JP4731975B2 - データベース管理方法、およびストレージシステム - Google Patents

データベース管理方法、およびストレージシステム Download PDF

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Description

本発明は、ログ転送によるディザスタリカバリ技術に関し、特に、ファイルより細かい粒度でログの読み込み・適用を行い、かつ、ログの読み込み・適用処理の中で、ログの再読み込み、あるいは、リモートコピーと連携した読み込みを行うディザスタリカバリ技術に適用して有効な技術に関する。
近年、ITはビジネスの基盤となっており、その重要性はますます高まっている。そのため、システムダウンが及ぼす影響は非常に大きく、例えば金融業の場合は、時間当たり数百万ドルの損失があると言われている。以上のような背景から、災害であってもビジネスを継続させることを目的にデータを遠隔地にバックアップするディザスタリカバリ(以下、DRと呼ぶ)が注目を集めている。
DRシステムで、サイト間の転送を実現する方式としては、リモートコピー機能を有する高機能ストレージを用いた方式が注目されている。リモートコピーを用いた方式の利点としては、サーバのリソースを消費することなくサイト間の転送を実現することが挙げられる。
テロや広域災害を受けて法規制の動向もあり、リモートコピーを用いるDRシステムでも、(1)災害時にもデータ欠損なく、副サイトでビジネスを再開できること、(2)広域災害に対応し、副サイトを数百km以上離れた遠隔地に配置した場合であっても正サイトのオンライン性能を維持すること、の課題を同時に解決することが求められている。
現状では、DRシステムは、金融業や大企業を中心に導入が進められている。しかし、今後は、リスク回避、格付け等の理由で、中小企業に対してもDRシステムの導入が求められると考えられる。中小企業に適用範囲を広げるためには、前述の2つの課題に加えて、DRシステムコストの削減が重要な課題となる。ここで、現在のDRシステムは、信頼性・セキュリティの観点から、専用線が用いられることが多い。広帯域幅の専用線の構築・維持は膨大な費用を要するため、DRシステムコストを削減するためには、回線コストの削減が必須となる。
以上の課題を解決する方式として、データベース処理システム(以下、DBMSと呼ぶ)のログファイルのみをリモートコピーで転送し、データベース(以下、DBと呼ぶ)ファイルは副サイトでログから回復するDR方式が注目されている。この方式では、DBファイルの転送が不要となるため、大幅な回線コストの削減が可能となる。近年は、ログを転送するDR方式においては、災害時の切り替えや計画的な切り替えの高速化、あるいは、運用容易性が求められている。
例えば、ログファイルをリモートコピーで転送し、副サイトでDBファイル(DBボリューム:以下、ボリュームをVOLと呼ぶ)を回復する方式としては、従来方式1(非特許文献1)、従来方式2(特許文献1)の2つの方式が知られている。
(従来方式1)
この従来方式1を図15に示す。図15は、従来方式1を適用したシステムの構成の一例を示す図である。図15において、101は正サイトのサーバ100内のDBMS、1400は副サイトのサーバ内のDBMS、120は正サイトのストレージ、130は副サイトのストレージ、128,138はログ用VOL、129,139はDB用VOL、1401,1411はアーカイブログ用VOL、1402はネットワークをそれぞれ示す。また、1403はリモートコピー、1404はサーバ間転送、1405はログ読み込み、1406はログ適用、1407はアーカイブをそれぞれ示す処理ルートである。
一般に、DBへの更新差分であるログが記録されるログファイル(ログ用VOL)は、複数のログファイルを世代管理する運用がとられ、容量超過などのイベント契機で切り替えながらログを追記していく。このとき、ログファイルは繰り返し上書きされていくため、切り替え元のログファイルの内容を保存しておくことを目的に、アーカイブログファイル(アーカイブログ用VOL)を作成する。
図15の方式は、ログをリモートコピーで転送すると共に、アーカイブログをサーバ間で転送する。副サイトの計算機では、スタンバイDBMSがアーカイブログを受信し、受信したアーカイブログを適用することでDB(DB用VOL)を回復する。
(従来方式2)
この従来方式2を図16に示す。図16は、従来方式2を適用したシステムの構成の一例を示す図である。図16において、1600はアーカイブを示す処理ルートであり、図15と同一のものには同一の符号を付している。
図16の方式では、ログのみをリモートコピーで転送する。副サイトでは、正サイトのアーカイブログファイル生成を監視しておき、アーカイブログファイル生成を検出すると、副サイトでも独立してアーカイブログファイルを生成する。アーカイブログファイルを生成したら、そのファイルを適用することで、DBを更新する。
米国特許第5640561号明細書 SANRISE Solution Suite with Oracle(http://www.hitachi.co.jp/Prod/comp/storage/diskarray/tech/whitepaper/pdf/tech_disaster.pdf)
ところで、前記のような従来方式では、正サイトで書き込み中の最新のログファイルではなく、1世代以上前のログをファイル単位で適用している。これは、リモートコピーで書き込み中のVOLをそのまま読むと、読み込んだ内容の整合性が保障されないためである。これらの方式には、以下のような課題が考えられる。
(課題1:迅速なFO(failover:サイト間切り替え)が困難)
一般に、運用を容易化する観点から、頻繁にログファイルのアーカイブを行う運用は好まれず、ログファイルのサイズは拡大する傾向がある。そのため、ファイル単位で回復を行う方式は、災害/計画FO時にも、サイズの大きいファイルの先頭からログ適用を開始しなければならず、FO完了までに多くの処理時間を要し、迅速なサービス再開が行えない。
(課題2:正サイトのオンライン性能維持とDB整合性保証の両立)
FO時間を高速化するためには、ログファイル単位ではなく、正サイトが使用中のログファイルを読み込み対象として、ファイルより細かい粒度でログの読み込み・適用を実施すればよい。ここで、DBを正しく回復するには、ログが正しく読まれている事が保証されていなければならない。しかし、リモートコピーで書き込みが行われている最中に、そのログファイルを読むと、不正にログを読み込んでしまう場合がある。以下に、ログファイルの構造を説明した後、不正にログを読み込む場合について説明する。
最初に、ログファイルの構造と読み込み/書き込み方式について説明する。ここで、行への更新差分情報そのものはログレコードと呼ぶものとする。正サイトのDBMSでは、更新を行う時には必ずログレコードを生成する。しかし、ログレコードを生成する度に、ストレージに出力するとオンライン性能への影響が大きいため、内部でバッファリングしておき、複数のレコードからなるログブロック単位で出力を行う。ログブロックには、ヘッダとトレイラが付加されており、両者とも正常に書かれていることにより、ブロックの整合性が保障できる。そのためには、副サイトでログを読み込む場合も、ブロック単位で読み込み、そのヘッダとトレイラにより整合性を検証することができる。
しかし、広域災害を考慮したDRシステムに適用する場合には、上記の処理だけでは整合性が検証できないケースが生じる。サイト間が長距離で転送遅延が大きい場合には、転送遅延の影響を最小限にするために、ブロックのサイズは大きく、転送回数を少なくすることが望ましい。しかし、このブロックサイズがストレージのキャッシュ管理単位(読み込み単位)より大きくなると、ログブロックの整合性検証が正しく行えないケースが生じる。このような不正な整合性検証は、ログ適用が正サイトのオンライン処理に完全に追いついており、正サイトでまさに書き込みを行っている領域を、副サイトのログ適用機能が読もうとしている場合に生じる。
図17に例を示す。図17は、ログ読み込みが正常に行えない場合の一例を説明する図である。図17において、1500はログブロック、1501は書き込み(1)領域、1502は読み込み(1)領域、1503は書き込み(2)領域、1504は読み込み(2)領域、1505はログ適用部に読み込まれたログブロックをそれぞれ示す。
正サイトのDBMSはログブロック全体を書き込むが、OS層で複数のIOに分割される場合がある。図17では2個のIOに分割されており、それぞれがリモートコピーで転送される。副サイトでは、ログ適用機能を持つログ適用部が正サイトのIOとは独立に読み込み処理を行う。このとき、ストレージ内ではキャッシュ管理単位でデータ管理を行っており、読み込みもこのキャッシュ管理単位で行われる。
図17では、正サイトのDBMSの1回の書き込みがOS層で2回の書き込みに分割されており、1回目の書き込みだけが完了している時に、ログ適用の1度目の読み込みが行われている(t→t+2)。続いて、2回目の書き込みが終わり、ブロック全体の書き込みが完了した後、ログ適用部が2回目の読み込みを行っている(t+3→t+4)。その結果、ログ適用部が読み込んだログブロック1505は図17のように、中抜けの状態となる。この場合、先頭/後尾(ヘッダ/トレイラ)は正しく読み込まれているため、ログブロックは正しいと判断され、ログ適用が行われる。その結果、副サイトのDBが破壊されてしまう。
以上のように、回線コスト削減のためにログをリモートコピーで転送し、DBはログ適用で回復するDR方式においては、(1)ログファイル単位で読み込み・適用を行う場合には迅速なFOが行えない、(2)迅速なFOを行うために、ファイルより細かい粒度で適用を行うと、不正なログを読み込み適用してしまうことでDBを破壊してしまうことがある、という問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、ファイルより細かい粒度でログの読み込み・適用を行うことでFOの高速化を実現し、かつ、ログの読み込み・適用処理の中で、ログの再読み込み、あるいは、リモートコピーと連携した読み込みを行うことで、正サイトのログ書き込み単位が大きい場合でも正しくログ読み込みを行うことができるDR技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明は、FOの高速化のために、ファイルより細かい粒度でログの読み込み・適用を行い、かつ、正サイトのログ書き込み単位が大きい場合でも正しくログ読み込みを行うために、ログの読み込み・適用処理の中で、ログの再読み込み、あるいは、リモートコピーと連携した読み込みを行うものである。すなわち、本発明において、正サイトのDBMSのデータを遠隔地に配置された副サイトにコピーするDR方法およびDRシステム、第1のストレージ(正ストレージ)に加えられた更新を遠隔地に配置された第2のストレージ(副ストレージ)に反映するリモートコピー方法およびストレージシステムにおいては、以下のような特徴を有するものである。
(1)正サイトでは正ストレージのリモートコピーでログを転送し、副サイトでは転送されるログを適用して副ストレージのDBを回復するログ適用処理において、正サイトで複数のログレコードからなるログブロック単位で書き込みを行い、副サイトでログ適用を行う際には、以下の処理を行う。副ストレージからログブロックを読み込み、整合性を検証する。ログブロックの読み込み時に、読み込み処理とリモートコピーによる書き込み処理とが競合していないかを判定する。判定により、競合がないと判定されたログブロックのみをDBに適用する。
(2)ログの再読み込みを行う方式において、副サイトでログ適用を行う際には、副ストレージからログブロックを読み込み、整合性を検証する。読み込んだログブロックの内、最後の1つを除いたログブロックについては読み込み処理とリモートコピーによる書き込み処理とが競合していないと判定する。最後のログブロックを除いたログブロックについては再読み込みを行った上で適用する。これにより、読み込みが正しく行えたかを確認しながらログ適用を行い、正サイトから読み込むべきログを指定するための通信や処理を行うことなく、副サイトで独立してログ適用してDBを回復することができる。
(3)リモートコピーと連携した読み込みを行う方式において、副サイトでログ適用を行う際には、第2のコピーを中断する。第2のボリュームからログブロックを読み込む。読み込んだログブロックを適用する。読み込めるログがなくなった場合にはログ適用処理を中断した後に第2のコピーを再開する。これにより、ログ読み込み時には第2のコピーを中断状態とすることで、ログ読み込みとリモートコピーによる書き込みが競合することを回避し、正サイトから読み込むべきログを指定するための通信や処理を行うことなく、副サイトで独立してログ適用してDBを回復することができる。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
(1)ログを同期転送する場合には欠損がないことが保証可能である。また、リモートコピー利用により、サーバリソースを消費することなく転送が可能なので、正サイトのオンライン性能への影響が小さい。
(2)更新量の多いDBファイルの転送が不要なため、狭帯域幅回線でも実現でき、回線コストの削減が可能となる。
(3)ファイルより細かい単位で適用を行うため、切り替え時にも迅速にサービスを再開することが可能となる。
(4)正サイトのオンライン性能維持のため、ログのIO単位が大きい場合であっても、再読み込み処理/リモートコピー連携処理により、不正読み込みによるDB破壊を防止することが可能となる。従って、広域災害を考慮して副サイトが数百km以上離れた構成にも対応可能となる。
(5)正サイトに、ログの読み込み位置を決定するための処理、あるいは、通信を新たに加えることなく、副サイトのログ適用部だけで独立してログ適用処理を行い、DBを回復することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1におけるDRシステムを、図1〜図6を用いて説明する。
まず、図1により、本実施の形態におけるDRシステムの構成の一例を説明する。図1はDRシステムの構成の一例を示す図である。
本実施の形態のDRシステムは、ログの再読み込みを行う方式を適用し、正サイトと、副サイトから構成される。正サイトは、DBMSが稼動する計算機からなるサーバ100と、DBMSのログファイルとDBファイルが保存されるストレージ120から構成される。副サイトは、ログ適用処理を行う副DBMS、あるいは、ログ適用に特化された機能(ログ適用機能)が稼動する計算機からなるサーバ110と、ストレージ130から構成される。正サイトのストレージ120と副サイトのストレージ130とは、ネットワーク150を通じて接続されている。
正サイトにおいて、サーバ100では、DBMS101が稼働し、このDBMS101には、DBバッファ102、ログバッファ103、DBアクセス制御部104、ログ管理部105が設けられている。正サイトのストレージ120には、ストレージ制御処理部121、キャッシュ126、ディスクアクセス制御部127、ログ用VOL(Log)128、DB用VOL(DB)129が設けられている。ストレージ制御処理部121には、コマンド処理部122、コピー処理制御部123、リモートコピー処理部124が設けられている。
副サイトにおいて、サーバ110では、ログ適用部111が動作し、このログ適用部111には、DBバッファ112、ログバッファ113、ログ適用制御部114、ログ読み込み整合性検証部115、適用部116が設けられている。副サイトのストレージ130には、ストレージ制御処理部131、キャッシュ136、ディスクアクセス制御部137、ログ用VOL(Log)138、DB用VOL(DB)139が設けられている。ストレージ制御処理部131には、コマンド処理部132、コピー処理制御部133、リモートコピー処理部134が設けられている。
正サイトのサーバ100では、DBMS101が稼働する。DBMS101はUAP(ユーザアプリケーション)からの指示に従い、ストレージ120内のDB用VOL129に格納されるデータを参照、あるいは、更新する。DBMS101は、DB用VOL129に対して更新を行う場合には、まず、更新差分をログとして、ストレージ120内のログ用VOL128へ格納する。なお、DBMS101は、ログ管理部105とDBアクセス制御部104を有し、それぞれがDBバッファ102、ログバッファ103を介してストレージ120内のデータをアクセスする。
正サイトのストレージ120は、リモートコピー機能を有する。同様に、副サイトのストレージ130も、リモートコピー機能を有し、()内に併記して説明する。サーバ100(110)からのIO要求があった場合、コマンド処理部122(132)が要求を受け付ける。要求が書き込み要求であった場合は、キャッシュ126(136)上にデータがあれば、キャッシュ126(136)上でデータを更新する。キャッシュ126(136)にない場合は、ディスクアクセス制御部127(137)に該当データを依頼し、VOLを構成するディスクからキャッシュ126(136)にコピーしてから書き込みを行う。また、書き込んだデータは、ディスクアクセス制御部127(137)により非同期でディスクへ書き戻される。
ここでは、リモートコピーの対象となっているVOLへの書き込みが行われた場合は、キャッシュ126(136)への書き込みに続いて、リモートコピー処理部124(134)が副サイトのストレージ120の対応する領域(キャッシュ136)にも書き込みを行うものとする。また、コピー処理制御部123(133)へ指示を行うことで、コピーの開始/停止(切断)/中断といったリモートコピーの状態制御が可能であるものとする。なお、本実施の形態では、正/副サイトのストレージ120(130)のログ用VOL128(138)がリモートコピーの対象になっているものとする。
副サイトのサーバ110では、ログ適用部111が動作する。ログ適用部111は、リモートコピーで転送されるログ用VOL138を読み込み、DB用VOL139に含まれるデータを更新する。ログ読み込み整合性検証部115は、ログ用VOL138からログを読み込み、読み込んだログの整合性を検証する。ログ適用部111は、読み込んだログを適用し、DB用VOL139上のデータを更新する。ログ適用制御部114は、ログ読み込み整合性検証部115、適用部116を制御することでDBを回復する。なお、ログ適用部111も、DBMS101と同様に、DBバッファ112、ログバッファ113を介してVOL上のデータをアクセスする。
本実施の形態のDRシステムにおいて、ログ適用を行うために副DBMSではなく、ログ適用機能を利用する場合は、切り替え後にサービスを継続する副DBMSは、この副サイトのサーバで動作してもよいし、別のサーバで動作してもよい。以下では、ログ適用機能を用いる場合について説明する。正サイトのストレージ120と副サイトのストレージ130は、ストレージ間ネットワーク150で結合されており、ログファイルのみがリモートコピーで転送される設定になっている。
副サイトのログ適用機能は、図2に示すような、リモートコピーにより転送が行われるログ用VOL200上に存在するログファイル201を直接読んで適用する。図2は、ログファイルの構造の一例を示す図である。
このログファイル201は、ログレコード203を束ねたブロック単位で読み書きされる。すなわち、正サイトのDBMSは、ブロック単位でログファイルに書き込みを行い、一方、ログ適用機能はブロック単位で読み込みを行う。このログブロック202には、先頭にヘッダ204、後尾にトレイラ205が付加されており、それぞれに含まれるマジックワードにより、ブロック全体の整合性検証が行える。
ただし、前述のように、ログブロック202のサイズが大きく、かつ、ログ適用が正サイトのログ書き出しに追いついている場合、リモートコピーによる書き込みとログ適用機能の読み込みが競合する場合には、このヘッダ/トレイラによる整合性検証だけでは整合性が保証できないので、図3に示すようなスケジュールで読み込み・適用を行う。図3は、ログブロックの読み込み・適用スケジュールの一例を示す図である。
すなわち、あるログブロック(block(i))の読み込み・適用を行う際(300)には、そのブロック(block(i))に対して読み込みと書き込みが競合しないことを保証するために、次のログロック(block(i+1))が読めるかどうかを最初に確認する(301)。次のブロック(block(i+1))が読み込める場合には、先のログブロック(block(i))を再読み込みした上で、適用を行う(302)。ログはシーケンシャルに追記されるため、ログブロック(block(i+1))が書かれていれば、ログブロック(block(i))の書き込みは正常に完了していることが判断でき、ログブロックの整合性を保証することが可能となる。
次に、図4〜図6により、本実施の形態のDRシステムにおいて、ログ読み込み・適用処理のフローの一例を説明する。それぞれ、図4は平常時、図5は切り替え時、図6は平常時(SZ(サイズ)判定有り)のフローの一例を示す図である。
なお、本実施の形態においては、ブロックを1個ごとに読んでいるが、1度に複数のブロックを読み込んでもよい。複数のブロックを読み込んだ場合は、最後のブロック以前のブロックを適用対象とし、再読み込みを行った上で、適用を行う。
図4において、ログ読み込み・適用処理(平常時)では、最初に、ログの読み込み位置を決定する(S401)。ここで、DBMSは、チェックポイント等のタイミングで、適用が完了しているログの通番(LSN)やその時に使用しているログファイルやDBファイルなどの内部情報をDBMS状態ファイルに出力する。
ログの読み込み位置決定では、DBMS状態ファイルからLSNや使用しているログファイルを読み込み、最初に読み込むべきブロックを決定する(S402)。ここでは、ポインタ(ptr)が指すブロックから読み込みを開始する。
読み込み位置を決定したら、以降は、管理者やアプリケーションからのFO/停止指示があるか否かを判定し(S403)、FO/停止指示がある場合(Y)は停止/FO処理に移行し、FO/停止指示がない場合(N)には、FO/停止指示があるまで、ログ読み込み・適用処理を繰り返す。
初めに、ptrが指すブロック(以降、ブロック(ptr)とする)を読み込み(S404)、続いて、ヘッダとトレイラによりブロック(ptr)の整合性検証を行う。ここでは、ブロック(ptr)は整合性があるか否かを判定し(S405)、整合性がない場合(N)はS1へ戻り、整合性がある場合(Y)、すなわち正しく読み込めた場合にはS2へ移行する。
そして、再び、FO/停止指示があるか否かを判定し(S406)、FO/停止指示がある場合(Y)は停止/FO処理に移行し、FO/停止指示がない場合(N)には、次のブロック(ptr+1)の読み込みと整合性検証を行う。まず、次のブロック(ptr+1)を読み込み(S407)、続いて、ブロック(ptr+1)は整合性があるか否かを判定し(S408)、整合性がない場合(N)はS2へ戻り、整合性がある場合(Y)、すなわち整合性が検証されたら、ブロック(ptr)の再読み込みを行った上で適用を行い(S409,S410)、ptrを1つ進めて(S411)、S2へ戻る。
以降、ptr+1が指すブロックの読み込み・検証を行い、問題がなければ、ptrが指すブロックの再読み込み・適用を実施する。
図5において、管理者から、FO/停止指示を受けた場合の処理を説明する。
このログ読み込み・適用処理(切り替え時)では、最初に、停止指示かFO指示かを判定し(S501)、停止指示であった場合(停止)は、ログ適用の進捗情報としてptr情報をDB状態ファイルに書き出して処理を終了する(S502)。一方、FO指示であった場合(FO)には、最初にリモートコピーの状態制御を行う(S503)。例えば、災害時のFOであれば、リモートコピーを切断状態とし、以降に正サイトからの書き込みが行われる事を抑止する。一方、計画的なFOであれば、コピーの向きを逆向きに設定する。
次に、ブロック(ptr)の読み込みと整合性検証を行い、以降は終端と判定されるまでログの読み込み、適用処理を繰り返す。すなわち、ブロック(ptf)の読み込みを行った上で適用を行い(S504,S505)、終端か否かを判定する(S506)。なお、ここではリモートコピーの状態制御実施後であり、リモートコピーと読み込みが競合することがないため、ログの再読み込み処理は不要となる。
そして、終端でない場合(N)はptrを1つ進めて(S507)、S3へ戻り、終端と判定された場合(Y)、すなわち読み込むべきブロックがなくなったら、未決着トランザクションのキャンセル処理(undo処理)を実施する(S508)。ここで、ログ適用処理内で決着トランザクションだけを適用するような場合は、キャンセル処理は不要となる。続いて、状態ファイルにDBファイルが整合性のとれた状態になっていることを書き出し(S509)、副DBMSを起動して(S510)、処理を終了する。
図6において、平常時にSZ判定有りの場合の処理を説明する。ブロックがキャッシュ管理サイズより小さく、かつ、一括して書かれる場合は、中抜け状態で読まれることはない。したがって、本処理では、ブロックのサイズがキャッシュ管理サイズより大きい場合にのみ、再読み込みを行う。このログ読み込み・適用処理(平常時、SZ判定有り)では、前記図4の処理にSZ判定処理を追加した例であり、ここでは追加部分を主に説明する。
最初に、前記図4と同様に、ログの読み込み位置の決定処理(S601)、ブロック(ptr)のログ読み込み位置決定(S602)、FO/停止指示があるか否かの判定(S603)、ブロック(ptr)の読み込み(S604)、ブロック(ptr)は整合性があるか否かの判定(S605)、を行った後、整合性がある場合(Y)には、ブロック(ptr)のサイズがキャッシュ管理サイズSZより大きいか否かを判定する(S606)。ブロック(ptr)のサイズがSZより大きい場合(Y)はS2へ移行し、大きくない場合(N)には、ブロック(ptr)の適用を行い(S607)、ptrを1つ進めて(S608)、S1へ戻る。
S2へ移行したら、前記図4と同様に、FO/停止指示があるか否かの判定(S609)、ブロック(ptr+1)の読み込み(S610)、ブロック(ptr+1)は整合性があるか否かの判定(S611)、ブロック(ptr)の再読み込みと適用(S612,S613)、を行った後、次のブロック(ptr+1)のサイズがキャッシュ管理サイズSZより大きいか否かを判定する(S614)。ブロック(ptr+1)のサイズがSZより大きい場合(Y)はptrを1つ進めて(S615)、S2へ戻り、大きくない場合(N)には、ブロック(ptr+1)の適用を行い(S616)、ptrを2つ進めて(S617)、S1へ戻る。
以上説明したように、本実施の形態のDRシステムによれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ログの再読み込みを行う方式を適用し、ログを同期転送する場合には、欠損がないことを保証することが可能となる。また、リモートコピー利用により、サーバリソースを消費することなく転送を行うことができるので、正サイトのオンライン性能への影響を小さくすることが可能となる。
(2)ログの再読み込みを行う方式を適用することで、更新量の多いDBファイルの転送が不要なため、狭帯域幅回線でも実現することができるので、回線コストの削減が可能となる。
(3)ファイルより細かいブロック単位で適用を行うため、切り替え時にも迅速にサービスを再開することが可能となる。
(4)正サイトに、ログの読み込み位置を決定するための処理、あるいは、通信を新たに加えることなく、副サイトのログ適用部だけで独立してログ適用処理を行い、DBを回復することが可能となる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2におけるDRシステムを、図7〜図13を用いて説明する。
まず、図7により、本実施の形態におけるDRシステムの構成の一例を説明する。図7はDRシステムの構成の一例を示す図である。
本実施の形態のDRシステムは、リモートコピーと連携した読み込みを行う方式を適用する。例えば、不正な読み込みが行われるのは、read/writeが競合する場合である。そのため、本実施の形態のように、リモートコピーと連携した読み込みを行う方式では、ログ適用機能が読み込みを行う時には、リモートコピーによるwriteが生じないようにすることで、read/write競合を回避する。
本実施の形態のDRシステムは、前記実施の形態1に対して、正サイトのストレージ120にPull型コピー処理部125が追加され、副サイトのストレージ130にPull型コピー処理部135およびJNL VOL(JNL)140が追加されて構成される。
副サイトのストレージ130に、図8に示すようなJNL VOL140を配置する。図8は、JNL VOLと格納されるデータの構造の一例を示す図である。JNL VOL140には、データ800、シーケンスNO、反映先アドレスおよびサイズからなるメタデータ801、・・・、データ802、メタデータ803が格納され、ポインタ1(hptr)804がメタデータ801のシーケンスNOを指し、ポインタ2(tptr)805がメタデータ803のシーケンスNOを指す。
このJNL VOL140を副サイトのストレージ130に配置することで、正サイトのログ用VOL128の情報が副サイトのストレージ130のログ用VOL138に2段階のコピーで伝わるようにする。すなわち、1段目のコピーは、正サイトのログ用VOL128から、副サイトのJNL VOL140にコピーする。このとき、JNL VOL140には、データに通し番号やタイムスタンプなどの情報を付加した上で追記されていく。JNL VOL140からログ用VOL138へのコピー(Pull型コピー)は、非同期に行う。
また、本実施の形態においては、副サイトのストレージ130の制御プログラムが、このJNL VOL140からのコピーを制御(中断/再開)するインターフェースを有している。ログ適用機能は、ログを読み込もうとするときには、まず、Pull型コピーを停止状態とする。その結果、ログ用VOL138へのwriteを抑止することができるので、通常の手順で(再読み込みをすることなく)、ログの読み込み・適用を行うことができる。ブロックの読み込みに失敗した場合には、Pull型コピーを再開し、新たな情報をログ用VOL138に反映する。一定時間の経過後、あるいは、Pull型コピーのコピー量がある閾値を超えたら、再びPull型コピーを停止し、ログの読み込み・適用を再開する。
次に、図9〜図11により、本実施の形態のDRシステムにおいて、ログ読み込み・適用処理のフローの一例を説明する。それぞれ、図9は平常時(一定時間経過)、図10は平常時(更新量超過)、図11は切り替え時のフローの一例を示す図である。
図9の説明においては、前記実施の形態1の図4に示したログ読み込み・適用処理と異なる部分を主に説明する。
このログ読み込み・適用処理(平常時、一定時間経過)では、最初に、Pull型コピーを開始する(S901)。そして、再読み込みを行う場合と同様に、ログの読み込み位置の決定処理(S902)、ブロック(ptr)のログ読み込み位置決定(S903)、を行った後、Pull型コピーを中断して(S904)、S11へ移行する。Pull型コピーの中断後は、ログの読み込みに成功する限り(ヘッダ/トレイラ検証に成功する限り)、繰り返し適用を行う。
S11へ移行したら、FO/停止指示があるか否かの判定(S905)、ブロック(ptr)の読み込み(S906)、ブロック(ptr)は整合性があるか否かの判定(S907)、を行い、整合性がない場合(N)、すなわち、読み込みに失敗し、これまでに反映済みの部分を読み込み・適用済みとなった場合はPull型コピーを再開状態に変更する(S908)。続いて、一定時間の経過、あるいは、Pull型コピーの反映量が一定量を超過したら、再び、Pull型リモートコピーを中断状態とし、ログ読み込み・適用処理を実施する。
すなわち、Pull型コピーを再開後、時間Δtだけsleepして(S909)、S10へ戻り、整合性がある場合(Y)には、ブロック(ptr−1)は未適用か否かを判定する(S910)。この判定の結果、未適用でない場合(N)はptrを1つ進めて(S911)、S11へ戻り、未適用である場合(Y)には、ブロック(ptr−1)の適用を行い(S912)、ptrを1つ進めて(S913)、S11へ戻る。
図10において、ログ読み込み・適用処理(平常時、更新量超過)では、最初に、図9と同様の処理を行い(S1001〜S1007,S1013〜S1016)、S1007の判定の結果、ブロック(ptr)は整合性がない場合(N)には、時間Tを0にして(S1008)、S12へ移行する。S12へ移行したら、ストレージに更新量を問い合わせ(S1009)、更新量が予め定めた定数Pより多いか、あるいは、時間Tが一定時間T1を経過したか否かを判定する(S1010)。
この判定の結果、更新量が定数超過、あるいは、時間が一定時間経過した場合(Y)はPull型コピーを再開して(S1011)、S10へ戻り、それ以外の場合(N)には、時間T2だけsleepして(S1012)、S12へ戻る。なお、時間T2に関しては、ストレージへの問い合わせ回数が多くなり過ぎることを防ぐために、2回目以降の問い合わせは、T2(<T1)時間経過した後に行う。
図11において、管理者から、FO/停止指示を受けた場合の処理を説明する。
このログ読み込み・適用処理(切り替え時)では、最初に、停止指示かFO指示かを判定し(S1101)、停止指示であった場合(停止)は、ログ適用の進捗情報としてptr情報をDB状態ファイルに書き出して処理を終了する(S1102)。一方、FO指示であった場合(FO)には、災害FOであるならばリモートコピーの状態を切断状態とし、計画FOであるならば中断状態とする。すなわち、まずリモートコピーの状態制御(split時)を行う(S1103)。
続いて、ログ適用処理を行う。最初に、Pull型コピーを停止し(S1104)、ブロック(ptr))を読み込み(S1105)、整合性があるか否かを判定し(S1106)、整合性がある限りは適用処理を繰り返す。すなわち、ブロック(ptr−1)は未適用か否かを判定し(S1107)、未適用でない場合(N)はptrを1つ進めて(S1108)、S13へ戻り、未適用の場合(Y)には、ブロック(ptr−1)の適用を行い(S1109)、ptrを1つ進めて(S1110)、S13へ戻る。
一方、整合性がなかった場合(N)は、まずJNL VOLに反映すべきデータがあるか否かを判定する(S1111)。反映すべきデータが残っている場合(Y)には、Pull型コピーを再開状態にし(S1112)、Δtだけsleepして(S1113)、S12へ戻り、ログ適用処理を繰り返す。反映するデータがなくなった場合(N)には、終端までログ適用したことを確認する(S1114)。ここで、計画FOである場合には、逆向きのリモートコピーの設定を行う。
そして、リモートコピーの状態制御(takeover時)の実施後(S1115)、未決着なトランザクションのキャンセル処理を実施する(S1116)。なお、ログ適用処理で、決着トランザクションだけを適用している場合には、この処理は不要となる。全てのトランザクションが決着した状態になったら、DBMS状態ファイルに情報を書き出し(S1117)、続いて副DBMSを起動して(S1118)、処理を終了する。
なお、ここでは、ブロックを1個ごとに読み込んでいるが、1度に複数のブロックを読み込んでもよい。複数のブロックを読み込んだ場合は、最後のブロック以前のブロックを適用対象として適用を行う。
次に、図12,図13により、本実施の形態のDRシステムにおいて、副ストレージのコピー処理のフローの一例を説明する。それぞれ、図12はリモートコピー、図13はJNL VOLからの反映処理のフローの一例を示す図である。
図12において、副ストレージのコピー処理(リモートコピー)では、最初に、ポインタ1(hptr)、ポインタ2(tptr)を初期化し(S1201)、反映処理を開始して(S1202)、S1に移行する。そして、正ストレージから転送があるか否かを判定し(S1203)、転送がない場合(N)はS1へ戻り、転送がある場合(Y)には、追記可能か否かを判定する(S1204)。この判定の結果、不可能な場合(N)はエラー処理/警告処理を行い(S1205)、可能な場合には、メタデータとデータを登録し(S1206)、tptrを更新して(S1207)、S1へ戻る。
図13において、副ストレージのコピー処理(JNL VOLからの反映処理)では、最初に、S1を経て、中断指示があるか否かを判定し(S1301)、中断指示がない場合(N)はS2へ移行し、ある場合(Y)は続いて再開指示があるか否かを判定する(S1302)。この判定の結果、再開指示がない場合(N)はS1へ戻り、ある場合(Y)にはS2へ移行する。S2へ移行したら、JNL VOLからポインタ1(hptr)が指すデータを被更新VOLへ反映し(S1303)、hptrを更新して(S1304)、S1へ戻る。
以上説明したように、本実施の形態のDRシステムによれば、前記実施の形態1と同様の効果(1)〜(4)が得られると共に、リモートコピーと連携した読み込みを行う方式を適用することで、ログのIO単位が大きい場合であっても、再読み込み処理/リモートコピー連携処理により、不正読み込みによるDB破壊を防止することが可能となる。従って、広域災害を考慮して副サイトが数百km以上離れた構成にも対応することが可能となる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3におけるDRシステムを、図14を用いて説明する。
図14により、本実施の形態におけるDRシステムの構成の一例を説明する。図14はDRシステムの構成の一例を示す図である。
本実施の形態のDRシステムは、正サイトと、副サイトと、正サイトと副サイトの間を中継する中継サイトから構成される。正サイトのサーバ100およびストレージ120、副サイトのサーバ110およびストレージ130は、前記実施の形態1の図1、あるいは、前記実施の形態2の図7と同様である。中継サイトは、ストレージ1300から構成され、ストレージ制御処理部1301、ログ用VOL1302、JNL VOL1303が設けられている。
正サイトのストレージ120と中継サイトのストレージ1300との間、中継サイトのストレージ1300と副サイトのストレージ130との間は、ネットワーク1304を通じて接続されている。正サイトのストレージ120内のログ用VOL128から中継サイトのストレージ1300内のログ用VOL1302へは第1のコピーであるリモートコピー1305が行われ、副サイトのストレージ130内のログ用VOL138と中継サイトのストレージ1300内のJNL VOL1303との間では第2のコピーであるリモートコピー1306が行われる。
本実施の形態のDRシステムにおいても、前記実施の形態1,2と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明は、ログ転送によるDR技術に関し、特に、ファイルより細かい粒度でログの読み込み・適用を行い、かつ、ログの読み込み・適用処理の中で、ログの再読み込み、あるいは、リモートコピーと連携した読み込みを行うDR技術に適用して有効である。
本発明の実施の形態1におけるDRシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1において、ログファイルの構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1において、ログブロックの読み込み・適用スケジュールの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1において、ログ読み込み・適用処理(平常時)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1において、ログ読み込み・適用処理(切り替え時)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1において、ログ読み込み・適用処理(平常時、SZ判定有り)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態2におけるDRシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、JNL VOLと格納されるデータの構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、ログ読み込み・適用処理(平常時、一定時間経過)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、ログ読み込み・適用処理(平常時、更新量超過)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、ログ読み込み・適用処理(切り替え時)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、副ストレージのコピー処理(リモートコピー)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態2において、副ストレージのコピー処理(JNL VOLからの反映処理)のフローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態3におけるDRシステムの構成の一例を示す図である。 本発明に対して、従来方式1を適用したシステムの構成の一例を示す図である。 本発明に対して、従来方式2を適用したシステムの構成の一例を示す図である。 本発明に対して、従来方式1を適用したシステムにおいて、ログ読み込みが正常に行えない場合の一例を説明する図である。
符号の説明
100…サーバ、101…DBMS、102…DBバッファ、103…ログバッファ、104…DBアクセス制御部、105…ログ管理部、110…サーバ、111…ログ適用部、112…DBバッファ、113…ログバッファ、114…ログ適用制御部、115…ログ読み込み整合性検証部、116…適用部、120…ストレージ、121…ストレージ制御処理部、122…コマンド処理部、123…コピー処理制御部、124…リモートコピー処理部、125…Pull型コピー処理部、126…キャッシュ、127…ディスクアクセス制御部、128…ログ用VOL、129…DB用VOL、130…ストレージ、131…ストレージ制御処理部、132…コマンド処理部、133…コピー処理制御部、134…リモートコピー処理部、135…Pull型コピー処理部、136…キャッシュ、137…ディスクアクセス制御部、138…ログ用VOL、139…DB用VOL、140…JNL VOL、150…ネットワーク、200…ログ用VOL、201…ログファイル、202…ログブロック、203…ログレコード、204…ヘッダ、205…トレイラ、800…データ、801…メタデータ、802…データ、803…メタデータ、804…ポインタ1(hptr)、805…ポインタ2(tptr)、1300…ストレージ、1301…ストレージ制御処理部、1302…ログ用VOL、1303…JNL VOL、1304…ネットワーク、1305…リモートコピー、1306…リモートコピー、1400…DBMS、1401…アーカイブログ用VOL、1402…ネットワーク、1403…リモートコピー、1404…サーバ間転送、1405…ログ読み込み、1406…ログ適用、1407…アーカイブ、1411…アーカイブログ用VOL、1500…ログブロック、1501…書き込み(1)領域、1502…読み込み(1)領域、1503…書き込み(2)領域、1504…読み込み(2)領域、1505…ログ適用部に読み込まれたログブロック、1600…アーカイブ。

Claims (4)

  1. ネットワークを介して互いに接続される正サイトと副サイトとを有し、前記正サイトのストレージ装置である正ストレージは、前記正ストレージのデータベースを格納する第1のデータベース格納部と、前記正ストレージのデータベースの更新差分である第1のログ情報を格納し、前記第1のログ情報をログブロック単位で管理する第1のログ情報格納部と、を備え、前記副サイトのストレージ装置である副ストレージは、前記副ストレージのデータベースを格納する第2のデータベース格納部と、前記副ストレージのデータベースの更新差分である第2のログ情報を格納し、前記第2のログ情報をログブロック単位で管理する第2のログ情報格納部と、を備えるストレージシステムにおいて、前記正ストレージのデータベースのデータを前記副ストレージのデータベースに複製するデータベース管理方法であって、
    前記正ストレージから前記副ストレージにリモートコピーで前記第1のログ情報を転送し、前記リモートコピーで転送された前記第1のログ情報を前記第2のログ情報格納部に書き込むログ書き込みステップと、
    前記第2のログ情報格納部に前記書き込まれる前記第1のログ情報を前記ログブロック単位で読み込み、前記読み込んだ第1のログブロックを前記副ストレージのデータベースに適用するログ適用ステップと、を有し、
    前記ログ適用ステップにおいて、
    前記第2のログ情報格納部から前記第1のログ情報中の前記ログブロックである第1のログブロックの読み込みを行い、前記第1のログブロックの先頭の情報と後尾の情報の読み込みが完了したことの確認である第1の確認を行い、
    前記第2のログ情報格納部から、前記第1のログブロックに後続する前記第1のログ情報中の前記ログブロックである第2のログブロックの読み込みを行い、前記第2のログブロックの先頭の情報と後尾の情報の読み込みが完了したことの確認である第2の確認を行い、
    前記第1の確認と、前記第2の確認と、が完了したことを契機として、前記第1のログブロックを前記第2のログ情報格納部から再度読み込み、前記再度読み込んだ前記第1のログブロックを前記副ストレージのデータベースに適用する、
    ことを特徴とするデータベース管理方法。
  2. 請求項1記載のデータベース管理方法において、さらに、
    前記ログ適用ステップにおいて、
    管理者やアプリケーションからの切り替え指示を受けた場合には、前記リモートコピーの状態変更を行い、新たな書き込みが生じないようにし、
    前記リモートコピーの状態変更確認後は、前記副ストレージからログブロックを読み込み、整合性を検証し、前記読み込んだログブロックを再度読み込みすることなく適用し、
    未決着なトランザクションがある場合には、未決着トランザクションに関わる更新をキャンセルすることを特徴とするデータベース管理方法。
  3. ネットワークを介して互いに接続される正サイトと副サイトとを有し、前記正サイトのストレージ装置である正ストレージは、前記正ストレージのデータベースを格納する第1のデータベース格納部と、前記正ストレージのデータベースの更新差分である第1のログ情報を格納し、前記第1のログ情報をログブロック単位で管理する第1のログ情報格納部と、を備え、前記副サイトのストレージ装置である副ストレージは、前記副ストレージのデータベースを格納する第2のデータベース格納部と、前記副ストレージのデータベースの更新差分である第2のログ情報を格納し、前記第2のログ情報をログブロック単位で管理する第2のログ情報格納部と、を備え、前記正ストレージのデータベースのデータを前記副ストレージのデータベースに複製するストレージシステムであって、
    前記正ストレージから前記副ストレージにリモートコピーで前記第1のログ情報を転送し、前記リモートコピーで転送された前記第1のログ情報を前記第2のログ情報格納部に書き込むログ書き込み部と、
    前記第2のログ情報格納部に前記書き込まれる前記第1のログ情報を前記ログブロック単位で読み込み、前記読み込んだ第1のログブロックを前記副ストレージのデータベースに適用するログ適用部と、を有し、
    前記ログ適用部において、
    前記第2のログ情報格納部から前記第1のログ情報中の前記ログブロックである第1のログブロックの読み込みを行い、前記第1のログブロックの先頭の情報と後尾の情報の読み込みが完了したことの確認である第1の確認を行い、
    前記第2のログ情報格納部から、前記第1のログブロックに後続する前記第1のログ情報中の前記ログブロックである第2のログブロックの読み込みを行い、前記第2のログブロックの先頭の情報と後尾の情報の読み込みが完了したことの確認である第2の確認を行い、
    前記第1の確認と、前記第2の確認と、が完了したことを契機として、前記第1のログブロックを前記第2のログ情報格納部から再度読み込み、前記再度読み込んだ前記第1のログブロックを前記副ストレージのデータベースに適用する、
    ことを特徴とするストレージシステム。
  4. 請求項3記載のストレージシステムにおいて、さらに、
    前記ログ適用部において、
    管理者やアプリケーションからの切り替え指示を受けた場合には、前記リモートコピーの状態変更を行い、新たな書き込みが生じないようにし、
    前記リモートコピーの状態変更確認後は、前記副ストレージからログブロックを読み込み、整合性を検証し、前記読み込んだログブロックを再度読み込みすることなく適用し、
    未決着なトランザクションがある場合には、未決着トランザクションに関わる更新をキャンセルすることを特徴とするストレージシステム。
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