存储系统及用于其的方法
【技术领域】
[0001]本发明一般而言涉及数据存储，并且具体而言涉及管理在薄(thin)和厚供给存储池(thick provis1ned storage pool)中创建的厚和薄数据卷。
【背景技术】
[0002]在计算机存储阵列(在本文中也称为存储系统或存储子系统)中，盘分区和逻辑卷管理用来管理诸如硬盘驱动器的物理存储设备。在盘分区中，单个存储设备被分成称为分区的多个逻辑存储单元，由此就好像它是多个盘一样来对待一个物理存储设备。逻辑卷管理提供在大容量存储设备上分配空间的方法，该方法比常规的分区方案更灵活。特别地，卷管理器可以把把区域(区域是具有特定长度的字节序列，通常是一兆字节)级联、条块化到一起(stripe together)或者以别的方式组合成更大的虚拟区域,管理员可以调整这种虚拟区域的尺寸或者移动它，有可能不需要中断系统的使用。
[0003]以上描述是作为这个领域中相关技术的一般概述给出的，并且不应当被认为是承认它所包含的任何信息构成与本专利申请相抵的现有技术。
【发明内容】
[0004]根据本发明的实施例，提供了包括一个或多个存储设备以及处理器的存储系统，该处理器布置成:把这一个或多个存储设备配置为多个物理存储单元，其中每个物理存储单元都具有存储粒度；在这一个或多个存储设备上配置具有物理数目个物理存储单元和逻辑数目个逻辑存储单元的薄供给存储池，其中物理数目小于逻辑数目；并且，在接收到创建具有所请求数目个物理存储单元的厚数据卷的请求后，识别薄供给池中可用的物理存储单元的可用数目；并且，在确定所请求的数目小于可用数目后，从薄供给存储池向厚数据卷分配所请求数目个物理存储单元。
[0005]根据本发明的实施例，提供了包括一个或多个存储设备以及处理器的存储系统，该处理器布置成:把一个或多个存储设备配置为多个物理存储单元，其中每个物理存储单元都具有存储粒度；接收创建所请求的多个数据卷的请求，其中所请求的多个数据卷中每一个都具有所请求的最大物理尺寸；响应于存储粒度，确定其总存储尺寸大于或等于所请求的物理尺寸总数的物理存储单元的最小数目；从一个或多个存储设备分配该最小数目个物理存储单元；并且在端到端配置中连续地把所请求的多个数据卷存储到所分配的物理存储单元。
[0006]根据本发明的实施例，还提供了包括一个或多个存储设备以及处理器的存储系统，该处理器布置成:把这一个或多个存储设备配置为多个物理存储单元；配置多个存储池，这多个存储池中每一个都具有一个或多个相应的池属性；定义包括这多个存储池的分组池；并且在接收到创建具有一个或多个卷属性并且包括所请求数目个物理存储单元的数据卷的请求后，响应于其一个或多个池属性与其一个或多个卷属性之间的比较而识别给定的存储池；检测给定的存储池中可用数目个物理存储单元；并且，在确定所请求的物理存储单元的数目大于物理存储单元的可用数目后，计算包括从所请求的物理存储单元的数目减去物理存储单元的可用数目的数目；并且在分组池中把计算出的数目个物理存储单元传送到所识别的存储池。
【附图说明】
[0007]本文参考附图仅仅作为例子描述本公开内容，其中:
[0008]图1是根据本发明的实施例、示意性地说明存储系统的框图；
[0009]图2是根据本发明的实施例、布置成管理厚和薄供给存储池中的厚和薄数据卷的存储系统的模块的框图；
[0010]图3是根据本发明的第一实施例、示意性地说明在薄供给存储池中创建给定厚卷的方法的流程图；
[0011]图4A和4B是根据本发明的第二实施例、在以端到端配置存储多个数据卷的存储系统中的存储单元的框图；
[0012]图5是根据本发明的第二实施例、示意性地说明以端到端配置存储多个数据卷的方法的流程图 '及
[0013]图6是根据本发明的第三实施例、示例性地说明管理分组存储池的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]薄供给(thick provis1ning)是在存储系统中用来优化可用存储的利用的方法。代替把所有请求的物理数据块(在本文中被称为存储单元)预先分配给数据卷，薄供给实现存储单元向数据卷的按需分配。这种方法有助于消除几乎所有的“空白”(即，分配给数据卷但没有存储任何数据的存储单元)，由此比诸如厚供给的存储分配方法提高存储利用率，其中厚供给向各个数据卷分配可能保持不用(即，不存储任何数据)的存储单元。
[0015]薄供给实现过度分配(或者过度订阅)机制，这种机制使得存储系统能够看到比已经在存储系统自身上物理保留的更多的附加存储容量。在薄供给中，物理存储空间或者是物理存储空间或者是逻辑存储空间，其中物理存储空间或者被保留或者被使用。保留的物理存储空间包括分配给存储池(存储池在下文中描述)的存储空间量，而被使用的存储空间包括当前用来存储数据的保留的物理存储空间量。对于给定的数据卷，逻辑空间包括给定卷的所报告的容量，并且对于给定的存储池，逻辑空间包括用于池中所有数据卷的最大尺寸。
[0016]过度分配使数据卷的增长有灵活性，而不需要准确地预测给定的数据卷将增长多少。相反，存储单元增长变得有序。阵列上的物理存储容量仅仅在数据真正被主计算机(或者诸如SCSI主机或服务器的另一实体)写时才被指定，而不是在存储卷最初被分配时就指定。服务器，并且通过扩展还有驻留在其上的应用，看到来自储存器的完全尺寸的数据卷，但是储存器本身只在它们被写时才分配数据块。
[0017]在实现薄供给的存储系统中，数据卷可以从存储池创建，其中数据卷或者是厚卷或者是薄卷，并且其中存储池或者是薄供给池或者是厚供给池。其逻辑尺寸大于其物理尺寸的存储池可以被称为薄供给存储池，而其逻辑尺寸等于其物理尺寸的存储池可以被称为厚供给存储池。同样，其逻辑尺寸大于其物理尺寸的数据卷可以被称为薄卷，而其逻辑尺寸等于其物理尺寸的数据卷可以被称为厚卷。在有些实施例中，厚卷可以包括作为薄卷创建但是其物理尺寸等于其逻辑尺寸的给定卷(即，完全分配的薄卷)。
[0018]本发明的实施例提供了用于管理薄和厚供给存储池以便创建厚和薄卷的方法和系统。如下文中所描述的，第一实施例包括用于从薄供给池创建厚卷的方法和系统，第二实施例包括用于在一个或多个存储单元中“端到端地”存储多个数据卷的方法和系统，并且第三实施例包括用于定义和管理包括多个厚和/或薄供给存储池的分组池的方法和系统。
[0019]在第一实施例中，一个或多个存储设备可以配置为多个物理存储单元，其中每个物理存储单元都具有存储粒度。在配置一个或多个存储设备后，可以在这一个或多个存储设备上配置薄供给的存储池，其中薄供给的存储池具有物理数目个物理存储单元和逻辑数目个逻辑存储单元，其中物理数目小于逻辑数目。在接收到创建具有所请求数目个物理存储单元的厚数据卷的请求后，可以识别薄供给池中可用的物理存储单元的可用数目。在确定所请求的数目小于可用数目后，可以从薄供给存储池向厚数据卷分配所请求数目个物理存储单元。
[0020]在第二实施例中，一个或多个存储设备可以配置为多个物理存储单元，其中每个物理存储单元都具有存储粒度。在配置一个或多个存储设备后，可以接收创建所请求的多个数据卷的请求，其中所请求的多个数据卷中每一个都具有所请求的最大物理尺寸。响应于存储粒度，确定其总存储尺寸大于或等于所请求的物理尺寸总数的物理存储单元的最小数目。可以从存储设备中的一个或多个分配该所确定的最小数目个物理存储单元，并且在端到端配置中连续地把所请求的多个数据卷存储到所分配的物理存储单元。
[0021 ] 在第三实施例中，一个或多个存储设备可以配置为多个物理存储单元。在配置一个或多个存储设备之后，可以配置多个存储池，这多个存储池中每一个都具有一个或多个相应的池属性，并且可以定义分组池，该分组池包括多个存储池。在接收到创建具有一个或多个卷属性并且包括所请求数目个物理存储单元的数据卷的请求后，响应于其一个或多个池属性与其一个或多个卷属性之间的比较而识别给定的存储池。在识别出给定的存储池后，可以检测给定的存储池中可用数目个物理存储单元。在确定所请求的物理存储单元的数目大于物理存储单元的可用数目时，计算包括从所请求的物理存储单元的数目减去物理存储单元的可用数目的数目，并且在分组池中把计算出的数目个物理存储单元传送到所识别的存储池。
[0022]当执行管理程序以便实现每个都具有虚拟化储存器的多个虚拟机时，除了由给定虚拟机使用的给定数据卷，通常还定义相应的元卷(meta volume)来存储用于虚拟机及其相应的虚拟化储存器的配置数据。由于存储系统支持不断增长数目个虚拟机实例，因此本发明的实施例使存储系统能够高效地利用存储空间。
[0023]图1是根据本发明的实施例、示意性地说明数据处理存储子系统20的框图。在图1中示出的特定子系统(也称为存储系统)的给出是为了方便本发明的解释。但是，如本领域技术人员将认识到的，本发明可以利用其它计算环境实践，诸如具有不同体系架构和能力的其它存储子系统。
[0024]存储子系统20从一个或多个主计算机22接收输入/输出(I/O)请求，这些I/O请求是在数据卷上的逻辑地址读或写数据的命令。任意数量的主计算机22通过本领域中已知的方式，例如利用网络，耦合到存储子系统20。在本文中，作为例子，假设通过结合数据连接24和主机总线适配器(HBA) 28的存储区域网络(SAN) 26耦合主计算机22和存储子系统20。逻辑地址规定数据卷内一定范围的数据块，在本文中作为例子假设每个块包含512个字节。例如，在给定主计算机22上的数据处理应用中使用的1KB数据记录将需要20个块，给定的主计算机可以把它规定为存储在包括数据卷的块1000至1019的逻辑地址。存储子系统20可以在SAN系统中操作或者作为SAN系统操作。
[0025]存储子系统20包括耦合在分别利用数据连接30和44并且分别结合适配器32和42的SAN 26和私有网络46之间的群集存储控制器34。在有些配置中，适配器32和42可以包括主机总线适配器(HBA)或InfiniBand?架构。群集存储控制器34实现存储模块36的群集，有些存储模块包括接口 38 (在适配器32和42之间通信)以及高速缓存40。通过数据连接48，每个存储模块36负责多个存储设备50，如所示出的。
[0026]如前面所描述的，每个存储模块36还包括给定的高速缓存40。但是，将认识到，存储子系统20中所使用并且与群集存储控制器34结合的高速缓存40的数目可以是任何方便的数目。虽然存储子系统20中的全部高速缓存40都可以按基本相同的方式操作并且包括基本类似的元件，但这并不是必需。每个高速缓存40可以在尺寸上大致相等并且假设，作为例子，以一对一的对应性与一组物理存储设备50耦合，其中物理存储设备50可以包括盘。在一种实施例中，物理存储设备可以包括这种盘。本领域技术人员将能够使本文的描述适应不同尺寸的高速缓存。
[0027]存储设备50的每个集合都包括多个慢和/或快存取时间的大容量存储设备，在下文中假设是多个硬盘。图1示出了耦合到存储设备50的相应集合的高速缓存40。在有些配置中，存储设备50的集合包括一个或多个硬盘，或者可以具有不同性能特点的固态驱动器(SSD)。响应于I/O命令，作为例子，给定的高速缓存40可以在给定存储设备50的可寻址物理位置读或写数据。在图1所示的实施例中，高速缓存40能够在存储设备50上实行某些控制功能。或者，这些控制功能可以由诸如链接到高速缓存40的盘控制器(未示出)的硬件设备来实现。
[0028]每个存储模块36可操作成监视其状态，包括关联的高速缓存40的状态，并且把配置信息发送到存储子系统20的其它部件，例如，导致阻塞间隔的配置变化，或者限制接受对物理储存器集合的I/O请求的比率(rate)。
[0029]命令和数据从HBA 28到群集存储控制器34和到每个高速缓存40的路由可以经网络和/或交换机来执行。在本文中，作为例子，HBA 28可以通过SAN 26的至少一个交换机(未示出)耦合到存储模块3