JP4709891B2 - 省電力化に対応した自動交換可能なディスク制御装置 - Google Patents

Description

開示する技術は、ディスク異常発生時にディスクが交換されたことを認識し適切な制御を行うための技術に関する。

ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）システム等のディスクシステムでは、複数台のハードディスク等のディスク装置（以下単に「ディスク」と呼ぶ）が組み合わされることで仮想的な１台のディスクとして運用される。この場合に、１台の実ディスクに異常が発生した場合に、運用を停止させることなくディスク交換を可能とする技術が必要とされる。

図８は、複数台の実ディスクによって構成される一般的なディスクシステムの構成を示す図である。
複数台（図８では＃１〜＃４の４台）のディスク８０２は、接続用のボードであるバックパネル８０３を介して、例えば＃１と＃２の２系統の冗長構成からなるコントローラボード８０１と接続される。コントローラボード８０１は、コントローラ８０４及びエクスパンダ８０５とから構成される。コントローラ８０４は例えば、外部の接続機器に対してＲＡＩＤ機能を提供する制御回路部である。エクスパンダ８０５は、複数のディスク８０２に対する各物理リンクを終端し、コントローラ８０４に複数のディスク８０２を接続する機能を提供する。

このような構成を有するディスクシステムにおいて、何れかのディスク８０２に異常が発生した場合、エクスパンダ８０５が、そのディスク８０２に対応する物理リンクの異常を検出することにより、該当するディスク８０２のポートを無効（Ｄｉｓａｂｌｅ）にする。

この場合に従来は、保守員が、エクスパンダ８０５からのディスク異常発生のアラーム通知を受けて、ディスク８０２を正常なものと交換し、保守インタフェースを使って交換手順を手動で起動することにより、ディスクが交換されたことをディスクシステムに認識させている。

下記特許文献は、上述したディスク異常発生に対応するための関連技術である。
特開平４−１５７５１４号公報 特開平５−３２５３５９号公報

しかし、上記従来技術では、ディスク異常の発生時に、エクスパンダ８０５が異常が発生したディスク８０２に対応するポートをＤｉａｂｌｅにする。このため、保守員がディスク８０２を交換しても、エクスパンダ８０５及びコントローラ８０４は、保守員がディスク交換手順を起動してディスク交換通知を受けるまで、ディスクが交換されたことを認識できなかった。従って、従来は、ディスク交換は、ディスク交換手順を実施できる専門の保守員しか行うことができないという問題点を有していた。

また、従来は、エクスパンダ８０５は、Ｄｉｓａｂｌｅにしたポートからディスクが抜去されたことを認識できるようにするために、ディスク８０２への通電状態を維持していた。このため、ディスク８０２は、正常に動作しなくなった後も、電力を消費し続けてし
まうという問題を有していた。

従って、開示する技術の第１の課題は、Ｄｉｓａｂｌｅにされたポートに対するディスク交換の認識を容易にすることにある。また、第２の課題は、異常になったディスクの電力消費を抑制することにある。

開示する技術の態様は、複数のディスクに対する各リンクを終端するエクスパンダと、そのエクスパンダに接続され複数のディスクを制御するコントローラとを備えるディスク制御装置を前提とする。

電流監視部は、各リンクのポートに対する電源電流値を監視する。
比較・判断部は、ディスクに異常が発生したときに、その異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を電流監視部から採取し、その電源電流値を判定することにより、異常が発生したディスクの抜去及び新たなディスクの挿入を認識する。

上述の態様の構成において、正常なディスクに対応する電源電流値を保持する電流テーブルを格納した記憶手段を更に含み、比較・判断部は、新たなディスクの挿入を認識した後に、電源電流値と電流テーブルに保持されている電源電流値とを比較することにより、正常なディスクが挿入されたか否かを認識するように構成することができる。

また、比較・判断部が異常が発生したディスクを認識した後に、エクスパンダは、その異常が発生したディスクに対応するポートに対して電源供給の遮断と通電を、遮断の割合が多くなるように繰り返すように構成することができる。この場合、比較・判断部は、電源供給の通電の期間において、異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を電流監視部から採取し、その電源電流値を判定することにより、異常が発生したディスクの抜去を認識するように構成される。その抜去の認識の後は、エクスパンダは、異常が発生したディスクに対応するポートに対する電源供給の通電を常に行い、比較・判断部は、抜去の認識の後は、異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を電流監視部から常に採取し、その電源電流値を判定することにより、新たなディスクの挿入を認識するように構成される。

開示した技術によれば、異常が発生したディスクの抜去及び新たなディスクの挿入を自動認識させることが可能となる。
また、開示した技術によれば、ディスクが新たに挿入されたときに採取された電流値が電流テーブルに保持されている電流値と比較されることにより、正常なディスクが挿入されたか否かを判定することが可能となる。これにより、ディスクの誤挿入を防止することができる。

更に、開示した技術によれば、ディスクに異常が発生して該当するポートをＤｉｓａｂｌｅにした後に、そのポートでの電源供給の遮断と通電を、遮断の割合が多くなるように繰り返すことにより、省電力化を実現することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、最良の実施形態について詳細に説明する。
図１は、ディスクシステムの実施形態（以下、「本実施形態」という）の構成図である。

バックパネル１０３に接続されるディスク１０２は、図８の８０２のように実際には複
数台接続されているが、説明の簡単化のために１台のみが示されている。また、コントローラボード１０１も、図８の８０１のように実際には２重化されているが、説明の簡単化のために１枚のみが示されている。

ディスク１０２は、接続用のボードであるバックパネル１０３を介して、コントローラボード１０１と接続される。コントローラボード１０１は、コントローラ１０４及びエクスパンダ１０５とから構成される。コントローラ１０４は例えば、外部の接続機器に対してＲＡＩＤ機能を提供する制御回路部である。エクスパンダ１０５は、複数のディスク１０２に対する各物理リンクを終端し、コントローラ１０４に複数のディスク１０２を接続する機能を提供する。

本実施形態では、バックパネル１０３は、エクスパンダ１０５から個別のディスク８０２に対して供給される５ボルト電源の電源電流値を監視する電流監視部１０６（＃１）と、同じく１２ボルト電源の電源電流値を監視する電流監視部１０６（＃２）とを備える。

また本実施形態では、エクスパンダ１０５は、＃１及び＃２の電流監視部１０６による電流監視結果を比較、判断する比較・判断部１０７を備える。この比較・判断部１０７は、エクスパンダ１０５内の電流テーブル１０８に保持されている電流値を参照することにより、異常になったディスク１０２が抜去されたか否か、及び正常なディスク１０２が挿入されたか否かを判定する。そして、比較・判断部１０７は、正常なディスク１０２が挿入されたと判定した場合に、該当するポートを有効（Ｅｎａｂｌｅ）にし、ディスク１０２との間の物理リンクを確立する。コントローラ１０４は、エクスパンダ１０５での状態変化を受け、ディスク１０２をＲＡＩＤシステムに組み込むことで、ディスク１０２の自動交換を実現する。

図２は、図１に示される本実施形態のディスクシステムにおいてディスク１０２が異常になった場合に、エクスパンダ１０５内の比較・判断部１０７によって実行されるディスク自動交換処理を示す動作フローチャートである。また、図３は、異常発生後にディスク交換が行われ、正常なディスク１０２が組み込まれる場合の動作説明図である。図４は、同じく異常なディスク１０２が組み込まれる場合の動作説明図である。以下、これらの図を用いて本実施形態の動作を説明する。

まず、エクスパンダ１０５内の特には図示しないファームウェアによって、比較・判断部１０７に、或るディスク１０２が異常になったことが通知される（図２のフロー開始。図３又は図４のｔ１）。

これを受けて比較・判断部１０７は、該当するポートをＤｉｓａｂｌｅにする（図２のステップＳ２０１、図３又は図４のｔ２）。
次に、比較・判断部１０７は、バックパネル１０３内の＃１及び＃２の電流監視部１０６から、異常が発生したディスク１０２に供給される電源電流値を採取する（図２のステップＳ２０２）。

次に、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値を判定する（図２のステップＳ２０３）。
そして、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値がゼロに向けて降下したか否かを判定することにより、異常が発生したディスク１０２が抜去されたか否かを判定する（図２のステップＳ２０４）。この場合、＃１及び＃２の両方の電流監視部１０６の電源電流値が判定されてもよいし、片方のみでもよい。電源電流値がゼロに向けて降下したか否かは、所定の電流閾値と比較することによって判定される。

比較・判断部１０７は、採取した電源電流値がゼロに向けて降下していないと判定した場合には、図２のステップＳ２０２からＳ２０４までの処理を繰り返し実行する。
一方、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値がゼロに向けて降下したと判定した場合には、異常が発生したディスク１０２が抜去されたと判定する（図２のステップＳ２０４の判定がＹＥＳ。図３又は図４のｔ３）。

次に、比較・判断部１０７は、バックパネル１０３内の＃１及び＃２の電流監視部１０６から、異常が発生したディスク１０２が挿入されていたポートの各電源電流値を更に採取する（図２のステップＳ２０５）。

次に、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値を判定する（図２のステップＳ２０６）。
そして、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値がゼロ付近から上昇したか否かを判定することにより、保守員によって新たなディスク１０２が挿入されたか否かを判定する（図２のステップＳ２０７）。この場合、＃１及び＃２の両方の電流監視部１０６の電源電流値が判定されてもよいし、片方のみでもよい。電源電流値が上昇したか否かは、所定の電流閾値と比較することによって判定される。

比較・判断部１０７は、採取した電源電流値が上昇していないと判定した場合には、図２のステップＳ２０５からＳ２０７までの処理を繰り返し実行する。
一方、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値が上昇したと判定した場合には、新たなディスク１０２が挿入されたと判定する（図２のステップＳ２０７の判定がＹＥＳ。図３又は図４のｔ４）。

この結果、比較・判断部１０７は、採取した電源電流値を、電流テーブル１０８に保持されている電源電流値と比較する（図２のステップＳ２０８）。電流テーブル１０８には、ディスクシステムにおいて使用することのできる正常なディスク１０２に対応する電源電流値が保持されている。比較・判断部１０７は、ステップＳ２０８での比較の結果、採取した電源電流値が電流テーブル１０８に保持されている電源電流値と所定の許容範囲内で等しいか否かを判定する（図２のステップＳ２０９）。

ステップＳ２０９の判定がＹＥＳの場合には、比較・判断部１０７は、正常なディスク１０２が挿入されたと判定し、該当するポートをＥｎａｂｌｅにする（図２のステップＳ２１０。図３のｔ５）。更に、比較・判断部１０７はコントローラ１０４に通知を行うことにより、コントローラ１０４に、新たに挿入されたディスク１０２の組込みを行わせる（図２のステップＳ２１１。図３のｔ６）。これにより、比較・判断部１０７は、ディスク１０２の自動交換処理を正常終了する。

一方、ステップＳ２０９の判定がＮＯの場合には、比較・判断部１０７は、異常なディスク１０２が挿入されたと判定し、該当するポートをＥｎａｂｌｅにはせず、コントローラ１０４への通知も行わない（図２のステップＳ２１２。図４のｔ５′）。これにより、新たに挿入されたディスク１０２の組込みは行われない（図３のｔ６′）。そして、比較・判断部１０７は、何らかのアラームを表示する等して、ディスク１０２の自動交換処理を異常終了する。

上述した図３又は図４に示される動作においては、エクスパンダ１０５は、異常が発生したディスク１０２に対応するポートをＤｉｓａｂｌｅにした後も、該当するポートは常に通電した状態にしている。

図５及び図６は、該当するポートへの通電と遮断を交互に繰り返すことにより、省電力
化を実現する実施形態の動作を示す動作説明図である。
エクスパンダ１０５内の比較・判断部１０７は、ディスク異常の発生（図５のｔ１）により、図２のステップＳ２０１にてポートをＤｉｓａｂｌｅにした後（図５のｔ２）、該当するポートへの電源供給の遮断と通電を繰り返す。そして、比較・判断部１０７は、該当するポートを通電状態にしている間に、図２のステップＳ２０２からＳ２０４までの比較・判断処理を実行することにより、ディスク１０２が抜去されたか否かを判定することができる（図５のｔ３）。

ここで、該当するポートに対する電源の遮断から通電の間にディスク１０２が抜き挿しされると、比較・判断部１０７はディスク１０２が交換されたことを認識できない。そのため、遮断と通電の間隔は、ディスク１０２の抜き挿し時間より短くする必要がある。抜き挿しは人手を介して行われるため、秒単位の時間を要する。これに対してディスク１０２が挿入された後に電源値が安定するまでの時間は数ミリ秒以内である。このため、上述の電源の遮断と通電を数百ミリ秒間隔で実施することで、ディスク１０２の抜き挿しを認識することができる。より具体的には、比較・判断部１０７は、該当するポートに対して電源を、数百ミリ秒間遮断した後、数十ミリ秒程度通電を行い、再び数百ミリ秒間遮断するという動作を繰り返す。これにより、異常となったディスク１０２が挿入されている間は、電源の遮断期間が大半になるため、大幅な省電力化を実現できる。図６のｔ３は、該当するポートへの電源供給が遮断されている間にディスク１０２が抜去され、その後の通電状態において抜去状態が認識される場合の例を示している。

比較・判断部１０７は、ステップＳ２０４にてディスク１０２が抜去されたと判定した後は、該当するポートを常に通電状態にする。この場合、ディスク１０２は挿入されていない間は、該当するポートを通電状態にしても電力は消費しない。これ以降の図５又は図６のｔ４からｔ６までの処理は、図３のｔ４からｔ６までの処理と同じである。

図７は、通常の電源オン時において、エクスパンダ１０５が実行するディスク１０２の認識処理を示す動作フローチャートである。
電源オンにより、まずエクスパンダ１０５内のファームウェアが起動される（図７のステップＳ７０１）。

次に、エクスパンダ１０５は、ディスク１０２に電源を供給し、その電源をオンする（図７のステップＳ７０２）。
次に、エクスパンダ１０５内の比較・判断部１０７は、バックパネル１０３内の＃１及び＃２の電流監視部１０６から、各ディスク１０２が挿入されている各ポートの各電源電流値を採取する（図７のステップＳ７０３）。

次に、比較・判断部１０７は、採取した各電源電流値を、電流テーブル１０８に保持されている電源電流値と比較する（図７のステップＳ７０４）。電流テーブル１０８には、ディスクシステムにおいて使用することのできる正常なディスク１０２に対応する電源電流値が保持されている。比較・判断部１０７は、ステップＳ７０４での比較の結果、採取した各電源電流値が電流テーブル１０８に保持されている電源電流値と所定の許容範囲内で等しいか否かを判定する（図７のステップＳ７０５）。

ステップＳ７０５の判定がＹＥＳの場合には、比較・判断部１０７は、正常なディスク１０２が挿入されたと判定し、該当するポートをＥｎａｂｌｅにする（図７のステップＳ７０６）。更に、比較・判断部１０７はコントローラ１０４に通知を行うことにより、コントローラ１０４に、ディスク１０２の組込みを行わせる（図７のステップＳ７０７）。これにより、比較・判断部１０７は、ディスク１０２の自動組込み処理を正常終了する。

一方、ステップＳ７０５の判定がＮＯの場合には、比較・判断部１０７は、異常なディスク１０２が挿入されたと判定し、該当するポートをＥｎａｂｌｅにはせず、コントローラ１０４への通知も行わない（図７のステップＳ７０８）。これにより、ディスク１０２の組込みは行われない。そして、比較・判断部１０７は、何らかのアラームを表示する等して、ディスク１０２の自動組込み処理を異常終了する。

なお、上述のステップＳ７０２からＳ７０８までの処理は、エクスパンダ１０５に接続されている各ディスク１０２のポート毎に実行される。
以上説明した本実施形態では、異常が発生したディスク１０２の抜去及び新たなディスク１０２の挿入を自動認識させることが可能となる。

更に、本実施形態では、ディスク１０２が新たに挿入されたときに採取された電源電流値が電流テーブル１０８に保持されている電源電流値と比較されることにより、正常なディスク１０２が挿入されたか否かを判定することが可能となる。これにより、ディスク１０２の誤挿入を防止することができる。

加えて、本実施形態では、ディスク１０２に異常が発生して該当するポートをＤｉｓａｂｌｅにした後に、そのポートでの電源供給の遮断と通電を遮断の割合が長くなるように繰り返すことにより、省電力化を実現できる。

ディスクシステムの実施形態の構成図である。 本実施形態によるディスク自動交換処理を示す動作フローチャートである。 異常発生後にディスク交換が行われ、正常なディスクが組み込まれる場合の動作説明図である。 異常発生後にディスク交換が行われ、異常なディスクが組み込まれる場合の動作説明図である。 省電力化を実現する実施形態の動作説明図（その１）である。 省電力化を実現する実施形態の動作説明図（その２）である。 通常の電源オン時におけるディスクの認識処理を示す動作フローチャートである。 複数台の実ディスクによって構成される一般的なディスクシステムの構成を示す図である。

符号の説明

１０１、８０１ コントローラボード
１０２、８０２ ディスク
１０３、８０３ バックパネル
１０４、８０４ コントローラ
１０５、８０５ エクスパンダ
１０６ 電流監視部
１０７ 比較・判断部
１０８ 電流テーブル

Claims (2)

1. 複数のディスクに対する各リンクを終端するエクスパンダと、該エクスパンダに接続され前記複数のディスクを制御するコントローラとを備えるディスク制御装置であって、
   前記各リンクのポートに対する電源電流値を監視する電流監視部と、
   前記ディスクに異常が発生したときに、該異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を前記電流監視部から採取し、該電源電流値を判定することにより、前記異常が発生したディスクの抜去及び新たなディスクの挿入を認識する比較・判断部と、
   正常なディスクに対応する電源電流値を保持する電流テーブルを格納した記憶手段と、を含み、
   前記比較・判断部は、新たなディスクの挿入を認識した後に、前記電源電流値と前記電流テーブルに保持されている電源電流値とを比較することにより、正常なディスクが挿入されたか否かを認識する、
   ことを特徴とするディスク制御装置。
2. 複数のディスクに対する各リンクを終端するエクスパンダと、該エクスパンダに接続され前記複数のディスクを制御するコントローラとを備えるディスク制御装置であって、
   前記各リンクのポートに対する電源電流値を監視する電流監視部と、
   前記ディスクに異常が発生したときに、該異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を前記電流監視部から採取し、該電源電流値を判定することにより、前記異常が発生したディスクの抜去及び新たなディスクの挿入を認識する比較・判断部と、を含み、
   前記比較・判断部が、異常が発生したディスクを認識した後に、前記エクスパンダは、該異常が発生したディスクに対応するポートに対して電源供給の遮断と通電を、遮断の割合が多くなるように繰り返し、
   前記比較・判断部は、前記電源供給の通電の期間において、前記異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を前記電流監視部から採取し、該電源電流値を判定することにより、前記異常が発生したディスクの抜去を認識し、
   該抜去の認識の後は、前記エクスパンダは、前記異常が発生したディスクに対応するポートに対する電源供給の通電を常に行い、
   前記比較・判断部は、前記抜去の認識の後は、前記異常が発生したディスクに対応するポートの電源電流値を前記電流監視部から常に採取し、該電源電流値を判定することにより、前記新たなディスクの挿入を認識する、
   ことを特徴とする記載のディスク制御装置。