JP2011108091A - テープライブラリのデータ二重化制御方法および仮想テープ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないテープ巻数でデータの保全性を高めることができるテープライブラリのデータ二重化制御方法および仮想テープ装置を提供する。
【解決手段】
ホストサーバからのデータと該データの書込み指示を受信するステップと、前記データをディスクアレイに書込むステップと、テープライブラリ内のテープドライブにテープを装填するステップと、前記ディスクアレイから前記テープにデータを書込むステップと、前記テープまたは前記データ内容が所定の条件に該当する場合には、前記テープライブラリ内のテープドライブに予備テープを装填するステップと、前記予備テープにも前記データを書込むステップとを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、テープライブラリのデータ二重化制御方法および仮想テープ装置に関するものである。

従来の情報処理装置においては、記憶装置に格納されるファイルを二重化することを前提として、記憶装置に発生する障害に対応するために完全二重化ファイルシステムの考え方が存在していた。しかし、完全二重化ファイルシステムは、全てのファイルを二重化するための記憶領域が必要になり、ファイルの二重化をしない場合に比べて設備に係るコストが２倍になるという問題があった。

従来技術として、運用記憶領域の入出力回数及び再試行による再試行入出力回数から再試行率を所定の時間経過毎に算出し、今回算出の再試行率が前回算出の再試行率に比べて大きくなった時、運用領域のデータを予備記憶領域に複写する技術が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

また、外部接続された記憶装置を用いてデータをバックアップまたはリストアする記憶システム及びパス切替え方法であって、ホスト装置から送信されるデータを格納するボリューム及びデータの複製データを格納する仮想ボリュームを有する仮想化装置と、仮想ボリュームの実ボリュームを有するコントローラ装置及び実ボリュームに格納される複製データをさらに格納するテープを有するテープライブラリ装置が知られている。（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３０８１７８号公報 特開２００８−２７６３７９号公報

しかし、従来技術（特許文献１）では、単に、再試行入出力回数による再試行率を監視するだけで、異常を見極めて運用ボリュームに格納されたデータを予備ボリュームに複写するものであり、媒体の使用年数やマウント数、リードエラー回数等の具体的な内容に基づいて木目細かい監視をするものではなく、又、ユーザが指定するファイル名やユーザが設定した周期などでセーブする媒体をローテーションするなどの条件を設定できない。

別の従来技術（特許文献２）においては、ストレージ仮想化装置、およびテープライブラリ装置を含む仮想ディスクライブラリ装置の存在についての記載が開示されているが、テープライブラリのデータセーブ手段について全く想定していない。

本発明の目的は、少ないテープ巻数でデータロストの確率を低くできるテープライブラリのデータ二重化制御方法および仮想テープ装置を提供する。

上記課題を解決するための方法の一観点は、テープのバックアップ処理を仮想的な環境で実行する仮想テープ装置に用いるテープライブラリのデータ二重化制御方法であって、ホストサーバからのデータと該データの書込み指示を受信するステップと、前記データをディスクアレイに書込むステップと、テープライブラリ内のテープドライブにテープを装填するステップと、前記ディスクアレイから前記テープにデータを書込むステップと、前記テープまたは前記データ内容が所定の条件に該当する場合には、前記テープライブラリ内のテープドライブに予備テープを装填するステップと、前記予備テープにも前記データを書込むステップとを含んでいる。

この方法の一観点によれば、少ないテープ巻数でデータの保全性を高めることができるテープライブラリのデータ二重化制御方法を提供できる。

装置は、テープのバックアップ処理を仮想的な環境で実行する仮想テープ装置であって、ホストサーバからのデータと該データの書込み指示を受信する手段と、前記データをディスクアレイに書込む手段と、テープライブラリ内のテープドライブにテープを装填する手段と、前記ディスクアレイから前記テープにデータを書込む手段と、前記データ内容が所定の条件に該当する場合には、前記テープライブラリ内のテープドライブに予備テープを装填する手段と、前記予備テープにも前記データを書込む手段とを設けた。

この装置によれば、データロストの確率を低くすることを可能にするとともに、少ないテープ巻数でデータの保全性を高めることができる仮想テープ装置を提供できる。

以上、開示の技術によれば、仮想テープ装置のボリュームデータの管理を行っているディスクアレイのデータ領域が一杯になり、旧データがディスクアレイ上から追い出されるオフキャシュ状態になった際にも、データロストの発生確率を低くできる。

本願発明が対象とする仮想テープシステムの全体構成図である。 図１における仮想テープ装置のデータ書込み動作を示すフローチャートである。 図１における仮想テープ装置のデータ読出し動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における仮想テープ装置の構成図である。 図４におけるデータライブラリのデータ二重化制御手順を示すフローチャートである。 図４におけるデータセーブする判断条件を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図を参照しながら説明する。

図１は、本発明が対象とする仮想テープシステムの全体構成図である。図１において、１は仮想テープ装置を制御するホストサーバ（ＨＯＳＴ）であり、業務バッチジョブ（ＪＯＢ）１１を処理し、また仮想テープ制御ソフト１２を有する。

また、業務バッチジョブ（ＪＯＢ）１１は、データの書き込み指示と読み出し指示を行う。（図1ではデータＡを書き込み、データＢを読み出す場合を示す）
２は仮想テープ装置であり、制御サーバ２１とデータの読み書きを複数のディスクに対して行う装置であるディスクアレイ２２を含んでいる。

３はテープライブラリであり、データが書き込まれたテープが装填可能に収納されている。

ホストサーバ１と制御サーバ２１間は、ＬＡＮ接続：Local Area Network（実線で示す）と、ＯＣＬＩＮＫ“登録商標”又はＦＣＬＩＮＫ“登録商標”（二重点線で示す）で接続される。仮想テープ制御ソフト１２は、ＬＡＮを介して仮想テープドライブに仮想テープをマウントするための制御信号を送る。ＯＣＬＩＮＫ“登録商標”又はＦＣＬＩＮＫ“登録商標”は、ホストサーバ１自身が使用しており、書き込み／読み出しのデータの送受信に使用される。

ＯＣＬＩＮＫ“登録商標”およびＦＣＬＩＮＫ“登録商標”は、共にサーバとストレージ間の高速・大容量のデータ転送を実現するストレージ接続インタフェース規格であり、接続には光ファイバーを使用し、長距離区間の高速データ転送を実現する。

なお、両者の違いは、ＯＣＬＩＮＫ“登録商標”は最大１７ＭＢ／ｓの中速度用であり、ＦＣＬＩＮＫ“登録商標”は、最大２００ＭＢ／ｓの高速度用である。

また、ディスクアレイ２２と制御サーバ２１間、及びテープライブラリ３と制御サーバ２１間は、ＦＣ：Fibre Channelで接続される。ＦＣは、光ファイバーや同軸ケーブルなどを使用し、長距離区間の高速転送を実現する。

仮想テープシステムは、この様な構成において、仮想テープ装置２内のディスクアレイ２２を制御サーバ２１の制御によりテープライブラリとして仮想的に見せかけ、ホストサーバ１からはテープライブラリが接続されているように認識させることができる。また、バックエンドには実際のテープライブラリ３が接続されており、ディスクアレイ２２に格納されたデータは、テープライブラリ３にも退避し、データ保全性を確保している。

図２は、仮想テープ装置のデータ書込み動作を示すフローチャートである。以下に、仮想テープ装置２の動作手順について図１を用いて説明する。

Ｓ１．ホストサーバ１より、例えば、業務バッチＪＯＢとしてデータＡとその書込み指示を受信する。

Ｓ２．制御サーバ２１上の仮想テープドライブに仮想テープをマウントする。マウントとは、仮想テープをホストサーバ１に認識させ、操作可能にすることを意味する。ただし、物理的にテープライブラリやテープドライブがあるわけではなく、ホストサーバ１からはテープライブラリ３のテープドライブ３１〜３４が接続されているように認識させることができる。

Ｓ３．制御サーバ２１経由でディスクアレイ２２にデータＡを書き込む。

Ｓ４．ディスクアレイ２２へデータ書き込みが完了したか否かを判断し、データ書き込みが完了するまで待つ。

Ｓ５．前述のＳ４でディスクアレイ２２へデータ書き込みが完了した場合、テープライブラリ３内のテープドライブＤＲＶ（３１）にテープ１を装填する。前述のマウントと異なり、ここでは物理的にテープ１を装填するとの表現を用いている。

Ｓ６．制御サーバ２１経由でテープ１にデータＡを書き込む。

以上のとおり、仮想テープ装置２は、ホストサーバ１の業務バッチＪＯＢ１１からの指示によって、図中「Ａ」のデータ書き込みが行われると、データ「Ａ」をディスクアレイ２２に格納する。業務バッチＪＯＢ１１からの指示が完了した後、ディスクアレイ２２内のデータ「Ａ」をテープライブラリ３のテープ媒体に格納（マイグレーション）する機能を有する。

もしこの時、ディスクアレイ２２の容量以上のデータ書き込みが実行された場合、ディスクアレイ２２内の古いデータを削除して新しいデータを優先的に書き込む機能を備えている。即ち、ＬＲＵ（Least Recently Used）という、最後にアクセスされてからの経過時間の長いデータから削除する制御を行う。

この際、ディスクアレイ２２上のデータが消えてもテープライブラリ３内のテープ媒体に同じデータが格納されているため、システムからデータが消失することはない。ディスクアレイ２２上にデータが残っている場合を「オンキャッシュ」、データが消去された場合を「オフキャッシュ」と呼ぶ。

図３は、仮想テープ装置のデータ読出し動作を示すフローチャートである。以下に、仮想テープ装置の動作手順について図１を用いて説明する。

Ｓ７．ホストサーバ１よりデータＢの読み出し指示を受信する。

Ｓ８．制御サーバ２１上の仮想テープドライブに仮想テープをマウントする。

Ｓ９．ディスクアレイ２２上にデータＢがあるか否かを判断し、データＢが存在している（オンキャシュ）場合は、Ｓ１２へ飛ぶ。

Ｓ１０．前述のＳ９でディスクアレイ２２上にデータＢが存在していない（オフキャシュ）場合は、テープライブラリ３内に存在するデータＢを格納したテープ２をテープドライブＤＲＶ１（３１）にマウントする。

Ｓ１１．制御サーバ２１経由でデータＢをテープ２からディスクアレイ２２上に読み出す。

Ｓ１２．制御サーバ２１経由でディスクアレイ２２からデータＢを読み出す。

以上のとおり、仮想テープ装置２は、ホストサーバ１の業務バッチＪＯＢ１１からの指示によって、図中「Ｂ」のデータ読み出しが行われると、ディスクアレイ２２上にデータ「Ｂ」が存在する（オンキャッシュの）場合は、ディスクアレイ２２からホストサーバ１にデータ「Ｂ」を転送する。一方、ディスクアレイ２２上にデータ「Ｂ」が存在しない（オフキャッシュの）場合は、テープライブラリ３のテープ媒体に格納されているデータ「Ｂ」をディスクアレイ２２に展開（リコール）する機能を有する。

アクセス頻度の高いデータは、テープと比較して高速処理が可能なディスクアレイ装置に格納しておき、アクセス頻度の低いデータは、安価で大容量なテープに格納しておき、必要時にはディスクアレイにリコールする。

このように仮想テープ装置２は、ディスクアレイ２２とテープライブラリ３の２箇所にデータを格納してあり、データの二重管理を行っている。しかし、ディスクアレイ２２のデータ容量が一杯になると、追い出し対象である古いデータは、ディスクアレイ２２上から追い出された状態（オフキャッシュ）になる。この場合、古いデータは、テープライブラリ３に格納してあるテープ媒体からディスクアレイ２２にコピーして展開（リコール)する。このとき、媒体劣化などが原因で対象テープ媒体が読めなくなったとき、その古いデータは、システム内に復旧させることができなくなりデータロストになる。

図４は、本願発明の一実施形態における仮想テープ装置の構成図であり、前述した図１の本発明が対象とする仮想テープシステムの全体構成図のテープライブラリ３内に、予備テープを数巻備えている。この予備テープは、どのデータの二重化に使うかを予め定めていないテープである。なお、図１で説明した同一構成については、その説明を省略する。

仮想テープ装置２には、大規模モデルから小規模モデルまで複数タイプがあり、大規模モデルではテープが百数十巻格納されているものもある。今回の課題としてあげているのは、小規模モデルであり、例えば、このモデルではテープが最大３０巻しか格納できないものを対象とする。デュアルセーブとして使用する場合、テープを半分の１５巻ずつしか使用することが出来なくなる。

今回の発明では、３０巻のうち、１割の３巻を条件付きデュアルセーブ専用として使用させている。また、小規模モデルでは最大４テープドライブが接続されており、４処理が並列に使用されている場合を示す。

予備テープは、テープ媒体にしかデータがない状態（オフキャシュ状態）において、テープ媒体からデータを読めなくなってしまい、データをシステム内に戻せなくなることを防ぐために設けてある。

具体的には、この予備テープは、以下の判断条件を満たしたときのみにデータ二重化制御のために使用する。

判断条件１
(１) 媒体(予備テープ含む)の使用年数が、設定した閾値を超えた場合（例：７３０日）
(２) 媒体マウント(装填)回数が設定した閾値を越えた場合（例：２００回）
(３) 媒体リードエラーが多発した場合（例：１００回）
(４) ユーザ設定（デュアルセーブしたいデータをユーザが指定した場合）
(５) 条件設定（例えば一日ごとにデュアルセーブしたい媒体をローテーション）
以上の（１）〜（５）のいずれか１つでも該当すれば、判断条件１を満たすことになる。

判断条件２
(１) オフキャッシュ（ディスクアレイ上にデータが存在しない）状態のデータである。

以上の判断条件１，２を満たした場合のみ、予備テープと確保されているテープ媒体にデュアルセーブする。

図４にて、通常時はディスクアレイ２２にマウントされた仮想的テープのデータＡは、ＤＲＶ１（３１）のみにシングルセーブされるように接続されており、前述の判断条件１，２を満たすと、空きテープドライバにマウントされた予備テープにもデ−タＡがセーブ（デュアルセーブ）されるように接続ルートが構成される。

予備テープは、テープライブラリ内に３巻とし、３巻目がデータフルになった場合には、１巻目を先頭から書き直すことで、サイクリックに使用する。なお、予備テープは３巻に限定する必要はない。

図５は、図４におけるデータ二重化制御手順を示すフローチャートである。以下に、データ二重化制御手順について図５を用いて説明する。

Ｓ１３．ホストサーバ１より、例えば、業務バッチＪＯＢとして、データＡとその書込み指示を受信する。

Ｓ１４．制御サーバ２１上の仮想テープドライブに仮想テープをマウントする。ただし、物理的にライブラリやテープドライブがあるわけではなく、制御サーバ２１とディスクアレイ２２によってテープドライブに見せかけているが、ホストからはテープライブラリ３内のテープドライブ３１〜３４と同様に扱える。

Ｓ１５．制御サーバ２１経由でディスクアレイ２２にデータを書き込む。

Ｓ１６．ディスクアレイ２２へデータ書き込みが完了したか否かを判断し、データ書き込みがなされていない場合は、前述のＳ１５へフィードバックする。

Ｓ１７．前述のＳ１６でディスクアレイ２２へデータ書き込みが完了した場合、テープライブラリ３内のテープドライブＤＲＶ１（３１）にテープ１を装填する。

Ｓ１８．制御サーバ２１経由でテープ１にデータＡを書き込む。

Ｓ１９．判断条件１に該当するか否かを判断し、該当しない場合は、シングルセーブのままとする。シングルセーブとは、テープライブラリ３内に設けた予備テープ媒体にデータＡを書込まない状態を言う。

Ｓ２０．前述のＳ１９で判断条件１に該当する場合は、更に、判断条件２に該当するか否かを判断し、該当しない場合は、シングルセーブのままとする。

Ｓ２１．前述のＳ２０で判断条件２に該当する場合は、テープライブラリ３内のテープドライブＤＲＶＸ（３ｘ）に予備テープ媒体を装填する。

Ｓ２２．制御サーバ２１経由で予備テープ媒体にデータを書き込む。（デュアルセーブに切替）
即ち、前述の条件１と条件２のいずれをも満たした時だけ、デュアルセーブに切り替わり、それ以外ではシングルセーブのままとする方法である。

図６は、図４におけるデータセーブする判断条件を示すフローチャートである。以下に、データセーブする判断条件１，２の手順について図４を用いて説明する。

なお、以下のＳ２３〜Ｓ２７は、条件１の判断条件であり、Ｓ２８は、条件２の判断条件である。

Ｓ２３．媒体の使用年数が設定された閾値に等しいか、大きいかを判断する。等しいまたは大きい場合は、Ｓ２８へ進み条件２の判断を行う。

Ｓ２４．前述のＳ２３で媒体の使用年数が設定された閾値より小さい場合は、次に媒体の装填回数が設定された閾値に等しいか、大きいかを判断する。等しいまたは大きい場合は、Ｓ２８へ進み条件２の判断を行う。

Ｓ２５．前述のＳ２４で媒体の装填数が設定された閾値より小さい場合は、次に媒体リードエラー回数が設定された閾値に等しいか、大きいかを判断する。等しいまたは大きい場合は、Ｓ２８へ進み条件２の判断を行う。

Ｓ２６．前述のＳ２５で媒体リードエラー回数が設定された閾値より小さい場合は、次にユーザ指定データが有るか否かを判断する。ユーザ指定データとは、ユーザがデュアルセーブしたいデータを指定するデータであり、該当するデータには指定表示がなされ、指定優先データとして扱われる。指定データが有る場合は、Ｓ２８へ進み条件２の判断を行う。

Ｓ２７．前述のＳ２６でユーザ指定データが無い場合は、次にユーザ指定条件が有るか否かを判断する。ユーザ指定条件は、例えば、一日ごとにデュアルセーブしたい媒体をローテーションする等であり、該当するデータには指定条件の表示がなされ、ユーザ指定条件がある場合は、Ｓ２８へ進み条件２の判断を行い、ユーザ指定条件が無い場合はシングルセーブ状態のままとする。

Ｓ２８．オフキャシュ状態であるか否かを判断し、オフキャシュ状態であればデュアルセーブ状態にし、オフキャシュ状態でなければシングルセーブ状態のままとする。

本発明は、仮想テープ装置のボリュームデータの管理を行っているディスクアレイの容量以上のデータを仮想テープ装置に書込む場合に、テープ媒体のみしか保持できなくなる信頼性の低下を少ないテープ巻数で抑えることができる仮想テープ装置を実現する。

１ ホストサーバ（ＨＯＳＴ）
１１ 業務バッチジョブ（ＪＯＢ）
１２ 仮想テープ制御ソフト
２ 仮想テープ装置
２１ 制御サーバ
２２ ディスクアレイ
３ テープライブラリ
３１〜３４、３ｘ テープドライブ（ＤＲＶ１〜ＤＲＶ４、ＤＲＶｘ）

Claims (5)

1. テープのバックアップ処理を仮想的な環境で実行する仮想テープ装置に用いるテープライブラリのデータ二重化制御方法であって、
   ホストサーバからのデータと該データの書込み指示を受信するステップと、
   前記データをディスクアレイに書込むステップと、
   テープライブラリ内のテープドライブにテープを装填するステップと、
   前記ディスクアレイから前記テープにデータを書込むステップと、
   前記テープまたは前記データ内容が所定の条件に該当する場合には、前記テープライブラリ内のテープドライブに予備テープを装填するステップと、
   前記予備テープにも前記データを書込むステップと、
   を含むことを特徴とするテープライブラリのデータ二重化制御方法。
2. 請求項１記載のテープライブラリのデータ二重化制御方法において、
   前記所定の条件は、媒体使用年数、媒体装填回数、媒体読出しエラー回数、ユーザ指定データの有無、及びユーザ指定条件の有無のいずれか１つ以上の条件を含む条件１と、
   前記ディスクアレイのデータ容量が一杯になり旧データが前記ディスクアレイ上から追い出される状態（オフキャシュ）の条件である条件２と、
   を含むことを特徴とするテープライブラリのデータ二重化制御方法。
3. 請求項１記載のテープライブラリのデータ二重化制御方法において、
   前記条件１が全て該当しても、前記条件２が該当しなければ、前記予備テープに前記データには書込まないことを特徴とするテープライブラリのデータ二重化制御方法。
4. テープのバックアップ処理を仮想的な環境で実行する仮想テープ装置であって、
   ホストサーバからのデータと該データの書込み指示を受信する手段と、
   前記データをディスクアレイに書込む手段と、
   テープライブラリ内のテープドライブにテープを装填する手段と、
   前記ディスクアレイから前記テープにデータを書込む手段と、
   前記データ内容が所定の条件に該当する場合には、前記テープライブラリ内のテープドライブに予備テープを装填する手段と、
   前記予備テープにも前記データを書込む手段と、
   を設けたことを特徴とする仮想テープ装置。
5. 請求項４記載の仮想テープ装置において、
   前記所定の条件は、媒体使用年数、媒体装填回数、媒体読み出しエラー回数、ユーザ指定データの有無、及びユーザ指定条件の有無のいずれかを１つ以上の条件を含む条件１と、
   前記ディスクアレイのデータ容量が一杯になり旧データが前記ディスクアレイ上から追い出される状態（オフキャシュ）の条件である条件２と、
   を含むことを特徴とする仮想テープ装置。

Images