JP2001337788A - 記憶装置の２重化方式及び記憶装置の２重化での障害回復方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＲＡＩＤコントローラを実装させる事なくイン
タフェースバスに接続された記憶装置の２重化を実現す
る。 【解決手段】ホストコンピュータ１０に接続インタフェ
ースバス２０を介して接続されている磁気ディスク制御
装置３３と磁気ディスク３５からなる磁気ディスク装置
３０の構成に加え、インタフェースバス２０に２重化コ
ントローラ４１とバスモニタ４２と磁気ディスク制御装
置４３とバックアップ磁気ディスク４５と切り換えスイ
ッチ４６を具備したバックアップ磁気ディスク装置４０
を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクサブ
システムにおけるデータの２重化制御技術に関し、特
に、磁気ディスク側にバスの状態を監視してバス上に流
れるデータを取り込んで書きこむ機能を設けることで、
ホストコンピュータの２重化機能を必要とさせず、また
性能を劣化させることなしに信頼性の向上を実現させる
ために好適な磁気ディスク装置の２重化制御技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＲＡＩＤ(Redundant Arrays of I
nexpensive Disks)技術を活用し、高信頼性・高性能を
実現した磁気ディスクサブシステムが製品化されてい
る。ＲＡＩＤ構成の磁気ディスクサブシステムはサーバ
ー等の比較的大容量の記憶システムに適用されるのが一
般的である。ＲＡＩＤ構成の磁気ディスクサブシステム
を実現するためには、複数のディスクを制御するＲＡＩ
Ｄコントローラを必要とする。

【０００３】特に、ディスク装置の２重化構成であるデ
ィスクのミラーリングを実現するためには、ＲＡＩＤレ
ベル１をサポートしたＲＡＩＤコントローラを装備する
必要がある。ＲＡＩＤレベル１をサポートしたＲＡＩＤ
コントローラは正と副のそれぞれのディスク装置に対し
書きこみ命令の発行と書きこみデータを送出する必要が
あるため、記録媒体に対する書きこみ効率を低下させて
しまう欠点がある。つまり、ディスクのミラーリング等
の高信頼性を要求するユーザーは、高コストと性能の劣
化という犠牲を払わなくてはならないという問題があ
る。

【０００４】一方、低容量サーバーやクライアント装置
等に内蔵されている磁気ディスクでは、容量が年々増大
化してきており、内蔵ディスクにも比較的重要なデータ
を保存する機会が多くなった。しかし、前述のようにコ
スト面の問題から内蔵ディスク装置の障害に対する対策
は全くなされていないのが現状であり、内蔵ディスクの
故障によりデータ損失の問題が発生する場合もある。故
障したハードディスクのデータを修復させる専門会社が
存在する程である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】パソコンやワークステ
ーション等のクライアント装置の内蔵ディスクに記録さ
れているデータを保証する手段としては、定期的なデー
タのバックアップを別の記録媒体に保存する方法が一般
的な方法であるが、バックアップを取得する周期が長け
れば長い程、障害が発生したときの損害は大きくなる。
また、バックアップ時間も容量の記憶容量の増大化によ
り多くの時間を費やしてしまう問題がある。

【０００６】現在、主流となっているＲＡＩＤ技術を活
用して、ミラーリングによる２重化を実現する場合、Ｒ
ＡＩＤコントローラを実装し、ＲＡＩＤコントローラが
ＲＡＩＤレベル１で複数台のディスクを制御する。ＲＡ
ＩＤコントローラは、ホストからの読み出し要求に対し
ては、正ディスクからデータを読み出し、ホストに転送
するが、ホストからの書きこみ要求を受け付けると、正
ディスクにデータを記録すると共に副ディスクにも全く
同じデータを記録する。ＲＡＩＤコントローラは正と副
ディスクへのデータの記録を保証するために、２台の書
きこみの完了を検出した後に、ホストコンピュータに書
きこみ要求に対する完了報告を実施すべきである。

【０００７】つまり、ＲＡＩＤコントローラはホストか
らの書きこみ要求を受け付けると、ディスク２台分に対
する書きこみ命令を生成し、ディスク２台に対して書き
こみ命令を発行した後、２台分の書きこみ完了を待って
書きこみの終了報告を実施する必要がある。ＲＡＩＤコ
ントローラを活用した２重化技術では、性能劣化の要因
となってしまう技術的課題とＲＡＩＤコントローラを実
装しなくてはならないコスト面での問題を生じる。

【０００８】このような従来技術の課題について図４を
参照して説明する。図４は、従来の参考技術であるＲＡ
ＩＤコントローラを活用した２重化技術を示す概念図で
ある。

【０００９】図４において、１００はホストコンピュー
タ、１５０はＲＡＩＤレベル１を実現するＲＡＩＤコン
トローラ、１３０はホストコンピュータとＲＡＩＤコン
トローラを接続するＳＣＳＩ等の規格に準拠した接続イ
ンタフェース、３００は正の磁気ディスク装置であり、
３３０は磁気ディスク装置を制御する磁気ディスク一体
型の磁気ディスク制御装置、３５０は磁気ディスク装
置、４００は副の磁気ディスク装置であり、４３０は磁
気ディスク装置を制御する磁気ディスク一体型の磁気デ
ィスク制御装置、４５０は磁気ディスク装置、２００は
ＲＡＩＤコントローラと正の磁気ディスク装置を接続す
るインタフェース、２５０はＲＡＩＤコントローラと副
の磁気ディスク装置を接続するインタフェースである。

【００１０】このような参考技術でのＲＡＩＤコントロ
ーラ１５０は、ホストコンピュータ１００から書きこみ
命令を受領すると正の磁気ディスク装置３００と副の磁
気ディスク装置４００に書きこみ命令を生成して各々の
磁気ディスク装置に発行する。ＲＡＩＤコントローラ１
５０はホストコンピュータ１００から書き込みデータを
受領すると正の磁気ディスク装置３００と副の磁気ディ
スク装置４００の各々のディスク装置に書きこみデータ
を転送するように制御する。また、ＲＡＩＤコントロー
ラ１５０は正の磁気ディスク装置３００と副の磁気ディ
スク装置４００からの書きこみ完了報告を受領した時点
でホストコンピュータ１００に書きこみ終了の報告を行
う。このように図４の参考技術のＲＡＩＤコントローラ
１５０は書きこみ命令とデータの分散と終了報告の収集
を行う必要があり、ホストコンピュータ１００からみれ
ば書きこみオーバーヘッドとなり書きこみ性能を劣化さ
せる要因となる。

【００１１】この発明の目的は、現状の低容量サーバー
やクライアント装置にＲＡＩＤコントローラー等のコン
トローラを実装することなく、また性能を劣化させずに
記憶装置の２重化を実現し、自動的にバックアップデー
タを取得できるようにすることにある。

【００１２】本発明は、ＲＡＩＤコントローラを実装せ
ずに記憶装置の２重化を実現するのに好適な技術であ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上位装置から
記憶装置に対して送出されるデータの２重化の記録方法
において、ＲＡＩＤコントローラ等の介在を必要とせず
に２重化を実現するものである。

【００１４】上記課題を解決するため、本発明では、ホ
ストコンピュータと磁気ディスク装置を接続するインタ
フェースバスにバスの状態をモニタリングする機能を持
ったバックアップ磁気ディスク装置を接続する。この磁
気ディスクは以下に示す２つの機能を提供するものとす
る。

【００１５】一つの機能としては、ホストコンピュータ
と磁気ディスクを接続するインタフェースバス上に流れ
る制御信号や書きこみデータをモニタリングし、ホスト
コンピュータから特定の正の磁気ディスク装置に対する
書きこみ要求が発生した場合、書きこみデータをバスか
ら取り込んで、自らの磁気ディスクに書きこむ機能であ
る。どの正の磁気ディスクに対する書きこみデータを取
り込むかはジャンパ等の指定によるものとしても良い。
この指定は、どの正の磁気ディスクのバックアップディ
スクとして動作するかを意味する。バックアップディス
クはバスに流れる制御信号のモニタリングや書きこみデ
ータの取り込みを行う場合、ホストと特定の磁気ディス
クのやりとりを阻害する事無く、制御信号には一切の応
答せずに実施するものとする。この場合、ホストコンピ
ュータはバックアップディスクの存在を全く意識する必
要がないが、バックアップディスクに記録されるデータ
の信頼性に欠ける面がある。つまり、バックアップディ
スクの記録異常をホストコンピュータは認識できない問
題が生じる。そこで、ホストコンピュータがバックアッ
プディスクの存在を認識する方法も考えられる。

【００１６】ホストコンピュータはバックアップデータ
を取得したい場合、記憶装置の選択時に正の磁気ディス
クとバックアップディスクを選択する。書き込みデータ
の送出は正のディスクに対し１回のみ実施するが、バッ
クアップディスクはバス上のデータを取り込んで記録す
る。書き込みの終了報告は、２台からの報告を受け付け
ることで、１台分の書き込み性能でバックアップを着実
に取得することができる。

【００１７】もう一つの機能は、バックアップディスク
が通常の磁気ディスクとして動作する機能を有するもの
である。特定の正の磁気ディスクが何らかの障害等によ
って、データの再生や書きこみが出来なくなった場合、
バックアップディスクを通常のディスクとして動作させ
るようにする。

【００１８】手段は、障害ディスクをインタフェースバ
スから切り離した後にジャンパ等の指定で動作モードを
切り換える方法と、ホストからの命令により、動作モー
ドを通常動作のモードに切り換えて動作を切り換える手
段が考えられる。

【００１９】磁気ディスク装置には識別子があるが、障
害ディスクをバスから切り離してバックアップディスク
を正のディスクに切り換える場合、バックアップディス
クが障害ディスクの識別子を継承すれば良いが、これ
は、ホストコンピュータに一切のバックアップへの切り
換えを意識させない。またホストからの命令により、動
作モードを通常動作のモードに切り換えて動作を開始す
る場合、いままで正のディスクとして使用していた識別
子を使用しないものとし、バックアップディスクに新た
な識別子を与えれば良ことになる。

【００２０】上記により、性能を劣化させずにデータの
２重化が実現できるようになるため、高信頼性を確保し
た記憶装置を簡単に構築することができる。

【００２１】また、本発明はホストコンピュータと複数
の記憶装置を接続するインタフェースバスには、共通的
に信号やデータが流れることに着目したものであるた
め、ＳＣＳＩに限らず、この接続形態を使用した様々な
コンピュータシステムに適用することができることは言
うまでもない。

【００２２】この種の類似した技術で公報に開示された
ものは見当たらず、ＲＡＩＤ技術をベースとした応用技
術が多い。本発明はＲＡＩＤ技術を使用しない記憶装置
の新たな２重化技術である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面により詳細に説明する。

【００２４】図１と図２は、本発明の一実施の形態であ
る記憶装置の制御方法が実施される情報システム構成の
一例を示す概念図である。本実施の形態では、記憶装置
の一例として磁気ディスクを記録媒体とする磁気ディス
ク装置に適用した場合を例にとって説明する。

【００２５】図１と図２において、１０はホストコンピ
ュータ、３０は正の磁気ディスク装置、３３は磁気ディ
スクを制御する磁気ディスク一体型の磁気ディスク制御
装置、３５は磁気ディスク、２０はホストコンピュータ
と磁気ディスク装置を接続するＳＣＳＩ等の規格に準拠
した接続インタフェースバス、４０はバスのモニタリン
グ機能を持ったバックアップ磁気ディスク装置、４１は
２重化コントローラ、４２はバスモニタ、４３はバック
アップ磁気ディスクを制御する磁気ディスク一体型の磁
気ディスク制御装置、４５はバックアップ磁気ディス
ク、４６はバックアップディスクとして動作するか正常
ディスクとして動作するかを切り換える切り換えスイッ
チである。

【００２６】図１は、正のディスク装置が正常に動作
し、バスの状態をモニタリングする機能を有した磁気デ
ィスク装置がバックアップディスク装置として動作して
いる例を示している。

【００２７】ＳＣＳＩ等に準拠したインタフェースで
は、ホストコンピュータ１０は磁気ディスク装置３０を
選択した後、磁気ディスク装置３０に対する再生や書き
込み指示をコマンドとして発行する。書きこみの場合は
ホストコンピュータ１０から磁気ディスク装置３０に対
しデータが流れ、再生の場合は磁気ディスク装置３０か
らホストコンピュータ１０に対しデータが流れる。コマ
ンドの終了報告として磁気ディスク装置３０からホスト
コンピュータ１０に対して終了報告のレスポンスが送ら
れる。この一連の動作やデータの流れは、全てインタフ
ェースバスを介して実施されるため、磁気ディスク装置
４０はバスの状態を監視することで、ホストコンピュー
タ１０から磁気ディスク装置３０に対するデータの再生
・書きこみコマンドやデータの流れの全て察知すること
ができる。今、ホストコンピュータ１０が磁気ディスク
装置３０を選択し、書きこみコマンドを発行した場合、
磁気ディスク装置４０に内蔵したバスモニタ４２がこの
状態を察知し、ディスク制御装置４３に書きこみ指示を
行う。これは、バックアップ磁気ディスク装置４０内の
切り換えスイッチ４６がバスモニタ動作になっているこ
とで実現される。以降、ホストコンピュータ１０からデ
ィスク装置３０に対し書きこみデータが流れ、ディスク
装置３０が書きこみ動作を実施するが、このインタフェ
ースバス上に流れるデータをバスモニタ４２が取りこ
み、磁気ディスク制御装置４３に送りこむ。磁気ディス
ク装置４３はホストインタフェースバスに接続されてい
る状態と全く変わる事無くバスモニタ４２から受領した
書きこみデータを磁気ディスク４５に書きこむ。つま
り、ホストコンピュータ１０は磁気ディスク装置３０に
対し書きこみ命令と書きこみデータを送出しているだけ
であるが、同時にバックアップ磁気ディスク装置４０が
インタフェースバス２０に流れるデータを自動的に取り
こみディスクに記録している。これにより、ＲＡＩＤコ
ントローラの介在なしにディスクの２重化を実現するこ
とができる。コマンドの終了レスポンスは磁気ディスク
装置３０からホストコンピュータ１０に転送される。こ
の一連の流れの中で、バスモニタ４２はインタフェース
バス２０に対し、一切の信号を駆動することなくコマン
ドやデータの取りこみを実施する。

【００２８】図２は、ディスク装置で何らかの障害によ
り書きこみや再生ができなくなった場合、インタフェー
スバスからディスク装置を切り離してバックアップディ
スクが動作する障害回復時の例を示している。

【００２９】バックアップ磁気ディスク装置４０内の切
り換えスイッチ４６をバスモニタからディスク制御装置
に変更することで実現される。この切り換えスイッチ４
６の変更は、バックアップ磁気ディスク装置４０の切り
換えジャンパで実現しても良いし、ホストコンピュータ
１０がバックアップ磁気ディスク装置４０に対して動作
モードを切り換える命令を発行する事で実現しても良
い。以降、バックアップ磁気ディスク装置４０は磁気デ
ィスク装置３０の代替として通常に再生・書きこみを実
施する。

【００３０】以下、図３のフローチャートにて、バック
アップディスクの動作を説明する。まず、電源の投入時
等でバックアップディスク装置の立ち上げが実行される
とモニタモードで動作するか通常のディスクモードとし
て動作するかの判定を実施する（ステップ１００）。こ
の判定は前述の切り換えスイッチ４６を参照することで
実現する。切り換えスイッチ４６がモニタモードになっ
ている場合、バスモニタ４２はインタフェースバス２０
を監視する事で磁気ディスク装置３０がホストコンピュ
ータ１０に選択される状態を待つ状態となる（ステップ
１１０）。磁気ディスク装置３０が選択され、バスモニ
タ４２がホストコンピュータ１０から磁気ディスク装置
３０に対する書きこみコマンドを検出した場合（ステッ
プ１１１）、バスモニタ４２が磁気ディスク制御装置４
３に対し書きこみの準備指示を行う（ステップ１１
２）。この書きこみ準備の指示はホストコンピュータ１
０から磁気ディスク装置３０に対する書きこみコマンド
そのまま磁気ディスク制御装置４３に転送する。次にイ
ンタフェースバス２０に書きこみデータが流れるのを待
ち（ステップ１１３）、書きこみデータが流れ始めた場
合、インタフェースバス２０から書きこみデータを取り
込んでディスク制御装置４３に書きこみデータを転送す
る事で書き込みを実施する。

【００３１】切り換えスイッチが通常の磁気ディスクモ
ードになっている場合（ステップ１００）、通常の磁気
ディスク装置として動作する（ステップ１２０）。

【００３２】

【発明の効果】本発明の記憶装置の２重化方法によれ
ば、インタフェースバスに接続された記憶装置の２重化
を実現する場合、ＲＡＩＤコントローラを実装させる必
要が無いため、ＲＡＩＤコントローラによるオーバーヘ
ッドが一切発生しない状態で２重化を実現できるという
効果を得ることができる。バックアップディスクをイン
タフェースバスに接続するだけで簡単に２重化を実現で
きる方法を採用する場合、コンピュータシステムにおい
ては、バックアップディスクの存在を一切意識せず記憶
装置の２重化を実現することができる。ホストコンピュ
ータがバックアップディスクの存在を意識してバックア
ップを実施する場合、１台分の書き込み時間で２台分の
書き込みが実現できるとともに、２台からの書き込み終
了報告を受け付けることで、バックアップデータの保証
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の形態である記憶装置の２重
化が実施される情報処理システムの構成の一例を示す概
念図である。

【図２】本発明の一実施例の形態である記憶装置の２重
化において、バックアップ装置が正の記憶装置として切
り替わったときの情報処理システム構成の一例を示す概
念図である。

【図３】本発明の一実施例の形態である記憶装置の２重
化方法において、作用の一例を示すフローチャートであ
る。

【図４】従来の参考技術であるＲＡＩＤコントローラを
用いた２重化を説明する概念図である。

【符号の説明】

１０…ホストコンピュータ、３０…磁気ディスク装置、
３３…磁気ディスク制御装置、３５…磁気ディスク、２
０…インタフェースバス、４０…バックアップ磁気ディ
スク装置、４１…２重化コントローラ、４２…バスモニ
タ、４３…磁気ディスク制御装置、４５…バックアップ
磁気ディスク、４６…切り換えスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 裕二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 志鎌 健 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 堀内 光治 神奈川県横浜市中区尾上町六丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 5B018 GA04 HA04 JA02 MA12 PA01 QA01 5B065 BA01 CA01 CA11 CC08 EA18 EA35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＣＳＩ等のインタフェースでホストコ
   ンピュータと接続することができる記憶サブシステム構
   成に於いて、 ホストコンピュータと、ある特定の記憶装置が接続され
   ているインタフェースバスにバスの信号状態を監視する
   機能を持つバックアップ記憶装置を接続し、バスの信号
   状態を監視するバックアップ記憶装置が、ホストから特
   定の記憶装置に対する書きこみ命令と書き込みデータを
   検出したとき、バスに流れる書き込みデータを取り込ん
   で自らのバックアップ記憶装置に記録して記憶装置の２
   重化機能を実現することで、１台分の書きこみ性能で記
   憶装置の２重化が実現できるようにすることを特徴とす
   る記憶装置の２重化方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のバスのデータを取り込ん
   で記録するバックアップ記憶装置を接続したコンピュー
   タシステムに於いて、 ホストコンピュータが書きこみデータのバックアップを
   意識する場合、記憶装置の選択時に、正の記憶装置とバ
   ックアップ記憶装置の２台を選択し、書きこみデータの
   送出は１回のみ実施し、書きこみ完了の報告はそれぞれ
   ２台からの報告を受け付けることで、バックアップデー
   タの信頼性を確保しながら１台分の書きこみ性能でバッ
   クアップを取得することができる記憶装置の２重化方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインタフェースバスの
   信号状態を監視し、特定記憶装置に対する書きこみデー
   タを取り込んで書きこむ機能を持つバックアップ記憶装
   置は、通常の記憶装置として動作する機能も併せ持つと
   共に、どちらのモードで動作するかの切り替え機能を持
   つことで、特定の記憶装置が障害等により動作できなく
   なった場合、バックアップ記憶装置が通常の記憶装置の
   代替記憶装置として動作することで、記憶装置の障害に
   対する復旧が簡単に実現できることを特徴とする記憶装
   置の２重化での障害回復方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のバックアップ記憶装置
   に於いて、 ホストコンピュータが発行する動作切り替え命令でバッ
   クアップ記憶装置と通常、磁気記憶装置の動作の切り替
   えを可能とすることで、電源の切断や保守員の介在なし
   に記憶装置の障害に対する復旧が可能であることを特徴
   とする記憶装置の２重化での障害回復方法。