JP3021955B2 - 二重化ファイルシステム運用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信頼性向上を目的とし
て，ファイル装置の二重化を行っている二重化ファイル
システム運用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の二重化ファイルシステムの
例で、ファイル装置としての磁気ディスク装置を二重化
したシステムの構成と二重化構成テーブルの例を示す。

【０００３】ＣＰＵ１は、電源投入後の初期設定時にデ
ィスク装置を２台ずつ正副の対にして、図６（Ｂ）に示
すような二重化構成テーブル５１を作成し、ディスク制
御部５に送る。ディスク制御部５はこの二重化構成テー
ブル５１によって二重化制御環境を構成し、その後のデ
ィスクアクセスの制御を行う。

【０００４】図７に二重化ディスクシステムの基本動作
の説明図を示す。ＣＰＵ１は、ディスク装置にアクセス
する場合は、正副の対をまとめて指定する論理アドレス
（二重化ディスクの識別番号で＃０〜＃ｎ）でアクセス
する。

【０００５】ディスク装置の二重化制御はディスク制御
部５が行っており、図７の例ではＣＰＵ１が指定した論
理アドレス＃１を二重化構成テーブル５１を参照して物
理アドレス #２， #３に変換してディスク装置をアクセ
スする。

【０００６】書込み時は( 図７(a) ) 、正副双方のディ
スク装置 #２， #３（６２／６３）へ書込が行われ、読
みだしは( 図７(b) ) 、正ディスク装置 #２（６２）か
ら行われる。

【０００７】正常に動作している限りＣＰＵ１からは正
と副の２つのディスク装置であることは見えず１つのデ
ィスク装置であるかのように見える。正ディスク装置６
０／６２から読み出したときに異常が発生した場合、デ
ィスク制御部５は副ディスク装置６１／６３に切り換え
て再読出を行うことにより信頼度を高くできる。

【０００８】もしも副ディスク装置６１／６３に切り換
えて再読出を行ったときに、副ディスク装置６１／６３
でも異常が発生したとすれば二重化した効果が発揮でき
ないことになる。

【０００９】一般に書込みは読み出しの１割程度である
ので、書込みを正副双方のディスク装置に行い読出は正
ディスク装置から行う場合、正ディスク装置と副ディス
ク装置でアクセス頻度に大きな差がある。さらに書込処
理が少ないシステムでは，副ディスク装置へのアクセス
がほとんど無い状態が発生する。

【００１０】媒体異常／装置異常等のディスク装置の異
常は，ディスクアクセス時に発見できるが，アクセスが
無い場合や，少ない場合は，異常が発見されにくい状態
となってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この様に、副ファイル
装置（副ディスク装置）へのアクセスが少ないと、副フ
ァイル装置の異常が発見しにくくなり二重化システムが
うまく機能できない場合がある。また、磁気ディスク装
置は適度なアクセスを行っている方が故障率が低いこと
が分かっており、アクセスが非常に少ない場合には，信
頼性的にも劣る状態が発生してしまう。

【００１２】本発明は上記の様な問題を起こさないよう
に、正副ファイル装置のアクセス頻度をほぼ等分にし、
適度なアクセスを行うことにより異常ファイル装置の早
期検出を図り、信頼度の高い二重化ファイルシステムを
実現することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理フロ
−チャ−トを示す。図２は本発明のシステム構成と二重
化構成テーブルを示す。

【００１４】適度な頻度で起こる事象、例えば電源投入
をトリガ事象とし、トリガ事象が発生したとき、あらか
じめ定めておいた切替条件、例えばカレンダ時計２の曜
日が月／水／金のいずれかであるか否かを判定し（図１
のステップ S1,S2 (以下ステップ番号のみを記す))、成
立するとき(S3)と不成立のとき(S4)とで図２（Ｂ）のＡ
テーブルとＢテーブルのようにファイルの正副の対応が
反対になった二重化構成テーブルを作成する。

【００１５】そのテーブルをファイル制御部へ通知する
(S5)。ファイル制御部は受け取った二重化構成テーブル
５１を中心に二重化制御環境を作成し(S7)、これを基に
その後の制御を行う。

【００１６】トリガ事象としては、電源投入の他にタイ
マ割り込み、特定ディスクへのアクセス、特定プログラ
ムへのアクセス等が考えられ、切替条件としては、カレ
ンダ時計の曜日の他に日付、時間帯、不揮発性メモリ上
の正副切替えフラグおよびそれらの組み合わせ等が考え
られる。

【００１７】

【作用】例えばある日の朝、電源投入したとき図２
（Ｂ）のＡテーブルが作成されてファイル制御部５に通
知され、それに基づいてファイル装置６０〜６３の正副
の対応が決められて一日運用されたとすると、次の日に
電源が投入されたときには図２（Ｂ）のＢテーブルがフ
ァイル制御部５に渡されることになる。

【００１８】すなわち、ファイル装置６０〜６３の正副
の対応が、ある状態のもとでしばらく運用された後、そ
の後発生したトリガ事象のいずれかで（切替条件が満た
されたとき）、ファイル装置６０〜６３の正副の対応が
逆になって、またしばらく運用される。このようにして
適度にファイル装置６０〜６３の正副の対応が反転する
ので、正ファイル装置と副ファイル装置のアクセス頻度
を平均化することができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。なお、各図を通して同じ機能のものは同じ
符号で示してある。

【００２０】第一の実施例を図３のシステム構成図と、
図１のフロ−チャ−トにより説明する。図３において、
１はＣＰＵ、２はカレンダ時計、３は不揮発性メモリ
（本実施例では関係はない）、４はシステムメモリ、５
はディスク制御部、６０〜６３は磁気ディスク装置であ
る。

【００２１】図１のフロ−チャ−トにおいてトリガ事象
は電源投入であり、切替条件は内蔵するカレンダ時計２
の曜日が月／水／金であることである。ＣＰＵ１は電源
投入後の初期設定時、カレンダ時計２の曜日をチェック
し( 図１のステップ S1,S2（以下ステップ番号のみを記
す）) 、条件成立であれば図２（Ｂ）のＡテーブルに示
すような二重化構成テーブルを作成し(S3)、ディスク制
御部５に通知する(S5)。

【００２２】条件が不成立であれば、図２（Ｂ）のＢテ
ーブルに示すような二重化構成テーブルを作成し(S4)、
ディスク制御部５に通知する(S5)。ディスク制御部５は
この通知されたテーブルの内容を基にその後の二重化制
御を行う(S7,S8) 。

【００２３】電源を切断しないで長時間運用するような
場合は、トリガ事象としてタイマ割り込み等を使い、そ
の割り込み処理プログラムにおいて切替条件の判定、二
重化構成テーブルの作成、通知を行えばよい。電源投入
後の初期設定時には二重化構成テーブルとして図２
（Ｂ）のＡテーブルの作成、通知を行っておけばよい。

【００２４】図２（Ｂ）のＡテーブル、Ｂテーブルの作
成は、物理アドレスが偶数番号のファイル装置を正ファ
イル装置にし、奇数番号のものを副ファイル装置とする
等の単純なアルゴリズムによればよい。または構成制御
の一環として別途作成しておくのでもよい。

【００２５】なお本実施例では、ディスク制御部５が二
重化ディスクの制御を行っているがＣＰＵ１が直接二重
化制御を行ってもよい。また切替条件を，内蔵するカレ
ンダ時計２の曜日による他に、日付（偶数日／奇数日、
５の日））、または時間帯等により行ってもよい。

【００２６】第二の実施例として、切替条件として正副
切替フラグを使う方法を説明する。図３において、１は
ＣＰＵ、２はカレンダ時計（本実施例では関係はな
い）、３は不揮発性メモリ、４はシステムメモリ、５は
ディスク制御部、６０〜６３は磁気ディスク装置であ
る。

【００２７】図３の不揮発性メモリ３に、正副切替フラ
グ３１を設定する。正副切替フラグ３１は、ディスク装
置のアクセス時または電源切断時または電源投入後の立
ち上げ時等の事象の時にＣＰＵ１によって反転させる。

【００２８】電源投入（トリガ事象）後の初期設定時に
正副切替フラグ３１の値を調べ、「１」ならば図２
（Ｂ）のＡテーブルを、「０」ならばＢテーブルをディ
スク制御部に通知する。運用間隔が一日単位程度であれ
ば第一の実施例とほぼ同等の効果が得られる。

【００２９】図４に第三の実施例のシステム構成図と二
重化制御テーブルを示す。図４（Ａ）において１はＣＰ
Ｕ、２はカレンダ時計、４はシステムメモリ、５はディ
スク制御部、５６は二重化制御テーブル、６０〜６３は
磁気ディスク装置である。

【００３０】５６の二重化制御テーブルは、最初の時点
での正ディスク装置の物理アドレスを項目として論理ア
ドレスの順にリストしたａテーブル５４、同じく副ディ
スク装置の物理アドレスを項目として論理アドレスの順
にリストしたｂテーブル５５、ａテーブル５４の先頭位
置を保持する正装置ポインタ５２、ｂテーブル５５の先
頭位置を保持する副装置ポインタ５３よりなる。

【００３１】ａテーブルとｂテーブルの対応する項目
は、同じ論理アドレスの正ディスク装置の物理アドレス
と副ディスク装置の物理アドレスである。図４（Ｂ）に
その内容を示す。

【００３２】図５に本実施例のフロ−チャ−トを示す。
電源投入後の初期設定でＣＰＵ１は二重化構成データの
作成、通知を行う（図５のステップS10,S11(以下ステッ
プ番号のみを記す) ）。このときの二重化構成データは
図２（Ｂ）のＡテーブルの様なものでよい。

【００３３】ディスク制御部５は、それをもとに図４
（Ｂ）の二重化制御テーブル５６等を作成する(S20) 。
その後ＣＰＵ１からのディスクアクセスがあると、ディ
スク制御部５はディスク装置６０〜６３を指定する論理
アドレス（識別番号）を受け取り、ａテーブル５４の正
装置ポインタ５２の示す位置から論理アドレス値分だけ
ずらした位置から項目を取り出せば、すなわち正ディス
ク装置の物理アドレスを得る。同様にしてｂテーブルと
副装置ポインタにより、副ディスク装置の物理アドレス
を得る。

【００３４】入出力割り込み等のトリガ事象が発生する
(S13) と、例えばカレンダ時計２の時間が０時〜１時で
ある等を切替条件として判断して(S14) 、ディスク制御
部５へ切替えコマンドを発信する(S15) 。

【００３５】ディスク制御部５は切替えコマンドを受信
すると(S22) 、ディスクの動作に支障のないタイミング
まで待って(S23) 、正装置ポインタ５２と副装置ポイン
タ５３の内容を入れ換える(S24) 。

【００３６】正装置ポインタ５２は、ａテーブルを指し
ていたのがｂテーブルを指すようになり、副装置ポイン
タ５３は、ｂテーブルを指していたのがａテーブルを指
すようになる。これにより正ディスク装置と副ディスク
装置の対応が切り替えられたことになる。なお、トリガ
事象の発生に条件を付け、最適なものにすれば、切替え
条件を常に「１」として無視してもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、正ファイル装置と副フ
ァイル装置のアクセス頻度が平均化され、適度なアクセ
スが行われることにより、異常ファイル装置の早期検出
が図れ、信頼度の高い二重化ファイルシステムを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理フロ−チャ−トを示す。

【図２】本発明のシステム構成と二重化構成テーブルを
示す。

【図３】本発明の実施例のシステム構成図を示す。

【図４】本発明の第三の実施例のシステム構成図と二重
化制御テーブルを示す。

【図５】本発明の第三の実施例のフロ−チャ−トの例を
示す。

【図６】従来の二重化ファイルシステムの例で、システ
ム構成と二重化構成テーブルを示す。

【図７】二重化ディスクシステムの基本動作の説明図を
示す。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ カレンダ時計 ３ 不揮発性メモリ ３１ 正副切り換えフラグ ４ システムメモリ ５ ファイル制御部（ディスク制御部） ５１ 二重化構成テーブル ５２ 正装置ポインタ ５３ 副装置ポインタ ５４ ａテーブル ５５ ｂテーブル ５６ 二重化制御テーブル ６０〜６３ ファイル装置（ディスク装置）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−95663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182755（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−246626（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−91716（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 12/00 G06F 3/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファイル装置（６０〜 ）を２台ずつ正
   副の対にして二重化し、書込は正副双方のファイル装置
   （６０と６１，〜）に行い、読出は正のファイル装置
   （６０，６２，〜）から行う二重化ファイルシステムに
   おいて、ある頻度で発生する事象をトリガとして、 あらかじめ定めた切替条件の成立不成立を判定し、 その結果によりファイル装置（６０〜）の正副の対応を
   反対に定める、もしくは成立のとき切り替えることを特
   徴とする二重化ファイルシステム運用方法。
2. 【請求項２】 不揮発性メモリ（３）を設け、 その上に設定した正副切替フラグ（３１）を前記トリガ
   事象と別の、または同じ事象により、反転させ、 前記トリガ事象の発生時にこの正副切替フラグ（３１）
   の値を前記切替条件として判定することを特徴とする請
   求項１の二重化ファイルシステム運用方法。
3. 【請求項３】 正ファイル装置をリストしたａテーブル
   （５４）と副ファイル装置をリストしたｂテーブル（５
   ５）と、それらの位置を示す正装置ポインタ（５２）と
   副装置ポインタ（５３）をもち、 トリガ事象発生時に切替条件を調べた結果が成立すると
   き、 正装置ポインタ（５２）と副装置ポインタ（５３）の内
   容を入れ換えることにより、ファイル装置（６０〜６
   ３）の正副の対応を切替えることを特徴とする請求項１
   の二重化ファイルシステム運用方法。