ネットワークストレージ・システムとその管理方法及び制御プログラム
【課題】ネットワークストレージ・システムにおけるストレージ装置のコピー量の削減とストレージ効率の向上及びアクセス速度の向上をはかり、快適性、利便性、経済性の向上したストレージ・システムとストレージ管理方法および制御プログラムを提供する。
【解決手段】複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続したネットワークストレージ・システムにおいて、前記ストレージ装置には、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスクと、前記クライアント端末毎の固有のデータを読み書きできるＢＶ論理ディスクと、読み出し書き込みを制御する制御部には、アクセス管理テーブルに併設して、前記書き込みデータ以外のデータ読み出しにはＭＶ論理ディスクの参照を指示する参照論理ディスク番号欄とを具備するＬＤＫ管理テーブルを備えた構成とした。
【解決手段】複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続したネットワークストレージ・システムにおいて、前記ストレージ装置には、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスクと、前記クライアント端末毎の固有のデータを読み書きできるＢＶ論理ディスクと、読み出し書き込みを制御する制御部には、アクセス管理テーブルに併設して、前記書き込みデータ以外のデータ読み出しにはＭＶ論理ディスクの参照を指示する参照論理ディスク番号欄とを具備するＬＤＫ管理テーブルを備えた構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレージ・システム及びその管理方法に関し、特にネットワークストレージ・システムとストレージ装置管理方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人情報の漏洩防止などセキュリティ強化への重要性が高まり、クライアントのＰＣ内にはハードディスクなどの記憶装置を搭載せずに、サーバ上で全ての情報を管理・運用し、クライアントＰＣのブート（起動）もサーバ上の情報から行なうネットワークブート・システムが提案されている。このようなシステムの一例を図６に示す。クライアント１０はネットワーク２０を介してサーバ９０と接続され、サーバ９０はストレージ４０内に記憶されているブートイメージと各クライアントの固有情報TempAなどから、サーバ上でクライアントのＰＣのブートイメージを作成し送信しクライアントのＰＣをブート（起動）することができるようになっている。
【０００３】
ところで、最近、サーバを介在させずにクライアントのＰＣとストレージとを直接ネットワークで接続することが可能なｉＳＣＳＩ（Internet Small Computer System Interface）プロトコルが登場している。ｉＳＣＳＩプロトコルは、ＳＣＳＩコマンドやデータをＴＣＰ／ＩＰパケットに乗せることで、インターネットで接続された遠隔のストレージを論理的にはＳＣＳＩプロトコルを使ったローカルストレージと同じように見せることが可能である。このｉＳＣＳＩプロトコルを用いると、前述のサーバをなくすことができ、システムの構成を簡素化することができる。
【０００４】
図７は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いてサーバをなくし、クライアント１０とストレージ４０とをネットワーク２０で直結した構成を示している。ストレージ４０は、クライアント１０からの読出し書込みの処理を行なうホストインタフェース５０と、論理ディスク７０のデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ６０と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７０と、これらを制御する制御部８０とを備えている。このようなクライアント１０とストレージ４０を直結した構成では、クライアント１０毎に論理ディスク（ＬＤＫ）７０を割り当てることとなり、制御部８０にあるアクセス管理テーブル８１により、それぞれのＬＤＫ７０を各クライアントに見せる必要がある。ここで、アクセス管理テーブル８１によりクライアント毎にＬＤＫを見せる方法は特許文献１などで知られている。図７ではクライアントＡにＬＤＫ１を、クライアントＢにＬＤＫ２を、クライアントＣにＬＤＫ３とを割り当てている例を示している。
【特許文献１】特開２０００−１８１６３６号公報（ＮＥＣ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような従来技術の構成には、次のような課題があった。
第一の課題は、ブート用のＬＤＫを準備するのに時間がかかるという点である。ストレージ４０内のＬＤＫ７０はクライアント１０毎に作成する必要があり、その手順は次のようになる。まず、マスターとなるＬＤＫを作成し、そのＬＤＫにブート用のイメージを格納する（図７ではＬＤＫ０をマスターとしている）。次にクライアント用のＬＤＫを作成し、マスターＬＤＫ０の内容をすべてクライアント用のＬＤＫにコピーする。このコピー作業はクライアントの台数だけ実行する必要がある（図７では３台のクライアント用にＬＤＫ１〜ＬＤＫ３を作成し、ＬＤＫ０から各ＬＤＫへコピーを行う）。そして、各クライアントからアクセスできるようにアクセス管理テーブルを設定する。ここで、クライアント用のＬＤＫへコピーが必要となる理由としては、ブート時にクライアントから設定変更やログの書き込みがあった場合に対応するためであり、変更差分は各ＬＤＫ内に保存される（図７ではTempA、TempB、TempCが該当する）。
【０００６】
第二の課題は、ストレージ全体の容量効率が悪いことである。クライアント用のＬＤＫはマスターＬＤＫからのコピーであり、保存内容としては変更差分を除けば同じものとなる。通常はブート用のイメージに比べて変更差分は微少であり、ほぼ同じ内容のものがストレージ内に複数存在することとなる。しかも、これは接続クライアント数に比例して増加するものである。
【０００７】
第三の課題は、ストレージ内のキャッシュメモリの利用効率が悪いことである。複数のクライアントから読み出し要求があった場合、ＬＤＫ毎にキャッシュメモリを使用することとなるが、これも第二の課題と同様に同じ内容のものが殆どであり無駄が多い。
【０００８】
なお、上記の三つの課題は、ネットワークブート・システムに限らず、例えば、書籍の閲覧システム（マスターＬＤＫから書籍データをクライアントに送り、その書籍データに対してクライアントは個別に栞（しおり）を付ける機能を有する）など、直接クライアントとストレージを接続して情報をやりとりし、その情報を各クライアントで共有するようなネットワークストレージ・システムにおいて共通に存在する。
そこで、本明細書では、以下ネットワークブート・システムも含んだより広い概念としてネットワークストレージ・システムという用語を用いる。
（発明の目的）
本発明は、上述した三つの課題に鑑み、ネットワークストレージ・システムにおけるコピー量の削減とストレージ効率の向上及びアクセス速度の向上をはかり、快適性、利便性、経済性の向上したネットワークストレージ・システムおよびストレージ管理方法および制御プログラムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るネットワークストレージ・システムは、複数のクライアント端末とこれらクライアント端末が読み書きするデータを格納するストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、前記論理ディスクと前記クライアント端末間の読み出し書き込みを制御する制御部とを備え、前記制御部は、クライアントからの読み出し指令データが前記対応付けられたＢＶ論理ディスクに存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合には前記ＭＶ論理ディスクから前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用の共有データとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているブートイメージを、ＭＶ論理ディスクとＢＶ論理ディスクに分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて結合する機能を備えた制御部を設けることによって、論理ディスク間での運用開始前の無駄なコピー作業の削減による準備時間の短縮及びディスク利用効率の向上を可能にしている。
【００１１】
また、本発明は、前記制御部に、前記各クライアントと前記ＢＶ論理ディスクとを対応付けるアクセス管理テーブルを設け、このアクセス管理テーブルに併設して、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合にはＭＶ論理ディスクの参照を指示するＬＤＫ管理テーブルを設け、前記制御部は、前記アクセス管理テーブルと前記ＬＤＫ管理テーブルを参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
これらアクセス管理テーブル及びＬＤＫ管理テーブルによって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアントの数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したシステムを提供できる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記ＬＤＫ管理テーブルに、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示する参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えたことを特徴とする（請求項３）
これにより、制御部のデータ管理の効率化等がはかられている。
【００１４】
また、本発明は、前記論理ディスクからの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを前記制御部に併設し、前記キャッシュメモリのデータ保持機能を利用して、クライアントからの読み出し指令に対して、先ず前記キャッシュメモリ上に前記読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えたことを特徴とする（請求項4）。
【００１５】
これにより、二種類のデータに分離することによって読出し時のキャッシュメモリのヒット率の向上を実現し、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したシステムの提供を可能にしている。
【００１６】
さらに、前記ネットワークは、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮであることを特徴とする（請求項５）。
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明に係るストレージ管理方法は、複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ管理方法であって、前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照工程と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定工程と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し工程、又は書き込みを行なう書き込み工程と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し工程、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み工程とを備えたことを特徴とする（請求項６）。
【００１８】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用のデータとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているブートイメージを、分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて結合する機能としてアクセス管理テーブル及びＬＤＫ管理テーブルを設けることによって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアントの数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したストレージ管理方法を提供できる。
【００１９】
また、前記ストレージ装置はＭＶ論理ディスクからの読出しデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを備え、前記参照ディスク番号からＭＶ番号を取得して読み出す工程において、前記キャッシュメモリを先ず参照し、ＭＶが存在しなければＭＶ論理ディスクより読み出す工程を備えたことを特徴とする（請求項７）。
【００２０】
これにより、二種類のデータに分離することによって読出し時のキャッシュメモリのヒット率の向上を実現し、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したストレージ管理方法の提供を可能にしている。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係るストレージ制御プログラムは、複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおいて、前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照処理と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定処理と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し処理、又は書き込みを行なう書き込み処理と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し処理、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み処理と、を制御部のプロセッサに実行させるよう構成したことを特徴とする（請求項８）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、クライアント用ＬＤＫからすぐにＭＶのＬＤＫが使用できるようになり、クライアント用ＬＤＫを運用開始前にＭＶからコピーしておくといった作業が不要となり、準備時間の短縮とストレージ利用効率が向上し、システムの効率性、経済性、快適性が向上する。
【００２３】
また、ＢＶでは、クライアントからの書き込みデータを変換マップにより管理し、それ以外のデータを読み出す場合には、ＭＶにあるデータを参照してクライアントに応答する。このとき、ＢＶを構成する物理ディスクを仮想ＲＡＩＤとして構築しておけば、実際に記憶するデータを削減でき、ストレージ全体の容量効率を高めることができる。
【００２４】
さらに、クライアントがＭＶから読み出したデータはキャッシュメモリに一時的に格納され、その後に別のクライアントから同じ論理アドレスに対して読み出しが行われた場合には、キャッシュメモリ上のデータをクライアントに返すことが期待できる。これにより、２台目以降のクライアントのブート時間の短縮化の効果も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の一実施形態であるネットワークストレージ・システムについて図面に基づいて説明する。
図１は、クライアント端末としてのクライアント１（説明の便宜のため、クライアントＡ、クライアントＢ、クライアントＣの３台とするが、一般にｎ（整数）台でよい）は、ネットワーク２を介してストレージ装置４に直接接続されおり、クライアント１とストレージ装置４は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用い直接にデータの読み書きが可能になっている。
【００２６】
ストレージ装置４は、クライアント１からの読み出し及び書き込み要求の処理を行うインタフェース制御ＬＳＩで実現されるホストインタフェース５と、論理ディスク７のデータを一時的に記憶する高速アクセス可能なキャッシュメモリ６と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７と、これらを制御する制御部８とを備えて構成されている。
【００２７】
ここで、詳細な説明に入る前に発明の重要なポイントについて述べる。
本実施形態に係るネットワークストレージ・システムは、複数のクライアント端末１とこれらクライアント端末１が読み書きするデータを格納するストレージ装置４をネットワーク２を介して直接接続している。
ストレージ装置４は、クライアント端末１が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末１毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、これら論理ディスク７とクライアント端末１間の読み出し書き込みを制御する制御部８とを備え構成される。
【００２８】
制御部８は、クライアント１からの読み出し指令データが、そのクライアント１に対応付けられたＢＶ論理ディスク７に存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスク７に存在しない場合にはＭＶ論理ディスク７から前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴とする。
【００２９】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用の共有データとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているデータを、ＭＶ論理ディスク７とＢＶ論理ディスク７に分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて読み書きする機能を備えた制御部８を設けることによって、論理ディスク７間での運用開始前の無駄なコピー作業の削減による準備時間の短縮及びディスク利用効率の向上を可能にしている。
【００３０】
また、本実施形態では、制御部８に、各クライアント１とＢＶ論理ディスク７とを対応付けるアクセス管理テーブル８１を設け、また、このアクセス管理テーブル８１に併設して、読み出し指令データがＢＶ論理ディスク７に存在しない場合にはＭＶ論理ディスク７の参照を指示するＬＤＫ管理テーブル８２を設け、制御部８は、アクセス管理テーブル８１とＬＤＫ管理テーブル８２を参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えている。
【００３１】
これらアクセス管理テーブル８１及びＬＤＫ管理テーブル８２によって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部８が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアント１の数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したシステムを提供できる。
【００３２】
さらに、ＬＤＫ管理テーブル８２に、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示するための参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えている。
【００３３】
また、論理ディスク７からの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリ６を制御部８に併設し、キャッシュメモリ６のデータ保持機能を利用して、クライアント１からの読み出し指令に対して、制御部８は、先ずキャッシュメモリ６上に読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えている。
【００３４】
上述したように二種類のデータに分離して論理ディスク７に格納することによって、共用データを読み出す際のキャッシュメモリのヒット率の向上が期待でき、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したシステムの提供を可能にしている。
【００３５】
また、ネットワーク２には、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮ等を使用できる。
【００３６】
続いてストレージ装置の構成と動作について詳しく説明する。
ストレージ装置４は、クライアント１からの読み出し及び書き込み要求の処理を行うインタフェース制御ＬＳＩで実現されるホストインタフェース５と、論理ディスク７のデータを一時的に記憶する高速アクセス可能なキャッシュメモリ６と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７と、これらを制御する制御部８とを備えて構成されている。
【００３７】
制御部８は、図示しないＭＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭといった半導体メモリで実現されるローカルメモリを備え、ローカルメモリ上に記憶されているファームウェアによって動作する。さらに、ローカルメモリ上には、クライアント１に対してどの論理ディスク（ＬＤＫ）７を対応付けるかを管理するアクセス管理テーブル８１、および論理ディスク（ＬＤＫ）７のボリューム属性を管理するＬＤＫ管理テーブル８２が配置されている。
【００３８】
アクセス管理テーブル８１は、図２に示すように、個々のクライアントを識別するためにクライアントごとに異なる値をもつクライアント識別子と、そのクライアントに割り当てる論理ディスク（ＬＤＫ）番号とにより構成される。本実施形態では、クライアント識別子として、ｉＳＣＳＩプロトコルにおいてInitiator 毎にユニークな値をもつInitiator Nameを設定している。ここでは、クライアントＡのInitiator NameをInitiatoｒＡ、クライアントＢのInitiator NameをInitiatoｒＢ、クライアントＣのInitiator NameをInitiatoｒＣとしている。
【００３９】
ＬＤＫ管理テーブル８２は、図３に示すように、論理ディスク（ＬＤＫ）番号と、ボリューム属性、参照論理ディスク番号、変換マップとで構成される。ボリューム属性は、論理ディスク番号で示されるＬＤＫの属性を示し、クライアント用のＬＤＫとなるものをブートボリューム（ＢＶ）、マスターのＬＤＫとなるものをマスターボリューム（ＭＶ）、それ以外のものは通常のボリューム（ＮＶ）として管理する。
【００４０】
参照論理ディスク番号と変換マップは、ボリューム属性がＢＶのときにのみ有効となり、参照論理ディスク番号は該当ＢＶをどのＭＶと関連づけるかを示し、変換マップはクライアント１から指示された論理アドレスを物理アドレスに変換するテーブルで、クライアント１からＢＶへの書き込み要求があった場合に更新される。
【００４１】
なお、アクセス管理テーブル８１、ＬＤＫ管理テーブル８２、ＬＤＫの作成作業などはストレージ装置４に接続されている保守端末３から実施することができる。
（動作の説明）
次に、本実施形態に係るネットワークストレージ・システムの動作を図面に基づいて説明する。
図４は、クライアント１からストレージ装置４にデータの読み出し要求があったときの流れ図である。
【００４２】
ストレージ装置４の制御部８は、クライアント１からの読み出し要求を受信すると、クライアント１のクライアント識別子（ＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅ）をもとにアクセス管理テーブル８１から論理ディスク番号を調べる（ステップＳ６０１、参照工程、参照処理）。そして、その論理ディスク番号をもとにＬＤＫ管理テーブル８２からボリュームの属性を調べる（ステップＳ６０２）。ここで、ボリューム属性がＢＶ以外であるときには、通常の読み出し処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００４３】
もし、ボリューム属性がＢＶであるときには、クライアント１からの読み出し要求の論理アドレスがＬＤＫ管理テーブル８２の変換マップに登録されているかどうかを調べる（ステップＳ６０４、判定工程、判定処理）。論理アドレスが変換マップ内に登録されている場合には、変換マップから該当する物理アドレスを取り出す（ステップＳ６０５、）。そして、物理アドレスで示されるデータをＢＶから読み出して、クライアント１に送信する（ステップＳ６０６、読出し工程、読出し処理）。
【００４４】
論理アドレスが変換マップに登録されていないときは、ＬＤＫ管理テーブル８２の参照論理ディスク番号からＭＶを調べる（ステップＳ６０８）。そして、該当データがキャッシュメモリ６に存在するかを調べる（ステップＳ６０９）。もし、キャッシュメモリ６にデータが存在すれば、そのデータをクライアント１に送信する（ステップＳ６０７）。データが存在しなければ、ＭＶよりデータをキャッシュメモリ６に読み出して（ステップＳ６１０、ＭＶ読出し工程、ＭＶ読出し処理）から、クライアント１に送信する（ステップＳ６０７）。
【００４５】
上記動作により、クライアントがブートするときにストレージに対して読み出し要求があった場合には、ＢＶを介してＭＶからデータを読み出してクライアントに応答することができる。また、上記の読み出し動作で一度ＭＶから読み出したデータはキャッシュメモリ６上に展開されるため、別のクライアントから読み出し要求があった場合、ＭＶからデータを読み出すよりも高速にクライアントに応答できることが期待できる。これにより、キャッシュメモリの利用効率が改善され、さらにクライアントのブート時間を高速化することが可能となる。
【００４６】
図７は、クライアント１からストレージ装置４にデータの書き込み要求があったときの流れ図である。クライアント１から書き込み要求を受信すると、クライアント１のＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅをもとにアクセス管理テーブル８１から論理ディスク番号を調べ（ステップＳ７０１）。そして、その論理ディスク番号をもとにＬＤＫ管理テーブル８２からボリュームの属性を調べる（ステップＳ７０２、参照工程、参照処理）。ここで、ボリューム属性がＢＶ以外であるときには、通常の書き込み処理を行う（ステップＳ７０８）。
【００４７】
もし、ボリューム属性がＢＶであるときには、クライアント１からの書き込み要求の論理アドレスがＬＤＫ管理テーブル８２の変換マップに登録されているかどうかを調べる（ステップＳ７０４、判定工程、判定処理）。論理アドレスが変換マップに登録されている場合には、変換マップから物理アドレスを取り出して（ステップＳ７０５）、物理アドレスで示されるアドレスにデータを書き込む（ステップＳ７０６、書き込み工程、書き込み処理）。
【００４８】
論理アドレスが変換マップに登録されていないときには、未使用の物理アドレスを計算して変換マップを更新する（ステップＳ７０７）。そして、計算した物理アドレスにクライアント１からのデータを書き込む（ステップＳ７０６、新規書き込み工程、新規書き込み処理）。
【００４９】
このように、ブート後に書き込み要求があった場合には、書き込みデータを変換マップに登録してＢＶ内に保存することができる。これにより、ＢＶ内のデータ量を削減することができ、ストレージ全体の容量効率を上げることが出来る。
【００５０】
なお、上述の各種処理については、プロセッサに実行させるプログラムとして構成してもよい。
【００５１】
以上説明したような構成と動作によって、本実施形態は以下のような効果を発揮する。
クライアント用のＢＶ論理ディスクから、すぐにＭＶの論理ディスクが使用できるようになり、ＢＶ論理ディスクに運用開始前にＭＶ論理ディスクからデータをコピーしておくといった作業が不要となり、準備時間の短縮とストレージ利用効率が向上し、システムの効率性、経済性、快適性が向上する。
【００５２】
また、ＢＶ論理ディスクでは、クライアントからの書き込みデータを変換マップにより管理し、それ以外のデータを読み出す場合には、ＭＶ論理ディスクにあるデータを参照してクライアントに応答する。このとき、ＢＶ論理ディスクを構成する物理ディスクを仮想ＲＡＩＤとして構築しておけば、実際に記憶するデータを削減でき、ストレージ全体の容量効率を高めることができる。
【００５３】
さらに、クライアントがＭＶ論理ディスクから読み出したデータはキャッシュメモリに一時的に格納され、その後に別のクライアントから読み出しが行われた場合には、キャッシュメモリ上のデータをクライアントに返すことが期待できる。これにより、クライアントのブート時間等の短縮化効果も期待できる。
【００５４】
なお、本発明は、ｉＳＣＳＩプロトコルに限らず、ファイバチャネルプロトコルなどクライアント１とストレージ装置４とをサーバを介さず直接接続することが可能なストレージシステムでも同様に実施できる。そのときファイバチャネルプロトコルでは、イニシエータ識別子としてＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅの代わりに、Ｎｏｄｅ Ｎａｍｅなどを用いて実現することができる。
【００５５】
また、本発明はネットワークブート・システムに限らず、クライアント間でＭＶのデータを共有し、個々のクライアントでデータの一部を更新するようなシステム、例えば「書籍の閲覧システム」においても実施可能である。この「書籍の閲覧システム」では、クライアントはストレージ装置から直接書籍データをダウンロードして閲覧することができ、その書籍データに対して個々に栞（しおり）を設定できる。この場合、ＭＶに書籍データを登録しておき、クライアント用ＬＤＫをＢＶとして設定することで、読み出し時はＭＶから書籍データをクライアントに応答し、栞（しおり）のデータ書き込み時は変換マップによりＢＶ内に保存することによって、ストレージを効率的に利用でき高速な応答性でシステム全体の利便性、快適性、経済性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るネットワークストレージ・システムの構成ブロック図である。
【図２】本実施形態に係るアクセス管理テーブルの構成図である。
【図３】本実施形態に係るＬＤＫ管理テーブルの構成図である。
【図４】クライアントからの読み出し要求に対するストレージ装置の動作の流れ図である。
【図５】クライアントからの書き込み要求に対するストレージ装置の動作の流れ図である。
【図６】従来技術でのサーバを介したネットワークブート・システムのブロック図である。
【図７】従来技術でのサーバを取り除いたネットワークブート・システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ クライアント（クライアント端末）
２ ネットワーク
３ 保守端末
４ ストレージ装置
５ ホストインタフェース
６ キャッシュメモリ
７ 論理ディスク（ＬＤＫ）
８ 制御部
８１ アクセス管理テーブル
８２ ＬＤＫ管理テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレージ・システム及びその管理方法に関し、特にネットワークストレージ・システムとストレージ装置管理方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人情報の漏洩防止などセキュリティ強化への重要性が高まり、クライアントのＰＣ内にはハードディスクなどの記憶装置を搭載せずに、サーバ上で全ての情報を管理・運用し、クライアントＰＣのブート（起動）もサーバ上の情報から行なうネットワークブート・システムが提案されている。このようなシステムの一例を図６に示す。クライアント１０はネットワーク２０を介してサーバ９０と接続され、サーバ９０はストレージ４０内に記憶されているブートイメージと各クライアントの固有情報TempAなどから、サーバ上でクライアントのＰＣのブートイメージを作成し送信しクライアントのＰＣをブート（起動）することができるようになっている。
【０００３】
ところで、最近、サーバを介在させずにクライアントのＰＣとストレージとを直接ネットワークで接続することが可能なｉＳＣＳＩ（Internet Small Computer System Interface）プロトコルが登場している。ｉＳＣＳＩプロトコルは、ＳＣＳＩコマンドやデータをＴＣＰ／ＩＰパケットに乗せることで、インターネットで接続された遠隔のストレージを論理的にはＳＣＳＩプロトコルを使ったローカルストレージと同じように見せることが可能である。このｉＳＣＳＩプロトコルを用いると、前述のサーバをなくすことができ、システムの構成を簡素化することができる。
【０００４】
図７は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いてサーバをなくし、クライアント１０とストレージ４０とをネットワーク２０で直結した構成を示している。ストレージ４０は、クライアント１０からの読出し書込みの処理を行なうホストインタフェース５０と、論理ディスク７０のデータを一時的に記憶するキャッシュメモリ６０と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７０と、これらを制御する制御部８０とを備えている。このようなクライアント１０とストレージ４０を直結した構成では、クライアント１０毎に論理ディスク（ＬＤＫ）７０を割り当てることとなり、制御部８０にあるアクセス管理テーブル８１により、それぞれのＬＤＫ７０を各クライアントに見せる必要がある。ここで、アクセス管理テーブル８１によりクライアント毎にＬＤＫを見せる方法は特許文献１などで知られている。図７ではクライアントＡにＬＤＫ１を、クライアントＢにＬＤＫ２を、クライアントＣにＬＤＫ３とを割り当てている例を示している。
【特許文献１】特開２０００−１８１６３６号公報（ＮＥＣ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような従来技術の構成には、次のような課題があった。
第一の課題は、ブート用のＬＤＫを準備するのに時間がかかるという点である。ストレージ４０内のＬＤＫ７０はクライアント１０毎に作成する必要があり、その手順は次のようになる。まず、マスターとなるＬＤＫを作成し、そのＬＤＫにブート用のイメージを格納する（図７ではＬＤＫ０をマスターとしている）。次にクライアント用のＬＤＫを作成し、マスターＬＤＫ０の内容をすべてクライアント用のＬＤＫにコピーする。このコピー作業はクライアントの台数だけ実行する必要がある（図７では３台のクライアント用にＬＤＫ１〜ＬＤＫ３を作成し、ＬＤＫ０から各ＬＤＫへコピーを行う）。そして、各クライアントからアクセスできるようにアクセス管理テーブルを設定する。ここで、クライアント用のＬＤＫへコピーが必要となる理由としては、ブート時にクライアントから設定変更やログの書き込みがあった場合に対応するためであり、変更差分は各ＬＤＫ内に保存される（図７ではTempA、TempB、TempCが該当する）。
【０００６】
第二の課題は、ストレージ全体の容量効率が悪いことである。クライアント用のＬＤＫはマスターＬＤＫからのコピーであり、保存内容としては変更差分を除けば同じものとなる。通常はブート用のイメージに比べて変更差分は微少であり、ほぼ同じ内容のものがストレージ内に複数存在することとなる。しかも、これは接続クライアント数に比例して増加するものである。
【０００７】
第三の課題は、ストレージ内のキャッシュメモリの利用効率が悪いことである。複数のクライアントから読み出し要求があった場合、ＬＤＫ毎にキャッシュメモリを使用することとなるが、これも第二の課題と同様に同じ内容のものが殆どであり無駄が多い。
【０００８】
なお、上記の三つの課題は、ネットワークブート・システムに限らず、例えば、書籍の閲覧システム（マスターＬＤＫから書籍データをクライアントに送り、その書籍データに対してクライアントは個別に栞（しおり）を付ける機能を有する）など、直接クライアントとストレージを接続して情報をやりとりし、その情報を各クライアントで共有するようなネットワークストレージ・システムにおいて共通に存在する。
そこで、本明細書では、以下ネットワークブート・システムも含んだより広い概念としてネットワークストレージ・システムという用語を用いる。
（発明の目的）
本発明は、上述した三つの課題に鑑み、ネットワークストレージ・システムにおけるコピー量の削減とストレージ効率の向上及びアクセス速度の向上をはかり、快適性、利便性、経済性の向上したネットワークストレージ・システムおよびストレージ管理方法および制御プログラムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るネットワークストレージ・システムは、複数のクライアント端末とこれらクライアント端末が読み書きするデータを格納するストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、前記論理ディスクと前記クライアント端末間の読み出し書き込みを制御する制御部とを備え、前記制御部は、クライアントからの読み出し指令データが前記対応付けられたＢＶ論理ディスクに存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合には前記ＭＶ論理ディスクから前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用の共有データとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているブートイメージを、ＭＶ論理ディスクとＢＶ論理ディスクに分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて結合する機能を備えた制御部を設けることによって、論理ディスク間での運用開始前の無駄なコピー作業の削減による準備時間の短縮及びディスク利用効率の向上を可能にしている。
【００１１】
また、本発明は、前記制御部に、前記各クライアントと前記ＢＶ論理ディスクとを対応付けるアクセス管理テーブルを設け、このアクセス管理テーブルに併設して、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合にはＭＶ論理ディスクの参照を指示するＬＤＫ管理テーブルを設け、前記制御部は、前記アクセス管理テーブルと前記ＬＤＫ管理テーブルを参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
これらアクセス管理テーブル及びＬＤＫ管理テーブルによって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアントの数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したシステムを提供できる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記ＬＤＫ管理テーブルに、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示する参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えたことを特徴とする（請求項３）
これにより、制御部のデータ管理の効率化等がはかられている。
【００１４】
また、本発明は、前記論理ディスクからの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを前記制御部に併設し、前記キャッシュメモリのデータ保持機能を利用して、クライアントからの読み出し指令に対して、先ず前記キャッシュメモリ上に前記読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えたことを特徴とする（請求項4）。
【００１５】
これにより、二種類のデータに分離することによって読出し時のキャッシュメモリのヒット率の向上を実現し、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したシステムの提供を可能にしている。
【００１６】
さらに、前記ネットワークは、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮであることを特徴とする（請求項５）。
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明に係るストレージ管理方法は、複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ管理方法であって、前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照工程と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定工程と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し工程、又は書き込みを行なう書き込み工程と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し工程、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み工程とを備えたことを特徴とする（請求項６）。
【００１８】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用のデータとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているブートイメージを、分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて結合する機能としてアクセス管理テーブル及びＬＤＫ管理テーブルを設けることによって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアントの数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したストレージ管理方法を提供できる。
【００１９】
また、前記ストレージ装置はＭＶ論理ディスクからの読出しデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを備え、前記参照ディスク番号からＭＶ番号を取得して読み出す工程において、前記キャッシュメモリを先ず参照し、ＭＶが存在しなければＭＶ論理ディスクより読み出す工程を備えたことを特徴とする（請求項７）。
【００２０】
これにより、二種類のデータに分離することによって読出し時のキャッシュメモリのヒット率の向上を実現し、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したストレージ管理方法の提供を可能にしている。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係るストレージ制御プログラムは、複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおいて、前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照処理と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定処理と、前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し処理、又は書き込みを行なう書き込み処理と、論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し処理、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み処理と、を制御部のプロセッサに実行させるよう構成したことを特徴とする（請求項８）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、クライアント用ＬＤＫからすぐにＭＶのＬＤＫが使用できるようになり、クライアント用ＬＤＫを運用開始前にＭＶからコピーしておくといった作業が不要となり、準備時間の短縮とストレージ利用効率が向上し、システムの効率性、経済性、快適性が向上する。
【００２３】
また、ＢＶでは、クライアントからの書き込みデータを変換マップにより管理し、それ以外のデータを読み出す場合には、ＭＶにあるデータを参照してクライアントに応答する。このとき、ＢＶを構成する物理ディスクを仮想ＲＡＩＤとして構築しておけば、実際に記憶するデータを削減でき、ストレージ全体の容量効率を高めることができる。
【００２４】
さらに、クライアントがＭＶから読み出したデータはキャッシュメモリに一時的に格納され、その後に別のクライアントから同じ論理アドレスに対して読み出しが行われた場合には、キャッシュメモリ上のデータをクライアントに返すことが期待できる。これにより、２台目以降のクライアントのブート時間の短縮化の効果も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の一実施形態であるネットワークストレージ・システムについて図面に基づいて説明する。
図１は、クライアント端末としてのクライアント１（説明の便宜のため、クライアントＡ、クライアントＢ、クライアントＣの３台とするが、一般にｎ（整数）台でよい）は、ネットワーク２を介してストレージ装置４に直接接続されおり、クライアント１とストレージ装置４は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用い直接にデータの読み書きが可能になっている。
【００２６】
ストレージ装置４は、クライアント１からの読み出し及び書き込み要求の処理を行うインタフェース制御ＬＳＩで実現されるホストインタフェース５と、論理ディスク７のデータを一時的に記憶する高速アクセス可能なキャッシュメモリ６と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７と、これらを制御する制御部８とを備えて構成されている。
【００２７】
ここで、詳細な説明に入る前に発明の重要なポイントについて述べる。
本実施形態に係るネットワークストレージ・システムは、複数のクライアント端末１とこれらクライアント端末１が読み書きするデータを格納するストレージ装置４をネットワーク２を介して直接接続している。
ストレージ装置４は、クライアント端末１が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末１毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、これら論理ディスク７とクライアント端末１間の読み出し書き込みを制御する制御部８とを備え構成される。
【００２８】
制御部８は、クライアント１からの読み出し指令データが、そのクライアント１に対応付けられたＢＶ論理ディスク７に存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスク７に存在しない場合にはＭＶ論理ディスク７から前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴とする。
【００２９】
これにより、量的に膨大であるが読み出し専用の共有データとクライアント毎に異なる固有のデータとの二種類のデータが一体になっているデータを、ＭＶ論理ディスク７とＢＶ論理ディスク７に分離して記憶・管理すると共に、これら二種類のデータを必要に応じて読み書きする機能を備えた制御部８を設けることによって、論理ディスク７間での運用開始前の無駄なコピー作業の削減による準備時間の短縮及びディスク利用効率の向上を可能にしている。
【００３０】
また、本実施形態では、制御部８に、各クライアント１とＢＶ論理ディスク７とを対応付けるアクセス管理テーブル８１を設け、また、このアクセス管理テーブル８１に併設して、読み出し指令データがＢＶ論理ディスク７に存在しない場合にはＭＶ論理ディスク７の参照を指示するＬＤＫ管理テーブル８２を設け、制御部８は、アクセス管理テーブル８１とＬＤＫ管理テーブル８２を参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えている。
【００３１】
これらアクセス管理テーブル８１及びＬＤＫ管理テーブル８２によって、二種類に分けて管理するＭＶとＢＶのデータの制御を制御部８が容易に行なうことができ、従来問題であった大量のＭＶデータをクライアント１の数だけコピーし保存しておくという無駄な作業とディスク容量の使用を抑えることによって効率性と経済性が向上したシステムを提供できる。
【００３２】
さらに、ＬＤＫ管理テーブル８２に、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示するための参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えている。
【００３３】
また、論理ディスク７からの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリ６を制御部８に併設し、キャッシュメモリ６のデータ保持機能を利用して、クライアント１からの読み出し指令に対して、制御部８は、先ずキャッシュメモリ６上に読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えている。
【００３４】
上述したように二種類のデータに分離して論理ディスク７に格納することによって、共用データを読み出す際のキャッシュメモリのヒット率の向上が期待でき、ブート動作の高速化をも可能にし、前記効率性、経済性に加えさらに利便性、快適性が向上したシステムの提供を可能にしている。
【００３５】
また、ネットワーク２には、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮ等を使用できる。
【００３６】
続いてストレージ装置の構成と動作について詳しく説明する。
ストレージ装置４は、クライアント１からの読み出し及び書き込み要求の処理を行うインタフェース制御ＬＳＩで実現されるホストインタフェース５と、論理ディスク７のデータを一時的に記憶する高速アクセス可能なキャッシュメモリ６と、１台以上の物理ディスク上に論理的に構成される論理ディスク（ＬＤＫ）７と、これらを制御する制御部８とを備えて構成されている。
【００３７】
制御部８は、図示しないＭＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭといった半導体メモリで実現されるローカルメモリを備え、ローカルメモリ上に記憶されているファームウェアによって動作する。さらに、ローカルメモリ上には、クライアント１に対してどの論理ディスク（ＬＤＫ）７を対応付けるかを管理するアクセス管理テーブル８１、および論理ディスク（ＬＤＫ）７のボリューム属性を管理するＬＤＫ管理テーブル８２が配置されている。
【００３８】
アクセス管理テーブル８１は、図２に示すように、個々のクライアントを識別するためにクライアントごとに異なる値をもつクライアント識別子と、そのクライアントに割り当てる論理ディスク（ＬＤＫ）番号とにより構成される。本実施形態では、クライアント識別子として、ｉＳＣＳＩプロトコルにおいてInitiator 毎にユニークな値をもつInitiator Nameを設定している。ここでは、クライアントＡのInitiator NameをInitiatoｒＡ、クライアントＢのInitiator NameをInitiatoｒＢ、クライアントＣのInitiator NameをInitiatoｒＣとしている。
【００３９】
ＬＤＫ管理テーブル８２は、図３に示すように、論理ディスク（ＬＤＫ）番号と、ボリューム属性、参照論理ディスク番号、変換マップとで構成される。ボリューム属性は、論理ディスク番号で示されるＬＤＫの属性を示し、クライアント用のＬＤＫとなるものをブートボリューム（ＢＶ）、マスターのＬＤＫとなるものをマスターボリューム（ＭＶ）、それ以外のものは通常のボリューム（ＮＶ）として管理する。
【００４０】
参照論理ディスク番号と変換マップは、ボリューム属性がＢＶのときにのみ有効となり、参照論理ディスク番号は該当ＢＶをどのＭＶと関連づけるかを示し、変換マップはクライアント１から指示された論理アドレスを物理アドレスに変換するテーブルで、クライアント１からＢＶへの書き込み要求があった場合に更新される。
【００４１】
なお、アクセス管理テーブル８１、ＬＤＫ管理テーブル８２、ＬＤＫの作成作業などはストレージ装置４に接続されている保守端末３から実施することができる。
（動作の説明）
次に、本実施形態に係るネットワークストレージ・システムの動作を図面に基づいて説明する。
図４は、クライアント１からストレージ装置４にデータの読み出し要求があったときの流れ図である。
【００４２】
ストレージ装置４の制御部８は、クライアント１からの読み出し要求を受信すると、クライアント１のクライアント識別子（ＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅ）をもとにアクセス管理テーブル８１から論理ディスク番号を調べる（ステップＳ６０１、参照工程、参照処理）。そして、その論理ディスク番号をもとにＬＤＫ管理テーブル８２からボリュームの属性を調べる（ステップＳ６０２）。ここで、ボリューム属性がＢＶ以外であるときには、通常の読み出し処理を行う（ステップＳ６１１）。
【００４３】
もし、ボリューム属性がＢＶであるときには、クライアント１からの読み出し要求の論理アドレスがＬＤＫ管理テーブル８２の変換マップに登録されているかどうかを調べる（ステップＳ６０４、判定工程、判定処理）。論理アドレスが変換マップ内に登録されている場合には、変換マップから該当する物理アドレスを取り出す（ステップＳ６０５、）。そして、物理アドレスで示されるデータをＢＶから読み出して、クライアント１に送信する（ステップＳ６０６、読出し工程、読出し処理）。
【００４４】
論理アドレスが変換マップに登録されていないときは、ＬＤＫ管理テーブル８２の参照論理ディスク番号からＭＶを調べる（ステップＳ６０８）。そして、該当データがキャッシュメモリ６に存在するかを調べる（ステップＳ６０９）。もし、キャッシュメモリ６にデータが存在すれば、そのデータをクライアント１に送信する（ステップＳ６０７）。データが存在しなければ、ＭＶよりデータをキャッシュメモリ６に読み出して（ステップＳ６１０、ＭＶ読出し工程、ＭＶ読出し処理）から、クライアント１に送信する（ステップＳ６０７）。
【００４５】
上記動作により、クライアントがブートするときにストレージに対して読み出し要求があった場合には、ＢＶを介してＭＶからデータを読み出してクライアントに応答することができる。また、上記の読み出し動作で一度ＭＶから読み出したデータはキャッシュメモリ６上に展開されるため、別のクライアントから読み出し要求があった場合、ＭＶからデータを読み出すよりも高速にクライアントに応答できることが期待できる。これにより、キャッシュメモリの利用効率が改善され、さらにクライアントのブート時間を高速化することが可能となる。
【００４６】
図７は、クライアント１からストレージ装置４にデータの書き込み要求があったときの流れ図である。クライアント１から書き込み要求を受信すると、クライアント１のＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅをもとにアクセス管理テーブル８１から論理ディスク番号を調べ（ステップＳ７０１）。そして、その論理ディスク番号をもとにＬＤＫ管理テーブル８２からボリュームの属性を調べる（ステップＳ７０２、参照工程、参照処理）。ここで、ボリューム属性がＢＶ以外であるときには、通常の書き込み処理を行う（ステップＳ７０８）。
【００４７】
もし、ボリューム属性がＢＶであるときには、クライアント１からの書き込み要求の論理アドレスがＬＤＫ管理テーブル８２の変換マップに登録されているかどうかを調べる（ステップＳ７０４、判定工程、判定処理）。論理アドレスが変換マップに登録されている場合には、変換マップから物理アドレスを取り出して（ステップＳ７０５）、物理アドレスで示されるアドレスにデータを書き込む（ステップＳ７０６、書き込み工程、書き込み処理）。
【００４８】
論理アドレスが変換マップに登録されていないときには、未使用の物理アドレスを計算して変換マップを更新する（ステップＳ７０７）。そして、計算した物理アドレスにクライアント１からのデータを書き込む（ステップＳ７０６、新規書き込み工程、新規書き込み処理）。
【００４９】
このように、ブート後に書き込み要求があった場合には、書き込みデータを変換マップに登録してＢＶ内に保存することができる。これにより、ＢＶ内のデータ量を削減することができ、ストレージ全体の容量効率を上げることが出来る。
【００５０】
なお、上述の各種処理については、プロセッサに実行させるプログラムとして構成してもよい。
【００５１】
以上説明したような構成と動作によって、本実施形態は以下のような効果を発揮する。
クライアント用のＢＶ論理ディスクから、すぐにＭＶの論理ディスクが使用できるようになり、ＢＶ論理ディスクに運用開始前にＭＶ論理ディスクからデータをコピーしておくといった作業が不要となり、準備時間の短縮とストレージ利用効率が向上し、システムの効率性、経済性、快適性が向上する。
【００５２】
また、ＢＶ論理ディスクでは、クライアントからの書き込みデータを変換マップにより管理し、それ以外のデータを読み出す場合には、ＭＶ論理ディスクにあるデータを参照してクライアントに応答する。このとき、ＢＶ論理ディスクを構成する物理ディスクを仮想ＲＡＩＤとして構築しておけば、実際に記憶するデータを削減でき、ストレージ全体の容量効率を高めることができる。
【００５３】
さらに、クライアントがＭＶ論理ディスクから読み出したデータはキャッシュメモリに一時的に格納され、その後に別のクライアントから読み出しが行われた場合には、キャッシュメモリ上のデータをクライアントに返すことが期待できる。これにより、クライアントのブート時間等の短縮化効果も期待できる。
【００５４】
なお、本発明は、ｉＳＣＳＩプロトコルに限らず、ファイバチャネルプロトコルなどクライアント１とストレージ装置４とをサーバを介さず直接接続することが可能なストレージシステムでも同様に実施できる。そのときファイバチャネルプロトコルでは、イニシエータ識別子としてＩｎｉｔｉａｔｏｒＮａｍｅの代わりに、Ｎｏｄｅ Ｎａｍｅなどを用いて実現することができる。
【００５５】
また、本発明はネットワークブート・システムに限らず、クライアント間でＭＶのデータを共有し、個々のクライアントでデータの一部を更新するようなシステム、例えば「書籍の閲覧システム」においても実施可能である。この「書籍の閲覧システム」では、クライアントはストレージ装置から直接書籍データをダウンロードして閲覧することができ、その書籍データに対して個々に栞（しおり）を設定できる。この場合、ＭＶに書籍データを登録しておき、クライアント用ＬＤＫをＢＶとして設定することで、読み出し時はＭＶから書籍データをクライアントに応答し、栞（しおり）のデータ書き込み時は変換マップによりＢＶ内に保存することによって、ストレージを効率的に利用でき高速な応答性でシステム全体の利便性、快適性、経済性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るネットワークストレージ・システムの構成ブロック図である。
【図２】本実施形態に係るアクセス管理テーブルの構成図である。
【図３】本実施形態に係るＬＤＫ管理テーブルの構成図である。
【図４】クライアントからの読み出し要求に対するストレージ装置の動作の流れ図である。
【図５】クライアントからの書き込み要求に対するストレージ装置の動作の流れ図である。
【図６】従来技術でのサーバを介したネットワークブート・システムのブロック図である。
【図７】従来技術でのサーバを取り除いたネットワークブート・システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ クライアント（クライアント端末）
２ ネットワーク
３ 保守端末
４ ストレージ装置
５ ホストインタフェース
６ キャッシュメモリ
７ 論理ディスク（ＬＤＫ）
８ 制御部
８１ アクセス管理テーブル
８２ ＬＤＫ管理テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクライアント端末とこれらクライアント端末が読み書きするデータを格納するストレージ装置をネットワークを介して直接接続したネットワークストレージ・システムにおいて、
前記ストレージ装置は、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、前記論理ディスクと前記クライアント端末間の読み出し書き込みを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、クライアントからの読み出し指令データが前記対応付けられたＢＶ論理ディスクに存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合には前記ＭＶ論理ディスクから前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴としたネットワークストレージ・システム。
【請求項２】
前記制御部には、前記各クライアントと前記ＢＶ論理ディスクとを対応付けるアクセス管理テーブルを設け、このアクセス管理テーブルに併設して、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合にはＭＶ論理ディスクの参照を指示するＬＤＫ管理テーブルを設け、前記制御部は、前記アクセス管理テーブルと前記ＬＤＫ管理テーブルを参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項３】
前記ＬＤＫ管理テーブルは、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示する参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項４】
前記論理ディスクからの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを前記制御部に併設し、前記キャッシュメモリのデータ保持機能を利用して、クライアントからの読み出し指令に対して、先ず前記キャッシュメモリ上に前記読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項５】
前記ネットワークは、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項６】
複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ管理方法であって、
前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照工程と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定工程と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し工程、又は書き込みを行なう書き込み工程と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し工程、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み工程と、
を備えたことを特徴とするストレージ管理方法。
【請求項７】
前記ストレージ装置はＭＶ論理ディスクからの読出しデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを備え、
前記参照ディスク番号からＭＶ番号を取得して読み出す工程において、前記キャッシュメモリを先ず参照し、ＭＶが存在しなければＭＶ論理ディスクより読み出す工程を備えたことを特徴とする請求項６に記載のストレージ管理方法。
【請求項８】
複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ制御プログラムであって、
前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照処理と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定処理と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し処理、又は書き込みを行なう書き込み処理と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し処理、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み処理と、
を制御部のプロセッサに実行させるよう構成したことを特徴とするストレージ制御プログラム。
【請求項１】
複数のクライアント端末とこれらクライアント端末が読み書きするデータを格納するストレージ装置をネットワークを介して直接接続したネットワークストレージ・システムにおいて、
前記ストレージ装置は、前記クライアント端末が共用できる読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記クライアント端末毎に対応付けられている固有のデータを読出し書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）と、前記論理ディスクと前記クライアント端末間の読み出し書き込みを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、クライアントからの読み出し指令データが前記対応付けられたＢＶ論理ディスクに存在するか否かを判定する機能と、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合には前記ＭＶ論理ディスクから前記読み出し指令データを読み出す機能と、前記読み出したデータをクライアントに送る仮想メモリ的制御を行なうことを特徴としたネットワークストレージ・システム。
【請求項２】
前記制御部には、前記各クライアントと前記ＢＶ論理ディスクとを対応付けるアクセス管理テーブルを設け、このアクセス管理テーブルに併設して、前記読み出し指令データが前記ＢＶ論理ディスクに存在しない場合にはＭＶ論理ディスクの参照を指示するＬＤＫ管理テーブルを設け、前記制御部は、前記アクセス管理テーブルと前記ＬＤＫ管理テーブルを参照して前記読み出し指令データを読み出す機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項３】
前記ＬＤＫ管理テーブルは、前記ＭＶ論理ディスク参照を指示する参照論理ディスク番号欄に加えて、論理ディスクの属性を管理する欄と書込みデータのアドレスマッピングを管理する変換マップ欄とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項４】
前記論理ディスクからの読出し書込みデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを前記制御部に併設し、前記キャッシュメモリのデータ保持機能を利用して、クライアントからの読み出し指令に対して、先ず前記キャッシュメモリ上に前記読み出し指令のデータが存在するか否かを判定する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項５】
前記ネットワークは、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いたインターネット若しくはＬＡＮ、又はファイバチャネルプロトコルを用いるＳＡＮであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のネットワークストレージ・システム。
【請求項６】
複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ管理方法であって、
前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照工程と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定工程と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し工程、又は書き込みを行なう書き込み工程と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し工程、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み工程と、
を備えたことを特徴とするストレージ管理方法。
【請求項７】
前記ストレージ装置はＭＶ論理ディスクからの読出しデータを一時記憶しておくキャッシュメモリを備え、
前記参照ディスク番号からＭＶ番号を取得して読み出す工程において、前記キャッシュメモリを先ず参照し、ＭＶが存在しなければＭＶ論理ディスクより読み出す工程を備えたことを特徴とする請求項６に記載のストレージ管理方法。
【請求項８】
複数のクライアント端末とストレージ装置をネットワークを介して直接接続し、前記ストレージ装置は読出し専用の共用データを記憶するＭＶ論理ディスク（ＭＶ：マスターボリューム）と、前記各クライアント毎に固有のデータを読出し又は書込みできるＢＶ論理ディスク（ＢＶ：ブートボリューム）とを備えて成るネットワークストレージ・システムにおけるストレージ制御プログラムであって、
前記クライアント端末装置に前記ストレージ装置の論理ディスクを利用させる場合に、アクセス管理テーブルへのアクセスによって前記クライアントに関係付けられたＢＶ論理ディスクのＬＤＫ管理テーブルを参照する参照処理と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在するか否かを判定する判定処理と、
前記論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在する場合には、前記変換マップから物理アドレスを取得して読み出しを行なう読み出し処理、又は書き込みを行なう書き込み処理と、
論理アドレスが前記ＬＤＫ管理テーブルの変換マップ欄に存在しない場合には、前記ＬＤＫ管理テーブルの参照論理ディスク番号欄からからＭＶ番号を取得してＭＶ論理ディスクから読み出すＭＶ読出し処理、又は前記変換マップ欄を更新し物理アドレスに書込みを行なう新規書込み処理と、
を制御部のプロセッサに実行させるよう構成したことを特徴とするストレージ制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２５７６５（Ｐ２００８−２２５７６５Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６２０９７（Ｐ２００７−６２０９７）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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