DE60022139T2 - Verfahren und System zur Meldung der Benützung der Festplatten eines Festplattensystems - Google Patents

Verfahren und System zur Meldung der Benützung der Festplatten eines Festplattensystems Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Computersysteme und insbesondere Festplattenteilsysteme in Computersystemen.
  • Das Ermitteln statistischer Daten und anderer Kenndaten der Festplattenteilsysteme von Großrechnern mit einer einzigen Festplatte ist in der Technik allgemein bekannt. Zu Beispielen von interessierenden Kenndaten der Festplatte zählen eine Benutzertabelle, das genutzte Speichervolumen und Leistungskenndaten. Eine wichtige Leistungskennzahl ist die Festplattenauslastung.
  • Problematisch wird es jedoch, wenn in Hostrechnern eines offenen Systems ein Festplattenteilsystem mit einer Festplattenanordnung mit dem Host Daten austauschen will, der zum Beispiel unter UNIX, Windows NT oder einem anderen offenen Betriebssystem läuft. In einer solchen offenen Systemumgebung ist der Hostrechner des offenen Systems nicht in der Lage, die aktuellen Kenndaten zur Festplattenauslastung zu ermitteln. In dem Artikel „Sibling PEND: like a wheel within a wheel" von H. P. Artis, CMG Proceedings, Band 1, 1996, CMG, Westmont, Illinois, USA, werden die in Speichersystemen mit mehreren Festplatten auftretenden Probleme der Auslastungsmessung erörtert.
  • Demzufolge besteht ein Bedarf an einem Verfahren und einem System zum Bereitstellen der Parameter eines Festplattenteilsystems für einen Hostrechner in einem offenen System, damit dieser die aktuelle Festplattenauslastung ermitteln kann. Das Verfahren und das System sollen dabei in der Lage sein, solche Kenndaten der Festplattenauslastung zur Verfügung zu stellen, die der Hostrechner des offenen Systems verarbeiten kann. Die vorliegende Erfindung versucht diesen Bedarf zu befriedigen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Mitteilen der Festplattenauslastung in einem Computersystem bereitgestellt, welches eine redundante Anordnung von unabhängigen Laufwerken (Redundant Array of Independent Disks – RAID) in einem Festplattenteilsystem verwendet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • (a) Erfassen der folgenden Parameter durch einen Prozessor in dem Festplattenteilsystem als Parameter einer Festplattenanordnung, für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und für die Anzahl der Platten in der RAID-Anordnung (N); der Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Schreibzeit (MW) in Millisekunden während es Zeitintervalls (T); der Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls (T); und der Anzahl der Auslagerungsoperationen (Übertragungsoperationen) während des Zeitintervalls (T);
    • (b) Übertragen dieser Parameter vom Prozessor zu einem Hostrechner in einem offenen System; und
    • (c) Berechnen der Festplattenauslastung (U) mit Hilfe dieser Parameter und mit einer Formel
    U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S)).
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computersystem bereitgestellt, welches Folgendes umfasst: ein Festplattenteilsystem mit einer RAID-Anordnung und einem mit dieser Festplattenanordnung verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor als Parameter der Festplattenanordnung für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und die Anzahl der Festplatten in der RAID-Anordnung (N) folgende Parameter erfassen kann: die Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T), die Schreibzeit (MW) in Millisekunden während des Zeitintervalls, die Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls und die Anzahl der Auslagerungsoperationen (Übertragungsoperationen) (S) während des Zeitintervalls; und einen mit dem Festplattenteilsystem verbundenen Hostrechner in dem offenen System, wobei dieser Hostrechner im offenen System in der Lage ist, diese Parameter vom Prozessor zu empfangen und mit Hilfe dieser Parameter und anhand einer Formel U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S))eine Festplattenauslastung (U) zu berechnen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das über Computeranweisungen zum Mitteilen einer Festplattenauslastung in einem Computersystem verfügt, wobei die Anweisungen Folgendem dienen:
    • (a) Erfassen der folgenden Parameter durch einen Prozessor in dem Festplattenteilsystem als Parameter der Festplattenanordnung für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und für eine Anzahl von Festplatten in der RAID-Anordnung (N): der Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Schreibzeit (MW) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls (T); und der Anzahl der Auslagerungsoperationen (Übertragungsoperationen) (S) während des Zeitintervalls (T);
    • (b) Übertragen dieser Parameter vom Prozessor zu einem Hostrechner in einem offenen System; und
    • (c) Berechnen der Festplattenauslastung (U) mit Hilfe dieser Parameter und anhand einer Formel
    U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S)).
  • Zum leichteren Verständnis wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen in Form eines Beispiels:
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsart eines Computersystems mit einem Festplattenteilsystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 ein Flussdiagramm ist, welches eine bevorzugte Ausführungsart zum Mitteilen der Festplattenauslastung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 3 ein Flussdiagramm ist, welches das Mitteilen der Festplattenauslastung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein verfahren und ein System bereit, mit welchem einem Hostrechner in einem offenen System Parameter eines Festplattenteilsystems mitgeteilt werden. Die folgende Beschreibung soll einen Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung zu realisieren und anzuwenden, und nimmt Bezug auf eine Patentanmeldung und die damit verbundenen Anforderungen. Dem Fachmann ist klar, dass an der bevorzugten Ausführungsart verschiedene Veränderungen vorgenommen und die hier beschriebenen allgemeinen Prinzipien auch auf andere Ausführungsarten angewendet werden können. Damit ist klar, dass die vorliegende Erfindung durch die dargestellte Ausführungsart nicht beschränkt werden, sondern den größtmöglichen Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Prinzipien und Merkmalen umfassen soll.
  • 1 der Zeichnungen zeigt ein Computersystem 200, welches ein Festplattenteilsystem 202 und einen Hostrechner 204 in einem offenen System umfasst. Das Festplattenteilsystem 202 umfasst eine Festplattenanordnung 206, einen Cachespeicher 208 und einen Prozessor 210, der die Funktion des Festplattenteilsystems 202 steuert. Der Hostrechner 204 des offenen Systems tauscht über einen Internetanschluss und den Prozessor 210 Daten mit dem Festplattenteilsystem 202 aus. Um diese Datenübertragung zu ermöglichen, befindet sich im Prozessor 210 und im Hostrechner 204 des offenen Systems Software; der Prozessor 210 umfasst Spezialistensoftware 212 und der Hostrechner 204 des offenen Systems Expertensoftware.
  • Es ist klar, dass Softwarefunktionen auch durch Hardwareanordnungen realisiert werden können, jedoch werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nur die Begriffe „Spezialist" und „Experte" verwendet, welche sowohl Software als auch Hardware bezeichnen sollen, die die erforderlichen Funktionen ausführen können.
  • Eine der Funktionen des Spezialisten 212 besteht darin, bestimmte Parameter zu Festplattendaten aus dem (nicht gezeigten) Mikrocode des Prozessors 210 zu ermitteln und zum Experten 214 im Hostrechner 204 des offenen Systems zu übermitteln. Eine der Funktionen des Experten 214 besteht darin, die Parameter vom Spezialisten 212 zu empfangen und anhand dieser Parameter Mitteilungen zu den Festplattendaten zu erzeugen. Diese Mitteilungen können als Tabelle oder in grafischer Form gestaltet sein. Bei dem Computersystem 200 liefert der im Prozessor 210 befindliche Mikrocode die Festplattenauslastung nicht direkt. Deshalb umfasst der Experte 214 eine Softwareroutine 216, welche aus den Parametern des vom Spezialisten 212 gelieferten Mikrocodes die Festplattenauslastung berechnet. Als Beispiel für ein in dem Computersystem 200 verwendetes Festplattenteilsystem kann das von INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION entwickelte Festplattenteilsystem ENTERPRISE STORAGE SERVER (Unternehmensspeicherserver, ESS) dienen. Bei dem ESS-Festplattenteilsystem ist die Festplattenanordnung 206 eine in der Technik allgemein bekannte RAID-Anordnung.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, welches eine bevorzugte Ausführungsart zum Mitteilen einer Festplattenauslastung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Zuerst erfasst in Schritt 302 der Spezialist 212 im Prozessor 210 des Festplattenteilsystems 202 die Parameter. Dann werden in Schritt 304 die Parameter vom Spezialisten 212 zum Experten 214 im Hostrechner 204 des offenen Systems übertragen. Anschließend berechnet in Schritt 306 der Experte 214 aus den Parametern die Festplattenauslastung. Bei der bevorzugten Ausführungsart erfolgt die Berechnung im Experten 214 nach einer Festplattenauslastungsroutine 216. Die Festplattenauslastung kann vom Experten 214 zusammen mit anderen Festplattendaten in Form einer Mitteilung dargestellt werden.
  • 3 ist in Flussdiagramm, welches das Mitteilen der Festplattenauslastung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher darstellt. Zuerst meldet sich der Benutzer beim Hostrechner 204 im offenen System an und fordert dann in Schritt 402 die Festplattendaten für das Festplattenteilsystem 202 an. Diese Anforderung kann in Form eines Zeitplans gestellt werden. Zum Beispiel kann der Benutzer fordern, dass bestimmte Festplattendaten des Festplattenteilsystems 202 alle 10 Minuten oder stündlich erfasst werden. Ein Wert der durch den Benutzer anzufordernden Festplattendaten kann die Festplattenauslastung sein. Als Nächstes sendet der Experte 214 in Schritt 404 eine Anforderung nach den Festplattendaten zum Spezialisten 212. Wenn der Benutzer die Festplattenauslastung anfordert, fordert der Experte 214, dass die für die Festplattenauslastung wichtigen Parameter im Mikrocode erfasst werden. Bei einem Computersystem 200, welches das ESS-Festplattenteilsystem verwendet, umfassten diese wichtigen Parameter im Mikrocode Folgendes:
    • T
    = Zeitintervall in Sekunden
    N
    = Anzahl der Festplatten in einer RAID-Anordnung
    MR
    = Lesezeit in Millisekunden während des Zeitintervalls
    MW
    = Schreibzeit in Millisekunden während des Zeitintervalls
    W
    = Gesamtzahl der Schreiboperationen währen des Zeitintervalls
    S
    = Anzahl der Auslagerungsoperationen
  • Übertragungsoperationen) während des Zeitintervalls Dann erfasst der Spezialist 212 in Schritt 406 entsprechend der Anforderung die Parameter aus dem Mikrocode. Anschließend überträgt der Spezialist 212 in Schritt 408 die Parameter zum Experten 214. Wenn also der Benutzer fordert, dass die Festplattendaten alle 10 Minuten erfasst werden sollen, werden die Parameter in Zeitabständen von 10 Minuten aus dem Mikrocode erfasst und zum Experten 214 gesendet. Jedes Mal, wenn der Experte 214 die Parameter empfängt, werden diese in Schritt 410 in einer (nicht gezeigten) Datenbank im Hostrechner 204 im offenen System gespeichert. Wenn es dem Benutzer möglich ist, die Festplattendaten zu prüfen, fordert er in Schritt 412 vom Experten 214 eine Mitteilung an. Dann berechnet der Experte 214 in Schritt 414 mittels der Festplattenauslastungsroutine 216 aus den in der Datenbank gespeicherten Parametern die Festplattenauslastung für jede Festplatte in der Festplattenanordnung 206. Bei einem Computersystem 200, welches ein ESS-Festplattenteilsystem verwendet, dient hierzu die folgende Formel für die mittlere Festplattenauslastung jeder Festplatte: U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S))
  • Die Ableitung dieser Formel richtet sich nach den im Mikrocode vorhandenen Feldern und ihrer Bedeutung sowie von der Funktionsweise der Hardware des Festplattenteilsystems 202. Die Formel berücksichtigt zum Beispiel, wie das Festplattenteilsystem 202 die Lese-, Schreib- und Auslagerungsoperationen ausführt und wie der Cachespeicher 208 und die Festplattenanordnung 206 daran beteiligt sind. In dieser Formel ist U eine Zahl zwischen 0 und 1. Nachdem die Festplattenauslastung berechnet worden ist, zeigt der Experte 214 in Schritt 416 die Mitteilung an, in welcher die Festplattenauslastung zu sehen ist. Die Mitteilung kann die Form einer Tabelle oder einer grafischen Darstellung haben. Die Festplattenauslastung jeder Festplatte der Festplattenanordnung 206 kann als Prozentzahl angegeben werden, welche die Zeitdauer während des Zeitintervalls T anzeigt, während der eine Festplatte genutzt wurde.
  • Die oben beschriebenen Parameter des Mikrocodes sind Bestandteil eines gegenwärtig vorgeschlagenen Standards, welcher der Storage Network Industry Association (SNIA) vorliegt. Wenn die Parameter als Standard akzeptiert werden, können das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Mitteilung der Festplattenauslastung gemäß diesem Standard zu erstellen.
  • Es wurden ein Verfahren und ein System zum Bereitstellen von Parametern eines Festplattenteilsystems für einen Hostrechner in einem offenen System beschrieben. Das Verfahren und das System sind in der Lage, die Festplattenauslastung in einer Form zur Verfügung zu stellen, die der Hostrechner des offenen Systems verarbeiten kann. Die Festplattenauslastung wird durch Erfassen der betreffenden Parameter aus dem im Prozessor des Festplattenteilsystems befindlichen Mikrocode und anschließendes Berechnen der mittleren Festplattenauslastung für jede Festplatte anhand der Parameter bereitgestellt. Auf diese Weise ist ein Hostrechner in einem offenen System in der Lage, brauchbare Daten zur Ermittlung der Leistung des Festplattenteilsystems zu gewinnen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung gemäß den gezeigten Ausführungsarten beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass die Ausführungsarten abgeändert werden könnten und diese Änderungen im Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche liegen würden.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Melden der Festplattennutzung in einem Computersystem, welches eine redundante Anordnung von kostengünstigen Laufwerken (RAID) in einem Festplattenteilsystem verwendet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Erfassen der folgenden Parameter durch einen Prozessor in dem Festplattenteilsystem als Parameter einer Festplattenanordnung, für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und für die Anzahl der Platten in der RAID-Anordnung (N); der Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Schreibzeit (MW) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls (T); und der Anzahl der Auslagerungsoperationen (S) während des Zeitintervalls (T); (b) Übertragen dieser Parameter vom Prozessor zu einem Hostrechner in einem offenen System; und (c) Berechnen der Festplattenauslastung (U) mit Hilfe dieser Parameter und mit einer Formel U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S)).
  2. Computersystem, welches Folgendes umfasst: ein Festplattenteilsystem mit einer RAID-Anordnung, und einem mit der Festplattenanordnung verbundenen Prozessor, welcher als Parameter der Festplattenanordnung für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und für eine Anzahl von Festplatten in der RAID-Anordnung (N) folgende Parameter erfassen kann, die Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); die Schreibzeit (MW) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); die Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls (T), und die Anzahl der Auslagerungsoperationen (S) während des Zeitintervalls (T); und einen mit dem Festplattenteilsystem verbundenen Hostcomputer in einem offenen System, wobei der Hostcomputer in dem offenen System in der Lage ist, diese Parameter vom Prozessor zu empfangen und mit Hilfe dieser Parameter und anhand einer Formel U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S))eine Festplattenauslastung (U) zu berechnen.
  3. Computerlesbares Medium, das über Computeranweisungen verfügt, zum Mitteilen einer Festplattenauslastung in einem Computersystem, welches ein Festplattenteilsystem mit einer Festplattenanordnung aufweist, wobei die Anweisungen zu Folgendem dienen: (a) Erfassen der folgenden Parameter durch einen Prozessor in dem Festplattenteilsystem als Parameter der Plattenanordnung, für ein Zeitintervall in Sekunden (T) und für eine Anzahl von Festplatten in der RAID (N); der Lesezeit (MR) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Schreibzeit (MW) in Millisekunden während des Zeitintervalls (T); der Gesamtzahl der Schreiboperationen (W) während des Zeitintervalls (T); und der Anzahl der Auslagerungsoperationen (S) während des Zeitintervalls (T); (b) Übertragen dieser Parameter vom Prozessor zu einem Hostrechner in einem offenen System; und (c) Berechnen der Festplattenauslastung (U) mit Hilfe dieser Parameter und anhand einer Formel U = 1/(1000·T·N)·(MR + (MW/2W – S)·(4·(W – S) + N·S)).
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