JP2006285807A - 記憶装置の試験方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 書き込みされた全アドレスを記録することなく、ディスク装置の異常検出試験に要する時間を短縮する。
【解決手段】 論理ドライブを複数のセグメントに分割し、各セグメント内でライトした最大アドレスと最小アドレスの履歴を定期的に監視し、最大アドレスと最小アドレス間のみリード試験、整合性確認を行う。また、アクセス頻度の低いセグメントから優先的に試験行う。
【選択図】 図2

Description

本発明は記憶装置の試験に関し、特に、試験の所要時間の短縮や効率化に関する。本発明は特にディスクアレイシステムにおけるアレイのデータ整合性を確認する試験や、データの異常を検出する試験に好適である。
記憶装置、特に磁気ディスク記録装置に代表されるディスク装置では、データの損失を検出し、或いは未然に防ぐため、様々な異常検出試験が行われている。異常検出試験には、例えば、リード試験や、ディスクアレイの整合性検証試験等の異常検出試験等がある。ディスクアレイの整合性検証試験は、リードエラー等のデータ異常により失われるディスクアレイの整合性を検証する試験である。
どのような種類の記憶装置も大容量化が進んでいるが、特にディスク装置ではそれが顕著である。これに伴って、ディスク装置で行われる異常検出試験の所要時間は長時間化している。言い換えれば、ディスク装置で異常が実際に発生してからそれを検出するまでの所要時間が延びている。このことがディスクアレイシステムでも問題になっている。
ディスクアレイシステムは複数のディスク装置により構成される。また、一般に、ディスクアレイシステムでは、RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk、或いは、Redundant Array of Independent Disk)技術が適用されている。
RAID技術では、ストライピング、ミラーリング、誤り訂正符号等の技術を組み合わせることにより、データアクセスの高速化や、データの安全性向上が図られる。特に、RAIDのうちデータを冗長化するもの、例えばRAID−1、RAID−2、RAID−3、RAID−4及びRAID−5等では、ディスクアレイを構成するディスク装置の一台に故障・障害が発生しても、その冗長構成により、問題のディスク装置を交換するだけでアレイシステムを自動的に再構築することができる。
しかしながら、ひとつのディスクアレイシステムにおいて、複数のディスク装置が同時に故障した場合、ディスクアレイシステムでもシステムの自動再構築は不可能である。例えば、ディスクアレイシステム内の複数のディスク装置にてリードエラーが発生した場合、その複数のディスク装置にて冗長化して格納していたデータについては復元が不可能であり、結果として大量のデータが失われることとなる。
ところが上述したように、ディスク装置の大容量化に伴って、個々のディスク装置での異常発生から検出に至るまでの所要時間は長時間化する傾向にある。このため、ディスクアレイシステムの信頼性向上の見地から、ディスク装置の異常を速やかに検出する技術が求められている。
本願に関連する従来の技術には、ディスク装置にてデータを書き込んだアドレスを記録し、書き込みのあったアドレスのみを試験対象とすることにより、試験時間を短縮するものがある(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
特開2001−100939号公報(第0014−0015段落) 特開2003−167689号公報(第0009段落)
記憶装置の全領域を異常検出試験の試験対象とする場合、1回当たりの試験の所要時間が極めて長くなるという問題がある。
他方、特許文献1及び2に記載の発明のように、試験対象をデータの書き込みがあった領域に限定すれば、所要時間を短縮することが可能だが、記憶装置の大容量化に伴い、書き込みがされた全アドレスを記録するために大きな記憶領域が必要になり、実施が困難であるという問題がある。
更に、従来の異常検出試験では、単にアドレス順に領域を選択して試験を行っていたが、このとき各領域に対するアクセス頻度の違いを考慮していなかった。このため、アクセス頻度の低い領域に格納されたデータが長期間試験対象とならない可能性があった。このことは、特に、ディスクアレイシステムにおいては、ディスク装置の大容量化に伴う異常検出試験の長時間化と相まって、アクセス頻度の低い領域からのリードエラー等のデータ異常や、冗長化したデータ間における整合性喪失の検出の遅れに繋がっていた。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、書き込みされた全アドレスを記録することなく、ディスク装置の異常検出試験に要する時間を短縮する技術を提供することである。
また、本発明の他の課題は、ディスク装置の領域毎のアクセス頻度に応じて優先的に試験対象とする技術を提供することである。
こうした技術は、特に、大容量のディスク装置により構成されたディスクアレイシステムに好適である。従来のディスクアレイシステムでは、ディスクのリードエラー発生によるリビルドの失敗などの不具合を未然に防ぐことを目的として、システム運用停止時間内にディスク媒体全面をリード試験し、アレイの整合性確認を実施している。しかし昨今のディスク容量の急激な増加に伴い、この媒体全面のリード試験に大幅に時間が掛かるようになり、効果的な運用が難しくなっている。
上述の課題を解決するため、本発明は次のような技術を提供する。
即ち本発明は、記憶装置または記憶装置に接続された他の装置が当該記憶装置の記憶領域を試験する方法において、記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割する段階と、書き込みされた記憶領域を示すアドレスのうち最小のアドレスと最大のアドレスとをセグメント毎に機械読取可能な記録媒体に記録する段階と、最小のアドレスと最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う段階とを含むことを特徴とする記憶装置の試験方法を提供する。
ここで、複数のセグメントへの分割は、例えばディスク装置の物理アドレス、或いはディスクアレイシステムの論理アドレスと、セグメントの対応関係を示すテーブルを設けて行うことが考えられる。また、試験は例えばリード試験である。
この記憶装置の試験方法において、更に、セグメント毎にアクセス頻度を計測する段階と、計測の結果に応じて、複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する段階とを含むこととしてもよい。
例えば、アクセス頻度の低い領域から順に試験対象とすることとすれば、アクセス頻度が低い領域で発生したエラーを早期に検出することができる。特にディスクアレイシステムの場合、冗長構成を利用してデータの復元が可能な段階でエラーを検出し、その結果、データの喪失を防ぐ可能性を高めることになる。
記憶装置としては、複数のディスク装置からなるディスクアレイシステムが好適である。特に、データを冗長化して格納するディスクアレイシステムにおける冗長化したデータ間の整合性を確認する試験に好適である。
また、本発明は、記憶装置または記憶装置に接続された他の装置が当該記憶装置の記憶領域を試験する方法において、記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ちセグメントに分割する段階と、複数のセグメントのそれぞれについてアクセス頻度を計測する段階と、計測の結果に応じて、複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する段階とを含むことを特徴とする記憶装置の試験方法を提供する。
また、本発明は、記憶装置において、記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割して管理する手段、例えば実施例にいうディスク領域分割管理部と、書き込みされた記憶領域のアドレスのうち、最小のアドレスと最大のアドレスとを、セグメント毎に記録する記憶装置、例えば実施例にいう不揮発性メモリと、最小のアドレスと最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う手段、例えば実施例にいうディスク試験部とを備えることを特徴とする記憶装置を提供する。
この記憶装置は、更に、セグメント毎にアクセス頻度を計測する手段、例えば実施例にいうアドレス監視部及び不揮発性メモリ内のテーブルに格納したカウンタ等と、計測の結果に応じて、複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段、例えば実施例にいうセグメント選択部とを備えることとしてもよい。
また、本発明は、記憶装置において、記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ちセグメントに分割する手段と、複数のセグメントのそれぞれについてアクセス頻度を計測する手段と、計測の結果に応じて、複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段とを備えることを特徴とする記憶装置を提案する。
このような記憶装置としては、ディスクアレイシステムが好適である。即ち、複数のディスク装置からなるディスクアレイシステムにおいて、記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割して管理する手段と、書き込みされた記憶領域のアドレスのうち、最小のアドレスと最大のアドレスとを、セグメント毎に記録する記憶装置と、最小のアドレスと最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う手段とを備えることを特徴とするディスクアレイシステムをも提供する。
このディスクアレイシステムは、更に、セグメント毎にアクセス頻度を計測する手段と、計測の結果に応じて、複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段とを備えることとしてもよい。
このディスクアレイシステムにおいて、データを冗長化して格納するディスクアレイシステムであって、試験は冗長化したデータ間の整合性を確認する試験であることとしてもよい。
本発明によれば、ディスク装置等の記憶装置に記憶されたデータについての異常検出試験を短時間で終了することができる。
本発明は、書き込みされたアドレスの一部のみを記録して、これを参照して試験対象を選択するので、大容量ディスク装置にも適用することができる。
また、記憶領域毎のアクセス頻度に応じて異常検出試験を行うことにより、アクセス頻度が低い領域に記憶されたデータの異常を早期に検出することができる。この発明は異常検出試験に時間がかかる場合であっても適用することができる。
本発明の実施の形態について説明する。本発明では、ディスク装置等の記憶装置の全記憶領域を複数の領域に分割する。分割した領域のそれぞれをセグメントと呼ぶ。それぞれのセグメントについて、データの書き込みがあった領域を監視し、その中で最小のアドレスと、最大のアドレスを記録する。その上で、記憶装置に対して異常検出試験を行う際、最小アドレスと最大アドレスの間の領域のみを試験対象とする。ここで異常検出試験としては、例えばリード試験があり、特に、冗長化されたアレイシステムにおいては、冗長化データ間の整合性確認試験がある。
例えば、図1にはアドレスA0からA7の領域からなるセグメントが図示されている。このセグメントの中で、斜線部の3つの領域、即ちアドレスA1〜A2の領域、アドレスA3〜A4の領域、及び、アドレスA5〜A6の領域はデータが書き込みされた領域であり、それ以外の空白の領域は未使用の領域である。このとき、本発明では最小のアドレスとしてアドレスA1を記録すると共に、最大のアドレスとしてアドレスA6を記録し、アドレスA1からアドレスA6の間の領域を試験対象とする。
本発明をディスクアレイシステムに適用する場合、論理ドライブを複数のセグメントに分割し、各セグメント内でアクセスした最小アドレスと最大アドレスの履歴を定期的に監視し、最小アドレスと最大アドレス間のみリード試験、整合性確認を行う。
更に、セグメント毎のアクセス頻度を記録し、記録したアクセス頻度が低いものから優先的に試験対象とする。これにより、アクセス頻度の低いセグメントに潜在するリードエラーを摘出し不具合を未然に防ぐ。アクセス頻度の測定方法としては、例えば、セグメント毎に、過去所定回数のアクセスが発生した時刻を記録し、試験対象とするセグメントを選択する時点で記録に残る最古と最新のアクセス時刻の間の経過時間を求め、これをセグメント間で比較することが考えられる。
本発明の実施例1であるディスクアレイシステム1について図2を参照して説明する。ディスクアレイシステム1は、ホストコンピュータ2に接続されて外部記憶装置として働き、ディスクアレイコントローラ3及びディスクアレイ4からなる。
ディスクアレイコントローラ3は、制御部31、ディスク領域分割管理部32、アドレス監視部33、不揮発性メモリ34及びディスク試験部35を備える。
制御部31は、ディスクアレイ4を構成する3基のディスク装置D1、D2及びD3を冗長化構成して運用するコントローラである。ディスク装置D1、D2及びD3の物理アドレスには、冗長化構成により論理アドレスが関連付けられる。論理アドレスを指定してアクセス要求をホストコンピュータ2から受けると、制御部31は論理アドレスを対応する物理アドレスに変換してディスクアレイ4にアクセスする。図3に示すように、この変換処理によって、ディスク装置D1、D2及びD3は、ホストコンピュータ2からは2つの論理ドライブL1及びL2として扱われる。
ディスク領域分割管理部32は、論理ドライブL1及びL2を、それぞれの容量に応じて、複数の領域、即ち複数のセグメントに分割する。図3の例では、論理ドライブL1及びL2はそれぞれ5つのセグメント、セグメントS11〜S15及びセグメントS21〜S25に分割されている。
アドレス監視部33はディスクアレイ4に対するアクセスを監視し、必要に応じて不揮発性メモリ34に格納されているテーブルを更新する。テーブルは表1に示すような構造を有し、仮にセグメントS11が図1に示すように書き込みがなされている状態であれば、該当する最小アドレス及び最大アドレスはそれぞれアドレスA1及びアドレスA6となる。
Figure 2006285807
ディスク試験部35は不揮発性メモリ34に格納されたテーブルを参照し、各セグメントについて最小アドレスから最大アドレスの間の領域についてのみ異常検出試験を行う。図1に示すようなセグメントであれば、アドレスA1からアドレスA6の間の領域が試験対象となり、アドレスA0からアドレスA1の領域と、アドレスA6からアドレスA7の領域は試験対象外となる。
次に、ディスクアレイシステム1による異常検出試験動作について説明する。
まず、ディスク領域分割管理部32が論理ディスクL1及びL2をセグメントS11〜S15及びS21〜S25にそれぞれ分割する。
次に、図4のようなテーブル更新処理を行う。ディスクアレイ4に対する書き込みが発生(ステップT1)すると、アドレス監視部33は書き込みが発生したアドレスを監視して、不揮発性メモリ34のテーブルに現に格納されている最小及び最大アドレスと比較(ステップT2)し、必要に応じてテーブルを更新する(ステップT3、T4、T5)。
次に、異常検出試験処理がなされる。ホストコンピュータ2からの指示に応じて、またはディスク試験部35に予め設定された条件を満たした(例えば所定の期間が経過した)場合、ディスク試験部35はセグメントS11〜S15、S21〜S25の順番に異常検出試験を行う。この際、ディスク試験部35は不揮発性メモリ34のテーブルを参照し、各セグメントについて、テーブル中の最小アドレスから最大アドレスの間の領域のみを対象として試験を行う。異常検出試験の内容は例えばリード試験、冗長化データ間の整合性確認試験である。
これにより、実際に書き込みがなされたディスク領域、即ち使用中の領域のみに対して、リード試験・整合性確認試験を行うこととなる。このため、全記憶領域を対象とする場合と比較して短時間で試験を終了することができる。このとき、各セグメントにおいて書き込みがなされた最小アドレスと最大アドレスのみを不揮発性メモリ34に記録するため、書き込みがなされた全てのアドレスを記録する場合と比較して不揮発性メモリ34の容量は少なくて済む。尚、分割するセグメント数が多いほど効果は大きい。
本発明の実施例2としてディスクアレイシステム5について図5を参照して説明する。実施例1と比較すると、アドレス監視部51、不揮発性メモリ52、ディスク試験部53及びセグメント選択部54に違いがある。実施例1と同一の参照符号を付した機能ブロックについては実施例1と同様なので説明を省略する。
アドレス監視部51は、アドレス監視部33によるアドレス監視処理に加えて、各セグメントへのアクセス頻度を監視する処理を行う。不揮発性メモリ52は表1のテーブルに代わって表2のテーブルを格納しており、アドレス監視部51は各セグメントのアクセス頻度を表2のテーブルに記録する。
Figure 2006285807
ディスク試験部53は、ディスク試験部35と同様、不揮発性メモリ52に格納されたテーブルを参照し、各セグメントについて最小アドレスから最大アドレスの間の領域についてのみ異常検出試験を行うが、ディスク試験部35はセグメントS11〜S15、S21〜S25の順番に異常検出試験を行うのに対して、ディスク試験部53はセグメント選択部54が指示する順にセグメントを選択し、試験を行う。
セグメント選択部54は、不揮発性メモリ52のテーブルを参照し、アクセス頻度が低いセグメントから順に試験対象とする。
例えば、アドレス監視部51は、各セグメントについて所定時間内のアクセス回数を記録するカウンタをテーブルに設ける。所定時間を経過後はカウンタをリセットする。このとき、セグメント選択部54はアクセス回数の低いセグメントから順にセグメントを選択する。また、例えば、アドレス監視部51は所定回数のアクセス発生時刻をテーブルに記録する。異常検出試験を行うのに先立って、セグメント選択部54はセグメント毎に最古と最新のアクセスの経過時間を求め、経過時間が長いものから順にセグメントを選択する。
これにより、データへのアクセスが少ないために顕在化していないリードエラー等のデータ異常を早期に摘出することができるようになり、効率的かつ効果的にリード試験・整合性確認を実施することが可能となる。
以上、本発明を実施の形態及び実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変更や改良が可能であることは勿論である。
本発明による試験対象の選択方法を説明するための図である。 本発明の実施例1であるディスクアレイシステム1の機能ブロック図である。 物理ドライブであるディスク装置D1、D2及びD3と、論理ドライブL1及びL2の関係を説明すると共に、論理ドライブとセグメントの関係を説明するための図である。 アドレス監視部33及び51によるアドレス監視処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例2であるディスクアレイシステム5の機能ブロック図である。
符号の説明
1、5 ディスクアレイシステム
2 ホストコンピュータ
3 ディスクアレイコントローラ
4 ディスクアレイ
31 制御部
32 ディスク領域分割管理部
33、51 アドレス監視部
34、52 不揮発性メモリ
35、53 ディスク試験部
54 セグメント選択部

Claims (11)

  1. 記憶装置または記憶装置に接続された他の装置が当該記憶装置の記憶領域を試験する方法において、
    記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割する段階と、
    書き込みされた記憶領域を示すアドレスのうち最小のアドレスと最大のアドレスとを前記セグメント毎に機械読取可能な記録媒体に記録する段階と、
    前記最小のアドレスと前記最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う段階と
    を含むことを特徴とする記憶装置の試験方法。
  2. 請求項1に記載の記憶装置の試験方法において、更に、
    前記セグメント毎にアクセス頻度を計測する段階と、
    前記計測の結果に応じて、前記複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する段階と
    を含むことを特徴とする記憶装置の試験方法。
  3. 請求項1に記載の記憶装置の試験方法において、前記記憶装置は複数のディスク装置からなるディスクアレイシステムであることを特徴とする記憶装置の試験方法。
  4. 請求項3に記載の記憶装置の試験方法において、前記ディスクアレイシステムはデータを冗長化して格納し、前記試験は冗長化したデータ間の整合性を確認する試験であることを特徴とする記憶装置の試験方法。
  5. 記憶装置または記憶装置に接続された他の装置が当該記憶装置の記憶領域を試験する方法において、
    記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ちセグメントに分割する段階と、
    前記複数のセグメントのそれぞれについてアクセス頻度を計測する段階と、
    前記計測の結果に応じて、前記複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する段階と
    を含むことを特徴とする記憶装置の試験方法。
  6. 記憶装置において、
    記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割して管理する手段と、
    書き込みされた記憶領域のアドレスのうち、最小のアドレスと最大のアドレスとを、前記セグメント毎に記録する記憶装置と、
    前記最小のアドレスと前記最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う手段と
    を備えることを特徴とする記憶装置。
  7. 請求項6に記載の記憶装置において、更に、
    前記セグメント毎にアクセス頻度を計測する手段と、
    前記計測の結果に応じて、前記複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段と
    を備えることを特徴とする記憶装置。
  8. 記憶装置において、
    記憶装置の記憶領域を複数の領域、即ちセグメントに分割する手段と、
    前記複数のセグメントのそれぞれについてアクセス頻度を計測する手段と、
    前記計測の結果に応じて、前記複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段と
    を備えることを特徴とする記憶装置。
  9. 複数のディスク装置からなるディスクアレイシステムにおいて、
    記憶領域を複数の領域、即ち複数のセグメントに分割して管理する手段と、
    書き込みされた記憶領域のアドレスのうち、最小のアドレスと最大のアドレスとを、前記セグメント毎に記録する記憶装置と、
    前記最小のアドレスと前記最大のアドレスとの間の領域を対象として試験を行う手段と
    を備えることを特徴とするディスクアレイシステム。
  10. 請求項9に記載のディスクアレイシステムにおいて、更に、
    前記セグメント毎にアクセス頻度を計測する手段と、
    前記計測の結果に応じて、前記複数のセグメントの中から試験対象とするセグメントを選択する手段と
    を備えることを特徴とするディスクアレイシステム。
  11. 請求項9に記載のディスクアレイシステムにおいて、データを冗長化して格納するディスクアレイシステムであって、前記試験は冗長化したデータ間の整合性を確認する試験であることを特徴とするディスクアレイシステム。
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