JP2830840B2 - ディスクアレイ修復処理方式及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台のディスク
装置を備えたディスクアレイに関し、特にディスクアレ
イの装置故障による縮退状態からのデータ修復処理に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のディスクアレイ、例えば
複数台のデータディスク装置と１台のパリティディスク
装置とから構成されるディスクアレイにおいては、デー
タディスク装置あるいはパリティディスク装置の故障に
よるディスク装置交換後のデータ修復を、交換ディスク
装置以外のディスク装置のデータから交換ディスク装置
のデータを再生することにより行っている。

【０００３】このようなディスクアレイにおけるデータ
修復に関して、例えば特開平６−２３０９０３号公報に
は、ディスクアレイシステムにおいて、新たなドライブ
を追加することなくコストを下げ、かつ信頼性を向上さ
せることを目的とし、ドライブの障害発生時に、正常ド
ライブの空き領域を障害回復領域として確保し、障害ド
ライブのデータを回復領域に分散格納するとともに、回
復されたデータの２次パリティを生成して、新たなドラ
イブの障害時におけるデータ消失を防止するディスクア
レイ装置の障害回復方法が提案されている。

【０００４】また、特開平５−１０８２７７号公報に
は、ディスクアレイサブシステムだけで書き込み／読み
出し不可となったディスクのデータの復旧を行うことを
目的とし、中央処理装置からの命令がないときに、複数
台のディスク装置のうち書き込み／読み出し不可となっ
たディスク装置以外のディスク装置のデータを順番に読
み込み、これらのデータから書き込み／読み出し不可と
なったディスク装置分のデータを復旧させてスペア用デ
ィスク装置に書き込み、すべてのデータを復旧させた時
点で書き込み／読み出し不可となったディスク装置への
パスをスペアディスク装置に切り換えるようにするとと
もに、データ復旧中に中央処理装置からの命令がきたと
きには、その命令が復旧したアドレスへの命令ならば、
スペア用ディスク装置へのアクセスを指示し、復旧して
いないアドレスへの命令ならば、読み出しのときには正
常動作しているディスク装置のデータを読み込んで読み
出し／書き込み不可となったディスク装置分のデータの
復旧を指示し、書き込みのときにはどこへも送出しない
ように指示するディスクアレイサブシステムのデータ復
旧手段が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のデータ修復処理ではいずれも、データ修
復中に交換ディスク装置以外のディスク装置でリードエ
ラーが発生すると、装置故障によって消失したデータを
全て再生することが不可能となり、データの整合性を保
つことができなくなってディスクアレイそのものが故障
装置となってしまうという問題がある。

【０００６】なお、このようなデータ修復によって二次
障害が発生した場合には、二次障害の発生しているディ
スク装置をさらに交換することでディスクアレイを初期
状態に戻し、バックアップメディアに退避されたデータ
をディスクアレイに書き戻すことでシステムを復旧する
ことになる。

【０００７】このように、前述した従来のディスクアレ
イにおけるディスク装置交換後のデータ修復では、全て
のデータを完全に修復することを前提とし、またリード
エラーにより修復不可能なデータがシステム運用にとっ
て重要であるか否かをディスクアレイで判断することが
できないため、交換ディスク装置以外のディスク装置で
リードエラーが発生すると、データ修復処理に失敗する
だけでなく、ディスクアレイを構成するディスク装置内
に断片的に読めない部分があることでディスクアレイが
本来的に提供するシステムの信頼性が損なわれ、さらに
障害からのシステムの回復にかなりの時間を要するとい
う問題がある。

【０００８】従って、本発明は前述した事情に鑑みてな
されたものであり、ディスクアレイにおけるディスク装
置交換後のデータ修復処理における二次障害の発生を速
やかに回復させ、データ修復処理の信頼性および保守性
の向上を図ることができるディスクアレイ修復処理方式
及び方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明は、複数台のディスク装置を備えたディス
クアレイにおけるディスクアレイ修復処理方式であっ
て、前記ディスクアレイを監視するディスクアレイ監視
手段を有するホストコンピュータと、該ホストコンピュ
ータからの指示に応じて前記ディスクアレイを制御する
ディスクアレイ制御装置と、を含み、前記ホストコンピ
ュータの前記ディスクアレイ監視手段が、オペレータか
ら指定されたデータ修復処理を実行する修復処理制御手
段と、データ修復中のリードエラーをパディングデータ
で代替して回復させる修復エラー回復手段と、前記ディ
スクアレイの稼働状態をオペレータに通知する稼働状態
通知手段と、を含み、前記ディスクアレイ制御装置が、
ＳＣＳＩコマンドを処理するＳＣＳＩコマンド制御手段
と、複数台のディスク装置に分解されたデータからデー
タ生成を行うデータ生成手段と、前記ホストコンピュー
タからのデータを複数台のディスク装置に分解するデー
タ分解手段と、複数台のディスク装置の各々へのデータ
アクセスを制御するディスク読み出し／書き込み制御手
段と、前記ホストコンピュータとの間のデータ転送を制
御するデータ転送処理手段と、データ修復中にリードエ
ラーの発生を検出した際にデータ修復処理を中断し、エ
ラーの発生した箇所のエラーアドレスをエラーアドレス
保存領域に格納することでデータ修復処理を制御するデ
ータ修復手段と、前記ディスクアレイの稼働状態を保持
するディスクアレイ状態保持手段と、前記エラーアドレ
ス保存領域に格納されたエラーアドレスを前記ホストコ
ンピュータへ通知するエラーアドレス通知手段と、を含
むことを特徴とするディスクアレイ修復処理方式を提供
する。

【００１０】また、本発明は、複数台のディスク装置を
備えたディスクアレイにおけるディスクアレイ修復処理
方法において、前記複数台のディスク装置のうち装置故
障となっているディスク装置以外のディスク装置のデー
タを読み込み、装置故障により消失したデータに該当す
る分解データを生成して交換ディスク装置に書き込みを
行うデータ修復中にリードエラーの発生を検出した際
に、データ修復処理を一旦中断して前記リードエラーの
発生した箇所のエラーアドレスを格納しておき、オペレ
ータからの指示により、前記エラーアドレスに対応する
箇所をパディングデータを書き込むことで代替可能と
し、前記データ修復を再実行できる状態に設定する、こ
とを特徴とする。

【００１１】前述した構成のもとで、本発明のディスク
アレイ修復処理方式によれば、ディスク装置交換後のデ
ータ修復処理において、交換ディスク装置以外のディス
ク装置でリードエラーが発生した際に、データ修復処理
を一旦中断してオペレータの指示によりパディングデー
タによるデータ代替処理を行うことにより、データ修復
処理における二次障害の発生を速やかに回復させる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の形態の構成を示す
ブロック図である。図１を参照すると、本発明はその最
良の実施の形態において、ホストコンピュータ１とディ
スクアレイ制御装置２とが、ディスクインタフェース
（以下「Ｉ／Ｆ」と略記する）１２およびホストＩ／Ｆ
２１を介して接続され、さらにディスクアレイ制御装置
２とディスクアレイ、すなわちｎ台のデータディスク装
置（Ｄ１）３１、…、（Ｄｎ）３ｎと１台のパリティデ
ィスク装置（Ｐ１）４とが、ドライブＩ／Ｆ２５１、
…、２５ｎ、２６を介して接続されている。

【００１４】ホストコンピュータ１は、ディスクＩ／Ｆ
１２の他、ディスクアレイ監視手段１１として、修復処
理制御手段１１１、修復エラー回復手段１１２および稼
働状態通知手段１１３を含む。

【００１５】ホストコンピュータ１のディスクアレイ監
視手段１１は、ディスクアレイの稼働状態やディスクア
レイ制御装置２に接続されているディスク装置３１、
…、３ｎ、４の接続状態の監視およびオペレータへの通
知の他、ディスク装置の故障により縮退状態となってい
るディスクアレイに対してディスク装置交換後のデータ
修復の開始やデータ修復中のリードエラーの発生による
データ修復処理の中断後の再開の指示等を行うために、
オペレータにより起動される。

【００１６】ディスクアレイ制御装置２は、ホストＩ／
Ｆ２１およびドライブＩ／Ｆ２５１、…、２５ｎ、２６
の他、ＳＣＳＩコマンド制御手段２２、データ生成手段
２３１、データ分解手段２３２、ディスク読み出し／書
き込み（以下「Ｒ／Ｗ」と略記する）制御手段２３３、
データ転送処理手段２３４、データ修復手段２３５、デ
ィスクアレイ状態保持手段２３６およびエラーアドレス
通知手段２３７を含む。

【００１７】ディスクアレイ制御装置２は、複数のドラ
イブＩ／Ｆ２５１、…、２５ｎ、２６を介して接続され
ている複数台のディスク装置３１、…、３ｎ、４をホス
トコンピュータ１に対して論理的に１台のディスク装置
として見せており、ホストコンピュータ１からディスク
アレイ制御装置２を動作させるためのインタフェースと
しては、ＳＣＳＩ（Small Computer Systems Interfac
e）コマンドが用いられている。ＳＣＳＩコマンド制御
手段２２は、データ修復の開始や再開、ディスクアレイ
の稼働状態の取得等のためにベンダユニークなＳＣＳＩ
コマンドを処理する手段を備えている。

【００１８】なお、ホストコンピュータ１のディスクア
レイ監視手段１１が起動された状態では、ホストコンピ
ュータ１から一定間隔でディスクアレイ制御装置２に対
してディスクアレイの稼働状態をセンスするベンダユニ
ークなＳＣＳＩコマンドが発行される。

【００１９】ここで、ディスクアレイの稼働状態は、デ
ィスクアレイを構成するディスク装置が全て正常動作し
ていれば「通常」となり、データディスク装置あるいは
パリティディスク装置が故障している場合には「縮
退」、故障したディスク装置を新しいディスク装置に交
換してデータ修復を行っている場合には「修復」とな
る。

【００２０】なお、このようなディスクアレイの稼働状
態と、縮退ないし修復状態でオフラインとなっているデ
ィスク装置の番号は、ディスクアレイ状態保持手段２３
６により保持される。

【００２１】ホストコンピュータ１からディスクアレイ
制御装置２へ送られたデータは、データ転送処理手段２
３４により受け取られ、データ分解手段２３２によりデ
ータ分解とパリティデータの生成とが行われ、データデ
ィスク装置３１、…、３ｎおよびパリティディスク装置
４へディスクＲ／Ｗ制御手段２３３により保存される。

【００２２】これに対し、ディスクアレイ制御装置２か
らホストコンピュータ１へのデータ転送は、ディスクＲ
／Ｗ制御手段２３３によりデータディスク装置３１、
…、３ｎおよびパリティディスク装置４に分解して保存
されたデータおよびパリティデータを読み込み、分解さ
れたデータの組立とパリティデータのチェックとをデー
タ生成手段２３１により行った後、データ転送処理手段
２３４によりホストコンピュータ１へ送られることによ
り行われる。

【００２３】ここで、データ生成手段２３１およびデー
タ分解手段２３２は、ディスクアレイ状態保持手段２３
６によりディスクアレイ制御装置２に接続されているデ
ィスク装置３１、…、３ｎ、４の状態を確認し、ディス
クアレイの稼働状態に応じて、ディスクＲ／Ｗ制御手段
２３３によるディスク装置３１、…、３ｎ、４へのデー
タアクセスや、データの生成方法、パリティチェックの
有無等を決定し、データの生成および分解を行う。

【００２４】データ修復手段２３５は、故障ディスク装
置の交換後のデータ修復処理におけるデータディスク装
置３１、…、３ｎあるいはパリティディスク装置４に格
納されたデータの読み込み、修復データの生成、生成さ
れた修復データの交換ディスク装置への書き込み、交換
ディスク装置以外のディスク装置でのリードエラーの発
生によるエラーアドレスの格納、およびデータ修復処理
の中断制御を行う。

【００２５】エラーアドレス通知手段２３７は、ホスト
コンピュータ１のディスクアレイ監視手段１１からの要
求により、ＳＣＳＩコマンド制御手段２２を介してエラ
ーアドレス保存領域２４に格納されているエラーアドレ
スの通知を行う。

【００２６】図２は、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of
Inexpensive Disks）レベル３のディスクアレイにおけ
るデータ分散の様子と装置故障となっているデータディ
スク装置の交換時におけるデータ修復処理の一例を示す
概念図である。

【００２７】図２を参照すると、データ１、…、データ
９のそれぞれのデータがデータディスク装置１、…、デ
ータディスク装置ｎに分散され、パリティディスク装置
にパリティデータが付加されて格納されている。

【００２８】交換ディスク装置の実装後のデータ修復で
は、装置故障となっているデータディスク装置２以外の
データディスク装置１、３、…、ｎとパリティディスク
装置のデータを読み込み、装置故障により消失したデー
タ１、…、データ９に該当する分解データ１−２、…、
９−２を生成し、交換ディスク装置に書き込む。

【００２９】次に、本発明の実施の形態の動作を説明す
る。図３は、データ修復中に交換ディスク装置以外のデ
ィスク装置でリードエラーが発生した場合のエラー回復
処理の一実施例を示す概念図である。

【００３０】以下、図１および図３を参照して、ディス
クアレイ制御装置２に接続されたデータディスク装置
（Ｄ２）３２に障害が発生して縮退状態となっているデ
ィスクアレイにおいて、新しいディスク装置と交換した
後のデータ修復処理の一実施例を説明する。

【００３１】オペレータによりホストコンピュータ１の
ディスクアレイ監視手段１１が起動され、データ修復の
開始が指示されると、修復処理制御手段１１１は、ディ
スクアレイ制御装置２に対してデータ修復のためのＳＣ
ＳＩコマンドを発行する。

【００３２】ディスクアレイ制御装置２のＳＣＳＩコマ
ンド制御手段２２を介してデータ修復の開始を指示され
たデータ修復手段２３５は、ディスクアレイ状態保持手
段２３６によりディスクアレイの稼働状態を「縮退」か
ら「修復」へ変更するとともに、データ修復が必要なデ
ィスク装置番号を取得し、ディスクＲ／Ｗ制御手段２３
３を介してデータディスク装置３１、３３、…、３ｎ、
およびパリティディスク装置４からデータを読み込んで
修復データを生成し、再びディスクＲ／Ｗ制御手段２３
３を介して生成された修復データを交換ディスク装置に
格納する。

【００３３】ここで、データ修復中にディスクＲ／Ｗ制
御手段２３３によりデータディスク装置３１、３３、
…、３ｎあるいはパリティディスク装置４でのリードエ
ラーの発生が検出されると、データ修復手段２３５は、
リードエラーの発生した箇所のエラーアドレスをエラー
アドレス保存領域２４に格納した後、データ修復処理を
中断する。

【００３４】ＳＣＳＩコマンド制御手段２２は、リード
エラーによるデータ修復処理の中断後に、ディスクアレ
イ監視手段１１から修復状態のセンスコマンドを受け取
ると、エラーアドレス通知手段２３７に対してエラーア
ドレスの取得を指示する。エラーアドレス通知手段２３
７は、エラーアドレス保存領域２４に格納されているエ
ラーアドレスをＳＣＳＩコマンド制御手段２２へ引き渡
す。

【００３５】エラーアドレス通知手段２３７からエラー
アドレスを受け取ったＳＣＳＩコマンド制御手段２２
は、データ修復処理がエラー中断した旨のデータとエラ
ーアドレスとを修復状態のセンスコマンドデータとして
ホストコンピュータ１のディスクアレイ監視手段１１に
返す。

【００３６】データ修復処理がエラー中断した旨のデー
タを受け取ったディスクアレイ監視手段１１は、データ
修復処理のエラー終了を稼働状態通知手段１１３を介し
てエラーアドレスとともにオペレータに通知する。

【００３７】オペレータがデータ修復処理におけるリー
ドエラーの発生を確認すると、オペレータ自身によりリ
ードエラーの発生した箇所をパディングデータで代替し
てデータ修復を継続するか、リードエラーの発生したデ
ィスク装置をさらに交換した後、ディスクアレイを初期
状態に戻し、バックアップデータによるシステムのエラ
ー回復を行うか、を選択する。

【００３８】オペレータによりエラー代替処理およびエ
ラー回復後のデータ修復処理の再開が指定されると、ホ
ストコンピュータ１のディスクアレイ監視手段１１は、
取得されたエラーアドレスの箇所でのデータ代替を修復
エラー回復手段１１２に対して指示する。

【００３９】ホストコンピュータ１の修復エラー回復手
段１１２は、エラーの発生した箇所へのパディングデー
タの書き込みをディスクアレイ制御装置２に対して指示
する。データの書き込み要求を受け取ったディスクアレ
イ制御装置２のＳＣＳＩコマンド制御手段２２は、デー
タ分解手段２３２によりパディングデータとパリティデ
ータとを生成し、ディスクＲ／Ｗ制御手段２３３を介し
てディスク装置３１、…、３ｎ、４への書き込みを行
う。

【００４０】ディスクＲ／Ｗ制御手段２３３は、分解さ
れたデータのディスク装置３１、…、３ｎ、４への書き
込みにおいて、データ修復処理時と同様にエラーの発生
を検出するが、データ修復処理でリードエラーの発生し
たディスク装置３１、…、３ｎ、４のいずれかのディス
ク装置の代替セクタへ書き込みを行うことにより、デー
タ修復処理でリードエラーの発生していたディスク装置
のリードエラーを回復させる。

【００４１】その後、パディングデータの書き込み処理
が終了した旨のデータを受け取ったホストコンピュータ
１の修復エラー回復手段１１２は、ディスクアレイ制御
装置２に対してデータ修復の再開を指示する。なお、デ
ータ修復処理がエラー中断した旨のデータが通知された
後、オペレータによりデータ代替の指示がなされなかっ
た場合には、データ修復の再開は行わず、ディスクアレ
イは縮退状態を保持したままデータ修復処理を終了する
ことになる。

【００４２】ＳＣＳＩコマンド制御手段２２を介してデ
ータ修復の再開の指示を受け取ったデータ修復手段２３
５は、ディスクアレイ状態保持手段２３６によりディス
クアレイの稼働状態を「縮退」から「修復」へ変更した
後、エラーアドレス保存領域２４をクリアしてリードエ
ラーの発生した箇所のアドレス以降からデータ修復を開
始する。

【００４３】このようにして、データ修復を全て終了す
ると、データ修復手段２３５は、ディスクアレイ状態保
持手段２３６に対してディスクアレイの稼働状態を「修
復」から「正常」へ変更するように指示する。

【００４４】その後、ホストコンピュータ１のディスク
アレイ監視手段１１が、データ修復処理の終了を修復状
態のセンスコマンドデータとしてディスクアレイ制御装
置２のＳＣＳＩ制御手段２２を介して受け取ると、稼働
状態通知手段１１３を介してデータ修復処理の終了とデ
ィスクアレイが正常運用となった旨とをオペレータに通
知する。

【００４５】なお、データ修復を再開した後、交換ディ
スク装置で再びリードエラーが発生した場合には、前述
した一連の処理をデータ修復が終了するまで繰り返す。

【００４６】以上、本発明の実施の形態および実施例に
ついて説明してきたが、本発明はこのような実施の形態
および実施例に限定されるものではなく、本発明の原理
に準ずる各種の実施の形態および実施例を含む。

【００４７】例えば、前述した実施の形態および実施例
では、ＲＡＩＤレベル３のディスクアレイを中心に説明
してきたが、データを分割して並列に処理を行うＲＡＩ
Ｄレベル３のディスクアレイ以外にも、データを分散し
て独立に扱うＲＡＩＤレベル５のディスクアレイ等にも
同様にして適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データ修復中に部分的なリードエラーが発生してもエラ
ーの発生した箇所をパディングデータで代替可能とする
ため、ディスク装置の断片的な障害に対してホストコン
ピュータへの影響を局所化することができる。

【００４９】また、本発明によれば、ディスクアレイの
データ修復時の二次障害からの早期回復を実現し、また
ディスクアレイの耐障害性を著しく向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】ＲＡＩＤレベル３のディスクアレイにおけるデ
ータ分散の様子と装置故障となっているデータディスク
装置の交換時におけるデータ修復処理の一例を示す概念
図である。

【図３】データ修復中に交換ディスク装置以外のディス
ク装置でリードエラーが発生した場合のエラー回復処理
の一実施例を示す概念図である。

【符号の説明】 １ ホストコンピュータ １１ ディスクアレイ監視手段 １１１ 修復処理制御手段 １１２ 修復エラー回復手段 １１３ 稼働状態通知手段 １２ ディスクＩ／Ｆ ２ ディスクアレイ制御装置 ２１ ホストＩ／Ｆ ２２ ＳＣＳＩコマンド制御手段 ２３１ データ生成手段 ２３２ データ分解手段 ２３３ ディスクＲ／Ｗ制御手段 ２３４ データ転送処理手段 ２３５ データ修復手段 ２３６ ディスクアレイ状態保持手段 ２３７ エラーアドレス通知手段 ２４ エラーアドレス保存領域 ２５１、…、２５ｎ、２６ ドライブＩ／Ｆ ３１、…、３ｎ データディスク装置（Ｄ１、…、Ｄ
ｎ） ４ パリティディスク装置（Ｐ１）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台のディスク装置を備えたディスクア
   レイにおけるディスクアレイ修復処理方式であって、 前記ディスクアレイを監視するディスクアレイ監視手段
   を有するホストコンピュータと、 該ホストコンピュータからの指示に応じて前記ディスク
   アレイを制御するディスクアレイ制御装置と、 を含み、 前記ホストコンピュータの前記ディスクアレイ監視手段
   が、 オペレータから指定されたデータ修復処理を実行する修
   復処理制御手段と、 データ修復中のリードエラーをパディングデータで代替
   して回復させる修復エラー回復手段と、 前記ディスクアレイの稼働状態をオペレータに通知する
   稼働状態通知手段と、 を含み、 前記ディスクアレイ制御装置が、 ＳＣＳＩコマンドを処理するＳＣＳＩコマンド制御手段
   と、 複数台のディスク装置に分解されたデータからデータ生
   成を行うデータ生成手段と、 前記ホストコンピュータからのデータを複数台のディス
   ク装置に分解するデータ分解手段と、 複数台のディスク装置の各々へのデータアクセスを制御
   するディスク読み出し／書き込み制御手段と、 前記ホストコンピュータとの間のデータ転送を制御する
   データ転送処理手段と、 データ修復中にリードエラーの発生を検出した際に、デ
   ータ修復処理を中断してエラーの発生した箇所のエラー
   アドレスをエラーアドレス保存領域に格納することでデ
   ータ修復処理を制御するデータ修復手段と、 前記ディスクアレイの稼働状態を保持するディスクアレ
   イ状態保持手段と、 前記エラーアドレス保存領域に格納されたエラーアドレ
   スを前記ホストコンピュータへ通知するエラーアドレス
   通知手段と、 を含むことを特徴とするディスクアレイ修復処理方式。
2. 【請求項２】複数台のディスク装置を備えたディスクア
   レイにおけるディスクアレイ修復処理方法において、 前記複数台のディスク装置のうち装置故障となっている
   ディスク装置以外のディスク装置のデータを読み込み、
   装置故障により消失したデータに該当する分解データを
   生成して交換ディスク装置に書き込みを行うデータ修復
   中にリードエラーの発生を検出した際に、データ修復処
   理を一旦中断して前記リードエラーの発生した箇所のエ
   ラーアドレスを格納しておき、 オペレータからの指示により、前記エラーアドレスに対
   応する箇所をパディングデータを書き込むことで代替可
   能とし、前記データ修復を再実行できる状態に設定す
   る、ことを特徴とするディスクアレイ修復処理方法。