JP4413509B2 - ディスク間のデータ退避方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、RAIDシステムにおけるディスク間のデータ退避技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディスクをアレイ上に構成したディスクアレイ装置において、データを分割して複数のディスクに格納し、高速アクセスと高信頼性を実現する技術としてRAID(Redundant Arrays of Independent(Inexpensive) Disks)がある。RAIDは分割格納と障害対策の方式の違いによって幾つかのレベルに分類されており、米国カリフォルニア大学バークレイ校のパターソン博士(Dr.Patterson)らの論文では5種類のRAIDが定義されている。
【0003】
なお、その中ではRAID0は含まれていないが、その有用性からRAID0はRAIDの一種として考えられているので、現在ではRAIDはRAID0〜RAID5の6レベルに分類されている。そして、レベルによってディスク容量の使用効率やデータアクセスの効率などが異なっている。
【0004】
すなわち、 RAID0→ストライピング; RAID1→ミラーリング(二重化); RAID2→ストライピング(バイト)とハミングコードによるECC; RAID3→ストライピング(バイト)とパリティドライブ固定; RAID4→ストライピング(ブロック)とパリティドライブ固定; RAID5→ストライピング(ブロック)とパリティドライブ分散。例えば、RAID1ではディスクの二重化(ミラーリング)を行なう(非特許文献1参照)。
【0005】
従来、RAIDシステムでは、ディスクに故障が発生した場合、「コピー先ディスクの容量≧コピー元ディスクのメモリ容量」であることを条件としていた。例えば、図4に示すように「コピー先ディスク42の容量<コピー元ディスク41のメモリ容量」の場合、例えば、コピー元ディスクのメモリ容量が20KBでコピー先ディスクのメモリ容量が10KBの場合はコピーできない。
【0006】
これに対し、ディスク状記憶媒体の容量に依存することなく保守の自由度を広げ、更に効率良く動作させることのできるディスク記憶装置及びその制御方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、新たに組み込んだ容量の大きいディスクの増加容量分の領域を有効に利用できるディスクアレイ装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、処理速度に差のあるディスクを接続した場合の処理速度の平準化に係わる技術がある(例えば、特許文献3)。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−66692号公報
【特許文献2】
特開平11−126137号公報
【特許文献3】
特開平8−69359号公報
【非特許文献1】
Patterson,D.A,Gibson,G,Katz,R.H,"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID),"Report No.UCB/CSD 87/391,Computer Science Division,University of California Berkeley 1987
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
RAIDシステムでは複数のディスクを使用しているが、そのうちの1台のディスクが故障した場合、通電中にディスクの入れ替え(ホットスワッピング)を行う場合がある。その際、故障したディスクと新たに入れ替えたディスク(コピー先ディスク)の容量が同じであることが望ましい。また、実際には入れ替えたディスクの容量が同じでない場合もあるが、このような場合でも可能な限り速やかにRAIDシステムの再構築(リビルド)を行う必要がある。
【0009】
前述したように、従来、RAIDシステムでは、ディスクに故障が発生した場合、新たに交換したディスクのメモリ容量≧コピー元のディスクの使用領域の容量の場合には、交換したディスクへのコピー動作を行うのでRAIDシステムの再構築は問題なく行うことができるが、新たに交換したディスクのメモリ容量<コピー元のディスクの使用領域の容量の場合には、ディスクのコピー動作を行わないため実際に使っている容量が小さい場合でもコピーができないのでRAIDシステムの再構築ができないといった問題点があった。
【0010】
また、コピー先のディスクを容量の大きいディスクにすると、RAID1ではマスターディスクより大きな容量の2重化用ディスクが存在することとなり、コピー先のディスクの容量とマスターディスクの容量の差分の不使用領域が発生し、経済的な面でも不都合があった。
【0011】
また、上記特許文献1に開示の技術では、RAID0のように細切れでデータをストライブする技術には適合するもののRAID1のようなミラーリング技術には適合しないといった問題点がある。また、上記特許文献2に開示の技術では、新たに組み込んだディスクの容量が元のディスクの容量より小さい場合に付いては開示されていない。また、上記特許文献3に記載の技術では容量の差に付いては何ら記載がなく、容量の異なるディスク間の退避技術について解決を与えるものではない。
【0012】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、コピー先ディスクのメモリ容量がコピー元ディスクのメモリ容量より小さい場合にもコピーを可能としたディスク間のデータ退避方法、及びプログラムの提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明では、同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおけるディスク間のデータ退避方法であって、複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、ディスク制御手段は、代替ディスクの記憶容量を検出してコピー元とするディスクの記憶容量と比較し、比較結果が、代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているか否かを調べ、パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出し、
使用されている各パーティションの記憶容量の和と代替ディスクの記憶容量とを比較し、比較結果が、使用されている各パーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には該使用されている各パーティションの内容を代替ディスクにコピーするようにディスクアレイ装置を制御する、ことを特徴とするディスク間のデータ退避方法を提供する。
【0014】
また、請求項2記載の発明では、同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ホストコンピュータに接続されディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおけるディスク間のデータ退避方法であって、複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、ホストコンピュータは、代替ディスクの記憶容量を検出してコピー元とするディスクの記憶容量と比較し、比較結果が、代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているか否かを調べ、パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出し、使用されている各パーティションの記憶容量の和と代替ディスクの記憶容量とを比較し、比較結果が、使用されている各パーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には該使用されている各パーティションの内容を代替ディスクにコピーするようにディスクアレイ装置を制御する、ことを特徴とするディスク間のデータ退避方法を提供する。
【0015】
また、請求項3記載の発明では、同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおいて、複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、コンピュータに、複数のディスクのうち交換された代替ディスクの記憶容量を検出させ、検出された代替ディスクの記憶容量と複数のディスクのうちコピー元とするディスクの記憶容量を比較させるステップ、上記ステップでの比較結果が代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているかを調べさせるステップ、パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出させるステップ、使用されているパーティションの記憶容量の和と代替ディスクの記憶容量とを比較させるステップ、上記ステップでの比較結果が、使用されているパーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には使用されている各パーティションの内容を代替ディスクにコピーするようにディスクアレイ装置を制御させるステップ、を実行させるためのプログラムを提供する。
【0016】
また、請求項4記載の発明では、同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ホストコンピュータに接続されディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおいて、複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、ホストコンピュータに、複数のディスクのうち交換された代替ディスクの記憶容量を検出させ、検出された代替ディスクの記憶容量と複数のディスクのうちコピー元とするディスクの記憶容量を比較させるステップ、上記ステップでの比較結果が代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているかを調べさせるステップ、パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出させるステップ、使用されているパーティションの記憶容量の和と代替ディスクの記憶容量とを比較させるステップ、上記ステップでの比較結果が、使用されているパーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には使用されている各パーティションの内容を代替ディスクにコピーするようにディスクアレイ装置を制御させるステップ、を実行させるためのプログラムを提供する。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1はRAID1のディスクアレイ装置を備えたコンピュータシステムの構成例を示すブロック図であり、コンピュータシステム10はホストコンピュータ11、ホストコンピュータ11に内蔵または外付けされ、ディスクアレイ装置13の制御を行うRAID制御ユニット12、およびディスクアレイ装置13からなり、ディスクアレイ装置13はディスク131、132からなるRAID1(ミラーリング)構成をなしている。
【0018】
ホストコンピュータ11は、装置全体の動作を制御するCPU、内部メモリとしてのRAMや計時装置等及び図示しない周辺装置を備えている。
【0019】
RAID制御ユニット12は、ディスクアレイ装置13の駆動制御及びアクセス制御を行い、ホットスワップが行われると故障しなかったディスクの内容を入れ替えたディスクにコピーするようにディスクアレイ装置13を制御する。
【0020】
ディスクアレイ装置13は2台のディスク(HDD1、HDD2)によるRAID1(ミラーリング)構成をなし、いずれかのディスクに故障が発生するとホットスワップ、つまり、故障が発生したディスクの入れ替えを行うことができる。
【0021】
図2は本発明に基づくデータ退避方法の説明図であり、コピー元のディスク131の記憶領域がパーティション(分割記憶領域)P1、P2、・・に分割されて使用されている場合、本発明では、コピー先ディスク132のメモリ容量<コピー元のディスク131のメモリ容量であっても「コピー元のディスク131のパーティションのうち使用されているパーティション(例えば、P1、P2)の容量の和(P1+P2)≦コピー先のディスク132のメモリ容量」ならば、ホットスワップが行われた場合、それら部分記憶領域(P1、P2)の内容をコピー先ディスク132にコピーする。
【0022】
なお、パーティションはディスク(ハードディスク)内の分割領域であり、一台のディスクを複数の領域に区切ってあたかも複数台のディスクがあるかのように利用できる。ディスクのパーティションは、ディスク装置のインストール時に、通常、OS(オペレーティングシステム)のコマンド「Fdisk」により設定できる。また、ディスク容量はディスクの所定のセクタに記憶されている。
【0023】
なお、図5(a)に示すようにRAIDシステムで使用中のスレーブHDD(ハードディスク)2に故障が生じた場合は、故障したスレーブHDD2を通電のまま新たなスレーブHDD2’と交換(ホットスワッピング)するが、この際、図5(b)に示すようにスレーブHDD2’の容量がマスターHDD1のファイルの使用領域の容量より大きければ図5(c)に示すようにマスターHDD1の使用領域の内容をスレーブHDD2’にコピーすることができるが、図5(d)に示すようにマスターHDD1のファイルの使用領域が拡大してスレーブHDD2’のメモリ容量より大きくなるとマスターHDD1の使用領域の内容をスレーブHDD2’にコピーすることができず、RAID1は破綻することとなる。つまり、使用しているファイル容量で判断すると、ファイルは増加するのでRAID1動作(データの二重化:ミラーリング)が破綻するが、本発明のように「使用しているパーティションサイズで判断する」ように構成することによりRAID1動作の破綻を回避することができる。
【0024】
図3は、本発明に基づく、ホットスワップ時のディスク間のデータ退避動作の一実施例を示すフローチャートであり、以下、図1、2に基いて説明する。
【0025】
RAID1システムで、ホットスワッピングにより故障ディスクが交換されるとRAID制御ユニット12はマスターディスク(コピー元ディスク131)と交換されたディスク(コピー先ディスク132:この例ではスレーブディスク)の所定のセクタにアクセスし、記憶されているディスク容量情報を元に容量の大小を比較する。マスターディスクの容量≦スレーブディスクの容量の場合はステップS6に進み、マスターディスクの容量>スレーブディスクの容量の場合はステップS2に進む(ステップS1)。
【0026】
マスターディスクの容量>スレーブディスクの容量の場合は、RAID制御ユニット12はパーティションの有無を調べ、パーティションがない場合は処理を終了し(つまり、コピー動作を行なわず)、パーティションがある場合はステップS3に進む(ステップS2)。
【0027】
マスターディスクにパーティションがある場合は、RAID制御ユニット12は使用されているパーティション(図2の例ではP1、P2)の総容量(P1+P2)とスレーブディスクの容量を取得し(ステップS3)、使用されているパーティションの総容量とスレーブディスクの容量を比較し、比較結果が、使用されているパーティションの総容量>スレーブディスクの容量の場合は処理を終了し(つまり、コピー動作を行なわず)、使用されているパーティションの総容量≦スレーブディスクの容量の場合はステップS5に進む(ステップS4)。
【0028】
使用されているパーティションの総容量≦スレーブディスクの容量の場合は、RAID制御ユニット12は使用されているパーティションの内容全部(図2の例ではP1、P2)をスレーブディスクにコピーし、コピー後は動作を終了する(ステップS5)。
【0029】
マスターディスクの容量≦スレーブディスクの容量の場合はマスターディスク全体をスレーブディスクにコピーし、コピー後は動作を終了する(ステップS6)。
【0030】
上記構成により、RAID1システムにおいて、故障ディスクを取りかえる際、代替ディスクの容量が小さい場合でもリビルド(再構築)が可能となる。
【0031】
なお、上記図3のフローチャートの説明ではRAID制御ユニット12がデータ退避制御を行うものとして説明したが、ホストコンピュータ12側でデータ退避制御を行うようにしてもよい。
【0032】
また、図3のフローチャートではホットスワップにより交換されたディスクについて説明したが、本発明のデータ退避方法は電源遮断状態で交換されたディスクの場合についても適用できる。例えば、ディスクアレイが3台のディスクで構成される場合、内1台のディスクが故障した場合、残りの2台で使用されているパーティションの各記憶容量の総和は等しいはずであるから、図3のステップS3でいずれか1台のディスクをコピー元ディスクとしてそのディスクのパーティションの各記憶容量を取得し、ステップS4で代替ディスクの容量と比較すればよい。
【0033】
また、上記説明では2台のディスクを使用するRAID1システムの例について説明したが2台に限定されず3台以上のディスクを用いる場合にも適用できる。また、RAID1に限定されず、RAID2〜RAID5についても適用できる。
【0034】
以上、本発明の一実施例について説明したが本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【0035】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明によれば、RAIDシステムにおいて、故障ディスクを取りかえる際、代替ディスクの容量が小さい場合でもリビルドを可能とし、RAID1レベルの機能を維持できる。
【0036】
また、RAIDシステムにおいて、新規に設置する代替ディスクの容量を気にすることなく、RAID機能をリビルドすることができる。
【0037】
また、故障時に、コピー元ディスク(マスターディスク)と容量が等しいか大きいディスクをコピー先ディスク(代替ディスク)としなくてもよいので、緊急時の対応が容易となる。また、代替ディスクとして、コピー元ディスクより容量が大きいコピー先ディスクを使わなくてもよいので故障発生時のコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】RAID1のディスクアレイ装置を備えたコンピュータシステムの構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明に基づくデータ退避方法の説明図である。
【図3】ホットスワップ時のディスク間のデータ退避動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図4】新たなコピー先ディスクの容量がコピー元ディスクの容量より小さい場合の説明図である。
【図5】ファイルコピーによりデータ回避を行う場合のRAID1破綻の説明図である。
【符号の説明】
11 ホストコンピュータ
12 RAID制御ユニット(RAID制御装置)
13 ディスクアレイ装置
131 コピー元ディスク(マスターディスク)
132 コピー先ディスク(スレーブディスク)
Claims (4)
- 同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、前記ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおけるディスク間のデータ退避方法であって、
前記複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、
前記ディスク制御手段は、
前記代替ディスクの記憶容量を検出してコピー元とするディスクの記憶容量と比較し、
比較結果が、代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているか否かを調べ、
パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出し、
前記使用されている各パーティションの記憶容量の和と前記代替ディスクの記憶容量とを比較し、
比較結果が、使用されている各パーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には該使用されている各パーティションの内容を前記代替ディスクにコピーするように前記ディスクアレイ装置を制御する、
ことを特徴とするディスク間のデータ退避方法。 - 同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ホストコンピュータに接続され前記ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおけるディスク間のデータ退避方法であって、
前記複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、
前記ホストコンピュータは、
前記代替ディスクの記憶容量を検出してコピー元とするディスクの記憶容量と比較し、
比較結果が、代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているか否かを調べ、
パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出し、
前記使用されている各パーティションの記憶容量の和と前記代替ディスクの記憶容量とを比較し、
比較結果が、使用されている各パーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には該使用されている各パーティションの内容を前記代替ディスクにコピーするように前記ディスクアレイ装置を制御する、
ことを特徴とするディスク間のデータ退避方法。 - 同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、前記ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおいて、
前記複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、
コンピュータに、
前記複数のディスクのうち交換された代替ディスクの記憶容量を検出させ、検出された代替ディスクの記憶容量と前記複数のディスクのうちコピー元とするディスクの記憶容量を比較させるステップ、
上記ステップでの比較結果が代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているかを調べさせるステップ、
パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出させるステップ、
前記使用されているパーティションの記憶容量の和と前記代替ディスクの記憶容量とを比較させるステップ、
上記ステップでの比較結果が、使用されているパーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には前記使用されている各パーティションの内容を前記代替ディスクにコピーするように前記ディスクアレイ装置を制御させるステップ、
を実行させるためのプログラム。 - 同一のデータが書き込まれる複数のディスクからなるディスクアレイ装置と、ホストコンピュータに接続され前記ディスクアレイ装置を制御するディスク制御手段と、を備えたディスクアレイシステムにおいて、
前記複数のディスクのうち、故障したディスクが代替ディスクと交換されたとき、
前記ホストコンピュータに、
前記複数のディスクのうち交換された代替ディスクの記憶容量を検出させ、検出された代替ディスクの記憶容量と前記複数のディスクのうちコピー元とするディスクの記憶容量を比較させるステップ、
上記ステップでの比較結果が代替ディスクの記憶容量<コピー元とするディスクの記憶容量の場合にはコピー元とするディスクにパーティションが設けられているかを調べさせるステップ、
パーティションが設けられている場合には該コピー元とするディスクに設けられているパーティションのうち使用されている各パーティションの記憶容量の和を算出させるステップ、
前記使用されているパーティションの記憶容量の和と前記代替ディスクの記憶容量とを比較させるステップ、
上記ステップでの比較結果が、使用されているパーティションの記憶容量の和≦代替ディスクの記憶容量の場合には前記使用されている各パーティションの内容を前記代替ディスクにコピーするように前記ディスクアレイ装置を制御させるステップ、
を実行させるためのプログラム。
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