JP4512386B2

JP4512386B2 - バックアップシステムおよび方法

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Publication number: JP4512386B2
Application number: JP2004061584A
Authority: JP
Inventors: 聡渡辺; 芳生鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: US20050198456A1; US7120770B2; JP2005250921A

Description

本発明はデータのバックアップシステム、およびデータのバックアップ方法に関する。

二つの計算機システムを用いた、データのバックアップシステムが広く用いられている。データのバックアップとは、一方の計算機システムのデータと同じデータを作成し、他方の計算機システムに保存することである。バックアップ元の計算機システムを現用システム、バックアップ先の計算機システムを待機システムとよぶ。また、待機システムに保存するデータをバックアップデータと呼ぶ。このような、二重化システムによるデータのバックアップについては、例えば、CHRISTOS A. POLYZOIS, HECTOR GARCIA-MOLINA, "Evaluation of Remote Backup Algorithms for Transaction-Processing Systems" ,ACM Transactions on Database Systems, Vol.19, No.3, September 1994, Pages 423-449（以下、参考文献１とする）に記載されている。

二重化システムによるバックアップの方式として、ログ転送方式がある。ログ転送方式とは、現用システムのデータ更新記録を待機システムに転送し、待機システムでバックアップデータを作成する方式である。ログ転送方式では、バックアップ開始の段階で、現用システムのデータと待機システムのバックアップデータを同一にする。バックアップの開始後は、現用システムのデータ更新記録を待機システムに転送する。待機システムでは、転送されたデータ更新記録をもとにバックアップデータを更新する。ログ転送方式をデータベースシステムに適用した研究成果が、参考文献１に記載されている。

一般に、計算機システムは外部記憶装置を含み、計算機システムのデータは外部記憶装置に格納される。外部記憶装置とは計算機システムのデータを格納する装置であり、磁気記憶装置であるハードディスクやディスクアレイなどを指す。

外部記憶装置には、二つの装置の間でデータを複写する複写機能を持つものがある。例えば、（株）日立製作所の販売する外部記憶装置SANRISE9980Vは、HITACHI True Copy機能を持つ。HITACHI True Copy機能はネットワークを介してデータを転送し、一方のSANRISE9980Vのデータを他方のSANRISE9980Vに複写する機能である。複写元の外部記憶装置にデータが追加されると、複写先の外部記憶装置にも同一のデータが追加される。また、複写元の外部記憶装置のデータが上書きされると、複写先の外部記憶装置のデータも上書きされる。外部記憶装置の格納領域はボリュームと呼ばれる論理的な領域に分割して使用され、複写機能を使用するか否かはボリュームごとに設定できる。

ログ転送方式によるバックアップは、外部記憶装置の複写機能を用いて実施される。その仕組みは次のとおりである。バックアップ開始の段階で、現用システムのデータと待機システムのバックアップデータを同一にする。データ更新記録を格納するボリュームに複写機能を使用し、現用システムの外部記憶装置に追加されたデータ更新記録を、待機システムの外部記憶装置に複写する。待機システムでは、複写されたデータ更新記録をもとに、最新のバックアップデータを作成する。

従来、ログ転送方式によるバックアップを、外部記憶装置の複写機能を用いて実施する場合に、最新のバックアップデータが作成できなくなる可能性があった。これは、待機システムで最新のバックアップデータを作成する前に、データ更新記録が上書きされることによって発生する。上書きされたデータは参照できないため、待機システムで最新のバックアップデータを作成することができなくなる。

本発明が解決しようとする課題は、ログ転送方式によるバックアップを外部記憶装置の複写機能を用いて実施する場合に、データ更新記録の上書きにより最新のバックアップデータの作成が不可能になることを防止することである。

本発明のバックアップシステムは、少なくともバックアップ先の計算機システムである待機システムを含む。待機システムは、データ更新記録を受信し外部記憶装置に格納するデータ通信部と、データ更新記録を参照しバックアップデータを作成するデータ更新再現部と、データ通信部の設定変更を判断する通信設定判断部と、データ通信部の設定を変更する通信設定変更部を含む。

外部記憶装置は複数の格納領域に分割され、データ更新記録を格納する格納領域に使用順序が定められ、通信設定判断部はデータ更新再現部が参照した格納領域の使用順序からデータ通信部の設定を判断する。

また、バックアップ元の計算機システムである現用システムと、バックアップ先の計算機システムである待機システムの双方にデータ更新記録の上書きを防止する機能を含む場合もある。現用システムは、データとデータ更新記録を外部記憶装置に格納するデータ更新部と、データ更新記録を送信するデータ通信部と、データ通信部の設定を判断する通信設定判断部と、データ通信部の設定を変更する通信設定変更部を含む。

待機システムは、データ更新記録を受信し外部記憶装置に格納するデータ通信部と、データ更新記録を参照しバックアップデータを作成するデータ更新再現部と、データ通信部の設定を変更する通信設定変更部を含む。

現用システムの外部記憶装置と待機システムの外部記憶装置は複数の格納領域に分割され、データ更新記録を格納する格納領域に使用順序が定められ、現用システムの通信設定判断部はデータ更新部が更新した格納領域の使用順序から送信部の設定を判断し、待機システムの通信設定判断部はデータ更新再現部が参照した格納領域の使用順序から受信部の設定を判断する。

本発明は通信設定判断部を設け、データ通信部の設定をデータ更新再現部と連動して変更することにより、データ更新記録のうち最新のバックアップデータ作成に必要な部分の上書きを防止する。そのため、データ更新記録の上書きにより最新のバックアップデータの作成が不可能になることがない。

本発明は、通信設定判断部を待機システムに設ける場合と、通信設定判断部を現用システムと待機システムに設ける場合によって、二つの実施形態がある。以下、本発明の二つの実施形態を図面を用いて説明する。

図１は、二重化システムによるデータのバックアップシステムの構成図である。二重化システムによるバックアップシステムは、二つの計算機システムを含む。バックアップ元の計算機システムを現用システム１０１、バックアップ先の計算機システムを待機システム１０２とよぶ。現用システム１０１は、現用システムのサーバ１０３と現用システムの外部記憶装置１０４を含む。待機システム１０２は、待機システムのサーバ１０５と待機システムの外部記憶装置１０６を含む。現用システムの外部記憶装置１０４と、待機システムの外部記憶装置１０６は、ネットワーク１０７によって接続されている。

図２は、現用システムの外部記憶装置１０４と待機システムの外部記憶装置１０６の格納領域の分割の設定例を示す図である。外部記憶装置はボリュームと呼ばれる論理的な格納領域に分割して使用する。ボリューム名２０１には、データ更新記録を格納するボリュームの名称を指定する。容量２０２には、各ボリュームの格納容量を指定する。使用順序２０３には、ボリュームを使用する順序を指定する。最初は使用順序１のボリュームに格納し、使用順序１のボリュームが満杯になった場合に、使用順序２のボリュームに格納する。使用順序が最後のボリュームが満杯になった場合は、使用順序１のボリュームを上書きして格納する。図２に示す例では、ボリューム１、ボリューム２、ボリューム３の三つの格納領域に分割している。各ボリュームの容量は１００ＭＢである。また、データ更新記録を格納する際に、ボリューム１、ボリューム２、ボリューム３の順序で使用する設定がされている。この設定は、現用システムのサーバ１０３と、待機システムのサーバ１０５の内部記憶領域に記憶される。現用システムの外部記憶装置１０４と待機システムの外部記憶装置１０６は、同じボリュームに分割して使用する、二つのサーバは同じ設定を使用する。

図３は、各ボリュームに対して複写機能を用いるか否かを設定する通信部設定テーブルの設定例を示す図である。複写機能を用いる場合の設定値を「同期」、用いない場合の設定値を「分割」とよぶ。本発明の第一の実施形態では、バックアップを開始する段階で、使用順序が最後のボリュームに対する設定を分割に、その他のボリュームに対する設定を同期にする。本発明の第二の実施形態では、バックアップを開始する段階で、全てのボリュームに対する設定を同期にする。通信部設定テーブルは、現用システムの外部記憶装置１０４または、待機システムの外部記憶装置１０６に記憶する。以降では、通信部設定テーブルを待機システムの外部記憶装置１０６に記憶する場合を用いて説明する。

図４は、本発明の第一の実施形態におけるバックアップシステムの機能図である。現用システム１０１のサーバ１０３は、データ更新部４０１を持つ。現用システムの外部記憶装置１０４はデータ通信部４０２を持ち、データ更新記録４０３とデータ４０４を格納する。待機システムのサーバ１０５はデータ更新再現部４０５と通信設定判断部４０６を持つ。待機システムの外部記憶装置１０６は、データ通信部４０７と通信設定変更部４０８を持ち、データ更新記録４０９とバックアップデータ４１０と通信部設定テーブル４１１を格納する。通信部設定テーブル４１１は、データ通信部４０２とデータ通信部４０７の動作設定を記憶するテーブルである。通信部設定テーブル４１１には、図３に示したように各ボリュームに対して複写機能を用いるか否かを記す。

図５は、第一の実施形態における各部の動作順序を示すフロー図である。第一の実施形態では、図５のフローを繰り返し実行し、待機システムに最新のバックアップを作成する。データ送信ステップ５０１では、データ更新部４０１とデータ通信部４０２が動作する。データ更新ステップ５０２、データ受信ステップ５０３、データ更新再現ステップ５０４、通信設定判断ステップ５０５、通信設定変更ステップ５０６では、それぞれデータ更新部４０１、データ通信部４０７、データ更新再現部４０５、通信設定判断部４０６、通信設定変更部４０８が動作する。各部の詳細な動作を、以降に記載する。

図６は、データ更新部４０１の動作を示すフロー図である。処理６０１では、データ更新記録を格納するボリュームを決定する。データ更新記録は、図２に例示したボリュームの使用順序にしたがって格納する。最初は使用順序１のボリュームを使用し、ボリュームが満杯の場合には、次のボリュームを使用する。処理６０２では、処理６０１で決定したボリューム名３０１と、処理６０５で追加するデータ更新記録をデータ通信部４０２に通知する。処理６０３では、データ通信部４０２からの通知を受信する。判断６０４では、処理６０３で受信した内容が「エラー」か否かを判断し、「エラー」を受信した場合は終了に分岐する。処理６０５では、データ更新記録４０３に処理６０６で更新するデータ更新記録を追加する。処理６０６では、データ４０４を更新する。

データ通信部４０２は、データ更新部４０１の処理６０２の通知により動作を開始する。データ通信部４０２は、通信部設定テーブル４１１を参照し、データ更新部４０１から通知されたボリュームに対するデータ通信部４０１の設定が同期か否かを判断する。同期でない場合、データ更新部４０１に「エラー」を通知する。同期である場合、データ更新部に「オーケー」を通知し、データ更新部４０１から通知されたデータ更新記録をデータ通信部４０７に通知する。データ通信部４０２の動作と、処理６０１、処理６０２、処理６０３、判断６０４がデータ送信ステップ５０１に相当し、処理６０５と処理６０６がデータ更新ステップ５０２に相当する。

図７は、データ通信部４０７の動作を示すフロー図である。データ通信部４０７は、データ通信部４０２からの通知によって動作を開始する。処理７０１では、データ通信部４０２が通知したデータ更新記録を受信する。処理７０２では、処理７０１で受信したデータ更新記録をデータ更新記録４０９に追加する。処理７０３では、データ更新記録を追加したことを、データ更新再現部４０５に通知する。データ通信部４０７の動作フローは、データ受信ステップ５０３に相当する。

図８は、データ更新再現部４０５の動作を示すフロー図である。データ更新再現部４０５は、データ通信部４０７の処理７０３の通知によって動作を開始する。処理８０１では、データ通信部４０７によって新たに追加されたデータ更新記録を参照する。処理８０２では、参照したデータ更新記録の内容にしたがって最新のバックアップデータ４１０を作成する。判断８０３では、処理８０１がボリュームの最後まで参照したか否かを判断する。ボリュームの最後まで参照した場合には処理８０４に、最後まで参照していない場合は終了に分岐する。処理８０１がボリュームの最後まで参照したか否かは、処理８０１が参照したデータ更新記録の格納場所がボリュームの最後であるか否かで判断する。処理８０４では、ボリュームの最後まで参照したことを通信設定判断部４０６に通知する。データ更新再現部４０５の動作フローは、データ更新再現ステップ５０４に相当する。

図９は、通信設定判断部４０６の動作を示すフロー図である。通信設定判断部４０６は、データ更新再現部４０５の処理８０４の通知によって動作を開始する。処理９０１では、設定の変更を判断する。処理８０１が最後まで参照したボリュームの通信設定を分割に、処理８０１が最後まで参照したボリュームの一つ前のボリュームの通信設定を同期に変更することを判断する。処理９０２では、処理９０１で判断した変更を通信設定変更部４０８に通知する。通信設定判断部４０６の動作フローは、通信設定判断ステップ５０５に相当する。

通信設定変更部４０８は、通信設定判断部４０６の処理９０２の通知によって動作を開始する。通信設定変更部４０８は、通信設定判断部４０６が判断した変更にしたがって、通信設定テーブル４１１を変更する。通信設定変更部４０８の動作は、通信設定変更ステップ５０６に相当する。

以上が第一の実施形態である。データ更新部４０１において多くのデータ更新記録が追加されると、使用順序が最後のボリュームまで使い尽くされ、最初のボリュームからデータ更新記録が上書きされる。従来、データ更新再現部４０５の処理の遅延により、データ更新再現部４０５が参照する前にデータ更新記録が上書きされ、最新のバックアップデータが作成できなくなる可能性があった。第一の実施形態によれば、データ更新再現部４０５が参照するボリュームの一つ前のボリュームに対するデータ通信部の設定が分割になる。データ更新部４０１は、データ更新再現部４０５が参照するボリュームの一つ前のボリュームに書き込むことができず、データ更新記録の追加を停止する。そのため、更新記録の上書きにより最新のバックアップデータが作成できなくなることがない。

図１０は、本発明の第二の実施形態におけるバックアップシステムの機能図である。第二の実施形態は、現用システムのサーバ１０３に通信設定判断部１００１、外部記憶装置に通信設定変更部１００２が追加された点が第一の実施形態と異なる。以下、第一の実施形態と第二の実施形態で相違する点を説明する。

図１１は、第二の実施形態における各部の動作順序を示すフロー図である。第二の実施形態では、図１１のフローを繰り返し実行し、待機システムに最新のバックアップを作成する。データ送信ステップ１１０１、データ受信ステップ１１０５、通信設定変更ステップ１１０８の動作は、それぞれ第一の実施形態におけるデータ送信ステップ５０１、データ受信ステップ５０３、通信設定変更ステップ５０６と同じである。

図１２は、データ更新部４０１の動作を示すフロー図である。図１２のフロー図における処理６０１、処理６０２、処理６０３、判断６０４、処理６０５、処理６０６は第一の実施形態と同じである。判断１２０１は、処理６０５においてデータ更新記録を追加したことで、ボリュームが満杯になったか否かを判断し、満杯になった場合に処理１２０２に分岐する。処理１２０２は、満杯になったボリューム名を通信設定判断部１００１に通知する。

図１３は、現用システムの通信設定判断部１００１の動作を示すフロー図である。通信設定判断部１００１は、データ更新部４０１の処理１２０２の通知によって動作を開始する。処理１３０１では、満杯になったボリュームに対するデータ通信部の設定を分割に変更することを判断する。処理１３０２は、処理１３０１が判断した通信設定の変更を、通信設定変更部１００２に通知する。通信設定判断部１００１の動作フローは、通信設定判断ステップ１１０３に相当する。

通信設定変更部１００２は、通信設定判断部１００１の処理１３０２の通知によって動作を開始する。通信設定変更部１００２は、通信設定判断部１００１が判断したデータ通信部の設定変更にしたがって、通信部設定テーブル４１１を変更する。通信設定変更部１００２の動作は、通信設定変更ステップ１１０４に相当する。

第二の実施形態における通信設定判断部４０６は、データ更新再現部４０５が最後まで参照したボリュームに対する通信設定を同期に変更する判断をする。また、この判断を通信設定変更部４０８に通知する。通信設定判断部４０６の動作は、通信設定判断ステップ１１０７に相当する。

以上が第二の実施形態である。現用システムの通信設定判断部１００１は、データ更新部４０１がデータ更新記録を追加してボリュームが満杯になったときに、そのボリュームに対するデータ通信部の設定を分割にする。待機システムの通信設定判断部４０６は、データ更新再現部４０５の参照が完了したボリュームに対する通信部の設定を同期にする。そのため、データ更新再現部４０５の参照が完了していないデータ更新記録４０９が上書きされることがなく、更新記録の上書きにより最新のバックアップデータが作成できなくなることがない。

二重化システムによるデータのバックアップシステムの構成図である。外部記憶装置の格納領域の分割の設定例を示す図である。通信部設定テーブルの設定例を示す図である。第一の実施形態におけるバックアップシステムの機能図である。第一の実施形態における各部の動作順序を示すフロー図である。データ更新部の動作を示すフロー図である。データ通信部の動作を示すフロー図である。データ更新再現部の動作を示すフロー図である。通信設定判断部の動作を示すフロー図である。第二の実施形態におけるバックアップシステムの機能図である。第二の実施形態における各部の動作順序を示すフロー図である。第二の実施形態のデータ更新部の動作を示すフロー図である。第二の実施形態の通信設定判断部の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１０１…現用システム、１０２…待機システム、１０３…現用システムのサーバ、１０４…現用システムの外部記憶装置、１０５…待機システムのサーバ、１０６…待機システムの外部記憶装置、１０７…ネットワーク、４０１…データ更新部、４０２…データ通信部、４０３…データ更新記録、４０４…データ、４０５…データ更新再現部、４０６…通信設定判断部、４０７…データ通信部、４０８…通信設定変更部、４０９…データ更新記録、４１０…バックアップデータ、４１１…通信部設定テーブル。

Claims

バックアップ元の計算機システムである現用システムと、該現用システムに接続されるバックアップ先の計算機システムである待機システムとを含み、
前記現用システムは、この現用システム側の運用により使われるデータと、このデータが更新されたときに記録されるデータ更新記録とが保持される第１の外部記憶装置を備え、
前記待機システムは、前記第１の外部記憶装置から外部記憶装置間のデータの複写機能により転送されたデータ更新記録を保持し、かつ保持されたデータ更新記録が適用されることで前記現用システム側のデータに追従して更新されるバックアップデータを保持する第２の外部記憶装置を備え、
前記第１の外部記憶装置には前記データ更新記録を格納するための、使用順序が定められた複数のボリュームが設定され、前記第２の外部記憶装置には前記第１の外部記憶装置から転送されたデータ更新記録を格納するための、前記第１の外部記憶装置に設定された複数のボリュームの使用順序と同じに使用順序が定められた複数のボリュームが設定されるバックアップシステムにおいて、
前記待機システムは、
前記第１、第２の外部記憶装置にそれぞれ設定された複数のボリュームの各々に対して、前記複写機能を用いる場合の制御状態である同期か、それとも前記複写機能を用いない場合の制御状態である分割か、の設定が保持される通信部設定テーブルと、
前記第１の外部記憶装置から転送されたデータ更新記録を受信し、前記第２の外部記憶装置の前記複数のボリュームに順次格納する待機システム側データ通信部と、
前記第２の外部記憶装置に格納されたデータ更新記録を順次参照して前記バックアップデータに適用し、最新のバックアップデータを作成するデータ更新再現部と、
前記データ更新再現部によるデータ更新記録の参照と最新のバックアップデータの作成の処理が順次進捗して前記複数のボリュームのうちの一つのボリューム内のデータ更新記録の参照が完了した際に、前記通信部設定テーブルに保持されている前記参照が完了した一つのボリュームの制御状態の設定を同期から分割に変更し、前記参照が完了した一つのボリュームより使用順序が一つ前のボリュームの制御状態の設定を分割から同期に変更する通信設定変更部を備え、
前記現用システムは、
前記運用により使われるデータが更新されるごとにデータ更新記録の格納先ボリュームを前記定められた使用順序にしたがい決定し、決定したボリュームに前記データ更新記録を格納し、その結果前記複数のボリュームを前記定められた使用順序にしたがって上書きしていくデータ更新部と、
前記データ更新記録を格納する際に、前記待機システムの前記通信部設定テーブルを参照することで、前記データ更新部で決定したボリュームの制御状況の設定が分割か同期かを判断し、分割である場合は前記データ更新部の前記データ更新記録の格納の処理を停止し、同期である場合は前記データ更新部の前記データ更新記録の格納の処理を許可する現用システム側データ通信部を備えることを特徴とするバックアップシステム。
バックアップ元の計算機システムである現用システムと、該現用システムに接続されるバックアップ先の計算機システムである待機システムとを含み、
前記現用システムは、この現用システム側の運用により使われるデータと、このデータが更新されたときに記録されるデータ更新記録とが保持される第１の外部記憶装置を備え、
前記待機システムは、前記第１の外部記憶装置から外部記憶装置間のデータの複写機能により転送されたデータ更新記録を保持し、かつ保持されたデータ更新記録が適用されることで前記現用システム側のデータに追従して更新されるバックアップデータを保持する第２の外部記憶装置を備え、
前記第１の外部記憶装置には前記データ更新記録を格納するための、使用順序が定められた複数のボリュームが設定され、前記第２の外部記憶装置には前記第１の外部記憶装置から転送されたデータ更新記録を格納するための、前記第１の外部記憶装置に設定された複数のボリュームの使用順序と同じに使用順序が定められた複数のボリュームが設定されるバックアップシステムにおけるバックアップ方法であって、
前記現用システムにて、前記運用により使われるデータが更新されるごとにデータ更新記録の格納先ボリュームを前記定められた使用順序にしたがい決定し、決定したボリュームに前記データ更新記録を格納し、その結果前記第１の外部記憶装置に設定された前記複数のボリュームを前記定められた使用順序にしたがって上書きしていくこと、
前記待機システムにて、前記第１の外部記憶装置から転送されたデータ更新記録を受信し、前記第２の外部記憶装置の前記複数のボリュームに順次格納し、その結果前記第２の外部記憶装置に設定された前記複数のボリュームを前記定められた使用順序にしたがって上書きしていくこと、
前記待機システムにて、前記第２の外部記憶装置に格納されたデータ更新記録を順次参照して前記バックアップデータに適用し、最新のバックアップデータを作成すること、
前記第１、第２の外部記憶装置の前記複数のボリュームのうち、前記待機システムにて前記データ更新記録の参照を行うボリュームより使用順序が一つ前のボリュームの制御状態を前記複写機能を用いない制御状態である分割に、それ以外のボリュームの制御状態を前記複写機能を用いる制御状態である同期に設定し、前記データ更新記録の参照と最新のバックアップデータの作成の処理が順次進捗して一つのボリューム内のデータ更新記録の参照が完了した際に、前記参照が完了した一つのボリュームの制御状態を同期から分割に、前記参照が完了した一つのボリュームより使用順序が一つ前のボリュームの制御状態を分割から同期に変更すること、及び
前記現用システムにて決定したボリュームの制御状況の設定を判断し、制御状況の設定が分割である場合は前記現用システムにおける前記データ更新記録の格納の処理を停止し、同期である場合は前記現用システムにおける前記データ更新記録の格納の処理を許可することを特徴とするバックアップ方法。