專利名稱：用于管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及虛擬化引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，并且特別涉及存儲(chǔ)管理和數(shù)據(jù)遷移。
技術(shù)背景企業(yè)面臨主要的存儲(chǔ)挑戰(zhàn)是由于其存儲(chǔ)需求的快速M(fèi)、存儲(chǔ)管理的日益復(fù)雜性，以及對(duì)存儲(chǔ)器的高可用性的需求。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)技術(shù) 使得能夠通過(guò)合并(pooling)存儲(chǔ)而將存儲(chǔ)系統(tǒng)與主計(jì)算機(jī)分開設(shè)計(jì)，從 而改進(jìn)了效率。還可以使用存儲(chǔ)虛擬化，其是使物理存儲(chǔ)復(fù)雜性對(duì)用戶屏蔽的一種存 儲(chǔ)管理技術(shù)。塊虛擬化(blockvisualization)(有時(shí)也稱為塊聚合(block aggregation))為服務(wù)器提供了在其上實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)器(例如 磁盤驅(qū)動(dòng)、固態(tài)盤和磁帶驅(qū)動(dòng))的邏輯視圖。邏輯視圖可以包括多個(gè)虛擬 存儲(chǔ)區(qū)域，在不考慮實(shí)際存儲(chǔ)器的物理布局的情況下，將可用存儲(chǔ)空間劃 分(或聚合)成該多個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)域。服務(wù)器不再看到具體的物理目標(biāo)， 而是看到其可以專用的邏輯巻。服務(wù)器將其數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬存儲(chǔ)區(qū)域，就 好像這些虛擬存儲(chǔ)區(qū)域是其直接附屬的所有物。虛擬化可以在巻的級(jí)別上、各個(gè)文件的級(jí)別上或者表示磁盤驅(qū)動(dòng)內(nèi)特 定位置的塊的級(jí)別上發(fā)生?？梢栽谥鳈C(jī)(服務(wù)器)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(存儲(chǔ)路由 器、存儲(chǔ)控制器)和/或存#^殳備(智能盤陣列)中進(jìn)行塊聚合。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流通(data currency )問(wèn)M普遍問(wèn)題。很 可能新數(shù)據(jù)會(huì)在其創(chuàng)建的最初幾天或幾周內(nèi)被定期訪問(wèn)，并且隨著時(shí)間的 流逝該數(shù)據(jù)將逐漸被訪問(wèn)得越來(lái)越少。舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)想這樣的存儲(chǔ)體 (bank),即在其中存儲(chǔ)了有關(guān)股份交易的數(shù)據(jù)。很可能會(huì)在最近幾天內(nèi) 所發(fā)生的股份交易上進(jìn)行分析以發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)。 一星期之后，由于市場(chǎng)會(huì)有所改變，該數(shù)據(jù)便不太重要了。幾星期之后，該數(shù)據(jù)將不再相關(guān)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 本身，以便可以由進(jìn)行分析的服務(wù)器(通常是高性能服務(wù)器和快速可靠的 存儲(chǔ)器)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，并且可以將其作為記錄存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。 一旦數(shù) 據(jù)已變得不太有用時(shí)，便不再需要將其存儲(chǔ)在快速(昂貴)的存儲(chǔ)器中， 但其卻可能仍然需要偶爾被訪問(wèn)。因此，系統(tǒng)管理員會(huì)需要手動(dòng)地將數(shù)據(jù) 從數(shù)據(jù)庫(kù)中移到另一數(shù)據(jù)庫(kù)中，或者移到較便宜的存儲(chǔ)介質(zhì)上。最終，可 以將數(shù)據(jù)移到磁帶存儲(chǔ)器上用于長(zhǎng)期*。在美國(guó)專利US 6， 032， 224中已經(jīng)提出了 一種在計(jì)算機(jī)中分級(jí)存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)的方法。該計(jì)算機(jī)包括解釋器和分級(jí)性能驅(qū)動(dòng)器，該分級(jí)性能驅(qū)動(dòng)器監(jiān) 控對(duì)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)塊的訪問(wèn)率，并且將不常被訪問(wèn)的 數(shù)據(jù)塊從較快速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移到較慢速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。由于在主機(jī)級(jí)上進(jìn)行存儲(chǔ)管理，因此當(dāng)可以使用不同操作系統(tǒng)的兩個(gè) 或更多的不同主機(jī)共享相同的存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)就會(huì)有問(wèn)題。會(huì)要求額外的數(shù)據(jù) 聚集系統(tǒng)(extra data gathering system )查看整個(gè)系統(tǒng)的訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)，并且 如果主機(jī)使用不同的操作系統(tǒng)，則該額外的數(shù)據(jù)聚集系統(tǒng)將必須兼容所有 不同的操作系統(tǒng)?？蛇x地，可以將主機(jī)之一實(shí)現(xiàn)為控制器，但是然后必須 將所有其它主機(jī)的活動(dòng)通知給該控制器，并且將再次出現(xiàn)不同操作系統(tǒng)的 問(wèn)題。這兩種選項(xiàng)均導(dǎo)致使用額外的帶寬、時(shí)間和處理器能力。本發(fā)明旨在解決這些問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一方面提供了一種用于在網(wǎng)絡(luò)中管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法，所 述網(wǎng)絡(luò)包括耦合于存儲(chǔ)虛擬化引擎的多個(gè)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器，所述存儲(chǔ)虛擬 化引擎耦合于多個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)，每個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)均被分派了層次級(jí)別。 所述方法包括存儲(chǔ)與每個(gè)層次級(jí)別關(guān)聯(lián)的門F^儲(chǔ)訪問(wèn)值，向主機(jī)數(shù)據(jù)處 理器提供至少一個(gè)虛擬盤，以及從所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器接收對(duì)所述虛擬盤 的I/O請(qǐng)求。另外，為物理存儲(chǔ)塊存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)。所述元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)物理塊到一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的虛擬盤塊的映射；每個(gè)物理塊的訪問(wèn)值，其表示通過(guò)主機(jī)數(shù)據(jù)處 理器對(duì)所述塊的訪問(wèn)率；以及所述塊的層次級(jí)別。周期性地將物理塊的訪 問(wèn)值與關(guān)聯(lián)于其層次級(jí)別的門限訪問(wèn)值進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述比較的結(jié) 果，將所述塊標(biāo)記用于遷移到另一層次級(jí)別。所述存儲(chǔ)虛擬化引擎充當(dāng)耦合于所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器以及還耦合于多 個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)的共享存儲(chǔ)互連，并且使得所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器能夠維持 "分區(qū)(zoned)"于所述物理存儲(chǔ)介質(zhì)。所述物理存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)于所述主機(jī) 數(shù)據(jù)處理器不可見，所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器僅看見由所述虛擬化引擎所提供 的虛擬盤。從所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器到所述虛擬盤的I/O請(qǐng)求由所述虛擬化引擎根 據(jù)其映射而引導(dǎo)至對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)塊。同時(shí)，所述虛擬化引擎維護(hù)每個(gè)物 理塊的訪問(wèn)值，其根據(jù)接收到的1/0請(qǐng)求更新所述訪問(wèn)值。所述虛擬化引擎將所述物理存儲(chǔ)器分割成組塊(chunk)，或者"區(qū) 段(extent)"。所述引擎內(nèi)的元數(shù)據(jù)跟蹤區(qū)段到虛擬盤的映射。另外， 用元數(shù)據(jù)標(biāo)記每個(gè)區(qū)段，所述元數(shù)據(jù)表示其上駐留有所述區(qū)段的數(shù)據(jù)的物 理存儲(chǔ)器的層次。通常，高層次意味著所述數(shù)據(jù)經(jīng)常被使用并且需要處在 昂貴的存儲(chǔ)器上；以及低層次意味著所述數(shù)據(jù)已經(jīng)有些時(shí)間沒(méi)有被訪問(wèn)了 ， 并且適合備盼到磁帶。周期性地將物理塊的訪問(wèn)值與關(guān)聯(lián)于其層次級(jí)別的門限率進(jìn)行比較， 并且根據(jù)所述比較的結(jié)果，然后可以將存儲(chǔ)塊標(biāo)記用于將其數(shù)據(jù)遷移到另 一層次級(jí)別的存儲(chǔ)介質(zhì)。該步驟可以包括由存儲(chǔ)管理器使用算法來(lái)確認(rèn)區(qū)段被標(biāo)記的層次。所 述訪問(wèn)值標(biāo)識(shí)所述區(qū)段上的數(shù)據(jù)的最近訪問(wèn)歷史。根據(jù)所述算法，所述存 儲(chǔ)管理器要么維持區(qū)段標(biāo)記其當(dāng)前的層次，要么標(biāo)記所述區(qū)段用于在分層 系統(tǒng)中向上或向下遷移。所述算法可以包括月良務(wù)級(jí)協(xié)定(service level agreement)，其標(biāo)識(shí)門限訪問(wèn)值以及任何其它的因素。通過(guò)一次設(shè)置各種 SLA屬性，所述系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)據(jù)在層次之間移動(dòng)，釋放高端存儲(chǔ)器中的容 量，并且最終將所述數(shù)據(jù)備份到磁帶以及完全釋放較為昂貴的高端存儲(chǔ)器。所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器可以是不同供應(yīng)商的主機(jī)數(shù)據(jù)處理器，并且可以具有不同的^Mt系統(tǒng)，而且不需要主樹目互通知其i/o請(qǐng)求。


現(xiàn)在將參照附圖，僅通過(guò)例子的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖l示出了可以在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)的例子；圖2示出了塊虛擬化的簡(jiǎn)單視圖；以及圖3示出了才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬化引擎的組件。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出使用虛擬化引擎來(lái)基于服務(wù)級(jí)協(xié)定進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，該虛擬 化引擎既知道數(shù)據(jù)又知道數(shù)據(jù)的位置。參照?qǐng)D1，其中示出了附設(shè)有幾個(gè)主機(jī)應(yīng)用服務(wù)器102的SAN 100。 這些主機(jī)應(yīng)用服務(wù)器可以是很多不同的類型，通常是一定數(shù)量的企業(yè)服務(wù) 器，以及一定數(shù)量的用戶工作站。同樣依附于SAN (通過(guò)冗余廉價(jià)盤陣列(RAID)控制器A、 B和C) 的是各級(jí)物理存儲(chǔ)器。在本例中，有三種級(jí)別層次1，舉例來(lái)說(shuō)，其可 以是諸如IBM⑧企業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器⑧(ESS)這樣的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)器；層次2， 其可以是諸如IBM光纖陣列存儲(chǔ)技術(shù)TM (FAStT)這樣的中檔存儲(chǔ)器； 以及層次3，其可以是諸如IBMFAStT串行高級(jí)技術(shù)配件(SATA)這樣 的較低端存儲(chǔ)器。通常，每個(gè)Mdisk對(duì)應(yīng)于單個(gè)層次并且每個(gè)RAID陣列101屬于單個(gè) 層次。每個(gè)RAID控制器103可以控制屬于不同層次的RAID陣列。除了 將不同的層次應(yīng)用于不同的物理盤類型外，如上所述，還可以將不同的層 次應(yīng)用于不同的RAID類型；例如，可以將RAID-5陣列置于比RAID-0 陣列更高的層次中。SAN是借助于處在(sit in)所有SAN數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)路徑中的存儲(chǔ)虛擬化引擎104來(lái)虛擬化的，并且其將虛擬盤106a到106n提供給主機(jī)服務(wù)器 和工作站102。這些虛擬盤是由跨三層存儲(chǔ)設(shè)備所提供的容量構(gòu)成的。虛擬化引擎104包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)110 (示出了四個(gè))，其向主機(jī) 提供虛擬化、高速緩存和復(fù)制服務(wù)。通常，節(jié)點(diǎn)被成對(duì)部署并且構(gòu)成節(jié)點(diǎn) 群集，每對(duì)節(jié)點(diǎn)被稱為輸^/輸出(I/O)組。由于存儲(chǔ)器依附于SAN，因此將其添加到各自由RAID控制器103所 控制的不同存儲(chǔ)池。每個(gè)RAID控制器向虛擬化引擎提供SCSI(小型計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)接口)盤。所提供的盤可以由虛擬化引擎來(lái)管理，并且被稱為受管 盤或MDisk。將這些MDisk分成區(qū)段(固定大小的可用容量塊)，從開頭 到結(jié)尾順序?yàn)槊總€(gè)MDisk編號(hào)。然后，可以對(duì)這些區(qū)段進(jìn)行連接 (concatenated)、分條(striped)，或者可以使用任何期望的算法來(lái)產(chǎn) 生較大的虛擬盤(VDisks)，其可由節(jié)點(diǎn)提供給主機(jī)?？梢栽谑芄鼙P組或MDGs 108中將MDisk Ml、 M2、…M9分組到一 起，通常以諸如性能、RAID級(jí)別、可靠性、供應(yīng)商等因素為特征。根據(jù) 優(yōu)選實(shí)施例，一 MDG中所有的MDisks均表示相同層次級(jí)別的存儲(chǔ)器， 如圖1所示。虛擬化引擎將虛擬盤的邏輯塊地址(LBAs)轉(zhuǎn)換成VDisk的區(qū)段， 并且將VDisk的區(qū)段映射到MDisk區(qū)段。在圖2中示出了從VDisk到 MDisk的映射的例子。每個(gè)VDisk A的區(qū)段均被映射到受管盤Ml、 M2 或M3之一的區(qū)段。可以根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的映射表顯 示出未使用一些受管盤區(qū)段。在創(chuàng)建新的VDisk、遷移、擴(kuò)展等時(shí)可以使 用這些未使用的區(qū)段。通常，創(chuàng)建并這樣分布虛擬盤，即企業(yè)級(jí)服務(wù)器使用企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)器， 等等。然而，如文中所描述的，可以將已經(jīng)有一些時(shí)間沒(méi)有被訪問(wèn)的區(qū)段 遷移到不同級(jí)別的存儲(chǔ)器。為實(shí)現(xiàn)該目的，除了用于跟蹤受管盤區(qū)段到虛擬盤的映射的元數(shù)據(jù)之 外，還用表示該區(qū)段上的數(shù)據(jù)所屬的存儲(chǔ)器的"層次"的元數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)記每 個(gè)區(qū)段。監(jiān)控對(duì)每個(gè)區(qū)段的訪問(wèn)率并且將其與存儲(chǔ)遷移策略或服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)進(jìn)行比較，服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)指定應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)遷移到不同層次 的存儲(chǔ)器的條件。當(dāng)將數(shù)據(jù)讀取和寫入到任何給定的區(qū)段時(shí)，SLA用于確 認(rèn)區(qū)段被標(biāo)記的層次，并且要么維持區(qū)段標(biāo)記其當(dāng)前的層次，要么在分層 系統(tǒng)中向上或向下移動(dòng)區(qū)段。存儲(chǔ)管理系統(tǒng)因而在層次之間自動(dòng)移動(dòng)數(shù)據(jù)， 釋放高端存儲(chǔ)器中的容量，并且最終將數(shù)據(jù)備除到磁帶以及完全釋放高級(jí) 存儲(chǔ)器。服務(wù)級(jí)協(xié)定的屬性可以由系統(tǒng)管理員來(lái)定義。現(xiàn)將參照?qǐng)D3來(lái)描述I/0流。如圖3中所示，虛擬化引擎或節(jié)點(diǎn)110 包括以下才莫塊SCSI前端302、存儲(chǔ)虛擬化310、 SCSI后端312、存儲(chǔ)管 理器314和事件管理器316。SCSI前端層接收來(lái)自主機(jī)的I/O請(qǐng)求；實(shí)施LUN映射(即在LBA到 虛擬盤A和C的邏輯單元號(hào)(LUNs)(或區(qū)段)之間)；以及將SCSI 讀和寫命令轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部格式。存儲(chǔ)虛擬化層負(fù)責(zé)虛擬盤A和B與受管盤1、 2和3之間的映射，并且負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。SCSI后端處理由上面的虛擬化層向其發(fā)送的對(duì)受管盤的請(qǐng)求，并且將 命令尋址到RAID控制器。I/O堆棧還可以包括其它模塊(未示出)，例如遠(yuǎn)程復(fù)制、閃速?gòu)?fù)制 以及高速緩存。圖3中所顯示的節(jié)點(diǎn)屬于向虛擬盤A和B分派的I/O組。這意p未著該 節(jié)點(diǎn)向主機(jī)提供了到虛擬盤A和B的接口。受管盤l、 2和3還可以對(duì)應(yīng)于分派給其它節(jié)點(diǎn)的其它虛擬盤。事件管理器316管理元數(shù)據(jù)318，其包括用于每個(gè)受管區(qū)段的映射信 息以及用于該區(qū)段的層次級(jí)別數(shù)據(jù)和訪問(wèn)值。該元數(shù)據(jù)對(duì)虛擬化層310和 存儲(chǔ)管理器314也是可用的?，F(xiàn)在考慮從主機(jī)接收寫請(qǐng)求350,其包括該請(qǐng)求所引用的虛擬盤的ID， 以及應(yīng)當(dāng)向其進(jìn)行寫入的LBA。在收到寫請(qǐng)求時(shí)，前端將指定的LBA轉(zhuǎn) 換成虛擬盤的區(qū)段ID (LUN)，舉例來(lái)說(shuō)，其是VDisk A的區(qū)段3 (A, 3)。 虛擬化組件310使用元數(shù)據(jù)(在圖2中以映射表的形式示出)來(lái)將區(qū)段A，3映射到MDisk 2的區(qū)段6 (M2， 6)。然后通過(guò)SCSI后端312將寫請(qǐng)求 傳遞給用于MDisk2的相關(guān)盤控制器，并且將數(shù)據(jù)寫到區(qū)段M2， 6。虛擬 化層向事件管理器發(fā)送消息304，指示已經(jīng)請(qǐng)求寫到MDisk 2的區(qū)段6。 事件管理器然后更新關(guān)于區(qū)段M2， 6的元數(shù)據(jù)以指示該區(qū)段現(xiàn)在是滿的。 事件管理器還更新該區(qū)段的元數(shù)據(jù)中的訪問(wèn)值。這可以通過(guò)將發(fā)生寫入的 時(shí)間存儲(chǔ)為訪問(wèn)值，或者通過(guò)重置由存儲(chǔ)管理器所監(jiān)控的元數(shù)據(jù)中的計(jì)數(shù) 值，如稍后將描述的。事件管理器向虛擬化組件返回消息304以指示已經(jīng) 更新了元數(shù)據(jù)以反映寫操作。存儲(chǔ)管理器314監(jiān)控對(duì)物理區(qū)段的使用，并且根據(jù)其SLA來(lái)判定是否 將區(qū)段上的數(shù)據(jù)從其當(dāng)前層次遷移到另一層次。存儲(chǔ)管理器可以使用很多 不同的因素來(lái)確定特定區(qū)段的訪問(wèn)值，例如最后訪問(wèn)的日期；近來(lái)一段時(shí) 間期間訪問(wèn)的次數(shù)；近來(lái)訪問(wèn)的類型(例如，讀或?qū)?。其4吏用元數(shù)據(jù)來(lái) 確定這些細(xì)節(jié)。當(dāng)建立節(jié)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)管理員可以建立對(duì)"近來(lái)"的分類?，F(xiàn)在將進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)存儲(chǔ)管理器來(lái)遷移數(shù)據(jù)。 根據(jù)其SLA，存儲(chǔ)管理器314以規(guī)則間隔掃描元數(shù)據(jù)318，例如每隔一天， 以便檢查每個(gè)區(qū)段的層次級(jí)別處于該SLA內(nèi)。該檢查可以包括查閱與每個(gè)受管區(qū)段關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)中的計(jì)數(shù)值。該計(jì) 數(shù)值可以指示自從最后訪問(wèn)該區(qū)段以來(lái)所發(fā)生的檢查掃描數(shù)。在該例中， 事件管理器被配置成當(dāng)受管區(qū)段被訪問(wèn)時(shí)(例如，對(duì)讀或?qū)懖僮?重置計(jì) 數(shù)值。對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)層次來(lái)說(shuō)，服務(wù)級(jí)協(xié)定可以指定與計(jì)數(shù)值相比較的一個(gè) 或多個(gè)門限。例如，對(duì)于層次l區(qū)段，可以設(shè)置為五的計(jì)數(shù)值的單個(gè)"降 級(jí)(demote)"門限，以便如果用于任何區(qū)段的計(jì)數(shù)值等于或超過(guò)五，即 該層次很少被訪問(wèn)，那么通過(guò)遷移到較低層次存儲(chǔ)區(qū)段而將該區(qū)段"降級(jí)"。 有些層次可以具有超過(guò)一個(gè)的門限，區(qū)段的計(jì)數(shù)值與該門限進(jìn)行比較，以 便確定是否應(yīng)當(dāng)將該區(qū)段上的數(shù)據(jù)上移或下移層次，或者其是否應(yīng)當(dāng)留在 其當(dāng)前的層次中。如果發(fā)現(xiàn)區(qū)段的計(jì)數(shù)值低于其層次的"晉級(jí)(promote)" 門限，則存儲(chǔ)管理器將標(biāo)記該區(qū)段用于"晉級(jí)"，即遷移到較高層次。在對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的修改中，區(qū)段的計(jì)數(shù)值可以指示該區(qū)段已經(jīng)被訪問(wèn)的次數(shù)，例如，每次訪問(wèn)該區(qū)段的時(shí)候，可以增加或減少該計(jì)數(shù)值，而不 是將其重置成特定值。會(huì)相應(yīng)地修改門限訪問(wèn)值。存儲(chǔ)管理器然后標(biāo)記區(qū)段用于遷移，并且將其名稱和當(dāng)前位置，連同 對(duì)該區(qū)段上的數(shù)據(jù)將要遷移到的層次的指示一起，添加到數(shù)據(jù)遷移隊(duì)列。該數(shù)據(jù)遷移隊(duì)列可以是被建立僅用于實(shí)現(xiàn)層次改變遷移；或者可以是通用 的數(shù)據(jù)遷移隊(duì)列；并且通常在后臺(tái)處理期間實(shí)現(xiàn)層次改變遷移。在遷移期間，暫停所有節(jié)點(diǎn)上的MDisk的源區(qū)段上的I/0;進(jìn)行遷移 的節(jié)點(diǎn)在正確層次的盤上選擇目標(biāo)區(qū)段，并且然后選擇源區(qū)段的組塊。使 用RAID控制器，該節(jié)點(diǎn)從源區(qū)段同步讀取數(shù)據(jù)組塊，并且將該數(shù)據(jù)組塊 寫到目標(biāo)盤上的目標(biāo)區(qū)段。 一旦已經(jīng)復(fù)制了整個(gè)組塊，便對(duì)該區(qū)段的下一 組塊重復(fù)該過(guò)程。 一旦已經(jīng)遷移了整個(gè)區(qū)段，便通知事件管理器已經(jīng)成功 移動(dòng)并且更新了用于虛擬盤映射的元數(shù)據(jù)以指示不同受管盤上的數(shù)據(jù)的新 位置，例如，對(duì)應(yīng)于已經(jīng)向其移動(dòng)了數(shù)據(jù)的目標(biāo)盤的M5?？梢砸愿鞣N方式修改服務(wù)級(jí)算法，例如，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)區(qū)段要中斷 (breaking)用于該層次的SLA時(shí)，例如高于/低于特定門限，便向該區(qū)段 添加"中斷"計(jì)數(shù)，并且僅在已經(jīng)達(dá)到例如為三的計(jì)數(shù)時(shí)，才啟動(dòng)數(shù)據(jù)遷 移。當(dāng)系統(tǒng)通常正在使用數(shù)據(jù)，但卻有一小段時(shí)間事情是靜止的(quiescing ) 的時(shí)候，這將停止不必要的數(shù)據(jù)遷移。該算法優(yōu)選地考慮了對(duì)系統(tǒng)的一般使用。舉例來(lái)說(shuō)，如果整個(gè)系統(tǒng)已 經(jīng)靜止，則I/0率將會(huì)很低，或者為零，并且系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)桂起對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)段的 層次級(jí)別進(jìn)行確認(rèn)的過(guò)程。否則，會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)沒(méi)有負(fù)載而將該系統(tǒng)中的所 有數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)層次向下遷移。由用戶設(shè)置的SLA需要足夠細(xì)致(granular)，以便用戶可以微調(diào)該 自動(dòng)遷移。然而，其還應(yīng)當(dāng)足夠簡(jiǎn)明(terse)，以便不會(huì)不必要地通過(guò)層 次來(lái)彈回和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在實(shí)現(xiàn)向下遷移之前沒(méi)有數(shù)據(jù)訪問(wèn)或更新 所涉及的時(shí)間周期是大約幾天，并且在進(jìn)行向上遷移之前每天發(fā)生若干訪 問(wèn)。使用數(shù)據(jù)遷移隊(duì)列確保系統(tǒng)不會(huì)變得過(guò)度進(jìn)行基于層次的數(shù)據(jù)遷移而以用戶(正常的)1/0操作為代價(jià)。這還可以由用戶在全系統(tǒng)范圍 (system-wide) SLA中定制。在另一種^"改中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)區(qū)段落在用于其層次的SLA所要求的使用范 圍之外時(shí)，遷移該區(qū)段所映射到的整個(gè)VDisk的數(shù)據(jù)，而不是僅僅遷移該 區(qū)段上的數(shù)據(jù)。這會(huì)使得VDisk的所有區(qū)段能夠一起移動(dòng)到不同的受管盤 組，并且將避免使區(qū)段與不同的MDGs相關(guān)聯(lián)?？蛇x地，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其一定數(shù) 量或百分比的區(qū)段具有處在用于其層次的SLA之外的訪問(wèn)率時(shí)，可以選擇 整個(gè)VDisk用于遷移。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的方法可以適當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)于包括用 于實(shí)現(xiàn)該方法的步驟的邏輯裝置的邏輯設(shè)備中，并且這樣的邏輯裝置可以 包^^硬件組件或固件組件。在可實(shí)現(xiàn)所描述的本發(fā)明的實(shí)施例的范圍之內(nèi)，至少部分地，使用軟 件控制的可編程處理設(shè)備，例如，微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器或其它處理 設(shè)備、數(shù)字處理裝置或系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)理解，可以將用于配置可編程設(shè)備、裝 置或系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)前述方法的計(jì)算機(jī)程序設(shè)想為本發(fā)明的一方面。該計(jì)算機(jī) 程序可以體現(xiàn)為用于在處理設(shè)備、裝置或系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的源代碼或經(jīng)受的編 譯，或者可以體現(xiàn)為例如目標(biāo)代碼。適當(dāng)?shù)?，該?jì)算才幾程序存儲(chǔ)在機(jī)器或設(shè)備可讀形式的載體介質(zhì)上，例 如，固態(tài)存儲(chǔ)器、諸如磁盤或磁帶的磁存儲(chǔ)器、諸如光盤(CD)或數(shù)字通 用光盤(DVD)等的光或磁-光可讀存儲(chǔ)器，并且處理i殳備利用該程序或 其部分來(lái)配置其:^作?？梢詮捏w現(xiàn)于諸如電子信號(hào)、射頻載波或光載波這 樣的通信介質(zhì)中的遠(yuǎn)程源提供該計(jì)算機(jī)程序。也將這樣的載體介質(zhì)設(shè)想為 本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，盡管已經(jīng)關(guān)于前面的例子實(shí)施例描述了 本發(fā)明，然而本發(fā)明并不限于此，并且還可以有落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)的 很多可能的變化和修改。本公開的范圍包括文中所公開的任何新穎的特征或特征的組合。申請(qǐng) 人因此提醒，在該申請(qǐng)或由其引發(fā)的任何這樣的進(jìn)一步的申請(qǐng)的執(zhí)行期間，可以將新的權(quán)利要求表示成這樣的特征或特征的組合。特別地，參照所附 權(quán)利要求，可以將從屬權(quán)利要求的特征與獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合， 并且可以以適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合，而不是僅僅 以權(quán)利要求中所列舉的具體組合方式來(lái)進(jìn)行組合。為了避免疑問(wèn)，如貫穿本說(shuō)明書和權(quán)利要求書所使用的術(shù)語(yǔ)"包括" 并不被解釋為意味著"僅由......組成"。
權(quán)利要求
1.一種用于在網(wǎng)絡(luò)中管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括耦合于存儲(chǔ)虛擬化引擎的多個(gè)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器，所述存儲(chǔ)虛擬化引擎耦合于多個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)，每個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)均被分派了層次級(jí)別，所述方法包括存儲(chǔ)與每個(gè)層次級(jí)別關(guān)聯(lián)的門限存儲(chǔ)訪問(wèn)值；向主機(jī)數(shù)據(jù)處理器提供至少一個(gè)虛擬盤；從所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器接收對(duì)所述虛擬盤的I/O請(qǐng)求；存儲(chǔ)用于物理存儲(chǔ)塊的元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)物理塊到一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的虛擬盤塊的映射；每個(gè)物理塊的訪問(wèn)值，其表示通過(guò)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器對(duì)所述塊的訪問(wèn)率；以及所述塊的層次級(jí)別；以及周期性地將物理塊的訪問(wèn)值與關(guān)聯(lián)于其層次級(jí)別的門限訪問(wèn)值進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述比較的結(jié)果，將所述塊標(biāo)記用于遷移到另一層次級(jí)別。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括接收尋址于虛擬盤塊的I/O 請(qǐng)求，并且確定對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其進(jìn)一步包括更新與被確定對(duì)應(yīng)于1/0 請(qǐng)求中所尋址的虛擬盤塊的物理存儲(chǔ)塊相關(guān)聯(lián)的訪問(wèn)值。
4. 根據(jù)任何一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其中，物理塊的所述訪問(wèn)值包 括檢查掃描計(jì)數(shù)，并且所述周期性地比較所述訪問(wèn)值的步驟包括更新所述 檢查掃描計(jì)數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其包括響應(yīng)于收到尋址于對(duì)應(yīng)的虛擬盤 塊的i/o請(qǐng)求，重置物理塊的所述檢查掃描計(jì)數(shù)。
6. 根據(jù)任何一項(xiàng)前^利要求的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)所述比較 的結(jié)果，將中斷計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)在用于物理塊的元數(shù)據(jù)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其進(jìn)一步包括存儲(chǔ)中斷計(jì)數(shù)值門限；將 物理塊的所述中斷計(jì)數(shù)值與所述門限中斷計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較；以及如果所述 中斷計(jì)數(shù)值超過(guò)了所述中斷計(jì)數(shù)門限，則將所述塊標(biāo)記用于遷移。
8. 根據(jù)任何一項(xiàng)前述權(quán)利要求的方法，其進(jìn)一步包括將所述物理存 儲(chǔ)器作為具有一個(gè)或多個(gè)受管盤的塊提供給所述虛擬化引擎，并且所述提 供虛擬盤的步驟包括虛擬化來(lái)自所述受管盤的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
9. 一種用于在網(wǎng)絡(luò)中使用的虛擬化引擎，所述網(wǎng)絡(luò)包括可操作以便與 所述虛擬化引擎通信的多個(gè)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器；所述虛擬化引擎可操作以便與多個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)通信，每個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)均被分派了層次級(jí)別；以及向主才幾數(shù)據(jù)處理器提供至少一個(gè)虛擬盤，以及從所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器 接收對(duì)所述虛擬盤的I/O請(qǐng)求；并且所述虛擬化引擎包括 標(biāo)識(shí)了與每個(gè)層次級(jí)別關(guān)聯(lián)的門PIM^儲(chǔ)訪問(wèn)值的數(shù)據(jù)； 用于物理存儲(chǔ)塊的元數(shù)據(jù)，其標(biāo)識(shí) 物理存儲(chǔ)塊到對(duì)應(yīng)的虛擬盤塊之間的映射；每個(gè)物理塊的訪問(wèn)值，其表示通過(guò)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器對(duì)所述塊的訪問(wèn)率； 以及所述塊的層次級(jí)別；存儲(chǔ)管理器，其用于周期性地將物理塊的訪問(wèn)值與關(guān)聯(lián)于其層次級(jí)別 的門限訪問(wèn)值進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述比較的結(jié)果，將所述塊標(biāo)記用于遷 移到另一層次級(jí)別。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的虛擬化引擎，其可操作以便接收尋址于虛擬盤 塊的i/o請(qǐng)求，以及確定對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)塊。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的虛擬化引擎，其進(jìn)一步包括事件管理器，所 述事件管理器用于更新與被確定對(duì)應(yīng)于I/O請(qǐng)求中所尋址的虛擬盤塊的物 理存儲(chǔ)塊相關(guān)聯(lián)的訪問(wèn)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9、 10或11的虛擬化引擎，其中物理塊的所述訪 問(wèn)值包括檢查掃描計(jì)數(shù)，每當(dāng)進(jìn)行周期性比較的時(shí)候，所述存儲(chǔ)管理器可 操作以便更新所述檢查掃描計(jì)數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的虛擬化引擎，其中所述元數(shù)據(jù)包括事件管理 器，響應(yīng)于收到尋址于對(duì)應(yīng)的虛擬盤塊的1/0請(qǐng)求，所述事件管理器可操 作以^更重置物理塊的所述檢查掃描計(jì)數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任何一項(xiàng)的虛擬化引擎，其根據(jù)所述周
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的虛擬化引擎，其包括標(biāo)識(shí)了中斷計(jì)數(shù)值門限 的數(shù)據(jù)；并且其可操作以便將物理塊的所述中斷計(jì)數(shù)值與所述門限中斷計(jì) 數(shù)值進(jìn)行比較，以及如果所述中斷計(jì)數(shù)值超過(guò)了所述中斷計(jì)數(shù)門限，則將 所述塊標(biāo)記用于遷移。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9至15中任何一項(xiàng)的虛擬化引擎，其耦合于作為 具有一個(gè)或多個(gè)受管盤的塊而被提供給所述虛擬化引擎的物理存儲(chǔ)介質(zhì)， 所述虛擬化引擎可操作以便將來(lái)自所述受管盤的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)虛擬化到虛擬盤 中，用于提供給所述主機(jī)數(shù)據(jù)處理器。
17. —種用于管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括耦合于根據(jù)權(quán)利要 求9至16中任何一項(xiàng)的存儲(chǔ)虛擬化引擎的多個(gè)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器，所述存儲(chǔ) 虛擬化引擎耦合于多個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)，每個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)均被分派了層次 級(jí)別。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)控制器， 所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)控制器將存儲(chǔ)在所述物理存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)作為多個(gè) 受管盤提供給所述虛擬化引擎。
19. 一種計(jì)算機(jī)程序元件，其包括可操作以便實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中 任何一項(xiàng)的方法的程序代碼。
20. 載體介質(zhì)上根據(jù)權(quán)利要求19的程序元件。
21. —種實(shí)質(zhì)上如文中參照附圖所描述的用于管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的虛擬 化引擎。
22. —種實(shí)質(zhì)上如文中參照附圖所描述的用于管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法 或系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)中使用的存儲(chǔ)管理方法。所述存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)包括耦合于存儲(chǔ)虛擬化引擎的多個(gè)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器，該存儲(chǔ)虛擬化引擎耦合于多個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)。每個(gè)物理存儲(chǔ)介質(zhì)均被分派了層次級(jí)別。該方法包括提供存儲(chǔ)管理策略，其標(biāo)識(shí)與每個(gè)層次級(jí)別關(guān)聯(lián)的門限存儲(chǔ)訪問(wèn)率；將物理存儲(chǔ)塊映射到對(duì)應(yīng)的虛擬盤塊；以及存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)于塊的元數(shù)據(jù)，該元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)了該塊所對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器的層次級(jí)別、在該塊與虛擬盤塊之間的映射，以及指示對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)率的訪問(wèn)率。周期性地將訪問(wèn)值與關(guān)聯(lián)于其層次級(jí)別的至少一個(gè)門限率進(jìn)行比較。根據(jù)比較的結(jié)果，然后可以將存儲(chǔ)塊標(biāo)記用于遷移到另一層次級(jí)別的物理存儲(chǔ)介質(zhì)。
文檔編號(hào)G06F3/06GK101223498SQ200680025626
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者B·D·懷特, D·J·卡爾 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司