JP5169993B2 - データストレージシステム、データ領域管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、データストレージシステムおよびデータ領域管理方法に関する。
詳しくは、複数の記憶媒体に同一のデータを書き込む冗長化方式に関する。

従来のディスクアレイシステムは、通常RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）と呼ばれる構成をとっている。
RAIDの構成には幾つかあるが、その中でRAID1〜RAID5のディスクアレイ装置では、データに冗長性を持たせることにより、磁気ディスクに障害が発生したときでもデータの信頼性を向上させるようにしている。
ここで、RAID1は2台以上の磁気ディスクに同時にデータを書き込む方式である。
このような構成のディスクアレイ装置は特許文献1（特開平11-288387号公報）に開示されている。そして、ディスク故障等が起こった場合の対応は次のように行われるのが一般的である。すなわち、片方のディスクが故障した場合は、もう１台ディスクを増設する。あるいは片方のディスクの故障に備えて予め予備のディスクを搭載しておく。そして、縮退状態を検出した際にはこれらのディスクを用いて、故障していない方のディスクから増設ディスクあるいは予備ディスクに対してコピーを行う。

特許文献2（特開2008-46986号公報）には、冗長性を失ったRAIDに新たに磁気ディスクを追加して冗長性を回復する為の処理（再構成）を行う際に、予め予備の磁気ディスク（スペアディスク）を配置しておき、ディスクアレイ装置で磁気ディスク故障などにより冗長性を失った状態（縮退状態）を検出するとこのスペアディスクを用いてオペレータの介在無しにRAIDの冗長性を回復する方法が開示されている。

特開平11-288387号公報 特開2008-46986号公報

近年、磁気ディスクの容量は増大しており、今後も容量の増大が見込まれるが磁気ディスクの読み出し／書き込みスループットは頭うちで、それに伴い磁気ディスク１台のコピーにかかる時間もそれに伴い増加している。
RAIDの再構成中は冗長度が落ちた状態であるので素早く復旧する必要があるが、上記のように磁気ディスクのコピー処理には時間がかかる。
また磁気ディスクのコピー処理を行っている間は通常のアクセス（上位装置からのアクセス）も影響を受けるので、ホストに対するサービスレベルが低下してしまう。

本発明の目的は、RAIDの再構成処理にかかる時間を短縮することができるデータストレージシステムおよびデータ領域管理方法を提供することにある。

本発明のデータストレージシステムは、冗長度をN（Nは2以上の整数）とし、スペアをして持つ記憶媒体数をM（Mは1以上の整数）とするとき、（N＋M）個の記憶媒体を組み合わせた記憶装置に冗長度Nでデータを記憶するデータストレージシステムであって、
前記各記憶媒体は、（N＋M）個の分割領域を持つように記憶領域が分割されており、
前記各記憶媒体の（N＋M）個の分割領域うち少なくとも１つの領域はスペア領域として設定され、前記スペア領域以外の分割領域がデータ格納領域として設定されている
ことを特徴とする。

また、本発明のデータ領域管理方法は、上位装置に記憶領域を提供する記憶手段を備えたデータストレージシステムの記憶領域を管理するデータ領域管理方法であって、
冗長度がN（Nは2以上の整数）であり、スペアとして持つ記憶媒体数がM（Mは1以上の整数）であるとき、（N＋M）個の記憶媒体を確保し、
前記各記憶媒体を記憶媒体数（N＋M）で分割し、
記憶媒体ごとに少なくとも1つの領域をスペア領域として設定し、
その他の領域をデータ格納領域として設定し、
一の記憶媒体のなかにあるデータ格納領域に対して（N−1）個の冗長領域を確保するとともに前記冗長領域をすべて異なる記憶媒体に分散配置させる
ことを特徴とする。

本発明によれば、N冗長のデータを、N＋M台以上の記憶媒体に分散して配置し、かつ、従来であればスペア媒体に集中して配置されていたスペア領域を、それぞれの記憶媒体に分散して配置する。
これにより、記憶媒体の故障等によって冗長性が無くなった状態（縮退状態）から冗長性を回復する処理（再構成処理）を行う場合、冗長性を回復する処理（再構成処理）をそれぞれの記憶媒体間で分散して実行することが可能となり再構成処理時間を短縮することができる。

本発明のデータストレージシステムに係る第1実施例の構成を示す図。 第1実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第1実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第1実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第1実施例において、記憶媒体の一つが故障した状態を示す図。 第1実施例において、冗長性の回復を行う手順を示す図。 第1実施例において、冗長性の回復を行う手順を示す図。 第2実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第2実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第2実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第2実施例において、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図。 第2実施例において、記憶媒体の一つに障害が発生した場合における記憶手段の再構成を示す図。 第2実施例において、冗長度を回復した状態を示す図。 第3実施例におけるデータ領域の配置を説明するための図。 第3実施例において、記憶媒体の一つに障害が発生した場合における記憶手段の再構成を示す図。 第3実施例において、冗長度を回復した状態を示す図。 第4実施例におけるデータ領域の配置を説明するための図。 第4実施例において、記憶媒体の一つに障害が発生した場合における記憶手段の再構成を示す図。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第1実施例）
本発明の第1実施例について説明する。
図1は、本発明のデータストレージシステムに係る第1実施形態の構成を示す図である。
データストレージシステム100は、ホスト要求処理手段120と、データ領域管理手段130と、複数の記憶媒体151、152、153を有する記憶手段150と、を備える。

ホスト要求処理手段120は、ホストコンピュータ90からのコマンドおよびデータの送受信を行う。

データ領域管理手段130は、データ領域配置決定手段131と、データ領域配置記憶手段132と、データ領域割り付け手段133と、データ変換手段134と、データ領域探索手段135と、再構成手段136と、を備える。
データ領域配置決定手段131は、記憶手段150を読み込みあるいは書き込み可能とする為の初期化の時に於いて、記憶媒体151〜153を複数台用いてデータの冗長化を行う為のデータ領域の配置を決定する。
データ領域配置決定手段131によるデータ領域の配置については具体例を用いて後述する。

データ領域配置記憶手段132は、データ領域配置決定手段131にて決定したデータ領域の配置を記憶する。
データ領域割り付け手段133は、データ領域配置決定手段131にて決定したデータ領域の配置に従ってデータ領域の割り付けを行う。すなわち、データ領域割り付け手段133は、ホスト要求処理手段120が上位装置（ホストコンピュータ120）から受け取った読み込み若しくは書き込みコマンドのアドレスを、データ領域配置決定手段131にて決定したデータ領域の配置に従って変換を行い、上位装置が指定するアドレスに相当するデータ領域の読み込みあるいは書き込みを実現する。

データ変換手段134は、冗長化のために分割されたデータ領域を連続した１つの領域としてホストコンピュータ90に認識させるように、ホストコンピュータ90から指定されるデータの変換を行う。
データ領域探索手段135は、データ領域配置記憶手段132に記憶された配置情報を利用して、読出しまたは書込みが指示されたデータ領域がどの記憶媒体のどの領域にあるかを探索する。

再構成手段136は、読み込み或いは書き込みに障害が発生し、記憶媒体151〜153の何れかが使用できなくなった場合に、データの冗長化を復旧させるように記憶媒体群の再構成を実行する。
再構成手段136による記憶媒体群の再構成処理については具体例を用いて後述する。

記憶手段150は、複数の記憶媒体151〜153によって構成されている。
記憶媒体としては、磁気ディスク装置、光ディスク装置、シリコンディスク、フラッシュメモリ等の媒体が例として挙げられる。
冗長データを複数の媒体に書き込む冗長度をＮとすると、記憶手段150は、少なくともN＋1台以上の記憶媒体151〜153を有する。

次に、本実施例の動作について詳細に説明する。
まず、データの冗長化を行う為のデータ領域の配置について説明する。
データ領域配置決定手段131は、記憶手段150の初期化時に、データの冗長化を行う為のデータ領域の配置を決定する。
ここで、N＋M台（Mは1以上に任意の数）の記憶媒体を用いるとすると、それぞれの記憶媒体毎に記憶領域を（N＋M）個に分割する。そして、記憶媒体ごとに分割領域のうちの1つをスペア領域として設定し、残りの領域をデータ格納領域とする。

具体例によって説明する。
図2、図3、図4は、冗長度（N）が2で、記憶媒体数（N＋M）が3の場合に、データ冗長化を行う為のデータ領域の配置決定の手順を示す図である。
データ領域管理手段130は、冗長度2での設定で記憶媒体151〜153を読み込み／書き込み可能とする為、まだ使用されていない記憶媒体151〜153を3台（N＋M）確保する。
データ領域配置決定手段131は、それぞれの記憶媒体151〜153を記憶媒体数（3台）で分割する。該分割を行った後に記憶媒体毎に1つの領域をスペア領域として設定する。記憶媒体毎のスペア領域の設定は任意の領域でかまわない。
ここでは図2の様にスペア領域を設定したとする。

次に、データ領域の設定は、ある記憶媒体の全てのデータ領域が他の記憶媒体に分散して配置されるようにし、それを全ての記憶媒体に対して適用することで実現する。
このようなデータ領域の設定を配置条件と称する。
例えば記憶媒体151に着目すると、3分割された領域のうち1つは既にスペア領域として設定されている（図2ではスペアと記述）。そこで、図3に示されるように、記憶媒体151の残り2つの領域をデータ領域Bとデータ領域Cとにそれぞれ設定する。

次に、他の記憶媒体である記憶媒体152と記憶媒体153に対してデータ領域Bもしくはデータ領域Cの冗長領域を設定する。
ここでは、記憶媒体152にデータ領域Cを設定し、記憶媒体153にデータ領域Bを設定するとする。
このような配置が終了した時点で記憶媒体152と記憶媒体153とに空き領域152a、153aがある。
この空き領域152a、153aに冗長分も含めたＡのデータ領域を配置する（図4）。

ここで、それぞれの記憶媒体151〜153に着目して、前述の配置条件に適合しているか検証する。
記憶媒体151にはデータ領域Bとデータ領域Cとが配置されているところ、データ領域Bの冗長データは記憶媒体152に配置され、データ領域Cの冗長データは記憶媒体153に配置されている。
記憶媒体152にはデータ領域Aとデータ領域Cとが配置されているところ、データ領域Ａの冗長データは記憶媒体153に配置され、データ領域Cの冗長データは記憶媒体153に配置されている。記憶媒体153にはデータ領域Aとデータ領域Bとが配置されているところ、データ領域Ａの冗長データは記憶媒体152に配置され、データ領域Bの冗長データは記憶媒体151に配置されている。したがって、配置条件を満たしていることがわかる。

本配置完了時に、これらの配置情報はデータ領域配置記憶手段132に記憶する。
再配置、通常の読み出し、書き込み時には、データ領域配置記憶手段132に記憶した配置情報が利用される。
また、データ領域割り付け手段133によって、前記の決定したデータ領域の配置で記憶媒体151〜153にデータ領域の割り付けが実行される。

ホストコンピュータ90から指定されるデータの変換は、データ変換手段134にて実行する。
本実施例では、データ領域Ａ、データ領域Ｂおよびデータ領域Ｃが連続した１つの領域として存在することをホスト要求処理手段120を介してホストコンピュータ90に見せる。

また、あるデータ領域またはあるデータ領域の一部に対して読み出しを行う際には、ホストコンピュータ90からホスト要求処理手段120に対して読出し対象となる領域を読み出すコマンドが発行される。すると、ホスト要求処理手段120は、データ領域探索手段135に対し、データ領域配置記憶手段132に記憶された配置情報を利用してそのデータがどの記憶媒体のどの領域にあるかを探索させる。

たとえば、ホストコンピュータ90がデータ領域Aあるいはデータ領域Aの一部に対して読み出しを行う際には、ホスト要求処理手段120に対して該Ａの領域を読み出すコマンドを発行し、ホスト要求処理手段120は、データ領域探索手段135に対してデータ領域Aがどの記憶媒体のどの領域にあるかを探索させる。
ここでは記憶媒体152と記憶媒体153とにデータ領域Aが配置されているので、記憶媒体152と記憶媒体153とのいずれかのデータ領域Aあるいはその一部に対して読み出しを行い、ホスト要求処理手段120を介して、該データの転送を行う。

また、あるデータ領域またはあるデータ領域の一部に対して書込みを行う際には、ホストコンピュータ90からホスト要求処理手段120に対して書込み対象となる領域への書き込みコマンドが発行される。すると、ホスト要求処理手段120は、データ領域探索手段135に対し、データ領域配置記憶手段132に記憶された配置情報を利用してそのデータがどの記憶媒体のどの領域にあるかを探索させる。

たとえば、ホストコンピュータ90からホスト要求処理手段120に対してデータ領域Cあるいはデータ領域Cの一部に対する書き込みコマンドが発行された場合、ホスト要求処理手段120は、データ領域探索手段に対してデータ領域Cが存在する記憶媒体とその領域を探索させる。
ここでは記憶媒体151と記憶媒体152にデータ領域Cが存在する。
記憶装置150は、ホスト要求処理手段120を介してホストコンピュータ90からデータを受け取り、該データを記憶媒体151および記憶媒体152のデータ領域Cにデータを書き込む。

ここで、読み出しあるいは書き込み中に記憶媒体が使用できないことを検出した場合について説明する。
ホスト要求処理手段120が記憶媒体151〜153に対して読み出しあるいは書き込みを行う際に記憶媒体151〜153の故障を検出した場合、再構成手段136に記憶手段150の再構成を指示する。すると、再構成手段136は、次のように記憶手段150を再構成する。すなわち、故障した記憶媒体に配置されたデータ領域の冗長データを故障していない記憶媒体から探索し、これら冗長データを故障していない記憶媒体のスペア領域にコピーする。
これにより、記憶媒体の故障によって冗長化が縮退したデータ領域のデータをスペア領域にコピーし、データの冗長度を復旧させることができる。

例えば、図5に示すように、記憶媒体152が故障したとする。
この場合、記憶媒体152のデータ領域Aおよびデータ領域Cに関するデータの冗長性が失われていることになる。
一方、データ領域Aについては、記憶媒体152の他に記憶媒体153にも配置されている。
また、データ領域Cについては、記憶媒体152の他に記憶媒体151にも配置されている。

そこで、たとえば、再構成手段136は、図6に示すように、記憶媒体153のデータ領域Aを記憶媒体151のスペア領域にコピーする（ST100）。
続いて、記憶媒体151のデータ領域Cを記憶媒体153のスペア領域にコピーする（ST110）。
これにより、図7に示すように、データ領域Aおよびデータ領域Cについての冗長性の回復を行う。
該処理を行った後に,データ領域配置記憶手段132の配置情報を書き換え、再構成の処理を終了する。

このような構成を備える第1実施例は、2台の記憶媒体と1台のスペア媒体とを用いる従来の冗長化方式と比べて、記憶容量および冗長性の点について共に等価である。したがって、本実施例を実施するにあたって記憶媒体を増設するコストや手間がかかることはなく、また、データ保存の安全性についても従来方式と同じであり、コストおよび信頼性の点では従来技術と同じにできる。
一方、冗長化の回復については、本実施形態では、記憶媒体を3分割したうちの2つの領域をコピーすればよい。
したがって、故障が発生した記憶媒体からスペア媒体へ全領域のコピーを必要とした従来方式に比べ、本実施形態によれば従来に較べて2／3の時間でコピーが可能となり、復旧時間を短縮することができる。

（第2実施例）
次に、第2実施例について説明する。
第2実施例として、冗長度（N）が2で、記憶媒体数（N＋M）が4の場合について説明する。
データ領域配置決定手段131は、記憶手段160の初期化時にデータの冗長化を行う為のデータ領域の配置を決定するところ、記憶媒体数である4に応じて各記憶媒体を4分割し、それぞれの記憶媒体の1つの領域をスペア領域として設定する（図8）。
次に、このように分割した記憶媒体161〜164の各領域にデータ領域を配置する例を示す。

まず、図9に示すように、記憶媒体162に着目し、データ領域A、データ領域Eおよびデータ領域Fを配置する。そして、第1実施例の場合と同様に、データ領域A、データ領域Eおよびデータ領域Fのそれぞれの冗長化領域を他の記憶媒体に配置する。
ここでは、図9に示すように、データ領域Aを記憶媒体163に配置し、データ領域Eを記憶媒体164に配置し、データ領域Fを記憶媒体161に配置する。

続いて、図10に示すように、記憶媒体164の残りの領域にデータ領域Bおよびデータ領域Cを設定する。そして、データ領域Bおよびデータ領域Cのそれぞれの冗長化領域を他の記憶媒体に配置する。
ここでは、データ領域Bを記憶媒体161に配置し、データ領域Cを記憶媒体163に配置する。

残りの領域は記憶媒体161と記憶媒体163に有る。
これら残った領域をデータ領域Dと、その冗長化領域としてのデータ領域Dとして設定する（図11）。

配置条件について検証する。
記憶媒体161のデータ領域（B、D、F）に着目すると、それぞれ異なる記憶媒体に配置されている。
すなわち、データ領域Bは記憶媒体164にあり、データ領域Dは記憶媒体163にあり、データ領域Fは記憶媒体162にある。
また、記憶媒体163のデータ領域（A，C，D）に着目すると、それぞれ異なる記憶媒体に配置されている。
すなわち、データ領域Aは記憶媒体162にあり、データ領域Cは記憶媒体164にあり、データ領域Dは記憶媒体161にある。

次に第2実施例において、記憶媒体に故障が発生した場合に冗長度を復旧するデータ領域の再構成について説明する。
図12は、図11のデータ領域配置に対し、記憶媒体163に障害が発生した場合における記憶手段の再構成を示す図である。
記憶媒体163に障害が発生すると、記憶媒体163のデータ領域A，C，Dがそれぞれ冗長度を失った状態になる。
一方、データ領域Aについては、記憶媒体163の他に記憶媒体162にも配置されている。
データ領域Cについては、記憶媒体163の他に記憶媒体164にも配置されている。
データ領域Dについては、記憶媒体163の他に記憶媒体161にも配置されている。

そこで、再構成手段136は、故障した記憶媒体（163）に配置されたデータ領域（A、C、D）の冗長データを故障していない記憶媒体（161、162、164）から探索し、これら冗長データを故障していない記憶媒体（161、162、164）のスペア領域にコピーする。
たとえば、再構成手段136は、まず、記憶媒体164のデータ領域Cを記憶媒体162のスペア領域にコピーさせる（ST210）。
次に、記憶媒体162のデータ領域Aを記憶媒体161のスペア領域にコピーさせる（ST220）。
更に、記憶媒体161のデータ領域Dを記憶媒体164のスペア領域にコピーさせる（ST230）。
これにより、記憶手段の再構成を終了し、冗長度の回復を行う。
冗長度を回復した状態を図13に示す。

この第2実施例において、一つの記憶媒体が故障した場合に冗長度を回復させるために必要なコピーは記憶媒体を４分割した領域の３つ分である。
すなわち、本発明では、記憶媒体の数が（N＋M）であれば（N＋M−1）回のコピー処理で再構成が完了する。
従来の方式であれば一つの記憶媒体を全部コピーするのでN＋M回のコピー処理（記憶媒体全部のコピーに相当）が必要となるが、これに対し本発明によれば再構成の時間を短縮できることがわかる。

（第3実施例）
本発明の第3実施例について説明する。
第3実施例としては、冗長化数を2とし、記憶媒体を5台用いた場合を例にして説明する。
図14は、第3実施例におけるデータ領域の配置を説明するための図である。
この構成でスペア領域及びデータ領域を前述の手順に従って配置した場合の一例として図14の様になる。

ここで、記憶媒体174に障害が発生した場合における記憶手段170の再構成処理を説明する。
記憶媒体174のデータ領域はA、D、F、Jである。
これらのデータ領域A、D、F、Jの冗長性が失われているので、それぞれのデータに相当する冗長化データをスペア領域にコピーする。
ここで、データ領域Aについては、記憶媒体174の他に記憶媒体172にも配置されている。
データ領域Dについては、記憶媒体174の他に記憶媒体173にも配置されている。
データ領域Fについては、記憶媒体174の他に記憶媒体175にも配置されている。
データ領域Jについては、記憶媒体174の他に記憶媒体171にも配置されている。

再構成手段136は、故障した記憶媒体（174）に配置されたデータ領域（A、D,F、J）の冗長データを故障していない記憶媒体（171、172、173、175）から探索し、これら冗長データを故障していない記憶媒体（171、172、173、175）のスペア領域にコピーする。
たとえば、図15に示すように、再構成手段136は、まず、記憶媒体173のデータ領域Dのデータを記憶媒体172のスペア領域にコピーさせる（ST310）。
続いて、記憶媒体172のデータ領域Aのデータを記憶媒体171のスペア領域にコピーさせる（ST320）。
記憶領域171のデータ領域Jのデータを記憶領域175のスペア領域にコピーさせる（ST330）。
さらに、記憶領域175のデータ領域Fのデータを記憶媒体173のスペア領域にコピーさせる（ST340）。
これにより、図16に示すように、データ領域A、D、F、Jの冗長性が回復し、記憶手段170の再構成を完了する。

なお、ST310は記憶媒体173と記憶媒体172との間でのコピー処理であり、ST330は記憶媒体171と記憶媒体175との間のコピー処理である。
したがって、ST310のコピー処理とST330のコピー処理とは互いに異なる記憶媒体に対する処理であるので、ST310のコピー処理とST330のコピー処理とは同時に進行させることができる。
同様に、ST320のコピー処理とST340のコピー処理とは互いに異なる記憶媒体に対する処理であるので、ST320のコピー処理とST340のコピー処理とは同時に進行させることができる。
第3実施例では記憶媒体数は5であるのでコピーのステップとしては4回必要であるが、処理に必要な時間は大幅に少なく、2回分のコピー処理時間でよい。

前記した第1実施例および第2実施例で説明した記憶手段150、160の再構成処理では記憶媒体間で独立してコピー動作を実行できなかった。
すなわち、ある記憶媒体から別の記憶媒体へのコピー動作が他のコピー動作候補の記憶媒体に関係している為、コピー処理を平行処理が出来なかった。
これに対し、本第3実施例のように記憶媒体が5台以上の場合は独立してコピー動作実行可能な組み合わせが存在する為、処理時間の短縮の点において第1実施例および第2実施例よりもさらに従来技術に対する優位性がある。

並行処理可能なコピー処理の全てまとめて1回の時間で終了すると計算すると、（M＋N）台の記憶媒体から構成される再構成の全コピー回数は（N＋M−1）回であるところ、このコピー回数が偶数の時は2ステップとなる。
すなわち、5台構成の記憶媒体の再構成処理にかかる時間は、従来のスペア媒体を持つ方式に較べて2／5で済み、（N＋M）台の記憶媒体の構成であれば従来のスペア媒体を持つ方式に較べて2／（N＋M）の時間しかかからない。
また、コピー回数が奇数の場合は従来のスペア媒体を持つ方式に較べて3／（N＋M）の時間しかかからない。

（第4実施例）
本発明の第4実施例について説明する。
第4実施例では、4つの記憶媒体181〜184を用いて三重冗長化を行う場合を説明する。
この場合、N＝3、M＝1となる。
図17は、第4実施例におけるデータ領域の配置を説明するための図である。
本第4実施例でも記憶媒体の数である4で各記憶媒体を分割し、それぞれの記憶媒体の領域の1つをスペア領域として割り当てる。
データ領域の配置にあたっては、同一記憶媒体に同じ冗長化されたデータを配置しないことが配置条件となる。

図17において、記憶媒体181にA、B、Cのデータ領域を配置し、その冗長化データを他の記憶媒体に配置する。
ここでは、Aのデータは記憶媒体182および記憶媒体183に配置し、Bのデータは記憶媒体183および記憶媒体184に配置する。
同様にCのデータは記憶媒体182および記憶媒体184に配置し、残った領域をデータ領域Dとして配置する。
この際、データ領域Dに関しても異なる記憶媒体に配置されていることが条件であり、図17ではデータ領域Dは記憶媒体182、記憶媒体183および記憶媒体184にそれぞれ配置されており、配置条件を満たす。

この状態で記憶媒体182に故障が発生したとする。
この場合、記憶媒体182のデータ領域Ａ、データ領域Ｃ、データ領域Ｄに関して冗長度が失われた状態である為、記憶媒体181、記憶媒体183および記憶媒体184のスペア領域にコピーを行う。
この際、それぞれＡ，Ｂ，Ｄのコピー先に同じデータ領域が存在しないことが条件である。
図18では記憶媒体183のデータ領域Ａを記憶媒体184のスペア領域にコピーさせ（ST410）、記憶媒体184のデータ領域Ｄを記憶媒体181のスペア領域にコピーさせる（ST420）。
そして最後に記憶媒体181のデータ領域Ｃを記憶媒体183のスペア領域にコピーさせる（ST430）。
これにより、再構成処理が完了する。

なお、記憶媒体の総数が5以上の場合についても、同様に配置、処理が可能であり、冗長度Ｎに関わらず、記憶媒体の総数に依存した再構成時間の短縮が可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施例ではN＋M台（Mは1以上に任意の数）の記憶媒体を用いる場合にそれぞれの記憶媒体毎に領域をＮ＋Ｍ分割し、各記憶媒体の該分割領域の１つをスペア領域として設定し、残りの領域をデータ格納領域とする場合を例示した。この他、たとえば、それぞれの記憶媒体を（Ｎ＋Ｍ）の整数倍で分割してもよい。この時の分割数をＴ（Ｎ＋Ｍ）とすると、それぞれの記憶媒体に設定されるスペア領域はＴ個となる。

本発明は、磁気ディスク装置や光ディスク装置を冗長化して持つディスクアレイ装置や、フラッシュメモリ等の不揮発メモリを複数有するメモリ装置であって、障害に備えてコピーを持つコンピューターシステムなどに適用できる。また、コンピュータ（サーバやパーソナルコンピューター等）に内蔵され、冗長化がとられた磁気ディスクなどにも適用できる。

90…ホストコンピュータ、100…データストレージシステム、120…ホスト要求処理手段、130…データ領域管理手段、131…データ領域配置決定手段、132…データ領域配置記憶手段、133…データ領域割り付け手段、134…データ変換手段、135…データ領域探索手段、136…再構成手段、150…記憶手段、151-153…記憶媒体、160…記憶手段、161-164…記憶媒体、170…記憶手段、171−175…記憶媒体、180…記憶手段、181-184…記憶媒体。

Claims (8)

1. 冗長度をN（Nは2以上の整数）とし、スペアとして持つ記憶媒体数をM（Mは1以上の整数）とするとき、（N＋M）個の記憶媒体を組み合わせた記憶装置に冗長度Nでデータを記憶するデータストレージシステムであって、
   前記各記憶媒体は、（N＋M）個の分割領域を持つように記憶領域が分割されており、
   前記各記憶媒体の（N＋M）個の分割領域うち少なくとも１つの領域はスペア領域として設定され、前記スペア領域以外の分割領域がデータ格納領域として設定されている
   ことを特徴とするデータストレージシステム。
2. 請求項1に記載のデータストレージシステムにおいて、
   一の記憶媒体のなかにあるデータ格納領域に対して（N−1）個の冗長領域が確保され、
   前記冗長領域はすべて異なる記憶媒体に分散配置され、かつ、同一のデータが一つの記憶媒体のなかで重複しないようにデータがコピーされている
   ことを特徴とするデータストレージシステム。
3. 請求項2に記載のデータストレージシステムにおいて、
   一の記憶媒体が故障した場合、
   故障した記憶媒体に配置されているデータ領域に対応する冗長領域のデータを故障していない記憶媒体の前記スペア領域にコピーして、故障した記憶媒体に配置されているデータ領域の冗長度を回復させる
   ことを特徴とするデータストレージシステム。
4. 請求項3に記載のデータストレージシステムにおいて、
   故障した記憶媒体に配置されているデータ領域に対応する冗長領域のデータを故障していない記憶媒体の前記スペア領域にコピーする場合に、コピー先の記憶媒体にコピー元と同一の冗長領域がないようにコピー先の記憶媒体を選択する
   ことを特徴とするデータストレージシステム。
5. 請求項1から請求項5に記載のデータストレージシステムにおいて、
   Tを1以上の整数とし、
   前記各記憶媒体は、T（N＋M）個の分割領域を持つように記憶領域が分割されており、
   前記各記憶媒体の（N＋M）個の分割領域うち少なくともT個の領域はスペア領域として設定され、前記スペア領域以外の分割領域がデータ格納領域として設定されている
   ことを特徴とするデータストレージシステム。
6. 上位装置に記憶領域を提供する記憶手段を備えたデータストレージシステムの記憶領域を管理するデータ領域管理方法であって、
   冗長度がN（Nは2以上の整数）であり、スペアとして持つ記憶媒体数がM（Mは1以上の整数）であるとき、（N＋M）個の記憶媒体を確保し、
   前記各記憶媒体を記憶媒体数（N＋M）で分割し、
   記憶媒体ごとに少なくとも1つの領域をスペア領域として設定し、
   その他の領域をデータ格納領域として設定し、
   一の記憶媒体のなかにあるデータ格納領域に対して（N−1）個の冗長領域を確保するとともに前記冗長領域をすべて異なる記憶媒体に分散配置させる
   ことを特徴とするデータ領域管理方法。
7. 請求項6に記載のデータ領域管理方法において、
   一の記憶媒体が故障した場合に、
   故障した記憶媒体に配置されているデータ領域に対応する冗長領域のデータを故障していない記憶媒体の前記スペア領域にコピーするとともに、
   コピー先の記憶媒体にコピー元と同一の冗長領域がないようにコピー先の記憶媒体を選択する
   ことを特徴とするデータ領域管理方法。
8. 請求項7に記載のデータストレージシステムにおいて、
   前記（N＋M）が5以上である場合、
   独立してコピー動作実行可能な組み合わせは並行処理する
   ことを特徴とするデータ領域管理方法。

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