存储系统及其控制方法技术方案

存储系统及其控制方法和程序。当产生将高速缓冲存储器中的新数据回写到形成ＲＡＩＤ冗余配置的盘装置的回写请求时，回写处理单元在高速缓冲存储器中保留奇偶校验缓冲区，生成新奇偶校验，然后将新数据和新奇偶校验写入对应的盘装置。当在由回写处理单元执行写入时在多个盘装置中发生ＲＡＩＤ一致性被破坏的差错时，恢复处理单元在高速缓冲存储器中保留用于对包括待回写新数据的整个条带的数据进行存储的高速缓存条带区，并使得高速缓存控制单元对其进行管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于通过高速缓冲存储器来处理从上级装置到RAID(独立盘冗余阵列)配置的存储装置的输入/输出请求的存储系统及其控制方法和程序；更具体地，涉及用于将在高速缓冲存储器中更新了的最新数据回写到形成RAID 5的冗余配置的存储装置的存储系统及其控制方法和程序。
技术介绍
传统上，在用于处理来自主机的输入/输出请求的RAID装置中，按图1的方式，高速缓冲存储器102设置在RAID装置100的控制模块101中，从主机至盘装置104-1至104-4(其构成了RAID-5组105)的输入/输出请求被构成为在高速缓冲存储器102中被处理。按页单位对这种RAID装置100的高速缓存数据进行管理，并且，按图2的方式，例如以66,560个字节作为一页的方式来管理高速缓存页106。高速缓存页106包括多个用作主机的存取单位的块单位中的用户数据，其中用户数据的一个块为512字节，每512字节向其加入8字节的块校验码(BCC)，将520字节块的128块单位作为一页来管理，因此，一页为520×128＝66,560字节。为管理高速缓存页106准备称为高速缓存包元素(CBE)的高速缓存管理表。在高速缓存管理表中，存在对应于每一页的管理记录，该管理记录例如保持有逻辑单元号(LUN)、逻辑块地址(LBA)和脏数据(其中由一个比特来表示一个块)的脏数据位图。高速缓存管理表的一页具有与构成RAID组的各个盘装置的条带(strip)区的大小相同的大小。这里，当RAID 5用作RAID装置100的冗余配置时，在高速缓冲存储器102中设置有用于存储高速缓存数据的高速缓存区108，并且，与高速缓存区108分立地，设置有用于存储旧数据和旧奇偶校验(parity)的数据缓冲区110和用于存储新奇偶校验的奇偶校验缓冲区112，作为用于在回写处理中产生新奇偶校验的工作区。在回写处理中，例如，如果产生了将作为一页数据存在于高速缓存区108的新数据(D2)new回写到盘装置104-2的请求，则在高速缓冲存储器102中保留了数据缓冲区110和奇偶校验缓冲区112之后执行回写处理。这里，由于将新数据(D2)写入盘装置中的一个，所以该回写处理称为小写入(smallwrite)。在小写入中，从盘装置104-2读出旧数据(D2)old，并将其存储在数据缓冲区110中，并且，从盘装置104-4读出旧奇偶校验(P)old，也将其存储在数据缓冲区110中。随后，计算新数据(D2)new、旧数据(D2)old和旧奇偶校验(P)old的异或(XOR)116，从而获得新奇偶校验(P)new，将其存储在奇偶校验缓冲区112。最后，将新数据(D2)new和新奇偶校验(P)new分别写入盘装置104-2和104-4，处理结束。在新数据以对应于全部盘装置104-1至104-3的方式存在(条带区的全部数据)的情况下的回写称为宽带写入(band-wide write)；在宽带写入中，将新奇偶校验计算为对应于盘装置104-1至104-3的条带区的全部数据的异或，并执行向盘装置104-1至104-4的写入以结束处理。在任一种情况下，当完成写入时，释放数据缓冲区110和奇偶校验缓冲区112。此外，在这种形成RAID 5的冗余配置的RAID装置中，例如，如图3所示，如果在回写处理中例如在两个盘装置104-3和104-4出现差错，则在盘装置104-1至104-4的条带区中产生根据RAID 5的数据的一致性被破坏的故障。即，作为回写处理失败的结果，仅仅盘装置104-2具有新数据(D2)new，而盘装置104-3和104-4保持具有旧数据(D3)old和旧奇偶校验(P)old。在以上述方式破坏了一致性的状态下，如果盘装置104-1进一步以图4的方式出现故障从而使RAID-5组退化并导致三装置配置，那么，由于来自主机118的读取数据D2的请求在高速缓冲存储器102中引起未命中(miss-hit)，从而试图从盘装置104-1移动(staging)。然而，由于其处于盘装置104-1出现故障并被从RAID-5组105去除的退化状态，所以执行用于通过对正常盘装置104-2至104-4的数据和奇偶校验进行异或来恢复数据D1的再生读取。然而，由于盘装置104-2至104-4的数据和奇偶校验的一致性已经被破坏，所以通过异或可能恢复错乱数据(D？)。此外，在RAID装置中，使设置有高速缓冲存储器的控制模块双工以确保可靠性，并将回写处理中生成的奇偶校验保存在备用侧的控制模块中。因此，当像图4那样盘装置出现故障从而导致状态退化(其中由于回写处理的差错而破坏了盘装置的一致性)时，控制模块101-1按图5的方式获取保存在备用侧的控制模块101-2中的新奇偶校验(P)new，并执行写入纠错(Write Correct)，以将高速缓冲存储器102中的新数据(D2)new和(D3)new写入对应的盘装置104-2至104-3，从而恢复盘装置104-1至104-4的一致性。日本专利申请特开平(Kokai)No.05-303528[专利文献2]日本专利申请特开平(Kokai)No.08-115169然而，在这种传统的高速缓存控制处理中，如果发生其中在控制模块出现故障且处理转移到备用控制模块的退化，则不能保存奇偶校验；因此，如果RAID组的盘装置的一致性被破坏，则不能进行通过如图5的使用奇偶校验的写入纠错来恢复一致性。因此，按照图6的方式，由于控制模块101-1出现差错而接管处理的控制模块101-2不能获得高速缓冲存储器102中的奇偶校验；因此，通过对盘装置104-1至104-3中的数据的异或来重新计算奇偶校验(P)，并将其写入盘装置104-3，从而恢复盘装置104-1至104-4的一致性，然后，按图7的方式，在根据保留在高速缓冲存储器102中的新数据(D2)new和(D3)new计算新奇偶校验(P)new之后，执行用于在盘装置104-2至104-4中执行写入的正常回写。然而，如果在如图7的控制模块退化的状态下盘装置104-1又出现故障并且RAID-5组105退化，则与图6不同，不能在退化的RAID-5组105中执行对奇偶校验的重新计算；因此不能恢复一致性，并且，除非禁止存取RAID-5组的全部条带，否则产生数据错乱的风险，这是有问题的。根据本专利技术，提供了一种存储系统及其控制方法和程序，用于在RAID-5组的一致性已被破坏并且已出现存储装置的退化的情况下恢复存取过程中发生的差错，从而对于存取提高数据可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种存储系统。本专利技术的存储系统的特征在于包括高速缓存控制单元，用于按页区单位来管理在高速缓冲存储器中的数据，并处理从上级装置至存储装置的输入/输出请求；RAID控制单元，用于按与页区具有相同大小的条带区单位来管理多个存储装置中的每一个中的数据，并按条带区单位来管理共同具有同一地址的多个数据用条带区和一个奇偶校验用条带区，并形成RAID的冗余配置，在RAID的冗余配置中，每当改变条带区的地址时，就改变其上设置有奇偶校验用条带区的存储装置；回写处理单元，用于当产生了用于将高速缓冲存储器中的新数据回写到存储装置的回写请求时，在高速缓冲存储器中保留奇偶校验缓冲区，生成新奇偶校验，然后将新数据和新奇偶校验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统，其特征在于包括：高速缓存控制单元，用于按页区单位管理高速缓冲存储器中的数据，并处理从上级装置至存储装置的输入／输出请求；ＲＡＩＤ控制单元，用于按与页区具有相同大小的条带区单位来管理多个存储装置中的每一个中的数据 ，并按条带区单位来管理共同具有同一地址的多个数据用条带区和一个奇偶校验用条带区，并形成ＲＡＩＤ５的冗余配置，在ＲＡＩＤ５的冗余配置中，每当改变条带区的地址时，就改变其上设置有奇偶校验用条带区的存储装置；回写处理单元，用于当产生了用于 将高速缓冲存储器中的新数据回写到存储装置的回写请求时，在高速缓冲存储器中保留奇偶校验缓冲区，生成新奇偶校验，然后将新数据和新奇偶校验写入对应的存储装置；以及恢复处理单元，用于当在回写处理单元进行写入时在多个存储装置中出现ＲＡＩＤ５的 一致性被破坏的差错时，在高速缓冲存储器中保留用于对包括待回写新数据的整个条带的数据进行存储的高速缓存条带区，并使得高速缓存控制单元对其进行管理。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-14 JP2005-0709631.一种存储系统，其特征在于包括高速缓存控制单元，用于按页区单位管理高速缓冲存储器中的数据，并处理从上级装置至存储装置的输入/输出请求；RAID控制单元，用于按与页区具有相同大小的条带区单位来管理多个存储装置中的每一个中的数据，并按条带区单位来管理共同具有同一地址的多个数据用条带区和一个奇偶校验用条带区，并形成RAID 5的冗余配置，在RAID 5的冗余配置中，每当改变条带区的地址时，就改变其上设置有奇偶校验用条带区的存储装置；回写处理单元，用于当产生了用于将高速缓冲存储器中的新数据回写到存储装置的回写请求时，在高速缓冲存储器中保留奇偶校验缓冲区，生成新奇偶校验，然后将新数据和新奇偶校验写入对应的存储装置；以及恢复处理单元，用于当在回写处理单元进行写入时在多个存储装置中出现RAID 5的一致性被破坏的差错时，在高速缓冲存储器中保留用于对包括待回写新数据的整个条带的数据进行存储的高速缓存条带区，并使得高速缓存控制单元对其进行管理。2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，当在回写处理单元执行写入时在两个或更多个存储装置中发生差错时，恢复处理单元确定发生了RAID 5的一致性被破坏的差错。3.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，在保留高速缓存条带区之后，恢复处理单元使得回写处理单元释放存储新奇偶校验的奇偶校验缓冲区。4.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，如果在高速缓存条带区中存在未使用区，则恢复处理单元将通过对同一区中的新数据与奇偶校验缓冲区中的新奇偶校验的异或而获得的新数据移动到该未使用区。5.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，如果在高速缓存条带区存在通过对同一区中的新数据与奇偶校验缓冲区中的新奇偶校验的异或而获得的新数据不能移动到的未使用区，则恢复处理单元将从存储装置读出的数据移动到该未使用区。6.根据权利要求5所述的存储系统，其特征在于，如果数据从存储装置到未使用区的移动失败，则恢复处理单元将该高速缓存条带区指定为存取受限区，并使得高速缓存控制单元对其进行管理。7.根据权利要求6所述的存储系统，其特征在于，如果从上级装置向被指定为存取受限区的高速缓存条带区请求读取，则高速缓存控制单元在高速缓存命中时使命中数据经受读取响应，当高速缓存未命中时，在执行基于RAID 5冗余配置的从存储装置的移动禁止数据恢复之后高速缓存命中时执行读取响应。8.根据权利要求7所述的存储系统，其特征在于，如果从上级装置向被指定为存取受限区的高速缓存条带区请求写入，则高速缓存控制单元将写入数据写入对应的区。9.根据权利要求7所述的存储系统，其特征在于，如果在消除了存储装置的差错之后产生了对被指定为存取受限区的高速缓存条带区的回写请求，并且如果回写处理单元执行基于RAID 5冗余配置的从存储装置到高速缓存条带区中的未使用区的移动禁止数据恢复并保留了整个条带的数据，则回写处理单元在高速缓冲存储器中保留奇偶校验缓冲区，并根据整个条带的数据生成新奇偶校验数据，然后，将新数据和新奇偶校验写入对应的存储装置。10.一种存储系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤高速缓存控制步骤，按页区单位来管理高速缓冲存储器中的数据，并处理从上级装置至存储装置的输入/输出请求；RAID控制步骤，用于按与页区具有相同大小的条带区单位来管理多个存储装置中的每一个中的数据，并按条带区单位来管理共同具有同一地址的多个数据用条带区和一个奇偶校验用条带区，并形成RAID 5的冗余配置，在RAID 5的冗余配置中，每当改变条带区的地址时，就改变其上设置有奇偶校验用条带区的存储装置；回写处理步骤，当产生了用于将高速缓冲存储器中的新数据回写到存储装置的回写请求时，在高速缓冲存储器中保留奇偶校...

【专利技术属性】
技术研发人员：池内和彦，伊藤实希夫，大黑谷秀治郎，望月信哉，高桥秀夫，绀田與志仁，佐藤靖丈，越智弘昭，牧野司，久保田典秀，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]