JP2006323662A - バックアップ中継システム、中継装置および中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を十分に活用する。
【解決手段】バックアップ中継装置２１０は、異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間でデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継する。バックアップ中継装置は、ＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御装置に対して、バックアップの追加実行を依頼する中継性能管理部２０４０と、ＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、ＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング部２０５０とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間で一方のＳＡＮのストレージから他方のＳＡＮのストレージヘデータのバックアップを行なう際に、これらのＳＡＮが接続されるＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継システム、中継装置および中継方法に関するものである。

従来より、ファイバチャネル（ＦＣ）網で構成されたＳＡＮ（Storage Area Network）が普及している。ＦＣの接続距離を越えた遠隔地にあるＳＡＮ同士を接続するには、中継回線が別途必要であり、ＩＰ（Internet Protocol ）網を利用して遠く離れたＳＡＮ同士を接続するＦＣＩＰストレージネットワークが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

ＳＡＮは、ＦＣ網に複数のストレージを接続して共有するネットワークを意味する。各ＳＡＮでは、ストレージヘのアクセス障害等の不慮の事故に備えて、ストレージ内のデータを同一のＳＡＮ内の別のストレージに複製するバックアップを行なう。さらに、あるＳＡＮの地域において災害が発生した際のデータ損失時等の復旧（ディザスタリカバリ）対策として、ＦＣＩＰストレージネットワークを利用して一方のＳＡＮのストレージのデータを別のＳＡＮのストレージに複製するバックアップ中継システムがある。

図７にバックアップ中継システムの概略構成を示す。図７に示すように、バックアップ中継システムでは、各バックアップ中継装置２１０，２２０，２３０，２４０は、ＩＰ網１００と接続され、またそれぞれＳＡＮを構成するＦＣ網４００，５００，６００，７００と接続されている。ＦＣ網４００には複数のストレージ（データサーバ）４０１が接続され、ＦＣ網５００には複数のストレージ５０１が接続され、ＦＣ網６００には複数のストレージ６０１が接続され、ＦＣ網７００には複数のストレージ７０１が接続されている。そして、バックアップ中継装置２１０，２２０，２３０，２４０の内の任意の２つのバックアップ中継装置間、例えばバックアップ中継装置２１０と２３０の間にＩＰ網１００を介してＴＣＰコネクションが確立されている。

バックアップ制御装置３００は、例えばＦＣ網４００のストレージ４０１に格納されているデータをＦＣ網６００のストレージ６０１に複製するバックアップを行なうように、ストレージ４０１，６０１に指示する。
このバックアップ実行時には、１つ以上のブロックからなるバックアップ対象データをブロック単位に分割して、データ送信元のストレージ（イニシエータ）とデータ受信先のストレージ（ターゲット）との間で一連のシーケンスで制御信号やデータをブロック単位毎に送受することにより、イニシエータからターゲットヘのバックアップデータの書込操作を行なう。

イニシエータとターゲット間の一連のシーケンスとは、例えば、以下の（ａ）から（ｄ）のような制御信号とデータの送受の順序のことである。
（ａ）イニシエータは、書込開始を示す制御信号（ＦＣＰ ＷＲＩＴＥ）をターゲットに送信する。
（ｂ）ＦＣＰ ＷＲＩＴＥを受信したターゲットは、受信バッファの準備ができると、受信可能を示す制御信号（ＦＣＰ ＸＦＥＲ ＲＤＹ）をイニシエータヘ返信する。
（ｃ）ＦＣＰ ＸＦＥＲ ＲＤＹを受信したイニシエータは、データを１つ以上のＦＣフレーム（ＦＣＰ ＤＡＴＡ）に分割してターゲットに送信する。
（ｄ）データを受信したターゲットは、受信完了を示す制御信号（ＦＣＰ ＲＳＰ）をイニシエータヘ返信する。
バックアップ実行時には、このような（ａ）〜（ｄ）のシーケンスをバックアップ対象となるデータのブロック数だけ繰り返すことになる。

従来のバックアップ中継システムでは、異なるＦＣ網のバックアップ中継装置同士がＩＰ網上に確立したＴＣＰ（Transmission Control Protocol ）コネクションを介して通信し、一方のＦＣ網のストレージから他方のＦＣ網のストレージに送信するＦＣフレームをＩＰパケット化し、ＴＣＰプロトコルに従って転送することにより、バックアップを行なう。

ＴＣＰプロトコルとは、送信側と受信側で誤りのないＩＰパケットの転送を保証するプロトコルである。ＴＣＰプロトコルによれば、受信側ではＩＰパケットを受け取った場合に受信確認応答（ＡＣＫ）を送信側に返送し、送信側では網内のＩＰパケット損失によりＡＣＫを受け取れない等の場合にＩＰパケットを再送信するフロー制御が行われる。また、ＴＣＰプロトコルは、ＡＣＫ（受信応答）を受信しなくとも送信できるＩＰパケット数であるウィンドサイズを動的に制御する機能を有し、ＩＰ網の輻較状態に応じて、ウィンドサイズを増減させて、ＴＣＰコネクションの転送スループット性能を増減させる（ウィンドサイズが増えるとＴＣＰコネクションの転送スループット性能も高くなる）ウィンド制御を行うプロトコルでもある。

図８に従来のバックアップ中継システムにおけるバックアップ制御装置３００の構成を示す。バックアップ制御装置３００は、バックアップ制御部３００１と、バックアップ情報管理部３００２とから構成される。バックアップ情報管理部３００２は、今後実行するバックアップに関するバックアップ情報を管理するとともに、任意の条件で選択したバックアップ情報を応答する機能を有する。バックアップ制御部３００１は、バックアップ情報管理部３００２が任意の条件で選択したバックアップの実行をストレージに指示する機能を有する。

図９に従来のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継装置２１０の構成を示す。バックアップ中継装置２１０は、ＦＣ網インターフェース部２００１と、ＩＰ網インターフェース部２００２と、ＴＣＰ制御部２００３とから構成される。ＦＣ網インターフェース部２００１は、ＦＣ網との間でファイバチャネルフレーム（ＦＣフレーム）を授受する機能を有し、ＩＰ網インターフェース部２００２は、ＩＰ網との間でＩＰパケットを授受する機能を有する。

ＴＣＰ制御部２００３は、ＦＣ網インターフェース部２００１に入力されたＦＣフレームを受け取り、このＦＣフレームを送信バッファ２００４の最後尾にキューイングする機能を有する。また、ＴＣＰ制御部２００３は、ＩＰ網を介して他のバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部との間でＴＣＰプロトコルに従いＴＣＰコネクションを確立する機能を有する。さらに、ＴＣＰ制御部２００３は、送信バッファ２００４に１つ以上のＦＣフレームがキューイングされていれば、先頭のＦＣフレームから順にＩＰパケット化し、このパケット化したＦＣフレームを、ＴＣＰコネクションを確立した対地のバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部へ該ＴＣＰコネクションを介して転送する機能を有する。

なお、ＴＣＰ制御部は、ＴＣＰコネクションを介してバックアップ中継装置２１０が接続する他のバックアップ中継装置の数だけ存在し得る。図９の例では、簡略化して、ある１つの接続先に対応するＴＣＰ制御部２００３のみが存在する場合を表している。また、図９では、バックアップ中継装置２１０を例に挙げて説明しているが、他のバックアップ中継装置２２０，２３０，２４０も同じ構成を有する。

図７に示した従来のバックアップ中継システムを利用して異なるＳＡＮのストレージ間で１つのバックアップのみを実行すると、データ送信元のストレージ（イニシエータ）とデータ受信先のストレージ（ターゲット）の間で一連のシーケンスに従って発生する制御信号やデータがＦＣフレームにカプセル化され、相互のＳＡＮのバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部がＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介して該ＦＣフレームを送受することになる。

このとき、制御信号を送受するシーケンスにおいて制御信号をカプセル化したＦＣフレームは高々１つであり、ＴＣＰコネクションのウィンドサイズが大きくても、このＦＣフレームの転送に必要なウィンドサイズは一部のみである。したがって、バックアップ中継装置のＴＣＰ制御部の送信バッファにはウィンドサイズを十分に活用するだけのＦＣフレームがキューイングされることがなく、ＦＣフレームの転送に使用されるＴＣＰコネクションの実効転送スループット値はこのＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値に達せず、ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を十分に活用することができない。

非特許文献１によれば、異なるＳＡＮ間で複数のバックアップを並行して実行するようにして、複数のシーケンスで発生する制御信号やデータをカプセル化したＦＣフレームを１つのＴＣＰコネクションに多重化して中継することにより、ウィンドサイズを十分に活用するだけのＦＣフレームを送信バッファに継続してキューイングすることができ、その結果、ウィンドサイズの使用効率を向上させることができ、ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を十分に活用できることが報告されている。

恒川健司，「ＦＣＩＰストレージネットワークにおけるスループット性能特性の一検討」，電子情報通信学会ソサイエティ大会，Ｂ−７−６０，２００４年９月

しかしながら、非特許文献１に開示されたバックアップ中継システムでは、ＴＣＰコネクションの転送スループット性能がＩＰ網の状態（ＲＴＴやパケット損失率）によって変動し、またＦＣフレームのバックアップ中継装置への到着レートもストレージサーバの状態（データのブロックサイズ、データ読取速度、データ書込速度）等によって異なるため、ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を十分に活用するにはどれくらいの数のバックアップを並行に実行すれば十分であるかを把握することが難しいという問題点（以下、課題１という）があった。

また、非特許文献１に開示されたバックアップ中継システムでは、複数のバックアップを並行して実行する際に、バックアップ中継装置に到着した順にＦＣフレームを中継していたため、１つあたりのバックアップが利用できるＴＣＰコネクションの転送スループット性能が少なくなり、個々のバックアップに要する時間が増大するという問題点（以下、課題２という）があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を十分に活用することができるバックアップ中継システム、中継装置および中継方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、複数のバックアップ並行実行によるバックアップ所要時間の増大を回避することができるバックアップ中継システム、中継装置および中継方法を提供することを目的とする。

本発明は、ＩＰ網に接続された異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間で一方のＳＡＮのストレージから他方のＳＡＮのストレージヘデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継システムであって、前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段と、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を前記バックアップ制御手段に依頼する中継性能管理手段とを備えるものである。
また、本発明のバックアップ中継システムの１構成例は、さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手段を備えるものである。

また、本発明のバックアップ中継システムの１構成例において、前記中継性能管理手段は、前記ＴＣＰコネクションを介して中継されるバックアップデータの実効転送スループット値を測定する実効転送スループット値測定手段と、前記ＴＣＰコネクションが設定されたＩＰ網の通信性能を測定するＩＰ網測定手段と、前記ＩＰ網の通信性能から前記ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を算出する最大転送スループット性能値算出手段と、前記実効転送スループット値が前記最大転送スループット性能値に占める割合である中継性能使用率を求め、この中継性能使用率が予め設定された閾値を下回るかどうか判定する判定手段と、前記中継性能使用率が前記閾値を下回った場合に、前記バックアップの追加実行を前記バックアップ制御手段に依頼する追加実行依頼手段とを有するものである。
また、本発明のバックアップ中継システムの１構成例において、前記中継データスケジューリング手段は、送信元のストレージ毎及び受信先のストレージ毎に設けられた、前記バックアップデータを格納する複数の中継バッファと、前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に中継バッファを選択する順序と選択した中継バッファから取り出すバックアップデータの数とを規定するスケジューリング規律を、各中継バッファに対応付けられたバックアップの緊急度に基づいて作成するスケジューリング規律作成手段と、前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に、前記スケジューリング規律に従って各中継バッファからバックアップデータを取り出し、前記ＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップデータ取出手段とを有するものである。

また、本発明のバックアップ中継装置は、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段に対して、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を依頼する中継性能管理手段を備えるものである。
また、本発明のバックアップ中継装置の１構成例は、さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手段を備えるものである。

また、本発明のバックアップ中継方法は、バックアップ中継装置が、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段に対して、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を依頼する中継性能管理手順を実行するようにしたものである。
また、本発明のバックアップ中継方法の１構成例は、前記バックアップ中継装置が、さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手順を実行するようにしたものである。

本発明によれば、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行をバックアップ制御装置に依頼することにより、自律的なバックアップの追加実行が可能になり、ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を十分に活用することができる。

また、本発明では、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、ＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分することにより、複数のバックアップ並行実行によるバックアップ所要時間の増大を回避することができる。

本発明は、上記課題１を解決するために、ＴＣＰ制御部が確立したＴＣＰコネクションを介して転送されたバックアップデータの実効転送スループット値を、バックアップ中継装置の中継データスケジューリング部からＴＣＰ制御部へ単位時間に送られたデータ量あるいはＴＣＰ制御部からＩＰ網インターフェース部へ単位時間に送られたデータ量等に基づいて測定する中継性能管理手段を備える。

さらに、本発明の中継性能管理手段は、上記課題１を解決するために、ＴＣＰコネクションの両端にあるバックアップ中継装置間のＩＰ網の状態を測定して、このＩＰ網の状態から該ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を計算し、下記の式（１）を用いて最大転送スループット性能値の使用率である中継性能使用率を求め、中継性能使用率が予め設定した閾値を下回り、実効転送スループット値が最大転送スループット性能値と比して著しく低下していると判断すると、ＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行をバックアップ制御装置に依頼する。
中継性能使用率＝実効転送スループット値／最大転送スループット性能値 ・・（１）

また、本発明は、上記課題２を解決するために、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、ＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手段を備える。この中継データスケジューリング手段は、バックアップ中継装置のＴＣＰ制御部毎にＴＣＰ制御部へのＦＣフレーム（バックアップデータ）をキューイングする複数の中継バッファと、中継バッファを選択してＦＣフレームを取り出すためのスケジューリング規律を作成・更新して管理する手段と、ＴＣＰ制御部の送信バッファに空きが有ると、スケジューリング規律に従い、中継バッファからＦＣフレームを取り出しＴＣＰ制御部へ渡す手段とを有する。

前記分類条件とは、実行されるバックアップのバックアップ情報にある送信元のストレージの識別名と受信先のストレージの識別名とを基に、このバックアップによって発生するＦＣフレームをキューイングする中継バッファを一意に関連付ける条件である。この分類条件は、ＦＣフレームに含まれる送信元のストレージの識別名と受信先のストレージの識別名とからＦＣフレームをキューイングする中継バッファを判定するために使用される。

前記スケジューリング規律とは、複数の中継バッファからＦＣフレームを取り出す際の規律であり、スケジューリングアルゴリズムとも呼ばれる。代表的な既存のスケジューリングアルゴリズムには、優先度キューイング（Priority Queueing ）、カスタムキューイング（Custom Queueing ） 、ＷＦＱ（Weighted Fair Queueing ）等がある。

これらのスケジューリングアルゴリズムを応用して、例えば優先度キューイングを用いる場合には、各中継バッファの優先度をスケジューリング規律として定義し、スケジューリング規律に従って優先度の高い中継バッファからＦＣフレームを優先的に取り出す。

カスタムキューイングを用いる場合には、各中継バッファをラウンドロビンで巡回する際に１周期内で取り出すことのできる最大取出ＦＣフレーム数あるいは最大取出バイト数を中継バッファ毎に定めたものをスケジューリング規律として定義し、スケジューリング規律で定義された最大取出ＦＣフレーム数あるいは最大取出バイト数に相当するＦＣフレームを各中継バッファから周期的に取り出す。

また、ＷＦＱを用いる場合には、中継バッファから取り出し可能なバイト数を示す取出可能バイトカウンタを各中継バッファに対してそれぞれ定義し、各中継バッファをラウンドロビンで巡回する際に取出バイトカウンタに加算する加算バイト数を中継バッファ毎に定めたものをスケジューリング規律として定義し、スケジューリング規律に従って各中継バッファから取出可能バイトカウンタ分に相当するＦＣフレームを周期的に取り出す。なお、中継バッファから取出可能バイトカウンタ分に相当するＦＣフレームを取り出した後は、その中継バッファに対応する取出可能バイトカウンタの値は０となる。

スケジューリング規律の作成・更新は、各中継バッファに対応付けられたバックアップの緊急度数に基づいて行われる。例えば優先度キューイングを用いる場合には、バックアップの緊急度数を優先度とする。後述のように、バックアップの追加実行をバックアップ制御装置に依頼すると、最も緊急度数の高いバックアップ情報がその緊急度数と共にバックアップ制御装置からバックアップ中継装置に渡され、追加実行したバックアップのデータが中継バッファにキューイングされる。そこで、このバックアップの緊急度数（優先度）に応じてスケジューリング規律を更新することにより、追加実行したバックアップにＴＣＰコネクションの中継性能を優先的に配分することができ、中継バッファにキューイングされたバックアップデータを優先的に転送することができる。

また、カスタムキューイングを用いる場合には、バックアップの緊急度数に比例した値を、このバックアップに対応する中継バッファから取り出し可能な最大取出ＦＣフレーム数あるいは最大取出バイト数とする。バックアップの緊急度数に応じてスケジューリング規律を更新することにより、追加実行したバックアップのデータがキューイングされる中継バッファからの最大取出ＦＣフレーム数あるいは最大取出バイト数を増加させることができ、この中継バッファにキューイングされたバックアップデータを優先的に転送することができる。

また、ＷＦＱを用いる場合には、バックアップの緊急度数に比例した値を、このバックアップに対応する中継バッファの取出バイトカウンタに加算する加算バイト数とする。バックアップの緊急度数に応じてスケジューリング規律を更新することにより、追加実行したバックアップのデータがキューイングされる中継バッファの取出可能バイトカウンタ値を増加させることができ、この中継バッファにキューイングされたバックアップデータを優先的に転送することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態においても、バックアップ中継システムの構成は従来と同様であるので、図７の符号を用いて説明する。図１に本実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ制御装置３００の構成を示す。本実施の形態のバックアップ制御装置３００は、バックアップ制御部３０１０と、バックアップ情報管理部３０２０と、バックアップ追加依頼処理部３０３０とから構成される。

バックアップ情報管理部３０２０は、複数の行からなるバックアップ情報テーブルを有し、テーブルの各行に今後実行するバックアップに関するバックアップ情報を書込・保存する機能を有する。バックアップ情報としては、バックアップデータの送信元となる送信元ストレージの識別名、バックアップデータの識別名、バックアップデータのサイズ、バックアップ期限の日時、バックアップデータの受信先となる受信先ストレージの識別名、バックアップデータをＩＰ網へ送信する送信元バックアップ中継装置の識別名、バックアップデータをＩＰ網から受信する受信先バックアップ中継装置の識別名がある。

また、バックアップ情報管理部３０２０は、緊急度数が最も高いバックアップ情報についてバックアップ追加依頼処理部３０３０から問い合わせを受けると、バックアップ情報毎の緊急度数を下記の式（２）で求め、最も緊急度数の高いバックアップ情報とその緊急度数とをバックアップ追加依頼処理部３０３０に返答する機能を有する。
緊急度数＝データサイズ／現在時刻からバックアップ期限日時までの秒数 ・・（２）
さらに、バックアップ情報管理部３０２０は、バックアップが実行されると、このバックアップに関するバックアップ情報をバックアップ情報テーブルから削除する機能を有する。

バックアップ制御部３０１０は、バックアップ情報で指定される送信元ストレージのバックアップデータを受信先ストレージに複製するよう送信元ストレージ及び受信先ストレージに指示する機能を有する。

バックアップ追加依頼処理部３０３０は、バックアップ中継装置よりバックアップの追加実行の依頼を受けると、バックアップ情報管理部３０２０に緊急度の高いバックアップ情報を問い合わせる機能を有する。さらに、バックアップ追加依頼処理部３０３０は、この問い合わせに応じてバックアップ情報管理部３０２０が返答したバックアップ情報と緊急度数とを追加実行依頼元のバックアップ中継装置に返答すると共に、このバックアップ情報で指定されるバックアップの実行をバックアップ制御部３０１０に依頼する機能を有する。

なお、バックアップ情報におけるストレージの識別名とは、ＷＷＮ（World Wide Name ）とも呼ばれ、ストレージを一意に識別するアドレスである。通常、送信元ストレージから受信先ストレージに送られるＦＣフレームには、送信元ストレージ及び受信先ストレージの識別名が記録されている。

図２に本実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継装置２１０の構成を示す。本実施の形態のバックアップ中継装置２１０は、ＦＣ網インターフェース部２０１０と、ＩＰ網インターフェース部２０２０と、ＴＣＰ制御部２０３０と、中継性能管理部２０４０と、中継データスケジューリング部２０５０とから構成される。
ＦＣ網インターフェース部２０１０は、ＦＣ網との間でファイバチャネルフレーム（ＦＣフレーム）を授受する機能を有し、ＩＰ網インターフェース部２０２０は、ＩＰ網との間でＩＰパケットを授受する機能を有する。

ＴＣＰ制御部２０３０は、中継データスケジューリング部２０５０からＦＣフレームを受け取り、このＦＣフレームを送信バッファ２０３１の最後尾にキューイングする機能を有する。また、ＴＣＰ制御部２０３０は、ＩＰ網を介して他のバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部との間でＴＣＰプロトコルに従ってＴＣＰコネクションを確立する機能を有する。さらに、ＴＣＰ制御部２０３０は、送信バッファ２０３１にキューイングしたＦＣフレームを、ＴＣＰコネクションを確立した接続先のバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部へＴＣＰプロトコルに従って転送する機能を有する。
なお、ＴＣＰ制御部は、ＴＣＰコネクションを介してバックアップ中継装置２１０が接続する他のバックアップ中継装置の数だけ存在し得る。図２の例では、簡略化して、ある１つの接続先に対応するＴＣＰ制御部２０３０のみが存在する場合を表している。

図３に中継性能管理部２０４０の１構成例を示す。中継性能管理部２０４０は、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションによって中継されるバックアップデータの実効転送スループット値を、中継データスケジューリング部２０５０からＴＣＰ制御部２０３０へ単位時間に送られたバックアップデータ量あるいはＴＣＰ制御部２０３０からＩＰ網インターフェース部２０２０へ単位時間に送られたバックアップデータ量等に基づいて測定する実効転送スループット値測定手段２０４１と、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションの接続先である他のバックアップ中継装置との間のＩＰ網の状態（通信性能）を測定するＩＰ網測定手段２０４２と、このＩＰ網の状態から該ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を計算する最大転送スループット性能値算出手段２０４３と、前記の式（１）により中継性能使用率を求め、中継性能使用率が予め設定された閾値を下回るかどうか判定する判定手段２０４４と、中継性能使用率が閾値を下回り、実効転送スループット値が最大転送スループット性能値と比して著しく低下していると判断すると、バックアップの追加実行をバックアップ制御装置３００に依頼する追加実行依頼手段２０４５とを有する。ＩＰ網の状態を示す指標としては、ＲＴＴ（Round Trip Time ：パケット往復遅延）とパケット損失率がある。

図４に中継データスケジューリング部２０５０の１構成例を示す。中継データスケジューリング部２０５０は、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションによって中継されるＦＣフレームをキューイングする複数の中継バッファ２０５１，２０５２，２０５３，２０５４を有する。さらに、中継データスケジューリング部２０５０は、分類条件を管理する分類条件管理手段２０５５と、ＦＣ網インターフェース部２０１０から受信したＦＣフレームのヘッダ情報と分類条件に基づき、このＦＣフレームをキューイングすべき中継バッファを選択し、選択した中継バッファにＦＣフレームをキューイングするキューイング手段２０５６と、スケジューリング規律を管理するスケジューリング規律管理手段２０５７と、スケジューリング規律に従って中継バッファからＦＣフレームを取り出してＴＣＰ制御部２０３０に渡すバックアップデータ取出手段２０５８と、バックアップ制御装置３００より受けとったバックアップ情報に含まれる送信元ストレージの識別名、受信先ストレージの識別名、及び緊急度数を基に、分類条件とスケジューリング規律を作成・更新する分類条件・スケジューリング規律作成更新手段２０５９とを有する。
なお、図２では、バックアップ中継装置２１０を例に挙げて説明しているが、他のバックアップ中継装置２２０，２３０，２４０も同じ構成を有する。

図５は、本実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ追加実行処理を示すフローチャートである。バックアップ中継装置２１０のＴＣＰ制御部２０３０がＴＣＰコネクションを確立すると、バックアップ中継装置２１０の中継性能管理部２０４０がバックアップ追加実行処理を開始する（ステップＳ１００）。

中継性能管理部２０４０は、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションによって中継されるバックアップデータの実効転送スループット値を、中継データスケジューリング部２０５０からＴＣＰ制御部２０３０へ単位時間に送られたバックアップデータ量あるいはＴＣＰ制御部２０３０からＩＰ網インターフェース部２０２０へ単位時間に送られたバックアップデータ量に基づいて測定する。また、中継性能管理部２０４０は、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションの接続先である他のバックアップ中継装置とバックアップ中継装置２１０との間のＲＴＴ及びパケット損失率を測定して、このＲＴＴとパケット損失率から該ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を計算する（ステップＳ１０１）。

続いて、中継性能管理部２０４０は、実効転送スループット値と最大転送スループット性能値から、最大転送スループット性能値の使用率である中継性能使用率を前記の式（１）により求め、中継性能使用率が予め設定された閾値を下回るかどうか判定する（ステップＳ１０２）。中継性能管理部２０４０は、中継性能使用率が閾値以上の場合は（ステップＳ１０２においてＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、中継性能使用率が閾値より小さい場合は（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションを介したバックアップを追加して実行するようバックアップ制御装置３００のバックアップ追加依頼処理部３０３０に依頼する（ステップＳ１０３）。このとき、この追加実行依頼通知には、該ＴＣＰコネクションを終端している接続先のバックアップ中継装置の識別名（ＩＰアドレス等）が付加される。

バックアップ制御装置３００のバックアップ追加依頼処理部３０３０は、バックアップ中継装置２１０から追加実行依頼通知を受けると、送信元バックアップ中継装置を依頼元のバックアップ中継装置２１０とし、かつ追加実行依頼通知に付加された識別名で指定されるバックアップ中継装置を受信先バックアップ中継装置とするバックアップ情報の中から最も緊急度数の高いバックアップ情報をバックアップ情報管理部３０２０に問い合わせる（ステップＳ１０４）。

バックアップ情報管理部３０２０は、バックアップ追加依頼処理部３０３０からの問い合わせに応じて、この問い合わせで指定された送信元バックアップ中継装置及び受信先バックアップ中継装置に該当するバックアップ情報がバックアップ情報テーブルに保存されているかどうか検索し、該当するバックアップ情報が保存されている場合には、前記の式（２）により緊急度数をバックアップ情報毎に求め、最も緊急度数の高いバックアップ情報とその緊急度数とをバックアップ追加依頼処理部３０３０に通知する。また、バックアップ情報管理部３０２０は、該当するバックアップ情報が保存されていない場合は、バックアップ情報がないことをバックアップ追加依頼処理部３０３０に通知する。

バックアップ追加依頼処理部３０３０は、バックアップ情報がない旨の返答をバックアップ情報管理部３０２０から受けた場合（ステップＳ１０５においてＮＯ）、追加実行可能なバックアップが存在しないことを追加実行依頼通知の返答としてバックアップ中継装置２１０に通知し、ステップＳ１０１に戻る。また、バックアップ追加依頼処理部３０３０は、バックアップ情報管理部３０２０から最も緊急度数の高いバックアップ情報と緊急度数とを受け取った場合（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、このバックアップ情報と緊急度数とを追加実行依頼通知の返答としてバックアップ中継装置２１０に通知する（ステップＳ１０５）。

バックアップ中継装置２１０の中継データスケジューリング部２０５０は、バックアップ制御装置３００からバックアップ情報と緊急度数とを受け取ると（ステップＳ１０６）、このバックアップ情報に含まれる送信元ストレージの識別名及び受信先ストレージの識別名と緊急度数を基に、分類条件及びスケジューリング規律を更新し、分類条件及びスケジューリング規律の更新完了通知をバックアップ制御装置３００のバックアップ追加依頼処理部３０３０へ送信する（ステップＳ１０７）。

バックアップ中継装置２１０より更新完了通知を受けたバックアップ制御装置３００のバックアップ追加依頼処理部３０３０は、バックアップ情報管理部３０２０により選択されたステップＳ１０５のバックアップ情報で指定されるバックアップの実行をバックアップ制御部３０１０に依頼する。このバックアップ追加依頼処理部３０３０からの依頼により、バックアップ制御部３０１０は、バックアップ情報で指定される送信元ストレージのバックアップデータを受信先ストレージに複製するよう送信元ストレージ及び受信先ストレージに指示する（ステップＳ１０８）。

ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションが維持されていれば（ステップＳ１０９においてＮＯ）、ステップＳ１０１からステップＳ１０８の処理が繰り返される。一方、ＴＣＰコネクションが切断された場合には、バックアップ追加実行処理を終了する（ステップＳ１１０）。

図６は、本実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継処理を示すフローチャートである。バックアップ中継装置２１０のＴＣＰ制御部２０３０がＴＣＰコネクションを確立すると、ＴＣＰ制御部２０３０がバックアップ中継処理を開始する（ステップＳ２００）。

ＴＣＰ制御部２０３０は、送信バッファ２０３１にキューイングされているＦＣフレームを先頭からＩＰパケット化し、このパケット化したＦＣフレームを、自身が確立したＴＣＰコネクションの接続先のバックアップ中継装置のＴＣＰ制御部に転送するようＩＰ網インターフェース部２０２０に依頼する。ＩＰ網インターフェース部２０２０は、ＴＣＰ制御部２０３０から受け取ったＦＣフレームをＩＰ網へ送出する（ステップＳ２０１）。

このようなＴＣＰ制御部２０３０の中継動作と同時に、ＦＣ網インターフェース部２０１０は、ＦＣ網からのＦＣフレームの到着を監視し（ステップＳ２０２）、中継データスケジューリング部２０５０は、ＴＣＰ制御部２０３０の送信バッファ２０３１の空状態を監視する（ステップＳ２０３）。

ＦＣ網インターフェース部２０１０は、ＦＣ網からＦＣフレームを受信すると（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、このＦＣフレームのヘッダ情報にある宛先アドレスから該ＦＣフレームを中継すべきＴＣＰ制御部２０３０を選択して、このＴＣＰ制御部２０３０が中継するＦＣフレームのスケジューリングを行なう中継データスケジューリング部２０５０へＦＣフレームを渡す（ステップＳ２０４）。

中継データスケジューリング部２０５０は、ＦＣ網インターフェース部２０１０から受信したＦＣフレームのヘッダ情報と自らが管理している分類条件とに基づき、このＦＣフレームをキューイングすべき中継バッファを複数の中継バッファ２０５１，２０５２，２０５３，２０５４の中から選択し、選択した中継バッファにＦＣ網インターフェース部２０１０から受信したＦＣフレームをキューイングする（ステップＳ２０５）。

一方、中継データスケジューリング部２０５０は、ＴＣＰ制御部２０３０の送信バッファ２０３１に空きがあることを検知すると（ステップＳ２０３においてＹＥＳ）、自らが管理しているスケジューリング規律に従って複数の中継バッファ２０５１，２０５２，２０５３，２０５４からＦＣフレームを取り出し、ＴＣＰ制御部２０３０へ渡す（ステップＳ２０６）。
ＴＣＰ制御部２０３０は、中継データスケジューリング部２０５０からＦＣフレームを受信すると、このＦＣフレームを送信バッファ２０３１の最後尾にキューイングする（ステップＳ２０７）。

ＴＣＰ制御部２０３０が確立したＴＣＰコネクションが維持されていれば（ステップＳ２０８においてＮＯ）、ステップＳ２０１からステップＳ２０７の処理が繰り返される。一方、ＴＣＰコネクションが切断された場合には、バックアップ中継処理を終了する（ステップＳ２０９）。
なお、図５に示したバックアップ追加実行処理と図６に示したバックアップ中継処理は非同期で並行して行われる。

以上のように、本実施の形態では、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行をバックアップ制御装置に依頼することにより、自律的なバックアップの追加実行が可能になり、ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を十分に活用することができる。
また、本実施の形態では、ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、ＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度（データのサイズやバックアップ期限）に応じて配分（例えば、バックアップの期限が近いデータを優先して中継し該バックアップヘＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能を多く割り当てる等）することにより、複数のバックアップ並行実行によるバックアップ所要時間の増大を回避することができる。

なお、バックアップ中継装置２１０〜２４０とバックアップ制御装置３００は、それぞれＣＰＵと記憶装置とインタフェースとを備えたコンピュータ、及びこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。コンピュータをそれぞれの装置として機能させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、この記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、異なるＳＡＮ間でデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継システムに適用することができる。

本発明の実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のバックアップ中継装置における中継性能管理部の１構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のバックアップ中継装置における中継データスケジューリング部の１構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ追加実行処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継処理を示すフローチャートである。 従来のバックアップ中継システムの概略構成を示すブロック図である。 従来のバックアップ中継システムにおけるバックアップ制御装置の構成を示すブロック図である。 従来のバックアップ中継システムにおけるバックアップ中継装置の構成を示す。

符号の説明

１００…ＩＰ網、２１０，２２０，２３０，２４０…バックアップ中継装置、３００…バックアップ制御装置、４００，５００，６００，７００…ＦＣ網、４０１，５０１，６０１，７０１…ストレージ、３０１０…バックアップ制御部、３０２０…バックアップ情報管理部、３０３０…バックアップ追加依頼処理部、２０１０…ＦＣ網インターフェース部、２０２０…ＩＰ網インターフェース部、２０３０…ＴＣＰ制御部、２０３１…送信バッファ、２０４０…中継性能管理部、２０５０…中継データスケジューリング部、２０５１，２０５２，２０５３，２０５４…中継バッファ。

Claims (10)

1. ＩＰ網に接続された異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間で一方のＳＡＮのストレージから他方のＳＡＮのストレージヘデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継システムであって、
   前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段と、
   前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を前記バックアップ制御手段に依頼する中継性能管理手段とを備えることを特徴とするバックアップ中継システム。
2. 請求項１に記載のバックアップ中継システムにおいて、
   さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手段を備えることを特徴とするバックアップ中継システム。
3. 請求項１に記載のバックアップ中継システムにおいて、
   前記中継性能管理手段は、
   前記ＴＣＰコネクションを介して中継されるバックアップデータの実効転送スループット値を測定する実効転送スループット値測定手段と、
   前記ＴＣＰコネクションが設定されたＩＰ網の通信性能を測定するＩＰ網測定手段と、
   前記ＩＰ網の通信性能から前記ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を算出する最大転送スループット性能値算出手段と、
   前記実効転送スループット値が前記最大転送スループット性能値に占める割合である中継性能使用率を求め、この中継性能使用率が予め設定された閾値を下回るかどうか判定する判定手段と、
   前記中継性能使用率が前記閾値を下回った場合に、前記バックアップの追加実行を前記バックアップ制御手段に依頼する追加実行依頼手段とを有することを特徴とするバックアップ中継システム。
4. 請求項２に記載のバックアップ中継システムにおいて、
   前記中継データスケジューリング手段は、
   送信元のストレージ毎及び受信先のストレージ毎に設けられた、前記バックアップデータを格納する複数の中継バッファと、
   前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に中継バッファを選択する順序と選択した中継バッファから取り出すバックアップデータの数とを規定するスケジューリング規律を、各中継バッファに対応付けられたバックアップの緊急度に基づいて作成するスケジューリング規律作成手段と、
   前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に、前記スケジューリング規律に従って各中継バッファからバックアップデータを取り出し、前記ＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップデータ取出手段とを有することを特徴とするバックアップ中継システム。
5. ＩＰ網に接続された異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間で一方のＳＡＮのストレージから他方のＳＡＮのストレージヘデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継装置であって、
   前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段に対して、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を依頼する中継性能管理手段を備えることを特徴とするバックアップ中継装置。
6. 請求項５に記載のバックアップ中継装置において、
   さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手段を備えることを特徴とするバックアップ中継装置。
7. 請求項５に記載のバックアップ中継装置において、
   前記中継性能管理手段は、
   前記ＴＣＰコネクションを介して中継されるバックアップデータの実効転送スループット値を測定する実効転送スループット値測定手段と、
   前記ＴＣＰコネクションが設定されたＩＰ網の通信性能を測定するＩＰ網測定手段と、
   前記ＩＰ網の通信性能から前記ＴＣＰコネクションの最大転送スループット性能値を算出する最大転送スループット性能値算出手段と、
   前記実効転送スループット値が前記最大転送スループット性能値に占める割合である中継性能使用率を求め、この中継性能使用率が予め設定された閾値を下回るかどうか判定する判定手段と、
   前記中継性能使用率が前記閾値を下回った場合に、前記バックアップの追加実行を前記バックアップ制御手段に依頼する追加実行依頼手段とを有することを特徴とするバックアップ中継装置。
8. 請求項６に記載のバックアップ中継装置において、
   前記中継データスケジューリング手段は、
   送信元のストレージ毎及び受信先のストレージ毎に設けられた、前記バックアップデータを格納する複数の中継バッファと、
   前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に中継バッファを選択する順序と選択した中継バッファから取り出すバックアップデータの数とを規定するスケジューリング規律を、各中継バッファに対応付けられたバックアップの緊急度に基づいて作成するスケジューリング規律作成手段と、
   前記バックアップデータを受信先のストレージに宛てて転送する際に、前記スケジューリング規律に従って各中継バッファからバックアップデータを取り出し、前記ＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップデータ取出手段とを有することを特徴とするバックアップ中継装置。
9. ＩＰ網に接続された異なるＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）間で一方のＳＡＮのストレージから他方のＳＡＮのストレージヘデータのバックアップを行なう際に、ＩＰ網上に確立したＴＣＰコネクションを介してバックアップデータを中継するバックアップ中継方法であって、
   バックアップ中継装置が、
   前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションの中継性能を測定し、中継性能に余裕がある場合に、前記ＳＡＮ間のバックアップを制御するバックアップ制御手段に対して、このＴＣＰコネクションを介したバックアップの追加実行を依頼する中継性能管理手順を実行することを特徴とするバックアップ中継方法。
10. 請求項９に記載のバックアップ中継方法において
    前記バックアップ中継装置が、
    さらに、前記ＳＡＮ間に確立したＴＣＰコネクションを介して並行に実行される複数のバックアップに対して、このＴＣＰコネクションの中継性能を各バックアップの緊急度に応じて配分する中継データスケジューリング手順を実行することを特徴とするバックアップ中継方法。
    

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