JP4142438B2 - 1次およびバックアップシステムの間のデータのリストア - Google Patents
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Description
(発明の背景)
1.発明の分野
本発明はコンピュータデータのリストアに関し、より詳細には、2次大容量記憶システムの使用を通じて1次大容量記憶システム上でデータをリストアすると同時に、データが失われる時間から、それが1次大容量記憶システムにリストアされるまでの、ユーザによるデータへのアクセスを最適化するためのシステムおよび方法に関する。
【0002】
2.背景および関連技術
世界中のビジネスは、それらのコンピュータシステム上に格納されたデータの商品価値を認識しており、それらの貴重なデータを保護するための、信頼性のある、コスト効率の高い方法を継続的に求めている。データを保護するための1つの一般的な技術は、データのバックアップコピーをリモートサーバ上で作成し、たとえば火事、洪水、地震、爆発または他のいずれかの災害などによって、いずれかの理由のためにデータの元のコピーが破損されるか破壊される場合に、データを検索できるようにすることである。しかし、この技術の効果は少なくとも部分的には、リモートサーバを1次サーバから有意な距離だけ離して、元のデータの破損を引き起こす出来事がバックアップデータも破損しないようにすることに依拠している。
【0003】
リモートサーバを1次サーバから離すことによる1つの結果は、2つのサーバの間で使用可能および入手可能な通信データ転送速度が、これらのサーバがきわめて近接した場合になるであろう速度より著しく遅いことである。したがって、コンピュータシステムからの貴重なデータの損失により、損失データをコンピュータシステムにリストアするために、過大な量のリソースおよび時間を費やすことが必要となる可能性がある。
【0004】
データのリストアに関連するコストは、データがリストアされている間にコンピュータシステムを使用できないことから生じ、これは、会社がますますコンピュータおよびコンピュータ処理されたデータに依拠するにつれて、より大きくなりつつある。いくつかの会社は、コンピュータ処理されたデータに大変依存するようになっているので、更新またはデータのリストアのためにコンピュータシステムをシャットダウンする技術はひどくコストが高い。これは特に、データの更新により、バックアップテープがローカルサイトに移送される間、およびミラーリングされたデータのコピーがローカルおよびリモートサイトに同時に存在するまで、コンピュータシステムをシャットダウンする必要がある場合に、そうである。
【0005】
データが高帯域幅の通信回線を通じて伝送される場合、ローカルおよびリモートサイトの間の距離の結果生じる低速のデータ転送速度により、両方のサーバの間の再ミラーリング時間が数時間から数日またはそれより長く延長される可能性があり、これは今日のデータ記憶サイズが大きいからである。さらにこの問題を複雑にすると、再ミラーリング中に、データが論理ファイル毎ではなく物理ブロック毎にコピーされる。したがって、再ミラーリングが100%完了されていない場合、データには実質的に価値がない。よって、再ミラーリング期間中に、データの単一のコピーのみが存在し、この時間の間にデータは永続的な損失または破損を受けるようになりやすい。
【0006】
(発明の簡単な概要)
上述の従来技術の問題が本発明によってうまく克服されており、これは、損失データブロックを1次コンピュータシステムにリストアすると同時に、なお1次コンピュータシステムが、リストアが起こる前でもオペレーションを継続することができるようにし、また同時に、少なくとも選択されたデータセットに関する限り、1次大容量記憶をリストアしてバックアップ大容量記憶をミラーリングするための方法およびシステムを対象とする。
【0007】
本発明では、データブロックが1次位置の1次大容量記憶デバイス上に格納され、データブロックのバックアップコピーが2次位置のバックアップ大容量記憶デバイス上に格納される、コンピュータシステムが存在する。1次大容量記憶デバイスが1次コンピュータに接続される。バックアップ大容量記憶デバイスがバックアップシステムに接続される。
【0008】
リストアは2つの経路に沿って起こる。第1の経路では、データブロックが1次コンピュータシステムによって使用される場合にリストアされる。たとえば、1次コンピュータシステムが標準のオペレーションを受ける場合、1次コンピュータシステムは時折、所与のデータブロックについての読み取り要求を生成する。しかし、1次大容量記憶の対応するデータブロックが失われる。その代わりに、要求されたデータブロックがバックアップ大容量記憶から検索される。検索されたデータブロックが1次大容量記憶に書き込まれ、1次コンピュータシステムにおけるアプリケーションによって処理される。加えて、1次コンピュータシステムが標準のオペレーションを受ける場合、1次コンピュータシステムは時折、所与のデータブロックについての書き込み要求を生成する。このデータブロックが、1次および大容量記憶デバイスに書き込まれる。
【0009】
1次コンピュータシステムは、1次大容量記憶においてなお損失データブロックがあろうとも、最新データブロックを1次大容量記憶に書き込み続けることに留意されたい。各最新データブロックが1次大容量記憶に書き込まれるので、この書き込みをリストアの1つの経路と見なすことができる。上書きマップにおいて対応するエントリが設定されて、1次大容量記憶におけるどのデータブロックが最新であるかが指示される。
【0010】
リストアの第2の経路では、バックアップ大容量記憶において選択されたデータセットのスナップショットコピーが取られる。この選択されたデータセットは、リストアされることが望まれるデータブロックに対応することができ、バックアップ大容量記憶の全体またはその一部のみを含むことができる。次いで、スナップショットコピーが電子的または物理的に1次コンピュータシステムに戻すように移送される。スナップショットコピーにおける各データブロックについて、1次大容量記憶において対応するデータブロックに、上書きマップにおいて最新としてマークが付けられない場合、このデータブロックがスナップショット記憶から1次大容量記憶にコピーされる。他方では、1次大容量記憶において対応するデータブロックに、上書きマップにおいて最新であるとしてマークが付けられない場合、このデータブロックがスナップショット記憶から1次大容量記憶にコピーされず、より古いデータブロックがより新しいデータブロックに置き換わることを防止するようにされる。
【0011】
このメカニズムは、1次大容量記憶およびバックアップ大容量記憶の間のミラーリングを、少なくとも選択されたデータセットに関する限り、維持する。加えて、第1のリストア経路により、1次コンピュータシステムがデータブロックの読み書きを継続し、したがってオペレーションを継続することができる。
【0012】
本発明の追加の利点は以下に説明され、部分的にはこの説明から明らかになり、または本発明の実施によって知ることができる。本発明の利点を、付属の特許請求の範囲において特に示した器具および組み合わせを用いて実現し、得ることができる。本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の説明および付属の特許請求の範囲からより十分に明らかになり、または以下に述べる本発明の実施によって知ることができる。
【0013】
本発明の上述および他の利点および特徴を得ることができる方法を説明するために、簡単に上述した本発明のより詳細な説明を、添付の図面に例示するその特定の実施形態を参照することによって示す。これらの図面が本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがってその範囲を限定するように見なされるべきでないことを理解して、本発明を追加の特定性および詳細と共に、添付の図面の使用を通じて説明する。
【0014】
(好適実施形態の詳細な説明)
本発明は、データブロックを1次大容量記憶デバイスにリストアすると同時に、ユーザがリストア中のデータブロックにアクセスできるようにするための方法およびシステムを企図する。したがって、本発明により、データブロックが1次大容量記憶システムから失われても、コンピュータのオペレーションは継続することができる。この最適化は、2つの経路のリストアを使用することによって実施される。
【0015】
第1の経路では、オペレーションの標準の過程において、1次コンピュータシステムは、1次大容量記憶デバイスにおけるデータブロックについての読み取り要求を生成する。1次大容量記憶デバイスが、要求されたデータブロックを戻す代わりに、バックアップ大容量記憶デバイスが、ダイヤルアップ接続などの移送リンクを介して、要求されたデータブロックを戻す。このデータブロックが1次システムへ、1次システムによる処理のために戻され、また1次大容量記憶デバイスにも書き込まれる。したがって、要求されたデータブロックが1次大容量記憶デバイスにリストアされている。オペレーションの標準の過程において、1次システムがデータブロックについての書き込み要求を生成する場合、このデータブロックが1次大容量記憶デバイスおよびバックアップ大容量記憶デバイスに書き込まれる。このリストア期間中に、1次システムがデータブロックを1次大容量記憶デバイスに書き込む場合には、1次システムはまた上書きマップにおいてエントリを設定して、このデータブロックが最新であることを指示する。
【0016】
リストアの第2の経路では、バックアップコンピュータシステムは、リストアされるべきである選択されたデータセットに対応する、バックアップ大容量記憶デバイスの静的スナップショットを取る。このスナップショットが物理記憶媒体上に保存され、次いで1次システムに戻すように移送される。次いで、静的スナップショットが1次大容量記憶デバイスに、上書きマップを通じて書き戻される。上書きマップが、1次大容量記憶デバイスにおけるデータブロックが最新であることを指示する場合、対応するデータブロックが静的スナップショットから1次大容量記憶デバイスにコピーされない。そうでない場合、データブロックが静的スナップショットから1次大容量記憶デバイスにコピーされ、これにより、少なくとも選択されたデータセットに関する限り、1次大容量記憶デバイスがリストアされてバックアップ大容量記憶デバイスと共にミラーリングされる。
【0017】
図を使用して、本発明のシステムおよび方法を実施するためのある実施形態の構造または処理を例示することによって、本発明を説明する。この方法で図を使用して本発明を提示することは、その範囲を限定することとして解釈されるべきではない。本発明を、汎用または専用コンピュータにより実施することができる。すべてのこのようなコンピュータシステムが、本発明の範囲内に含まれるべきである。
【0018】
本発明の範囲内の実施形態はまた、その中にコンピュータ実行可能命令またはデータ構造を符号化しているコンピュータ可読媒体をも含む。このようなコンピュータ可読媒体を、汎用または専用コンピュータによってアクセスすることができるいかなる使用可能な媒体にすることもできる。例として、限定ではなく、このようなコンピュータ可読媒体には、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたは他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶、光磁気記憶デバイスまたは磁気記憶デバイス、または、コンピュータ実行可能命令およびデータ構造を格納するために使用することができ、汎用または専用コンピュータによってアクセスすることができる他のいかなる媒体もが含まれる可能性がある。コンピュータシステムが通信リンク(ワイヤレス、ワイヤード、またはワイヤードおよびワイヤレスの組み合わせにかかわらず)から読み取る場合、通信リンクもまた適切にコンピュータ可読媒体として見られる。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。次には、コンピュータ実行可能命令またはデータ構造を格納すると同時にこれを復号化および実行する、CPUまたは他の処理装置のレジスタも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。コンピュータ実行可能命令には、たとえば、汎用コンピュータまたは専用コンピュータにある機能または機能のグループを実行させる実行可能命令およびデータが含まれる。
【0019】
「データブロック」という用語は、大容量記憶手段に書き込まれるか、これから読み取られるデータのブロックを説明するために使用される。「データブロック」という用語は、幅広く解釈されるように意図され、いかなるサイズまたはフォーマットのデータをも含むべきである。たとえば、ディスク上の個々のセクタに格納されたデータは、適切にデータブロックと呼ばれる。セクタのグループまたはクラスタに格納されたデータの量もまた、適切にデータブロックと呼ぶことができる。大容量記憶手段がRAMまたは他のワードまたはバイトアドレス指定可能記憶デバイスである場合、データブロックという用語を、データの単一のバイト、単一のワード、または多数のワードユニットに適用することができる。
【0020】
ここで図1を参照して、本発明の一実施形態のシステムレベルのブロック図を例示する。システムを一般に100と示し、これは1次システム110、バックアップシステム120、および、図1のバックアップ移送リンク104など、データを1次システム110およびバックアップシステム120の間で移送するためのバックアップ移送手段を含む。このシステムは代替として、複数の1次システムおよび/または複数のバックアップシステムを含むことができる。
【0021】
自然災害または様々なタイプの国際テロリズムによるデータの損失を防止することが望ましいところでは、1次コンピュータシステム110およびバックアップコンピュータシステム120を地理的に離れた位置に配置することができる。代替として、1次コンピュータシステム110およびバックアップコンピュータシステム120を互いにきわめて近接して配置することが望ましい可能性がある。本発明はいずれのタイプのネットワーク構成についても有用であるが、損失データのリストアを従来の方法で、データをバックアップコンピュータシステムから1次コンピュータシステムへ単純に送信することによって行うことがひどく長時間を要する程度までに、1次コンピュータシステム110およびバックアップコンピュータシステム120が地理的に離される多数の例において、特に有用である。
【0022】
1次システム110を、いかなるタイプのネットワーク化またはスタンドアロンのコンピュータシステムにすることもできる。たとえば1次システム110を、コンピュータネットワーク102などのコンピュータネットワークに接続されたネットワークサーバコンピュータにすることができる。1次システム110をまたスタンドアロンシステムにすることもできる。1次システム110をまた、1次サーバに接続されたコンピュータネットワークのバックアップまたはスタンバイサーバにすることもできる。本発明は、いかなるタイプのコンピュータシステムと共に使用することもできる。この意味で、「1次」という用語は、コンピュータシステムを1次ネットワークサーバとして(バックアップまたはスタンバイネットワークサーバに対立する物として)定義または説明するように意味されない。そうではなく、「1次」という用語を本明細書および特許請求の範囲において、バックアップされるべきであるデータのコピーを格納するために接続された大容量記憶手段をシステムが有するという事実を指すために、使用する。すなわち、「1次」という用語を、1次システム110をバックアップシステム120から区別するために使用する。
【0023】
1次システム110はそれに接続された大容量記憶手段を有し、これを、複数のデータブロックを複数の記憶位置に格納するための大容量記憶112として示す。記憶位置が一意のアドレスまたは索引によってアドレス指定され、特定のデータブロックをそれに書き込み、またはそこから検索することができるようにされる。大容量記憶112を、バックアップされるべきであるデータを格納するいかなる記憶メカニズムにすることもできる。例として、このような大容量記憶手段には、1つまたは複数の磁気または光磁気ディスクドライブが含まれる可能性がある。したがって、本発明の大容量記憶手段を、磁気ディスクドライブに限定されるように見るべきではなく、光ディスク、磁気テープドライブ、または、特定のコンピュータシステムの読み取りおよび書き込み要求を処理することができる他のいずれかの媒体を使用して実施することもできる。
【0024】
以下でより詳細に説明するように、本発明の範囲内の実施形態は、1次大容量記憶デバイス112のどの位置が、ある時間の瞬間から1次大容量記憶デバイスに書き込まれた新しいデータブロックを有するかを追跡するための、上書きマッピング手段を含むことができる。図1では、この上書きマッピング手段を上書きマップ114として例示する。好適実施形態では、新しいデータブロックの位置を追跡する上書きマップ114をトリガする時間の瞬間は、少なくとも、データブロックが1次大容量記憶デバイスにおいて失われた後、および、遅くともスナップショットがバックアップ大容量記憶デバイスにおいて取られる時間に起こる。したがって、静的スナップショットが、上書きマップを通じてフィルタリングされた後に1次大容量記憶デバイスにコピーされた後、少なくとも静的スナップショットにおいて選択されたデータブロックに関する限り、1次大容量記憶デバイスがバックアップ大容量記憶デバイスとの同期状態に戻される。
【0025】
1次システム110を、いかなるタイプの汎用または専用コンピュータにすることもできるので、1次システム110はまた、汎用または専用コンピュータを構成する他のいかなるハードウェアも含むことができる。たとえば、1次システム110は、プログラマブルコード手段を実行するためのプロセッサ手段も含むことができる。プロセッサ手段を、マイクロプロセッサまたは他のCPUデバイスにすることができる。プロセッサ手段はまた、デジタル信号プロセッサなど、様々な専用プロセッサも含むことができる。1次システム110はまた、他の従来のコンピュータコンポーネントも含むことができ、これは出力をユーザに表示するための表示手段、データを1次システム110に入力するための入力手段、ハードコピープリントアウトを出力するための出力手段、RAM、ROM、EEPROMなどのメモリ手段などである。
【0026】
図1のバックアップシステム120はバックアップ記憶手段を含み、これを、1次システム110から受信されたデータブロックを格納するためのバックアップ記憶122として示す。バックアップ記憶手段は、1次システムから受信されたデータブロックを格納することができるいかなるタイプの記憶デバイスをも含むことができる。
【0027】
データを1次システム110およびバックアップシステム120の間で転送するために、バックアップ移送手段が使用される。バックアップ移送リンク104は、データを1次システム110およびバックアップシステム120の間で移送するためのバックアップ移送手段の一実施例である。バックアップ移送リンク104は、データ通信を1次システム110およびバックアップシステム120の間で可能にするために必要とされるハードウェアおよび/またはソフトウェアのいかなる組み合わせをも含むことができる。たとえば、バックアップ移送リンク104を、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、標準の電話回線または高速通信回線を使用したダイヤルアップ接続、インターネット、または、データが1次システム110およびバックアップシステム120の間で流れることができるようにする他のいずれかのメカニズムにすることができる。
【0028】
1次大容量記憶112上のデータブロックのバックアップコピーが、バックアップ記憶122上で作成される。バックアップコピーの作成は、様々な方法を通じて起こる可能性がある。1つの方法は、データブロックのすべてを1次大容量記憶デバイスからバックアップ大容量記憶デバイスへ、指定された周期でコピーすることを含む。コピーが起こらなければならない頻度は、バックアップ中であるデータのタイプおよびデータが古くなる頻度によって決まる。たとえば、データが非常に急速に古くなる場合、この周期は頻繁に起こらなければならない。
【0029】
もう1つの方法は、それによってデータの時系列が取り込まれて保存されるプロセスを含む。多数のシステムはディスクのミラーリングまたは二重化を組み込み、1次大容量記憶システムに行われる変更がバックアップまたは2次大容量記憶システムに送信される。すなわち、データブロックが1次大容量記憶システムに書き込まれる場合、同じデータブロックがバックアップ大容量記憶システムに書き込まれる。各書き込みオペレーションを第2の大容量記憶システムにコピーすることによって、2つの大容量記憶システムをミラーリングされた状態に保つことができ、これらが同じ時間の瞬間に実質的に等しくなる。
【0030】
図1を参照すると、書き込みコマンドが同時に大容量記憶112およびバックアップ記憶122に送信される。一方の大容量記憶デバイスが故障した場合、データはなお他方の大容量記憶デバイス上で使用可能である。大容量記憶112およびバックアップ記憶122がそれぞれ大容量記憶コントローラに接続される。したがって、大容量記憶コントローラの一方または記憶手段の一方が故障した場合、なお他方の大容量記憶コントローラおよび記憶手段を通じてデータにアクセス可能である。このような概念を、システム全体を含むように拡張することができ、そこでは2次ネットワークサーバが1次サーバをバックアップして、1次ネットワークサーバに故障が生じた場合に2次ネットワークサーバがオペレーションを引き継いで継続できるようにし、これについては以下で説明する。
【0031】
図1の残りは、1次大容量記憶112で失われたデータブロックをリストアするための流れを概略的に例示し、図2を参照することによってこれを説明する。この方法の発明は判断ブロック202で開始し、ここで、データが1次大容量記憶デバイス112上で失われているかどうかを決定する。この決定を、1次コンピュータシステム、バックアップコンピュータシステムによって、および/またはある他のメカニズムによって行うことができる。
【0032】
判断ブロック202で、1次大容量記憶112上のデータブロックが失われていることを決定した後、2つのリストア経路を使用してデータがリストアされる。1つのリストア経路はステップ204で開始し、ここで1次コンピュータシステムが最新データブロックを1次大容量記憶デバイスに書き込む。1次コンピュータシステムは最新データブロックにいくつかの方法でアクセスすることができる。
【0033】
たとえば、コンピュータのオペレーションの標準の過程において、1次コンピュータシステムのアプリケーションプログラムまたはオペレーティングシステムは、1次大容量記憶における損失データブロックに対応するデータブロックについての読み取り要求を生成する可能性がある。1次大容量記憶が要求データブロックを戻す代わりに、読み取り要求が移送リンク104を介してバックアップコンピュータシステムに経路指定され、結果として、要求されたデータブロックがバックアップ大容量記憶122から検索される。次いで、検索されたデータブロックが1次大容量記憶に書き込まれる。
【0034】
また、コンピュータのオペレーションの標準の過程において、1次コンピュータシステムのアプリケーションプログラムまたはオペレーティングシステムは、1次大容量記憶における損失データブロックを上書きするためである、データブロックについての書き込み要求を生成する可能性がある。次いで、新しいデータブロックが1次大容量記憶に書き込まれ、移送リンク104を介して、バックアップ大容量記憶に書き込むために移送される。
【0035】
これらの状況の両方では、1次コンピュータシステムは標準的に動作する。主な違いは、1次コンピュータシステムがデータブロックを、1次大容量記憶デバイスからではなく、バックアップ大容量記憶デバイスから読み取ることである。1次コンピュータシステムのユーザの観点からは、1次コンピュータシステムが適切な挙動を示している。唯一のパフォーマンスの違いは、ローカルではなく移送リンクを介してデータブロックにアクセスすることに関係する、ある待ち時間である可能性がある。なお、1次コンピュータシステムは、データがその1次大容量記憶から失われていても、継続して動作する。
【0036】
リストアの第2の経路(ステップ208および210)において支援するため、1次コンピュータシステムは、上書きマップ114において、1次大容量記憶にあるいずれかの最新データブロックの位置にマークを付ける(ステップ206)。したがって、データブロックが失われた後に1次大容量記憶デバイスに書き込まれたいずれかの新しいデータブロックの位置に、上書きマップにおいてマークが付けられ、これは、新しいデータブロックがバックアップ大容量記憶デバイスから読み取られるか、1次コンピュータシステムによる書き込み要求として生成されるかにかかわらず、行われる。
【0037】
このリストアの第1の経路により、1次コンピュータシステムは損失データブロックへのアクセスを継続することができるが、アクセス時間が低速になる可能性がある。したがって、ある点で、データブロックをローカルで1次大容量記憶にリストアして、1次コンピュータシステムがより高速にデータブロックにアクセスできるようにするべきである。リストアの第2の経路が、これを実施するために設計される。
【0038】
第2のリストア経路では、ステップ208で、バックアップ記憶122の選択されたデータセット124のスナップショットコピーを、スナップショットキャプチャ126メカニズムを使用して作成する。選択されたデータセットは、バックアップ大容量記憶の全体を含むことができ、あるいはその一部のみを含むことができる。スナップショットを取る方法は、「Method and System for Providing a Static Snapshot of Data Stored on a Mass Storage System」という名称の米国特許第5,649,152号でより詳細に説明されており、これが参照により本明細書に組み込まれる。スナップショットコピーは、データブロックが論理的に無矛盾の状態にある場合、ある時間の瞬間のバックアップ記憶122上のすべてのデータブロックのコピーを提供する。次いでステップ210で、スナップショットコピーが1次大容量記憶112の位置に移送される。スナップショットコピーの移送は、様々な方法で起こる可能性がある。いずれかのタイプの書き込み可能記憶デバイス上に保存されているスナップショットコピーを、電子的または物理的に移送することができる。一実施形態では、スナップショットコピーを含む物理的移送媒体128を、バックアップシステム120の位置から1次システム110の位置に移動させることが可能である。これらの2つの位置を、上述のように、きわめて近接させることができ、あるいは互いから地理的に離すことができる。
【0039】
一度、静的スナップショットコピー130が1次大容量記憶の物理的位置に移動される。上書きマップを参照することによって、静的スナップショットコピー130がデータブロック毎に1次大容量記憶に戻すようにコピーされる。具体的には、判断ブロック212が上書きマップ114を参照して、各データブロックが1次大容量記憶においてすでに最新であるかどうかを決定する。これが最新であった場合(判断ブロック212で「YES」)、このデータブロックが静的スナップショットコピー130から1次大容量記憶112にコピーされない。その代わりに、判断ブロックは単に次のデータブロックを評価する。他方では、データブロックが1次大容量記憶において最新でなかった場合(判断ブロック212で「NO」)、このデータブロックが静的スナップショットコピー130から1次大容量記憶にコピーされ(ステップ214)、次いで、次のデータブロックが評価される。
【0040】
判断ブロック212は、選択されたデータセットの静的スナップショットがバックアップ大容量記憶において取られた後に1次コンピュータシステムが継続して動作することを認識して、設けられる。したがって、1次コンピュータシステムは最新データブロックを1次大容量記憶に、静的スナップショットの時間の後に書き込んでいる可能性がある。静的スナップショットが単に1次大容量記憶デバイスにコピーされる場合、これらの最新データブロックが上書きされ、結果としてより古いデータブロックがより新しいデータブロックに置き換わる可能性がある。したがって、バックアップ大容量記憶はもはや1次大容量記憶で最新ではなくなる。しかし、判断ブロック212は、より新しいデータブロックをより古いデータブロックで置き換えることを回避する。したがって、バックアップ大容量記憶および1次大容量記憶は、少なくとも選択されたデータセットに関する限り、リストアの後にミラーリングされた状態で残る。
【0041】
図2のステップ202、204、206、208、210、212および214を通じて説明した、損失データを1次大容量記憶112にリストアするための方法およびプロセスを、より具体的に図3Aおよび3Bに示す。
【0042】
最初に図3Aを参照して、バックアップ大容量記憶122の、1〜6と付番された記憶位置に格納された、データブロックのグループ330を考察する。図3Aはまた、1次大容量記憶112が類似の6つの記憶位置のグループ360を有することも示すが、これらは、これらのデータブロックが1次大容量記憶112から失われている事実を表すために付番されていない。データブロック1〜6が1次大容量記憶から失われてから(判断ブロック202で「YES」)、この方法はリストアの2つの経路を実行し始める。
【0043】
バックアップシステムがスナップショットマップ310およびバックアップマップ320を含み、これらが静的スナップショットの作成(ステップ208)を支援し、これについては以下でさらに説明することに留意されたい。バックアップマップ320は、記憶位置330に対応する6つのマップ位置322を有し、スナップショットマップ310は、同じく記憶位置330に対応する6つのマップ位置312を有する。時間T0で、マップ位置322および312がクリアされる。1次システムは、マップ位置372を有する上書きマップ114を含む。上書きマップ370が使用されて、1次大容量記憶112におけるどのデータブロック360が最新データを含むかが追跡される。時間T0で、マップ位置372がクリアされて、データブロック360が失われており最新データを含んでいないことが指示される。
【0044】
時間T0で、1次システムは、データブロック360の位置1に格納されたデータブロックを要求する。データブロック360の位置1は失われているので、1次システムは読み取り要求347をバックアップシステムに送信し、欠損データブロックを求める。図3Aのように、1次システムおよびバックアップシステムは、移送リンク104を通じて通信する。バックアップシステムは、1次システムのデータブロック360の記憶位置1に対応するデータブロック348を生成すること、およびデータブロック348を1次システムに送信することによって応答する。図2のステップ204で示すように、バックアップシステムから読み取られたデータが1次大容量記憶112にコピーされ、結果としてデータブロック348がデータブロック360に書き込まれてデータブロック361が生成される。次いで、上書きマップ114が変更されて、データブロック360のどれが最新データを含むかが指示される(ステップ206)。マップ位置374の灰色の位置1は、データブロック361の位置1が最新データを含むことを指示する。
【0045】
次に、データブロック340が大容量記憶112の記憶位置361に格納される。したがって、最新データブロック340が1次大容量記憶112に書き込まれる。リストアの後にバックアップシステムとの同期を保証するため、最新データブロック340がまたバックアップ大容量記憶122にも書き込まれる。データブロック340は2つの書き込み要求を表し、読み取り要求347のように、1次コンピュータシステム110によって生成することができるアクティビティのタイプを単に表し、これは、データが1次大容量記憶112上で失われるという事実にもかかわらずに動作を継続するからである。要求された、大容量記憶112へのデータブロック340の書き込みを位置362によって例示し、バックアップ記憶122へのデータブック340の書き込みを位置332によって例示する。
【0046】
データブロック340が格納されている記憶位置が、修正されているとして指示される。1次システムで、上書きマップ114のマップ位置376が灰色にされて、位置1、3および4が修正されており最新データを含むことが指示される。バックアップシステムで、スナップショットマップをこのために使用することができる。スナップショットマップ310のマップ位置314が灰色にされており、データブロックが記憶位置3および4に格納されていることが指示される。バックアップマップ320の記憶位置は不変のままであり、これをマップ位置322によって指示することに留意されたい。
【0047】
次の要求が、位置3、4および6に格納されるべきである3つのデータブロック342を含むと仮定する。スナップショットがまだ取られていないので、この要求が先の書き込み要求と同じ方法で処理され、データブロック342がバックアップ記憶122および大容量記憶112の両方に書き込まれる。新しいデータがバックアップ記憶122に格納された後、記憶位置334は、位置3に格納されたデータブロックが3bに変更されており、位置4に格納されたデータブロックが4bに変更されており、位置6に格納されたデータブロックが6aに変更されていることを指示する。同様に、新しいデータが1次大容量記憶112に格納された後、記憶位置364は、データブロック3aが3bに変更されており、データブロック4aが4bに変更されており、データブロック6aが格納されていることを指示する。先の書き込み要求のように、1次システムはマップ位置378を更新して、位置1、3および4に加えてデータブロック364の位置6が最新データを含むことを指示する。加えて、バックアップシステムがマップ位置316を更新して、位置3および4に加えてデータブロック334の位置6が変更されていることを指示する。マップ位置322は不変のままである。
【0048】
この実施例のこの点で、T1は論理的に無矛盾の状態を表し、バックアップ記憶122のスナップショットが取られる。図2のステップ208の結果、スナップショットが取られることになる。ここで図3Bを見ると、スナップショットマップ310のマップ位置316がバックアップマップ320のマップ位置324にコピーされる。したがって、マップ位置324は、位置3、4および6がその中に新しいデータを格納していることを指示する。
【0049】
書き込み要求が送信され、データブロック344が記憶位置364および記憶位置334に格納されることが要求される。実行は先の書き込み要求と類似の方法で進行し、データブロック344が1次大容量記憶112およびバックアップ記憶122に、記憶位置366および記憶位置336に示すように格納される。しかし、先の書き込み要求とは異なり、スナップショットがここでは時間T1で取られている。したがって、記憶位置334にあったデータブロックが次いでデータブロック344によって、記憶位置336に示すように置き換えられ、スナップショット記憶300に格納される。スナップショットマップ310のマップ位置317は、スナップショットがT1で取られた時間から記憶位置1および3が変更されていること、および、対応するデータブロックがスナップショット記憶300に格納されることを指示する。上書きマップ370に変更は行われず、これは、マップ位置378がすでに、データブロック366の位置1および3が最新データを含むことを指示するからである。
【0050】
図2のステップ208によって表すように、バックアップ記憶122の選択されたデータセットのスナップショットコピーが作成される。この場合、選択されたデータセットは、バックアップ記憶122の位置1〜6である。これは、スナップショットがT1で取られる瞬間にデータブロックが存在した場合、データブロックを移送媒体128にコピーすることによって行われる。データブロック334は、スナップショットが取られた場合にバックアップ記憶122に格納されたデータを表す。しかし、データブロック344が続いてバックアップ記憶122に書き込まれているので、データブロック336はバックアップ記憶122の最新状態を表す。時間T1でバックアップ記憶122を再構成するのが望ましいことが、スナップショットマップ310およびスナップショット記憶300のための1つの理由である。
【0051】
スナップショットマップ310のマップ位置317を調べることにより、時間T1から、データブロック336の位置1および3はそれらの中に新しいデータを格納していること、および、スナップショット記憶300にアクセスして、時間T1にバックアップ記憶122に格納されたデータブロックを検索しなければならないことが示される。データブロック336の位置1および3が、スナップショット記憶300において対応するデータブロックで置き換えられた場合、結果はデータブロック334となり、時間T1でのバックアップ記憶122の状態となることに留意されたい。
【0052】
バックアップマップ320のマップ位置324は、時間T0および時間T1の間で変化しているデータブロックを指示する。データブロック334をデータブロック330と比較することにより、マップ位置324によって示すように、位置3、4および6が変化していることが検証される。マップ位置324は、特定の期間中に変化しているデータブロックを生成して、2つの大容量記憶デバイスを同期状態に保つために有用である。たとえば、バックアップ記憶122および別の記憶デバイスが時間T0で同期化されていた場合、時間T1でこれらのデバイスを再同期化するには、バックアップマップ320のマップ位置324で指示されたデータブロックを転送することが必要となる。バックアップマップ320およびスナップショットマップ310のオペレーションに関するより詳細については、先に参照により本明細書に組み込まれた米国特許第5,649,152号を参照されたい。対照的に、バックアップ記憶122のスナップショットコピーの全体が作成されるべきであるところでは、マップ位置324を調べる必要はなく、これは、バックアップ記憶122のすべてのデータブロックである、時間T0およびT1の間に変化したデータブロック、ならびに変化しなかったデータブロックが含まれなければならないからである。
【0053】
移送媒体128が使用されて、バックアップ記憶122の選択されたデータセットのスナップショットコピーが格納される。データブロック336、スナップショットマップ位置317およびスナップショット記憶300が、スナップショットコピーの作成において使用される。上述のように、バックアップ記憶122の各データブロックはスナップショットコピーに現れる。データブロック336を使用して、スナップショットコピーが作成される方法を例示すると、マップ位置317が調べられて、いずれかのデータブロックが時間T1から変化しているかどうかが調べられる。マップ位置317の灰色の位置1および3は、データブロック336の位置1および3が時間T1の後に変更されたことを指示する。データブロック336の位置1および3が変更されているので、対応するデータブロックがスナップショット記憶300から検索される。位置2、4、5および6が、時間T1での位置のようにバックアップ記憶に格納され、したがってバックアップ記憶122のデータブロック336から提供される。
【0054】
移送媒体上のスナップショットコピー記憶のデータブロック352をバックアップ記憶122のデータブロック334と比較することにより、スナップショットコピーが、時間T1で存在したようなバックアップ記憶122を反映することが、検証される。次に、データブロック346が1次大容量記憶112およびバックアップ記憶122に書き込まれる。1次システムで、データブロック367は、データブロック346を格納した結果である。上書きマップ370への変更は必要とされず、これは、マップ位置378がすでに、大容量記憶112の位置1、4および6が最新データを含むことを指示するからである。
【0055】
データブロック346をバックアップシステムで格納した結果、データブロック336がデータブロック338になる。データブロック346の格納において、マップ位置317が調べられて、時間T1で存在したようなデータブロックのいずれかがスナップショットメモリ300に格納されているかどうかが調べられる。たとえば、マップ位置317の位置1は、(時間T1についての)対応するデータブロックがスナップショットメモリ300に保存されていることを指示する。したがって、データブロック336のデータブロック1aをスナップショット記憶300に保存することなく、1bをバックアップ記憶122で格納することができる。対照的に、マップ位置317の位置4および6は、対応するデータブロックがスナップショット記憶300に保存されていないことを指示する。したがって、4cおよび6bをデータブロック336に書き込むことに先立って、4bおよび6a(スナップショットが時間T1で取られた場合の位置4および6におけるデータブロック)が保存メモリ300に格納される。マップ位置317が、マップ位置318に例示するように更新されて、位置4および6におけるデータブロックが保存メモリ300に保存されていることが示される。次いで、ブロック4cおよび6bがデータブロック336に書き込まれて、データブロック338が生成される。
【0056】
次いで、実行が図2のステップ210に進んで、スナップショットコピーを1次大容量記憶デバイスの位置に移送する。大容量記憶350上に格納されたデータの移送は、様々な方法で起こる可能性がある。例として、ケーブルを介して、電話線を通じて、ネットワークを介して、または光ファイバを通じて、データを移送することができる。一実施形態では、静的スナップショットコピーが移送媒体128上に格納され、これが物理的にバックアップシステム120の位置から1次システム110の位置へ移動される。スナップショットコピーを移送するために要するであろう時間は、使用される移送手段および移送の距離に応じて変わる。前述のように、1次システム110およびバックアップシステム120の間の距離は、きわめて近接したところから地理的に離れた位置までの間で変わる。
【0057】
いずれの場合も、図2の判断ブロック212およびステップ246は、欠損データブロックが1次大容量記憶112にリストアされる方法を表す。図3Aおよび3Bを再度参照すると、T2は、スナップショットコピーが1次システム110の位置に移送されている時間を表す。図3Bに示すように、移送媒体128上に格納された、時間T0から更新されていないデータブロックを、大容量記憶112にコピーして、すべての必要なデータブロックを、それらが現在バックアップ大容量記憶122上で存在するようにリストアすることができる。具体的には、1次大容量記憶112が、記憶位置367に示すように、データブロック1b、3c、4cおよび6bをその中に格納しているので、完全リストアに必要なブロックは、移送媒体128上に格納されたスナップショットコピーからのデータブロック2および5である。
【0058】
完全リストアに必要なデータブロックを、いくつかの方法で識別することができる。たとえば、上書きマップ114は、時間T2で1次大容量記憶112ですでに最新であるデータブロックを指示する。大容量記憶350のデータブロック352を大容量記憶112のデータブロック367に書き込む前に、マップ位置378が調べられて、最新データがより古いデータによって上書きされないことが保証される。マップ位置378は、データブロック367の位置1、3、4および6が最新データを含むこと、および位置2および5が失われたままであることを指示する。したがって、データブロック352の位置2および5のみがデータブロック367に書き込まれ、これをデータブロック368によって示す。データブロック352からの位置が大容量記憶112に書き込まれる場合、上書きマップ370の対応する位置が更新されて、大容量記憶122が最新データを含むことが指示される。1次システムの大容量記憶112のデータブロック368をバックアップ記憶122のデータブロック338と比較することにより、完全リストアが起こっていることが確認される。
【0059】
前述の説明は、損失データブロックを1次コンピュータシステムに効率的にリストアすると同時に、なお1次コンピュータシステムが、リストアが完了する前でも損失データブロックにアクセスできるようにするための方法およびシステムを説明することを理解されたい。したがって、1次コンピュータシステムのオペレーションは、データを失っているにもかかわらず、継続する。さらに、リストアが完了すると、1次大容量記憶およびバックアップ大容量記憶が同期化される。
【0060】
また、本発明の方法およびシステムにより、ミラーリングされた冗長性の再確立が効率的で単時間の間隔で可能となり、これは、所与の時点ですべてのデータを最初にバックアップ記憶から取り込み、次いでこのデータのコピーを1次大容量記憶に移送すると同時に、その時点の後の継続したオペレーション中に追跡の更新が起こることによって行われることも理解されたい。最終的に、更新が、移送されたデータと併合され、これにより結果として、正確なミラー関係がバックアップ記憶および1次大容量記憶の間に生じる。この技術は、1次サーバをオペレーションにリストアするため、ならびに初期バックアップサーバオペレーションをセットアップするために有用であることを理解されたい。したがって、本明細書で説明した原理を、1次サーバからバックアップサーバへのデータを最初に同期化するために適用することができる。
【0061】
本発明を、その精神または本質的な特性から逸脱することなく、他の特定の形式において実施することができる。説明した実施形態は、すべての点で限定的ではなく例示的でしかないように見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によってではなく付属の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の同等の意味および範囲内に入るすべての変更が、それらの範囲内に包含されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法およびシステムが動作することができる典型的構成のブロック図である。
【図2】 データが失われ、1次大容量記憶デバイスがデータ格納のために使用可能である場合に取ることができる、リストアのステップを例示する流れ図である。
【図3A】 本発明の方法の一実施例を例示する図である。
【図3B】 本発明の方法の一実施例を例示する図である。
Claims (1)
- データブロックが格納される1次大容量記憶デバイスを有する1次コンピュータシステム、および前記データブロックのバックアップコピーが格納されるバックアップ大容量記憶デバイスを有するバックアップコンピュータシステムを含むコンピューティングシステムにおいて、前記1次大容量記憶デバイスで失われたデータブロックをリストアするための方法であり、第1のリストアの経路及び第1のリストアの経路よりも比較的に、より速く前記失われたデータブロックにアクセス可能にするための第2の経路からなる2つの異なるリストアの経路によりリストアを行う方法であって、
前記1次コンピュータシステムがデータブロックを読み書きし続けている間、前記第1のリストアの経路で前記1次コンピュータシステムによりデータブロックをリストアするステップを有し、
該ステップでは、1次コンピュータシステムが前記1次大容量記憶デバイスにおける失われたデータブロックについて読み取る場合は、前記失われたデータブロックに対応するバックアップのデータブロックを前記バックアップコンピュータシステムから前記1次コンピュータシステムにより読み出して当該バックアップコンピュータシステムから読み出されたバックアップのデータブロックを前記1次コンピュータシステムにより前記1次大容量記憶デバイスに書き込み、1次コンピュータシステムが前記1次大容量記憶デバイスにおけるデータブロックについて書き込む場合は、当該データブロックを前記1次大容量記憶デバイス及び前記バックアップ大容量記憶デバイスに書き込み、前記1次コンピュータシステムがデータブロックを前記1次大容量記憶デバイスに書き込む際には、当該データブロックが最新であることを示すマークを上書きマップに付与し、
前記第2のリストアの経路で前記1次大容量記憶デバイス上に記憶するための失われたデータブロックを復旧することによりデータブロックをリストアするステップを有し、
該ステップでは、前記バックアップコンピュータシステムがバックアップ大容量記憶デバイスの静的スナップショットを作成して前記1次コンピュータシステムに移送し、前記1次コンピュータシステムは、前記上書きマップが最新であることを示す前記1次大容量記憶デバイス内のデータブロックについては対応するデータブロックを前記静的スナップショットからコピーせず、前記上書きマップが最新であることを示さない前記1次大容量記憶デバイス内のデータブロックについて対応するデータブロックを前記静的スナップショットからコピーすることを特徴とする方法。
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