JP4952679B2 - ストレージ管理方法、ストレージ制御装置及びストレージシステム - Google Patents

Description

本明細書は、ストレージ制御装置およびこのストレージ制御装置によるストレージ管理方法ならびにこのストレージ制御装置を含むストレージシステムに関する。

近年、磁気ディスクなどのディスクアレイによるストレージ装置を用いた大容量のストレージシステムが広く利用されている。このようなストレージシステムの電源切断方法は通常ユーザが電源投入・切断用のPowerボタンを押す等の操作を行うことにより開始される。この電源切断時においては、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を例えばシステムディスクなどの所定の記憶領域に待避して電源OFFすることにより次回装置電源投入時に電源切断前と同じ状態を保つことができる。また、このようなストレージシステムにおいては、より信頼度の高い安定稼動のためにいわゆるメモリバックアップ機能は不可欠である。このために、通常バックアップバッテリが備えられており、例えば停電発生時など突然ストレージシステムへのＡＣ供給が切断された場合、バックアップを必要とするデータをその停電中保持するメモリに対し、上記バックアップバッテリより給電し続ける。これによりＡＣ供給が復旧した場合には保持しているメモリ情報を用いることにより、ＡＣ供給切断前と同じ状態を保つことができる。なお、ＡＣ供給とは、ストレージ装置外からの電源供給を意味する。

このようなホストとストレージシステムを連動して電源切断させる方法として、電源タップ制御を用いる方法がある。
図１１は、従来の電源オフの操作の一例を表す図であり、特に上記の規定の手順による電源オフ操作が行われる場合を表す。この規定の手順は下記（１）〜（４）のとおりである。なお、本図において参照番号１はストレージシステムを表す。

（１）まずホスト２に対してオフ（ＯＦＦ）指示がオペレータより与えられる。

（２）その指示に基づきホスト２は電源オフ（Power Off）を実行する。

（３）上記（２）のホスト２による電源オフによりコンセントを通したＡＣ消費が停止する。

（４）上記（３）のＡＣ消費が停止してから一定時間後に、ストレージ制御装置３およびストレージ装置４へのＡＣ供給を、電源タップ制御により、停止する。

この場合、管理情報等のテーブル域のデータはメモリにおいて、バッテリによりバックアップされる。

なお本発明に関連する公知技術としては、情報処理装置の停電時にメモリの内容を記憶媒体に短時間に退避させる技術〔特許文献１〕や、半導体ディスク装置において、更新のないブロックを予め不揮発性記憶装置に退避させることにより退避時間を短縮する技術〔特許文献２〕がある。

特開平１０−６３５８６号公報 特開平６−４２２８号公報

図１１を再び参照すると、本図に示す規定の手順を用いると、ストレージシステムに対する電源切断はユーザ指示による電源OFF、すなわち規定の手順に沿った電源オフでなく、ＡＣオフによる停電（擬似停電）となる場合がある。

このような擬似停電は、本来の停電とは明らかに異なり、本来の停電であれば例えば長くても数分といった停電であるのが普通であるが、上記のＡＣオフによる擬似停電は数日に及ぶことさえある。例えば、ユーザが週末に業務を停止するに際し、上記のＡＣオフを行ったとすると、上記のメモリバックアップは週明けまでの例えば数日間実行し続けなければならない。

しかし、そのような長期間に亘るメモリバックアップを保証しようとすると、大規模なバッテリ装置を用意しなければならないことから、ストレージシステムは大型化し、またそのためにコスト高になるという問題がある。

したがって本明細書により開示するストレージ管理方法は、実際の停電が発生したときはもちろん、上記の擬似停電状態になったとしても、従来のメモリバックアップ状態に入る可能性を大幅に低減させることを目的とし、これにより大規模なバッテリ装置を不要とすることを目的とする。

またそのような大規模なバッテリ装置を不要とするストレージ制御装置ならびにストレージシステムを提供することを目的とする。

本明細書で開示するストレージ管理方法は、バックアップすべきバックアップ情報に変更が生じたか否かを定期的に判定し、変更が生じたと判定する毎に、バックアップ処理によりそのバックアップ情報の更新を済ませておくようにする。

また本明細書で開示するストレージ制御装置は、上記の定期的な判定を行う手段と、上記の変更が生じたと判定されたときに、当該バックアップ情報についてバックアップ処理を即座に実行する手段と、を備える。

さらにまた本明細書で開示するストレージシステムは、前述のホストとストレージ装置を有すると共に、これらの間に介在する装置であって上記変更の有無についての定期的な判定を行う手段と、上記の変更ありと判定されたときに、当該バックアップ情報についてバックアップ処理を即座に実行する手段とを備えたストレージ制御装置を含んでなる。

例えばシステムディスクなどのバックアップメモリを、常に最新の更新されたバックアップ情報が保持された状態にしておくことができる。したがって、停電等が発生しても、内部でバックアップ情報を一時格納するキャッシュメモリなどに対する大容量のメモリバックアップは不要である。つまりバックアップバッテリとして大規模な装置は不要となる。

かくして上記の停電等の発生時であっても、通常の電源オフの場合と全く等価な工程で、ストレージシステムを休止させることができる。このことは、該ストレージシステムの復電の際には、通常のメモリバックアップ後の長時間を要する復旧ではなく、通常の電源オンの場合と同様の復旧（リストア動作）が可能となり、給電再開時におけるストレージシステムのシステム立上げ時間は、大幅に短縮されることにもなる。

図１は、本明細書で開示するストレージシステム１を図１１と同様の形式で表す図である。上記図１１と比較すると、下記の（３）および（５）が新たな動作となる。すなわち、下記の（１），（２），（４）および（６）は、図１１における（１），（２），（３）および（４）と同一動作である。

（１）まずホスト２に対してオフ（ＯＦＦ）指示がオペレータより与えられる。

（２）その指示に基づきホスト２は電源オフ（Power Off）を実行する。

（３）上記（２）でのホスト２の電源オフにより、Ｉ／Ｏ、すなわちホスト２からのコマンドが停止する。

（４）上記（２）のホスト２による電源オフにより、コンセントを通したＡＣ消費が停止する。

（５）上記（３）のＩ／Ｏ停止から一定時間後に、テーブル領域（図中のメモリ内）のデータを、システムディスク１１に、バックアップする。

（６）上記（４）のＡＣ消費が停止してから一定時間後に、ストレージ制御装置３およびストレージ装置４へのＡＣ供給を、電源タップ制御により停止する。

上記（１）〜（６）の中で特に注目すべき点は、上記（３）のホスト２からのＩ／Ｏ停止を契機に、上記（５）のバックアップ処理が実行されることである。以下さらに具体的に説明する。

図２は本明細書において開示するストレージ制御装置の一実施形態を示す図である。なお全図を通じて同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して示す。

図２に示す装置３は、ホスト２とストレージ装置４との間の情報のアクセスを制御し、かつ、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、例えばシステムディスク（ＳＤ）１１などの所定の記憶領域に格納するストレージ制御装置である。このストレージ制御装置３は、少なくとも、判定機能部１２とバックアップ処理機能部１３を有する。好ましくは、さらにフラグ領域１４を形成する。

ここに判定機能部１２は、バックアップ情報に変更があったか否かを所定の時間間隔で判定する。またバックアップ処理機能部１３は、判定機能部１２によりそのバックアップ情報に変更があると判定される都度、当該バックアップ情報のバックアップ処理を実行する。

また上述のとおり、好ましくはフラグ領域１４をさらに有する。このフラグ領域は、ホスト２からのコマンドの受信の有無を示す第１フラグＦ１と、ストレージ制御装置３内の制御に係る内部処理の実施の有無を示す第２フラグＦ２と、これら第１および第２フラグＦ１，Ｆ２に従ってバックアップ情報を有効／無効としたときにその有効／無効を示す第３フラグＦ３と、を含むようにする。

ここに、判定機能部１２がそのフラグ領域１４を参照し、第３フラグＦ３が上記の「有効」を示すときに、バックアップ処理機能部１３が上記のバックアップ処理を実行するようにする。

かくして本明細書に開示するストレージシステム１は、ホスト２と、このホスト２による情報のアクセスが行われるストレージ装置４と、これらホスト２とストレージ装置４との間に介在して、上記の構成を有するストレージ制御装置３とを含んで構成されるストレージシステムである。

次に上記の図２により説明したストレージシステム１において実行されるストレージ管理方法の一実施形態を説明する。

図３は本明細書で開示するストレージ管理方法の一実施形態を示す概略フローチャートである。まずこの方法は、ホスト２とストレージ装置４との間で、ストレージ制御装置３を介して、情報のアクセスを行うと共に、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、システムディスク１１などの所定の記憶領域に格納するバックアップ工程を含むストレージ管理方法である。

ステップＳ１１：装置３内の例えばキャッシュメモリなどに書き込まれたバックアップ情報に変更があったか否かを、所定の時間間隔で判定する。
ステップＳ１２：上記バックアップ情報に変更があると判定される都度、書込み済みのバックアップ情報について、上記のシステムディスク１１へのバックアップ処理を実行しておく。
ステップＳ１３：停電が発生した際に、上記のバックアップ情報に変更がないと判定されているときは、停電処理としてのメモリバックアップ状態を経由することなく即座に、通常の電源オフを実施する。

図３において、上記のバックアップ情報は、ストレージ装置４を制御するための管理データおよびユーザデータの少なくとも一方である。

また図３において判定工程Ｓ１１は、
（ｉ）ストレージ制御装置３がホスト２からのコマンドを受信したとき、
（ii）ストレージ制御装置３内の制御に係る内部処理が実施されたとき、
（iii）ホスト２、ストレージ装置４およびストレージ制御装置３のいずれかの構成が変更されたとき（構成変更）、
のいずれかの事象が発生したときに、上記書込み済みのバックアップ情報に変更があったものと判定する。

さらに図３のバックアップ処理工程Ｓ１２では、判定工程Ｓ１１において、ストレージ制御装置３がホスト２からのコマンドの受信の有無を示す第１フラグＦ１と、ストレージ制御装置３内の制御に係る内部処理の実施の有無を示す第２フラグＦ２と、これら第１および第２フラグＦ１，Ｆ２に従って書込み済みの上記バックアップ情報を有効／無効としたときこの有効／無効を示す第３フラグＦ３と、をそれぞれ設定するフラグ領域１４を参照し、この第３フラグＦ３が「有効」を示すときに、上記書込み済みのバックアップ情報について上記システムディスク１１へのバックアップ処理を実行する。
なお、そのバックアップ処理を実行するに際し、ストレージ制御装置３から、ストレージ装置４へのアクセスを一時中断すべき通知を発行する工程を有することが望ましい。

また上記のバックアップ処理を実行中に（Ｓ１２）、前述した、（ｉ）ストレージ制御装置３がホスト２からのコマンドを受信するか、（ii）ストレージ制御装置３内の制御に係る内部処理が実施されたか、（iii）ホスト２、ストレージ装置４およびストレージ制御装置３のいずれかの構成が変更されたか、のいずれかの事象が発生したときは、当該バックアップ処理の実行を中止するのが好ましい。

さらにまた図３のステップS１１において述べた上記「所定の時間間隔」は、バックアップ情報の変更の有無に拘わらず所定の一定時間間隔とするか、あるいは、
その「所定の時間間隔」は、バックアップ情報の変更が発生する都度、その発生時点から所定の一定時間経過毎とする。

上記図３のステップＳ１３での停電が解除されて復電する場合、その復電後の電源オン状態と同時に、前記ステップＳ１２にてバックアップ処理が実行されたバックアップ情報をシステムディスク１１から読み戻してリストア動作に入ることができる。

以下、本明細書で開示するストレージシステムの詳細例を説明する。

（Ａ）機能概要
ａ１）定期バックアップ
システム１の電源オフ（Power Off）時に装置が停電状態となった場合、上述のとおりバッテリによる通常のメモリバックアップに移行させないようにするために、以下の機能をサポートする。
・ホスト２からの「Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ」および「装置内部処理」が、一定時間例えば約２〜３分間停止したならば、前記キャッシュなどのメモリ上（テーブル域）のデータをシステムディスク１１にバックアップする。このバックアップ処理を「定期バックアップ」と称することとする。なお、上記の「Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ」とは、ＣＡがＣＭ（Basic）に通知する全コマンドを指す。ＣＡはChannel／Adapter，ＣＭはController Moduleをそれぞれ表す。また「装置内部処理」とは、ホストＩ／Ｏに関係なく装置内部で動作する次の処理を指す。既存のRAIDグループに新規ディスクを追加してRAIDグループの容量を拡張する処理(ＬＤＥ)，ディスクに対するフォーマット処理(ＱＦ)、暗号化変換、Copy、構成変更等である。ＬＤＥはLogic Device Extension，ＱＦはQuick Formatをそれぞれ表す。

・上記バックアップ完了後に停電が起きたときは、バッテリによるメモリバックアップに移行させない。
・上記停電後の復電は、Resume（再起動）ではなく、通常電源オン（Power On）として装置をReadyで立ち上げて、システムディスク１１からのリストアを実施する。

ａ２）定期バックアップの停止／再開
性能測定などを考慮すると、ＭＭＩ（Man Machine Interface）から定期バックアップ機能を停止／再開できるようにするのが望ましい。

（Ｂ）動作条件
上記定期バックアップは、以下の条件を満たす場合のみ動作する。
・一定時間、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏを受領していないこと。
・一定時間、装置内部処理が停止していること。
・装置がReady状態であること。
・Dirty Data（Pin Dataを含む）が存在しないこと。
・システムディスク１１が使用可能であること、すなわちミラーの両ディスクが閉塞していないこと。
・定期バックアップ機能が停止（ＭＭＩからの停止指示）状態でないことが望ましい。なお、２ＣＭ構成において片ＣＭが異常等により切り離されている場合は、定期バックアップを動作させる。

（Ｃ）制御方法
ｃ１）制御フラグ
以下の２つのフラグを基に定期バックアップ制御を行う。
・Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ，Ｃｏｐｙ Ｉ／Ｏの受領状況を表すフラグ（Ｉ／Ｏ受領Flag）＝上述のフラグＦ１設定：フラグを設定するのはＣＡ／Basic（Ｃｏｐｙ Ｉ／Ｏ）
なおＣｏｐｙ Ｉ／Ｏとは、装置内部処理のうちＣｏｐｙ処理に対するＩ／Ｏの意味である。
参照：そのフラグを参照するのはシステム制御
クリア：そのフラグをクリアするのはシステム制御
・装置内部処理の稼動状態を表すフラグ（内部処理Flag）＝上述のフラグＦ２
設定：Basic
参照：システム制御
クリア：システム制御
・バックアップデータの有効状態を表すフラグ（バックアップFlag）＝上述のフラグＦ３
設定：システム制御（バックアップ完了時）
参照：システム制御、カーネル
クリア：ＣＡ／Basic（Ｉ／Ｏ受領Flag／内部処理Flag Onのタイミング）、システム制御
ｃ２）処理フロー
ここで図４を参照して、上述した定期バックアップの概略処理フローを説明する。

ステップＳ２１:バックアップデータを無効化すると共に、Ｉ／Ｏ Flagと内部処理Flagをクリアする。
・例えば２〜３分の一定時間を空ける。
ステップＳ２２：Ｉ／Ｏ Flagをチェックし、Ｉ／Ｏありのときは、ステップＳ２１へ戻る。
ステップＳ２３：ステップＳ２２でＩ／Ｏなしのとき、内部処理Flagをチェックし、内部処理ありのときは、ステップＳ２１へ戻る。
ステップＳ２４：ステップＳ２３で内部処理なしのとき、バックアップデータが有効か否か判定し、有効であるとき、すなわち何も変化がないときは、ステップＳ２２へ戻る。
ステップＳ２５：ステップ２４で無効であると判定されたならば、バック処理を実行する。

（Ｄ）バックアップ状態の遷移
ここで図５を参照すると、バックアップ状態は、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ、装置内部処理、構成変更の各状態により、本図のように遷移する。
（Ｉ）は、「バックアップ未実施かバックアップデータ無効」の状態である。この状態において、一定時間、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏと装置内部処理が停止すると、次の状態に遷移する。

（II）は、「バックアップ処理開始」の状態である。この状態において、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏか、装置内部処理の稼動か、構成変更のいずれかが発生すると、元の状態（Ｉ）に戻る。
そうでなければ、バックアップは完了し次の状態に遷移する。

（III）は、「バックアップ処理の完了状態」である。この状態において、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏか、装置内部処理の稼動か、構成変更のいずれかが発生すると、再び上記の状態（Ｉ）に戻る。

図５においてさらに、
・バックアップ処理（II）中に、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ受領か内部処理稼動か構成変更のいずれが発生した場合には、直ちにバックアップ処理を中止し、バックアップデータを無効とする（図４のＳ２４の「無効」）。
・バックアップ処理完了（III）後に、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ受領か、内部処理稼動か構成変更のいずれかが発生した場合は、バックアップデータを無効をする（図４のＳ２４の「無効」）。

次に、さらに具体的な詳細例を、図６〜図１０を参照して説明するが、その前に、図６〜図１０のベースをなすファームウェア（ＦＷ）構成と、このファームウェアを形成するベースとなるハードウェア（ＨＷ）構成とについて簡単に触れておく。

図１２は、図１のストレージシステム１（ホスト２を除く）のハードウェア構成例を示す図であり、
図１３は図１２のハードウェアをベースにとして形成されるファームウェア構成例を示す図である。

まず図１２を参照すると、本図の上段にはＣＥ（Controller Enclosure）が配置され、下段にはＤＥ（Drive Enclosure）が配置される。ＣＥもＤＥも共に二重化冗長構成となっている。すなわちＣＥはＣＭ（Controller Module）０とＣＭ１とからなり、各ＦＣ（Fiber Channel）を通してホスト（ＨＯＳＴ）２とデータのやりとりをする。

ＣＭ０において（ＣＭ１も同じ）、全体制御を司るのはＣＰＵであり、このＣＰＵは本図中のメモリと連携する。このメモリには前述したキャッシュ（cache）などが含まれる。また前述したフラグ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）が形成されるフラッシュメモリなども含まれる。このメモリをバックアップするためのメバッテリは、ＢＢＵ（Battery Backup Unit）として示される。

なお、ストレージ装置４には、ＳＡＳ規格のインタフェースを有するディスクや、ＳＡＴＡ規格のインタフェースを有するディスクが含まれる。ただし、システムディスク（ＳＤ）１１（図１，２）の記載は省略する。本図中の記号の意味は、一部上記と重複するが下記のとおりである。

ＣＭ：Controller Module
ＰＳＵ：Power Supply Unit
ＢＢＵ：Battery Backup Unit
ＰＬＤ：Programmable Logic Device
ＥＸＰ：Expander Module
ＳＡＳ：Serial Attacked SCSI
ＳＡＴＡ：Serial Advanced Technology Attachment
次に図１３を参照すると、図１２のＣＭ０，ＣＭ１，ＣＰＵ、ＢＢＵなど、および図１，２のシステムディスク１１が、本図にも示されている。図１２におけるＣＥ内の左右に記憶したＣＭ０およびＣＭ１は、図１３では本図の上段と下段に、それぞれＣＭ＃０およびＣＭ＃１として示される。

この図１３において、後述する図６〜図１０の説明に特に関係するのは、「System 制御」（Sys．）、「構成管理」（Config．）。「Basic」およびＣＡ（Channel Adapter）である。

ＣＡ（Frontend）は、ホスト２とのインタフェースをなし、主としてホスト２からのデータやコマンドを受け付ける。この受け付けた情報をBasicにて管理してその情報をディスク（４）に書き込むまでの間上記キャッシュに保持させる。あるいはディスク（ＲＡＩＤ）４をこのBasicにて管理する。

Backendでは、実際に情報をディスク４にリード／ライトする制御を行う。このリード／ライト制御およびFrontendによるディスクの管理は、トランスポート・ファームウェア（“Transport Firmware”）を介して行われる。

また、上記の「System 制御」（Sys．）は、主として装置３（図１および２）内部の制御と管理を行い、上記の「構成管理」（Config．）は、ホスト２、装置３，４の構成情報（増設や撤去など）を管理する。

さてここで、上記の図６〜図１０を参照して、さらに具体的な詳細例を説明する。

図６は正常に定期バックアップが行われるケースについてのシーケンス図（その１）であり、
図７は同シーケンス図（その２）である。なお、図中左端の０１０，０２０，０３０・・・は、時系列的な段階を表す。

段階０１０：マスタ（Master）側のＣＡが、ホスト２よりＨｏｓｔ Ｉ／Ｏを受領する。このためにフラグＦ１をＯＮにする。これに同期してスレーブ（Slave）側でもフラグＦ１’をＯＮにする。

段階０２０：システム制御（Sys．）は、以降のＩ／Ｏ受領のチェックおよび内部処理の有無のチェックのために、対応するフラグＦ１およびＦ２をクリアする（ＯＦＦにする）。スレーブ側も同様である。

段階０３０：上記段階０１０と同様、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏを受領したのでフラグＦ１をＯＮにする。スレーブ側も同様である。

段階０４０：上記段階０２０と同様である。

段階０５０：段階０４０でのフラグのクリアの後、前述した一定時間の経過を持って、Sys．は再びＩ／Ｏチェックを行う（図４のＳ２２）。この場合、Ｉ／Ｏ受領がなかったので、フラグＦ１はＯＦＦのままである。すなわちＩ／Ｏは停止状態である。このとき、スレーブ側のSys．を介して、スレーブ側のフラグＦ１’もＯＦＦであることを確認しておく。

段階０６０：続いて内部処理の有無についてSys．はBasicに問い合わせて、チェックする（図４のＳ２３）。スレーブ側についても同様にスレーブ側Basicを介してチェックしておく。

段階０７０：上記段階０５０と０６０を経て、定期バックアップの実施が可能であるとSys．が判断する。そこでSys．は、Basicに対しサスペンド（Suspend）通知を行う。スレーブ側でもSys．がBasicに対しその通知を行う。これから定期バックアップを実行するから他の装置内での処理、例えばキャッシュメモリへのアクセスなどを一旦停止するように指示するためである。

段階０８０：ここにSys．は、キャッシュメモリのバックアップアップ情報をシステムディスク１１に書き込むための「バックアップ処理」を実行する。このバックアップ処理の完了により、バックアップフラグＦ３をＯＮにする。スレーブ側のフラグＦ３’もＯＮにする。このフラグＦ３（Ｆ３’）のＯＮは、システムディスク１１の内容が最新のバックアップ情報に更新されたことを表す。

仮にここで停電が発生した場合、Sys．はまずそのフラグＦ３をチェックし、Ｆ３＝ＯＮを確認すると、従前のメモリバックアップに移行することなく即座に、電源オフ状態に入ることができる。

段階０９０：上記段階０７０にてSys．により指示された上記のサスペンド（Suspend）を解除してもよいことを、Basicに対しレジューム（Resume）として通知する。その後、再び図４のステップＳ２２に戻って、同様の動作を繰り返す。

図８は定期バックアップの処理中にこの処理を中止するケースについてのシーケンス図（その１）であり、
図９は同シーケンス図（その２）である。このケースは、定期バックアップの処理中に、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏの受領（場合によっては、装置内部処理の稼動）が発生したような場合である。

段階１１０：前述した「一定時間」が経過すると、Sys．はＩ／Ｏチェックを行う（図４のＳ２２）。この場合、ＣＡにてＩ／Ｏ受領がないので、フラグＦ１はＯＦＦである。つまりＩ／Ｏは停止状態である。

段階１２０：Sys．は続いて内部処理の有無をチェックするが（図４のＳ２３）、この場合、「無し」であるので、BasicによりフラグＦ２をＯＦＦにする。つまり内部処理も停止状態である。

段階１３０：そこでSys．は定期バックアップを実施可能と判断し、Basicに対しサスペンド（Suspend）通知を行う（前述の段階０７０と同じ）。

段階１４０：上記のサスペンドを指示した後に、Sys．は「バックアップ処理」を開始し、キャッシュメモリのバックアップ情報をシステムディスク１１に書き込み始める。

段階１５０：ところがその書込み中に、ＣＡによるＨｏｓｔ Ｉ／Ｏの受領が発生したとする。ＣＡは即座にフラグＦ１をＯＮにする。そしてこのフラグＦ１のＯＮに連動してバックアップフラグＦ３はＯＮからＯＦＦに切り替わる。

段階１６０：Sys．はそのフラグＦ３のＯＮ→ＯＦＦを受けて、処理中のバックアップの中止指示を出す。このときスレーブ側のフラグＦ３もＯＦＦにする。ここにバックアップは中止状態となる。

段階１７０：さらにSys．は上記段階１３０のサスペンドを解除して、Basicに対してResumeの通知を行い、上記段階１５０で受領したままのＨｏｓｔ Ｉ／Ｏの処理を続行する。

図１０は定期バックアップ完了後に、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏの受領か、内部処理の稼動が発生したケースについてのシーケンス図である。

図７の段階０７０にて「バックアップ処理」を完了したものの、その直後に上記のケースに遷移してしまい、一旦有効であったバックアップデータが無効になってしまうケースである。すなわち、図４のステップＳ２４における「無効」に相当するケースである。

段階２１０：Sys．は、バックアップ処理を実施する。

段階２２０：Sys．は、上記の実施後、Resume通知をBasicに対して行う。

段階２３０：しかしその直後に、ＣＡがＨｏｓｔ Ｉ／Ｏを受領したため、フラグＦ１をＯＮに切り替える。これに連動してバックアップフラグＦ３もＯＦＦに切り替える。

したがって、仮にその直後に停電が発生したとすると、Sys．はまずフラグＦ３をチェックするが、今フラグＦ３はＯＦＦに切り替わってしまったので、バックアップ情報は無効になってしまっている。この場合は、通常のバッテリによるメモリバックアップを実施することになる。

（Ｅ）Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ／Ｏｎ
ｅ１）バックアップ完了後のＰｏｗｅｒ Ｏｆｆ／Ｏｎは例えば以下のように制御される。
ステップ１：バックアップ処理完了
ステップ２：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ（バックアップ実施）
ステップ３：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ（Ｏｆｆ時のデータをリストア）
ｅ２）バックアップ処理中のＰｏｗｅｒ Ｏｆｆは例えば以下のようになる。
ステップ１：バックアップ処理開始
ステップ２：Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆを検出
ステップ３：バックアップ処理を中止（中止を待ち合わせる）
ステップ４：Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ処理を実施（バックアップ実施）
ステップ５：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ（Ｏｆｆ時のデータをリストア）
（Ｆ）停電／復電
停電発生時のバックアップデータの状態により、動作が例えば以下のようになる。なお、停電発生時に動作可能な時間は約２．５［ｍｓ］であるが、ファームウェア（ＦＷ）としては約１［ｍｓ］以下に抑えるものとする。

ｆ１）バックアップ完了後の停電／復電は、以下のような動作を実施する。
ステップ１：バックアップ処理完了
ステップ２：停電発生（バッテリの放電を停止または放電状態のまま）
ステップ３：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ（ステップ１でバックアップしたデータをリストア）
ｆ２）バックアップ処理中に停電が起きた場合は、例えば、以下のようになる。
ステップ１：バックアップ処理開始
ステップ２：停電発生（バッテリによりメモリバックアップ）
ステップ３：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ（Resumeとして立ち上げ）
（Ｇ）バックアップを実施していない状態で停電が起きた場合は、例えば以下のように通常停電となる。
ステップ１：Ｉ／Ｏ処理中
ステップ２：停電発生（バッテリによりメモリバックアップアップ）
ステップ３：装置Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ（Resumeとして立ち上げ）
（Ｈ）バックアップ処理中およびバックアップ完了後の各種エラー処理について、以下に一例を記載する。

ｈ１）ＣＭ（Controller Module）の異常
ｈ１１）バックアップ処理中にＣＭの再起動処理などのＣＭ異常が発生した場合、バックアップ処理を中止し、バックアップデータは無効とする。
ｈ１２）バックアップ完了状態にてＣＭの再起動処理が発生した場合、バックアップデータは無効とする。
ｈ１３）バックアップ完了状態にてＣＭの切り離し処理が発生した場合も、ＣＭの再起動処理時と同様にバックアップデータは無効とする。

ｈ２）システムディスク異常
ｈ２１）バックアップ処理中の片ディスク（ミラーの片ディスク）異常は、バックアップ処理はそのまま継続する。
ｈ２２）バックアップ処理中の両ディスク（ミラーの両ディスク）異常は、データが保持できないため、バックアップ処理を中止する。バックアップデータは無効とする。

ｈ２３）バックアップ完了後にミラーの片ディスクが異常となった場合も、バックアップ状態はそのまま保持する。
ｈ２４）バックアップ完了後の両ディスク異常の場合、バックアップデータは無効とする。

（Ｉ）インタフェース（一例）
ｉ１）内部インタフェース
・定期バックアップ機能において必要となるライブラリおよびインタフェースは以下のとおりである。

ｉ１１）Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏを受領した際は、ＣＡにてＨｏｓｔ Ｉ／Ｏ受領Ｆｌａｇ Ｆ１が設定される。
ｉ１２）Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ受領状態の確認はシステム制御が行う。
ｉ１３）装置内部の処理が動作する際には、Basicにて内部処理稼動Ｆｌａｇ Ｆ２が設定される。

ｉ１４）装置内部の処理が動作する際には、内部処理稼動システム制御に通知する。
ｉ１５）装置内部の処理稼動状態は、システム制御が確認する。
ｉ１６）停電発生時には、バックアップ状態をシステム制御がＣＭカーネルに通知する。

以上詳述したストレージ管理システムについて改めて整理すると、以下のとおりである。

従来のストレージシステムでは停電が発生すると、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏ等が流れていない静的な状態であっても、必ず停電処理が実施される。つまり、バッテリが残っている間しかデータのバックアップができないメモリバックアップ状態に遷移させていた。

しかしここに開示するシステムでは、ホスト Ｉ／Ｏが一定時間以上途切れた場合、バックアップが必要な管理情報等をあらかじめディスク１１にバックアップしてしまうようにする。そうすると、停電時にディスク１１への待避が既に終わっている場合には、改めてバックアップ動作を行うことなく、通常のＰｏｗｅｒ ｏｆｆとすることができる。つまりメモリバックアップ状態には遷移させない。これにより、復電時には通常のＰｏｗｅｒ Ｏｎ処理によるリストア動作を行うことが可能となり、システム立ち上げ時間の短縮が図れ、かつ、大規模なバックアップバッテリを不要とすることができる。

そのための制御としての特徴を要約すると、
・Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏが一定時間途切れた場合に、バックアップが必要な管理情報等を事前にディスク１１にバックアップし、
・実際の停電が発生した際には、ディスク１１にバックアップした時点後に、装置内の状態に変化が発生しているかどうかを自動確認する。変化が無い場合には、停電処理としてのメモリバックアップ処理を実施することなしに、通常のＰｏｗｅｒ Ｏｆｆ処理を行う。（メモリバックアップの場合はバッテリが切れてしまうと、停電時点でのバックアップ情報が失なわれてしまうが、上記のように事前バックアップした状態で停電が発生した場合には、通常のＰｏｗｅｒ ＯＦＦに遷移するから、何時間経過してもバックアップ情報を失なうことはない。）
・実際の停電が発生したときは、ディスク１１にバックアップした時点後に、装置内の状態に変化が発生しているかどうかを自動確認するが、変化が有る場合は、従来どおりに停電処理を実施する。

このようにファームウェア側で、装置の状態に応じてバックアップの方法を自動的に選択するから、システムの運用者側においては特別の対応を必要としない。

本発明の実施の態様は以下のとおりである。
（付記１）
ホストとストレージ装置との間で、ストレージ制御装置を介して、情報のアクセスを行うと共に、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、所定の記憶領域に格納するバックアップ工程を含むストレージ管理方法において、
前記バックアップ情報に変更があったか否かを、所定の時間間隔で判定する工程と、
前記バックアップ情報に変更があると判定される都度、当該バックアップ情報について前記バックアップ処理を実行しておく工程と、
停電が発生した際に、前記バックアップ情報に変更がないと判定されているときは、停電処理としてのメモリバックアップ状態を経由することなく即座に、電源オフ状態に入る工程と、
を有するストレージ管理方法。
（付記２）
前記バックアップ情報は、前記ストレージ装置を制御するための管理データおよびユーザデータの少なくとも一方である付記１に記載のストレージ管理方法。
（付記３）
前記の判定工程は、前記ストレージ制御装置が前記ホストからのコマンドを受信したとき、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理が実施されたとき、前記ホスト、ストレージ装置および前記ストレージ制御装置のいずれかの構成が変更されたとき、のいずれかの事象が発生したときに、前記バックアップ情報に変更があったものと判定する付記１または２に記載のストレージ管理方法。
（付記４）
前記の判定工程において、前記ストレージ制御装置が前記ホストからのコマンドの受信の有無を示す第１フラグと、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理の実施の有無を示す第２フラグと、前記第１および第２フラグに従って前記バックアップ情報を有効／無効として該有効／無効を示す第３フラグと、をそれぞれ設定するフラグ領域を参照し、該第３フラグが前記の有効を示すときに、前記のバックアップ処理を実行する付記３に記載のストレージ管理方法。
（付記５）
前記のバックアップ処理を実行するに際し、前記ストレージ制御装置から、前記ストレージ装置へのアクセスを一時中断すべき通知を発行する工程を有する付記１〜４のいずれか一項に記載のストレージ管理方法。
（付記６）
前記のバックアップ処理を実行中に、前記ストレージ制御装置が前記ホストからのコマンドを受信したとき、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理が実施されたとき、前記ホスト、ストレージ装置および前記ストレージ制御装置の構成が変更されたとき、のいずれかの事象が派生したときは、当該バックアップ処理の実行を中止する付記３〜５のいずれか一項に記載のストレージ管理方法。
（付記７）
前記所定の時間間隔は、前記バックアップ情報の変更の有無に拘わらず所定の一定時間間隔である付記１〜６のいずれか一項に記載のストレージ管理方法。
（付記８）
前記所定の時間間隔は、前記バックアップ情報の変更が発生する都度、その発生時点から所定の一定時間経過毎とする付記１〜６のいずれか一項に記載のストレージ管理方法。
（付記９）
復電後の電源オン状態と同時に、前記バックアップ処理が実行された前記バックアップ情報を読み戻してリストア動作に入る付記１〜８のいずれか一項に記載のストレージ管理方法。
（付記１０）
ホストとストレージ装置との間の情報のアクセスを制御し、かつ、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、所定の記憶領域に格納するストレージ制御装置であって、
前記バックアップ情報に変更があったか否かを所定の時間間隔で判定する判定機能部と、
前記判定機能部により前記バックアップ情報に変更があると判定される都度、当該バックアップ情報のバックアップ処理を実行するバックアップ処理機能部と、
を有するストレージ制御装置。
（付記１１）
フラグ領域をさらに有し、該フラグ領域は、前記ホストからのコマンドの受信の有無を示す第１フラグと、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理の実施の有無を示す第２フラグと、前記第１および第２フラグに従って前記バックアップ情報を有効／無効としたときに該有効／無効を示す第３フラグと、を含む付記１０に記載のストレージ制御装置。
（付記１２）
前記バックアップ処理機能部は、前記判定機能部が、前記フラグ領域を参照し、前記第３フラグが前記の有効を示すときに、前記バックアップ処理を実行する付記１１に記載のストレージ制御装置。
（付記１３）
ホストと、
前記ホストによる情報のアクセスが行われるストレージ装置と、
前記ホストと前記ストレージ装置との間に介在する付記１０〜１２のいずれか一項に記載のストレージ制御装置と、
を備えるストレージシステム。
（付記１４）
ホストとストレージ装置との間で、ストレージ制御装置を介して、情報のアクセスを行うと共に、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、所定の記憶領域に格納するバックアップ手順を含むストレージ管理プログラムであって、
前記バックアップ情報に変更があったか否かを、所定の時間間隔で判定する手順と、
前記バックアップ情報に変更があると判定される都度、当該バックアップ情報について前記バックアップ処理を実行しておく手順と、
停電が発生した際に、前記バックアップ情報に変更がないと判定されているときは、停電処理としてのメモリバックアップ状態を経由することなく即座に、電源オフ状態に入る手順と、をコンピュータに実行させるための命令よりなるストレージ管理プログラム。（８）

本明細書で開示するストレージシステムを図１１と同様の形式で表す図である。 本明細書で開示するストレージ制御装置の一実施形態を示す図である。 本明細書で開示するストレージ管理方法の一実施形態を示すフローチャートである。 定期バックアップ処理の工程例を示すフローチャートである。 ストレージシステム内におけるバックアップの状態遷移を表す図である。 正常に定期バックアップが行われるケースについてのシーケンス図（その１）である。 正常に定期バックアップが行われるケースについてのシーケンス図（その２）である。 定期バックアップの処理中にこの処理を中止するケースについてのシーケンス図（その１）である。 定期バックアップの処理中にこの処理を中止するケースについてのシーケンス図（その２）である。 定期バックアップ完了後に、Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｏの受領かまたは内部処理の稼動が発生したケースについてのシーケンス図である。 従来の電源オフの操作の一例を表す図である。 ストレージシステム（ホスト２を除く）１のハードウェア構成例を示す図である。 図１２のハードウェアをベースにして形成されるファームウェア構成例を示す図である。

符号の説明

１ ストレージシステム
２ ホスト
３ ストレージ制御装置
４ ストレージ装置
１１ システムディスク
１２ 判定機能部
１３ バックアップ処理機能部
１４ フラグ領域

Claims (8)

1. ホストとストレージ装置との間で、ストレージ制御装置を介して、情報のアクセスを行うと共に、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、所定の記憶領域に格納するバックアップ工程を含むストレージ管理方法において、
   前記バックアップ情報に変更があったか否かを判定する工程と、
   前記バックアップ情報に変更があると判定されると、当該バックアップ情報についてバックアップ処理を実行する工程と、
   停電が発生した際に、前記バックアップ情報に変更がないと判定されているときは、メモリに給電するメモリバックアップ状態に移行させることなく電源オフ状態に入る工程と、
   を有するストレージ管理方法。
2. 前記バックアップ情報は、前記ストレージ装置を制御するための管理データおよびユーザデータの少なくとも一方を含む請求項１に記載のストレージ管理方法。
3. 前記の判定工程は、前記ストレージ制御装置が前記ホストからのコマンドを受信したとき、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理が実施されたとき、前記ホスト、ストレージ装置および前記ストレージ制御装置のいずれかの構成が変更されたとき、のいずれかの事象が発生したときに、前記バックアップ情報に変更があったものと判定する請求項１または２に記載のストレージ管理方法。
4. ホストとストレージ装置の間の情報のアクセスを制御し、かつ、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を所定の記憶領域に格納するストレージ制御装置であって、
   前記バックアップ情報に変更があったか否かを判定する判定機能部と、
   前記判定機能部により前記バックアップ情報に変更があると判定された場合、当該バックアップ情報のバックアップ処理を実行し、停電が発生した際に、前記バックアップ情報に変更がないと判定されているときは、メモリに給電するメモリバックアップ状態に移行させることなく電源オフ状態に入るバックアップ処理機能部と、
   を有するストレージ制御装置。
5. フラグ領域をさらに有し、該フラグ領域は、前記ホストからのコマンドの受信の有無を示す第１フラグと、前記ストレージ制御装置内の制御に係る内部処理の実施の有無を示す第２フラグと、前記バックアップ情報の有効／無効を示す第３フラグと、を含む請求項４に記載のストレージ制御装置。
6. 前記バックアップ処理機能部は、前記判定機能部が、前記フラグ領域を参照し、前記第３フラグが前記の有効を示すときに、前記バックアップ処理を実行する請求項５に記載のストレージ制御装置。
7. ホストと、
   前記ホストによる情報のアクセスが行われるストレージ装置と、
   前記ホストと前記ストレージ装置との間に介在する請求項４〜６のいずれか一項に記載のストレージ制御装置と、
   を備えるストレージシステム。
8. ホストとストレージ装置との間で、ストレージ制御装置を介して、情報のアクセスを行うと共に、バックアップ処理を必要とするバックアップ情報を、所定の記憶領域に格納するバックアップ手順を含むストレージ管理プログラムであって、
   前記バックアップ情報に変更があったか否かを判定する手順と、
   前記バックアップ情報に変更があると判定された場合、当該バックアップ情報について前記バックアップ処理を実行する手順と、
   停電が発生した際に、前記バックアップ情報に変更がないと判定されているときは、メモリに給電するメモリバックアップ状態に移行させることなく電源オフ状態に入る手順と、をコンピュータに実行させるための命令よりなるストレージ管理プログラム。

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