JP2007316967A - 階層型ストレージシステムの階層制御装置，２重化メディアの保守管理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は階層型ストレージシステムの階層制御装置，２重化メディアの保守管理方法及びプログラムに関し，自動リダンダントコピーを運用する上でユーザデータロストの危険を低減することを目的とする。
【解決手段】階層制御装置の制御部は，２重化されたライブラリ装置の一方をマスタ，他方をスレーブとする設定情報と，それぞれの統計情報とを保持し，統計情報が予め設定した量に達したことを検出するとそのメディアを空きメディアと交換してデータをコピーする自動リダンダントコピー手段と，リダンダントコピーが実行されたメディアと他方のメディアに対し統計情報に基づいて負荷が均等となるようマスタまたはスレーブを設定する手段と，データ要求に対してディスクアレイ装置にデータが存在しないと，２重化されたライブラリ装置の中のマスタ側を優先して要求されたデータをディスクアレイ装置にコピーして読出す手段とを備えるよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明はディスクアレイ装置とライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムの階層制御装置，２重化メディアの保守管理方法及びプログラムに関する。

従来の階層型ストレージシステムの構成を図５に示す。図中，５０は階層制御装置，５１は複数のハードディスク５１０により構成されたディスクアレイ装置，５２−０，５２−１は２重化されたライブラリ装置，５２０−１〜５２０−ｎ，５２１−１〜５２１−ｎはそれぞれライブラリ装置５２−０，５２−１の内部に多数備えられた磁気テープ（メディア）である。

階層型ストレージシステムでは，データ等の要求を受け取るとディスクアレイ装置５１のディスク５１０の一つからデータにアクセスしようとするが，ディスクアレイ装置５１にデータが存在しないと，ライブラリ装置５２から読み出してディスクアレイ装置５１のハードディスク５１０に展開した上で，そこから要求されたデータが読み出される。

ディスクアレイ装置５１からライブラリ装置５２にアクセスする場合，従来は２重化されたライブラリ装置５２−０と５２−１の中から先に処理が可能なメディアを選択して処理を行っていた。具体的には先にドライブが使用可能となったライブラリ装置のメディア（磁気テープ）を選択する。なお，システム構成が小規模な場合，一つのライブラリ装置の中の複数のメディアを２重化して，その構成に対してディスクアレイ装置５１からアクセスがあると，２重化されたメディアの中から使用可能な一方のメディアが選択されるが，以下の説明ではライブラリ装置が２重化された場合について説明する。

このような階層型ストレージシステムの従来の技術として，ディスクアレイ装置によりアクセスされる２重化された各ライブラリ装置に対して自動リダンダントコピー機構による予防保守の動作が行われる。

図６は自動リダンダントコピーの説明図を示す。図中，５２−０，５２−１は上記図５の同一符号に対応し，５２０−１と５２１−１はそれぞれライブラリ装置５２−０とライブラリ装置５２−１に設けられた２重化されたテープメディアであり，同じ内容が記録されている。５２１−２〜５２１−ｎはライブラリ装置５２−１内の空きメディアである。

自動リダンダントコピー機構（磁気テープに対応してテープリダンダントコピー機構と呼ぶ場合もある）は，記録メディア（テープメディア）が異常となる前に別のテープメディアにコピーすることであり，テープメディアの新陳代謝を行うための機能である。

自動リダンダントコピーの処理の概要を説明する。

(1) テープメディアの統計情報（テープメディア毎のマウント回数，書き込み回数，読み出し回数や，合計処理時間等）が階層制御装置（図５の５０）内に記録・保持されており，階層制御装置は統計情報が予め決められた回数または処理時間により規定された閾値を越えるかチェックをし，閾値を越えるとテープメディアの交換（予防保守）を行う必要があると判断する。図６の例ではライブラリ装置５２−１内のテープメディア５２１−１が交換時機に達したものとする。

(2) 交換時機に達した場合，同一ライブラリ装置内の空きメディアの１つを獲得する。図６の例では，ライブラリ装置５２−１内の空きテープメディアから選択をし，一つの新しいテープメディア５２１−ｍ（ｍ＜ｎ）が獲得されたものとする。

(3) 獲得されたメディアに元のテープメディア（旧メディア）の全てのファイルデータをコピーする。図６の例では，獲得されたテープメディア５２１−ｍに対し，旧メディアであるテープメディア５２１−１に記録された全てのファイルデータをコピーする。なお，２重化装置の他方のライブラリ装置５２−０のメディア５２０−１からコピーする場合もある。

(4) 全てのコピーが完了したら，獲得したテープメディアを使用すべき（割り当て状態の）テープメディアとして登録する。図６の例では，コピーが行われたテープメディア５２１−ｍは，ライブラリ装置５２−１内のテープメディア５２０−１に対する新たな２重化されたテープメディアとして設定される。

(5) 元々使用していたテープメディアは故障状態（故障メディア）として管理される。図６の例では，ライブラリ装置５２−１の旧のテープメディア５２１−１は故障メディアとして管理される。

従来の２重化された記録媒体の媒体交換時間を短縮できる情報記録再生装置の２重化制御装置の技術として，ミラーリング（一方の媒体が更新されると他方の媒体に同じ内容がコピーされる）された２つの媒体を用いて冗長性を持たせて読み出しを行い，媒体を交換する時は一時的に縮退状態とし，常用系の媒体交換が終わった時点で交換が終了したことにし，その後で待機系の媒体交換及び常用系へのテープ位置への高速位置付けを行い，自動的に冗長性を復活させることにより，上位装置やオペレータ等による複雑な処理を行うことなく，媒体交換時の性能低下なしに，磁気テープを２重化し，冗長性を持たせるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−８６２５１号公報

階層型ストレージシステムにおける２重化されたライブラリ装置に対してアクセスする場合，使用可能な一方の装置にアクセスするため，２重化された両方の装置の使用頻度（または合計処理時間）に大きな差がなく均衡した値になるため，メディアの統計情報により自動リダンダントコピー機構が動作すると，同じ情報が格納された２重化された２つのメディアは同じ時機に予防保守による交換が行われる可能性がある。

上記特許文献１の技術は常用系の媒体を交換すると，同時に待機系の媒体も交換するというシステムであり，自動リダンダントコピー機構のように２重化されたメディアの中の一方が予防保守の時機になると片方だけを交換するシステムとは異なる技術である。

そして，自動リダンダントコピー機構は統計情報に基づいて開始されるため，２重化されたメディアの両方が平均して使用される可能性が高く，自動リダンダントコピー機構により２重化された２つのメディアが同時に予防保守対象になる確率が高くなる。その場合，予防保守が２重化された２つのメディアに対して同時に実行中にメディアの故障によりユーザデータロスト（データ消失）となる可能性が高くなるという問題がある。

本発明は予防保守のための自動リダンダントコピーを運用する上でユーザデータロストの危険を低減することができるディスクアレイ装置とライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムの階層制御装置，２重化メディアの保守管理方法及びプログラムを提供することを目的とする。

図１は本発明の原理構成を示す図である。図中，１は階層制御装置，１０は制御部，１０ａはアクセス手段，１０ｂは自動リダンダントコピー手段，１０ｃはマスタ・スレーブ設定手段，１１はデータベース，１１ａは２重化された各ライブラリ装置がマスタ・スレーブの何れかの設定情報，１１ｂは２重化された各ライブラリ装置の統計情報，２はディスクアレイ装置，３−０，３−１は２重化されたライブラリ装置，３０−１〜３０−ｍ及び３１−１〜３１−ｎはそれぞれライブラリ装置３−０，３−１内に備えられたデータの書込み，読出しが可能なメディア（磁気テープや光ディスク等の記憶媒体を意味し，そのドライブを含む場合もある）である。なお，ライブラリ装置が２重化されてない場合は，一つのライブラリ装置の中で少なくとも２つのメディアドライブで２重化の構成を備えることで，同様の原理で制御を行うことができるが，図１の構成及び以下の説明はライブラリ装置が２重化されている場合についてである。

予め階層制御装置１は，マスタ・スレーブ設定手段１０ｃにより２重化構成のライブラリ装置３−０，３−１に対して，一方をマスタ，他方をスレーブとして設定してデータベース１１の設定情報１１ａに記憶しておく。ファイルデータの要求が発生すると階層制御装置１のアクセス手段１０ａはディスクアレイ装置２にアクセスするが，そこに要求されたファイルデータが含まれていないと，ライブラリ装置からファイルデータをディスクアレイ装置２にコピーするため，データベース１１の中の設定情報１１ａを参照して現在のマスタに設定されたライブラリ装置を識別し，識別したライブラリ装置３−０または３−１の中からマスタとして設定されたメディアのある装置から要求されたファイルデータを取り出し，ディスクアレイ装置２にコピーし，そのファイルデータはディスクアレイ装置２から要求元に送出される。なお，ファイルデータの書き込みがマスタ側のライブラリ装置に対して行われると，スレーブ側のライブラリ装置に対しても同じ内容が書き込まれることは当然である。ライブラリ装置３−０，３−１にアクセスが行われるとその都度，データベース１１の統計情報１１ｂが更新される。

また，階層制御装置１の自動リダンダントコピー手段１０ｂはデータベース１１の中の統計情報１１ｂをチェックして，あるメディアが自動リダンダントコピーを行う時機に達した（予め決められた値を越えた）ことを判別すると，従来の上記技術（図６参照）により自動リダンダントコピーの対象となるライブラリ装置（この説明ではライブラリ装置３−１とする）において，空きのメディアを取り出して，２重化された他方のライブラリ装置３−０のメディアの全てのファイルデータをコピーする。続いて，マスタ・スレーブ設定手段１０ｃが動作してコピーが行われた２重化メディアに対してマスタ，スレーブの設定を行う。この時，負荷の小さいライブラリ装置のメディアをマスタメディアとする。

本発明によれば２重化を構成するメディアの読出しをマスタ，スレーブの中のマスタを優先することにより，予防保守のための自動リダンダントコピーを実行する際にユーザデータロストの危険を低減することが可能となる。また，ライブラリ装置の負荷状態を参照してマスタメディアを決定するため，ライブラリ装置の負荷が偏ることを避けることが可能となる。

図２は実施例の構成を示す図である。図中，１，２，３−０，３−１は上記図１の同一符号の各部と同じであり，１は階層制御装置，２はディスクアレイ装置，３−０，３−１はライブラリ装置であり，この実施例ではライブラリ装置のメディアとして磁気テープを使用している。階層制御装置１内の１ａはＣＰＵ（中央処理装置），１ｂはプログラムを記憶したＲＯＭ，１ｃはプログラムを展開すると共に，上記図１のデータベース１１の統計情報１１ａや２重化構成のライブラリ装置（または一つのライブラリ装置内で２重化されたメディア）に対するマスタ・スレーブの設定情報１１ｂ，等を格納するＲＡＭである。この実施例ではライブラリ装置３−０には磁気テープのメディア３０−１が設けられ，そのメディア３０−１に対して２重化されたライブラリ装置３−１にはテープメディア３１−１が設けられ，空きのメディアとして３１−２，３１−３が設けられている。

図３はマスタメディア決定のフローチャートであり，図４は階層制御装置に保持する統計情報の構成である。図４に示す統計情報は図３のフローチャートにおいて使用され，Ａ．はテープドライブ毎（過去全てのトータル）の情報として，Ａ１．ライト（write ）データの総量，Ａ２．リード(read)データの総量，Ａ３．マウント（mount:テープ装着）の総回数の情報とで構成する。Ｂ．はテープメディア毎（過去全てのトータル）の情報として，Ｂ１．ライト（write)データの総量，Ｂ２．リード(read)データの総量，Ｂ３．マウント（mount)の総回数の情報とで構成する。Ｃ．は差分統計情報であり，一定時間間隔（例えば，デフォルト値が１時間とする）で以下の情報を収集して保存する。その中のＣ１．はテープドライブ毎のマウント回数合計，Ｃ２．はライト量合計，Ｃ３．はリード量合計，Ｃ４．はマウント処理時間合計，Ｃ５．はライト処理時間合計，Ｃ６．はリード処理時間合計の情報である。

上記図２の階層制御装置１内のＣＰＵ１ａにおいてプログラムにより実行され，図４に示す統計情報のＢ中の予め決められた項目（例えば，ライトデータ総量）が予め決められた量に達したことを検出することで，上記図６に記載の自動リダンダントコピーが実行された後に図３に示すマスタメディア決定の処理が開始される。この説明の例では，図２の構成において，ライブラリ装置３−１のメディア３１−１の統計情報が自動リダンダントコピーを開始する量を越えたことにより予防保守の対象となり，従来と同様の処理（上記図６参照）が実行され，空きのメディア３１−２が選択され，ライブラリ装置３−０のメディア３０−１のファイルデータがメディア３１−２にコピーされて，メディアの交換が行われてメディア３１−１は故障メディアとして処理される。

自動リダンダントコピーが実行された後，マスタメディア決定の処理が開始されると，自動リダンダントコピーの前のマスタとスレーブは同一ライブラリ装置にあるか判別する（図３のＳ１，Ｓ２）。この処理は，ライブラリ装置が２重化（２台のライブラリ装置）されているか，または規模が小さいシステムの場合のように１台のライブラリ装置の中でメディアが２重化されているかの識別をメモリ（図２のＲＡＭ１ｃ）の情報を参照して行う。同一ライブラリ装置でないことが分かると，マスタメディアを統計的手法で決めるか否かを判定する（図３のＳ３，Ｓ４）。この判定は，通常はマスタメディアを統計的手法（統計情報を用いる方法）により決めるが，それ以外の方法（自動リダンダントコピーの前の設定状態と同じにする方法）によるかを判別するもので，予めユーザが設定（図２のＲＡＭ１ｃにマスタメディア決定方法の情報として設定）しておき，その情報を識別することにより判定する。

通常は統計的手法で決めるように設定されている場合は，マスタとスレーブ（元の設定情報による）の各ライブラリ装置のビジー率を比較する（図３のＳ５）。この場合のビジー率は次の式により求められる。なお，式中のＣ４，Ｃ５，Ｃ６はそれぞれ図４に示す統計情報の中のテープドライブ毎のマウント処理時間合計，ライト処理時間合計及びリード処理時間合計を表す。また，式中の「２４時間」は適宜に変更可能とする。

ビジー率＝〔｛過去２４時間分の（Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６）｝÷２４時間〕×１００
求められた各ライブラリ装置のビジー率について比較をしてマスタのライブラリ装置のビジー率が高いかの判別をして（図３のＳ６，Ｓ７），マスタのライブラリ装置のビジー率の方が高い場合は，交換したメディアがマスタメディアだったかの判別をし（同Ｓ１２，Ｓ１３），マスタメディアであった場合は新規メディアをスレーブメディアとし（同Ｓ１５），そうでない場合は新規メディアをマスタメディアとする（同Ｓ１４）。

上記ステップＳ２においてマスタとスレーブが同一ライブラリ装置にあると判別された場合，ステップＳ４においてマスタメディアを統計的手法で決めないと判別された場合，及びステップＳ７においてマスタのライブラリ装置のビジー率が高くないと判別された場合は，何れの場合も交換したメディアがマスタメディアであったか判別し（図３のＳ８，Ｓ９），マスタメディアであった場合は新規メディアをマスタメディアとし（同Ｓ１１），マスタメディアでなかった場合は新規メディアをスレーブメディアとする（同Ｓ１０）。

この図３のステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１５により交換を行ったメディアに対してマスタまたはスレーブの設定により，メモリ（図２のＲＡＭ１ｃ）にマスタ・スレーブ設定情報の内容が更新される。

このように自動リダンダントコピーが実行されて一方のメディアの交換を行ってマスタ・スレーブの設定が行われると，その後にデータの要求が発生し，階層型ストレージシステムのディスクアレイ装置にデータが無い場合に，２重化されたライブラリ装置の中のマスタとして設定されたメディアに優先してアクセスして必要なファイルデータをディスクアレイ装置にコピーすることになる。従って，交換が行われたメディアはスレーブに設定され，他方の自動リダンダントコピーが実行されてないメディアがマスタに設定されるため，他方のマスタとなったメディア（交換されてない方）の統計情報の数値（総処理時間等）が増大し，統計情報がマスタとスレーブとの差が大きくなる（偏る）ため，２重化装置の両方が同じ時機に自動リダンダントコピーを開始する可能性は極めて低くなる。

本発明の原理構成を示す図である。 実施例の構成を示す図である。 マスタメディア決定のフローチャートを示す図である。 階層制御装置に保持する統計情報の構成を示す図である。 従来の階層型ストレージシステムの構成を示す図である。 自動リダンダントコピーの説明図である。

符号の説明

１ 階層制御装置
１０ 制御部
１０ａ アクセス手段
１０ｂ 自動リダンダントコピー手段
１０ｃ マスタ・スレーブ設定手段
１１ データベース
１１ａ 設定情報
１１ｂ 統計情報
２ ディスクアレイ装置
３−０，３−１ ２重化されたライブラリ装置
３０−１〜３０−ｍ メディア
３１−１〜３１−ｎ メディア

Claims (4)

1. ディスクアレイ装置と複数のメディアを備えたライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムの階層制御装置において，
   前記階層制御装置の制御部は，２重化されたライブラリ装置の一方をマスタ，他方をスレーブとして設定した情報と，それぞれの処理時間等の統計情報とを保持し，
   前記メディアの統計情報が予め設定した量に達したことを検出するとそのメディアを空きのメディアと交換してデータをコピーする自動リダンダントコピー手段と，前記自動リダンダントコピーが実行されたメディアと他方のライブラリ装置のメディアに対して前記統計情報に基づいて負荷が均等となるようマスタまたはスレーブを設定する手段と，外部からのデータ要求に対して前記ディスクアレイ装置にデータが存在するとそのデータを読出し，存在しないと，前記２重化されたライブラリ装置の中のマスタ側を優先して要求されたデータをディスクアレイ装置にコピーして読出すアクセス手段と，
   を備えることを特徴とする階層型ストレージシステムの階層制御装置。
2. ディスクアレイ装置と複数のメディアを備えたライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムの階層制御装置による２重化メディアの保守管理方法において，
   前記階層制御装置の制御部は，２重化されたライブラリ装置の一方をマスタ，他方をスレーブとして設定した情報と，それぞれの処理時間等の統計情報とを保持し，
   前記メディアの統計情報が予め設定した量に達したことを検出すると自動リダンダントコピー手段を駆動してそのメディアを空きのメディアと交換してデータをコピーし，
   前記自動リダンダントコピーが実行されたメディアと他方のライブラリ装置のメディアに対して前記統計情報に基づいて負荷が均等となるようマスタまたはスレーブを設定し，
   外部からのデータ要求に対して前記ディスクアレイ装置にデータが存在するとそのデータを読出し，存在しないと，前記２重化されたライブラリ装置の中のマスタ側を優先して要求されたデータをディスクアレイ装置にコピーして読出すことを特徴とする階層制御装置による２重化メディアの保守管理方法。
3. ディスクアレイ装置と複数のメディアを備えたライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムの階層制御装置による２重化メディアの保守管理方法において，
   前記階層制御装置の制御部は，一つのライブラリ装置内に２重化されたメディアの一方をマスタ，他方をスレーブとして設定した情報と，それぞれの処理時間等の統計情報とを保持し，
   前記メディアの統計情報が予め設定した量に達したことを検出すると自動リダンダントコピー手段を駆動してそのメディアを空きのメディアと交換してデータをコピーし，
   前記自動リダンダントコピーが実行されたメディアと他方のメディアに対して前記統計情報に基づいて負荷が均等となるようマスタまたはスレーブを設定し，外部からのデータ要求に対して前記ディスクアレイ装置にデータが存在しないと，前記２重化されたメディアの中のマスタ側を優先して要求されたデータをディスクアレイ装置にコピーすることを特徴とする階層制御装置による２重化メディアの保守管理方法。
4. ディスクアレイ装置と複数のメディアを備えたライブラリ装置を階層的に構成した階層型ストレージシステムにおける２重化メディアの保守管理を行うためにコンピュータを，
   ２重化されたライブラリ装置または一つのライブラリ装置内の２重化されたメディアの一方をマスタ，他方をスレーブとして設定した情報と，それぞれの処理時間等の統計情報の記録手段と，
   前記メディアの統計情報が予め設定した量に達したことを検出するとそのメディアを空きのメディアと交換してデータをコピーする自動リダンダントコピー手段と，
   前記自動リダンダントコピーが実行されたメディアと他方のメディアに対して前記統計情報に基づいて負荷が均等となるようマスタまたはスレーブを設定する手段と，
   外部からのデータ要求に対して前記ディスクアレイ装置にデータが存在するとそのデータを読出し，存在しないと，前記２重化されたライブラリ装置の中のマスタ側を優先して要求されたデータをディスクアレイ装置にコピーして読出すアクセス手段と，
   して機能させるための２重化メディアの保守管理を行うためのプログラム。

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