JP5082418B2

JP5082418B2 - ドライブ装置をｆｃ−ａｌにより接続した情報処理システム

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Publication number: JP5082418B2
Application number: JP2006332796A
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Inventors: 宏規田嶋
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Publication date: 2012-11-28
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Description

本発明は，複数のハードディスクドライブを備えたＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks)装置等のドライブ装置をＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop)により接続した情報処理システムに関する。

ファイバチャネル(Fibre Channel：ＦＣと略称される) は超高速ギガビット・ネットワーク技術の一つとして知られており，ＦＣ−ＡＬ（ＦＣ Arbitrated Loop: ファイバチャネル調停ループ）のようなループ状にデバイスが接続されるインタフェースが複数のハードディスクを接続してＲＡＩＤ装置を構築する技術として採用されている。

図１２はＦＣ−ＡＬ（Fibre Channel Arbitrated Loop:ファイバチャネル調停ループ）のトポロジを示す。図中，５０は制御側のイニシエータ（または制御装置），５１は複数のターゲット・デバイス（ハードディスク等のドライブ装置）をループ状に接続したＦＣ−ＡＬ，５２−１〜５２−ｎはポートバイパス回路（ＰＢＣと略称される），５３−１〜５３−ｎはハードディスク等のターゲットデバイスである。ポートバイパス回路（ＰＢＣ）５２−１，５２−ｎは，それぞれのターゲットデバイス５３−１，５３−ｎが正常な状態であると，図に示すように内部のスイッチがターゲットデバイスに向かって入力し，ターゲットデバイスからの出力を隣接するターゲットデバイスへ向かって出力するよう切り替えられている。また，ターゲットデバイス５３−２のようにターゲットデバイスの故障が検出されると，対応するポートバイパス回路５２−２はターゲットデバイス５３−２をバイパスするよう切り替えられる。これにより，他のターゲットデバイスはイニシエータ５０からアクセスすることが可能となる。なお，ＦＣ−ＡＬは，１２７台までのデバイスが接続可能であり，デバイス間はリング状に結ばれている。

図１２において，イニシエータ（または制御装置）５０からの指令（コマンド）は，ＦＣ−ＡＬ５１の信号伝送方向（一方の方向）に沿って伝送される。正常なターゲットデバイスにそれぞれのポートバイパス回路を介して供給され，宛て先のターゲットデバイスで受け取られて，指令を実行し，処理結果はＦＣ−ＡＬのループの一方向の伝送路を通ってイニシエータ５０に供給される。

上記の構成では，ターゲットデバイスが故障した場合に，対応して設けられたポートバイパス回路（ＰＢＣ）をバスパスするよう切り替えることにより対応することができるが，ポートバイパス回路（ＰＢＣ）を実現する素子自身が故障したり，エンクロージャ間のケーブル等が故障した場合，リング状のトポロジであるＦＣ−ＡＬでは，同一経路上のデバイス間での通信が不可能となる。

すなわち，図１２に示すポートバイパス回路５２−２の素子自身が故障すると，イニシエータ５０から一つ目のターゲットデバイス５３−１への送信はできても，そのターゲットデバイス５３−１からイニシエータ５０に対して送信することは，送信方向に存在するポートバイパス回路５２−２が故障しているためにできない。また，送信個所以降については，ターゲットデバイスからイニシエータ５０への送信が可能であるが，イニシエータ５０からターゲットデバイスへの送信ができなくなる。ＦＣ−ＡＬでは，最大１２７デバイスが接続されるため，１部品の故障で１２７デバイスの通信が不可能となる。

これに対応するため，リングを二重化する方法があり，図１３は二重化されたＦＣ−ＡＬによるＲＡＩＤ装置の構成例である。図中，６０は制御装置の箱を表すコントローラエンクロージャ（Controller Enclosure：ＣＥ），６１−１は第１のＦＣ−ＡＬ，６１−２は第２のＦＣ−ＡＬ，６２（♯１〜♯３）は複数のハードディスク（ＨＤＤ）を含む箱を表すドライブエンクロージャ（Drive Enclosure ：ＤＥ），６３は第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯１−１，♯２−１，♯３−１），６４はハードディスク（ＨＤＤ），６５は第２のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯１−２，♯２−２，♯３−２）である。各ドライブエンクロージャ６２（♯１〜♯３）内の第１のポートバイパス回路６３及び第２のポートバイパス回路６５は何れも，上記図１２に示す複数のターゲットデバイス５３−１〜５３−ｎを順番に接続（またはバイパス）するポートバイパス回路５２−１〜５２−ｎと同じ構成を備えている。

図１３の構成では，コントローラエンクロージャ６０からドライブエンクロージャ６２♯１の第１のポートバイパス回路６３（ＰＢＣ♯１−１）を介して複数のハードディスクにアクセスし，第１のＦＣ−ＡＬ６１−１を介してドライブエンクロージャ６２♯２の第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−１）を介して複数のハードディスク６４にアクセスし，更に第１のポートバイパス回路６３（ＰＢＣ♯２−１）から第１のＦＣ−ＡＬ６１−１を通ってドライブエンクロージャ６２♯３の第１のポートバイパス回路６３（ＰＢＣ♯３−１）に接続して，第１のループが形成される。

また，コントローラエンクロージャ６０からドライブエンクロージャ６２♯１の第２のポートバイパス回路６５（ＰＢＣ♯１−２）を介して複数のハードディスクにアクセスし，第２のＦＣ−ＡＬ６１−２を介してドライブエンクロージャ６２♯２の第２のポートバイパス回路６５（ＰＢＣ♯２−２）を介して複数のハードディスク６４にアクセスし，更に第２のポートバイパス回路６５（ＰＢＣ♯２−２）から第２のＦＣ−ＡＬ６１−２を通ってドライブエンクロージャ６２♯３の第２のポートバイパス回路６５（ＰＢＣ♯３−２）に接続して，第２のループが形成される。

上記図１３に示すようなＦＣ−ＡＬのリングを二重化した場合でも，一方のリングを構成する一部のポートバイパス回路自身に故障が発生することにより，そのリングを介したハードディスクとコントローラエンクロージャ間の双方向の通信ができなくなると，他方のリングを使用した通信しかできなくなり，冗長性が失われて信頼性が低下するという問題がある。更に，通常は，二重化したリングを用いて，負荷分散（例えば，各リングによりアクセスするハードディスクが半分ずつ割り当てる等による）が図られているが，一方への集約により性能的にも半減してしまう。

一方，ＦＣ−ＡＬのループ状通信手段を備えたシステムにおける障害発生時の性能や信頼性の低下を最小限に止める技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の構成を従来のＦＣ−ＡＬのシステム構成として図１４に示す。図中，７０，７１はコントローラ，７２〜７５はドライブ，７６〜８７はコントローラまたはドライブに対応したＰＢＣ（ポートバイパス回路），８８〜９３はＦＣループの中に横断的なバスパスを形成するＰＢＣ，９４，９５は２つのＦＣループである。

このシステムでは，複数のコントローラ７０，７１と複数のドライブ７２〜７５を，複数のＦＣループ９４，９５を介して接続し，個々のコントローラ及びドライブのＦＣループ９４，９５を個別に制御するＰＢＣ７６〜８１及びＰＢＣ８２〜８７の他に，ＦＣループ９４，９５をその経路の途中で短絡させるＰＢＣ８８〜９０及びＰＢＣ９１〜９３を設け，ＰＢＣ８８〜９０及びＰＢＣ９１〜９３の何れかの選択した位置でＦＣループ９４，９５をバイパスさせることで，ＦＣループの中の障害部位を識別し，識別した障害部位を部分的に切り離してＦＣループの使用を継続させている。

図１４に示す技術によると，各ドライブ毎に自身をバイパスするポートバイパス回路（ＰＢＣ）の他にループを折り返すためのポートバイパス回路（ＰＢＣ）がそれぞれ２個ずつ設ける必要があり，多くのドライブ（最大１２７台）を備えた場合，大量のＰＢＣが必要であるという問題がある。

なお，ＦＣ−ＡＬのインタフェースを用いたシステムにおいて故障デバイスの切断個所を特定する従来技術として特許文献２を挙げることができる。
特開２００１−２２２３８５号公報特開２００１−２１６２０６号公報

上記したように，従来のＦＣ−ＡＬの技術では，ポートバイパス回路自身の故障に対して効率良く信頼性の低下を防止することができないという問題があった。また，ＦＣ−ＡＬの技術において，ドライブ装置間のケーブルに障害が発生した時も通信ができないという問題があった。

本発明は多数のハードディスクを備えたＲＡＩＤ装置等のドライブ装置をＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システムにおいてＦＣ−ＡＬを構成するポートバイパス回路の部品故障や，ＦＣ−ＡＬを構成するケーブルの障害による影響を低減することを目的とする。

図１は本発明の第１の原理構成を示す。

図中，１は複数のハードディスクを含むＦＣ−ＡＬにより接続された一つの段（この例では２段目として♯２で表す）を構成し，本発明によるポートバイパス回路（ＰＢＣ）を含むドライブ装置（ドライブエンクロージャと同じ），１０は後述する複数のハードディスク１２に対応して設けられた第１のポートバイパス回路１１に対して１個設けられた第２のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−２），１１は後述する複数のハードディスク１２のそれぞれに対応して設けられたポートバイパス素子（ＰＢＣで表す）１１ａ〜１１ｃが順次接続することにより構成された第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−１），１２は複数のハードディスク，２ａ，２ｂ及び２ｃ，２ｄはＦＣ−ＡＬのループを構成するケーブルであり，２ａ，２ｂは上流側（コントロール側に近い上位のドライブ装置であり，この例では１段のドライブ装置♯１側）に接続するループのケーブル，２ｃ，２ｄは下流側（この例では後段である図示省略された第３段のドライブ装置♯３側）に接続するループのケーブルである。なお，第１のポートバイパス回路１１及び第２のポートバイパス回路１０とハードディスク１２を含むドライブ装置♯１（図示省略）は上記図１２のイニシエータまたは図１３のコントローラエンクロージャ（制御装置）と接続され，ハードディスクに対するアクセスやＦＣ−ＡＬ等の各種の制御を行う。

図１において，複数のハードディスク１２のそれぞれに対応して設けられた複数個のＰＢＣ素子を含む第１のポートバイパス回路１１（ＰＢＣ♯２−１）の内部において，一つのＰＢＣ素子自身に障害が発生したことが検出されると，第１のポートバイパス回路１１内の各ハードディスクに対応するＰＢＣ素子を制御して対応することが困難であるため，このドライブ装置１のハードディスクを使用することができない。この時，ＦＣ−ＡＬのループを切断されるが，前段と後段のＦＣ−ＡＬを接続するため，第１のポートバイパス回路１１のＰＢＣ自身に障害が発生したことが検出されると，第２のポートバイパス回路１０の切替えを実行して，ケーブル２ａと２ｄを接続する（ケーブル２ｂと２ｃは固定接続）。これにより，ドライブ装置１（♯２）は上流側のドライブ装置♯１と下流側のドライブ装置♯３とを直接接続するようバイパスを行い，ＦＣ−ＡＬによる他のドライブ装置（♯１，♯３，♯４・・）との通信が継続して実行することができる。

図１の構成では，ドライブ装置１にハードディスク１２が設けられた例を示すが，その他の記憶装置を設けることができることはいうまでもなく，後述する図２，図３の構成についても同様である。

図２は本発明の第２の原理構成を示す。図中，３は複数のハードディスクを含むＦＣ−ＡＬにより接続された一つの段（この例では２段目として♯２で表す）を構成し，本発明の第２の構成によるＰＢＣを含むドライブ装置，３０は後述する複数のハードディスク１２のそれぞれに対応して設けられたＰＢＣと，二重化されたＦＣ−ＡＬの各ループに対応するＰＢＣである３０ａ〜３０ｄとを含むチャネル切替機能用のポートバイパス回路，１２は複数個設けられたハードディスク，２ａ〜２ｄは現用系のループを構成するケーブル，２ｅ〜２ｈは予備系のループを構成するケーブルであり，２ａ，２ｂ及び２ｅ，２ｆは上流側のドライブ装置（♯１）と接続する現用系と予備系のケーブル，２ｃ，２ｄ及び２ｇ，２ｈは下流側のドライブ装置（♯３）と接続する現用系と予備系のケーブルである。

図２の場合，ＦＣ−ＡＬのループを現用系２ａ〜２ｄと予備系２ｅ〜２ｈという二重化構成とする。この構成において，現用系のＦＣ−ＡＬのループに障害（何らかの部品障害）があることが検出されると，チャネル切替機能用のポートバイパス回路３０において，現用系のケーブル２ａ，２ｂ間をバイパスし，２ｃ，２ｄ間をバイパスして複数のハードディスク１２から切離して無効化すると共に，予備系のケーブル２ｅ，２ｆと２ｇ，２ｈを複数のハードディスク１２のループに接続し，予備系のＦＣ−ＡＬのループが現用系として使用可能になる。

図３は本発明の第３の原理構成を示す。図中，４は複数のハードディスクを含み現用系と予備系の二重化されたＦＣ−ＡＬのループを備え，本発明による複数組のポートバイパス回路を含むドライブ装置（♯２とする），４０，４１は複数のハードディスク１２に対応して設けられた第１のポートバイパス回路４２に対して２個設けられた第２のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−２）と第３のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−３），４２は複数のハードディスク１２のそれぞれに対応して設けられたＰＢＣ（図示省略）を順次接続することにより構成された第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−１），１２は複数のハードディスク，２ａ〜２ｄは現用系のＦＣ−ＡＬのループを形成するケーブル，２ｅ〜２ｈは予備系のＦＣ−ＡＬのループを形成するケーブルであり，２ａ，２ｂ及び２ｅ，２ｆは上流側に接続するループのケーブル，２ｃ，２ｄ及び２ｇ，２ｈは下流側に接続するループのケーブルであり，ケーブル２ａ〜２ｄは第２のポートバイパス回路４０に接続され，ケーブル２ｅ〜２ｈは第２のポートバイパス回路４１に接続され，第２と第３のポートバイパス回路４０，４１はそれぞれ第１のポートバイパス回路４２に設けられたループと接続可能であり，通常は（障害が発生しない状態では），第２のポートバイパス回路４０と接続するよう切り替えられている。

この図３の構成は，上記図１に示す第１の原理構成において，第２のポートバイパス回路（図１の１０）に障害が発生した場合，このドライブ装置１においてＦＣ−ＡＬのループが切断されてしまうという問題が発生するので，その場合に対処するためのものである。すなわち，図３において，第２のポートバイパス回路４０に障害が発生すると，現用系のケーブル２ａ〜２ｄによるループから，予備系のケーブル２ｅ〜２ｈによるループに切り替えると共に予備系のケーブルが接続された第３のポートバイパス回路４１を第１のポートバイパス回路４２に接続するよう切り替える。この結果，ハードディスク１２と接続された第１のポートバイパス回路４２は第３のポートバイパス回路４１を介して予備系のケーブル２ｅ〜２ｈを介するループにより接続される。同様に，現用系のＦＣ−ＡＬのループの障害が回復した状態で，予備系のＦＣ−ＡＬのループに障害が発生した場合は，第３のポートバイパス回路４１を第１のポートバイパス回路４２から切り離し，第２のポートバイパス回路４０を第１のポートバイパス回路４２のループに接続するようポートバイパス素子を切り替える。また，第１のポートバイパス回路４２のハードディスク１２に対応したポートバイパス素子に障害が発生した場合は，第１のポートバイパス回路４２を切り離すよう，運用中の第２のポートバイパス回路４０または第３のポートバイパス回路４１のポートバイパス素子をバイパスさせることにより対応する。

本発明の第１の原理構成によりドライブ装置内のポートバイパス素子を２つ（第１と第２のポートバイパス回路１０，１１）に分けることで，ハードディスクに対応するＰＢＣ側に障害が発生しても，当該ドライブ装置の上流側と下流側の通信が維持され，通信不能となるハードディスク（デバイス）が当該装置内に抑えることができる。

また，本発明の第２の原理構成によれば，ドライブ装置間のＦＣ−ＡＬのケーブルに障害が発生しても，ＦＣ−ＡＬの通信を維持することが可能となる。

更に，本発明の第３の原理構成によれば，上記の第１の原理構成において，第１のポートバイパス回路に障害が発生しても，ＦＣ−ＡＬのループの通信を維持することが可能となる。

図４は実施例１の構成を示し，Ａ．は正常時，Ｂ．は異常発生時を表す。この実施例１は上記図１に示す本発明の第１の原理構成に対応する。図中，１，１０，１１，２ａ〜２ｄは図１の同一符号と同じであり，１は２段目のドライブ装置（♯２），１０は第２のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−２），１１は第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−１）である。図４において，正常時は第２のポートバイパス回路１０のＰＢＣ素子である切り替えスイッチ１０ａは第１のポートバイパス回路１１の端子と接続されている。この後，図４のＢ．に示すように左から２番目のハードディスク１２に対応して設けられたＰＢＣ素子に障害が発生すると，このドライブ装置（♯２）において，ＦＣ−ＡＬのループが切断されるが，第２のポートバイパス回路１０に対して切り替えを実行する。具体的には，Ｂ．に示すように第２のポートバイパス回路１０内の切り替えスイッチ１０ａを矢印のように回転させることでバイパスさせる。これにより，上流側のドライブ装置♯１と下流側のドライブ装置♯３とをこのドライブ装置１（♯２）により相互に接続することで，ＦＣ−ＡＬのループを維持して通信が継続して可能となる。

図５は実施例２の構成を示し，Ａ．は正常時，Ｂ．は異常発生時を表す。この実施例２は上記図２に示す本発明の第２の原理構成に対応する。図中，３，３０，１２，２ａ〜２ｈは上記図２の同一符号の各部と同じであり，３は複数のハードディスクを含むＦＣ−ＡＬにより接続された２段目のドライブ装置，３０はＰＢＣ３０ａ〜３０ｄとを含むチャネル切替可能ポートバイパス回路（ＰＢＣ），１２は複数個設けられたハードディスク，２ａ〜２ｄは現用系ループを構成するケーブル，２ｅ〜２ｈは予備系ループを構成するケーブルである。

この実施例２では，正常時には図５のＡ．に示すように，チャネル切替型ポートバイパス回路３０内のＰＢＣ３０ａ，３０ｂはバイパスせずに上流側と下流側にループが形成されるように切替えられ，ＰＢＣ３０ｃ，３０ｄはバイパス状態に切替えられ，図示省略されたコントローラエンクロージャは現用系ループによりハードディスク１２と通信が可能となっている。この状態で，現用系のＦＣ−ＡＬのループの上流側のケーブルに障害があることが検出されると，図５のＢ．に示すように，チャネル切替型ポートバイパス回路３０のＰＢＣ３０ａ，３０ｂをバイパス状態に切替え，ＰＢＣ３０ｃ，３０ｄをそれぞれ予備系ループのケーブル２ｅ，２ｆの間及びケーブル２ｇ，２ｈの間を開放するよう切替える。これにより，予備系のループを新たな現用系のループとして形成して，使用することができる。

図６は実施例３の構成を示し，上記図３に示す本発明の第３の原理構成に対応する。図中，１２，２ａ〜２ｈ，４，４０，４１，４２の各符号は上記図３の同一符号の各部と同じであり説明を省略する。図６の第２のポートバイパス回路４０にはＰＢＣ素子である切替スイッチ４０ａ〜４０ｄが設けられ，第３のポートバイパス回路４１にはＰＢＣ素子である切替スイッチ４１ａ〜４１ｄが設けられ，第１のポートバイパス回路４２にはＰＢＣ素子である切替スイッチ４２ａ〜４２ｅが設けられている。

各ハードディスク１２と第２のポートバイパス回路４０及び第１のポートバイパス回路４２が正常に動作している場合，現用系の上流側に接続するケーブル２ａ，２ｂ及び下流側に接続するケーブル２ｃ，２ｄを通るループが形成され，第２のポートバイパス回路４０の切替スイッチ４０ｄの開放状態の接点を通って第１のポートバイパス回路４２の開放状態の切替スイッチ４２ａ，バイパス状態の切替スイッチ４２ｂ及び各ハードディスクに対応したＰＢＣの切り替えスイッチ４２ｅ，４２ｄ，４２ｃを経由するループが形成される。

この状態第１のポートバイパス回路４２のハードディスク１２の一つに対応するポートバイパス素子であるＰＢＣの切り替えスイッチ４２ｄに障害が発生したことが検出された場合，図７に示す状態になる。

図７は実施例３において第１のポートバイパス回路４２のＰＢＣ素子が故障した場合に切替えた状態である。この時，第２のポートバイパス回路４０の切替スイッチ４０ｄが閉じる（バイパスする）よう切替えられる。これにより，現用系の上流側のドライブ装置♯１に接続するケーブル２ａ，２ｂと下流側のドライブ装置♯３に接続するケーブル２ｃ，２ｄがこのドライブ装置♯２をバイパスして接続される。

上記図７の構成において，片側のＦＣ−ＡＬで通信不能となったデバイスは，逆側の正常なＦＣ−ＡＬに処理が切り替わり，正常側のＦＣ−ＡＬの負荷が増加する。この場合，ＦＣ−ＡＬの２系統を共に使用して，ドライブ装置によって何れかに切り替えて接続して運用するようにし，両側で通信可能なデバイス（ドライブ装置）を故障が発生したＦＣ−ＡＬ側へ切り替えることが可能となり，負荷分散を維持することが可能である。

図８及び図９を用いて説明すると。図８，図９は二重化されたＦＣ−ＡＬの負荷分散を実現する方法を示す図（その１），（その２）である。図８のＡ．にコントローラ・エンクロージャ（ＣＥ）にドライブエンクロージャ（ＤＥ）が♯１〜♯３で示すように３台接続され，各ドライブ・エンクロージャ（ＤＥ）は，４個のハードディスク（ＨＤＤ）が配置され，各ＤＥ♯１〜♯３の各ハードディスクは，１系のＰＢＣ♯１−１，ＰＢＣ♯２−１，ＰＢＣ♯３−１を介する１系のＦＣ−ＡＬ♯１によりアクセスできると共に，２系のＰＢＣ♯１−２，ＰＢＣ♯２−２，ＰＢＣ♯３−２を介する２系のＦＣ−ＡＬ♯２によりアクセスできる。このようなＲＡＩＤ装置は，正常時にはＡ．に示すように二重化されたＦＣ−ＡＬ（♯１，♯２）のインタフェースで各ドライブ・エンクロージャ（ＤＥ）♯１〜♯３と通信を行い，各ＦＣ−ＡＬはそれぞれ６台ずつのハードディスクと通信している。この状態において図のＢ．に示すようにＰＢＣ♯２−１のＰＢＣ素子が故障すると，ＰＢＣ♯２−１経由で通信していたハードディスクはＰＢＣ♯２−２経由に切り替える。この状態では，２つのＦＣ−ＡＬ（♯１，♯２）からの通信対象がＦＣ−ＡＬ♯１経由が４台でＦＣ−ＡＬ♯２経由が８台になり，片側への偏りが生じる。ここで，図９に示すように通信経路を切り替える。すなわち，ＦＣ−ＡＬ♯１側が６台，ＦＣ−ＡＬ♯２側が６台となる負荷分散を維持することが可能となる。

図１０は実施例３において第２のポートバイパス回路４０のＰＢＣ素子が故障した場合の切替えの状態である。この場合，第２のポートバイパス回路４０のＰＢＣ素子が故障したことにより，現用系のＦＣ−ＡＬのループを使用することができないので，現用系のケーブル２ａ〜２ｄを介するループを閉鎖して，予備系のループに接続された第３のポートバイパス回路４１を，ハードディスク１２に接続する第１のポートバイパス回路４２と接続するよう切替スイッチを切替える。すなわち，第１のポートバイパス回路４２内のＰＢＣ素子（または切替スイッチ）４２ａをバイパス状態とし，ＰＢＣ素子の切替スイッチ４２ｂを第３のポートバイパス回路４１の切替スイッチ４１ｄと接続するよう切替スイッチを切替える。これにより，予備系のケーブル２ｅ〜２ｈ及び第３のポートバイパス回路４１，第１のポートバイパス回路４２を通るループが形成され，図示省略されたコントローラエンクロージャと通信することができる。

この場合，ケーブルの二重化同様，ＦＣ−ＡＬトポロジが崩れないよう，正常時は不要な接続をＰＢＣ素子でバイパスし，異常発生時に異常個所を切り離し，代替個所のバイパスを解除する。

上記した図１０の例は，第２のポートバイパス回路４０のＰＢＣ素子が故障した場合であるが，第３のポートバイパス回路４１のＰＢＣ素子が故障した場合に，第２のポートバイパス回路４０が正常な状態になっている場合は，第３のポートバイパス回路４１を切り離し，第２のポートバイパス回路４０を第１のポートバイパス回路に接続し，ＦＣ−ＡＬのループも予備系のケーブル２ｅ〜２ｈから現用系のケーブル２ａ〜２ｄへ切り替えることで，通信を維持することができる。

上記したＦＣ−ＡＬのループの障害発生時のハードディスク等のデバイス故障特定方法は，上記特許文献２に記載された手法がある。この手法は，デバイス故障の特定方法であり，本発明が対象としてる故障部品には該当しないが，デバイス故障でないことを確認するため，最初にこのような手法により切り分ける。その後，図１１に示すフローによりＰＢＣ素子，ケーブルの障害個所を特定することができる。

図１１は故障個所の切り分けのフローチャートである。このフローチャートは，上記図６〜図１０に示す実施例３の構成に示す構成（第１〜第３のポートバイパス回路４０〜４２）を備えたドライブ装置における障害の特定を行う例に適用することができる。

最初にループ障害が発生すると，ハードディスク（ＨＤＤ）のバイパス（各ハードディスクに対応して一つずつ形成）による障害を特定し（図１１のＳ１），ハードディスクのバイパスで障害が回復したかを判別し（同Ｓ２），障害が回復した場合はハードディスクが障害の要因であると判定し（同Ｓ３），障害特定を終了する。ステップＳ２でループ障害が回復しない場合，第２のポートバイパス回路４０のＰＢＣ素子のバイパス（図６の第２のポートバイパス回路４０のＰＢＣ４０ｄ）を形成し（同Ｓ４），ループ障害が回復したか判別する（同Ｓ５）。ここでループ障害が回復したことが判別されると，第１のポートバイパス回路のＰＢＣ素子（図６のＰＢＣ４２ｃ〜４２ｎの何れか）が障害の要因であると判定し（図１１のＳ６），ステップＳ５で障害が回復しない場合は，第２のポートバイパス回路のバイパスを解除し（同Ｓ７），ケーブルの予備系への切替え（図６の第３のポートバイパス回路４１のＰＢＣ４１ｄを切替えて接続状態とし，ケーブル２ｅ〜２ｈの予備系を介するループを形成）を行う（図１１のＳ８）。

続いてループ障害が回復したか判別し（図１１のＳ９），回復しない場合は障害要因なしとして，他のデバイスの診断へ移行し，回復した場合は第１のポートバイパス回路４２をループに接続する（同Ｓ１０）。この場合，図６の第１のポートバイパス回路４２のＰＢＣ４２ｂを切替えて第３のポートバイパス回路４１のＰＢＣ４１ｄと接続してループを形成する。この状態で，ループ障害（通信ができない等の状態）が再現したか判別し（図１１のＳ１１），障害が再現した場合は第１のポートバイパス回路４２のＰＢＣ素子が障害の要因であると判定し（同Ｓ１２），障害特定を終了する。ステップＳ１１において，ループ障害が再現しない場合は，現用系のループを形成するケーブルが障害の要因であると判定し（同Ｓ１３），障害特定を終了する。

なお，ＰＢＣ素子の受信端にファイバチャネル（ＦＣ）信号の品質を観測する機能を持つものが使用されており，このような素子を用いる場合は，上記図１１に示すような切り分け手順を実施する必要はない。ファイバチャネルループがトポロジとして一つの円構造であるため，障害発生時は，その場所からコマンドの送受信元であるコントローラエンクロージャでバイパスまでの各観測点で異常を検出する。この場合，最初に異常を検出したポイントが障害個所となり，その障害個所に対応して，上記実施例１乃至実施例３の構成による切替え制御を実行する。

本発明の第１の原理構成を示す図である。本発明の第２の原理構成を示す図である。本発明の第３の原理構成を示す図である。実施例１の構成を示す図である。実施例２の構成を示す図である。実施例３の構成を示す図である。実施例３において第１のポートバイパス回路の素子が故障した場合の切替えの状態を示す図である。二重化されたＦＣ−ＡＬの負荷分散を実現する方法を示す図（その１）である。二重化されたＦＣ−ＡＬの負荷分散を実現する方法を示す図（その２）である。実施例３において第２のポートバイパス回路の素子が故障した場合の切替えの状態を示す図である。故障個所の切り分けのフローチャートを示す図である。ＦＣ−ＡＬのトポロジを示す図である。二重化されたＦＣ−ＡＬによるＲＡＩＤ装置の構成例を示す図である。従来のＦＣ−ＡＬのシステム構成を示す図である。

符号の説明

１ドライブ装置（♯２）
１０第２のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−２）
１１第１のポートバイパス回路（ＰＢＣ♯２−１）
１２複数のハードディスク（ＨＤＤ）
２ａ，２ｂ上流側に接続するループのケーブル
２ｃ，２ｄ下流側に接続するループのケーブル

Claims

複数のデバイスを備えたドライブ装置を順次ＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システムにおいて，
前記ドライブ装置の前記各デバイスのそれぞれに設けたポートバイパス素子を直列に接続することにより形成されたループを含むポートバイパス回路を備え，
前記ポートバイパス回路のループ上に現用系のループを形成する上流側へのケーブルと下流側へのケーブルのそれぞれを前記ポートバイパス回路のループに直列に接続するか，バイパスするかを切り替える該各ケーブルに対応する現用系の２つのポートバイパス素子と，予備系のループを形成する上流側へのケーブルと下流側へのケーブルのそれぞれを前記ポートバイパス回路のループに直列に接続するかバイパスするかを切り替える該各ケーブルに対応する予備系の２つのポートバイパス素子とを直列に設け，
通常は前記現用系の上流側と下流側のケーブルを前記ポートバイパス回路と直列に接続して前記予備系の各ケーブルをバイパス接続し，前記現用系のループに障害が検出されると，前記現用系の上流側と下流側のポートバイパス素子をバイパスし，前記予備系の上流側と下流側のポートバイパス素子を前記ポートバイパス回路のループに直列に接続するよう切替えることを特徴とするドライブ装置をＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システム。
複数のデバイスを備えたドライブ装置をＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システムにおいて，
前記ドライブ装置は，各デバイスに対応する各ポートバイパス素子を順次接続した第１のポートバイパス回路と，前記第１のポートバイパス回路の上位に設けられ前記第１のポートバイパス回路の両端の端子と接続されたポートバイパス素子を備えた第２のポートバイパス回路を備え，
前記第２のポートバイパス回路は，前記第１のポートバイパス回路の両端子をそれぞれＦＣ−ＡＬのループを形成する上流側のケーブルと下流側のケーブルとに接続するか，前記両端子間をバイパスするかの切り替え可能なポートバイパス素子を備え，
前記第１のポートバイパス回路の上位に設けられ前記第１のポートバイパス回路のループ上に直列に接続されたポートバイパス素子を介して予備系のループを形成する上流側のケーブルと下流側のケーブルとに接続された第３のポートバイパス回路を設けたことを特徴とするドライブ装置をＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システム。
請求項２において，
前記第１のポートバイパス回路のループ上の前記第３のポートバイパス回路に接続するポートバイパス素子は，前記第２のポートバイパス回路が正常な状態ではバイパスされ，前記第２のポートバイパス回路のポートバイパス素子に障害が発生すると，前記第１のポートバイパス回路のループ上の前記第２のポートバイパス回路に接続するポートバイパス素子をバイパスし，前記第３のポートバイパス回路に接続するポートバイパス素子を前記予備系のケーブルを介するループを形成するよう切り替えられることを特徴とするドライブ装置をＦＣ−ＡＬにより接続した情報処理システム。