JP2007199754A - データ蓄積装置及びログデータの保存方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】データ蓄積装置において、本来の動作であるデータの記録再生動作に支障を与えることなく、詳細なログデータを保存する。
【解決手段】記録媒体10にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリ8に保存するデータ蓄積装置において、記録媒体10に対してデータの記録及び/または再生を行う通常処理と、不揮発性メモリ8にログデータを転送して保存させるログ転送処理との間に、通常処理をログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、通常処理の実行時に、生成されたログデータを、不揮発性メモリ8よりも高速アクセス可能な揮発性メモリ7に一時的に保存させ、ログ転送処理の実行時に、揮発性メモリ7に保存させたログデータのうちの少なくとも一部を、不揮発性メモリ8に転送して保存させる。
【選択図】図1
【解決手段】記録媒体10にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリ8に保存するデータ蓄積装置において、記録媒体10に対してデータの記録及び/または再生を行う通常処理と、不揮発性メモリ8にログデータを転送して保存させるログ転送処理との間に、通常処理をログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、通常処理の実行時に、生成されたログデータを、不揮発性メモリ8よりも高速アクセス可能な揮発性メモリ7に一時的に保存させ、ログ転送処理の実行時に、揮発性メモリ7に保存させたログデータのうちの少なくとも一部を、不揮発性メモリ8に転送して保存させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、データ蓄積装置に関し、特に、データの記録/再生動作に支障を与えることなく、詳細なログデータを保存できるようにしたものに関する。
近年、放送局やポストプロダクションでは、AV(オーディオ・ビデオ)データを蓄積するストレージとして、複数台のHDDを搭載して大容量を実現したHDDアレイユニットが使用されている。
例えば、放送局で編集システムや送出システムとして用いられるAVサーバーでも、こうしたHDDアレイユニットが使用されている。AVサーバーは、AVデータ入出力用の複数の入出力ポートを有し、これらの入出力ポートとHDDアレイユニットとの間で高速にAVデータを転送する。
このAVサーバーは、24時間365日連続稼動することを前提とし、且つ、番組のオンエア時に映像や音声が途切れたり遅れたりすることは許されないことから、高い動作信頼性及びリアルタイム性が要求される。
ところが、HDDは、動作信頼性やリアルタイム性(レスポンス性能)はあまり高くないデバイスである。そこで、AVサーバーでは、HDDアレイユニットを、冗長性を持たせたRAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)構成とした上で、さらに様々な障害に対する対応機能がサポートされている。そうした対応機能としては、例えば、パリティによるデータの補正、リビルド(Rebuild)によるデータの再構築、データのリアサイン処理(或るHDDに応答遅延が発生しても他のHDDでそのHDDのデータを補正して出力すること)、スペアHDDの搭載によるMTTR(Mean Time To Repair)の短縮等が挙げられる。
さらに、HDDアレイユニットにログ機能を持たせ、HDDアレイユニットが生成して内部の不揮発性メモリに保存したログデータを、メンテナンス用端末で収集・分析できるようにしている。
従来、AVサーバーにおけるHDDアレイユニットのログ機能としては、例えばLinux標準のログ機能が利用されていた。このLinux標準のログ機能では、多量のログデータが集中して生成された場合、HDDアレイユニットの本来の動作であるAVデータの記録/再生動作に支障を与えることなくそれらのログデータを不揮発性メモリに保存させることが困難である。そこで、従来は、HDDアレイユニット内の不揮発性メモリに保存するログデータを、HDDアレイユニット内でエラーが発生したことを示すものに限定し、それ以外の詳細なログデータは保存しないようにしていた。
そのため、メンテナンス用端末には“HDDアレイユニット内でエラーが発生した”という結果を示す情報しか収集されないので、メンテナンス要員は、HDDアレイユニットの状況を詳細に把握することができなかった。したがって、従来は、HDDアレイユニットのログ機能は、メンテナンス時に積極的に活用されるというものではなく、補助的な役割しか果たしていなかった。
他方、文献上、HDDを用いたデータ蓄積装置のログ機能に関する技術としては、例えば、ハードディスク上のメタデータ(ハードディスクに記録したデータファイルを管理する管理情報)を更新する際に、更新前のメタデータから更新後のメタデータを再構築するためのログデータを生成して、そのログデータを不揮発性メモリに保存するという技術が従来から提案されている(特許文献1参照)。
しかし、この文献では、こうしたログデータを不揮発性メモリに保存することと、HDDの本来の動作であるデータの記録/再生動作との関係については言及されていない。
本発明は、上述の点に鑑み、HDDアレイユニットを始めとする各種のデータ蓄積装置において、本来の動作であるデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、詳細なログデータを保存できるようにすることを課題としてなされたものである。
この課題を解決するために、本発明は、記録媒体にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリに保存するデータ蓄積装置において、この記録媒体に対するデータの記録及び/または再生を指示する通常処理と、この不揮発性メモリにログデータを転送して保存させるログ転送処理との間に、この通常処理をこのログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、この通常処理の実行時に、生成されたログデータを、この不揮発性メモリよりも高速アクセス可能な揮発性メモリに一時的に保存させ、このログ転送処理の実行時に、この揮発性メモリに保存させたこのログデータのうちの少なくとも一部を、この不揮発性メモリに転送して保存させる制御手段を備えたことを特徴とする。
また本発明は、記録媒体にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリに保存するデータ蓄積装置における、ログデータの保存方法において、この記録媒体に対するデータの記録及び/または再生を指示する通常処理と、この不揮発性メモリにログデータを転送して保存させるログ転送処理との間に、この通常処理をこのログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、この通常処理の実行時に、生成されたログデータを、この不揮発性メモリよりも高速アクセス可能な揮発性メモリに一時的に保存させ、このログ転送処理の実行時に、この揮発性メモリに保存させたこのログデータのうちの少なくとも一部を、この不揮発性メモリに転送して保存させることを特徴とする。
本発明によれば、データ蓄積装置において、データ蓄積装置の本来の動作であるデータの記録/再生動作(通常処理)を、不揮発性メモリにログデータを転送して保存させる処理(ログ転送処理)よりも優先して実行する。そして、通常処理の実行時に、生成したログデータを、高速アクセス可能な揮発性メモリに一時保存し、ログ転送処理実行時に、この一時保存したログデータのうちの少なくとも一部を不揮発性メモリに転送して保存させるという、二段階の手順をふんで、不揮発性メモリにログデータを保存させる。
ここで、通常処理の実行時(記録媒体に対するデータの記録/再生を指示するタイミング)には、高速アクセス可能な揮発性メモリにログデータを保存させるので、多量のログデータが集中して生成された場合でも、データの記録/再生動作に支障を与えることなく、それらのログデータを短時間に保存させることができる。
また、通常処理よりも優先順位の低いログ転送処理の実行時(すなわち記録媒体に対するデータの記録/再生を指示する必要のないタイミング)に、揮発性メモリから不揮発性メモリのほうにログデータを転送して保存させるので、データの記録/再生を指示すべきタイミングに不揮発性メモリにログデータを保存させる場合と比較して、データの記録/再生動作に支障を与えることなく、より多くのログデータを不揮発性メモリに保存させることができる。
これにより、本来の動作であるデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、より詳細なログデータを保存することができる。
本発明によれば、データ蓄積装置において、本来の動作であるデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、より詳細なログデータを保存することができるという効果が得られる。
以下、放送局で用いられるAVサーバーのストレージに本発明を適用した例について、図面を用いて具体的に説明する。図1は、本発明を適用したAVサーバーのストレージ部の構成を示すブロック図である。このストレージ部1には、FC(ファイバチャネル:Fibre Channel)コントローラ2と、記録再生処理系3と、キャッシュメモリ4と、HDDコントローラ5と、CPU6と、DRAM7と、不揮発性SRAM8とが設けられている。記録再生処理系3とHDDコントローラ5とは、PCI−X規格のバス9によって接続されている。
また、このストレージ部1には、15台のHDD10(HDD10(1)〜10(15))が搭載される。これらのHDD10のうち、10台のHDD10(1)〜10(10)はAVデータ用のHDDであり、4台のHDD10(11)〜10(14)はエラー訂正用のHDDであり、残りの1台のHDD10(15)はスペア用のHDDである。
FCコントローラ2は、外部との間でファイバチャンネル経由でAVデータを授受するためのインターフェースである。記録再生処理系3は、プログラム可能なLSIであるFPGAで構成されており、HDD10に記録させるAVデータや、HDD10から再生されたAVデータを処理する。
キャッシュメモリ4は、AVデータをバッファリングするためのDIMM(Dual Inline Memory Module)規格のSDRAMである。HDDコントローラ5は、例えばHDD10としてSATA(シリアルATA)に対応したHDDを使用する場合には、SATAコントローラである。
CPU6は、ストレージ部1全体を制御する。DRAM7は、CPU6のメインメモリである。不揮発性SRAM8は、CPU6がログデータを保存する用途等に用いられる。DRAM7は、不揮発性SRAM8よりも高速アクセスが可能である。
ストレージ部1へのAVデータの記録時には、FCコントローラ2で受信したAVデータが、記録再生処理系3に送られる。記録再生処理系3は、このAVデータからエラー訂正符号(リードソロモン符号)を生成する。そして、この符号を付加したAVデータを、AVデータ用の各HDD10(1)〜10(10)に記録させるための10系統のデータ(AVデータの部分)と、エラー訂正用のHDD10(11)〜10(14)に記録させるための4系統のデータ(リードソロモン符号の部分)とにストライピングする。そして、その合計14系統のデータを、キャッシュメモリ4でバッファリングしながらHDDコントローラ5を介してHDD10(1)〜10(14)に送って、HDD10(1)〜10(14)に記録させる。
ストレージ部1からのAVデータの再生時には、各HDD10(1)〜10(14)から読み出されたAVデータ及びリードソロモン符号が、HDDコントローラ5を介して記録再生処理系3に送られる。記録再生処理系3は、これらのデータ及び符号を、キャッシュメモリ4でバッファリングしながら、デストライピングする(ストライピングする前の状態に戻す)を行う。そして、リードソロモン符号を用いてAVデータのエラー訂正を行い、エラー訂正したAVデータをFCコントローラ2から外部に送信する。
また、記録再生処理系3は、データの再生時にHDD10(1)〜10(14)のうちのいずれかのHDDに故障または応答遅延が発生すると、リビルドを開始する。すなわち、HDD10(1)〜10(14)のうちの故障したHDD内のデータを、残りのHDD10(1)〜10(14)から読み出したデータからリードソロモン符号を用いて復元し、その復元したデータをスペア用のHDD10(15)に記録する。
図2は、図1のストレージ部1を用いて放送局内に設置されるAVサーバーのシステム構成を示す図である。このAVサーバーでは、複数のストレージ部1と、複数の入出力プロセッサー部11と、中継用端末12とが、FC(ファイバチャネル:Fibre Channel)スイッチ13によって接続される。また、各入出力プロセッサー部11と、中継用端末12と、管理用端末14と、メンテナンス用端末15とが、イーサネット16(イーサネット:Ethernetは登録商標)によって接続されている。
入出力プロセッサー部11は、複数(例えば6つ)の入出力ポートを有しており、SDI(Serial Digital Interface)等の同期系の伝送フォーマットや、あるいは非同期系の伝送フォーマットで、外部との間でAVデータを入出力する。
入出力プロセッサー部11は、入出力ポートに入力したAVデータを、所定の符号化方式でエンコード(圧縮)して、FCスイッチ13経由でストレージ部1に転送する。また、入出力プロセッサー部11は、ストレージ部1からFCスイッチ13経由で転送されたデータを、デコード(伸張)して入出力ポートから出力する。
なお、一般的なAVサーバーの入出力プロセッサー部の構成は周知であり、本発明を適用するAVサーバーの入出力プロセッサー部の構成はそうした一般的なものであってよいので、その詳細説明は省略する。
中継用端末12は、ネットワーク17によって複数台の編集用端末18と接続されており、ストレージ部1と編集用端末18との間のAVデータの授受と、入出力プロセッサー部11や管理用端末14と編集用端末18との間の情報の授受とを中継する。
管理用端末14は、ストレージ部1内におけるAVデータの記憶アドレスやそのAVデータのファイル名・属性等の情報を保持し、イーサネット16経由での入出力プロセッサー部11や中継用端末12からの要求に応じて、これらの情報を入出力プロセッサー部11や中継用端末12に送る。
メンテナンス用端末15は、メンテナンス要員が操作する端末であり、各ストレージ部1や各入出力プロセッサー部11が生成・保存したログデータを表示させてAVサーバーの状態を分析したり、ストレージ部1内のHDDの故障時に表示される警告に基づいてHDDの交換等を決定する。
次に、このストレージ部1におけるログデータの保存処理について説明する。図3は、CPU6(図1)が、ログデータを保存するために実行する処理を示すフローチャートである。
この処理では、HDD10(図1)に対してAVデータの記録/再生を指示する「通常処理」(ステップS2〜S5)と、不揮発性SRAM8(図1)にログデータを転送して保存させる「ログ転送処理」(ステップS6〜S11)との間に、通常処理のほうをログ転送処理よりも優先して実行するという優先順位を設定しており、ストレージ部1が起動されて所定の初期化処理(ステップS1)を行った後、まず通常処理のほうを実行する。
ログ転送処理には、一定の持ち時間を設定している。この持ち時間は、AVデータの記録/再生動作に支障を与えない程度の長さであり、例えば、HDD10に対するCPU6の平均的な待ち時間(CPU6の処理速度とHDD10の処理速度との相違から、CPU6がHDD10に対して待ち状態になる時間の平均的な長さ)と同程度にしている。
通常処理では、最初に、現在HDD10に対するAVデータの記録/再生を指示する必要があるか(記録または再生すべきAVデータが存在し、且つ、HDD10に対する待ち状態になっていないか)判断する(ステップS2)。そして、記録または再生を指示する必要があれば、HDDコントローラ5(図1)を介してHDD10にAVデータの記録または再生を指示する(ステップS3)。
続いて、なんらかのログデータ(少なくとも、後出の表に掲載するようなカテゴリーのログデータを含む)を生成すべき状態にあるか判断する(ステップS4)。イエスであれば、テキストファイル形式のログデータを生成して、そのログデータをDRAM7(図1)に一時的に保存させる(ステップS5)。そして、ステップS2に戻る。ステップS4においてノーであった場合には、そのままステップS2に戻る。
ステップS2において、現在HDD10に対するAVデータの記録または再生を指示する必要がない(記録または再生すべきAVデータが存在しないか、またはHDD10に対する待ち状態である)場合には、通常処理からログ転送処理に移行する。
ログ転送処理では、最初に、通常処理のステップS5でDRAM7に保存させたログデータのうち、まだ不揮発性SRAM8(図1)のほうに転送されていないログデータが存在するか判断する(ステップS6)。
存在していれば、その未転送のログデータ(テキストファイル)のうちの一行分のログデータ(最初は、先頭の行のログデータ、2回目以降は、後出のステップS11で指定した行のログデータ)を、DRAM7から取得する(ステップS7)。そして、この取得したログデータのカテゴリーが、下記の表に掲載した、不揮発性SRAM8への転送対象とするカテゴリーのうちのいずれかであるか判断する(ステップS8)。
イエスであれば、この取得したログデータを、不揮発性SRAM8に転送して保存させる(ステップS9)。そして、DRAM7のメモリアドレスのうち、ステップS7で取得したログデータの次の行(1つ下の行)のログデータの記憶アドレスを指定する(ステップS10)。ステップS8においてノーであった場合には、そのままステップS10に進む。
ステップS10に続き、ステップS6で通常処理を開始してから、ログ転送処理について設定した前述の持ち時間が経過したか判断する(ステップS11)。経過していなければ、ステップS6に戻る。他方、経過していた場合には、ログ転送処理から通常処理に戻る。ステップS6において未転送のログデータが存在しなかった場合にも、ログ転送処理から通常処理に戻る。
このように、このストレージ部1では、ストレージ部1の本来の動作であるAVデータの記録/再生動作(通常処理)を、不揮発性SRAM8にログデータを転送して保存させる処理(ログ転送処理)よりも優先して実行する。そして、通常処理の実行時に、生成したログデータを、高速アクセス可能なDRAM7に一時保存し、ログ転送処理実行時に、この一時保存したログデータの少なくとも一部(上記表に掲載のカテゴリーのログデータ)を不揮発性SRAM8に転送して保存させるという、二段階の手順をふんで、不揮発性SRAM8にログデータを保存させる。
ここで、通常処理の実行時(HDD10に対するAVデータの記録/再生を指示するタイミング)には、高速アクセス可能なDRAM7にログデータを保存させるので、多量のログデータが集中して生成された場合でも、AVデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、それらのログデータを短時間に保存させることができる。
また、通常処理よりも優先順位の低いログ転送処理の実行時(すなわちHDD10に対するAVデータの記録/再生を指示する必要のないタイミング)に、DRAM7から不揮発性SRAM8のほうにログデータを転送して保存させるので、AVデータの記録/再生を指示すべきタイミングに不揮発性SRAM8にログデータを保存させる場合と比較して、AVデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、より多くのログデータを不揮発性SRAM8に保存させることができる。
これにより、本来の動作であるAVデータの記録/再生動作に支障を与えることなく、より詳細なログデータを保存することができる。
また、HDD10に対するAVデータの記録/再生を指示する必要がある限り、通常処理のほうを実行して、ログ転送処理を実行しないようにした(図3のステップS2→S3)ので、AVデータの記録/再生動作を確実に行うことができる。
また、ログ転送処理を開始した後は、ログ転送処理について設定した持ち時間(AVデータの記録/再生動作に支障を与えない程度の持ち時間)が経過するまでは、不揮発性SRAM8にログデータを転送し続けるようにした(図3のステップS11→S6)ので、不揮発性SRAM8にログデータを保存させるための時間も、AVデータの記録/再生動作に支障を与えない範囲で、最大限確保することができる。
また、記録・再生すべきAVデータが常時存在する場合にも、CPU6の処理速度とHDD10の処理速度との相違から、CPU6がHDD10に対して待ち状態になるタイミングは必ず到来し、そのタイミングで通常処理からログ転送処理に移行する(図3のステップS2→S6)。したがって、記録または再生すべきAVデータが常時存在する場合にも、必ず不揮発性SRAM8にログデータを保存させることができる。
また、上記表に示したように、エラーが発生したことを示すログデータだけでなく、エラーが発生する怖れのある警告レベルに達したことを示すログデータや、ストレージ部1内でいずれかのHDD10の状態の変化(交換等)があったことを示すログデータや、ストレージ部1と入出力プロセッサー部11(図2)との接続状態の変化があったことを示すログデータが不揮発性SRAM8に保存されるので、メンテナンス用端末15(図2)には、“ストレージ部1内でエラーが発生した”という結果を示す情報だけでなく、ストレージ部1内でのエラーの発生を予見させる情報や、ストレージ部1内でエラーが発生する怖れがあるか否かを判断するための情報が収集され、メンテナンス要員は、ストレージ部1の状況を詳細に把握することができるようになる。
これにより、メンテナンス時に、ストレージ部1のログ機能を積極的に活用して、ストレージ部1内でエラーが発生しないような予防策等を講じることが可能になるので、AVサーバーに要求される性能(高い動作信頼性及びリアルタイム性)をより高いレベルで実現することが可能になる。
なお、不揮発性SRAM8の容量に余裕があり、且つ、AVデータの記録/再生動作に支障を与えることなくログ転送処理に割り当てることのできる時間(図3のステップS11の持ち時間)を長くとれるような場合には、不揮発性SRAM8に保存させるログデータのカテゴリーを、上記表に掲載したものよりも増やしてもよい。
また、以上の例では合計15台のHDDを搭載するストレージ部に適用しているが、これとは異なる台数のHDDを搭載するストレージ部や、AVデータ用,エラー訂正用,スペア用のHDDの台数がそれぞれ10台,4台,1台以外であるストレージ部にも本発明を適用してよい。
また、以上の例でAVサーバー用のストレージに本発明を適用しているが、それ以外の用途のHDDアレイユニットや、HDDを1台だけ用いてデータを蓄積する装置や、さらには、HDD以外の記録媒体(大容量の半導体メモリや、光ディスク等)を用いてデータを蓄積する装置にも本発明を適用してよい。
1 ストレージ部、 2 FCコントローラ、 3 記録再生処理系、 4 キャッシュメモリ、 5 HDDコントローラ、 6 CPU、 7 DRAM、 8 不揮発性SRAM、 9 バス、 10(1)〜10(15) HDD、 11 入出力プロセッサー部、 15 メンテナンス用端末
Claims (5)
- 記録媒体にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリに保存するデータ蓄積装置において、
前記記録媒体に対するデータの記録及び/または再生を指示する通常処理と、
前記不揮発性メモリにログデータを転送して保存させるログ転送処理と
の間に、前記通常処理を前記ログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、
前記通常処理の実行時に、生成されたログデータを、前記不揮発性メモリよりも高速アクセス可能な揮発性メモリに一時的に保存させ、
前記ログ転送処理の実行時に、前記揮発性メモリに保存させた前記ログデータのうちの少なくとも一部を、前記不揮発性メモリに転送して保存させる制御手段
を備えたことを特徴とするデータ蓄積装置。 - 請求項1に記載のデータ蓄積装置において、
前記制御手段は、前記記録媒体に対するデータの記録及び/または再生を指示する必要がある限り、前記通常処理のほうを実行して、前記ログ転送処理を実行せず、
前記ログ転送処理を開始した後は、前記不揮発性メモリに未転送のログデータが存在しないか、または前記ログ転送処理について設定した所定の持ち時間が経過するまでは、前記ログ転送処理を終了しない
ことを特徴とするデータ蓄積装置。 - 請求項1に記載のデータ蓄積装置において、
前記記録媒体はハードディスクドライブであり、
前記制御手段は、前記ハードディスクドライブに対する待ち状態のタイミングに、前記ログ転送処理を実行する
ことを特徴とするデータ蓄積装置。 - 請求項1に記載のデータ蓄積装置において、
前記制御手段は、前記ログ転送処理の実行時に、前記揮発性メモリに保存させたログデータのうち、エラーが発生したことを示すログデータと、エラーが発生する怖れのある警告レベルに達したことを示すログデータと、データ蓄積装置内部での前記記録媒体の接続状態の変化及び/またはデータ蓄積装置と外部の装置との接続状況の変化を示すログデータとを、前記不揮発性メモリに転送して保存させる
ことを特徴とするデータ蓄積装置。 - 記録媒体にデータを蓄積するとともに、ログデータを生成して不揮発性メモリに保存するデータ蓄積装置における、ログデータの保存方法において、
前記記録媒体に対するデータの記録及び/または再生を指示する通常処理と、
前記不揮発性メモリにログデータを転送して保存させるログ転送処理と
の間に、前記通常処理を前記ログ転送処理よりも優先して実行するように優先順位を設定し、
前記通常処理の実行時に、生成されたログデータを、前記不揮発性メモリよりも高速アクセス可能な揮発性メモリに一時的に保存させ、
前記ログ転送処理の実行時に、前記揮発性メモリに保存させた前記ログデータのうちの少なくとも一部を、前記不揮発性メモリに転送して保存させる
ことを特徴とするログデータの保存方法。
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