JP2009238036A - データバックアップ装置、データバックアップ方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リストア時のロールフォワード処理およびフルリストアデータ生成用の作業領域を必要としないデータバックアップ装置を提供する。
【解決手段】データバックアップ装置１は、ホストコンピュータ２に接続されるデータバックアップ装置であって、ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得手段１１と、バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報をホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得手段１２と、バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶部５１と、バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶部５２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明はコンピュータシステムにおけるデータのバックアップおよびリストアに関し、特に差分バックアップ方式のバックアップおよびリストアに関する。

従来のコンピュータシステムにおけるデータのバックアップ方式としてフルバックアップ方式がある。バックアップオペレーションごとにバックアップ元の全てのデータをディスクアレイや磁気テープライブラリなどのバックアップ装置に保存し、データの復元を行う際には予め保存しておいた特定のフルバックアップデータを用いて復元する方式である。

フルバックアップ方式はバックアップ元の全てのデータを取得するので、バックアップ元のデータ量が大きくなると、ディスクアレイや磁気テープの使用容量、およびバックアップウィンドウ（バックアップのためにコンピュータを停止する時間帯）が増大するという欠点がある。データの使用容量はデータ圧縮やデータの重複排除などによってある程度は削減することができるが、バックアップ元の全てのデータをバックアップシステムへ送信する必要があるというフルバックアップ方式の性質上、バックアップウィンドウを削減する技術は確立されていない。

バックアップウィンドウの小さいバックアップ方式として差分バックアップ方式がある。フルバックアップデータを作成後、そのフルバックアップデータに対して更新された部分のみをバックアップ装置に保存し、データの復元を行う際にはフルバックアップデータを復元後、差分バックアップデータを用いてロールフォワード処理を繰り返すことによってデータの復元を行う方式である。

１度フルバックアップデータを作成すれば、それ以降のバックアップオペレーションではフルバックアップデータからの差分データだけを保存すれば良いため、バックアップシステムの使用容量およびバックアップウィンドウはフルバックアップ方式と比較して小さいという利点がある。その反面、データの復元にロールフォワード処理が必要であるため、データの復元処理が複雑化し、また復元完了までの処理時間が長いという欠点がある。

データのバックアップについては、以下のような技術文献がある。特許文献１には、１つのバックアップを１本の仮想バックアップテープとして扱うという技術が記載されている。特許文献２には、ブレードシステムにおいて、複数のブレード間でマスタデータを共有し、各ブレードは論理ブロックアドレスによってマスタデータとの差分情報を持つという技術が記載されている。特許文献３には、バックアップシステムにリストア専用媒体を定義し、任意の契機でフルバックアップデータと差分バックアップデータからフルリストアデータを作成しておき、リストア要求時にはリストア専用媒体からリストアを行うという技術が記載されている。

特開２００４−１７１１４５号公報 特開２００６−１６４０９５号公報 特開平１０−１７１６９４号公報

しかしながら、特許文献３に記載された技術を使用するにはデータバックアップ装置もしくはデータバックアップ用媒体に、通常のデータ記憶部に加えてリストアデータ生成用の作業用データ領域を設ける必要がある、またリストアデータをあらかじめ生成しておくという方式のため、リストア要求時にフルリストアデータの生成が完了していない可能性があるという問題がある。これに特許文献１〜２の技術を組み合わせても、この問題は解決できない。

本発明の目的は、差分バックアップ方式において、リストア時のロールフォワード処理およびフルリストアデータ生成用の作業領域を必要としないデータバックアップ装置、データバックアップ方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るデータバックアップ装置は、ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置であって、ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得手段と、バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報をホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得手段と、バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶部と、バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶部とを有することを特徴とするデータバックアップ装置。

上記目的を達成するため、本発明に係るデータバックアップ方法は、ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置にあって、ホストコンピュータのデータをバックアップする方法であって、ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得工程と、バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報をホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得工程と、バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶工程と、バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶工程とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るデータバックアッププログラムは、ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置にあって、データバックアップ装置を制御するコンピュータに、ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得処理と、バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報をホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得処理と、バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶処理と、バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶処理とを実行させることを特徴とする。

本発明は、バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報を保存するように構成したので、読み込んだファイルデータを直接リストアデータとすることができる。これによって、リストア時のロールフォワード処理およびフルリストアデータ生成用の作業領域を必要としないという、従来にない優れたデータバックアップ装置、データバックアップ方法およびプログラムを提供することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るデータバックアップ装置１の構成を示すブロック図である。データバックアップ装置１は、ホストコンピュータ２に接続され、データ記憶手段５を内蔵し、バックアップデータ取得手段１１、バックアップ情報取得手段１２、リストア要求取得手段１３、リストアデータ送信手段１４、データ管理手段１５、リストアイメージ生成手段１６といった各機能手段を備える。データ記憶手段５は、データ記憶部５１とデータ管理情報記憶部５２とを含む。

バックアップデータ取得手段１１は、ホストコンピュータ２からのバックアップデータを受け取る。バックアップ情報取得手段１２は、バックアップデータの追加や削除などの差分情報であるバックアップ情報を受け取る。リストア要求取得手段１３は、どの時点におけるどのデータをリストアするのかを示すリストア要求を受け取る。リストアデータ送信手段１４は、リストアデータをホストコンピュータ２へ送信する。

データ管理手段１５は、バックアップデータとバックアップ情報とを管理する。リストアイメージ生成手段１６は、リストア要求に基づいてリストアデータを生成する。データ記憶部５１は、バックアップデータとバックアップ情報を記憶する。データ管理情報記憶部５２は、後述のデータ管理情報１２１を記憶する。

バックアップの際、データバックアップ装置１はホストコンピュータ２からのバックアップデータをバックアップデータ取得手段１１から取得し、バックアップ情報をバックアップ情報取得手段１２から取得し、データ管理手段１５でバックアップデータとバックアップ情報を関連付けてデータ記憶部５１とデータ管理情報記憶部５２に保存する。

リストアの際、データバックアップ装置１はリストア要求取得手段１３を通してホストコンピュータ２からのリストア要求を取得し、リストアイメージ生成手段１６がバックアップデータとデータ管理情報を取得して要求されたリストアデータを合成し、リストアデータ送信手段１４を通してホストコンピュータ２へリストアデータを送信する。以後、本実施の形態では、バックアップを行うデータの単位をファイルとして説明する。

図２は、図１で開示したデータバックアップ装置１の機能を仮想的に実現する仮想ライブラリ装置３の構成を示すブロック図である。仮想ライブラリ装置３は磁気テープライブラリ装置をエミュレーションするデータバックアップ装置でホストコンピュータ２のファイルを仮想ボリュームに記録し、リストアを可能にする。仮想ライブラリ装置３は、ホストコンピュータ２からのファイル情報書き込み命令、ファイル書き込み命令、ファイル情報読み出し命令、ファイル読み出し命令、マウント命令、デマウント命令の６つの命令に従って動作する。データ記憶手段５は図１と同一である。

コマンド処理部３１は、ホストコンピュータ２からの命令を受け取り、命令の振り分け、また命令に付随するデータの送受信を行う。ボリューム管理部３２は仮想ボリュームを管理し、仮想ライブラリ装置３からのマウント、デマウント命令によって仮想ボリュームの移動を行う。また、データ管理部３５はホストコンピュータ２から受け取ったデータをファイル情報１０１とファイルデータ１０２（各々詳細は後述）に分け、それぞれを関連付けてデータ記憶部５１とデータ管理情報記憶部５２に記録し管理する。リストアイメージ生成部３６はリストア時にリストアデータ生成情報１３０（詳細は後述）を生成し、ファイル情報および、ファイルデータの送信を行う。

ファイル情報書き込み命令はバックアップ時にファイル情報１０１の書き込みを行う命令で、コマンド処理部３１とデータ管理部３５で処理する。ファイル書き込み命令はバックアップ時にファイルデータ１０２の書込みを行う命令でコマンド処理部３１とデータ管理部３５で処理する。ファイル情報読出し命令はリストア時にファイル情報の読み出しを行う命令で、コマンド処理部３１とリストアイメージ生成部３６で処理する。このように、本実施の形態にかかる処理は、コマンド処理部３１をコンピュータによって形成して、そこで実行されるプログラムとして実現してもよい。

ファイル読み出し命令はリストア時にファイルデータ１０２を読み出す命令でとコマンド処理部３１とリストアイメージ生成部３６で処理する。マウント命令はバックアップおよび、リストア対象の仮想ボリュームを選択するための命令で、コマンド処理部３１とボリューム管理部３２で処理する。デマウント命令はマウント中の仮想ボリュームをデータの書き込み、読み出し対象から解除するための命令で、マウント命令同様コマンド処理部３１とボリューム管理部３２で処理する。

図１におけるバックアップデータ取得手段１１はファイル書き込み命令で実現する。バックアップ情報取得手段１２はマウント命令とファイル情報書き込み命令で実現する。リストア要求取得手段１３はマウント命令およびファイル情報読み出し命令によって実現し、リストアデータ送信手段１４はファイル読み出し命令で実現する。また、データ管理手段１５にはデータ管理部３５が相当し、リストアイメージ生成手段１６にはリストアイメージ生成部３６が相当する。

図３は、図２に示す仮想ライブラリ装置３が記憶するバックアップデータ１００の構成を示す概念図である。バックアップデータ１００は、ファイル情報１０１と、単数または複数のファイルデータ１０２とから構成される。テープマーク１０３によって区切られるセグメントの中に、ファイル情報１０１は１セグメントとして、ファイルデータ１０２は複数のセグメントに渡って記録される。なお、この仮想ライブラリ装置３で実際にデータを記録する媒体は、テープ以外にも、たとえば磁気ディスクや光ディスクなどであってもよい。

図４は、図３に示すファイル情報１０１の構成を示す概念図である。ファイル情報１０１は、インデックス１１１、ファイル名１１２、差分情報１１３、ボリューム番号１１４（Ｖｏｌ＃）、およびボリューム内記録位置１１５を含むテーブルである。インデックス１１１は、ホストコンピュータ２におけるファイルの識別情報である。ファイル名１１２は、インデックス１１１で示されるファイルの具体的なファイル名である。差分情報１１３は、そのファイルが追加されたのか、消去されたのか、変更されたのかの区分を示す。ボリューム番号１１４とボリューム内記録位置１１５は、該ファイルの記録されたボリューム番号およびボリューム内の記録位置を示す。

フルバックアップ時には全ての差分情報がファイル追加で表される。ファイルデータ１０２はバックアップ対象のファイルの実体であり、ファイル情報１０１に示されるインデックス１１１の順にホストコンピュータ２から仮想ライブラリ装置３へ送信される。ファイルとファイルの間はテープマーク１０３で識別する。差分情報１１３が消去の場合は、ファイルデータ１０２は送信されないので、テープマーク１０３が２つ並ぶことになる。

図５は、図２で示したリストアイメージ生成部３６が生成するリストアデータ生成情報１３０のデータ構成を示す概念図である。リストアデータ生成情報１３０は、図４で示したファイル情報１０１と同一のデータ要素を含む。その各々の定義も同一であるが、リストアデータ生成情報１３０のデータであることを示す意味で、各々をインデックス１３１、ファイル名１３２、差分情報１３３、ボリューム番号１３４、およびボリューム内記録位置１３５の参照番号で呼ぶことにする。

リストアデータ生成情報１３０は、リストアするファイル名１３２とその記録ボリューム番号１３４および記録位置１３５を関連付けたテーブルである。これを用いてリストア時に必要なファイルデータを読み出すことができる。ファイル情報はリストアデータ生成情報１３０を複製して生成するテーブルであり、当該仮想ボリュームのフルリストアイメージのファイル情報を表している。

図６は、図２に示す仮想ライブラリ装置３が仮想ボリュームに記録するデータの１組のグループであるバックアップセット１４０の構成を示す概念図である。仮想ボリューム１巻に対して、１回のデータバックアップ処理を行い、仮想ボリュームの読み出しを行うことで、データバックアップ時のデータをリストアすることができる。ホストコンピュータ２と仮想ライブラリ装置３は共にバックアップセット１４０を認識している。

バックアップセット１４０は、インデックス番号１で示されるフルバックアップ時のデータ管理情報１４１と、インデックス番号２〜６で示される差分バックアップ時のデータ管理情報１４２〜１４７と対応付けられている。なお、バックアップセットで管理されるバックアップデータの数には特に制限はない。

図７は、図２に示すホストコンピュータ２と仮想ライブラリ装置３で行われるデータバックアップの動作を表すシーケンス図である。バックアップを開始すると、ホストコンピュータ２はバックアップ対象の仮想ボリュームのマウント命令を発行し、仮想ボリュームのマウントを行う（ステップＳ２０１）。仮想ボリュームのマウントが終了すると、ホストコンピュータ２はファイル情報書き込み命令を発行し、ファイル情報１０１の書き込みを行う（ステップＳ２０２）。

続いてホストコンピュータ２はファイル書き込み命令を発行し、複数のファイルの各々について書き込みを行う（ステップＳ２０３ａ〜ｎ）。全てのファイルの書き込みが完了するとホストコンピュータ２はデマウント命令を発行し、マウント中の仮想ボリュームのデマウントを行い（ステップＳ２０４）、データのバックアップが終了する。

図８は、図７のステップＳ２０２で示される、仮想ライブラリ装置３が行うファイル情報書き込みの動作を表すフローチャートである。仮想ライブラリ装置３がホストコンピュータ２からのファイル情報書き込み命令を受けてファイル情報の書き込みを開始すると、コマンド処理部３１はデータ管理部３５へファイル情報１０１とその書き込み命令を送信する。

データ管理部３５は取得したボリューム番号１１４の値をマウント中の仮想ボリューム番号で初期化し（ステップＳ２１１）、続いてボリューム内記録位置１１５の値をｎｕｌｌで初期化する（ステップＳ２１２）。以上のファイル情報１０１をデータ管理情報１２１として、データ管理情報記憶部５２に保存し（ステップＳ２１３）バックアップ情報の書き込み要求を終了する。

図９は、図７に示すファイルのバックアップの動作が行われる際のデータ管理情報１２１の内容の変化を示す概念図である。データ管理情報１２１は、図４で示したファイル情報１０１と同一のデータ要素を含む。図９（ａ）は、図８に示したファイル情報書き込み（ステップＳ２１３）が終了した際にデータ管理情報記憶部５２に保存されるデータ管理情報１２１である。ボリューム番号１１４の値は全て仮想ボリューム番号（ここではＶｏｌ＃ｘで表す）であり、ボリューム内記録位置１１５の値は全てｎｕｌｌである。図９（ｂ）については後述する。

図１０は、図７のステップＳ２０３ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置３が行うファイル書き込みの動作を表すフローチャートである。仮想ライブラリ装置３がホストコンピュータ２からのファイル書き込み命令を受けてファイル書き込みを開始すると、コマンド処理部３１がデータ管理部３５へファイルデータとその書き込み命令を送信する。

データ管理部３５は取得したファイルデータの順番をインデックス１１１として、データ管理情報記憶部５２から該当するデータ管理情報を参照する（ステップＳ２２１）。このとき差分情報１１３がファイル消去であれば（ステップＳ２２２：ＹＥＳ）、何も行わずに終了する。差分情報１１３がファイル消去以外の場合（ステップＳ２２２：Ｎｏ）、データ記憶部５１へ受信したファイルデータの書き込みを行う（ステップＳ２２３）。続いてデータ管理情報のボリューム内記録位置１１５にマウント中のファイルの書き込み位置を記録し、処理を終了する（ステップＳ２２４）。

図９（ｂ）は、図１０に示したファイル書き込み（ステップＳ２２３）が終了した際にデータ管理情報記憶部５２に保存されるデータ管理情報１２１である。図９（ｂ）に図示されたデータの中で、インデックス１１１＝２のファイルは差分情報１１３がファイル消去であるので、ボリューム内記録位置１１５は初期値のｎｕｌｌから変化しない。それ以外の図示されたデータは、ボリューム内記録位置１１５にブロック番号が記録されている。

図１１は、図２に示す仮想ライブラリ装置３で行われる、差分バックアップしたボリュームからのデータのリストアの動作を表すシーケンス図である。ホストコンピュータ２は、仮想ライブラリ装置３に対してリストアする仮想ボリュームのマウント命令を発行し（ステップＳ３０１）、続いてマウントされた仮想ボリュームのファイル情報読み出し命令を発行する（ステップＳ３０２）。

仮想ライブラリ装置３では、リストアデータ生成情報１３０を生成してファイル情報１０１としてホストコンピュータ２に送信する（ステップＳ３０３）。ホストコンピュータ２は、取得したファイル情報１０１に記載された各ファイルの読み出し命令を送信する（ステップＳ３０４ａ〜ｎ）。

仮想ライブラリ装置３では、リストアデータ生成情報１３０に基づいて、読み出し命令を受けたファイルデータを順次、ホストコンピュータ２に送信する（ステップＳ３０５ａ〜ｎ）。ホストコンピュータ２は、全ファイルの読み出し完了後、仮想ライブラリ装置３に対してデマウント命令を発行し（ステップＳ３０６）、リストアを終了する。

図１２は、図１１のステップＳ３０３で示される、仮想ライブラリ装置３が行うリストアデータ生成情報１３０の生成の動作を表すフローチャートである。ファイル情報読み出し処理を開始すると、コマンド処理部３１がリストアイメージ生成部３６へリストアデータ生成情報１３０の生成を指示する。リストアイメージ生成部３６は、マウント中のボリュームが含まれるバックアップセット１４０を参照し、そのバックアップセット１４０の先頭ボリューム（フルバックアップデータ１４１）に対応するデータ管理情報をデータ管理部３５より取得し、これをリストアデータ生成情報１３０の初期データとして使用する（ステップＳ３１１）。

続いて、リストアイメージ生成部３６は、バックアップセット１４０の２番目のボリューム（差分バックアップデータ１４２）のデータ管理情報を取得し（ステップＳ３１２）、データ管理情報の先頭から順に差分情報１３３を参照し、リストアデータ生成情報の更新を行う。当該ファイルの差分情報１３３が「データ変更」の場合、ファイル名と一致するリストアデータ生成情報１３０を検索し、一致するリストアデータ生成情報１３０を当該ファイルのデータ管理情報で置き換える（ステップＳ３１３）。

当該ファイルの差分情報１３３が「ファイル消去」の場合、ファイル名と一致するリストアデータ生成情報を検索し、一致するリストアデータ生成情報を削除する（ステップＳ３１４）。当該ファイルの差分情報１３３が「ファイル追加」の場合、当該ファイルのデータ管理情報をリストアデータ生成情報に追加する（ステップＳ３１５）。当該ボリュームに含まれている全ファイルについて差分情報の確認が全て終了したならばステップＳ３１７へ進み、終了していなければ残るファイルについてステップＳ３１３〜５の処理を繰り返す（ステップＳ３１６）。

バックアップセット１４０のマウント中のボリュームまで処理が完了したならばリストアデータ生成情報１３０の生成を終了してステップＳ３１８に進み、していなければ次のボリュームの差分バックアップデータ１４３…を参照してステップＳ３１３〜６の処理を繰り返す（ステップＳ３１７）。これにより、リストアデータ生成情報１３０は図１２に示すようになる。最後に、リストアイメージ生成部３６は、リストアデータ生成情報１３０を複製し、ファイル情報１０１としてコマンド処理部３１からホストコンピュータ２に送信し（ステップＳ３１８）、ファイル情報読み出し命令が終了する。

図１３は、図１２で示したリストアデータ生成情報１３０の作成の際のデータの遷移を示す概念図である。ここでは「マウント中のボリューム」を、バックアップセット１４０の２番目のボリューム（差分バックアップデータ１４２）とする。まずリストアイメージ生成部３６はフルバックアップデータ１４１を読み取って、ここに記録された内容をリストアデータ生成情報１３０の初期データ１３０ａとしている。

初期データ１３０ａでは、ファイル名１３２「ＩＤ＃１」のデータが記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃１」のボリューム内記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃１」にあり、ファイル名１３２「ＩＤ＃２」のデータが記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃１」のボリューム内記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃１０００」にあり、ファイル名１３２「ＩＤ＃３」のデータが記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃１」のボリューム内記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃２０００」にあり、ファイル名１３２「ＩＤ＃４」のデータが記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃１」のボリューム内記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃３０００」にある。いずれも差分情報１３３は「ファイル追加」である。

続いて、リストアイメージ生成部３６は差分バックアップデータ１４２を読み取って、これに基づいて初期データ１３０ａを更新する。更新された初期データ１３０ａを、更新データ１３０ｂとする。更新データ１３０ｂは、初期データ１３０ａと比べて、ファイル名１３２「ＩＤ＃３」のデータが記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃２」の記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃５０」に変更されている。ファイル名１３２「ＩＤ＃４」のデータは消去されている。そしてファイル名１３２「ＩＤ＃５」の記録ボリューム番号１３４「Ｖｏｌ＃２」の記録位置１３５「Ｂｌｏｃｋ＃１０００」のデータが追加されている。

以上で、「マウント中のボリューム」であるバックアップセット１４０の２番目のボリューム（差分バックアップデータ１４２）までの処理が完了したので、ここまでで作成された更新データ１３０ｂが、リストアデータ生成情報１３０（ファイル情報１０１）としてコマンド処理部３１からホストコンピュータ２に送信される。なお、バックアップセット１４０の３番目のボリューム以降がマウントされている場合は、マウント中のボリュームまで同じ動作（ステップＳ３１２〜３１７）を繰り返すことになる。

図１４は、図１１のＳ３０４ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置３が行う各ファイルの読み出しの動作を表すフローチャートである。ファイル読み出し処理を開始すると、コマンド処理部３１がリストアイメージ生成部３６へファイルデータの生成を指示する。リストアイメージ生成部３６は、ファイル情報読み出し処理で生成したリストアデータ生成情報１３０の先頭から順次、ファイルデータを読み出す（ステップＳ３２１）。読み出したファイルデータをコマンド処理部３１からホストコンピュータ２に送信し（ステップＳ３２２）、さらに、次のファイル読み出しに備えて次のファイルのインデックスを保存し（ステップＳ３２３）、ファイル読み出し命令が終了する。

以上で説明したように、本実施の形態によるデータのリストアは、ロールフォワード処理を行わず、データ記憶部５１上の該当する記録ボリューム番号１３４の該当するボリューム内記録位置１３５から、ホストコンピュータ２が直接データを読み込んでいる。これは、仮想ライブラリ装置３が差分情報とファイルデータを関連付けて管理しているからである。それによって、ロールフォワード処理の必要が無くなる。

ロールフォワード処理の必要が無くなったので、データ記憶部５１はリストア時にリストアデータ生成用の作業領域を設ける必要がなくなり、記憶領域が節約できる。また、あらかじめリストア用媒体にリストアデータを生成しておく必要がなくなるので、リストア要求時にリストアデータの生成が完了していないという事態を防止することもできる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、装置の構成は図１〜２で説明したものと同一であるので、説明を省略する。また、参照番号も図１〜２で説明したものと同一の番号を使用する。ただし、ホストコンピュータ２は論理ブロック単位のデータを扱うものであり、バックアップを行うデータの単位を論理ブロックアドレス情報（以後ＬＢＡという）としている。また、本発明の第２の実施の形態に係る仮想ライブラリ装置３を、特に仮想ライブラリ装置３ｂという。

図１５は、仮想ライブラリ装置３ｂが記憶するバックアップデータ４００の構成を示す概念図である。バックアップデータ４００は、ＬＢＡ情報４０１と、単数または複数の論理ブロックデータ４０２から構成されている。ＬＢＡ情報４０１と論理ブロックデータ４０２の間はテープマーク４０３によって区切られるが、論理ブロックデータ４０２相互間はテープマーク４０３によって区切られない。

図１６は、図１５に示すＬＢＡ情報４０１のより詳しい構成を示す概念図である。ＬＢＡ情報４０１は、インデックス４１１、ＬＢＡ４１２、ボリューム番号４１３、およびボリューム内記録位置４１４を含むテーブルである。ＬＢＡ４１２はホストコンピュータ２からバックアップする論理ブロックのアドレスを示す。論理ブロックデータはバックアップ対象の実体で、ＬＢＡ情報４０１に示されるＬＢＡの先頭から順次、ホストコンピュータ２から仮想ライブラリ装置３ｂへ送信される。

第１の実施の形態では、ファイルを特定する情報として「ファイル名」を使用しているが、本実施の形態ではファイル名に置き換わる構成としてＬＢＡを使用している。たとえば、第１の実施の形態のファイル情報１０１においてファイルを識別するための情報として使用するファイル名１１２と同等の構成は、ＬＢＡ情報４０１のＬＢＡ４１２となる。以上のように、扱うデータをＬＢＡ情報４０１および論理ブロックデータ４０２としているが、その他の構成要素は第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ホストコンピュータ２と仮想ライブラリ装置３ｂで行われるデータバックアップの動作は、図７と同一である。図１７は、図７のステップＳ２０２で示される、仮想ライブラリ装置３ｂが行うファイル情報書き込みの動作を表すフローチャートである。仮想ライブラリ装置３ｂがホストコンピュータ２からのファイル情報書き込み命令を受けてファイル情報の書き込みを開始すると、コマンド処理部３１はデータ管理部３５へＬＢＡ情報４０１とその書き込み命令を送信する。

データ管理部３５は取得したボリューム番号１１４の値をマウント中の仮想ボリューム番号で初期化し（ステップＳ５１１）、続いてボリューム内記録位置１１５の値をｎｕｌｌで初期化する（ステップＳ５１２）。以上のＬＢＡ情報４０１をデータ管理情報記憶部５２に保存し（ステップＳ５１３）バックアップ情報の書き込み要求を終了する。

図１８は、図７のステップＳ２０３ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置３ｂが行うファイル書き込みの動作を表すフローチャートである。仮想ライブラリ装置３ｂがホストコンピュータ２からのＬＢＡ書き込み命令を受けてＬＢＡ書き込みを開始すると、コマンド処理部３１がデータ管理部３５へ論理ブロックデータ４０２とその書き込み命令を送信する。

データ管理部３５は取得した論理ブロックデータ４０２の順番をインデックス４１１として、まずデータ管理情報記憶部５２から該当するＬＢＡ情報４０１を参照する（ステップＳ５２１）。続いてデータ記憶部５１へ受信した論理ブロックデータ４０２の書き込みを行う（ステップＳ５２２）。続いてＬＢＡ情報４０１のボリューム内記録位置４１４にマウント中のファイルの書き込み位置を記録し、処理を終了する（ステップＳ５２３）。

本実施の形態では論理ブロックデータを扱うため、「データ追加」「データ削除」などの差分情報は存在せず、「データ変更」のみとなる。そのため、「データ追加」「データ削除」の処理がなくなることが第１の実施の形態との動作の違いとなることに注意されたい。

ホストコンピュータ２と仮想ライブラリ装置３ｂで行われるデータリストアの動作は、図１１と同一である。図１９は、図１１のステップＳ３０３で示される、仮想ライブラリ装置３ｂが行うリストアデータ生成情報１３０の生成の動作を表すフローチャートである。ファイル情報読み出し処理を開始すると、コマンド処理部３１がリストアイメージ生成部３６へリストアデータ生成情報１３０の生成を指示する。リストアイメージ生成部３６は、マウント中のボリュームが含まれるバックアップセット１４０を参照し、そのバックアップセット１４０の先頭ボリューム（フルバックアップデータ１４１）に対応するデータ管理情報をデータ管理部３５より取得し、これをリストアデータ生成情報１３０の初期データとして使用する（ステップＳ６１１）。

続いて、リストアイメージ生成部３６は、バックアップセット１４０の２番目のボリューム（差分バックアップデータ１４２）のデータ管理情報を取得する（ステップＳ６１２）。ここまでは図１２で示される第１の実施の形態に係る動作と同一である。しかしＬＢＡ情報４０１には差分情報１３３に相当する情報は存在せず、また「データ追加」「データ削除」に対応する動作も存在しない。そのため、フルバックアップデータ１４１と差分バックアップデータ１４２とでＬＢＡが一致する場合に、フルバックアップデータ１４１のデータを差分バックアップデータ１４２のデータに置換する（ステップＳ６１３）。

当該ボリュームに含まれている全ＬＢＡについて差分情報の確認が全て終了したならばステップＳ６１７へ進み、終了していなければ残るＬＢＡについてステップＳ６１３の処理を繰り返す（ステップＳ６１６）。

バックアップセット１４０のマウント中のボリュームまで処理が完了したならばリストアデータ生成情報１３０の生成を終了してステップＳ６１８に進み、していなければ次のボリュームの差分バックアップデータ１４３…を参照してステップＳ３１３〜６の処理を繰り返す（ステップＳ６１７）。最後に、リストアイメージ生成部３６は、リストアデータ生成情報１３０を複製し、ＬＢＡ情報４０１としてコマンド処理部３１からホストコンピュータ２に送信し（ステップＳ６１８）、ファイル情報読み出し命令が終了する。

図２０は、図１１のＳ３０４ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置３ｂが行う各ＬＢＡの読み出しの動作を表すフローチャートである。ＬＢＡ読み出し処理を開始すると、コマンド処理部３１がリストアイメージ生成部３６へＬＢＡデータの生成を指示する。リストアイメージ生成部３６は、ＬＢＡ情報読み出し処理で生成したリストアデータ生成情報１３０の先頭から順次、ＬＢＡを読み出す（ステップＳ６２１）。読み出したＬＢＡをコマンド処理部３１からホストコンピュータ２に送信し（ステップＳ６２２）、さらに、次のＬＢＡ読み出しに備えて次のＬＢＡのインデックスを保存し（ステップＳ６２３）、ＬＢＡ読み出し命令が終了する。

以上で説明したように、本発明の第２の実施の形態は論理ブロックアドレスを差分情報としているので、ファイルシステムを扱わないホストコンピュータでも差分バックアップした仮想ボリュームからフルリストアを行うことができる。また、ＬＢＡを扱うことにより、同一ＬＢＡの書き換え履歴を持つＲＡＩＤ装置等のホストコンピュータから書き換え履歴をバックアップすることが可能となり、さらにリストア時は目的のリストア位置からフルリストアすることが出来る副次的効果も得られる。

［第３の実施の形態］
図２１は、本発明の第３の実施の形態に係る仮想テープ装置４の構成を示すブロック図である。仮想テープ装置４は、本発明の第１の実施の形態における仮想ライブラリ装置３を置き換えるものである。この仮想テープ装置４は、１巻の仮想テープのみをロードでき、ライブラリ装置のようにテープの保管庫を持たない装置をエミュレートするものである。このため、テープを保管庫から読み書きするドライブに搬送するマウント、デマウントの命令が無く、代わりにテープを人手でドライブにロード、アンロードする。本実施例では仮想テープをロードしたままにしておき、アンロードは行わない。

また、第３の実施例では第１の実施例で用いられる命令に加え、後述するＪＯＢテーブルの書き込み、読み出しを行うための、ＪＯＢテーブル書き込み命令、ＪＯＢテーブル読み出し命令を備える。ＪＯＢテーブル書き込み命令およびＪＯＢテーブル読み込み命令はコマンド処理部３１とデータ管理部３５で処理する。なお、図２１で示す仮想テープ装置４の各構成要素は、名称も動作も図２で示した第１の実施の形態のものと同一であるので、参照番号を同一として説明を省略する。

図２２は、図２１に示す仮想テープ装置４が仮想テープに記録するデータの１組のグループである仮想テープ７４０の構成を示す概念図である。本実施例は、バックアップを複数巻の仮想テープではなく、１巻の仮想テープで行うことを特徴とする。従ってバックアップの単位は仮想テープではなくＪＯＢという単位で行う。図２２に示すようにフルバックアップ７４１を仮想テープ７４０の先頭に行い（ＪＯＢ１）、差分バックアップ７４２〜…を仮想テープに追記していく（ＪＯＢ２〜）。なお、１つのフルバックアップ７４１に追記される差分バックアップ７４２の本数は特に限定されない。また、全ての差分バックアップデータの最後にＪＯＢテーブル７０１が追記される。

図２３は、図２２に示した仮想テープ７４０の構成をテーブル形式で表すＪＯＢテーブル７０１を示す概念図である。ＪＯＢテーブル７０１は、ＪＯＢ番号をインデックスとし、仮想ボリューム番号の代わりに各ＪＯＢの仮想テープ７４０内の記録位置を記録する。ＪＯＢテーブル７０１は、仮想テープの最後に記録されているものであり、読み出すことによってホストコンピュータ２と仮想テープ装置４は認識することができる。

図２４は、図２１に示すホストコンピュータ２と仮想テープ装置４で行われるデータバックアップの動作を表すシーケンス図である。バックアップを開始すると、ホストコンピュータ２はまず仮想テープの最後のデータを読み込み、ＪＯＢテーブル７０１を認識する（ステップＳ８００）。次に読み出したＪＯＢテーブル７０１の最後のＪＯＢの記録位置への位置づけ要求を行う（ステップＳ８０１）。ＪＯＢテーブル７０１の位置づけが終了した後のバックアップ情報書き込み命令（ステップＳ８０２）とファイル書き込み命令（ステップＳ８０３ａ…）は、第１の実施の形態と同様である。以上の動作の後、最後に更新したＪＯＢテーブル７０１を書き込み（ステップＳ８０４）、デマウント要求を出さずに終了する。

例えば、現在ＪＯＢ１の全てのファイル書き込みが終了し、書き込み位置が＃１００００であるとする。次のＪＯＢ２において位置づけを行うために記録位置として＃１００００をＪＯＢテーブル７０１に加え、仮想テープの最後に書き込む。各構成要素の動作は第１の実施の形態の説明の「ボリューム番号」を「ＪＯＢ番号（ＪＯＢ＃）」に置き換えたものと同一である。

図２５は、図２４のステップＳ８０３で示される、図２１に示すホストコンピュータと仮想テープ装置がファイルのバックアップを行う際のデータ管理情報１２１の内容の変化を示す概念図である。図２５（ａ）は、図８で示したファイル情報書き込みが終了した際にデータ管理情報記憶部５２に保存されるデータ管理情報７２１である。図２５（ｂ）は、図２４に示したファイル書き込みが終了した際にデータ管理情報記憶部５２に保存されるデータ管理情報７２１である。データ管理情報７２１は、第１の実施の形態で説明したデータ管理情報１２１（ファイル情報１０１）のボリューム番号１１４をＪＯＢ番号７１４（ここではＪＯＢ＃ｘで表す）に置換した以外は、全て同一のデータ要素を含む。

図２６は、図２１に示すホストコンピュータ２と仮想テープ装置４で行われる、差分バックアップしたボリュームからのデータのリストアの動作を表すシーケンス図である。ホストコンピュータ２は、仮想テープ装置４に対して、仮想テープのマウント要求の代わりにまず仮想テープの最後のデータを読み込み、ＪＯＢテーブル７０１を認識し（ステップＳ９００）、ＪＯＢテーブルのＪＯＢに対応した記録位置への位置づけ要求を行う（ステップＳ９０１）。続いて、バックアップ情報読み出し命令を発行する（ステップＳ９０２）

仮想テープ装置４では、データ管理情報７２１からリストアデータ生成情報１３０を生成してホストコンピュータ２に送信する（ステップＳ９０３）。ホストコンピュータ２は、取得したファイル情報に記載された各ファイルの読み出し命令を送信する（ステップＳ９０４ａ〜ｎ）。仮想テープ装置４では読み出し命令を受けたファイルデータを順次、ホストコンピュータ２に送信する（ステップＳ９０５ａ〜ｎ）。この動作もまた、第１の実施の形態と同様である。以上の動作の後、ここでもデマウント要求を出さずに終了する。

以上で説明したように、本発明の第３の実施の形態は仮想テープ装置４にあっても、１巻の仮想テープで第１および第２の実施の形態と同一の効果を得ることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。

本発明はコンピュータシステムにおけるデータのバックアップ装置において利用可能である。データ記憶手段５として使用される装置は、テープ装置以外にも、たとえば磁気ディスク装置や光ディスク装置などを利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るデータバックアップ装置の構成を示すブロック図である。 図１で開示したデータバックアップ装置の機能を仮想的に実現する仮想ライブラリ装置の構成を示すブロック図である。 図２に示す仮想ライブラリ装置が記憶するバックアップデータの構成を示す概念図である。 図３に示すファイル情報の構成を示す概念図である。 図２で示したリストアイメージ生成部が生成するリストアデータ生成情報のデータ構成を示す概念図である。 図２に示す仮想ライブラリ装置が仮想ボリュームに記録するデータの１組のグループであるバックアップセットの構成を示す概念図である。 図２に示すホストコンピュータと仮想ライブラリ装置で行われるデータバックアップの動作を表すシーケンス図である。 図７のステップＳ２０２で示される、仮想ライブラリ装置が行うファイル情報書き込みの動作を表すフローチャートである。 図７に示すファイルのバックアップの動作が行われる際のデータ管理情報の内容の変化を示す概念図である。 図７のステップＳ２０３ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置が行うファイル書き込みの動作を表すフローチャートである。 図２に示す仮想ライブラリ装置で行われる、差分バックアップしたボリュームからのデータのリストアの動作を表すシーケンス図である。 図１１のステップＳ３０３で示される、仮想ライブラリ装置が行うリストアデータ生成情報の生成の動作を表すフローチャートである。 図１２で示したリストアデータ生成情報の作成の際のデータの遷移を示す概念図である。 図１１のＳ３０４ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置が行う各ファイルの読み出しの動作を表すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る仮想ライブラリ装置が記憶するバックアップデータの構成を示す概念図である。 図１５に示すＬＢＡ情報のより詳しい構成を示す概念図である。 図７のステップＳ２０２で示される、仮想ライブラリ装置が行うファイル情報書き込みの動作を表すフローチャートである。 図７のステップＳ２０３ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置が行うファイル書き込みの動作を表すフローチャートである。 図１１のステップＳ３０３で示される、仮想ライブラリ装置が行うリストアデータ生成情報１３０の生成の動作を表すフローチャートである。 図１１のＳ３０４ａ〜ｎで示される、仮想ライブラリ装置が行う各ＬＢＡの読み出しの動作を表すフローチャートである。 図２１は、本発明の第３の実施の形態に係る仮想テープ装置の構成を示すブロック図である。 図２１に示す仮想テープ装置が仮想テープに記録するデータの１組のグループである仮想テープの構成を示す概念図である。 図２２に示した仮想テープの構成をテーブル形式で表すＪＯＢテーブルを示す概念図である。 図２１に示すホストコンピュータと仮想テープ装置で行われるデータバックアップの動作を表すシーケンス図である。 図２４のステップＳ８０３で示される、図２１に示すホストコンピュータと仮想テープ装置がファイルのバックアップを行う際のデータ管理情報の内容の変化を示す概念図である。 図２１に示すホストコンピュータと仮想テープ装置で行われる、差分バックアップしたボリュームからのデータのリストアの動作を表すシーケンス図である。

符号の説明

１ データバックアップ装置
２ ホストコンピュータ
３、３ｂ 仮想ライブラリ装置
４ 仮想テープ装置
５ データ記憶手段
１１ バックアップデータ取得手段
１２ バックアップ情報取得手段
１３ リストア要求取得手段
１４ リストアデータ送信手段
１５ データ管理手段
１６ リストアイメージ生成手段
３１ コマンド処理部
３２ ボリューム管理部
３５ データ管理部
３６ リストアイメージ生成部
５１ データ記憶部
５２ データ管理情報記憶部
１００、４００ バックアップデータ
１０１ ファイル情報
１０２ ファイルデータ
１０３、４０３ テープマーク
１１１、１３１、４１１ インデックス
１１２、１３２ ファイル名
１１３、１３３ 差分情報
１１４、１３４、４１３ ボリューム番号
１１５、１３５、４１４ ボリューム内記録位置
１２１ データ管理情報
１３０ リストアデータ生成情報
１３０ａ 初期データ
１３０ｂ 更新データ
１４０ バックアップセット
１４１ フルバックアップ時のデータ管理情報
１４２〜１４７ 差分バックアップ時のデータ管理情報
４０１ ＬＢＡ情報
４０２ 論理ブロックデータ
４１２ ＬＢＡ
７０１ ＪＯＢテーブル
７１４ ＪＯＢ番号
７２１ データ管理情報
７４０ 仮想テープ
７４１ フルバックアップ
７４２〜… 差分バックアップ

Claims (16)

1. ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置であって、
   前記ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得手段と、
   前記バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報を前記ホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得手段と、
   前記バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶部と、
   前記バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶部と
   を有することを特徴とするデータバックアップ装置。
2. 前記ホストコンピュータからのリストア要求を受け取るリストア要求取得手段と、
   前記バックアップ情報に基づいて前記データ記憶部から前記ファイルデータを読み出すリストアイメージ生成手段と、
   読み出された前記ファイルデータを前記ホストコンピュータに送信するリストアデータ送信手段と
   を有することを特徴とする、請求項１に記載のデータバックアップ装置。
3. 前記バックアップ情報が、
   前記ホストコンピュータにおける前記バックアップデータの識別情報と、
   前記バックアップデータが追加されたのか、消去されたのか、変更されたのかの区分を示す差分情報と、
   前記バックアップデータが記録されているボリューム内の位置を示す位置情報と
   を含むことを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載のデータバックアップ装置。
4. 前記識別情報が、前記バックアップデータのファイル名を含むことを特徴とする、請求項３に記載のデータバックアップ装置。
5. 前記識別情報が、前記バックアップデータの論理ブロックアドレス情報を含むことを特徴とする、請求項３に記載のデータバックアップ装置。
6. 前記データ記憶部が、複数本の磁気テープライブラリからなる仮想ボリュームをエミュレーションする仮想ライブラリ装置であることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載のデータバックアップ装置。
7. 前記仮想ボリュームが、１本のフルバックアップデータと単数もしくは複数本の差分バックアップデータとで構成されるバックアップセットを含むことを特徴とする、請求項６に記載のデータバックアップ装置。
8. 前記データ記憶部が、１個のフルバックアップデータと単数もしくは複数の差分バックアップデータとを含む１本の仮想テープであることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載のデータバックアップ装置。
9. ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置にあって、前記ホストコンピュータのデータをバックアップする方法であって、
   前記ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得工程と、
   前記バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報を前記ホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得工程と、
   前記バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶工程と、
   前記バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶工程と
   を有することを特徴とするデータバックアップ方法。
10. 前記ホストコンピュータからのリストア要求を受け取るリストア要求取得工程と、
    前記バックアップ情報に基づいて前記ファイルデータを読み出すリストアイメージ生成工程と、
    読み出された前記ファイルデータを前記ホストコンピュータに送信するリストアデータ送信工程と
    を有することを特徴とする、請求項９に記載のデータバックアップ方法。
11. 前記バックアップ情報が、
    前記ホストコンピュータにおける前記バックアップデータの識別情報と、
    前記バックアップデータが追加されたのか、消去されたのか、変更されたのかの区分を示す差分情報と、
    前記バックアップデータが記録されているボリューム内の位置を示す位置情報と
    を含むことを特徴とする、請求項９もしくは請求項１０に記載のデータバックアップ方法。
12. 前記識別情報が、前記バックアップデータのファイル名を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のデータバックアップ方法。
13. 前記識別情報が、前記バックアップデータの論理ブロックアドレス情報を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のデータバックアップ方法。
14. ホストコンピュータに接続されるデータバックアップ装置にあって、前記データバックアップ装置を制御するコンピュータに、
    前記ホストコンピュータからのバックアップデータを受け取るバックアップデータ取得処理と、
    前記バックアップデータの追加、削除、および変更についての情報であるバックアップ情報を前記ホストコンピュータから受け取るバックアップ情報取得処理と、
    前記バックアップデータをファイルデータとして記憶するデータ記憶処理と、
    前記バックアップ情報を記憶するデータ管理情報記憶処理と
    を実行させることを特徴とするデータバックアッププログラム。
15. 前記ホストコンピュータからのリストア要求を受け取るリストア要求取得処理と、
    前記バックアップ情報に基づいて前記ファイルデータを読み出すリストアイメージ生成処理と、
    読み出された前記ファイルデータを前記ホストコンピュータに送信するリストアデータ送信処理と
    を実行させることを特徴とする、請求項１４に記載のデータバックアッププログラム。
16. 前記バックアップ情報が、
    前記ホストコンピュータにおける前記バックアップデータの識別情報と、
    前記バックアップデータが追加されたのか、消去されたのか、変更されたのかの区分を示す差分情報と、
    前記バックアップデータが記録されているボリューム内の位置を示す位置情報と
    を実行させることを特徴とする、請求項１４もしくは請求項１５に記載のデータバックアッププログラム。

Images