JP3566458B2 - アーカイブ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムーバブル記録媒体を用い手データファイルを管理・保存するためのアーカイブ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
大量のデータファイルを記憶し、ユーザからの要求に応じて任意のデータファイルを配信するデータファイルサーバが広く利用されるようになっている。このようなデータファイルサーバは、ネットワーク環境において、WWW(World Wide Web)システムや、ビデオ・オン・デマンド(VOD)システム、電子メールシステム、データベースシステムを始めとしてさまざまな応用が可能である。
【0003】
ここで、データファイルとは、ビデオ、音声、テキスト、静止画、プログラム等のような一纏まりのデータを指す。
【0004】
例えば、VODシステムでは、多数本の映画などの映像番組のビデオデータをデータファイルとして記録媒体に格納しておき、ユーザからの要求に従って任意の番組のビデオデータを配信する。VODのようなシステムでは、ビデオサーバと呼ばれる装置において多数の記録媒体に大量のビデオデータが記録され、これらがユーザからの要求にしたがって選択的に読み出される。
【0005】
データファイルサーバでは、各データファイルを利用頻度に応じて異なる種類の記録装置に記録することによって、価格対性能比の良いシステムを構成できることは良く知られている。例えば、VODシステムの場合、新作の人気映画のビデオデータのように利用頻度の高いデータファイルについては、磁気ディスク装置(ハードディスク装置)のような単位記憶容量当たりの記録コストは高いが、アクセス時間が短くデータ転送速度の速い記録装置に記録する。ここで、アクセス時間とは、データファイルの読み出し要求を受け取ってからそのデータファイルの送り出しを開始するまでに要する時間、いわゆる頭出し時間である。磁気ディスク装置はオンラインで接続されるので、この頭出し時間を短くすることができる。データ転送速度とは、記録装置から連続的にデータファイルを読み出す時の速度、すなわちスループットである。通常、磁気ディスク装置は光ディスク装置に比べてデータ転送速度が速く、半導体メモリは磁気ディスク装置よりもデータ転送速度は速い。極端に利用速度の高いデータファイルの場合には、単位容量当たりの記録コストはさらに高いがアクセス時間が非常に短くデータ転送速度の非常に高い半導体メモリを記録媒体に用いる場合もある。
【0006】
一方、利用頻度の低いデータファイルについては、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスクあるいは相変化型光ディスクなどの記録装置を用いた、アクセス時間は長くデータ転送速度も遅いが単位容量当たりの記録コストの低い記録装置に記録する。これらの記録装置は、磁気ディスク装置と異なり、記録媒体である磁気テープあるいはディスクがリムーバブル、すなわち記録媒体はデータの読み出し/書き込みを行うための駆動装置(ドライブとも言う)に対して着脱可能な構造になっている。この場合、単位容量当たりの記録コストはほぼ記憶媒体のみの価格になるため、記録媒体が駆動装置と一体になったリムーバブルでない磁気ディスク装置等に比べ、大幅に低コストになる。このようなリムーバブル記憶媒体を用いた記録装置では、データファイルの読み出し要求を受け取ったとき、そのデータファイルが記録されている記憶媒体を駆動装置に装着しなければ読み出しができないため、磁気ディスク装置に比較してアクセス時間は長くなる。
【0007】
このように、異なる種類の記録装置をもつデータファイルサーバを構成する1つの方法は、磁気ディスク等のデータファイルを記録する記録装置を持つデータファイルサーバにアーカイブ装置を接続する方式である。アーカイブ装置は、光ディスクや磁気テープなどのリムーバブルな記録媒体からデータを読み出すための駆動装置を1つあるいは複数個備えており、データファイルサーバからの要求に答えて、必要なデータファイルを読み出してデータファイルサーバに送り返す働きを持つ。アーカイブ装置は、リムーバブルな記録媒体を駆動する装置に装着するためのロボット装置と、リムーバブルな記録媒体を保管するための収容棚を持つ場合もある。また、収容棚に保管しているデータファイルの管理を行う機能を持ち、データファイルサーバから要求されたデータファイルがどのリムーバブル記録媒体に記憶されているかを判断し、ロボット装置によって必要なリムーバブル記録媒体を駆動装置に装着する機能を持つものもある。
【0008】
また、異なる種類の記録装置を持つデータファイルサーバを構成する1つの方法は、データファイルサーバ自身がリムーバブルな記録媒体の駆動装置を1つあるいは複数個持つ方式である。この方式の場合は、データファイルサーバは、必要となったリムーバブル記録媒体上のデータファイルを自分で駆動装置から読み出す。この方式のデータファイルサーバも、リムーバブルな記録媒体を駆動装置に装着するためのロボット装置と、リムーバブルな記録媒体を保管するための収容棚を持つ場合もある。また、収容棚に保管しているデータファイルの管理を行う機能を持ち、データファイルサーバから要求されたデータファイルがどのリムーバブル記録媒体に記憶されているかを判断し、ロボット装置によって必要なリムーバブル記録媒体を駆動装置に装着する機能を持つものもある。
【0009】
データファイルサーバにおいては、アクセス頻度の高いデータファイルは複数台の磁気ディスク装置にまたがって記録されることが多い。これはストライピングと呼ばれる手法であり、この手法を用いることによって多数のユーザが同じデータファイルの同じ部分あるいは異なる部分に同時にアクセスすることが可能になる。一方、アクセス頻度の低いデータファイルは、リムーバブル記録媒体に記録される。磁気ディスク装置に記録されておらずリムーバブル記録媒体に記録されているデータファイルが必要になれば、そのデータファイルはアーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置によって読み出され、磁気ディスク装置に転送される。
【0010】
リムーバブル記録媒体に記録されているデータファイルを磁気ディスク装置に転送する場合、リムーバブル記録媒体からデータファイルの読み出しを続けながらユーザにデータを送り出す方式と、1つのデータファイルの読み出しが終わってからユーザにデータを送り出す方式がある。読み出しながら送る方式では、ユーザからの読み出し要求が来てからデータが送り出され始めるまでの時間はアーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置のアクセス時間で決まる。読み出しが終わってから送り出す方式に比べれば短いが、すべてのデータファイルが記憶装置に読み込まれる前に送り始めるので、例えば同時に同じデータファイルの異なる部分が要求された場合には対処できない場合がある。また、ビデオサーバの場合は早送りなどのトリックプレイが制限される場合もある。このような制限無くサービスを続けるためには、できるだけ速くデータファイル全体を記憶装置に読み込んでしまうことが必要となる。
【0011】
一方、読み終わってから送り出す方式では、ユーザからの読み出し要求が来てからデータが送り出され始めるまでの時間は、アーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置のアクセス時間とデータ転送速度に依存して長くなるが、データファイル全体をアクセス速度の速い磁気ディスク装置等の記憶装置に転送し終わってから送り出しを行うため、同時に複数のユーザが同じデータファイルの異なる部分を要求した場合でもデータを送り出すことができる。また、ビデオサーバの場合はトリックプレイなどの制限はなくなる。この方式の場合においても、できるだけ短時間にデータファイルを記憶装置に読み込んでしまうことが必要である。
【0012】
従来のアーカイブ装置あるいはデータファイルサーバでは、ユーザからの読み出し要求に対して、要求されたデータファイルが記録されているリムーバブルな記憶媒体を駆動装置に装着し、その駆動装置によって順次データを読み出している。この場合、通常1つのデータファイルは1つのリムーバブル記録媒体に記録されており、1台の駆動装置によって記録媒体から読み出されるので、駆動装置の持つ最大データ転送速度以上の早さでは読み出すことができない。このため、読み出し要求のあったデータファイルをアーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置から読み出して磁気ディスク装置に転送するのに要する時間は、駆動装置の性能によって制限される。通常、光ディスク等のリムーバブル記録媒体の駆動装置は、磁気ディスク等のデータファイルサーバの記憶装置に比べてデータ転送速度が遅い。従って、アーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置から読み出したデータファイルを磁気ディスク装置に書き込むのに要する時間は駆動装置がネックになって短くできなかった。
【0013】
また、ストライピングの手法を用いてデータファイルを複数台の磁気ディスク装置にまたがって記録するデータファイルサーバの場合、複数台の記憶装置をまとめた見かけ上のデータ転送速度は非常に大きくなるが、アーカイブ装置あるいはデータファイルサーバの持つ駆動装置のデータ転送速度は変わらないため、その速度差がさらに大きくなっていた。
【0014】
さらに、従来のアーカイブ装置では、あるリムーバブル記録媒体が壊れた場合にその記録媒体からはデータを読み出すことができなくなることに対処するために、重要なデータファイルについては予め予備の記録媒体を用意しておく方法がとられているが、この方法は記録コストが高くなり、また予備の記録媒体の保管に必要なスペースが増加するという問題点がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のアーカイブ装置では、リムーバブル記録媒体に記録されたデータファイルを読み出すのに要する時間が記録媒体を駆動する駆動装置の性能によって制限され、読み出しに要する時間が長くなってしまうという問題点があった。また、従来のデータファイルサーバでは、リムーバブル記録媒体に記録されたデータファイルを読み出して磁気ディスク装置に転送するのに要する時間が記録媒体を駆動する駆動装置の性能によって制限され、読み出し要求があってからデータファイルの送出を開始するまでに要する時間が長くなってしまうという問題点があった。また、リムーバブル記録媒体の破壊に対処するために重要なデータファイルについては予備の記録媒体に記録しておく必要があり、記録コストの増大と予備のリムーバブル記録媒体の保管に必要なスペースの増大という問題点があった。
【0016】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、読み出し要求の発生したデータファイルをリムーバブル記録媒体から読み出すのに要する時間を短縮したアーカイブ装置を提供することを目的とする。
【0019】
また、本発明は、記録コストの増大やリムーバブル記録媒体の保管に必要なスペースの増大を伴うことなく、リムーバブル記録媒体の破壊に容易に対処できるアーカイブ装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアーカイブ装置は、データファイルを構成する各部分を複数のリムーバブル媒体から並列的に読み出すための複数の駆動手段と、任意のデータファイルに対する読み出し要求に応じて、前記駆動手段によるリムーバブル媒体からの読み出しを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、データファイルの読み出し要求の優先度に応じて、データファイルの読み出しに割り当てる駆動手段の数を増減することを特徴とする。
【0024】
本発明のアーカイブ装置では、一つのデータファイルを複数のリムーバブル記録媒体に分割して記録したものを用意しておけば、複数の駆動手段が空いている場合、複数のリムーバブル記録媒体から同時にデータを読み出すことが可能となり、データファイルの読み出しに要する時間が短縮される。
【0025】
あるいは、本発明のアーカイブ装置では、同じデータファイルを記録した複数のリムーバブル記録媒体から、複数台の駆動手段を用いて並列にデータファイルを読み出すことが可能になる。それぞれの駆動手段が異なる部分を並列に読み出すことで、データファイル全体を読み出すのに要する時間を短縮することができる。
【0026】
この結果、アーカイブ装置から読み出したデータファイルを磁気ディスク装置などに転送しながらユーザに配信するビデオサーバなどのデータファイルサーバにおいて、データファイルが全て磁気ディスク装置に転送し終わってトリックプレイが可能となるまでの時間が短縮され、サービス性が向上する。
【0027】
また、アーカイブ装置から読み出したデータファイルを磁気ディスク装置などに転送してからユーザに配信するビデオサーバなどのデータファイルサーバにおいては、ユーザの要求があってからデータファイルの配信を開始するまでに要する時間が短縮され、サービス性が向上する。
【0028】
また、本発明のアーカイブ装置によれば、優先度の高い優先度の高い読み出し要求に対しては多くの駆動手段を割り当て、より短時間でデータファイルを読み出すことが可能になる。
【0030】
本発明においては、複数のデータファイルを複数に分割したデータを混在させて複数のリムーバブル記録媒体に記録すると良い。また、本発明においては、複数のデータファイルを複数に分割したデータを混在させて記録した複数のリムーバブル記録媒体において、複数のデータファイルの各々の先頭部分のデータを異なる記録媒体に記録することが望ましい。
【0031】
このようにすると、複数のデータファイルに対し同時に読み出し要求が発生した場合に、それらのデータファイルのデータを異なるリムーバブル記録媒体から同時に読み出すことが可能となり、複数のデータファイル全体としてみたときの読み出し時間が大幅に短縮される。
【0035】
好ましくは、前記複数のリムーバブル記録媒体は、少なくとも1つのデータファイルを複数に分割したデータをそれぞれ記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体と、前記データファイルを複数に分割したデータ間のパリティを記録した少なくとも1つのパリティ記録用リムーバブル記録媒体とからなり、読み出し要求対象となるデータファイルを複数に分割したデータを記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体の1つが壊れている場合に、壊れていないデータ記録用リムーバブル記録媒体および前記パリティ記録用リムーバブル記録媒体から並列的に読み出されたデータおよびパリティを用いて前記壊れているデータ記録用リムーバブル記録媒体に記録されていたデータを復元する復元手段をさらに備え、前記制御手段は、読み出し要求対象となるデータファイルを複数に分割したデータを記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体の1つが壊れている場合に、該データファイルの読み出し要求の優先度を上げて該読み出し要求に対応するリムーバブル記録媒体からの読み出しを行う駆動手段の数を増加させるようにしてもよい。
【0036】
このようにすることにより、同一のデータファイルを記憶した予備のリムーバブル記録媒体を保管しておくことなく、読み出し要求のあったデータファイルのデータが記録されているリムーバブル記録媒体が壊れている場合でも、パリティを読み出して、例えばそれらの排他的論理和を計算することで、データを復元することができ、リムーバブル記録媒体の破壊に対処するために従来のように同一のデータファイルを予備のリムーバブル記録媒体に記録しておくこと必要がなくなるので、記録コストおよびリムーバブル記録媒体の保管スペースの節約が可能となる。
【0054】
なお、以上の装置に係る各発明は方法に係る発明としても成立する。
【0055】
また、本発明に相当する処理手順を実行させるプログラムを、コンピュータを制御するためのプログラムとしてコンピュータ読取可能な記憶媒体に格納し、コンピュータに該記憶媒体からプログラムを読取らせ、コンピュータ上で実行させることが可能である。
【0057】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。なお、本実施形態ではリムーバブル記録媒体として光ディスクを用いたアーカイブ装置について述べる。
【0058】
図1は、本発明の一実施形態に係るアーカイブ装置の概略構成を示す図である。同図に示されるように、複数のリムーバブル記録媒体としての光ディスク1がディスク収容棚2に格納されている。光ディスク1はCD−ROMのような読み出し専用の記録媒体でもよいし、光磁気ディスクや相変化型光ディスクのような書き込み/読み出しの可能な記録媒体であってもよい。一連の連続データからなるビデオファイルなどのデータファイルは、後述するように複数の光ディスク1に分割されて記録されている。また、光ディスク1は、カートリッジに収容されていても良い。
【0059】
ロボット3は、制御用計算機5により制御され、ディスク収容棚2に格納された光ディスク1を選択的に光ディスク駆動装置4に装着したり、光ディスク駆動装置4に装着された光ディスク1をディスク収容棚2に戻す動作を行う。光ディスク駆動装置4は、制御用計算機5により制御され、ロボット3によって装着された光ディスクに記録されているデータを読み出したり、場合によっては書き込みや書き替えを行う装置である。
【0060】
制御用計算機5は、後述する主計算機に直接または通信路を介して接続され、主計算機の制御下でロボット3および光ディスク駆動装置4の制御を行い、また光ディスク駆動装置4によって光ディスクから読み出されたデータの転送、光ディスク駆動装置4によって光ディスクに書き込むデータの転送などを行う。すなわち、制御用計算機5はどのデータがどの光ディスクに記録されているかを管理しており、主計算機からのデータファイルの読み出し要求に従ってどの光ディスクをどの光ディスク駆動装置に装着するかを決定し、それに基づいてディスク収容棚2に格納された光ディスク1から少なくとも一つを選択すると共に、光ディスク駆動装置4から少なくとも一つを選択して、選択した光ディスクが選択した光ディスク駆動装置に装着されるようにロボット3を制御する。さらに、制御用計算機5は光ディスク駆動装置4によって光ディスクから読み出されたデータを読み出し要求発生元の主計算機に送り出す働きを持つ。この制御用計算機5については、後ほど詳しく説明する。
【0061】
上述したようなアーカイブ装置は、クライアント端末(ユーザ端末あるいは計算機等)からのデータファイルの読み出し要求を処理する主計算機の補助記憶装置として用いられる。図2および図3に、アーカイブ装置の利用例を示す。図2の例では、アーカイブ装置11は専用のインタフェースによって主計算機12と接続される。主計算機12には、別の補助記憶装置としての磁気ディスク装置(ハードディスク装置)13も接続されている。また、主計算機11は通信路14を介してクライアント端末15に接続される。図3は、アーカイブ装置11自身が通信インタフェースを持ち、通信路16を介して主計算機12と接続される例である。図3の構成によれば、複数の主計算機が通信路を介して同一のアーカイブ装置を共有することも可能である。
【0062】
次に、本実施形態における光ディスク1へのデータファイルの記録方法について説明する。
【0063】
従来の光ディスクを用いたアーカイブ装置では、基本的に一つのデータファイルを一枚の光ディスクに記録する形態がとられており、データファイルの大きさが一枚の光ディスクの容量よりも小さい場合は複数のデータファイルを一枚の光ディスクに記録し、逆にデータファイルの大きさが一枚の光ディスクの容量よりも大きな場合は、そのデータファイルを一枚の光ディスクに書き込める大きさに分割して記録していた。
【0064】
これに対して、本発明のアーカイブ装置では一つのデータファイルをその大きさに関係なくそれぞれ複数のデータに分割して複数枚の光ディスクに記録する。図4に、本実施形態のアーカイブ装置におけるデータ分割方式を示す。データファイルAは、図4(a)に示すように複数のブロックa1〜a16から構成されるものとする。図4(a)では、データファイルAは16ブロックからなっているが、小ブロックの大きさによってこれより多い場合もある。各ブロックは例えば1バイトの大きさであったり、8kバイトの大きさであったり、光ディスクからの読み出し単位と同じ大きさあるいはその倍数の大きさであったりする。
【0065】
このデータファイルAを複数に分割して複数枚の光ディスクに記録する場合の分割方式としては、図4(b)(c)に示すような2種類の方式が考えられる。図4(b)(c)は、データファイルAを4つに分割して4枚の光ディスクに記録する場合の例を示している。
【0066】
図4(b)は、データファイルAを連続したブロックが1枚の光ディスクに記録されるように分割する方式である。すなわち、データファイルAを4つに分割した単位をデータA1,A2,A3,A4とすると、データA1,A2,A3,A4はそれぞれ時間的に連続した複数のブロック(この場合、4ブロック)a1〜a4,a5〜a8,a9〜a12,a13〜a16からなる。この方式によると、データファイルの読み出しに1台の光ディスク駆動装置しか使えない場合、4枚の光ディスクから順番に読み出しを行うことにより、データファイルAを構成する全データA1,A2,A3,A4を順次読み出すことができる。データファイルの読み出しに4台の光ディスク駆動装置が使える場合は、4倍の速さで全データA1,A2,A3,A4を読み出すことができるが、それぞれの光ディスク駆動装置は時間的に離れた4つの異なるブロックを読み出しているので、読み出した後で結合する必要がある。
【0067】
図4(c)は、時間的に連続するブロックは異なる光ディスクに記録されるように分割する方式である。すなわち、データファイルAを4つに分割したデータA1,A2,A3,A4は、それぞれ3ブロックおきの4ブロックからなっており、例えばA1はa1,a5,a9,a13の4ブロックからなる。この方式では、データファイルの読み出しに1台の光ディスク駆動装置しか使えない場合、データを順次読み出すためには、1ブロックのデータを読み出す毎に読み出し対象の光ディスクを入れ替えて次のブロックのデータを読み出さなければならないので、光ディスクの入れ替えが頻繁に発生して効率が悪くなる。データファイルを順次読み出す必要がなければ、1枚の光ディスクから4つの異なるブロックを読み出した後に結合することにより、頻繁に光ディスクの入れ替えを行う必要はなくなる。4台の光ディスク駆動装置を使用できる場合、この図4(c)の方式では連続する4ブロックのデータを4台の光ディスク駆動装置で同時に読み出すことができるため、図4(b)の方式よりも4倍速く連続するブロックのデータを読み出すことができる。但し、データファイル全体を読み出すのに必要な時間は図4(b)の方式と同じである。
【0068】
このようにして一つのデータファイルを4分割してなるデータは、図5(a)(b)(c)(d)に示されるように、図1の多数の光ディスク1のうちの4枚の光ディスクD1,D2,D3,D4に記録される。すなわち、データファイルAは4つのデータA1〜A4に分割されて光ディスクD1〜D4に記録され、データファイルBも同様に4つのデータB1〜B4に分割されて光ディスクD1〜D4に記録される。
【0069】
ところで、このように一つのデータファイルを分割して複数枚の光ディスクに記録する場合、いずれか1枚でも光ディスクが壊れると、データファイル全体を正しく読み出すことができなくなる。これは、従来のように1枚の光ディスクに一つのデータファイルの全データを記録した場合でも同様である。このような障害に対処するため、従来では前述のように同じデータファイルを記録した予備の光ディスクを用意する方法がとられていたが、こうすると記録コストが最低でも2倍以上になってしまい、予備の光ディスクの保管スペースもこれに相応して増えてしまうという問題があった。
【0070】
このような問題を解決するため、本実施形態のアーカイブ装置では、各データファイルを上述のように複数枚の光ディスクに分割して記録するとともに、各光ディスクに記録されたデータの対応するビット間のパリティ(排他的論理和)を計算し、図5(e)に示されるように、それらのパリティpA,pBをデータが記録された光ディスクD1,D2,D3,D4とは別の光ディスクD5に記録しておく。このようにすると、データファイルを構成する複数のデータがそれぞれ記録された光ディスクD1,D2,D3,D4のいずれかが壊れた場合でも、残りの光ディスク上に記録されているデータと光ディスクD5に記録されているパリティからパリティ計算を行うことで、壊れた光ディスクに記録されていたデータを復元することが可能になる。この場合、図5に示されるように例えば一つのデータファイルを4つに分割して4枚の光ディスクD1,D2,D3,D4に記録すれば、パリティ記録用の1枚の光ディスクD5を追加するのみで、すなわち25%の記録コストの増加で耐障害性を実現することができる。
【0071】
また、本実施形態では図5に示したように、データ記録用の光ディスクD1,D2,D3,D4には複数(この例では2つ)のデータファイルA,Bをそれぞれ複数(この例では4つ)に分割したデータが記録されている。すなわち、データファイルAはA1,A2,A3,A4の4つのデータに、またデータファイルBはB1,B2,B3,B4の4つのデータにそれぞれ分割されて光ディスクD1,D2,D3,D4に記録されている。
【0072】
このとき、データファイルA,Bの先頭部分のデータA1,B1、つまり先頭のブロックa1,b1を含むデータを異なる光ディスクD1,D3に記録しておくようにする。このようにデータファイルA,Bを先頭部分のデータが異なる光ディスク上に記録されるように記録すると、データファイルAとデータファイルBの読み出し要求が同時に発生した場合でも、光ディスクD1からデータファイルAの先頭部分のブロックを含むデータA1を読み出しながら、光ディスクD3からデータファイルBの先頭部分のブロックを含むデータを読み出すことができる。データA1とデータB1が同じ光ディスクに記録されている場合は、データファイルAの読み出しとデータファイルBの読み出しを同時には行うことができず、順次に読み出さなくてはならない。これに対し、データファイルA,Bの最初のブロックを含むデータA1,B1を異なる光ディスクD1,D3に記録しておくと、これらの同時読み出しが可能となるため、読み出し時間を1/2に短縮することができる。
【0073】
次に、制御用計算機5について説明する。
【0074】
図1において、制御用計算機5は主計算機からの読み出し要求に従って、複数の光ディスク駆動装置4から少なくとも一つの光ディスク駆動装置を選択すると共に、複数の光ディスク1から少なくとも一つの光ディスクを選択して、選択されたデータを読み出す制御を行う。すなわち、光ディスク駆動装置4のうちのどの光ディスク駆動装置を用いて光ディスク1のうちのどの光ディスクからデータを読み出すかをスケジューリングする。この場合、後述するように複数のデータファイルについての主計算機からアーカイブ装置への読み出し要求の優先度や、アーカイブ装置から主計算機への必要とされる転送速度に応じて、各データファイルの読み出しに何台の光ディスク駆動装置を割り当てるかを決定する。
【0075】
例えば、優先度が高く、できる限り速く全データを読み出さなくてはならないデータファイルについては、制御用計算機5はそのデータファイルのデータが記録されている全ての光ディスクから同時にデータを読み出すことができるように多くの台数の光ディスク駆動装置を割り当てる。優先度の低い読み出し要求に対応したデータファイルについては、制御用計算機5は1台もしくは少数の光ディスク駆動装置を割り当てて、そのデータが記録されている光ディスクから順次データを読み出すようにする。他の優先度の高い読み出し要求によって全ての駆動装置が使われている場合は、駆動装置が空くのを待つ。なお、優先度の低い読み出し要求に対応したデータファイルについても、空いている光ディスク駆動装置があれば複数台の光ディスク駆動装置を割り当てることが望ましい。
【0076】
また、優先度の高い読み出し要求が発生したときに、空いている光ディスク駆動装置がない場合には、優先度のより低い読み出し要求に対応したデータファイルのデータを読み出している光ディスク駆動装置から、装着されている光ディスクを取り出し、代わりに優先度の高い読み出し要求の発生したデータファイルが記録されている光ディスクをその光ディスク駆動装置に装着して、データを読み出すようにする。
【0077】
さらに、読み出し要求の発生したデータファイルが記録されているデータ記録用の光ディスクD1〜D4のいずれかが壊れて、パリティ記録用の光ディスクD5からパリティを用いてデータを復元する必要がある場合には、壊れた光ディスク以外の全てのデータ記録用の光ディスクからデータを読み出すと共に、パリティ記録用の光ディスクD5からパリティを読み出すことができるように光ディスク駆動装置を割り当てることが望ましい。このような状況においては、壊れた光ディスクに記録されているデータを含むデータファイルに対する読み出し要求の優先度を上げて例えば最高の優先度とし、そのデータファイルのデータが記録されている光ディスクとパリティが記録されている光ディスクに光ディスク駆動装置を割り当てる。
【0078】
また、好ましい実施形態によれば、このようにパリティを用いて復元しながら読み出されたデータは、データファイルの読み出し要求発生元に転送されると同時に、空いている書き込み機能を有する光ディスク駆動装置によって、光磁気ディスクまたは相変化型光ディスクのような書き換え可能な光ディスク、または1回だけ書き込み可能ないわゆる追記型の光ディスクに書き込まれる。これによって、壊れた光ディスクの代替ディスクを作成することができる。この代替ディスクの作成は、読み出し要求のない空き時間を利用して行うこともできる。
【0079】
次に、制御用計算機5のより具体的な実施形態について説明する。ここでは、アーカイブ装置は光ディスク駆動装置4として10台の光ディスク駆動装置を有するものとする。また、アーカイブ装置が管理しているビデオファイルなどの各データファイルは、図5に示したように多数の光ディスク1のうちの4枚の光ディスクD1,D2,D3,D4に分割されて記録され、これら光ディスクD1,D2,D3,D4に記録されたデータの対応するビット間のパリティがもう1枚の光ディスクD5に記録されているものとする。
【0080】
図6は、制御用計算機5の構成を説明するための機能ブロック図である。同図に示されるように、読み出し要求判定/制御部21、コンテンツテーブル22、読み出し要求管理テーブル23、管理テーブル書き換え部24、ディスク状態監視部25、駆動装置状態監視部26、駆動装置制御部27およびロボット制御部28からなる。
【0081】
読み出し要求判定/制御部21は、主計算機または通信路から送られてくる読み出し要求を受け付け、それに基づいて後述する種々の制御を行う。コンテンツテーブル22は、光ディスク1に記録されているデータファイルの内容(コンテンツ)に関する情報をRAMや磁気ディスク装置のような記憶装置に格納したものである。読み出し要求管理テーブル23は、現在アーカイブ装置が読み出し要求を受けて読み出しを進めているビデオファイルのコンテンツに関する状態をRAMや磁気ディスク装置のような書き換え可能な記憶装置に格納したものである。これらコンテンツテーブル22および読み出し要求管理テーブル23については、後述する。
【0082】
管理テーブル書き換え部24は、読み出し要求判定/制御部21により制御されて読み出し要求管理テーブル23の内容を書き換えるものである。ディスク状態監視部25は、光ディスク1が壊れていないか否かの監視を行い、その結果を記録する部分であり、この監視は例えば光ディスク1からの再生信号が異常な状態となったか否かを判定することによって行うことができる。駆動装置状態監視部26は、光ディスク駆動装置4の空きか否かの稼動状態、つまり光ディスク1が装着されて読み出しまたは書き込みを行っているか否かを監視するものである。ロボット制御部27は、読み出し要求判定/制御部21により制御され、ロボット3による光ディスク駆動装置4への所定の光ディスク1の装着と所定の光ディスク駆動装置4からの光ディスク1の取り出しの制御を行う。駆動装置制御部28は、読み出し要求判定/制御部21により制御されて光ディスク駆動装置4の制御を行う。
【0083】
図7に、コンテンツテーブル22の一例を示す。このコンテンツテーブル22には、アーカイブ装置が管理・保管している全てのビデオファイルのコンテンツ名と、その各コンテンツ名のデータファイルおよびパリティが記録されている5枚の光ディスクD1〜D5に関する各種の情報が格納されている。ここで、光ディスクD1〜D5は多数の光ディスク1から選択された5枚である。
【0084】
光ディスクD1〜D5に関する情報とは、具体的には(1) 各光ディスクに付与されたディスク番号、(2) その光ディスク上に該当するコンテンツのデータファイルのデータが何番めのブロックから記録されているかを示す開始ブロック番号、(3) その光ディスクに記録されている該当するコンテンツのデータファイル長さをブロック数で表したものの3種類であり、これらがコンテンツ名に対応して記録されている。ここで、ブロックは光ディスクからの読み出しの単位であり、例えばデータファイルAについていえば、図4で示したブロックa1〜a16である。
【0085】
さらに具体的には、図7はデータファイルが映画のビデオファイルの場合の例であり、例えば映画Aのビデオファイルはディスク番号10〜13の光ディスク上の第100ブロックから50ブロックの領域に記録されており、そのパリティはディスク番号14の光ディスク上の第100ブロックから50ブロックの領域に記録されていることを示している。
【0086】
また、例えば、映画Aのビデオファイルがブロックa1〜a200から構成され、図4(c)に示すようなデータ分割方式で記録されている場合、ディスク番号10の光ディスクにはa1,a5,a9,a13,…が、ディスク番号11の光ディスクにはa2,a6,a10,a14,…が、ディスク番号12の光ディスクにはa3,a7,a11,a15,…が、ディスク番号13の光ディスクにはa4,a8,a12,a16,…が記録されていることになる。同様に、映画Bのビデオファイルがブロックb1〜b200から構成され、図4(c)に示すようなデータ分割方式で記録されている場合、ディスク番号25の光ディスクにはb1,b5,b9,b13,…が、ディスク番号16の光ディスクにはb2,b6,b10,b14,…が、ディスク番号17の光ディスクにはb3,b7,b11,b15,…が、ディスク番号18の光ディスクにはb4,b8,b12,b16,…が記録されていることになる。
【0087】
図8に、読み出し要求管理テーブル23の一例を示す。この読み出し要求管理テーブル23には、(1) 読み出しを行っているビデオファイルのコンテンツ名、(2) そのコンテンツ名のデータファイルに対する読み出し要求の優先度、(3) 該当するコンテンツのビデオファイルとそのパリティが記録されている5枚の光ディスクD1〜D5についての次に読み出すべきブロックの番号とが記録される。例えば、映画Bに対応する光ディスクD1〜D5のうちのディスクD1から次に読み出すべきブロックは、第220ブロックであることを表わしている。また、映画Dに対応する光ディスクD1〜D5のうちのディスクD5から次に読み出すべきブロックは第−1ブロックとなっているが、これはディスクD5に記録されている情報はパリティなので、読み出す必要のないことを表わしている。
【0088】
読み出し要求管理テーブル23に記録される優先度は、値が小さいほど優先度が高いことを示す。この優先度は、アーカイブ装置に読み出し要求を行う側(例えば、主計算機)が明示的に与える方法でもよい。また、読み出し要求を受け取ったアーカイブ装置側で、例えば読み出したいコンテンツのビデオファイルおよびそのパリティが記録されている5枚の光ディスクD1〜D5のうち、パリティが記録されている光ディスクD5以外の1枚の光ディスクが壊れている場合は、その壊れている光ディスクにビデオファイルの一部が記録されているコンテンツのビデオファイルに対する読み出し要求の優先度を最高の1に設定し、それ以外のビデオファイルに対する読み出し要求の優先度を2に設定する方法も可能である。さらに、優先度を与える方法として、以上に述べた2つの方式を併用し、基本的に読み出し要求を出す側が優先度を指定するが、壊れた光ディスクがある場合には、指定された優先度に関係なく、壊れたその優先度を最高にする実施法も可能である。
【0089】
図8の読み出し要求管理テーブル23について、さらに詳しく説明する。まず映画Bについて着目すると、映画Bのビデオファイルが記録された光ディスクD1〜D4のうちディスクD3が壊れているため、ディスクD5に記録されているパリティを用いてディスクD3に記録されていたデータを復元しながら最高の優先度で読み出しを行っており、現在光ディスクD1,D2,D4,D5のいずれからも第220ブロックが読み出されている状態を示している。すなわち、映画Bのビデオファイルに対する読み出し要求は優先度が最高の1に設定されているため、4台の光ディスク駆動装置を使って光ディスクD1,D2,D4,D5からの読み出しが進められている。
【0090】
映画Dのビデオファイルに対する読み出し要求は優先度が2であり、4台の光ディスク駆動装置を用いて光ディスクD1,D2,D3,D4のいずれからも第50ブロックが読み出されている状態を示している。
【0091】
映画Eのビデオファイルに対する読み出し要求は優先度が3であるので、10台の光ディスク駆動装置4のうちの残りの2台の光ディスク駆動装置を用いて光ディスクD1とD2からそれぞれ第10ブロックが読み出される状態まで進んだところで、より優先度の高い映画Aのビデオファイルに対する読み出し要求が発生したため、待機状態となっている。映画Aのビデオファイルに対する読み出し要求に関しては、映画Eのビデオファイルの読み出しを中断することにより空いた2台の光ディスク駆動装置を用いて光ディスクD1,D2から第130ブロックが読み出される状態まで進んでいる。
【0092】
次に、制御用計算機5の処理手順の具体例を図9〜図10に示すフローチャートを用いて説明する。
【0093】
新しいコンテンツのビデオファイルに対する読み出し要求が例えば主計算機から発生すると、読み出し要求判定/制御部21はこの読み出し要求を受け付ける(ステップS0)。このとき、読み出し要求判定/制御部21はコンテンツテーブル22を参照して読み出し要求のあったコンテンツのビデオファイルが記録されている光ディスクの番号を調べ、読み出し要求管理テーブル23にそれらの光ディスクの何番目のブロックから読み出しを開始するかを設定する。さらに、読み出し要求判定/制御部21はディスク状態監視部25を介して、それらの光ディスクが壊れていないか否かを調べ(ステップS1)、壊れている場合は該当する読み出し要求の優先度が最高の1となるように、管理テーブル書き換え部24を介して読み出し要求管理テーブルの優先度を書き換える(ステップS2)。
【0094】
次に、読み出し要求判定/制御部21は光ディスク1からのビデオファイルの読み出しに必要な光ディスク駆動装置4が必要な台数(ここでは4台)空いているか否かを駆動装置状態監視部26を介して調べ(ステップS3)、光ディスク駆動装置4が4台空いていない場合には新しい読み出し要求よりも低い優先度を持つ読み出し要求で、かつ現在光ディスク駆動装置4を使用しているものがあれば、その低い優先度の読み出し要求を待機状態にする(ステップS4)。
【0095】
次に、読み出し要求判定/制御部21はロボット制御部27を介してロボット3を制御して、低い優先度の読み出し要求のコンテンツのビデオファイルを読み出していた光ディスク駆動装置から光ディスクを取り出し、その光ディスク駆動装置を空きの状態とする(ステップS5)。次いで、読み出し要求判定/制御部21は駆動装置状態監視部26を介して空いている光ディスク駆動装置があるか否かを調べ(ステップS6)、空いている光ディスク駆動装置がなければ光ディスク駆動装置が空くまで待機する(ステップS7)。
【0096】
読み出し要求判定/制御部21は、ステップS6において空いている光ディスク駆動装置がある場合は、ロボット制御部27および駆動装置制御部28を介してロボット3を制御し、ステップS0で受け付けた新しい読み出し要求に対応したコンテンツのビデオファイルが記録されている光ディスクをその光ディスク駆動装置に装着させ、この光ディスク駆動装置を駆動装置制御部28を介して制御することにより、この光ディスクに記録されているビデオファイルのデータの読み出しを行わせ、読み出されたデータを読み出し要求発生元である例えば主計算機へ送出する(ステップS8)。このとき、読み出されたデータに必要に応じて何番めのブロックのデータかを示す情報を付与して送り出すことが望ましい。
【0097】
読み出し要求判定/制御部21は、ステップS0で受け付けた新しい読み出し要求に対応したコンテンツのビデオファイルのデータが全て読み出されるまでステップS8の処理を行い、ステップS9で全ての読み出しが終了したと判断されると、それまで使用していた光ディスク駆動装置を解放し、ロボット制御部27を介してロボット3を制御して、その光ディスク駆動装置から光ディスクを取り出す(ステップS10)。そして、読み出し要求管理テーブル23を参照して待機中の読み出し要求があるか否かを調べ(ステップS11)、待機中の読み出し要求があればそれを再開する。すなわち、ロボット制御部28を介してロボット3を制御することにより、待機中の読み出し要求に対応したコンテンツのビデオファイルのデータが記録されている光ディスクをステップS10で解放された光ディスク駆動装置に装着し、さらに駆動装置制御部28を介してその光ディスク駆動装置を制御することにより、この光ディスクに記録されているビデオファイルのデータを読み出す(ステップS12)。
【0098】
また、待機中ではないが4台未満の光ディスク駆動装置しか読み出しに使用していない読み出し要求があれば、その読み出し要求に対してステップS10で解放された光ディスク駆動装置を割り当てる(ステップS13)。この時、ステップS12において読み出しを再開する読み出し要求や、ステップS13においてステップS10で解放された光ディスク駆動装置を割り当てる読み出し要求は、より優先度の高い読み出し要求を優先して選択するようにする。
【0099】
次に、本実施形態のアーカイブ装置のより好ましい利用形態について述べる。アーカイブ装置の利用方法としては、図2または図3に示したように通常は主計算機12の補助記憶装置として用いられている磁気ディスク装置13に記録されているデータファイルを用いてクライアント端末15に対しサービスを行い、磁気ディスク装置13に記録されていないデータファイルが必要になったとき、アーカイブ装置11からそのデータファイルを読み出して磁気ディスク装置13に転送する方法が多くとられる。また、この場合には一つのビデオファイルのデータを複数の磁気ディスク装置に分割して記録するストライピング方式をとることで、磁気ディスク装置13からのデータの読み出し/書き込みの転送速度を上げる手法が多くとられる。
【0100】
さらに、単にストライピングを行うだけでなく、複数の磁気ディスク装置に分割して記録されたデータのパリティ(排他的論理和)を計算し、それらのパリティを別の新たな磁気ディスク装置に記録することによって、磁気ディスク装置に障害が発生した場合にパリティを計算することで、その磁気ディスク装置に記録されていたデータを復元する、いわゆるRAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)構成を用いることも有効である。
【0101】
このようなRAID構成において、壊れた磁気ディスク装置の記録内容を復旧する場合、従来では壊れていない磁気ディスク装置の記録内容のパリティを計算して別の磁気ディスク装置に書き込むという手順を用いていた。しかし、この方式では、壊れていない磁気ディスク装置からデータを読み出す必要があるため、その間は他の要求のために磁気ディスク装置から読み出しを行うことができず、サービスできる要求量が低下するという問題点があった。
【0102】
このような問題点を解決するため、本実施形態では壊れた磁気ディスク装置の記録内容を復元するときは、その磁気ディスク装置に記録すべきデータをアーカイブ装置から読み出して書き込む方法をとる。これにより、他の壊れていない磁気ディスク装置に負荷をかけずにデータの復元を行うことができる。また、この方法は磁気ディスク装置をRAID構成で使う場合でなく、単にストライピングのみを用いている場合においても採用することが可能である。
【0103】
例えば、図11に示すようにデータファイルAを分割したデータA1がa1〜a16のブロックからなっており、これらのブロックa1〜a16が同図(a)に示されるように光ディスクD1〜D4に分割されて記録されている場合、磁気ディスク装置M1〜M4にも同図(b)に示されるように光ディスクD1〜D4の記録内容と同じ内容を記録しておく。また、光ディスクD5および磁気ディスク装置M5には、光ディスクD1〜D4および磁気ディスク装置M1〜M4に記録され ているデータについてのパリティp1〜p4が記録されている。
【0104】
ここで、例えば磁気ディスク装置M3が故障して新たな磁気ディスク装置に取り替える場合には、磁気ディスク装置M3に記録されていた内容を光ディスクD3から読み出して新たな磁気ディスク装置に書き込むようにする。このように、光ディスク上のデータの分割方式と磁気ディスク装置上のデータの分割方式を合わせておくことで、磁気ディスク装置の故障時にもその故障した磁気ディスク装置に記録されていたデータを簡単に復元することが可能となる。
【0105】
さらに、図12に示すように1台の磁気ディスク装置に記録されるデータが複数の光ディスクに存在するように記録する方式を用いることも可能である。すなわち、光ディスクD1〜D4には同図(a)に示されるように、例えばデータファイルAを分割したデータA1を構成するa1〜a16のブロックが連続する4ブロックずつに分割されて記録されている。これに対し、磁気ディスク装置M1〜M4には同図(b)に示されるように、光ディスクD1〜D4に4ブロックずつ記録されたデータをブロック単位で分割したものが記録されており、例えば磁気ディスク装置M1には光ディスクD1〜D4にそれぞれ記録されたブロックa1,a5,a9,a13が記録されている。また、光ディスクD5および磁気ディスク装置M5には、光ディスクD1〜D4および磁気ディスク装置M1〜M4に記録されているデータについてのパリティp1〜p4およびq1〜q4がそれぞれ記録されている。
【0106】
この図12の方式によると、例えば磁気ディスク装置M3が故障した場合、磁気ディスク装置M3の記録内容は光ディスクD1〜D4から読み出したデータとパリティを用いて復元することになる。一般に光ディスク駆動装置のデータ転送速度は磁気ディスク装置のデータ転送速度よりも遅いので、この記録方式を用いると、データ復元時に複数台の光ディスク駆動装置が利用できる場合は、図11の記録方式よりも高速に復元を行うことが可能となる。
【0107】
以上では、データファイルを複数のリムーバブル記憶媒体に分割して記録したものを利用する実施形態について述べてきたが、以下では、同一データファイルを持つ複数のリムーバブル記録媒体を利用する実施形態について述べる。
【0108】
図13は、本発明の一実施形態に係るアーカイブ装置の概略構成を示す図である。図13に示されるように本実施形態のアーカイブ装置は、概略的には図1と同様の構成である。すなわち、本アーカイブ装置は複数個の駆動装置104を持っており、各駆動装置104はリムーバブルな記録媒体(ここでは光ディスクとする)を装着してデータを読み出すことができる。読み出したいデータファイルが記録された光ディスク101を駆動装置104に装着する方法としては、図13のように専用の光ディスク着脱ロボット装置103によってディスク収容棚102から必要な光ディスク101を取り出して空いている駆動装置104に装着する方法をとることができる。また、人間が必要な光ディスク101を手で装着する方法も実施可能である。
【0109】
制御部105は、概略的には、ロボット103および駆動装置104の制御を行い、また駆動装置104によって光ディスクから読み出されたデータの転送などを行う。すなわち、制御部105は、どのデータがどの光ディスクに記録されているかを管理しており(あるいは知ることができ)、データファイルサーバ等のデータ要求元からのデータファイルの要求を受けると、要求されたデータファイルが記録されている光ディスク101を駆動装置104に装着するよう制御を行う。このとき、必要なデータファイルが記録されている同じ光ディスク101が複数枚あれば、1台以上の駆動装置104に同じ光ディスク101を装着する。その後、同じ光ディスク101を装着した1台以上の駆動装置104から並列にデータファイルの異なる部分の読み出しを開始し、読み出されたデータファイルをデータ要求元に送り出す。
【0110】
何台の駆動装置104に同じ光ディスク101を装着するかは、さまざまな判断方法で決定できる。同じ光ディスク101が十分な枚数あれば、すべての駆動装置104を用いることができる。既に他のデータファイルの読み出しに駆動装置104を使用している場合は、残りの駆動装置104を用いることもできるし、他のデータファイルの読み出しに使用している駆動装置104のいくつかを取り上げて用いることもできる。このとき、データファイルの要求に優先度をつけ、優先度の高いデータファイルに多くの駆動装置104を割り当てることで、優先度の高いデータファイルの読み出し時間を短縮することもできる。
【0111】
ここで、制御部105の構成と動作についてより詳しく説明する。
【0112】
図14に、本アーカイブ装置の制御部105の内部構成例を示す。図15は、図14に示す制御部105の動作の流れを示すフローチャートである。
【0113】
データ要求元からのデータアクセス要求を受けると(ステップS21)、駆動装置割当て部121は、どの駆動装置104を使ってデータを読み出すかを決める。このとき、駆動装置管理テーブル123と媒体テーブル122の2つのテーブルに記録した情報を用いる。駆動装置管理テーブル123は、アーカイブ装置の持つ各駆動装置104に対して、どの駆動装置104が使用中か、使用中の場合はどの媒体101をアクセスしているかを記録している。媒体テーブル122は、どのデータを記録している媒体が何枚あって、それぞれ媒体を保管する棚102のどこに保管しているかを記憶している。
【0114】
駆動装置割当て部121は、まず、駆動装置管理テーブル123を参照することによって、どの駆動装置104が空いているかを調べる(ステップS22)。ここで、現在使用してない空いている駆動装置104がなければ、他のデータアクセス要求のために使っている駆動装置104で、このデータアクセスで使用するために取り上げられるものがあるかどうかを調べる(ステップS23)。同時に複数台の駆動装置104を使用してデータをアクセスしている場合、そのうちの何台かをとりあげても構わない。このとき、データアクセス要求に対して優先度を設定している場合、優先度の高いデータアクセス要求はより優先度の低いデータアクセス要求が使用している駆動装置104を取り上げる(ステップS24)。取り上げることができる駆動装置104がない場合は、駆動装置104が空くまで待つ(ステップS25)。
【0115】
次に、媒体テーブル122を参照することによって、要求されたデータを記録している媒体が何枚あるかを調べる(ステップS26)。調べた枚数をmとする。複数枚の媒体があればそれらを複数台の駆動装置104で並列に読み出すことで、高速なデータ読み出しが可能になる。
【0116】
次に、駆動管理テーブル123を参照して、空いている駆動装置104の数を調べ、その台数をnとする(ステップS27)。
【0117】
次に、ロボット制御部127がロボット103に命令を出して、min(m,n)台の駆動装置104にデータを記録している媒体を装着する(ステップS28)。その後、読み出し制御部128は、割り当てたmin(m,n)台の駆動装置104を並列に動作させて、要求のあったデータを並列に読み出し、データ要求元に送る。
【0118】
上記の実施形態において、データを記録している媒体の駆動装置104への装着(ステップS28)は、オペレータが行うような方法も実施可能である。この場合、図14の装着ロボット制御部127は不要である。
【0119】
また、媒体の読み出しに用いる駆動装置104の数、および同時に装着する同じデータを持つ媒体の数は、上記の実施形態のようにテーブルを管理して自動的に決定する方式の他に、オペレータが介在して決める方式や、データ要求元が指定する方式も実施可能である。
【0120】
また、データの入っている媒体の場所あるいはそれを識別するための情報は、上記のようにコンテンツテーブルに記録する方式のほかに、オフラインで管理する方式や、データ要求元が指定する方法も実施可能である。
【0121】
次に、図16、図17、図18を参照しながら、本実施形態についてより具体的に説明する。
【0122】
まず、リムーバブル記録媒体に記録するデータファイルが、図16に示すような構造を持つものとする。すなわち、図16に示すように、1つのデータファイルを、A,B,C,Dの4つのブロックに分けることができるとする。このデータファイルは、1本のデジタル化されたビデオデータあるいは静止画や音声データであったり、テキストファイルであったりする。
【0123】
このデータファイルは、例えば図17のようにA,B,C,Dのブロックの順に光ディスク101上に記録されている。
【0124】
この光ディスク101を従来のアーカイブ装置で読み出した場合の動作を示したのが図18(a)である。すなわち、データファイルを構成するA,B,C,Dの4ブロックは1台の駆動装置によって順に読み出されてくる。
【0125】
一方、本実施形態のアーカイブ装置で読み出した場合の動作を示したのが図18(b)である。本アーカイブ装置では、図17のようなデータファイルを記録した光ディスク101を複数枚用意しておく。読み出し要求がくると、複数枚の同じ光ディスク101を複数台の駆動装置104に装着する。ここでは、4台の駆動装置104が使える場合を示している。4台の駆動装置#1〜駆動装置#4に装着された図17の光ディスク101から、駆動装置#1はブロックAを、駆動装置#2はブロックBを、駆動装置#3はブロックCを、駆動装置#4はブロックDをそれぞれ並列に読み出す。その結果、図18(b)に示すように、従来よりも短時間にすべてのデータファイルを読み出すことができる。駆動装置104の台数を増やせば、さらに短い時間でデータファイルを読み出すことができる。
【0126】
上述したようなアーカイブ装置は、例えばクライアント端末(ユーザ端末あるいは計算機等)からのデータファイルの読み出し要求を処理するデータファイルサーバ等の補助記憶装置として用いられる。図2および図3で既に説明したように、アーカイブ装置は専用のインタフェースあるいは通信路を介してデータファイルサーバ等に接続される。また、複数のデータファイルサーバ等が通信路を介して同一のアーカイブ装置を共有することも可能である。
【0127】
以下では、本発明を適用したデータファイルサーバについて説明する。
【0128】
図19に、本発明をデータファイルサーバに適用した場合の一実施形態を示す。図19に示すようにデータファイルサーバ112は、データファイルを記憶するための複数台の記憶装置113を持つ。この記憶装置113には、例えば磁気ディスク装置を用いることができる。図19のデータファイルサーバ112は、例えば、図13のアーカイブ装置の制御部5を内蔵することにより実現する。
【0129】
本データファイルサーバ112は、ネットワーク等を介してユーザの端末装置等からのデータファイルの要求がくると、必要なデータファイルが記憶装置113中にある場合は、それを読み出してユーザへ送り出す。必要なデータが記憶装置113中になく、光ディスク等のリムーバブル記録媒体に記録されている場合は、データファイルサーバ112に接続されている複数台の駆動装置104を用いて、図13のアーカイブ装置と同様に、必要なデータファイルの記録された複数枚の同じ光ディスクから同時に異なる部分を読み出して記憶装置113に転送する。この結果、図13のアーカイブ装置と同様に、短時間でデータファイルを読み出すことができる。同時に使う駆動装置104の数は、図13のアーカイブ装置と同様に、データファイル要求の優先度によって変更することも可能である。
【0130】
次に、図20に、本発明を適用したデータファイルサーバの他の実施形態を示す。図20のデータファイルサーバ212は、例えば、図13のアーカイブ装置の制御部5を内蔵することにより実現する。本データファイルサーバ212では、データファイルを記憶する磁気ディスク等の記憶装置113は複数の記憶装置グループ117に分けられ、それぞれの記憶装置グループは1つの専用のデータ転送路116でデータファイルサーバ121と接続される。各データ転送路116には、リムーバブル記録媒体からデータファイルを読み出すための駆動装置104がそれぞれ専用に接続されている。このような構成を採ることにより、あるリムーバブル記録媒体に記録されているデータファイルをある記憶装置113に転送したい場合、そのリムーバブル記録媒体を、転送したい記憶装置113と同じデータ転送路116に接続されている駆動装置104を使って読み出すことにより、他のデータ転送路に対して負荷の増大等の影響を与ることなくデータファイルの転送を実現することができる。
【0131】
さらに、本データファイルサーバ212では、リムーバブル記録媒体に記録されているデータファイルの内容を複数の記憶装置104へ転送する必要がある場合、同一データファイルを持つ複数のリムーバブル記録媒体を、各々の記憶装置113と同一のデータ転送路116に接続された駆動装置104に装着し、必要なデータファイルを読み出す制御を行うことによって、並列にデータファイルを読み出して記憶装置113に転送することができるので、短時間でデータファイルを転送することができる。
【0132】
例えば、データファイルを複数の記憶装置113に分割して記録するストライピング方式をとることで記憶装置113からの読み出し転送速度を上げている場合には、記憶装置113にデータを書き込む際には同一データファイルの異なる部分がそれぞれの記憶装置113に書き込まれる。この際に、同一データファイルが格納された複数のリムーバブル記録媒体を、各々の記憶装置113と同一のデータ転送路116に接続された駆動装置104に装着し、同一データファイルの異なる部分を同時に読み出すことで、短い時間でデータファイルを転送することができる。
【0133】
本データファイルサーバ212の動作を、図21、図22により説明する。ここでは、図22で示すように、データファイルサーバ212は4つの記憶装置グループ#1〜#4とそれがつながる4つのデータ転送路#1〜#4を持つものとする。また、各記憶装置グループ#1〜#4はそれぞれ2つの記憶装置(それぞれ、#1と#5、#2と#6、#3と#7、#4と#8とする)を持つものとする。各データ転送路#1〜#4にはリムーバブル記録媒体からデータファイルを読み込むための駆動装置#1〜#4が接続されている。
【0134】
このような構成のデータファイルサーバ212において、図21に示すようなデータファイルをリムーバブル記録媒体から記憶装置113に転送する場合の動作を説明する。記憶装置113にストライピングを行って記憶したいデータファイルが、図21のようにA,B,C,D,E,F,G,Hの8つのブロックに分けられるものとする。このデータファイルはストライピングを行って、ブロックAは記憶装置#1に、ブロックBは記憶装置#2に、ブロックCは記憶装置#3に、ブロックDは記憶装置#4に、ブロックEは記憶装置#5に、ブロックFは記憶装置#6に、ブロックGは記憶装置#7に、ブロックHは記憶装置#8に、それぞれ記憶する。
【0135】
そのためにはまず、図21のデータファイルを記録したリムーバブル記媒体を4枚用意し、それぞれを各データ転送路#1〜#4に接続された駆動装置#1〜#4に装着する。その後、駆動装置#1はブロックAとEを読み出して、それぞれ記憶装置#1と記憶装置#5に転送する。駆動装置#2はブロックBとFを読み出して、それぞれ記憶装置#2と記憶装置#6に転送する。駆動装置#3はブロックCとGを読み出して、それぞれ記憶装置#3と記憶装置#7に転送する。駆動装置#4はブロックDとHを読み出して、それぞれ記憶装置#4と記憶装置#8に転送する。
【0136】
この例で示したように、リムーバブル記録媒体から駆動装置104によって読み出されたデータファイルを記憶装置113に転送する際、各駆動装置104と記憶装置113は専用の独立したデータ転送路116に接続されているため、各データ転送路116内のローカルなデータ転送しか発生しない。そのため、データ転送路116や駆動装置104を効率よく使用することができ、並列に短時間でデータファイルの転送を行うことができる。同一のデータ転送路116に接続された駆動装置104と記憶装置113の間でデータファイルを転送する場合は、駆動装置104からデータファイルサーバ212の持つメモリ(図示せず)に一旦転送して、それを記憶装置113に転送するような実施方法も可能である。
【0137】
ところで、ストライピングを行って、データファイルを複数の記憶装置に分割して記憶するデータファイルサーバにおいて、複数の記憶装置に記憶したデータのパリティを別の記憶装置に記憶することで、記憶装置の故障時にもパリティを元に記憶内容を復元できるようにすることが多い。これは、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks )として広く知られている手法である。本発明は、そのような場合にも適用できる。この場合のデータファイルサーバの一実施形態を図23によって説明する。
【0138】
図23のデータファイルサーバ212は、5つの記憶装置グループ#1〜#5と、それがつながる5つのデータ転送路#1〜#5を持つ。各記憶装置グループ#1〜#5はそれぞれ2つの記憶装置(それぞれ、#1と#6、#2と#7、#3と#8、#4と#9、#5と#10とする)を持つ。また、各データ転送路#1〜#5にはリムーバブル記録媒体からデータファイルを読み込むための駆動装置#1〜#5が接続されている。
【0139】
このような構成のデータファイルサーバ212において、図21に示すようなデータファイルをリムーバブル記録媒体から記憶装置113に転送する場合の動作を説明する。記憶装置にストライピングを行って記憶したいデータファイルが、図21のようにA,B,C,D,E,F,G,Hの8つのブロックに分けられるものとする。このデータファイルはストライピングを行って、ブロックAは記憶装置#1に、ブロックBは記憶装置#2に、ブロックCは記憶装置#3に、ブロックDは記憶装置#4に、ブロックEは記憶装置#6に、ブロックFは記憶装置7に、ブロックGは記憶装置#8に、ブロックHは記憶装置#9に、それぞれ記憶する。また、ブロックAとBとCとDのパリティすなわち排他的論理和を計算して記憶装置#5に、ブロックEとFとGとHのパリティを記憶装置#10に、それぞれ記憶する。
【0140】
そのためにはまず、図21のデータファイルを記録したリムーバブル記媒体を5枚用意し、それぞれを各データ転送路#1〜#5に接続された駆動装置#1〜#5に装着する。その後、駆動装置#1はブロックAとEを読み出して、それぞれ記憶装置#1と記憶装置#6に転送する。駆動装置#2はブロックBとFを読み出して、それぞれ記憶装置#2と記憶装置#7に転送する。駆動装置#3はブロックCとGを読み出して、それぞれ記憶装置#3と記憶装置#8に転送する。駆動装置#4はブロックDとHを読み出して、それぞれ記憶装置#4と記憶装置#9に転送する。駆動装置#5はブロックA〜Hを読み出して、ブロックAとBとCとDのパリティを記憶装置#5に、ブロックEとFとGとHのパリティを記憶装置#10に転送する。
【0141】
この例では、駆動装置#5はパリティを計算するためにデータファイルの内容をすべて読み出す必要がある。そのため、データファイルの転送に際して、駆動装置#1,2,3,4に比べて長い時間を必要とする。この問題を解決するには、いくつかの方法がある。
【0142】
第1の方法は、パリティを記憶する記憶装置は1つの記憶装置グループ(この例では記憶装置グループ#5)に固定せずに、複数の記憶装置グループに分散させる方式である。これはRAID5として広く知られている方式と同様である。例えば、図23の例で、ブロックAは記憶装置#1に、ブロックBは記憶装置#2に、ブロックCは記憶装置#3に、ブロックDは記憶装置#4に、ブロックEは記憶装置#6に、ブロックFは記憶装置#7に、ブロックGは記憶装置#8に、ブロックHは記憶装置#10に、ブロックAとBとCとDのパリティは記憶装置#5に、ブロックEとFとGとHのパリティは記憶装置#9に、それぞれ記憶することにより、パリティは記憶装置グループ#4と記憶装置グループ#5に分散され、パリティの計算に必要なデータファイルの読み出し量を減らすことができる。
【0143】
この例では、パリティを2つの記憶装置グループに分散したが、実際はデータファイルをさらに多くのブロックに分割することで、パリティも各記憶装置グループに一様に分散させることができる。
【0144】
第2の方法は、パリティを計算するのに必要なデータをデータファイルサーバ212内で集める方式である。例えば、データファイルのブロックA,B,C,Dのパリティを記憶装置#5に記憶させるものとする。このとき、ブロックAは駆動装置#1から読み出して記憶装置#1に転送される。このデータをデータファイルサーバ212内に記憶する。同様に、ブロックB,C,Dもそれぞれ駆動装置#2,3,4から読み出されて記憶装置#2,3,4に転送されるので、それらのデータをデータファイルサーバ212内に記憶する。その後、データファイルサーバ212内に記憶したブロックA,B,C,Dのパリティを計算して記憶装置#5に転送する。この方式では、パリティ生成のためだけにデータファイルを読む必要がなくなるので、パリティ計算の時間を無視すれば、図22で説明したような、パリティを生成しない単純なストライピングと同じ時間でデータファイルの転送ができる。パリティ生成はデータファイルサーバ212内でソフトウェアで実現することもできるし、データファイルサーバ212内に専用のハードウェアを持つことで高速に実行することも可能である。
【0145】
次に、図24に、本発明を適用したデータファイルサーバのさらに他の実施形態を示す。本実施形態は、図20に示すようなデータファイルサーバに対して、各データ転送路116に複数台の駆動装置104を接続したものである。このような構成を採ることによって、同じデータ転送路116に接続されている複数の駆動装置104に同じデータファイルを記録したリムーバブル記録媒体を装着して並列に読み出すことで、駆動装置104が1台の場合よりもさらに短い時間でデータファイルの読み出しを行うことができる。
【0146】
次に、図25に、本発明を適用したデータファイルサーバのさらに他の実施形態を示す。図25に示すように、例えば図20の構成のデータファイルサーバの駆動装置104の代わりにアーカイブ装置120をつなぐこともできる。このアーカイブ装置は既存のものでも、図13に示したような本発明を適用したものでも構わない。この構成では、データファイルサーバはアーカイブ装置100をリムーバブル記録媒体を読み出す装置として利用するものであり、全体の動作や効果は図20の構成と同じである。
【0147】
なお、以上の各実施形態では、光ディスクをリムーバブル記録媒体とする駆動装置を用いたアーカイブ装置及びデータファイルサーバによって本発明の方式を説明したが、光ディスクを磁気テープや光磁気ディスク、相変化型光ディスク、CD−ROM、CD−Rあるいはフラッシュメモリカード等に置き換えても同様に本発明を適用できることはいうまでもない。なお、通常の磁気ディスクのようなリムーバブルでない記録装置を駆動装置の代わりに用いて、それぞれ同じデータファイルを記録しておくことでも本発明と同様の効果が得られることは明らかである。また、最近では記録媒体をリムーバブル、つまり駆動装置に対して着脱可能とした磁気ディスク装置の開発も進められているが、このような磁気ディスク装置をリムーバブル記録媒体およびその駆動装置として本発明によるアーカイブ装置を実現することも可能である。
【0148】
また、各実施形態における制御部やデータファイルサーバの部分は、ハードウェアによっても実施可能であり、また、ソフトウェアと計算機を使っても実施可能である。
【0149】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【0150】
【発明の効果】
本発明に係るアーカイブ装置によれば、複数の駆動手段が空いていれば複数のリムーバブル記録媒体から同時にデータを読み出すことが可能となり、データファイルの読み出しに要する時間が短縮される。
【0152】
また、データファイルに対する読み出し要求の優先度の高低に応じてデータファイルの読み出しを行う駆動手段の数が増減するように制御することによって、優先度の高い読み出し要求に対しては多くの駆動手段を割り当てて、より短時間でデータファイルを読み出すことが可能となる。
【0155】
また、本発明によれば、同一のデータファイルを記録した予備のリムーバブル記録媒体を保管しておかなくても、読み出し要求のあったデータファイルのデータが記録されているリムーバブル記録媒体が壊れている場合でも、パリティを読み出してデータを復元することができ、記録コストおよびリムーバブル記録媒体の保管スペースの節約が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るアーカイブ装置の構成を示すブロック図
【図2】同実施形態に係るアーカイブ装置の利用形態を示すブロック図
【図3】同実施形態に係るアーカイブ装置の他の利用形態を示すブロック図
【図4】同実施形態における各光ディスクに記録されるデータファイルの分割方式を説明するための図
【図5】同実施形態における各光ディスクに記録されるデータの内容を示す図
【図6】同実施形態における制御計算機の構成を説明するための機能ブロック図
【図7】図6中のコンテンツテーブルの構成を示す図
【図8】図6中の読み出し要求管理テーブルの構成を示す図
【図9】同実施形態における制御計算機の処理手順を説明するためのフローチャートの一部を示す図
【図10】同実施形態における制御計算機の処理手順を説明するためのフローチャートの他の一部を示す図
【図11】同実施形態における光ディスクおよび磁気ディスク装置上のデータ記録方式の一例を示す図
【図12】同実施形態における光ディスクおよび磁気ディスク装置上のデータ記録方式の他の例を示す図
【図13】本発明の一実施形態に係るアーカイブ装置の構成を示すブロック図
【図14】同実施形態における制御部の構成を示すブロック図
【図15】同実施形態における制御部の処理手順を説明するためのフローチャート
【図16】データファイルの構造を示す図
【図17】同実施形態における光ディスクに記録されるデータの内容を示す図
【図18】光ディスクをアーカイブ装置で読み出した場合の動作を説明するための図
【図19】本発明の一実施形態に係るデータファイルサーバの構成を示すブロック図
【図20】本発明の一実施形態に係るデータファイルサーバの構成を示すブロック図
【図21】データファイルの構造を示す図
【図22】データファイルサーバの動作を説明するための図
【図23】RAID手法に適用した場合のデータファイルサーバの動作を説明するための図
【図24】本発明の一実施形態に係るデータファイルサーバの構成を示すブロック図
【図25】本発明の一実施形態に係るデータファイルサーバの構成を示すブロック図
【符号の説明】
1…光ディスク(リムーバブル記録媒体)
2…ディスク収容棚
3…ロボット(光ディスク着脱装置)
4…光ディスク駆動装置
5…制御用計算機
11…アーカイブ装置
12…主計算機
13…磁気ディスク装置
14…通信路
15…クライアント端末
16…通信路
21…読み出し要求判定/制御部
22…コンテンツテーブル
23…読み出し要求管理テーブル
24…管理テーブル書き換え部
25…ディスク状態監視部
26…駆動装置状態監視部
27…ロボット制御部
28…駆動装置制御部
D1〜D4…データ記録用光ディスク
D5…パリティ記録用光ディスク
M1〜M4…データ記録用磁気ディスク装置
M5…パリティ記録用磁気ディスク装置
101…光ディスク(リムーバブル記録媒体)
102…ディスク収容棚
103…ロボット(光ディスク着脱装置)
104…光ディスク駆動装置
105…制御部
112…データファイルサーバ
113…記憶装置
116…データ転送路
120…アーカイブ装置
121…駆動装置割当て部
122…媒体テーブル
123…駆動装置管理テーブル
127…ロボット制御部
128…読み出し制御部

Claims (2)

  1. データファイルを構成する各部分を複数のリムーバブル媒体から並列的に読み出すための複数の駆動手段と、
    任意のデータファイルに対する読み出し要求に応じて、前記駆動手段によるリムーバブル媒体からの読み出しを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、データファイルの読み出し要求の優先度に応じて、データファイルの読み出しに割り当てる駆動手段の数を増減することを特徴とするアーカイブ装置。
  2. 前記複数のリムーバブル記録媒体は、少なくとも1つのデータファイルを複数に分割したデータをそれぞれ記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体と、前記データファイルを複数に分割したデータ間のパリティを記録した少なくとも1つのパリティ記録用リムーバブル記録媒体とからなり、
    読み出し要求対象となるデータファイルを複数に分割したデータを記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体の1つが壊れている場合に、壊れていないデータ記録用リムーバブル記録媒体および前記パリティ記録用リムーバブル記録媒体から並列的に読み出されたデータおよびパリティを用いて前記壊れているデータ記録用リムーバブル記録媒体に記録されていたデータを復元する復元手段をさらに備え、
    前記制御手段は、読み出し要求対象となるデータファイルを複数に分割したデータを記録した複数のデータ記録用リムーバブル記録媒体の1つが壊れている場合に、該データファイルの読み出し要求の優先度を上げて該読み出し要求に対応するリムーバブル記録媒体からの読み出しを行う駆動手段の数を増加させることを特徴とする請求項に記載のアーカイブ装置。
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