JP2001312483A - データ共有方法 - Google Patents

データ共有方法

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JP2001312483A
JP2001312483A JP2000134231A JP2000134231A JP2001312483A JP 2001312483 A JP2001312483 A JP 2001312483A JP 2000134231 A JP2000134231 A JP 2000134231A JP 2000134231 A JP2000134231 A JP 2000134231A JP 2001312483 A JP2001312483 A JP 2001312483A
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Manabu Kitamura
学 北村
Tatsuya Murakami
達也 村上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の計算機と複数の記憶装置が相互結合され
た計算機システムにおいて、計算機上のソフトウェアを
一切変更することなくファイルの共有を行う。 【解決手段】バックエンドサーバ3は異なるファイル、
データ形式をサポートするホスト1a、1b、1cに対
し、3つの異なるファイル、データ形式をもつ仮想ディ
スクを提供する。各ホストはそれぞれの仮想ディスクに
対してアクセスを行い、バックエンドサーバはどの仮想
ディスクにアクセスが来たかによって、処理を切り替え
る。ディスク21aと21bはファイル形式は異なる
が、同じ内容のファイルが格納される。ホスト1aがデ
ータ書き込みを行うとディスク21aにデータが格納さ
れ、バックエンドサーバ3はファイル形式変換を行って
ディスク21bにその結果を反映し、ホスト1cからホ
スト1aが書き込んだデータを利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理システム
などにおける記憶装置システムのデータ共有方法に係
り、特に、異なる計算機が混在する環境におけるデータ
の共有方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パソコン、ワークステーション、メイン
フレームなどの異なるアーキテクチャ、オペレーティン
グシステムを採用しているプラットフォームと複数の記
憶装置とを相互に接続し、いわゆる1つのネットワーク
にまとめる動きが盛んになっている。これを一般に、複
数の計算機をイーサネット(登録商標)(Ethern
et(登録商標))などのネットワークで接続したLAN
(Local Area Network)に対する言葉でSAN (Storage Are
a Network)と呼ぶ。SANは通常ファイバチャネル(Fibr
e Channel)という光ケーブルないし銅線の伝送路を用い
て計算機と記憶装置を接続する。
【0003】SANにはいくつかの利点があげられている
が、最も期待されている利点は複数の計算機から記憶装
置が共通にアクセスできる環境を提供することである。
記憶装置と複数の計算機が1つの線で接続されることに
より、複数の計算機が共通の記憶装置にアクセスができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、SANを実現する
ための製品が数多く現れてきているが、実際に上記利点
を生かしたものはない。ひとつの理由としては、既存の
システムに溶け込ませるための技術が不足していること
が挙げられる。例えばデータ共有を実際の環境で使える
ものにするためには物理的に共有するだけでなくデータ
形式の違いを解決する必要がある。プラットフォームの
異なる計算機では、それぞれ取り扱うことのできるデー
タやファイルの形式に大きな違いが有り、記憶装置が物
理的に共有できる形が整っても実際に利用できず、デー
タ形式の違いを吸収するための方法が必要となる。例え
ば特開平09−258908号公報では、いわゆる汎用機の作っ
たファイルをUNIX(登録商標)などのいわゆるオー
プンシステムと呼ばれる計算機からアクセスするため、
UNIX計算機側にデータ形式の違いを吸収するソフトウェ
アを置き、メインフレームファイルをアクセスする方法
を開示している。
【0005】ただし、この方法では、計算機上で実際に
ファイルを利用したいアプリケーションプログラムなど
は、データ形式の違いを吸収するためのソフトウェアを
使って、新たに作り変える必要があり、すでにあるソフ
トウェア資産は利用できない。
【0006】本発明の目的は、SANにおいて既存のシス
テム、とくにソフトウェアに変更を加えることなくSAN
の利点が生かせる環境を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明における計算機シ
ステムは、複数のホスト計算機、バックエンド計算機、
少なくとも1つ以上の記憶媒体を有する記憶装置サブシ
ステムと、複数のホスト計算機とバックエンド計算機と
を接続するスイッチとで構成される。ホスト計算機はバ
ックエンド計算機を介して記憶装置サブシステムにアク
セスするが、バックエンド計算機は、ホスト計算機から
はあたかも記憶装置あるいは記憶装置の一部に見える。
ホスト計算機からバックエンド計算機に書き込み要求が
あると、バックエンド計算機では記憶装置サブシステム
に格納されているデータ形式、ファイルシステム形式と
同じ形式にデータを変換して記憶装置サブシステムにデ
ータを書き込む。また、ホスト計算機からバックエンド
計算機に読み出し要求があった場合には、バックエンド
計算機は記憶装置サブシステム内のデータを読み出し、
読み出し要求の合ったホスト計算機で必要としているフ
ァイルシステムの形式、データ形式に変換して、ホスト
計算機へとデータを渡す。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を適用した計算機
システムの一実施形態における構成例を示すブロック図
である。計算機システムは、ホスト1a、1b、1c
(総称してホスト1と呼ぶ)と、記憶装置サブシステム
2、バックエンドサーバ3、ファイバチャネルスイッチ
4とで構成される。
【0009】ホスト1aはオペレーティングシステム1
1a、アプリケーション12a、インタフェース13a
から構成される。オペレーティングシステム11a、ア
プリケーション12aは実際にはホスト1a上のCP
U、メモリ上で動作するが、これらハードウェアの構成
要素については本発明の内容と関係が無いため省略して
いる。ホスト1b、1cについても同様にオペレーティ
ングシステム11b、アプリケーション12b、インタ
フェース13b、あるいはオペレーティングシステム1
1c、アプリケーション12c、インタフェース13c
から構成される。なお、オペレーティングシステム11
b、11cは同じものであるが、オペレーティングシス
テム11aは異なるオペレーティングシステムである。
またアプリケーション12a、12bは同じデータ形式
のデータを扱うが、アプリケーション12cはアプリケ
ーション12a、12bとは異なるデータ形式を扱う。
ここでのデータ形式の例としては、例えばアプリケーシ
ョン12aはEBCDICコードのファイルを読み書きする
が、アプリケーション12cはASCIIコードのデータを
扱う、あるいはアプリケーション12aはXML(eXtensib
le Markup Language)形式のデータを扱うが、アプリケ
ーション12cは通常のテキスト形式のデータを扱う、
などである。
【0010】記憶装置サブシステム2はディスク21
a、21b(以下、総称してディスク21と呼ぶ)、コン
トローラ22、複数のインタフェース23a、23bと
から構成される。ディスク21は物理ドライブであって
もよいし、あるいは複数の物理ディスクをまとめて1つ
の論理的なディスク装置に見せかけた論理ドライブであ
っても良い。インタフェース23aはバックエンドサー
バ3と接続され、またインタフェース23bはファイバ
チャネルスイッチ4と接続される。
【0011】バックエンドサーバ3はデータ変換手段3
1、ファイル変換手段32、仮想デバイスドライバ3
3、インタフェース34、35、そしてディスク36か
ら構成される。データ変換手段31、ファイル変換手段
32、仮想デバイスドライバ33はバックエンドサーバ
3上のCPU、メモリ上で動作するソフトウェアである
が、CPU、メモリなどのハードウェア構成要素に関し
ては本発明の内容と関係ないため省略している。バック
エンドサーバ3はホスト1などと同様のアーキテクチャ
の計算機であり、データ変換手段31、ファイル変換手
段32、仮想デバイスドライバ33は外部からロード、
変更可能である。また、ディスク35は本実施形態にお
いては通常の磁気ディスクを使用するが、半導体メモリ
で代用可能である。ただし、電源障害などに備え、フラ
ッシュメモリやバッ テリバックアップされたメモリを
使用することが望ましい。
【0012】ファイバチャネルスイッチ4は複数のポー
ト41a、41b、41c、41d、41e(以下総称
してポート41と略す)から構成され、ホスト1、記憶
装置サブシステム2、バックエンドサーバ3を相互に接
続するために使用される。ホスト1のインタフェース1
3a、13b、13cはそれぞれファイバチャネルスイ
ッチ4のポート41a、41b、41cに接続される。
またバックエンドサーバ3のインタフェース34は記憶
装置サブシステム2のインタフェース23aに接続さ
れ、インタフェース35はファイバチャネルスイッチ4
のポート41eに接続される。また、記憶装置サブシス
テム2のインタフェース23bはファイバチャネルスイ
ッチ4のポート41dに接続される。ポート41a、4
1b、41cはいずれもポート41d、41eにアクセ
スすることが可能である。そのため、各ホスト1a、1
b、1cはポート41dから記憶装置サブシステム2の
インタフェース24を経由して、直接記憶装置サブシス
テム2のディスク21にアクセスすることもできるし、
またポート41eからバックエンドサーバ3を介して間
接的に記憶装置サブシステム3のディスク21にアクセ
スすることも可能である。ただし、本実施形態において
は、基本的にホスト1はすべてバックエンドサーバ3を
介して記憶装置サブシステム2にアクセスすることとす
る。
【0013】バックエンドサーバ3の役割について説明
する。仮想デバイスドライバ33によって、ホスト1か
ら見てバックエンドサーバ3自体がディスク装置である
かのように見える。本実施形態ではバックエンドサーバ
が3つの論理ユニット(LU)を持ったディスク装置に見え
るものとし、それぞれを仮想ディスク100、仮想ディ
スク101、仮想ディスク102と呼ぶことにする。図
2はホストと仮想ディスクと記憶装置サブシステム2内
のディスク21a、21bとの関係を模式的に表したも
のである。仮想ディスク100、101の実体はディス
ク21aである。ただし仮想ディスク101の実体の一
部はディスク36にも存在する。そして仮想ディスク1
02はディスク21bに実体がある。本実施形態では、
ホスト1aは仮想ディスク100へ、ホスト1bは仮想
ディスク101、ホスト1cは仮想ディスク102へア
クセスを行うものとする。
【0014】仮想ディスク100はディスク21aとま
ったく同じ物に見える。すなわちホスト1aが仮想ディ
スク100のブロック0あるいはブロック1にアクセス
すると、仮想デバイスドライバ33はディスク21aの
ブロック0あるいはブロック1にアクセスする。同様に
仮想ディスク102はディスク21bとまったく同じも
のに見える。そのため、ディスク21aはホスト1aの
オペレーティングシステム11aの扱うファイルシステ
ムのファイルで、データ内容はアプリケーション11a
の扱うデータ形式のデータが書き込まれ、ディスク21
bにはホスト1cのオペレーティングシステム11cの
扱うファイルシステムのファイルで、アプリケーション
11cの扱うデータ形式のデータが書き込まれる。以
下、ホスト1aのオペレーティングシステム11aの扱
うファイルシステムのことをファイルシステムAと呼
び、ホスト1cのオペレーティングシステム11cの扱
うファイルシステムのことをファイルシステムBと呼
ぶ。
【0015】一方仮想ディスク101はホスト1bに対
して、基本的にはディスク21aと同じデータ内容のデ
ィスク装置に見せかけるが、ファイル変換手段32がフ
ァイル形式の変換を行って、ディスク21aのファイル
システムがファイルシステムBであるかのように見せか
ける。これは、ホスト1bのオペレーティングシステム
11bの扱うファイルシステムはファイルシステムBと
同じであるので、ファイルシステムAの形式の書かれた
ディスク21aのデータにはアクセスできないからであ
る。図3はバックエンドサーバ3による仮想ディスク1
01とディスク21a、ディスク36との関係を簡単に
示したものである。仮想ディスク101、ディスク21
aともにそれぞれのディスクの一部領域にファイル管理
情報が格納されている。仮想ディスク101のファイル
管理情報212は、実際にはディスク36のある領域に
格納されている。仮想ディスク101のファイル管理情
報以外の領域はディスク21aにマッピングされてい
る。
【0016】次に、本実施形態のシステムでの各ホスト
がリード、ライト処理を行った際のバックエンドサーバ
3の処理を説明していく。このシステムでは最初にホス
ト1a、1b、1cのいずれかがファイルを構築し、デ
ィスク21a、21bの双方に同じファイルを反映して
いく。最初にファイルを構築するホストコンピュータは
どれであっても良いが、本実施形態においてはホスト1
aが最初にファイルを構築するという前提で説明する。
【0017】まず、ホスト1aがディスク21aに書き
込んだファイルを、バックエンドサーバがディスク21
bに反映する処理について説明する。バックエンドサー
バ3はホスト1aがディスク21aのどのブロックにデ
ータを書き込んだかを記憶しておくために、ビットマッ
プ110を持つ。図4はそのビットマップの内容を表し
た図である。バイト0のビット0から順に、各ビットが
ディスク21aにデータが書き込まれたか否かを表す。
ビットが1であれば書き込まれたことを表す。このビッ
トはバックエンドサーバ3が当該ブロックのデータをデ
ィスク21aからディスク21bに書き込んだ時点で0
に戻される。
【0018】次に図5でバックエンドサーバ3がディス
ク21aのデータをディスク21bに反映する処理を説
明する。まず、ステップ1101でビットマップ110
のうち、ファイル管理情報が書かれる領域を参照して、
ビットが1、すなわち書き込みが実施された領域を読み
出す。次に読み出した領域から、ファイル名とそのファ
イルの格納されているブロックアドレスを取り出す(ス
テップ1102)。ブロックには複数のファイル情報が
格納されている場合が多いが、その場合、最初のファイ
ルの情報を取り出す。次にステップ1102で取り出し
たブロックアドレスに該当するビットマップ110の情
報を参照し、対象となるブロックのビットが1か調べる
(ステップ1103)。もしビットが1であれば、そのフ
ァイルはホスト1aにより更新されたことを示すので、
ステップ1105以降に進んで対象ファイルをディスク
21bへ反映する処理を行う。ビットが0であれば、そ
のファイルは更新されていないことを示すため、次のフ
ァイル管理情報について、ファイル名とブロックアドレ
スを取り出し(ステップ1111)、ステップ1103に
戻る。
【0019】ステップ1105では、当該ファイル全体
をディスク21aから読み出す。ステップ1106で、
ステップ1105で読み出したファイルについて、デー
タ変換手段によってデータ形式の変換を行う。ステップ
1107ではディスク21bに書き込むべきファイル管
理情報をファイル変換手段32で作成し、データととも
にファイル管理情報を書き込み、ステップ1108でフ
ァイル変換手段32を用いて論理ユニット101のファ
イル管理情報を作り出し、仮想ディスクのファイル管理
情報が置かれる領域、すなわちディスク36にファイル
管理情報を書き込む。ステップ1109で、今回データ
変換を行った領域のビットマップについてビットを0に
する。全てのファイルに関して処理を行ったら(ステッ
プ1110)、処理を終了するが、まだ処理を行ってい
ないファイルが残っている場合にはステップ1111に
戻り、次のファイルについての処理を行う。
【0020】図5の処理は、本実施形態の計算機システ
ムが稼動する最初の時点で実施し、その後も定期的にこ
の処理を行う。あるいはディスク21aに何らかのデー
タが書き込まれた時点で毎回実施する方法でも良い。
【0021】同様に、ホスト1cがディスク21bにデ
ータを書き込むと、バックエンドサーバ3はディスク2
1bからディスク21aにデータを反映する。バックエ
ンドサーバ3はホスト1cがディスク21bのどのブロ
ックにデータを書き込んだかを記憶しておくビットマッ
プを保有しており、そのビットマップの内容に基づき図
5とほぼ同様の処理を行う。図5との違いは、図5ステ
ップ1105では対象のファイルをディスク21aから
読み出すが、この場合にはディスク21bから読み出す
点と、ステップ1107でディスク21bにデータとフ
ァイル管理情報を書き込むが、この場合にはディスク2
1aにデータとファイル管理情報を書き込む点が異な
る。
【0022】これにより、ホスト1aがディスク21a
にのみデータを書き込んでも、あるいはホスト1cがデ
ィスク21bにのみデータを書き込んだだけでも、ディ
スク21a、21bの両方にライト内容は反映される。
また、リード処理の場合、バックエンドサーバ3の仮想
デバイスドライバ33は、ホスト1a、1cから要求の
あったブロックアドレスに従って、ディスク21a、2
1cの内容を渡すだけでよい。または、データがバック
エンドサーバ3を通過することによるオーバヘッドを削
減したい場合には、ファイバチャネルスイッチ4のポー
ト41d、記憶装置サブシステム2のインタフェース2
3bを経由して直接ディスク21a、21bにアクセス
しても良い。
【0023】次に、ホスト1bが仮想ディスクに対して
データを書き込む時の、バックエンドサーバ3における
処理の流れを説明する。この場合、バックエンドサーバ
3はホスト1bが書き込んできた情報がファイル管理情
報であればディスク36のファイル管理情報を置く領域
に、またファイルのデータ部分であればディスク21a
へ書き込む。これらの処理は仮想デバイスドライバ33
が実施し、図6がその処理の流れを示すフローチャート
である。
【0024】ステップ2001で、まずライト要求のあ
ったブロックのアドレスは仮想ディスクのファイル管理
情報の領域に相当するかチェックする。ファイル管理情
報の領域である場合にはステップ2002に進み、ライ
ト要求のあったブロックを仮想ディスクのファイル管理
情報の領域、すなわちディスク36の領域に書き込む。
また、仮想ディスクとディスク21aは、ファイルシス
テムは違うが同じファイルが格納されているので、ライ
ト要求のあったファイル管理情報のブロックについて、
ディスク21aにも形式は違っても同じファイル管理情
報が存在するはずである。そこでディスク21aのファ
イル管理情報を書き換える必要がある。ステップ200
3ではライト要求のあった仮想ディスクのファイル管理
情報をファイルシステムAに合うように変換する。ステ
ップ2004でディスク21aにファイル管理情報を書
き込み、ステップ2005で、ファイル管理情報を書き
込んだブロックアドレスのビットマップを1に更新し、
処理を終了する。また、ステップ2001でライト要求
のあったブロックのアドレスがファイル管理情報の領域
でないと判定された場合には、ライト対象のデータをデ
ィスク21aに書き込み(ステップ2006)、その後デ
ータを書き込んだディスク21aのブロックアドレスの
ビットマップを1に更新して処理を終了する。この処理
では、ホスト1bの書き込みによって、ディスク21a
の内容しか更新されないが、ビットマップを1に更新し
ているので、図5の処理が定期的に動作すればディスク
21bにもその内容が反映される。
【0025】また、ホスト1bがリード要求を行ったと
きの処理は図7の通りである。図6のステップ2001
と同様に、リード処理の場合にも、リード要求のあった
ブロックアドレスは仮想ディスクのファイル管理情報の
領域に相当するかチェックする。管理情報領域に相当す
る場合には、ディスク36からデータを読み出す(ステ
ップ2102)。管理情報領域でない場合には、ディス
ク21aからデータを読み出す(ステップ2104)。あ
とはホスト1bにデータを渡して(ステップ2103)、
処理は完了する。
【0026】これにより、本システムではホスト1のプ
ログラムを一切修正することなく、異なるファイルシス
テム、アプリケーション間でファイルの共用が実現でき
る。また、新たに異なるファイルシステム、アプリケー
ションを持つホストがこのシステムに加わった場合、デ
ータ変換手段31、ファイル変換手段32、仮想デバイ
スドライバ33を変更するだけで、容易に対応できる。
【0027】また、本実施形態においては、記憶装置サ
ブシステム2はバックエンドサーバの背後に存在した
が、図8のように記憶装置サブシステム2が直接ファイ
バチャネルスイッチにつながる構成であっても実現は可
能である。この場合も各ホスト1は同様にバックエンド
サーバ3の仮想ディスクをアクセスし、バックエンドサ
ーバ3はホスト1からのアクセスがあるとインタフェー
ス35経由で記憶装置サブシステム3にアクセスして、
図1の構成のときと同様の処理を行う。すなわちインタ
フェース35はホスト1とのデータのやり取りと、記憶
装置サブシステム2とのデータのやり取りとを兼ねる。
あるいは図9のように、図1ではバックエンドサーバ3
が持っていた仮想デバイスドライバ33、ファイル変換
手段32、データ変換手段31などをファイバチャネル
スイッチ4に持つという構成も可能である。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、ホストコンピュータの
ソフトウェアの変更をすることなくファイル共有が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における計算機システムの構
成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態における仮想ディスク10
0、101、102とディスク21a、21b、36と
の関係を示した模式図である。
【図3】本発明の実施形態における仮想ディスク101
のディスク21a、36に対するマッピングを示した模
式図である。
【図4】バックエンドサーバの持つビットマップを示し
た図である。
【図5】バックエンドサーバがディスク21aのデータ
をディスク21bに反映する処理の流れを示すフローチ
ャートである。
【図6】ホスト1bが仮想ディスク101に対してデー
タを書き込む時の、バックエンドサーバ3における処理
の流れを示すフローチャートである。
【図7】ホスト1bが仮想ディスク101に対してリー
ド要求を発行した時の、バックエンドサーバ3における
処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】本発明を実現するための、別の計算機システム
の構成例を示すブロック図である。
【図9】本発明を実現するための、別の計算機システム
の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1a…ホスト、1b…ホスト、1c…ホスト、2…記憶
装置サブシステム、3…バックエンドサーバ、4…ファ
イバチャネルスイッチ、11a…オペレーティングシス
テム、12b…アプリケーション、13c…インタフェ
ース、11a…オペレーティングシステム、12b…ア
プリケーション、13c…インタフェース、11a…オ
ペレーティングシステム、12b…アプリケーション、
13c…インタフェース、21a…ディスク、21b…
ディスク、22…コントローラ、23a…インタフェー
ス、23b…インタフェース、31…データ変換手段、
32…ファイル変換手段、33…仮想デバイスドライ
バ、34…インタフェース、35…インタフェース、3
6…ディスク、41a…ポート、41b…ポート、41
c…ポート、41d…ポート、41e…ポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B014 EB05 FA11 5B045 BB12 BB23 BB28 BB29 BB47 DD02 DD11 DD15 5B065 BA01 CA11 CC08 CE22 ZA16 5B082 BA13 EA09 GA02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の計算機と記憶装置システムとで構
    成された計算機システムにおいて、前記記憶装置システ
    ムは複数の記憶装置と、前記複数の計算機に対し前記記
    憶装置の各々を1つまたは複数の異なる仮想ボリューム
    に見せかける手段を有し、前記複数の計算機は前記記憶
    装置にアクセスする際に前記複数の仮想ボリュームの各
    々にアクセスすることを特徴とする計算機システム。
  2. 【請求項2】 請求項1における計算機システムにおい
    て、前記複数の計算機は異なるファイル形式に従う計算
    機システム。
  3. 【請求項3】 請求項1における記憶装置システムは計
    算機と複数の記憶装置を有し、前記仮想ディスクの少な
    くとも1つの仮想ボリュームは、ファイルの実データと
    ファイル管理情報をそれぞれ異なる記憶装置に格納する
    ことを特徴とする記憶装置システム。
  4. 【請求項4】 請求項3における記憶装置システムは、
    前記複数の計算機のうち1つの計算機が書き込んだデー
    タをもとに、前記1つの計算機と異なるファイル形式の
    データを生成し、前記複数の記憶装置の1つに書き込む
    ことを特徴とする記憶装置システム。
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