JP4186537B2

JP4186537B2 - ディスクアレイシステムのバックアップ方法

Info

Publication number: JP4186537B2
Application number: JP2002213244A
Authority: JP
Inventors: 敦之須藤; 真二藤原; 学北村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: US20040019615A1; US7099901B2; JP2004054720A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクアレイシステムに関し、とくに外部装置へのデータバックアップのための制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクアレイシステムのデータバックアップでは、バックアップデータが膨大になるのを避けるための手法として差分バックアップが知られている。
ネットワークファイルサーバ機能とストレージエリアネットワーク機能とを備えたディスクアレイシステムでは、ストレージエリアネットワーク機能でファイルの指定が行えないので、更新されたファイルのみをバックアップ対象にした差分バックアップを実行するのなら、ネットワークファイルサーバ機能により実行することになる。このネットワークファイルサーバ機能によるバックアップは、ホスト計算機の通常業務でのデータ交換に用いるＬＡＮの負担を増加させる。場合によっては、バックアップ時にはネットワークファイルサーバ機能を介した通常業務を停止せざるを得ない場合もある。
一方、ネットワークファイルサーバ機能とストレージエリアネットワーク機能を持つディスクアレイシステムでは、NAS over SANと呼ばれる技術が使われている。ローカルエリアネットワークを通るデータは、ファイル名やファイルの属性などの情報に限り、ファイルの内容であるデータはストレージエリアネットワークを通してやり取りする方法である。この方法でバックアップを実行する場合は、バックアップデータと通常運用でやり取りされるデータがいずれもストレージエリアネットワークを通ることになる。
特開２０００−１１２６６９号公報に記載されたシステムでは、ディスク装置とバックアップ用外部装置との速度調整のため、ディスク装置内にバックアップ時のデータを一時的に保存する領域を設けている。この領域はバックアップデータの一部を保存するのではない。したがって、バックアップデータの削減の効果は望めない。
【０００３】
特開２０００−３４７８１１号公報に記載されたシステムでは、ディスク装置のボリュームを二重化してデータを保存している。このシステムでは、ディスク装置内にデータをバックアップすることは出来るが、装置外部にデータを取り出す場合、バックアップデータの削減にはならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ネットワークファイルサーバ機能とストレージエリアネットワーク機能を備えたディスクアレイシステムのバックアップを、バックアップ以外のデータと重複しない経路で行い、LANに負荷をかけず且つ高速且つ容易に行う手段を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
バックアップを要するファイルはディスクアレイシステムの複数ボリュームに分散する。そこで、本発明の代表的態様では、まず、ネットワークファイルサーバ機能によりファイル単位でバックアップ対象を選択し、選択した各ファイルを特定のバックアップ用ボリュームにコピーする（一次バックアップ）。次にストレージエリアネットワーク機能にこの一次バックアップの終了を通知する。通知をうけたストレージエリアネットワーク機能は、バックアップ用ボリュームの全体を外部記憶装置にコピーしてバックアップを完了する。
【０００６】
より詳しくは、上記一次バックアップの際に、バックアップ用ボリュームに保有する各ファイルのコピー元のディスクボリュームを示す対応表を作成する。典型的にはこの対応表もバックアップ用ボリューム内の一ファイルとして格納される。つまり、ストレージエリアネットワーク機能によるバックアップの際にバップアップファイルとともに外部記憶装置へコピーされる。
バックアップデータによるリストアは典型的には上記のバックアップの手順を逆にたどる。すなわち、外部記憶装置に保存するリストア用のデータはストレージエリアネットワーク機能によりディスクアレイシステムに取り込まれる。このとき、ディスクアレイ上には特定のリストア用ボリュームを設け、リストア用のデータは一括してこのリストア用ボリュームに格納する。次にリストア用のデータに含まれる各ファイルのバックアップデータをネットワークファイルサーバ機能により元のディスクボリュームにコピーして、リストアが完了する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施の形態であるディスクアレイシステムの概要構成およびバックアップの動作を示す。
【０００８】
ディスクアレイシステム１は、ローカルエリアネットワーク５に接続されたネットワークファイルサーバモジュール２と、ストレージエリアネットワーク８を通じて外部記憶装置９に接続されたストレージエリアネットワークモジュール３を有する。両モジュールからはディスクボリューム１０、１１がアクセス可能である。また、データバックアップおよびデータリストアに用いるバックアップ用ディスクボリューム１２が形成される。ネットワークファイルサーバモジュール２とストレージエリアネットワークモジュール３との間はモジュール間通信機能４により直接通信が可能である。ローカルエリアネットワーク５にはホストコンピュータ６およびディスクアレイシステム１を管理するための管理コンピュータ７が接続される。外部記憶装置９は代表的には磁気テープ記憶装置、光磁気ディスク記憶装置等である。
【０００９】
以下では、ネットワークファイルサーバモジュール２とストレージエリアネットワークモジュール３を一台ずつ保持するディスクアレイシステム１を用いて説明するが、必ずしも一台であるものに限定されるべきものではなく、ネットワークファイルサーバ機能２とストレージエリアネットワーク機能３のいずれとも複数保持するディスクアレイシステム１でも本発明を同様に実施できる。
【００１０】
また、以下では、モジュール間通信機能４はディスクアレイシステム１内部の直接通信可能な機能として説明するが、ディスクアレイシステム１外部の装置やネットワークを経由して通信する通信機能であっても使用可能である。
【００１１】
図１のシステムにおけるディスクデータの外部記憶装置１へのバックアップは以下の手順で行われる。
（バックアップ第１ステップ）
典型的には管理コンピュータ６がディスクアレイシステム１にバックアップ要求を発行することがバックアップの動作を開始する契機となる。図１に符号１０１に示す経路にて、つまりローカルエリアネットワーク５を介して、バックアップ要求がディスクアレイシステム１のネットワークファイルサーバモジュール２に伝達される。バックアップ要求によって、バックアップするファイル１４の指定、及びバックアップ用ボリューム１２の指定などが通知される。
【００１２】
なお、バックアップするファイル１４の指定は、管理コンピュータ６から発行するバックアップ要求にて指定する方法に限定されるべきものではない。ディスクアレイシステム１のボリューム内にバックアップ対象のファイルを指定するためのファイル（バックアップ対応表）を設け、予めバックアップ対象のファイルをここに指定しておく方法でも良い。この場合は、管理コンピュータ６から発行するバックアップ要求にはそのバックアップ対応表を示すファイル名を指定する。バックアップ要求を受けるネットワークファイルサーバモジュール２では、指定されたバックアップ対応表を読み出してバックアップ対象のファイルを特定する。双方の指定方法を準備することによりディスクアレイシステムの柔軟な運用が可能となる。
【００１３】
更に、ディスクアレイシステム１のバックアップ動作開始の契機を、ローカルエリアネットワーク５に接続された外部のコンピュータ６もしくは７からのバックアップ要求の受信によるのではなく、ディスクアレイシステム１の内部に設けたタイマー（図示せず）により一定周期でバックアップを開始する、あるいはネットワークファイルサーバモジュール２で直接バックアップを開始する等の変形も可能である。
（バックアップ第２ステップ）
バックアップ要求を受信したネットワークファイルサーバモジュール２は、バックアップ要求で指定されたファイル１４をバックアップ要求で指定されたバックアップ用ボリューム１２にコピーする。このとき、バックアップ用ボリューム１２中の対応表１５に、コピーされたファイルとそのファイルのコピー元のディスクボリュームと対応を保存する。この動作を図１中の符号１０２に示す。このコピーにより１次のバックアップが完了する。
【００１４】
なお、バックアップ用ボリューム１２は、一台のディスクボリュームに限定するべきものではない。複数のディスクボリュームをバックアップ用ボリューム１２として用いる方法、仮想ボリュームをバックアップ用ボリューム１２として用いる方法、あるいはメモリ上にバックアップ用ボリューム１２を作成する方法などの変形が可能である。
（バックアップ第３ステップ）
指定されたファイル１４のバックアップ用ボリューム１２へのコピー（１次バックアップ）が終了したら、ネットワークファイルサーバモジュール２からストレージエリアネットワークモジュール３へコピー要求１０３をモジュール間通信機能４によって通知する。このコピー要求１０３はバックアップ用ボリューム１２を外部記憶装置にコピーすることを要求するものである。
（バックアップ第４ステップ）
バックアップ用ボリューム１２の外部記憶装置９へのコピー要求を受けたストレージエリアネットワークモジュール３は、ストレージエリアネットワーク８を経由してバックアップ用ボリューム１２を外部記憶装置９にコピーする。この時、ボリューム１２内の対応表１５はバックアップ用ボリューム１２に保存された各ファイルが存在していたディスクボリュームの配置を示している。バックアップ用ボリューム１２の外部記憶装置のコピーの際には対応表１５も同様に外部記憶装置９にコピーされる。図１の符号１０４はコピーの経路を示す。このコピーが完了すると、指定したファイル１４の２次バックアップが完了する。
【００１５】
以上の手順で実行するバックアップでは、ホストコンピュータ７からのディスクアクセスで代表されるようなディスクアレイシステム１の通常の運用で使用されるローカルエリアネットワーク５とは異なる経路を使用してディスクデータのバックアップが行われる。したがって、通常運用への影響の少ないバックアップが可能となる。しかもバックアップ対象をファイル単位で指定することができ、バックアップデータが徒に膨大化することがない。
【００１６】
バックアップ用ボリューム１２の外部記憶装置９へのコピー要求は、上記バックアップ第３ステップで述べたバックアップ用ボリューム１２へのファイルコピー終了毎に必ず行う方法に限定されるべきものではなく、変形が可能である。例えば、バックアップ用ボリューム１２にコピーされたファイル容量に応じてコピー要求を行う方法、ネットワークファイルサーバモジュール２が受信するバックアップ要求において指定した場合にのみコピー要求を行う方法、ディスクアレイシステム１内部のタイマに応じてコピー要求を行う方法等である。これらの変形により、外部記憶装置９にバックアップデータをコピーする回数が削減できる。バックアップ用ボリューム１２への指定ファイルのコピーが完了した時点では、同じディスクアレイシステム内ではあるもののこれらファイルのバックアップがされている。つまり、ファイルデータが損なわれたときのリストアにバックアップ用ボリューム１２のデータが有効な場合もある。
【００１７】
なお、バックアップ用ボリューム１２をコピーする外部記憶装置９は一台に限定されるべきものではなく、複数台の外部記憶装置のそれぞれにバックアップ用ボリューム１２をコピーしても良い。また、複数台の外部記憶装置に分割してバックアップ用ボリューム１２をコピーしても良い。
次に本実施態様におけるデータのリストアの手順を、図２を参照して述べる。
（リストア第１ステップ）
図２に符号２０１で示すように、ディスクアレイシステム１のネットワークファイルサーバモジュール２が、ローカルエリアネットワーク５に接続されたディスクアレイシステムを管理するコンピュータ６からのリストア要求を受信する。リストア要求によって、リストアするデータを保持する外部記憶装置９の指定及びリストア用のボリューム１２の指定などが通知される。
【００１８】
なお、このリストア要求はローカルエリアネットワーク５に接続されたディスクアレイシステムを管理するコンピュータ６から受信する方法に限定されるべきものでなく、ネットワークファイルサーバモジュール２があらかじめ外部記憶装置９やリストア用ボリューム１２の情報を保持し、ネットワークファイルサーバモジュール２自身でリストア要求を発行する方法を含むものである。
【００１９】
複数の外部記憶装置９がストレージエリアネットワークに接続されている場合、リストアするデータを保持する外部記憶装置９の指定をリストア要求によって行う。しかし、外部記憶装置９の指定はリストア要求によって行う方法に限定されるべきものではなく、ネットワークファイルサーバモジュール２がアクセス可能な通常ボリューム１０，１１にリストアするデータを保持し、これを参照して行う方法を含むものである。
（リストア第２ステップ）
ネットワークファイルサーバモジュール２がストレージエリアネットワークモジュール３に、ストレージエリアネットワーク８で接続された外部記憶装置９にバックアップされていたリストア用のデータのボリューム１２へのコピーを要求する。この要求の経路を図２の符号２０２に示す。ここで、このボリューム１２とは、先に図１で示したバックアップ用ボリュームと別でも良いし、また同一でも良い。図面は同一の例を示し、したがって同一符号を付している。
（リストア第３ステップ）
ネットワークファイルサーバモジュール２から要求を受けたストレージエリアネットワークモジュール３が、ストレージエリアネットワーク８で接続された外部記憶装置９からボリューム１２にリストア用のデータをコピーする。このデータには指定されたボリュームデータと、そのボリュームデータの各ファイルの存在していたボリュームとの対応を示す対応表１５を含む。このデータの経路を図２の２０３に示す。
【００２０】
更に説明をつけ加えると、先に図１で説明した外部記憶装置１にコピーされたバックアップデータは、一般にバックアップを行う毎に蓄積されていく。これに対しバックアップ用ボリューム１２は、同じボリュームをバックアップのために繰り返し用いるので、最新のバックアップデータしか保存できない。リストアすべきデータがボリューム１２にまだ保存されている場合には、リストアのための外部記憶装置９からボリューム１２へのデータコピーは不要であり、ボリューム１２に保存されているデータを直接リストアに用いれば良い。すなわちリストア第２ステップ、及びリストア第３ステップはこの場合には省略される。また、リストアデータは、ディスク装置のリストア用ボリューム１２にコピーする方法に限定されるべきものではなく、ディスクアレイシステム１が持つメモリ上に仮想ボリュームとしてコピーする方法を含むものである。
【００２１】
外部記憶装置９に記録されたリストアデータのディスクアレイシステム１へのコピーは、ストレージエリアネットワークを経由して行われるため、通常の運用で使用されるローカルエリアネットワーク５のデータ転送を妨げない。
（リストア第４ステップ）
ストレージエリアネットワークモジュール３が、ボリュームデータのリストア用ボリューム１２へのコピーが完了したことをネットワークファイルサーバ機能２にモジュール間通信機能４を通して通知する。この通知の経路を図２の符号２０４に示す。ここでもディスクアレイシステム１外部の通信機能、もしくはストレージエリアネットワークモジュールとローカルエリアネットワーク５の接続を用いた通信でも良い。
【００２２】
（リストア第５ステップ）
リストアデータのボリューム１２へのコピーが完了したことを通知されたネットワークファイルサーバモジュール２は、コピーされたボリューム１２中の各ファイルを通常ファイル１０，１１にコピーする。ここで、各ファイルとコピー先の通常ボリュームとの対応は、外部記憶装置９からコピーされたリストア用のデータに含まれる対応表１５を読み出して定める。この通常ディスクボリュームへのコピーの経路を図２に符号２０５に示す。
【００２３】
なお、リストアするファイルの配置は、リストア用ボリュームにある対応表１５によって決められる方法以外も可能である。ネットワークファイルサーバモジュール２がアクセス可能な通常ディスクボリューム１０，１１にリストアファイルの配置を表す対応表１５を保持しリストアに使用する方法、リストア要求にリストアデータの配置を表す対応表１５を付加してリストアに使用する方法等が挙げられる。
【００２４】
リストアデータの配置を表す対応表１５を用いることで、あらかじめ指定されたファイルのリストアを自動化することができる。また、リストア要求にリストアデータの配置を表す対応表１５を付加してリストアすることで、特定のファイルのリストアのみを実行することができる。
【００２５】
図３は上記した実施の形態に於ける代表的なバックアップ方法のフローチャートである。以下順に述べる。
【００２６】
バックアップはディスクアレイシステムの管理ツールがバックアップ要求を送信することで開始される（ステップ３０１）。
ネットワークファイルサーバモジュールにはバックアップ要求を待つプロセスが存在し、このプロセスがバックアップ要求を受信する（ステップ３０２）。
【００２７】
ネットワークファイルサーバモジュールが受信した要求に応じて、バックアップするファイルを選択する（ステップ３０３）。
【００２８】
バックアップするように選択されたファイルを、ネットワークファイルサーバモジュールがバックアップ用ボリュームにコピーする（ステップ３０４）。
【００２９】
コピーが終了したら、ネットワークファイルサーバモジュールがストレージエリアネットワークモジュールに、ボリュームのバックアップを要求する（ステップ３０５）。
【００３０】
ストレージエリアネットワークモジュールが、ボリュームのバックアップ要求を受信する（ステップ３０６）。
【００３１】
ストレージエリアネットワークモジュールはバックアップ要求から、バックアップ用ボリュームと外部記憶装置を選択する（ステップ３０７）。
【００３２】
ストレージエリアネットワークモジュールは、バックアップ用ボリュームを外部記憶装置にコピーする（ステップ３０８）。
【００３３】
図４は実施の形態に於ける代表的なリストア方法を示すフローチャートである。
【００３４】
リストアはディスクアレイシステムの管理ツールがリストア要求を送信（４０１）することで開始される（ステップ４０１）。
【００３５】
リストア要求は、ネットワークファイルサーバモジュールが受信する（ステップ４０２）。
【００３６】
ネットワークファイルサーバモジュールは、受信したリストア要求に応じてバックアップされたファイルを持つ外部記憶装置とディスクアレイシステム内のリストア用ボリュームを選択する（ステップ４０３）。
【００３７】
ネットワークファイルサーバモジュールがストレージエリアネットワークモジュールに、選択した外部記憶装置からリストア用ボリュームへのリストア要求を送信する（ステップ４０４）。
【００３８】
この要求をストレージエリアネットワークモジュールが受信する（ステップ４０５）。
【００３９】
ストレージエリアネットワークモジュールは受信したリストア要求に応じて、外部記憶装置内のバックアップデータをリストア用ボリュームにコピーする（ステップ４０６）。
【００４０】
データのコピーが終了したら、ストレージエリアネットワーク機能はリストア用ボリュームへのデータコピーが完了したことをネットワークファイルサーバに通知する（ステップ４０７）。
【００４１】
ネットワークファイルサーバがコピー終了通知を受信する（ステップ４０８）。
【００４２】
ネットワークファイルサーバが、リストア用ボリュームにあるバックアップデータを別ボリュームにコピーする（ステップ４０９）。これにより、データのリストアが完了する。
【００４３】
このように、バックアップやリストアするファイルの情報を用いてバックアップ方式とリストア方式を作成することで、ディスクアレイシステムにおけるバックアップとリストアの自動化が可能になる。
【００４４】
以上に述べた実施の形態では、外部記憶装置へのデータバックアップはストレージネットワーク８に接続されたストレージネットワークモジュール３を介して行われ。つまりディスクボリュームのコピーは、ホストコンピュータ７の通常業務でのデータ交換に用いるローカルエリアネットワーク５と無関係に実施できる。このローカルエリアネットワーク５に負担をかけずにバックアップ、もしくはデータリストアを行う効果は、ストレージネットワークモジュール３に限らず、外部記憶装置９と接続する他の機能の利用によっても達成できる。例えば、ネットワークファイルサーバモジュール２が接続されたローカルエリアネット５とは別のローカルエリアネットワークを介して外部記憶装置とを接続する機能を用いる構成としても良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のディスクアレイシステムは、ネットワークファイルサーバ機能により、バックアップするデータを限定できるため、バックアップに要する時間を短縮できる。さらに、バックアップするデータの取得にストレージエリアネットワーク機能を使用するため、LANにかかる負荷が少なくなる。また、ネットワークファイルサーバ機能とストレージエリアネットワーク機能とでディスクアレイシステム内の負荷が分散するため、処理速度が高速化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のディスクアレイシステム及びそのバックアップ方法の概念図である。
【図２】実施例のリストア方法の概念図である。
【図３】実施例のバックアップ方法のフローチャートである。
【図４】実施例のリストア方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１：ディスクアレイシステム
２：ネットワークファイルサーバモジュール
３：ストレージエリアネットワークモジュール
４：モジュール間通信手段
５：ローカルエリアネットワーク
６：ディスクアレイシステムを管理する管理コンピュータ
７：ホストコンピュータ
８：ストレージエリアネットワーク
９：外部記憶装置
１０、１１：通常ディスクボリューム
１２：バックアップまたはリストア用ボリューム
１３：通常ファイル
１４：バックアップまたはリストアされるファイル
１５：バックアップまたはリストア用ボリューム内ファイルの通常ボリュームでの配置を示す対応表。

Claims

ネットワークからディスクへのアクセスを可能としファイル単位でディスクを管理する第１の機能モジュールと、これと異なるブロック単位或いはボリューム単位でディスクへのアクセスを可能とする第２の機能モジュールと、これらの間で制御情報を通信する通信手段とを持つディスクアレイシステムのデータバックアップ方法において、バックアップ要求をトリガとして、前記第１の機能モジュールにより、前記バックアップ要求のバックアップ対象のファイルを、該ファイルを保有する第１のディスクボリュームから第２のディスクボリュームにコピーするステップと、前記第２の機能モジュールに前記コピーの終了を通知しディスクアレイシステム外部へのコピーを要求するステップと、コピー終了の通知とディスクアレイシステム外部へのコピー要求を受けた第２の機能モジュールにより前記第２のディスクボリュームの内容をディスクアレイシステム外部にコピーするステップとを有するディスクアレイシステムのデータバックアップ方法。
前記第１機能モジュールから第２の機能モジュールへのコピー終了の通知と外部へのコピー要求の通信は、前記通信手段、或いは前記ディスクアレイシステム外部を経由する通信によることを特徴とする請求項１のデータバックアップ方法。
前記バックアップ要求は、ディスクアレイシステム外部のネットワークからの要求、或いは前記第１の機能モジュール内部で発生する要求であることを特徴とする請求項１のデータバックアップ方法。
前記バックアップ対象のファイルを第２のディスクボリュームにコピーするステップでは、前記バックアップ要求により指定されたバックアップ対象のファイルをコピーする、或いは前記バックアップ要求により指定されたファイル内に予め指定された情報でバックアップ対象のファイルを特定してコピーすることを特徴とする請求項１記載のデータバックアップ方法。
ネットワークからディスクへのアクセスを可能としファイル単位でディスクを管理する第１の機能モジュールと、これと異なるブロック単位或いはボリューム単位でディスクへのアクセスを可能とする第２の機能モジュールと、これらの間で制御情報を通信する通信手段とを持つディスクアレイシステムにおけるバックアップデータを用いたデータリストア方法であって、データリストア要求をトリガとして前記第２の機能モジュールにより外部記憶装置から特定のディスクボリュームにリストアのためのデータをコピーするステップと、前記第１の機能モジュールにコピー終了を通知するステップと、コピー終了の通知を受けた前記第１の機能モジュールにより前記特定のディスクボリュームからリストア対象のファイルがそれぞれ所属すべき各ディスクボリュームへファイル単位でデータをコピーするステップとを有するディスクアレイシステムのデータリストア方法。
前記データリストア要求は、前記ネットワークからの要求、或いは前記第１の機能モジュール内部で発生する要求であることを特徴とする請求項５のデータリストア方法。
前記第２の機能モジュールから第１の機能モジュールへのコピー終了の通知は、前記通信手段、或いは前記ディスクアレイシステム外部を経由する通信によることを特徴とする請求項５のデータリストア方法。
前記第１の機能モジュールが前記特定のディスクボリュームからファイル単位でデータをコピーするステップでは、前記特定のディスクボリュームに格納される対応表によりリストア対象のファイルの配置を特定して各ファイルのデータを当該ディスクボリュームにコピーすることを特徴とする請求項５のデータリストア方法。
前記第１の機能モジュールが前記特定のディスクボリュームからファイル単位でデータをコピーするステップでは、前記データリストア要求により指定されたリストア対象のファイルの配置にしたがって各ファイルのデータを当該ディスクボリュームにコピーすることを特徴とする請求項５のデータリストア方法。