专利名称：用于重新配置逻辑卷和存储控制器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于重新配置逻辑卷和存储控制器的方法和系统。
背景技术：
当存储子系统中的卷用尽空间时，使用该卷的主机将需要另外的存储器来继续I/ 0操作。通过创建新的卷并将其分配给主机或增加现有的卷的容量来手动配置存储空间的 传统方法是耗时的，并具有导致严重停机的风险。除了手动配置，有时使用的另外的技术称为精简配置(thinprovisioning)。通过 精简配置，用户可以创建指定大小的卷，但是在写入数据时，仅将物理存储器分配给该卷。 然而，一旦所分配的容量达到该卷原始请求的容量，就不再能向该卷写入更多数据，直到重 新规划其大小，从而造成手动增加该卷的容量的需要。
发明内容
提供了一种用于实施按需配置逻辑存储卷的方法。所述方法监控逻辑卷的可用存 储容量，以及将实际逻辑卷使用与逻辑卷使用阈值(例如可用逻辑存储空间的百分数)进 行比较。如果所述实际逻辑卷使用大于所述逻辑卷使用阈值，则所述方法确定配置的物理 存储空间是否可用。如果配置的物理存储空间可用，则所述方法随后重新配置所述逻辑卷 以包括所配置的物理存储空间。如果配置的物理存储空间不可用，则所述方法定位未配置的物理存储空间，配置 可用的物理存储空间，以及使用配置的物理存储空间来重新配置逻辑卷。如果未配置的物 理空间不可用，则所述方法提供已经达到物理存储空间限制的通告。
结合附图，通过阅读以下详细的说明，将更好地理解本发明，其中同样的参考标记 用于指示同样的元素，其中图1为示出主机计算机的部件的框图；图2为示出与存储控制器通信的主机计算机的框图；图3为概括了申请人的用于实施按需配置逻辑存储卷的方法中的某些步骤的流 程图。
具体实施例方式参考附图，在以下说明书中的优选实施例中描述本发明。其中同样的标号表示相 同或类似的元素。在整个说明书中提及的“一个实施例”、“实施例”或类似的语言指结合该 实施例描述的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，整个说明书中的 短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或类似语言的出现可以但是并不必然都指同一实施 例。
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可以以任何适当的方式将本发明所描述的特征、结构或特性组合在一个或多个实 施例中。在下面的说明中，可以描述各种特定细节以提供对本发明实施例的整体理解。然 而，本领域技术人员将理解，可以实施本发明而无需一个或多个该特定细节或使用其他方 法、组件、材料等来实施。在其他实例中，将不详细示出或描述熟知的结构、材料或操作，以 避免难以理解本发明的方面。通常作为逻辑流程图来阐述所包括的示意性流程图(例如图3)。由此，所描述的 顺序和标识的步骤指示本方法的一个实施例。可以理解其他步骤和方法在功能、逻辑或效 果上与所例示的方法的一个或多个步骤或其部分相等同。此外，提供所采用的格式以及符 号以解释该方法的步骤，并且不被理解为仅限于该方法的范围。虽然在流程图中采用了各 种箭头类型和线条类型，其被理解为并不限于相应的方法的范围(例如图3)。实际上，一 些箭头或其他连接符可以用来仅指示该方法的逻辑流。例如，箭头可以指示所示的方法的 在列举的步骤之间的未指定期间的等待或监控期。此外，特定方法出现的次序可以或不必 严格遵守所示的相应的步骤的次序。参考图2，数据存储系统200包括存储控制器240，其将多个数据存储驱动器180 和/或多个数据存储驱动器190与计算设备390互连。存储控制器240包括处理器132和 存储器133，以及向存储器132写入的计算机可读程序代码242。该存储控制器还包括非易 失性存储器(“NVS”)136。在某些实施例中，NVS 136包括跟踪缓冲器部分210和段部分 220。在某些实施例中，使用从包括SCSI (小型计算机系统接口)、iSCSI(因特网 SCSI)、SAS (串行连接SCSI)、光纤通道、光纤通道上的SCSI、以太网、以太网上的光纤通道、 Infiniband以及SATA(串行ΑΤΑ)的组中选择的I/O协议，存储控制器240通过设备适配 器165和175与多个数据存储设备180通信，以及通过设备适配器166和176与多个数据 存储设备190通信。在所例示的图2的实施例中，主机计算机390包括处理器394和计算机可读介质 396，在计算机可读介质396中对指令398进行编码。在某些实施例中，计算设备390包括 主机计算机，该主机计算机生成数据并向存储控制器240提供该数据。存储控制器240将 该数据写入多个数据存储设备180和/或190的一个或多个中。此外，在图2的所例示的 实施例中，存储控制器240与一个主机计算机390通信。在其他实施例中，存储控制器240 与多个主机计算机通信。通常，主机计算机390包括计算设备(例如大型机、个人计算机、 工作站以及其组合)，其包括操作系统(例如Windows、AIX、Unix、MVS、LINUX等。(Windows 是微软公司的注册商标；AIX是注册商标，MVS是IBM公司的商标；UNIX是在通过开放组织 专门许可的美国和其他国家的注册商标；以及LINUX是LinusTorvald的注册商标)。在所例示的图2的实施例中，主机计算机390包括通道路径标识符(CHPid) 392。 CHPid 392通过通信链路395与设置在存储控制器240中的主机适配器102互连。图2所 示的实施例示出通过一个通信链路与存储控制器240互连的主机计算机390。现在参考图1，在某些实施例中，存储控制器240包括数据存储库，例如但非限制 地，数据存储库100。在某些实施例中，数据存储库100包括第一集群IOlA和第二集群 101B，其中集群IOlA和IOlB设置在同一外壳中。在图1的所例示的实施例中，数据存储 库100包括设置在四个主机分隔部分(host bay)101、106、lll和116中的多个主机适配器102-105、107-110、112-115和117-120。在其他实施例中，数据存储系统包括少于16个的 主机适配器。不管在该系统的任何实施例中设置的主机适配器数量，这些主机适配器中的 每个包括具有对中央处理/缓存部件130和140同等的访问的共享资源。每个主机适配器可以包括一个或多个光纤通道端口、一个或多个FICON端口、一 个或多个ESCON端口、或一个或多个SCSI端口。每个主机适配器经由互连总线121连接到 集群IOlA和101B，以便每个集群可以处理来自任何主机适配器的1/0，以及任一集群的存 储控制器部分可以监控与数据存储库100连接的每个通信路径(物理的或逻辑的)的通信 路径故障率。存储控制器部分130包括处理器132、计算机可读介质133、缓存134和非易失性 存储器(“NVS”)136。在某些实施例中，计算机可读介质133包括随机访问存储器。在某 些实施例中，计算机可读介质133包括非易失性存储器。存储控制器部分140包括处理器142、计算机可读介质133、缓存144和NVS 146。 在某些实施例中，计算机可读介质143包括随机访问存储器。在某些实施例中，该计算机可 读介质包括非易失性存储器。I/O部分160包括多个设备适配器，例如设备适配器165、166、167和168。I/O部 分170也包括多个设备适配器，例如设备适配器175、176、177和178。在系统的某些实施例中，将一个或多个主机适配器、存储控制器部分130和一个 或多个设备适配器一起打包在设置在数据存储系统中的单个卡中。类似地，在某些实施例 中，一个或多个主机适配器、存储控制器部分140和一个或多个设备适配器设置在数据存 储系统中设置的另外的卡中。在这些实施例中，系统100包括与多个数据存储设备互连的 两个卡。在图1所例示的实施例中，16个数据存储设备组织成两个阵列。在其他实施例中， 该数据存储系统包括多于2个的存储设备阵列。在某些实施例中，每个存储阵列对于主机 计算机看做一个或多个逻辑卷。在某些实施例中，阵列180和/或190使用RAID (独立磁盘冗余阵列)协议。在某 些实施例中，阵列180和/或190包括有时称为JBOD阵列(即“简单磁盘捆绑”)的阵列， 该阵列不根据RAID来配置。正如本领域技术人员理解的，RAID存储体(rank)包括在磁盘 驱动器的阵列中配置以获得超出单个大型驱动器的性能、容量和/或可靠性的独立磁盘驱 动器。图3概括了申请人的用于执行逻辑存储卷的按需配置的方法的步骤。该逻辑存储 卷可以使用任何类型的基础物理存储器(包括磁盘、光盘、磁带、虚拟磁带服务器、全息照 相存储器等)来实施。优选地，申请人的方法在存储子系统中执行，并可以访问要监控的可 用逻辑卷的列表，以及用于每个逻辑卷的预定的阈值(其指示该逻辑卷被认为是接近全部 存储容量的点)。申请人的方法也可以在主机计算机系统(或部分在主机系统和部分在存 储子系统)上执行。现在参考图3，在步骤305，该方法提供与被配置为逻辑卷的多个数据存储设备 (即物理存储空间)通信的存储控制器。在某些实施例中，步骤305的存储控制器与配置为 多个逻辑卷的多个数据存储设备通信，申请人的方法可以对于每个逻辑卷独立执行。在步骤310，该方法设置用于步骤SlO的逻辑卷的逻辑卷使用阈值。在某些实施例中，由存储服务供应商来执行步骤305。在某些实施例中，由存储控制器(例如存储控制器 100(图1)或存储控制器240(图2))执行步骤310。在某些实施例中，步骤310由与该逻 辑存储卷通信的主机计算机来执行。在某些实施例中，步骤310的阈值卷使用包括该逻辑存储卷的额定存储容量百分 数。在某些实施例中，步骤310的阈值卷使用包括指定的存储级别(即1千兆字节(“GB”))。在步骤320，申请人的方法确定用于步骤305的逻辑卷的实际逻辑卷使用。在某些 实施例中，通过在一个或多个指定时间间隔轮询该逻辑卷来执行确定步骤320。在其他实 施例中，确定步骤320的结果是，当某事件发生时指示该逻辑卷达到全容量。在某些实施例 中，由存储服务供应商来执行步骤320。在某些实施例中，由存储控制器(例如存储控制器 100 (图1)或存储控制器240(图2))来执行步骤320。在某些实施例中，由与该逻辑存储 卷通信的主机计算机来执行步骤320。在步骤330，申请人的方法通过确定步骤320的实际逻辑卷使用是否大于步骤310 的逻辑卷使用阈值，来确定该逻辑卷是否达到空间不足(out-of-space)状态。例如，如果 该逻辑卷使用阈值设置在80 %，以及如果逻辑卷被配置为包括1GB，则如果步骤310的实际 存储使用为800兆字节或更多，那么申请人的方法将认为该逻辑卷达到空间不足状态。虽 然上述实例提供所分配的空间百分数作为预定阈值，但是将理解该预定阈值可以是例如所 分配空间的量或空间不足状态的任何其他指示。如果该方法在步骤330确定步骤310的实际存储使用不大于步骤305的阈值使 用，则该方法继续监控该逻辑卷。可替换地，该方法在步骤320确定步骤320的实际逻辑卷 使用大于步骤310的逻辑卷使用阈值，则该方法跳转到步骤340并确定物理存储空间(如 果被配置)是否可用。在某些实施例中，申请人通过“配置的物理空间”来表示已经配置来 使用RAID数据存储协议的存储空间。在某些实施例中，步骤340由存储服务供应商来执行。在某些实施例中，步骤340 由存储控制器(例如存储控制器100 (图1)或存储控制器200 (图2))来执行。在某些实 施例中，步骤340由与逻辑卷通信的主机计算机来执行。如果该方法在步骤340确定所配置的物理空间是可用的，则该方法从步骤340跳 转到步骤350，其中该方法重新配置步骤305的逻辑卷以包括附加可用的配置的物理空间 的全部或一部分。在某些实施例中，步骤350由存储服务供应商来执行。在某些实施例中， 步骤350由存储控制器(例如存储控制器100 (图1)或存储控制器200 (图2))来执行。在 某些实施例中，步骤350由与逻辑存储卷通信的主机计算机来执行。该方法从步骤350跳 转到步骤320并如在此所述的继续。可替换地，如果该方法在步骤340确定没有可用的配置的物理空间存在，则在步 骤360申请人的方法确定是否非配置的物理空间是可用的。在某些实施例中，步骤360包 括向在主机计算机之外的存储控制器提供来自该主机计算机的查询。在某些实施例中，步 骤360由存储服务供应商来执行。在某些实施例中，步骤360由存储控制器(例如存储控 制器100 (图1)或存储控制器200 (图2))来执行。在某些实施例中，步骤350由与该逻辑 存储卷通信的主机计算机来执行。如果该方法在步骤360确定存在可以适当配置(例如根据RAID 5协议来配置) 的物理存储空间，则该方法从步骤360跳转到步骤370，并配置该物理空间。在某些实施例
7中，步骤370由存储服务供应商来执行。在某些实施例中，步骤370由存储控制器(例如存 储控制器100 (图1)或存储控制器200 (图2))来执行。在某些实施例中，步骤370由与该 逻辑存储卷通信的主机计算机来执行。该方法从步骤370跳转至步骤350，并如在此所述继续。如果该方法在步骤360确定不能发现可用存储空间，则该方法从步骤360跳转至 步骤380，其中该方法提供满足物理存储限制的消息。在某些实施例中，步骤370由存储控 制器(例如存储控制器100 (图1)或存储控制器200 (图2))来执行。在某些实施例中，步 骤370由与该逻辑存储卷通信的主机计算机来执行。在步骤390，该方法提供附加的物理存储空间。在某些实施例中，步骤390包括检 测附加的物理存储空间。在某些实施例中，步骤390由存储服务供应商来执行。在某些实 施例中，步骤390由存储控制器(例如存储控制器100 (图1)或存储控制器240 (图2)) 来执行。在某些实施例中，步骤390由与该逻辑存储卷通信的主机计算机来执行。该方法 从步骤390跳转至步骤330并如在此所述地继续。优选地，使用存储子系统控制器(例如包括处理器132、142的存储控制器部分 130、140)来执行步骤310-380 (图3)。该存储系统还包括计算机可读介质(例如计算机可 读介质133 (图1、2)和/或143(图1))。计算机可读程序代码(在该计算机可读介质中 编码的计算机可读程序代码242)可在计算机可读介质133、143中编码，其中该计算机可读 程序代码可由处理器132 (图1、2)和/或142(图1)使用，以执行图3中所述的步骤310、 320、330、340、350、360、370、380和/或390中的一个或多个。在某些实施例中，计算机可 读介质133和/或143包括例如磁信息存储介质、光信息存储介质、电子信息存储介质等。 通过“电子存储介质”，申请人例如并并限制地表示一个或多个设备(例如但非限制，PR0M、 EPR0M、EEPR0M、闪速PROM、压缩闪速存储器、智能介质(smartmedia)等)。虽然已经详细例示了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员而言这是显 然的，可以发生对这些实施例的修改和改变而不偏离由所附权利要求阐述的本发明的范 围。
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权利要求
一种用于重新配置逻辑卷的方法，包括确定所述逻辑存储卷的使用是否在接近容量；如果所述逻辑存储卷的使用在接近容量，则确定配置的物理存储空间是否可用；如果配置的物理存储空间可用，则使用所述配置的物理空间的全部或一部分来重新配置所述逻辑存储卷。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括 建立逻辑卷使用阈值；确定实际逻辑卷使用；如果所述实际逻辑卷使用大于所述逻辑卷使用阈值，则确定所述逻辑存储卷在接近容量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述逻辑卷使用阈值包括所述逻辑卷的配置的存储 容量的预定百分数。
4.如权利要求1所述的方法，还包括如果配置的物理存储空间不可用，则确定未配置的物理存储空间是否可用； 如果未配置的物理存储空间可用，则配置所述可用的物理存储空间。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定未配置的物理空间是否可用包括向所述存 储控制器提供来自所述主机计算机的查询。
6.如权利要求4所述的方法，还包括如果未配置的物理存储空间不可用，则提供达到 物理存储空间限制的通告。
7.如权利要求6所述的方法，还包括提供附加的物理存储空间。
8.一种存储控制器，包括计算机可读介质，其包括在其中编码的计算机可读程序代码， 以重新配置逻辑存储卷，所述计算机可读程序代码包括执行以下操作的一系列计算机可读 程序步骤确定所述逻辑存储卷的使用是否在接近容量；如果所述逻辑存储卷的使用在接近容量，则确定配置的物理存储空间是否可用； 如果配置的物理存储空间可用，则使用所述配置的物理空间的全部或一部分来重新配 置所述逻辑存储卷。
9.如权利要求8所述的存储控制器，其中确定所述逻辑存储卷的存储容量是否在接近 容量的所述计算机可读程序代码还包括执行以下操作的一系列计算机可读程序步骤建立逻辑卷使用阈值； 确定实际逻辑卷使用；如果所述实际逻辑卷使用大于所述逻辑卷使用阈值，则确定所述逻辑存储卷在接近容量。
10.如权利要求9所述的存储控制器，其中所述逻辑卷使用阈值包括所述逻辑卷的配 置的存储容量的预定百分数。
11.如权利要求9所述的存储控制器，所述计算机可读程序代码还包括执行以下操作 的一系列计算机可读程序步骤如果配置的物理存储空间不可用，则确定未配置的物理空间是否可用； 如果未配置的物理空间可用，则配置所述可用的物理空间。
12.如权利要求11所述的存储控制器，其中确定未配置的物理空间是否可用的所述计 算机可读程序代码还包括执行以下操作的一系列计算机可读程序步骤接收来自主机计算 机的查询。
13.如权利要求11所述的存储控制器，其中未配置的物理空间不可用，所述计算机可 读程序代码还包括执行以下操作的一系列计算机可读程序步骤向主机计算机提供满足物 理存储限制的通知。
14.如权利要求13所述的存储控制器，所述计算机可读程序代码还包括执行以下操作 的一系列计算机可读程序步骤检测新增加的物理存储空间；配置所述检测的物理存储空间；重新配置所述逻辑卷以包括检测的和配置的物理存储空间。
15.一种计算机程序产品，其在计算机可读介质上编码，并且可通过可编程计算机处理 器使用以重新配置逻辑存储卷，所述计算机程序产品包括使所述可编程处理器执行如权 利要求1-7中任一项的方法的计算机可读程序代码。
全文摘要
本发明涉及一种用于重新配置逻辑卷和存储控制器的方法，其中所述方法监控逻辑存储卷的可用存储容量的量并确定可用存储容量是否超出预定阈值，例如可用逻辑存储空间的百分数。如果所述方法确定逻辑存储卷的存储容量在接近全容量，则所述方法确定配置的物理存储空间是否可用。如果所述方法确定配置的物理存储空间可用，则所述方法重新配置逻辑存储卷以包括配置的物理存储空间。如果配置的物理存储空间不可用，则所述方法定位未配置的物理存储空间，配置可用的物理存储空间，以及使用配置的物理存储空间来重新配置逻辑卷。
文档编号G06F3/06GK101957727SQ20101022498
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月7日 优先权日2009年7月15日
发明者E·塞万提斯, J·L·派佩尔曼, M·F·埃西多, M·J·沃尔德, P·A·詹纳斯二世 申请人:国际商业机器公司