JP2016042341A

JP2016042341A - バックアップシステム

Info

Publication number: JP2016042341A
Application number: JP2014176408A
Authority: JP
Inventors: 安須輝上畑; Yasuteru Uehara; 上畑　正和; Masakazu Uehata; 正和上畑
Original assignee: Innovation Firm Co Ltd
Current assignee: Innovation Firm Co Ltd
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2016-03-31

Abstract

【課題】保管対象サーバからネットワークを介した、データのバックアップを保管先サーバに分散方式で保管するには、大容量のハードディスクを必要としていた。【解決手段】企業内部に設置された保管対象ファイルサーバと外部に設置された保管先ファイルサーバからなり、インターネットを介してネットワークに接続し、内部に設置されたバックアップシステムのファイルシステムを仮想化したバックアップシステムを提供することを特徴する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子ファイルのバックアップシステムに関する。

災害時におけるファイルサーバの破損や停電時におけるファイルサーバの予期せぬ故障発生による電子データの損傷や消失問題に備えて、バックアップシステムが考えられている。例えば、企業内に設置されているファイルサーバシステムのバックアップシステムは、そのファイルサーバシステムと同じハードディスク容量を備えた装置を、外部に設置し、インターネットを経由してデータ転送するものが広く利用されている。また、外部ファイルサーバに秘密情報を転送し、保管するには、セキュリティ対策も必要なことから、ファイルシステムの秘匿化を目的とした暗号処理によるセキュリティシステムを備えるものも考えられている。
例えば、特開２００７−１１５０８９号公報には、ファイルサーバが接続されているＬＡＮにバックアップサーバを設置し、外部に遠隔サーバが設置され、ファイルサーバをバックアップするシステムが記載されている。このシステムは、機密性を確保するために暗号化技術を利用している。また、ファイルサーバからバックアップサーバにコピーを行い、バックアップサーバから遠隔サーバにコピーを行うシステムが記載されている。

特開２００７−１１５０８９号公報

しかしながら、従来のバックアップシステムは、企業内に設定されているファイルサーバと同じ容量のハードディスクを必要としている。例えば、従来の技術では、バックアップサーバと遠隔サーバの２個所にバックアップする場合に、ファイルサーバと同じ容量のハードディスクが２台必要となる。また、企業内に設置されたファイルサーバを適切にバックアップするには、全データを一括で処理するフルバックアップと更新されたファイルだけを検出してバックアップする差分ファイルバックアップの２種類のモードによるバックアップ処理が必要であり、その処理を行うためにファイルサーバと同じ容量のハードディスクが必要となる。

本発明のバックアップシステムは、保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルを、前記保存対象ファイルサーバとは異なる場所に設置されている保存先ファイルサーバにバックアップするバックアップシステムであって、前記保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルを管理し、該保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルシステムに対応する仮想保存対象ファイルシステムを、前記保存対象ファイルサーバとは異なる制御手段の第１仮想ファイル記憶部に記憶し、前記保存先ファイルサーバに記憶されているファイルを管理するファイルシステムに対応する仮想保存先ファイルシステムを、前記保存先ファイルサーバとは異なる前記制御手段の第２仮想ファイル記憶部に記憶し、前記仮想保存対象ファイルシステムと前記仮想保存先ファイルシステムと、を比較し、該比較結果に基づいて、仮想保存先ファイルシステムとは異なる前記仮想保存対象ファイルシステムの対応するファイルのファイルリストを生成し、前記ファイルリストに基づいて、前記保存対象ファイルサーバから前記ファイルリストに対応するファイルを取得し、該ファイルに対して暗号処理および分割処理を施し、該分割処理された複数の分割ファイルを前記保存先ファイルサーバに転送して記憶し、前記分割ファイルの復元情報を対応する前記第２仮想ファイル記憶部に記憶されている前記仮想保存先ファイルシステムに付加して記憶し、前記第２仮想ファイル記憶部に記憶されている前記仮想保存先ファイルシステムを検索することで、前記保存先ファイルサーバに記憶された任意のファイル単位で取得できることを特徴とする。

本発明は、大容量のハードディスクを備えることなく、仮想ファイルシステムを利用することができ、企業内に設置されたファイルサーバのデータを外部に設置されたファイルサーバにバックアップした場合に、インターネットを介したネットワークであっても機密性の優れたファイル転送が可能である。また、複数分散保管による冗長性の優れたバックアップができる。

本発明のバックアップシステムの全体構成を示す図である。本発明のバックアップシステムの機能を示す図である。ファイルのバックアップ処理の一例を示すフローチャートである。保管対象ファイルサーバから生成したファイルリストの一例を示す図である。

図１は、バックアップシステムの全体の構成を示す図である。バックアップシステムは、保存対象ファイルサーバ１２に保存されているファイルを、別の場所に設置されているファイルサーバである第１保存先ファイルサーバ１３、第２保存先ファイルサーバ１４、第３保存先ファイルサーバ１５などに保存する。以降において第１保存先ファイルサーバ１３、第２保存先ファイルサーバ１４、第３保存先ファイルサーバ１５をまとめて保存先ファイルサーバと称することがある。保存先ファイルサーバは、保存先ファイルサーバ１２とファイヤーウオールによって隔てられた遠隔地に設置されることがこのましいい。例えば、会社内のＬＡＮに保存対象ファイルサーバ１２を設置した場合に、保存対象ファイルサーバ１２と保存先ファイルサーバは、ファイヤーウオールとそれ接続された外部のインターネット１６を介して接続されることが好まし。保存対象ファイルサーバ１２と保存先ファイルサーバはインターネット１６を介してデータの送受信ができる。利用者端末１１は、ファイルを新たに保存対象ファイルサーバ１２に保存することや、既に保存されているファイルを修正できる。バックアップ制御手段３０は、保存対象ファイルサーバ１２に記憶されているファイルを保存先ファイルサーバにバックアップする制御を行う。バックアップ制御手段３０は、保存対象ファイルサーバ１２に含まれる構成でもよいし、また、別のコンピュータでもよい。また、保存対象ファイルサーバ１２と利用者端末１１はインターネット１６に接続されていても良い。この様な場合は、利用者端末１１、保存対象ファイルサーバ１２、バックアップ制御手段３０は、ファイヤーウオールを設置し、それより内側のネットワークに接続されていることが好ましい。

また、保存対象ファイルサーバ１２は、例えば、企業内のネットワークに接続されたコンピュータであって、複数台の利用者端末１１からのアクセスに対して、電子ファイルの読みや書込を行うことを目的とした、データの一括管理が可能な装置。最近では、ファイルサーバ機能だけに特化した専用のコンピュータとして「ＮＡＳ」（ＮｅｔｗｏｒｋＡｔｔａｃｈｅｄＳｔｒａｇｅ）と呼ばれている装置が広く利用されている。
バックアップ制御手段３０について図２を用いて詳細に説明する。図中の各部の夫々は、バックアップ制御手段３０が備える制御手段が記憶手段に記憶されたプログラムに従って動作する機能を示している。すなわちプログラムによってコンピュータが処理の実行をしている。

ファイル入力部４０は、保存対象ファイルサーバ１２に対するマウント操作を行い、ファイルの読込み準備と実ファイル転送部４１とファイルリスト生成部４２からの要求に対応し、保存対象ファイルサーバ１２からファイルを読み出す。
保存対象ファイルサーバ１２のバックアップをする場合に、全てのファイルのバックアップを取る全ファイルバックアップモードと、保存対象ファイルサーバ１２と保存先ファイルサーバとの差分についてバックアップを取る差分バックアップモードがある。

ファイルリスト生成部４２は、ファイル入力部４０に対して、保存対象ファイルサーバ１２に記憶されている最新の全てのファイルに関する情報を取得する要求をし、それを取得する。取得する情報は、疑似的に生成するファイルシステムに必要な情報である。例えば、図４に示すような、ファイルの所属するディレクトリ名、ファイル名、ファイル名の拡張子、ファイルの作成日付、ファイルサイズ、作成日時、更新日時、その他の属性情報等のファイルシステムを生成するための基礎となるファイル情報を取得する。ファイルリスト生成部４２は、取得したファイル情報を含む全ファイルに対応するファイルリストを生成する。そのファイルリストを第１仮想ファイルシステム生成部４３と、暗号・分割処理部４７と、実ファイル転送部４１に出力する。
実ファイル転送部４１は、処理に必要な実ファイル、すなわち保存対象ファイルサーバ１２に記憶されているファイルを取得するために、ファイル入力部４０に要求を出し、ファイル入力部４０を介して、処理に必要なファイルを取得する。取得したファイルは、暗号・分割処理部４７に出力する。実ファイル転送部４１では、全ファイルバックアップモードの場合は、ファイルリスト生成部４２で生成されたファイルリストに基づいて、保存対象ファイルサーバ１２から実ファイルを取得できるように、差分バックアップモードの場合は、差分ファイルリスト生成部４６で生成されたファイルリストに基づいて、保存対象ファイルサーバ１２から実ファイルを取得できるように制御する。すなわち、ファイルリストにある全てのファイルについて、実ファイル転送部４１を介して、保存対象ファイルサーバ１２から取得し、暗号・分割処理部４７にわたす。

暗号・分割処理部４７では、読み込んだ実ファイルの秘匿性を確保した暗号処理と冗長性を高めたファイルの分割処理を施す。暗号処理と分割処理がされたファイルは、ファイル出力部５０およびインターネット１６を介して保存先ファイルサーバに送信される。ファイル出力部５０では、第２仮想ファイルシステム生成部４９に対して、バックアップのためにファイルが転送されたことを知らせる。ファイル出力部５０は、ファイルが複数に分割された場合に、予め決められた保存先ファイルサーバに分割された分割ファイルを送信し、そこで保存される。
また、ファイル出力部５０は、暗号および分割処理が行われたファイルをそれぞれ複数の保存先ファイルサーバに、ネットワーク１６を経由して転送するが、転送プロトコルとしては、ＦＴＰ（ＦｉｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）を利用する。また、ＳＦＴＰ（ＳＳＨＦｉｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）なども利用できる。

ここで、暗号処理とは、暗号アルゴリズムごとに暗号モジュールを利用し、必要に応じて適切な暗号処理を行うことを目的としている。例えば、暗号アルゴリズムとは、ＤＥＳ（ＤａｔａＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）やＡＥＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）などがあり、これらの暗号アルゴリズムに基づいて動作するプロクラムによって暗号化される。いずれの暗号方式を利用するかを事前に指定することが望ましい。また、ファイルの分割処理とは、暗号処理と同様に分割（あるいは分散とも呼ぶ）アルゴリズムごとに分割モジュールを利用し、適切な分割処理を行う。例えば、秘密分散処理やＲＡＩＤ（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）方式などがある。秘密分散処理は、秘密情報をｎ個の秘密分散情報に分割し、分割したｎ個の秘密分散情報から、ｋ個の秘密分散情報を選択し、選択されたｋ個の秘密分散情報から、（ｎ−ｋ）個の秘密分散情報をそれぞれ符号化する分散処理方式であり、その他多数の分散処理アルゴリズムが存在する。ＲＡＩＤ方式は、複数台のハードディスクを組み合わせて、冗長化された１台の論理的なボリュームとして管理することができ、同一のデータを複数のハードディスクに書き込むミラーリング技術や、複数のデータからパリティデータを生成し、失ったデータを、パリティデータを用いて復元可能とする冗長技術が定義されている。
ファイルを３分割し、そのうちの２つの分割ファイルから元のファイルを復元できる秘密分散法によるファイルの分割が好ましい。これによれば、２つで復元できるので、遠隔地の保存先サーバを最低２つ用意することで、機密性を保持し、安全にバックアップを取ることができる。のこりの一つは、可搬できる記録媒体に記憶することや、近くに配置された企業内の別のファイルサーバに保存してもよい。

次に、第１仮想ファイル記憶部４４と第１仮想ファイルシステム生成部について説明する。第１仮想ファイル記憶部４４には、保存対象ファイルサーバ１２に記憶されている全ファイルに対応するファイルシステムと同等の情報が記憶されている。すなわち仮想ファイルシステムとして、保存対象ファイルサーバ１２に記憶されているファイルを検索し、特定し、取得できる情報が記憶されている。この仮想ファイルシステムを生成する手段が、第１仮想ファイルシステム生成部４３である。保存対象ファイルサーバ１２に記憶されているファイルに関する情報をファイル入力部４０で読み取り、ファイルリスト生成部４２で、保存対象ファイルサーバ１２の最新全ファイルリストに対応する仮想ファイルシステムを第１仮想ファイル生成部４３で生成し、第１仮想ファイル記憶部４４に記録している。
また、ファイルリスト生成部４２は、保存対象ファイルサーバ１２から、ある一定の時間間隔で、全ファイル情報を読み込み、例えば図４に示す、ファイルシステムのディレクトリ名、ファイル名、ファイル名の拡張子、ファイルサイズ、ファイルの作成日時、ファイルの更新日時、ファイルの属性情報等の、仮想ファイルシステムを生成するために必要な電子ファイルに関する情報を生成する。生成した仮想ファイルシステムは、ファイルに関する情報だけで実態のデータを記憶しないので、保管対象ファイルサーバ１２を模擬したとしても、それと同等の大容量のハードディスクを必要としない。

第１仮想ファイル記憶部４４に記憶されている保管対象ファイルサーバ１２に対応した最新の仮想ファイルシステムと、第２仮想ファイル記憶部４８に記憶されている保存先ファイルサーバに対応した最新の仮想ファイルシステムファイルと、を仮想ファイル比較部４５で比較する。そして、その比較結果かから相互に異なるファイルを抽出する。すなわち、利用者端末１１で更新あるいは新規に作成され、まだバックアップされていないファイルを特定する。そして、その検出結果から、差分ファイルリスト生成部４５で差分ファイルリストを生成する。
差分ファイルリスト生成部４６は、まだバックアップしていないファイルに関してのファイルリストである。この差分ファイルリストを実ファイル転送部４１に出力することで、実ファイル転送部４１は、保存対象ファイルサーバ１２から差分ファイルリストに対応した実ファイルを取得し、暗号・分割処理部４７に渡し、暗号、分割処理後に保存先ファイルサーバに保存される。

保存先にファイルが送られた後、第２仮想ファイル記憶部４８の更新処理を行う。すなわち、新たにバックアップした差分のファイルについて、仮想ファイルシステムを追加あるいは更新を行う。その際、差分のファイルは、暗号処理およびファイルの分割処理がされているので、そのファイルを復元するための復元情報を第２仮想ファイル生成部４９にてその他の情報として付け加える。また、分割処理されて別々の保存先ファイルサーバに記憶されているので、夫々の分割されたファイルを関連付ける情報および保存先の情報も含まれる。すなわち、第２仮想ファイル記憶部に記憶されている仮想ファイルシステムの内容から、複数の保存先サーバに記憶されていても、何処にファイルが記憶されているかが分かり、そのファイルが取得可能であり、復元も可能である。更新された仮想ファイルシステムは、第２仮想ファイル記憶部４８に記憶される。
仮想ファイル比較部４５は、第１仮想ファイル記憶部４４と第２仮想ファイル記憶部４８を比較することで、保存対象ファイルサーバ１２から前回バックアップした状態から変更のあるファイルだけを高速に検出することができ、その検出結果に基づいて差分バックアップ処理ができる。

第２仮想ファイルシステム生成部４９は、保存先ファイルサーバ１３に対応する仮想ファイルシステムを生成するためのものであり、暗号・分割処理部４７で生成された暗号および分割処理されたファイルを復号および復元するための情報を含め、仮想ファイルシステムとして生成し、第２仮想ファイル記憶部４８に記録する。
第２仮想ファイル記憶部４８のデータは、保存先ファイルサーバにファイルを転送後に生成されることから、保存先ファイルサーバの記憶状態を示している。さらに第２仮想ファイル記憶部４８には、暗号・分割処理部４７で生成された暗号および分割処理されたファイルの復号および復元情報を含んでいることから、この第２仮想ファイル記憶部４８に記録された仮想ファイルシステムからファイルを個別に検索することで、目的の実ファイルを保存先ファイルサーバから、ダウンロードするとともに復号および復元処理を行うことが可能となる。

次に本発明のファイルのバックアップシステムの処理プロセスの一例を図３のフローチャートを用いて説明する。バックアップ制御手段３０は、不図示の記憶手段に予め記憶されたプログラムによって動作する不図示の制御手段の制御によってバックアップ制御手段３０の全体の動作が制御される。すなわち、バックアップ制御手段３０は、コンピュータの動作によって実現している。保存対象ファイルサーバ１２および保存先フィアルサーバへのアクセスが可能な状態であり、ユーザ権限およびアクセス権についても、事前に登録されているものとする。
全ファイルバックアップモードあるいは、差分バックアップモードの選択（Ｓ１００）からスタートする。次にステップＳ１０１では、全ファイルバックアップモードが選択された場合は、ステップＳ１０２に進み、差分バックアップモードが選択された場合はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０２では、全バックアップモード（初期状態は全バックアップモードを選択）を選択した場合、ファイルリスト生成部４２によって、保存対象ファイルサーバ１２に記録されている最新の全てのファイル情報（ファイルに記録されているデータを除く）を読み込み、全ファイルのファイルリストを生成する。次にステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７では、実ファイル転送部４１は、生成された、ファイルリストの順列に従い、保存対象ファイルサーバ１２から実ファイルを順次読み取り処理をする。読み込んだファイルは、暗号・分割処理部４７に転送する。

次に、暗号・分割処理部４７では、読み込んだファイルを事前に設定された暗号モジュールを用いて、暗号処理を行う。また、暗号処理後は、ファイルの分割処理を事前に設定された分割モジュールを用いて、分割処理を行う（ステップＳ１０８）。
次に分割処理されたファイルは、事前に設定された複数の遠隔地に設置してある保管先ファイルサーバに転送する（Ｓ１０９）。ここで、図１では、３台の保存先サーバ、すなわち第１保存先ファイルサーバ１３、第２保存先ファイルサーバ１４、第３保存先ファイルサーバ１５、を例示しているが、４台あるいは５台でも良い。分散保管先の管理は、事前の設定ファイルで決定する。この設定ファイルは不図示の記憶手段に記憶されている。

ファイル転送が完了後、次に保管先ファイルサーバに対応したファイルシステムを記憶している第２仮想ファイル記憶部の仮想ファイルシステムを更新する（Ｓ１１０）。
次に、差分バックモードを選択した場合、ファイルリスト生成部４２で、保存対象ファイルサーバ１２に記録されている最新の全てのファイル情報（ファイルに記録されているデータを除く）を読み込み、ファイルリストを生成し、第１仮想ファイルシステム生成部４３に渡し、生成された全ファイルリストに基づいて、保管対象ファイルサーバ１２に対応する仮想ファイルシステムを第１仮想ファイルシステム生成部４３で生成する（Ｓ１０３）。

次にステップＳ１０４では、第１仮想ファイル記憶部４４と第２仮想ファイル記憶部４８に記憶されている夫々の仮想ファイルシステムを比較し、保存対象ファイルサーバ１２で更新あるいは新設されたファイルの検出を行う。すなわち差の有無を検出する。
次に、ステップＳ１０５では、差があったか否かを判断し、差があった場合はステップＳ１０６へ、差が無かった場合は処理を終了する。

次にステップＳ１０６では、差分ファイルリスト生成部４６で、差のあったファイル、すなわち更新されたファイルあるいは新設されたファイルに関してのファイルリストを生成する。
次にステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７以降の処理は、前述したとおりである。生成されたファイルリストに基づいて、保管対象ファイルサーバ１２からファイルを取得し、暗号・分割処理後に、保存先ファイルサーバに転送し、第２仮想ファイル記憶部４８に記憶されている仮想ファイルシステムを更新する。

保存先ファイルサーバに記憶されたファイルを取得する場合は、第２仮想ファイル記憶部４８に記憶されている仮想ファイルシステムを検索し、ファイルを指定することで、ファイルの保存先、および復元情報が取得できる。その保存先から分割された分割ファイルを取得し、復元情報に基づいて、結合し、暗号を解除することで、指定したファイルを取得できる。

産業上の利用分野

本発明は、ファイルのバックアップシステムに利用できる。

Claims

保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルを、前記保存対象ファイルサーバとは異なる場所に設置されている保存先ファイルサーバにバックアップするバックアップシステムであって、
前記保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルを管理し、該保存対象ファイルサーバに記憶されているファイルシステムに対応する仮想保存対象ファイルシステムを、前記保存対象ファイルサーバとは異なる制御手段の第１仮想ファイル記憶部に記憶し、
前記保存先ファイルサーバに記憶されているファイルを管理するファイルシステムに対応する仮想保存先ファイルシステムを、前記保存先ファイルサーバとは異なる前記制御手段の第２仮想ファイル記憶部に記憶し、
前記仮想保存対象ファイルシステムと前記仮想保存先ファイルシステムと、を比較し、該比較結果に基づいて、仮想保存先ファイルシステムとは異なる前記仮想保存対象ファイルシステムの対応するファイルのファイルリストを生成し、
前記ファイルリストに基づいて、前記保存対象ファイルサーバから前記ファイルリストに対応するファイルを取得し、該ファイルに対して暗号処理および分割処理を施し、該分割処理された複数の分割ファイルを前記保存先ファイルサーバに転送して記憶し、
前記分割ファイルの復元情報を対応する前記第２仮想ファイル記憶部に記憶されている前記仮想保存先ファイルシステムに付加して記憶し、
前記第２仮想ファイル記憶部に記憶されている前記仮想保存先ファイルシステムを検索することで、前記保存先ファイルサーバに記憶された任意のファイル単位で取得できることを特徴とするバックアップシステム。
前記分割ファイルの数ｎは３以上であり、ｍ（ｎ≧ｍ≧２）の前記分割ファイルから分割前のファイルを復元できることを特徴とする請求項１に記載のバックアップシステム。