JP2006260008A

JP2006260008A - 冗長化ディスクシステム

Info

Publication number: JP2006260008A
Application number: JP2005075005A
Authority: JP
Inventors: Koichi Maehara; 浩一前原
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】冗長化を構成する２台の装置が同時に障害を発生することを回避できる冗長化ディスクシステムを提供する。
【解決手段】磁気記憶装置１と半導体記憶装置２の二種類の異なる方式の記憶装置の組合せによる冗長化ディスクと、冗長化を制御する制御装置とを設け、同一原因により冗長化を構成する複数の記憶装置が同時あるいは短期間のうちにあいついで障害となることを回避する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冗長化ディスクシステムに関し、特に、冗長化を構成する２台の装置が同時に障害を発生することを回避する冗長化ディスクシステムに関する。

従来の冗長化ディスクシステムは２台あるいはそれ以上の数のハードディスク駆動型磁気記憶装置から構成されている。２台を１組とする冗長化ディスクシステムは、構成によりＲＡＩＤ１あるいはミラーディスクなどと呼ばれる。なお、冗長化ディスクシステムの他の構成方法としては、主として、ＲＡＩＤ３、ＲＡＩＤ５がある。

第１の問題点は、冗長化構成においてそれを構成する記憶装置のうちの２台の記憶装置が、同時あるいは適切な対処が不可能なほどの短かい間隔であいついで障害を発生した場合にデータを喪失してしまうことにある。

その理由は、冗長化を構成するハードディスク駆動型磁気記憶装置が本質的に同じ仕組によるために、同じ原因による障害の発生を避けられないことにある。例えば冗長化ディスクシステム全体へ加えられる外部からの振動などの影響である。

第２の問題点は、冗長化を構成する複数台のハードディスク駆動型磁気記憶装置が基本的に同質のものにより構成されることから、第１の問題が生じる可能性がより高くなっていることである。

その理由は、冗長化を構成するハードディスク駆動型磁気記憶装置それぞれの装置は駆動時間、負荷の程度などが全く（ＲＡＩＤ１の場合）あるいはほぼ（他のＲＡＩＤ形式）同様となることにある。

この様な利用形態の元にある複数のハードディスク駆動型磁気記憶装置は、それぞれ異なる利用形態のもとにある任意のハードディスク駆動型磁気記憶装置とくらべて利用時間に対し障害を発生する時期が近くなることが知られている。

これは、部品レベルでの構造が同等であることから、障害を発生する個所も同じように備えていることにある。また、近年の均質化された大量生産システムにより製造される機械装置は、同じ利用方法の元で同時あるいは非常に近い間隔で障害を生じる可能性が高くなる。さらに同時期に製造された装置は同様の不具合を持つ可能性も極めて高い。

本発明の目的は、冗長化ディスクシステムにおいて、冗長化を構成する２台の装置が同時に障害を発生することを回避できる冗長化ディスクシステムを提供することにある。

本発明の冗長化ディスクシステムは、ハードディスク駆動型磁気記憶装置と、論理的にハードディスク駆動型磁気記憶装置と同等な動作をする半導体記憶装置との組合せによる冗長化ディスクと、冗長化を制御する制御装置とを有することを特徴とする。

半導体記憶装置は、第２入出力回路を備え、２入出力回路を介して半導体記憶装置と接続する第２ハードディスク駆動型磁気記憶装置を有することを特徴とする。

第２ハードディスク駆動型磁気記憶装置と接続し、第２入出力回路からの信号と制御装置からの信号とを選択する副制御装置を有することを特徴とする。

副制御装置に加え、ハードディスク駆動型磁気記憶装置と接続し、第２入出力回路からの信号と制御装置からの信号とを選択する第２副制御装置を有することを特徴とする。

本発明の冗長化ディスクシステムは、性質の異なる記憶装置を用いることにより、冗長化を構成するおのおのの記憶装置が、同時に、あるいは適切な対処が不可能な程の短い間隔であいついで、障害となる可能性を減ずることができるという効果がある。

その理由は、ハードディスク駆動型磁気記憶装置と半導体メモリを用いる記憶装置とでは、障害となる部品や障害を誘発する原因が互いに異なるためである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態は、ハードディスク駆動型磁気記憶装置１と半導体メモリによる半導体記憶装置２と冗長化を制御する制御装置３を含む。

制御装置３とハードディスク駆動型磁気記憶装置１、および半導体記憶装置２とは接続回路４および接続回路５により接続されている。

またこの冗長化ディスク装置は制御装置３の備える別の接続回路６により、この冗長化ディスク装置を利用する上位装置へ接続される。

次に、具体的な実施例を用いて本実施の形態の動作を説明する。

冗長化ディスクシステム筐体への加圧、地震などにより振動など外部からの影響が加えられた場合、磁気記憶装置に障害が発生しても、物理的な動作部分を持たない半導体記憶装置には影響を及ぼさないことが期待できる。

電気的な外乱などにより半導体メモリの記憶内容もしくは記憶機構に不具合が生じた場合でも、同じ理由による磁気記憶装置への影響は生じにくいことが期待できる。

いずれかの記憶装置に障害が生じた場合は、該当の記憶装置の障害を回復（通常は同種の別装置に交換）したのち、制御装置３は上位装置のと信号のやりとりをしながら接続回路４、接続回路５を通じて２つの記憶装置の内容の同期を実施する。（これは通常の冗長化ディスク装置の動作と同じである）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図２を参照すると本発明の第２の実施の形態は、図１に示された第１の実施の形態における冗長化ディスクシステムに加えて、第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７を備えている。また半導体記憶装置２は第２の入出力機構８を備えていて、半導体記憶装置２の第二の入出力機構８から接続回路９を通じて第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７と結ばれている点で異なる。

本実施の形態の動作を図面を参照して詳細に説明する。

本発明による冗長化ディスクシステムを利用する上位装置からの信号は制御装置３の備える接続回路６を通じて与えられ、制御装置３はハードディスク駆動型磁気記憶装置１および半導体記憶装置２へ接続回路４、および接続回路５を経て記憶の蓄積または記憶の引き出し等の動作指示を与える。

半導体記憶装置２は制御装置３から接続回路５を経て与えられた記憶の更新を実施する一方で、第２の入出力回路８から接続回路９を通じて自己の内容を第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へ伝える。この第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へのデータの伝え方は制御装置３が接続回路４を経て第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１へ伝える動作とは無関係である。

１例として記憶範囲を順次に伝える、あるいは別に定める様式で第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へ伝える、などとすることができる。

これにより第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１と第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７との利用形態が相違することになり、２台の同種のハードディスク駆動型磁気記憶装置における障害発生可能性を相違させることができることになる。

第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１または半導体記憶装置２に障害が生じた場合は、該当の記憶装置の障害を回復（通常は同種の別装置に交換）したのち、制御装置３は上位装置と信号のやりとりをしながら接続回路４、接続回路５を通じて２つの記憶装置の内容の同期を実施する（これは通常の冗長化ディスク装置の動作と同じである）。

第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７が障害を生じた場合は、冗長化ディスク装置としての冗長性は損なわれていないため、従来型の冗長化ディスク装置よりも時間的に余裕のある対処が可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図３を参照すると本発明の第３の実施の形態は、図２に示された第２の実施の形態における冗長化ディスクシステムに加えて、半導体記憶装置２の持つ第２の入出力回路８から第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７とを結ぶ接続回路９と、制御装置３から第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７への信号を伝達する接続回路１０による信号を制御して接続回路１２により第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置へ伝える副制御装置１１を持つ点で異なる。

本実施の形態の動作を図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態の通常動作は第２の実施の形態と同じである。

相違点は、第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１に障害が生じた場合にある。

第２の実施の形態においては、第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１あるいは半導体記憶装置２のいずれかに障害が生じた場合、冗長性が損なわれる（通常の冗長化ディスクシステムと同じ）が、第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置は冗長性には関与しない。これを改善するのが第３の実施の形態である。

第３の実施の形態においては、ハードディスク駆動型磁気記憶装置１に障害が生じた場合、制御装置３は半導体記憶装置２からデータを読み出すことで冗長化ディスク装置としての動作を継続する一方、半導体記憶装置の第２の入出力回路８から副制御装置１１を経て第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へ、更新が完了していないデータを完全に同期させる。

半導体記憶装置２と第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７との内容の同期が完了したら制御装置３は接続回路１０、副制御装置１１、接続回路１２を通じて第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置に対しても上位からの動作を伝達することで、冗長化ディスク装置としての記憶の冗長性を回復する。

また、障害を生じた第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１の障害が回復したら（通常は別の同等装置との交換）制御装置３は上位装置との信号のやりとりと並行して、半導体記憶装置２あるいは副制御装置１１を通じて第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７から記憶を取り出しハードディスク駆動型磁気記憶装置１（障害復旧したもの）へデータを同期する。

同期が完了した時点で各部の動作は最初の状態に戻る。副制御装置１１は半導体記憶装置２の備える第２の入出力回路８からの信号を第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へ伝える役目に戻り、記憶の冗長性はハードディスク駆動型磁気記憶装置１と半導体記憶装置２による形態に復帰する。

半導体記憶装置２に障害が生じた場合は、該当の装置の障害を回復（通常は同種の別装置に交換）したのち、制御装置３は上位装置との信号のやりとりをしながら接続回路４、接続回路５を通じて２つの記憶装置の内容の同期を実施する（これは通常の冗長化ディスク装置の動作と同じである）。

次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図４を参照すると、本発明の第４の実施の形態は、図３に示された第３の実施の形態における冗長化ディスクシステムに加えて、半導体記憶装置２のそなえる第２の入出力回路８から第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７へとは別に第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１へ信号へ伝える接続回路１３と、制御装置３からの接続回路４による信号を制御して接続回路１５によりハードディク駆動型磁気記憶装置１へ伝える副制御回路１４を持つ点で異なる。

本実施の形態の動作を図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態の通常動作は第３の実施の形態と同じである。

また、第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１に障害が発生した場合の動作も、第３の実施の形態と同じである。

相違点は、第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１の障害を回復させた後の動作にある。

第４の実施の形態においては、第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１と半導体記憶装置２との間に接続回路４および制御装置３を経ずに第２の副制御装置１４、接続回路１３を通じて半導体記憶装置２の備える第２の入出力回路８へ信号を伝達する経路がある。

第１のハードディスク駆動型磁気記憶装置１の障害が回復（通常は同種の装置に交換）したあと、制御装置３を経ずに半導体記憶装置２から半導体記憶装置２の備える第２の入出力回路８より接続回路１３および第２の副制御装置１４を経てデータの同期を実施する。

これにより制御装置３は、上位装置と半導体記憶装置２および第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７との間の信号のやりとりに専念することが可能となるので、障害状態からの回復期にも通常と同等の性能で動作することが可能となる。

半導体記憶装置２に障害が生じた場合、該当の装置の障害を回復（通常は同種の別装置に交換）したのち、制御装置３は上位装置との信号のやりとりをしながら、第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置７から接続回路１２、副制御装置１１、接続回路９を経て半導体記憶装置２の備える第２の制御装置８を通じて記憶の復元を実施する（これは通常の冗長化ディスク装置や、本発明の第３の実施例における動作と同じである）。

以上説明したように、本発明の冗長化ディスクシステムは、外部から装置全体に不具合をもたらすような影響があたえられた場合、二つの記憶装置が、それぞれ影響の受け方が異なる別種の装置により構成されていることから同時に不具合とならないことが期待できる。

磁気記憶装置と半導体記憶装置はいずれも内部にその制御装置を持つが、それぞれの構成も異なることから、内部の制御装置についても同種の障害は同様には生じないと期待できる。

なお、ハードディスク駆動型磁気記憶装置が障害となる原因としては、外部からの振動、磁気記憶媒体および磁気記録ヘッドの不具合、制御装置の故障などがある。このうち磁気記憶媒体および磁気記録ヘッドは振動に対して脆弱であることが知られている。また、半導体記憶装置が障害となる原因は、外部からの電気的外乱、半導体メモリの不具合、制御装置の故障などがある。半導体記憶装置は、物理的な動作部分を持たないため、振動などの外圧に対しては強い。

本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図。本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図。本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロック図。本発明の第４の実施の形態の構成を示すブロック図。

符号の説明

１ハードディスク駆動型磁気記憶装置
２半導体記憶装置
３制御装置
４接続回路
５接続回路
６接続回路
７第２のハードディスク駆動型磁気記憶装置
８第２の入出力機構
９接続回路
１０接続回路
１１副制御装置
１２接続回路
１３接続回路
１４副制御装置
１５接続回路

Claims

ハードディスク駆動型磁気記憶装置と、論理的に前記ハードディスク駆動型磁気記憶装置と同等な動作をする半導体記憶装置との組合せによる冗長化ディスクと、冗長化を制御する制御装置とを有することを特徴とする冗長化ディスクシステム。
前記半導体記憶装置は、第２入出力回路を備え、前記２入出力回路を介して前記半導体記憶装置と接続する第２ハードディスク駆動型磁気記憶装置を有することを特徴とする請求項１記載の冗長化ディスクシステム。
前記第２ハードディスク駆動型磁気記憶装置と接続し、前記第２入出力回路からの信号と前記制御装置からの信号とを選択する副制御装置を有することを特徴とする請求項２記載の冗長化ディスクシステム。
前記副制御装置に加え、前記ハードディスク駆動型磁気記憶装置と接続し、前記第２入出力回路からの信号と前記制御装置からの信号とを選択する第２副制御装置を有することを特徴とする請求項３記載の冗長化ディスクシステム。