JP2003099210A - 仮想的なｒａｉｄ装置を有するクラスタシステム及び同システム用のコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クラスタシステムを構成する複数のコンピュー
タにそれぞれ接続されたディスク装置を利用して仮想的
なＲＡＩＤ装置を実現する。 【解決手段】クラスタシステムにおいて、ディスク装置
４-1〜４-3を仮想ＲＡＩＤ装置４０の構成要素として扱
うためのグローバル命令からローカル命令への変換を行
うクラスタマネージャ１２-1〜１２-2と、クラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-1〜１３-3とをコンピュータ１-1〜１-3
に備える。制御部１３-i（ｉ＝１，２，３）において、
命令変換部１３２-iはクラスタマネージャにより命令変
換を行わせ、ディスク制御部１３６-iはディスク装置４
-iに対する読み出し／書き込みを行う。パリティ計算部
１３４-iはパリティ計算を行い、命令転送部１３３-iは
命令変換部１３２-iから受けたローカル命令を対応する
他のコンピュータ、ディスク制御部１３６-iまたはパリ
ティ計算部１３４-iに転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のコンピュー
タがネットワークで接続されたクラスタシステムに係
り、特に各コンピュータにそれぞれ接続されたディスク
装置を仮想的なＲＡＩＤ装置の構成要素として利用する
ことが可能な仮想的なＲＡＩＤ装置を有するクラスタシ
ステム及び同システム用のコンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のコンピュータがネットワークで接
続されたクラスタシステムは、一部のコンピュータに障
害が発生したとき、他のコンピュータで運用を続けるこ
とによって、システム全体の可用性を向上させる機能を
持つシステムとして従来からよく知られている。

【０００３】クラスタシステムでは、クラスタマネージ
ャが動作している。クラスタマネージャは、一部のコン
ピュータに障害が発生したとき、他のコンピュータで運
用を続けられるように、次の２つの機能を持つ。

【０００４】第１の機能は、クラスタシステムを構成す
る複数のコンピュータ間で、状態の一貫性を保証する機
能である。状態の一貫性とは、クラスタシステムの全て
のコンピュータから、クラスタマネージャが保持する状
態の参照及び変更が可能であり、常に最新の状態が参照
できることを意味する。

【０００５】第２の機能は、クラスタシステムを構成す
るコンピュータのいずれかに障害が発生した場合に、そ
れを検出する機能である。クラスタマネージャは、障害
が発生したコンピュータを検出すると、そのコンピュー
タをシステムから切り離す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、クラスタ
システムでは、クラスタマネージャの管理のもとで、一
部のコンピュータに障害が発生したとき、他のコンピュ
ータで運用が続けられるようになっている。しかし、シ
ステムによっては、障害が発生したコンピュータが持っ
ていたデータを参照できなければ、障害が発生した直前
の状態から運用を再開することができない場合がある。
このような場合、従来は、運用が一時中断したり、過去
の状態に戻ったりしてしまう。

【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、クラスタシステムを構成するコンピュー
タに障害が発生したとき、そのコンピュータの持つデー
タが、停止した直前の状態から運用を再開するのに必要
な場合であっても、各コンピュータにそれぞれ接続され
たディスク装置を１つの仮想的なＲＡＩＤ装置の構成要
素として利用することにより運用を続けることができる
ようにすることにある。

【０００８】本発明の他の目的は、仮想的なＲＡＩＤ装
置を有するクラスタシステムにおいて、１つのパリティ
計算を行うのに必要なコンピュータ間のデータ転送回数
を少なくして、仮想的なＲＡＩＤ装置に対する書き込み
の速度を向上させることができるようにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
つのネットワークで相互接続された複数のコンピュータ
と、上記各コンピュータにそれぞれ接続されたディスク
装置とを備えたクラスタシステムにおいて、システム全
体の排他制御と、上記各ディスク装置を仮想的なＲＡＩ
Ｄ装置の構成要素として扱うのに必要なグローバル命令
から少なくとも１つのローカル命令への変換とを行うク
ラスタマネージャと、上記複数のコンピュータ上で上記
クラスタマネージャからそれぞれ独立に動作する制御機
構であって、自身が動作するコンピュータ上で上記ＲＡ
ＩＤ装置を対象とする書き込み／読み出しのグローバル
命令が発生した場合に、上記クラスタマネージャと通信
することで当該グローバル命令を上記クラスタマネージ
ャにより少なくとも１つのローカル命令に変換させる命
令変換手段と、与えられたローカル命令に従ってディス
ク装置を対象とする読み出し／書き込みを行うディスク
制御手段と、与えられたローカル命令に従ってパリティ
計算を行うパリティ計算手段と、上記命令変換手段から
ローカル命令を受けて、当該ローカル命令を対応する他
のコンピュータ、自コンピュータの上記ディスク制御手
段または上記パリティ計算手段に転送する命令転送手段
とを含む制御機構とを備えたことを特徴とする。

【００１０】このような構成のクラスタシステムにおい
ては、当該システムを構成する複数のコンピュータそれ
ぞれに接続されたディスク装置を、１つの仮想的なＲＡ
ＩＤ装置の構成要素として利用することができる。この
ため、システム内の１台のコンピュータに障害が発生し
ても、その障害が発生したコンピュータに接続されたデ
ィスク装置に書き込まれているデータを、他のコンピュ
ータに接続されたディスク装置のデータからＲＡＩＤ
（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術によ
り参照（復元）することが可能となり、これにより障害
が発生した直前の状態から他のコンピュータで運用を再
開することが可能となる。

【００１１】ここで、上記クラスタマネージャに、次の
機能、即ちパリティ計算に必要な情報が格納されている
ディスク装置と接続されているコンピュータで当該情報
を用いたパリティ計算の中間結果または最終結果を算出
させるローカル命令であって、当該中間結果を算出させ
る場合には、当該中間結果を、当該中間結果との間でパ
リティ計算の次の中間結果または最終結果を算出するの
に必要な情報が格納されているディスク装置と接続され
ているコンピュータに転送させるローカル命令を生成す
る機能を持たせるとよい。

【００１２】このようなローカル命令の生成により、ク
ラスタシステムにおける書き込み動作において、パリテ
イの計算に必要な情報が１つのコンピュータに集められ
ずに、パリティ計算の中間結果が順次、パリティ計算の
次の中間結果または最終結果の計算に必要な情報を持つ
コンピュータに転送されることになるため、１つのパリ
ティ計算を行うのに必要なコンピュータ間のデータ転送
回数を少なくして、仮想的なＲＡＩＤ装置に対する書き
込みの速度を向上させることが可能となる。

【００１３】また、上記クラスタマネージャを、上記複
数のコンピュータにそれぞれ設けて当該コンピュータ上
で動作させ、クラスタマネージャ同士で上記ネットワー
クを介して同期を常に取る構成とするならば、システム
内の１台のコンピュータに障害が発生しても、システム
全体が停止するのを防止できる。

【００１４】また、上記クラスタマネージャを、上記複
数のコンピュータから独立に設けられたクラスタマネー
ジャ用コンピュータに設けて当該クラスタマネージャ用
コンピュータ上で動作させる構成とするならば、上記複
数のコンピュータの負荷を低減することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。

【００１６】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態に係る仮想的なＲＡＩＤ装置を有するクラスタ
システムの構成を示すブロック図である。図１におい
て、複数、例えば３台のコンピュータ１-1，１-2，１-3
は、２つのネットワーク２，３により相互接続されてい
る。ネットワーク２，３は例えばＬＡＮ（ローカルエリ
アネットワーク）である。コンピュータ１-1，１-2，１
-3には、それぞれディスク装置４-1，４-2，４-3が接続
されている。ディスク装置４-1〜４-3は、コンピュータ
１-1〜１-3により共有される仮想的なＲＡＩＤ装置（仮
想ＲＡＩＤ装置）４０を構成する単体ディスク装置とし
て用いられる。つまり、図１のクラスタシステムの特徴
は、システム内の各コンピュータ１-1，１-2，１-3が持
つディスク装置４-1，４-2，４-3を利用して仮想ＲＡＩ
Ｄ装置４０を構成している点にある。

【００１７】一般に、ＲＡＩＤ装置の特徴は２つある。
ＲＡＩＤ装置の第１の特徴は、当該ＲＡＩＤ装置を構成
する複数のディスク装置（単体ディスク装置）のデータ
を、当該ＲＡＩＤ装置とコントローラ（ＲＡＩＤコント
ローラ）を介して接続された複数のコンピュータから共
有できる点にある。このコントローラは、ＲＡＩＤ装置
を構成する各ディスク装置（単体ディスク装置）を集中
して制御する。また、ＲＡＩＤ装置の第２の特徴は、当
該ＲＡＩＤ装置を構成する複数のディスク装置のいずれ
か１つに障害が発生しても、ＲＡＩＤ技術により残りの
ディスク装置のデータから障害ディスク装置のデータが
復元でき、データの可用性を向上させることができる点
にある。

【００１８】上記のように、ＲＡＩＤ装置では、当該Ｒ
ＡＩＤ装置を構成する各ディスク装置を集中して制御す
るコントローラが必要となる。しかしクラスタシステム
では、この種のコントローラを持たない。したがって、
従来から知られているＲＡＩＤ装置の構成をそのままク
ラスタシステムに応用して、仮想ＲＡＩＤ装置４０を実
現することはできない。そこで、本実施形態では、仮想
ＲＡＩＤ装置４０のコントローラの機能を、他の方法で
実現している。

【００１９】ここで、仮想ＲＡＩＤ装置４０のコントロ
ーラの機能の実現例を述べる前に、当該コントローラの
機能（つまりＲＡＩＤ技術）について、仮想ＲＡＩＤ装
置４０のコントローラが存在するものと仮定して、つま
り仮想ＲＡＩＤ装置４０が通常のＲＡＩＤ装置であるも
のとして説明する。

【００２０】まず、コンピュータ１-1〜１-3では、それ
ぞれタスク１１-1〜１１-3が動作している。タスクとは
オペレーティングシステム（ＯＳ）や、アプリケーショ
ンプログラム等のソフトウェアを指す。

【００２１】ＲＡＩＤ装置４０へのデータ書き込みで
は、データそのものが書き込まれるが（このデータをＲ
ＡＩＤデータと称する）、その他に、パリティという、
ＲＡＩＤデータから計算して求められる冗長データが、
ディスク装置４-1〜４-3のうち、ＲＡＩＤデータが書き
込まれるディスク装置とは別のディスク装置に書き込ま
れる。

【００２２】ここで、ディスク装置４-1〜４-3のうち、
ディスク装置４-1及び４-2にはＲＡＩＤデータｄ1，ｄ2
を、ディスク装置４-3にはパリティｐを保存することに
すると、パリティｐは次式 ｐ＝ｄ1 ＸＯＲ ｄ2 に従って求められる。ここで、ＸＯＲは排他的論理和演
算を表す。

【００２３】ここではまた、ディスク装置４-1〜４-3の
うちのいずれか１つのディスク装置が故障して、その故
障ディスク装置が使用できなくなった場合でも、残りの
ディスク装置のＲＡＩＤデータとパリティｐとを利用す
ることによって、ＲＡＩＤデータの読み出し／書き込み
が可能である。

【００２４】例えば、ディスク装置４-1が故障したと
き、ＲＡＩＤデータｄ1を読み出す（復元する）には、
残っているディスク装置４-2上のＲＡＩＤデータｄ2及
びディスク装置４-3上のパリティｐを用いて、 ｄ1＝ｐ ＸＯＲ ｄ2 とする。また、ディスク装置４-3が故障した場合は、そ
のままディスク装置４-1，４-2から、ＲＡＩＤデータｄ
1，ｄ2の読み出しが可能である。

【００２５】タスク１１-1または１１-2または１１-3の
出す書き込み／読み出し命令は、ＲＡＩＤ装置４０のコ
ントローラで処理される。書き込み命令には、書き込む
べきデータと、書き込む場所の情報、つまりアドレス情
報とが含まれる。読み出し命令には、アドレス情報が含
まれる。

【００２６】コントローラは、タスク１１-i（ｉは１〜
３のいずれか）からの書き込み／読み出し命令で使われ
るアドレス情報（論理的なアドレス情報）と、ＲＡＩＤ
データ及びパリティが、どのディスク装置のどこに書か
れているかという位置情報との対応テーブル（以下、位
置情報変換テーブルと称する）を記憶している。また、
コントローラはパリティの計算を行う機能と、ディスク
装置の読み出し／書き込みを行う機能とを持つ。

【００２７】コントローラはまた、タスク１１-iから受
け取った書き込み／読み出し命令（以下、グローバル命
令と呼ぶ）を、ディスク装置４-j（ｊは１〜３のいずれ
か）に対する書き込み／読み出し命令及びパリティ計算
命令（以下、ローカル命令と称する）に変換する機能を
持つ。

【００２８】書き込みのグローバル命令は、以下に示す
動作 ・ＲＡＩＤデータの読み出し、書き込み ・パリティの読み出し、書き込み ・パリティの計算 を指定する複数のローカル命令に変換される。

【００２９】ここで、コントローラがＲＡＩＤデータを
更新するときの手順を、ＲＡＩＤデータｄ1をｄ1'に更
新する場合を例に説明する。 （ａ１）古いＲＡＩＤデ一夕ｄ1をディスク装置４-1か
ら読み出す。 （ａ２）古いパリティｐをディスク装置４-3から読み出
す。 （ａ３）パリティを計算する。新しいパリティｐ'は、 ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｄ2＝ｄ1' ＸＯＲ ｐ ＸＯＲ ｄ1 であるから、ｄ1'，ｐ，ｄ1からｐ'を計算できる。

【００３０】（ａ４）新しいパリティｐ'をディスク装
置４-3に書き込む。

【００３１】（ａ５）新しいＲＡＩＤデータｄ1'をディ
スク装置４-1に書き込む。

【００３２】新しいパリティｐ'を計算する方法として
は、上記の、古いＲＡＩＤデータと古いパリティを使う
方法（第１の方法）の他に、他のＲＡＩＤデータを使う
方法（第２の方法）もある。第２の方法の場合、上記の
例ではｄ2をディスク装置４-2から読み出し、 ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｄ2 で計算できる。

【００３３】しかし、ディスク装置（単体ディスク装
置）が５台以上ある場合では、第１の方法の方が、ディ
スク装置から読み出すＲＡＩＤデータの数が少なくて済
む。このことについて、ディスク装置（単体ディスク装
置）が６台あり、それぞれにＲＡＩＤデータｄ1，ｄ2，
ｄ3，ｄ4，ｄ5とパリティｐが保存されていて、ｄ1をｄ
1'に変更する場合を例に、説明する。

【００３４】まず、第１の方法で新しいパリティｐ'を
求めるには、 ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｐ ＸＯＲ ｄ1 のように、１つのＲＡＩＤデータｄ1とパリティｐを読
み出すだけでよい。

【００３５】これ対し、第２の方法では、 ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｄ2 ＸＯＲ ｄ3 ＸＯＲ ｄ4 ＸＯＲ
ｄ5 のように、４つのＲＡＩＤデータｄ2，ｄ3，ｄ4，ｄ5を
読み出す必要がある。

【００３６】ディスク装置４-1〜４-3のうち１台が故障
した場合には、コントローラが故障したディスク装置を
検出し、当該故障したディスク装置をシステムから切り
離す。例えば、ディスク装置４-1が故障した場合には、
この状態でＲＡＩＤデータｄ1をｄ1'に更新するには、
ｄ1を読み出すことも、ｄ1'を書き込むこともできな
い。この場合、ｄ1を使わずにパリティを計算して、つ
まり第２の方法によりパリティを計算して、パリティの
みを更新することになる。

【００３７】このときの手順は次のようになる。 （ｂ１）ＲＡＩＤデータｄ2をディスク装置４-2から読
み出す。 （ｂ２）新しいパリティｐ'を ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｄ2 の演算により求める。 （ｂ３）新しいパリティｐ'をディスク装置４-3に書き
込む。

【００３８】このように、古いＲＡＩＤデータｄ1を読
み出すことができない状態で、新しいパリティを求める
には、上記第２の方法を使う必要がある。

【００３９】次に、タスク１１-iからコントローラに、
同じＲＡＩＤデータに対する複数の書き込み／読み出し
命令が送られた場合のコントローラの動作について説明
する。

【００４０】まず、読み出し命令は同時に複数行っても
問題ない。しかし、書き込み命令と読み出し命令、また
は複数の書き込み命令を同時に行うと、ディスク装置上
のＲＡＩＤデータやパリティが破壊される。このような
場合には、コントローラが上記各命令に対する排他制御
を行う。

【００４１】このように、仮想ＲＡＩＤ装置４０を構成
するディスク装置４-1，４-2，４-3を集中して制御する
コントローラには、次に列挙する６つの機能、即ち （１）位置情報の管理 （２）ディスク装置４-1，４-2，４-3の故障検出と、シ
ステムからの切り離し （３）排他制御 （４）書き込み／読み出し命令の変換（グローバル命令
からローカル命令の変換） （５）ディスク装置４-1，４-2，４-3を対象とする読み
出し／書き込み （６）パリティの計算 を実行する機能が要求される。

【００４２】次に、以上のコントローラ機能（１）〜
（６）を実現するためのコンピュータ１-1〜１-3の構成
について、説明する。まずコンピュータ１-1〜１-3上で
は、上記タスク１１-1〜１１-3の他に、クラスタマネー
ジャ１２-1〜１２-3と、クラスタＲＡＩＤ制御部１３-1
〜１３-3とが動作している。クラスタマネージャ１２-1
〜１２-3は、それぞれネットワーク３を介して互いに通
信を行う。これによりクラスタマネージャ１２-1〜１２
-3は、クラスシステム全体では、１つの仮想的なクラス
タマネージャを構成する。

【００４３】本実施形態では、クラスタマネージャ１２
-iとクラスタＲＡＩＤ制御部１３-i（ｉ＝１，２，３）
とにより、上記コントローラの機能（１）〜（６）を以
下のように実現する。

【００４４】まず、ディスク装置４-iにアクセスするの
に必要な位置情報変換テーブルは、変更があったときに
全てのコンピュータ１-1〜１-3から同じ情報が参照でき
なければならない。そこで、この情報をクラスタマネー
ジャ１２-iが状態として保持することにより、上記機能
（１）を実現して情報の一貫性を保証する。そのため、
クラスタマネージャ１２-iには、位置情報変換テーブル
１２０-iが保持される。位置情報変換テーブル１２０-i
のデータ構造例を図２に示す。位置情報変換テーブル１
２０-iには、書き込みを指定するグローバル命令のＩＤ
（識別）情報毎に、グローバル命令で使われるアドレス
情報と、第１及び第２のＲＡＩＤデータ（ＤＡＴＡ１，
ＤＡＴＡ２）がディスク装置４-1〜４-3（ＤＩＳＫ１〜
ＤＩＳＫ３）のうちのいずれに書かれているかという位
置情報と、パリティ（ＰＡＲＩＴＹ）がディスク装置４
-1〜４-3（ＤＩＳＫ１〜ＤＩＳＫ３）のうちのいずれに
書かれているかという位置情報とが登録される。クラス
タマネージャ１２-1〜１２-3は、ネットワーク３を介し
て互いに同期をとって動作することで、位置情報変換テ
ーブル１２０-1〜１２０-3の一致化を図る。

【００４５】次に、ＲＡＩＤ装置４０のコントローラが
存在すると仮定すると、当該コントローラが検出する必
要があるのは、ディスク装置４-1〜４-3の故障のみであ
る。しかし、クラスタシステムの場合、ディスク装置４
-1〜４-3を持つコンピュータ１-1〜１-3が故障し、結果
として当該コンピュータ１-1〜１-3が持つディスク装置
４-1〜４-3、つまり当該コンピュータ１-1〜１-3に接続
されているディスク装置４-1〜４-3の読み出し／書き込
みができなくなる恐れがある。そこで本実施形態におけ
るクラスタマネージャ１２-iに、ディスク装置４-iの故
障に加え、コンピュータ１-iの故障をも検出する機能を
持たせることで、上記機能（２）を実現する。

【００４６】書き込み命令の変換、ＲＡＩＤデータの書
き込みやパリティの計算、つまり上記機能（４）〜
（６）は、上記機能（３）により排他をとって行わない
と、ＲＡＩＤデータやパリティが破壊されてしまう。そ
こで、これらの処理を全て各コンピュータ１-iのクラス
タマネージャ１２-iが行うようにすれば、互いに同期を
とって行うことが可能である。しかし、各コンピュータ
１-iのクラスタマネージャ１２-iが互いに同期をとって
動作すると、通常のＲＡＩＤ装置のコントローラが１台
で排他制御を行うのに比べて、動作が遅くなってしま
う。つまり、一般にクラスタシステムは、当該システム
を構成するコンピュータの台数が増加するほど性能が向
上するはずであるのに対し、各コンピュータ１-iのクラ
スタマネージャ１２-iが互いに同期をとって動作するた
めに、コンピュータの台数が増加するほどクラスタマネ
ージャ１２-iの負担が増えて、コンピュータの台数増加
とシステムの性能向上とが対応しなくなる。

【００４７】そこで本実施形態では、書き込み／読み出
しを始めるときにクラスタマネージャ１２-iを使ってロ
ックの取得を行い、書き込み終了時に当該クラスタマネ
ージャ１２-iを再度使ってロックを開放する。このよう
にすることによって、ディスク装置４-iの書き込み／読
み出し処理はクラスタマネージャ１２-iを利用せずに行
うことができる。これにより、通常のＲＡＩＤ装置のコ
ントローラと同様の排他を行いながら、システム規模に
応じた書き込み性能、即ちスケーラブルな書き込み性能
を発揮することが可能である。本実施形態では、このデ
ィスク装置４-iの書き込み／読み出し処理及びパリティ
計算（つまり上記（５），（６）の機能）とコンピュー
タ間の書き込み／読み出しデータの転送及び書き込み／
読み出し命令の転送とをクラスタＲＡＩＤ制御部１３-i
によって実現する。また、タスク１１-iからの書き込み
／読み出し命令（グローバル命令）をローカル命令に変
換する機能（上記（４）の機能）については、当該命令
の排他制御のために、クラスタＲＡＩＤ制御部１３-iが
クラスタマネージャ１２-iを使用することで、つまりク
ラスタＲＡＩＤ制御部１３-i及びクラスタマネージャ１
２-iによって実現する。

【００４８】さて、タスク１１-iからのグローバル命令
は、クラスタＲＡＩＤ制御部１３-iに送られる。クラス
タＲＡＩＤ制御部１３-iは、クラスタマネージャ１２-i
を使ってグローバル命令をローカル命令に変換し、排他
のためのロックの取得を行い、ディスク装置４-iに対し
てＲＡＩＤデータ及びパリティの書き込み、参照を行う
ように構成されている。クラスタＲＡＩＤ制御部１３-i
はまた、他のコンピュータ１-j（ｊ＝１，２，３、但し
ｊ≠ｉ）上で動作しているクラスタＲＡＩＤ制御部１３
-jとネットワーク２経由で互いに通信を行う。

【００４９】クラスタＲＡＩＤ制御部１３-1〜１３-3
は、仮想デバイス１３１-1〜１３１-3と、命令変換部１
３２-1〜１３２-3と、命令転送部１３３-1〜１３３-3
と、パリティ計算部１３４-1〜１３４-3と、ディスク制
御部１３６-1〜１３６-3とから構成される。パリティ計
算部１３４-1〜１３４-3はバッファ１３５-1〜１３５-3
を持つ。

【００５０】タスク１１-iからのグローバル命令は、ク
ラスタＲＡＩＤ制御部１３-i上の仮想デバイス１３１-i
に送られる。仮想デバイス１３１-iは、タスク１１-iに
対してクラスタＲＡＩＤ制御部１３-iが記憶装置である
かのように見せる。仮想デバイス１３１-iはコンピュー
タ１-iのＯＳ上に存在する一種のデバイスドライバであ
る。

【００５１】仮想デバイス１３１-iが受け取ったグロー
バル命令は命令変換部１３２-iに送られる。命令変換部
１３２-iは、クラスタマネージャ１２-iと通信して、当
該クラスタマネージャ１２-iによりグローバル命令から
ローカル命令（少なくとも１つのローカル命令）への変
換を行わせ、当該ローカル命令を命令転送部１３３-iに
送ると共に、当該ローカル命令を排他的に実行するため
のロックの取得を行う。

【００５２】命令転送部１３３-iは、ローカル命令の位
置情報が他のコンピュータ１-jのディスク装置４-jを指
していれば、そのコンピュータ１-jの命令転送部１３３
-jヘ当該ローカル命令を送る。また命令転送部１３３-i
は、上記位置情報が自身のコンピュータ１-iを指してい
れば、ローカル命令の内容に応じてパリティ計算部１３
４-iまたはディスク制御部１３６-iに当該ローカル命令
を送る。パリティ計算部１３４-iは、ディスク制御部１
３６-iを通じてディスク装置４-iからＲＡＩＤデータま
たはパリティを読み込み、パリティの計算を行う。

【００５３】次に、第１の実施形態の動作について、デ
ィスク装置４-1に格納されているＲＡＩＤデ一夕ｄ1を
ｄ1'に更新する書き込みのグローバル命令を実行する場
合を例に、コンピュータ１-1のクラスタＲＡＩＤ制御部
１３-1の動作を中心に、図３の動作説明図を参照して説
明する。

【００５４】コンピュータ１-1上で動作するタスク１１
-1は、仮想ＲＡＩＤ装置４０に対する書き込み／読み出
しが必要となった場合、当該書き込み／読み出しを指定
するグローバル命令をクラスタＲＡＩＤ制御部１３-1内
の仮想デバイス１３１-1に送る。仮想デバイス１３１-1
は、タスク１１-1からのグローバル命令を受け取ると、
当該グローバル命令を命令変換部１３２-1に送る。

【００５５】命令変換部１３２-1は、仮想デバイス１３
１-1からグローバル命令を受け取ると、当該グローバル
命令をローカル命令に変換するために、当該グローバル
命令をクラスタマネージャ１２-1に送る。クラスタマネ
ージャ１２-1は、命令変換部１３２-1から送られたグロ
ーバル命令をローカル命令に変換する際に、当該ローカ
ル命令の指定するディスク装置の領域がロックされてい
るかをチェックし、ロックされているならば、そのロッ
クが開放されるのを待って、当該ローカル命令を命令変
換部１３２-1に返すと共に、当該ローカル命令に対応し
て排他に必要なロック情報を作成する。このロック情報
はネットワーク３を介して他のコンピュータ１-2，１-3
上のクラスタマネージャ１２-2，１２-3に送られる。こ
の結果、クラスタマネージャ１２-1〜１２-3によりシス
テム全体の排他制御が実現され、クラスタＲＡＩＤ制御
部１３-1〜１３-3はローカル命令を排他的に実行するた
めのロックを取得することができる。

【００５６】クラスタマネージャ１２-1によるグローバ
ル命令からローカル命令への変換は、先に述べた通常の
ＲＡＩＤ装置におけるコントローラによる変換と同様
に、次のように行われる。まずクラスタマネージャ１２
-1は、グローバル命令に含まれるアドレス情報を参照
し、自身が保持している位置情報変換テーブル１２０-1
を使って、当該アドレス情報に対応する位置情報を取得
する。そしてクラスタマネージャ１２-1は、グローバル
命令が読み出し命令であれば、取得した位置情報を含む
ローカル命令を作成する。またクラスタマネージャ１２
-1は、グローバル命令が書き込み命令であれば、取得し
たアドレス情報から、対応するＲＡＩＤデータ及びパリ
ティの位置情報を決定し、パリティ計算に必要な、旧デ
ータ（古いＲＡＩＤデータ）の読み出し、旧パリティ
（古いパリティ）の読み出し、新パリティの計算、新デ
ータの書き込み、及び新パリティの書き込みをそれぞれ
指定するローカル命令の群を作成する。

【００５７】ここでグローバル命令が、先のコントロー
ラの機能の説明の場合と同様に、ディスク装置４-1に格
納されているＲＡＩＤデ一夕ｄ1をｄ1'に更新する書き
込みのグローバル命令Ｇであるものとすると、当該グロ
ーバル命令Ｇはタスク１１-1から仮想デバイス１３１-1
及び命令変換部１３２-1を介してクラスタマネージャ１
２-1に送られて（ステップＳ１〜Ｓ３）、このクラスタ
マネージャ１２-1にて、グローバル命令Ｇから以下に述
べるローカル命令Ｌ１〜Ｌ５への変換が行われる。

【００５８】まず、上記（ａ１）のためのローカル命令
Ｌ１、即ちディスク装置４-1からの古いＲＡＩＤデ一夕
ｄ1の読み出しを指定するローカル命令Ｌ１が生成され
る。また、上記（ａ２）のためのローカル命令Ｌ２、即
ちＲＡＩＤデータｄ1に対応するディスク装置４-3から
の古いパリティｐの読み出しを指定するローカル命令Ｌ
２が生成される。また、上記（ａ３）のためのローカル
命令Ｌ３、即ち新しいＲＡＩＤデ一夕ｄ1'と（ローカル
命令Ｌ２に従ってディスク装置４-3から読み出される）
古いパリティｐと（ローカル命令Ｌ１に従ってディスク
装置４-1から読み出される）古いＲＡＩＤデータｄ1と
から、ｐ'＝ｄ1' ＸＯＲ ｐ ＸＯＲ ｄ1の演算により新
しいパリティｐ'を求めることを指定するローカル命令
Ｌ３が生成される。また、上記（ａ４）のためのローカ
ル命令Ｌ４、即ち（ローカル命令Ｌ３に従って計算され
た）新しいパリティｐ'をディスク装置４-3に書き込む
ことを指定するローカル命令Ｌ４が生成される。また、
上記（ａ５）のためのローカル命令Ｌ５、即ちディスク
装置４-1への新しいＲＡＩＤデータｄ1'の書き込みを指
定するローカル命令Ｌ５が生成される。

【００５９】この例では、コンピュータ１-1上で動作す
るタスク１１-1から、クラスタＲＡＩＤ制御部１３-1の
仮想デバイス１３１-1にグローバル命令が送られたこと
を前提としている。もし、コンピュータ１-2，１-3上で
動作するタスク１１-2，１１-3から、クラスタＲＡＩＤ
制御部１３-2，１３-3の仮想デバイス１３１-2，１３１
-3にグローバル命令が送られた場合には、クラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-2，１３-3の命令変換部１３２-2，１３
２-3からの要求に応じて、コンピュータ１-2，１-3内の
クラスタマネージャ１２-2，１２-3により上記したクラ
スタマネージャ１２-1と同様のグローバル命令からロー
カル命令への変換動作が行われる。

【００６０】このように本実施形態では、通常のＲＡＩ
Ｄ装置であればコントローラが行うべき変換動作を、ク
ラスタＲＡＩＤ制御部１３-1〜１３-3の要求によりクラ
スタマネージャ１２-1〜１２-3で行わせるようにしてい
る。これは、ＲＡＩＤ装置４０が、コンピュータ１-1〜
１-3に接続されているディスク装置４-1〜４-3から構成
された仮想的なＲＡＩＤ装置であり、通常のＲＡＩＤ装
置のように当該ディスク装置４-1〜４-3を集中して制御
するコントローラを持たないことを考慮したためであ
る。

【００６１】命令変換部１３２-1は、クラスタマネージ
ャ１２-1からローカル命令（ローカル命令群）を受け取
ると、当該ローカル命令（ローカル命令群）を命令転送
部１３３-1に送る。命令転送部１３３-1は、受け取った
ローカル命令（ローカル命令群）の位置情報を参照し
て、命令単位に、他のコンピュータ１-2または１-3に対
する命令であるか、或いは命令転送部１３３-1自身が置
かれているコンピュータ（自コンピュータ）１-1に対す
る命令であるかを判定する。もし、他のコンピュータ１
-2または１-3に対する命令であれば、命令転送部１３３
-1は、そのコンピュータ１-2または１-3の命令転送部１
３３-2または１３３-3に、対応するローカル命令をネッ
トワーク２経由で転送する。一方、自タスク１１-iに対
する命令であれば、命令転送部１３３-1は、その命令が
パリティ計算命令であるか、ディスク装置４-1に対する
書き込み／読み出し命令であるかを判定する。そして命
令転送部１３３-1は、パリティ計算命令であれば当該パ
リティ計算命令をパリティ計算部１３４-1に転送し、デ
ィスク装置４-1に対する書き込み／読み出し命令であれ
ば当該書き込み／読み出し命令をディスク制御部１３６
-1に転送する。また、命令転送部１３３-1からローカル
命令が転送されたコンピュータ１-2または１-3内の命令
転送部１３３-2または１３３-3においても、命令転送部
１３３-1と同様の動作が行われる。

【００６２】これにより、上記したグローバル命令Ｇの
例、即ちグローバル命令Ｇがディスク装置４-1に格納さ
れているＲＡＩＤデ一夕ｄ1をｄ1'に更新する書き込み
命令である例では、クラスタマネージャ１２-1にてグロ
ーバル命令Ｇから変換されたローカル命令Ｌ１〜Ｌ５が
命令変換部１３２-1を介して命令転送部１３３-1に送ら
れ（ステップＳ４，Ｓ５）、次のように処理される。

【００６３】まず、ディスク装置４-1からの古いＲＡＩ
Ｄデ一夕ｄ1の読み出しを指定するローカル命令Ｌ１と
ディスク装置４-1への新しいＲＡＩＤデータｄ1'の書き
込みを指定するローカル命令Ｌ５とが、命令転送部１３
３-1からディスク制御部１３６-1に転送される（Ｓ６，
Ｓ７）。また、ディスク装置４-3からの古いパリティｐ
の読み出しを指定するローカル命令Ｌ２と新しいパリテ
ィｐ'をディスク装置４-3に書き込むことを指定するロ
ーカル命令Ｌ４とが、命令転送部１３３-1からコンピュ
ータ１-3内の命令転送部１３３-3に転送され（ステップ
Ｓ８，Ｓ９）、更に命令転送部１３３-3からディスク制
御部１３６-3に転送される（ステップＳ１０，Ｓ１
１）。また、新しいＲＡＩＤデ一夕ｄ1'と古いパリティ
ｐと古いＲＡＩＤデータｄ1とから新しいパリティｐ'を
求めることを指定するローカル命令Ｌ３が命令転送部１
３３-1からパリティ計算部１３４-1に転送される（ステ
ップＳ１２）。

【００６４】ディスク制御部１３６-1，１３６-3は、命
令転送部１３３-1，１３３-3からローカル命令を受け取
ると、当該ローカル命令に従ってディスク装置４-1，４
-3に対する読み出し／書き込みを行う。ここでは、ディ
スク制御部１３６-1により、ローカル命令Ｌ１に従って
ディスク装置４-1から古いＲＡＩＤデータｄ1が読み出
され、パリティ計算部１３４-1に転送される（ステップ
Ｓ１３，Ｓ１４）。また、ディスク制御部１３６-3によ
り、ローカル命令Ｌ２に従ってディスク装置４-3から古
いパリティｐが読み出され、命令転送部１３３-3から命
令転送部１３３-1を介してパリティ計算部１３４-1に転
送される（ステップＳ１５〜Ｓ１７）。また、パリティ
計算部１３４-1には命令転送部１３３-1から新しいＲＡ
ＩＤデータｄ1'も転送される（ステップＳ１８）。コン
ピュータ１-1内の命令転送部１３３-1とコンピュータ１
-3内の命令転送部１３３-3との間のローカル命令及びデ
ータの転送は、ネットワーク２を介して行われる。

【００６５】パリティ計算部１３４-1に転送された新Ｒ
ＡＩＤデータｄ1'、旧パリティｐ及び旧ＲＡＩＤデータ
ｄ1は、当該パリティ計算部１３４-1内のバッファ１３
５-1に一時格納される。パリティ計算部１３４-1は、バ
ッファ１３５-1に格納された新ＲＡＩＤデータｄ1'、旧
パリティｐ及び旧ＲＡＩＤデータｄ1の間でｐ'＝ｄ1'Ｘ
ＯＲ ｐ ＸＯＲ ｄ1の演算、つまり排他的論理和（ＸＯ
Ｒ）演算を行い、前記第１の方法により新パリティｐ'
を生成する（ステップＳ１９）。

【００６６】パリティ計算部１３４-1により生成された
新パリティｐ'は、命令転送部１３３-1からコンピュー
タ１-3内の命令転送部１３３-3を介してディスク制御部
１３６-3に転送される（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。デ
ィスク制御部１３６-3はローカル命令Ｌ４に従い、ディ
スク装置４-3に格納されている旧パリティｐを新パリテ
ィｐ'に更新する（ステップＳ２３）。また、新ＲＡＩ
Ｄデータｄ1'は、命令転送部１３３-1からディスク制御
部１３６-1にも転送される（ステップＳ１８）。ディス
ク制御部１３６-1はローカル命令Ｌ５に従い、ディスク
装置４-1に格納されている旧ＲＡＩＤデータｄ1を新Ｒ
ＡＩＤデータｄ1'に更新する（ステップＳ２３）。

【００６７】次に、クラスタシステムを構成するコンピ
ュータ１-1〜１-3のいずれか、例えばコンピュータ１-1
に障害が発生した場合の動作について説明する。

【００６８】コンピュータ１-1の障害は、当該コンピュ
ータ１-1内のクラスタマネージャ１２-1により検出され
る。この場合、コンピュータ１-1が有するディスク装置
４-1は利用できなくなるが、通常のＲＡＩＤシステムで
ディスク装置（単体ディスク装置）が１台故障した場合
と同様に、残りのディスク装置４-2及び４-3のＲＡＩＤ
データ及びパリティを読み出すことによって、つまり前
記第２の方法によって、コンピュータ１-1に格納されて
いるＲＡＩＤデータを等価的に読み出す（復元する）こ
とが可能となる。

【００６９】クラスタマネージャ１２-1はコンピュータ
１-1に障害が発生している状態で、ディスク装置４-1上
のＲＡＩＤデータを読み出す必要のあるグローバル命令
が命令変換部１３２-1から送られた場合、当該ディスク
装置４-1を使用せずに当該ディスク装置４-1のＲＡＩＤ
データを読み出すためのローカル命令を生成する。例え
ば、ディスク装置４-1のＲＡＩＤデータｄ1を読み出す
必要がある場合であれば、クラスタマネージャ１２-1
は、当該ＲＡＩＤデータｄ1に対応するディスク装置４-
2上のＲＡＩＤデータｄ2を読み出すためのローカル命令
とディスク装置４-3のパリティｐを読み出すためのロー
カル命令と、パリティｐ及びＲＡＩＤデータｄ2を用い
てｄ1＝ｐ ＸＯＲ ｄ2の演算によりディスク装置４-1上
のＲＡＩＤデータｄ1を復元するためのパリティ計算
（排他的論理和演算）を指定するローカル命令とを生成
する。以降の動作は、先のグローバル命令からローカル
命令Ｌ１〜Ｌ５が生成された場合とほぼ同様である。以
上は、ディスク装置４-1へのデータ書き込みまたはディ
スク装置４-1上のデータの更新の場合も同様である。

【００７０】次に、コンピュータ１-1上で動作するタス
ク１１-1から書き込みを指定するグローバル命令が発生
し、当該グローバル命令がコンピュータ１-2に接続され
たディスク装置４-2上のＲＡＩＤデータ（旧データ）ｄ
2を新らしいＲＡＩＤデータ（新データ）ｄ2'に書き換
えることを指定している場合の手順について、図４
（ａ）を参照して説明する。

【００７１】まず、コンピュータ１-2（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-2）によりディスク装置４-2から旧デー
タｄ2を読み出す（ステップＳ３１）。次に、コンピュ
ータ１-2（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-2）からコン
ピュータ１-1（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-1）にネ
ットワーク２を介して旧データｄ2を転送する（ステッ
プＳ３２）。

【００７２】また、コンピュータ１-3（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-3）によりディスク装置４-3から旧パリ
ティｐを読み出す（ステップＳ３３）。次に、コンピュ
ータ１-3（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-3）からコン
ピュータ１-1（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-1）にネ
ットワーク２を介して旧パリティｐを転送する（ステッ
プＳ３４）。

【００７３】次に、コンピュータ１-1（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-1）で、旧データｄ2、旧パリティｐ及
び新データｄ2'の間の排他的論理和（ＸＯＲ）演算を行
い、新パリティｐ'＝ｄ2' ＸＯＲ ｐ ＸＯＲ ｄ2を生成
する（ステップＳ３５）。

【００７４】コンピュータ１-1（のクラスタＲＡＩＤ制
御部１３-1）からコンピュータ１-2（のクラスタＲＡＩ
Ｄ制御部１３-2）にネットワーク２を介して新データｄ
2'を転送する（ステップＳ３６）。次に、コンピュータ
１-2（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-2）によりディス
ク装置４-2上の旧データｄ2を新データｄ2'に書き換え
る（ステップＳ３７）。

【００７５】また、コンピュータ１-1（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-1）からコンピュータ１-3（のクラスタ
ＲＡＩＤ制御部１３-3）にステップＳ３５で生成した新
パリティｐ'をネットワーク２経由で転送する（ステッ
プＳ３８）。次に、コンピュータ１-3（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-3）によりディスク装置４-3上の旧パリ
ティｐを新パリティｐ'に書き換える（ステップＳ３
９）。

【００７６】このようにして、新パリティｐ'及び新デ
ータｄ2'を、それぞれディスク装置４-2及び４-3に書き
込むことができる。但し、以上の手順（図４（ａ）参
照）では、ネットワーク２を経由してのコンピュータ間
の転送（ＲＡＩＤデータの転送とパリティの転送）が４
回発生し、仮想ＲＡＩＤ装置４０に対する読み出し／書
き込みの性能が低下する。

【００７７】そこで、コンピュータ間の転送回数を減ら
すことを可能とする本実施形態の変形例について、図４
（ｂ）を参照して説明する。なお、本変形例において
も、図４（ａ）の例と同様に、コンピュータ１-1上で動
作するタスク１１-1から、ディスク装置４-2上のＲＡＩ
Ｄデータ（旧データ）ｄ2を新らしいＲＡＩＤデータ
（新データ）ｄ2'に書き換えることを指定するグローバ
ル命令が発生したものとする。

【００７８】まず、コンピュータ１-1（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-1）からコンピュータ１-2（のクラスタ
ＲＡＩＤ制御部１３-2）にネットワーク２を介して新デ
ータｄ2'を転送する（ステップＳ４１）。

【００７９】次に、コンピュータ１-2（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-2）によりディスク装置４-2から旧デー
タｄ2を読み出す（ステップＳ４２）。次に、コンピュ
ータ１-2（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-2）で、コン
ピュータ１-1（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-1）から
転送された新データｄ2'及び自コンピュータ１-2（のク
ラスタＲＡＩＤ制御機構１３-2）が読み出した旧データ
ｄ2の間の排他的論理和（ＸＯＲ）演算を行い、その演
算結果（以下、中間データと称する）ｍａ＝ｄ2' ＸＯ
Ｒ ｄ2を求める（ステップＳ４３）。

【００８０】また、コンピュータ１-2（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-2）によりディスク装置４-2上の旧デー
タｄ2を新データｄ2'に書き換える（ステップＳ４
４）。

【００８１】次に、コンピュータ１-2（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-2）からコンピュータ１-3（のクラスタ
ＲＡＩＤ制御部１３-3）にステップＳ４３で生成した中
間データｍａをネットワーク２経由で転送する（ステッ
プＳ４５）。

【００８２】次に、コンピュータ１-3（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-3）によりディスク装置４-3から旧パリ
ティｐを読み出す（ステップＳ４６）。次に、コンピュ
ータ１-3（のクラスタＲＡＩＤ制御部１３-3）で、自コ
ンピュータ１-3（のクラスタＲＡＩＤ制御機構１３-3）
が読み出した旧パリティｐ及びコンピュータ１-2（のク
ラスタＲＡＩＤ制御部１３-2）から転送された中間デー
タｍａ（＝ｄ2' ＸＯＲ ｄ2）の間の排他的論理和（Ｘ
ＯＲ）演算を行い、新パリティｐ'＝ｐ ＸＯＲ ｍａを
生成する（ステップＳ４７）。

【００８３】次に、コンピュータ１-3（のクラスタＲＡ
ＩＤ制御部１３-3）によりディスク装置４-3上の旧パリ
ティｐを新パリティｐ'に書き換える（ステップＳ４
８）。

【００８４】このように本変形例においては、パリティ
計算の途中結果（中間データｍａ）を、次の計算に必要
な（情報が格納されているディスク装置と接続された）
コンピュータ（コンピュータ１-3）に転送することで、
データ転送を４回から２回に減らすことができる。

【００８５】［第２の実施形態］図５は本発明の第２の
実施形態に係る仮想的なＲＡＩＤ装置を有するクラスタ
システムの構成を示すブロック図である。なお、図１と
同一部分には同一符号を付してある。

【００８６】図５のクラスタシステムの特徴は、図１中
のコンピュータ１-1〜１-3に相当するコンピュータ１０
-1〜１０-3の他に、図１中のクラスタマネージャ１２-1
〜１２-3に相当するクラスタマネージャ１２が動作する
クラスタマネージャ専用のコンピュータ１００を備えて
いる点と、コンピュータ１０-1〜１０-3上ではクラスタ
マネージャが動作していない点にある。クラスタマネー
ジャ１２は、図２に示したデータ構造の位置情報変換テ
ーブル１２０-iに相当する位置情報変換テーブル１２０
を有している。

【００８７】コンピュータ１０-1〜１０-3及びコンピュ
ータ１００はネットワーク２，３により相互接続されて
いる。コンピュータ１０-1〜１０-3のクラスタＲＡＩＤ
制御部１３-1〜１３-3（内の命令変換部１３２-1〜１３
２-3）は、コンピュータ１００のクラスタマネージャ１
２とネットワーク３を介して通信する。

【００８８】前記第１の実施形態で適用した図１の構成
のクラスタシステムでは、仮想ＲＡＩＤ装置４０を構成
するディスク装置４-1〜４-3と接続されているコンピュ
ータ１-1〜１-3上で、クラスタマネージャ１２-1〜１２
-3及びクラスタＲＡＩＤ制御部１３-1〜１３-3が動作す
る。このため、コンピュータ１-1〜１-3の負荷が大きく
なり、処理性能が低下する恐れがある。

【００８９】これに対して本実施形態で適用した図５の
構成のクラスタシステムでは、クラスタＲＡＩＤ制御部
１３-1〜１３-3が動作するコンピュータ１０-1〜１０-3
とは別に、クラスタマネージャ１２が動作するコンピュ
ータ１００を設けている。このため、コンピュータ１０
-1〜１０-3の負荷は、当該コンピュータ１０-1〜１０-3
上でクラスタマネージャを動作させる場合に比べて減少
する。

【００９０】但し、図１のシステムでは、システムを構
成しているコンピュータ１-1〜１-3のうちのいずれか１
台に障害が発生してもシステム全体が停止する恐れはな
いのに対し、図５のシステムでは、クラスタマネージャ
１２が動作しているコンピュータ１００に障害が発生し
た場合は、それ以降位置情報変換テーブル１２０が利用
できなくなるため、その時点でシステム全体が使用不能
になる。そこで、コンピュータ１００を２重化するなど
して、可用性を上げることで、システム全体の可用性を
上げるとよい。

【００９１】以上の説明では、仮想ＲＡＩＤ装置４０を
構成するディスク装置４-1〜４-3の各々に対してＲＡＩ
Ｄデータまたはパリティのいずれかが保存される、例え
ばディスク装置４-1，４-2にはＲＡＩＤデータｄ1，ｄ2
が保存され、ディスク装置４-3にはパリティｐが保存さ
れるものとしたが、これに限るものではない。例えば、
ディスク装置４-1〜４-3から構成される仮想ＲＡＩＤ装
置４０のディスク領域を、複数のストライプに分割して
管理するストライピングという手法を適用し、各ストラ
イプｉ毎にＲＡＩＤデータｄ1-i，ｄ2-i及びパリティｐ
-iが、それぞれディスク装置４-1，４-2及び４-3に保存
されるＲＡＩＤレベル３と呼ばれる構成に対しても、本
発明は適用可能である。また、ＲＡＩＤデータｄ1-i，
ｄ2-i及びパリティｐ-iが、全てのディスク装置４-1，
４-2及び４-3に分散するように配置されるＲＡＩＤレベ
ル５と呼ばれる構成に対しても、本発明は適用可能であ
る。ストライピングにより、１つのＲＡＩＤデータを読
み出し／書き込みする際に複数のディスク装置が同時に
動作する割合を増やすことができ、スケーラブルな性能
を出すことができるようになる。本発明では、ＲＡＩＤ
５の場合でもストライピングのない図の（１）のような
場合でも、ディスクアクセスのロックをとることにより
スケーラブルな性能を出すことが可能である。

【００９２】また、以上の説明では、各コンピュータ１
-1〜１-3（またはコンピュータ１０-1〜１０-3，１０
０）が２つのネットワーク２及び３により相互接続さ
れ、クラスタマネージャ１２-1〜１２-3相互間の通信
（またはクラスタマネージャ１２とクラスタＲＡＩＤ制
御部１３-1〜１３-3との間の通信）にはネットワーク３
が、クラスタＲＡＩＤ制御部１３-1〜１３-3（内の命令
転送部１３３-1〜１３３-3）相互間の通信（命令転送と
データの転送）にはネットワーク２が用いられるものと
したが、これに限るものではない。例えば、上記２種の
通信に１つのネットワークを用いるようにしても構わな
い。この場合、通信速度が低下する恐れがあるものの、
システムの簡略化が図れる。

【００９３】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実
施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示され
る複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々
の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全
構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が
解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１
つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の
少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削
除された構成が発明として抽出され得る。

【００９４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ク
ラスタシステムを構成する複数のコンピュータそれぞれ
に接続されたディスク装置を、１つの仮想的なＲＡＩＤ
装置の構成要素として利用することができる。このため
本発明によれば、１台のコンピュータに障害が発生して
も、それまでに上記仮想的なＲＡＩＤ装置に書き込まれ
た全てのデータを参照することが可能である。また、１
台のコンピュータに障害が発生した状態であっても、タ
スクがデータを読み出し／書き込みすることが可能であ
る。これによりクラスタシステムにおいて、１台のコン
ピュータに障害が発生し、他のコンピュータで運用を続
けようとするとき、障害が発生したコンピュータの持つ
データが、連用を再開するために必要な場合であって
も、運用を続けることが可能となる。

【００９５】また、本発明によれば、各コンピュータに
接続されたディスク装置の読み出し／書き込みの処理及
びパリティ計算処理は、クラスタマネージャを利用せず
に行うことができるため、当該クラスタマネージャで排
他を行いながらシステム規模に応じた読み出し／書き込
み性能を実現することが可能となる。

【００９６】また、パリティ計算を行う際には、計算に
必要な情報を１つのコンピュータに集めず、パリティ計
算の中間結果を順次、パリティ計算の次の中間結果また
は最終結果の計算に必要な情報を持つコンピュータに転
送することにより、少ないコンピュータ間データ転送回
数で１つのパリティ計算を行うことができ、仮想的なＲ
ＡＩＤ装置に対する書き込みの速度を向上させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る仮想的なＲＡＩ
Ｄ装置を有するクラスタシステムの構成を示すブロック
図。

【図２】図１中のクラスタマネージャ１２-iで保持され
る位置情報変換テーブル１２０-iのデータ構造例を示す
図。

【図３】第１の実施形態の動作について、ディスク装置
４-1に格納されているＲＡＩＤデ一夕ｄ1をｄ1'に更新
する書き込みのグローバル命令を実行する場合を例に説
明するための図。

【図４】第１の実施形態において、コンピュータ１-2に
接続されたディスク装置４-2上のＲＡＩＤデータｄ2を
ｄ2'に書き換えるグローバル命令がコンピュータ１-1上
で発生した場合に適用可能な２種の手順を対比して説明
するための図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る仮想的なＲＡＩ
Ｄ装置を有するクラスタシステムの構成を示すブロック
図。

【符号の説明】 １-1〜１-3…コンピュータ ２，３…ネットワーク ４-1〜４-3…ディスク装置 １１-1〜１１-3…タスク １２，１２-1〜１２-3…クラスタマネージャ １３-1〜１３-3…クラスタＲＡＩＤ制御部（制御機構） ４０…仮想ＲＡＩＤ装置 １００…コンピュータ（クラスタマネージャ用コンピュ
ータ） １２０，１２０-1〜１２０-3，１２０-i…位置情報変換
テーブル １３２-1〜１３２-3…命令変換部 １３３-1〜１３３-3…命令転送部 １３４-1〜１３４-3…パリティ計算部 １３６-1〜１３６-3…ディスク制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B018 GA04 HA12 HA35 MA14 5B045 BB28 BB29 EE06 GG01 JJ22 JJ25 JJ26 5B065 BA01 CA11 CA30 CC08 CH13 EA02 EA13 ZA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのネットワークで相互接
   続された複数のコンピュータと、前記各コンピュータに
   それぞれ接続されたディスク装置とを備えたクラスタシ
   ステムにおいて、 前記システム全体の排他制御と、前記各コンピュータに
   それぞれ接続されたディスク装置を仮想的なＲＡＩＤ装
   置の構成要素として扱うために、グローバル命令から少
   なくとも１つのローカル命令への変換とを行うクラスタ
   マネージャと、 前記複数のコンピュータ上で前記クラスタマネージャか
   らそれぞれ独立に動作する制御機構であって、自身が動
   作する前記コンピュータ上で前記ＲＡＩＤ装置を対象と
   する書き込み／読み出しのグローバル命令が発生した場
   合に、前記クラスタマネージャと通信することで当該グ
   ローバル命令を前記クラスタマネージャにより少なくと
   も１つのローカル命令に変換させる命令変換手段と、与
   えられたローカル命令に従って前記ディスク装置を対象
   とする読み出し／書き込みを行うディスク制御手段と、
   与えられたローカル命令に従ってパリティ計算を行うパ
   リティ計算手段と、前記命令変換手段から前記ローカル
   命令を受けて、当該ローカル命令を対応する他の前記コ
   ンピュータ、前記ディスク制御手段または前記パリティ
   計算手段に転送する命令転送手段とを含む制御機構とを
   具備することを特徴とする仮想的なＲＡＩＤ装置を有す
   るクラスタシステム。
2. 【請求項２】 前記クラスタマネージャは、パリティ計
   算に必要な情報が格納されている前記ディスク装置と接
   続されている前記コンピュータで当該情報を用いたパリ
   ティ計算の中間結果または最終結果を算出させるローカ
   ル命令であって、当該中間結果を算出させる場合には、
   当該中間結果を、当該中間結果との間でパリティ計算の
   次の中間結果または最終結果を算出するのに必要な情報
   が格納されている前記ディスク装置と接続されている前
   記コンピュータに転送させるローカル命令を生成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の仮想的なＲＡＩＤ装置を
   有するクラスタシステム。
3. 【請求項３】 前記クラスタマネージャは、前記複数の
   コンピュータにそれぞれ設けられており、前記ネットワ
   ークを介して他の前記コンピュータ上の前記クラスタマ
   ネージャと同期をとって動作することを特徴とする請求
   項１記載の仮想的なＲＡＩＤ装置を有するクラスタシス
   テム。
4. 【請求項４】 前記クラスタマネージャは、前記複数の
   コンピュータから独立に設けられたクラスタマネージャ
   用コンピュータ上で動作し、 前記複数のコンピュータ上で動作する前記制御機構は、
   前記ネットワークを介して前記クラスタマネージャ用コ
   ンピュータ上の前記クラスタマネージャと通信すること
   を特徴とする請求項１記載の仮想的なＲＡＩＤ装置を有
   するクラスタシステム。
5. 【請求項５】 少なくとも１つのネットワークで相互接
   続された複数のコンピュータから構成されるクラスタシ
   ステムにディスク装置と接続して用いられるクラスタシ
   ステム用のコンピュータにおいて、 前記クラスタシステム全体の排他制御と、前記クラスタ
   システムを構成する前記各コンピュータにそれぞれ接続
   されたディスク装置を仮想的なＲＡＩＤ装置の構成要素
   として扱うために、グローバル命令から少なくとも１つ
   のローカル命令への変換とを行うクラスタマネージャ
   と、 自身が動作する前記コンピュータ上で前記ＲＡＩＤ装置
   を対象とする書き込み／読み出しのグローバル命令が発
   生した場合に、前記クラスタマネージャと通信すること
   で当該グローバル命令を前記クラスタマネージャにより
   少なくとも１つのローカル命令に変換させる命令変換手
   段と、 与えられたローカル命令に従って前記ディスク装置を対
   象とする読み出し／書き込みを行うディスク制御手段
   と、 与えられたローカル命令に従ってパリティ計算を行うパ
   リティ計算手段と、 前記命令変換手段から前記ローカル命令を受けて、当該
   ローカル命令を対応する他の前記コンピュータ、前記デ
   ィスク制御手段または前記パリティ計算手段に転送する
   命令転送手段とを具備することを特徴とするクラスタシ
   ステム用のコンピュータ
6. 【請求項６】 少なくとも１つのネットワークで相互接
   続された、複数のクラスタシステム用のコンピュータと
   クラスタマネージャ用のコンピュータとから構成される
   クラスタシステムにおける、 前記クラスタシステム全体の排他制御と、前記複数のク
   ラスタシステム用のコンピュータにそれぞれ接続された
   ディスク装置を仮想的なＲＡＩＤ装置の構成要素として
   扱うために、グローバル命令から少なくとも１つのロー
   カル命令への変換とを行うクラスタマネージャが動作す
   るクラスタシステムに用いられるクラスタシステム用の
   コンピュータであって、 自身が動作する前記クラスタシステム用のコンピュータ
   上で前記ＲＡＩＤ装置を対象とする書き込み／読み出し
   のグローバル命令が発生した場合に、前記クラスタマネ
   ージャと通信することで当該グローバル命令を前記クラ
   スタマネージャにより少なくとも１つのローカル命令に
   変換させる命令変換手段と、 与えられたローカル命令に従って前記ディスク装置を対
   象とする読み出し／書き込みを行うディスク制御手段
   と、 与えられたローカル命令に従ってパリティ計算を行うパ
   リティ計算手段と、 前記命令変換手段から前記ローカル命令を受けて、当該
   ローカル命令を対応する他の前記クラスタシステム用の
   コンピュータ、前記ディスク制御手段または前記パリテ
   ィ計算手段に転送する命令転送手段とを具備することを
   特徴とするクラスタシステム用のコンピュータ。
7. 【請求項７】 少なくとも１つのネットワークで相互接
   続された複数のコンピュータと、前記各コンピュータに
   それぞれ接続されて仮想的なＲＡＩＤ装置を構成するデ
   ィスク装置とを備えた、仮想的なＲＡＩＤ装置を有する
   クラスタシステムにおけるパリティ計算方法であって、 前記複数のコンピュータの１つから、パリティ計算に必
   要な情報を、当該情報を用いたパリティ計算の中間結果
   または最終結果を生成するのに必要な別の情報が格納さ
   れている前記ディスク装置と接続されている前記コンピ
   ュータに転送するステップと、 前記複数のコンピュータの１つが別の前記コンピュータ
   から情報を受け取った場合に、当該情報に対応するパリ
   ティ計算の中間結果または最終結果を生成するのに必要
   な別の情報を自コンピュータに接続されている前記ディ
   スク装置から読み出して、当該両情報からパリティ計算
   の中間結果または最終結果を生成するステップと、 前記パリティ計算の中間結果または最終結果を生成した
   前記コンピュータが、前記中間結果を生成した場合に
   は、当該中間結果を、当該中間結果との間でパリティ計
   算の次の中間結果または最終結果を算出するのに必要な
   情報が格納されている前記ディスク装置と接続されてい
   る前記コンピュータに転送し、前記最終結果を生成した
   場合には、前記最終結果を自コンピュータに接続されて
   いる前記ディスク装置に格納するステップとを具備し、
   パリティ計算の中間結果を順次、パリティ計算の次の中
   間結果または最終結果の計算に必要な情報が格納されて
   いるディスク装置と接続されているコンピュータに転送
   することを特徴とする仮想的なＲＡＩＤ装置を有するク
   ラスタシステムにおけるパリティ計算方法。