JP2008097618A - バックアップシステムおよびバックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク接続型ストレージ内の独自ファイルシステムのファイルを、ファイルシステムが存在するボリュームを直接参照して、ファイル単位でバックアップするシステムを提供する。
【解決手段】ネットワーク接続型ストレージは、ボリュームをオンライン中に複製し、本ファイルシステムを停止、分割、再始動することでオンライン中におけるファイルシステムの一貫性が保証するボリュームの複製を行う。さらに、バックアップサーバがネットワーク接続型ストレージ内のボリュームをファイル単位で直接参照できる機構を設ける。
【選択図】図１３

Description

本発明はネットワーク接続型ストレージ内のファイルのバックアップを行う装置に関する。

磁気ディスク記憶装置は計算機装置から得られたデータを保管する。これらのデータを事故、災害、故障から守るために計算機装置を用いて磁気テープ装置へデータの転送を行う。これらのデータ保護手順を一般に「バックアップ」と呼ぶ。通常バックアップでは、オペレータが手作業によるバックアップ元のデバイスとバックアップ先のバックアップ装置(テープドライブ、あるいはテープライブラリ装置)を指定し、ある時間にバックアップ処理を起動して、データを磁気テープなどのバックアップデバイスにコピーする。これを発展させて、ある時間に定期的に特定のデバイス上のデータをバックアップする処理をシェルスクリプトなどで記述し、バッチ的に実行する方法もある。

また近年、複数のホスト計算機と複数の記憶装置とを相互に接続し、いわゆる１つのネットワークにまとめる動きが盛んになっている。これを一般に、複数の計算機をイーサネット(Ethernet)（登録商標）などのネットワークで接続したLAN(Local Area Network)に対する言葉でSAN (Storage Area Network)と呼ぶ。

SANは通常ファイバチャネル(Fibre Channel)という光ケーブルないし銅線の伝送路を用いて計算機と記憶装置を接続する。この場合の大きな利点は、複数の計算機から記憶装置を共通にアクセスできる環境を提供できることである。例えば複数の計算機のもつデータをバックアップする場合、バックアップ装置も複数の計算機から共有できるので、複数の計算機のデータを１台のバックアップ装置でバックアップできる。計算機・磁気ディスク装置の台数が多いシステム構成の場合、バックアップ装置としてテープライブラリ装置、高速なテープ装置が用いられることが多いが、複数のホスト計算機からバックアップ装置を共有できるので、システム構築のコストを削減できる。

ストレージエリアネットワークの登場により、バックアップ装置を共有する環境が増えてきたが、ネットワーク接続型ストレージの場合、内部に独自ファイルシステムを有するため、ファイルシステムが存在するボリュームを直接参照する場合にファイル単位でのバックアップは行えず、ボリューム単位でバックアップを行ってきた。また、オンライン中に高速なバックアップを行うためには、ストレージをストレージエリアネットワーク等の高速なＩ／Ｏバスに接続する必要がある。

本発明の目的は、ネットワーク接続型ストレージ内の独自ファイルシステムのファイルをストレージエリアネットワーク等のＩ／Ｏバスに接続し、同ネットワークに接続されたバックアップサーバによってファイル単位でバックアップするバックアップシステムを提供することにある。

本発明のバックアップシステムでは、少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージ、少なくとも１台のバックアップサーバもしくはホストが少なくとも１つのネットワークで相互接続された構成をとる。ネットワーク接続型ストレージはボリュームを複製する機構を有し、ボリュームをオンライン中に複製し、分割することでオンライン中におけるバックアップがネットワーク経由で行える機構備える。

さらに、ネットワーク接続型ストレージは、自らのファイルシステムの管理を行い、これらのファイルシステムを外部のバックアップサーバもしくはホストから第二のネットワークから参照できる機構を有する。

本発明の第一の実施の形態では、バックアップシステムは、図１に示すようにネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００から構成され、ネットワーク接続型ストレージの独自ファイルシステムを稼動中に安全な状態で停止し、ボリュームの複製を作成し、その複製からバックアップする。また、本発明のバックアップシステムでは、複製ボリュームを用いてリストアを行なう。
図１に、本発明を適用したバックアップシステムの構成例を示す。バックアップシステムは、ネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００で構成し、ネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００はＬＡＮ３００に接続される。本実施例では、ネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００は1台だけであるが、複数台用いてもよい。

ネットワーク接続型ストレージ１００は、ＬＡＮ３００と接続するためのネットワークインターフェイス(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ)１１０、ユーザのデータを記録するための正ボリューム１２０、後述のバックアップとリストアで利用する副ボリューム１３０、そして、これらのシステムを制御するための制御部１４０から構成される。ネットワーク接続型ストレージ１００は、各装置を動作させるために、ＣＰＵ、メモリ、ＯＳ、ＦＳ内のファイルをアクセスするためのＮＦＳやＣＩＦＳ等のネットワークファイルプロトコル等を有するが、本実施例の発明に直接関係しないので省略する。

ＬＡＮ３００は、本実施例では、Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔを使用するが、１００ＢａｓｅＴ、ＡＴＭ、ＦＤＤＩ等のネットワークを使用してもよい。

制御部１４０は、バックアップサーバ２００からの制御を受けるエージェント部１４１、ファイルシステムの一貫性保証を行うと同時にボリュームを安全に複製する手順を実施する命令部１４２、正ボリューム１２０と副ボリューム１３０のボリューム構成を管理するの論理ボリューム管理部１４３、正ボリューム１２０と副ボリューム１３０との間での複製を制御するミラー制御部１４４、そして、ユーザのファイルを容易にかつ高速に保管するためのファイルシステム部（ＦＳ部）１４５を備える。このＦＳ部１４５には、ファイルシステムのファイル情報を保管するメタデータの一貫性の保証を行うための機能を備える。

バックアップサーバ２００は、ＬＡＮ３００に接続するためのネットワークインターフェイス（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ）２１０、ネットワーク接続型ストレージ１００内のファイルをバックアップ時に制御するバックアップ制御部２２０、テープの動作を決定するテープ制御部２３０、そして、テープ装置４００を接続するための入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２４０から構成される。テープ装置４００とバックアップサーバ２００との間を接続するための入出力インターフェイス２４０は、本実施例ではＦｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌを利用するが、ＳＣＳＩ、ＲＳ２３２Ｃ等のような、テープ装置と接続して、テープ装置を制御し、データ転送が可能なインターフェイスを使用してもよい。

バックアップサーバ２００は、各種部位を動作するために、ＣＰＵ、メモリ、ＯＳを有するが、本実施例とは直接に関係しないため、省略する。なお、図１中の実線はデータの流れを示し、破線は、制御の流れを示す。テープ装置４００は、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２４０を介してバックアップサーバ２００に接続されている。本実施例では、単体のテープ装置を利用しているが、テープサイロを使用してもよい。

本発明のシステムは、バックアップサーバ２００からネットワーク接続ストレージ１００を呼び出し、バックアップもしくはリストアの動作を行う。図２は、その動作を示す。本実施例では、バックアップ制御部２２０はバックアップサーバ２００内で動作し、エージェント部１４１はネットワーク接続型ストレージ１００内で動作する。まず、バックアップ制御部２２０は、エージェント部１４１に後述する準備動作を要求する（１１０１）。

エージェント部１４１はバックアップ制御部２２０の要求に従い、後述する準備処理をする（１１０２）。この準備処理では、正ボリューム１１０のバックアップ時にＦＳの一貫性が保証できた状態にある副ボリューム１３０にＦＳの複製を作成して、リストア時にはリストアを行うための新規のＦＳを作成した副ボリューム１３０を提供する。準備処理後、バックアップ制御部２２０は、後述する主処理として実際のバックアップもしくはリストアの処理を行う（１１０３）。主処理が終了後、エージェント部１４１は、使用した副ボリューム１３０のアンマウント等の後述する終了処理を行う（１１０４）。

ネットワーク接続型ストレージ１００は、正ボリューム１２０から副ボリューム１３０へ複製を作成する際に、より短期間に複製を作成するために正ボリューム１２０の更新分を副ボリューム１３０へ適用し、迅速に複製を作成する機構を備えている。この機構を十分に活用するためには、予め正ボリューム１２０と副ボリューム１３０との間でボリュームの複製を行い、ボリュームの内容を一致させなければならない。この状態を、本ネットワーク接続型ストレージ１００では初期状態と呼ぶ。

図３はミラー制御部１４４が行なう初期状態の設定の処理である。この処理は、電源起動時もしくは再スタート時に、動作する処理である。処理手順を図３を用いて説明する。正ボリューム１２０の複製を作るために、正ボリューム１２０から副ボリューム１３０へ複製を作成する（１３０１）。複製処理終了後、複製処理を解除する（１３０２）。そして、副ボリューム１３０のボリューム構成情報を削除する（１３０３）。この処理は、ボリュームの複製を更新分に対して行うボリューム複製機能において、更新量が少ない場合、全てのデータの複製せずに更新分のみを複製し、複製時間を短縮できる。

なお、ボリュームの構成情報２７００は、図１７に示すように、ホストからボリュームを利用する際に使用されるボリューム名２７１０、ボリューム内の構成上情報を記したスライスｎの領域範囲２７３０、実際のボリューム内のスライス構成情報２７２０からなる。この情報は、ボリューム中のボリュームラベル２７００としてボリュームの先頭部から数ブロックに記録される。ボリューム名２７１０は、システムにおいて一意であるので、本バックアップシステムの論理ボリューム管理部１４６で一意に決定する番号でもよい。

また、スライスの構成情報２７２０の各領域にはスタートアドレスとエンドアドレスが格納される。例えば、１０００ブロックを持つボリュームに２つの５００ブロックづつのスライスが組まれていた時には、スライス１がスタートアドレスＬＢＡ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｂｌｏｃｋ Ａｄｄｒｅｓｓ）０そしてエンドアドレスＬＢＡが４９９、スライス２のスタートアドレスＬＢＡが５００、エンドアドレスＬＢＡが９９９といったようにボリュームを構成する。論理ボリューム制御部１４６でこのスライスを認識し、各スライス毎にボリュームを作成することができる。また、複数のボリュームを単一ボリュームとする論理ボリューム管理を本システムに導入してもよい。

図３のステップ１３０３で、副ボリュームのボリューム構成情報を削除するのは以下の理由による。即ち、障害発生時にボリュームの複製が行われていた場合、ネットワーク接続型ストレージ１００が正ボリューム１２０と副ボリューム１３０の区別ができないので、予めボリュームラベルを削除する。

図２に示した動作概要では、準備処理１１０２、主処理１１０３、終了処理１１０４があることを述べた。以下ではこれら３つの具体的な動作について述べる。まず、図４を用いて準備処理１１０２について説明する。エージェント部１４１は、バックアップ制御部２２０より処理開始の命令を受ける。このとき、バックアップもしくはリストアの命令が一緒に添付される。命令部１４２は後述するスクリプトを起動する（１４０１）。スクリプトとは、処理手順を記述したテキストである。このスクリプトの動作判定を行い（１４０２）、エラーの場合はエージェント部１４１にエラーを戻して（１４０３）処理を停止する。ボリューム名２７１０が変更された副ボリューム１３０を論理ボリューム管理部１４６で認識して（１４０４）、ＦＳ部１４５によってファイルシステム上の内容を確認後に副ボリューム１３０をマウントし（１４０５）、準備処理を終了する。

次に、このスクリプト起動（１４０１）の動作について図５を用いて説明する。スクリプトでは、引数としてバックアップ動作もしくはリストア動作が指定される。指定された動作の判定を行い（１５０１）、バックアップの場合、後述するスナップショットボリュームの作成を行い（１５０２）、リストアの場合、後述するリストアボリュームの作成を行う（１５０３）。この時も正常動作の有無を調べ（１５０４）、エラーの場合は、エラーを戻して処理を停止する（１５０５）。正常終了の場合は処理を終了する。

スナップショットの作成（１５０２）の動作を図６に示す。まず、正ボリューム１２０の論理ボリューム構成を調べる（１６０１）。この構成情報では、一般ボリュームの構成情報はボリューム先頭から数ブロックまでに記録されている後述するボリュームラベル２７００内に記載される。このボリューム構成を調べた後、ＦＳ内のファイルに対するファイル操作を一時的に停止する（１６０２）。この処理の中で、ファイルシステム内で高速にアクセスを実現するために蓄積してあるファイルの情報とデータを正ボリューム１２０へ書き出し、アンマウントをしたことを示すビットを立てることにより、ファイルシステムの一貫性を保証する。

次に、ミラー制御部１４４で正ボリューム１２０から副ボリューム１３０へボリュームの複製をするために、更新差分の適用を副ボリューム１３０に対して行う（１６０３）。再同期完了後、副ボリューム１３０を単体のボリュームとして運用する（１６０４）。ＦＳ制御部１４５にて停止中のＦＳのファイル操作を再開する（１６０５）。論理ボリューム管理部１４６で副ボリューム１３０を別ボリュームとして登録するためにボリュームラベル２７００上のボリューム名２７１０を変更する（１６０６）。例えば、ボリューム名ＰＶＯＬをＳＶＯＬとして名前を付替える。この操作は、ボリュームラベル２７００のボリューム名２７１０を直接書き換え、スナップショットの作成を終了する。

次に、リストアボリュームの作成（１５０３）について図７を用いて説明する。まず、正ボリューム１２０と同等なリストアボリュームを副ボリューム１３０に作成するために正ボリューム１２０の論理ボリューム構成情報を収集する（１７０１）。副ボリュームをリストアボリュームとして登録するために、副ボリュームのボリュームラベル２７００に論理ボリューム構成情報を直接記録し、ボリューム名２７１０のみを変更する（１７０２）。例えば、ボリュームラベル２７００は正ボリューム１２０と副ボリューム１３０の間で複製を作成し、副ボリューム１３０のボリューム名２７１０をＳＶＯＬとして変更する。論理ボリューム管理部１４６はボリュームラベルを元に副ボリューム１３０を再構成して別ボリュームとして認識する（１７０３）。リストアを行うためにファイルシステムの再構築を行う（１７０４）。以上でリストアボリュームの作成を終了する。

主処理１１０３について説明する。主処理はバックアップ及びリストアでそれぞれ内容が異なる。まず、バックアップの場合について図８を用いて説明する。バックアップサーバ２００内のバックアップ制御部２２０はバックアップする際のファイルのリストを要求する（１８０１）。ネットワーク接続型ストレージ１００のエージェント部１４１はマウントされている副ボリューム内のファイルリスト２０００を図１０に示す形式で戻す（１８０２）。この際、ファイルリスト２０００中にはファイル名２００１と確認ビット２００２が付属し、確認ビットは「１」がバックアップ済み、「０」がバックアップ未処理を示す。

図８に戻り、バックアップサーバ２００のバックアップ制御部２２０は、戻されたファイルリスト２０００を元に、バックアップ対象ファイルが全てバックアップしたか否かを判定する。ファイルリスト２０００内にバックアップ対象ファイルが残っている場合、ファイルリスト２０００の確認ビット２００２を参照しバックアップ未処理となっているファイルをエージェント部１４１に要求する（１８０４）。エージェント部１４１は、副ボリューム１３０からＦＳ部１４６経由で目的のファイル単位の読み出しを行う（１８０５）。バックアップサーバ２００へＬＡＮ３００経由にてファイル転送を行う（１８０６）。

バックアップ制御部２２０は、受信したファイルをテープ制御部２３０経由でテープに保管する（１８０７）。テープに保管したファイルに関してはファイルリスト２０００の確認ビット２００２をバックアップ処理済を示す「１」に書き換える（１８０８）。上記ステップ１８０３〜１８０８を繰り返し、全てのファイルのバックアップが完了した時点、つまり、ファイルリスト２０００内の確認ビット２００２が全て１となった時点で、ステップ１８０３の判定によって処理の終了が確認され、主処理を終了する。

次に、リストアの場合について図９を用いて説明する。まずテープ装置４００より保管してあるファイルのリストを読み出す。（１９０１）。この情報が、予め
バックアップサーバ２００内に保管されている場合はその情報を利用してもよい。このファイルリストとして図１０のファイルリスト２０００が用いられる。上記のバックアップと同様に、ファイルリスト２０００にはファイル名２００１と確認値２００２があるが、リストアの場合、確認値の「０」はリストア未処理、「１」はリストア済みを示すことにする。さらに、このファイルリストから特定のファイルをユーザが選択して、そのリストをファイルリスト２０００として利用してもよい。ファイルリスト内のファイルを一つ選びテープより読み出す（１９０２）。読み出されたファイルをエージェント部１４１へＬＡＮ３００経由で転送する（１９０３）。

エージェント部１４１は転送されたファイルをＦＳ部１４５へファイル単位で書き出しを行う。バックアップサーバ２００のエージェント部１４１によるファイル保管が終了すると、ファイルリスト２０００の確認ビット２００２には今回リストアしたファイルに関してリストア済みとして「１」のフラグを設定する（１９０５）。ファイルリスト内の全ファイルリストアが完了したかをファイルリスト２０００の確認ビット２００２を用いてステップ１９０６で判定し、ファイルのリストア処理が残っている場合には、ステップ１９０２に戻る。ファイルのリストアがファイルリスト２０００内の全てのファイルに関して完了している場合、つまり、確認ビット２００２が全て１の場合には、処理を終了する。

次に、終了処理１１０４について図１１を用いて説明する。終了処理では、エージェント部１４１が命令部１４２の後述する終了スクリプトを呼び出す（２１０１）。その正常終了判定を行い（２１０２）、正常終了した場合は処理を終了し、異常終了した場合にはエラーを戻し、処理を停止する（２１０３）。

この終了スクリプト実行の詳細を図１２を用いて説明する。まず、ＦＳ部１５６で副ボリュームのファイルシステムのアンマウントを行う（２２０１）。ＯＳが副ボリュームを誤認識しなようにするために、ボリュームのラベルを削除する（２２０２）。主処理がリストアの場合は、ミラー制御部１４４で、正ボリューム１２０と副ボリューム１３０間でのボリューム複製を予め作成しておき、最小の差分管理を行うために、ボリューム間の複製を行う（２２０４）。複製終了後、複製を停止し、ミラー管理部１４４では以降の更新データを別領域に保管する（２２０５）。バックアップの処理の場合、ステップ２２０３で判定が行われ、終了スクリプトの実行を終了する。

第二の実施の形態では、図１のネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００の間にファイバチャネル等のストレージネットワーク（ＳＡＮ）５００を設け、ネットワーク接続型ストレージ１００がバックアップサーバにファイルの情報（メタデータ等）を渡す手段を提供することにより、バックアップサーバが自らファイルのデータブロックを参照して、ファイルをテープにバックアップするバックアップシステムを提供する。バックアップしたデータをリストアする際に、バックアップサーバがネットワーク接続型ストレージで提供されたボリュームにファイル単位でデータを書き出し、ＳＡＮ５００経由でのリストアを行なう。

本実施形態の構成を図１３を用いて説明する。本システムは、図１の第一の実施例のシステムを元に構築されている。このため、以下では、第一の実施例と異なる構成について説明する。まず、図１ではネットワーク接続型ストレージ１００に配置されたエージェント部１４１をバックアップサーバ内２００に配置する。また、エージェント部１４１はネットワーク接続型ストレージ１００の命令部１４２を制御するためＬＡＮ３００と通信し、制御を行える機構を備える。バックアップサーバ２００には、自らファイルにアクセスを行うためのネットワーク接続型ストレージ１００内のファイルシステムを共有可能なＦＳ部２５０、ファイルシステムを利用して副ボリューム１３０の作成やファイルのバックアップを行うエージェント部１４１が設けられている。
また、ネットワーク接続型ストレージ１００のバックアップ用副ボリューム１３０をバックアップサーバ２００が認識するためにＳＡＮ５００が提供されている。このＳＡＮ５００は本実施例ではファイバチャネルを使用するがＳＣＳＩ、イーサーネット等のデータが転送可能な通信路を使用しても構わない。このＳＡＮ５００にネットワーク接続型ストレージ１００のＩ／Ｏインターフェイス１５０とバックアップサーバ２００のＩ／Ｏインターフェイス２４０が接続される。また、磁気テープ装置４００がＳＡＮ５００に接続される。バックアップサーバ２００は、副ボリューム１３０のボリューム構成を判断するために論理ボリューム管理部２６０を持ちボリュームの認識を行う。

第二の実施例における動作は、基本的には図２に示した第一の実施例と動作は似ているが、バックアップサーバ２００がＳＡＮ５００経由でファイル単位のアクセスを行うため、一部動作が異なる。以下では、第一の実施例の動作を元に第二の実施例の動作を説明する。

本実施例のバックアップシステムは、バックアップサーバ２００からネットワーク接続ストレージ１００を呼び出し、バックアップもしくはリストアの動作を行う。図２は、その動作を示す。本実施例では、バックアップ制御部２２０とエージェント部１４１はバックアップサーバ２００内で動作する。実際の処理動作は実施例１の図２の説明と同じため割愛する。

次に、本実施例のネットワーク型ストレージ１００はボリューム間の高速な複製を行うために第一の実施例と同様に正ボリューム１２０の更新分を副ボリューム１３０へ適用して、迅速に複製を作成する機構を持つ。この機構は、第一の実施例と同じである。この機構を本実施例で生かすために、第一の実施例で示した初期状態の動作を電源起動時又は再スタート時に行う。

図２の動作概要で、本実施例は、第一の実施例と同様に準備処理１１０２、主処理１１０３、終了処理１１０４があることを述べた。以下ではこれら３つの具体的な動作について述べる。

まず、図４を用いて準備処理１１０２について説明する。この動作は、第一の実施例と基本的には同じであるが、本実施例ではＬＡＮ３００経由でバックアップサーバ２００内のエージェント部１４１が命令部１４２の動作を示すスクリプトを起動して、その時の戻り値によって動作の判定を行う。また、エージェント部１４１は図１３に示すようにバックアップサーバ内に存在するので、図４のステップ１４０４のボリューム認識は、論理ボリューム管理部２６０にて副ボリューム１３０を別ボリュームとして認識する。

図１９に示すように、図４のステップ１４０５で副ボリューム１３０をマウントするときに、ネットワーク接続型ストレージ１００で副ボリューム１３０内のファイルシステムにおけるファイル情報の一貫性確認をｆｓｃｋ等のファイル一貫性確認ツールで行い（２９０１）、ボリュームのマウントを行う（２９０２）。これにより、ファイルシステムの管理がネットワーク接続型ストレージ１００で集約して実行される。

その後、バックアップサーバ１００は副ボリューム１３０の擬似マウントの要求を行う（２９０３）。ネットワーク接続型ストレージ１００のＦＳ部１４５が擬似マウントを許可すると（２９０４）、バックアップサーバ内で副ボリューム１３０のマウントが行なわれる（２９０５）。ここで、擬似マウントにより、バックアップサーバ２００は、ネットワーク接続型ストレージ１００の副ボリューム内のファイルを、後述するオープン、ファイルアクセス、そして、クローズの機能により操作できる。

このスクリプト起動の動作について図５を用いて説明する。本実施例でのこの動作は第一の実施例の動作と同じである。次に、図５に示すスクリプト起動の中のスナップショット作成（１５０２）の動作を図６に示す。次にリストアボリュームの作成（１５０３）を図７に示す。この動作は、本実施例では第一の実施例と同じ動作であるので動作の説明を割愛する。

次に、主処理１１０３について説明する。主処理はバックアップ及びリストアでそれぞれ内容が異なる。まず、バックアップの場合について図８を用いて説明する。基本的な動作は、第一の実施例と同じ動作であるが、本実施例ではバックアップサーバ２００自らがファイルのデータブロックへアクセスが可能な形態をもつ。したがって、ファイルに関する処理、つまり、ファイルのオープン、ファイルアクセス、そして、バックアップを行うためのファイルリストを取得する手順が異なる。この手順に関しては後述するが、これらの影響を与える処理は、図８に示す本主処理のバックアップ操作の中で、ステップ１８０２の副ボリューム１３０内のファイルリスト作成、ステップ１８０５の副ボリュームからバックアップサーバ２００内のＦＳ部２５０経由でのファイルのオープン、データ読み出し、クローズの処理である。リストアに関しても同様で、ファイルに関する処理が異なる。つまり、図９に示すステップ１９０１のファイルリスト２０００の取得、ステップ１９０４のリストア先となる副ボリューム１３０へのファイルの書き出しを行うために、オープン、書き出し、そしてクローズを行う処理が、本実施例と第一の実施例とで異なる。

では、具体的に、ファイルのオープン、ファイルアクセス、そして、ファイルリストを取得する手順を説明する。一般にファイルシステム経由のファイルアクセスでは、（１）ファイルのオープンを行ってファイル識別子を取得する、（２）ファイル識別子を参照して、ファイルの実データを読み出し、又は書き込むためのアクセスをする、（３）目的のアクセスが終了するとファイル識別子を元にファイルをクローズする。これらの３つの処理を行う。この３つの処理を第一の実施例ではＦＳ部１４５が行っていた。

本実施例では、ネットワーク接続型ストレージ２００内のボリュームをバックアップサーバ２００でも参照できる機構を設ける。そこで、前述の３つの処理をバックアップサーバ２００で実行し、ＬＡＮ３００経由でネットワーク接続型ストレージ１００内のファイルの情報を参照できる機構を設ける。ファイルには、ファイル名、属性等を保管したファイルのメタデータと実際のデータを保管する実データ保管部からなる。本実施例のファイルの情報をＬＡＮ３００で参照するために、ファイルのメタデータの交換をＬＡＮ３００で行い、実データへのアクセスは、ＳＡＮ５００を用いて行うことにより、ファイルの制御とデータアクセスを分断してデータアクセスの傾向に適したシステム構成を設ける。
実際のオープン処理を図１４を用いて説明する。まず、バックアップサーバ２００のＦＳ部２５０がオープン命令を受け取ると、ネットワーク接続型ストレージ１００に対しファイルのオープン要求を発行する（２４０１）。ファイルが存在する場合、そのファイルの識別子をバックアップサーバ３００に戻す（２４０２）。ファイルが存在しない場合、オープン時の指定でファイル情報を作成しても良い。もし指定が無ければエラーとして取り扱われる。バックアップサーバ３００は識別子を受け取り、オープンを指示したアプリケーション等に戻す（２４０３）。

次にファイルの読み出し書き出しを行うファイルアクセス処理を図１５を用いて説明する。バックアップサーバ２００は特定のファイルを指示するために、ファイル識別子とアクセスサイズ（Ｂｙｔｅ単位）をネットワーク接続型ストレージ１００のＦＳ部１４５に渡す（２５０１）。ファイル識別子に基づいてファイルのメタデータを副ボリューム１３０から取得する（２５０２）。このメタデータは、図１８に示すように、所有者２８１０、ファイルハードリンク数２８２０、ファイルサイズ２８３０、データブロックのアドレスＬＢＡ２８４０、最終アクセス時間２８５０、そして、最終変更時間２８６０からなる。このとき、ファイルのアクセスが書き出し処理の場合（２５０３）、データを保管するための新規のデータブロックを割り当て（２５０４）、メタデータ２８００内に新規ブロックのＬＢＡを記録する（２５０５）。このファイルのメタデータ２８００をバックアップサーバ２００のＦＳ部２５０に戻す（２５０６）。ファイルのデータの保管場所であるメタデータ２８００のアドレス２８４０を参照して、ＳＡＮ５００経由でボリュームへのアクセスを行う（２５０７）。本実施例では、副ボリューム１３０をＳＡＮ５００経由で参照を行っている。

次に、図１６を用いてクローズ処理を説明する。まず、使用していたファイル識別子と共にファイルクローズ要求をネットワーク接続型ストレージ１００のＦＳ部１４５に渡す（２６０１）。利用されたファイルに対するファイル識別子を未使用として管理する（２６０２）。クローズ処理の結果が、バックアップサーバ２００のＦＳ部１４５に戻され、処理が終了する。

これらのファイルへの操作以外に、ファイルを指定するために、ファイルシステム内のファイルを指定するファイル名を出力する必要がある。本実施例のＦＳ部２５０は、バックアップ制御部２２０から命令されたファイル名の要求に基づいて、一般のファイルシステムと同様に、単一ディレクトリ内のファイルをリストするコマンドを持つ。一般的なＯＳではこれらのコマンドはｌｓもしくはdirとして存在する。また、単一のディレクトリ内に別ディレクトリが存在する時、そのディレクトリを指定し、ファイル内のデータを参照することが可能である。本実施例でのファイルシステムは、一般的な階層型ファイルシステム、つまり、先頭のディレクトリがあり、同ディレクトリ内にファイルもしくはディレクトリを配置できる構造になっている。したがって、副ボリューム１３０内のファイルリストを作成しようとした時に、ファイルをリストするコマンドを用いて、ファイルシステム内のファイルの名前を参照し、図１０のファイル名２００１に格納されているファイル名のリストを作成することも可能である。

本実施例の終了処理は、図１１に示す第一の実施例の終了処理と同一の動作をするため説明を割愛する。

終了スクリプトの詳細を図１２を用いて説明する。基本的な動作は、第一の実施例と同じであるが、本実施例中の図１２のＦＳ部は、ネットワーク接続型ストレージ１００内のＦＳ部１４５とバックアップサーバ２００内のＦＳ部２５０の両方を示す。従って、ステップ２２０１におけるアンマウントは、ネットワーク接続型ストレージ１００内のアンマウントと擬似マウントされたバックアップサーバ２００のアンマウントの両方を示す。また、本スクリプトはバックアップサーバ２００で動作するが、ネットワーク接続型ストレージ１００内のＦＳ部１４５とミラー制御部１４４はＬＡＮ３００経由で制御する。

第三の実施の形態では、図１のネットワーク接続型ストレージ１００とバックアップサーバ２００の間にファイバチャネル等のストレージネットワーク（ＳＡＮ）を設け、ネットワーク接続型ストレージ１００で運用中のファイルシステムが含まれる正ボリューム１２０の複製を副ボリュームとして提供し、ＳＡＮ５００経由で、バックアップサーバが副ボリューム内のファイルシステムのデータブロックを参照して、ファイルをテープにバックアップするバックアップシステムを提供する。また、バックアップしたデータをリストアする際に、バックアップサーバ２００がネットワーク接続型ストレージ１００で提供された副ボリューム１３０にファイル単位でデータを書き出し、ＳＡＮ５００経由でのリストアを行なう。
本システムは、図１３の第二の実施例のシステムを元に構築されているため、以下では、第二の実施例と異なる構成について説明する。

第二の実施例におけるネットワーク接続型ストレージ１００のＦＳ部１４５とバックアップサーバ２００内のＦＳ部２５０は通信を行い、バックアップサーバ２００からネットワーク接続型ストレージ１００のボリューム内のファイルシステムを参照できるが、本実施例においては、バックアップサーバ２００がネットワーク接続型ストレージ１００のボリューム内に記録されているファイルシステムを理解できるＦＳ部２５０を持っているため、ＦＳ部１４５とＮｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ１１０との間、そして、ＦＳ部２５０とＮｅｔｗｏｒｋ Ｉ／Ｆ２１０との間をそれぞれ結ぶ制御線（破線部）は不要である。

第三の実施例における動作は、基本的には第二の実施例と動作は似ているが、バックアップサーバ２００がＳＡＮ５００経由で副ボリューム１３０内のファイルシステムを直接参照するため、一部動作が異なる。以下では、第二の実施例の動作を元に第三の実施例の動作を説明する。

本発明のシステムは、バックアップサーバ２００からネットワーク接続ストレージ１００を呼び出し、バックアップもしくはリストアの動作を行う。図２は、その動作を示す。本実施例では、バックアップ制御部２２０とエージェント部１４１はバックアップサーバ２００内で動作する。実際の処理動作は実施例二の図２の説明と同じため割愛する。

次に、本実施例のネットワーク型ストレージ１００はボリューム間の高速な複製を行うために第二の実施例と同様な正ボリュームの１２０の更新分を副ボリューム１３０へ適用して、迅速に複製を作成する機構を持つ。この機能は、第二の実施例と同じ機能である。

本実施例には、第二の実施例と同様に準備処理１１０２、主処理１１０３、終了処理１１０４がある。以下ではこれら３つの具体的な動作について述べる。まず、準備処理１１０２について説明する。この基本的な動作は、図４に示す第二の実施例と同じであるが、ステップ１４０５における副ボリューム１３０のマウント時の動作が異なる。図２０にその動作を示す。エージェント部１４１で副ボリューム１３０のファイルシステム内に保管されているファイル情報の一貫性確認をｆｓｃｋ等のファイル一貫性確認ツールで行い（３００１）、マウントを行う（３００２）。

次に、図５に示すスクリプト起動中のスナップショット作成（１５０２）の動作を図６に示す。本実施例におけるこの動作は第二の実施例と同じ動作をする。次にリストアボリュームの作成（１５０３）を図７に示す。この動作は、本実施例では第二の実施例と同じ動作であるので説明を割愛する。

次に、主処理１１０３について説明する。主処理はバックアップ及びリストアでそれぞれ内容が異なる。まず、バックアップの場合について図８を用いて説明する。基本的な動作は、第二の実施例と図８の同じ動作であるが、本実施例ではバックアップサーバ２００自らが副ボリューム１３０のＦＳ部２５０を用いてファイルシステムを理解することにより、ファイルのデータブロックへ直接アクセスできる。従って、ＦＳ部２５０が、ネットワーク接続型ストレージ１００内の副ボリューム１３０のファイルシステムを理解する機能を持つ。つまり、ファイルのオープン、ファイルアクセス、そして、ファイルリストを直接副ボリューム１３０のファイルシステムに対して実行する。具体的には、（１）ファイルのオープンを行ってファイル識別子を取得する、（２）ファイル識別子を参照して、ファイルの実データを読み出し、又は書き込むためのアクセスをする、（３）目的のアクセスが終了するとファイル識別子を元にファイルをクローズする処理を副ボリュームに対して行う。これら３つの処理をＦＳ部２５０が行う。リストアの場合については第二の実施例の図９の動作と同じ動作をする。

本実施例の終了処理は図１１に示す第二の実施例における終了処理と同一の動作をするため説明を割愛する。終了スクリプトの基本的な動作は、図１２に示す第二の実施例と同じであるが、本実施例では、図１２のＦＳ部２５０は、バックアップサーバ２００内のＦＳ部２５０示す。従って、図１２のステップ２２０１におけるアンマウントはバックアップサーバ２００でマウントされた副ボリューム１３０のアンマウントを示す。また、本スクリプトはバックアップサーバ２００で動作するが、ネットワーク接続型ストレージ１００内のＦＳ部１４５とミラー制御部１４４はＬＡＮ３００経由で制御する。

本発明によれば、ネットワーク接続型ストレージ等の特殊なファイルシステムを持ったファイルサーバのファイルをファイル単位で高速にバックアップすることができる。

本発明の第一の実施形態における計算機システムの構成図である。 本発明の実施の形態におけるバックアップ制御部２４０とエージェント部間の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるミラー制御部１４４の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態における準備処理のエージェント部１４１と命令部１４２間の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態のスクリプトの処理における命令部１４２と論理ボリューム管理部１４６の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態のスナップショットボリュームの作成処理における論理ボリューム管理部、ＦＳ部とミラー制御部１４４の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態のリストアボリュームの作成処理における論理ボリューム管理部、ＦＳ部とミラー制御部１４４の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態の主処理のバックアップ処理におけるバックアップ制御部２２０、エージェント部の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態の主処理のリストア処理におけるバックアップ制御部２２０、エージェント部１４１の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態のファイルリストを示した図である。 本発明の実施の形態における終了処理のエージェント部と命令部１４２間の処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態の終了スクリプトの処理におけるＦＳ部１４５とミラー制御部１４４間の処理を示したフローチャートである。 本発明の第二の実施形態における計算機システムの構成図である。 本発明の第二の実施形態におけるオープン処理を示したフローチャートである。 本発明の第二の実施形態におけるファイルアクセス処理を示したフローチャートである。 本発明の第二の実施形態におけるクローズ処理を示したフローチャートである。 本発明の実施形態におけるボリュームラベルの構造図である。 本発明の実施形態におけるメタデータの構造図である。 本発明の第二の実施形態にＦＳのファイル情報を確認後、副ボリュームをマウントする動作を示したフローチャートである。 本発明の第三の実施形態にＦＳのファイル情報を確認後、副ボリュームをマウントする動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１００：ネットワーク接続型ストレージ、
１１０：ネットワークインターフェイス、１２０：正ボリューム、
１３０：副ボリューム、１４０：制御部、１４１：エージェント部、
１４２：命令部、１４３：論理ボリューム管理部、１４４：ミラー制御部、
１４５：ＦＳ部、２００：バックアップサーバ、
２１０：ネットワークインターフェイス、２２０：バックアップ制御部、
２３０：テープ制御部、２４０：入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、
２５０：ＦＳ部、２６０：論理ボリューム管理部、３００：ＬＡＮ、
４００：テープ装置、２０００：ファイルリスト、２００１：ファイル名、
２００２：確認ビット、２７００：ボリュームラベル、２７１０：ボリューム名
、
２７２０：スライス構成情報、２８００：メタデータ、２８１０：所有者、
２８２０：リンク数、２８３０：サイズ、２８４０：アドレス、
２８５０：最終アクセス時間、２８６０：最終変更時間

Claims (6)

1. 少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージと少なくとも１台のバックアップ装置が相互接続されたバックアップシステムにおいて、
   前記少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージはそれぞれ少なくとも１つのボリュームを有し、それぞれのボリュームはファイルシステムを有し、
   前記バックアップ装置は、少なくとも１台のホスト計算機が前記少なくとも１つのボリューム上に格納したデータのバックアップを共通に取得するバックアップ装置であって、
   前記少なくとも１台のバックアップ装置からのバックアップ要求に応じて、前記少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージ上のボリュームを複製することを特徴とするバックアップシステム。
2. 請求項１におけるバックアップシステムにおいて、前記バックアップ装置からの前記バックアップ要求は、前記ネットワーク接続型ストレージ内の前記ファイルシステムを安全に停止させ、ボリュームの複製を行い、そして、ファイルシステムを回復することを特徴とするバックアップシステム。
3. 少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージと少なくとも１台のバックアップ装置が相互接続されたバックアップシステムにおいて、
   前記少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージはそれぞれ少なくとも１つのボリュームを有し、それぞれのボリュームはファイルシステムを有し、
   前記バックアップ装置は、少なくとも１台のホスト計算機が前記少なくとも１つのボリューム上に格納したデータのバックアップを共通に取得するバックアップ装置であって、
   前記少なくとも１台のバックアップ装置からのバックアップ要求に応じて、前記少なくとも１台のネットワーク接続型ストレージ上のボリュームを複製し、
   前記複製ボリュームをネットワーク接続型ストレージの管理下の下でボリュームを参照して、ファイル単位でバックアップを行うことを特徴とするバックアップシステム。
4. 請求項３におけるバックアップシステムにおいて、前記バックアップ装置からの前記バックアップ要求は、前記ネットワーク接続型ストレージ内の前記ファイルシステムを停止させ、前記ボリュームの複製を行い、前記ファイルシステムを回復することを特徴とするバックアップシステム。
5. 請求項４におけるバックアップシステムにおいて、前記バックアップ装置は、前記ネットワーク接続型ストレージで管理してある前記ボリュームの前記ファイルシステム内のファイルへアクセスする際に、ファイルの保管されているボリューム情報と論理的な物理アドレスを含むファイルの管理情報を前記ネットワーク経由で入手して、データの参照を前記ボリュームが接続してある前記第二のネットワーク経由で直接参照することを特徴とするバックアップシステム。
6. 請求項５におけるバックアップシステムにおいて、前記ファイルへのアクセスは、ファイルのオープン、ファイル内のデータの読み込み、ファイル内のデータの書き込み、ファイル名を検索することを特徴とするバックアップシステム。

Images