JP2940368B2 - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクを複数台並べ
て構成しデータを分散して記憶する磁気ディスク装置
（以下、ディスクアレイ装置という）に関し、特に、有
効なデータを格納している単体のディスクドライブをデ
ィスクアレイ装置の一部として構成する際に、そのディ
スクドライブが有する有効なデータを他の構成ディスク
ドライブに移動する（ディスクアレイ比）モードを有す
るディスクアレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクアレイ装置では、以下の
ような手順でディスクのアレイ比を行っていた。まず、
単体として使用されていたディスクドライブ（以下、基
ディスクドライブという）に有効なデータが格納されて
いる場合、その基ディスクドライブのデータを記憶媒体
に退避する。この場合の記憶媒体としては、磁気テープ
などが使用される。この記憶媒体に退避されたデータ
は、基ディスクドライブがディスクアレイ装置に組み込
まれた後、当該ディスクアレイ装置内の各ディスクドラ
イブに分散して格納される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の技術では、
基ディスクドライブのデータをディスクアレイ装置に移
行するために、一時的にデータを別記憶媒体に退避し
て、それをディスクアレイ装置に復帰しなければなら
ず、構成として別の記憶媒体または記憶装置を必要とし
てしまう。

【０００４】また、基ディスクドライブのデータを別記
憶媒体によって退避、復帰するため、退避開始直後から
復帰終了までの間、他の通常のアクセスが一時的に不可
能となってしまう。

【０００５】さらに、データの退避復帰のための記憶媒
体として磁気テープを使用する場合、データの容量によ
っては複数巻を必要とし、磁気テープの掛け替えなどで
操作が煩雑になってしまう。また、処理時間もディスク
ドライブを使用する場合よりも多くかかってしまうとい
う問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本願発明のディスクアレイ装置では、複数のデ
ィスクドライブを有するディスクドライブ群と、このデ
ィスクドライブ群への書込みデータに関するエラー修復
のための情報としてエラー修復情報を生成する書込み制
御手段と、前記ディスクドライブ群からの読出しデータ
に関してエラーの発生をチェックしてエラー修復をする
読出し制御手段とを含み、前記ディスクドライブ群の構
成要素として組み込まれたディスクドライブの内容を他
の構成要素のディスクドライブに格納する移行モードを
有する。

【０００７】前記書込み制御手段は前記ディスクドライ
ブ群への書込みデータを保持するライトバッファ手段を
有する。

【０００８】前記読出し制御手段は前記ディスクドライ
ブ群からの読出しデータを保持するリードバッファ手段
を有する。

【０００９】

【実施例】次に本願発明のディスクアレイ装置の一実施
例について図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１を参照すると、本願発明の一実施例で
あるディスクアレイ装置１００は、ディスクドライブ１
６１〜１６４を含むディスクドライブ群１６０と、この
ディスクドライブ群１６０への書込みデータを保持する
ライトバッファ手段１２３と、ディスクドライブ群１６
０への書込みデータに関するエラー修復のための情報と
してエラー修復情報を生成するエラー修復情報生成手段
１２５と、ディスクドライブ群１６０からの読出しデー
タを保持するリードバッファ手段１３３と、このリード
バッファ手段１３３に保持されたデータに関してエラー
の発生をチェックするエラーチェック手段１３５と、デ
ィスクアレイ装置１００の外部とのやりとりを行なうイ
ンタフェース手段１１０と、ディスクアレイ装置１００
内の構成上の諸元を設定するための諸元設定手段１７０
とを有している。

【００１１】ディスクドライブ群１６０は冗長構成を有
し、例えば、構成要素となるｎ台のディスクドライブの
内１台にエラー修復情報を格納し、他のディスクドライ
ブにデータを格納する。ここでエラー修復情報の一例と
して、例えば、ディスクアレイを構成する各ディスクド
ライブの対応する位置にあるデータ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ
３，…，Ｄ_n-1 ，Ｐ）について次のような関係が成り立
つように定めた場合のＰを指す。但し、ｘｏｒは排他的
論理和を表わす。

【００１２】 Ｄ１ｘｏｒＤ２ｘｏｒＤ３ｘｏｒ…Ｄ_n-1 ＝Ｐ 本実施例では、ディスクドライブ１６１〜１６３が上記
データＤ１〜Ｄ３をそれぞれ格納し、ディスクドライブ
１６４がエラー修復情報を格納することとする。このよ
うなディスクドライブの数は、説明上の便宜のため４台
としているが、任意の数を選択してよいことはいうまで
もない。

【００１３】本実施例ディスクアレイ装置では、以下の
ような４つのモードを有する。すなわち、第１のモード
は、ディスクアレイ装置中の全ディスクに対してアクセ
ス可能なモードであり、ディスクアレイ装置としての通
常の動作を行なうモードである。第２のモードは、障害
の発生したディスクを切り離し、残りのディスクにのみ
アクセスすることを許すことによってディスクアレイ装
置として継続して運転することを可能とするモードであ
る。第３のモードは、障害ディスクを交換後、データの
読み込み動作時は交換ディスク以外のディスクをアクセ
スし、データの書き込み動作時は全ディスクにアクセス
することによってディスクアレイ装置として継続して運
転することを可能とするモードである。第４のモード
は、単体のディスク装置として運転していたディスクド
ライブをディスクアレイ装置のディスクドライブとして
組み込む際の、ディスクアレイ化を行なうためのモード
である。以下、第１のモードを正常モード、第２のモー
ドを縮退モード、第３のモードを修復モード、そして、
第４のモードをアレイ化モードという。

【００１４】図２を参照すると、正常モードにおける処
理の流れを示す図である。正常モードでは、ディスクア
レイ装置１００を構成する全ディスクドライブ１６１〜
１６４がアクセス対象となる。ディスクアレイ装置１０
０への指令が書込みであることをインタフェース手段１
１０が判断すると（ステップ２０１）、書込みデータが
ライトバッファ手段１２３に保持され、エラー修復情報
生成手段１２５によってエラー修復情報が生成される
（ステップ２０２）。このエラー情報とライトバッファ
手段１２３の書込みデータは、ディスクドライブ群１６
０の各ディスクドライブ１６１〜１６４に分散して書き
込まれる（ステップ２０３）。

【００１５】ディスクアレイ装置１００への指令が読出
しであることをインタフェース手段１１０が判断すると
（ステップ２０１）、まずディスクドライブ１６１〜１
６４のおのおのからデータがリードバッファ手段１３３
に読み出される（ステップ２０４）。そして、このリー
ドバッファ手段１３３に保持されたデータに関して、エ
ラーチェック手段１３５によりエラーのチェックを行な
う（ステップ２０５）。もし、いずれかのディスクドラ
イブに関してエラーを検出（ステップ２０６）した場合
には、当該ディスクドライブのデータをエラーチェック
手段１３５によって修復する（ステップ２０７）。この
修復は、上述のエラー修復情報を用いることにより行わ
れる。また、いずれのディスクドライブでエラーが発生
したかは、各ディスクドライブからリードバッファ手段
１３３を介してエラーチェック手段１３５に報告され
る。各ディスクドライブでは、例えば、エラー訂正符号
（ＥＣＣ）によるエラーの訂正や検出を行なうことが知
られている。

【００１６】図３を参照すると、縮退モードにおける処
理の流れを示す図である。ディスクアレイ装置１００で
は、ディスクドライブ群１６０を構成するディスクドラ
イブのいずれかが故障した場合、その故障したディスク
ドライブ（以下、縮退ディスクドライブという）が正常
なディスクドライブに置き換えられるまで、残りのディ
スクドライブだけで運用を継続する。そのために、縮退
モードでは、まず縮退ディスクドライブの番号を諸元設
定手段１７０に設定する（ステップ３０１）。

【００１７】ディスクアレイ装置１００への指令が書込
みであることをインタフェース手段１１０が判断すると
（ステップ３０２）、書込みデータがライトバッファ手
段１２３に保持され、エラー修復情報生成手段１２５に
よってエラー修復情報が生成される（ステップ３０
３）。このエラー情報とライトバッファ手段１２３の書
込みデータはディスクドライブ群１６０の各ディスクド
ライブに書き込まれる（ステップ３０４）。この際、諸
元設定手段１７０に設定された縮退ディスクドライブ番
号が示すディスクドライブにはアクセスされない。

【００１８】また、ディスクアレイ装置１００への指令
が読出しであることをインタフェース手段１１０が判断
すると（ステップ３０２）、ディスクドライブの内、諸
元設定手段１７０が示す縮退ディスクドライブ以外のデ
ィスクドライブからデータがリードバッファ手段１３３
に読み出される（ステップ３０５）。そして、このリー
ドバッファ手段１３３に保持されたデータに関して、エ
ラーチェック手段１３５により縮退ディスクドライブに
相当するデータの復元を行なう（ステップ３０６）。こ
の修復は、上述のエラー修復情報を用いることにより行
われる。

【００１９】図４を参照すると、修復モードにおける処
理の流れを示す図である。この修復モードでは、障害が
発生したディスクドライブに代わって新たに正常なディ
スクドライブ（以下、修復ディスクドライブ）を接続し
た場合の、復旧作業を行なう。このために、まずこの修
復ディスクドライブの番号を諸元設定手段１７０に設定
する（ステップ４０１）。

【００２０】ディスクドライブ群１６０の内、修復ディ
スクドライブ以外のデータは、リードバッファ手段１３
３に読み出される（ステップ４０２）。そして、エラー
チェック手段１３５によって、修復ディスクドライブに
相当するデータが修復される（ステップ４０３）。

【００２１】この修復された部分を含むデータは、イン
タフェース手段１１０を介してディスクアレイ装置１０
０の外部の（図示しない）記憶手段に格納される。そし
て、再びインタフェース手段１１０を介してライトバッ
ファ手段１２３に保持された後、エラー修復情報生成手
段１２５によってエラー修復情報が生成されて、ディス
クドライブ群１６０の各ディスクドライブに分散して書
き込まれる（ステップ４０４）。

【００２２】上記修復モードによる修復中には、修復の
ために外部の記憶装置に読み出されているセクタ以外の
データに対しては、自由にアクセスすることができる。
この制限は、通常のデータを更新する処理同士に対し
て、オペレーティングシステムなどによりなされる抑制
と同様である。

【００２３】図５を参照すると、アレイ化モードにおけ
る処理の流れを示す図である。このアレイ化モードで
は、単体で使用していたディスクドライブ（基ディスク
ドライブ）の内容のディスクアレイ装置全体に格納し直
す。このために、まず基ディスクドライブの番号を諸元
設定手段１７０に設定する（ステップ５０１）。また、
それと共に、基ディスクドライブの最大容量の値をディ
スク装置全体としての最大容量として諸元設定手段１７
０に設定する。これは、アレイ化中にはまだディスクア
レイ装置としての全機能を使用できず、このためアクセ
ス可能な範囲を基ディスクドライブの容量の範囲に限定
するためである。なお、図１の実施例では、基ディスク
ドライブをディスクドライブ１６１として組み込み、デ
ィスクドライブ１６４をエラー修復情報格納用のディス
クドライブとして使用する。

【００２４】諸元設定手段１７０に設定された基ディス
クドライブのデータは、リードバッファ手段１３３に読
み出され、さらに、インタフェース手段１１０を介して
ディスクアレイ装置１００の外部の（図示しない）記憶
手段に格納される。このときのデータは、単体ディスク
ドライブに格納されていたセクタの順序で格納される。

【００２５】この記憶手段に格納されたデータはインタ
フェース手段１１０を介してライトバッファ手段１２３
に保持され、エラー修復情報生成手段１２５でエラー修
復情報が生成される（ステップ５０３）。そして、バッ
ファ手段１２３に保持されたデータは、基ディスクドラ
イブにおいて、単体ドライブとしての位置に単体ディス
クドライブの形式で書き込まれ、それと同時にステップ
５０３で生成されたエラー修復情報とバッファ手段１２
３に保持されたデータとが、元ディスク以外の各ディス
クドライブに分散して書き込まれる（ステップ５０
４）。その後、ディスクアレイとしての機能を有効にす
るために、当該ディスクアレイ装置が格納可能な最大容
量を諸元設定手段１７０に設定する（ステップ５０
５）。本実施例では、ディスクドライブ１６４をエラー
修復情報格納用として使用しているため、ディスクドラ
イブ１６１〜１６３の３台分の容量を設定することとな
る。

【００２６】図６を参照すると、アレイ化の処理過程を
表した図である。図６−ａ）は、アレイ化前の状態であ
り、基ディスクドライブ１６１に有効なデータを含んで
いる。この図では、データＡ１，…，Ａ９がそれぞれ異
なるセクタに含まれていることを示している。図６−
ｂ）は、上記アレイ化モードのステップ５０５までの処
理を終了した状態を表している。この図６−ｂ）では、
エラー修復情報を含んで、基ディスクドライブ以外のデ
ィスクドライブではディスクアレイとしてのデータ配置
になっている。

【００２７】上記アレイ化モードによるアレイ化中に
は、修復モードの場合と同様に、アレイ化のために外部
の記憶装置に読み出されているセクタ以外のデータに対
しては、自由にアクセスすることができる。図６−ｂ）
におけるデータＢ１，Ｂ５，Ｂ９は、データＡ１，Ａ
５，Ａ９であったものが更新されたことを意味してい
る。

【００２８】アレイ化モードのステップ５０５までの処
理を終了して、基ディスクドライブ１６１以外のディス
クドライブをディスクアレイとしてのデータ配置にした
後、今度は基ディスクドライブ１６１をディスクアレイ
としてのデータ配置にするために、前述の修復モードを
利用する。すなわち、基ディスクドライブ１６１を修復
ディスクドライブとして設定して、図４の処理を行な
う。この処理を終了した後には、各ディスクドライブの
状態は、図６−ｃ）のようになり、すべてのディスクド
ライブがディスクアレイとしてのデータ配置を有するこ
とになる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は単体とし
て使用されていたディスクドライブ（基ディスクドライ
ブ）に有効なデータが格納されている場合、その基ディ
スクドライブのデータを保ちながらディスクアレイ装置
に組み込み、かつ、そのデータの移行作業中にも他のア
クセスを行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクアレイ装置の一実施例を表す
ブロック図である。

【図２】本発明のディスクアレイ装置の一実施例の正常
モードにおける動作を表す流れ図である。

【図３】本発明のディスクアレイ装置の一実施例の縮退
モードにおける動作を表す流れ図である。

【図４】本発明のディスクアレイ装置の一実施例の修復
モードにおける動作を表す流れ図である。

【図５】本発明のディスクアレイ装置の一実施例のアレ
イ化モードにおける動作を表す流れ図である。

【図６】本発明のディスクアレイ装置の一実施例におけ
るアレイ化の処理過程を表す図である。

【符号の説明】

１００ ディスクアレイ装置 １１０ インタフェース手段 １２０ 書込み制御手段 １２３ ライトバッファ手段 １２５ エラー修復情報生成手段 １３０ 読出し制御手段 １３５ エラーチェック手段 １３３ リードバッファ １６０ ディスクドライブ群 １６１〜１６４ ディスクドライブ １７０ 諸元設定手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の物理ディスクドライブからなるデ
   ィスクドライブ群を有し該複数の物理ディスクドライブ
   にデータを分散して記憶するディスクアレイ装置におい
   て、 前記ディスクドライブ群への複数の書き込みデータに関
   するエラー修復のための情報としてエラー修復情報を生
   成し前記ディスクドライブ群への該複数の書き込みデー
   タおよびそのエラー修復情報の書き込みを制御する書き
   込み制御手段と、 前記ディスクドライブ群からデータを読み出し、読み出
   した該データにエラーがあることを検出したときには該
   エラーを修復する読み出し制御手段とを備え、 前記ディスクドライブ群に新たなディスクドライブを組
   み込む場合には、 前記読み出し制御手段は、前記新たなディスクドライブ
   に格納されている複数のデータを順次読み出し、読み出
   した該複数のデータに対するエラー修復情報を生成し、 前記書き込み制御手段は、前記読み出し制御手段が読み
   出した前記新たなディスクドライブからの前記複数のデ
   ータを前記新たなディスクドライブの元の記憶位置に書
   き込むとともに当該複数のデータおよびそのエラー修復
   情報を他の前記複数のディスクドライブに分散して書き
   込み、 前記読み出し制御手段は、前記他の複数のディスクドラ
   イブから複数のデータおよびそのエラー修復情報を読み
   出し、該複数のデータおよびそのエラー修復情報に基づ
   き前記新たなディスクドライブに格納すべきデータを生
   成し、 前記書き込み制御手段は、前記読み出し制御手段が生成
   した前記データと前記読み出し制御手段が読み出した前
   記複数のデータとを各前記ディスクドライブに分散して
   書き込むことを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 【請求項２】 前記ディスクドライブ群全てが正常に動
   作している場合の正常モードと、 前記ディスクドライブ群の一つのディスクドライブがエ
   ラーとなった場合の縮退モードと、 前記ディスクドライブ群のエラーとなった一つのディス
   クドライブを交換する場合の修復モードと、 一つのディスクドライブを基にしてディスクドライブ群
   を構成する場合のアレイ化モードとを備えたことを特徴
   とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
3. 【請求項３】 前記書き込み制御手段は、 前記正常モードおよび修復モードの場合には、前記ディ
   スクドライブ群の全てのディスクドライブにデータおよ
   びエラー修正情報を分配して書き込み、 前記縮退モードの場合には、前記ディスクドライブ群の
   エラーとなっているディスクドライブを除く全てのディ
   スクドライブにデータおよびエラー修正情報を分配して
   書き込み、 前記アレイ化モードの場合には、前記ディスクドライブ
   群の前記一つのディスクドライブを除く全てのディスク
   ドライブにデータおよびエラー修正情報を分配して書き
   込むとともに前記一つのディスクドライブにデータのみ
   を書き込む制御を行い、 前記読み出し制御手段は、 前記正常モードの場合には、前記ディスクドライブ群の
   全てのディスクドライブからデータおよびエラー修正情
   報を読み込み、 前記縮退モードおよび修復モードの場合には、前記ディ
   スクドライブ群のエラーとなっているディスクドライブ
   を除く全てのディスクドライブからデータおよびエラー
   修正情報を読み込みデータを修復し、 前記アレイ化モードの場合には、一つのディスクドライ
   ブからのみデータを読み込む制御を行うことを特徴とす
   る請求項２記載のディスクアレイ装置。