JP2002278706A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 性能を低下させることなくデータのバックア
ップ処理が可能なディスクアレイ装置を提供する。 【解決手段】ディスクコントローラ１１がバックアップ
要求を受信すると、同一のデータを記憶し２重化構成を
とっている一方のＨＤＤ４−２をバックアップディスク
に、そして予備ディスクのＨＤＤ４−３をマスタディス
クとしてＨＤＤ４−１との２重化構成に組み込む。そし
て、このＨＤＤ４−３に対するデータのコピーはＨＤＤ
４−２から行うとともに、新たに書き込み要求を受けた
場合には、ＨＤＤ４−１とＨＤＤ４−３に書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のディスクド
ライブを備えたディスクアレイ装置に関し、特に、前記
複数のディスクドライブを２つのグループに分け、同一
のデータを２重化して記憶することが可能なディスクア
レイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のディスクドライブ（以下、ＨＤＤ
と称する。）を備えたディスクアレイ装置では、これら
複数のＨＤＤを２つのグループに分け、双方のグループ
に同一のデータを記憶する構成を取るものがあり、この
技術は、データに冗長性を持たせる方式を定義したＲＡ
ＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）
と呼ばれる技術の中で、ＲＡＩＤ１として定義されてい
る。そして、データを２重化して記憶するディスクアレ
イ装置は、一方のグループを構成するＨＤＤに読出し不
能な故障が発生した場合でも、他方のグループに同一の
データが記憶されていることから、データの消失を回避
することが可能であり、また故障したＨＤＤを交換して
正常なグループのＨＤＤからデータをコピーすることに
よって、再び２重化構成を形成することが可能である。
しかしながら、このように信頼性の高いディスクアレイ
装置であっても、定期的にデータのバックアップを外部
の記憶媒体に取る場合があり、上述のＲＡＩＤ１の方式
を採用しているディスクアレイ装置では、ディスクアレ
イ装置に組み込まれているＨＤＤの他にバックアップデ
ータを記憶するための磁気テープ等の記憶媒体を用意
し、一方のグループのＨＤＤからデータを読み出してこ
の記憶媒体にコピーを取ることによりバックアップデー
タの作成を行っている。

【０００３】そしてこのとき、ディスクアレイ装置の信
頼性、つまりデータが２重化された状態を維持するため
に、ネットワークを介して接続された計算機から書込み
要求を受けると、この書込み要求にかかるデータが書き
込まれる領域が既にバックアップ用のＨＤＤや磁気テー
プ等の記憶媒体にコピーされているか確認し、コピーが
完了している場合には双方のグループにデータを書込
み、他方、コピーが未完了の場合にはミラーリングを構
成する一方のグループからデータを読み出し、バックア
ップ用の記憶媒体にコピーしてから双方のグループに対
してデータの書込みを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなＲＡＩＤ１を採用したディスクアレイ装置におけ
るデータのバックアップ処理にも、まだ解決すべき課題
が残されている。即ち、上述の方式では、データのバッ
クアップ処理中に計算機から書込み要求を受けると、書
込みデータが書き込まれる領域に記憶されているデータ
のコピー処理が完了していなければ、この領域に記憶さ
れているデータを一旦読出してバックアップ用の記憶媒
体へコピーしてから書込み処理を行うため、バックアッ
プ処理中にコピーの未完了の領域に対する書込み要求が
多数発生した場合には、ディスクアレイ装置の性能が低
下してしまうといった欠点がある。そこで本発明では、
上記欠点を解消し、信頼性を維持するとともにディスク
アレイ装置の性能を低下させることなくバックアップ処
理が可能なディスクアレイ装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかるディスクアレイ装置では、複数の
ハードディスクと、各ハードディスクに対するデータの
書込み及び読出しを制御するディスクコントローラとを
備えたディスクアレイ装置において、前記複数のハード
ディスクが、それぞれが少なくとも１台のハードディス
クを有し同一のデータを記憶する第１及び第２のディス
クグループと、少なくとも１台のハードディスクを有し
予備用に設定された第３のディスクグループとを構成
し、前記ディスクコントローラは、データのバックアッ
プ要求を受信すると、前記第２のディスクグループに記
憶されているデータを前記第３のディスクグループにコ
ピーし、データの書込みは、前記第１のディスクグルー
プ及び第３のディスクグループへ行うことを特徴として
いる。このように構成することにより、第２のディスク
グループから第３のディスクグループに対するコピー処
理中であっても、この処理の状況に影響されることなく
データの書込み要求にかかる処理を実行することが可能
となる。また、請求項２にかかるディスクアレイ装置で
は、請求項１のディスクアレイ装置において、前記第１
のディスクグループから第３のディスクグループへのコ
ピー処理は、データを保持するブロックと該ブロックに
対するコピー完了及び未完了を示す情報からなるテーブ
ルによって管理されることを特徴としている。

【０００６】このように構成することにより、第２のデ
ィスクグループから第３のディスクグループに対するコ
ピー処理中であっても、同様に、この処理の状況に影響
されることなくデータの書込み要求にかかる処理を実行
することが可能となる。また、請求項３にかかるディス
クアレイ装置では、請求項２のディスクアレイ装置にお
いて、データのバックアップ処理中に前記ディスクコン
トローラがデータの書込み要求を受信すると、前記テー
ブルを参照してコピーが完了しているか確認し、コピー
が未完了の場合には、前記第１のディスクグループと第
３のディスクグループにデータの書込みを行うととも
に、前記テーブル内の前記情報をコピー完了に設定する
ことを特徴としている。このように構成することによ
り、第２のディスクグループから第３のディスクグルー
プに対するコピー処理中であっても、この処理の状況に
影響されることなくデータの書込み要求にかかる処理を
実行することが可能となり、さらにデータのコピー処理
中にコピーが未完了の領域に対してデータの書込み要求
を実行した場合に、コピーが完了している旨が設定可能
であるため、上記作用に加えコピー処理によって古いデ
ータが上書きされることを防止できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態について説明する。図１は、ディスクア
レイ装置１０の概略を示す図であり、このディスクアレ
イ装置１０はディスクコントローラ１１と３台のＨＤＤ
４−１〜４−３を有し、さらにディスクコントローラ１
１は、プロセッサ１、外部インタフェース２、ディスク
インタフェース３−１〜３−３、そして内部バス５とを
備えている。ディスクコントローラ１１はディスクアレ
イ装置１０を制御するもので、外部機器からのデータ書
き込み要求を受けると、このデータを固定長のデータ
（ストライピングデータ）に分割して、複数のＨＤＤに
対して分散して記憶するとともに、読み出し要求をうけ
ると、複数のＨＤＤからストライピングデータを読み出
して元のデータに復元し、外部機器へ送信する機能、い
ずれかのＨＤＤに故障が発生した場合に、このＨＤＤに
記憶されていたデータを復元する機能等を担っている。
ＨＤＤ４−１〜ＨＤＤ４−３は、ディスクコントローラ
１１によって制御され、外部機器で使用されるデータを
ストライピングデータとして記憶するもので、各ＨＤＤ
は、図２に示すようにブロックサイズ等のデータ管理に
必要な情報を記憶するための管理情報領域４１と、デー
タを記憶するためのデータ領域４２とから構成されてお
り、更にデータ領域４２は固定長に分割されたデータを
記憶するために、複数のブロック４２ａ，４２ｂ，４２
ｃ，・・・から構成されている。

【０００８】なお、本実施の形態では、ディスクアレイ
装置１０がＲＡＩＤ１に準拠しているため、２台のＨＤ
Ｄが同一のデータを記憶し、他の１台が予備ディスクと
して扱われる。プロセッサ１は、ディスクコントローラ
１１の制御を行うもので、上述のディスクコントローラ
１１の機能はこのプロセッサ１によって実現される。外
部インタフェース２は、外部機器からデータの書き込み
及び読み出し要求を受信するとともに、この外部機器に
対して各種データを送信する。ディスクインタフェース
３−１〜３−３は、それぞれＨＤＤ４−１〜ＨＤＤ４−
３に対応して設けられており、プロセッサ１の要求に基
づいて、ストライピングデータの書き込み及び読み出し
を行う。そして、内部バス５は、プロセッサ１、外部イ
ンタフェース２、及びディスクインタフェース３−１〜
３−３を接続するとともに、各モジュールによって各種
データの送受信に利用される。なお、図１では説明を簡
単にするために３台のＨＤＤを備えたディスクアレイ装
置を例にとっているが、これ以上の数からなるＨＤＤを
備えていても構わない。ただし、この場合には同じ台数
のＨＤＤから成るグループを３つ用意する必要があるた
め、ディスクアレイ装置は３の倍数のＨＤＤを備えるこ
とが好ましい。

【０００９】また、ディスクアレイ装置１０には、外部
記憶装置として計算機２０がネットワークを介して接続
されており、読出し／書込み要求の他、バックアップ処
理の開始／終了要求をディスクアレイ装置１０に対して
発行する。つづいて、上述の構成を有するディスクアレ
イ装置１０の動作について説明するが、ディスクアレイ
装置１０が起動された際の初期状態では、ＨＤＤ４−１
とＨＤＤ４−２が２重化の構成をとって同一のデータを
記憶し、ＨＤＤ４−３が予備ディスクであるものとす
る。まず、電源がオンにされて、ディスクチェック等の
起動処理が完了すると、ディスクアレイ装置１０は計算
機２０によって使用可能となり、計算機２０によって発
行されるデータの書き込み要求や読み出し要求の受信、
および計算機２０に対してデータの送信が行える状態に
なる。このような起動処理の完了後、計算機２０によっ
てデータの書き込み要求が発行されると、この要求は外
部インタフェース２を介してディスクコントローラ１１
に取り込まれる。取り込まれた書き込み要求は、プロセ
ッサ１が管理するキャッシュメモリ（図示せず）に書き
込まれた後にプロセッサ１によって受信した要求の種別
が判定される。

【００１０】ここでは上述の通り書き込み要求であるこ
とから、この要求に含まれたデータは複数のストライピ
ングデータに分割され、同一のストライピングデータが
ディスクインタフェース３−１と３−２を介してＨＤＤ
４−１及びＨＤＤ４−２内の同一位置にあるデータ領域
に記憶される。また、計算機２０から発行された要求が
データの読み出し要求であった場合、プロセッサ１は、
ディスクインタフェース３−１または３−２のいずれか
を介してＨＤＤ４−１または４−２よりストライピング
データを読み出し、元のデータに復元した後に外部イン
タフェースを介して計算機２０へ送信する。なお、スト
ライピングデータを読み出す際、ディスクヘッドの位置
からより短時間でストライピングデータを読み出せるＨ
ＤＤを選択している。このように、計算機２０によって
発行されるデータの書き込み及び読み出し処理を実行し
ているときに、計算機２０からデータのバックアップ要
求を受信すると、ディスクアレイ装置１０は図３および
図４で示される流れに従ってデータのバックアップ処理
を実行する。プロセッサ１は、計算機２０によって発行
され外部インタフェース２を介して受信する要求を常に
監視しており（ステップ１）、データの書き込み・読み
出し要求といった通常の要求である場合には、この要求
で指定された処理を実行する（ステップ２）。

【００１１】一方、プロセッサ１が受信した要求がバッ
クアップ要求であった場合、２重化を構成する一方のＨ
ＤＤ４−２をバックアップディスクに、そして予備ディ
スクであるＨＤＤ４−３をＨＤＤ４−１と２重化を構成
するよう設定変更を行う（ステップ３）。以下、バック
アップ処理中において、２重化を構成する２台のＨＤＤ
をマスタディスク、そしてバックアップデータを保持す
るＨＤＤをバックアップディスクと呼ぶ。即ち、上述の
ようにバックアップ処理が開始されるとＨＤＤ４−１と
ＨＤＤ４−３がマスタディスクとなり、ＨＤＤ４−２が
バックアップディスクとなる。次に、ＨＤＤ４−２をバ
ックアップディスクに、そしてＨＤＤ４−３をマスタデ
ィスクへと設定が完了すると、プロセッサ１の制御によ
りバックアップディスクＨＤＤ４−２に記憶されている
データは、アドレス番号の小さい方から順にブロック単
位でマスタディスクＨＤＤ４−３へとコピーされる（ス
テップ４）。このバックアップディスクＨＤＤ４−２か
ら新たなマスタディスクＨＤＤ４−３へのコピー処理
中、プロセッサ１は計算機２０から新たな要求を受信し
たかを監視し（ステップ５）、新たな要求を受信する
と、この要求が書込み要求であるか読出し要求であるか
の確認を行う（ステップ６）。

【００１２】ここで、新たな要求が読出し要求の場合
は、インタフェース３−１を介し、マスタディスクＨＤ
Ｄ４−１から該当するストライピングデータを読み出
し、元のデータに復元処理を行った後に外部インタフェ
ース２を介して計算機２０へ送信する（ステップ７）。
一方、新たな要求が書込み要求の場合には、マスタディ
スクＨＤＤ４−３の書込み先のブロックが既にコピー済
みであるか確認し（ステップ８）、コピーが済んでいる
場合には、書込み要求にかかるデータをストライピング
データに分割した後にマスタディスクＨＤＤ４−１およ
びマスタディスクＨＤＤ４−３へと書き込む（ステップ
９）。そして、コピーが未完了な書き込み領域に対する
書込み要求であった場合には、マスタディスクＨＤＤ４
−１とマスタディスクＨＤＤ４−３へ書込み要求にかか
るデータをストライピングデータに分割して書き込むと
共に、書込み処理を行った書き込み領域の状態をコピー
済みに設定する（ステップ１０）。ここで、ＨＤＤの各
ブロックに対しコピーが完了しているか否かの情報は、
ＨＤＤ４−１〜４−３のうちの少なくとも１台のＨＤＤ
の管理情報領域４１に、例えば、図５のようなバックア
ップ状態テーブル５０を作成することによって管理され
る。

【００１３】そしてバックアップ状態テーブル５０は、
ブロック番号とバックアップ状態フラグから構成されて
おり、該フラグが１のときにバックアップ完了を、そし
てバックアップ状態フラグが０のときにバックアップ未
完了を示している。例えば、バックアップ状態テーブル
５０にコピー未完了、即ちバックアップ状態フラグが０
として記録されているブロック４２ｃに対して書込みを
行う場合、マスタディスクＨＤＤ４−１とマスタディス
クＨＤＤ４−３のブロック４２ｃにデータの書込みを行
った後、バックアップ状態テーブル５０のブロック４２
ｃに対応するバックアップ状態フラグを０から１に更新
する。このとき、バックアップ状態テーブル５０は図６
に示した状態になっている。以上の処理は、マスタディ
スク４−２に記憶されているデータと同一のデータが、
マスタディスク４−３に形成されるまで実行され（ステ
ップ１１）、コピー処理が完了すると、プロセッサ１は
計算機２０に対してバックアップ処理が完了した旨を通
知する。このバックアップ処理が完了した後、各ＨＤＤ
の設定は変更されることなく、ＨＤＤ４−１とＨＤＤ４
−３が２重化を構成し、ＨＤＤ４−２が予備ディスクと
して運用される。

【００１４】即ち、次のバックアップ要求を受信した場
合には、ＨＤＤ４−３がバックアップディスクに、そし
てＨＤＤ４−２がＨＤＤ４−１と２重化構成をとってマ
スタディスクとなる。以上説明したように、データのバ
ックアップ処理を実行中に計算機２０から書き込み要求
を受信した際、この書き込み要求が記憶されているデー
タ領域のデータがバックアップディスクにコピーされて
いるか否かに影響されることなく書き込み処理を実行で
きるため、ディスクアレイ装置の性能を低下させること
なくバックアップ処理を行うことが可能となる。また、
バックアップディスクに記憶されているデータの読み出
しが必要な場合でも、バックアップ処理の開始時点でバ
ックアップデータが確保されていることから、バックア
ップ処理の進捗状況に左右されることなくデータの読み
出しを行うことが可能となる。つまり、バックアップデ
ィスクにデータがコピーされているか否か、そしてマス
タディスクのデータに更新があるか否かによって読み出
すＨＤＤを選択する必要がなくなる。なお、上述の説明
では新たに設定されたマスタディスクへのコピーは、バ
ックアップディスクからとしたが、全データを記憶して
いるマスタディスクから行ってもよいし、このマスタデ
ィスクとバックアップディスクの双方から選択的に行っ
てもよい。

【００１５】また、上述の説明では、バックアップ処理
について説明したが、ある時点におけるデータの保存状
態を確保するスナップショット機能を実行する場合に
も、本発明は適用可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスク
アレイ装置によれば、データのバックアップ処理中に計
算機から書き込み要求が発行された場合であっても、信
頼性を維持するとともに、ディスクアレイ装置の性能、
即ち、書き込み処理に要する時間を遅延することを防止
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるディスクアレイ装置の構成を
示す図。

【図２】 ハードディスクの構成を示す図。

【図３】 本発明にかかるバックアップ処理を示す図。

【図４】 本発明にかかるバックアップ処理を示す図。

【図５】 バックアップ状態テーブルの構成を示す図。

【図６】 バックアップ状態テーブルの状態を示す図。

【符号の説明】

１ … プロセッサ ２ … 外部インタフェース ３−１〜３−３ … ディスクインタフェース ４−１〜４−３ … ハードディスク ５ … 内部バス １０ … ディスクアレイ装置 １１ … ディスクコントローラ ２０ … 計算機 ４１ … 管理情報領域 ４２ … データ領域 ５０ … バックアップ状態テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のハードディスクと、各ハードデ
   ィスクに対するデータの書込み及び読出しを制御するデ
   ィスクコントローラとを備えたディスクアレイ装置にお
   いて、 前記複数のハードディスクが、 それぞれが少なくとも１台のハードディスクを有し、同
   一のデータを記憶する第１及び第２のディスクグループ
   と、少なくとも１台のハードディスクを有し予備用に設
   定された第３のディスクグループとを構成し、 前記ディスクコントローラは、データのバックアップ要
   求を受信すると、 前記第２のディスクグループに記憶されているデータを
   前記第３のディスクグループにコピーし、 データの書込みは、前記第１のディスクグループ及び第
   ３のディスクグループへ行うことを特徴とするディスク
   アレイ装置。
2. 【請求項２】 前記第１のディスクグループから第３の
   ディスクグループへのコピー処理は、データを保持する
   ブロックと該ブロックに対するコピー完了及び未完了を
   示す情報からなるテーブルによって管理されることを特
   徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
3. 【請求項３】 データのバックアップ処理中に前記ディ
   スクコントローラがデータの書込み要求を受信すると、 前記テーブルを参照してコピーが完了しているか確認
   し、 コピーが未完了の場合には、前記第１のディスクグルー
   プと第３のディスクグループにデータの書込みを行うと
   ともに、前記テーブル内の前記情報をコピー完了に設定
   することを特徴とする請求項２に記載のディスクアレイ
   装置。