドライブとのインターフェースおよび
これに関連するISM/HDMのペアで構成される。ディスク
(01), (02), (03), (04) 上の個別のHDMモジュールは光
ファイバチャネルアービトレーティドループを通じたイ
ンターフェース1015および1016との通信を管理する。

【０１０８】この実施形態において、ミラーモジュール
1013はディスク(01), (02), (03)にそれぞれプライマ
リ、セカンダリ、予備ドライブとしてアクセスし、ミラ
ー機能を果たす。図１２に示すミラーモジュールには第
三のドライブインターフェースが含まれているが、図１
５のシステムはこの第三のドライブを使用していない。

【０１０９】この図には、ISMモジュール1020と1021も
描かれており、これらは図中の仮想回路のデータパスと
は接続されていない。これらのブロックは、仮想回路構
造を使用すると、単純にストレージサーバを構成するこ
とにより、パーティショニング等の新しいモジュールを
追加することができることを示すものである。

【０１１０】冗長データパスはブロック1025で示すイン
ターフェースNIC #1とこれに関連するHDM、ブロック102
6で示すSCSIターゲットサーバISM、ブロック1027で示す
キャッシュISM、ブロック1028で示すミラーISMで構成さ
れる。データストレージデバイスのリダンダンシーは、
ミラー機能を使って実現している。冗長ドライバモジュ
ールは、好ましい実施形態において、ストレージサーバ
における個別のIOPの上に分散されている。

【０１１１】図１５に示すように、ドライバモジュール
はそれぞれ、図１５中のブロック内で括弧書きされた個
別のドライバ識別子を有し、ストレージサーバが管理
し、ストレージサーバ内の構成可能なロジックで制御す
るコンフィギュレーションデータベース内のテーブルに
基いて構成ロジックをサポートするのに、このデバイス
識別子が用いられる。

【０１１２】好ましいシステムにおいて、構成テーブル
は図１６および１７に描かれているような持続型テーブ
ルドライバによって管理される。図４に戻ると、ストレ
ージサーバ102はテーブル116のようなテーブルにおける
管理およびルーティング情報を記憶する。テーブル116
は管理インターフェース120からアクセスできる。テー
ブル116は通常、不揮発性メモリ等の持続型メモリの中
に記憶され、冗長的に保持されてフェイルセーフをサポ
ートする。

【０１１３】図１６は、ドライバモジュール構成の基本
的アーキテクチャによる、「持続型テーブル」というクラ
スの一例として実装された持続型テーブルモジュール14
00を示す。この持続型テーブルモジュール1400は、テー
ブルアクセス論理プロセッサ1401、テーブルデータアク
セスマネージャ1402を含む各種サポート機能、持続型イ
メージマネージャ1403、および持続型テーブルインスタ
ンス同期モジュール1404からなる。テーブルデータアク
セスマネージャ1402はこの実施形態において、テーブル
クラスマネージャ1405と接続され、このテーブルクラス
マネージャは、光ファイバチャネルポートIDテーブル14
06、LUNエクスポートテーブル1407、構成テンプレート
テーブル1408、DDMロールコールテーブル1409、仮想デ
バイステーブル1410、ストレージロールコールテーブル
1411、光ファイバチャネルディスクロールコールテーブ
ル1412、外部LUNテーブル1413、ソリッドステートスト
レージテーブル1414を含む複数の構成テーブルを管理す
る。持続型テーブルモジュール1400が管理するテーブル
セットの特定の構成は、特定の実装に合わせて変更し、
あるクラスのデバイスにとって最適なものとすることが
できる。

【０１１４】持続型イメージマネージャ1403とテーブル
インスタンス同期マネージャ1404は、図１１に示すよう
な持続型データストレージドライバ1420および図示され
ていない第二の持続型ストレージドライバと通信する。
持続型データストレージドライバ1420はHDMとして実装
され、これは「持続型ストレージ」というクラスの一例で
あり、先に説明したドライバモジュールのモデルに従っ
てデバイス識別子が付与されている。好ましいシステム
において、持続型データストレージHDM 1420は、ストレ
ージサーバ内のソリッドステートストレージデバイスと
通信し、仮想回路で用いられるデータに高速アクセスす
ることができる。

【０１１５】持続型データストレージはこのシステムに
関するさまざまな構成情報を保持する。DDMロールコー
ルテーブル1409には、すべてのデバイスドライバモジュ
ール例リストとそれぞれの固有のデバイスIDが含まれ
る。ストレージロールコールテーブル1411には、ストレ
ージサーバが検出する全能動ストレージデバイスリスト
が含まれ、このロールコールテーブルは仮想デバイステ
ーブル1410と構成ツールが仮想回路を作成するのに使用
する。LUNエスクポートテーブル1407は、ストレージチ
ャネルトランザクション内の特定されたストレージ範囲
を仮想回路にマップできるようにする。外部LUNテーブ
ル1413は、ストレージサーバ上の外部ストレージインタ
ーフェースを通じて接続されるその他のストレージサー
バの中に保持されるストレージの論理ユニットを識別す
る。

【０１１６】２つのプライマリテーブルがクライアント
へのストレージのエクスポートと、ストレージサーバ10
2Ａのストレージルーティング機能をサポートする。こ
れらのテーブルは、エスクポートテーブル1407と仮想デ
バイス構成テーブル1410である。 ［エクスポートテーブル1407］エクスポートテーブル14
07は、ストレージトランザクションとともに受け取った
アドレシングジ用法を仮想回路またはストレージオプシ
ョンにマップする。光ファイバチャネルインターフェー
ス上のSCSI-3の場合に使用されるアドレシング情報は、
イニシエータID、ターゲットLUN、ターゲットアドレス
である。

【０１１７】すべてのイニシエータ、あるいはクライア
ントが多くのLUNを共有するため、ひとつひとつのリク
エストを解決するのに必ずしもこの情報のすべてを使用
する必要はなく、ほとんどのLUNは、異なる仮想回路を
選択するためよりもむしろ仮想回路内のアドレシングを
行うために、ターゲットアドレス、例えばストレージデ
バイス上のオフセットを使用する。この代表的実施形態
において、エクスポートテーブル1407は表１のように構
成される。

【表１】

【０１１８】エクスポートテーブル1407には、仮想回路
の現状、仮想回路の容量その他の情報を記載する別のコ
ラムを含めることができる。一実施形態において、エク
スポートテーブル1407は、エクスポートテーブルのコラ
ムで仮想回路全体を列挙する。

【０１１９】表１は、プロトコルごとのアドレシング情
報を使ってリクエストを適当な仮想回路へルーティング
できることを示している。従って、ポート2000をターゲ
ットとするストレージ範囲を識別するものとして使用す
るTCPセッションだけが、識別子70を有する仮想デバイ
スから始まる仮想回路にルーティングされる。

【０１２０】表１は、あるプロトコルについてひとつの
LUNを、ストレージトランザクションのイニシエータに
応じて異なるデバイスに接続できることを示している。
この例において、LUN 1はイニシエータIDに基いて異な
る仮想回路にマップされる。また、仮想回路は、「ワー
ルドワイドネーム(WWN)」等、他の種類の識別子に基いて
マッピングすることもできる。

【０１２１】エクスポートテーブルの一例を以下に示
す: #define EXPORT_TABLE "Export_Table" struct ExportTable Entry { rowID ridThisRow; //表のこの行のrowID U32 version; //エクスポートテーブルバージョンの記録 U32 size; //エクスポートテーブルサイズの記録(バイト) CTProtocalType ProtocolType: //FCP, IPその他 U32 CircuitNumber; //LUNその他 VDN vdNext; //パス内で最初の仮想デバイス番号 VDN vdLegacyBsa; //レガシーBSAの仮想デバイス番号 VDN vdLegacyScsi; //レガシーSCSIの仮想デバイス番号 U32 ExportedLUN; //エクスポートされたLUN番号 U32 InitiatorId; //ホストID U32 TargetId; //われわれのID U32 FCInstance; //FCループ番号 String32 SerialNumber; //シリアル番号のストリングアレイを使用 Long long Capacity; //この仮想回路の容量 U32 FailState; U32 PrimaryFCTargetOwner; U32 SecondaryFCTargetOwner; CTReadyState ReadyState; //カレント状態 CTReadyState DesiredReadyState; //所望の準備状態 String16 WWNName; //ワールドワイドネーム(64または128ビットでIEEEに 登録されたもの) string32 NAME; //仮想回路名 } #endif ［仮想デバイス構成テーブル］仮想デバイス構成テーブ
ルは、仮想デバイスを、仮想デバイスをサポートするデ
バイスドライバに接続する。仮想デバイスは、冗長デザ
インをサポートするように設計されているため、仮想デ
バイス構成のためのテーブルは仮想デバイス番号をデバ
イスモジュールにマップする。一実施形態において、表
2のようなテーブルを使って仮想デバイスがこれをサポ
ートするデバイスドライバにマップされる。図１５は、
表２で実装される仮想デバイス12から始まる仮想回路を
示したものである。

【表２】

【０１２２】表２のように、各仮想デバイスについて、
その仮想デバイスをサポートするプライマリおよび代替
ドライバモジュールに関する情報が提供される。例え
ば、表2の2行目では、光ファイバチャネルディスクドラ
イブが仮想デバイス(VD)10にマップされる。

【０１２３】仮想デバイスは仮想デバイスをサポートす
る一つ以上のソフトウェアあるいはハードウェアモジュ
ールで構成される。パラメータのコラムは、初期化情報
を提供するのに使用される。VD 10の場合、パラメータ
はSO(00)で、これはストレージオプション0を意味す
る。各デバイスドライバモジュールのクラスは、クラス
ごとのパラメータを有する。ストレージオプションドラ
イバは、特定のストレージユニットを指定するパラメー
タを使い、ミラードライバやキャッシュドライバといっ
た中間ドライバクラスは、仮想回路内の次の仮想デバイ
スを指定するパラメータを使用する。このフォーマット
によれば、ひとつのデバイスドライバモジュールがパラ
メータの設定に基いて複数のデバイスをサポートするこ
とができる。表２においては、デバイスドライバ1210は
仮想デバイス10, 15, 16, 17によって使用されている
が、それぞれドライバに異なるパラメータを指定する。
ステータスのコラムは、仮想デバイスをサポートするソ
フトウェアまたはハードウェアモジュールのステータス
を示す。例えば、表２の１行目では、ステータスは「プ
ライマリ」であり、これはプライマリデバイスドライ
バ、つまりここでは4000が使用されることを意味してい
る。表２の２行目のステータスは「代替」であり、これは
プライマリデバイスドライバが故障した、あるいは正し
く応答していないことを示す。この場合、代替ドライ
バ、つまり表２の２行目では1211が使用される。複数の
代替を有するデバイスの場合、ステータスのコラムには
使用されているドライバが表示される。

【０１２４】例）例えば、接続オプション130のいずれ
かひとつの上で、SCSIプロトコルを使い、アドレシング
情報の中でLUN 2を指定して、ストレージサーバ102Aへ
とストレージトランザクションが行われる場合について
考えてみる。この例において、ストレージサーバ102Aは
表1および2のように構成されているものとする。

【０１２５】ストレージトランザクションを受け取るネ
ットワークインターフェース146等の接続オプション
は、ハードウェアデバイスドライバに接続される。ハー
ドウェアデバイスドライバはストレージトランザクショ
ンを受け取り、プロトコルに従って、そのプロトコルを
扱う適当な仮想デバイスにこれを送る。

【０１２６】例えば、SCSIストレージトランザクション
は、SCSIターゲットクラスの中のデバイスドライバに送
られる。同様に、IPストレージトランザクションは、IP
ターゲットクラスの中のデバイスドライバに送られる。
ここで、ストレージトランザクションはSCSI通信プロト
コルを使って作られたため、SCSIターゲットデバイスド
ライバ(DID 500)にルーティングされる。

【０１２７】SCSIターゲットデバイスドライバはさらに
リクエストを分析する。分析ではまず、そのリクエスト
をどの仮想回路にマップするかを判断する。この判断
は、エクスポートテーブル内の情報を使って行われる。
この例において、表１は、LUN2を指定するSCSIプロトコ
ルを使用するリクエストは仮想デバイス12から始まる仮
想回路にルーティングされるべきであることを示してい
る。一実施形態において、SCSIターゲットリクエストは
すべて、ひとつのインターフェースに関する同じSCSIタ
ーゲットドライバにルーティングされ、この実施形態で
は、ターゲットVD 12のパラメータ情報は、SCSIターゲ
ットの第二の仮想デバイスにメッセージをルーティング
するよりも、SCSIターゲットデバイスの行動を制御する
のに使用される。

【０１２８】ここでドライバ番号500とされているSCSI
ターゲットデバイスはSCSIメッセージを内部フォーマッ
トに変換する。このようなフォーマットの一例が、I₂O
ブロックストレージアーキテクチャ(BSA)フォーマット
に基くものである。このフォーマットはデバイスおよび
プロトコルニュートラルであり、中間デバイスドライバ
はこれを使用できる。リクエストが内部フォーマットと
なると、これはパラメータによって示される仮想回路内
の次の仮想デバイスに送られる。ここでは、このパラメ
ータはVD(13)、つまり仮想デバイス13である。

【０１２９】メッセージはVD 13にルーティングされ、
これは冗長キャッシングドライバであり、ここでは1030
0および10301とナンバリングされている。キャッシング
ドライバはメモリを使ってストレージトランザクション
を記憶する。ドライバが使用しているキャッシングアル
ゴリズムに基いて、ドライバは適当な間隔でストレージ
トランザクションを仮想回路内の次の仮想デバイスにル
ーティングする。ここで、次のデバイスはパラメータVD
(14)、つまり仮想デバイス14によって示される。

【０１３０】内部フォーマットにおいて、メッセージは
VD 14にルーティングされる。仮想デバイス14は冗長ミ
ラーリングドライバを有する。この場合、ドライバ1020
0および10201が使用される。ミラーリングドライバは、
複数のボリュームでミラーリングされたストレージイメ
ージを保持するためのミラーリングアルゴリズムを実現
する。このミラーリングドライバは、プライマリ、セカ
ンダリおよび第三のストアおよび予備ストアをサポート
しているが、他のミラーリングドライバは異なるアルゴ
リズムをサポートすることもある。このミラーリングド
ライバは、既存のストアと確実に同期される新規ストア
を接続する場合もサポートしている。ドライバが使用し
ているミラーリングアルゴリズムとミラーリングされた
ストアのステータスに基き、ドライバはストレージトラ
ンザクションを仮想回路内の適当な仮想デバイスにルー
ティングする。プライマリおよび代替ストアがどちらも
機能しているのであれば、ミラードライバはパラメータ
VD (15, 16, なし、17)または仮想デバイス15, 16によ
ってのみ、このリクエストをプライマリおよびセカンダ
リストアにルーティングする。パラメータリストの中の
「なし」とは、この仮想デバイスについては現在、第三
のドライブが使用されていないことを示す。

【０１３１】ミラーリングドライバは、2つのデバイス
に逐次的あるいは並列にストレージトランザクションメ
ッセージをルーティングすることができる。この例にお
いて、仮想デバイス15へのメッセージ送信が検討される
が、セカンダリストア、仮想デバイス16にまでこの例を
拡張することが可能である。仮想デバイス15は、光ファ
イバチャネルドライブを制御するための冗長ドライバを
有する。ドライバは、例えばBSAからSCSIへ等、内部フ
ォーマットをドライバが使用するフォーマットに変換す
る。ドライバはまた、ドライブにアドレシング情報も提
供する。ここで、パラメータSO(02)を使って、ストレー
ジオプション、この例では光ファイバチャネルドライブ
番号2が選択される。

【０１３２】このように、ストレージプラットフォーム
において、ハードウェア機能(ディスクまたはフラッシ
ュメモリ等)とソフトウェア機能(RAIDストライプまたは
ミラー等)はすべて、ほとんどの場合にデバイスと呼ば
れるソフトウェアドライバを通じてアクセスされる。

【０１３３】これらのデバイスはペアにされ(このペア
を構成する各々のデバイスは別個の基板上で動作し、冗
長性を持たせることが好ましい)、仮想デバイスと呼ば
れる。次に仮想デバイスが連結され、各種の構成が出来
上がる。例えば、ミラーデバイスは2つまたは3つのディ
スクデバイスに連結できる。このような構成を通じて、
仮想デバイス連鎖が完成する。これらの仮想デバイス連
鎖は、別の構成でも使用可能なBSAタイプのデバイスに
構成されている限り、追加できる。

【０１３４】仮想デバイス連鎖はFCP/SCSIターゲットサ
ーバデバイスに接続され、FCPターゲットドライバの「エ
クスポート」に関するLUNエクスポートテーブルの中にマ
ッピングされる(つまり、外部からはFCPプロトコルを通
じてアクセスされる)。この時点で、先頭にSCSIターゲ
ットサーバデバイスを有する仮想デバイス連鎖は、仮想
回路と呼ばれる。

【０１３５】仮想回路の構成を司る仮想回路マネージャ
ソフトウェアは、SCSIターゲットサーバの「先頭」を仮想
デバイス連鎖に置き、その後FCPターゲットのエクスポ
ートテーブルを更新することによって仮想回路をエクス
ポートする。このソフトウェアはまた、削除、休止、フ
ェイルオーバ動作もサポートする。

【０１３６】仮想回路マネージャソフトウェアは、各仮
想回路内の全仮想デバイスを1ヵ所にまとめて記載する
仮想回路テーブルVCTを保持する役割も担う。この情報
は、フェイルオーバ、ホットスワップ、シャットダウン
等、多くのシステム動作を実行するのに必要となる。

【０１３７】初期化を行う場合、仮想回路マネージャソ
フトウェアはVCTそのものを持続型テーブルストアの中
で定義し、さらにVCTの挿入、削除その他の変更を聞き
取る。

【０１３８】新しい仮想回路を作るためには、SCSIター
ゲットサーバを例示し、新しいLUNをマップ、エクスポ
ートするのに必要な情報をVCT内の記録に入れなければ
ならない。仮想回路マネージャは、VCTへの挿入を聞き
取り、その回答を受け取ると、次の動作を行う: 1.新たに挿入された記録の情報を有効化しようとする。
記録に無効な情報が含まれていると、そのステータスフ
ィールドにはエラーが表示され、それ以上の動作は行わ
れない。 2.新しく挿入された記録によって指定された仮想回路の
LUNについて、新しいSCSIターゲットサーバデバイスを
作る。 3.新たな記録のステータスを「例示」とする。 4.仮想回路に割り当てられるストレージは、ストレージ
ロールコールテーブルで使用されるようにフラグが立て
られる。 5.エクスポートテーブルが更新され、LUNが新しいSCSI
ターゲットサーバに送られる。 仮想回路内の記録が削除されると、仮想回路マネージャ
は以下の動作を行う: 1.まだ済んでいない場合は仮想回路を休止させ、休止と
表示する。 2.仮想回路の発送データをエクスポートテーブルから取
り除く。 3.仮想回路の記録から参照されるロールコール記録に不
使用と表示する。 4.仮想回路に関連するSCSIターゲットサーバの例示を除
く。 仮想回路マネージャは、VCTにおける「エクスポート」フ
ィールドの変更を聞き取り、VCTの中のいずれかの記録
における「エクスポート」フィールドが「正しい」と設定さ
れると、仮想回路マネージャは以下の動作を行う: 1.FCPターゲットのエクスポートテーブルに必要な変更
を行うことにより、仮想回路をエクスポートする。 2.エクスポート動作中に何らかのエラーに遭遇した場
合、VC記録のステータスフィールドが設定され、「エク
スポート」フィールドは正しい状態のままとなる。仮想
回路がエクスポートされないと、「エクスポートされた」
というフラグが「間違い」にセットされる。

【０１３９】仮想回路マネージャは、仮想回路テーブル
の「休止」フィールドへの変更を聞き取る。VCTのいずれ
かの記録における「休止」フィールドが「正しい」にセット
されると、仮想回路マネージャは次の動作を行う: 1.VCが現在エクスポートされている場合、そのエクスポ
ートが停止し、「エクスポートされた」というフラグが
「間違い」にセットされる。 2.仮想回路内の仮想デバイスのすべてに休止メッセージ
が送られる。 3.休止動作中に何らかのエラーに遭遇した場合、VC記録
のステータスフィールドが設定され、「休止」フィールド
は正しい状態のままとなる。つまり、仮想回路が休止さ
れていないと、「休止された」というフラグが「間違い」に
セットされる。

【０１４０】［ユーザインターフェース］ユーザインタ
ーフェースは、本発明によるストレージサーバを構成す
る際に表示、使用するためのデータ処理構造によって作
ることができる。画像には、ロゴを表示するためのフィ
ールド、サーバのシャーシに関する基本情報を表示する
フィールドおよびアイコンセットを有するウィンドウが
あり、これらのアイコンを選択すると、管理アプリケー
ションを起動することができる。ハードウェアとソフト
ウェアを管理するルーチン、ユーザアクセスを管理する
ルーチン、そしてサーバ内の長いプロセスをモニターす
るルーチンはボタンによって開始される。本発明によれ
ば、サーバに付けられるホストを定義する機能、エクス
ポートされたLUNを管理されたリソースにマップする機
能、管理されたストレージを構成する機能もボタン操作
で起動できる。

【０１４１】このウィンドウには、ユーザ名入力用フィ
ールドとパスワード入力用フィールドを含むユーザログ
オンダイアログボックスも含まれている。

【０１４２】［ホットマネージャ］ユーザはボタン操作
でホストマネージャを起動する。ここでは、ストレージ
サーバ用のホスト(サーバ)を決定するための、Javaベー
スのユーザインターフェース(UI)について説明する。管
理ソフトウェアがウィンドウを開くと、ここには、構
成、使用する上で利用できる各ホストに関するいくつか
のコラムにホスト名、ポート番号、イニシエータIDおよ
び説明を、入力する表が表示される。これ以外のフィー
ルドには、別のコラムに記載したネットワークインター
フェースカード識別子および個別のホスト識別子が含ま
れる。好ましい例における個別のホスト識別子は、光フ
ァイバチャネルホストに関するワールドワイド番号であ
る。

【０１４３】ホストマネージャはストレージサーバのJa
vaベース管理アプリケーションのサブコンポーネントで
あり、これによってユーザはNICポートとイニシエータI
Dに名称と内容説明を割り当て、LUNの定義プロセスを進
めることができる。一般的な機能はマウスのポップアッ
プ、ツールバーボタン、アクションメニューを通じて利
用し、例えば新規ホスト追加ボタン、ホスト変更ボタ
ン、ホスト削除ボタン等を使って、既存のホストにアク
セスしたり、新ホストを定義することができる。

【０１４４】ユーザインタフェースは、ホスト情報を表
示するためのメニューとテーブル、あるいはその他のグ
ラフィクスで構成される。ユーザがホストマネージャパ
ネルに入ると、テーブルには既存のホストすべてが記入
される。ユーザは、テーブル内の行を選択できる。各行
には、１つのホストに関する情報が含まれる。次にユー
ザはホストの変更または削除を選択し、変更を選択する
と、ダイアログボックスが現れ、ユーザはホスト名や内
容を変えることができる。変更後、OKまたはキャンセル
ボタンを押す。OKを押すと、その変更がテーブル内に表
示され、サーバに送られる。削除を選択すると、ダイア
ログボックスが現れ、削除されるホストを示すラベルと
OKおよびキャンセルボタンが表示される。OKを押すと、
そのホストの行がテーブルから削除され、サーバでもこ
の削除が行われる。追加を選択すると、ダイアログボッ
クスが現れ、ユーザはホストに関するすべての情報を追
加することができる。OKを押すと、その新ホストに関す
る新しい行がテーブルに追加され、サーバでもこの追加
が実行される。コラムラベルをクリックすれば、コラム
をソートできる。

【０１４５】［ストレージのマッピング］ユーザはスト
レージ管理ルーチンを起動することができ、このルーチ
ンで表示される画像には、ストレージの要素を表示する
階層化ツリーによる表示構成を示すウィンドウが含まれ
る。

【０１４６】ストレージの要素はこのツリー構造を使っ
て定義される(例えば、ミラー→ストライプ→ディス
ク)。これにより、ユーザはストレージに関するそのユ
ーザの考え方に合った、体系化された方法でそのストレ
ージを構成することができる。ストレージ要素の代表的
な種類を以下に示す: ‐ミラー ‐ストライプ ‐外部LUN ‐内部ディスク ‐SSD ‐ストレージコレクション ‐ストレージパーティション これらの要素をツリー状に組み立てることにより(例え
ばMicrosoft Explorerのようなツリーディスプレイを使
用する)、ユーザは仮想回路で使用するストレージを前
もって構成することができる。各要素はパーティション
に分割でき、これらのパーティションを異なる方法で使
用することが可能である。例えば、ストライプセットを
パーティションに分割し、ひとつのパーティションをひ
とつのLUNとしてエクスポートし、別のパーティション
をミラー内の１つのメンバーとして使用できる(これを
さらに分割することも可能)。

【０１４７】ストレージ要素をパーティションに分割し
た場合、これらストレージコレクションの中に保存さ
れ、このストレージコレクションはパーティションに分
けられた要素の子供となる。分割されていない要素につ
いては、このパーティションコレクションは存在しな
い。各パーティションは、それが分割しているストレー
ジの種類、つまりミラーパーティションか、ディスクパ
ーティションか等によって識別される。あるストレージ
要素のパーティションは、その要素のパーティションす
べてが利用できる(つまり、ストレージの全要素が不使
用の状態)場合を除き、ひとつのパーティションにまと
めることはできない。このために、ユーザはパーティシ
ョンに分割されたストレージ要素のうち、使用されてい
ないパーティションだけを有するものを選択し、「アン
パーティション」ボタンを押す。

【０１４８】専用スペアがあると、専用スペアもストレ
ージコレクションの中に保存され、このストレージコレ
クションはこれらのスペアが割り当てられた要素の子供
となる。

【０１４９】したがって、ストレージ要素はそれぞれ
が、子供としてパーティションコレクション、スペアコ
レクションおよび親となる要素を構成する実際のストレ
ージ要素を持ちうる。

【０１５０】ストレージマネージャはある意味で、サー
バ上の接続されたすべてのストレージをリストアップす
るストレージロールコールテーブルの内容を表わすもの
と言うことができる。利用可能な各ストレージ要素はス
トレージツリーの最上部として見られ、例えば、ミラー
は利用可能として表示されるが、ミラーの枝を構成する
ストライプとディスクはそのミラーに属するため、利用
できない。これらを別の場所で再び利用するには、その
ミラーから(したがって、そのミラーから下のストレー
ジツリーから)取り除く必要がある。一実施形態におい
て、これはWindows NTファイルエクスプローラプログラ
ムにおいてファイルをひとつのディレクトリから別のデ
ィレクトリに移動する場合と同様に、ドラッグ・アンド・
ドロップによって行う。すべてのストレージ(使用、不
使用)のツリーは、この例のディスプレイでは左半分に
表示され、ストレージの各要素はその種類を示すアイコ
ンを持っていたり、また名称やIDを特定する。

【０１５１】ツリーの下、ウィンドウの右側あるいはそ
の他一般的な場所に、利用可能な(不使用の)ストレージ
が列挙される。これは、別のストレージ要素あるいは仮
想回路が使っていないすべてのストレージのリストであ
る。明白に使用されていないストレージの多くは一般ス
ペアプールの中に設置されると予想され、この利用可能
な(使用されていない)ストレージのリストは、ユーザが
新しいストレージツリーを構成する時の材料となる不使
用のストレージ要素を簡単に見つけることができるよう
にするための便宜上使用されると予想される。例えば、
ソリードステートストレージデバイス(SSD)のパーティ
ションはストライプセット(RAID 0)によってミラーリン
グされ、このパーティションとストライプセットはどち
らも、これらがミラーリングされるまで、利用可能なリ
ストの中に含められる。2つのメンバーからミラーが作
られると、このミラーは仮想回路に組み込まれるまで、
利用可能なリストの中に表示される。

【０１５２】右側には、ユーザがこれをマウスでクリッ
クすることによって選択したツリーの要素に関する情報
とパラメータが表示される。利用可能なリストに表示さ
れたストレージ要素が選択されると、利用可能リストと
ストレージツリーの両方で選択される。

【０１５３】追加、削除機能が搭載されているため、エ
ントリを作ったり、削ったりすることができ、さらに変
更機能により、ユーザインターフェースで提供されるツ
ールを使い、ユーザはツリーの中のストレージ要素に関
する「所有者」、「最終修理日」、「内容説明」等のフィール
ドを変更することができる。ユーザが自分の追加しよう
としているもの(ミラー、ストライプ、ディスク等)を特
定すると、これに適当なコントロールセットが付与され
る。

【０１５４】内部ディスクと外部LUNについて、ユーザ
は名称、サイズ、あるいはメーカー等の項目を指定でき
る。ディスクは1個のハードウェアであり、自動的に検
出されるため、内部ディスクを指定することは特殊のケ
ースのように思われる。ユーザがディスクを追加するの
は、後に追加する何らかのハードウェアのために「プレ
ースホルダ」を入れておく場合に限られる。これはSSD基
板についても行われる。

【０１５５】RAIDアレイの場合はどうなるかというと、
ユーザは特定のRAIDレベルの(当初はミラーかストライ
プ)アレイを作りたいと指定し、そのアレイのメンバー
となるストレージ要素を指定することができる。これ
は、利用可能なストレージ要素のリストからエントリを
選択することによって行われ、アレイ容量はそのメンバ
ーの容量によって決定する。すると、アレイのメンバー
として使用されるストレージ要素には利用不可とのタグ
が付けられ(これらはアレイの一部であるため)、アレイ
そのものが利用可能なストレージのリストに追加され
る。各RAIDアレイには、メンバーのひとつが故障した場
合のためにそのアレイに割り当てられる専用スペアを設
けることもできる。

【０１５６】ストレージ要素のパーティショニングも可
能であり、これはパーティションに分割すべき要素を選
択し、ユーザがどのサイズのチャンクを希望するかを指
定することによって行われる。その要素が過去に分割さ
れていなければ、これによって2つのパーティションが
作られる。つまり、ユーザが希望したパーティションと
ストレージの残り(不使用)のパーティションである。不
使用部分からさらに別のパーティションも作られる。

【０１５７】各ストレージ要素に関する詳細な表示によ
り、利用できる最大限の情報が得られる。好ましいシス
テムにおいて表示される項目のひとつは、特定のストレ
ージ要素のパーティションがどのような種類のものか
(大きさと位置)である。

【０１５８】［LUNのマッピング］ユーザインターフェ
ースの１つのボタンを操作することにより、LUNマップ
ルーチンが起動される。LUN(論理ユニット番号)マップ
は本質的にLUNとこれに関するデータのリストであり、
名称と説明のリストとして表示され、そのLUNに関連す
るVC(仮想回路)がこのディスプレイ上に示される。ユー
ザがLUNマップからエントリをひとつ選択し、その詳細
を求めると、これを見ることができる。LUNマップは、
既存のLUNリストを、名称、説明その他のフィールドで
表示する。これらのフィールドには以下のものがある: ‐名称 ‐内容説明 ‐エクスポートされた状態 ‐ホスト ‐ストレージ要素 LUNマップにより以下のことが可能となる: ‐各種フィールドに基くソーティング ‐フィールドに基くフィルタリング。これは、一度に複
数のLUNが動作する場合(例えば、イネーブル/ディスエ
ーブル)のみ必要。 ‐削除または編集/ビューのためにLUNを選択 ‐新しいLUNの定義と追加 ‐既存のLUNのインポート(ハードウェア立上げ時の「学
習モード」で行われる) ‐メンバーの追加とLUN上でのホットコピーミラープロ
セス開始 ‐LUNのエクスポートとアンエクスポート。これが基本
的にホストからのデータの流れを開始、停止する。 仮想回路は、ボタン操作で起動できるストレージツリー
あるいはホストに接続されるダイアログボックス等その
他のグラフィック構成として(ユーザに対して)定義され
る。ダイアログボックスは、LUNの名称を入力するフィ
ールド、内容説明を入力するフィールド、ターゲットID
を入力するフィールド、エクスポートされたLUNにンす
る情報を入力するフィールドを含む。ポップアップメニ
ューは、利用可能なホストのリストの場合はホストボタ
ン、利用可能なストレージ要素のリストの場合はストレ
ージボタンで開くことができる。キャッシュ選択ボタン
は、チェックボックスとして実装される。

【０１５９】ストレージツリーは実際にはストレージメ
ンバーのツリーである(例えば、いくつかのストライプ
セットからなるミラーで、ストライプセットはいくつか
のディスクからなる)。ホストは実際には特定のイニシ
エータIDを有し、NIC上の特定のポートに接続されるサ
ーバである。ユーザはこれを、所定のホストおよび適量
の利用可能なストレージを表わす所定のストレージツリ
ーを選択することによって定義できる。

【０１６０】キャッシュの使用は、チェックボックスを
使った「オン」または「オフ」に限定される。ベタのシステ
ムでは、キャッシュのサイズやアルゴリズムの仕様に関
するツールを提供する。キャッシュの使用は仮想回路に
沿ったデータの流れを妨害することなく、実行中にオ
ン、オフできる。LUNが作られた時のデフォルトは「オ
ン」となる。

【０１６１】LUNマップの一実施形態では、仮想回路を
作るのに必要な機能を有し、これはホスト用、ストレー
ジ用2つのコラムを有するマルチコラムテーブルからな
る。LUNを作るとこれが自動的にエクスポートされ、「追
加」、「変更」、「削除」等の機能が利用できる。

【０１６２】LUNマップディスプレイで、ホットコピー
ミラーが定義される。これは通常、既存のLUNについて
行われるからである。これは、LUNを選択してからミラ
ーの追加を通じて既存のストレージツリーに追加するス
トレージツリーを選択すること、あるいは既存のミラー
を拡張する(例えば2方向から3方向へ)のいずれかのプロ
セスとなる。

【０１６３】［データ移動のサポート］図１８は、通信
リンク14では第一のストレージデバイス11に、また通信
リンク14では第二のストレージデバイス12に接続される
ストレージネットワークにおける3段階のデータ流れを
示す間略図である。中間デバイス10もまた、通信リンク
13を通じてクライアントプロセッサに接続され、これに
よって中間デバイス10は論理アドレスLUN Aのデータに
アクセスするためのリクエストを受け取る。

【０１６４】ストレージサーバ10はバッファとして使用
される不揮発性キャッシュメモリ等のメモリ、リンク13
上で受け取ったデータアクセスリクエストをリンク14と
15でアクセスできるストレージデバイスに転送するため
のデータ転送リソースのほか、本発明によるホットコピ
ープロセスを管理するロジックエンジンを有する。この
プロセスは、図１８に示す3つの段階を考えることによ
って理解できる。

【０１６５】ステージ1において、ストレージサーバ10
は転送されるデータセットを特定し、リンク13で受け取
ったすべてのデータアクセスリクエストをリンク14にマ
ップしてデバイス11に接続し、このデバイス11がリクエ
ストの対象となったデータセットを記憶する。ストレー
ジサーバはホットコピープロセスを開始し、ターゲット
デバイス、つまりこの例ではデバイス12を特定する制御
信号を受信する。このステップによってステージ2が始
まり、ステージ2でデータセットがバックグラウンドプ
ロセスとして第一のデバイス11からストレージサーバ10
を通じて第二のデバイス12に転送される。パラメータが
ストレージサーバ10上に保持され、このデータセットが
転送される様子と、クライアントプロセッサからのデー
タアクセスリクエストに対するバックグラウンドホット
コピープロセスの相対的プライオリティが示される。ホ
ットコピープロセスの間、同プロセスの進行状況および
リクエストの種類に応じて、データアクセスリクエスト
が第一のデバイス11と第二のデバイス12にマップされ
る。また、ストレージサーバには、ホットコピープロセ
スにプライオリティを与えるためのリソースが含まれ、
ホットコピープロセスのプライオリティが低いと、クラ
イアントプロセッサは、そのデータアクセスリクエスト
にすぐに対応することができる。ホットコピープロセス
のプライオリティが比較的高いと、クライアントプロセ
ッサはそのデータアクセスリクエストへの対応がある程
度遅れるが、ホットコピープロセスはより早く完了す
る。

【０１６６】データセットの転送が完了すると、ステー
ジ3が始まる。ステージ3では、データセットにアドレス
されるクライアントプロセッサからのデータアクセスリ
クエストが、通信リンク15を通じて第二のデバイス12に
ルーティングされる。ストレージデバイス11はネットワ
ークから一緒に排除されるか、別の目的で使うことがで
きる。

【０１６７】ストレージサーバ10は、好ましい実施形態
において、先に説明したストレージドメインマネージャ
で構成される。

【０１６８】ストレージデバイス11と12は、独立したデ
バイスあるいはひとつのストレージユニットにおける論
理パーティションからなる。この場合、ホットコピープ
ロセスにより、ストレージユニット内のひとつのアドレ
スから別のアドレスへとデータが移動する。

【０１６９】図１９、２０、２１、２２は、上述のイン
テリジェントなネットワークサーバにおいて実行される
ホットコピープロセスのソフトウェアをいくつか示した
ものである。ホットコピープロセスに使用する別のスト
レージサーバでは、特定のシステムに合わせて構成を超
えることができます。仮想回路、持続型テーブルストレ
ージ、ユーザインターフェースの構造に関して、以下の
図を見ながら詳細に説明する。

【０１７０】図１９はホットコピープロセスで使用され
る基本的データ構成を示す。第一の構造350は「ユーティ
リティ・リクエスト構造体」、第二の構造351は「ユーティ
リティ構造体」、第三の構造352は「メンバー構造体」と呼
ぶ。メンバー構造体352は特定の仮想回路とそのステー
タスを特定するためのもので、仮想回路の識別子(VDI
D)、現在仮想回路が取扱っているデータブロックのブロ
ック番号を有する論理ブロックアドレス(LBA)、仮想回
路に関するキューにあるリクエスト数、ステータスパラ
メータ等のパラメータが含まれる。

【０１７１】ユーティリティ構造体351は、現在実行中
のユーティリティ、つまりこの場合であればホットコピ
ーユーティリティに関するパラメータを有し、ソースデ
ータセット識別子である「ソースID」、ホットコピープロ
セス用の1個または複数のデスティネーションストレー
ジデバイスの識別子である「デスティネーションID」、そ
のユーティリティに関して実行されるリクエストのキュ
ー、現在扱われているブロックとそのサイズを示すパラ
メータ等のパラメータを記憶する。

【０１７２】ユーティリティリクエスト構造体350は、
ホットコピープロセスに関するリクエストを、これに関
する各種のパラメータとともに伝える。このパラメータ
には、例えばリクエストの状態を示すパラメータである
「ステータス」、そのリクエストをサポートする各種のフ
ラグ、対応するユーティリティ構造体へのポインタ、ク
ライアントプロセッサからの入力/出力リクエストと比
較したそのリクエストのプライオリティを示すパラメー
タ、ソース内のデータセットを特定するソースマスク、
ホットコピープロセスがデータセットをコピーするデス
ティネーションデバイスの位置を特定するデスティネー
ションマスク等である。一実施形態において、ひとつの
ホットコピーリクエストに関する複数のデスティネーシ
ョンマスクがある。図１９に示すように、ユーティリテ
ィリクエスト構造体の中には論理ブロックアドレス(LB
A)が保存され、これは現在扱われているデータセット内
のデータブロックについて、メンバー構造体の中にも保
存される。

【０１７３】ホットコピープロセスを開始するために
は、ユーザの入力を受け入れ、これがユーティリティリ
クエスト構造体を作る。ストレージサーバ内の持続型テ
ーブルストレージはこの構造体で更新され、ソースおよ
びデスティネーションデバイスのステータスとそのデー
タに関連する仮想回路がチェックされ、ドライバがホッ
トコピープロセスを開始し、ステータスパラメータが各
種データ構造の中にセットされる。ホットコピープロセ
スの進行状況は、故障時のために持続型テーブルストレ
ージの中に保存される。故障が発生した場合、ホットコ
ピープロセスは、サーバ内の他のリソースおよび持続型
テーブルストレージ内に保存されていたステータス情報
とデータ構造を使って再開することができる。RAIDモニ
ター等、システム内の他のドライバにはホットコピープ
ロセスが伝えられる。リクエストは、メンバー構造体に
入る順番を待つ。

【０１７４】セットアップが完了すると、ホットコピー
プロセスをサポートする入力、出力プロセスが開始され
る。このホットコピープロセスをサポートする入力、出
力プロセスの相対的プライオリティにより、クライアン
トプロセッサが同じデータセットに関する入力、出力リ
クエストを実行している状態で、ホットコピープロセス
の進行速度を決定する。好ましいシステムにおいては、
クライアントプロセッサからの入力、出力リクエストが
最初に実行される。ホットコピープロセスをサポートす
るブロック転送が実行されている場合、クライアントプ
ロセッサからの入力または出力リクエストを受け取る
と、ブロック転送は原子動作として完了し、クライアン
トプロセッサのリクエストが満たされる。別のシステム
では、プロセスのプライオリティは異なる技術でも管理
できる。

【０１７５】ホットコピーを実行する基本的プロセスを
図２０に示す。このプロセスは、メンバー構造体のキュ
ーの最上位に到達したホットコピーリクエストから始ま
る(ステップ360)。次にストレージサーバ内のバッファ
が割り当てられ、ブロック転送をサポートする(ステッ
プ361)。データセット内の第一ブロックのコピーをバッ
ファに移動するメッセージが発行される(ステップ36
2)。現在のブロックは、ホットコピープロセスについて
設定されたプライオリティに従ってバッファに移動され
る(ステップ363)。ブロックの移動は、ストレージサー
バ内で複数のプロセスによるアクセスを制御するための
適当なメモリロックトランザクションを使って行われ
る。次に、ブロックのコピーをバッファから一つ以上の
デスティネーションに移動するメッセージが発行される
(ステップ364)。このブロックは、ホットコピープロセ
スに関するプライオリティに従って、一つ以上のデステ
ィネーションに移動される(ステップ365)。ブロックが
移動すると、持続型テーブルストアとプロセスをサポー
トするローカルデータ構造は、ホットコピーの進行状況
を示すステータス情報で更新される(ステップ366)。プ
ロセスは、データセットの最終ブロックがコピーされた
か否かを判断する(ステップ367)。コピーが終了してい
なければ、次のブロックのコピーをバッファに移すメッ
セージが発行される(ステップ368)。プロセスはステッ
プ363にループし、データセットのブロックを引き続き
デスティネーションに移動する。ステップ367におい
て、データセットの最終ブロックがデスティネーション
にうまく移動したと判断された場合、プロセスが終了す
る(ステップ369)。

【０１７６】本発明の一実施形態によれば、デスティネ
ーションが複数にわたるホットコピープロセスの場合、
使用されているデスティネーション群の一つ以上のメン
バーがプロセス中に故障することがありうる。この場
合、プロセスは動作を続ける一つ以上のデスティネーシ
ョンで継続することができ、続けられるプロセスをサポ
ートして該当するテーブルの更新が行われる。

【０１７７】このように、ホットコピー機能は、データ
セットをまだダウン状態となっていないひとつのメンバ
ーから交換トライブへとコピーするのに使用される。デ
ータセットには、ストレージデバイスの内容全体あるい
はストレージデバイスの内容の一部が含まれる。ホット
コピー機能は、適正にステータスおよびパラメータを管
理しながら、どのレベルのRAIDアレイでも使用できる。

【０１７８】ホットコピーのパラメータには、プロセス
のプライオリティ、ソースメンバーデバイス、デスティ
ネーション識別子が含まれる。ホットコピーリクエスト
には、ソースメンバー識別子、デスティネーションメン
バー識別子、コピーブロックのサイズ、コピーの頻度ま
たはプライオリティが含まれる。ホットコピーは、プラ
イオリティに従って、一度にひとつのブロックサイズず
つ行われる。現在のブロック位置は、上述のようにデー
タ構造内のアレイコンフィギュレーションデータの中に
保存される。ホットコピープロセスは通常の入力および
出力プロセスと同時に実行される。ホットコピーされる
ドライブへの書き込みは両方のドライブに行われるた
め、ホットコピーが中断または失敗しても、当初のソー
スメンバーは有効なままである。ホットコピーが完了す
ると、当初のソースメンバーはアレイから外され、シス
テムマネジャプログラムによって使用不可と指定され
る。同様に、一実施形態において、データセットをサポ
ートする仮想デバイスは、新しいデスティネーションを
目指すよう更新される。

【０１７９】図２１及び２２は、ホットコピープロセス
実行中にクライアントプロセッサが発行するデータアク
セスリクエストを管理するために、ストレージサーバ内
で行われるプロセスを示す。データアクセスリクエスト
は、読み出しリクエスト、書き込みリクエスト等のうち
1種類であっても、同じもののバリエーションであって
もよい。その他のリクエストとしては、データチャネル
等の管理をサポートするリクエストがある。図２１は、
書き込みリクエストを扱うひとつのプロセスを示す。

【０１８０】書き込みリクエストがキューの最上位に到
達すると、プロセスが始まる(ステップ380)。プロセス
は、この書き込みリクエストが現在のホットコピープロ
セスの対象となるデータセット内の位置を特定している
かどうかを判断する(ステップ381)。これがホットコピ
ーされているデータセットの中にある場合、プロセスは
書き込みリクエストが指示されるブロックがすでにその
デスティネーションにコピーされているかどうかを判断
する(ステップ382)。もしコピーされていれば、そのデ
ータセットが最初に保持されていたストレージデバイス
と、一つ以上のデスティネーションストレージデバイス
の両方に書き込みを行うメッセージが発行される(ステ
ップ383)。次に、入力と出力リクエストのプライオリテ
ィに従ってデータが移動され(ステップ384)、プロセス
が完了する(ステップ385)。

【０１８１】ステップ381において、リクエストがデー
タセットの中にないと、データセットのソースへの書き
込みを実行するメッセージが発行され(ステップ386)、
この時点でプロセスの流れはステップ384に移る。同様
に、ステップ382において書き込み先となる位置がすで
にコピーされていることがわかった場合、ソースデバイ
スに書き込みを行うメッセージが発行される(ステップ3
86)。

【０１８２】図２２は、ホットコピー中に発生する読み
出しリクエストの取扱いを示す。このプロセスは、読み
出しリクエストが仮想デバイスに関するキューの最上位
に達した時に始まる(ステップ390)。まず、読み出しが
ホットコピーの対象となるデータセット内であるかどう
かが判断され(ステップ391)、読み出しがデータセット
内であれば、すでに一つ以上のデスティネーションにコ
ピーされたブロック内であるかどうかが判断される(ス
テップ392)。読み出しが、デスティネーションにすでに
コピーされたブロック内である場合、データを新しい位
置から読み出すメッセージが発行される(ステップ39
3)。別のシステムでは、システム内のデータトラフィッ
クの管理に影響する信頼性、スピードその他の要因に応
じて、ソースデバイス、あるいはソースおよびデスティ
ネーションデバイスの両方から読み出しが行われる。ス
テップ393以降、データはクライアントプロセッサのデ
ータアクセスリクエストに関するプライオリティに従っ
てリクエスタに返される(ステップ394)。ここで、プロ
セスは終了する(ステップ395)。

【０１８３】ステップ391において、読み出しリクエス
トがホットコピーの対象となるデータセット内にはない
と判断された場合、ソースデバイスを読み出すメッセー
ジが発行される(ステップ396)。同様に、ステップ392に
おいて、読み出しリクエストがまだデスティネーション
にコピーされていないブロックにアドレスされていると
判断された場合、ソースデバイスからデータを読み出す
メッセージが発行される(ステップ396)。ステップ396以
降、プロセスはステップ394に戻る。

【０１８４】ブロックがストレージサーババッファを通
じて移動されている間に、特定のブロック内でデータの
読み出しまたは書き込みリクエストが発生した場合、こ
のリクエストの扱いを管理するにはデータロックアルゴ
リズムが使用される。例えば、読み出しまたは書き込み
リクエストを受け取っている間にホットコピープロセス
をサポートして論理ブロックがロックされると、クライ
アントプロセッサは、データがロックされているため
に、この読み出しまたは書き込みリクエストが拒絶され
たという通知を受け取る。クライアントプロセッサに高
いプライオリティを与える別のシステムにおいて、読み
出しまたは書き込みリクエストは続けられ、その一方で
ホットコピーをサポートするバッファの中に保持されて
いたブロックは削除され、ホットコピーのステータスが
リセットされて、そのブロックが移動されていないこと
が示される。個々の利用に関する必要に応じて、各種の
データロックアルゴリズムを利用できる。

【０１８５】［ターゲットエミュレーション］図１乃至
３に示す構成において、ストレージサーバはデータのユ
ーザとデータを保存するストレージドメインにおけるス
トレージデバイスとの間の中間デバイスとして動作す
る。この環境では、レガシーストレージデバイス、つま
りサーバを中間デバイスとして挿入する前にあったデバ
イスをサポートするために、サーバにはレガシーストレ
ージデバイスをエミュレートするリソースが供給され
る。このように、サーバがレガシーデバイスとデータの
ユーザとの間に挿入されると、サーバは、ユーザとレガ
シーデバイスの間で使用されているストレージチャネル
プロトコルに従ってレガシーデバイスの論理アドレスを
仮想的に決定する。次にストレージサーバは、受け取っ
たレガシーデバイスにアドレスされたすべてのリクエス
トをそのプロトコルに従って処理する。さらに、必要な
構成情報をレガシーデバイスから再生し、ローカルメモ
リにこの情報を保存して、レガシーデバイスにおいてユ
ーザが予想するステータスおよび構成情報が、サーバ内
のローカルリソースを使って供給されるようにする。こ
れにより、サーバとレガシーシステムの間の通信を省く
ことができ、サーバはストレージチャネルプロトコルに
従ってレガシーデバイスの動作をスプーフし、ストレー
ジネットワークにサーバを追加する際、ユーザの再構成
が不要となる、あるいは大幅に簡略化される。

【０１８６】［まとめ］ストレージエリアネットワーキ
ング(SAN)は、新しいストレージ中心コンピューティン
グアーキテクチャである。主に光ファイバチャネルベー
スのストレージサブシステムとネットワークコンポーネ
ントが利用可能となったことにより、SANは高速データ
アクセスとデータ移動、よりフレキシブルな物理的構
成、ストレージ容量の利用改善、中央集中化されたスト
レージ管理、オンラインストレージリソースの利用と再
構成、ヘテロジニアスな環境を約束する。

【０１８７】旧来の「ダイレクトアタッチストレージ」モ
デルにおいて、ストレージリソースはひとつのサーバだ
けに通じる高速直接物理パスを有し、他のサーバはすべ
て、LANを通じて間接的にのみ、そのストレージリソー
スに極めて低速でアクセスしていた。ストレージエリア
ネットワークは、「ネットワークされた」トポロジーにお
いて個々のサーバから個々のストレージリソースに直接
高速アクセスパスを提供することにより(光ファイバチ
ャネルを使用)、これを変えている。ネットワークアー
キテクチャの導入もまた、ストレージ構成のフレキシビ
リティを大幅に向上させ、特定のサーバからストレージ
リソースを分離し、サーバサイドのリソースにほとんど
影響を与えずにこれらを管理、構成することを可能にし
ている。

【０１８８】SANは今日の環境におけるフレキシビリテ
ィとデータアクセスのニーズに応えるための正しいトポ
ロジーを提供する一方で、SANのトポロジーそのものは
十分にビジネス上の問題に対処しているとはいえない。
単にスイッチ、ハブ、ルータ等のSANファブリックコン
ポーネントを通じてサーバとストレージリソース間を物
理的に接続するだけでは、SANの可能性を十分に実現す
ることはできないが、SANファブリックが、必要とされ
るセキュリティが保たれた中央集中的なストレージ管理
機能を実現するためのハードウェアインフラストラクチ
ャを提供していることは確かである。これら2つの開発
を組み合わせて利用することで、新しい環境におけるビ
ジネス上の目標を達成するために不可欠なフレキシビリ
ティが得られ、重要データにいつでもどこでもアクセス
可能となる。

【０１８９】SANハードウェアのインフラストラクチャ
の上に必要となる管理機能はストレージドメイン管理で
ある。最適なストレージのフレキシビリティと高性能の
アクセスを実現するために、ストレージドメイン管理は
サーバやストレージデバイスではなく、SANそのものの
中に設置するのが最も効率的である。サーバベースおよ
びストレージベースのリソースを用いるアプローチは、
サーバサイドでもストレージサイドでも異機種混合状態
を十分にサポートできないため、最適とはいえない。

【０１９０】ストレージドメイン管理は、既存のSANハ
ードウェアインフラストラクチャ上に設置される中央集
中化され、セキュリティの保たれた管理機能であり、ヘ
テロジニアスな環境への高性能、高アベイラビリティの
高度なストレージ管理能力を提供する。ストレージドメ
イン管理の目的は、従来の機器と新しい機器とを統合
し、サーバおよびストレージリソースをSANとストレー
ジ管理タスクから解放し、すべてのSANコンポーネント
を通じて利用できるSANベースのアプリケーションをホ
ストすることのできる堅牢なSANファブリックの中核を
構成することである。SANはストレージドメイン管理を
使用せずに構築できるが、最適化されたSAN環境を構
築、管理するには、この極めて重要な間能力が必要とな
る。

【０１９１】ストレージドメイン管理の基本要素には以
下のものがある: ‐異機種間の相互運用性 ‐セキュリティの保たれた中央集中管理 ‐スケーラビリティとすぐれた性能 ‐企業クラスの信頼性、可用性、保守性 ‐特定用途に作成されたインテリジェントなプラットフ
ォーム ストレージドメイン管理の分野により、顧客はSANの全
能力を活用してビジネス上の問題に対処することが可能
となる。

【０１９２】サーバとストレージの連結や今日の新たな
事業状況で一般的となった合併買収により、ヘテロジニ
アスな環境に対応できることは企業環境において死活問
題である。単独メーカーの製品ラインのためにSAN機能
を提供するような製品セットでは、顧客はSANの全能力
を実現できず、新たなサーバやストレージ製品を追加し
てこれを利用してもなお、旧来の機器への投資を保持す
る必要があるため、ストレージドメインマネジャは最低
でも光ファイバチャネルとSCSIアタッチメントをサポー
トでなければならない。ストレージドメインマネジャは
そのうちに導入される新たな技術に適用できるよう進化
していく必要があるため、プラットフォームは確実に成
長し、より広範なマルチプロトコルの接続性が実現す
る。SANは中央集中的に管理することのできる大型の仮
想化されたストレージプールを作るため、特にバックア
ップ/再生、災害復旧において、従来の「ダイレクトアタ
ッチ」ストレージアーキテクチャと比較して、ストレー
ジ管理作業が縮小される。SANはすべてのサーバからす
べてのストレージへの物理的アクセスパスを効果的に提
供するものの、ストレージがすべて論理的にすべてのサ
ーバにアクセスできるとは限らないため、セキュリティ
の問題には確実な方法で対処しなければならない。SAN
ファブリックメーカーはこれを、「ゾーン」を論理的に定
義することによって行っており、各サーバがそのゾーン
内にあると定義されたデータにしかアクセスできないよ
うになっている。明らかに、安全なゾーンあるいはスト
レージ「ドメイン」を定義する能力はストレージドメイン
マネジャのひとつの要素である。ポートレベルではなく
LUNレベルでゾーン内に含まれるものを定義する等、ド
メインをより細かく定義することにより、今後ストレー
ジアセットの利用をさらに柔軟に改善することができ
る。

【０１９３】ストレージドメインマネジャは、メーカー
を問わず、接続されたすべてのサーバとストレージを通
じてひとつの管理インターフェースから利用できる、総
合的な中央集中化されたストレージ管理機能を提供す
る。中央から、システムアドミニストレータはヘテロジ
ニアスなストレージリソース間のデータの移動またはミ
ラーリングを管理し、長期にわたり、さまざまなヘテロ
ジニアスなストレージリソースに対してこれらの機能を
動的に利用することができる。その結果、大幅なコスト
削減と管理の簡素化が実現する。拡張可能なインテリジ
ェントなプラットフォームとして、ストレージドメイン
マネジャは完全な中心位置に設置され、接続されたサー
バとストレージリソースすべてにわたって利用できるス
トレージ管理機能をホストする。

【０１９４】新たな事業状況によって拍車がかかるスト
レージの拡張率からみると、あるSAN環境について、ス
トレージ容量はそのライフタイムの中で簡単に100倍に
も膨れ上がる。SANの中央知能として位置付けられるス
トレージドメインマネジャも、負荷に対応して性能が劣
ることがないよう、急激な成長に適応できなければなら
ない。広い動作範囲について、スムーズでコスト効率の
よいスケーラビリティを実現するために、構成の拡張と
ともに知能も付け加えて行くべきである。インテリジェ
ントなプラットフォームにおける大量のデータをキャッ
シュメモリに保存する能力により、SAN構成は最適化さ
れ、特定用途型の環境における性能が向上する。例え
ば、ファイルシステムジャーナルやデータベーステーブ
ルインデックスまたはログといった「ホットスポット」が
ストレージドメインマネジャそのものの中にある高速ス
レージの中にキャッシュされると、ストレージドメイン
マネジャを使わずに構築されたより旧式のSAN構成と比
較して、メッセージパスの待ち時間が大幅に短縮され
る。オンボードのストレージが大量であることを考える
と、データベースとファイルシステム全体が効果的にキ
ャッシュされ、性能の大幅改善が実現する。オンボード
ストレージ能力はまた、データ移動およびその他のデー
タ移行作業中にデータをステージ分けする上でも重要で
ある。前述のように、SANへ移行する主な理由のひとつ
は、全体としてのデータへのアクセス可能性を改善する
ことである。この新しいストレージアーキテクチャに移
行した結果として故障箇所が1ヵ所でも発生すると、こ
れによる利点の多くは実現することができない。このた
め、データそのものだけでなく、そのデータまでのアク
セスパスも常に利用できる状態になければならない。故
障によるダウンタイムは、自動I/Oパスフェイルオー
バ、論理ホットスペアリングおよびプラグ接続可能、ホ
ットスワップ可能なコンポーネント等、相対的な内部コ
ンポーネントや機能を使用することによって短縮しなけ
ればならない。ダウンタイムは、オンラインファームウ
ェアのアップグレード、ハードウェアとソフトウェアの
動的再構成、高性能なバックグラウンドデータ移動等の
オンライン管理機能を使ってさらに縮小する必要があ
る。

【０１９５】最高レベルの性能を確保するために、スト
レージドメインマネジャは、特にそれが必要とされるス
トレージ関連タスクのために最適化された、特定用途向
けに作られたインテリジェントなプラットフォームとす
るのが好ましい。このプラットフォームは、データ移動
とストレージ管理アプリケーションの実行に必要なロー
カルでの高速ストレージにより裏打ちされ、さまざまな
ストレージ管理タスクを実行する重大なローカル処理能
力をサポートする。

【０１９６】インテリジェントなストレージサーバとし
て汎用プラットフォームを使用する場合と比較して、特
定用途向けに作られたプラットフォームは、はるかに高
速でより決定的な応答時間を実現するリアルタイムオペ
レーティングシステム、メッセージの待ち時間を短縮す
る、より効率的なI/Oパスコード、アプリケーションエ
ンジンではなくデータムーバエンジンとして最適化され
たオペレーティングシステムカーネルを提供する。この
特定用途向けに作成されたプラットフォームは、汎用オ
ペレーティングシステムでは得られない、信頼性の高い
画期的なメッセージ送信等のカーネルレベルの機能をサ
ポートする。統合パスフェイルオーバ、オンライン管理
および動的再構成等の高アベイラビリティという特徴
は、中核オペレーティングシステムによってサポートさ
れる。ヘテロジニアスなSAN環境をサポートするために
最適な場所に知能を持たせることにより、ストレージド
メインマネジャはエンドユーザに以下のような業務上の
利点をもたらす: ‐ストレージアセットの割り当てと利用の改善 ‐急成長する流動的なストレージ環境にコスト効率よく
対応するフレキシビリティ ‐オンライン管理と構成を通じた高いアベイラビリティ ‐ストレージ管理の全体的$/ギガビットコストを下げ
る、より効率的な管理 ‐統合SAN環境において各種のサーバとストレージをひ
とつにまとめる能力 ‐全ストレージリソースを通じて動的に利用できるスト
ージ管理とキャッシング機能を追加することによってJB
ODストレージの価値を高める。

【０１９７】ストレージドメイン管理と同時に採用され
る堅牢なSANハードウェアインフラストラクチャは、急
速かつ予測不能な変化を続ける環境に対応しながらも、
アベイラビリティの高いデータに確実かつ高速にアクセ
スするというフレキシビリティを提供する。このように
実現される中央集中的ストレージ管理パラダイムは、企
業にとって他社との競争上の利点を提供する、より効率
的で低コストのデータ拡張管理方法である。

【０１９８】本発明の各種実施形態に関する上の記述
は、例を挙げ、説明するためのものであり、本発明を説
明中紹介した具体的形態のみに限定しようとするもので
はない。さまざまな変更や同等の配置は、当業者には自
明である。

【０１９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
SANアーキテクチャのフレキイビリティ及び能力を活用
しつつストレージシステムの管理を簡素化するシステム
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明によるストレージサーバをス
トレージドメイン管理のストレージルータまたはストレ
ージディレクタとして構成したものを含むストレージエ
リアネットワークを示す図、（ｂ）はインテリジェント
なストレージエリアネットワークサーバのいくつかの用
途を示す図

【図２】本発明によるストレージサーバをヘテロジニア
スなネットワークにおけるストレージドメイン管理のス
トレージルータまたはストレージディレクタとして構成
したものを有する別の構成によるストレージエリアネッ
トワークを示す図

【図３】本発明による複数のストレージサーバを相互に
直接通信チャンネルを持たせて構成し、より広範なスト
レージドメインまたは複数のストレージドメインをサポ
ートするようにした、より複雑なストレージエリアネッ
トワークを示す図

【図４】本発明によるストレージドメイン管理をサポー
トするストレージサーバのブロック図

【図５】本発明によるストレージドメイン管理をサポー
トするストレージサーバの別の例を示すブロック図

【図６】インテリジェントなストレージエリアネットワ
ークサーバのハードウェアアーキテクチャのブロック図

【図７】インテリジェントなストレージエリアネットワ
ークサーバ用オペレーティングシステムのソフトウェア
モジュールおよびサポートプログラムのブロック図

【図８】本発明によるシステムで用いる光ファイバチャ
ネルインターフェース用ハードウェアドライバモジュー
ルの簡略図

【図９】本発明によるハードウェアドライバモジュール
を含むソリッドステートストレージシステムの簡略図

【図１０】本発明によるストレージサーバの一実施形態
において用いるディスクドライブの内部アレイの図

【図１１】ローカルアンサー機能を備えた本発明による
ターゲットサーバ内部サービスモジュールの概略図

【図１２】ディスクミラーを利用した内部サービスモジ
ュールの図

【図１３】パーティション機能を利用した内部サービス
モジュールの図

【図１４】キャッシュ機能を利用した内部サービスモジ
ュールの図

【図１５】本発明による仮想回路構成を示す図

【図１６】本発明による持続型テーブルストアマネジャ
を利用した内部サービスモジュールの図

【図１７】本発明による持続型ストレージハードウェア
ドライバモジュールの概略図

【図１８】本発明による、３段階のホットコピーリソー
スを有する中間デバイスを備えたネットワークの簡略図

【図１９】本発明によるホットコピープロセスを用いた
ドライバの一例において用いられるデータ構成を示す図

【図２０】本発明によるドライバによって実行されるホ
ットコピープロセスを示すフローチャート

【図２１】ホットコピープロセス中の書き込みリクエス
トの取扱いを示すフローチャート

【図２２】ホットコピープロセス中の読み出しリクエス
トの取扱いを示すフローチャート

【符号の説明】

1201,1202,1203…クライアントサーバ 1204…ハブ 1205,1206,1207…デバイス 1210,1211,1212…クライアントインタフェース 1213,1214…ストレージインターフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ４５５１０６ (32)優先日 平成11年12月６日(1999．12．6) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ４８２２１３ (32)優先日 平成12年１月12日(2000．1．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (71)出願人 597001637 Ｏｎｅ Ｄｅｌｌ Ｗａｙ，Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｃｋ，ＴＸ 78682−2244，Ｕｎｉｔ ｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃ ａ (72)発明者 アラン・アール・メレル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94539、フレモント、チェニン・ブラン ク・ドライブ 48835 (72)発明者 ジョセフ・アルトマイヤー アメリカ合衆国、アイオワ州 52327、リ バーサイド、ファイブハンドレッドフォー ティース・ストリート・エスダブリュ、 3689 (72)発明者 ジェリー・パーカー・レーン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95136、サン・ジョセ、トニノ・ドライブ 4829 (72)発明者 ジェームス・エー・テイラー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94550、リバーモア、フロレンス・ロード 1033 (72)発明者 ロナルド・エル・パークス アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94526、ダンビル、ムスタング・コート 55 (72)発明者 アラステアー・テイラー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95123、サン・ジョセ、カレロ・アベニュ ー 755 (72)発明者 シャリ・ジェイ・ノラン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95132、サン・ジョセ、ピナクル・ドライ ブ 3470 (72)発明者 ジェフリー・エス・ネスポー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94566、プリーザントン、コルテ・ベラ・ クルズ 2720 (72)発明者 ジョージ・ダブリュ・ハリス・ジュニア アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94041、マウンテン・ビュー、ビュー・ス トリート 327 (72)発明者 リチャード・エー・ルグォー・ジュニア アメリカ合衆国、ニュー・ハンプシャー州 03051、ハドソン、パインウッド・ロー ド 11

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストレージトランザクションが行われる
   クライアントの特定に十分な情報を伝えるそれぞれのス
   トレージチャネルプロトコルを実行する一つ以上のクラ
   イアントおよび一つ以上のストレージシステムを含み、
   ストレージネットワークにおけるストレージドメインを
   管理するためのシステムにおいて、 前記一つ以上のクライアントおよび一つ以上のストレー
   ジシステムの各々一つと通信媒体を介して接続するため
   に選定され、各種通信プロトコルに従って動作する複数
   の通信インターフェースと、 前記複数のインターフェースに結合され、前記一つ以上
   のストレージシステムからストレージロケーションセッ
   トを、前記一つ以上のクライアントからの少なくとも１
   つのクライアントセットのためのストレージドメインと
   して構成するロジックを含み、および特定されたクライ
   アントに対応してストレージドメイン内でストレージト
   ランザクションのルーティングを行うロジックを含む処
   理ユニットと、 前記複数の通信インターフェース間のストレージトラン
   ザクションを共通のフォーマットに変換し、あるいは該
   トランザクションから共通のフォーマットを変換によっ
   て得るロジックと、 不揮発性キャッシュメモリを含み、前記ストレージドメ
   イン内の通信インターフェース間においてストレージト
   ランザクションを共通フォーマットでルーティングする
   冗長リソースと、 前記処理ユニットに接続され、前記ストレージドメイン
   を構成する管理インターフェースと、を具備することを
   特徴とするストレージドメイン管理システム。
2. 【請求項２】 前記一つ以上のクライアントは、論理ス
   トレージロケーションを特定するのに十分な情報を伝え
   る各々のストレージチャネルプロトコルを実行し、前記
   論理ストレージロケーションに対応してストレージドメ
   イン内でストレージトランザクションをルーティングす
   るロジックを具備することを特徴とする請求項１に記載
   のストレージドメイン管理システム。
3. 【請求項３】 ネットワークにおける１つのストレージ
   ロケーションから別のストレージロケーションへのデー
   タセット移動を管理するロジックを具備することを特徴
   とする請求項１に記載のストレージドメイン管理システ
   ム。
4. 【請求項４】 前記インターフェースがネットワーク内
   の複数のストレージドメインを構成するためのリソース
   を具備することを特徴とする請求項１に記載のストレー
   ジドメイン管理システム。
5. 【請求項５】 ストレージネットワークにおけるストレ
   ージリソースの構成及び管理方法において、 ネットワーク内のクライアントおよびストレージリソー
   ス間に該ネットワークの中間システムをインストール
   し、 前記中間システムのロジックを用い、論理ストレージ範
   囲をネットワーク内のクライアントに割り当て、 前記中間システムのロジックを用い、ネットワーク内の
   ストレージリソースを論理ストレージ範囲に割り当て、 前記クライアントに割り当てられた論理ストレージ範囲
   および前記論理ストレージ範囲に割り当てられたストレ
   ージリソースに従い、中間デバイスを通じてストレージ
   トランザクションをルーティングすることを特徴とする
   方法。
6. 【請求項６】 ストレージトランザクション通信チャネ
   ルをサポートする通信インターフェースと、 前記ストレージトランザクションチャネル上で受け取っ
   たストレージトランザクションを内部フォーマットに変
   換するロジックと、 内部フォーマットのストレージトランザクションを、前
   記ストレージサーバとの通信における各々のデータスト
   アとの接続を管理する仮想回路にルーティングするロジ
   ックと、を具備することを特徴とするストレージサー
   バ。
7. 【請求項７】 仮想回路は、内部フォーマットを、対応
   する一つ以上のデータストアに関する一つ以上の通信プ
   ロトコルに変換するロジックを具備することを特徴とす
   る請求項６に記載のストレージサーバ。
8. 【請求項８】 対応する各々のデータソースに関する各
   々の通信プロトコルは、標準的な「インテリジェント入
   力／出力」(I₂O)メッセージフォーマットに適合するプロ
   トコルを含むことを特徴とする請求項７に記載のストレ
   ージサーバ。
9. 【請求項９】 仮想回路にストレージトランザクション
   をルーティングする前記ロジックはテーブルを含み、前
   記テーブルは複数のエントリを有し、前記複数のエント
   リは前記ストレージ通信チャネルで指定されたアドレス
   範囲と仮想回路の間の対応を示すことを特徴とする請求
   項６に記載のストレージサーバ。
10. 【請求項１０】 仮想デバイスにストレージトランザク
    ションをルーティングする前記ロジックはテーブルを含
    み、前記テーブルは複数のエントリを有し、前記複数の
    エントリは仮想回路と各データソースの間の対応を示す
    ことを特徴とする請求項６に記載のストレージサーバ。
11. 【請求項１１】 キャッシュを含み、仮想回路が前記キ
    ャッシュと通信することを特徴とする請求項６に記載の
    ストレージサーバ。
12. 【請求項１２】 各々のデータソースは不揮発性メモリ
    を有することを特徴とする請求項６に記載のストレージ
    サーバ。
13. 【請求項１３】 各々のデータストアはハードディスク
    アレイを有することを特徴とする請求項６に記載のスト
    レージサーバ。
14. 【請求項１４】 コンフィギュレーションデータの入力
    をサポートするユーザインターフェースを有することを
    特徴とする請求項６に記載のストレージサーバ。
15. 【請求項１５】 前記ユーザインターフェースはグラフ
    ィカルユーザインターフェースからなることを特徴とす
    る請求項１４に記載のストレージサーバ。
16. 【請求項１６】 前記ユーザインターフェースは、前記
    ストレージサーバに接続されたタッチスクリーンからな
    ることを特徴とする請求項１４に記載のストレージサー
    バ。
17. 【請求項１７】 ストレージトランザクションのリクエ
    ストを発する少なくとも１つのクライアントシステム
    と、前記クライアントシステムに入り、及び該クライア
    ントシステムから出る１つのクライアント通信チャネル
    と、複数のストレージデバイスと、複数のストレージデ
    バイスに入り、及び該ストレージシステムから出る各々
    の通信チャネルと、を有するストレージネットワーク用
    サーバにおいて、 バスシステムを含むプロセッサと、 前記バスシステムに接続される前記クライアント通信チ
    ャネルへのクライアントインターフェースと、 前記バスシステムに接続される各々の通信チャネルへの
    複数のインターフェースと、 前記バスシステムに接続される不揮発性キャッシュメモ
    リと、 前記サーバインターフェース上でストレージトランザク
    ションのリクエストを受け取り、前記リクエストされた
    ストレージトランザクションを前記複数のストレージデ
    バイスに導き、前記ストレージトランザクションにおい
    て使用するよう前記不揮発性キャッシュメモリを割り当
    てるように前記プロセッサにより制御されるリソース
    と、を具備することを特徴とするサーバ。
18. 【請求項１８】 前記プロセッサにより制御されるリソ
    ースは、ストレージトランザクションのためのアクセス
    許可を認証しおよび検証するプロセスを含むことを特徴
    とする請求項１７に記載のサーバ。