JP2014041523A - データ管理装置、及び、データ管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＲＡＩＤの方式に制限されず、スペアディスク装置の復旧時間を改善する。
【解決手段】 本発明のデータ管理装置は、複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出するディスク処理制御部と、障害の情報を管理するエラー情報管理部と、ディスクのデータの構成を管理して、ディスク処理制御部を介するデータ転送を制御するＲＡＩＤ情報管理部と、ＲＡＩＤ情報管理部が管理するディスクの中で障害を発生する復旧元となる障害ディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと第１にスペアディスクより所定の性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも障害ディスクのデータの一部を第２のスペアディスクに復旧後、第１のスペアディスクに復旧するスペアディスク制御部とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、データの管理に関し、特に、複数の記憶装置のデータの管理に関する。

情報処理システムは、処理するデータが年々増えている。データ量の増加に伴い、複数のディスク装置を含み管理するディスクアレイ装置が、広く使用されている。ディスクアレイ装置は、レイド（ＲＡＩＤ：Redundant Arrays of Inexpensive Disks又はRedundant Arrays of Independent Disks）技術を用いて、データアクセスの高速化と、データの信頼性とを確保している（例えば、特許文献１を参照）。

なお、ＲＡＩＤを構成するディスクアレイ装置は、使用するディスク装置として、１種類の装置に限る必要はない。例えば、ディスクアレイ装置は、磁気ディスクを使用する磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）と、半導体メモリを使用するソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）とを含む場合もある（例えば、特許文献２を参照）。

ＲＡＩＤ技術は、冗長なデータの保存を基に、データの信頼性を確保する。

特許文献１に記載の発明は、１つ以上のデータの複製を保存し、プールを構成する各ディスク装置にスペア領域を設けるものである。

そのため、特許文献１に記載の発明は、ディスク装置の容量の半分以下しか、データを保存することが出来ない。

そこで、データの保存容量を確保するため、データの複製ではなく、データ復旧用の冗長データを保存するＲＡＩＤが用いられている。

例えば、ＲＡＩＤ５を用いるディスクアレイ装置は、データを複数のディスク装置に分散し（分散は、「ストライピング」と言われる）、さらに、データ復旧用の冗長データ（このデータは、「冗長符号」又は「パリティ」と言われる）を作成して、別のディスク装置に記憶する。分散したデータの組は、「ストライプ」又は「ランク」と言われる。また、ランクに対して割り当てた記憶領域を、「プール（POOL）」と言う。

そして、データ記憶したいずれかのディスク装置に障害が発生した場合、ディスクアレイ装置は、障害が発生した装置を切り離す。（この状態は、「縮退状態」と言われる。）そして、読み出しの場合、ディスクアレイ装置は、正常なディスク装置からデータとパリティを読み出して、パリティを用いてデータを復旧する。なお、書き込みの場合、ディスクアレイ装置は、正常なディスク装置にデータ及びパリティを書き込む。

また、ディスクアレイ装置は、障害を復旧するためにランクに用いるディスク装置とは別にディスク装置（このディスク装置は、「スペアディスク装置」と言われる。）を含み、スペアディスク装置に、障害を発生したディスク装置のデータを復旧する。この復旧動作として、ディスクアレイ装置は、正常なディスク装置からデータとパリティを読み出して、パリティを用いてデータを復旧し、復旧したデータをスペアディスク装置に書き込む。

特開２０１０−２７７２４０ 特開２０１１−０８６２１４

技術の進歩に伴い、ディスク装置は、年々、大容量化している。そのため、ディスクアレイ装置は、障害を発生したディスク装置のデータをスペアディスク装置に復旧するための時間が延びてしまうという問題があった。また、復旧中は、通常の処理に加え、復旧のための読み出し及び書き込みが発生する。そのため、障害発生のディスク装置を含むプール（及びランク）は、通常の処理に加え、復旧のための処理が発生し、負荷が高くなる。そのため、障害発生のディスク装置の復旧時間が長くなると、ディスクアレイ装置及びディスクアレイ装置を含むシステム全体の性能が低下するという問題があった。

特許文献２に記載の発明は、冗長度が２以上のＲＡＩＤを対象とした発明である。そのため、特許文献２に記載の発明は、ＲＡＩＤ５など冗長度が１のＲＡＩＤには適用できず、ＲＡＩＤの方式に制限があるという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、ＲＡＩＤの方式に制限されず、スペアディスク装置の復旧時間を改善するデータ管理装置、及び、データ管理方法を提供することにある。

本発明のデータ管理装置は、複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出するディスク処理制御部と、前記障害の情報を管理するエラー情報管理部と、前記ディスクのデータの構成を管理して、前記ディスク処理制御部を介するデータ転送を制御するＲＡＩＤ情報管理部と、前記ＲＡＩＤ情報管理部が管理するディスクの中で前記障害を発生する復旧元となる障害ディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより所定の性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧するスペアディスク制御部とを含む。

本発明のデータ管理方法は、複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出し、前記障害の情報を管理し、前記ディスクのデータの構成を管理して、データ転送を制御し、前記管理するディスクの中で前記障害を発生する復旧元となる障害ディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧する。

本発明のプログラムは、複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出する処理と、前記障害の情報を管理する処理と、前記ディスクのデータの構成を管理して、データ転送を制御する処理と、前記管理するディスクの中で所定の障害を発生し復旧元となるディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧する処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、ＲＡＩＤの方式に制限されず、スペアディスク装置の復旧時間を改善することができる。

図１は、本発明における第１の実施形態に係るディスクアレイ装置を含む情報処理システムの一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の一例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御するデータの流れを説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御するデータの流れを説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御するデータの流れを説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御するデータの流れを説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御するデータの流れを説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る予防復旧のデータの流れを説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、第１の実施形態に係るディスクアレイ装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１２は、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置が制御を説明するための図である。 図１３は、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置の管理表の一例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態に係るディスクアレイ装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１５は、第３の実施形態に係るディスクアレイ装置の動作の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態におけるデータ管理装置は、管理するデータを保存する装置に特に制限はない。例えば、本発明のデータ管理装置は、ネットワークを介して複数の情報記憶装置（例えば、ディスク装置）に接続したサーバのような情報処理装置を用いてもよい。あるいは、本発明のデータ管理装置は、複数のディスク装置を用いてＲＡＩＤを構成したディスクアレイ装置でも良い。

そこで、本発明のおけるデータ管理装置の一例として、複数のディスク装置のデータを管理するディスクアレイ装置を用いて説明する。

また、ディスクアレイ装置に接続する情報記憶装置も、特に制限はない。本実施形態の情報記憶装置は、磁気ディスクを含む磁気ディスク装置でも良く、半導体で構成されたＳＳＤでも良い。以下、これらをまとめて「ディスク装置」又は「ディスク」と言う。

なお、各図面は、本発明の実施形態を説明するものである。そのため、本発明は、各図面の記載に限られるわけではない。また、各図面の同様の構成には、同じ番号を付し、その繰り返しの説明は、省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明における第１の実施形態のディスクアレイ装置１を含む情報処理システム７の構成の一例を示すブロック図である。

情報処理システム７は、ディスクアレイ装置１と、ホスト装置２と、複数のディスク装置（以下、単に、データディスク３と言う）とを含む。

ホスト装置２は、サーバやＰＣ（Personal Computer）などの情報処理装置であり、図示しないネットワークやバスを介して、ディスクアレイ装置１にデータの書き込み及びデータの読み出しを指示（命令）する。

データディスク３は、ディスクアレイ装置１の指示（命令）を基に、データを記録（ライト）及び再生（リード）する。

ディスクアレイ装置１は、データディスク３を制御して、ホスト装置２からのデータをデータディスク３に記憶し、データディスク３のデータをホスト装置２に送り出す。

なお、ディスクアレイ装置１は、所定の数のデータディスク３を用いてＲＡＩＤを構成する。ディスクアレイ装置１は、データディスク３を用いて、１つに限らず複数のＲＡＩＤを構成し、制御してもよい。そのため、図１では、例示として、ｐ個のＲＡＩＤ構成として、「ランク０」から「ランクｐ」を示した。また、各ＲＡＩＤを構成するデータディスク３の数は、同じである必要はない。そのため、図１では、ＲＡＩＤを構成するデータディスク３の数を異なる文字（ｍ、ｎ、ｑ）を用いて示した。

図２は、本実施形態に係るディスクアレイ装置１の構成の一例を示すブロック図である。

ディスクアレイ装置１は、ＲＡＩＤ情報管理部１１と、ディスク処理制御部１２と、エラー情報管理部１３と、スペアディスク制御部１４とを含む。さらに、ディスクアレイ装置１は、プールを構成する複数のデータディスク３と、第１のスペアディスク４と、第２のスペアディスク５とを管理する。

ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ＲＡＩＤを構成するデータディスク３を管理する。既に説明のとおり、ＲＡＩＤを構成するデータディスク３に基づいて実現されている記憶領域は、プール（pool）８を言われることもある。

プール８は、複数のＲＡＩＤ構成（ランク）を含むことができる。また、１つのＲＡＩＤ構成（ランク）が、複数のプール８に割り振られることもある。本実施形態のＲＡＩＤ情報管理部１１は、ＲＡＩＤ構成（ランク）及びプール８の構成に特に制限はない。ただ、説明の煩雑さを避けるため、以下の説明では、１つのランクが１つのプール８を構成する場合として、説明する。そのため、以下の説明では、データディスク３の構成として、プール８を用いて説明する。

また、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、プール８内のデータディスク３を複数の論理的な領域に分けて管理しても良い。このような領域の一例として、本実施形態のディスクアレイ装置１は、論理ディスク装置（ＬＤ：Logical Disk）を用いて管理するとして説明する。なお、論理的なディスク装置に対し、各データディスク３は、物理的なディスク装置（ＰＤ：Physical Disk）と言うこともある。

ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ホスト装置２から命令を受信した場合、命令の処理対象のＬＤを基にプール８及びデータディスク３を判別する。そして、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ディスク処理制御部１２に対して、対象のデータディスク３への処理を依頼する。

例えば、ライト命令の場合、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、次のように動作する。

まず、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ホスト装置２からライト命令を受信すると、命令対象のＬＤを基に、対象となるプール８を判別する。そして、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、データのアドレスを基に、各データブロックに対応するプール８に含まれるデータディスク３を判別する。さらに、プール８を構成するＲＡＩＤが冗長データを用いる場合、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、冗長データ（パリティデータとも言う）を生成し、冗長データに対応するデータディスク３を判別する。その後、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ディスク処理制御部１２に、データディスク３へのデータ及び冗長データの書き込みを指示（命令）する。

また、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ＬＤの詳細な情報についても管理する。詳細な情報としては、例えば、ＬＤの優先度や重要度が想定される。さらに、詳細な情報として、ＬＤの性能情報（例えば、リードやライトの回数）も想定できる。ＲＡＩＤ情報管理部１１は、ＬＤの性能情報を基に、ＬＤの使用頻度の高低を判断できる。

さらに、ＲＡＩＤ情報管理部１１は、予防復旧を管理する。

ここで「予防復旧」とは、データディスク３でのエラーが多くなり、冗長データを用いた復旧ができなくなることを予防するため、復旧可能な障害（エラー）の発生が多いデータディスク３のデータを第１のスペアディスク４又は第２のスペアディスク５に復旧（複製）することである。

ディスク処理制御部１２は、ＲＡＩＤ情報管理部１１からの命令（指示）を基に、プール８を構成するデータディスク３とディスクアレイ装置１とのデータの転送を制御する。そして、ディスク処理制御部１２は、データ転送において障害を検出した場合、エラー情報管理部１３に、障害（エラー）内容を通知する。また、ディスク処理制御部１２は、後ほど説明するように、スペアディスク制御部１４の指示（命令）を基に、データディスク３と、第１のスペアディスク４及び第２のスペアディスク５とのデータ転送を制御する。

エラー情報管理部１３は、ディスク処理制御部１２から受け取った障害（エラー）内容を基に、エラーが発生したデータディスク３及びアドレスを管理する。さらに、エラー情報管理部１３は、いずれかのデータディスク３において、エラーの発生が予め定められた閾値を超えた場合、ＲＡＩＤ情報管理部１１にエラーが閾値を超えたことを通知する。ＲＡＩＤ情報管理部１１は、この通知に基づき、スペアディスク制御部１４に予防復旧を指示する。なお、エラー情報管理部１３は、全てのデータディスク３に共通する閾値を用いても良く、データディスク３毎に異なる閾値を用いても良い。

スペアディスク制御部１４は、ＲＡＩＤ情報管理部１１から、予防復旧の指示を受けるとディスク処理制御部１２を介して、データディスク３、第１のスペアディスク４及び第２のスペアディスク５に指示（命令）して、閾値を超えた障害が発生したデータディスク３のデータを予防復旧する。

なお、ディスクアレイ装置１は、スペアディスクとして複数のディスク装置を含んでいても良い。複数のディスク装置をスペアとして使用する場合、スペアディスク制御部１４は、スペアディスクを管理する。具体的には、ＲＡＩＤ情報管理部１１から予防復旧を指示された場合、スペアディスク制御部１４は、予防復旧として使用する第１のスペアディスク４及び第２のスペアディスク５を選択する。スペアディスクが２以上の冗長度をサポートする場合、スペアディスク制御部１４は、必要な数の第１のスペアディスク４と第２のスペアディスク５を選択すればよい。

ただし、本実施形態のスペアディスク制御部１４は、第１のスペアディスク４と第２のスペアディスク５として、性能（例えば、アクセス性能）が異なる装置を選択する。第１のスペアディスク４と第２のスペアディスク５の性能は、どちらが高くてもよいが、以下の説明では、第２のスペアディスク５の性能が、第１のスペアディスク４の性能より高いとして説明する。第１のスペアディスク４の性能を高くする場合、以下の説明の第１のスペアディスク４と第２のスペアディスク５とを入れ替えればよい。

例えば、性能として、アクセス性能を用いるとする。また、スペアとして使用できるディスク装置が、ＳＳＤと磁気ディスク装置とする。一般的に、ＳＳＤは、磁気ディスク装置よりアクセス性能が高い。そのため、スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５としてアクセス性能が高いＳＳＤを選択し、第１のスペアディスク４として磁気ディスク装置を選択する。

そして、後ほど説明するように、スペアディスク制御部１４は、第１のスペアディスク４及び第２のスペアディスク５への予防復旧のデータの転送を制御し、予防復旧の処理時間を短くする。

なお、本実施形態の説明では、ＲＡＩＤ情報管理部１１が、予防復旧を制御するとして説明しているが、本実施形態のディスクアレイ装置１は、これに限る必要はない。例えば、スペアディスク制御部１４が、エラー情報管理部１３から閾値を超えたことを受け取り、予防復旧を開始しても良い。

データディスク３は、プール８を構成する情報記憶装置であり、ホスト装置２からのデータと、必要に応じて冗長データとを保存する。

第１のスペアディスク４及び第２のスペアディスク５は、予防復旧のためのスペアディスクとして用いられる情報記憶装置である。

次に、本実施形態のディスクアレイ装置１の動作について説明する。

図３は、本実施形態のディスクアレイ装置１のデータの書き込み動作でのデータの流れを説明するための図である。

ディスクアレイ装置１は、ホスト装置２から書き込み命令とデータを受け取ると、必要に応じて冗長データを作成後、データを書き込み対象のプール８のデータディスク３に書き込む。

図４は、縮退状態のおけるディスクアレイ装置１のデータの書き込みを説明するための図である。

プール８を構成するいずれかのデータディスク３が障害となった場合、ディスクアレイ装置１は、縮退状態として、障害のデータディスク３を除いて、正常なデータディスク３にデータを書き込む。ディスクアレイ装置１を使用する利用者は、障害が発生したデータディスク３を交換し、交換後のデータディスク３にデータを復旧する。

図５は、プール８内でのデータ修復におけるデータの流れを説明するための図である。

ディスクアレイ装置１は、正常なデータディスク３からデータを読み込み、障害が発生したデータディスク３のデータを復旧し、復旧したデータを交換した新しいデータディスク３に書き込む。

このように、ディスクアレイ装置１は、データディスク３に障害が発生しても、データを復旧できる。しかし、ディスクアレイ装置１の利用者が、障害の発生したデータディスク３をすぐに交換できるとは限らない。交換前に、新たなデータディスク３に障害が発生すると、ディスクアレイ装置１は、データを復旧できなくなる。

そのため、ディスクアレイ装置１は、予め復旧用のディスク装置（スペアディスク）を備えている。

図６は、ディスクアレイ装置１が１台のスペアディスク装置（図６では、一例として、第１のスペアディスク４を用いる）を用いた復旧のデータの流れを説明するための図である。

ディスクアレイ装置１は、障害を発生していないデータディスク３からデータを読み出し、データを復旧し、復旧したデータを第１のスペアディスク４に書き込む。

ディスクアレイ装置１は、この動作をディスク装置の読み出し命令と書き込み命令（データ修正しない書き込みのため、「無修正書き込み命令」とも言われる。）に分けて実行しても良い。

なお、障害の発生したデータディスク３に対応する全てのデータを第１のスペアディスク４に書き込み完了後、ディスクアレイ装置１は、プール８の構成を変更し、障害のデータディスク３を切り離し、第１のスペアディスク４をプール８に組み込んでも良い。

図７は、本実施形態のディスクアレイ装置１が２台のスペアディスク装置を用いた予防復旧におけるデータの流れを説明するための図である。

予防復旧において、ディスクアレイ装置１は、障害が多いデータディスク３からも、少なくとも一部のデータを読み出せる。そのため、ディスクアレイ装置１は、エラーを発生していないデータディスク３に加え、適宜、障害が多いデータディスク３からデータを読み出し、第２のスペアディスク５及び第１のスペアディスク４に、データを書き込む。

この予防復旧の動作について、図面を参照して、より詳細に説明する。

図８は、予防復旧の動作を説明するための図である。

図８において、プール８に含まれる右端のデータディスク３ｃは、障害が多く、データディスク３ａ−データディスク３ｂは、エラーがないとする。また、図８に示すように、データディスク３ｃの一部の領域（以下では、一例としてアドレスが小さい側とする。）に多くの障害が発生したとする。

ディスク処理制御部１２は、データディスク３ｃの処理時に障害を検出すると、エラー情報管理部１３にエラー情報を通知する。

エラー情報管理部１３は、エラー情報の履歴（例えば、エラーの回数やアドレス）を管理する。図８の場合、データディスク３ｃは、小さなアドレス領域の障害の数が多い。エラーの回数が所定の閾値を超えた場合、エラー情報管理部１３は、ＲＡＩＤ情報管理部１１にエラーが閾値を超えたことを通知する。

通知を受けたＲＡＩＤ情報管理部１１は、スペアディスク制御部１４に予防復旧を指示する。

指示を受けたスペアディスク制御部１４は、予防保守を実行する。

具体的には、スペアディスク制御部１４は、次のように動作する。

まず、スペアディスク制御部１４は、第１のスペアディスク４と第２のスペアディスク５とを選択する。

スペアディスク制御部１４は、エラー情報管理部１３が管理するエラーの発生状態を調べる。

図８の場合、データディスク３ｃのアドレスが小さい領域にエラーが多く発生している。そこで、スペアディスク制御部１４は、データディスク３ｃのエラーの多いアドレスの小さな領域について、正常なデータディスク３ａ−データディスク３ｂを用いてデータディスク３ｃのデータを復旧する。そして、スペアディスク制御部１４は、復旧したデータを、性能が高い第２のスペアディスク５に保存する。

一方、データディスク３ｃのエラーがないアドレスが大きい領域について、スペアディスク制御部１４は、データディスク３ｃからデータを読み出し、第２のスペアディスク５に保存する。

データディスク３ａ−データディスク３ｂからデータを読み出して復旧することは、複数の読み出しとデータの復旧が必要なため、データディスク３ｃから読み出すより多くの時間を必要とする。しかし、データディスク３ｃのアドレスが小さい領域は、エラーが多い。そのため、スペアディスク制御部１４は、データディスク３ｃからデータを読み出そうとすると、エラーを検出し、その後、エラーのないデータディスク３ａ−データディスク３ｂからデータを読み出し、データを復旧することになる。この場合、スペアディスク制御部１４は、最初から復旧データを用いた方が、平均的な処理時間が短くなる。そのため、スペアディスク制御部１４は、エラー情報管理部１３のエラーの情報に基づき、エラーが多い領域において、エラーのないデータディスク３（図８ではデータディスク３ａ−データディスク３ｂ）からデータを読み出して、データを復旧する。

一方、データディスク３ｃのアドレスが大きな領域は、エラーが少ない。つまり、この領域におけるデータディスク３ｃからのデータを読み出しは、エラーとなる可能性が低い。そのため、スペアディスク制御部１４は、データディスク３ｃからデータ読み出し、第２のスペアディスク５に書き込み。

なお、エラーが少ない領域でもエラーが発生する場合がある。そのような場合、スペアディスク制御部１４は、エラーのないデータディスク３ａ−データディスク３ｂからデータを読み出して、データを復旧し、第２のスペアディスク５に保存する。

ここで、ディスクアレイ装置１が第２のスペアディスク５を用いるのは、復旧データの保存時間を短くするためである。

このように、本実施形態のディスクアレイ装置１は、障害の多いデータディスク３の障害状況を基に予防復旧を実現できるため、プール８のＲＡＩＤ構成を考慮する必要がない。

なお、ここまでの説明において、ディスクアレイ装置１が第２のスペアディスク５を用いたのは、既に説明したように、復旧時間を短くするためである。復旧後のデータは、必ずしも性能の高い第２のスペアディスク５にそのまま保存する必要はない。そこで、スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５にデータを復旧後、ディスクアレイ装置１の空き時間やバックグラウンド処理を用いて、第２のスペアディスク５に予防復旧したデータを、第１のスペアディスク４に移動する。この動作を基に、ディスクアレイ装置１は、性能の高い第２のスペアディスク５の使用量を削減できる。

第１のスペアディスク４に全てのデータを保存した後、ディスクアレイ装置１は、プール８の構成を変更し、障害の多いデータディスク３ｃをプール８から切り離し、第１のスペアディスク４をプール８に組み込んでも良い。

次に、フローチャートを用いて動作について更に説明する。

図９は、ディスクアレイ装置１のスペアディスク制御部１４の予防復旧の第２のスペアディスク５への処理の一例を示すフローチャートである。

まず、スペアディスク制御部１４は、処理対象の領域のエラーの履歴をエラー情報管理部１３から読み出す（ステップＳ１０１）。

スペアディスク制御部１４は、対象の領域にエラーが所定の閾値以上か否かを確認する（ステップＳ１０２）。なお、スペアディスク制御部１４は、エラーの有無を判定しても良い。この判定は、閾値を「１」とした場合と同じである。

エラーが閾値未満の場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、スペアディスク制御部１４は、復旧対象のデータディスク３（図７では、データディスク３ｃ）からデータを読み出す。正常に読み出せた場合、スペアディスク制御部１４は、読み出したデータを第２のスペアディスク５に保存（復旧）する（ステップＳ１０３）。なお、後発エラー等に基づいて読み出せない場合、スペアディスク制御部１４は、ステップＳ１０４と同様の動作を実行する。

エラーが閾値以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、スペアディスク制御部１４は、プール８内のエラーが多いデータディスク３以外のデータディスク３（図７では、データディスク３ａ−データディスク３ｂ）からデータを読み出し、データを復旧する。そして、スペアディスク制御部１４は、復旧したデータを性能の高い第２のスペアディスク５に保存（復旧）する（ステップ１０４）。

スペアディスク制御部１４は、予防復旧の対象のデータディスク３（図７では、データディスク３ｃ）の全てのデータ領域に対して、図９に示す処理を繰り返す。

図１０は、スペアディスク制御部１４が第２のスペアディスク５から第１のスペアディスク４へのデータの移動動作の一例を示すフローチャートである。

スペアディスク制御部１４は、性能の高い第２のスペアディスク５に保存（復旧）した予防復旧のデータの量を確認する（ステップＳ２０１）。

スペアディスク制御部１４は、復旧したデータの量が所定の閾値を以上となったか否かを確認する（ステップＳ２０２）。

閾値を超えていない場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、スペアディスク制御部１４は、動作を終了する。

閾値を超えていた場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５から第１のスペアディスク４に復旧データを移動する（ステップＳ２０３）。

スペアディスク制御部１４は、この動作を、所定の間隔で繰り返す。

なお、スペアディスク制御部１４は、データの移動の開始の条件を、閾値との比較に限る必要はない。スペアディスク制御部１４は、所定の時間間隔でデータの移動を開始しても良く、ディスクアレイ装置１の負荷状態に応じて移動処理を実行しても良い。

あるいは、スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５への予防復旧と、第１のスペアディスク４へのデータの移動とを平行して実施しても良い。この場合、ディスクアレイ装置１は、第１のスペアディスク４へのデータの移動完了を早くできる。

なお、ここまでの説明において、ディスクアレイ装置１は、全ての復旧データを第２のスペアディスク５に復旧したが、これに限る必要はない。例えば、データ容量が小さなファイルは、装置の性能に関係しないコマンド処理の時間が、性能に関係するデータ転送の時間に対して大きくなる。そのため、小さなファイルは、第２のスペアディスク５への復旧と第１のスペアディスク４への復旧とが同等程度の場合もある。そのような場合、ディスクアレイ装置１は、コマンド処理の回数を削減するため、第１のスペアディスク４に直接復旧しても良い。

このように、ディスクアレイ装置１は、ＲＡＩＤの方式に制限されず、スペアディスク装置の復旧時間を改善できる。

その理由は、次のとおりである。

ディスクアレイ装置１は、プール８に含まれる正常なディスク装置から復旧したデータを、性能の高い第２のスペアディスク５に保存する。そのため、ディスクアレイ装置１は、ＲＡＩＤ５のようなプール８内の冗長度が１の場合でもデータを復旧できる。さらに、第２のスペアディスク５を用いるため、ディスクアレイ装置１は、障害を発生したデータディスク３からの復旧の処理時間を短くできる。

また、ディスクアレイ装置１は、性能の高い第２のスペアディスク５への移動だけでなく、第１のスペアディスク４へのデータの移動を実現する。

そのため、ディスクアレイ装置１は、第２のスペアディスク５に保存した予防復旧のデータを、適宜、第１のスペアディスク４に移動し、第１のスペアディスク４をプール８への組み込むことができる。

このように、ディスクアレイ装置１は、第２のスペアディスク５へのデータ復旧と、第１のスペアディスク４へのデータ移動とを制御して、ＲＡＩＤに制限されずに、復旧時間の改善を実現する。

さらに、本実施形態のディスクアレイ装置１は、データの復旧時間をさらに削減する効果を得ることが出来る。

その理由は、次のとおりである。

ディスクアレイ装置１は、エラーが多い領域のデータについて、エラーを発生していないデータディスク３からデータを復旧して、読み出しエラーの発生回数を削減する。また、ディスクアレイ装置１は、エラーの少ない領域のデータについて、元のデータディスク３からデータを読み出し、読み出し時間を削減するためである。

＜変形例＞
本実施形態のディスクアレイ装置１の構成は、これまでの説明に限らない。ディスクアレイ装置１は、図２に示す１つの構成を複数の構成に分けても良い。あるいは、ディスクアレイ装置１は、図２に示す複数の構成の少なくとも一部を１つに構成に含んでも良い。

また、ディスクアレイ装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを含むコンピュータとして実現しても良い。

図１１は、本実施形態の別の構成であるディスクアレイ装置６の構成の一例を示す図である。

ディスクアレイ装置６は、ＣＰＵ６１０と、ＲＯＭ６２０と、ＲＡＭ６３０と、内部記憶装置６４０と、ＩＯ（Input/Output）６５０と、ＮＩＣ（Network interface Circuit 又は Card）６８０と、ＮＩＣ６９０とを含み、コンピュータを構成している。

ＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０又は内部記憶装置６４０からプログラムを読み込む。そして、ＣＰＵ６１０は、読み込んだプログラムに基づいて、図２のディスクアレイ装置１のＲＡＩＤ情報管理部１１と、ディスク処理制御部１２と、エラー情報管理部１３０と、スペアディスク制御部１４としての各機能を実現する。ＣＰＵ６１０は、各機能を実現する際に、ＲＡＭ６３０及び内部記憶装置６４０を一時記憶として使用する。また、ＣＰＵ６１０は、ＩＯ６５０を介して、入力機器６６０から入力データを受信し、表示機器６７０にデータを表示する。

なお、ＣＰＵ６１０は、コンピュータで読み取り可能にプログラムを記憶した記憶媒体７００が含むプログラムを、図示しない記憶媒体読み取り装置を用いて読み込んでも良い。あるいは、ＣＰＵ６１０は、図示しないネットワークを介して、外部の装置からプログラムを受け取っても良い。

ＲＯＭ６２０は、ＣＰＵ６１０が実行するプログラム、及び、固定的なデータを記憶する。ＲＯＭ６２０は、例えば、Ｐ−ＲＯＭ(Programmable-ROM）やフラッシュＲＯＭである。

ＲＡＭ６３０は、ＣＰＵ６１０が実行するプログラムやデータを一時的に記憶する。ＲＡＭ６３０は、例えば、Ｄ−ＲＡＭ（Dynamic-RAM）である。

内部記憶装置６４０は、ディスクアレイ装置６の長期的に保存するデータやプログラムを保存する。また、内部記憶装置６４０は、ＣＰＵ６１０の一時記憶装置として動作しても良い。内部記憶装置６４０は、例えば、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、ディスクアレイ装置である。

ＩＯ６５０は、ＣＰＵ６１０と、入力機器６６０及び表示機器６７０とのデータを仲介する。ＩＯ６５０は、例えば、ＩＯインターフェースカードである。

入力機器６６０は、ディスクアレイ装置６の操作者からの入力指示を受信する入力部である。入力機器６６０は、例えば、キーボード、マウス又はタッチパネルである。

表示機器６７０は、ディスクアレイ装置６の表示部である。表示機器６７０は、例えば、液晶ディスプレイである。

ＮＩＣ６８０は、ホスト装置２との命令及びデータをやり取りする仲介する。

ＮＩＣ６９０は、データディスク３との命令及びデータのやり取りを仲介する。

ＮＩＣ６８０及びＮＩＣ６９０は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）カードやＦＣ（Fiber Channel）カードである。

このように構成されたディスクアレイ装置６は、ディスクアレイ装置１と同様の効果を得ることができる。

その理由は、ディスクアレイ装置６のＣＰＵ６１０が、プログラムに基づいてディスクアレイ装置１と同様の動作を実現できるためである。

（第２の実施形態）
予防復旧の対象となったデータディスク３は、複数のＬＤ（論理ディスク）を含む場合がある。そして、ＬＤは、ＬＤ毎に、使用頻度、重要度又は優先度など（以下、特に断らない限り、これらをまとめて優先度を用いて説明する）が異なる。そのため、予防復旧において、性能が高い第２のスペアディスク５に優先的に復旧した方が良いＬＤと、比較的性能が低い第１のスペアディスク４に直接復旧しても良いＬＤとがある。

第２の実施形態のディスクアレイ装置１は、復旧対象のデータディスク３のＬＤの優先度を考慮して、第１のスペアディスク４への復旧と第２のスペアディスク５への復旧とを制御する。そのため、上記の優先度などは、「復旧先を管理する情報」と言うこともできる。

本実施形態のディスクアレイ装置１の構成は、第１の実施形態と同じため、構成の説明は省略する。なお、本実施形態のディスクアレイ装置１は、第１の実施形態と同様に、図１１に示すコンピュータで実現しても良い。

次に、図面を参照して本実施形態の動作について説明する。

なお、第１の実施形態と同様の動作については説明を省略し、本実施形態に特有の動作について説明する。

図１２は、本実施形態のディスクアレイ装置１のＬＤの管理を説明するための図である。

図１２において、「ＬＤ＃０１」及び「ＬＤ＃０ｘ」が、優先度の高いＬＤである。その他のＬＤは、優先度が低いとする。

スペアディスク制御部１４は、優先度が高いＬＤ（ＬＤ＃０１とＬＤ＃０ｘ）のデータを、第２のスペアディスク５に復旧する。また、スペアディスク制御部１４は、優先度が高くないＬＤ（ＬＤ＃０等）のデータを、第１のスペアディスク４に復旧する。

第２のスペアディスク５は、第１のスペアディスク４と比較して、性能が高い。そこで、本実施形態のディスクアレイ装置１は、優先的なＬＤの復旧時間を短くするため、優先度の高いＬＤを第２のスペアディスク５に復旧する。スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５において、データディスク３のデータと同じアドレスにデータを復旧しても良い。ただし、スペアディスク制御部１４は、データディスク３のデータの一部を第２のスペアディスク５に復旧する。そのため、スペアディスク制御部１４は、第２のスペアディスク５の保存位置を、元のデータディスク３と同じアドレスとする必要はなく、異なるアドレスに保存しても良い。

なお、スペアディスク制御部１４は、第１の実施形態の同様に、第２のスペアディスク５に復旧したデータは、復旧後、第１のスペアディスク４に復旧（移動）する。

このようにＬＤの優先度に基づいて復旧先を制御するため、ディスクアレイ装置１のＲＡＩＤ情報管理部１１は、ＬＤの管理データを保存している。

図１３は、ＬＤの管理データの一例を示す図である。

図１３に示す管理データは、ＬＤの番号と優先度とを含んでいる。なお、管理データは、その他の情報を含んでも良い。例えば、図１３に示すように、管理データは、ライトの回数やリードの回数を含んでも良い。

スペアディスク制御部１４は、この管理データを基に、ＬＤの優先度を判定する。なお、ＲＡＩＤ情報管理部１１が、スペアディスク制御部１４に指示する際、スペアディスク制御部１４に優先度などを通知しても良い。

また、本実施形態のディスクアレイ装置１は、ＬＤの複数の基準を基に、第２のスペアディスク５と第１のスペアディスク４とを使い分けても良い。

図１４は、ディスクアレイ装置１が、ＬＤの優先度と使用頻度とを用いた場合の動作の一例を示すフローチャートである。

ディスクアレイ装置１は、復旧するＬＤの優先度を確認する（ステップＳ３０１）。

優先度が高い場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、ディスクアレイ装置１は、ＬＤの復旧データを第２のスペアディスク５に復旧する（ステップＳ３０３）。

優先度が高くない場合（ステップＳ３０２でＮＯ）、ディスクアレイ装置１は、ＬＤの使用頻度を確認する（ステップＳ３０４）。ディスクアレイ装置１は、使用頻度として、図１３に示した管理データのライトの回数やリードの回数を使用しても良い。

使用頻度が高い場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、ディスクアレイ装置１は、ＬＤの復旧データを第２のスペアディスク５に復旧する（ステップＳ３０３）。

使用頻度が高くない場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、ディスクアレイ装置１は、ＬＤの復旧データを第１のスペアディスク４に復旧する（ステップＳ３０６）。

なお、ディスクアレイ装置１は、ステップＳ３０３及びＳ３０６の復旧において、第１の実施形態と同様に、復旧する。つまり、ディスクアレイ装置１は、対象ＬＤのエラー発生の状態に基づいて、復旧データの読み出し元を変更する。具体的には、次のとおりである。

復旧対象のＬＤにエラーがない（又は少ない）場合、ディスクアレイ装置１は、復旧対象のデータディスク３（例えば、図８のデータディスク３ｃ）からのデータを読み出し、復旧する。

復旧対象のＬＤにエラーがある（又は多い）場合、ディスクアレイ装置１は、エラーのないデータディスク３（図８のデータディスク３ａ−データディスク３ｂ）からデータを読み出し、読み出したデータから復旧のためのデータを再構成し、復旧する。

なお、本実施形態では、ＬＤを用いて説明した。しかし、本実施形態のディスクアレイ装置１は、処理単位としてＬＤに限る必要はない。ディスクアレイ装置１は、復旧するデータディスク３の記憶領域を所定の大きさ（範囲）に分割して、その範囲毎に、説明した処理を実施しても良い。あるいは、ディスクアレイ装置１は、リード又はライトする処理ブロック単位で処理しても良い。

このように、本実施形態のディスクアレイ装置１は、データの安全性を高め、システムの性能低下を低減できる効果を得ることができる。

その理由は、次のとおりである。

本実施形態のディスクアレイ装置１は、優先度を基に、データの復旧先として、第２のスペアディスク５と第１のスペアディスク４とを切り替える。特に、本実施形態のディスクアレイ装置１は、優先度の高いデータを第２のスペアディスク５に復旧するため、優先度の高いデータの復旧時間を短縮し、安全性を高めるためである。

また、本実施形態のディスクアレイ装置１は、使用頻度を基に、データの復旧先として、第２のスペアディスク５と第１のスペアディスク４とを切り替える。特に、本実施形態のディスクアレイ装置１は、使用頻度の高いデータを性能が高い第２のスペアディスク５に復旧する。そのため、本実施形態のディスクアレイ装置１は、使用頻度の高いデータへのアクセス性能を高く維持でき、システムの性能低下を削減できる。

（第３の実施形態）
さらに、本実施形態のディスクアレイ装置１は、予防復旧に限らず、復旧できないディスク障害時における復旧に、これまで説明した動作を適用しても良い。

本実施形態のディスクアレイ装置１の構成は、第１の実施形態と同じため、構成の説明は省略する。なお、本実施形態のディスクアレイ装置１は、第１の実施形態と同様に、図１１に示すコンピュータで実現しても良い。

次に、図面を参照して本実施形態の動作について説明する。

なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の動作については説明を省略し、本実施形態に特有の動作について説明する。

図１５は、本実施形態のディスクアレイ装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

ディスクアレイ装置１は、ホスト装置２からデータ記録又は再生の命令を受けた場合、データディスク３の処理で修復不能な障害が発生した否かを判定する（ステップＳ４０１）。

いずれかのデータディスク３で修復不能な障害が発生した場合（ステップＳ４０１でＹＥＳ）、ディスクアレイ装置１は、対象のプール８の障害を発生したデータディスク３の使用をやめ、縮退状態とする。そして、ディスクアレイ装置１は、障害を発生したデータディスク３のデータを復旧する。この復旧において、ディスクアレイ装置１は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した復旧と同様の動作を用いて復旧を実施する（ステップＳ４０２）。復旧が完了すると、ディスクアレイ装置１は、最初に戻り、ホスト装置２からの指示を実行し、実行後、ステップＳ４０１に戻り、障害発生状態を判定する。

修復不能な障害が発生していない場合（ステップＳ４０１でＮＯ）、ディスクアレイ装置１は、修復可能な障害が発生したデータディスク３があるか否かを確認する（ステップＳ４０３）。

修復可能な障害が発生したデータディスク３がある場合（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、ディスクアレイ装置１は、発生したアドレスを保存（登録）する（ステップＳ４０４）。具体的には、エラー情報管理部１３が、ディスク処理制御部１２が検出したエラー情報を保存する。

そして、ディスクアレイ装置１は、修復可能な障害の発生数を、所定の閾値と比較する（ステップＳ４０５）。

障害の発生数が所定の閾値以上の場合（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、ディスクアレイ装置１は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した予防復旧を実行する（ステップＳ４０６）。予防復旧が終了すると、ディスクアレイ装置１は、ステップＳ４０１に戻り、障害の発生状態を判定する。

修復可能な障害を検出しない場合（ステップＳ４０３でＮＯ）及び障害の発生数が閾値未満の場合（ステップＳ４０５でＮＯ）、ディスクアレイ装置１は、処理の回数を登録する（ステップＳ４０７）。ステップＳ４０７の処理は、例えば、図１３に示す管理データを更新する処理である。

このように本実施形態のディスクアレイ装置１は、ディスク障害時の復旧の処理時間を削減する効果を得ることができる。

その理由は、本実施形態のディスクアレイ装置１は、修復不能な障害を検出した場合の復旧に、性能が高い第２のスペアディスク５を用いた復旧を適用するためである。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ ディスクアレイ装置
２ ホスト装置
３ データディスク
３ａ データディスク
３ｂ データディスク
３ｃ データディスク
４ 第１のスペアディスク
５ 第２のスペアディスク
６ ディスクアレイ装置
７ 情報処理システム
８ プール
１１ ＲＡＩＤ情報管理部
１２ ディスク処理制御部
１３ エラー情報管理部
１４ スペアディスク制御部
６１０ ＣＰＵ
６２０ ＲＯＭ
６３０ ＲＡＭ
６４０ 内部記憶装置
６５０ ＩＯ
６６０ 入力機器
６７０ 表示機器
６８０ ＮＩＣ
６９０ ＮＩＣ
７００ 記憶媒体

Claims (8)

1. 複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出するディスク処理制御部と、
   前記障害の情報を管理するエラー情報管理部と、
   前記ディスクのデータの構成を管理して、前記ディスク処理制御部を介するデータ転送を制御するＲＡＩＤ情報管理部と、
   前記ＲＡＩＤ情報管理部が管理するディスクの中で前記障害を発生する復旧元となる障害ディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより所定の性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧するスペアディスク制御部と
   を含むデータ管理装置。
2. 前記スペアディスク制御部は、
   前記第２のスペアディスクのデータ量が所定の値以上となった場合に、前記第２のスペアディスクのデータを前記第１のスペアディスクに復旧する
   請求項１に記載のデータ管理装置
3. 前記スペアディスク制御部は、
   前記復旧元のディスクから前記第２のスペアディスクの復旧と、前記第２のスペアディスクから前記第１のスペアディスクへの復旧の少なくとも一部を平行して実施する
   請求項１に記載のデータ管理装置
4. 前記スペアディスク制御部は、
   前記復旧元のディスクのエラー発生数が所定の閾値以上のデータ領域において、前記復旧元のディスクとは異なるディスクからデータを読み出し、
   復旧元の前記ディスクのエラーの発生数が所定の閾値未満のデータ領域において、前記復旧元のディスクからデータを読み出す
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のデータ管理装置。
5. 前記スペアディスク制御部は、
   前記復旧元のディスクの所定の範囲毎の復旧先を管理する情報を基に、前記第１のスペアディスクと前記第２のスペアディスクへの復旧を制御する
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のデータ管理装置。
6. 前記復旧先を管理する情報が、
   復旧の優先度、使用頻度又は重要度のいずれか１つ又は複数の組み合わせである
   請求項５に記載のデータ管理装置。
7. 複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出し、
   前記障害の情報を管理し、
   前記ディスクのデータの構成を管理して、データ転送を制御し、
   前記管理するディスクの中で前記障害を発生する復旧元となる障害ディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧する
   データ管理方法。
8. 複数のディスクへのデータの転送を管理し、データ転送における障害を検出する処理と、
   前記障害の情報を管理する処理と、
   前記ディスクのデータの構成を管理して、データ転送を制御する処理と、
   前記管理するディスクの中で所定の障害を発生し復旧元となるディスクのデータの復旧のために、第１のスペアディスクと前記第１にスペアディスクより性能が高い第２のスペアディスクとを制御し、少なくとも前記障害ディスクのデータの一部を前記第２のスペアディスクに復旧後、前記第１のスペアディスクに復旧する処理と
   をコンピュータに実行させるプログラム。

Images