特開 2023-130038 ディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130038

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】ディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/06 20060101AFI20230912BHJP

   G06F 11/34 20060101ALI20230912BHJP

   G06F 11/10 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

G06F3/06 302J

G06F3/06 305C

G06F3/06 540

G06F11/34 176

G06F11/10 676

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034480

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(72)【発明者】

【氏名】高瀬 俊一

【テーマコード（参考）】

5B042

【Ｆターム（参考）】

5B042GA34

5B042MA05

5B042MC25

5B042MC35

5B042MC40

(57)【要約】

【課題】より正確な負荷分散を行うことができるディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラムを提供する。
【解決手段】ディスクアレイ装置１は、ＲＡＩＤグループＡ，Ｂのデータブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を管理テーブル２３，２４の何れか一方に記録するＲ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１と、管理テーブル２３，２４の何れか一方に記録に記録されたアクセス情報を用いて、ＲＡＩＤグループＡ，Ｂ間でデータブロックのスワップを行うデータブロックスワップ制御部２２と、データブロックスワップ制御部２２が、管理テーブル２３，２４の何れか一方に記録されたアクセス情報を用いてスワップを行い、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が、管理テーブル２３，２４の何れか他方にアクセス情報を記録するように制御する主制御部２０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録する記録手段と、
前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うスワップ制御手段と、
前記スワップ制御手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップを行い、前記記録手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報を記録するように前記スワップ制御手段及び前記記録手段を制御する制御手段と、
を備えるディスクアレイ装置。

【請求項2】

前記記録手段は、前記アクセス情報として、前記データブロックにアクセスした回数を示すアクセス回数と、前記データブロックにアクセスした累積時間を示す累積アクセス時間とを記録する、請求項１記載のディスクアレイ装置。

【請求項3】

前記記録手段は、前記アクセス回数及び前記累積アクセス時間を、前記データブロックに対するアクセスの種類毎に記録する、請求項２記載のディスクアレイ装置。

【請求項4】

前記スワップ制御手段は、前記累積アクセス時間が最も大きいデータブロックと、前記累積アクセス時間が最も小さいデータブロックとのスワップを行う、請求項２又は請求項３記載のディスクアレイ装置。

【請求項5】

前記スワップが行われる前記データブロックの一方を記憶する第１のキャッシュと、
前記スワップが行われる前記データブロックの他方を記憶する第２のキャッシュと、
を備え、
前記スワップ制御手段は、前記スワップが行われる前記データブロックの一方を前記第１のキャッシュにコピーするとともに前記スワップが行われる前記データブロックの他方を前記第２のキャッシュにコピーした後に、前記第１のキャッシュと前記第２のキャッシュとの入れ替えを行い、前記第１のキャッシュにコピーされた前記データブロックを前記スワップが行われる前記データブロックの他方にコピーするとともに前記第２のキャッシュにコピーされた前記データブロックを前記スワップが行われる前記データブロックの一方にコピーすることで前記スワップを行う、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載のディスクアレイ装置。

【請求項6】

前記スワップ制御手段は、前記スワップを行っている間に、前記スワップが行われる前記データブロックの一方又は他方へのアクセスがあった場合には、前記第１のキャッシュ又は前記第２のキャッシュを前記アクセスの対象とする、請求項５記載のディスクアレイ装置。

【請求項7】

前記スワップ制御手段は、前記スワップが終了した場合には、前記第１のキャッシュ又は前記第２のキャッシュを前記アクセスの対象から解除する、請求項６記載のディスクアレイ装置。

【請求項8】

前記スワップ制御手段により前記スワップが行われた前記データブロックの一方及び他方のスワップ先を示す情報を記憶するスワップ先記憶手段を備え、
前記スワップが行われた前記データブロックへのアクセスは、前記スワップ先記憶手段に記憶された情報を参照して行われる、
請求項１から請求項７の何れか一項に記載のディスクアレイ装置。

【請求項9】

複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録するステップと、
前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うステップと、
前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップが行われ、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報が記録されるように制御するステップと、
を有する負荷分散方法。

【請求項10】

請求項９記載の負荷分散方法をコンピュータに実行させるための負荷分散プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ディスクアレイ装置は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）を複数搭載し、大容量ディスクとして扱う装置である。ディスクアレイ装置では、信頼性或いは処理能力を向上させるために、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術が採用されている。尚、ディスクアレイ装置は、ＲＡＩＤ技術が採用されていることから、「レイド」と呼ばれることもある。

【0003】

ディスクアレイ装置には、ＲＡＩＤグループ（ＲＡＩＤ技術によって複数の外部記憶装置が論理的に１つの外部記憶装置とされたもの）を複数備えるものがある。以下の特許文献１には、２つのＲＡＩＤグループを備えるディスクアレイ装置が開示されている。このディスクアレイ装置では、２つのＲＡＩＤグループ（「ＲＡＩＤグループＡ」、「ＲＡＩＤグループＢ」とする）の何れか一方にアクセス負荷が集中するのを防止することで処理性能の向上を図っている。

【0004】

具体的に、以下の特許文献１に開示されたディスクアレイ装置は、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢの各々に設けられたデータブロックへのアクセス回数を集計する。そして、ＲＡＩＤグループＡで最もアクセス回数が多いデータブロックと、ＲＡＩＤグループＢで最もアクセス回数が少ないデータブロックとをスワップする。続いて、ＲＡＩＤグループＡで２番目にアクセス回数が多いデータブロックと、ＲＡＩＤグループＢで２番目にアクセス回数が少ないデータブロックとをスワップする。このような方法で、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとのアクセス回数が平均化されるまでデータブロックのスワップを行うことで、２つのＲＡＩＤグループの何れか一方にアクセス負荷が集中するのを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－１０２６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記の特許文献１に開示されたディスクアレイ装置は、データブロックのスワップ処理が開始されてから終了するまで、データブロックへのアクセス回数の集計を停止している。これにより、データブロックへの実際のアクセス回数と集計されたアクセス回数との間に乖離が生ずるため、負荷分散の正確性が若干欠けるという問題があった。

【0007】

本発明は上述の課題を解決するディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一態様によるディスクアレイ装置は、複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録する記録手段と、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うスワップ制御手段と、前記スワップ制御手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップを行い、前記記録手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報を記録するように前記スワップ制御手段及び前記記録手段を制御する制御手段と、を備える。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の一態様による負荷分散方法は、複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録するステップと、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うステップと、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップが行われ、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報が記録されるように制御するステップと、を有する。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の一態様による負荷分散プログラムは、上記の負荷分散方法をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、より正確な負荷分散を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の要部構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の動作例を示すフローチャートである。

【図3】図２中のステップＳ１５の詳細な処理を示すフローチャートである。

【図4A】本発明の一実施形態において管理テーブルに記録される情報の一例を示す図である。

【図4B】本発明の一実施形態において管理テーブルに記録される情報の一例を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態においてスワップ先記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態において、スワップが行われた後のＲＡＩＤグループの様子の一例を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の最小構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施形態によるディスクアレイ装置、負荷分散方法、及び負荷分散プログラムについて詳細に説明する。

【0014】

〈ディスクアレイ装置の構成〉
図１は、本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態のディスクアレイ装置１は、ディスクアレイコントローラ２、ＲＡＩＤグループ３、及びＲＡＩＤグループ４を備える。このようなディスクアレイ装置１は、ホストコンピュータＨＣから出力されるアクセス指示に基づいて、ＲＡＩＤグループ３，４に対するデータの読み出し及び書き込みを行う。

【0015】

尚、以下では、説明の便宜上、ＲＡＩＤグループ３を「ＲＡＩＤグループＡ」といい、ＲＡＩＤグループ４を「ＲＡＩＤグループＢ」という。また、本実施形態では、ディスクアレイ装置１が、２つのＲＡＩＤグループ（ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢ）を備える例について説明するが、ディスクアレイ装置１は、３つ以上のＲＡＩＤグループを備えていてもよい。

【0016】

ディスクアレイコントローラ２は、主制御部２０（制御手段）、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１（記録手段）、データブロックスワップ制御部２２（スワップ制御手段）、管理テーブル２３（第１の管理テーブル）、管理テーブル２４（第２の管理テーブル）、スワップ先記憶部２５（スワップ先記憶手段）、データブロックキャッシュ２６（第１のキャッシュ）、及びデータブロックキャッシュ２７（第２のキャッシュ）を備える。

【0017】

主制御部２０は、ホストコンピュータＨＣからのアクセス指示に基づいて、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１及びデータブロックスワップ制御部２２に対して制御指示を行う。具体的に、主制御部２０は、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が、管理テーブル２３，２４の何れにデータの記録を行うかを制御し、データブロックスワップ制御部２２が管理テーブル２３，２４の何れに記録されたデータを用いるかを制御する。例えば、主制御部２０は、データブロックスワップ制御部２２が管理テーブル２３に記録されたデータを用いる場合には、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が、管理テーブル２４にデータの記録を行うように制御する。或いは、主制御部２０は、データブロックスワップ制御部２２が管理テーブル２４に記録されたデータを用いる場合には、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が、管理テーブル２３にデータの記録を行うように制御する。

【0018】

Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの各データブロックにアクセスした回数を示すアクセス回数と、アクセスした時間を示すアクセス時間とを計測する。Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、計測したアクセス時間を、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロック単位で積算した累積アクセス時間を求める。Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、データブロック毎のアクセス回数及び累積アクセス時間を、管理テーブル２３又は管理テーブル２４に記録する。

【0019】

ここで、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの各データブロックに対するアクセスの種類としては、読み出し（Ｒｅａｄ）及び書き込み（Ｗｒｉｔｅ）等がある。このため、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、データブロック毎のアクセス回数及び累積アクセス時間を、データブロックに対するアクセスの種類毎に記録する。例えば、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、データブロック毎に、読み出しについてのアクセス回数及び累積アクセス時間と、書き込みについてのアクセス回数及び累積アクセス時間とを記録する。

【0020】

データブロックスワップ制御部２２は、管理テーブル２３又は管理テーブル２４に記録された情報に基づいて、データブロックキャッシュ２６．２７を介したデータブロックのスワップ処理を行う。データブロックスワップ制御部２２は、ＲＡＩＤグループＡが有する全てのデータブロックの累積アクセス時間を合計した総アクセス時間と、ＲＡＩＤグループＢが有する全てのデータブロックの累積アクセス時間を合計した総アクセス時間とを算出する。そして、データブロックスワップ制御部２２は、算出した総アクセス時間に基づいて、スワップ処理を実行するか否か、或いはスワップ処理を継続するか否かを制御する。

【0021】

データブロックスワップ制御部２２は、スワップ処理を行っている間に、スワップが行われるデータブロックの一方又は他方へのアクセスがあった場合には、データブロックキャッシュ２６，２７をアクセスの対象とする。データブロックスワップ制御部２２は、スワップ処理が終了した場合には、データブロックキャッシュ２６，２７をアクセスの対象から解除する。尚、データブロックスワップ制御部２２が行うスワップ処理の詳細については後述する。

【0022】

管理テーブル２３，２４は、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの、データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報が記録されるテーブルである。管理テーブル２３，２４に記録されるアクセス情報としては、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロック毎のアクセス回数及び累積アクセス時間が挙げられる。尚、管理テーブル２３，２４は、機能的には同じものである。

【0023】

スワップ先記憶部２５は、データブロックスワップ制御部２２によるデータブロックのスワップ処理が完了した場合に、スワップが行われたデータブロックのスワップ先を示す情報を記憶する。尚、スワップが行われたデータブロックへのアクセスは、スワップ先記憶部２５に記憶された情報を参照して行われる。

【0024】

データブロックキャッシュ２６，２７は、データブロックスワップ制御部２２によりスワップ処理が行われる場合に、スワップが行われるデータブロックを一時的に記憶する。また、データブロックキャッシュ２６，２７は、上述した通り、スワップが行われるデータブロックへのアクセスがあった場合には、アクセスの対象とされる。このため、データブロックキャッシュ２６，２７は、例えば、ホストコンピュータＨＣからアクセスがあった場合に、データブロックをキャッシュする。尚、データブロックキャッシュ２６，２７は、機能的には同じものである。

【0025】

ＲＡＩＤグループＡは、データブロックＡ＃０（３０）、Ａ＃１（３１）、Ａ＃２（３２）、Ａ＃３（３３）、Ａ＃４（３４）を有する。ＲＡＩＤグループＢは、データブロックＢ＃０（４０）、Ｂ＃１（４１）、Ｂ＃２（４２）、Ｂ＃３（４３）、Ｂ＃４（４４）を有する。ＲＡＩＤグループＡのデータブロック３０～３４、及び、ＲＡＩＤグループＢのデータブロック４０～４４は、データブロックキャッシュ２６，２７のデータサイズと同じサイズで分割されている。

【0026】

〈ディスクアレイ装置の動作〉
図２は、本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の動作例を示すフローチャートである。尚、ディスクアレイ装置１が備える各ブロックのメモリ状態は、システム起動時に全て「０」でクリアされているものとする。

【0027】

［ステップＳ１０］
例えば、ホストコンピュータＨＣが、ディスクアレイコントローラ２の主制御部２０に対してアクセス監視の開始を指示する。この指示により、主制御部２０は、例えば、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１を制御して、管理テーブル２４に各種データの記録をさせるようにする。

【0028】

［ステップＳ１１］
Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、管理テーブル２３に対し、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロック毎のアクセス情報の記録を開始する。具体的に、ホストコンピュータＨＣからデータのアクセス要求があると、ＲＡＩＤグループＡ又はＲＡＩＤグループＢへのデータアクセスが行われる。Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、そのデータアクセスの状況を示す情報を受け取ってアクセス回数及びアクセス時間の計測を開始する。

【0029】

Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロックへのアクセスに要した時間を計測し、その計測データをアクセスの種類毎（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ毎）、データブロック毎に積算して累積アクセス時間を算出する。また、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢに対するアクセスがある度に、アクセスのあったデータブロックのアクセス回数をインクリメントする（＋１のカウントを行う）。Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１は、アクセスの種類毎、データブロック毎の累積アクセス時間及びアクセス回数を管理テーブル２３に記録する。

【0030】

［ステップＳ１２］
主制御部２０が、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１及びデータブロックスワップ制御部２２を制御し、管理テーブルを入れ替えてスワップ処理を開始させる。具体的に、主制御部２０は、データブロックスワップ制御部２２が管理テーブル２３に記録されたデータを用いてスワップ処理を行い、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が、管理テーブル２４にデータの記録を行うように制御する。

【0031】

［ステップＳ１３］
データブロックスワップ制御部２２が、スワップを行うデータブロックの特定、及び、スワップ前の総アクセス時間とスワップ後の総アクセス時間の算出を行う。具体的に、データブロックスワップ制御部２２は、まず、スワップ前の総アクセス時間を算出する。具体的には、管理テーブル２３に記録されたアクセス情報を用いて、スワップ前のＲＡＩＤグループＡについての総アクセス時間と、スワップ前のＲＡＩＤグループＢについての総アクセス時間とを算出する。

【0032】

次に、データブロックスワップ制御部２２は、スワップを行うデータブロックを特定する。具体的には、総アクセス時間が大きいＲＡＩＤグループの累積アクセス時間が最も大きいデータブロックと、総アクセス時間が小さいＲＡＩＤグループの累積アクセス時間が最も小さいデータブロックとをスワップを行うデータブロックとして特定する。このようなデータブロックを特定するのは、総アクセス時間が大きいＲＡＩＤグループの負荷を、総アクセス時間が小さいＲＡＩＤグループに効率的に分散させるためである。

【0033】

次いで、データブロックスワップ制御部２２は、スワップ後の総アクセス時間を算出する。具体的には、スワップを行うデータブロックとして特定されたデータブロックが仮にスワップされたとした場合の、ＲＡＩＤグループＡについての総アクセス時間と、ＲＡＩＤグループＢについての総アクセス時間とを算出する。

【0034】

［ステップＳ１４］
データブロックスワップ制御部２２は、ステップＳ１３で算出されたスワップ前後の総アクセス時間に基づいて、特定されたデータブロックがスワップされた場合のＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差が短縮されるか否かを判断する。具体的に、データブロックスワップ制御部２２は、スワップ後のＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差が、スワップ前のＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差よりも小さくなっているか否かを判断する。短縮されると判断した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１５に進み、短縮されないと判断した場合（ＮＯ）には、ステップＳ１７に進む。

【0035】

［ステップＳ１５］
データブロックスワップ制御部２２は、ステップＳ１３で特定されたデータブロックのスワップを実行する。尚、スワップ処理の詳細については後述する。データブロックのスワップが完了すると、データブロックスワップ制御部２２は、ステップＳ１３で総アクセス時間を算出する過程で得られたデータを管理テーブル２３に反映する。

【0036】

［ステップＳ１６］
データブロックスワップ制御部２２は、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差が、予め規定された一定値以下であるか否かを判断する。一定値以下であると判断した場合（ＹＥＳ）には、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差が無くなったものとして、ステップＳ１７に進む。これに対し、一定値以下でないと判断した場合（ＮＯ）には、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間の差を更に無くすために、ステップＳ１３に進む。

【0037】

［ステップＳ１７］
データブロックスワップ制御部２２は、スワップ処理を終了する。スワップ処理が完了すると、管理テーブル２３のデータは必要がなくなるため、データブロックスワップ制御部２２は、管理テーブル２３のデータをクリアする。尚、ステップＳ１７が終了すると、ステップＳ１２に進む。以上にて、図２に示す一連の処理が終了する。

【0038】

図３は、図２中のステップＳ１５の詳細な処理を示すフローチャートである。尚、以下では、ＲＡＩＤグループＡの総アクセス時間が、ＲＡＩＤグループＢの総アクセス時間よりも大きいとする。また、累積アクセス時間が最も大きいデータブロックが、データブロックがＡ＃３（３３）であり、累積アクセス時間が最も小さいデータブロックが、データブロックがＢ＃０（１０）であるとする。よって、以下では、データブロックＡ＃３とデータブロックＢ＃０とがスワップされる場合を例に挙げて説明する。

【0039】

［ステップＳ２０］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックキャッシュ２６，２７を、ホストコンピュータＨＣからデータブロックＡ＃３，Ｂ＃０に対するアクセス（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅアクセス）があった場合のアクセス対象にそれぞれ設定する。

【0040】

［ステップＳ２１］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックＡ＃３をデータブロックキャッシュ２６にコピーし、データブロックＢ＃０をデータブロックキャッシュ２７にコピーする。ここで、コピー処理中に、ホストコンピュータＨＣからデータブロックＡ＃３へのアクセスがあった場合には、データブロックキャッシュ２６を介してデータブロックＡ＃３がアクセスされる。また、ホストコンピュータＨＣからデータブロックＢ＃０へのアクセスがあった場合には、データブロックキャッシュ２７を介してデータブロックＢ＃０がアクセスされる。

【0041】

［ステップＳ２２］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックキャッシュ２６とデータブロックキャッシュ２７との全ての入出力インターフェースを切り替える。これにより、データブロックキャッシュ２６に記憶されたデータブロックは、データブロックＢ＃０に対するものになり、データブロックキャッシュ２７に記憶されたデータブロックは、データブロックＡ＃３に対するものになる。

【0042】

［ステップＳ２３］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックキャッシュ２６に記憶されているデータをデータブロックＢ＃０にコピーし、データブロックキャッシュ２７に記憶されているデータをデータブロックＡ＃３にコピーする。ここで、コピー処理中に、ホストコンピュータＨＣからデータブロックＡ＃３へのアクセスがあった場合には、データブロックキャッシュ２７を介してデータブロックＡ＃３がアクセスされる。また、ホストコンピュータＨＣからデータブロックＢ＃０へのアクセスがあった場合には、データブロックキャッシュ２６を介してデータブロックＢ＃０がアクセスされる。

【0043】

［ステップＳ２４］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックキャッシュ２６，２７を、ホストコンピュータＨＣからのアクセス対象から切り離す。

【0044】

［ステップＳ２５］
データブロックスワップ制御部２２は、データブロックＡ＃３，Ｂ＃０のスワップ先を示す情報をスワップ先記憶部２５に記憶させる。以後、データブロックＡ＃３，Ｂ＃０へのアクセスはスワップ先記憶部２５に記憶されたスワップ先を示す情報を参照して行われる。

【0045】

図４Ａ，図４Ｂは、本発明の一実施形態において管理テーブルに記録される情報の一例を示す図である。尚、図４Ａは、スワップ処理が行われる前のものであり、図４Ｂは、スワップ処理が行われた後のものである。尚、ここでは、前述した例と同様に、スワップ処理が行われる前において、ＲＡＩＤグループＡの総アクセス時間が、ＲＡＩＤグループＢの総アクセス時間よりも大きいとする。また、図４Ａ，図４Ｂでは、理解を容易にするために、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの総アクセス時間（ＴＯＴＡＬ）及び平均時間も図示している。

【0046】

図４Ａに示す例において、累積アクセス時間の差は、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃３とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃０との間で最も大きく、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃２とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃２との間で次に大きい。尚、ＲＡＩＤグループＡの総アクセス時間は２２２秒であり、ＲＡＩＤグループＢの総アクセス時間は１２３秒であり、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間に差が見られる。

【0047】

ここで、図１に示す通り、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃３とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃０とのスワップ、及び、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃２とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃２とのスワップが行われたとする。図４Ｂを参照すると、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの総アクセス時間が共に１５３秒になっており、ＲＡＩＤグループＡとＲＡＩＤグループＢとの総アクセス時間に差が無くなっている。これは、負荷分散が行われたことを示している。

【0048】

図５は、本発明の一実施形態においてスワップ先記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。図５に示す例では、ＲＡＩＤグループＡのブロック番号「３」については、スワップ先「Ｂ」、ブロック番号「０」が設定されている。これは、データブロックＡ＃３のスワップ先がデータブロックＢ＃０であることを示している。また、ＲＡＩＤグループＢのブロック番号「０」については、スワップ先「Ａ」、ブロック番号「３」が設定されている。これは、データブロックＢ＃０のスワップ先がデータブロックＡ＃３であることを示している。

【0049】

同様に、図５に示す例では、ＲＡＩＤグループＡのブロック番号「２」については、スワップ先「Ｂ」、ブロック番号「２」が設定されている。また、ＲＡＩＤグループＢのブロック番号「２」については、スワップ先「Ａ」、ブロック番号「２」が設定されている。

【0050】

図６は、本発明の一実施形態において、スワップが行われた後のＲＡＩＤグループの様子の一例を示す図である。図６に例示するものは、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃３とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃０とのスワップ、及び、ＲＡＩＤグループＡのデータブロックＡ＃２とＲＡＩＤグループＢのデータブロックＢ＃２とのスワップが行われたものである。

【0051】

以上の通り、本実施形態では、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロックへのアクセス情報が記録される２つの管理テーブル２３，２４を設けている。そして、データブロックスワップ制御部２２が、管理テーブル２３，２４の何れか一方に記録されたアクセス情報を用いてスワップ処理を行っている間、Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部２１が管理テーブル２３，２４の何れか他方にアクセス情報を記録するようにしている。これにより、スワップ処理が行われている間も、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのアクセス情報を記録することができるため、より正確な負荷分散を行うことができる。

【0052】

また、本実施形態では、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢのデータブロックへのアクセス回数のみならず、アクセス時間を計測して累計アクセス時間を算出している。このため、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等のデバイスの種類によるアクセス時間の違い、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ等のアクセスの種類によるアクセス時間の違いを考慮することができる。これにより、より正確に負荷分散を行うことが可能となる。

【0053】

また、本実施形態では、スワップが行われる一対のデータブロックを記憶する２つのデータブロックキャッシュ２６，２７を設け、これらデータブロックキャッシュ２６，２７を介してデータブロックのスワップ処理を行うようにしている。これにより、ホストコンピュータＨＣからのアクセスを止めることなく、常時アクセス可能となるため、スワップ処理中におけるホストコンピュータＨＣのアクセス待ち時間を大きく削減することが可能となる。

【0054】

〈変形例〉
ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの具体的なＲＡＩＤ構成は、特定のＲＡＩＤ構成に限定されることはなく、任意のＲＡＩＤ構成でよい。例えば、ＲＡＩＤグループＡ及びＲＡＩＤグループＢの具体的なＲＡＩＤ構成は、ＲＡＩＤ１構成であってもよく、ＲＡＩＤ５構成であってもよい。また、ディスクアレイコントローラ２は、これらのＲＡＩＤグループを自由に構築することができる。

【0055】

〈最小構成例〉
図７は、本発明の一実施形態によるディスクアレイ装置の最小構成例を示す図である。図７に示す通り、ディスクアレイ装置１は、少なくとも、記録手段５１、スワップ制御手段５２、及び制御手段５３を備える。記録手段５１は、複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、データブロック毎のアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録する。スワップ制御手段５２は、第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録されたアクセス情報を用いて、複数のＲＡＩＤグループ間でデータブロックのスワップを行う。制御手段５３は、スワップ制御手段５２が、第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録されたアクセス情報を用いてスワップを行い、記録手段５１が、第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方にアクセス情報を記録するようにスワップ制御手段５２及び記録手段５１を制御する。

【0056】

上記のディスクアレイ装置１は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、ディスクアレイコントローラ２の機能は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって実現される。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【0057】

尚、図１におけるディスクアレイ装置１のディスクアレイコントローラ２の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりディスクアレイコントローラ２の機能の全て又は一部を実現してもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（或いは、表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0058】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ ディスクアレイ装置
３，４ ＲＡＩＤグループ
２０ 主制御部
２１ Ｒ／Ｗアクセス時間データ記録制御部
２２ データブロックスワップ制御部
２３，２４ 管理テーブル
２５ スワップ先記憶部
２６，２７ データブロックキャッシュ
３０～３４ データブロック
４０～４４ データブロック
５１ 記録手段
５２ スワップ制御手段
５３ 制御手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録する記録手段と、
前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うスワップ制御手段と、
前記スワップ制御手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップを行い、前記記録手段が、前記スワップが行われている間も前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報を記録するように前記スワップ制御手段及び前記記録手段を制御する制御手段と、
を備えるディスクアレイ装置。

【請求項2】

前記記録手段は、前記アクセス情報として、前記データブロックにアクセスした回数を示すアクセス回数と、前記データブロックにアクセスした累積時間を示す累積アクセス時間とを記録する、請求項１記載のディスクアレイ装置。

【請求項3】

前記記録手段は、前記アクセス回数及び前記累積アクセス時間を、前記データブロックに対するアクセスの種類毎に記録する、請求項２記載のディスクアレイ装置。

【請求項4】

前記スワップ制御手段は、前記累積アクセス時間が最も大きいデータブロックと、前記累積アクセス時間が最も小さいデータブロックとのスワップを行う、請求項２又は請求項３記載のディスクアレイ装置。

【請求項5】

前記スワップが行われる前記データブロックの一方を記憶する第１のキャッシュと、
前記スワップが行われる前記データブロックの他方を記憶する第２のキャッシュと、
を備え、
前記スワップ制御手段は、前記スワップが行われる前記データブロックの一方を前記第１のキャッシュにコピーするとともに前記スワップが行われる前記データブロックの他方を前記第２のキャッシュにコピーした後に、前記第１のキャッシュと前記第２のキャッシュとの入れ替えを行い、前記第１のキャッシュにコピーされた前記データブロックを前記スワップが行われる前記データブロックの他方にコピーするとともに前記第２のキャッシュにコピーされた前記データブロックを前記スワップが行われる前記データブロックの一方にコピーすることで前記スワップを行う、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載のディスクアレイ装置。

【請求項6】

前記スワップ制御手段は、前記スワップを行っている間に、前記スワップが行われる前記データブロックの一方又は他方へのアクセスがあった場合には、前記第１のキャッシュ又は前記第２のキャッシュを前記アクセスの対象とする、請求項５記載のディスクアレイ装置。

【請求項7】

前記スワップ制御手段は、前記スワップが終了した場合には、前記第１のキャッシュ又は前記第２のキャッシュを前記アクセスの対象から解除する、請求項６記載のディスクアレイ装置。

【請求項8】

前記スワップ制御手段により前記スワップが行われた前記データブロックの一方及び他方のスワップ先を示す情報を記憶するスワップ先記憶手段を備え、
前記スワップが行われた前記データブロックへのアクセスは、前記スワップ先記憶手段に記憶された情報を参照して行われる、
請求項１から請求項７の何れか一項に記載のディスクアレイ装置。

【請求項9】

ディスクアレイ装置の記録手段が、複数のデータブロックを有する複数のＲＡＩＤグループの、前記データブロック毎のアクセス状況を示すアクセス情報を第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録するステップと、
前記ディスクアレイ装置のスワップ制御手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて、前記複数のＲＡＩＤグループ間で前記データブロックのスワップを行うステップと、
前記ディスクアレイ装置の制御手段が、前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか一方に記録された前記アクセス情報を用いて前記スワップが行われ、前記スワップが行われている間も前記第１の管理テーブル及び第２の管理テーブルの何れか他方に前記アクセス情報が記録されるように制御するステップと、
を有する負荷分散方法。

【請求項10】

請求項９記載の負荷分散方法をコンピュータに実行させるための負荷分散プログラム。