CN101097556A - 用于更新逻辑卷中元数据的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于更新与存储控制器有关的逻辑卷中元数据的方法、系统和制造品。生成数据结构以指示在卷中要更新元数据的数据单元。发起操作以更新在该数据结构中指示的数据单元的元数据。在该数据结构中作出这样的指示，已经响应于更新一个数据单元的元数据而更新了该数据单元的元数据。当正在更新数据结构中所指示的数据单元的元数据时，所述卷中一个数据单元接收到输入/输出(I/O)请求。响应于I/O请求，从该数据结构确定是否更新了被请求数据单元的元数据。响应于尚未更新被请求数据单元的元数据的确定而更新被请求数据单元的元数据。对被请求数据单元执行所述I/O请求。

Description

用于更新逻辑卷中元数据的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种更新与存储控制器相关的逻辑卷中元数据的方法、系统和程序。
背景技术
在网络计算环境中，主机系统可以将输入/输出(“I/O”)请求传达给存储控制器，存储控制器管理对存储系统的访问，存储系统具有该I/O请求所针对的底层数据。存储控制器可以将存储空间配置成提供给主机系统使用的逻辑卷，比如逻辑单元号(LUN)、分区等。然后主机将I/O请求指向逻辑卷中的可寻址位置。存储控制器对于主机的存储器中的可寻址位置执行I/O请求。企业级存储控制器——也就是企业存储服务器——的用户，希望高有效性并持续访问由企业服务器管理的数据。
在操作期间，系统管理员会希望移动存储设备中的逻辑卷到新的存储阵列以用于与新的或不同的存储控制器一起使用。例如，管理员可能需要将所有卷转移到由不同存储控制器管理的新的存储阵列。在现有技术的系统中，管理员会执行拷贝操作，以便将数据从源存储阵列物理地拷贝到目标存储阵列和新存储控制器。在拷贝数据时，管理目标存储阵列的新存储控制器会为数据产生元数据，并且给新卷分配由新存储控制器确定的逻辑卷号。
这种迁移操作包括实际的时间以物理地拷贝数据。此外，在许多系统中，数据在其正被转移到新存储控制器时可能不可用。
在本领域中需要一种给逻辑卷分配新存储控制器的改进技术。
发明内容
提供了一种更新与存储控制器相关的逻辑卷中元数据的方法、系统和制造品。生成一种数据结构指示在卷中要更新元数据的数据单元。发起操作以更新在该数据结构中指示的数据单元的元数据。在数据结构中作出这样的指示，已经响应于更新一个数据单元的元数据而更新了该数据单元的元数据。当正在更新该数据结构中所指示的数据单元的元数据时，卷中该数据单元接收到输入/输出(I/O)请求。响应于I/O请求，从该数据结构作出是否更新了被请求数据单元的元数据的确定。响应于尚未更新被请求数据单元的元数据的确定而更新被请求数据单元的元数据。对被请求数据单元执行I/O请求。
附图说明
图1示出计算环境的实施例。
图2示出一个拷贝关系的拷贝关系信息。
图3示出元数据的实施例。
图4示出发起更新逻辑卷的元数据的操作的操作实施例。
图5示出处理对于正更新元数据的逻辑卷的读请求的操作实施例。
图6示出处理对于正更新元数据的逻辑卷的写请求的操作实施例。
具体实施方式
图1示出计算环境的实施例。多个主机(未示出)可以向分别管理存储器4a、4b中数据访问的存储控制器2a、2b提交输入/输出(I/O)请求。每个存储控制器2a、2b包括I/O管理器6a、6b，它们具有为管理关于存储器4a、4b的I/O操作而执行的代码。为每个存储器4a、4b配置一个或多个逻辑卷8a、8b，例如，逻辑单元号(LUN)、逻辑设备、逻辑驱动器、虚拟磁盘等。
存储控制器2a、2b可以包括本领域中已知的存储控制器或服务器，比如国际商业机器(IBM)的企业存储服务器(ESS)(企业存储服务器是IBM的注册商标)或其它厂商的存储服务器。或者，存储控制器2a、2b可以包括相对于高端企业存储服务器而言的低端存储服务器。存储器4a、4b可以包括单独的存储设备，比如存储设备阵列、简单磁盘簇(JBOD)、直接访问存储设备(DASD)、独立磁盘冗余阵列(RAID)阵列、虚拟化设备、磁带存储器、闪存，等。或者，存储器4a、4b可以包括单个存储设备的几部分。
图1示出存储器4a，其具有包括逻辑卷8a的一个或多个存储设备10。逻辑卷或卷包括本领域中已知的存储器的逻辑划分，比如逻辑卷、逻辑单元号(LUN)、逻辑分区、逻辑设备、逻辑驱动器、和虚拟磁盘等。可以将具有逻辑卷8a的存储设备10迁移至与存储控制器2b一起使用的存储器4b。为了输入存储设备10和其中的逻辑卷8a以与存储控制器2b一起使用，逻辑卷8a的标识符或号码可能不得不改为与已经配置为与存储控制器2b一起使用的逻辑卷8b的标识符不同。在更改为了与存储控制器2b一起使用而配置的逻辑卷8a的卷标识符时，可能不得不更新逻辑卷8a中数据单元的元数据以反映为了与存储控制器2b一起使用而进行的逻辑卷号标识符分配并反映与存储控制器2b一起使用而导致变更的其它信息。
为了在用于存储控制器2b的存储器4b中包括存储设备10和逻辑卷8a，I/O管理器6b建立关于正被输入以与存储控制器2b一起使用的逻辑卷8a的元数据更新数据结构12，其指示更新了元数据或尚未更新元数据的逻辑卷8a中的那些数据单元。
在一个实施例中，元数据更新数据结构12包括虚拟的时间点拷贝关系，其中拷贝关系的源和目标卷都指向逻辑卷8a中相同的物理位置。修改该时间点拷贝过程，使得后台拷贝操作不拷贝数据，而是更新数据单元的元数据，比如卷信息。拷贝关系下的数据可以包括多个连续磁道或单个磁道(或固定块)的范围。以此方式，更新元数据而不物理地移动数据单元。
图2示出实施为拷贝关系50的元数据更新数据结构12的实施例，包括拷贝关系标识符52；源数据54和目标数据56，它们都标识相同的逻辑卷8a；以及用于正被移动到与存储控制器2b一起使用的存储器4b的逻辑卷8a中的比如磁道、固定块、磁道或块的范围等的每个数据单元的拷贝位58。可以在一个或多个数据结构中保存拷贝关系50。例如，可以在单独的数据结构，比如位图数据结构中从关于卷的源54和目标56的信息保存用于数据单元的拷贝位58。在另外的实施例中，不是用于时间点拷贝关系的那些数据结构可以用于指示其元数据将被更新的逻辑卷8a中的数据单元。
图3示出用于逻辑卷8a中数据单元的元数据70的实施例，其包括一个或多个元数据字段72和一个卷标识符(ID)74，其识别存储相应数据单元的卷。
图4示出I/O管理器6a执行的配置逻辑卷8a与存储控制器2b一起使用的操作的实施例。当添加存储设备10和逻辑卷8a到存储器4b时图4的操作可以由系统管理员发起。或者，检测到存储设备10和逻辑卷8a添加到存储器4b后可以由I/O管理器6b自动发起图4的操作。(在方框100处)发起输入逻辑卷8a以与存储控制器2b一起使用的操作后，I/O管理器6b(在方框102处)确定正在输入的逻辑卷8a的新的卷标识符或号码。所确定的新的卷标识符可以包括与已经配置为与存储控制器2b一起使用的逻辑卷8b的标识符不同的标识符，例如，卷8b的最高卷号之后的下一个连续整数号码。I/O管理器6b(在方框104处)生成元数据更新数据结构12，其指示必须更新元数据的数据单元。在元数据更新数据结构12包括拷贝关系50的实施例中，拷贝位58可以为每个数据单元指示是否已经更新了逻辑卷中用于该数据单元的元数据。通过(在方框106处)处理元数据更新数据结构12中第一数据单元，例如第一拷贝位58的元数据更新信息，I/O管理器6开始逻辑卷8a中数据单元的元数据的更新操作。如果(在方框108处)元数据更新信息指示已经更新了数据单元的元数据，并且如果(在方框110处)还存在需要处理其元数据更新信息的数据单元，例如，还存在要考虑的拷贝位58，则I/O管理器6(在方框112处)处理用于下一数据单元的元数据更新信息，例如下一拷贝位58，并且返回方框108以确定是否更新下一个被考虑的数据单元的元数据。
如果(在方框108处)正在处理的元数据更新信息指示已经更新了相应数据单元的元数据，则I/O管理器6(在方框114处)处理该数据单元的元数据70以更新元数据70，包括更新卷ID 74以指示存储控制器2b使用的被确定的新的卷ID。I/O管理器6b在元数据更新数据结构12中(在方框118处)指示更新了该数据单元的元数据70，例如，设置拷贝位58。从方框116开始，I/O管理器6b进行到方框110以确定是否还有要更新的元数据70。在更新了元数据更新数据结构12，例如拷贝位58中指示的数据单元的所有元数据之后，I/O管理器6b(在方框118处)移除该卷的例如时间点拷贝关系50的元数据更新数据结构12。
对于图4的操作，一旦后台元数据更新操作完成，就更新逻辑卷8a中数据单元的元数据70，以指示存储器4b中逻辑卷8a的新状态。以此方式，包括了输入的存储设备10中的逻辑卷8a，以与存储控制器2b一起使用，而不用非得物理地拷贝数据单元。
图5示出由I/O管理器6执行的处理对于逻辑卷中数据的读请求的操作实施例。(在方框130处)接收读请求之后，如果(在方框132)读请求之下的逻辑卷没有元数据更新数据结构12，则(在方框134处)从逻辑卷访问数据以返回给该请求。如果没有元数据更新数据结构12，则逻辑卷不经历正在进行的元数据更新操作。在元数据更新数据结构12包括拷贝关系50(图2)的一个实施例中，I/O管理器6b可以通过确定请求所指向的逻辑卷8是否是拷贝关系50中的源数据54(图2)来确定拷贝关系的存在。可以使用其它标志和指示符以发信号通知特定的逻辑卷正经历有效的元数据更新操作。如果(在方框132处)存在用于逻辑卷8a的有效的元数据更新数据结构12，即，逻辑卷8a正经历元数据更新操作，则I/O管理器6b(在方框136处)确定元数据更新数据结构12是否指示包括被请求数据的数据单元的元数据70已被更新。在元数据更新数据结构12包括拷贝关系50的实施例中，可以通过检查读请求之下的数据单元的拷贝位58(图2)是否指示被请求的数据单元已经被拷贝，即，元数据已被更新，来作出此确定。
如果(在方框136处)更新了数据单元的元数据，则I/O管理器6(在方框138处)从逻辑卷8a访问被请求的数据以返回给该请求。否则，如果(在方框136处)被请求数据单元的元数据70没有更新，则(在方框140处)访问被请求数据单元的元数据70。I/O管理器6b(在方框142处)处理被请求数据单元的元数据70以更新元数据，包括更新卷ID 74以指示新存储系统中确定的新的卷ID。(在方框144处)设置数据单元的元数据更新信息，例如拷贝位58，以指示更新该数据单元的元数据70并且返回被请求数据(在方框146处)。
图6示出由I/O管理器6b执行的处理对于输入的逻辑卷8a中一个或多个数据单元的写请求的操作实施例。(在方框170处)接收写请求之后，如果(在方框172处)写请求之下的逻辑卷8a没有元数据更新数据结构12，则对逻辑卷8a中的目标地址进行写入(在方框174处)。在数据结构12包括拷贝关系50的实施例中，I/O管理器6b可以通过确定请求所针对的逻辑卷8是否是拷贝关系12中的源数据54(图2)来确定关系的存在。如果(在方框172处)存在逻辑卷8a的有效的元数据更新数据结构12，即，逻辑卷8a正经历元数据更新操作，并且如果(在方框176处)该元数据更新数据结构12指示更新包括被请求数据的数据单元的元数据70，则对目标数据单元进行写入(在方框178处)。
如果(在方框176处)元数据更新数据结构50为数据单元指示尚未更新元数据，则I/O管理器6b(在方框180处)处理数据单元的元数据70以更新该元数据，包括更新卷ID 74以指示新存储控制器2b中确定的新的卷ID。在更新数据单元的元数据之后，I/O管理器6b指示更新了元数据，例如，(在方框182处)设置拷贝位58。
在一个实施例中，I/O管理器执行代码进行元数据更新和图4、5、6的I/O请求处理操作。在使用虚拟时间点拷贝操作建立元数据以更新的实施例中，当源54和目标56字段标识为相同的逻辑卷8a时可以修改时间点拷贝操作程序以便仅更新元数据而不拷贝数据。此外，当建立拷贝关系数据结构50时逻辑卷8a的输入中包括的用户或其它程序可以命令时间点拷贝程序更新元数据而不拷贝实际的数据。当这样命令时，时间点拷贝操作程序可以包括更新元数据而不拷贝数据的指令。
通过所述实施例，当存储控制器正在更新输入的逻辑卷的元数据时，I/O管理器使得存储控制器能令主机持续访问输入到由存储控制器管理的存储空间中的逻辑卷。
附加的实施例细节
可以使用标准程序设计和/或工程技术将所述操作实施为方法、装置或制造品，以产生软件、固件、硬件、或它们的任意组合。所述操作可以实施为“计算机可读介质”中保存的代码，其中处理器可以从该计算机可读介质读取并执行该代码。计算机可读介质可以包括的介质比如磁存储介质(例如，硬盘、软盘、磁带，等)、光存储器(CD-ROM、DVD、光盘，等)、易失性和非易失性存储设备(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、闪存、固件、可编程逻辑，等)，等等。实现所述操作的代码还可以在硬件逻辑中实现(例如，集成电路芯片、可编程门阵列(PGA)、特殊用途集成电路(ASIC)，等)。此外，实现所述操作的代码可以在“传输信号”中实现，其中传输信号可以通过空间或比如光纤、铜线等的传输介质传播。其中编码有代码或逻辑的传输信号还可以包括无线信号、卫星传输、无线电波、红外信号、蓝牙等。其中编码有代码或逻辑的传输信号能够通过发送站发送并且通过接收站接收，可以在接收和发送站或设备的硬件或计算机可读介质中解码并存储编码在传输信号中的代码或逻辑。“制造品”包括计算机可读介质、硬件逻辑、和/或传输信号，代码在它们中实现。其中编码有实现所述的操作实施例的代码的设备可以包括计算机可读介质或硬件逻辑。当然，本领域中的技术人员将认识到，可以不脱离本发明的范围而对此配置作出许多修改，并且制造品可以包括本领域中已知的适合的信息承载介质。
除非特别说明，“实施例”、“多个实施例”、“该实施例”、“一个或多个实施例”、“一些实施例”、以及“一个实施例”等用于表示“本发明的一个或多个(但不是全部)实施例”。
除非特别说明，用语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的变种表示“包括但不限于”。
除非特别说明，项目的列举不表示任何项目或所有项目是互斥的。
除非特别说明，不定冠词和定冠词表示“一个或多个”。
除非特别说明，相互通信的设备不需要连续地相互通信。另外，相互通信的设备可以直接通信或通过一个或多个中间媒介间接通信。
若干元件互相通信的实施例的描述不暗指所有这种元件都是所需的。而是，描述了很多可选元件以说明本发明很多种可能的实施例。
此外，尽管处理步骤、方法步骤、算法等可能是按顺序依次描述的，但是可以配置这些处理、方法和算法更改顺序地工作。换言之，所描述的步骤的顺序或次序不必要表示按该顺序执行步骤的要求。在此描述的过程步骤可以按任何实际顺序执行。此外，一些步骤可以同时进行。
当在此描述单个设备或产品时，很明显可以使用多于一个的设备/产品(不管它们是否合作)代替单个设备/产品。类似地，当在此描述多于一个的设备或产品(不管它们是否合作)时，很明显可以使用单个设备/产品代替多于一个的设备或产品，或者可以使用不同数目的设备/产品代替所示数目的设备或产品。设备的功能和/或特征也可以由并没有被明确描述为具有这种功能/特征的一个或多个其它设备实现。因此，本发明的其它实施例不需要包括该设备本身。
图4、5、6所示的操作示出按特定顺序发生的一些事件。在另外的实施例中，一些操作可以按不同顺序执行，也可以被修改或删除。此外，可以添加步骤到上述逻辑并且仍然符合所述实施例。此外，在此所述的操作可以顺序地发生或者可以并行处理一些操作。此外，可以由单个处理单元或分布式处理单元执行操作。
前面已出于说明和描述的目的阐述了本发明的各种实施例。这不意在成为详尽的描述，也不意在将本发明限制到所公开的精确形式。根据上述教导，许多修改和变更是可能的。本发明的范围不应受此具体描述的限制，而是受所附权利要求限制。上述说明、实例和数据提供了制造和使用本发明组成部分的完整描述。由于可以不脱离本发明的精神和范围而作出本发明的许多实施例，所以本发明在于其后所附的权利要求。

Claims (12)

1.一种方法，包括：
生成数据结构以指示在卷中要更新元数据的数据单元；
发起操作以更新在所述数据结构中指示的数据单元的元数据；
在所述数据结构中指示，已经响应于更新一个数据单元的元数据而更新了该数据单元的元数据；
当正在更新所述数据结构中所指示的数据单元的元数据时，所述卷中一个数据单元接收到输入/输出(I/O)请求；
响应于所述I/O请求，从所述数据结构确定是否更新了被请求数据单元的元数据；
响应于尚未更新被请求数据单元的元数据的确定而更新被请求数据单元的元数据；
对被请求数据单元执行所述I/O请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于更新所述数据单元的元数据或响应于确定所述数据结构指示已经更新所述数据单元的元数据，而对被请求数据单元执行所述I/O请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述I/O请求包括读请求，其中响应于尚未更新被请求数据单元的元数据的确定，在返回被请求数据之前更新元数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，作为为了更新在所述数据结构中指示的一个数据单元的元数据而发起的操作的一部分，更新该数据单元的元数据，包括：
确定所述数据结构是否指示已经更新正在被处理的数据单元的元数据；以及
响应于所述数据结构指示尚未更新所述元数据的确定而更新所述数据单元的元数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，包括所述数据结构中指示的数据单元的卷是被配置用于与第一存储服务器一起使用的存储设备，还包括：
将所述存储设备中的所述卷与第二存储服务器相关联以与第二存储服务器一起使用。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，关联所述卷与第二存储服务器，包括：
确定分配给所述存储设备中的所述卷的卷号，其中更新元数据以指示所确定的所述卷的卷号。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据结构包括时间点拷贝关系，其指示在卷中要更新元数据的数据单元，其中时间点拷贝操作更新所指示数据单元的元数据而不拷贝该数据单元。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
配置拷贝关系使得源和目标卷指向相同的物理位置，其中拷贝关系中所指示的不从源卷拷贝到目标卷的数据单元未更新其元数据，并且其中被指示为从源卷拷贝到目标卷的数据单元已更新其元数据。
9.一种系统，包括：
数据结构，指示在卷中要更新元数据的数据单元；
用来执行操作的输入/输出(I/O)管理器，所述操作包括：
发起操作以更新在所述数据结构中指示的数据单元的元数据；
在所述数据结构中指示，已经响应于更新一个数据单元的元数据而更新了该数据单元的元数据；
当正在更新所述数据结构中所指示的数据单元的元数据时，所述卷中一个数据单元接收到输入/输出(I/O)请求；
响应于所述I/O请求，从所述数据结构确定是否更新了被请求数据单元的元数据；
响应于尚未更新被请求数据单元的元数据的确定而更新被请求数据单元的元数据；以及
对被请求数据单元执行所述I/O请求。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，作为为了更新在所述数据结构中指示的一个数据单元的元数据而发起的操作的一部分，更新该数据单元的元数据，包括：
确定所述数据结构是否指示已经更新了正在被处理的数据单元的元数据；以及
响应于所述数据结构指示尚未更新所述元数据的确定而更新所述数据单元的元数据。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，包括所述数据结构中指示的数据单元的卷是被配置用于与第一存储服务器一起使用的存储设备，其中所述操作还包括：
将所述存储设备中的所述卷与第二存储服务器相关联以与第二存储服务器一起使用。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述数据结构包括时间点拷贝关系，其指示在卷中要更新元数据的数据单元，其中时间点拷贝操作更新所指示数据单元的元数据而不拷贝该数据单元。
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