JP2007286939A

JP2007286939A - Ｎａｓ装置

Info

Publication number: JP2007286939A
Application number: JP2006114110A
Authority: JP
Inventors: Yuji Noda; 祐司野田
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】この発明の課題は、ネットワークに簡単に接続してデータ保持を行えるＮＡＳ装置において、データの信頼性を高めるためファイルデータの二重化を行うとともに、旧世代のファイルデータを保持しておくためのバックアップコピーを装置に負荷をかけずに、瞬時に実行可能なＮＡＳ装置を提供することにある。
【解決手段】ＮＡＳ装置において、ファイルの信頼性を高めるためのファイルデータの二重化を制御する二重化制御手段を備える。また、バックアップデータの保持のためにディスクを２本設け、バックアップ時にこの２本のディスクのアクティブ状態を切り換え、各ディスクに格納されたファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新することで、瞬時にファイルのバックアップを実現するバックアップ制御手段を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ネットワーク接続型のストレージシステムであるＮＡＳ装置に関し、ファイルデータの二重化とファイルデータの瞬時バックアップを実現する技術に関するものである。

近年ネットワークの普及により、ホスト装置の業務データなどのユーザーデータを保持管理しておけるように、ネットワークに簡単に接続してデータを保持しておけるＮＡＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｔｔａｃｈｅｄＳｔｏｒａｇｅ）装置が登場してきている。

ＮＡＳ装置においても、他のストレージ装置と同様に、ディスク障害発生時にデータを喪失してしまうことは致命的であるため、データの信頼性を向上させるためにファイルデータの二重化を行っている装置もある。

また、ファイルデータをディスクの別の領域へバックアップコピーをとることで、１世代前のファイルを保持し、人為的ミスなどにより、必要なデータが削除、更新された場合でも、元に戻すことができる機能をもった装置もある。

しかし、ファイルデータのバックアップをとる場合、そのファイルデータサイズが大きい場合、ファイルデータの転送量が非常に多くなり、ＮＡＳ装置自体の負荷が非常に高くなってしまい、相当な時間がかかり、その間ホスト装置はＮＡＳ装置にアクセスすることができず待たされる場合があった。

このような問題を解決するため、ホスト装置からバックアップコピーをとるための命令を受けた場合、即座にコピー完了の応答をホスト装置に返し、バックグラウンドでファイルのバックアップコピーを実施する装置が考案されている（非特許文献１を参照）。

しかし、このような装置でも、実際にはバックグラウンドでデータの転送が行われており、装置負荷が高くなるといったことや、バックアップコピー中にホスト装置からバックアップ元のファイルへのライトアクセスがあった場合、バックアップ元のファイルがまだバックアップコピーされていないような場合、そのままバックアップ元のファイルを更新してしまうと、バックアップ先のファイルが更新された最新のファイルとなってコピーされてしまい、旧世代のバックアップデータを保持することができなくなるので、バックアップ元のライトデータ対象領域のデータをバックアップ先のファイルにコピーした後、バックアップ元のファイルを更新するようにしている。

このようにバックアップデータの矛盾を起こさないように制御するため、別途どこまでバックアップしたかを管理しているバックアップ処理進捗情報を持っており、この情報が壊れるようなことがあると、重要なユーザーデータが失われてしまうといった問題があった。

http://magazine.fujitsu.com/vol52-2/paper06.pdf

前記のごとく、従来の技術では次のような問題点がある。

ＮＡＳ装置において、データの信頼性を高めるためにファイルデータの二重化を行っている装置で、旧世代のファイルデータを保持しておくため、バックアップコピーを実行する場合、ファイルデータサイズの大きさによっては、ファイルデータの転送量が非常に多くなり、ＮＡＳ装置自体の負荷が非常に高くなり、相当な時間がかかる場合があった。

この間、ホスト装置はバックアップコピーが終了するのを待つ必要があり、ＮＡＳ装置に保持されたデータに自由にアクセスできず、データアクセスのための性能的にも低くなるという問題があった。

このような問題を解決するため、ホスト装置からのバックアップコピーをとる命令を受けた場合、即座にコピー完了の応答をホスト装置に返し、バックグラウンドでファイルのバックアップコピーを実施する装置が考案されているが、実際にはバックグラウンドでデータの転送が行われており、装置負荷が高くなるといったことや、バックアップコピー中にホスト装置からバックアップ元のファイルへのライトアクセスがあった場合、バックアップ元のファイルがまだバックアップコピーされていないような場合、そのままバックアップ元のファイルを更新してしまうと、バックアップ先のファイルが更新された最新のファイルとなってコピーされてしまい、旧世代のバックアップデータを保持することができなくなるので、バックアップ元のライトデータ対象領域のデータをバックアップ先のファイルにコピーした後、バックアップ元のファイルを更新するようにしている。

この発明の課題は、ネットワークに簡単に接続してデータ保持を行えるＮＡＳ装置において、データの信頼性を高めるためファイルデータの二重化を行うとともに、旧世代のファイルデータを保持しておくためのバックアップコピーを装置に負荷をかけずに、瞬時に実行可能なＮＡＳ装置を提供することにある。

前記の問題点を解決するために、この発明では次に示す手段を取った。

ＮＡＳ装置において、ファイルの信頼性を高めるためのファイルデータの二重化を制御する二重化制御手段を備える。

また、バックアップデータの保持のためにディスクを２本設け、バックアップ時にこの２本のディスクのアクティブ状態を切り換え、各ディスクに格納されたファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新することで、瞬時にファイルのバックアップを実現するバックアップ制御手段を備える。

この発明により、以下に示すような効果が期待できる。

ファイルを二重化しておくことで、ＮＡＳ装置のいずれかのディスクに物理的な障害が発生した場合でも、同じファイルがその他のいずれかのディスクに格納されているので、そのファイルによりデータを復旧することが可能となるため、重要なユーザーデータなどを失ってしまう可能性を低くすることができる。

また、バックアップ時も、２本のバックアップ用ディスクのアクティブ状態を切り換え、格納されたファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新するだけなので、大量のデータ転送も発生しないため、装置負荷もかからず瞬時にバックアップをとることが可能となり、余計なバックアップ処理進捗情報のようなものも必要ないので、このような余計な情報破壊によるユーザーデータ喪失の危険性もない。

この発明は、次に示す実施の形態を取った。

ファイルを二重化するため、マスタ側とスレーブ側のディスクを備えるように構成し、ホスト装置からデータの書き込み指示を受けた場合は、二重化制御手段により、新規のファイルへのデータの書き込みの場合は、マスタ側およびスレーブ側の両方に同じファイルを作成し、すでにあるファイルへのデータの書き込みの場合は、マスタ側のディスクのファイルへのデータの書き込みと、スレーブ側に二重化された同ファイルへのデータの書き込み処理を実行する。

これにより、常に最新のファイルデータがいずれか２本のディスクに二重化されて保持されることとなり、一方のディスクに故障が発生しても、他方のディスクに正常なファイルデータが保持されているので、これを使用してデータの復旧を行うことが可能となり、重要なデータが喪失されることがなくなる。

バックアップのファイルは、スレーブ側のディスクに保持するようにし、スレーブ側のディスクとしては、物理的には２本のディスクで構成し、ホスト装置からは論理的に１本のディスクに見えるように制御する。また、スレーブ側のディスクにはデータの二重化用の最新のデータとバックアップファイルを格納しておくための複数のフォルダを持つように構成しておく。

このような構成としておき、通常はスレーブ側の物理的な２本のディスクのうちアクティブとなっている、どちらか一方の最新データ用のフォルダのみに二重化データの最新アクセスが行われるようにし、ホスト装置からファイルのバックアップを実行する命令を受けると、バックアップ制御手段によりこの物理的な２本のディスクのアクティブ状態を切り換えるとともに、スレーブ側のディスクが保持しているファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新することで、瞬時にファイルのバックアップを実現するようにしている。

これにより、ファイルの格納されているフォルダ情報のみが更新されることとなり、バックアップ時に大量のデータ転送が発生せず、装置負荷が急激に高くなったりすることはなく、また、バックグラウンドでバックアップを実行するような方式の場合、どこまでバックアップしたか等のバックアップ進捗情報が必要となり、この情報が破壊されることでユーザーデータなどを喪失してしまうといった問題があったが、この方式ではこのような余計な情報データは不要であり、データ喪失の危険性も低くすることができる。

この発明による代表的な実施例を図によって説明する。なお、以下において、同じ箇所は同一の符号を付してあり、詳細な説明を省略することがある。

本発明のＮＡＳ装置は、図１に示すように、常に最新のデータを保持しているマスタ側のディスク１と、二重化されたデータおよびバックアップファイルを保持しているスレーブ側のディスク２、ディスク３の３本のディスクから構成されている。

ディスクは１本単位（ＪＢＯＤ）でファイル管理を実施する。

この３本のディスクを二重化制御手段４とバックアップ制御手段５によりホスト装置６からのファイルアクセスを制御することで、ファイルの二重化によるデータの信頼性の向上と、ＮＡＳ装置本体に負荷をかけない瞬時バックアップを実現している。

以下、その動作を説明する。

ホスト装置６がＮＡＳ装置に対して、新規ファイルであるFILE_A、FILE_Bの作成を指示してくると、図２に示すように、この指示を受けた二重化制御手段４は、マスタ側のディスク１とスレーブ側の現在アクティブなディスク２のディスク２側更新データフォルダ２ａにFILE_A、FILE_Bを作成する。

ここで、バックアップを実行すると、図３に示すように、バックアップ制御手段５により、ディスク２のディスク２側更新データフォルダ２ａのFILE_A、FILE_Bは、ディスク２のディスク２側新データフォルダ２ｂに移動され、アクティブなディスクがディスク３に切り換わる。

このときのファイルのフォルダ間の移動は、あくまでそのフォルダ内にどのファイルが入っているか管理しているフォルダ情報を書き換えるだけであり、実際のデータが転送されるわけではないので、瞬時にバックアップ処理は終了する。

この後、ホスト装置６がＮＡＳ装置に対して、新規ファイルであるFILE_Cの作成を指示してくると、図４に示すように、この指示を受けた二重化制御手段４は、今度はマスタ側のディスク１と、スレーブ側の現在アクティブとなっているディスク３のディスク３側更新データフォルダ３ａにFILE_Cを作成する。

このように、二重化されるのは最新データのみであり、バックアップデータは冗長化しないことによって、容量と性能を引き出すことが可能となり、小規模、ローコストのＮＡＳ装置に優位である。

ここで、バックアップを実行すると、図５に示すように、バックアップ制御手段５により、ディスク３のディスク３側更新データフォルダ３ａのFILE_Cは、ディスク３のディスク３側新データフォルダ３ｂに移動され、アクティブなディスクがディスク２に切り換わる。

このように、バックアップデータは、スレーブ側の２本のディスクのいずれかのフォルダに保持されることとなる。

次にホスト装置６が、すでにあるファイルであるFILE_Aの更新を指示してきた場合は、図６に示すように、二重化制御手段４は、マスタ側のディスク１内にあるFILE_Aを更新しFILE_A’とし、スレーブ側の現在アクティブとなっているディスク２のディスク２側更新データフォルダ２ａにFILE_A’を作成する。

さらに、このときバックアップ制御手段５は、バックアップファイルの中にFILE_Aが存在し、これが更新されたことを監視しており、適切なフォルダに移動させるというファイルの管理を実行しており、ディスク２のディスク２側新データフォルダ２ｂにあったバックアップファイルであるFILE_Aをディスク２のディスク２側旧データフォルダ２ｃに移動する処理を行う。

これにより、１世代前のFILE_Aは、次回のバックアップ処理により２世代前のファイルとなってしまうため、この時点ではディスク２側旧データフォルダ２ｃにバックアップファイルとして保持しておき、次回のバックアップ処理時に削除するように準備しておく。

ここで、バックアップを実行すると、図７に示すように、バックアップ制御手段５により、ディスク２のディスク２側更新データフォルダ２ａのFILE_A’は、ディスク２のディスク２側新データフォルダ２ｂに移動され、ディスク２のディスク２側旧データフォルダ２ｃに保持されていたFILE_Aは削除され、アクティブなディスクがディスク３に切り換わる。

また、すでにあるファイルの更新だけではなく、図８に示すように、ホスト装置６がすでにあるファイル、例えばFILE_Cの削除を指示してきたような場合にも、最新のデータを保持しているマスタ側のディスクであるディスク１のファイルは削除され、バックアップ制御手段５により、ディスク３のディスク３側新データフォルダ３ｂにあったバックアップファイルであるFILE_Cをディスク３のディスク３側旧データフォルダ３ｃに移動し、次回バックアップ時に削除するように準備しておく。

ここで、バックアップを実行すると、図９に示すように、バックアップ制御手段５により、ディスク３のディスク３側旧データフォルダ３ｃに保持されていたFILE_Cは削除され、アクティブなディスクがディスク２に切り換わる。

ホスト装置６からのリードアクセスについては、最新のデータについてはマスタ側のディスクであるディスク１からデータの読み込み処理を実行し、バックアップデータのリードアクセスについては、バックアップ制御手段５により、スレーブ側の２本のディスクのいずれかの新データフォルダ、旧データフォルダに保持されているファイルを検索し、データの読み込み処理を実行するようにしている。

ホスト装置６から、バックアップデータへの更新指示がくると、バックアップ制御手段５は、この指示に対しバックアップファイルへのライト禁止を示すエラーを返し、更新を実行しないことで旧世代のバックアップファイルを正しく保持する。

なお、ホスト装置６からは、バックアップ制御手段５または、図示しないファイル管理手段により、スレーブ側のディスクであるディスク２、ディスク３をＪＢＯＤとしてマージして1本のスレーブディスクとして見えるように制御している。

以上のようにして、二重化制御手段により最新データの二重化を実現し、データの信頼性を向上させるとともに、バックアップ制御手段により、２本のスレーブ側ディスクのアクティブ状態を切り換え、各ディスクに格納されたファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新することにより、ＮＡＳ装置本体に負荷をかけることなく、瞬時にバックアップ処理を実現する。

本発明の全体構成図である。新規ファイル作成時の処理説明図である。バックアップ処理の説明図である。新規ファイル作成時の処理説明図２である。バックアップ処理の説明図２である。すでにバックアップにあるファイルの更新時の処理説明図である。バックアップ処理の説明図３である。すでにバックアップにあるファイルの削除時の処理説明図である。バックアップ処理の説明図４である。

符号の説明

１：ディスク１
２：ディスク２
２ａ：ディスク２側更新データフォルダ
２ｂ：ディスク２側新データフォルダ
２ｃ：ディスク２側旧データフォルダ
３：ディスク３
３ａ：ディスク３側更新データフォルダ
３ｂ：ディスク３側新データフォルダ
３ｃ：ディスク３側旧データフォルダ
４：二重化制御手段
５：バックアップ制御手段
６：ホスト装置

Claims

ネットワーク接続型のストレージシステムであるＮＡＳ装置において、
データの二重化を実行制御する二重化制御手段と、
バックアップデータの保持用にディスクを２本設け、バックアップ時にこの２本のディスクのアクティブ状態を切り換え、各ディスクに格納されたファイルの管理を実行し、これにより適切にフォルダ情報を更新することで、瞬時にファイルのバックアップを実現するバックアップ制御手段と、
を備えることを特徴とするＮＡＳ装置。