JP4412509B2 - ストレージシステムの容量拡張制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボリューム複製機能を持つストレージシステムに関し、特にストレージシステムにおける論理ボリュームの容量拡張制御方法に関する。

コンピュータシステムは、ますます大規模化され、大量のデータ処理を行うとともに、その大量のデータを格納保管している。データ格納装置（ストレージシステム）としては、例えば複数のハードディスクを１つにまとめたディスクアレイ装置がある。一般的に、大量のデータはデータ複製技術を利用してバックアップされ、ディスクアレイ装置に複製、多重化されて格納されている。ディスクアレイ装置のデータ格納領域は、物理的なハードディスクの配置ではなく、複数の論理ボリュームとして分割されている。複数の論理ボリュームのそれぞれが、論理的に１つのディスクとして取り扱われる記憶領域となる。

データが複製された論理ボリューム同士はペア関係にあり、複製元論理ボリューム及び複製先論理ボリュームと呼ぶ。業務を行う論理ボリュームが複製元論理ボリュームであり、その複製データを保管するのが複製先論理ボリュームである。さらに論理ボリュームはそれぞれ差分マップを備えている。データを複製する場合には、この差分マップに従って、業務を行っている複製元論理ボリュームから複製先論理ボリュームへブロック単位にデータ複製する。このように差分マップによりブロック単位にデータ複製することで、複製するデータ量が少なくなり、複製の効率が向上できる。

差分マップとは、論理ボリュームのある単位長のブロック内のデータが更新されたか否かを示す情報管理テーブルのことである。複製元論理ボリューム及び複製先論理ボリュームのそれぞれを、ある単位長のブロック単位に分割する。差分マップは、このブロック単位に当該ブロック内のデータが更新されたか否かを示す差分情報(ビット列)を保持している。バックアップ、リストアを行う場合は、論理ボリュームの差分マップの論理和を計算することにより、変更部分のブロックのみを複製すればよいことになる。バックアップとは、複製元論理ボリュームから複製先論理ボリュームへの複製処理であり、リストアとは複製先論理ディスクから複製元論理ディスクへの複製処理である。

このように差分マップを利用することで、変更のあるブロック部分のみの複製処理となり、最小限の時間で複製処理が完了できる。例えば、２ＴＢ(テラバイト)の容量をもつ論理ボリューム１ペアのバックアップを行う場合、同期（複製、コピー）完了までに最短でも６時間程度の時間が必要である。しかし差分マップに従って変更ブロックのみを複製することで、この複製時間を大幅に短縮できる。また複数ペアのバックアップ操作、ディスクアレイ負荷状態、回線速度(ディスクアレイ装置間の論理ボリューム複製機能の場合)などの要因により、これらの複製処理時間はさらに増大するものである。

コンピュータシステムにおけるストレージシステムに関係する先行特許文献として下記文献がある。特許文献１（特開２００６−１１３９７５号公報）には、ペア操作時に失われたデータを特定し、消失データに関する情報を出力する技術が開示されている。特許文献１のコンピュータシステムは、管理サーバとそれぞれがストレージシステムを備えた複数の業務サーバを備えている。管理サーバは、ペア状態を変更する要求を受信すると、管理情報を参照して、ペア変更により論理ボリュームから失われるデータを特定する。データを特定することで、意図しないデータの消失を防止している。

特許文献２（特開２００６−２５１９３７号公報）には、複製元論理ボリュームに関する管理リソースの消費を抑え複製先論理ボリュームの作成可能世代数を拡大できる技術が開示されている。特許文献３（特開２００７−１６４６７４号公報）には、新規のＨＤＤを追加して論理ボリュームの容量を拡張する際に迅速に容量を拡張することができる容量拡張方法が開示されている。特許文献４（特開平１１−３２７８０３号公報）には、複数の論理ボリュームを１つの拡張論理ユニットとし、拡張論理ユニット単位でのデータ多重化を行う技術が開示されている。

上記した先行特許文献においては、コンピュータシステムにおけるストレージシステムに関し、それぞれ本願と関連する技術が開示されている。しかし、いずれの先行特許文献にも、本願における課題や、解決するための手段に関する記載・示唆がなされていない。

特開２００６−１１３９７５号公報 特開２００６−２５１９３７号公報 特開２００７−１６４６７４号公報 特開平１１−３２７８０３号

上記した先行特許文献には、ストレージシステムに関連するそれぞれの課題と、その課題を解決する先行技術が開示されている。しかし、さらにディスクアレイ装置内およびディスクアレイ装置間の論理ボリューム複製機能を持つディスクアレイ装置の容量拡張を行う場合には、以下のような問題がある。

論理ボリューム複製機能を持つディスクアレイ装置の容量拡張を行う場合には、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームのペア解除が必要である。このペア解除により、差分マップ情報も破棄されている。ペア解除を行い、業務論理ボリューム(複製元論理ボリューム)と複製先論理ボリュームとなる論理ボリュームの容量拡張を行った後で、再度ペア設定を行う。ペア再設定後の1回目のバックアップ機能利用時には、差分マップ情報が破棄されており、複製元論理ボリュームの記憶領域全体のコピーが必要となる。すなわち複製元論理ボリュームから複製先論理ボリュームへのフルコピーが必要となる。このバックアップ作成に膨大な時間が必要であるという問題があり、この問題を解決するための容量拡張方法が必要となってくる。

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、複製元と複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持したまま複製元及び複製先論理ボリュームの論理ボリューム、差分マップの容量拡張制御方法を提供することにある。

本発明のストレージシステムの容量拡張制御方法は、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア関係と、前記複製元論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製元論理ボリュームの差分マップと、前記複製先論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製先論理ボリュームの差分マップと、を保持した状態で、前記複製元論理ボリュームの容量及び前記複製元論理ボリュームの差分マップの容量と、前記複製先論理ボリュームの容量及び前記複製先論理ボリュームの差分マップの容量と、を拡張する第１の手順を備え、
前記第１の手順における前記複製元論理ボリュームの差分マップと前記複製先論理ボリューム差分マップの容量拡張は、それぞれの差分マップが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合は別の領域に新しく拡張した差分マップをそれぞれ作成し、拡張前のそれぞれの古い差分マップの差分情報を複製した後、前記拡張前のそれぞれの古い差分マップを破棄し、
前記第１の手順における前記複製元論理ボリューム及び前記複製先論理ボリュームの容量拡張は、それぞれの前記論理ボリュームが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合はそれぞれの前記論理ボリュームが存在する領域と離れた不連続領域を拡張領域として拡張することを特徴とする。

また本発明のストレージシステムは、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア設定、ペア解除、バックアップ及びリストアを制御するペア制御手段と、複製元論理ボリュームの容量及び前記複製元論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製元論理ボリュームの差分マップの容量と、複製先論理ボリュームの容量及び前記複製先論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製先論理ボリュームの差分マップの容量と、をそれぞれ拡張する論理ボリューム拡張手段とを備え、
前記ペア制御手段は特定の複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとをペア設定し、前記論理ボリューム拡張手段は前記ペア制御手段によりペア設定された状態で、
そのペア設定された複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの論理ボリュームの容量を、それぞれの前記論理ボリュームが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合はそれぞれの前記論理ボリュームが存在する領域と離れた不連続領域を拡張領域として拡張し、
そのペア設定された複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの差分マップの容量を、それぞれの差分マップが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合は別の領域に新しく拡張した差分マップを作成し、拡張前のそれぞれの古い差分マップの差分情報を複製した後、前記拡張前のそれぞれの古い差分マップを破棄することを特徴とする。

本発明により、複製元と複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持したまま、複製元及び複製先論理ボリュームの容量を拡張することができる。本発明によれば、ペア関係と差分マップを保持していることから、容量拡張後の最初のバックアップ及びリストアはブロック複製とすることができる。論理ボリューム全体の複製ではなく、部分的なブロック複製となることから、その複製時間が大幅に短縮できる効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態として、図面を参照して詳細に説明する。

第１の実施形態として、図１〜１０を参照して詳細に説明する。図１には、第１の実施形態におけるシステム構成図を示す。図２、図４には、従来のレプリケート状態、セパレート状態における容量拡張手順を示す。図３には、本発明のレプリケート状態及びセパレート状態における容量拡張手順を示す。図５には、本発明における論理ボリューム拡張操作手段の動作フローを示す。図６には本発明における論理ボリューム拡張手段の動作フローを示し、その詳細として処理（１）〜（４）の動作フローを、それぞれ図７〜１０に示す。

図１に示すシステムは、サーバ１０００、２０００とディスクアレイ装置３０００、４０００から構成されている。本システムのサーバ１０００は、例えば業務アプリケーションなどが動作するサーバであり、サーバ２０００はバックアップアプリケーションなどが動作するサーバである。サーバ１０００とファイバチャネルで接続されたディスクアレイ装置３０００は、ディスクアレイ装置間の論理ボリューム複製機能を有している。さらにサーバ２０００とファイバチャネルで接続されたディスクアレイ装置４０００は、ディスクアレイ装置間の論理ボリューム複製機能を有している。

本発明においては、ストレージシステムＡ、Ｂをディスクアレイ装置３０００、４０００として説明している。しかし、ストレージシステムはディスクアレイ装置に特に限定されるものでない。複数のハードディスクを利用したディスクアレイ装置や、複数のフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭにより構成されたストレージシステム等にも適用できるものである。本発明は記憶メディアに限定されることなく、全てのストレージシステムに適用できる。

サーバ１０００は、サーバ１０００上で動作するペア操作手段１０１と、論理ボリューム拡張操作手段１０２と、論理ボリューム拡張認識操作手段１０３を備えている。これらの各手段は、オペレータの指示入力に従って動作し、それぞれ下記のように動作する。

・ペア操作手段１０１
ペア操作手段１０１は、論理ボリュームのペア設定、ペア解除、ペア関係にある論理ボリューム間のバックアップ、リストアをディスクアレイ３０００のペア制御手段３０１に指示する機能を持つ。ペア操作手段１０１は、ディスクアレイ装置３０００、４０００内にそれぞれ存在する同一容量の論理ボリュームをペア関係として指定する。さらにペア操作手段１０１は、ペア関係にある論理ボリューム間のバックアップ、リストアを指示する。ここではディスクアレイ装置３０００の論理ボリューム３１１が複製元論理ボリューム、ディスクアレイ装置４０００の論理ボリューム４１１が複製先論理ボリュームとなる。

・論理ボリューム拡張操作手段１０２
論理ボリューム拡張操作手段１０２は、ディスクアレイ装置３０００上に存在する論理ボリューム３１１の容量拡張を論理ボリューム拡張手段３０２に指示する機能を持つ。

・論理ボリューム拡張認識操作手段１０３
論理ボリューム拡張認識操作手段１０３は、論理ボリューム管理テーブル３１３の拡張後サイズを返却データサイズに設定するように、論理ボリューム情報設定手段３０３に指示する機能を持つ。

サーバ２０００は、サーバ２０００上で動作する論理ボリューム拡張認識操作手段２０３を備えている。この論理ボリューム拡張認識操作手段２０３は、オペレータの指示入力により動作し、下記のように動作する。

・論理ボリューム拡張認識操作手段２０３
論理ボリューム拡張認識操作手段２０３は、論理ボリューム管理テーブル４１３の拡張後サイズを返却データサイズに設定するように、論理ボリューム情報設定手段４０３に指示する機能を持つ。

ディスクアレイ装置３０００は、ペア制御手段３０１と、論理ボリューム拡張手段３０２と、論理ボリューム情報設定手段３０３と、論理ボリューム情報返却手段３０４と、通信制御手段３０５を備えている。ディスクアレイ装置３０００の各手段の動作について説明する。

・ペア制御手段３０１
ペア制御手段３０１は、ペア操作手段１０１により指示された論理ボリュームのペア設定、ペア解除、ペア関係にある論理ボリュームのバックアップ、リストアを行う機能を持つ。例えば、ペア制御手段３０１は、ディスクアレイ装置３０００の論理ボリューム３１１と、ディスクアレイ装置４０００の論理ボリューム４１１とをペア設定、あるいはそのペア関係を解除する。バックアップは複製元論理ボリューム３１１から複製先論理ボリューム４１１へのデータ複製であり、リストアは複製先論理ボリューム４１１から複製元論理ボリューム３１１へのデータ複製である。

ペア設定指示の場合、ペア制御手段３０１は、複製元論理ボリューム３１１の実データサイズ(実容量)から必要な差分マップのサイズを計算し、差分マップ３１２を生成する。さらに、ペア制御手段３０１は、ペア管理テーブル３１４を確保し複製元、複製先ボリューム情報、ペア状態の設定を行う。また、ペア制御手段３０１は、複製先論理ボリューム４１１の差分マップ４１２、ペア管理テーブル４１４の確保、設定についてはペア制御手段４０１に指示する。ペア解除指示の場合、ペア制御手段３０１は、論理ボリューム３１１の差分マップ３１２、ペア管理テーブル３１４の解放を行う。ペア制御手段３０１は、複製先論理ボリューム４１１の差分マップ４１２、ペア管理テーブル４１４の解放についてはペア制御手段４０１に指示する。

バックアップ指示の場合、ペア制御手段３０１は、ペア制御手段４０１に指示し、差分マップ４１２を取得する。差分マップ３１２、４１２との論理和を計算しビットがＯＮとなっているブロックのデータで複製先論理ボリューム４１１を更新するようにペア制御手段４０１に指示する。リストア指示の場合、ペア制御手段３０１は、ペア制御手段４０１に指示し差分マップ４１２を取得する。ペア制御手段３０１は、差分マップ３１２、４１２との論理和を計算しビットがＯＮとなっている複製先論理ボリューム４１１のブロックのデータを送信するようペア制御手段４０１に指示する。ペア制御手段３０１は、複製先論理ボリューム４１１からの取得データを使用して複製元論理ボリューム３１１を更新する。

・論理ボリューム拡張手段３０２
論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム拡張操作手段１０２により指示された論理ボリュームの容量拡張を行う機能を持つ。論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム３１１がペア設定されていない場合は論理ボリューム３１１の容量拡張を行う。その論理ボリュームが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域以外で連続領域と離れた領域（不連続領域）を拡張領域として拡張する。論理ボリュームは拡張前の領域と、拡張領域とは離れた領域に分割配置されるが、このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。論理ボリューム管理テーブル３１３の拡張後サイズに新しいサイズを設定する。

論理ボリューム３１１がペア設定されている場合、論理ボリューム拡張手段３０２は以下のように動作する。論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム４１１の容量拡張、差分マップ４１２の容量拡張を行うよう論理ボリューム拡張手段４０２に指示する。論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム４１１と差分マップ４１２の容量拡張が正常終了した後に、複製元論理ボリューム３１１を拡張する。論理ボリューム拡張手段３０２は、まず複製元論理ボリューム３１１の差分マップ３１２について差分情報を保持したまま連続領域として拡張可能か否か調べる。拡張可能な場合は連続領域に拡張する。連続領域として拡張できない場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、新しい差分マップを作成し古い差分情報をコピーした後、古い差分マップを破棄する。

このとき論理ボリュームの拡張部分については複製元論理ボリューム３１１と複製先論理ボリューム４１１は同じ値で初期化される。そのため差分はゼロであり差分マップ拡張部分は差分情報ビットを立てる必要はない。またこの処理では業務によるＩＯ処理で差分マップへのアクセスが発生するため、ロック制御を適切に行う。メモリ不足により差分マップを確保できない場合、複製先論理ボリューム４１１の差分マップ４１２、容量を元の大きさに切り戻す。切り戻しを、ディスクアレイ装置４０００の論理ボリューム拡張手段４０２に指示し、切り戻しが完了した後でエラーを返却する。

次に、論理ボリューム拡張手段３０２は、複製元論理ボリューム３１１の容量拡張が可能か否かを調べる。連続領域として拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、連続領域以外を拡張領域として拡張する。このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。物理ディスク不足等で論理ボリュームの容量拡張が不可能な場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム４１１の切り戻し処理をディスクアレイ装置４０００の論理ボリューム拡張手段４０２に指示する。論理ボリューム拡張手段３０２は、切り戻しが完了した後で差分マップ３１２を元のサイズに切り戻してエラーを返却する。すべて正常に終了した場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム管理テーブル３１３の拡張後サイズを更新し正常終了を返却する。

・論理ボリューム情報設定手段３０３
論理ボリューム情報設定手段３０３は、論理ボリューム拡張認識操作手段１０３により指示された論理ボリューム３１１に関連する論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズに拡張後サイズを設定する機能を持つ。

・論理ボリューム情報返却手段３０４
論理ボリューム情報返却手段３０４は、論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズに設定された値を、サーバに返却する機能を持つ。オペレータの指示入力によるサーバ１０００（オペレーティングシステム）からの論理ボリューム３１１の容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)に対して、返却データサイズを返却する。

・通信制御手段３０５
通信制御手段３０５は、ディスクアレイ装置４０００との通信を制御する機能を持つ。ディスクアレイ装置４０００とのすべてのデータ受け渡し、指示の受け渡しはこの手段を経由する。

ディスクアレイ装置３０００は上記した手段の他に、論理ボリューム３１１、差分マップ３１２、論理ボリューム管理テーブル３１３、ペア管理テーブル３１４を備えている。論理ボリューム３１１は、論理的に１つのディスクとして取り扱われる記憶領域であり、ペア設定の場合には複製元論理ボリュームとなる。図では論理ボリューム３１１として１個のみ示しているが、複数個備えることができる。差分マップ３１２は論理ボリュームに対して、それぞれ設けられる。差分マップ３１２は論理ボリュームのある単位長のブロック内のデータが更新されたか否かを示す情報管理テーブルである。論理ボリュームをある単位長のブロック単位に分割し、差分マップはこのブロック単位に当該ブロック内のデータが更新されたか否かを示す差分情報(ビット列)を保持している。

論理ボリューム管理テーブル３１３は、論理ボリューム３１１の拡張前サイズ、拡張後サイズ、返却データサイズを情報として有している。返却データサイズは拡張後サイズであり、論理ボリューム情報返却手段３０４に返却するデータである。ペア管理テーブル３１４は、複製元ボリューム情報、複製先ボリューム情報及びペア状態であるかどうかのペア情報を有している。

ディスクアレイ装置４０００は、ペア制御手段４０１と、論理ボリューム拡張手段４０２と、論理ボリューム情報設定手段４０３と、論理ボリューム情報返却手段４０４と、通信制御手段４０５を備えている。これらの手段の動作について、以下説明する。

・ペア制御手段４０１
ペア制御手段４０１は、ディスクアレイ装置３０００上のペア制御手段３０１により指示された論理ボリュームのペア設定、ペア解除を制御する機能を持つ。ペア設定指示の場合は、ペア制御手段４０１は、複製先論理ボリューム４１１の実データサイズ(実容量)から必要な差分マップのサイズを計算し、差分マップ４１２を生成する。さらに、ペア制御手段４０１は、ペア管理テーブル４１４を確保し複製元、複製先ボリューム情報、ペア状態の設定を行う。ペア解除指示の場合は、ペア制御手段４０１は、差分マップ４１２、ペア管理テーブル４１４を破棄する。ペア制御手段３０１から差分マップ返却を指示された場合には、ペア制御手段４０１は、差分マップ４１２の情報を返却する。バックアップの場合は、ペア制御手段４０１は、ペア制御手段３０１から送信されたデータを使用し複製先論理ボリューム４１１を更新する。リストアの場合は、ペア制御手段４０１は、ペア制御手段３０１の指示された差分マップの論理和データを取得後、ビットがＯＮとなっているブロックのデータをペア制御手段３０１に送信する。

・論理ボリューム拡張手段４０２
論理ボリューム拡張手段４０２は、ディスクアレイ装置３０００の論理ボリューム拡張手段３０２の指示に従い、複製先論理ボリューム４１１及び差分マップ４１２の容量拡張を行う機能を持つ。論理ボリューム拡張手段４０２は、複製先論理ボリューム４１１の差分マップ４１２について差分情報を保持したまま連続領域として拡張可能か否か調べる。拡張可能な場合、論理ボリューム拡張手段４０２は、連続領域に拡張する。連続領域として拡張できない場合、論理ボリューム拡張手段４０２は、新しい差分マップを作成し従来の差分情報をコピーした後、古い差分マップを破棄する。このとき論理ボリュームの拡張部分については複製元論理ボリューム３１１と複製先論理ボリューム４１１は同じ値で初期化される。そのため差分はゼロであり差分マップ拡張部分はビットを立てる必要はない。上記処理ではＩＯ処理で差分マップへのアクセスが発生するため、ロック制御を適切に行う。メモリ不足により差分マップを確保できない場合、エラーを返却する。

差分マップの拡張が正常処理された場合、論理ボリューム拡張手段４０２は、複製先論理ボリューム４１１の容量拡張が可能か否かを調べる。連続領域として拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段４０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段４０２は、別な領域を拡張領域として割付、拡張する。このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。物理ディスク不足等で論理ボリュームの容量拡張が不可能な場合、論理ボリューム拡張手段４０２は、差分マップ４１２の切り戻し処理を実施後、エラーを返却する。論理ボリュームの容量拡張が可能な場合、論理ボリューム拡張手段４０２は容量拡張を行う。論理ボリューム拡張手段４０２は、すべての容量拡張が正常に終了した後、複製先論理ボリューム４１１に関連する論理ボリューム管理テーブル４１３の拡張後サイズを更新し、正常終了を返却する。また、ディスクアレイ装置３０００の論理ボリューム拡張手段３０２から論理ボリュームと差分マップと容量の切り戻しを指示された場合は、論理ボリューム拡張手段４０２は、論理ボリューム４１１、差分マップ４１２、論理ボリューム管理テーブル４１３をもとのサイズに切り戻し処理を行う。

・論理ボリューム情報設定手段４０３
論理ボリューム情報設定手段４０３は、論理ボリューム拡張認識操作手段２０３により指示された論理ボリューム４１１に関連する論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズに拡張後サイズの値を設定する機能を持つ。

・論理ボリューム情報返却手段４０４
論理ボリューム情報返却手段４０４は、論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズに設定された値を返却する機能を持つ。サーバ２０００（オペレーティングシステム）からの論理ボリューム４１１の容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)に対して、論理ボリューム情報返却手段４０４は、返却データサイズを返却する。

・通信制御手段４０５
通信制御手段４０５は、ディスクアレイ装置３０００との通信を制御する機能を持つ。通信制御手段４０５は、ディスクアレイ装置３０００とのすべてのデータ受け渡し、指示の受け渡しはこの手段を経由する。

ディスクアレイ装置４０００は上記した手段の他に、論理ボリューム４１１、差分マップ４１２、論理ボリューム管理テーブル４１３、ペア管理テーブル４１４を備えている。論理ボリューム４１１は、論理的に１つのディスクとして取り扱われる記憶領域であり、ペア設定の場合には複製先論理ボリュームとなる。図では論理ボリューム４１１として1個の論理ボリュームを示しているが、複数個備えることができる。

差分マップ４１２は論理ボリュームに対して、それぞれ設けられている。差分マップ４１２は論理ボリュームのある単位長のブロック内のデータが更新されたか否かを示す情報管理テーブルのことである。論理ボリュームをある単位長のブロック単位に分割し、差分マップはこのブロック単位に当該ブロック内のデータが更新されたか否かを示す差分情報(ビット列)を保持している。論理ボリューム管理テーブル４１３は、論理ボリュームの拡張前サイズ、拡張後サイズ、返却データサイズを情報として有している。返却データサイズは拡張後サイズであり、論理ボリューム情報返却手段４０４に返却するデータである。ペア管理テーブル４１４は、複製元ボリューム情報、複製先ボリューム情報及びペア状態であるかどうかのペア情報を有している。

次に、図１２に従来のシステム構成図を示す。システムは、サーバ１０００、２０００とディスクアレイ装置３０００、４０００から構成されている。このサーバとディスクアレイ装置の構成は、本発明の構成と同一構成であるが、その内部を構成する各種手段が異なる。本発明と、従来のシステムに設けられた手段の大きな相違点は下記のとおりである。従来構成には、論理ボリューム認識操作手段１０３、２０３、論理ボリューム情報設定手段３０３、４０３が設けられていない。さらにサーバ２０００には論理ボリューム拡張操作手段２０２が設けられている。この論理ボリューム拡張操作手段２０２はオペレータの指示入力により動作する。論理ボリューム拡張操作手段２０２の指示により論理ボリューム拡張手段４０２が複製先論理ボリューム４１１の容量を拡張する。すなわち複製元と複製先論理ボリュームの容量拡張は別々の指示入力により行われることになる。

ペア操作手段１０１は、オペレータの指示入力により動作し、ペア制御手段３０１に指示する。論理ボリューム拡張操作手段１０２は、オペレータの指示入力により動作し、論理ボリューム拡張手段３０２に指示する。論理ボリューム拡張操作手段２０２は、オペレータの指示入力により動作し、論理ボリューム拡張手段４０２に指示する。ペア制御手段３０１は、ペア操作手段１０１により指示された論理ボリュームのペア設定、ペア解除、複製元と複製先論理ボリューム間のバックアップ、リストアを行う。複製先論理ボリュームに対する処理は、ペア制御手段４０１に指示する。論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム拡張操作手段１０２により指示された論理ボリュームの容量拡張を行う。論理ボリューム情報返却手段３０４は、オペレータの指示入力によるサーバのＯＳからの論理ボリュームの容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)を受信する。論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズをＯＳに送信し、拡張後サイズをＯＳに認識させる。

ペア制御手段４０１は、ペア制御手段３０１により指示された論理ボリュームのペア設定、ペア解除、複製元と複製先論理ボリューム間のバックアップ、リストアを行う。論理ボリューム拡張手段４０２は、論理ボリューム拡張操作手段２０２により指示された論理ボリュームの容量拡張を行う。論理ボリューム情報返却手段４０４は、オペレータの指示入力によるサーバのＯＳからの論理ボリュームの容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)を受信する。論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズをＯＳに送信し、拡張後サイズをＯＳに認識させる。またディスクアレイ装置３０００、４０００は、それぞれ論理ボリューム３１１、４１１、差分マップ３１２、４１２、論理ボリューム管理テーブル３１３、４１３、ペア管理テーブル３１４、４１４および通信制御装置３０５、４０５を備えている。これらの構成部品の機能は本発明のシステムとほぼ同様である。これらの手段や、構成部品の動作については、動作フローとして後述する。

図２〜図４を参照し、第１の実施形態について、その容量拡張手順を説明する。図２には従来例におけるレプリケート状態の容量拡張手順、図４にはセパレート状態の容量拡張手順のフローを示している。図３には第１の実施形態におけるレプリケート状態及びセパレート状態の容量拡張手順のフローを示している。

複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの状態としては、レプリケート状態とセパレート状態の２つの状態がある。レプリケート状態とは、複製元論理ボリュームから複製先論理ボリュームへのバックアップを作成する状態であり、両者が完全に同期している場合と同期処理中の場合がある。バックアップとして複製（コピー）が完了している状態が同期、複製処理中の状態が同期処理中である。セパレート状態とは、レプリケートにより複製元、複製先論理ボリュームの同期が完了し、ペアの論理ボリュームが切り離された状態である。この２つの状態における容量拡張手順を、本発明と従来例とを対比させて説明する。

〈１〉レプリケート状態の場合
レプリケート状態におけるペアの論理ボリュームの容量拡張する場合の従来手順を、図２を参照して説明する。最初に手順ａ１として、オペレータの指示入力によりサーバ１０００は複製元論理ボリュームを使用している業務を停止する。さらに手順ａ２として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア制御手段３０１はセパレートを実行する。ペア制御手段３０１および４０１は、ペア（複製元、複製先）論理ボリュームを同期させる。同期後切り離されるのを待ち、セパレートされたかをコマンドで確認する。手順ａ３として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア制御手段３０１および４０１は複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア関係を解除する。このペア関係を解除することで、差分マップ情報が破棄される。

手順ａ４として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張操作手段１０２が動作し、論理ボリューム拡張手段３０２は複製元論理ボリュームの容量を拡張する。さらに拡張後サイズを論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズに設定する。手順ａ５として、オペレータの指示入力により論理ボリューム情報返却手段３０４は返却データサイズをＯＳに返却し、容量拡張後のサイズをＯＳに認識させる。手順ａ６として、オペレータの指示入力によりサーバ１０００は複製元ボリュームを使用する業務を再開する。

手順ａ７として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張操作手段２０２が動作し、論理ボリューム拡張手段４０２は複製先論理ボリュームの容量を拡張する。さらに拡張後サイズを論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズに設定する。手順ａ８として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア制御手段３０１および４０１は複製元、複製先の差分マップを拡張し、複製元、複製先論理ボリュームのペア設定を行う。手順ａ９として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア制御手段３０１はレプリケートを実行する。ペア制御手段３０１および４０１は、複製元、複製先論理ボリュームの同期を行う。このとき手順ａ３で、差分マップ情報が破棄されているため、論理ボリューム内データのフルコピーが必要となる。

本実施形態の容量拡張する手順を、図３を参照して説明する。最初に手順ｂ１として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張操作手段１０２が動作し、論理ボリューム拡張手段３０２に論理ボリュームの容量拡張を指示する。論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム拡張手段４０２に、複製先論理ボリュームと差分マップの容量拡張を指示し、拡張させる。さらに論理ボリューム拡張手段３０２は、複製元論理ボリュームと差分マップの容量を拡張する。本発明においては最初の手順ｂ１で、論理ボリューム拡張操作手段１０２により複製元と複製先論理ボリューム及びその差分マップの容量を拡張する。この容量拡張は、複製元と複製先論理ボリュームとのペア関係及びその差分マップは保持され、サーバは業務を継続している状態で実行される。

容量拡張をコマンドで確認した後に、手順ｂ２として、オペレータの指示入力によりサーバは複製元論理ボリュームを使用している業務を停止する。手順ｂ３として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張認識操作手段１０３を実行し、論理ボリューム情報設定手段３０３は拡張後サイズを返却データサイズに設定する。手順ｂ４として、オペレータの指示入力により論理ボリューム情報返却手段３０４は、複製元論理ボリュームの拡張後サイズをサーバ１０００のＯＳに返却し、認識させる。オペレータの指示入力によりサーバ１０００のＯＳからの論理ボリューム３１１の容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)が論理ボリューム情報返却手段３０４に送られる。論理ボリューム情報返却手段３０４は、論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズを返却し、サーバのＯＳに拡張後データサイズを認識させる。

手順ｂ５として、オペレータの指示入力によりサーバは複製元ボリュームを使用する業務を再開する。手順ｂ６として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張認識操作手段２０３を実行し、論理ボリューム情報設定手段４０３は拡張後サイズを返却データサイズに設定する。さらにオペレータの指示入力によりサーバのＯＳからの論理ボリューム４１１の容量確認問い合わせ(SCSIコマンド)が論理ボリューム情報返却手段４０４に送られる。論理ボリューム情報返却手段４０４は、論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズを返却し、サーバのＯＳに拡張後データサイズを認識させる。なおレプリケートの場合は複製先論理ボリュームが使用されていないため、手順ｂ６は手順ｂ３の中で実施することも可能である。

従来の手順では以下のような問題がある。

（１）複製先論理ボリュームのデータ整合性を確保するために業務を停止させ、静止点を確保した状態でセパレート(手順ａ２)を実行する。また論理ボリューム拡張時のＯＳによる論理ボリュームの自動認識による業務への外乱を防ぐため拡張部分の初期化（手順ａ４）が完了するまで業務停止する必要性がある。これらの要因により容量拡張を行う場合には早い時点で業務停止を行う必要がある。

（２）手順ａ２では複製元、複製先論理ボリュームの完全同期後切り離すため差分が大きい場合には業務停止時間が長くなる。

（３）手順ａ９では再同期のために、データのフルコピーが必要となりバックアップ作成までにかなりの時間が必要である。このため、バックアップなしの状態（障害耐久性がない状態）での業務時間が長くなる。

このように、業務停止期間が長く、またバックアップなしの状態での業務期間が長時間となる問題がある。

しかし本発明においては従来の手順の問題点は、下記の理由により発生しない。

（１）業務を続行したまま容量拡張を実施可能であること。（業務停止は、拡張情報をＯＳに認識させる期間である。）

（２）業務スケジュールにあわせて任意の時刻に手順ｂ２以降を実施可能であり、さらに業務停止時間が短い。

（３）容量拡張後の再同期においても、差分マップによるブロック複製のためその時間が短い。このように容量拡張時にもバックアップが存在し、システムとしての障害耐久性が維持されている。

〈２〉セパレート状態の場合
セパレート状態における容量拡張について、図４に従来の容量拡張手順を示す。本発明における容量拡張手順はレプリケート、セパレート状態とも、同じく図３の手順であり、上記したとおりである。

セパレート状態における容量拡張する場合の従来手順は、最初に手順ｃ１として、オペレータの指示入力によりサーバは複製元論理ボリュームを使用している業務を停止する。手順ｃ２として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア制御手段３０１および４０１は複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア関係を解除する。このペア関係を解除することで、差分マップ情報が破棄される。手順ｃ３として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張操作手段１０２が動作し、論理ボリューム拡張手段３０２は複製元論理ボリュームの容量を拡張する。さらに拡張後サイズを論理ボリューム管理テーブル３１３の返却データサイズに設定する。

手順ｃ４として、オペレータの指示入力により論理ボリューム情報返却手段３０４は返却データサイズをＯＳに返却し、容量拡張後のサイズをＯＳに認識させる。手順ｃ５として、オペレータの指示入力によりサーバは複製元ボリュームを使用する業務を再開する。手順ｃ６として、オペレータの指示入力により論理ボリューム拡張操作手段２０２が動作し、論理ボリューム拡張手段４０２は複製先論理ボリュームの容量を拡張する。さらに拡張後サイズを論理ボリューム管理テーブル４１３の返却データサイズに設定する。手順ｃ７として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア動作手段３０１および４０１は複製元、複製先の差分マップを拡張し、複製元、複製先論理ボリュームのペア設定を行う。手順ｃ８として、オペレータの指示入力によりペア操作手段１０１が動作し、ペア動作手段３０１はレプリケートを実行する。ペア動作手段３０１および４０１は複製元、複製先論理ボリュームの同期を行う。このとき手順ｃ２において差分マップ情報が破棄されているため論理ボリューム内データのフルコピーが必要となり、同期完了までの時間が長くなる。

従来のセパレート状態における容量拡張手順では以下の問題がある。

（１）手順ｃ８では再同期のためにデータのフルコピーが必要となりディスクアレイの負荷が高くなる可能性から業務ＩＯ遅延の可能性がある。

（２）手順ｃ８では同期完了までにかなりの時間が必要である。このため、バックアップなしの状態（障害耐久性がない状態）での業務時間が長くなる。

本発明のレプリケート、セパレートにおける容量拡張手順では、これらの問題は発生せず安全である。本発明では、サーバが業務を続行中に、ペア関係と差分マップを維持したまま論理ボリュームと差分マップを拡張し、容量拡張後の拡張情報を論理ボリューム管理テーブルに備える。その後業務スケジュールにあわせた任意時刻に業務を停止し、その拡張情報をサーバのＯＳに認識させる。そのため業務停止期間は非常に短期間であり、さらに差分データが維持され、バックアップが存在していることになる。

次に、これらの動作手順を図５〜１０を参照して詳細に説明する。本実施形態の論理ボリューム拡張操作手段１０２の動作手順を図５に、論理ボリューム拡張手段３０２、４０２の動作手順をそれぞれ図６〜１０に示す。論理ボリューム拡張手段３０２は論理ボリューム拡張操作手段１０２からの指示により拡張処理や切り戻し処理を行う。また他のディスクアレイ装置４０００にある論理ボリューム拡張手段４０２は、論理ボリューム拡張手段３０２からの指示により、論理ボリューム拡張手段３０２と同様に拡張処理や切り戻し処理を行う。

図５に示す論理ボリューム拡張操作手段１０２は、手順Ａ１としてディスクアレイ装置３０００の論理ボリューム拡張手段３０２に、論理ボリュームを指定して容量拡張を指示する。実際の拡張動作は指示された論理ボリューム拡張手段３０２により処理される。

容量拡張を指示された論理ボリューム拡張手段３０２の動作を、図６を参照して説明する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理結果をリセットし、正常を設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ１において容量拡張指示が論理ボリューム拡張操作手段１０２からの指示であるか確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｂ２、ＮＯの場合は手順Ｂ１２の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ２において指定された論理ボリュームが他の論理ボリュームとペア設定されているか確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｂ３、ＮＯの場合は手順Ｂ７の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ３においてペア設定された複製先論理ボリュームは他のディスクアレイ装置にあるか確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｂ４、ＮＯの場合は手順Ｂ９の処理に移行する。

論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ４において複製先論理ボリュームが存在するディスクアレイ装置の論理ボリューム拡張手段４０２に、指定された複製先論理ボリュームの拡張を指示し、実行させる。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ５において論理ボリューム拡張手段４０２による拡張動作が正常に処理されたかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｂ６、ＮＯの場合は手順Ｂ１０の処理に移行する。

論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ６において全ての複製先論理ボリュームに対して拡張処理を行ったかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｂ７の処理に移行し、ＮＯの場合は手順Ｂ３に戻り、残りの複製先論理ボリューム拡張処理を繰り返し行う。１つの複製元論理ボリュームに対し複数の複製先論理ボリュームを備えた場合には、これらの処理を繰り返す。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ７において指定された複製元論理ボリュームを指定して、拡張処理（１）を実行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ８において正常に処理されたかを確認する。正常処理（ＹＥＳ）の場合には動作終了する。ＮＯの場合には、手順Ｂ１０としてエラー表示する。

手順Ｂ３において複製先論理ボリュームが他のディスクアレイ装置ではなく、自分のディスクアレイ装置の場合には、手順９に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ９において、その論理ボリュームを指定し、拡張処理（１）を行う。その後、手順Ｂ５に戻る。また論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ５や手順Ｂ８において正常処理されない（ＮＯ）の場合には手順Ｂ１０の動作としてエラー表示する。さらに手順Ｂ１１において切り戻し処理として処理（２）を実行する。切り戻し処理後、動作終了する。さらに論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｂ１において拡張指示が論理ボリューム拡張操作手段１０２でない場合には、手順Ｂ１２の処理に移行する。手順Ｂ１２では処理（４）を実行し、その後動作終了する。

処理（１）の論理ボリューム、差分マップの拡張動作を、図７を参照して説明する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理結果をリセットし、正常を設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ１において指定された論理ボリュームの拡張可能かを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｃ２、ＮＯの場合は手順Ｃ１４の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ２において指定された論理ボリュームが差分マップを保持しているか確認する。ＹＥＳの場合はＣ３、ＮＯの場合はＣ７の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、指定された論理ボリュームの差分マップを、手順Ｃ３においてロックし、手順Ｃ４において差分マップ容量を拡張し、手順Ｃ５において差分マップをアンロックする。

論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ６においてこれらの差分マップの拡張動作が正常に処理されたかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｃ７、ＮＯの場合は手順Ｃ１４の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ７において指定された論理ボリュームに対して容量拡張を実施する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ８において論理ボリュームの容量拡張が正常に処理されたかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｃ９、ＮＯの場合は手順Ｃ１０の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ９において論理ボリューム管理テーブルに拡張後サイズを更新する。処理（１）の動作が終了し、それぞれの動作フローにリターンする。

手順Ｃ８において論理ボリュームの拡張動作が正常処理されなかった場合には手順Ｃ１０に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｃ１０において指定された論理ボリュームは差分マップを保持しているか確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｃ１１、ＮＯの場合は手順Ｃ１４に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、指定された論理ボリュームの差分マップを手順Ｃ１１においてロックし、手順Ｃ１２においてその差分マップを縮小（切り戻し）する。さらに手順Ｃ１３においてその差分マップをアンロックした後、手順Ｃ１４に移行する。手順Ｃ１４においては、論理ボリューム拡張手段３０２は処理結果にエラーを表示する。その後、それぞれの動作フローにリターンする。

処理（２）の複製先論理ボリュームの切り戻し動作を、図８を参照して説明する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理結果をリセットし、正常を設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｄ１において指定された複製先論理ボリュームは他のディスクアレイ装置上に存在するかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｄ２、ＮＯの場合は手順Ｄ４の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｄ２において複製先論理ボリュームが存在するディスクアレイ装置の論理ボリューム拡張手段４０２に複製先論理ボリュームの切り戻しを指示し、実行させる。

論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｄ４においてディスクアレイ装置内の複製先論理ボリュームを指定して、切り戻し処理（３）を実行し、手順Ｄ３に戻る。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｄ３においてすべての複製先論理ボリュームに切り戻し処理を行ったか確認する。ＮＯの場合は手順Ｄ１の動作フローに戻り、残された複製先論理ボリュームに対する切り戻し処理を行う。ＹＥＳの場合は処理（２）の動作を終了し、それぞれの動作フローにリターンする。

処理（３）の差分マップ、論理ボリュームの切り戻し動作を、図９を参照して説明する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理結果をリセットし、正常を設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｅ１において論理ボリューム管理テーブルの拡張前サイズと拡張後サイズが一致しているか確認する。ＮＯの場合は手順Ｅ２に移行し、ＹＥＳの場合は切り戻し処理を実施しないで、それぞれの動作フローにリターンする。

論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｅ２において指定された論理ボリュームの差分マップのロックし、手順Ｅ３においてその差分マップを拡張前サイズに縮小する。さらに手順Ｅ４においてその差分マップのアンロックを行う。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｅ５において指定された論理ボリュームの容量を拡張前サイズに縮小する。さらに手順Ｅ６において論理ボリューム管理テーブルの拡張後サイズに拡張前サイズを設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理（３）の動作を終了し、それぞれの動作フローにリターンする。

処理（４）の論理ボリューム、差分マップの拡張動作を、図１０を参照して説明する。論理ボリューム拡張手段３０２は、処理結果をリセットし、正常を設定する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｆ１において論理ボリュームの容量拡張指示であるかを確認する。ＹＥＳの場合は手順Ｆ２、ＮＯの場合は手順Ｆ３の処理に移行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、手順Ｆ２において拡張処理（１）を実行し、手順Ｆ３においては、切り戻し処理（３）を実行する。論理ボリューム拡張手段３０２は、動作終了後、それぞれの動作フローにリターンする。

本実施形態においては、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持したまま、複製元及び複製先論理ボリュームとその差分マップの容量を拡張することができる。差分マップを保持していることから、容量拡張後のバックアップ及びリストアは全面複製ではなく、部分複製とすることができる。そのため複製時間が短縮できる効果が得られる。またバックアップ状態で業務遂行できることから障害耐久性が高いシステムが構築できる効果が得られる。

さらに拡張後のサイズを論理ボリューム管理テーブルの拡張情報として保管する。業務の切れ目等の任意時刻に業務を停止し、サーバのＯＳに論理ボリューム管理テーブルの拡張情報を返却し、容量拡張を認識させる。そのため任意の時刻に業務停止でき、その業務停止期間が短くできる効果がある。本実施形態によれば、複製時間が短いストレージシステムが得られる。

次に第２の実施形態として、図１１を参照して詳細に説明する。図１１には、第２の実施形態におけるシステム構成図を示す。本実施形態は同じディスクアレイ装置内の論理ボリュームに対して、論理ボリューム複製機能を適用した実施形態である。

図１１を参照すると、システムはサーバ１０００とディスクアレイ装置３０００から構成されている。サーバ１０００は業務アプリケーション、バックアップアプリケーションなどが動作するサーバである。ディスクアレイ装置３０００は、サーバ１０００とファイバチャネルで接続され、論理ボリューム複製機能を有する。サーバ１０００は、ペア操作手段１０１、論理ボリューム拡張操作手段１０２、論理ボリューム拡張認識操作手段１０３を備えている。このサーバ１０００に設けられた手段及びその動作は、第１の実施形態で説明した内容と同じであり、その説明は省略する。

ディスクアレイ装置３０００は、手段としてペア制御手段３０１と、論理ボリューム拡張手段３０２と、論理ボリューム情報設定手段３０３と、論理ボリューム情報返却手段３０４を備えている。さらに論理ボリューム３１１、３２１と、差分マップ３１２、３２２と、論理ボリューム管理テーブル３１３、３２３と、ペア管理テーブル３１４とを備えている。ここでは例えば、ディスクアレイ装置内の論理ボリューム３１１が複製元論理ボリューム、論理ボリューム３２１が複製先論理ボリュームであり、ペア関係にある。

このディスクアレイ装置３０００の手段の動作は、ペア制御手段３０１、論理ボリューム拡張手段３０２を除き、第１の実施形態で説明した内容と同じである。ペア制御手段３０１、論理ボリューム拡張手段３０２には、複製先論理ボリューム３２１と差分マップ３２２の制御や容量拡張処理が追加されている。そのため、ペア制御手段３０１、論理ボリューム拡張手段３０２のみを説明する。他は第１の実施形態における相当する手段と同様であり、その内容は十分理解できることから、その説明を省略する。

・ペア制御手段３０１
ペア制御手段３０１は、ペア操作手段１０１により指示された論理ボリュームのペア設定、ペア解除、ペア関係にある論理ボリュームのバックアップ、リストアを行う機能を持つ。ペア設定指示の場合、ペア制御手段３０１は、論理ボリューム３１１、３２１の論理ボリューム管理テーブル３１３、３２３に設定された拡張前サイズから差分マップの必要サイズを計算する。ペア制御手段３０１は、差分マップの必要サイズを確保したうえで、差分マップ３１２、３２２を作成し、差分情報ビットのＯＮを行う。なおペア設定される論理ボリューム３１１、３２１は同一サイズである。また、ペア制御手段３０１は、ペア管理テーブル３１４の必要サイズを確保し、複製元、複製先ボリューム情報、ペア情報の設定を行う。

ペア解除指示の場合、ペア制御手段３０１は、差分マップ３１２、３２２、ペア管理テーブル３１４を開放する。バックアップやリストア指示の場合には、ペア制御手段３０１は、差分マップ３１２、３２２の論理和を計算し、差分情報ビットがＯＮとなっているブロックのデータで論理ボリュームを更新する。ペア制御手段３０１は、バックアップでは複製元論理ボリューム３１１から複製先論理ボリューム３２１へデータを更新し、リストアでは複製先論理ボリューム３２１から複製元論理ボリューム３１１へデータを更新する。

・論理ボリューム拡張手段３０２
論理ボリューム拡張手段３０２は、サーバ１０００上の論理ボリューム拡張操作手段１０２により指示された論理ボリュームの容量拡張を行う機能を持つ。論理ボリューム３１１がペア設定されていない場合は、論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム３１１の拡張を行う。連続領域として拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、別な領域を拡張領域として割付、拡張する。このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。論理ボリューム拡張手段３０２は、論理ボリューム管理テーブル３１３の実データサイズに拡張後のサイズを設定する。

論理ボリューム３１１がペア関係を持つ場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム３２１の差分マップ３２２について差分情報を保持したまま連続領域として拡張可能か否か調べる。拡張可能な場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、連続領域に拡張する。連続領域として拡張できない場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、新しい差分マップを作成し従来の差分情報をコピーした後、古い差分マップを破棄する。このとき論理ボリュームの拡張部分については初期化されるため差分はゼロであり差分マップ拡張部分はビットを立てる必要はない。またこの処理では業務等によるＩＯ処理で差分マップへのアクセスが発生するため、ロック制御を適切に行う。拡張に失敗した場合はエラーを返却する。

次に論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリュームの容量拡張が可能か否かを調べ、容量拡張する。連続領域として拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、別な領域を拡張領域として割付、拡張する。このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。物理ディスク不足等で論理ボリュームの容量拡張が不可能な場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム３２１の差分マップ３２２の切り戻し行い、エラーを返却する。

次に論理ボリューム拡張手段３０２は、複製元論理ボリューム３１１の差分マップ３１２について差分情報を保持したまま連続領域として拡張可能か否か調べる。拡張可能な場合は連続領域に拡張する。連続領域として拡張できない場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、新しい差分マップを作成し従来の差分情報をコピーした後、古い差分マップを破棄する。このとき論理ボリュームの拡張部分については初期化されるため差分はゼロであり差分マップ拡張部分はビットを立てる必要はない。またこの処理では業務等のＩＯ処理で差分マップへのアクセスが発生するため、ロック制御を適切に行う。拡張に失敗した場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、複製先論理ボリューム３２１の差分マップ３２２、論理ボリューム３２１の容量の切り戻しを行い、エラーを返却する。

次に論理ボリューム拡張手段３０２は、複製元論理ボリューム３１１の容量拡張が可能か否かを調べ、拡張する。連続領域として拡張可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、その連続領域に拡張する。連続領域に拡張不可能な場合には、論理ボリューム拡張手段３０２は、別な領域を拡張領域として割付、拡張する。このとき論理ボリューム内のブロックは１つの連続した領域とする。物理ディスク不足等で論理ボリュームの容量拡張が不可能な場合、論理ボリューム拡張手段３０２は、切り戻しを行い、エラーを返却する。切り戻し処理としては、複製先論理ボリューム３２１の差分マップ３２２、複製先論理ボリューム３２２の容量、複製元論理ボリューム３１１の差分マップ３１２に対して行う。

本第２の実施形態は、同じディスクアレイ装置内の論理ボリュームをペア関係とする。上記したペア制御手段３０１および論理ボリューム拡張手段３０２により複製元論理ボリュームおよび複製先論理ボリュームのペア制御、容量拡張を制御することができる。したがって第２の実施形態においても、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持したまま複製元及び複製先論理ボリュームの容量拡張することができる。そのため第１の実施形態と同様な効果が得られる。

上記したように本発明においては、複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持したまま複製元及び複製先論理ボリュームの容量が拡張される。さらにその容量拡張情報を論理ボリューム管理テーブルに保持し、任意の時間にサーバのＯＳに容量拡張を認識させることができる。

本発明によれば、ペア関係と差分マップを保持していることから、容量拡張後のバックアップ及びリストアは全面複製ではなく、部分複製とすることができる。そのため複製時間が短縮できる効果がある。またバックアップ状態で業務遂行できることから障害耐久性が高いシステムが構築できる効果が得られる。業務の切れ目等の任意時刻に業務を停止し、サーバのＯＳに拡張後のサイズを返却し、拡張後の容量サイズを認識させる。そのため任意の時刻に業務停止でき、その業務停止期間が短くできる効果がある。

さらに容量拡張を行うための手順が少なく、簡単なため事故がおこりにくいという利点がある。1つの論理ボリューム拡張操作手段を呼び出すことにより、簡単にペア関係にある論理ボリュームすべてを拡張できる。従来のようにペア解除→複製先論理ボリューム容量拡張→複製元論理ボリュームの容量拡張→ペア設定→バックアップ操作を1つの操作手順で実行できる。

本発明によれば、複製元及び複製先論理ボリュームのペア関係、差分マップ情報を保持した状態で、複製元及び複製先論理ボリュームの容量を拡張できる拡張制御方法が得られる。この容量拡張制御方法で動作する複製時間が短く、障害耐久性が高いストレージシステムが得られる。

以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができ、これらの変更例も本願に含まれることはいうまでもない。

本発明の第１の実施形態におけるシステム構成図である。 従来例におけるレプリケート状態の容量拡張手順を示すフローである。 本発明の第１の実施形態におけるレプリケート状態及びセパレート状態の容量拡張手順を示すフローである。 従来例におけるセパレート状態の容量拡張手順を示すフローである。 本発明における論理ボリューム拡張操作手段の動作フローである。 本発明における論理ボリューム拡張手段の動作フローである。 図６における処理（１）の動作フローである。 図６における処理（２）の動作フローである。 図８における処理（３）の動作フローである。 図６における処理（４）の動作フローである。 本発明の第２の実施形態におけるシステム構成図である。 従来例におけるシステム構成図である。

符号の説明

１０００、２０００ サーバ
１０１ ペア操作手段
１０２、２０２ 論理ボリューム拡張操作手段
１０３、２０３ 論理ボリューム拡張認識操作手段
３０００、４０００ ディスクアレイ装置（ストレージシステム）
３０１、４０１ ペア制御手段
３０２、４０２ 論理ボリューム拡張手段
３０３、４０３ 論理ボリューム情報設定手段
３０４、４０４ 論理ボリューム情報返却手段
３０５、４０５ 通信制御装置
３１１、３２１、４１１ 論理ボリューム
３１２、３２２、４１２ 差分マップ
３１３、３２３、４１３ 論理ボリューム管理テーブル
３１４、４１４ ペア管理テーブル

Claims (9)

1. 複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア関係と、前記複製元論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製元論理ボリュームの差分マップと、前記複製先論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製先論理ボリュームの差分マップと、を保持した状態で、前記複製元論理ボリュームの容量及び前記複製元論理ボリュームの差分マップの容量と、前記複製先論理ボリュームの容量及び前記複製先論理ボリュームの差分マップの容量と、を拡張する第１の手順を備え、
   前記第１の手順における前記複製元論理ボリュームの差分マップと前記複製先論理ボリューム差分マップの容量拡張は、それぞれの差分マップが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合は別の領域に新しく拡張した差分マップをそれぞれ作成し、拡張前のそれぞれの古い差分マップの差分情報を複製した後、前記拡張前のそれぞれの古い差分マップを破棄し、
   前記第１の手順における前記複製元論理ボリューム及び前記複製先論理ボリュームの容量拡張は、それぞれの前記論理ボリュームが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合はそれぞれの前記論理ボリュームが存在する領域と離れた不連続領域を拡張領域として拡張することを特徴とするストレージシステムの容量拡張制御方法。
2. ストレージシステムを制御するサーバが業務アプリケーションの動作中に、前記容量を拡張する第１の手順が実行されることを特徴とする請求項１に記載のストレージシステムの容量拡張制御方法。
3. 前記容量を拡張する第１の手順においては、複製先論理ボリュームの差分マップと論理ボリュームの容量拡張を実行し、容量拡張後の複製先論理ボリュームサイズを複製先論理ボリューム管理テーブルに設定し、その後、複製元論理ボリュームの差分マップと論理ボリュームの容量拡張を実行し、容量拡張後の複製元論理ボリュームサイズを複製元論理ボリューム管理テーブルに設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のストレージシステムの容量拡張制御方法。
4. 前記容量を拡張する第１の手順が実行された後に、容量拡張後の論理ボリュームサイズを論理ボリューム管理テーブルの返却データサイズとし、前記返却データサイズをサーバのオペレーションシステム（ＯＳ）に返却し、容量拡張後の論理ボリュームサイズを認識させる第２の手順を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のストレージシステムの容量拡張制御方法。
5. 前記容量拡張後の論理ボリュームサイズを認識させる第２の手順として、前記サーバが業務アプリケーションを停止した状態で実行されることを特徴とする請求項４に記載のストレージシステムの容量拡張制御方法。
6. 複製元論理ボリューム及び複製先論理ボリュームが複製元及び複製先サーバによりそれぞれ制御される場合における前記容量拡張後の論理ボリュームサイズを認識させる第２の手順として、前記複製元論理ボリュームの容量拡張後の論理ボリュームサイズの認識は前記複製元サーバが業務アプリケーションを停止した状態で実行され、前記複製先論理ボリュームの容量拡張後の論理ボリュームサイズの認識は前記複製元サーバが業務アプリケーションを再開した状態で実行されることを特徴とする請求項４に記載のストレージシステムの容量拡張制御方法。
7. 複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとのペア設定、ペア解除、バックアップ及びリストアを制御するペア制御手段と、複製元論理ボリュームの容量及び前記複製元論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製元論理ボリュームの差分マップの容量と、複製先論理ボリュームの容量及び前記複製先論理ボリューム内のある単位長のブロック単位にデータが更新されたか否かを示す複製先論理ボリュームの差分マップの容量と、をそれぞれ拡張する論理ボリューム拡張手段とを備え、
   前記ペア制御手段は特定の複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームとをペア設定し、前記論理ボリューム拡張手段は前記ペア制御手段によりペア設定された状態で、
   そのペア設定された複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの論理ボリュームの容量を、それぞれの前記論理ボリュームが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合はそれぞれの前記論理ボリュームが存在する領域と離れた不連続領域を拡張領域として拡張し、
   そのペア設定された複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの差分マップの容量を、それぞれの差分マップが存在する領域に連続した連続領域に拡張可能な場合はそれぞれの連続領域に拡張し、それぞれの連続領域に拡張不可能な場合は別の領域に新しく拡張した差分マップを作成し、拡張前のそれぞれの古い差分マップの差分情報を複製した後、前記拡張前のそれぞれの古い差分マップを破棄することを特徴とするストレージシステム。
8. ペア設定された複製元論理ボリュームと複製先論理ボリュームの論理ボリュームの容量を拡張した拡張後サイズを返却データサイズとして設定する論理ボリューム情報設定手段と、前記返却データサイズを保管する論理ボリューム管理テーブルとをさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載のストレージシステム。
9. 前記返却データサイズをサーバのオペレーションシステムに返却する論理ボリューム情報返却手段をさらに備え、サーバのオペレーションシステムに前記返却データサイズを返却し、認識させることを特徴とする請求項８に記載のストレージシステム。

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