JP4268689B2

JP4268689B2 - Storage system

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Publication number: JP4268689B2
Application number: JP06050797A
Authority: JP
Inventors: 彰山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JPH10254639A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬記憶媒体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、可用性向上のために、各構成要素に冗長性をもつ記憶装置システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明に最も近い公知例として、以下に示すＰａｔｔｅｒｓｏｎの論文が知られている。
【０００３】
エー．シー．エム．シグモッドコンファレンスプロシーディング，1988年，6月，ページ１０９−１１６（D.Patterson,et al:A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID),ACM SIGMOD conference proceeding,Chicago,IL,June1-3,1988,pp.109-116）。
【０００４】
Ｐａｔｔｅｒｓｏｎの論文は、ディスクアレイ上のデータ配置に関する技術を開示したものである。
【０００５】
ディスクアレイは、ディスクシステムの高性能化、高信頼化を実現するための機構である。ディスクアレイでは、高性能化のために、物理的には複数のディスク装置を、処理装置に対しては１台のディスク装置に見せかける。一方、高信頼化のためには、データを格納したディスク装置に障害が発生した場合、データの回復を行うための冗長データを別のディスク装置に格納しておく。
【０００６】
通常、ディスク装置のリード／ライト単位となるデータをレコードと呼ぶが、Ｐａｔｔｅｒｓｏｎの論文では、いくつかのレコード配置方法が提案されている。ただし、ディスクアレイを用いた場合、処理装置から見たリードライト単位であるレコードと、ディスク装置に実際に記録されるレコードとではデータ長が異なる場合がある。以下、前者を論理レコード、後者を物理レコードと呼ぶ。以下、Ｐａｔｔｅｒｓｏｎの論文で提案されているいくつかのレコード配置方法の説明を行う。
【０００７】
第１の配置方法は、論理レコード、すなわち、処理装置側から見たレコードを、ディスク装置上では、ｍ個（ｍ≧１）の物理レコードに分割して格納する配置方法である。以下、この配置方法を、分割配置方法と呼ぶ。分割配置を用いた場合、１つの論理レコードをｍ台のディスク装置との間で転送できることから、見かけ上データ転送速度をｍ倍に向上させたのと同様の効果を得ることができる。
次に、分割配置における冗長データの作成方法を説明する。分割配置では、論理レコードを分割したｍ個の物理レコードに対し、ｎ個（ｎ≧１）の冗長データが作成され、それぞれを、１つの物理レコード（全体でｎ個ある）としてディスク装置に格納する。以下、処理装置が直接リード／ライトするデータを格納した物理レコードをデータレコード、冗長データを格納した物理レコードをパリティレコードと呼ぶ。また、ｍ個のデータレコードとｎ個のパリティレコードから構成されるグループを、パリティグループと呼ぶ。通常、パリティグループ内のパリティレコードの数がｎ個であれば、ｎ台までのディスク装置に障害が発生してもそのパリティグループのデータは回復可能である。第２の配置方法は、処理装置から見たリード／ライト単位である論理レコードを、１つの物理レコード、すなわち、１つのデータレコードとして、ディスク装置上に格納する配置方法である。以下、この配置方法を、非分割配置方法と呼ぶ。したがって、論理レコードは、データレコードと等価である。（それぞれの物理レコードには、データレコードあるいはパリティレコードが割り当てられるため、物理レコードと論理レコードは必ずしも等価にならない。すなわち、１つの論理レコードは、１つの物理レコードではあるが、１つの物理レコードは、１つの論理レコードであるというわけではないし、パリティレコードである場合もある。）非分割配置の特長は、ディスクアレイを構成するそれぞれのディスク装置ごとにリード／ライト処理が実行可能な点である。（分割配置方法をとると、リード／ライトのために複数のディスク装置を専有する必要がある。）したがって、非分割配置をとると、ディスクアレイ内で実行できるリード／ライト処理の多重度を向上させることが可能となり、性能向上を実現できる。非分割配置でも、ｍ個のデータレコードから、ｎ個のパリティレコードを作成し、ディスク装置に格納される。ただし、分割配置の場合、パリティグループ内のデータレコードの集合が、処理装置から見た１つの論理レコードを形成するのに対し、非分割配置の場合、データレコードのそれぞれが、処理装置から見るとまったく独立した論理レコードとなる。
【０００８】
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、光記憶装置等がある。特に最近では、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＤｉｓｋ）が注目されている。これらの記憶装置の特徴は、いずれも記憶媒体とＲ／Ｗ（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ）装置が分離されており、記憶媒体を任意のＲ／Ｗ装置に装填し、記憶媒体上のデ−タを読み書きするという点である。一般にこれらの媒体は、可搬媒体と呼ばれる。大規模計算機システムにおいては、非常に多くの枚数の可搬媒体の管理を容易に実現するために、ライブラリが導入される。ライブラリには、記憶媒体、Ｒ／Ｗ装置に加えて、多くの枚数の記憶媒体を収納する収納庫と、収納庫とＲ／Ｗ装置との間で、記憶媒体を転送するロボットなどが含まれる。
【０００９】
計算機システムで扱うデ−タは、ますます大規模化しているため、その可用性の向上に対するニ−ズも非常に高い。したがって、上記のような可搬媒体で構成される記憶装置システムにおいても、Ｐａｔｔｅｒｓｏｎの論文で提案されているようなコンセプトを適用することにより、高可用性を実現することは有効である。
【００１０】
可搬媒体にこのようなコンセプトを適用した技術として、コムデックス９６：ＤＶＤアプリケ−ション（Alan E. Bell (IBM Research Division): DVD Applications ,COMDEX 96 ,Nov.20,1996）がある。本文献ではＤＶＤ、Ｒ／Ｗ装置、ロボット等から構成される通常のライブラリを複数組み合わせて冗長性をもつＲＡＩＬ（Redundant Arrays of Inexpensive Libraries)が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
ＲＡＩＬは、その構成要素となる１つのライブラリは、通常のライブラリであるため、冗長性はないものと考えられる。ＲＡＩＬのコンセプトの特徴は、ライブラリをもう１つ追加することにより、冗長性をもたせている点である。すなわち、冗長性の単位をライブラリとしていることである。
【００１１】
また、ＲＡＩＬは、複数のライブラリを単純に並べただけであるため、各ライブラリは独立に構成されていると考えられる。すなわち、あるライブラリ内のロボットは、別のライブラリの記憶媒体の搬送は不可能であるし、別のライブラリのＲ／Ｗ装置に記憶媒体を装填することは出来ない。
【００１２】
例えば、あるライブラリのロボットが障害を起こしたとする。これだけならば、残りのライブラリを用いて、通常のリ−ド／ライト処理の実行は可能である。しかし、残りのライブラリの中の、ある１枚の記憶媒体が故障した場合、この故障した記憶媒体の内容を復元するためには、先に述べた障害を起こしているライブラリ内の記憶媒体が必要となるが、この記憶媒体をＲ／Ｗ装置に装填することはできない。したがって、デ−タの復元が出来ず、利用者からは、故障が見えてしまうことになる。
【００１３】
本発明の目的は、可搬媒体をベ−スとした記憶装置システムにおいて、以上の従来技術に比較して、さらに一層の可用性を向上させる技術を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上述べた課題に対する本発明の目的を、いかに達成するかについて以下に述べる。
【００１５】
すでに述べたように、ＲＡＩＬのコンセプトの特徴は、ライブラリをもう１つ追加することにより、冗長性をもたせている点である。すなわち、冗長性の単位をライブラリとしていることである。
【００１６】
これに対し、本発明では、１つのライブラリの構成要素である個々の装置、記憶媒体、Ｒ／Ｗ装置、収納庫、ロボットそれぞれが独立な冗長性を持つものと考え、装置毎に、正常な状態であるか、障害中であるかを管理する。さらに、ロボットが転送可能なＲ／Ｗ装置、収納庫の範囲に柔軟性をもたせる。
【００１７】
これにより、各装置の中で正常な状態にある装置を有効に利用できるため、極めて高い可用性を実現できる。例えば、本発明では、次のような状況でも、利用者には故障を意識させず、デ−タのリ−ド／ライト機能を提供できる。すなわち、あるロボットが障害を起こした状況で、残りのライブラリの中にある、１枚の記憶媒体が故障した場合、故障を起こしていないロボットを用いて、故障した記憶媒体を含むパリティグル−プに属する残りの記憶媒体を、Ｒ／Ｗ装置に装填し、故障した記憶媒体のデ−タを復元する処理を実行できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の対象となる計算機システムの構成である。計算機システムは、処理装置１３００、制御装置１３０５、および、２台以上のＲ／Ｗ装置１３０４、２台以上の収納倉庫１３０６、２台以上のロボット１３０７により構成される。処理装置１３００は、ＣＰＵ１３０１、主記憶１３０２、および、チャネル１３０３により構成される場合があってもよい。制御装置１３０５は、処理装置１３００からのリード／ライト要求にしたがって、処理装置１３００とディスク装置１３０４の間で、転送処理を実行する。制御装置バッファ１３１０は、制御装置１３０５が読み書きするデータを、一時的に蓄えるバッファである。
【００１９】
収納倉庫１３０６には、デ−タを格納した物理記憶媒体１３１１が複数枚収納されている。ロボット１３０７は、収納倉庫１３０６とＲ／Ｗ装置１３０４の間で、物理記憶媒体１３１１を運搬する。Ｒ／Ｗ装置１３０４は、ロボット１３０７により装填された物理記憶媒体１３１１を読み書きする。
【００２０】
図３は、本発明の対象となる別の計算機システムの構成である。図２に示した構成との差異は、制御装置１３０５が、キャッシュメモリ１３０８、ディレクトリ１３０９、不揮発性メモリ１４００、および、不揮発性管理情報メモリ１４０１を含む点である。キャッシュメモリ（以下、単にキャッシュと略す。）１３０８は、Ｒ／Ｗ装置１３０４に装填された物理記憶媒体１３１１の一部のデ−タを格納する。ディレクトリ１３０９は、キャッシュ１３０８の管理情報を格納する。不揮発性メモリ１４００は、不揮発の媒体であり、キャッシュ１３０８と同様に、Ｒ／Ｗ装置１３０４に装填された物理記憶媒体１３１１の一部のデ−タを格納する。不揮発性メモリ管理情報１４０１も不揮発の媒体であり、不揮発性メモリ１４００の管理情報を格納する。この場合、制御装置１３０５は、処理装置１３００からのリード／ライト要求とは、非同期に、Ｒ／Ｗ装置１３０４とキャッシュ１３０８との間で、リード／ライト動作を実行する。ただし、図７に示したように、制御装置１３０５内に２つ以上のディレクタ１３１２を含み、それぞれのディレクタ１３１２が処理装置１３００からリード／ライト要求を受け付け、リード／ライト動作を実行するような構成でも本発明は有効である。
【００２１】
通常、処理装置１３００がディスク装置との間で、リード／ライトするデータの単位は、レコードと呼ばれる。ただし、本発明では、処理装置１３００から見たレコードと、物理記憶媒体１３１１上に格納されたレコードが、ディスクアレイのレコード配置によって異なる場合がある。以下、ディスクアレイを適用した場合のデータの記録形式について説明する。
【００２２】
次に、図４、図５、図６を用いて、本実施形態における物理記憶媒体１３１１の記録形式について説明する。図４に示すように、論理記憶媒体４００は、処理装置１３００から見た１枚の記憶媒体である。これに対し、物理記憶媒体１３１１は、収納倉庫１３０６の収納単位、ロボット１３０７の搬送単位、Ｒ／Ｗ装置１３０４の装填単位となる。図４の構成では、ｍ＋ｎ枚の物理記憶媒体１３１１が１枚の論理記憶媒体４００となる。図５に示すように、論理レコ−ド４０１は、処理装置１３００からリ−ド／ライトされるレコ−ド、すなわち、論理記憶媒体４００のレコ−ドである。一方、図６に示すように、Ｒ／Ｗ装置１３０４と制御装置１３０５の間で、リード／ライトされる単位、すなわち、物理記憶媒体１３１１に記録されている単位を、物理レコード１５０２と呼ぶ。本発明においては、物理記憶媒体１３１１上に格納されている物理レコード１５０２には、データレコード１５００とパリティレコード１５０１の２種類が存在する。データレコード１５００は、論理レコ−ド４０１の内容を格納した物理レコード１５０２である。一方、パリティレコード１５０１は、物理記憶媒体１３１１に障害が発生し、データレコード１５０１の内容が消失した時、その消失した内容を回復する処理に用いるレコードである。この場合、データレコード１５００の値が変更されると、これに対応して、パリティレコード１５０１の内容も変更する必要が生ずる。
【００２３】
図６に示した、本実施形態における記憶媒体パリティグル−プ１６００について説明する。図６に示す構成では、記憶媒体パリティグル−プ１６００は、１つの論理記憶媒体４００に対応するｍ＋ｎ枚の物理記憶媒体１３１１に相当する。
次に、レコ−ドパリティグル−プ１６１０について説明する。１組の記憶媒体パリティグル−プ１６００を構成するｍ枚の物理記憶媒体１３１１に、それぞれ対応するデータレコード１５００が格納されている。これらのｍ個のデータレコード１５００から、ｎ個のパリティレコード１５０１が作成され、それぞれ対応するｎ個の物理記憶媒体１３１１に格納される。したがって、図６では、ｍ個のデータレコード１５００とｎ個のパリティレコード１５０１から、レコ−ドパリティグループ１６１０が構成されている。もちろん、１つの記憶媒体パリティグル−プ１６００上には、複数のレコ−ドパリティグル−プ１６１０が格納されることは当然のことである。一般に、ｎ個のパリティレコード１５０１を含むレコ−ドパリティグループ１６１０においては、そのレコ−ドパリティグループ１６１０内の物理レコード１５０２が格納されているｍ＋ｎ個の物理記憶媒体のうち、ｎ台の物理記憶媒体１３０４が故障しても、レコ−ドパリティグループ１６１０内のすべての物理レコード１５０２の内容を回復することができる。以上より、物理記憶媒体１３１１の高信頼化が実現できる。もちろん、それぞれの物理記憶媒体１３１１には、複数の物理レコ−ド１５０２が含まれ、１つの記憶媒体パリティグル−プ１６００には、複数のパリティグル−プレコ−ド１６１０が存在する。
【００２４】
なお、図８（ａ）に示すように、１つの論理記憶媒体４００に複数の記憶媒体パリティグル−プ１６００が対応してもよい。また、図８（ｂ）に示すように、１組の記憶媒体パリティグル−プ１６００に複数の論理記憶媒体４００が対応してもよい。
【００２５】
図９は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００と論理Ｒ／Ｗ装置９０１を示す。Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００は、ｍ＋ｎ台のＲ／Ｗ装置１３０４から構成される。これは、１組の記憶媒体パリティグル−プ１６００に相当する。本実施形態では、制御装置１３０５には、１組以上のＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００が接続されているものとする。一方、論理Ｒ／Ｗ装置９０１は、処理装置１３００から見たＲ／Ｗ処理を実行する論理的な装置であり、論理記憶媒体４００を装填する。図９に示すように、１つの記憶媒体パリティグル−プ１６００が、１つの論理記憶媒体４００に対応する場合、あるいは、１つの記憶媒体パリティグル−プ１６００が、複数の論理記憶媒体４００に対応する場合、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００と１対１に対応する。一方、複数の記憶媒体パリティグル−プ１６００が、１つの論理記憶媒体４００に対応する場合、論理Ｒ／Ｗ装置９０１は複数のＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に対応する。
【００２６】
図１０は、収納倉庫１３０６の構成である。収納倉庫１３０６は共通部１００１と複数のスロット１０００を持つ。共通部１００１は電源等の共通的な資源が含まれる。共通部１００１の障害は収納倉庫１３０６全体の障害となる。スロット１０００は、１枚の物理記憶媒体１３１１を収納する単位である。スロット１０００は、それぞれ独立に故障するものとする。
【００２７】
図１１は、スロットパリティグル−プ１１００と論理スロット１１０１を示す。スロットパリティグル−プ１１００は、１つの記憶媒体パリティグル−プ１６００に属するｍ＋ｎ枚の物理記憶媒体１３１１を収納したｍ＋ｎ個のスロット１０００の集合である。図１１に示した構成では、スロットパリティグル−プ１１００に属するスロット１０００は、それぞれ別の収納倉庫１３０６内のスロット１０００となっている。ただし、もちろん、本発明は、１つのスロットパリティグル−プ１１００に属する２つ以上のスロット１０００が同一の収納倉庫１３０６に含まれていても有効である。論理スロット１１０１は、処理装置１３００から見た論理記憶媒体４００を収納する論理的な収納単位である。記憶媒体パリティグル−プ１６００が、１つの論理記憶媒体４００に対応する場合には、図１１（ａ）に示すように、論理スロット１１０１は、スロットパリティグル−プ１１００と１対１に対応する。一方、記憶媒体パリティグル−プ１６００が、複数の論理記憶媒体４００に対応する場合には、図１１（ｂ）に示すように、スロットパリティグル−プ１１００は、複数の論理スロット１１０１に対応する。さらに、図１１（ｃ）に示すように、複数の記憶媒体パリティグル−プ１６１０が、１つの論理記憶媒体４００に対応する場合、論理スロット１１０１は、複数のスロットパリティグル−プ１１００に対応する。
【００２８】
以下、本実施形態では、記憶媒体パリティグル−プ１６００が、１つの論理記憶媒体４００に対応する場合について説明する。もちろん、本発明は、記憶媒体パリティグル−プ１６００が、複数の論理記憶媒体４００に対応する場合についても有効である。
【００２９】
図１は、本発明の概要を表す。本発明に関する情報として、制御装置１３０５は、制御装置バッファ１３１０、ディレクトリ１３０９、不揮発性メモリ管理情報１４０１などに、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００、収納倉庫状態情報１０１、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２、ロボット構成／状態情報１０３を含む。
【００３０】
スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００は、スロットパリティグル−プ１１００を構成するスロット１０００の識別子と障害状況とそのスロット１０００を含む収納倉庫１３０６、スロット１０００に格納されている物理記憶媒体１３１１の識別子と障害状況等の情報を保持する。
【００３１】
収納倉庫状態情報１０１は、制御装置１３０５に接続された各収納倉庫１３０６の障害情報を表す。
【００３２】
Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００を構成するＲ／Ｗ装置１３０４の識別子と障害状況を表す。
【００３３】
ロボット構成／状態情報１０３は、制御装置１３０５に接続された各ロボット１３０７の障害情報、および、そのロボット１３０７が転送できる収納倉庫１３０６とＲ／Ｗ装置１３０４の情報を表す。以上のように、ロボット１３０７が搬送可能な収納倉庫１３０６、Ｒ／Ｗ装置１３０４の範囲に柔軟性をもたせることで、可用性を向上させている。すなわち、ロボット１３０７が１台故障しても、物理記憶媒体１３１１の搬送ができなくなる収納倉庫１３０６、Ｒ／Ｗ装置１３０４が出現するのを防ぐことができる。
【００３４】
制御装置１３０５の主機能は、マウント処理実行部１１０、Ｒ／Ｗ処理実行部１１１、デマウント処理実行部１１２、障害管理処理実行部１１３である。
【００３５】
マウント処理実行部１１０は、処理装置１３００の要求にしたがって、論理記憶媒体４００を論理Ｒ／Ｗ装置９０１に装填する。
【００３６】
Ｒ／Ｗ処理実行部１１１は、処理装置１３００の要求にしたがって、論理Ｒ／Ｗ装置９０１に装填された論理記憶媒体４００のＲ／Ｗ処理を実行する。
【００３７】
デマウント処理実行部１１２は、処理装置１３００の要求にしたがって、論理Ｒ／Ｗ装置９０１に装填された論理記憶媒体４００の取り出しを行う。
【００３８】
障害管理処理実行部１１３は、各装置に障害が発生した時、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００、収納倉庫状態情報１０１、ロボット構成／状態情報１０３の書き換えを行う。
【００３９】
マウント処理実行部１１０の概要を説明する。まず、ステップ１２０では、制御装置１３０５は、受け取ったマウント要求を解析して、要求された論理スロット１１０１が、どのスロットパリティグル−プ１１００に対応するかを計算する。本実施形態では、論理スロット１１０１とスロットパリティグル−プ１１００は１対１に対応するため、容易に認識可能である。１対１に対応しない場合にも、対応関係表等を持てば、特に問題無く認識できる。ステップ１２１では、制御装置１３０５は、そのスロットパリティグル−プ１１００に対応するスロット１０００の障害状況、スロット１０００に格納された物理記憶媒体１３１１の障害状況を把握し、当該論理スロット１１０１に対応する論理記憶媒体４００のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能かを判断する。
【００４０】
ステップ１２２では、制御装置１３０５は、収納倉庫状態情報１０１を参照し、スロットパリティグル−プ１１００に対応するスロット１０００を含んでいる収納倉庫１３０６の障害状況を把握し、収納倉庫１３０６からの物理記憶媒体１３１１の取り出しが可能かをチェックする。
【００４１】
ステップ１２３では、制御装置１３０５は、処理装置１３００から指定された論理Ｒ／Ｗ装置９０１に対応するＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００を計算する。本実施形態では、論理Ｒ／Ｗ装置９０１とＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００は１対１に対応するため、容易に認識可能である。１対１に対応しない場合にも、対応関係表等を持てば、特に問題無く認識できる。ステップ１２４では、制御装置１３０５は、そのＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に対応するＲ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２を参照し、処理装置１３００が、指定されたＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００を構成するＲ／Ｗ装置１３０４の障害状況をチェックし、指定された論理Ｒ／Ｗ装置９０１を用いてＲ／Ｗ処理が実行可能かどうかをチェックする。
【００４２】
ステップ１２５では、制御装置１３０５は、ロボット構成／状態情報１０３を参照して、指定されたスロットパリティグル−プ１１００に対応するスロット１０００に格納されている物理記憶媒体１３１１を、指定されたＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００を構成するＲ／Ｗ装置１３０４との間で搬送可能かをチェックする。
【００４３】
ステップ１２６では、制御装置１３０５は、この搬送処理を実行する。各装置の障害状況により、搬送処理、Ｒ／Ｗ処理ができない場合、処理装置１３００に障害報告を行う。
【００４４】
以上のように、本発明においては、各装置の障害状況を独立に把握しているため、障害をおこしていない装置を最大限に活かし、搬送処理、デ−タのＲ／Ｗ処理を実行できるため、可用性を向上させることができる。さらに、すでに述べたように、ロボット１３０７が搬送可能な収納倉庫１３０６、Ｒ／Ｗ装置１３０４の範囲に柔軟性をもたせることで、可用性を向上させている点が大きな特徴である。
【００４５】
図１２は、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００を表す。スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００は、スロットパリティグル−プ１１００単位に存在する情報である。収納倉庫識別子１２００は、当該スロットパリティグル−プ１１００に属するスロット１０００が、どの収納倉庫１３０６に含まれるかを示す情報である。スロット番号１２０１は、当該スロットパリティグル−プ１１００に属するスロット１０００の収納倉庫１３０６内の識別子である。スロット障害状況１２０２は、そのスロット１０００の障害状況を表す。具体的には、ロボット１３０７を用いて当該スロット１０００から物理記憶媒体１３１１の取り出しができるか、当該スロット１０００に物理記憶媒体１３１１を収納できるかを表す。
【００４６】
物理記憶媒体識別子１２０３は、当該スロット１０００に格納された物理記憶媒体１３１１の識別子である。物理記憶媒体障害情報１２０４は、当該スロット１０００に格納された物理記憶媒体１３１１の障害情報である。具体的には、当該物理記憶媒体１３１１に、デ−タを読み書きできるかを表す。以上の１２００から１２０４に示した情報は、スロット１０００単位の情報であるため、１つのスロットパリティグル−プ構成／状態情報１００内に、ｍ＋ｎ個存在する。
【００４７】
図１３は、収納倉庫状態情報１０１を示す。収納倉庫状態情報１０１は、収納倉庫１３０６単位に存在する。収納倉庫状態情報１０１は、対応する収納倉庫１３０６の障害状況を表す。具体的には、収納倉庫１３０６の共通部１００１に障害が発生した場合である。また、収納倉庫１３０６の一定数以上のスロット１０００が故障した場合、収納倉庫１３０６全体を障害扱いしてもよい。
【００４８】
図１４は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２の構成を示す。Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００単位に存在する情報である。Ｒ／Ｗ装置識別子１４０１は、当該Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に属するＲ／Ｗ装置１３０４の識別子である。Ｒ／Ｗ装置障害状況１４０２は、そのＲ／Ｗ装置１３０４の障害状況を表す。具体的には、当該Ｒ／Ｗ装置１３０４に物理記憶媒体１３１１を装填して、Ｒ／Ｗ処理の実行が可能かどうかを表す。以上の１４０１、１４０２に示した情報は、Ｒ／Ｗ装置１３０４単位の情報であるため、１つのＲ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１００内に、ｍ＋ｎ個存在する。
【００４９】
図１５は、ロボット構成／状態情報１０３は、ロボット１３０７単位の情報である。ロボット障害情報２２０は、当該ロボット１３０７が物理記憶媒体１３１１の搬送が可能であるかどうかを表す情報である。接続収納倉庫数２２１は、当該ロボット１３０７接続されている収納倉庫１３０６の数、具体的には、物理記憶媒体１３１１を取り出し／収納が可能な収納倉庫１３０６の数を表す。接続Ｒ／Ｗ装置数２２２は、当該ロボット１３０７に接続されているＲ／Ｗ装置１３０４の数、具体的には、物理記憶媒体１３１１の装填が可能なＲ／Ｗ装置１３０４の数を表す。接続収納倉庫数２２１、接続Ｒ／Ｗ装置数２２２の値は、各ロボット１３０７により異なっていてもよい。接続収納倉庫識別子２２３は、当該ロボット１３０７に接続されている収納倉庫１３０６の識別子を表す。接続Ｒ／Ｗ装置識別子２２４は、当該ロボット１３０７に接続されているＲ／Ｗ装置１３０４の識別子を表す。接続収納倉庫識別子２２３の数は、接続収納倉庫数２２１で定義された数だけ設定されている。ただし、接続収納倉庫識別子２２３を設定するための領域はそれ以上用意されているものとする。（各ロボット１３０７により、接続されている収納倉庫１３０６の数が異なっていてよいため。）同様に、接続Ｒ／Ｗ装置識別子２２４の数は、接続Ｒ／Ｗ装置数２２２で定義された数だけ設定されている。ただし、接続Ｒ／Ｗ装置識別子２２４を設定するための領域はそれ以上用意されているものとする。（各ロボット１３０６により、接続されているＲ／Ｗ装置１３０４の数が異なっていてよいため。）
すでに述べたように、本発明では、異なったロボット１３０７が同じ収納倉庫１３０６、同じＲ／Ｗ装置１３０４の間で搬送処理を実行できるようにすることにより、可用性を向上させるため、各ロボット構成／状態情報１０３に設定されている接続収納倉庫識別子２２３、接続Ｒ／Ｗ装置識別子２２４に共通のものが存在することになる。
【００５０】
次に、制御装置１３０５が有する、マウント処理実行部１１０と障害管理処理実行部１１３の詳細なフロ−について説明する。
【００５１】
図１６は、マウント処理実行部１１０の処理フロ−である。処理装置１３００は、論理スロット１１０１と論理Ｒ／Ｗ装置９０１を指定し、指定された論理スロット１１０１内の論理記憶媒体４００を指定した論理Ｒ／Ｗ装置９０１に装填するよう、要求する。
【００５２】
ステップ３００では、制御装置１３０５は、受け取ったマウント要求を解析して、指定された論理スロット１１０１が、どのスロットパリティグル−プ１１００に対応するかを計算する。本実施形態では、論理スロット１１０１とスロットパリティグル−プ１１００は１対１に対応するため、容易に認識可能である。１対１に対応しない場合にも、対応関係表等を持てば、特に問題無く認識できる。
ステップ３０１では、制御装置１３０５は、ステップ３００で得たスロットパリティグル−プ１１００に対応するスロットパリティグル−プ構成／状態情報１００を参照する。具体的には、まず、スロット障害状況１２０２を参照し、スロット１０００の障害状況を把握する。さらに、物理記憶媒体障害情報１２０４を参照し、各スロット１０００に格納された物理記憶媒体１３１１の障害状況を把握し、当該論理記憶媒体４００のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能な物理記憶媒体１３１１を判断する。ステップ３０２では、制御装置１３０５は、ｍ個以上の物理記憶媒体１３１１のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能かどうかをチェックし、条件が成立しなければ、処理装置１３００にエラ−報告を行うため、ステップ３０３へジャンプする。
【００５３】
ステップ３０４では、制御装置１３０５は、ステップ３００で得たスロットパリティグル−プ１１００に対応するスロット１０００を含んでいる収納倉庫１３０６の障害状況を把握するために、収納倉庫状態情報１０１を参照する。さらに、ステップ３０２でマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能と判断した物理記憶媒体１３１１を収容したスロット１０００を含む収納倉庫１３０６が故障を起こしていないかをチェックする。もし、故障を起こしていれば、この収納倉庫１３０６に対応する物理記憶媒体１３１１のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行不可能と判断する。ステップ３０５では、制御装置１３０５は、まだｍ個以上の物理記憶媒体１３１１のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能かどうかをチェックし、条件が成立しなければ、処理装置１３００にエラ−報告を行うために、ステップ３０３へジャンプする。
【００５４】
ステップ３０５では、制御装置１３０５は、指定された論理Ｒ／Ｗ装置９０１が、どのＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に対応するかを計算する。本実施形態では、論理Ｒ／Ｗ装置９０１とＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００は１対１に対応するため、容易に認識可能である。１対１に対応しない場合にも、対応関係表等を持てば、特に問題無く認識できる。
【００５５】
ステップ３０６では、制御装置１３０５は、まず、ステップ３０５で得たＲ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に相当するＲ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２を認識する。このＲ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２の中のＲ／Ｗ装置障害状況１４０２を参照し、当該Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に属するＲ／Ｗ装置１３０４の中で、マウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能なＲ／Ｗ装置１３０４を把握する。ステップ３０７では、制御装置１３０５は、ｍ個以上のＲ／Ｗ装置１３０４のマウント処理、Ｒ／Ｗ処理が実行可能かどうかをチェックし、条件が成立しなければ、処理装置１３００にエラ−報告を行うため、ステップ３０３へジャンプする。
【００５６】
本発明では、記憶媒体パリティグル−プ１６００に属するそれぞれの物理記憶媒体１３１１は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ９００に属する任意のＲ／Ｗ装置１３０４に装填可能とすることを特徴とする。（もちろん、ロボット１３０７が搬送可能な範囲でという制約はある。）これは、装填可能なＲ／Ｗ装置１３０４に制約を設けると障害時の可用性の低下を招くためである。
【００５７】
ステップ３０８では、制御装置１３０５は、ロボット構成／状態情報１０３を参照して、ステップ３０５でマウント処理、Ｒ／Ｗ処理を実行可能としたｍ個以上の物理記憶媒体１３１１と、ステップ３０７でマウント処理、Ｒ／Ｗ処理を実行可能としたｍ個以上のＲ／Ｗ装置１３０４との間で、実際にロボット１３０７の搬送／装填が可能な物理記憶媒体１３１１を把握する。ステップ３０９では、制御装置１３０５は、搬送／装填が可能と判断した物理記憶媒体１３１１がｍ個以上あるかをチェックし、条件が成立しなければ、処理装置１３００にエラ−報告を行うため、ステップ３０３へジャンプする。
【００５８】
ステップ３１０では、制御装置１３０５は、ロボット１３０７を用いて、搬送／装填が可能と判断した物理記憶媒体１３１１を、Ｒ／Ｗ装置１３０４に搬送、装填するマウント処理を実行する。ステップ３１１では、この完了報告を行う。
一方、ステップ３０３では、制御装置１３０５は、障害のため、要求されたマウント処理を実行できないことを処理装置１３００に報告する。
【００５９】
図１７は、制御装置１３０５に接続された装置に障害が発生した時、障害管理処理実行部１１３が、制御装置１３０５の管理情報の更新を行う際の処理フローである。
【００６０】
まず、ステップ１７００において、制御装置１３０５は、障害を起こした装置を解析する。この結果、各ステップに分岐する。
【００６１】
ステップ１７０１は、物理記憶媒体１３１１に障害が発生した場合の処理である。ステップ１７０１では、制御装置１３０５は、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００内の物理記憶媒体識別子１２０３を参照し、障害を起こした物理記憶媒体１３１１の物理記憶媒体障害情報１２０４を障害状態に更新する。この後、処理を終了する。
【００６２】
ステップ１７０２は、スロット１０００に障害が発生した場合の処理である。ステップ１７０２では、制御装置１３０５は、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００内の収納倉庫識別子１２００、スロット番号１２０１を参照し、障害を起こしたスロット１０００に対応するスロット障害状況１２０２を障害状態に更新する。さらに、ステップ１７０３では、制御装置１３０５は、スロットパリティグル−プ構成／状態情報１００を参照して、このスロット１０００を含む収納倉庫１３０６内の故障したスロット１０００の数が一定数越えたかをチェックする。越えていなければ、処理を終了する。越えている場合、ステップ１７０４にジャンプする。
【００６３】
ステップ１７０４は、収納倉庫１３０６に障害が発生した場合の処理である。ステップ１７０４では、制御装置１３０５は、障害を起こした収納倉庫１３０６に対応する収納倉庫状態情報１０１を障害状態に更新する。この後、処理を終了する。
【００６４】
ステップ１７０５は、Ｒ／Ｗ装置１３０４に障害が発生した場合の処理である。ステップ１７０５では、制御装置１３０５は、Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報１０２内のＲ／Ｗ装置識別子１４０１を参照し、障害を起こしたＲ／Ｗ装置１３０４に対応するＲ／Ｗ装置障害状況１４０２を障害状態に更新する。
【００６５】
ステップ１７０６は、ロボット１３０７に障害が発生した場合の処理である。ステップ１７０６では、制御装置１３０５は、障害を起こしたロボット１３０７に対応するロボット障害情報２２０を障害状態に更新する。この後、処理を終了する。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、記憶媒体、Ｒ／Ｗ装置、収納倉庫、ロボットそれぞれに冗長性を持たせ、しかもそれぞれの装置の故障状態を独立に管理し、記憶装置システムでのリ−ド／ライト処理を可能な限り実行させることにより、高可用性を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要図。
【図２】本発明の対象となる計算機システムの構成図。
【図３】本発明の対象となる別の計算機システムの構成図。
【図４】論理記憶媒体４００の構成図。
【図５】論理レコ−ド、物理レコ−ドの関係図。
【図６】記憶装置パリティグル−プ、レコ−ドパリティグル−プの構成図。
【図７】ディレクタが複数存在する場合の構成図。
【図８】論理記憶装置と記憶装置パリティグル−プの関係図。
【図９】Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プと論理Ｒ／Ｗ装置の構成図。
【図１０】収納倉庫の構成図。
【図１１】スロットパリティグル−プと論理スロットの構成図。
【図１２】スロットパリティグル−プ構成／状態情報の構成図。
【図１３】収納倉庫状態情報の構成図。
【図１４】Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報の構成図。
【図１５】ロボット構成／状態情報の構成図。
【図１６】マウント処理実行部の処理フロ−図。
【図１７】障害管理処理実行部の処理フロ−図。
【符号の説明】
１００：スロットパリティグル−プ構成／状態情報、１０１：収納倉庫状態情報、１０２：Ｒ／Ｗ装置パリティグル−プ構成／状態情報、１０３：ロボット構成／状態情報、１１０：マウント処理実行部、１１１：Ｒ／Ｗ処理実行部、１１２：デマウント処理実行部、１１３：障害管理処理実行部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a highly available storage system for portable storage media. In particular, the present invention relates to a storage device system in which each component has redundancy in order to improve availability.
[0002]
[Prior art]
As a known example closest to the invention, the following Patterson paper is known.
[0003]
A. Sea. M. Sigmod Conference Proceeding, 1988, June, page 109-116 (D.Patterson, et al: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID), ACM SIGMOD conference proceeding, Chicago, IL, June 1-3, 1988, pp.109-116).
[0004]
Patterson's paper discloses a technique related to data arrangement on a disk array.
[0005]
The disk array is a mechanism for realizing high performance and high reliability of the disk system. In the disk array, a plurality of disk devices are physically made to appear as a single disk device to a processing device for high performance. On the other hand, for high reliability, when a failure occurs in a disk device that stores data, redundant data for data recovery is stored in another disk device.
[0006]
Normally, data that is a read / write unit of a disk device is called a record, but in the Patson paper, several record arrangement methods have been proposed. However, when a disk array is used, the data length may differ between a record that is a read / write unit viewed from the processing device and a record that is actually recorded on the disk device. Hereinafter, the former is called a logical record and the latter is called a physical record. In the following, some record placement methods proposed in Patterson's paper will be described.
[0007]
The first arrangement method is an arrangement method in which a logical record, that is, a record viewed from the processing device side is divided into m physical records (m ≧ 1) and stored on the disk device. Hereinafter, this arrangement method is referred to as a divided arrangement method. When the divided arrangement is used, since one logical record can be transferred to m disk devices, it is possible to obtain the same effect as apparently improving the data transfer speed m times.
Next, a method for creating redundant data in the divided arrangement will be described. In the divided arrangement, n (n ≧ 1) redundant data is created for m physical records obtained by dividing a logical record, and each of them is stored as one physical record (n in total) in the disk device. To do. Hereinafter, a physical record that stores data that is directly read / written by the processing device is referred to as a data record, and a physical record that stores redundant data is referred to as a parity record. A group composed of m data records and n parity records is called a parity group. Normally, if the number of parity records in a parity group is n, data in that parity group can be recovered even if a failure occurs in up to n disk devices. The second arrangement method is an arrangement method in which a logical record that is a read / write unit viewed from the processing device is stored on the disk device as one physical record, that is, one data record. Less than,This placement method is called non-split placement method.Call it. Therefore, logical records are equivalent to data recordsIs. (Because a data record or a parity record is assigned to each physical record, the physical record and the logical record are not necessarily equivalent. That is, one logical record is one physical record, but one physical record is (It is not a single logical record but may be a parity record.) The feature of the non-divided arrangement is that read / write processing can be executed for each disk device constituting the disk array. . (If the divided arrangement method is used, it is necessary to occupy a plurality of disk devices for reading / writing.) Therefore, the non-divided arrangement improves the multiplicity of read / write processing that can be executed in the disk array. It is possible to improve the performance. Even in the non-divided arrangement, n parity records are created from m data records and stored in the disk device. However, in the case of divided arrangement, the set of data records in the parity group forms one logical record as seen from the processing device, whereas in the case of non-division arrangement, each of the data records is viewed from the processing device. It becomes a completely independent logical record.
[0008]
In a computer system, there are a magnetic tape, an optical storage device, etc. as a storage device often used in addition to a disk device. Recently, DVD (Digital Video Disk) has attracted attention. The features of these storage devices are that the storage medium and R / W (Read / Write) device are separated, and the storage medium is loaded into an arbitrary R / W device, and the data on the storage medium is read and written. It is a point to do. In general, these media are called portable media. In a large-scale computer system, a library is introduced in order to easily manage a very large number of portable media. In addition to storage media and R / W devices, many libraries are stored in the library.MediumAnd a robot that transfers a storage medium between the storage and the R / W device.
[0009]
Since the data handled by a computer system is becoming larger and larger, the need for improving its availability is very high. Therefore, it is effective to realize high availability by applying the concept as proposed in Patterson's paper even in a storage system composed of portable media as described above.
[0010]
Comdex 96: DVD application (Alan E. Bell (IBM Research Division): DVD Applications, COMDEX 96, Nov. 20, 1996) is a technology that applies such a concept to a portable medium. In this document, a redundant array of inexpensive RAIL (Redundant Arrays of Inexpensive) is made by combining multiple ordinary libraries composed of DVDs, R / W devices, robots, etc.Libraries) Has been proposed.
[Problems to be solved by the invention]
RAIL is considered to have no redundancy because one library that is a component of RAIL is a normal library. The feature of the RAIL concept is that redundancy is provided by adding another library. That is, the unit of redundancyLibraryIt is that.
[0011]
In addition, since RAIL simply arranges a plurality of libraries, each library is considered to be configured independently. In other words, a robot in a library cannot transport a storage medium in another library, and cannot load a storage medium in an R / W device in another library.
[0012]
For example, assume that a robot in a library has failed.If only this,A normal read / write process can be executed using the remaining library. However, if one storage medium in the remaining library fails, in order to restore the contents of the failed storage medium, the storage medium in the library causing the failure described above is required. However, this storage medium cannot be loaded into the R / W device. Therefore, data cannot be restored, and the user can see the failure.
[0013]
An object of the present invention is to provide a technique for further improving the availability in a storage device system based on a portable medium as compared with the above conventional technique.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
How to achieve the object of the present invention for the problems described above will be described below.
[0015]
As already mentioned, the feature of the RAIL concept is that redundancy is provided by adding another library. That is, the unit of redundancyLibraryIt is that.
[0016]
On the other hand, in the present invention, each device, storage medium, R / W device, storage, and robot that are components of one library are considered to have independent redundancy,For each device,Manage whether it is normal or faulty. Furthermore, flexibility is provided in the range of the R / W device and storage that can be transferred by the robot.
[0017]
As a result, a device in a normal state among the devices can be used effectively, thereby realizing extremely high availability. For example, in the present invention, a data read / write function can be provided without making the user aware of a failure even in the following situation. That is, in a situation where a robot has failed,It is in,If one storage medium fails, the failed storage medium is included using a robot that has not failed.parityThe remaining storage media belonging to the group can be loaded into the R / W device, and the process of restoring the data of the failed storage media can be executed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows the configuration of a computer system that is an object of the present invention. The computer system includes a processing device 1300, a control device 1305, two or more R / W devices 1304, and two or more devices.Storage warehouse1306 Consists of two or more robots 1307Be done. The processing device 1300 may be configured by a CPU 1301, a main memory 1302, and a channel 1303. The control device 1305 executes a transfer process between the processing device 1300 and the disk device 1304 in accordance with a read / write request from the processing device 1300. The control device buffer 1310 is stored in the control device 1305.Reading and writingThis is a buffer that temporarily stores data to be stored.
[0019]
The storage warehouse 1306 stores a plurality of physical storage media 1311 storing data. The robot 1307 carries the physical storage medium 1311 between the storage warehouse 1306 and the R / W device 1304. The R / W device 1304 is operated by a robot 1307.LoadingRead / write the read / write physical storage medium 1311.
[0020]
FIG. 3 shows the configuration of another computer system that is the subject of the present invention. A difference from the configuration illustrated in FIG. 2 is that the control device 1305 includes a cache memory 1308, a directory 1309, a nonvolatile memory 1400, and a nonvolatile memory.Management information memory1401 is included. A cache memory (hereinafter simply referred to as a cache) 1308 is connected to the R / W device 1304.LoadingA part of the data stored in the physical storage medium 1311 is stored. Directory 1309IsThe management information of the cache 1308 is stored. The non-volatile memory 1400 is a non-volatile medium, and in the same way as the cache 1308, the R / W device 1304LoadingA part of the data stored in the physical storage medium 1311 is stored. The nonvolatile memory management information 1401 is also a nonvolatile medium, and stores management information of the nonvolatile memory 1400. In this case, the control device 1305 executes a read / write operation between the R / W device 1304 and the cache 1308 asynchronously with the read / write request from the processing device 1300. However, as shown in FIG. 7, the control device 1305 includes two or more directors 1312, and each director 1312 receives a read / write request from the processing device 1300 and executes a read / write operation. However, the present invention is effective.
[0021]
Usually, the unit of data read / written by the processing device 1300 with the disk device is called a record. However, in the present invention, the record viewed from the processing device 1300 and the record stored on the physical storage medium 1311 may differ depending on the record arrangement of the disk array. The data recording format when the disk array is applied will be described below.
[0022]
Next, the recording format of the physical storage medium 1311 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.As shown in FIG.The logical storage medium 400 is a single storage medium viewed from the processing device 1300. In contrast,The physical storage medium 1311 isThe storage unit of the storage warehouse 1306, the transport unit of the robot 1307, the R / W device 1304LoadingUnit. In the configuration of FIG. 4, m + n physical storage media 1311 are a single logical storage medium 400. As shown in FIG. 5, the logical record 401 is a record read / written from the processing apparatus 1300, that is, a record of the logical storage medium 400. On the other hand, as shown in FIG. 6, a unit that is read / written between the R / W device 1304 and the control device 1305, that is, a unit recorded in the physical storage medium 1311 is referred to as a physical record 1502. In the present invention, there are two types of physical records 1502 stored on the physical storage medium 1311: a data record 1500 and a parity record 1501. The data record 1500 is a physical record 1502 that stores the contents of the logical record 401. On the other hand, the parity record 1501 is a record used for processing for recovering the lost content when the physical storage medium 1311 fails and the content of the data record 1501 is lost. In this case, if the value of the data record 1500 is changed, the content of the parity record 1501 needs to be changed accordingly.
[0023]
The storage medium parity group in this embodiment shown in FIG.1600Will be described. In the configuration shown in FIG. 6, a storage medium parity group is used.1600Corresponds to m + n physical storage media 1311 corresponding to one logical storage medium 400.
Next, the record parity group1610Will be described. A set of storage media parity groups1600A corresponding data record 1500 is stored in each of the m physical storage media 1311 constituting the. From these m data records 1500, n parity records 1501 are created and stored in the corresponding n physical storage media 1311, respectively. Accordingly, in FIG. 6, a record parity group is obtained from m data records 1500 and n parity records 1501.1610Is configured. Of course, one storage medium parity group1600Above, there are multiple record parity groups1610Is naturally stored. In general, a record parity group including n parity records 15011610The record parity group1610M + n in which physical records 1502 are storedofEven if n physical storage media 1304 out of physical storage media fail, a record parity group1610The contents of all the physical records 1502 can be recovered. As described above, high reliability of the physical storage medium 1311 can be realized. Of course, each physical storage medium 1311 includes a plurality of physical records 1502 and includes one physical record 1502.Storage media parity group 1600Includes a plurality of parity group precodes.1610Exists.
[0024]
In addition,As shown in FIG.A plurality of storage medium parity groups 1600 may correspond to one logical storage medium 400. Also,As shown in FIG.A plurality of logical storage media 400 may correspond to one set of storage media parity group 1600.
[0025]
FIG. 9 shows an R / W device parity group 900 and a logical R / W device 901. The R / W device parity group 900 includes m + n R / W devices 1304.Composed. This corresponds to a set of storage medium parity groups 1600.In the present embodiment, it is assumed that one or more R / W device parity groups 900 are connected to the control device 1305. On the other hand, the logical R / W device 901 is a logical device that executes R / W processing as viewed from the processing device 1300, and is loaded with the logical storage medium 400.FIG.One storage medium parity group as shown in1600Corresponds to one logical storage medium 400, or one storage medium parity group.1600However, when it corresponds to a plurality of logical storage media 400, it corresponds to the R / W device parity group 900 on a one-to-one basis.on the other hand,Multiple storage media parity groups1600However, when corresponding to one logical storage medium 400, the logical R / W device 901 corresponds to a plurality of R / W device parity groups 900.
[0026]
FIG. 10 shows the configuration of the storage warehouse 1306. The storage warehouse 1306 has a common unit 1001 and a plurality of slots 1000. The common unit 1001 includes common resources such as a power source. The failure of the common unit 1001 becomes a failure of the entire storage warehouse 1306. The slot 1000 is a unit for storing one physical storage medium 1311. Assume that each slot 1000 fails independently.
[0027]
FIG. 11 shows a slot parity group 1100 and a logical slot 1101. The slot parity group 1100 is one storage medium parity group.1600M + n physics belonging toMemoryThis is a set of m + n slots 1000 in which the medium 1311 is stored. In the configuration shown in FIG. 11, the slots 1000 belonging to the slot parity group 1100 are slots 1000 in different storage warehouses 1306, respectively. However, of course, the present invention is effective even when two or more slots 1000 belonging to one slot parity group 1100 are included in the same storage warehouse 1306. The logical slot 1101 is a logical storage unit that stores the logical storage medium 400 viewed from the processing device 1300. Storage media parity group1600However, when it corresponds to one logical storage medium 400, as shown in FIG. 11A, the logical slot 1101 corresponds to the slot parity group 1100 on a one-to-one basis. On the other hand, the storage medium parity group1600However, when it corresponds to a plurality of logical storage media 400, the slot parity group 1100 corresponds to a plurality of logical slots 1101, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 11C, when a plurality of storage medium parity groups 1610 correspond to one logical storage medium 400, a logical slot 1101 corresponds to a plurality of slot parity groups 1100.
[0028]
Hereinafter, in this embodiment, a storage medium parity group is used.1600However, a case in which one logical storage medium 400 is supported will be described. Of course, the present invention provides a storage medium parity group.1600However, this is also effective for a case where a plurality of logical storage media 400 are supported.
[0029]
FIG. 1 represents an overview of the present invention. As information relating to the present invention, the control device 1305 includes a control device buffer.1310, Directory 1309, nonvolatile memory management information 1401, etc., slot parity group configuration / status information 100, storage warehouse status information 101, R / W device parity group configuration / status information 102, robot configuration / status information 103. Including.
[0030]
The slot parity group configuration / status information 100 includes the identifier and failure status of the slot 1000 configuring the slot parity group 1100, the storage warehouse 1306 including the slot 1000, and the physical storage medium 1311 stored in the slot 1000. Information such as identifiers and fault statusHold.
[0031]
The storage warehouse state information 101 represents failure information of each storage warehouse 1306 connected to the control device 1305.
[0032]
The R / W device parity group configuration / state information 102 represents the identifier and failure status of the R / W device 1304 constituting the R / W device parity group 900.
[0033]
The robot configuration / state information 103 includes failure information of each robot 1307 connected to the control device 1305, a storage warehouse 1306 to which the robot 1307 can be transferred, and an R / W device 1304.InformationRepresents. As described above, availability is improved by providing flexibility in the ranges of the storage warehouse 1306 and the R / W device 1304 that can be transported by the robot 1307. That is, the storage warehouse 1306 and the R / W device that cannot transfer the physical storage medium 1311 even if one robot 1307 fails.1304Can be prevented from appearing.
[0034]
The main functions of the control device 1305 are a mount process execution unit 110, an R / W process execution unit 111, a demount process execution unit 112,Fault managementThis is a process execution unit 113.
[0035]
The mount processing execution unit 110 loads the logical storage medium 400 into the logical R / W device 901 in accordance with a request from the processing device 1300.
[0036]
The R / W processing execution unit 111 executes R / W processing of the logical storage medium 400 loaded in the logical R / W device 901 in accordance with a request from the processing device 1300.
[0037]
The demount processing execution unit 112 receives the logical storage medium 400 loaded in the logical R / W device 901 in accordance with a request from the processing device 1300.take outI do.
[0038]
Fault managementWhen a failure occurs in each device, the process execution unit 113 performs slot parity group configuration / status information 100, storage warehouse status information 101, robot configuration / status information.103'sRewrite.
[0039]
An overview of the mount processing execution unit 110 will be described. First, in step 120, the control device 1305 analyzes the received mount request and requests it.Logical slot1101 calculates which slot parity group 1100 corresponds to. In this embodiment, the logical slot 1101 and the slot parity group 1100 have a one-to-one correspondence and can be easily recognized. Even in the case of no one-to-one correspondence, if there is a correspondence table or the like, it can be recognized without any particular problem. In step 121, the control device 1305 grasps the failure status of the slot 1000 corresponding to the slot parity group 1100 and the failure status of the physical storage medium 1311 stored in the slot 1000, and the logical device corresponding to the logical slot 1101. It is determined whether the mount processing and R / W processing of the storage medium 400 can be executed.
[0040]
In step 122, the control device 1305 refers to the storage warehouse status information 101, grasps the failure status of the storage warehouse 1306 including the slot 1000 corresponding to the slot parity group 1100, and stores the physical storage from the storage warehouse 1306. Medium 1311take outCheck if it is possible.
[0041]
In step 123, the control device 1305 calculates the R / W device parity group 900 corresponding to the logical R / W device 901 designated from the processing device 1300. In this embodiment, since the logical R / W device 901 and the R / W device parity group 900 correspond one-to-one, they can be easily recognized. Even in the case of no one-to-one correspondence, if there is a correspondence table or the like, it can be recognized without any particular problem. In step 124, the control device 1305 refers to the R / W device parity group configuration / state information 102 corresponding to the R / W device parity group 900, and processes the processing device 1300.But,The failure status of the R / W device 1304 constituting the specified R / W device parity group 900 is checked, and whether or not the R / W processing can be executed using the specified logical R / W device 901 is checked. .
[0042]
In step 125, the controller 1305 determines the robot configuration / status information.103The physical storage medium 1311 stored in the slot 1000 corresponding to the designated slot parity group 1100 is referred to as the R / W device 1304 constituting the designated R / W device parity group 900. Check whether it can be transported between.
[0043]
Step 126ThenThe control device 1305 executes this transport process. If the conveyance process and R / W process cannot be performed due to the failure status of each device, a failure report is sent to the processing device 1300.
[0044]
As described above, in the present invention, since the failure status of each device is independently grasped, it is possible to execute the conveyance processing and the data R / W processing by making the most of the device that has not caused the failure. Therefore, availability can be improved. Furthermore, as already described, the main feature is that availability is improved by providing flexibility in the range of the storage warehouse 1306 and the R / W device 1304 that can be transported by the robot 1307.
[0045]
FIG. 12 shows slot parity group configuration / state information 100. The slot parity group configuration / status information 100 is information existing in the slot parity group 1100 unit. The storage warehouse identifier 1200 is information indicating to which storage warehouse 1306 the slot 1000 belonging to the slot parity group 1100 is included. The slot number 1201 is an identifier in the storage warehouse 1306 of the slot 1000 belonging to the slot parity group 1100. The slot failure status 1202 represents the failure status of the slot 1000. Specifically, robot1307Indicates whether the physical storage medium 1311 can be taken out from the slot 1000 or whether the physical storage medium 1311 can be stored in the slot 1000.
[0046]
The physical storage medium identifier 1203 is an identifier of the physical storage medium 1311 stored in the slot 1000. The physical storage medium failure information 1204 is failure information of the physical storage medium 1311 stored in the slot 1000. Specifically, it indicates whether data can be read from or written to the physical storage medium 1311. More than 1200FromSince the information shown in 1204 is information in units of 1000 slots, there are m + n pieces of information in one slot parity group configuration / state information 100.
[0047]
FIG. 13 shows the storage warehouse state information 101. The storage warehouse state information 101 exists for each storage warehouse 1306. Storage warehouse status information101Represents the failure status of the corresponding storage warehouse 1306. Specifically, this is a case where a failure has occurred in the common unit 1001 of the storage warehouse 1306. Further, when a certain number of slots 1000 or more of the storage warehouse 1306 fail, the entire storage warehouse 1306 may be handled as a failure.
[0048]
FIG. 14 shows the configuration of the R / W device parity group configuration / status information 102. The R / W device parity group configuration / state information 102 is information existing in the unit of the R / W device parity group 900. R / W device identifier1401Is an identifier of the R / W device 1304 belonging to the R / W device parity group 900. R / W device failure status1402Represents the failure status of the R / W device 1304. Specifically, it represents whether or not the R / W processing can be executed by loading the R / W device 1304 with the physical storage medium 1311. More than1401, 1402Since the information shown in FIG. 4 is information for each R / W device 1304, there are m + n pieces of information in one R / W device parity group configuration / state information 100.
[0049]
In FIG. 15, the robot configuration / state information 103 is information in units of the robot 1307. The robot failure information 220 is information indicating whether or not the robot 1307 can transport the physical storage medium 1311. The number of connected storage warehouses 221 is the robot concerned.1307This represents the number of storage warehouses 1306 connected, specifically, the number of storage warehouses 1306 from which the physical storage medium 1311 can be taken out / stored. The number of connected R / W devices 222 is the robot1307This represents the number of connected R / W devices 1304, specifically, the number of R / W devices 1304 that can be loaded with the physical storage medium 1311. The values of the number of connected storage warehouses 221 and the number of connected R / W devices 222 may be different for each robot 1307. The connection storage warehouse identifier 223 is the robot1307It represents the identifier of the connected storage warehouse 1306. The connection R / W device identifier 224 indicates the robot1307An identifier of the connected R / W device 1304 is represented. The number of connection storage warehouse identifiers 223 is set to the number defined by the number of connection storage warehouses 221. However, it is assumed that more areas for setting the connection storage warehouse identifier 223 are prepared. (Each robot1307Therefore, the number of storage warehouses 1306 connected may be different. Similarly, the number of connected R / W device identifiers 224 is set to the number defined by the number of connected R / W devices 222. However, it is assumed that more areas for setting the connection R / W device identifier 224 are prepared. (Because each robot 1306 may have a different number of connected R / W devices 1304.)
AlreadyStatedThus, in the present invention, each robot configuration / state information 103 is improved in order to improve availability by enabling different robots 1307 to execute transfer processing between the same storage warehouse 1306 and the same R / W device 1304. Are common to the connected storage warehouse identifier 223 and the connected R / W device identifier 224.
[0050]
next,A detailed flow of the mount processing execution unit 110 and the failure management processing execution unit 113 included in the control device 1305 will be described.
[0051]
FIG. 16 is a processing flow of the mount processing execution unit 110. The processing device 1300 designates the logical slot 1101 and the logical R / W device 901, and loads the logical storage medium 400 in the designated logical slot 1101 into the designated logical R / W device 901.LikeRequest.
[0052]
In step 300, the control device 1305 analyzes the received mount request and calculates to which slot parity group 1100 the specified logical slot 1101 corresponds. In this embodiment, the logical slot 1101 and the slot parity group 1100 have a one-to-one correspondence and can be easily recognized. Even in the case of no one-to-one correspondence, if there is a correspondence table or the like, it can be recognized without any particular problem.
In step 301, the controller 1305 refers to the slot parity group configuration / state information 100 corresponding to the slot parity group 1100 obtained in step 300. Specifically, first, the failure status of the slot 1000 is grasped by referring to the slot failure status 1202. Further, referring to the physical storage medium failure information 1204, the physical storage medium capable of grasping the failure status of the physical storage medium 1311 stored in each slot 1000 and executing mount processing and R / W processing of the logical storage medium 400 1311 is judged. In step 302, the control device 1305 checks whether or not the mount processing and R / W processing of m or more physical storage media 1311 can be executed, and if the condition is not satisfied, reports an error report to the processing device 1300. Therefore, the process jumps to step 303.
[0053]
In step 304, the controller 1305 stores the storage warehouse state information in order to grasp the failure status of the storage warehouse 1306 including the slot 1000 corresponding to the slot parity group 1100 obtained in step 300.101Refer to Further, it is checked whether or not the storage warehouse 1306 including the slot 1000 containing the physical storage medium 1311 that is determined to be capable of performing the mount process and the R / W process in step 302 has failed. If a failure has occurred, it is determined that the mount processing and R / W processing of the physical storage medium 1311 corresponding to the storage warehouse 1306 cannot be executed. In step 305, the control device 1305 checks whether mount processing and R / W processing of m or more physical storage media 1311 can be executed yet. If the condition is not satisfied, an error report is sent to the processing device 1300. Jump to step 303 to do so.
[0054]
In step 305, the control device 1305 calculates which R / W device parity group 900 the specified logical R / W device 901 corresponds to. In this embodiment, since the logical R / W device 901 and the R / W device parity group 900 correspond one-to-one, they can be easily recognized. Even in the case of no one-to-one correspondence, if there is a correspondence table or the like, it can be recognized without any particular problem.
[0055]
In step 306, the control device 1305 first recognizes the R / W device parity group configuration / state information 102 corresponding to the R / W device parity group 900 obtained in step 305. R / W device failure status in this R / W device parity group configuration / status information 1021402The R / W device 1304 that can execute the mount process and the R / W process is grasped among the R / W devices 1304 belonging to the R / W device parity group 900. In step 307, the control device 1305 checks whether or not m or more R / W devices 1304 can be mounted and R / W processed. If the condition is not satisfied, an error report is sent to the processing device 1300. Jump to step 303 to do so.
[0056]
In the present invention, a storage medium parity group is used.1600Each of the physical storage media 1311 belonging to can be loaded into any R / W device 1304 belonging to the R / W device parity group 900. (Of course, there is a restriction that the robot 1307 can carry it.) This is because if a restriction is placed on the R / W device 1304 that can be loaded, the availability at the time of failure is reduced.
[0057]
In step 308, the control device 1305 determines the robot configuration / status information.103Referring to FIG. 4, m or more physical storage media 1311 that can execute mount processing and R / W processing in step 305, and m or more R that can execute mount processing and R / W processing in step 307. / W device 1304 and actual robot1307The physical storage medium 1311 that can be transported / loaded is grasped. In step 309, the control device 1305 checks whether there are m or more physical storage media 1311 that have been determined to be transportable / loadable. If the condition is not satisfied, an error report is sent to the processing device 1300. Jump to 303.
[0058]
In step 310, the control device 1305 is a robot.1307Is used to execute a mount process for transporting and loading the physical storage medium 1311 that is determined to be transportable / loadable to the R / W device 1304. In step 311, this completion report is made.
On the other hand, in step 303, the control device 1305 reports to the processing device 1300 that the requested mount processing cannot be executed due to a failure.
[0059]
FIG.When a failure occurs in a device connected to the control device 1305, the failure management processing execution unit 113Update management information of the control device 1305Processing flowIt is.
[0060]
First, in step 1700,The control device 1305 analyzes the device that has caused the failure. As a result, the process branches to each step.
[0061]
Step 1701 is processing when a failure occurs in the physical storage medium 1311. In step 1701, the control device 1305 refers to the physical storage medium identifier 1203 in the slot parity group configuration / state information 100, and updates the physical storage medium failure information 1204 of the failed physical storage medium 1311 to a failed state. To do. Thereafter, the process is terminated.
[0062]
Step 1702 is processing when a failure occurs in the slot 1000. In step 1702, the control device 1305 refers to the storage warehouse identifier 1200 and the slot number 1201 in the slot parity group configuration / state information 100, and sets the slot failure status 1202 corresponding to the failed slot 1000 to the failure state. Update. Further, in step 1703, the control device 1305 refers to the slot parity group configuration / status information 100 and checks whether the number of failed slots 1000 in the storage warehouse 1306 including the slot 1000 has exceeded a certain number. . If not, the process ends. If so, jump to step 1704To do.
[0063]
Step 1704 is processing when a failure occurs in the storage warehouse 1306. In step 1704, the control device 1305 stores the storage warehouse state information 101 corresponding to the storage warehouse 1306 that has failed.TheUpdate to fault state. Thereafter, the process is terminated.
[0064]
Step 1705 is processing when a failure occurs in the R / W device 1304. In step 1705, the control device 1305 determines the R / W device identifier in the R / W device parity group configuration / state information 102.1401R / W device failure status corresponding to the failed R / W device 13041402Is updated to a failed state.
[0065]
Step 1706 is processing when a failure occurs in the robot 1307. In step 1706, the control device 1305 updates the robot failure information 220 corresponding to the failed robot 1307 to the failure state. Thereafter, the process is terminated.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention,Make each storage medium, R / W device, storage warehouse, and robot redundant, and manage the failure status of each device independently, and execute read / write processing in the storage device system as much as possible. To achieve high availability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a computer system that is an object of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of another computer system that is an object of the present invention.
4 is a configuration diagram of a logical storage medium 400. FIG.
FIG. 5 is a relationship diagram between logical records and physical records.
FIG. 6 is a configuration diagram of a storage device parity group and a record parity group.
FIG. 7 is a configuration diagram when there are a plurality of directors.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between a logical storage device and a storage device parity group.
FIG. 9 is a configuration diagram of an R / W device parity group and a logical R / W device.
FIG. 10 is a configuration diagram of a storage warehouse.
FIG. 11 is a configuration diagram of a slot parity group and a logical slot.
FIG. 12 is a configuration diagram of slot parity group configuration / status information.
FIG. 13 is a configuration diagram of storage warehouse state information.
FIG. 14 is a configuration diagram of R / W device parity group configuration / status information.
FIG. 15 is a configuration diagram of robot configuration / state information.
FIG. 16 is a processing flowchart of a mount processing execution unit.
FIG. 17Fault managementThe processing flowchart of a process execution part.
[Explanation of symbols]
100: Slot parity group configuration / status information, 101: Storage warehouse status information, 102: R / W device parity group configuration / status information, 103: Robot configuration / status information, 110: Mount processing execution unit, 111: R / W process execution unit 112: Demount process execution unit 113:Fault managementProcessing execution part

Claims

A plurality of storage warehouses each having a plurality of slots for storing storage media; a plurality of read / write devices for reading / writing data from / to each loaded storage medium; and a storage warehouse and a read / write device A plurality of transport devices that transport the storage medium between them, and a control device that is connected to the processing device and controls the plurality of read / write devices and the plurality of transport devices,
M storage media storing data records and n storage media storing parity records used for data record recovery processing constitute a storage media parity group,
M + n read / write devices loaded with m + n storage media constituting a storage medium parity group constitute a read / write device parity group,
For each of the plurality of transport devices, a transportable range including one or a plurality of storage warehouses and one or a plurality of read / write devices in which the transport device can transport a storage medium is defined, and one storage warehouse and There are multiple transport devices that can transport storage media between one read / write device,
Each storage medium constituting the storage medium parity group can be loaded into any read / write device constituting the read / write device parity group within the range determined by the transportable range of the plurality of transport devices,
The control device, when loading a storage medium constituting a storage medium parity group in a read / write device in accordance with an instruction from the processing device,
Check the failure status of each storage medium constituting the storage medium parity group,
Confirming the failure status of a plurality of read / write devices determined based on instructions from the processing device,
Check the failure status of each of the plurality of transfer devices,
Using the result of confirming the failure status and one or more transport devices in which no failure has occurred, m or more storage media in which no failure has occurred among the storage media constituting the storage medium parity group are processed in the processing device. The read / write device parity group that is determined based on the instruction from the device determines whether or not the read / write device can be loaded and loaded into at least m non-failed read / write devices. a transport range that is determined in advance for the transport device each, determines on the basis of,
An error occurs when it is not possible to transport m or more non-failed storage media to m or more non-failed read / write devices using one or more transport devices that are free of trouble. Is output.

2. The storage device system according to claim 1, wherein the control device uses at least one non-failed transport device and uses at least one non-failed storage that constitutes the storage medium parity group. When the medium can be transported to m or more non-failing read / write devices constituting the read / write device parity group, the failure is detected using one or more transport devices that do not cause a failure. A storage system that controls to transfer m or more storage media in which no failure occurs to the m or more read / write devices in which the failure does not occur.

The storage device system according to claim 2, wherein a plurality of slots in which a plurality of storage media constituting the storage medium parity group are accommodated constitutes a slot parity group, and the processing device is connected to the control device. A logical slot and a logical read / write device are designated to instruct loading of the storage medium into the read / write device, and the control device stores m + n stored in the slot parity group corresponding to the designated logical slot. A storage system that controls to load a plurality of storage media into a plurality of read / write devices constituting a read / write device parity group corresponding to a specified logical read / write device.