JP2010079331A - Snapshot management system and snapshot management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ストレージシステムやファイルサーバーで提供されるボリュームのスナップショット機能を有するスナップショット管理システム及びスナップショット管理方法に関するものである。 The present invention relates to a snapshot management system and a snapshot management method having a snapshot function of a volume provided by a storage system or a file server.
ストレージシステムやファイルサーバーでは、ボリュームを任意のタイミングで複製し、必要となった時に参照、あるいはボリューム全体の復元を行うスナップショット機能を提供している。このスナップショット機能は、データベースや業務データのバックアップおよび障害回復の目的で使用されている。
スナップショットの管理方式としては、特許文献1のように運用中のボリュームからの差分情報を使用してスナップショットを保持する方式が一般的である。
As a snapshot management method, a method of holding a snapshot using difference information from an operating volume as in Patent Document 1 is common.
特許文献1のように、運用ボリュームからの差分情報でスナップショットを管理する方式の場合、ボリュームに対する書き込み性能が落ちるという問題がある。これは、運用ボリュームに書き込む前に、変更前のデータを読み出してから差分領域に退避するという処理が必要となるためである。 As in Patent Document 1, in the case of a method of managing snapshots using difference information from the operation volume, there is a problem that the writing performance to the volume is degraded. This is because before writing to the operation volume, it is necessary to read the pre-change data and then save it to the difference area.
また、障害回復のため運用ボリューム全体をスナップショットの状態に復元したい場合、運用ボリュームに差分情報を書き戻す事になる。この書き戻しの最中は、運用ボリュームが使用できなないため、データベースや業務運用を停止しなければならない。業務停止時間を最小限に押さえるには、別ボリュームを用意してスナップショットの内容をコピーする方法もあるが、ボリューム全体のコピーが必要になるため、運用再開までの時間が長くなる。 In addition, when it is desired to restore the entire operation volume to a snapshot state for failure recovery, the difference information is written back to the operation volume. During this write-back, the operation volume cannot be used, so the database and business operation must be stopped. There is a method to copy the contents of the snapshot by preparing another volume in order to minimize the operation stop time. However, since it is necessary to copy the entire volume, it takes a long time to resume the operation.
以上の現状に鑑み、本発明は、ディスク使用効率の良い差分情報を使用したスナップショット管理手法でありながら、書き込み性能の劣化が無く、運用停止時間および運用再開時間を最小限に押さえる復元機能を持つスナップショット機能を有するスナップショット管理システム及びスナップショット管理方法を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention is a snapshot management method that uses differential information with high disk usage efficiency, but has a restoration function that minimizes operation stop time and operation restart time without degradation of write performance. An object is to provide a snapshot management system and a snapshot management method having a snapshot function.
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項1に係る発明は、ホストコンピュータと、スナップショット機能を提供するストレージシステムとがネットワークによって通信自在に接続されるスナップショット管理システムであって、
前記ストレージシステムは、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラと、
完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域と、
スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域とを備え、
前記ホストコンピュータからは、前記ストレージシステムが、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリュームと、過去に作成した複数のスナップショットとが独立したボリュームとして時間軸に基づき認識され、
1つのスナップショットである第1スナップショットには、完全ボリュームが割り当てられ、ボリューム全体の完全な内容が前記完全ボリューム記録領域に記録され、
前記第1スナップショットの直前又は直後の第2又は第3スナップショットには、差分ボリュームとして完全ボリュームからの差分データが保持され、
前記第2スナップショットよりも前のスナップショットには、差分ボリュームとして直後のスナップショットからの差分データが保持され、
前記第3スナップショットよりも後のスナップショットには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持され、
前記運用ボリュームには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持されるように構成されていることを特徴とするスナップショット管理システムを提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following configurations.
The invention according to claim 1 is a snapshot management system in which a host computer and a storage system that provides a snapshot function are communicatively connected via a network,
The storage system includes a controller for controlling access to a volume;
A full volume recording area for storing full volume data;
A differential recording area for storing differential data for holding a snapshot,
From the host computer, the storage system is recognized based on the time axis as an independent volume of the operation volume actually used in the database or business system and a plurality of snapshots created in the past,
A complete volume is allocated to the first snapshot, which is one snapshot, and the complete contents of the entire volume are recorded in the complete volume recording area,
In the second or third snapshot immediately before or after the first snapshot, differential data from the complete volume is held as a differential volume,
In the snapshot before the second snapshot, differential data from the immediately following snapshot is held as a differential volume,
In the snapshot after the third snapshot, differential data from the immediately preceding snapshot is held as a differential volume,
The operational volume is configured to hold differential data from the immediately preceding snapshot as a differential volume, and a snapshot management system is provided.
請求項2に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、前記運用ボリュームからデータを読み出す場合に、各パターンに於いて、前記運用ボリュームに差分データがない場合、最新のスナップショットの差分ボリュームからブロックデータを検索して、見つかった時点でデータを読み出し、差分ボリュームにブロックデータが見つからない場合は、前記完全ボリュームからデータを読み出すことを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the snapshot management system according to the first aspect, when data is read from the operational volume, if there is no differential data in the operational volume in each pattern, the latest snap A snapshot management method is provided, wherein block data is searched from a differential volume of a shot, the data is read out when it is found, and if no block data is found in the differential volume, the data is read out from the complete volume. Is.
請求項3に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、書き込み処理を行なう場合、前記運用ボリュームの差分ボリュームに差分ブロックを追加することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 The invention according to claim 3 provides the snapshot management method according to claim 1, wherein a difference block is added to the difference volume of the operation volume when a write process is performed. To do.
請求項4に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを追加する場合、前記運用ボリュームの複製として新しくスナップショットを作成し、運用ボリュームに対しては空の差分状態で作成された差分ボリュームを割り当てることを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the snapshot management system according to the first aspect, when adding a snapshot, a new snapshot is created as a copy of the operational volume, and an empty difference is created for the operational volume. The present invention provides a snapshot management method characterized by assigning a differential volume created in a state.
請求項5に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを削除する場合、削除対象となるスナップショットの差分ボリュームの差分情報を、隣接するスナップショットの差分ボリューム又は完全ボリュームに書き込み、その後に削除対象となるスナップショットを削除することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 In the snapshot management system according to claim 1, in the snapshot management system according to claim 1, when deleting a snapshot, the difference information of the differential volume of the snapshot to be deleted is changed to the differential volume of the adjacent snapshot or The present invention provides a snapshot management method characterized by writing to a complete volume and then deleting a snapshot to be deleted.
請求項6に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットの完全ボリュームを直後のスナップショットに移動させる場合、完全ボリュームを元のスナップショットと直後のスナップショットの中間に位置させた状態で、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックに位置する完全ボリュームのブロックを元のスナップショットの差分ボリュームに追加し、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックを完全ボリュームに移動することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 The invention according to claim 6 is the snapshot management system according to claim 1, wherein when the complete volume of the snapshot is moved to the immediately following snapshot, the complete volume is intermediate between the original snapshot and the immediately following snapshot. , The full volume block located in the differential block of the immediately following snapshot differential volume is added to the original snapshot differential volume, and the differential block of the immediately following snapshot differential volume is made into a complete volume. The present invention provides a snapshot management method characterized by moving.
請求項7に係る発明は、請求項1記載のスナップショット管理システムに於いて、運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する場合、復元前に、あらかじめ復元したいスナップショットに完全ボリュームを移動しておき、その他のスナップショットの差分情報を破棄してスナップショットを消去し、運用ボリュームの差分情報をクリアすることを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。 In the invention according to claim 7, in the snapshot management system according to claim 1, when the operation volume is restored to the contents of the snapshot, the complete volume is moved to the snapshot to be restored in advance before the restoration. Another object of the present invention is to provide a snapshot management method characterized in that the difference information of other snapshots is discarded, the snapshot is erased, and the difference information of the operation volume is cleared.
本発明のスナップショット管理システムによれば、ディスク使用効率の良い差分情報を使用したスナップショット管理手法でありながら、書き込みおよび読み込み性能の劣化を最小限に押さえることができ、また、運用を継続しながら任意の地点のスナップショットまで完全ボリュームを移動させ、復元を行うことにより、運用停止時間および運用再開時間の少ない復元機能を持つスナップショット機能を提供できる。 According to the snapshot management system of the present invention, although it is a snapshot management method that uses differential information with good disk usage efficiency, it is possible to minimize deterioration in write and read performance and to continue operation. However, it is possible to provide a snapshot function having a restoration function with less operation stop time and operation resumption time by moving the complete volume to a snapshot at an arbitrary point and performing restoration.
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明のスナップショット管理システムの一実施例を示すシステム構成図である。この実施例のスナップショット管理システムは、データベースあるいは業務システムが動作するホストコンピュータ101と、スナップショット機能を提供するストレージシステム103と、ホストコンピュータ101とストレージシステム103とを接続するSAN(Storage Area Network)ネットワーク102によって構成される。
ストレージシステム103は、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラ104と、完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域105と、スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域106とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings showing examples.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a snapshot management system of the present invention. The snapshot management system of this embodiment includes a
The
図2は、スナップショットの管理状態を示す図である。ホストコンピュータ201からは、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリューム202および過去に作成したスナップショットA〜D(203〜206)が独立したボリュームとして時間軸に基づき認識される。スナップショットB(204)は、完全ボリューム209が割り当てられており、ボリューム全体の完全な内容が完全ボリューム記録領域212に記録されている。スナップショットA(203)は、差分ボリュームA(208)として完全ボリューム209からの差分として保持されている。運用ボリューム202は、差分ボリュームE(207)として差分ボリュームA(208)からの差分として保持されている。スナップショットC(205)は、差分ボリュームC(210)として完全ボリューム209からの差分として保持されている。スナップショットD(206)は、差分ボリュームD(211)として差分ボリュームC(210)からの差分として保持されている。これらの差分データは、差分記録領域213に保存される。
FIG. 2 is a diagram showing a management state of snapshots. From the
図3は、運用ボリュームからのデータ読み出し方式を示す図である。この図では、ホスト側から見える運用ボリューム301およびスナップショットA(302)が差分ボリュームで、スナップショットB(303)が完全ボリュームで構成されている。パターン307では、差分ボリュームEおよび差分ボリュームAには差分が記録されていないため、完全ボリュームのブロック(304)をデータとして読み出す。パターン308では、差分ボリュームEには差分が無いが差分ボリュームAには差分が記録されているため、ボリュームAの差分ブロック305をデータとして読み出す。パターン309では、差分ボリュームEに差分が記録されているため、差分ボリュームEの差分ブロック306をデータとして読み出す。このように、運用ボリューム301からデータを読み出す場合は、最新の差分ボリュームからブロックデータを検索して、見つかった時点でデータを読み出すという処理を行う。単純に完全ボリュームからデータを読み出す場合と比較すると、差分の検索によるオーバーヘッドがあるが、読み出すブロックサイズ自体は変化しないため、適切な差分管理を行えば性能劣化は最小限に押さえられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of reading data from the operation volume. In this figure, the
図4は、運用ボリュームへのデータ書き込み方式を示す図である。この図では、ホスト側から見える運用ボリューム401およびスナップショットA(402)が差分ボリュームで、スナップショットB(403)が完全ボリュームで構成されている。書き込み処理は、パターン404〜406のように差分ボリュームEに差分ブロックを追加する処理となる。単純に完全ボリュームにデータを書き込む場合と比較すると、差分管理の更新によるオーバーヘッドがあるが、書き込むブロックサイズ自体は変化しないため、適切な差分管理を行えば性能劣化は最小限に押さえられる。
FIG. 4 is a diagram showing a method of writing data to the operation volume. In this figure, the
図5は、スナップショットの追加方式を示す図である。状態501がスナップショットを追加する前の状態である。状態502はスナップショットを追加した直後の状態である。スナップショットE(503)が運用ボリュームの複製として新しく作成され、運用ボリュームに対しては空の差分状態で作成された差分ボリュームF(504)が割り当てられる。
FIG. 5 is a diagram showing a snapshot addition method. A
図6は、スナップショットの削除方式を示す図である。状態601がスナップショットA(602)を削除する前の状態である。状態603はスナップショットAを削除した直後の状態である。削除対象となるスナップショットAの差分ボリュームAの差分情報は、隣接するスナップショットBの完全ボリュームに書き込まれる(604)。尚、隣接するスナップショットに差分ボリュームが割当てられている場合は、その差分ボリュームに書き込まれる。
FIG. 6 is a diagram showing a snapshot deletion method. A
図7は、完全ボリュームの配置を移動する方式を示す図である。状態701が移動する前の状態である。スナップショットB(702)の完全ボリュームをスナップショットA(703)に移動させる場合、移動中は状態704となる。移動中は、完全ボリュームがスナップショットAとスナップショットBの中間に位置した状態で、差分ボリュームAの差分ブロック(705)の位置にある完全ボリュームのブロックを差分ボリュームBに追加(706)し、差分ボリュームAの差分ブロック(705)を完全ボリュームに移動する処理を行う。この差分移動処理は、ブロック単位で順次行われるため、移動処理中も運用ボリュームの読み書きは可能である。移動が完了すると状態707となる。
FIG. 7 is a diagram showing a method for moving the arrangement of complete volumes. The
図8は、運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する方式を示す図である。復元前に、あらかじめ復元したいスナップショットに完全ボリュームを移動しておく。スナップショットC(802)を復元する準備をした状態が801である。復元後の状態が805である。復元処理は、スナップショットB(803)およびスナップショットA(804)の差分情報を破棄してスナップショットを消去し、運用ボリュームの差分情報をクリアする(806)事で行う。これらの操作は差分管理領域をクリアするだけで実現できるため、一瞬で完了する。
FIG. 8 is a diagram showing a method for restoring the operation volume to the contents of the snapshot. Before restoring, move the complete volume to the snapshot you want to restore beforehand. A
101,201 ホストコンピュータ
102 ネットワーク
103 ストレージシステム
104 コントローラ
105,212,304 完全ボリューム記録領域
106,213 差分記録領域
202,301,401 運用ボリューム
203〜206,302,303,402,403,503,602,702,703,802〜804 スナップショット
207〜211 差分ボリューム
305,306,705 差分ブロック
101, 201
Claims (7)
前記ストレージシステムは、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラと、
完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域と、
スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域とを備え、
前記ホストコンピュータからは、前記ストレージシステムが、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリュームと、過去に作成した複数のスナップショットとが独立したボリュームとして時間軸に基づき認識され、
1つのスナップショットである第1スナップショットには、完全ボリュームが割り当てられ、ボリューム全体の完全な内容が前記完全ボリューム記録領域に記録され、
前記第1スナップショットの直前又は直後の第2又は第3スナップショットには、差分ボリュームとして完全ボリュームからの差分データが保持され、
前記第2スナップショットよりも前のスナップショットには、差分ボリュームとして直後のスナップショットからの差分データが保持され、
前記第3スナップショットよりも後のスナップショットには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持され、
前記運用ボリュームには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持されるように構成されていることを特徴とするスナップショット管理システム。 A snapshot management system in which a host computer and a storage system providing a snapshot function are communicatively connected via a network,
The storage system includes a controller for controlling access to a volume;
A full volume recording area for storing full volume data;
A differential recording area for storing differential data for holding a snapshot,
From the host computer, the storage system is recognized based on the time axis as an independent volume of the operation volume actually used in the database or business system and a plurality of snapshots created in the past,
A complete volume is allocated to the first snapshot, which is one snapshot, and the complete contents of the entire volume are recorded in the complete volume recording area,
In the second or third snapshot immediately before or after the first snapshot, differential data from the complete volume is held as a differential volume,
In the snapshot before the second snapshot, differential data from the immediately following snapshot is held as a differential volume,
In the snapshot after the third snapshot, differential data from the immediately preceding snapshot is held as a differential volume,
The snapshot management system, wherein the operational volume is configured to hold differential data from the immediately preceding snapshot as a differential volume.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008243515A JP2010079331A (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Snapshot management system and snapshot management method |
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WO2018055750A1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 株式会社日立製作所 | Information system and storage control method |
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WO2018055750A1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 株式会社日立製作所 | Information system and storage control method |
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