JP2895644B2 - アレイディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、複数のディスク装置を並列にア
レイ構成し、データを並列に処理して情報を記録又は再
生するアレイディスク装置に関する。電子計算機システ
ムの入出力装置である磁気ディスク装置或いは光ディス
ク装置においては、複数のディスク装置をアレイ状（並
列）に構成したアレイディスク装置を設け、データ転送
を並列的に処理することで、情報転送に係わる処理時間
を短縮し、情報処理の高速化と記憶装置の大容量化を図
っている。

【０００２】このようなアレイディスク装置では複数の
ディスク装置の回転同期を取るために特定のディスク装
置をマスタとし、他のディスク装置をスレーブとした主
従関係を設定してマスタ回転にスレーブ回転を追従させ
ている。また記録再生されるデータはパリティを含めて
バイト或いはビット単位に分配されて各ディスク装置に
割当てられ、更に障害発生に対処する予備のディスク装
置が設けられている。

【０００３】回転同期のための主従関係及びビット割当
て、更に予備機の割当てはシステムの立ち上り時に固定
的に設定されているが、運用中の障害発生に対する交替
および故障修理のための交換を考慮すると、必要に応じ
て主従関係及びビット割当てを自由に変更できるように
することが望まれる。

【０００４】

【従来の技術】従来のアレイディスク装置においては、
図８に示すようにデータ処理の高速化を図るため、装置
内にディスク制御回路７−ａ〜７−ｉを備えた複数のデ
ィスク装置８−ａ〜８−ｉを並列に構成し、これら複数
のディスク装置８−ａ〜８−ｉに対してアレイ制御回路
部６を介して情報の記録或いは再生を並列的に分配化し
て同時的に高速処理を行っている。

【０００５】アレイ制御回路部６内には各ディスク装置
８−ａ〜８−ｉに対応してアレイ制御回路１２−ａ〜１
２−ｉが設けられ、共通データ制御回路１３を介して装
置内の転送回路によりインタフェースを介して上位装置
との間でデータ転送を行う。このようにアレイ構成され
る複数のディスク装置８−ａ〜８−ｉにおいては、全デ
ィスク装置を回転同期することが必要となり、この回転
同期のために、基準となるマスタディスクとして１台の
ディスク装置、例えばディスク装置８−ａをマスタに設
定し、その他のディスク装置８−ｂ〜８−ｉをスレーブ
とし、マスタの回転に追従させる回転同期方式が採られ
ている。

【０００６】またデータの記録、再生においては、転送
データはアレイ構成されたディスク装置８−ａ〜８−ｉ
に対応して論理的且つ物理的なデータの並列化分配が行
われ、分配されたデータを序列化してアレイ構成された
個々のディスク装置８−ａ〜８−ｉに割り当てる。図８
の場合には、ディスク装置８−ａ〜８−ｈにビット０〜
７を各々割り当て、ディスク装置８−ｉにはパリティビ
ットを割当てている。

【０００７】更に従来のアレイディスク装置において
は、アレイ構成された複数のディスク装置８−ａ〜８−
ｉの一部に故障が生じた場合、自動或いは手動により予
備ディスク装置への交替処理を行うために予備のディス
ク装置８−ｊが設けられている。ディスク装置８−ａ〜
８−ｉのいずれかが故障した場合には故障したディスク
装置を切離し、予備のディスク装置８−ｊにビット割当
てを交替させる処理が講じられている。

【０００８】具体的には、マルチプレクサ１４により故
障したディスク装置のアレイ制御回路を予備のアレイ予
備制御回路１２−ｊに切替接続するようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアレイディスク装置においては、複数のディ
スク装置の回転同期に伴う主従属性の設定や、データの
分割及び序列化への制御属性が固定化されていたため、
マスタのディスク装置に故障が生じた場合や、障害が発
生したディスク装置を取り外して修理の後、アレイディ
スク装置に組み入れる場合には、論理的且つ物理的に交
換前と同じ主従関係及びビット割当ての属性を持つ交換
前の同一位置への戻しが必要であった。

【００１０】また、ディスク装置に故障が生じ予備のデ
ィスク装置への交替処理中にあっては、再度の故障発生
に備えた予備のディスク装置が無くなることになる。更
に修理完了後のディスク装置を元に戻した場合には、交
替中に予備のディスク装置に記録されたデータを、修理
完了後のディスク装置に移し込む処置が必要となり、交
換前のアレイ構成の状態に復旧させるために処理時間が
かかるいう問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、複数のディスク装置の主従関係、ビ
ット割当て更に予備機割当てを固定化せずに交替や交換
等のアレイ構成の変更に柔軟に対応したアレイ再構成を
効率良くできるアレイディスク装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、複数のディスク装置８−ａ〜
８−ｊを並列にアレイ構成し、データを並列且つ序列的
に処理して情報を記録又は再生するアレイディスク装置
の構成制御方式を対象とする。

【００１３】このようなアレイディスク装置につき本発
明にあっては、アレイ制御回路６に、全ディスク装置を
回転同期する基準となるマスタディスクと該マスタディ
スクに追従回転するスレーブディスクの主従属性を設定
した第１属性テーブル９と、並列処理するデータの分配
割当て、冗長情報の割当て及び予備機の割当てを設定し
た第２属性テーブル１０と、第１及び第２属性テーブル
９，１０の情報に従って前記ディスク装置８−ａ〜８−
ｊに対して分配処理を実行する構成制御手段１１とを設
けたことを特徴とする。

【００１４】ここで構成制御手段１１は、ディスク装置
８−ａ〜８−ｊ又はディスク制御回路７−ａ〜７−ｊの
障害発生に対する交替時又は交換時に、交替又は交換に
基づいて変更された第１及び第２の属性テーブル９，１
０の属性情報に従ってディスク装置８−ａ〜８−ｊのア
レイ構成を再構成する。また故障等により１又は複数の
ディスク装置８−ａ〜８−ｊ又はディスク制御回路７−
ａ〜７−ｊをアレイ構成から除外した際に、第１及び第
２属性テーブル９，１０の属性情報を残されたディスク
装置によりビット構成を縮小する属性情報に変更し、構
成制御手段１１はビット構成を縮小した属性情報に基づ
いてアレイ構成を再構成する。

【００１５】

【作用】このような本発明のアレイディスク装置によれ
ば、アレイディスク装置の交替処理において、アレイ構
成された複数のディスク装置を回転同期するためのマス
タディスクとスレーブディスクの主従関係、及びデータ
のディスク割当て、さらに予備機割当てを固定化せず、
書替え可能な属性テーブルとして構成し、交替や交換の
際に任意にテーブルの属性情報を設定変更することによ
り、障害発生時の予備ディスク装置への交替処理および
交換を容易にし、故障ディスク装置を修理後の装置への
戻し込みに際しては、修理完了後に組み込むディスク装
置を新しく予備ディスク装置として設定することによ
り、交替処理を行っていたディスク装置からのデータ戻
し込みを不要とし、信頼性と保守性を向上させることが
できる。

【００１６】

【実施例】図２は本発明の構成制御方式が適用されるア
レイディスク装置の実施例構成図である。図２におい
て、１は上位装置としての中央処理装置、２は転送制御
装置、３はアレイディスク装置である。

【００１７】アレイディスク装置３は中央処理装置１と
の間でバイト単位（１バイトは８ビット構成であり、パ
リティビットが１ビット付加される）で転送される転送
データを、この実施例では１ビット毎に並列的に分配
し、記録及び再生を同時に並列処理する場合を例にと
る。中央処理装置１から転送されるデータは、アレイデ
ィスク装置３の送受信回路４、転送制御回路５を経由
し、アレイ制御回路部６によりアレイ構成された９台の
ディスク装置８−ａ〜８−ｉに対応して１ビット毎に並
列に分配され、ディスク制御回路７ａ〜７ｉを経てアレ
イディスク８−ａ〜８−ｉに記録される。

【００１８】データ再生の場合は、記録転送の逆ルート
をたどり、ディスク装置８−ａ〜８−ｉにビット毎に分
配記録されたデータをアレイ制御回路部６を通じてバイ
ト単位に変換し、転送制御回路５、送受信回路４を経て
上位側の転送制御装置２を介して中央処理装置１に転送
する。更にディスク制御回路７−ａ〜７−ｉ及び又はデ
ィスク装置８−ａ〜８−ｉが障害を起こした際の交替処
理のため予備ディスク制御回路７−ｊと予備のディスク
装置８−ｊが設けられている。

【００１９】図３は図２のアレイ制御回路部６の具体的
な実施例をディスク装置側と共に示した実施例構成図で
ある。図３のアレイ制御回路部６は、共通データ制御回
路１３、ディスク装置８−ａ〜８−ｊ毎に設けたアレイ
制御回路１２−ａ〜１２−ｉ、アレイ予備制御回路１２
−ｊ及びデータバス切替回路１５で構成される。

【００２０】アレイ制御回路部６、ディスク制御回路７
−ａ〜７−ｉおよびディスク装置８−ａ〜８−ｉにおい
ては、並列分割データをディスク装置８−ａ〜８−ｉに
対して同時的に処理するために全てのディスク装置８−
ａ〜８−ｉの回転同期を取ることが必要となる。そこで
マスタとなるディスク装置とスレーブとなるディスク装
置の主従関係がディスク搭載時に使用目的に合せて設定
され、共通データ制御回路１３内に第１属性テーブル９
として格納される。

【００２１】この実施例では図４（ａ）に示すように、
第１属性テーブル９にディスク装置の機番＃１〜＃７、
＃Ｐ、＃ＳＰに対応してマスタＭ及びスレーブＳの属性
情報が設定されている。ここでディスク装置８−ａ〜８
−ｊは、本来、マスタディスク及びスレーブディスクと
しての両機能を有しており、図４（ａ）に示した第１属
性テーブル９の主従関係の属性情報に基づき機番＃０の
ディスク装置８−ａをマスタディスクに設定し、残りの
機番＃１〜＃７，＃Ｐ，＃ＳＰのディスク装置８−ｂ〜
８−ｊをスレーブディスクとしてマスタディスクに回転
追従させ、ディスク全体の回転同期を行うことになる。

【００２２】更に、アレイ制御回路部６においては、転
送データをアレイ構成されるディスク装置８−ａ〜８−
ｉに対応してビット単位（バイトブロック単位でもよ
い）に分配してビット割当てを行い、分配されたデータ
を対応するディスク毎に記録及び再生を行う制御を行
う。このディスク装置８−ａ〜８−ｉに対するビット割
当ては共通データ制御回路の第２属性テーブル１０に格
納される。

【００２３】第２属性テーブル１０は例えば図４（ｂ）
に示すように機番＃０〜＃７及び＃Ｐに対応してビット
属性を設定しており、更に機番＃ＳＰについては予備機
としての属性を設定している。共通データ制御回路６に
設けた第１及び第２の属性テーブル９，１０の内容は手
動或いは自動で設定変更することができ、共通データ制
御回路６内の構成制御部１１に対し構成指令を与える
と、その時の属性テーブル９，１０の属性情報に従って
アレイ制御回路１２−ａ〜１２−ｊに対するビット割当
ての変更及びデータバス切替回路１５による交替処理の
ためのディスク装置の切替えを行うようになる。

【００２４】次に図５を参照してディスク装置が故障し
た際の交替処理の動作を説明する。いま図３に示した主
従関係及びビット割当てに従ったアレイ構成による運用
中にディスク装置８−ｂで故障が発生したとする。この
故障検出により図３のデータバス切替回路１５によるバ
ス切り離しが行われ、機番＃１の故障発生ディスク装置
８−ｂはアレイ構成から切り離され、機番＃ＳＰの予備
のディスク装置８−ｊが故障したバスに接続される交替
処理が行われる。

【００２５】この交替処理に伴い図４（ａ）の第１属性
テーブル９の主従関係に変更はないが、図４（ｂ）の第
２属性テーブル１０における機番＃１のビット属性「Ｂ
ｉｔ１」がクリアされ、機番＃ＳＰの属性「予備」がビ
ット属性「Ｂｉｔ１」に変更される。このため交替後、
予備ディスク装置８−ｊにはそれまで機番＃１のディス
ク装置８−ｂに割当ていたビットデータが移し込まれ、
ビット１の割当ディスクとして動作することによりアレ
イ機能が継続される。

【００２６】故障した機番＃１のディスク装置８−ｂは
アレイディスク装置３から取り外され、修理が施された
後にディスクアレイ装置３に戻し込まれることになる。
この差し戻しの際に、取外しによるクリアされている図
４（ｂ）の第２属性テーブル１０の機番＃１のビット属
性に「予備」の属性情報が書込まれる。従って、差し込
み後は故障修理が済んだ機番＃１のディスク装置８−ｂ
が新たに予備のディスク装置としてスタンバイすること
になる。

【００２７】このことは従来のディスク属性を固定した
方式において必要であった故障したディスク装置８−ｂ
の修理後の装置組み込み時に、交替処理中の予備ディス
ク装置８−ｊに記録されたデータを修理が済んだディス
ク装置８−ｂに移し替える処理を不要とし、データ復元
に係わる処理作業を削減できるメリットがある。一方、
マスタディスクとしての属性を設定した機番＃０のディ
スク装置８−ａが故障した場合には、図４（ａ）の第１
属性テーブル９における機番＃ＳＰの予備ディスク装置
８−ｊのマスタ・スレーブ属性をマスタ属性「Ｍ」に変
更することで、他のスレーブディスクをマスタディスク
となった予備ディスク装置８−ｊに追従回転させること
ができる。

【００２８】更に、本発明における交替処理はディスク
装置８−ａ〜８−ｊの故障時のみならず、ディスク制御
回路７−ａ〜７−ｊをディスク装置８−ａ〜８−ｊに対
応して個別に設けていることから、ディスク制御回路７
−ａ〜７−ｊの故障が検出された場合においても、ディ
スク制御回路を自動または手動により予備回路へ交替さ
せる処理が同様にしてできる。

【００２９】具体的には、図３のディクス制御回路７−
ａ〜７−ｊとディスク装置８−ａ〜８−ｊとの間にデー
タバス切替回路１５と同じ切替回路を付加し、共通デー
タ制御回路１３に設けたディスク制御回路７−ａ〜７−
ｊに関する第２属性テーブル１０の内容に従って前後の
切替回路を切替えて交替処理を行えばよい。図６は本発
明の交替処理の他の動作状態を示した説明図であり、複
数のディスク装置の故障に伴ってビット構成を縮小する
アレイ再構成としたことを特徴とする。

【００３０】図６にあっては、図２に示した９台のディ
スク装置８−ａ〜８−ｊによるアレイ構成が、３台のデ
ィスク装置の故障により６台のディスク装置８−ａ〜８
−ｆに減ってしまった場合を示す。この場合には、ディ
スク装置８−ａ〜８−ｄに２ビットずつのビット割当て
を設定する第２属性テーブル１０の設定変更を行うこと
で、再構成したディスクアレイ装置３へ変換する。

【００３１】このようにアレイ構成の変更は、不良とな
ったディスク制御回路またはディスク装置を回路的に切
離し、テーブルの変更した属性情報に従ってアレイを再
構成することで、重複する障害に対するディスク制御回
路およびディスク装置の不足を補い、アレイディスクと
しての機能を損なわせないようなアレイディスク装置の
運用を継続できる。

【００３２】図７は本発明のアレイディスク装置で行う
自己診断を示した説明図である。図７において、通常、
アレイディスク装置のアレイ構成に使用されるディスク
装置８−ａ〜８−ｊには、マスタおよびスレーブの両方
の機能を備えたディスク装置が用いられ、マスタ又はス
レーブの主従関係は図４（ａ）に示したように第１属性
テーブル９により設定される。

【００３３】アレイディスク装置には、通常、ディスク
制御回路７−ａ〜７−ｊおよびディスク装置８−ａ〜８
−ｊの正常動作性を確認するための自己診断機能が装備
されており、装置の保守時などに診断が実行されて動作
確認が行われる。この自己診断において、主従関係を固
定化した従来方式では、マスタディスク或いはスレーブ
ディスクのいずれか一方の使用目的に合わせた診断しか
実行できない不具合がある。

【００３４】そこで図７の自己診断にあっては、マスタ
ディスクおよびスレーブディスクの主従属性を固定化せ
ず、診断の実行モード１〜１０に合わせて、マスタディ
スクをディスク装置８−ａ〜８−ｊの機番＃０〜＃７，
＃Ｐ，＃ＳＰへと順次シフトしながら診断を実行するこ
とにより、全てのディスク装置８−ａ〜８−ｊにつき、
マスタディスクおよびスレーブディスクの設定回路およ
び設定により切替られた制御回路の各動作の正常性を確
認すると共に、異常有無の判断する自己診断ができ、診
断効率及び信頼性を更に向上できる。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
アレイ構成したディスク装置の主従属性、ビット割当
て、予備機割当てを固定化せず、自動または手動により
任意に変更できることから、故障発生時に制御回路およ
びディスク装置を予備ディスク装置に容易に交替させる
ことができる。

【００３６】また、交替後にの故障修理が済んだディス
ク装置の戻し込みに際し、交替されたディスク装置への
データの移し込み処理を不要にできる。更に複数のディ
スク装置の故障に対しては多少の規模を縮小してもアレ
イディスクの装置機能を損なうことなく運用を継続する
ことができ、信頼性および保守性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】図２のアレイ制御回路部の詳細を示した実施例
構成図

【図４】本発明で用いる属性テーブルの説明図

【図５】１台のディスク装置が故障した際の交替処理の
動作説明図

【図６】複数のディスク装置が故障した際の規模を縮小
した交替処理の動作説明図

【図７】本発明における自己診断動作の説明図

【図８】アレイ構成が固定化された従来装置の説明図

【符号の説明】

１：中央処理装置（上位装置） ２：転送制御装置 ３：アレイディスク装置 ４：送受信回路 ５：転送制御回路 ６：アレイ制御回路部 ７−ａ〜７−ｊ：ディスク制御回路 ８−ａ〜８−ｉ：ディスク装置 ８−ｊ：予備ディスク制御回路 ９：第１属性テーブル １０：第２属性テーブル １１：構成制御手段（構成制御部） １２−ａ〜１２−ｉ：アレイ制御回路 １２−ｊ：アレイ予備制御回路 １３：共通データ制御回路 １５：データバス切替回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のディスク装置（８−ａ〜８−ｊ）に
   対して、データを記録又は再生するアレイディスク装置
   に於いて、 アレイ制御回路（６）に、 全ディスク装置を回転同期する基準となるマスタディス
   クと該マスタディスクに追従回転するスレーブディスク
   の主従属性を設定した第１属性テーブル（９）と、 並列処理するデータの分配割当て、冗長情報の割当て及
   び予備機の割当てを設定した第２属性テーブル（１０）
   と、 該第１及び第２属性テーブル（９，１０）の情報に従っ
   て前記ディスク装置（８−ａ〜８−ｊ）に対して分配処
   理を実行する構成制御手段（１１）とを設けたことを特
   徴とするアレイディスク装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のアレイディスク装置に於い
   て、 前記構成制御手段（１１）は、ディスク装置（８−ａ〜
   ８−ｊ）又はディスク制御回路（７−ａ〜７−ｊ）の障
   害発生に対する交替時又は交換時に、交替又は交換に基
   づいて変更された前記第１及び第２の属性テーブル
   （９，１０）の属性情報に従ってディスク装置（８−ａ
   〜８−ｊ）のアレイ構成を再構成することを特徴とする
   アレイディスク装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のアレイディスク装置に於い
   て、 故障等により１又は複数のディスク装置（８−ａ〜８−
   ｊ）又はディスク制御回路（７−ａ〜７−ｊ）をアレイ
   構成から除外した際に、前記第１及び第２属性テーブル
   （９，１０）の属性情報を残されたディスク装置により
   バイト又はビット構成を縮小する属性情報に変更し、前
   記構成制御手段（１１）はバイト又はビット構成を縮小
   した属性情報に基づいてアレイ構成を再構成することを
   特徴とするアレイディスク装置。