JP3674226B2 - 可搬記録メディアのバックアップの方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬メディアを対象とした可用性の高い記憶装置システムに関する。特に、可搬メディアの耐障害性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
(1)ＲＡＩＤの説明
ディスクアレイは、複数のディスク装置（以下、単にディスクと称する）を並列に動作させることで、単体のディスクに比べ高速化を実現する技術である。しかし、ディスクをｎ台並べた場合、その故障確率はｎ倍に悪化する。そこで、高速化と高信頼化を両立するための技術として、「ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）」が知られている。ＲＡＩＤは、"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) "; In Proc. ACM SIGMOD, June 1988（カリフォルニア大学バークレー校発行）に詳しい。
【０００３】
ＲＡＩＤは、複数のディスクを並列に動作させることで高速制御を実現し、また、パリティと呼ぶ冗長データをパリティディスクと呼ぶ特定のディスクに格納することにより、万一、データを格納する１台のディスクが故障しても、他のディスクとパリティディスクのパリティとから故障したディスクのデータを再現することができ、耐ディスク障害信頼性を高めることができるディスク制御の方法である。
【０００４】
ＲＡＩＤはそのパリティの格納の方法によりレベル１から５がある。図２にこのうちの一例としてレベル４型のＲＡＩＤのデータ配置図を示す。この例では、ディスクが５台あり、４台がデータディスク０〜３、１台がパリティディスクとすると、データをディスク０、ディスク１、ディスク２、ディスク３の順番で、ある一定のデータブロック毎に順に分散して格納する。このデータブロック単位のことをストライプと称し、この分散する制御のことをストライピングと称する。ディスク０〜３に格納した同一ストライプのデータＤ０〜３の排他的論理和（以下ＸＯＲと称する）を計算することで冗長データであるパリティＰ０を生成する。すなわち、
Ｐ０＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３ （式ａ） ただし、＋はＸＯＲ演算を示す。
【０００５】
また、Ｄ０を格納するディスク０が故障した際には、
Ｄ０＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｐ０ （式ｂ）
により、故障したディスク０のＤ０を再現できる。
【０００６】
また、パリティを生成するための同一列のデータ及びパリティストライプ群のことを「パリティグループ」と称する。図２の場合、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｐ０が同一パリティグループを形成する。上記ＲＡＩＤ４の他、レベル３、５が上記式ａと同一の方法でパリティを生成する。
【０００７】
図１にＲＡＩＤ装置の構成を示す。1000はホスト計算機、2000はＲＡＩＤ装置であり、両者はホストインターフェース1100で接続している。ＲＡＩＤ装置2000は、ＲＡＩＤの制御を行うＲＡＩＤ制御手段2500と、複数台のディスク装置210〜214で構成され、ＲＡＩＤ制御手段2500が複数のディスク装置210〜214を制御し、図１のデータ配置でデータのリードライトを行う。また、ＲＡＩＤ制御手段2500は、上記のパリティの生成や、故障ディスク装置のデータの復元の制御を行う。
【０００８】
(2)可搬メディア(ＤＶＤ)の説明
計算機システムにおいて、ディスク装置以外にしばしば用いられる記憶装置として、磁気テ−プ記憶装置、光ディスク記憶装置等がある。これらの記憶装置の特徴は、いずれも記憶メディア（記憶媒体ともいう）と記録再生装置が分離されており、記憶メディアを任意の記録再生装置に装填し、記憶メディア上のデ−タを読み書きするという点である。一般にこれらのメディアは、「可搬メディア」と呼ばれる。以下単に「メディア」と称することにする。大規模計算機システムにおいては、非常に多くの枚数のメディアの管理を容易に実現するために、ライブラリ装置が導入される。なお、本明細書においてはメディアに格納するデータはディジタルデータであるとする。
【０００９】
可搬メディアの一つとして、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）がある。ＤＶＤは光ディスクの一種である。大容量、低価格で、かつ書き換え可能といった特徴を備えた可搬メディアであり、主にディジタルビデオ装置への適用を目的に開発されたものである。しかし、ＤＶＤは計算機で使用することも可能であり、プログラムやデータの配布、データのバックアップ、磁気ディスクの代替等、その特徴を生かした様々な計算機への適用が注目されている。
【００１０】
(3)ライブラリ装置の説明
上記の通り、多数のメディアを計算機システムにおいて使用するには、一般にライブラリ装置が用いられている。図３にライブラリ装置の構成を示す。ライブラリ装置4において、42は多数のメディアを収納する収納手段、43はメディアをライブラリ装置に投入するための投入手段、41は投入手段43と収納手段42との間で、また収納手段42と別に設けた１台もしくは複数台のメディアの記録再生手段との間でメディアを搬送する搬送手段、44は上位システムの指示に従い搬送手段41を制御する搬送制御手段である。収納手段42には多数のメディアを収納する収納位置が設けてある。
【００１１】
上位システムは、搬送制御手段44にコマンドを発行し、搬送手段41を制御することにより、収納手段42の各収納位置と投入手段43と記録再生手段の任意の位置間のメディアの搬送を行うことができる。
【００１２】
(4)配信装置の説明
デジタルデータを配信する計算機システムの例として、ＶＯＤ（Video On Demand）配信装置がある。この配信装置は、多数のデジタルビデオデータを蓄積し、顧客からの要求に応じて望みのビデオデータを配信する装置である。ＶＯＤ配信装置は、放送局から一般家庭にビデオデータを配信するケーブルテレビ等に用いられる大規模な配信装置から、ホテル、学校、公共施設などの施設内において用いられる小規模な配信装置まで、多種多様である。前者は、一般のテレビと同様、２４時間、無停止運転が前提であり、サービスの中断は許されず、高度な可用性が要求される。また、後者は、計画的な運用停止が可能であり、可用性に対する要求も比較的低いといった相異点がある。
【００１３】
高度な可用性が要求される大規模システムの場合、サービスの中断は許されないので、配信装置全体を二重化し、ビデオデータの格納には上記のＲＡＩＤ装置が用いられる。しかし、このような装置は非常に高価なシステムになるので、小規模システムで可用性への要求がさほど高くない場合、配信装置の二重化は行わず、また、ビデオデータの格納にも、ＲＡＩＤは使用できず、ＤＶＤや、ビデオテープなどの可搬メディアから直接配信が行われることが多い。
【００１４】
図４に、ＤＶＤ等の可搬メディアを用いた小規模な配信装置の構成の一例を示す。
【００１５】
6（60〜6k）は、ビデオデータを再生し、ユーザがそのビデオデータを見るためのクライアント端末（以下単に端末と称する）、
配信装置100において、1は端末60〜6kからの配信要求を受信しライブラリ装置4と配信手段3（300〜30n）を制御して希望のビデオデータを配信する配信制御装置、
2（20〜2n）は可搬メディアを装填し、データの記録再生を行うｎ台の記録再生手段、
3（300〜30n）は配信制御装置1からの配信指令を受信し記録再生装置2を制御しデータをリードし、リードしたデータを送信するｎ台の配信手段、
4は上記図３のライブラリ装置、
5は配信手段300〜30nからの送出されたビデオデータを、要求発信元のクライアント端末60〜6kへ送信するための交換機である。
【００１６】
7はビデオデータを記録するメディアである。ビデオデータは、映画等の市販のビデオソフトや、ビデオレコーダで記録した映像などであり、１枚のメディアに少なくとも１つ以上のビデオデータが格納される。
【００１７】
配信制御装置1において、11はライブラリ装置に収納する多数のメディアの管理を行い、かつ配信制御装置1全体の制御を行う中央処理手段、12はライブラリ装置4の搬送手段41を制御する搬送制御手段、13は端末60〜6kからのビデオデータの転送要求を受信する等の通信を行う端末通信手段、14は配信手段に配信要求を発行する等の通信を行う配信手段通信手段、15は交換機5の交換制御を行う交換制御手段である。
【００１８】
配信手段3（300〜30n）において、31は記録再生装置2（20〜2n）を接続し転送制御を行う記憶装置接続手段、32は記録再生装置2のメディアからリードしたデータを端末に送信できる形式に必要があれば変換し送信をおこなうデータ送信手段、33は配信制御装置1からの配信開始・中断・停止命令の受信等の通信を行う通信手段、34は配信手段3全体の制御を行う中央制御手段である。
【００１９】
なお、以下の説明において、同一手段が複数ある場合、そのうちの１つの手段を特定する場合は2n、300、等の枝番号を用いる。また、不特定の手段の構成や動作を説明する場合には2、3、等の代表番号を用いることにする。
【００２０】
動作を説明する。
【００２１】
端末6x（ｘは０≦ｘ≦ｋの任意整数）は、希望のビデオデータの配信要求を配信制御装置1に発行する。
【００２２】
配信制御装置1の端末通信手段13はこの要求を受信し、中央制御手段11はその要求のビデオデータを格納するメディアを特定しライブラリ装置4の収納位置を検索する。また、現在未使用の一つの配信手段3a（ａは０≦ａ≦ｎの任意整数）および一つの記録再生手段2aを選択し、選択したメディアを装填するよう搬送制御手段12を制御する。また、同時に交換制御手段15を制御し、選択した配信手段3と要求元端末6xとを回線を接続するよう交換機5を制御する。
【００２３】
ライブラリ装置4の搬送制御手段44は配信制御装置1からの搬送要求を受信し、搬送手段41を動作させて選択されたメディアを選択された記録再生装置2aに装填し、配信制御装置1に装填終了を通知する。
【００２４】
配信制御装置1は、装填終了を受信し、つづけて、配信手段通信手段14を制御し配信開始要求を選択した配信手段3aに送出する。
【００２５】
配信手段3aの通信手段33は、配信開始要求を受信し、中央制御手段34は、データ送信手段32と記憶装置接続手段31を制御し、記録再生装置2aからリードしたビデオデータの配信を開始する。
【００２６】
交換機5は選択された配信手段3aからの回線を端末6xに接続しているので、端末6xは希望のビデオデータを受信しこのビデオを見ることができる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
■課題
(1)サービスの長時間停止
従来技術の可搬メディアは、取り出し可能であり、また、メディアが密閉されていないので外界からの影響を受けやすく、光ディスクの場合、メディアの傷、汚れ、等によって、また磁気テープの場合、さらに外界の磁気の影響により損傷を受ける場合がある。たとえば、メディア全体を管理する記録情報を格納する部位に損傷を受けた場合、メディア全体のデータが再生不可能になることがある。
【００２８】
また、取り出さない状態であっても、メディアのたわみや、レーザヘッド、磁気ヘッド等の記録装置の劣化、メディアの径年変化等により、一部のセクタやトラックが読み書き不能になる場合がある。
【００２９】
上記従来技術の配信装置の場合、可搬メディアからビデオデータの配信を行うため、あるメディアに障害が発生するとそのメディアに収納したビデオデータ等のデータは喪失してしまい、配信は不可能になってしまう。すなわち、このビデオデータの配信サービスは、市販メディアを使用した場合、同じデータを収納したメディアを再度購入してくるまで停止する。また、ビデオレコーダで記録したメディアを使用した場合、他のオリジナルテープ等の複製がない限り最悪の場合、回復が永遠にできない場合がある。このように、メディアの障害により配信サービスが停止してしまうという問題がある。
【００３０】
(2)メディア枚数増加
そこで、通常、バックアップのための複製を作成する。これらの複製をバックアップメディアと称する。バックアップメディアを作成しておけば、障害メディアを排出し、バックアップメディアを投入すれば、サービス停止時間はこの交換作業のための時間だけに局所化できる。さらに、ライブラリ装置にバックアップメディアを格納しておけば、記録再生装置内での交換だけの時間で復旧できる。
【００３１】
しかし、通常ライブラリ装置に収納するメディアは数十枚から数百枚と多く、さらに、常時ライブラリ装置内のメディアはビデオデータに交換していくことが多いので、これらのバックアップメディアを常に作成すると、メディアの枚数が２倍に増加するので、メディアの収納場所の確保が困難になるという問題がある。また、これらの多数のメディアを管理することも困難になる。また、バックアップメディアに必要なコストも非常に大きいという問題がある。
【００３２】
(3)ＲＡＩＤによる高価格化
メディアの障害に対して耐性を持たせる方法に上記従来の技術に示したＲＡＩＤがある。しかし、上記に示したとおり、磁気ディスク装置を用いたＲＡＩＤを作成するには、大容量の磁気ディスクが必要になる。例えば、２００枚の４ＧＢメディアで配信システムを構築した場合、この全データを磁気ディスク装置に格納するには８００ＧＢもの容量が必要である。さらに、ＲＡＩＤにするためには冗長データであるパリティを格納する必要があるので、例えば４台のデータディスクと１台の冗長データディスクでＲＡＩＤを構築した場合、総容量は１０００ＧＢに達する。一般に、磁気ディスク装置のビットコストは数１０倍程度可搬メディアより高価なので、システム価格は非常に高価になってしまうという問題がある。
【００３３】
(4)複数同時配信画像の同時録画
また、例えばケーブルテレビ局等で全てのテレビ放送を全時間録画し保存するような場合や、例えば学校等で全ての講義を録画し保存するような場合、同時録画数分の記録再生装置を用い、各放送や各講義をそれぞれ１つのメディアに保存することができる。しかし、この場合、記録されたメディアがオリジナルデータであるが、このメディアには上記(1)のように障害が発生する恐れがあり、ひとたび障害が発生すれば以降データを喪失してしまうという問題がある。これを防ぐにはやはりバックアップメディアの生成が必要であり、上記(2)の問題が発生する。
【００３４】
(5)複数の書き込み済み可搬メディア
また、(4)のように同時に複数のメディアにデータを記録しない場合でも、例えば、グラフィック映像の作成用途などにおいて、複数のユーザが各々独自のデータを作成し、オリジナルデータをメディアに格納した場合、その保護のため複製を作成するのが一般的である。しかし、ユーザ全員で考えると、上記(2)同様、バックアップメディアの枚数が多くなるという問題がある。
【００３５】
■目的
本発明の目的は、多数のメディアを収納するライブラリ装置を使用した計算機システムにおいて、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧する方法を提供することである。
【００３６】
また、本発明の目的は、メディアのバックアップを作成してもバックアップメディアの枚数を増加させないことで、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することである。
【００３７】
また、本発明の目的は、多数の同時配信されてくる画像等のデータを同時に記録する際に、バックアップメディアの枚数を増加させずに以後のメディア障害への耐性を備えさせる方法を提供することである。
【００３８】
また、本発明の目的は、多数の独立なユーザの作成した独立な複数のメディアのバックアップを行う場合に、バックアップメディアの枚数を増加させずに以後のメディア障害への耐性を備えさせる方法を提供することである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
ライブラリ装置と、ライブラリ装置の制御を行う上位システムと、少なくとも１台以上の可搬メディアの記録再生装置とで構成された計算機システムにおいて、
ｎ枚のデータメディアと１枚の未記録の新メディアにより「メディアグループ」と称するグループを構成し管理する手段と、
ｎ枚のメディアにすでにデータが記録してある場合、その全ての記録された（記録する）データについて、異なるメディア間の同一アドレスのデータで排他的論理和を演算することで冗長データを生成する手段と、
メディアグループに属する上記１枚の未記録の新メディアに上記生成した冗長データを記録する手段と、
メディアに障害が発生したことを検出する手段とを備えたものである。
【００４０】
このような構成により、ｎ枚のデータメディアに対して１枚のバックアップメディアを生成することができ、バックアップのコストをｎ分の１に低減することができる。また、バックアップメディアの枚数も少ないので管理も容易になり、収納場所も少なくて済む。
【００４１】
また、あるメディアに障害が発生した場合には、同一メディアグループの他のｎ枚のディスク間の同一アドレスのデータの排他的論理を演算することで障害メディアのデータを再現し、このデータを新規に割り当てた代替メディアに保存することで障害メディアを復元することができ、短時間で障害メディアを復旧することができる。
【００４２】
さらに、上記構成で、ｎ枚のメディアに同時送信されるｎ本のデータをそれぞれ独立に記録する場合には、複数のｎ本の同時配信データをそれぞれ異なるメディアに記録する際に、データの記録と同時にバックアップメディアの生成も行うことができるので、バックアップを作成する手間と時間が不要であり、さらに、以降、ｎ枚のデータメディアのうちの任意の１枚に障害が発生しても、上記同様短時間で障害メディアを復旧することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
■第一実施形態（ＤＶＤを用いた配信装置）
第一の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を上記従来の技術(4)に記載の配信装置に適用した場合を例にとり説明する。
【００４４】
(1)構成の説明
図５は、本実施形態の配信装置である。100は配信装置、1は配信制御手段、2（20〜2n）は記録再生手段、3（300〜30n）は配信手段、4はライブラリ装置、5は交換機、6（60〜6k）は端末、7はメディアである。これらの各手段は従来例と同様である。また、説明において同一手段が複数あるとき、その手段一般を示す代表番号（2、3等）と、枝番号（20、30n等）の用い方は従来の技術と同様である。
【００４５】
この従来例の構成に加えて以下の各手段を追加する。
【００４６】
配信制御装置1において、従来技術の構成につけ加え、16はコントローラ8を接続するコントローラ接続手段、17はｍ枚の記録済みメディアと、１枚の未記録の新規メディアとの（ｍ＋１）枚のメディアで「メディアグループ」を構成し、そのすべてのメディアのライブラリ装置4における収納位置を管理するメディアグループ管理手段を備える。メディアグループについては後述する。
【００４７】
また、8はコントローラであり、81は上位システムである配信制御装置1と接続するためのホスト接続手段、82（820〜82n）は記録再生手段2（20〜2n）をそれぞれ接続するための記憶装置接続手段、83は記録再生手段2（20〜2n）からリードしたデータを一時記憶しておくためのデータ記憶手段、84は記憶再生装置2（20〜2n）のうちの少なくとも１台以上からリードしたデータの排他的論理和を演算し、冗長データであるパリティを生成する冗長データ演算手段である。
【００４８】
(2)メディアグループの説明
ライブラリ装置4に収納されたすべての記録済みメディアは、それぞれ独立したメディアであるとする。すなわち、各メディアには、上記従来の技術のＲＡＩＤのようなストライピング処理は施されていない。このことは、それぞれのメディアが１枚でビデオデータの再生が可能であり、また、他の場所で単独で録画することができ、さらに、他の場所に移動して再生することもできるということである。すなわち、他のビデオレコーダで録画したメディアでもよいし、市販のビデオソフトでも構わない。これらのメディアを「データメディア」と称することにする。
【００４９】
また、ライブラリ装置4にはすくなくとも１枚以上の未記録のメディアを格納しておく。これらのメディアを「新規メディア」を称することにする。
【００５０】
次にメディアグループについて説明する。メディアグループとは任意のｍ（ｍ＞０の整数）枚のデータメディアと、１枚の新規メディアにより構成するメディア群のことである。
【００５１】
図６にメディアグループの一例を示す。この例ではｍ＝４であり、４枚のデータメディア70〜73と１枚の新規メディア7pから構成する。各メディアのライブラリ装置4における収納位置は同図の通り任意である。
【００５２】
(3)メディアグループの生成と収納場所の決定
次にメディアグループの生成の方法を説明する。メディアグループを構成するｍ枚のメディアは、そろぞれ独立なメディアなので、グループの生成に際しては特に制限はない。たとえば、同時に５枚のメディアを投入したならば、その５枚のデータメディアと１枚の新規メディアでメディアグループを構成すればよい。また、ｍは可変であってもよいので、たとえば既に３枚のｍ＝３のメディアグループを構築しており、さらに２枚のデータメディアをライブラリ装置4に収納した際に、計５枚のデータメディアでｍ＝５のメディアグループを構成することもできる。この例のようにｍ＝３からｍ＝５への変換については後述する。このメディアグループの生成は配信制御装置1のメディアグループ管理手段17が行う。
【００５３】
また、メディアグループ管理手段17がｍ枚のデータメディアを決定したら、次に１枚の新規メディアを割り当てる。ユーザはあらかじめ複数枚数の新規メディアをライブラリ装置4に収納しておく必要がある。この新規メディアの収納位置はメディアグループ管理手段17が行う。メディアグループ管理手段17は、任意の１枚の新規メディアを選択し同メディアグループに割り当て、割り当てたことを保持し以降他のメディアグループの生成に用いないように管理する。
【００５４】
(4)パリティメディアの生成
次にパリティメディアの生成について説明する。「パリティメディア」とは、メディアグループの全てのデータメディアのデータを用いて冗長データを生成し、この冗長データを新規メディアに格納したメディアのことである。なお、冗長データのことをパリティと称する。データの配置は図６の通り、各メディア間でストライピングは施さない。パリティは上記従来の技術の（式ａ）を用い、すべてのデータメディアの同一アドレスのデータの排他的論理和を演算することで生成することができる。
【００５５】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12を制御しライブラリ装置4を動作させ、ｍ＋１枚の同一メディアグループの全てのメディアを異なる記録再生手段に装填する。任意の記録再生手段を用いることができるが、ここでは、データメディア70〜7m-1を装填する記録再生手段は20〜2m-1、新規メディア（パリティメディア）7pは記録再生手段2mを使用すると仮定する。なお、パリティメディアの生成に使用することのできる記録再生手段の台数をｑ台（０≦ｑ≦ｎ）とする。また、以下の説明ではｑ≧（ｍ＋１）と仮定する。ｑ＜（ｍ＋１）の場合は後述する。
【００５６】
次に、メディアグループ管理手段17は、コントローラ接続手段16を用い、コントローラ8にパリティメディアの生成コマンドを発行する。
【００５７】
コントローラ8のホスト接続手段81はコマンドを受信し、中央制御手段85はこのコマンドを解釈し、各記録再生手段20〜2m-1を接続する記憶装置接続手段80〜8m-1に対し各メディアの先頭０番地からｋバイトをデータ記録手段83にリードするようリードコマンドを発行し、全データメディアのデータをリードする。
【００５８】
次に中央制御手段85は冗長データ演算手段84にパリティ演算を行うようコマンドを発行し、冗長データ演算手段84は、データ記憶手段83にリードした全データメディアのデータに対し各バイト毎に先頭アドレスから順に排他的論理和演算を実行し、結果をｋバイトのパリティとしてデータ記録手段83に格納する。すなわち、上記従来の技術の（式ａ）の原理に基づきパリティを生成したことになる。
【００５９】
次に中央制御手段85は、記録再生手段2mを接続する記憶装置接続手段8mに対し、いま生成したｋバイトのパリティを、パリティメディア7pの先頭アドレスからライトするようライトコマンドを発行し、メディアにパリティを格納する。
【００６０】
以上でｋバイトのパリティ生成とパリティメディア7pへの格納が完了するので、メディアの全容量に対して以上のパリティ生成処理を繰り返すことでパリティメディアの生成が完了する。
【００６１】
また、もし、パリティメディアの生成に使用できる記録再生手段の台数ｑがｑ＜（ｍ＋１）のときには、例えばｑ台の記録再生手段20〜2n-1にｍ枚のデータメディアのうちのｑ枚を装填する。そして上記同様のパリティ生成処理を行い、生成したパリティをデータ記憶手段83に格納する。ここでできたパリティは中間的なものであり、完全なパリティではない。これを中間パリティと称する。次に、残りのデータメディアのうちｎ枚を装填し、同様に中間パリティを生成し、データ記憶手段83に格納した以前の中間パリティと排他的論理和をとり、中間パリティを更新する。このような処理を全てのデータメディアに対して行い、最終的なパリティを生成する。
【００６２】
次にパリティメディアを任意の記録再生手段2に装填し、生成したパリティをライトする。以上の処理をメディアの全データに対して行うことで、上記同様パリティメディアの生成が完了する。
【００６３】
以降、ライブラリ装置に格納する全てのデータメディアが任意のメディアグループに属するように配置し、すべてのメディアグループに対して上記のパリティメディアの生成を実行し、生成したパリティメディアをライブラリ装置4に収納しておく。
【００６４】
その後、メディアグループに関係なく、各メディアを独立に配信サービスに使用することができる。
【００６５】
(5)メディアの障害発生
次に、上記従来の技術の配信装置において、配信サービス中に任意の１枚のメディアに障害が発生した場合について、説明する。
【００６６】
ひとたび配信中のメディアに障害が発生すると、そのメディアのビデオデータの配信サービスはこの構成の配信装置では中断しなくてはならない。この場合、配信制御装置1は端末通信手段13を介し、要求元端末にサービスが中断されたことを通知する。ユーザは、この通知を受信し、そのまま復旧を待つこともできるし、あきらめて他のサービスを要求し直したり、サービスの受信を断念したりすることができる。
【００６７】
次に、この障害メディアは今後使用することができないので、配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12によりライブラリ装置4を制御し、記録再生手段からこの障害メディアを取り出し、投入手段43からの同メディアを排出する。
【００６８】
(6)復旧用の記録再生手段の割り当て
次に、復旧のための記録再生手段の割り当てを実施する。この割り当てには様々なバリエーションがある。例えば、全記録再生手段台数が１０台であり、現在配信サービスに使用している同手段が３台の場合、７台以下の同手段が使用可能である。また、１０台のうち、７台が配信サービスに使用中ならば残りの３台が使用可能である。また、１０台の全てが配信サービス中であるならば１台も復旧のために使用することはできない。この場合は後で配信サービス数が減少した時や、計画停止した時に障害メディアの復旧を行うことになる。ここで、空いている記録再生手段があっても、何台かは次に発行される配信要求に備え確保しておく必要があるかもしれない。よって、空いている記録再生手段のすべてを障害復旧に使用できないかもしれない。いずれにしても、使用できる台数は様々なので、配信装置の構成に依存した適切な割り当てを行う必要がある。ここでは、便宜上、メディアグループの構成メディア枚数を（ｍ＋１）枚とし、復旧に使用可能な記録再生手段台数（ｑ＋１）台（ｑ＞０）とし、それらの大小関係に応じた次の２つの方法について説明する。
【００６９】
(7)メディアの復旧（方法１：記録再生手段台数（ｑ＋１）≧メディア数（ｍ＋１）の場合）
はじめに、復旧作業に割り当てられる記録再生手段の台数（ｑ＋１）台がメディアグループの総メディア数（ｍ＋１）枚以上の場合について説明する。
【００７０】
まず、配信制御装置1のメディアグループ管理手段17はライブラリ装置4に収納した新規メディアを１枚選択する。以降、このメディアを用いて障害メディアの復旧を行う。
【００７１】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、現在未使用の（ｍ＋１）台の記録再生手段（仮に20〜2mとする）を復旧作業用に割り当てる。
【００７２】
次に、メディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置4を制御し、選択した新規メディアを１台の記録再生手段（仮に2mとする）に装填する。
【００７３】
次に、メディアグループ管理手段17は、障害メディアと同一メディアグループの、全てのデータメディアと、パリティメディアの全ｍ枚のメディアを残りのｍ台の記録再生手段20〜2m-1にそれぞれ装填する。
【００７４】
次に、上記パリティメディアの生成と同様、記憶装置接続手段820〜82m-1はデータメディアとパリティメディアの全ｍ枚の、ｋバイトのデータ及びパリティをコントローラ8のデータ記憶手段83に転送し、冗長データ演算手段84はすべてのリードしたデータ及びパリティの排他的論理和を生成し、生成した結果をデータ記憶手段83に格納する。この生成した結果は、障害メディアのデータになる。これは、上記従来の技術の（式ｂ）の原理に基づいたものでありデータの再生成と呼ぶ。記憶装置接続手段82mは、記録再生手段2mを制御し、記録装置再生装置2mはこのｋバイトの再生成したデータを新規メディアにライトする。以下、メディアの全容量に対して上記のデータの再生成処理を繰り返すことで、障害メディアを復旧することができる。
【００７５】
以上の説明では、簡単のため、全てのデータとパリティのリード処理が終了した後、データの再生成を行い、その後再生成処理を行うと記したが、実際は、これら３つの処理は平行してパイプライン処理で実行することができ、かつ、全メディアからのリード、ライト処理を完全に平行に行うに十分なデータ転送帯域があれば、所要時間はほぼメディア１枚を全容量に対してリードする時間に等しい。
【００７６】
よって、障害発生後、直ちに復旧作業を開始したとすると、例えばメディアの記憶容量が４ＧＢ、メディアからのリード転送速度が１．５ＭＢ／Ｓと仮定すると、約４５分で障害メディアの復旧作業が終了することになる。このように短時間で障害メディアの復旧が可能である。
【００７７】
(7)メディアの復旧（方法２：記録再生手段台数（ｑ＋１）＜メディア数（ｍ＋１）の場合）
次に、復旧作業に割り当てられる記録再生手段の台数（ｑ＋１）台がメディアグループの総メディア数（ｍ＋１）枚より少ない場合について説明する。
【００７８】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、現在未使用の（ｑ＋１）台の記録再生手段（仮に20〜2qとする）を復旧作業用に割り当てる。
【００７９】
次に、メディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置4を制御し、選択した新規メディアを１台の記録再生手段（仮に2qとする）に装填する。
【００８０】
次に、メディアグループ管理手段17は、障害メディアと同一メディアグループの、全ての正常なデータメディアと、パリティメディアの全ｍ枚のメディアのうち、ｑ枚を選択してｑ台の記録再生手段20〜2q-1にそれぞれ装填する。
【００８１】
次に上記(6)同様、記憶装置接続手段820〜82q-1は記録再生手段20〜2q-1を制御し、ｑ枚のメディアからデータ及びパリティをデータ記録装置83にリードし、冗長データ演算手段84はそれらのデータ及びパリティの排他的論理和を計算し、中間再生成データを生成しデータ記憶手段83に格納する。
【００８２】
次にメディアグループ管理手段17は、残りの正常メディアのうちのｑ枚を選択し、これらのメディアを記録再生手段20〜2q-1に装填し、データ及びパリティをリードし、中間再生成データを生成し、前回生成しデータ記憶手段83に格納しておいた中間再生成データとの排他的論理和を演算することで中間再生成データを更新する。
【００８３】
以上の処理を、全ての正常なメディアに対して実施し、最後にデータ記憶手段83に生成されたデータが最終的な再生成データになる。
【００８４】
続けて記憶装置接続手段82qは、記録再生手段2qを制御し、記録装置再生装置2qはこの再生成したデータを新規メディアにライトする。以下、メディアの全容量に対して上記のデータの再生成処理を繰り返すことで、障害メディアを復旧することができる。
【００８５】
以上の説明では、記録再生手段2qに新規メディアを装填する例で説明したが、データ記録手段83に再生成データが生成できるまではこのメディアは使用しないので、この記録再生手段2qもデータの再生成処理に使用することもできる。
【００８６】
以上のように、復旧作業に使用可能な記録再生手段がメディアグループのメディア枚数より少ないときでも、最低１台の記録再生手段があれは復旧処理を実施することができる。
【００８７】
(8)メディアグループのデータメディア枚数ｍの変換
次に、メディアグループを構成するデータメディアの枚数ｍの変換について説明する。
【００８８】
例えば、ｍ＝４でメディアグループを構成する場合、ライブラリ装置4に格納するメディアが１０３枚であったとする。すると、うち１００枚のメディアはｍ＝４でメディアグループを２５グループ生成できるが、残り３枚はｍ＝４で構成できない。しかし、この３枚についてパリティメディアを生成しないと、このメディアに障害が発生した際に、データを完全に喪失してしまう。そこで、この３枚で一時的にｍ＝３のメディアグループを生成し、後でもう１枚のデータメディアをライブラリ装置4に収納した時点でｍ＝４に変換する必要がある（例１）。
【００８９】
また、例えば、最初ｍ＝４でメディアグループを構築したものを、パリティメディア枚数の低減のためにｍ＝８に冗長度を下げる必要が生じる場合がある（例２）。
【００９０】
また、例えば、最初ｍ＝４でメディアグループを構成した時、そのうちの１枚が不要になりライブラリ装置4から取り外す必要が生じる場合がある（例３）。
【００９１】
また、メディアグループのメディアを何枚か別のメディアに交換する必要が生じる場合がある（例４）。
【００９２】
以上の例のように、一度生成したメディアグループのｍを動的に変更したり、メディアグループを構成するデータディスクを変更することも可能である。
【００９３】
データメディアのストライピングは行っていないので、ｍを変更するにはパリティメディアの内容のみを変更すればよい。
【００９４】
例１の場合、追加したデータメディアのデータと、パリティメディアのパリティとの排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、パリティメディア書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。
【００９５】
例２の場合、２つのｍ＝４なるメディアグループＭ１，Ｍ２のそれぞれのパリティの排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、Ｍ１，Ｍ２どちらか一方のメディアグループのパリティメディアに書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。
【００９６】
例３の場合、取り外すメディアのデータをパリティメディアのパリティと再度排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、パリティメディア書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。これは同じデータを２回排他的論理和を演算すると０になることを利用している。
【００９７】
例４の場合、例３と例１の組み合わせで実現できる。
【００９８】
(9)効果
本実施形態によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置において、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧し、そのメディアを使用した配信サービスを再開することができるという効果がある。
【００９９】
さらに、本実施形態によれば、ｍ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１００】
さらに本実施例によれば、パリティメディアの生成や、障害メディアの復旧作業には、そのとき配信サービスに使用していない空いている任意台数の記録再生手段を用い、配信サービスと平行して行うことができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１０１】
さらに、本実施例によれば、メディアグループを構築するデータメディアを変更したり、メディアグループを構成するデータメディアの枚数を動的に変更することができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１０２】
■第二実施形態（同時記録装置）
次に第二の実施形態を説明する。本実施形態では、複数の同時に配信されてくるビデオデータ等の連続データを効率よくメディアに記憶し、かつ信頼性を付加する記録装置について説明する。
【０１０３】
(1)構成
図７に本実施例の記録装置の構成をしめす。200は記録装置、1は配信制御手段、2は記録再生手段、4はライブラリ装置、7はメディア、9は受信手段、8はコントローラである。これらの各手段はほぼ第一実施形態と同様である。相違点のみ説明する。
【０１０４】
第一実施形態の配信制御手段1は、記録制御手段1に名称が変わる。また、配信手段制御手段14は、受信手段制御手段14に名前が変わる。また、同手段1の交換制御手段15及び端末通信手段13は交換機及び端末が存在しないので不要である。
【０１０５】
また、9（900〜90n）は受信手段である。91は記録再生手段2を接続し転送制御を行う記憶装置接続手段、92は外部から配信されてくるデータを記録再生手段で記録できる形式に必要があれば変換し記憶装置接続手段91に転送するデータ受信手段、93は受信制御装置1からの受信開始・中断・停止命令等の通信を行う通信手段、94は受信手段3全体の制御を行う中央制御手段である。
【０１０６】
(2)同時ｎ多重受信
はじめに、複数の同時に配信されてくる連続データについて説明する。
【０１０７】
たとえば、このような例としてＴＶ放送が挙げられる。現在、地上波放送を考えても数局が存在し、そのほかに衛星放送や、ケーブルＴＶ等、同時に配信されてくるビデオデータがこのようなデータとして考えられる。このようなデータは、ケーブルＴＶ局等では全ての放送を録画し、その映像を２次使用する場合などがある。
【０１０８】
また、学校、予備校等の授業の録画も一つの例として考えられる。同時に行う授業風景を録画し、後でこの授業を上記のＶＯＤ等で利用することが考えられる。
【０１０９】
これらのデータは、貸し出しをしたり、ライブラリ装置に収納したりする必要があるため、可搬メディアにそれぞれ独立に記録することが必要である。ところが、これらのメディアはオリジナルのデータメディアであり、また、次に何時使用するか分からないため、径年変化等のメディア障害に備え、第一実施例同様バックアップメディアを作成することが望ましい。
【０１１０】
(3)リアルタイムパリティ生成
このような同時配信される複数の連続データを記録する場合、上記のバックアップメディアを効率よく行うことができる。すなわち、配信された複数のデータからリアルタイムでパリティを生成し、これをパリティメディアに格納するのである。このような処理をリアルタイムパリティ生成と称する。
【０１１１】
(5)メディアグループの生成
以下、ｍ本の連続データの同時記録と、リアルタイムパリティ生成ついて説明する。
【０１１２】
ユーザが、記録制御手段1を制御し、記録準備指示を発行したとする。
【０１１３】
はじめにメディアグループを生成する。記録制御装置1のメディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置に格納する任意の未使用の（ｍ＋１）枚の新規メディアを選択し、これらをメディアグループとして割り当てる。このうちのｍ枚をデータ記録用メディアとして、１枚をパリティメディアとして割り当てる。
【０１１４】
(6)メディアの装填
次に配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12を制御しライブラリ装置4を動作させ、ｍ＋１枚の同一メディアグループの全てのメディアを異なる記録再生手段に装填する。任意の記録再生手段を用いることができるが、ここでは、データメディアを装填する記録再生手段は20〜2m-1、パリティメディアは記録再生手段2mを使用すると仮定する。なお、ここでｎ≧（ｍ＋１）である必要がある。
【０１１５】
(7)データの記録とリアルタイムパリティ生成
以上の記録準備処理が終了すると、次にユーザは記録開始命令を発行する。
【０１１６】
記録制御手段1の中央制御手段11は、受信手段通信手段14を制御し、各受信手段9に受信開始コマンドを発行する。また、同時に記録制御手段1の中央制御手段11は、コントローラ通信手段16を制御し、コントローラにパリティ生成開始コマンドを発行する。
【０１１７】
各受信手段9は同コマンドを受信し、データの受信を開始する。データ受信手段92はデータを受信し、これをメディアに記録できる形式に変換する。たとえば、ＮＴＳＣ信号で受信し、これをディジタル化し、さらにＭＰＥＧ形式のデータに変換する等の処理を行う。
【０１１８】
記憶装置接続手段91は上記変換されたデータを記録再生手段2に転送する。これと同時にコントローラ8の記録装置接続手段82にも転送する。この同時転送の方法は、一つには決まったサイズのデータブロックを記録再生手段2と記憶装置接続手段82に順番に転送する方法と、もう一つには受信手段9がデータを転送すると、記録再生手段2と記憶装置接続手段82が同時に受信する、いわゆる同報転送を行う方法がある。
【０１１９】
各記録再生手段2は転送されたデータをメディアに記録する。
【０１２０】
コントローラ8の各記憶装置接続手段82は、各受信手段9から転送されたデータを受信しデータ記憶手段83に格納する。
【０１２１】
すべての現在受信中の受信手段9からある一定サイズｋバイトのデータブロックを受信したならば、中央制御手段11は冗長データ演算手段84にパリティ生成起動コマンドを発行し、各データの排他的論理和を演算し、パリティを生成し、データ記憶手段83に格納する。
【０１２２】
中央制御手段11は、ｋバイトのパリティが生成できたならば、パリティメディアを格納する記録再生手段2mに接続する記憶装置接続手段82mを制御し、パリティメディアに生成したパリティをライトする。
【０１２３】
以上の処理をデータの記録が終了するか、メディアの容量を使いきるまで続ける。これにより、各受信手段9が受信したデータのメディアへの記録と、パリティのリアルタイム生成及びパリティメディアへの記録が終了する。
【０１２４】
(5)効果
以上のように、本実施形態によれば、同時に配信されるｍ本の連続データをそれぞれ独立したメディアに同時に記録することができ、そのとき同時にｍ枚のデータメディアにつき１枚のバックアップメディアを生成できるので、以降のデータメディアの使用時に、万一、データメディアのうちの１枚に障害が発生しても、そのメディアを復旧することができるという効果がある。
【０１２５】
また、記録したメディアはそれぞれ独立したメディアなので、他の場所に移動することが自由であり、運用性が高いという効果がある。
【０１２６】
■第三実施形態（一般のデータのバックアップ機）
次に第三の実施形態を説明する。本実施形態では上記第一、第二の実施形態のようにビデオデータ等の連続データを格納するメディアではなく、一般のコンピュータデータのバックアップ装置について説明する。
【０１２７】
(1)構成
図８に本実施例のバックアップ装置300の構成を示す。3000はバックアップ装置、1はバックアップ制御手段、2は記録再生手段、4はライブラリ装置、6は端末、7はメディア、8はコントローラである。これらの各手段はほぼ第一実施形態と同様である。相違点のみ説明する。
【０１２８】
第一実施形態の配信制御手段1は、バックアップ制御手段1に名称が変わる。また、配信手段制御手段14と、交換制御手段15は配信手段及び交換機が存在しないので不要である。
【０１２９】
(2)多数のデータメディア
例えば、グラフィックデータ等の大規模データを扱う複数人のユーザが、各自が作成したデータをメディアに格納して管理しているとする。この場合、このメディアのデータはオリジナルデータであり、非常に貴重である。ところが、このようなメディアのバックアップを毎回作成するには、メディア枚数が膨大になってしまうという第一実施形態と同様の問題が発生する。そこで、この複数枚数のメディアから１枚のバックアップを作成することで、バックアップメディアの数を低減することが本実施形態の目的である。
【０１３０】
(3)動作
次に動作を説明する。
【０１３１】
データが格納された最大ｎ枚のデータメディアがあるとする。ユーザはこれらをライブラリ装置4に投入し、バックアップ開始コマンドを発行する。
【０１３２】
第一実施形態同様、バックアップ制御装置1のメディアグループ管理手段17は、新規メディアをパリティメディア用に割り当て、コントローラ8を同様に制御し、全データメディアのデータの排他的論理和を演算することでパリティを生成し、これをパリティメディアに記録し、パリティメディアを生成する。
【０１３３】
パリティメディアを生成により、ｎ枚のデータメディアのバックアップが終了するので、これら（ｎ＋１）枚のメディアをライブラリ装置4に収納し保存しておく。
【０１３４】
以降、オリジナルのデータメディアを使用している最中に障害が発生した場合、第一実施形態同様に障害メディアの復旧を行うことができる。
【０１３５】
(4)効果
以上のように、本実施形態によれば、ｎ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１３６】
さらに、本実施形態によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置において、メディア障害が発生しても、そのメディアの復旧が可能であるという効果がある。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧し、そのメディアを使用したサービスを再開することができるという効果がある。
【０１３８】
さらに、本発明によれば、上記ライブラリ装置において、ｍ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１３９】
さらに本発明によれば、上記ライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、パリティメディアの生成や、障害メディアの復旧において、そのとき空いている任意台数の記録再生手段を用いればこれらの作業を行うことができ、運用性が高いという効果がある。
【０１４０】
さらに、本発明によれば、上記ライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、メディアグループを構築するデータメディアを変更したり、メディアグループを構成するデータメディアの枚数を動的に変更することができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１４１】
さらに本発明によれば、同時に配信されてくるｍ本の連続データをそれぞれ独立したメディアに同時に記録する記録装置において、そのデータ記録と同時にｍ枚のデータメディアにつき１枚のバックアップメディアを生成できるので、以降、データメディア使用時に、万一、データメディアのうちの１枚に障害が発生しても、そのメディアを復旧することができるという効果がある。
【０１４２】
また、上記記録装置において、記録したメディアはそれぞれ独立したメディアなので、他の場所に移動することが自由であり、運用性が高いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＲＡＩＤ装置の構成図。
【図２】従来技術のＲＡＩＤ装置のデータ配置の説明図。
【図３】従来技術、及び本発明のライブラリ装置の構成図。
【図４】従来技術の配信装置の構成図。
【図５】本発明の第一実施形態の配信装置の構成図。
【図６】本発明のメディアグループとパリティメディア生成の説明図。
【図７】本発明の第二実施形態の記録装置の構成図。
【図８】本発明の第三実施形態のバックアップ装置の構成図。
【符号の説明】
1：配信制御装置（又は記録制御装置、又はバックアップ制御装置）、2：記録再生手段、3：配信手段、4：ライブラリ装置、5：交換機、6：クライアント端末、7：メディア、8：コントローラ、9：受信手段、17：メディアグループ管理手段、81：ホスト接続手段、82：記憶装置接続手段、83：データ記憶手段、84：冗長データ演算手段、85：中央制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬メディアを対象とした可用性の高い記憶装置システムに関する。特に、可搬メディアの耐障害性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
(1)ＲＡＩＤの説明
ディスクアレイは、複数のディスク装置（以下、単にディスクと称する）を並列に動作させることで、単体のディスクに比べ高速化を実現する技術である。しかし、ディスクをｎ台並べた場合、その故障確率はｎ倍に悪化する。そこで、高速化と高信頼化を両立するための技術として、「ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）」が知られている。ＲＡＩＤは、"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) "; In Proc. ACM SIGMOD, June 1988（カリフォルニア大学バークレー校発行）に詳しい。
【０００３】
ＲＡＩＤは、複数のディスクを並列に動作させることで高速制御を実現し、また、パリティと呼ぶ冗長データをパリティディスクと呼ぶ特定のディスクに格納することにより、万一、データを格納する１台のディスクが故障しても、他のディスクとパリティディスクのパリティとから故障したディスクのデータを再現することができ、耐ディスク障害信頼性を高めることができるディスク制御の方法である。
【０００４】
ＲＡＩＤはそのパリティの格納の方法によりレベル１から５がある。図２にこのうちの一例としてレベル４型のＲＡＩＤのデータ配置図を示す。この例では、ディスクが５台あり、４台がデータディスク０〜３、１台がパリティディスクとすると、データをディスク０、ディスク１、ディスク２、ディスク３の順番で、ある一定のデータブロック毎に順に分散して格納する。このデータブロック単位のことをストライプと称し、この分散する制御のことをストライピングと称する。ディスク０〜３に格納した同一ストライプのデータＤ０〜３の排他的論理和（以下ＸＯＲと称する）を計算することで冗長データであるパリティＰ０を生成する。すなわち、
Ｐ０＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３ （式ａ） ただし、＋はＸＯＲ演算を示す。
【０００５】
また、Ｄ０を格納するディスク０が故障した際には、
Ｄ０＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｐ０ （式ｂ）
により、故障したディスク０のＤ０を再現できる。
【０００６】
また、パリティを生成するための同一列のデータ及びパリティストライプ群のことを「パリティグループ」と称する。図２の場合、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｐ０が同一パリティグループを形成する。上記ＲＡＩＤ４の他、レベル３、５が上記式ａと同一の方法でパリティを生成する。
【０００７】
図１にＲＡＩＤ装置の構成を示す。1000はホスト計算機、2000はＲＡＩＤ装置であり、両者はホストインターフェース1100で接続している。ＲＡＩＤ装置2000は、ＲＡＩＤの制御を行うＲＡＩＤ制御手段2500と、複数台のディスク装置210〜214で構成され、ＲＡＩＤ制御手段2500が複数のディスク装置210〜214を制御し、図１のデータ配置でデータのリードライトを行う。また、ＲＡＩＤ制御手段2500は、上記のパリティの生成や、故障ディスク装置のデータの復元の制御を行う。
【０００８】
(2)可搬メディア(ＤＶＤ)の説明
計算機システムにおいて、ディスク装置以外にしばしば用いられる記憶装置として、磁気テ−プ記憶装置、光ディスク記憶装置等がある。これらの記憶装置の特徴は、いずれも記憶メディア（記憶媒体ともいう）と記録再生装置が分離されており、記憶メディアを任意の記録再生装置に装填し、記憶メディア上のデ−タを読み書きするという点である。一般にこれらのメディアは、「可搬メディア」と呼ばれる。以下単に「メディア」と称することにする。大規模計算機システムにおいては、非常に多くの枚数のメディアの管理を容易に実現するために、ライブラリ装置が導入される。なお、本明細書においてはメディアに格納するデータはディジタルデータであるとする。
【０００９】
可搬メディアの一つとして、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）がある。ＤＶＤは光ディスクの一種である。大容量、低価格で、かつ書き換え可能といった特徴を備えた可搬メディアであり、主にディジタルビデオ装置への適用を目的に開発されたものである。しかし、ＤＶＤは計算機で使用することも可能であり、プログラムやデータの配布、データのバックアップ、磁気ディスクの代替等、その特徴を生かした様々な計算機への適用が注目されている。
【００１０】
(3)ライブラリ装置の説明
上記の通り、多数のメディアを計算機システムにおいて使用するには、一般にライブラリ装置が用いられている。図３にライブラリ装置の構成を示す。ライブラリ装置4において、42は多数のメディアを収納する収納手段、43はメディアをライブラリ装置に投入するための投入手段、41は投入手段43と収納手段42との間で、また収納手段42と別に設けた１台もしくは複数台のメディアの記録再生手段との間でメディアを搬送する搬送手段、44は上位システムの指示に従い搬送手段41を制御する搬送制御手段である。収納手段42には多数のメディアを収納する収納位置が設けてある。
【００１１】
上位システムは、搬送制御手段44にコマンドを発行し、搬送手段41を制御することにより、収納手段42の各収納位置と投入手段43と記録再生手段の任意の位置間のメディアの搬送を行うことができる。
【００１２】
(4)配信装置の説明
デジタルデータを配信する計算機システムの例として、ＶＯＤ（Video On Demand）配信装置がある。この配信装置は、多数のデジタルビデオデータを蓄積し、顧客からの要求に応じて望みのビデオデータを配信する装置である。ＶＯＤ配信装置は、放送局から一般家庭にビデオデータを配信するケーブルテレビ等に用いられる大規模な配信装置から、ホテル、学校、公共施設などの施設内において用いられる小規模な配信装置まで、多種多様である。前者は、一般のテレビと同様、２４時間、無停止運転が前提であり、サービスの中断は許されず、高度な可用性が要求される。また、後者は、計画的な運用停止が可能であり、可用性に対する要求も比較的低いといった相異点がある。
【００１３】
高度な可用性が要求される大規模システムの場合、サービスの中断は許されないので、配信装置全体を二重化し、ビデオデータの格納には上記のＲＡＩＤ装置が用いられる。しかし、このような装置は非常に高価なシステムになるので、小規模システムで可用性への要求がさほど高くない場合、配信装置の二重化は行わず、また、ビデオデータの格納にも、ＲＡＩＤは使用できず、ＤＶＤや、ビデオテープなどの可搬メディアから直接配信が行われることが多い。
【００１４】
図４に、ＤＶＤ等の可搬メディアを用いた小規模な配信装置の構成の一例を示す。
【００１５】
6（60〜6k）は、ビデオデータを再生し、ユーザがそのビデオデータを見るためのクライアント端末（以下単に端末と称する）、
配信装置100において、1は端末60〜6kからの配信要求を受信しライブラリ装置4と配信手段3（300〜30n）を制御して希望のビデオデータを配信する配信制御装置、
2（20〜2n）は可搬メディアを装填し、データの記録再生を行うｎ台の記録再生手段、
3（300〜30n）は配信制御装置1からの配信指令を受信し記録再生装置2を制御しデータをリードし、リードしたデータを送信するｎ台の配信手段、
4は上記図３のライブラリ装置、
5は配信手段300〜30nからの送出されたビデオデータを、要求発信元のクライアント端末60〜6kへ送信するための交換機である。
【００１６】
7はビデオデータを記録するメディアである。ビデオデータは、映画等の市販のビデオソフトや、ビデオレコーダで記録した映像などであり、１枚のメディアに少なくとも１つ以上のビデオデータが格納される。
【００１７】
配信制御装置1において、11はライブラリ装置に収納する多数のメディアの管理を行い、かつ配信制御装置1全体の制御を行う中央処理手段、12はライブラリ装置4の搬送手段41を制御する搬送制御手段、13は端末60〜6kからのビデオデータの転送要求を受信する等の通信を行う端末通信手段、14は配信手段に配信要求を発行する等の通信を行う配信手段通信手段、15は交換機5の交換制御を行う交換制御手段である。
【００１８】
配信手段3（300〜30n）において、31は記録再生装置2（20〜2n）を接続し転送制御を行う記憶装置接続手段、32は記録再生装置2のメディアからリードしたデータを端末に送信できる形式に必要があれば変換し送信をおこなうデータ送信手段、33は配信制御装置1からの配信開始・中断・停止命令の受信等の通信を行う通信手段、34は配信手段3全体の制御を行う中央制御手段である。
【００１９】
なお、以下の説明において、同一手段が複数ある場合、そのうちの１つの手段を特定する場合は2n、300、等の枝番号を用いる。また、不特定の手段の構成や動作を説明する場合には2、3、等の代表番号を用いることにする。
【００２０】
動作を説明する。
【００２１】
端末6x（ｘは０≦ｘ≦ｋの任意整数）は、希望のビデオデータの配信要求を配信制御装置1に発行する。
【００２２】
配信制御装置1の端末通信手段13はこの要求を受信し、中央制御手段11はその要求のビデオデータを格納するメディアを特定しライブラリ装置4の収納位置を検索する。また、現在未使用の一つの配信手段3a（ａは０≦ａ≦ｎの任意整数）および一つの記録再生手段2aを選択し、選択したメディアを装填するよう搬送制御手段12を制御する。また、同時に交換制御手段15を制御し、選択した配信手段3と要求元端末6xとを回線を接続するよう交換機5を制御する。
【００２３】
ライブラリ装置4の搬送制御手段44は配信制御装置1からの搬送要求を受信し、搬送手段41を動作させて選択されたメディアを選択された記録再生装置2aに装填し、配信制御装置1に装填終了を通知する。
【００２４】
配信制御装置1は、装填終了を受信し、つづけて、配信手段通信手段14を制御し配信開始要求を選択した配信手段3aに送出する。
【００２５】
配信手段3aの通信手段33は、配信開始要求を受信し、中央制御手段34は、データ送信手段32と記憶装置接続手段31を制御し、記録再生装置2aからリードしたビデオデータの配信を開始する。
【００２６】
交換機5は選択された配信手段3aからの回線を端末6xに接続しているので、端末6xは希望のビデオデータを受信しこのビデオを見ることができる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
■課題
(1)サービスの長時間停止
従来技術の可搬メディアは、取り出し可能であり、また、メディアが密閉されていないので外界からの影響を受けやすく、光ディスクの場合、メディアの傷、汚れ、等によって、また磁気テープの場合、さらに外界の磁気の影響により損傷を受ける場合がある。たとえば、メディア全体を管理する記録情報を格納する部位に損傷を受けた場合、メディア全体のデータが再生不可能になることがある。
【００２８】
また、取り出さない状態であっても、メディアのたわみや、レーザヘッド、磁気ヘッド等の記録装置の劣化、メディアの径年変化等により、一部のセクタやトラックが読み書き不能になる場合がある。
【００２９】
上記従来技術の配信装置の場合、可搬メディアからビデオデータの配信を行うため、あるメディアに障害が発生するとそのメディアに収納したビデオデータ等のデータは喪失してしまい、配信は不可能になってしまう。すなわち、このビデオデータの配信サービスは、市販メディアを使用した場合、同じデータを収納したメディアを再度購入してくるまで停止する。また、ビデオレコーダで記録したメディアを使用した場合、他のオリジナルテープ等の複製がない限り最悪の場合、回復が永遠にできない場合がある。このように、メディアの障害により配信サービスが停止してしまうという問題がある。
【００３０】
(2)メディア枚数増加
そこで、通常、バックアップのための複製を作成する。これらの複製をバックアップメディアと称する。バックアップメディアを作成しておけば、障害メディアを排出し、バックアップメディアを投入すれば、サービス停止時間はこの交換作業のための時間だけに局所化できる。さらに、ライブラリ装置にバックアップメディアを格納しておけば、記録再生装置内での交換だけの時間で復旧できる。
【００３１】
しかし、通常ライブラリ装置に収納するメディアは数十枚から数百枚と多く、さらに、常時ライブラリ装置内のメディアはビデオデータに交換していくことが多いので、これらのバックアップメディアを常に作成すると、メディアの枚数が２倍に増加するので、メディアの収納場所の確保が困難になるという問題がある。また、これらの多数のメディアを管理することも困難になる。また、バックアップメディアに必要なコストも非常に大きいという問題がある。
【００３２】
(3)ＲＡＩＤによる高価格化
メディアの障害に対して耐性を持たせる方法に上記従来の技術に示したＲＡＩＤがある。しかし、上記に示したとおり、磁気ディスク装置を用いたＲＡＩＤを作成するには、大容量の磁気ディスクが必要になる。例えば、２００枚の４ＧＢメディアで配信システムを構築した場合、この全データを磁気ディスク装置に格納するには８００ＧＢもの容量が必要である。さらに、ＲＡＩＤにするためには冗長データであるパリティを格納する必要があるので、例えば４台のデータディスクと１台の冗長データディスクでＲＡＩＤを構築した場合、総容量は１０００ＧＢに達する。一般に、磁気ディスク装置のビットコストは数１０倍程度可搬メディアより高価なので、システム価格は非常に高価になってしまうという問題がある。
【００３３】
(4)複数同時配信画像の同時録画
また、例えばケーブルテレビ局等で全てのテレビ放送を全時間録画し保存するような場合や、例えば学校等で全ての講義を録画し保存するような場合、同時録画数分の記録再生装置を用い、各放送や各講義をそれぞれ１つのメディアに保存することができる。しかし、この場合、記録されたメディアがオリジナルデータであるが、このメディアには上記(1)のように障害が発生する恐れがあり、ひとたび障害が発生すれば以降データを喪失してしまうという問題がある。これを防ぐにはやはりバックアップメディアの生成が必要であり、上記(2)の問題が発生する。
【００３４】
(5)複数の書き込み済み可搬メディア
また、(4)のように同時に複数のメディアにデータを記録しない場合でも、例えば、グラフィック映像の作成用途などにおいて、複数のユーザが各々独自のデータを作成し、オリジナルデータをメディアに格納した場合、その保護のため複製を作成するのが一般的である。しかし、ユーザ全員で考えると、上記(2)同様、バックアップメディアの枚数が多くなるという問題がある。
【００３５】
■目的
本発明の目的は、多数のメディアを収納するライブラリ装置を使用した計算機システムにおいて、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧する方法を提供することである。
【００３６】
また、本発明の目的は、メディアのバックアップを作成してもバックアップメディアの枚数を増加させないことで、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することである。
【００３７】
また、本発明の目的は、多数の同時配信されてくる画像等のデータを同時に記録する際に、バックアップメディアの枚数を増加させずに以後のメディア障害への耐性を備えさせる方法を提供することである。
【００３８】
また、本発明の目的は、多数の独立なユーザの作成した独立な複数のメディアのバックアップを行う場合に、バックアップメディアの枚数を増加させずに以後のメディア障害への耐性を備えさせる方法を提供することである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
ライブラリ装置と、ライブラリ装置の制御を行う上位システムと、少なくとも１台以上の可搬メディアの記録再生装置とで構成された計算機システムにおいて、
ｎ枚のデータメディアと１枚の未記録の新メディアにより「メディアグループ」と称するグループを構成し管理する手段と、
ｎ枚のメディアにすでにデータが記録してある場合、その全ての記録された（記録する）データについて、異なるメディア間の同一アドレスのデータで排他的論理和を演算することで冗長データを生成する手段と、
メディアグループに属する上記１枚の未記録の新メディアに上記生成した冗長データを記録する手段と、
メディアに障害が発生したことを検出する手段とを備えたものである。
【００４０】
このような構成により、ｎ枚のデータメディアに対して１枚のバックアップメディアを生成することができ、バックアップのコストをｎ分の１に低減することができる。また、バックアップメディアの枚数も少ないので管理も容易になり、収納場所も少なくて済む。
【００４１】
また、あるメディアに障害が発生した場合には、同一メディアグループの他のｎ枚のディスク間の同一アドレスのデータの排他的論理を演算することで障害メディアのデータを再現し、このデータを新規に割り当てた代替メディアに保存することで障害メディアを復元することができ、短時間で障害メディアを復旧することができる。
【００４２】
さらに、上記構成で、ｎ枚のメディアに同時送信されるｎ本のデータをそれぞれ独立に記録する場合には、複数のｎ本の同時配信データをそれぞれ異なるメディアに記録する際に、データの記録と同時にバックアップメディアの生成も行うことができるので、バックアップを作成する手間と時間が不要であり、さらに、以降、ｎ枚のデータメディアのうちの任意の１枚に障害が発生しても、上記同様短時間で障害メディアを復旧することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
■第一実施形態（ＤＶＤを用いた配信装置）
第一の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を上記従来の技術(4)に記載の配信装置に適用した場合を例にとり説明する。
【００４４】
(1)構成の説明
図５は、本実施形態の配信装置である。100は配信装置、1は配信制御手段、2（20〜2n）は記録再生手段、3（300〜30n）は配信手段、4はライブラリ装置、5は交換機、6（60〜6k）は端末、7はメディアである。これらの各手段は従来例と同様である。また、説明において同一手段が複数あるとき、その手段一般を示す代表番号（2、3等）と、枝番号（20、30n等）の用い方は従来の技術と同様である。
【００４５】
この従来例の構成に加えて以下の各手段を追加する。
【００４６】
配信制御装置1において、従来技術の構成につけ加え、16はコントローラ8を接続するコントローラ接続手段、17はｍ枚の記録済みメディアと、１枚の未記録の新規メディアとの（ｍ＋１）枚のメディアで「メディアグループ」を構成し、そのすべてのメディアのライブラリ装置4における収納位置を管理するメディアグループ管理手段を備える。メディアグループについては後述する。
【００４７】
また、8はコントローラであり、81は上位システムである配信制御装置1と接続するためのホスト接続手段、82（820〜82n）は記録再生手段2（20〜2n）をそれぞれ接続するための記憶装置接続手段、83は記録再生手段2（20〜2n）からリードしたデータを一時記憶しておくためのデータ記憶手段、84は記憶再生装置2（20〜2n）のうちの少なくとも１台以上からリードしたデータの排他的論理和を演算し、冗長データであるパリティを生成する冗長データ演算手段である。
【００４８】
(2)メディアグループの説明
ライブラリ装置4に収納されたすべての記録済みメディアは、それぞれ独立したメディアであるとする。すなわち、各メディアには、上記従来の技術のＲＡＩＤのようなストライピング処理は施されていない。このことは、それぞれのメディアが１枚でビデオデータの再生が可能であり、また、他の場所で単独で録画することができ、さらに、他の場所に移動して再生することもできるということである。すなわち、他のビデオレコーダで録画したメディアでもよいし、市販のビデオソフトでも構わない。これらのメディアを「データメディア」と称することにする。
【００４９】
また、ライブラリ装置4にはすくなくとも１枚以上の未記録のメディアを格納しておく。これらのメディアを「新規メディア」を称することにする。
【００５０】
次にメディアグループについて説明する。メディアグループとは任意のｍ（ｍ＞０の整数）枚のデータメディアと、１枚の新規メディアにより構成するメディア群のことである。
【００５１】
図６にメディアグループの一例を示す。この例ではｍ＝４であり、４枚のデータメディア70〜73と１枚の新規メディア7pから構成する。各メディアのライブラリ装置4における収納位置は同図の通り任意である。
【００５２】
(3)メディアグループの生成と収納場所の決定
次にメディアグループの生成の方法を説明する。メディアグループを構成するｍ枚のメディアは、そろぞれ独立なメディアなので、グループの生成に際しては特に制限はない。たとえば、同時に５枚のメディアを投入したならば、その５枚のデータメディアと１枚の新規メディアでメディアグループを構成すればよい。また、ｍは可変であってもよいので、たとえば既に３枚のｍ＝３のメディアグループを構築しており、さらに２枚のデータメディアをライブラリ装置4に収納した際に、計５枚のデータメディアでｍ＝５のメディアグループを構成することもできる。この例のようにｍ＝３からｍ＝５への変換については後述する。このメディアグループの生成は配信制御装置1のメディアグループ管理手段17が行う。
【００５３】
また、メディアグループ管理手段17がｍ枚のデータメディアを決定したら、次に１枚の新規メディアを割り当てる。ユーザはあらかじめ複数枚数の新規メディアをライブラリ装置4に収納しておく必要がある。この新規メディアの収納位置はメディアグループ管理手段17が行う。メディアグループ管理手段17は、任意の１枚の新規メディアを選択し同メディアグループに割り当て、割り当てたことを保持し以降他のメディアグループの生成に用いないように管理する。
【００５４】
(4)パリティメディアの生成
次にパリティメディアの生成について説明する。「パリティメディア」とは、メディアグループの全てのデータメディアのデータを用いて冗長データを生成し、この冗長データを新規メディアに格納したメディアのことである。なお、冗長データのことをパリティと称する。データの配置は図６の通り、各メディア間でストライピングは施さない。パリティは上記従来の技術の（式ａ）を用い、すべてのデータメディアの同一アドレスのデータの排他的論理和を演算することで生成することができる。
【００５５】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12を制御しライブラリ装置4を動作させ、ｍ＋１枚の同一メディアグループの全てのメディアを異なる記録再生手段に装填する。任意の記録再生手段を用いることができるが、ここでは、データメディア70〜7m-1を装填する記録再生手段は20〜2m-1、新規メディア（パリティメディア）7pは記録再生手段2mを使用すると仮定する。なお、パリティメディアの生成に使用することのできる記録再生手段の台数をｑ台（０≦ｑ≦ｎ）とする。また、以下の説明ではｑ≧（ｍ＋１）と仮定する。ｑ＜（ｍ＋１）の場合は後述する。
【００５６】
次に、メディアグループ管理手段17は、コントローラ接続手段16を用い、コントローラ8にパリティメディアの生成コマンドを発行する。
【００５７】
コントローラ8のホスト接続手段81はコマンドを受信し、中央制御手段85はこのコマンドを解釈し、各記録再生手段20〜2m-1を接続する記憶装置接続手段80〜8m-1に対し各メディアの先頭０番地からｋバイトをデータ記録手段83にリードするようリードコマンドを発行し、全データメディアのデータをリードする。
【００５８】
次に中央制御手段85は冗長データ演算手段84にパリティ演算を行うようコマンドを発行し、冗長データ演算手段84は、データ記憶手段83にリードした全データメディアのデータに対し各バイト毎に先頭アドレスから順に排他的論理和演算を実行し、結果をｋバイトのパリティとしてデータ記録手段83に格納する。すなわち、上記従来の技術の（式ａ）の原理に基づきパリティを生成したことになる。
【００５９】
次に中央制御手段85は、記録再生手段2mを接続する記憶装置接続手段8mに対し、いま生成したｋバイトのパリティを、パリティメディア7pの先頭アドレスからライトするようライトコマンドを発行し、メディアにパリティを格納する。
【００６０】
以上でｋバイトのパリティ生成とパリティメディア7pへの格納が完了するので、メディアの全容量に対して以上のパリティ生成処理を繰り返すことでパリティメディアの生成が完了する。
【００６１】
また、もし、パリティメディアの生成に使用できる記録再生手段の台数ｑがｑ＜（ｍ＋１）のときには、例えばｑ台の記録再生手段20〜2n-1にｍ枚のデータメディアのうちのｑ枚を装填する。そして上記同様のパリティ生成処理を行い、生成したパリティをデータ記憶手段83に格納する。ここでできたパリティは中間的なものであり、完全なパリティではない。これを中間パリティと称する。次に、残りのデータメディアのうちｎ枚を装填し、同様に中間パリティを生成し、データ記憶手段83に格納した以前の中間パリティと排他的論理和をとり、中間パリティを更新する。このような処理を全てのデータメディアに対して行い、最終的なパリティを生成する。
【００６２】
次にパリティメディアを任意の記録再生手段2に装填し、生成したパリティをライトする。以上の処理をメディアの全データに対して行うことで、上記同様パリティメディアの生成が完了する。
【００６３】
以降、ライブラリ装置に格納する全てのデータメディアが任意のメディアグループに属するように配置し、すべてのメディアグループに対して上記のパリティメディアの生成を実行し、生成したパリティメディアをライブラリ装置4に収納しておく。
【００６４】
その後、メディアグループに関係なく、各メディアを独立に配信サービスに使用することができる。
【００６５】
(5)メディアの障害発生
次に、上記従来の技術の配信装置において、配信サービス中に任意の１枚のメディアに障害が発生した場合について、説明する。
【００６６】
ひとたび配信中のメディアに障害が発生すると、そのメディアのビデオデータの配信サービスはこの構成の配信装置では中断しなくてはならない。この場合、配信制御装置1は端末通信手段13を介し、要求元端末にサービスが中断されたことを通知する。ユーザは、この通知を受信し、そのまま復旧を待つこともできるし、あきらめて他のサービスを要求し直したり、サービスの受信を断念したりすることができる。
【００６７】
次に、この障害メディアは今後使用することができないので、配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12によりライブラリ装置4を制御し、記録再生手段からこの障害メディアを取り出し、投入手段43からの同メディアを排出する。
【００６８】
(6)復旧用の記録再生手段の割り当て
次に、復旧のための記録再生手段の割り当てを実施する。この割り当てには様々なバリエーションがある。例えば、全記録再生手段台数が１０台であり、現在配信サービスに使用している同手段が３台の場合、７台以下の同手段が使用可能である。また、１０台のうち、７台が配信サービスに使用中ならば残りの３台が使用可能である。また、１０台の全てが配信サービス中であるならば１台も復旧のために使用することはできない。この場合は後で配信サービス数が減少した時や、計画停止した時に障害メディアの復旧を行うことになる。ここで、空いている記録再生手段があっても、何台かは次に発行される配信要求に備え確保しておく必要があるかもしれない。よって、空いている記録再生手段のすべてを障害復旧に使用できないかもしれない。いずれにしても、使用できる台数は様々なので、配信装置の構成に依存した適切な割り当てを行う必要がある。ここでは、便宜上、メディアグループの構成メディア枚数を（ｍ＋１）枚とし、復旧に使用可能な記録再生手段台数（ｑ＋１）台（ｑ＞０）とし、それらの大小関係に応じた次の２つの方法について説明する。
【００６９】
(7)メディアの復旧（方法１：記録再生手段台数（ｑ＋１）≧メディア数（ｍ＋１）の場合）
はじめに、復旧作業に割り当てられる記録再生手段の台数（ｑ＋１）台がメディアグループの総メディア数（ｍ＋１）枚以上の場合について説明する。
【００７０】
まず、配信制御装置1のメディアグループ管理手段17はライブラリ装置4に収納した新規メディアを１枚選択する。以降、このメディアを用いて障害メディアの復旧を行う。
【００７１】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、現在未使用の（ｍ＋１）台の記録再生手段（仮に20〜2mとする）を復旧作業用に割り当てる。
【００７２】
次に、メディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置4を制御し、選択した新規メディアを１台の記録再生手段（仮に2mとする）に装填する。
【００７３】
次に、メディアグループ管理手段17は、障害メディアと同一メディアグループの、全てのデータメディアと、パリティメディアの全ｍ枚のメディアを残りのｍ台の記録再生手段20〜2m-1にそれぞれ装填する。
【００７４】
次に、上記パリティメディアの生成と同様、記憶装置接続手段820〜82m-1はデータメディアとパリティメディアの全ｍ枚の、ｋバイトのデータ及びパリティをコントローラ8のデータ記憶手段83に転送し、冗長データ演算手段84はすべてのリードしたデータ及びパリティの排他的論理和を生成し、生成した結果をデータ記憶手段83に格納する。この生成した結果は、障害メディアのデータになる。これは、上記従来の技術の（式ｂ）の原理に基づいたものでありデータの再生成と呼ぶ。記憶装置接続手段82mは、記録再生手段2mを制御し、記録装置再生装置2mはこのｋバイトの再生成したデータを新規メディアにライトする。以下、メディアの全容量に対して上記のデータの再生成処理を繰り返すことで、障害メディアを復旧することができる。
【００７５】
以上の説明では、簡単のため、全てのデータとパリティのリード処理が終了した後、データの再生成を行い、その後再生成処理を行うと記したが、実際は、これら３つの処理は平行してパイプライン処理で実行することができ、かつ、全メディアからのリード、ライト処理を完全に平行に行うに十分なデータ転送帯域があれば、所要時間はほぼメディア１枚を全容量に対してリードする時間に等しい。
【００７６】
よって、障害発生後、直ちに復旧作業を開始したとすると、例えばメディアの記憶容量が４ＧＢ、メディアからのリード転送速度が１．５ＭＢ／Ｓと仮定すると、約４５分で障害メディアの復旧作業が終了することになる。このように短時間で障害メディアの復旧が可能である。
【００７７】
(7)メディアの復旧（方法２：記録再生手段台数（ｑ＋１）＜メディア数（ｍ＋１）の場合）
次に、復旧作業に割り当てられる記録再生手段の台数（ｑ＋１）台がメディアグループの総メディア数（ｍ＋１）枚より少ない場合について説明する。
【００７８】
配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、現在未使用の（ｑ＋１）台の記録再生手段（仮に20〜2qとする）を復旧作業用に割り当てる。
【００７９】
次に、メディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置4を制御し、選択した新規メディアを１台の記録再生手段（仮に2qとする）に装填する。
【００８０】
次に、メディアグループ管理手段17は、障害メディアと同一メディアグループの、全ての正常なデータメディアと、パリティメディアの全ｍ枚のメディアのうち、ｑ枚を選択してｑ台の記録再生手段20〜2q-1にそれぞれ装填する。
【００８１】
次に上記(6)同様、記憶装置接続手段820〜82q-1は記録再生手段20〜2q-1を制御し、ｑ枚のメディアからデータ及びパリティをデータ記録装置83にリードし、冗長データ演算手段84はそれらのデータ及びパリティの排他的論理和を計算し、中間再生成データを生成しデータ記憶手段83に格納する。
【００８２】
次にメディアグループ管理手段17は、残りの正常メディアのうちのｑ枚を選択し、これらのメディアを記録再生手段20〜2q-1に装填し、データ及びパリティをリードし、中間再生成データを生成し、前回生成しデータ記憶手段83に格納しておいた中間再生成データとの排他的論理和を演算することで中間再生成データを更新する。
【００８３】
以上の処理を、全ての正常なメディアに対して実施し、最後にデータ記憶手段83に生成されたデータが最終的な再生成データになる。
【００８４】
続けて記憶装置接続手段82qは、記録再生手段2qを制御し、記録装置再生装置2qはこの再生成したデータを新規メディアにライトする。以下、メディアの全容量に対して上記のデータの再生成処理を繰り返すことで、障害メディアを復旧することができる。
【００８５】
以上の説明では、記録再生手段2qに新規メディアを装填する例で説明したが、データ記録手段83に再生成データが生成できるまではこのメディアは使用しないので、この記録再生手段2qもデータの再生成処理に使用することもできる。
【００８６】
以上のように、復旧作業に使用可能な記録再生手段がメディアグループのメディア枚数より少ないときでも、最低１台の記録再生手段があれは復旧処理を実施することができる。
【００８７】
(8)メディアグループのデータメディア枚数ｍの変換
次に、メディアグループを構成するデータメディアの枚数ｍの変換について説明する。
【００８８】
例えば、ｍ＝４でメディアグループを構成する場合、ライブラリ装置4に格納するメディアが１０３枚であったとする。すると、うち１００枚のメディアはｍ＝４でメディアグループを２５グループ生成できるが、残り３枚はｍ＝４で構成できない。しかし、この３枚についてパリティメディアを生成しないと、このメディアに障害が発生した際に、データを完全に喪失してしまう。そこで、この３枚で一時的にｍ＝３のメディアグループを生成し、後でもう１枚のデータメディアをライブラリ装置4に収納した時点でｍ＝４に変換する必要がある（例１）。
【００８９】
また、例えば、最初ｍ＝４でメディアグループを構築したものを、パリティメディア枚数の低減のためにｍ＝８に冗長度を下げる必要が生じる場合がある（例２）。
【００９０】
また、例えば、最初ｍ＝４でメディアグループを構成した時、そのうちの１枚が不要になりライブラリ装置4から取り外す必要が生じる場合がある（例３）。
【００９１】
また、メディアグループのメディアを何枚か別のメディアに交換する必要が生じる場合がある（例４）。
【００９２】
以上の例のように、一度生成したメディアグループのｍを動的に変更したり、メディアグループを構成するデータディスクを変更することも可能である。
【００９３】
データメディアのストライピングは行っていないので、ｍを変更するにはパリティメディアの内容のみを変更すればよい。
【００９４】
例１の場合、追加したデータメディアのデータと、パリティメディアのパリティとの排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、パリティメディア書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。
【００９５】
例２の場合、２つのｍ＝４なるメディアグループＭ１，Ｍ２のそれぞれのパリティの排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、Ｍ１，Ｍ２どちらか一方のメディアグループのパリティメディアに書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。
【００９６】
例３の場合、取り外すメディアのデータをパリティメディアのパリティと再度排他的論理和を演算し、新パリティを生成し、パリティメディア書き戻すことで、パリティメディアを更新できる。これは同じデータを２回排他的論理和を演算すると０になることを利用している。
【００９７】
例４の場合、例３と例１の組み合わせで実現できる。
【００９８】
(9)効果
本実施形態によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置において、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧し、そのメディアを使用した配信サービスを再開することができるという効果がある。
【００９９】
さらに、本実施形態によれば、ｍ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１００】
さらに本実施例によれば、パリティメディアの生成や、障害メディアの復旧作業には、そのとき配信サービスに使用していない空いている任意台数の記録再生手段を用い、配信サービスと平行して行うことができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１０１】
さらに、本実施例によれば、メディアグループを構築するデータメディアを変更したり、メディアグループを構成するデータメディアの枚数を動的に変更することができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１０２】
■第二実施形態（同時記録装置）
次に第二の実施形態を説明する。本実施形態では、複数の同時に配信されてくるビデオデータ等の連続データを効率よくメディアに記憶し、かつ信頼性を付加する記録装置について説明する。
【０１０３】
(1)構成
図７に本実施例の記録装置の構成をしめす。200は記録装置、1は配信制御手段、2は記録再生手段、4はライブラリ装置、7はメディア、9は受信手段、8はコントローラである。これらの各手段はほぼ第一実施形態と同様である。相違点のみ説明する。
【０１０４】
第一実施形態の配信制御手段1は、記録制御手段1に名称が変わる。また、配信手段制御手段14は、受信手段制御手段14に名前が変わる。また、同手段1の交換制御手段15及び端末通信手段13は交換機及び端末が存在しないので不要である。
【０１０５】
また、9（900〜90n）は受信手段である。91は記録再生手段2を接続し転送制御を行う記憶装置接続手段、92は外部から配信されてくるデータを記録再生手段で記録できる形式に必要があれば変換し記憶装置接続手段91に転送するデータ受信手段、93は受信制御装置1からの受信開始・中断・停止命令等の通信を行う通信手段、94は受信手段3全体の制御を行う中央制御手段である。
【０１０６】
(2)同時ｎ多重受信
はじめに、複数の同時に配信されてくる連続データについて説明する。
【０１０７】
たとえば、このような例としてＴＶ放送が挙げられる。現在、地上波放送を考えても数局が存在し、そのほかに衛星放送や、ケーブルＴＶ等、同時に配信されてくるビデオデータがこのようなデータとして考えられる。このようなデータは、ケーブルＴＶ局等では全ての放送を録画し、その映像を２次使用する場合などがある。
【０１０８】
また、学校、予備校等の授業の録画も一つの例として考えられる。同時に行う授業風景を録画し、後でこの授業を上記のＶＯＤ等で利用することが考えられる。
【０１０９】
これらのデータは、貸し出しをしたり、ライブラリ装置に収納したりする必要があるため、可搬メディアにそれぞれ独立に記録することが必要である。ところが、これらのメディアはオリジナルのデータメディアであり、また、次に何時使用するか分からないため、径年変化等のメディア障害に備え、第一実施例同様バックアップメディアを作成することが望ましい。
【０１１０】
(3)リアルタイムパリティ生成
このような同時配信される複数の連続データを記録する場合、上記のバックアップメディアを効率よく行うことができる。すなわち、配信された複数のデータからリアルタイムでパリティを生成し、これをパリティメディアに格納するのである。このような処理をリアルタイムパリティ生成と称する。
【０１１１】
(5)メディアグループの生成
以下、ｍ本の連続データの同時記録と、リアルタイムパリティ生成ついて説明する。
【０１１２】
ユーザが、記録制御手段1を制御し、記録準備指示を発行したとする。
【０１１３】
はじめにメディアグループを生成する。記録制御装置1のメディアグループ管理手段17は、ライブラリ装置に格納する任意の未使用の（ｍ＋１）枚の新規メディアを選択し、これらをメディアグループとして割り当てる。このうちのｍ枚をデータ記録用メディアとして、１枚をパリティメディアとして割り当てる。
【０１１４】
(6)メディアの装填
次に配信制御装置1のメディアグループ管理手段17は、搬送制御手段12を制御しライブラリ装置4を動作させ、ｍ＋１枚の同一メディアグループの全てのメディアを異なる記録再生手段に装填する。任意の記録再生手段を用いることができるが、ここでは、データメディアを装填する記録再生手段は20〜2m-1、パリティメディアは記録再生手段2mを使用すると仮定する。なお、ここでｎ≧（ｍ＋１）である必要がある。
【０１１５】
(7)データの記録とリアルタイムパリティ生成
以上の記録準備処理が終了すると、次にユーザは記録開始命令を発行する。
【０１１６】
記録制御手段1の中央制御手段11は、受信手段通信手段14を制御し、各受信手段9に受信開始コマンドを発行する。また、同時に記録制御手段1の中央制御手段11は、コントローラ通信手段16を制御し、コントローラにパリティ生成開始コマンドを発行する。
【０１１７】
各受信手段9は同コマンドを受信し、データの受信を開始する。データ受信手段92はデータを受信し、これをメディアに記録できる形式に変換する。たとえば、ＮＴＳＣ信号で受信し、これをディジタル化し、さらにＭＰＥＧ形式のデータに変換する等の処理を行う。
【０１１８】
記憶装置接続手段91は上記変換されたデータを記録再生手段2に転送する。これと同時にコントローラ8の記録装置接続手段82にも転送する。この同時転送の方法は、一つには決まったサイズのデータブロックを記録再生手段2と記憶装置接続手段82に順番に転送する方法と、もう一つには受信手段9がデータを転送すると、記録再生手段2と記憶装置接続手段82が同時に受信する、いわゆる同報転送を行う方法がある。
【０１１９】
各記録再生手段2は転送されたデータをメディアに記録する。
【０１２０】
コントローラ8の各記憶装置接続手段82は、各受信手段9から転送されたデータを受信しデータ記憶手段83に格納する。
【０１２１】
すべての現在受信中の受信手段9からある一定サイズｋバイトのデータブロックを受信したならば、中央制御手段11は冗長データ演算手段84にパリティ生成起動コマンドを発行し、各データの排他的論理和を演算し、パリティを生成し、データ記憶手段83に格納する。
【０１２２】
中央制御手段11は、ｋバイトのパリティが生成できたならば、パリティメディアを格納する記録再生手段2mに接続する記憶装置接続手段82mを制御し、パリティメディアに生成したパリティをライトする。
【０１２３】
以上の処理をデータの記録が終了するか、メディアの容量を使いきるまで続ける。これにより、各受信手段9が受信したデータのメディアへの記録と、パリティのリアルタイム生成及びパリティメディアへの記録が終了する。
【０１２４】
(5)効果
以上のように、本実施形態によれば、同時に配信されるｍ本の連続データをそれぞれ独立したメディアに同時に記録することができ、そのとき同時にｍ枚のデータメディアにつき１枚のバックアップメディアを生成できるので、以降のデータメディアの使用時に、万一、データメディアのうちの１枚に障害が発生しても、そのメディアを復旧することができるという効果がある。
【０１２５】
また、記録したメディアはそれぞれ独立したメディアなので、他の場所に移動することが自由であり、運用性が高いという効果がある。
【０１２６】
■第三実施形態（一般のデータのバックアップ機）
次に第三の実施形態を説明する。本実施形態では上記第一、第二の実施形態のようにビデオデータ等の連続データを格納するメディアではなく、一般のコンピュータデータのバックアップ装置について説明する。
【０１２７】
(1)構成
図８に本実施例のバックアップ装置300の構成を示す。3000はバックアップ装置、1はバックアップ制御手段、2は記録再生手段、4はライブラリ装置、6は端末、7はメディア、8はコントローラである。これらの各手段はほぼ第一実施形態と同様である。相違点のみ説明する。
【０１２８】
第一実施形態の配信制御手段1は、バックアップ制御手段1に名称が変わる。また、配信手段制御手段14と、交換制御手段15は配信手段及び交換機が存在しないので不要である。
【０１２９】
(2)多数のデータメディア
例えば、グラフィックデータ等の大規模データを扱う複数人のユーザが、各自が作成したデータをメディアに格納して管理しているとする。この場合、このメディアのデータはオリジナルデータであり、非常に貴重である。ところが、このようなメディアのバックアップを毎回作成するには、メディア枚数が膨大になってしまうという第一実施形態と同様の問題が発生する。そこで、この複数枚数のメディアから１枚のバックアップを作成することで、バックアップメディアの数を低減することが本実施形態の目的である。
【０１３０】
(3)動作
次に動作を説明する。
【０１３１】
データが格納された最大ｎ枚のデータメディアがあるとする。ユーザはこれらをライブラリ装置4に投入し、バックアップ開始コマンドを発行する。
【０１３２】
第一実施形態同様、バックアップ制御装置1のメディアグループ管理手段17は、新規メディアをパリティメディア用に割り当て、コントローラ8を同様に制御し、全データメディアのデータの排他的論理和を演算することでパリティを生成し、これをパリティメディアに記録し、パリティメディアを生成する。
【０１３３】
パリティメディアを生成により、ｎ枚のデータメディアのバックアップが終了するので、これら（ｎ＋１）枚のメディアをライブラリ装置4に収納し保存しておく。
【０１３４】
以降、オリジナルのデータメディアを使用している最中に障害が発生した場合、第一実施形態同様に障害メディアの復旧を行うことができる。
【０１３５】
(4)効果
以上のように、本実施形態によれば、ｎ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１３６】
さらに、本実施形態によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置において、メディア障害が発生しても、そのメディアの復旧が可能であるという効果がある。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、多数の独立なメディアを収納するライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、メディア障害が発生しても、短時間でメディアを復旧し、そのメディアを使用したサービスを再開することができるという効果がある。
【０１３８】
さらに、本発明によれば、上記ライブラリ装置において、ｍ枚のメディアにつき１枚のバックアップメディア（パリティメディア）を作成することができるので、バックアップメディアの収納場所を削減し、管理を容易化し、さらにコストを低減することができるという効果がある。
【０１３９】
さらに本発明によれば、上記ライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、パリティメディアの生成や、障害メディアの復旧において、そのとき空いている任意台数の記録再生手段を用いればこれらの作業を行うことができ、運用性が高いという効果がある。
【０１４０】
さらに、本発明によれば、上記ライブラリ装置を接続した計算機システムにおいて、メディアグループを構築するデータメディアを変更したり、メディアグループを構成するデータメディアの枚数を動的に変更することができるので、運用性が高いという効果がある。
【０１４１】
さらに本発明によれば、同時に配信されてくるｍ本の連続データをそれぞれ独立したメディアに同時に記録する記録装置において、そのデータ記録と同時にｍ枚のデータメディアにつき１枚のバックアップメディアを生成できるので、以降、データメディア使用時に、万一、データメディアのうちの１枚に障害が発生しても、そのメディアを復旧することができるという効果がある。
【０１４２】
また、上記記録装置において、記録したメディアはそれぞれ独立したメディアなので、他の場所に移動することが自由であり、運用性が高いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＲＡＩＤ装置の構成図。
【図２】従来技術のＲＡＩＤ装置のデータ配置の説明図。
【図３】従来技術、及び本発明のライブラリ装置の構成図。
【図４】従来技術の配信装置の構成図。
【図５】本発明の第一実施形態の配信装置の構成図。
【図６】本発明のメディアグループとパリティメディア生成の説明図。
【図７】本発明の第二実施形態の記録装置の構成図。
【図８】本発明の第三実施形態のバックアップ装置の構成図。
【符号の説明】
1：配信制御装置（又は記録制御装置、又はバックアップ制御装置）、2：記録再生手段、3：配信手段、4：ライブラリ装置、5：交換機、6：クライアント端末、7：メディア、8：コントローラ、9：受信手段、17：メディアグループ管理手段、81：ホスト接続手段、82：記憶装置接続手段、83：データ記憶手段、84：冗長データ演算手段、85：中央制御手段
Claims (9)
- 各々、他の可搬メディアに格納されるデータを用いることなく再生されるデータが格納される複数の可搬メディアを格納するライブラリ装置と、
可搬メディアを再生する記録再生装置と、
ライブラリ装置を制御し、ユーザが使用する端末からデータの配信要求を受信して前記端末に前記データを配信するよう制御する制御装置と、
前記記録再生装置が再生する可搬メディアに格納されているデータを前記端末に配信する配信装置とを有するシステムであって、
前記制御装置は、前記複数の可搬メディアのうち、ｎ個の可搬メディアと、未使用の可搬メディアからメディアグループを構成し、
前記ｎ個の可搬メディアに格納されるデータからパリティを生成し、
前記パリティを前記未使用の可搬メディアに格納し、
前記メディアグループに属する可搬メディアのいずれかを排出する際、
前記制御装置は、前記排出する可搬メディアに格納されているデータを復元することなく、前記メディアグループに属する前記排出する可搬メディア以外の可搬メディアで、新たなメディアグループを構成し、
前記新たなメディアグループのパリティを生成することを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
前記制御装置は、
前記メディアグループに属する可搬メディアのいずれかを排出する際、
前記排出する可搬メディアと前記メディアグループのパリティを格納する可搬メディアを用いて、パリティを計算し、前記新たなメディアグループのパリティとすることを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
複数の記録再生装置と、
複数の配信装置を有し、
前記制御装置は、前記端末からデータの配信要求を受信すると、
前記データが格納される可搬メディアと、前記複数の配信装置のうちいずれかの配信装置と、前記複数の記録再生装置のうちいずれかの記録再生装置を選択することを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
前記メディアグループに属する可搬メディアのいずれかに障害が発生した際、
前記メディアグループに属する可搬メディアのうち、前記障害が発生した可搬メディア以外の可搬メディアを用いて、前記障害が発生した可搬メディアに格納されていたデータを復元することを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
前記記録再生装置をｑ個有し、
ｑが（ｎ＋１）以上であるとき、
前記制御装置は、前記メディアグループを構成するｎ個の可搬メディアと未使用の可搬メディアを前記記録再生装置に装填し、
前記ｎ個の可搬メディアに格納されるデータから前記メディアグループのパリティを生成し、
前記未使用の可搬メディアに前記パリティを格納し、
ｑが（ｎ＋１）未満であるとき、
前記制御装置は、前記メディアグループを構成する前記ｎ個の可搬メディアのうち、ｑ個 の可搬メディアを前記記録再生装置に装填し、前記ｑ個の可搬メディアに格納されるデータから第１のパリティを生成したのち、
前記メディアグループを構成する前記ｎ個の可搬メディアのうち、前記ｑ個の可搬メディア以外の可搬メディアを前記記録再生装置に装填し、前記ｑ個の可搬メディア以外の可搬メディアから第２のパリティを生成し、
前記第１のパリティと前記第２のパリティから前記メディアグループのパリティを生成し、未使用の可搬メディアを前記記録再生装置に装填して、前記メディアグループのパリティを格納することを特徴とするシステム。 - 請求項４記載のシステムであって、
前記記録再生装置をｑ個有し、
前記メディアグループに属する可搬メディアのいずれかに障害が発生した際、
ｑがｎ＋１以上であれば、
前記制御装置は、前記メディアグループに属する可搬メディアのうち、障害が発生した可搬メディア以外の可搬メディアと、未使用の可搬メディアとを前記記録再生装置に装填して、
前記障害が発生した可搬メディアに格納されていたデータを復元し、
前記未使用の可搬メディアに復元したデータを格納し、
ｑがｎ＋１未満であれば、
前記制御装置は、前記メディアグループに属する可搬メディアのうち、前記障害が発生した可搬メディアを除くｑ−１個の可搬メディアと、未使用の可搬メディアとを前記記録再生装置に装填し、
前記ｑ−１個の可搬メディアから第１の復元データを作成したのち、
前記メディアグループに属する可搬メディアのうち、前記障害が発生した可搬メディアと前記ｑ−１個の可搬メディアとを除く可搬メディアを前記記録再生装置に装填し、前記障害が発生した可搬メディアと前記ｑ−１個の可搬メディアとを除く可搬メディアから第２の復元データを作成し、
前記第１の復元データと前記第２の復元データから前記障害が発生した可搬メディアに格納されていたデータを復元し、
前記未使用の可搬メディアに復元したデータを格納することを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
前記ライブラリ装置に可搬メディアが投入される際、前記制御装置は、
投入される可搬メディアが追加されるメディアグループを決定し、
投入される可搬メディアと、決定されたメディアグループのパリティを格納する可搬メディアとを用いてパリティを計算し、投入された可搬メディアが追加されるメディアグループの新たなパリティとすることを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
あらかじめ作成されたデータを受信する受信装置を有し、
前記制御装置は、前記受信装置が受信したｎ個のあらかじめ作成されたデータを各々、前記記録再生装置を介して、ｎ個の別々の可搬メディアに格納するよう制御し、
前記制御装置は、前記ｎ個の可搬メディアと未使用の可搬メディアとからメディアグループを構成し、
前記ｎ個の可搬メディアに格納されるデータからパリティを生成し、
前記メディアグループのパリティを前記未使用の可搬メディアに格納することを特徴とするシステム。 - 請求項１記載のシステムであって、
各々あらかじめ作成されたデータが格納されているｎ個の可搬メディアが前記ライブラリ 装置に投入される際、
前記制御装置は、
前記ｎ個の可搬メディアと未使用の可搬メディアからメディアグループを構成し、
前記投入されたｎ個の可搬メディアと未使用の可搬メディアからパリティを生成し、
前記メディアグループのパリティを前記未使用の可搬メディアに格納することを特徴とするシステム。
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