虚拟存储器管理方法和设备技术

虚拟存储器管理程序、方法和设备。容量指定单元指定盘池中的虚拟盘的用户所期望的容量。第一选择单元从登记物理盘的存储池中选择满足指定容量的一（１）个或多个物理盘，使得所选择的物理盘的数目最小，并且将所选择的物理盘分配给虚拟盘。第二选择单元在第一选择单元的选择未成功时选择满足指定容量的一（１）个或多个物理盘，使得作为分布在所选物理盘中的未分配区域数目的范围数最小，并且分配所选择的物理盘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及将存储池(pool)中管理的物理卷(physicalvolume)分配给具有用户指定的容量的虚拟卷(virtual volume)的虚拟存储器管理程序、方法和设备，更具体地，本专利技术涉及选择逻辑卷，使得逻辑卷满足可靠性、维护性和性能，把所选择的逻辑卷分配给虚拟卷的虚拟存储器管理程序、方法和设备。
技术介绍
传统上已知一种虚拟存储系统，它通过将多个存储器虚拟化，并且为服务器分配虚拟卷，从而集中地管理该多个磁盘存储器。在这种虚拟存储系统中，虚拟化的磁盘存储器设置在服务器和物理盘之间，并且服务器访问这些虚拟化管理的虚拟盘。因此物理存储器的操作和管理能够完全与服务器分离开，并且能够构建不依赖于任何硬件的开放存储区网络(SAN)环境。通过设置在服务器和物理存储器之间并且执行虚拟存储器管理程序的控制设备实现虚拟存储系统。该控制设备为服务器构建一个由登记了物理盘的存储池和虚拟化的切换器(switch)构成的虚拟存储环境，并且从存储池中为虚拟盘分配与服务器的应用相对应的用户所需容量的物理盘。作为构成虚拟盘的物理盘的传统分配方式，在系统配置的设计中，在适当地划分用户指定容量之后分配物理盘。已知有一种系统，在多种类型的设备(例如磁盘设备，光盘设备和半导体存储设备)混在一起作为逻辑卷的情况下，依据类型将设备分组，并且针对每个组将物理设备分配给虚拟盘。然而，与上文所述相同，作为将物理设备分配给虚拟设备的方式，在系统配置的设计中，是在执行适当的规格确定后分配物理设备。然而，在传统的系统配置设计中在执行适当的规格确定后分配物理盘给虚拟盘的方法中，在将物理盘分配给虚拟盘的时候确定该物理盘是否还未被分配，并且选择并分配那些未被分配的物理盘。因此，用户指定的每个容量局限于物理盘容量的整数倍，从而用户指定的容量会大于所需的容量。因此，由于容量的过量分配导致了分配容量的浪费。为了按照用户指定的容量来分配物理盘，必需分配物理盘中那些未被分配的部分。因此作为分配对象的磁盘包括混在一起的未被分配的磁盘和部分未被分配的磁盘。因此为虚拟盘分配的时候，不仅需要考虑未被分配的磁盘，还要考虑部分未分配的磁盘。然而，应该为部分未分配的磁盘构建何种分配方法，这仍然是个课题。另外，如何基于规范(例如构成物理盘的RAID设备和那些RAID设备的控制器的配置和性能)来分配能够构成最适合用户应用的虚拟盘的物理盘，这仍然是重要的课题。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种虚拟存储器管理程序、方法和设备，可用于分配构成包含部分未分配的物理盘的虚拟盘的最优物理盘。本专利技术提供了一种虚拟存储器管理程序，该程序由设置在物理卷群(例如RAID设备)和上位设备(例如服务器)之间的计算机执行。虚拟卷是虚拟盘的上位概念，并且物理卷是实际磁盘或者物理盘的上位概念。本专利技术的虚拟存储器管理程序可使计算机执行下列操作指定虚拟卷容量的容量指定步骤；第一选择步骤，从登记了物理卷的存储池中选择满足所述指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得所选择的物理卷的数目最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷； 第二选择步骤，如果第一选择步骤的选择未成功，则选择满足所指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得作为分布在所选物理卷中的未分配区域数目的范围(extent)数最小，并且将所选物理卷分配给虚拟卷。此时，该第一选择步骤包括第一优先选择步骤，选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的范围；第二优先选择步骤，如果第一优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的物理卷；以及第三优先选择步骤，如果第二优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的物理卷。第一优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围时，第一，按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别选择该多个物理卷；第二，如果不能基于其RAID级别选择物理卷，则依据物理卷的ID选择该多个物理卷；以及第三，如果不能依据其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序选择该多个物理卷，同时第二或者第三优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围的时候，第一，根据范围数的升序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于范围的数目选择物理卷，则根据RAID的级别，级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的顺序选择该多个物理卷；第三，如果不能基于其RAID级别来选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序来选择该多个物理卷；以及第四，如果不能基于其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序来选择该多个物理卷。所述第二选择步骤包括第四优先选择步骤，选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的范围；以及第五优先选择步骤，如果第四优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用范围容量等于或大于所指定容量并且是最小容量的范围。第四和第五优先选择步骤包括，当选择多个物理卷的范围时，第一，根据级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于其RAID级别选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序选择该多个物理卷；以及第三，如果不能基于其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序选择该多个物理卷。本专利技术的虚拟存储器管理程序还可使计算机执行对象组选择步骤，在第一和第二选择步骤之前，将物理卷群划分为多个组，并依次选择各个组以执行第一和第二选择步骤。该对象组选择步骤包括第一对象组选择步骤，针对与具有虚拟切换功能的控制器连接的各个连接路径分别对多个物理盘群进行分组，并且依次选择各个组以执行第一和第二选择步骤；第二对象组选择步骤，当第一对象组选择步骤中的选择未成功时，对于与这多个控制器连接的各个RAID设备，对多个物理卷群进行分组，并且顺次地选择各个组来执行第一和第二选择步骤；以及第三对象组选择步骤，当第二对象组选择步骤中的选择未成功时，把与控制器连接的全部RAID设备当作一(1)个组来选择物理卷群，以执行第一和第二选择步骤。第一对象组选择步骤包括将与多个物理卷群连接的连接路径分为不知道物理卷群的控制器的第一连接路径，和知道控制器的主连接的主连接第二连接路径，并且分组为各个第一连接路径的物理卷群和各个第二连接路径的物理卷群，以便依次选择。第一对象组选择步骤包括按照物理卷群的虚拟未分配容量比的降序来选择各个组，使得属于构成虚拟卷的物理卷的连接路径在物理卷之间保持平衡，其中所述虚拟未分配容量比是未分配的总容量与总容量的比值。所述第二对象组选择步骤包括，按照RAID设备的虚拟未分配容量比的降序来选择各个组，使得属于构成虚拟卷的物理卷的RAID设备在物理卷之间保持平衡，其中所述虚拟未分配容量比是未分配的总容量与总容量的比值。本专利技术提供了一种虚拟存储器管理方法，本专利技术的虚拟存储器管理方法包括容量指定步骤，指定虚拟存储池中的虚拟卷的容量；第一选择步骤，从登记物理卷的存储池中选择满足所指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得所选择的物理卷的数目最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷；第二选择步骤，如果所述第一选择步骤中的选择未成功，则选择满足所指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得作为分散在所选物理卷中的未分配区域数目的范围数最小，并且将所选物理卷分配给虚拟卷。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟存储器管理程序，其使计算机执行：容量指定步骤，指定虚拟卷的容量；第一选择步骤，从登记物理卷的存储池中选择满足所述指定容量的一（１）个或多个物理卷，使得所选择的物理卷的数目最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷；　 　第二选择步骤，如果所述第一选择步骤的选择未成功，则选择满足所述指定容量的一（１）个或多个物理卷，使得作为分布在所选物理卷中的未分配区域数目的范围数最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷。

【技术特征摘要】
JP 2004-10-28 JP2004-3143491.一种虚拟存储器管理程序，其使计算机执行容量指定步骤，指定虚拟卷的容量；第一选择步骤，从登记物理卷的存储池中选择满足所述指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得所选择的物理卷的数目最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷；第二选择步骤，如果所述第一选择步骤的选择未成功，则选择满足所述指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得作为分布在所选物理卷中的未分配区域数目的范围数最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷。2.根据权利要求1所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第一选择步骤包括第一优先选择步骤，选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的范围；第二优先选择步骤，如果所述第一优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的物理卷；以及第三优先选择步骤，如果所述第二优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的物理卷。3.根据权利要求2所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第一优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围时，第一，按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于其RAID级别选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序选择该多个物理卷；以及第三，如果不能基于其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序选择该多个物理卷，并且所述第二或第三优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围的时候，第一，按照范围数的升序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于范围数选择物理卷，则按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第三，如果不能基于其RAID级别来选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序来选择该多个物理卷；以及第四，如果不能基于其ID来选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序来选择该多个物理卷。4.如权利要求1所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第二选择步骤包括第四优先选择步骤，选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的范围；以及第五优先选择步骤，如果所述第四优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的范围。5.如权利要求4所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第四和第五优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围时，第一，按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于其RAID级别选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序来选择该多个物理卷；以及第三，如果不能基于其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序选择该多个物理卷。6.如权利要求1所述的虚拟存储器管理程序，进一步使计算机执行对象组选择步骤，在所述第一和第二选择步骤之前对物理卷群进行分组，并且顺次选择各个组以执行所述第一和第二选择步骤。7.如权利要求1所述的虚拟存储器管理程序，其中所述对象组选择步骤包括第一对象组选择步骤，对于与具有虚拟切换功能的控制器连接的各个连接路径，分别对多个物理盘群进行分组，并且顺次选择各个组以执行所述第一和第二选择步骤；第二对象组选择步骤，当所述第一对象组选择步骤中的选择未成功时，对于与这多个控制器连接的各个RAID设备，对多个物理卷群进行分组，并且顺次选择各个组以执行所述第一和第二二选择步骤；以及第三对象组选择步骤，当所述第二对象组选择步骤中的选择未成功时，把与所述控制器连接的全部RAID设备当作一(1)个组来选择物理卷群，以执行所述第一和第二选择步骤。8.如权利要求7所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第一对象组选择步骤包括将与所述多个物理卷群连接的连接路径分为不知道物理卷群的控制器的第一连接路径，和知道控制器的主连接的主连接第二连接路径，并且将物理盘群分组为各个所述第一连接路径的物理卷群和各个所述第二连接路径的物理卷群，以顺次选择。9.如权利要求7所述的虚拟存储器管理程序，其中所述第一对象组选择步骤包括按照物理卷群的虚拟未分配容量比的降序来选择各个组，使得属于构成所述虚拟卷的物理卷的连接路径在所述物理卷之间保持平衡，所述虚拟未分配容量比是总的未分配容量与总容量的比值。10.如权利要求7所述的虚拟存储器管理程序，其中，所述第二对象组选择步骤包括按照RAID设备的虚拟未分配容量比的降序来选择各个组，使得属于构成所述虚拟卷的物理卷的RAID设备在所述物理卷之间保持平衡，所述虚拟未分配容量比是总的未分配容量与总容量的比值。11.一种虚拟存储器管理方法，包括容量指定步骤，指定虚拟存储池中的虚拟卷的容量；第一选择步骤，从登记物理卷的存储池中选择满足所述指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得所选择的物理卷的数目最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷；第二选择步骤，如果所述第一选择步骤的选择未成功，则选择满足所述指定容量的一(1)个或多个物理卷，使得作为分布在所选物理卷中的未分配区域数目的范围数最小，并且将所选择的物理卷分配给虚拟卷。12.根据权利要求11所述的虚拟存储器管理方法，其中所述第一选择步骤包括第一优先选择步骤，选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的范围；第二优先选择步骤，如果所述第一优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的物理卷；以及第三优先选择步骤，如果所述第二优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的物理卷。13.根据权利要求12所述的虚拟存储器管理方法，其中所述第一优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围时，第一，按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于其RAID级别选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序选择该多个物理卷；以及第三，如果不能基于其ID选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序选择该多个物理卷，其中所述第二或第三优先选择步骤包括，当选择了多个物理卷的范围时，第一，按照范围数的升序选择该多个物理卷；第二，如果不能基于范围数选择物理卷，则按照级别(0+1)、级别1、级别5和级别0的RAID级别顺序选择该多个物理卷；第三，如果不能基于其RAID级别来选择物理卷，则按照物理卷的ID的顺序来选择该多个物理卷；以及第四，如果不能基于其ID来选择物理卷，则按照物理卷的逻辑块地址LBA的顺序来选择该多个物理卷。14.如权利要求11所述的虚拟存储器管理方法，其中所述第二选择步骤包括第四优先选择步骤，选择可用容量小于所述指定容量并且是最大容量的范围；以及第五优先选择步骤，如果所述第四优先选择步骤中的选择未成功，则选择可用范围容量等于或大于所述指定容量并且是最小容量的范围。15.如权利要求14所述的虚拟存储器管理方法，其中所述第四和第五优先...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山佳津雄，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]