JP2008191775A - ディスクアレイ装置およびディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複製ボリュームを有効に利用することができ、また、運用中に世代数を増減できるディスクアレイ装置およびディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法を提供する。
【解決手段】ディスクアレイ装置であって、マスターボリュームと、複数の複製ボリュームの集合である複製グループと、マスターボリュームと組で存在する仮想的なリンクボリュームと、リンクボリュームを介して、複製ボリュームにマスターボリュームの複製を行う複製手段と、リンクボリュームと複製ボリュームとのリンクの接続および切断を行うリンク接続切断手段と、を備え、複製グループの中から、複製の行われていない任意の複製ボリュームを複製先として選択し、複製元であるマスターボリュームと組とされたリンクボリュームとリンク接続して複製を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクアレイ装置およびディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法に関する。

従来、ＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Inexpensive/Independent Disks)に代表されるディスクアレイ装置では、装置内のボリュームに対して、別のボリュームに複製を作成する機能を備える。このようなディスクアレイ装置内のボリューム複製機能において、多量の複製ボリュームが存在することは一般的であり、それらのボリュームの管理及び有効利用に課題がある。

上記の問題を解決する従来技術例として、仮想ボリュームに関連付けられる複製ボリュームを変更することにより、バックアップサーバが認識しなければならないボリュームの数を少なくすることが可能となる「ディスクアレイ装置、バックアップシステムおよびバックアップ方法」がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１９６６４１号公報

しかしながら、上記従来技術例では、バックアップサーバが管理するボリュームの有効利用に有用であるが、ディスクアレイ装置内の複製ボリュームの有効利用において、以下のような課題がある。

まず、１つ目の課題として、１つの複製ボリュームは、最初に割り付けられたマスターボリュームからしか利用できないため、空き（未使用）の場合でも別のマスターボリュームから利用することができない。

次に、２つ目の課題として、マスターボリュームの利用可能な複製ボリューム数（最大世代数）は、ディスクアレイ装置やバックアップシステムの構成に影響し、一度、運用を開始した後、変更することが簡単にはできない。すなわち、利用者はバックアップ運用中に世代を自由に増減することができない。

以上のことから、従来の複製方式によれば、複製ボリュームを有効に利用することが難しく、運用時の世代数の増減が難しいという課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複製ボリュームを有効に利用することができ、また、運用中に世代数を増減できるディスクアレイ装置およびディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ディスクアレイ装置であって、マスターボリュームと、複数の複製ボリュームの集合である複製グループと、マスターボリュームと組で存在する仮想的なリンクボリュームと、リンクボリュームを介して、複製ボリュームにマスターボリュームの複製を行う複製手段と、リンクボリュームと複製ボリュームとのリンクの接続および切断を行うリンク接続切断手段と、を備え、複製グループの中から、複製の行われていない任意の複製ボリュームを複製先として選択し、複製元であるマスターボリュームと組とされたリンクボリュームとリンク接続して複製を行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、さらに、複製ボリュームが複製可能なボリュームか否かを示す有効情報が格納された複製管理テーブルを有する記憶手段を備え、複製管理テーブルに基づいて、複製先の複製ボリュームが選択されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、さらに、各々の複製ボリュームに対する複製の有効期限を監視する複製管理手段を備え、複製管理手段は、複製の有効期限が過ぎると、当該複製を有する複製ボリュームにおける複製管理テーブルの有効情報を更新させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、複製管理手段は、複製ボリュームの有効期限の確認を定期的に行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、複製が完了すると、複製管理テーブルの有効情報を更新させることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明において、記憶手段は、さらに、マスターボリュームおよび複製ボリュームのリンクの情報を示すリンク管理テーブルを備え、リンクの接続および切断が行われたときにリンク管理テーブルは更新されることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項２から６のいずれか１項に記載の発明において、複製管理テーブルには、各々の複製ボリュームごとに複製元となるマスターボリュームの識別子および複製作成日時の情報が格納されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、ディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法において、複数の複製ボリュームから構成される複製グループの中から、複製の行われていない任意の複製ボリュームを複製先として選択する第１ステップと、マスターボリュームと組で存在する仮想的なリンクボリュームと選択された複製ボリュームとのリンクを行う第２ステップと、リンクボリュームを介して選択された複製ボリュームにマスターボリュームの複製を行う第３ステップと、複製が行われた後、選択された複製ボリュームとリンクボリュームとのリンクを切断する第４ステップと、を有することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、第１ステップは、複製ボリュームが複製可能なボリュームか否かを示す有効情報が格納された複製管理テーブルに基づいて、複製先の複製ボリュームが選択されるようにすることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、さらに、各々の複製ボリュームに対する複製の有効期限を監視し、当該有効期限が過ぎた複製ボリュームにおける複製管理テーブルの有効情報を更新させる第５ステップを有することを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、第５ステップにおいて、複製ボリュームの有効期限の確認は定期的に行われることを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項に記載の発明において、第３ステップにおいて、複製が完了すると、複製管理テーブルの有効情報を更新させることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項８から１２のいずれか１項に記載の発明において、第２および第４ステップにおいて、リンクの接続および切断が行われたとき、マスターボリュームおよび複製ボリュームのリンクの情報を示すリンク管理テーブルが更新されることを特徴とする。

本発明によれば、ディスクアレイ装置において、複製ボリュームを有効に利用することが可能となり、また、運用中に世代数を増減することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

まず本発明の概要について説明する。
本発明は、ディスクアレイ装置内のボリュームに複製ボリュームを作成する機能を実現したディスクアレイ装置において、マスターボリュームと複製ボリュームとの対応関係を動的に変更する手段を備え、複製グループの中から、複製の行われていない任意の複製ボリュームを複製先として選択し、複製元であるマスターボリュームと組とされたリンクボリュームとリンク接続して複製を行うことにより、複製ボリュームの有効利用および運用中の世代増減を可能とすることを特徴とする。

従来、あるマスターボリュームの最大世代数は、システム構成時に決めなければならなかった。従来の方法において、システム構成時に１個のマスターボリュームと、Ｍ個の複製ボリュームとをペア設定すると、そのマスターボリュームの最大世代数がＭになる。そして、Ｍを増減したい場合は、システム構成手段でペアを設定し直すことが一般的である。しかし、運用中のシステムに対する構成変更をする場合、その変更を走行中の業務へ影響させないようにすることは難しい。

一方、本発明は、上述した「世代数の動的に変更する」手段を提供するものであり、Ｎ個のマスターボリュームがＭ個の複製ボリュームを共有利用ようなイメージとなる。そのＭは、Ｎ個のマスターボリューム個の合計世代数であるため、１個のマスターボリュームにとって十分な数字になると想定する。このため、どちらのマスターボリュームから見ても、世代数が０〜Ｍ（十分な数字）の区間で動的に変動可能となる。（複製を１個作成すれば世代数が＋１になる）

以下、本発明の実施形態の詳細な構成について、図１〜図３に基づいて説明する。
図１を参照すると、本発明の実施形態は、ホスト計算機１１０と、ディスクアレイ装置（ストレージ装置）１２０とから構成される。

ホスト計算機１１０は、ディスクアレイ装置１２０に対して命令を発行するレプリケーション指示手段１４０を備える。

ディスクアレイ装置１２０は、一つ以上のマスターボリューム１２１、マスターボリュームとペアで存在するリンクボリューム１２２、一つ以上の複製ボリューム１２３、一つ以上の複製ボリューム１２３の集合である複製グループ１２４、各リンクボリューム１２２のリンク先およびリンク状態を管理するリンク管理テーブル１３０、各複製ボリューム１２３の有効flag、マスターボリュームＩＤ、複製作成時刻および有効期限を管理する複製管理テーブル１３１、リンクボリューム１２２を経由して複製ボリューム１２３へコピーを行うレプリケーション手段１４１、リンクボリューム１２２と複製ボリューム１２３とのリンクを動的に接続する手段１４２、リンクボリューム１２２と複製ボリューム１２３とのリンクを動的に切断する手段１４３、複製ボリューム１２３ごとに記録されている複製の作成時刻と有効期限を定期的にチェックし、有効flagを更新する複製管理手段１４４、を備える。

マスターボリューム＃１０とマスターボリューム＃１１は、ホスト計算機１１０が読み書きしている、異なるボリュームを表す。

リンクボリューム＃２０とリンクボリューム＃２１は、実際の記憶領域を持たない仮想的なボリュームである。マスターボリューム＃１０とリンクボリューム＃２０、および、マスターボリューム＃１１とリンクボリューム＃２１は、それぞれペアで存在する。

複製ボリューム＃３０〜＃３５は、複製用途のボリュームであり、複製グループ１２４を構成する。

リンクボリューム＃２０、＃２１は、それぞれ複製グループ１２４に属しているボリューム（複製ボリューム＃３０〜＃３５のどれか）にリンクすることが可能である。

図２は、リンク管理テーブル１３０の一例を示した図である。リンク管理テーブル１３０は、各リンクボリューム１２２のリンク可能な複製グループ１２４の識別子と、リンク中の複製ボリューム１２３の識別子とを管理する。

図３は、複製管理テーブル１３１の一例を示した図である。複製管理テーブル１３１は、各複製ボリューム１２３の有効flag、マスターボリュームＩＤ、複製作成時刻および有効期限を管理する。なお、図３の複製管理テーブルに示す＃３２において、有効flagがＯＦＦでありながら、複製作成時刻および有効期限の情報が格納されている理由は、有効flagがＯＦＦとなっているのは有効期限が切れてしまったことを示すが、期限切れボリュームと未使用の空きボリュームとの区別をするために、複製作成時刻および有効期限をＮＵＬＬにしていない。

以下、本発明の実施形態の詳細な動作について、図４〜図８に基づいて説明する。
図４は、レプリケーション指示手段１４０の動作を示すフローチャートである。レプリケーション指示手段１４０は、ホスト計算機１１０から呼び出されることによって動作し、ディスクアレイ装置へレプリケーション指示を発行する。

まずレプリケーション指示手段１４０は、複製管理テーブル１３１検索し、利用可能な（有効flagがＯＦＦである）複製ボリュームを１個選択する（Ｓ１１）。利用可能な複製ボリュームが見つかった場合、リンク接続手段１４２を用いて、選択した複製ボリュームをリンクボリュームに接続する（Ｓ１２）。そして、レプリケーション手段１４１を用いて、リンクボリュームを経由して複製ボリュームへコピーを行う（Ｓ１３）。最後に、リンク切断手段１４３を用いて、複製ボリュームとリンクボリュームとのリンクを切断する（Ｓ１４）。

図５は、レプリケーション手段１４１の動作を示すフローチャートである。レプリケーション手段１４１は、レプリケーション指示手段１４０から呼び出されることによって動作する。

まずレプリケーション手段１４１は、レプリケーション指示手段１４０が指定したマスターボリューム１２１を、リンクボリューム１２２に対してコピー処理を行う（Ｓ２１）。コピー処理の複製先が、リンクボリューム１２２がリンクしている複製ボリューム１２３へ変換されるため、実際のコピーはマスターボリューム１２１と複製ボリューム１２３の間で行われる。コピー終了後、複製管理テーブル１３１を更新し、マスターボリュームＩＤ、複製の作成時刻と有効期限（レプリケーション指示手段１４０が指定した期限）を記録し、有効flagをＯＮにする（Ｓ２２）。作成した複製はマスターボリュームの復旧や、バックアップの参照などに利用可能であり、有効期限を経過するまで保管される。

図６は、リンク接続手段１４２の動作を示すフローチャートである。リンク接続手段１４２は、レプリケーション指示手段１４０から呼び出されることによって動作する。

まずリンク接続手段１４２は、レプリケーション指示手段１４０が指定した複製ボリューム１２３を、複製元であるマスターボリューム１２１のリンクボリューム１２２に接続する（Ｓ３１）。接続後、リンク管理テーブル１３０を更新し、複製ボリュームのＩＤを、該リンクボリュームの「リンク中ボリュームＩＤ」へ登録する（Ｓ３２）。

図７は、リンク切断手段１４３の動作を示すフローチャートである。リンク切断手段１４３は、レプリケーション指示手段１４０から呼び出されることによって動作する。リンク切断手段１４３は、レプリケーション指示手段１４０が指定した複製ボリューム１２３とリンクボリューム１２２とのリンクを切断する（Ｓ４１）。その後、リンク管理テーブル１３０を更新し、該リンクボリュームの「リンク中ボリュームＩＤ」をＮＵＬＬにする（Ｓ４２）。

図８は、複製管理手段１４４の動作を示すフローチャートである。複製管理手段１４４は、ディスクアレイ装置１２０にて定期的に動作する。

複製管理手段１４４は定期的に動作し、複製管理テーブル１３１にて保持されている、各複製ボリューム１２３の有効期限をチェックする（Ｓ５１）。有効期限を経過した複製ボリュームを見つかった場合、複製管理テーブル１３１を更新し、該当する複製ボリュームの有効flagをＯＦＦにする（Ｓ５２）。

本発明における第１の効果は、複製ボリュームの有効利用にある。
その理由は、複製グループに属すボリュームは未使用の空きボリュームであれば、異なるマスターボリュームに利用可能となるためである。なお、複製管理手段により、ディスクアレイ装置が複製ボリュームの有効期限をチェックしており、有効期限を過ぎたボリュームは空きボリュームとして自動的に再利用されるため、ボリュームは容易に再利用可能となる。

本発明における第２の効果は、世代数を運用中に増減できることである。
その理由は、複製ボリュームは構築時にマスターボリュームに割り付けられたものでなく、運用時に複製グループから動的割り付けられるためである。複製グループに利用可能な複製ボリュームがある限り、運用中の世代増加は可能である。なお、複製ボリュームの有効flagを変更することだけで、運用中の世代減少も簡単にできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

本発明は、複製ボリュームの有効利用に効果があるため、複製ボリュームの利用率を向上したい場合に適用できる。また、保持する世代数は不確定で、運用中に世代を増減したい場合に適用できる（例えば、１ヶ月１回世代を作成し、世代数は月々増加する場合など）。

本発明の実施形態に係る構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るリンク管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る複製管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るレプリケーション指示手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るレプリケーション手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るリンク接続手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るリンク切断手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る複製管理手段の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１０ ホスト計算機
１２０ ディスクアレイ装置
１２１ マスターボリューム
１２２ リンクボリューム
１２３ 複製ボリューム
１２４ 複製グループ
１３０ リンク管理テーブル
１３１ 複製管理テーブル
１４０ レプリケーション指示手段
１４１ レプリケーション手段
１４２ リンク接続手段
１４３ リンク切断手段
１４４ 複製管理手段

Claims (13)

1. マスターボリュームと、
   複数の複製ボリュームの集合である複製グループと、
   前記マスターボリュームと組で存在する仮想的なリンクボリュームと、
   前記リンクボリュームを介して、前記複製ボリュームに前記マスターボリュームの複製を行う複製手段と、
   前記リンクボリュームと前記複製ボリュームとのリンクの接続および切断を行うリンク接続切断手段と、を備え、
   前記複製グループの中から、前記複製の行われていない任意の前記複製ボリュームを複製先として選択し、複製元である前記マスターボリュームと組とされた前記リンクボリュームとリンク接続して前記複製を行うことを特徴とするディスクアレイ装置。
2. さらに、前記複製ボリュームが複製可能なボリュームか否かを示す有効情報が格納された複製管理テーブルを有する記憶手段を備え、
   前記複製管理テーブルに基づいて、前記複製先の前記複製ボリュームが選択されることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
3. さらに、各々の前記複製ボリュームに対する前記複製の有効期限を監視する複製管理手段を備え、
   前記複製管理手段は、前記複製の前記有効期限が過ぎると、当該複製を有する前記複製ボリュームにおける前記複製管理テーブルの前記有効情報を更新させることを特徴とする請求項２記載のディスクアレイ装置。
4. 前記複製管理手段は、前記複製ボリュームの前記有効期限の確認を定期的に行うことを特徴とする請求項３記載のディスクアレイ装置。
5. 前記複製が完了すると、前記複製管理テーブルの前記有効情報を更新させることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置。
6. 前記記憶手段は、さらに、前記マスターボリュームおよび前記複製ボリュームのリンクの情報を示すリンク管理テーブルを備え、
   前記リンクの接続および切断が行われたときに前記リンク管理テーブルは更新されることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置。
7. 前記複製管理テーブルには、各々の前記複製ボリュームごとに前記複製元となる前記マスターボリュームの識別子および複製作成日時の情報が格納されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置。
8. ディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法において、
   複数の複製ボリュームから構成される複製グループの中から、複製の行われていない任意の前記複製ボリュームを複製先として選択する第１ステップと、
   マスターボリュームと組で存在する仮想的なリンクボリュームと前記選択された複製ボリュームとのリンクを行う第２ステップと、
   前記リンクボリュームを介して前記選択された複製ボリュームに前記マスターボリュームの複製を行う第３ステップと、
   複製が行われた後、前記選択された複製ボリュームと前記リンクボリュームとのリンクを切断する第４ステップと、
   を有することを特徴とするディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。
9. 前記第１ステップは、
   前記複製ボリュームが複製可能なボリュームか否かを示す有効情報が格納された複製管理テーブルに基づいて、前記複製先の前記複製ボリュームが選択されるようにすることを特徴とする請求項８記載のディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。
10. さらに、各々の前記複製ボリュームに対する前記複製の有効期限を監視し、当該有効期限が過ぎた前記複製ボリュームにおける前記複製管理テーブルの前記有効情報を更新させる第５ステップを有することを特徴とする請求項９記載のディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。
11. 前記第５ステップにおいて、前記複製ボリュームの前記有効期限の確認は定期的に行われることを特徴とする請求項１０記載のディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。
12. 前記第３ステップにおいて、前記複製が完了すると、前記複製管理テーブルの前記有効情報を更新させることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。
13. 前記第２および第４ステップにおいて、前記リンクの接続および切断が行われたとき、前記マスターボリュームおよび前記複製ボリュームのリンクの情報を示すリンク管理テーブルが更新されることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載のディスクアレイ装置における複製ボリュームの管理方法。

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