存储系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及具有多个层级的存储系统的自动层级控制。
【背景技术】
[0002]由于数据量的增大化、数据种类的多样化和比HDD (Hard Disk Drive，硬盘驱动器)高速的SSD(Solid State Drive，固态驱动器)的普及所产生的存储器内的存储介质的多样化，而变得难以向恰当的存储媒体层级进行数据配置。作为应对该课题的一种手段，正在普及与对数据的访问频率相应地自动地将数据储存于恰当的存储介质的存储器自动层级配置功能。
[0003]通常，自动层级管理功能，在一定的周期内(负载监视的计测期间)，在页的I/O频率高的情况下使页向上位层级移动(称为升级，promot1n)，在页的I/O频率低的情况下使页向下位层级移动(称为降级，demot1n)。另外，也有下述技术:提取2种按所述周期的间隔更新的指数移动平均值(按少周期数增加/衰减的值和按多周期数增加/衰减的值)，组合这2种值而设为I个指标值也就是所述1/0频率(负载指标)从而也考虑短周期的1/0变动(例如参照专利文献I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:美国 2012/0246386A1
[0007]专利文献2:美国 2004/0257857A1
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，在上述专利文献I记载的技术中，按每个规定周期提取监视信息而执行再配置，所以难以追踪比该规定周期短的突发性短周期的负载。但是，如果单纯地设为从数秒到数分钟量级的短周期，则在负载按短期间衰减的页会被大量再配置，会有损长周期的稳定的Tierl命中率。进一步，由每个监视周期的累计所耗的控制器的计算量增大化和页移动量增加所产生的对高速缓冲存储器和驱动器的负载影响(性能降低SSD寿命降低)变大。
[0010]用于解决课题的技术方案
[0011]为了解决上述问题，本发明提供一种按长周期负载来确定基本配置、按不同于长周期的阈值来实施短周期负载的页的移动判定的存储系统。具体而言，本申请公开的一种存储系统具有第一存储器件和性能比第一存储器件好的第二存储器件。控制器，将具有多个逻辑区域的虚拟卷提供给主机装置，在接到了写入请求后将第一存储器件和第二存储器件的存储区域分配给接到了写入请求的逻辑区域，另外，将要在被分配的存储区域储存的数据在第一存储器件与第二存储器件之间进行再配置从而将针对所述逻辑区域的分配变更为再配置目的地的存储区域。尤其是，控制器管理第一访问频率和第二访问频率，其中，所述第一访问频率是在第一期间中来自主机装置的访问频率，所述第二访问频率是在比第一期间短的第二期间中来自主机装置的访问频率，基于第一访问频率以第一期间为周期而进行第一再配置，并且与来自的主机装置的访问同步地进行基于第一访问频率和第二访问频率的第二再配置的要否判定，第一再配置的要否判定所用的阈值不同于第二再配置的要否判定所用的阈值。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，能够在考虑了突发性短周期负载的增减的基础上实现数据的层级间配置，能够提高高层级上的数据位率。
【附图说明】
[0014]图1是示出本发明的第一实施方式涉及的计算机系统的结构例的图。
[0015]图2是示出本发明的第一实施方式涉及的存储系统的逻辑结构的图。
[0016]图3是示出本发明的页配置理论的图。
[0017]图4是示出SSD的寿命维持理论的图。
[0018]图5是示出在共享存储器111配置的表的种类的图。
[0019]图6是示出在本地存储器118配置的程序的种类的图。
[0020]图7是示出动态映射表501的构造的图。
[0021]图8是示出逻辑物理地址变换表503的构造的图。
[0022]图9是示出每页监视表的构造的图。
[0023]图10是示出存储池频数分布表和虚拟卷频数分布表的构造的图。
[0024]图11是示出页再配置队列的构造的图。
[0025]图12是示出主机进行针对虚拟卷的数据读写时的、存储系统内的主机I/O处理程序的处理的流程图。
[0026]图13是转储(destage)处理程序的流程图。
[0027]图14是频数分布制作处理程序的流程图。
[0028]图15是不同步再配置判定处理程序的流程图。
[0029]图16是示出页再配置处理程序的工作的流程图。
[0030]图17是示出监视更新&Tier判定处理的工作的流程图。
[0031]图18是示出进行以存储池为单位的参数设定的画面的例子的图。
[0032]图19是示出Tier判定处理的工作的流程图。
[0033]图20是示出降级判定处理的工作的流程图。
[0034]图21是示出升级判定处理的工作的流程图。
[0035]图22是示出降级量管理表和扩展每页监视表(I)的表构造的图。
[0036]图23是示出降级判定处理(2)的工作的流程图。
[0037]图24是示出升级判定处理(2)的工作的流程图。
[0038]图25是示出处理的高效化的理论的图。
[0039]图26是示出队列的重新排序工作的图。
[0040]图27是示出用于参数推定方法和高效化的表构造的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在附图中，有时用同一符号表示功能相同的要素。附图示出遵照本发明的原理的【具体实施方式】和实施例。这些实施方式以及实施例是用于本发明的理解的，不用于限定性地解释本发明。
[0042]进一步，如后所述，本发明的实施方式可以通过在通用计算机上运行的软件来安装，也可以通过专用硬件来安装，或者也可以通过软件与硬件的组合来安装。
[0043]在以后的说明中，以表的形式对管理用的信息进行说明，但是管理用的信息也不是必需用基于表的数据结构来表达，也可以通过列表、DB、队列等数据结构和目录构造等其他方法来表达。因此，为了表明不依存于数据结构，对于“表”、“列表”、“DB”、“队列”等，有时简称为“信息”。
[0044]以下，有时以“程序”为主语(动作主体)对本发明的实施方式中的各处理进行说明。程序，因为一边使用存储器以及通信端口(通信控制装置)一边进行由处理器执行从而确定的处理，所以也可以设为以处理器为主语的说明。程序的一部分或全部既可以通过专用硬件来实现，也可以使之模块化。各种程序也可以通过程序发布存储器、存储介质而安装于各计算机。
[0045]图1是示出本发明的第一实施方式涉及的计算机系统的结构例的图。主机101由例如一般的服务器构成，经由网络103连接于存储系统104的端口 106。主机101对存储系统104发行数据的读出和写入指令，存储系统104与该指令相应地执行数据的读出和写入。网络103由例如SAN(Storage Area Network，存储区域网)和以太网(注册商标)等构成。另外，管理服务器102经由网络103连接于存储系统104的维修I/F107或端口 108。存储管理者使用管理服务器102对存储系统104发送使存储系统运转所需要的各种设定和管理用的指令。在连接有外部存储器105的情况下，该外部存储器105连接于存储系统104的端口 108。在连接该外部存储器105时，也可以经由网络103连接于存储系统104的端口108。外部存储器105所提供的卷(volume)，能够由存储系统104与存储系统104内部的卷同样地处置。关于该具体方法，已记载于专利文献2，所以省略详细的说明。
[0046]接下来，针对存储系统104的内部结构进行说明。在存储系统104的内部，经由内部网络112连接有端口 106、维修I/F107、处理器插件109、高速缓冲存储器110、共享存储器111、端口 108、驱动器113和驱动器114。高速缓冲存储器110是用于为了提高存储系统104的I/O处理的容许能力和响应性而作为暂时的超高速缓冲存储器来储存数据的、能够高速访问的存储器。处理器插件109由本地存储器118和处理器119构成，也可以为多个。处理器119为了处理来自主机101的读出和写入指令，而执行驱动器115、116、外部存储器105与高速缓冲存储器110之间的数据的传输处理等。共享存储器111是储存处理器119处理读出和写入指令并执行存储功能(卷的复制功能等)所必需的控制用的信息的存储器，也是储存多个处理器插件109A、109B间的处理器119所共有的信息的存储器。本地存储器118是储存处理器119处理读出和写入指令并执行存储功能所必需的控制用的信息的存储器，是处理器119能够占有而使用的区域。本地存储器118中储存例如由处理器119执tx的程序等。
[0047]驱动器113、114包括性能不同的多种驱动器。是具有例如FC(Fibre Channel，光线通道)、SAS (Serial Attached SCSI，串行 SCSI)、SATA (Serial Advanced TechnologyAttachment，串行高级技术附件)等接口的硬盘驱动器。与硬盘驱动器相比较，由I/O容许能力性能高且I/O响应性能高的SSD (solid-state drive，固态硬盘驱动器)等构成。将这些多种驱动器分离成具有相近性能的驱动器所得的类别为层级(Tier)115、116、117。层级间的关系由性能的高低关系来定义。通常按照性能从低到高的驱动器(SSD等)的顺序构成为从Tierl到Tier2、3。此外，外部存储器中的驱动器，也可以设想连接不使用的旧机种等的情况，以性能低为前提将其作为最下位Tier予以管理，用户也可以通过管理I/F与外部存储器的性能响应而设定层级。
[0048]图2是示出本发明的第一实施方式涉及的存储系统的逻辑结构的图。处理器119对主机提供的虚拟卷201是从主机101识别到的逻辑存储区域，来自主机101的读出和写入指令为发行对象。存储池206由I个以上的存储池卷203构成。存储池卷204分别由驱动器113、114、外部存储器105的驱动器的任一个的存储区域构成，与驱动器所属的层级相应而被分类。本实施例中，具有SSD的层级115 (与存储池卷203A相应)、SAS的层级116 (与存储池卷203B、203C相应)和外部连接的层级117 (与存储池卷203D、203E相应)的3个层级。
[0049]处理器119从存储池206以预定单位(页)对主机101发行了写入指令的虚拟卷201中的成为写入指令的对象的存储区域分配未使用的存储区域(205A)。针对下一次的来自主机101的对同一页的读/写指令，通过对已分配的存储池卷203的区域执行I/O处理，从而恰如主机101对虚拟卷执行I/O处理那样予以处理。使用虚拟卷201，仅分配要使用的部分的存储池卷203的区域，由此能够高效地使用有限的存储容量。
[0050]构成各虚拟卷的页202的每页都具有来自主机的I/O处理的特性(将其称为访问局域性)。例如，在I/o的频率高的页与低的页混杂的情况下，通常，将I/O的频率高的页配置于上位的层级，这能够提高系统整体的性能。例如，设为SSD的层级(115)能够进行10010P处理，SAS的层级(116)能够进行1010PS处理。在此，在对具有5010PS的特性的页202C分配了 SAS层级、对具有2010PS的特性的页202A分配了 SSD层级的情况下，来自主机的针对页的1PS的比率多是基本一定的，因此存储系统104整体上只能发挥10 (SAS层级的上限)+25 = 3510PS的性能。将该状态称为瓶颈(neck)状态。如果能够将页202C从SAS向相SSD的层级升级，则存储系统104整体上能够发挥50+20 = 7010PS的性能。
[0051]上述升级，具体而言通过如下方式来执行:将页204C的数据复制到未使用的页204B，将虚拟卷201A的页202C与存储池卷203B的页204C的对应关系(205C)变更为虚拟卷201A的页202C与存储池卷203A的页204B的对应关系(205B)(图16的S1604)。由降级进行的数据再配置也能够通过同样的结构来实施。
[0052]频数分布207示出各页的I/O数的分布。曲线209的纵轴示出从左向右按I/O数从