JP2007087039A - ディスクアレイシステム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 データ復旧時間を短縮できるディスクアレイシステムを提供する。
【解決手段】 ディスクアレイシステムは、一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスク４１−１〜４１−４のうち何れかのデータディスク４１−３に障害が生じたことを検出すると（図３（Ａ））、障害が生じたデータディスク４１−３と同一のＲＡＩＤグループ５１に属する他のデータディスク４１−１，４１−２，４１−４を用いて何れかのスペアディスク４３−２にコレクションコピーを行う（図３（Ｂ））。障害が生じたデータディスク４１−３が交換用の新たなデータディスク４１−５に交換されると（図３（Ｃ））、ディスクアレイシステムは、スペアディスク４３−２をスペアディスクとして管理変更し、データディスク４１−５をスペアディスクとして管理変更する（図３（Ｄ））。
【選択図】 図３

Description

本発明はＲＡＩＤ構成された複数のディスクドライブを備えるディスクアレイシステム及びその制御方法に関する。

ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Inexpensive Disks）構成された複数のディスクドライブを備えるディスクアレイシステムにおいては、複数のディスクドライブを並列に運転してデータ処理を行っている。例えば、ディスクアレイシステムは、ホストシステムからライトコマンドを受信すると、ライトデータに冗長データを付加した上で、複数のディスクドライブに分散して、データの書き込みを行う。一方、ディスクアレイシステムは、ホストシステムからリードコマンドを受信すると、各ディスクドライブに分散して書き込まれたデータを並列に読み出して、これをホストシステムに送信する。この種のディスクアレイシステムでは、データを格納する何れかのディスクドライブに障害が発生すると、冗長データを用いてエラー訂正を行い、縮退運転する機能を有している。縮退運転では、冗長度が低いので、スペアディスクにコレクションコピーを行い、データを復旧させるのが通常である。そして、スペアディスクへのデータ復旧が完了し、障害の発生したディスクドライブが新たなディスクドライブに手動交換されると、ディスクアレイシステムは、スペアディスクに再構成されたデータを当該新たなディスクドライブにコピーバックしていた。

しかし、ディスクドライブの大容量化に伴い、コレクションコピーには長時間を要する上に、コピーバックを実施すると、コピーバックにも更に同程度の長時間を要することとなり、迅速なデータ復旧が検討課題となっている。例えば、４００ＧＢのＳＡＴＡディスクドライブを搭載したディスクアレイシステムでは、スペアディスクへのコレクションコピーによるデータ再構築に約１０時間程度を要し、更に、新たなデータディスクへのコピーバックに約１０時間程度を要することとなる。

そこで、本発明は、このような問題を解決し、データ復旧時間を短縮できるディスクアレイシステム及びその制御方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のディスクアレイシステムは、一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスクと、一つ以上のスペアディスクと、ＲＡＩＤグループ内におけるデータディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するＲＡＩＤ構成管理テーブルと、スペアディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するスペアディスク管理テーブルと、データディスク及びスペアディスクへのデータ入出力を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、何れかのデータディスクに障害が生じると、障害が生じたデータディスクと同一のＲＡＩＤグループに属する他のデータディスクを用いて、何れかのスペアディスクにコレクションコピーを行い、コレクションコピーが行われたスペアディスクの物理位置と障害が生じたデータディスクの物理位置とが交換されるように、ＲＡＩＤ構成管理テーブルとスペアディスク管理テーブルとを更新する更新処理を実行する。スペアディスクへのコレクションコピー終了後に、データディスクとスペアディスクのディスク管理を変更することで、コピーバックを省略し、データ復旧時間を従来のおよそ半分に短縮できる。

コントローラは、何れかのデータディスクのエラー率が所定の閾値を越えると、エラー率が所定の閾値を超えたデータディスクのデータを何れかのスペアディスクにコピーし、コピーが行われたスペアディスクの物理位置とエラー率が所定の閾値を超えたデータディスクの物理位置とが交換されるように、ＲＡＩＤ構成管理テーブルとスペアディスク管理テーブルとを更新してもよい。

本発明によれば、データ復旧時間を短縮することができる。

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施例に係るディスクアレイシステム１０の主要構成を示している。ディスクアレイシステム１０は、通信ネットワーク６１を介して一つ以上のホストシステム６０に接続している。ホストシステム６０は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、メインフレーム等である。ホストシステム６０には、例えば、Ｗｅｂアプリケーションソフトウェア、ストリーミングアプリケーションソフトウェア、ｅビジネスアプリケーションソフトウェア等が実装されている。

通信ネットワーク６１としては、例えば、ＳＡＮ（Storage Area Network）、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネット、専用回線、公衆回線等を挙げることができる。ホストシステム６０がＳＡＮを介してディスクアレイシステム１０に接続する場合、ホストシステム６０は、ファイバチャネルプロトコル又はｉＳＣＳＩ（internet Small Computer System Interface）等のプロトコルにより、ディスクアレイシステム１０の記憶資源のデータ管理単位であるブロックを単位としてデータ入出力を要求する。ホストシステム６０がＬＡＮを介してディスクアレイシステム１０に接続する場合、ホストシステム６０は、ＮＦＳ（Network File System）やＣＩＦＳ（Common Interface File System）等のプロトコルにより、ファイル名を指定してファイル単位でのデータ入出力を要求する。ディスクアレイシステム１０がホストシステム６０からのファイルアクセス要求を受け付けるためには、ＮＡＳ（Network Attached Storage）機能を搭載する必要がある。

ディスクアレイシステム１０は、主に、二重化されたコントローラ２０，３０と、記憶装置４０とを備える。

記憶装置４０は、一つ以上のＲＡＩＤグループ５１，５２を提供する複数のデータディスク４１，４２と、一つ以上のスペアディスク４３，４４を備える。データディスク４１，４２及びスペアディスク４３，４４として、例えば、ＦＣ（Fibre Channel）ディスクドライブ、ＳＡＴＡ（Serial Advanced Technology Attachment）ディスクドライブ、ＰＡＴＡ（Parallel Advanced Technology Attachment）ディスクドライブ、ＦＡＴＡ（Fibre Attached Technology Adapted）ディスクドライブ、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）ディスクドライブ等の各種ディスクドライブを用いることができる。本実施形態では、説明の便宜上、データディスク４１及びスペアディスク４３として、ＦＣディスクドライブを採用し、データディスク４２及びスペアディスク４４として、ＳＡＴＡディスクドライブを採用する場合を例示する。また、以降の説明では、特に断りがない限り、ディスクドライブとは、データディスク４１，４２及びスペアディスク４３，４４を総称するものとする。

ＲＡＩＤグループ５１は、例えば、４つのデータディスク４１を一組としてグループ化することにより（３Ｄ＋１Ｐ）、或いは８つのデータディスク４１を一組としてグループ化することにより（７Ｄ＋１Ｐ）、構成される。即ち、複数のデータディスク４１のそれぞれが提供する記憶領域が集合して一つのＲＡＩＤグループ５１が構成される。同様に、ＲＡＩＤグループ５２は、例えば、４つのデータディスク４２を一組としてグループ化することにより（３Ｄ＋１Ｐ）、或いは８つのデータディスク４２を一組としてグループ化することにより（７Ｄ＋１Ｐ）、構成される。即ち、複数のデータディスク４２のそれぞれが提供する記憶領域が集合して一つのＲＡＩＤグループ５２が構成される。ＲＡＩＤグループ５１，５２は、パリティグループ又はＥＣＣグループと別称することもできる。

コントローラ２０又は３０は、記憶装置４０をいわゆるＲＡＩＤ方式に規定されるＲＡＩＤレベル（例えば、０，１，５）で制御することができる。ＲＡＩＤグループ上には、ホストシステム６０からのアクセス単位である一つ以上の論理ユニットが定義されている。論理ユニットには、ＬＵＮ（Logical Unit Number）がアサインされる。

コントローラ２０は、主に、ＣＰＵ２１、ローカルメモリ（ＬＭ）２２、データ転送制御部（Ｄ−ＣＴＬ）２３、ホストＩ／Ｆ制御部２４、ドライブＩ／Ｆ制御部２５、及びキャッシュメモリ（ＣＭ）２６を備える。

ＣＰＵ２１は、ホストシステム６０からのデータ入出力要求に応答して記憶装置４０へのＩ／Ｏ処理（ライトアクセス、又はリードアクセス）を制御するプロセッサである。ローカルメモリ２２には、ＣＰＵ２１のマイクロプログラム（後述するコピーバックレス処理に必要な制御プログラムを含む。）及び後述する各種のテーブル（ＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１、スペアディスク管理テーブル１０２、及びディスクドライブ属性管理テーブル１０３）を格納する。キャッシュメモリ２６は、記憶装置４０に書き込むためのライトデータ、又は記憶装置４０から読み出したリードデータを一時的に格納するバッファメモリである。キャッシュメモリ２６は、電源バックアップされており、ディスクアレイシステム１０に電源障害が発生した場合でも、キャッシュデータのロストを防ぐ不揮発性メモリとして構成されている。

データ転送制御部２３は、ホストＩ／Ｆ制御部２４、ドライブＩ／Ｆ制御部２５、及びキャッシュメモリ２６を相互に接続し、ホストシステム６０と記憶装置４０との間のデータ転送を制御する。具体的には、ホストシステム６０からライトアクセスが行われると、データ転送制御部２３は、ホストＩ／Ｆ制御部２４を介してホストシステム６０から受け取ったライトデータをキャッシュメモリ２６に書き込む。ドライブＩ／Ｆ制御部２５は、キャッシュメモリ２６に書き込まれたライトデータを記憶装置４０に書き込む。一方、ホストシステム６０からリードアクセスが行われると、データ転送制御部２３は、ドライブＩ／Ｆ制御部２５を介して記憶装置４０から読みとったリードデータをキャッシュメモリ２６に書き込むとともに、ホストＩ／Ｆ制御部２４に転送する。

ホストＩ／Ｆ制御部２４は、ホストシステム６０とコントローラ２０との間のインターフェースを制御するコントローラであり、例えば、ファイバチャネルプロトコルに基づくホストシステム６０からのブロックアクセス要求や、ファイル転送プロトコルに基づくホストシステム６０からのファイルアクセス要求を受信する機能を有する。ドライブＩ／Ｆ制御部２５は、コントローラ２０と記憶装置４０との間のインターフェースを制御するコントローラであり、例えば、記憶装置４０を制御するプロトコルに従って、記憶装置４０へのデータ入出力要求を制御する機能を有する。

コントローラ３０は、ＣＰＵ３１、ローカルメモリ（ＬＭ）３２、データ転送制御部（Ｄ−ＣＴＬ）３３、ホストＩ／Ｆ制御部３４、ドライブＩ／Ｆ制御部３５、及びキャッシュメモリ（ＣＭ）３６を備えており、コントローラ２０と同様の構成となっている。

データ転送制御部２３及び３３は、データバス６２を通じて接続されており、一方のキャッシュメモリ２６に書き込まれるデータは、他方のキャッシュメモリ３６にも二重書きされるようにデータ転送制御部２３及び３３間でデータ転送を行っている。また、記憶装置４０がＲＡＩＤレベル５で管理される場合には、データ転送制御部２３及び３３がパリティデータを演算する。

図２はディスクアレイシステム１０のバックエンドインターフェースの詳細構成を示す。ドライブＩ／Ｆ制御部２５には、複数のＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop）８１，８２が接続されている。第一のバックエンドループ９１を構成するＦＣ−ＡＬ８１には、ポートバイパス回路（ＰＢＣ）７１を介してデータディスク４１及びスペアディスク４３のそれぞれが接続するとともに、ＦＣ／ＳＡＴＡコンバータ７２及びスイッチ７３を介してデータディスク４２及びスペアディスク４４のそれぞれが接続する。同様に、第二のバックエンドループ９２を構成するＦＣ−ＡＬ８２には、ポートバイパス回路（ＰＢＣ）７１を介してデータディスク４１及びスペアディスク４３のそれぞれが接続するとともに、ＦＣ／ＳＡＴＡコンバータ７２及びスイッチ７３を介してデータディスク４２及びスペアディスク４４のそれぞれが接続する。

尚、ＦＣディスク（データディスク４１及びスペアディスク４３）と、ＳＡＴＡディスク（データディスク４２及びスペアディスク４４）は、それぞれ同一筺体に搭載されていてもよく、或いは別の筺体に搭載されていてもよい。例えば、ＦＣディスクは、基本筺体に搭載され、ＳＡＴＡディスクは、増設筺体に搭載されるものであってもよい。また、ディスクアレイシステム１０が搭載するディスクドライブの種別として、単一種類のディスクドライブ（例えば、ＦＣディスクのみ、或いはＳＡＴＡディスクのみ）のみを搭載してもよい。

次に、図３を参照しながらコピーバックレス処理の概要について説明を加える。同図において、「Ｄ」はデータディスクとして管理されていることを示し、「Ｓ」はスペアディスクとして管理されていることを示す。

同図（Ａ）に示すように、ＲＡＩＤグループ５１を提供する複数のデータディスク４１−1，４１−２，４１−３，４１−４のうち何れかのデータディスク４１−３に障害が発生した場合を考える。

同図（Ｂ）に示すように、コントローラ２０又は３０は、障害が生じたデータディスク４１−３と同一のＲＡＩＤグループ５１に属する他のデータディスク４１−1，４１−２，４１−４を用いて、複数のスペアディスク４３−１，４３−２，４３−３のうち何れかのスペアディスク４３−２にコレクションコピーを行い、障害が生じたデータディスク４１−３の全データを回復する。コレクションコピーが行われるスペアディスク４３−２としては、障害が生じたデータディスク４１−３に一致又は近似する物理スペックを有するディスクを選択するのが好ましい。スペアディスク４３の選択基準の詳細については、後述する。

同図（Ｃ）に示すように、コレクションコピーが終了すると、管理者の手動操作によってデータディスク４１−３が新たなデータディスク４１−５に交換される。データディスク４１−３の物理位置と、データディスク４１−５の物理位置とは同一である。

同図（Ｄ）に示すように、コントローラ２０又は３０は、今後、スペアディスク４３−２をデータディスクとして運用するようにディスク管理を変更する。更に、コントローラ２０又は３０は、今後、新たなデータディスク４１−５をスペアディスクとして運用するようにディスク管理を変更する。ディスク管理の変更に伴い、ＲＡＩＤグループ５１を構成するディスクは、データディスク４１−１，４１−２，４１−４，４３−２となる。このようにディスク管理を変更することで、スペアディスク４３−２からデータディスク４１−５へのコピーバックを省略し、データ復旧時間を従来の半分程度に抑えることができる。

尚、コピーバックレス処理は、データディスクに障害が生じた場合だけでなく、ダイナミックスペアリングを実施する場合にも適用できる。ダイナミックスペアリングとは、データディスクのアクセスエラー率が所定の閾値を超えた場合に、当該データディスクが故障しないうちに、当該データディスクのデータをスペアディスクにコピーすることをいう。本実施形態のコピーバックレス処理では、ダイナミックスペアリングによって、スペアディスクにデータをコピーしたならば、今後は、そのスペアディスクをデータディスクとして運用するようにディスク管理を変更する。更に、アクセスエラー率が所定の閾値を超えたデータディスクに替わって交換用に新たに搭載されたデータディスクを、今後は、スペアディスクとして運用するようにディスク管理を変更する。このようにディスク管理を変更することで、スペアディスクから交換用の新たなデータディスクへのコピーバックを省略し、データ復旧時間を従来の半分程度に抑えることができる。

次に、図４乃至図６を参照しながら、ディスク管理に用いられる各種テーブルについて説明する。

図４はＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１を示す。ＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１は、ＲＡＩＤグループを構成するデータディスク４１，４２の論理位置と物理位置との対応関係を管理し、その対応関係情報を登録するためのテーブルである。データディスク４１，４２の論理位置は、例えば、ＲＡＩＤグループを識別するＲＡＩＤグループ番号（ＲＧ＃）と、ＲＡＩＤグループ内のデータディスク４１，４２の論理的な位置を示す論理ＨＤＤ番号（論理ＨＤＤ＃）との組み合わせによって、定義される。データディスク４１，４２の物理位置は、例えば、データディスク４１，４２が実装されている筺体を識別する筺体番号（筺体＃）と、筺体内におけるデータディスク４１，４２の物理的な搭載位置を示す物理ＨＤＤ番号（物理ＨＤＤ＃）との組み合わせによって、定義される。

図５はスペアディスク管理テーブル１０２を示す。スペアディスク管理テーブル１２０は、スペアディスク４３，４４の論理位置と物理位置との対応関係を管理し、その対応関係情報を登録するためのテーブルである。スペアディスク４３，４４の論理位置は、例えば、スペアディスク４３，４４を一意に識別するためのスペアＨＤＤ番号（スペアＨＤＤ＃）によって、定義される。スペアディスク４３，４４の物理位置は、例えば、スペアディスク４３，４４が実装されている筺体を識別する筺体番号（筺体＃）と、筺体内におけるスペアディスク４３，４４の物理的な搭載位置を示す物理ＨＤＤ番号（物理ＨＤＤ＃）との組み合わせによって、定義される。スペアディスク管理テーブル１０２には、更に、各スペアディスク４３，４４の使用状態（使用中／未使用）を管理する。

図６はディスクドライブ属性管理テーブル１０３を示す。ディスクドライブ属性管理テーブル１０３は、ディスクドライブ（データディスク４１，４２及びスペアディスク４３，４４）のドライブ種別、ディスク容量、及びディスク回転数を管理し、これらの情報を登録するためのテーブルである。同管理テーブル１０３は、ディスクドライブが実装されている筺体を識別する筺体番号（筺体＃）と、筺体内におけるディスクドライブの物理的な搭載位置を示す物理ＨＤＤ番号（物理ＨＤＤ＃）と、ドライブ種別と、ディスク容量と、ディスク回転数とをそれぞれ対応付けて管理している。ドライブ種別とは、ディスクドライブの種別（ＦＣディスク、ＳＡＴＡディスク、ＰＡＴＡディスク、ＦＡＴＡディスク、ＳＣＳＩディスク等の区別）を示す。ディスク容量は、ディスクドライブの記憶容量を示す。ディスク回転数は、ディスクドライブの定格回転数を示す。

ディスクドライブ属性管理テーブル１０３は、ディスクアレイシステム１０の立ち上げ時に、コントローラ２０又は３０が記憶装置４０にinquiryコマンド、Mode Senseコマンド、Read Capacity等のＳＣＳＩコマンドを発行し、これらのコマンドの応答値から取得することができる。

尚、本実施形態では、「データディスク」と「スペアディスク」の運用管理は、固定的なものではなく、上述したＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１及びスペアディスク管理テーブル１０２の管理変更によって、動的に変わり得るものである。例えば、ＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１に登録されている物理ＨＤＤ番号と同一の物理ＨＤＤ番号を有するディスクドライブは、データディスクとして運用管理されていることを示すが、この物理ＨＤＤ番号がＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１から削除されて、しかも、その物理ＨＤＤ番号がスペアディスク管理テーブル１０２に新規登録されると、そのディスクドライブは、スペアディスク管理テーブル１０２に新規登録された時点からスペアディスクとして運用管理されることになる。

次に、スペアディスクの選択基準について説明を加える。コピーバックレス処理では、データ復旧処理が行われたスペアディスクをデータディスクとして管理変更するため、データ復旧対象のデータディスクの物理スペックと、データ復旧処理が行われたスペアディスクの物理スペックが異なると、性能低下やシステム運用上の問題を生じる虞がある。そこで、複数のスペアディスクの中から、データ復旧対象のデータディスクの物理スペックと一致又は近似するスペアディスクを適切に選択する必要がある。スペアディスクの選択基準となる物理スペックとして、例えば、ドライブ種別、ディスク回転数、ディスク容量、所属ループ等がある。

ＲＡＩＤグループを構成する複数のデータディスクは、同一のドライブ種別を有するディスクドライブで構成するのが品質保証の観点からも重要なので、ドライブ種別は、優先度の高い選択基準である。例えば、ＦＣのデータディスク４１に替わるディスクドライブとして、ＦＣのスペアディスク４３を選択するのが望ましい。

また、ＲＡＩＤグループを構成する複数のデータディスクは、同一のディスク回転数を有していることが望ましい。同一のＲＡＩＤグループ内でディスク回転数にばらつきがあると、最低のディスク回転数に律速されてしまい、ディスクドライブの性能を十分に活かせない場合があるためである。

スペアディスクのディスク容量は、少なくともデータ復旧対象のデータディスクのディスク容量と同一か或いはそれ以上のディスク容量を有している必要がある。選択基準としては、まず、データ復旧対象のデータディスクのディスク容量と同一のディスク容量を有するスペアディスクを選択し、このようなスペアディスクが存在しない場合には、データ復旧対象のデータディスクのディスク容量以上のディスク容量を有するスペアディスクを選択するのが望ましい。

スペアディスクが所属するバックエンドループは、データ復旧対象のデータディスクが所属するバックエンドループと同一であることが望ましい。スペアディスクが所属するバックエンドループと、データ復旧対象のデータディスクが所属するバックエンドループとが異なると、バックエンドループに接続するデータディスクの台数（ループ負荷）に偏りが生じてしまうためである。

上述した物理スペックをスペアディスクの選択基準として採用する場合、「ドライブ種別」、「ディスク回転数」、「ディスク容量」、及び「所属ループ」の順に優先順位を設定してスペアディスクを選択するのが望ましい。スペアディスクの選択基準となる物理スペックは、上述の例に限られるものではなく、他の物理スペックを採用してもよく、或いは選択基準の優先順位をシステム構成に合せて適宜変更してもよい。

次に、図７を参照しながらデータ復旧処理ルーチンについて説明する。データ復旧処理ルーチンは、データディスクに障害が発生してスペアディスクにコレクションコピーを行う必要が生じたり、或いはデータディスクのエラー率が所定の閾値を越えてダイナミックスペアリングを行う必要が生じたりしたときに、コントローラ２０又は３０のメインルーチンから呼び出されて、実行される。

データ復旧処理ルーチンが呼び出されると、コントローラ２０又は３０は、スペアディスク管理テーブル１０２とＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１とを参照して、最適なスペアディスクの検索を開始する（Ｓ１１）。

コントローラ２０又は３０は、データ復旧対象のデータディスクのドライブ種別、ディスク回転数、ディスク容量、及び所属ループの全てに一致するドライブ種別、ディスク回転数、ディスク容量、及び所属ループを有する未使用のスペアディスクが存在するか否かをチェックする（Ｓ１２）。

検索条件を満たすスペアディスクが存在する場合には（Ｓ１２；ＹＥＳ）、当該検索条件を満たすスペアディスクにコレクションコピー、或いはダイナミックスペアリングを実施し、データ復旧を行う（Ｓ１７）。検索条件を満たすスペアディスクが存在しない場合には（Ｓ１２；ＮＯ）、コントローラ２０又は３０は、データ復旧対象のデータディスクのドライブ種別、ディスク回転数、及びディスク容量の全てに一致するドライブ種別、ディスク回転数、及びディスク容量を有する未使用のスペアディスクが存在するか否かをチェックする（Ｓ１３）。

検索条件を満たすスペアディスクが存在する場合には（Ｓ１３；ＹＥＳ）、当該検索条件を満たすスペアディスクにコレクションコピー、或いはダイナミックスペアリングを実施し、データ復旧を行う（Ｓ１７）。検索条件を満たすスペアディスクが存在しない場合には（Ｓ１３；ＮＯ）、コントローラ２０又は３０は、データ復旧対象のデータディスクのドライブ種別、及びディスク回転数の全てに一致するドライブ種別、及びディスク回転数を有し、且つスペアディスクの記憶容量がデータ復旧対象のデータディスクの記憶容量を上回るような未使用のスペアディスクが存在するか否かをチェックする（Ｓ１４）。

検索条件を満たすスペアディスクが存在する場合には（Ｓ１４；ＹＥＳ）、当該検索条件を満たすスペアディスクにコレクションコピー、或いはダイナミックスペアリングを実施し、データ復旧を行う（Ｓ１７）。検索条件を満たすスペアディスクが存在しない場合には（Ｓ１４；ＮＯ）、コントローラ２０又は３０は、データ復旧対象のデータディスクのドライブ種別に一致するドライブ種別を有し、且つスペアディスクの記憶容量がデータ復旧対象のデータディスクの記憶容量を上回るような未使用のスペアディスクが存在するか否かをチェックする（Ｓ１５）。

検索条件を満たすスペアディスクが存在する場合には（Ｓ１５；ＹＥＳ）、当該検索条件を満たすスペアディスクにコレクションコピー、或いはダイナミックスペアリングを実施し、データ復旧を行う（Ｓ１７）。検索条件を満たすスペアディスクが存在しない場合には（Ｓ１５；ＮＯ）、コントローラ２０又は３０は、データ復旧を断念する（Ｓ１６）。

次に、図８を参照しながらディスク管理処理ルーチンについて説明する。ディスク管理処理ルーチンは、スペアディスクへのコレクションコピー或いはダイナミックスペアリングにより、データディスクのデータが復旧した段階で、コントローラ２０又は３０のメインルーチンから呼び出されて、実行される。

ディスク管理処理ルーチンが呼び出されると、コントローラ２０又は３０は、スペアディスクのディスク回転数及びディスク容量の全てがデータ復旧対象のデータディスクのディスク回転数及びディスク容量に一致するか否かをチェックする（Ｓ２１）。

一致条件を満たす場合には（Ｓ２１；ＹＥＳ）、コントローラ２０又は３０は、コピーバックレスを行い、ＲＡＩＤ構成管理テーブル１０１の物理ＨＤＤ番号と、スペアディスク管理テーブル１０２の物理ＨＤＤ番号とを入れ替える（Ｓ２２）。これにより、データ復旧が行われたスペアディスクは、データディスクとして管理変更される。また、データ復旧対象のデータディスクの物理位置に交換用として新たに搭載されるデータディスクは、スペアディスクとして管理変更される。

一方、一致条件を満たさない場合には（Ｓ２１；ＮＯ）、コントローラ２０又は３０は、ディスク管理の変更処理（Ｓ２２）をスキップし、ディスク管理処理ルーチンを抜けて、メインルーチンに戻る。

尚、上述の処理例は一例であり、ディスクアレイシステム１０のシステム構成等に応じて適宜変更してもよい。例えば、図８のＳ２１のチェック判定がＮＯの場合に、データ復旧対象のデータディスクの物理位置に交換用として新たに搭載されたデータディスクにスペアディスクからコピーバックを実施してもよい。

また、物理スペックに基づくスペアディスクの選択は、必ずしもデータ復旧処理の前に行う必要はなく、例えば、スペアディスクにデータ復旧を行った後に、そのスペアディスクの物理スペックがデータ復旧対象のデータディスクの物理スペックに一致又は近似するかを事後的にチェックしてもよい。データ復旧が行われたスペアディスクの物理スペックがデータ復旧対象のデータディスクの物理スペックに一致又は近似していれば、ディスク管理の変更処理を行えばよい。両スペックが一致していなければ、データ復旧対象のデータディスクの物理位置に交換用として新たに搭載されたデータディスクにスペアディスクからコピーバックを実施してもよい。

また、データディスクに障害が生じたり、或いはエラー率が所定の閾値を超えたりした場合に、データディスクのデータ復旧を行うためのスペアディスクをデータディスク毎に予め固定的にアサインしておいてもよい。

尚、コピーバックレスを実施することにより、同一ＲＡＩＤグループを構成する複数のデータディスクが筺体内で分散して配置されることとなる。システム管理者によっては、同一ＲＡＩＤグループを構成する複数のデータディスクは、一箇所にまとまって配置されることを望む場合も想定されるので、データディスクの物理位置を調整するため、システム管理者の手動操作によって、ディスクアレイシステム１０にコピーバックを指示できる機能を追加してもよい。

また、スペアディスクは、必ずしも物理デバイスである必要はなく、仮想デバイスであってもよい。図９は、４つのデータディスク４１を一組としてグループ化することにより（３Ｄ＋１Ｐ）、仮想デバイス２００を構成し、この仮想デバイス２００をスペアディスクとして運用する例を示している。

本実施形態によれば、スペアディスクへのコレクションコピー終了後に、或いはダイナミックスペアリング終了後に、データディスクとスペアディスクのディスク管理を変更することで、交換用に新たに搭載されたデータディスクへのコピーバックを省略し、データ復旧時間を従来のおよそ半分に短縮できる。

本実施形態のディスクアレイシステムの構成図である。 本実施形態のディスクアレイシステムのバックエンドインターフェースの詳細構成図である。 本実施形態のコピーバックレス処理の概要を示す説明図である 本実施形態のＲＡＩＤ構成管理テーブルの説明図である。 本実施形態のスペアディスク管理テーブルの説明図である。 本実施形態のディスクドライブ属性管理テーブルの説明図である。 本実施形態のデータ復旧処理ルーチンを示すフローチャートである。 本実施形態のディスク管理処理ルーチンを示すフローチャートである。 本実施形態の仮想スペアディスクの説明図である。

符号の説明

１０…ディスクアレイシステム ２０，３０…コントローラ ４０…記憶装置 ４１，４２…データディスク ４３，４４…スペアディスク １０１…ＲＡＩＤ構成管理テーブル １０２…スペアディスク管理テーブル １０３…ディスクドライブ管理テーブル

Claims (14)

1. 一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスクと、
   一つ以上のスペアディスクと、
   前記データディスク及び前記スペアディスクへのデータ入出力を制御するコントローラと、
   ＲＡＩＤグループ内における前記データディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するＲＡＩＤ構成管理テーブルと、
   前記スペアディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するスペアディスク管理テーブルと、を備え、
   前記コントローラは、何れかのデータディスクに障害が生じると、障害が生じたデータディスクと同一のＲＡＩＤグループに属する他のデータディスクを用いて、何れかのスペアディスクにコレクションコピーを行い、前記コレクションコピーが行われたスペアディスクの物理位置と前記障害が生じたデータディスクの物理位置とが交換されるように、前記ＲＡＩＤ構成管理テーブルと前記スペアディスク管理テーブルとを更新する更新処理を実行する、ディスクアレイシステム。
2. 請求項１に記載のディスクアレイシステムであって、前記データディスク及び前記スペアディスクの物理スペックを登録するディスクドライブ属性管理テーブルを更に備え、前記コントローラは、前記ディスクドライブ属性管理テーブルを参照して、障害が生じたデータディスクの物理スペックに一致又は近似する物理スペックを有するスペアディスクを選択し、選択されたスペアディスクに前記コレクションコピーを行う、ディスクアレイシステム。
3. 請求項２に記載のディスクアレイシステムであって、前記物理スペックは、ドライブ種別、ディスク回転数、及びディスク容量である、ディスクアレイシステム。
4. 請求項１に記載のディスクアレイシステムであって、前記データディスク及び前記スペアディスクの物理スペックを登録するディスクドライブ属性管理テーブルを更に備え、前記コントローラは、前記何れかのスペアディスクに前記コレクションコピーを行った後に、前記ディスクドライブ属性管理テーブルを参照して、障害が生じたデータディスクの物理スペックと前記コレクションコピーが行われたスペアディスクの物理スペックとを比較し、両者の物理スペックが一致又は近似することを条件として、前記更新処理を実行する、ディスクアレイシステム。
5. 請求項４に記載のディスクアレイシステムであって、前記コントローラは、障害が生じたデータディスクの物理スペックと前記コレクションコピーが行われたスペアディスクの物理スペックとが一致しないことを条件として、前記更新処理をスキップし、前記障害が生じたディスクドライブが新たなデータディスクに交換された後に、前記コレクションコピーが行われたスペアディスクのデータを前記新たなデータディスクにコピーバックする、ディスクアレイシステム。
6. 請求項１に記載のディスクアレイシステムであって、前記スペアディスクは、前記データディスク上に定義された仮想デバイスである、ディスクアレイシステム。
7. 一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスクと、
   一つ以上のスペアディスクと、
   前記データディスク及び前記スペアディスクへのデータ入出力を制御するコントローラと、
   ＲＡＩＤグループ内における前記データディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するＲＡＩＤ構成管理テーブルと、
   前記スペアディスクの論理位置と物理位置との対応関係を登録するスペアディスク管理テーブルと、を備え、
   前記コントローラは、何れかのデータディスクのエラー率が所定の閾値を越えると、前記エラー率が所定の閾値を超えた前記データディスクのデータを何れかのスペアディスクにコピーし、前記コピーが行われたスペアディスクの物理位置と前記エラー率が所定の閾値を超えたデータディスクの物理位置とが交換されるように、前記ＲＡＩＤ構成管理テーブルと前記スペアディスク管理テーブルとを更新する更新処理を実行する、ディスクアレイシステム。
8. 請求項７に記載のディスクアレイシステムであって、前記データディスク及び前記スペアディスクの物理スペックを登録するディスクドライブ属性管理テーブルを更に備え、前記コントローラは、前記ディスクドライブ属性管理テーブルを参照して、前記エラー率が所定の閾値を超えたデータディスクの物理スペックに一致又は近似する物理スペックを有するスペアディスクを選択し、選択されたスペアディスクに前記コピーを行う、ディスクアレイシステム。
9. 請求項８に記載のディスクアレイシステムであって、前記物理スペックは、ドライブ種別、ディスク回転数、及びディスク容量である、ディスクアレイシステム。
10. 請求項７に記載のディスクアレイシステムであって、前記データディスク及び前記スペアディスクの物理スペックを登録するディスクドライブ属性管理テーブルを更に備え、前記コントローラは、前記何れかのスペアディスクに前記コピーを行った後に、前記ディスクドライブ属性管理テーブルを参照して、前記エラー率が所定の閾値を超えたデータディスクの物理スペックと前記コピーが行われたスペアディスクの物理スペックとを比較し、両者の物理スペックに一致又は近似することを条件として、前記更新処理を実行する、ディスクアレイシステム。
11. 請求項１０に記載のディスクアレイシステムであって、前記コントローラは、前記エラー率が所定の閾値を超えたデータディスクの物理スペックと前記コピーが行われたスペアディスクの物理スペックとが一致しないことを条件として、前記更新処理をスキップし、前記障害が生じたディスクドライブが新たなデータディスクに交換された後に、前記コピーが行われたスペアディスクのデータを前記新たなデータディスクにコピーバックする、ディスクアレイシステム。
12. 請求項７に記載のディスクアレイシステムであって、前記スペアディスクは、前記データディスク上に定義された仮想デバイスである、ディスクアレイシステム。
13. ＲＡＩＤグループ内におけるデータディスクの論理位置と物理位置との対応関係を予めＲＡＩＤ構成管理テーブルに登録するステップと、
    スペアディスクの論理位置と物理位置との対応関係を予めスペアディスク管理テーブルに登録するステップと、
    一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスクのうち何れかのデータディスクに障害が生じたことを検出するステップと、
    障害が生じたデータディスクと同一のＲＡＩＤグループに属する他のデータディスクを用いて、何れかのスペアディスクにコレクションコピーを行うステップと、
    前記コレクションコピーが行われたスペアディスクの物理位置と前記障害が生じたデータディスクの物理位置とが交換されるように、前記ＲＡＩＤ構成管理テーブルと前記スペアディスク管理テーブルとを更新するステップと、
    を備える、ディスクアレイシステムの制御方法。
14. ＲＡＩＤグループ内におけるデータディスクの論理位置と物理位置との対応関係を予めＲＡＩＤ構成管理テーブルに登録するステップと、
    スペアディスクの論理位置と物理位置との対応関係を予めスペアディスク管理テーブルに登録するステップと、
    一つ以上のＲＡＩＤグループを提供する複数のデータディスクのうち何れかのデータディスクのエラー率が所定の閾値を越えたことを検出するステップと、
    前記エラー率が所定の閾値を超えた前記データディスクのデータを何れかのスペアディスクにコピーするステップと、
    前記コピーが行われたスペアディスクの物理位置と前記エラー率が所定の閾値を超えた前記データディスクの物理位置とが交換されるように、前記ＲＡＩＤ構成管理テーブルと前記スペアディスク管理テーブルとを更新するステップと、
    を備える、ディスクアレイシステムの制御方法。
    
    

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