JP2007233607A - 情報処理装置、ｒａｉｄコントローラおよび情報処理装置のディスク制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク装置が故障等によって交換された場合に、このディスク装置を構成要素とする非冗長性のＲＡＩＤを自動的に再構成する情報処理装置を提供する。
【解決手段】あるディスク装置６が故障等により交換されると、ＲＡＩＤコントローラ５は、当該交換されたディスク装置６を構成要素とするＲＡＩＤを認識し、各ＲＡＩＤが冗長性を持つＲＡＩＤかどうかを判定する。ＲＡＩＤコントローラ５は、冗長性を持つＲＡＩＤについては、交換前のディスク装置６に記録されていたデータを復元して交換後のディスク装置６に記録するリビルド処理を実行し、一方、冗長性を持たないＲＡＩＤについては、ユーザの判断を介在させることなく、前回と同一の構成で当該ＲＡＩＤを自動的に再作成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＲＡＩＤを構成するディスク装置が故障等によって交換された場合のディスク制御技術に関する。

近年、ノートブックタイプやデスクトップタイプなど、様々なタイプのパーソナルコンピュータが広く普及している。この種のパーソナルコンピュータでは、外部記憶装置としてディスク装置が使用されるのが一般的であるが、高機能化や大容量化に伴い、ディスク装置に対する信頼性の要求は以前にも増して強くなってきている。

ディスク装置の高速化や耐障害性向上のための手法の１つとして、ＲＡＩＤがよく知られており、最近では、複数のディスク装置を搭載でき、かつ、これら複数のディスク装置からＲＡＩＤを構築する機能を備えたパーソナルコンピュータも存在する。

また、ＲＡＩＤの構築手法については、同一のディスク装置群から複数のＲＡＩＤを構築する提案もなされている（例えば特許文献１等参照）。
特開平８−２４９１３２号公報

ここで、ＲＡＩＤを構築するパーソナルコンピュータでディスク装置の故障が発生した場合を考える。この場合、ディスク装置の交換が行われ、構築されていたＲＡＩＤが例えばＲＡＩＤ−１などの冗長性を持つものであれば、交換前のディスク装置に記録されていたデータを復元可能であるため、この復元したデータを交換後のディスク装置に記録することにより、既存のＲＡＩＤをそのまま継続して使用できる。

一方、構築されていたＲＡＩＤが例えばＲＡＩＤ−０などの冗長性を持たないものであった場合には、交換前のディスク装置に記録されていたデータは復元できず、それ以外のディスク装置に断片的なデータを残すだけとなる。

そして、このデータが復元できるか否かという特性に基づき、同一のディスク装置群から複数のＲＡＩＤを構築するパーソナルコンピュータでディスク装置の交換が行われた場合には、複数のＲＡＩＤの中の冗長性を持つＲＡＩＤだけを自動的に復旧させるというのが一般的であった。換言すれば、断片的なデータのみが残存することになる冗長性を持たないＲＡＩＤについては、その後の処置がユーザの判断に委ねられていた。

しかしながら、ディスク装置の交換前に非冗長性のＲＡＩＤが構築されていた場合、断片的なデータだけでは利用価値がないため、その交換直後に、同一構成の非冗長性のＲＡＩＤが新たに再構築されることが多い。つまり、既存の非冗長性のＲＡＩＤを削除するための作業と、（同一構成の）新規の非冗長性のＲＡＩＤを再構成するための作業とをユーザに強いることになってしまっており、これらの作業を自動的に行って欲しいという要望も強かった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ディスク装置が故障等によって交換された場合に、このディスク装置を構成要素とする非冗長性のＲＡＩＤを自動的に再構成することを実現した情報処理装置、ＲＡＩＤコントローラおよび情報処理装置のディスク制御方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、この発明の情報処理装置は、Ｎ台のディスク装置と、前記Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤ（redundant array of inexpensive disks）を構築するＲＡＩＤコントローラと、を具備し、前記ＲＡＩＤコントローラは、前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理する管理手段と、前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理手段により管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成する制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、この発明は、Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤを構築するＲＡＩＤコントローラにおいて、前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理する管理手段と、前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理手段により管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成する制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、この発明は、Ｎ台のディスク装置と、前記Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤを構築するＲＡＩＤコントローラとを有する情報処理装置のディスク制御方法であって、前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理するステップと、前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成するステップと、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、ディスク装置が故障等によって交換された場合に、このディスク装置を構成要素とする非冗長性のＲＡＩＤを自動的に再構成することを実現した情報処理装置、ＲＡＩＤコントローラおよび情報処理装置のディスク制御方法を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。図１には、この発明の一実施形態に係る情報処理装置の概略構成を示す図である。本実施形態の情報処理装置は、例えばノートブックタイプやデスクトップタイプ等の一般ユーザ向けのパーソナルコンピュータとして実現されており、図１に示すように、ＣＰＵ１、ＲＡＭ２、表示コントローラ３、キーボードコントローラ４、ＲＡＩＤコントローラ５、２台のディスク装置（ＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１）６を有している。

ＣＰＵ１は、このコンピュータ全体の制御を司り、ディスク装置６からＲＡＭ２にロードされたオペレーティングシステム、ユーティリティプログラムおよびアプリケーションプログラム等の各種プログラムを実行する。ＲＡＭ２は、このコンピュータの主記憶となるメモリデバイスであり、ＣＰＵ１の作業領域として、各種プログラムや各種データを格納する。

表示コントローラ３は、このコンピュータが提供するユーザインタフェースのアウトプット側を担うデバイスであり、ＣＰＵ１により実行されるプログラムが作成する各種画面をディスプレイに表示制御する。また、キーボードコントローラ５は、このコンピュータが提供するユーザインタフェースのインプット側を担うデバイスであり、キーボードの操作内容をコード化してＣＰＵ１により実行されるプログラムに供給する。

ＲＡＩＤコントローラ５は、このコンピュータの外部記憶となるメモリデバイスである２台のディスク装置６を使って１以上のＲＡＩＤを構築する。ＲＡＩＤコントローラ５により、例えば１つのＲＡＩＤが構築されていると、ＣＰＵ１により実行されるプログラムからは、この２台のディスク装置６があたかも１台のディスク装置のように見え、４つのＲＡＩＤが構築されていると、４台のディスク装置が存在しているように見えていることになる。

なお、ここでは説明を分かり易くするために、２台のディスク装置６からＲＡＩＤを構成する例を示すが、これに限らず、ＲＡＩＤコントローラ５は、３台以上のディスク装置６を使い、かつ、この３台以上のディスク装置６中の任意の組合せで１以上のＲＡＩＤをそれぞれ構成することも可能である。

ＲＡＩＤコントローラ５は、例えばＲＡＩＤ−１などの冗長性を持つＲＡＩＤと、例えばＲＡＩＤ−０などの冗長性を持たないＲＡＩＤとを混在させて、この２台のディスク装置６上に複数のＲＡＩＤを構築することができる。ＲＡＩＤコントローラ５は、この冗長性の有無を含むＲＡＩＤのタイプや、どのディスク装置６同士の組合せで構築されているか等の各ＲＡＩＤの構成情報を、２台のディスク装置６それぞれに予め確保したリザーブ領域を使って冗長化させて管理している。ここでは、すべてのディスク装置６に構成情報を重複して持たせるいわゆるミラーリングで冗長化を図っているものとする。

また、ＲＡＩＤコントローラ５は、いずれかのディスク装置６が故障等によって交換された場合、この構成情報に基づき、交換前のディスク装置６を構成要素に含んでいたＲＡＩＤの復旧処理を行う。そして、本実施形態のＲＡＩＤコントローラ５は、交換前のディスク装置６に記録されていたデータを復元可能な冗長性を持つＲＡＩＤだけでなく、冗長性を持たないＲＡＩＤについても復旧処理の対象とするものであり、以下、この点について詳述する。

いま、ＲＡＩＤコントローラ５は、図２に示すように、ＨＤＤ−０およびＨＤＤ−１の２台のディスク装置２を使って、ＲＡＩＤ−１およびＲＡＩＤ−０の２つのＲＡＩＤを構築しているものと想定する。ＲＡＩＤ−１は、データをミラーリングする冗長性を持つタイプのＲＡＩＤであり、一方、ＲＡＩＤ−０は、データのストライピングのみを行う冗長性を持たないタイプのＲＡＩＤである。

この時、ＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１に確保されるリザーブ領域ａ０，ａ１には、冗長性を持つＲＡＩＤ−１がＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１の組合せから構築されているという構成情報と、冗長性を持たないＲＡＩＤ−０がＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１の組合せから構築されているという構成情報とがそれぞれ記録されていることになる。

ここで、図３に示すように、ＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１の２台のディスク装置６の中のＨＤＤ−１が故障を発生させたとする（Ｆａｉｌ）。この場合、ＲＡＩＤ−１，ＲＡＩＤ−０の２つのＲＡＩＤのうち、ＲＡＩＤコントローラ５は、冗長性を持つＲＡＩＤ−１に対するアクセスをＨＤＤ−０のみで継続し、一方、冗長性を持たないＲＡＩＤ−０については、この時点で故障扱いとする。

その後、この故障したＨＤＤ−１が新たなディスク装置６に交換されたとすると、ＲＡＩＤコントローラ５は、まず、ＨＤＤ−０のリザーブ領域ａ０に記録されている構成情報を交換後のＨＤＤ−１のリザーブ領域ａ１にコピーする。また、ＲＡＩＤコントローラ５は、この構成情報に基づき、このＨＤＤ−１を構成要素としてどのようなＲＡＩＤが構築されているかを認識し、構築されているＲＡＩＤのうち、冗長性を持つＲＡＩＤ（ここではＲＡＩＤ−１）については、図４に示すように、交換前のＨＤＤ−１に記録されていたデータを復元して交換後のＨＤＤ−１に記録するリビルド処理を実行し、ＲＡＩＤを通常状態に復旧させていた。

一方、冗長性を持たないＲＡＩＤ（ここではＲＡＩＤ−０）については、交換前のＨＤＤ−１に記録されていたデータを復元できないため、従来では、その後の処置をユーザの判断に委ねるべく、そのまま放置していた。しかしながら、冗長性を持たないＲＡＩＤの場合、故障したディスク装置６以外のディスク装置６に記録されているデータも、断片的でもはや利用価値のないデータとなってしまっているので、ほとんどの場合、図５に示すような、（１）冗長性を持たない既存のＲＡＩＤの削除、（２）削除したＲＡＩＤと同一構成のＲＡＩＤの再作成、という作業が行われているのが実情である。

そこで、本実施形態のＲＡＩＤコントローラ５は、交換前のＨＤＤ−１に記録されていたデータを復元することができないＲＡＩＤ−０、つまり冗長性を持たないＲＡＩＤについても復旧処理の対象とし、ユーザの判断を介在させることなく、図６に示すように、ＲＡＩＤ−０の自動作成を実行する。より具体的には、ＨＤＤ−０，ＨＤＤ−１の両ディスク装置６のリザーブ領域ａ０，ａ１に記録された構成情報のうち、冗長性を持たないＲＡＩＤについての構成情報を新規作成時の初期状態に更新する。

これにより、故障が発生する前にＲＡＩＤ−０に記録されていたデータは消失してしまうものの、従来であればユーザに強いることになっていた既存のＲＡＩＤの削除や（同一構成の）新規のＲＡＩＤの再作成の作業を自動化でき、ユーザは、パーティションの作成処理等から復旧処理を開始できることになる。

図７は、本実施形態の情報処理装置が実行するディスク制御の動作手順を示すフローチャートである。この図７に示す動作手順は、ＲＡＩＤを構成する複数のディスク装置６の中のいずれかが故障等により交換された場合を前提としたものである。

あるディスク装置６が故障等により交換されると、ＲＡＩＤコントローラ５は、冗長化させて記録している構成情報から当該交換されたディスク装置６を構成要素とするＲＡＩＤを認識し、順番に、そのＲＡＩＤが冗長性を持つＲＡＩＤかどうかを判定する（ステップＡ１）。もし、冗長性を持つＲＡＩＤであれば（ステップＡ１のＹＥＳ）、ＲＡＩＤコントローラ５は、交換前のディスク装置６に記録されていたデータを復元して交換後のディスク装置６に記録するリビルド処理を実行する（ステップＡ２）。

一方、冗長性を持たないＲＡＩＤであれば（ステップＡ１のＮＯ）、ＲＡＩＤコントローラ５は、ユーザの判断を介在させることなく、前回と同一の構成で当該ＲＡＩＤを自動的に再作成する（ステップＡ３）。そして、ＲＡＩＤコントローラ５は、この再構築が未処理のＲＡＩＤが存在しないかを調べ（ステップＡ４）、存在すれば（ステップＡ４のＹＥＳ）、ステップＡ１からの処理を繰り返し、存在しなければ（ステップＡ４のＮＯ）、この処理を終了する。

以上のように、この情報処理装置によれば、ディスク装置が故障等によって交換された場合に、このディスク装置を構成要素とする非冗長性のＲＡＩＤを自動的に再構成することが実現される。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の概略構成を示す図 同実施形態の情報処理装置で構成されるＲＡＩＤを例示する図 同実施形態の情報処理装置で構成されるＲＡＩＤでディスク故障が発生した様子を例示する図 同実施形態の情報処理装置でディスク交換が発生した場合に冗長性を持つＲＡＩＤが復旧される様子を例示する図 従来の情報処理装置でディスク交換が発生した場合に冗長性を持たないＲＡＩＤの復旧のためにユーザに行わせる作業を示す図 同実施形態の情報処理装置でディスク交換が発生した場合に冗長性を持たないＲＡＩＤが自動的に再作成される様子を例示する図 同実施形態の情報処理装置が実行するディスク制御の動作手順を示すフローチャート

符号の説明

１…ＣＰＵ、２…ＲＡＭ、３…表示コントローラ、４…キーボードコントローラ、５…ＲＡＩＤコントローラ、６…ディスク装置、ａ０，ａ１…リザーブ領域。

Claims (9)

1. Ｎ台のディスク装置と、
   前記Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤ（redundant array of inexpensive disks）を構築するＲＡＩＤコントローラと、
   を具備し、
   前記ＲＡＩＤコントローラは、
   前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理する管理手段と、
   前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理手段により管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成する制御手段と、
   を具備することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記制御手段は、冗長性を持つＲＡＩＤについては、交換前のディスク装置上に記録されていたデータを当該ディスク装置以外のＮ−１台のディスク装置上のデータから復元して交換後のディスク装置上に記録することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記冗長性を持つＲＡＩＤはＲＡＩＤ−１であり、前記冗長性を持たないＲＡＩＤはＲＡＩＤ−０であることを特徴とする請求項１または２記載の情報処理装置。
4. Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤを構築するＲＡＩＤコントローラにおいて、
   前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理する管理手段と、
   前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理手段により管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成する制御手段と、
   を具備することを特徴とするＲＡＩＤコントローラ。
5. 前記制御手段は、冗長性を持つＲＡＩＤについては、交換前のディスク装置上に記録されていたデータを当該ディスク装置以外のＮ−１台のディスク装置上のデータから復元して交換後のディスク装置上に記録することを特徴とする請求項４記載のＲＡＩＤコントローラ。
6. 前記冗長性を持つＲＡＩＤはＲＡＩＤ−１であり、前記冗長性を持たないＲＡＩＤはＲＡＩＤ−０であることを特徴とする請求項４または５記載のＲＡＩＤコントローラ。
7. Ｎ台のディスク装置と、前記Ｎ台のディスク装置を用いて１以上のＲＡＩＤを構築するＲＡＩＤコントローラとを有する情報処理装置のディスク制御方法であって、
   前記Ｎ台のディスク装置上にＲＡＩＤ管理用のリザーブ領域をそれぞれ確保し、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの構成情報を、前記確保したＮ個のリザーブ領域で冗長化させて管理するステップと、
   前記Ｎ台のディスク装置の中の１台のディスク装置が交換された場合、前記管理される構成情報に基づき、前記１以上のＲＡＩＤそれぞれの冗長性の有無を判別し、冗長性を持たないＲＡＩＤについて、交換前と同一構成の新規のＲＡＩＤを、交換後のディスク装置を含めたＮ台のディスク装置を用いて再作成するステップと、
   を具備することを特徴とする情報処理装置のディスク制御方法。
8. 冗長性を持つＲＡＩＤについて、交換前のディスク装置上に記録されていたデータを当該ディスク装置以外のＮ−１台のディスク装置上のデータから復元して交換後のディスク装置上に記録するステップをさらに具備することを特徴とする請求項７記載の情報処理装置のディスク制御方法。
9. 前記冗長性を持つＲＡＩＤはＲＡＩＤ−１であり、前記冗長性を持たないＲＡＩＤはＲＡＩＤ−０であることを特徴とする請求項７または８記載の情報処理装置のディスク制御方法。

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