JP2019106127A - バックアップ制御装置、バックアップシステム、バックアップ制御方法及びバックアップ制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】データの過剰バックアップを防ぎ、バックアップ処理の性能低下を防ぐこと。【解決手段】仮想テープシステム２の制御装置４は、アンマウント部６２と、キャッシュオフ部６４とを有する。アンマウント部６２は、論理ボリュームをアンマウントする際に論理ボリュームのデータを１つの物理ボリュームだけに書き込む。そして、キャッシュオフ部６４は、アンマウントされた論理ボリュームをオフキャッシュする際に論理ボリュームのデータを他の物理ボリュームに書き込む。【選択図】図１

Description

本発明は、バックアップ制御装置、バックアップシステム、バックアップ制御方法及びバックアップ制御プログラムに関する。

仮想テープシステムは、ディスクアレイをキャッシュ装置として用いてテープ装置を論理ボリュームでエミュレーションする仮想テープ装置と、テープ装置であるテープライブラリとを有する。仮想テープシステムがデータのバックアップ装置として用いられる場合、最終的なデータ退避先は物理ボリューム（テープカートリッジ）であるが、物理ボリュームに格納される前にデータはキャッシュ装置の論理ボリュームに記憶される。

図８は、論理ボリュームのデータの物理ボリュームへの保存を説明するための図である。図８（ａ）は単一データ保存を示し、図８（ｂ）はデュアルセーブを示す。図８（ａ）に示すように、単一データ保存では、論理ボリュームがアンマウントされる際に、キャッシュ装置上にある論理ボリュームのデータＡは１つの物理ボリュームのみに保存される。

一方、デュアルセーブでは、図８（ｂ）に示すように、論理ボリュームがアンマウントされる際に、キャッシュ装置上にある論理ボリュームのデータＡは２つの物理ボリュームに保存される。物理ボリュームには、経年劣化や書き込み時のヘッド汚れの影響等により、データを読み出した時にエラーが発生し、データが読み出せなくなる可能性がある。このため、バックアップデータの二重化が行われ、デュアルセーブが用いられる。

なお、従来技術として、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データライブラリのデータ二重化制御方法がある。このデータ二重化制御方法は、ホストサーバからのデータと該データの書き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き込むステップとを含む。また、このデータ二重化制御方法は、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き込むステップとを含む。また、このデータ二重化制御方法は、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き込むステップとを含む。

特開２０１１−１０８０９１号公報 特開２００６−１３９６６４号公報 特開２０００−３４７８１１号公報

図８（ｂ）に示したように、デュアルセーブでは論理ボリュームのデータＡが２つの物理ボリュームに保存されるため、論理ボリュームがキャッシュ装置上からオフキャッシュされるまで、データＡは、３か所に存在し、過剰にバックアップされる。また、過剰なバックアップのために２つの物理ボリュームへの書き込みが行われることから、書き込みリソース（例えば物理ドライブ）待ち等により性能低下が発生するという問題がある。

本発明は、１つの側面では、データの過剰バックアップを防ぎ、バックアップ処理の性能低下を防ぐことを目的とする。

１つの態様では、バックアップ制御装置は、データを不揮発性記憶装置の２つの物理ボリュームにバックアップするバックアップシステムを制御する装置である。バックアップ制御装置は、アンマウント部とキャッシュオフ部とを有する。アンマウント部は、論理ボリュームをアンマウントする際にキャッシュ装置上の該論理ボリュームのデータを第１の物理ボリュームだけに書き込む。キャッシュオフ部は、前記論理ボリュームを前記キャッシュ装置からオフキャッシュする際に該論理ボリュームのデータを第２の物理ボリュームに書き込む。

１つの側面では、本発明は、バックアップ処理の性能低下を防ぐことができる。

図１は、実施例に係る仮想テープシステムの構成を示す図である。 図２は、Ｉ／Ｏカウントテーブル及びＩ／Ｏカウント当日テーブルの例を示す図である。 図３は、ＬＲＵ管理部による論理ボリューム情報の管理を説明するための図である。 図４は、論理ボリューム管理テーブルの一例を示す図である。 図５は、カウント部による処理のフローを示すフローチャートである。 図６は、オフキャッシュ処理のフローを示すフローチャートである。 図７は、制御装置のハードウェア構成を示す図である。 図８は、論理ボリュームのデータの物理ボリュームへの保存を説明するための図である。

以下に、本願の開示するバックアップ制御装置、バックアップシステム、バックアップ制御方法及びバックアップ制御プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。

まず、実施例に係る仮想テープシステムの構成について説明する。図１は、実施例に係る仮想テープシステムの構成を示す図である。図１に示すように、仮想テープシステム２は、ホストサーバ１とＬＡＮ（Local Area Network）、及び、ＯＣＬＩＮＫ（Optical Channel LINK）又はＦＣＬＩＮＫ（Fiber Channel LINK）で接続される。

ホストサーバ１では、業務バッチジョブ１１及び仮想テープ制御ソフト１２が動作する。業務バッチジョブ１１は、業務処理を行うソフトウェアである。業務バッチジョブ１１は、ホストサーバ１によりバッチ処理される。業務バッチジョブ１１は、仮想テープ制御ソフト１２を介して仮想テープシステム２にＯＣＬＩＮＫ又はＦＣＬＩＮＫを使ってデータのリード及びライトを行う。

仮想テープシステム２は、ディスクアレイ３と、制御装置４と、テープライブラリ５とを有する。ディスクアレイ３は、キャッシュ装置として用いられ、論理ボリュームにデータを記憶する。図１では、３つの論理ボリュームのそれぞれにデータＡ、データＢ及びデータＣが記憶される。論理ボリュームへのデータの書き込みは論理ドライブにより行われる。

制御装置４は、仮想テープシステム２を制御する。テープライブラリ５は、物理ボリュームにデータを記憶する。物理ボリュームへのデータの書き込みは物理ドライブ５１により行われる。図１では、物理ドライブ＃１により物理ボリューム＃１にデータＡが書き込まれ、物理ドライブ＃２により物理ボリューム＃２にデータＡが書き込まれる。

ディスクアレイ３と制御装置４、及び、制御装置４とテープライブラリ５は、ＦＣで接続される。制御装置４は、チャネル制御部４１と、中央制御部４２と、デバイス制御部４３とを有する。

チャネル制御部４１は、ホストサーバ１とのインタフェースであり、ホストサーバ１からＩ／Ｏ要求を受け取って中央制御部４２に渡す。また、チャネル制御部４１は、Ｉ／Ｏ処理結果を中央制御部４２から受け取ってホストサーバ１へ応答する。Ｉ／Ｏ要求には、データの書き込み要求、データの読み出し要求、論理ボリュームのマウント要求及びアンマウント要求等がある。

チャネル制御部４１は、カウント部４１ａと、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂと、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃとを有する。カウント部４１ａは、ホストサーバ１から受け取ったＩ／Ｏ要求をカウントし、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂ及びＩ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃを更新する。

Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂは、時間帯毎のＩ／Ｏ要求数の平均値を記憶するテーブルである。Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃは、当日の時間帯毎のＩ／Ｏ要求数を記憶するテーブルである。

図２は、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂ及びＩ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃの例を示す図である。図２に示すように、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂは、０時台から２３時台まで１時間毎のＩ／Ｏ要求数の平均値を記憶する。例えば、０時台のＩ／Ｏ要求数の平均値は１０である。また、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃは、０時台から２３時台まで１時間毎の当日のＩ／Ｏ要求数を記憶する。例えば、当日の１０時台のＩ／Ｏ要求数は２００である。

カウント部４１ａは、Ｉ／Ｏ要求を受け取ると、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃのＩ／Ｏ要求を受け取った時刻に対応する時間帯のＩ／Ｏ要求数を１増加する。また、カウント部４１ａは、日付が変わると、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂ及びＩ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃを用いて各時間帯のＩ／Ｏ要求数の平均値を計算し、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに格納する。そして、カウント部４１ａは、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃをクリアする。

中央制御部４２は、チャネル制御部４１からＩ／Ｏ要求を受け取って処理する。中央制御部４２は、書き込み要求を受け取ると、ディスクアレイ３にデータを書き込む。中央制御部４２は、読み出し要求を受け取ると、ディスクアレイ３からデータを読み出す。ディスクアレイ３にデータがない場合には、中央制御部４２は、デバイス制御部４３を介してテープライブラリ５からデータを読み出してディスクアレイ３にキャッシュするとともに読み出したデータを応答する。

中央制御部４２は、ＬＲＵ（Least Recently Used）管理部６１ａと、論理ボリューム管理テーブル６１ｂと、アンマウント部６２と、監視部６３と、キャッシュオフ部６４とを有する。

ＬＲＵ管理部６１ａは、ディスクアレイ３の空き領域が不足した場合にオフキャッシュされる論理ボリュームの順番を管理する。図３は、ＬＲＵ管理部６１ａによる論理ボリューム情報の管理を説明するための図である。図３に示すように、ＬＲＵ管理部６１ａは、論理ボリューム情報のリストを用いて、使われていない時間が長い順に論理ボリュームを管理する。図３では、論理ボリューム情報＃１に対応する論理ボリュームの使われていない期間が最も長い。論理ボリューム情報には論理ボリューム名及び使われていない時間が含まれる。

ＬＲＵ管理部６１ａは、使用された論理ボリュームの論理ボリューム情報をリストの最後に移動する。また、ＬＲＵ管理部６１ａは、キャッシュオフ部６４からオフキャッシュする論理ボリュームの名前の問合せを受け取ると、一定時間以上使われていない論理ボリュームの名前を応答する。

論理ボリューム管理テーブル６１ｂは、論理ボリュームに関する情報の管理に用いられるテーブルである。図４は、論理ボリューム管理テーブル６１ｂの一例を示す図である。図４に示すように、論理ボリューム管理テーブル６１ｂは、論理ボリューム名と、マウント状態と、物理ボリューム名＃１と、物理ボリューム名＃２とを論理ボリューム毎に対応付ける。

論理ボリューム名は、論理ボリュームを識別する名前である。マウント状態は、論理ボリュームがマウント（Ｍ）されているかアンマウント（Ｕ）されているかを示す。物理ボリューム名＃１及び物理ボリューム名＃２は、論理ボリュームのデータを記憶する２つの物理ボリュームを識別する名前である。

例えば、名前が「ＬＶ＃１」である論理ボリュームはアンマウントの状態にあり、そのデータは、名前が「ＰＶ＃１」及び「ＰＶ＃２」である物理ボリュームに記憶される。

なお、論理ボリュームがアンマウントされディスクアレイ３に論理ボリュームのデータがある場合には、物理ボリューム名＃１の物理ボリューム（物理ボリューム＃１）にデータが記憶される。そして、論理ボリュームがディスクアレイ３からオフキャッシュされると、物理ボリューム名＃２の物理ボリューム（物理ボリューム＃２）にもデータが記憶される。

図１に戻って、アンマウント部６２は、アンマウント要求を受け取ると、論理ドライブから論理ボリュームをアンマウントし、デバイス制御部４３を介して論理ボリュームのデータを物理ボリュームに書き込む。ここで、アンマウント部６２は、物理ボリューム＃１だけに論理ボリュームのデータを書き込む。

監視部６３は、一定時間毎に起動され、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに基づいてホストサーバ１が閑散期にあるか否かを判定し、ホストサーバ１が閑散期にある場合にキャッシュオフ部６４を起動する。監視部６３は、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂの現在時刻に対応する時間帯のＩ／Ｏ要求数が所定の閾値以下である場合にホストサーバ１が閑散期にあると判定する。

通常、オフキャッシュは、キャッシュ上に空き領域がなくなった場合に行われるため、ホストサーバ１が繁忙期に行われる。しかしながら、繁忙期にデータ二重化のための物理ボリュームへの書き込みを行うと、他のＩ／Ｏ動作への影響が大きい。このため、監視部６３は、ホストサーバ１の閑散期を特定し、キャッシュオフ部６４を起動する。

キャッシュオフ部６４は、ＬＲＵ管理部６１ａにオフキャッシュする論理ボリュームの問合せを行い、応答として論理ボリューム名を受け取ると、論理ボリューム管理テーブル６１ｂを参照し、論理ボリュームがアンマウント状態にあるか否かを判定する。そして、論理ボリュームがアンマウント状態にある場合には、キャッシュオフ部６４は、論理ボリュームのデータを物理ボリューム＃２に書き込み、論理ボリュームをオフキャッシュする。

キャッシュオフ部６４は、一定時間以上使用されていない全ての論理ボリュームについて、オフキャッシュするか否かの判定、オフキャッシュすると判定した場合の論理ボリュームのデータの物理ボリュームへの書き込み及びオフキャッシュを行う。

デバイス制御部４３は、中央制御部４２の指示に基づいてテープライブラリ５へのデータの書き込み、テープライブラリ５からのデータの読み出しを行う。

次に、カウント部４１ａによる処理のフローについて説明する。図５は、カウント部４１ａによる処理のフローを示すフローチャートである。なお、カウント部４１ａは、チャネル制御部４１がＩ／Ｏ要求を受信すると起動される。図５に示すように、カウント部４１ａは、現在日付が日付情報を超えたか否かを判定し（ステップＳ１）、超えない場合には、ステップＳ４へ進む。

一方、現在日付が日付情報を超えた場合には、カウント部４１ａは、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂ及びＩ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃに基づいて各時間帯のＩ／Ｏ要求数の平均値を算出し、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに格納する（ステップＳ２）。そして、カウント部４１ａは、現在日付に日付情報を更新し、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃをクリアする（ステップＳ３）。

そして、カウント部４１ａは、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃの該当時間帯のＩ／Ｏ要求数に１を加算する（ステップＳ４）。ここで、該当時間帯とは、現在時刻の時間帯である。

このように、カウント部４１ａが各時間帯のＩ／Ｏ要求数の平均値を算出し、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに格納するので、監視部６３は、ホストサーバ１が閑散期であるか否かをＩ／Ｏカウントテーブル４１ｂに基づいて判定することができる。

次に、オフキャッシュ処理のフローについて説明する。図６は、オフキャッシュ処理のフローを示すフローチャートである。図６に示すように、監視部６３は、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに基づいてホストサーバ１の閑散期か否かを判定する（ステップＳ１１）。

そして、ホストサーバ１の閑散期である場合には、キャッシュオフ部６４は、オフキャッシュすべき論理ボリュームがあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、オフキャッシュすべき論理ボリュームとは、一定時間以上使用されることなく、かつ、アンマウントされて１つの物理ボリュームにデータが書き込まれた論理ボリュームである。

そして、オフキャッシュすべき論理ボリュームがある場合には、キャッシュオフ部６４は、対象論理ボリュームのデータを物理ボリューム＃２に書き込む（ステップＳ１３）。そして、キャッシュオフ部６４は、対象論理ボリュームをオフキャッシュし（ステップＳ１４）、ステップＳ１２へ戻る。

また、ステップＳ１２においてオフキャッシュすべき論理ボリュームがない場合は、又は、ステップＳ１１においてホストサーバ１の閑散期でない場合には、監視部６３は、１時間スリープし（ステップＳ１５）、ステップＳ１１へ戻る。

このように、ホストサーバ１の閑散期に対象論理ボリュームのデータを物理ボリューム＃２に書き込むので、制御装置４は、他のＩ／Ｏ動作への影響を少なくすることができる。

次に、制御装置４のハードウェア構成について説明する。図７は、制御装置４のハードウェア構成を示す図である。図７に示すように、制御装置４は、メインメモリ４ａと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ｂと、チャネルインタフェース４ｃと、デバイスインタフェース４ｄと、ＣＤＤ（Compact Disc Drive）４ｅとを有する。

メインメモリ４ａは、プログラムやプログラムの実行途中結果などを記憶するメモリである。メインメモリ４ａは、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂ、Ｉ／Ｏカウント当日テーブル４１ｃ、論理ボリューム管理テーブル６１ｂ、ＬＲＵ管理のための論理ボリューム情報のリスト等を記憶する。

ＣＰＵ４ｂは、メインメモリ４ａからプログラムを読み出して実行する中央処理装置である。ＣＰＵ４ｂは、メモリコントローラを有するチップセットを含む。カウント部４１ａ、ＬＲＵ管理部６１ａ、アンマウント部６２、監視部６３、キャッシュオフ部６４の機能は、ＣＰＵ４ｂによりプログラムを実行することによって実現される。

チャネルインタフェース４ｃは、ホストサーバ１とのインタフェースである。デバイスインタフェース４ｄは、テープライブラリ５とのインタフェースである。チャネル制御部４１の機能は、チャネルインタフェース４ｃとＣＰＵ４ｂにより実行されるプログラムにより実現され、デバイス制御部４３の機能は、デバイスインタフェース４ｄとＣＰＵ４ｂにより実行されるプログラムにより実現される。ＣＤＤ４ｅは、ＣＤ−Ｒからプログラムやデータを読み込む装置である。

そして、ＣＰＵ４ｂにおいて実行されるプログラムは、ＣＰＵ４ｂにより読み出し可能な記録媒体の一例であるＣＤ−Ｒに記憶され、ＣＤＤ４ｅによってＣＤ−Ｒからメインメモリ４ａに読み出される。あるいは、ＣＰＵ４ｂにおいて実行されるプログラムは、ＬＡＮインタフェースを介して接続された他のコンピュータシステムのデータベースなどに記憶され、これらのデータベースからメインメモリ４ａに読み出される。

上述してきたように、実施例では、アンマウント部６２は、論理ボリュームをアンマウントする際に論理ボリュームのデータを１つの物理ボリュームだけに書き込む。そして、キャッシュオフ部６４は、アンマウントされた論理ボリュームをオフキャッシュする際に論理ボリュームのデータを他の物理ボリュームに書き込む。したがって、制御装置４は、データの過剰バックアップを防ぎ、バックアップ処理の性能低下を防ぐことができる。

また、実施例では、監視部６３はホストサーバ１が閑散期にあるか否かを判定し、ホストサーバ１が閑散期にある場合に、キャッシュオフ部６４はオフキャッシュ処理を行う。したがって、制御装置４は、ホストサーバ１の他のＩ／Ｏ要求への影響を抑えつつバックアップデータの二重化を行うことができる。

また、実施例では、監視部６３は、Ｉ／Ｏカウントテーブル４１ｂに基づいてホストサーバ１の閑散期を判定するので、ホストサーバ１の閑散期を正確に判定することができる。

なお、実施例では、テープライブラリ５にデータをバックアップする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光ディスク装置等の他の不揮発性記憶装置にデータをバックアップする場合にも同様に適用することができる。また、実施例では、業務バッチジョブ１１がテープ装置を使う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のアプリケーションがテープ装置を使う場合にも同様に適用することができる。また、実施例では、一定時間以上使用されていない論理ボリュームをオフキャッシュ対象としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、一定時間以上キャッシュ装置に存在する論理ボリュームをオフキャッシュ対象とする場合にも同様に適用することができる。

１ ホストサーバ
２ 仮想テープシステム
３ ディスクアレイ
４ 制御装置
４ａ メインメモリ
４ｂ ＣＰＵ
４ｃ チャネルインタフェース
４ｄ デバイスインタフェース
４ｅ ＣＤＤ
５ テープライブラリ
１１ 業務バッチジョブ
１２ 仮想テープ制御ソフト
４１ チャネル制御部
４１ａ カウント部
４１ｂ Ｉ／Ｏカウントテーブル
４１ｃ Ｉ／Ｏカウント当日テーブル
４２ 中央制御部
４３ デバイス制御部
５１ 物理ドライブ
６１ａ ＬＲＵ管理部
６１ｂ 論理ボリューム管理テーブル
６２ アンマウント部
６３ 監視部
６４ キャッシュオフ部

Claims (7)

1. データを不揮発性記憶装置の２つの物理ボリュームにバックアップするバックアップシステムを制御するバックアップ制御装置において、
   論理ボリュームをアンマウントする際にキャッシュ装置上の該論理ボリュームのデータを第１の物理ボリュームだけに書き込むアンマウント部と、
   前記論理ボリュームを前記キャッシュ装置からオフキャッシュする際に該論理ボリュームのデータを第２の物理ボリュームに書き込むキャッシュオフ部と
   を有することを特徴とするバックアップ制御装置。
2. バックアップされるデータを使用するアプリケーションが動作する情報処理システムが閑散期にあるか否かを判定する判定部をさらに有し、
   前記キャッシュオフ部は、前記判定部により前記情報処理システムが閑散期にあると判定された場合に、オフキャッシュを行うことを特徴とする請求項１に記載のバックアップ制御装置。
3. 前記判定部は、前記情報処理システムから受信した入出力命令の数に基づいて該情報処理システムが閑散期にあるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のバックアップ制御装置。
4. 前記不揮発性記憶装置はテープ装置であり、前記キャッシュ装置はディスクアレイであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバックアップ制御装置。
5. データを２つの物理ボリュームにバックアップするバックアップシステムにおいて、
   論理ボリュームにデータを記憶するキャッシュ装置と、
   前記バックアップシステムを制御するバックアップ制御装置と、
   物理ボリュームにデータを記憶する不揮発性記憶装置とを有し、
   前記バックアップ制御装置は、
   論理ボリュームをアンマウントする際にキャッシュ装置上の該論理ボリュームのデータを第１の物理ボリュームだけに書き込むアンマウント部と、
   前記論理ボリュームを前記キャッシュ装置からオフキャッシュする際に該論理ボリュームのデータを第２の物理ボリュームに書き込むキャッシュオフ部と
   を有することを特徴とするバックアップシステム。
6. データを不揮発性記憶装置の２つの物理ボリュームにバックアップするバックアップシステムを制御するバックアップ制御装置によるバックアップ制御方法において、
   論理ボリュームをアンマウントする際にキャッシュ装置上の該論理ボリュームのデータを第１の物理ボリュームだけに書き込み、
   前記論理ボリュームを前記キャッシュ装置からオフキャッシュする際に該論理ボリュームのデータを第２の物理ボリュームに書き込む
   ことを特徴とするバックアップ制御方法。
7. データを不揮発性記憶装置の２つの物理ボリュームにバックアップするバックアップシステムを制御するバックアップ制御装置が有するコンピュータで実行されるバックアップ制御プログラムにおいて、
   論理ボリュームをアンマウントする際にキャッシュ装置上の該論理ボリュームのデータを第１の物理ボリュームだけに書き込み、
   前記論理ボリュームを前記キャッシュ装置からオフキャッシュする際に該論理ボリュームのデータを第２の物理ボリュームに書き込む
   処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするバックアップ制御プログラム。

Images