JPH036752A - ファイルシステムの二重化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 正副の二重化されたファイルシステムのソフトウェアか
ら見た信頼性を向上するための二重化方式に関し、 システム障害により通常の任意のファイルの書き込みが
正常に終了しなかった場合に発生する論理的なエラーに
対し、バックアップ領域を設けて復元できるようにし、
信頼度の向上を図ることを目的とし、 ファイルにおける運用領域と二重化制御部のほかに、バ
ックアップ領域と、バックアップ制御部を備え、正常動
作時はソフトウェア内部のデータ領域の内容を順次正副
運用領域へ書き込み、続いて、同じ内容を順次正副バッ
クアップ領域へ書き込み、運用領域への書き込みが完了
しないうちにシステムに障害が発生した時は、バックア
ップ領域から運用領域へ内容を書き込み復元を行い、バ
ックアップ領域への書き込みが完了しないうちにシステ
ムに障害が発生した時は、運用領域からバックアップ領
域へ内容を書き込み復元するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、正副の二重化されたファイルシステムのソフ
トウェアから見た信頼性を向上するための二重化方式に
関する。

近年のファイルシステムは任意のファイルの実体とは別
にファイル管理情報を持っており、ファイルの書き込み
が発生すると同時に、ファイル管理情報の書き込みを行
うようになっている。しかし、プリミティブなレベルか
らファイルの書き込みを見た場合、ファイルの内容とフ
ァイル管理情報の内容とは同レベルであり、１回の入出
力（■１０）命令で書き込まれるような構成はほとんど
なく、通常はブロックごとに分けて数回のＩ１０命令で
ファイルシステムに書き込むのが現状であり、このため
、任意のファイルの書き込み中にソフトウェアまたはハ
ードウェアに障害が発生し、書き込みが中断されるとフ
ァイルの管理情報またはファイルの内容が破壊されたり
、ファイルの管理情報とファイルの内容が食い違ったり
する可能性がでてきた。それに対し、−船釣なファイル
の二重化方法はドライバ、アダプタまたはコントローラ
により二重化を行っているので、Ｉ１０命令レベルの保
証を行っているのみであり、上述のようなファイルの壊
れ方をした場合は、正副両方のファイルが同時に壊れる
という問題がでてきた。

本発明はこのような分野における課題の解決に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来のシステムのファイルの二重化方式としては、ドラ
イバ、アダプタ、またはコントローラレベルで二重化し
ており、正副の二重化されたファイルシステムにおいて
、障害が発生した場合、障害ファイルの領域を開放し、
内容の領域を他のディスク装置に確保し、正常なファイ
ルから複写を自動で行うことにより、単一ファイルでの
運用時間を減少する方式が採用されていた。ここで言う
障害とは巡回冗長検査エラー等のようにＩ１０命令で検
出可能なエラーのことであり、ファイル管理情報とファ
イル内容との不一致のような論理的な壊れではない。ま
た上記正常なファイルとは二重化されている一方のファ
イルのことである。

ところが、これは１つのＩ１０命令レベルの二重化であ
り、任意のファイルが数ブロックに別れて書き込まれる
間の保証をしているわけではないので、任意のファイル
の数ブロックの書き込み途中でシステム障害が発生する
と、正副両方のファイルシステムが同じように論理的に
壊れるが、二重化としては正しいという現象が発生する
。すなわち、１つのＩ１０命令レベルでは保証されてい
ることになる。

第５図は従来技術を説明するブロー／り図である。

図において、１はソフトウェア内部のデータ領域、２は
データ領域上に展開された任意のファイルを示す。ファ
イルは管理ブロック３とファイルの内容４から構成され
、ファイルの内容は各々ＩＫバイトの４−ａ、４−ｂ、
４−ｃ、４−ｃＬ？’Ｂ分から成っている。５はファイ
ル二重化制御部であってディスク装置へ対するドライバ
である。６０は正フアイルシステムとしての正ディスク
、７０は副フアイルシステムとしての副デイスクである
。これらのディスクは書き込み指定されたファイルの内
容を前記ドライバによって書き込まれる。

第５図のような構成をとるシステムにおいて、１回のＩ
１０命令で１ブロツクＩＫバイトのメモリに書き込まれ
るとした場合、任意のファイル２は４−ａから４−ｄの
４ブロツクと管理ブロック（０，５にバイト）３の５回
に分けて転送される。

この概要のタイムチャートが第６図に示される。

すなわち、ソフトウェアからのＩ１０命令（ライト）に
よりドライバは正ディスクの６−ａ領域、続いて並行し
て副デイスクの７−ａ領域、正ディスクの６−ｂ領域、
以下同様にして、最後に正ディスクの管理ブロック６−
３、副デイスクの管理ブロー／り７−３へと書き込みを
行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような場合、ソフトウェアまたはハードウェアの
障害により、４−ａブロックの書き込みは終了したが、
その後のブロック（４−ｂ〜４−ｄおよび管理ブロック
３）の書き込みができなかったとすると、正副２つのフ
ァイルシステムとしては正常に書き込まれており、行等
問題はないが、ソフトウェア的に見た場合のファイルシ
ステムとしては理論的に誤った内容となる。

本発明の目的は、正副の二重化されたファイルシステム
において、システム障害により通常の任意のファイルの
書き込みが正常に終了しなかった場合に発生する論理的
なエラーに対し、バックアップ領域を設けて復元できる
ようにし、二重化ファイルシステムの信頼度の向上を図
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、第１図に例示されるように、ファイ
ルにおける通常の運用に使７月される運用領域６．７と
ファイル二重化制御部５のほかに、前記運用領域と同じ
内容のバックアップ領域８，９と前記バックアップ領域
へ対する書き込み読み出しを制御するバックアップ制御
部１０とを有する正副二重化されたファイルを備えたフ
ァイルシステムの二重化方式が提供される。この方式は
、ソフトウェア内部のデータ領域１の内容を順次前記フ
ァイル二重化制御部５を介して前記正副運用領域のファ
イルへ書き込み；次いで前記運用領域６゜７に書き込ま
れた内容を前記バックアップ制御部１０に読み出し、該
バックアップ制御部１０に読み出された内容を前記正副
ファイルのバックアップ領域８．９へ前記ファイル二重
化制御部５を介して書き込み；前記運用領域６，７への
書き込みが完了しないうちにシステムに障害が発生した
時は、前記バックアップ領域８．９から前記バックアッ
プ制御部１０および前記ファイル二重化制御部５を介し
て前記運用領域６．７へ内容を書き込み；前記バックア
ップ領域８，９への書き込みが完了しないうちにシステ
ムに障害が発生した時は、前記運用領域６，７から前記
バックアップ制御部１０および前記ファイル二重化制御
部５を介して前記バックアップ領域８，９へ内容を書き
込むよう制御する。

〔作　用〕

前述の方式を用いれば、第２図のタイムチャートに示さ
れるように、ソフトウェアが任意のファイルの内容に書
き込もうとした場合、該内容２でファイル二重化制御部
５に依頼する。ファイル二重化制御部５は第６図のタイ
ムチャートで説明したように数ブロックに分けて、この
内容を正副２つのディスクの運用領域に書き込む（運用
領域へのライト）。すなわち第２図のように４−ａの内
容を６−ａｉｉよび７−ａへ、４−ｂの内容を６−すお
よび７−ｂへ、４−ｃの内容を５−ｃおよび７−ｃへ、
４−ｄの内容を６−ｄおよび？−ｄへ、および４−３の
内容を６−３および７−３へ書“き込む。

ファイル二重化制御部５は指定されたファイルの内容を
正副ディスク装置に書き込み終わると、バックアップ制
御部１０にバックアップ領域への退避を依頼する。バッ
クアップ制御部１０は、指定されたファイルのバックア
ップを行うため、ファイル二重化制御部５に依頼してフ
ァイルの内容を読み出す（運用領域からのリード）。す
なわち第２図のように５−ａの内容を１０−ａへ、６−
ｂの内容を１０−ｂへ、６−ｃの内容を１０−Ｃへ　６
−ｄの内容を１０−ｄへ　６−３の内容を１０−３へ読
み出す。

その後、ソフトウェアがファイルの内容を書き込む処理
と同様に、ファイル１０−２の内容でファイル二重化制
御に依頼して書き込みを行う（バックアップ領域へのラ
イト）。すなわち、第２図のように、１０−ａの内容を
ｇ−ａおよび９−ａへ、１０−ｂの内容を３−ｂおよび
ｇ−ｂへ、１０−Ｃの内容を３−ｃおよび９−ｃへ、１
０−ｄの内容を８−ｄおよび９−ｄ△１、および１０−
３の内容を８−３および９−３へ書き込む。バックアッ
プ制御部１０は指定されたファイルのバックアップが完
了すると、その処理を終了する。

従って、運用領域６．７への書き込み中にシステム障害
が発生し、運用領域のファイルにエラーが発生した場合
は、バックアップ領域の内容で運用領域のファイルを復
元することにより、その内容が保証される。また、バッ
クアップ領域への書き込み中にシステム障害が発生し、
バックアップ領域のファイルにエラーが発生した場合は
、運用領域のファイルの内容でバックアップ領域のファ
イルを復元することによりバックアップ領域のファイル
の内容が保証される。

〔実施例〕

実施例の説明に先立ち、本発明について第１図を参照し
て説明を補足する。

第１図において、１はソフトウェア内部のデータ領域、
２はデータ領域上に展開された任意のファイルを示し、
ファイルはファイル管理ブロック３とファイルの内容４
から構成される。５はファイル二重化制御部であり、指
定されたファイルの内容を正副２つのディスク装置に書
き込む機能を有する。６および８は正ディスク、７およ
び９は副デイスクであり、各ディスク中の管理ブロック
およびファイルの内容に記述された添数字は任意のファ
イル２の各数字に対応している。８は正ディスク、９は
副デイスク上のバックアップ領域に退避されたファイル
を示す。

１０はファイルバックアップ制御部であり、ソフトウェ
アからの通知を受けて任意のファイルの内容を読み出し
てバックアップ領域に退避したり、運用領域のファイル
に論理的なエラーが発生した場合は、エラーしたファイ
ルを使用禁止状態にして、バックアップ領域に退避され
ているファイルの内容を運用領域に複写する機能を有す
る。同様にバンクアップ領域のファイルに論理的なエラ
ーが発生した場合は逆の操作を行う。

１０−１はファイルバックアップ制ｉ卸部内のデータ領
域であり、１０−２はファイルバックアップのためにデ
ータ領域に読み込まれた運用領域内のファイルの内容で
ある。１０−２内の管理ブロックおよびファイルの内容
に記述された添数字は任嫌のファイル２の各数字に対応
している。

本発明の一実施例としてのファイルシステムの二重化方
式を行うデータ処理システムの構成を示すブロック図が
第３図に示される。任意のプロセスはファイルに書き込
もうとするソフトウェアを示し、１はそのプロセスのデ
ータ領域、２はデータ領域に展開されたファイルの内容
を示している。

５はファイル二重化制御部であり、正ディスクに任意の
内容（Ａ６−２）を書き込む場合は、副デイスクに同容
量、同内容（Ａ７−２）を書き込み、通常の読み込み時
は正ディスクの内容のみを読み出す機能を有している。

正ディスクおよび副デイスクはそれぞれ運用領域とバッ
クアップ領域に分かれており、これらの領域はさらにい
くつかの論理ディスクに分かれている。６−２は正ディ
スクの運用領域６に確保されている書き込み対象とされ
る任意のファイルＡを示しており、８−２は同容量、同
内容のバックアップされたファイルである。副デイスク
における構成は正ディスクのそれと同等であり、７−２
は６−２に９−２は８−２にそれぞれ対応している。

このシステムの通常の動作は任意のプロセスで任意のフ
ァイルに任意のファイルＡ２の内容を書き込もうとして
ファイル二重化制御部５を起動する。ファイル二重化制
御部５は正ディスクのへ〇−２領域および副デイスクの
Ａ７−２領域にそれぞれＡ２の内容で書き込みを行う。

ファイルの書き込みが終了するとファイル二重化制御部
５は任意のプロセスに制御を戻す。任意のプロセスは、
ファイルの書き込みが終了すると、メツセージ機能を使
用して、バックアップ制御部１０に任意のファイルに書
き込みが発生したことを通知する。

バックアップ制御部１０は任意のファイルＡをファイル
二重化制御部５を通して自プロセス内のデータ領域１０
−２に読み出し、読み出しが終了した時点で、バックア
ップ領域へファイルを書き込むためにファイル二重化制
御部５を起動する。ファイル二重化制御部５は正ディス
クの８−２、副デイスクの９−２にそれぞれ１０−２の
内容で書き込みを行う。ファイルの書き込みが終了する
とファイル二重化制御部５はバックアップ制御部１０に
制御を戻す。バックアップ制御部１０はバックアップ領
域への書き込みが成功したものとして処理を終了する。

第４図を参照して、運用領域の任意のファイルＡがシス
テム障害により論理的に破壊された場合の動作を説明す
る。任意のプロセスが任意のファイルＡについて処理し
ようとして領域２に読み出そうとすると、論理的に破壊
されているためエラーとなる。任意のプロセスはメツセ
ージ機能を使用してバックアップ制御Ｒ１０に任意のフ
ァイルＡの読み出しに失敗したことを通知する。

バックアップ制御部１０は、任意のファイルＡにエラー
が発生した旨の通知を受けると、ファイル二重化制御部
５を通してバックアップ領域の任意のファイルＡを自プ
ロセス内の領域１０−２に読み出す。また、任意のファ
イルＡはエラーが発生したものとして使用不可状態にす
るためにファイル名を変更し、Ａｅｒ６’−２および７
′−２とする。続いて、１０−２の内容で正ディスクの
運用領域にファイル名Ａ６’　−２および７′−２のフ
ァイルをファイル二重化制御部５を通して書き込み処理
を終了する。

上述の実施例では、バックアップ制御部１０を任意のプ
ロセスと同等のプログラムとして設けているが、Ｏ３（
オペレーティングシステム）またはファイル二重化制御
部５で同等の機能を実現してもよい。また任意のプロセ
スとバックアップ制御部１０との通信手段としてメツセ
ージ機能を使用しているが、シグナル／共通メモリ経由
でもよいし１、バックアップ制御１ｌＩＯが任意のプロ
セスから起動されるサブプログラムで同等の機能を実現
してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、システム障害によるファイルシステム
の壊れに対しては、バックアップ領域による復元ができ
、書き込みが発生するファイルに関しては四重化が行わ
れるので、二重化ファイルのファイルシステムの信頼度
の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のファイルシステムの二重（ｔＪ式を説
明するブロック図、 第２図は第１図の方式を説明するタイムチャートを示す
図、 第３図は本発明の実施例のブロック図、第４図は第３図
の実施例の障害発生後の処理過程を説明するブロック図
、 第５図は従来技術を説明するプロ・ツク図、および 第６図は従来例のシステムのタイムチャートを示す図で
ある。 図において、 １・・・データ領域、　　　　２・・・任意のファイル
、３・・・管理ブロック、　　　４・・・ファイルの内
容、５・・・ファイル二重化制御部、 ６・・・正ディスクの運用領域、 ７・・・副デイスクの運用領域、 ８−正ディスクのバックアップ領域、 ９・・・副デイスクのバックアップ領域、１０・・・バ
ックアップ制御部、 である。 ライト のリード へのライト 本発明を説明するタイＬチャート 帛 実施倒のプロ・ツク図 第３ 団 実施例の障害発生後の処理過程を説明するプロ・ツク図
纂 ０ 従来技術を説明するプロ・ツタ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正副の二重化されたファイルを備えたファイルシステム
   の二重化方式であって、 ファイルにおける通常の運用に使用される運用領域（６
   、７）とファイル二重化制御部（５）のほかに、前記運
   用領域と同じ内容のバックアップ領域（８、９）と前記
   バックアップ領域へ対する書き込み、読み出しを制御す
   るバックアップ制御部（１０）とを備え、 ソフトウェア内部のデータ領域（１）の内容を順次前記
   ファイル二重化制御部（５）を介して前記正副運用領域
   のファイルへ書き込み、 次いで前記運用領域（６、７）に書き込まれた内容を前
   記バックアップ制御部（１０）に読み出し、該バックア
   ップ制御部（１０）に読み出された内容を前記正副ファ
   イルのバックアップ領域（８、９）へ前記ファイル二重
   化制御部（５）を介して書き込み、 前記運用領域（６、７）への書き込みが完了しないうち
   にシステムに障害が発生した時は、前記バックアップ領
   域（８、９）から前記バックアップ制御部（１０）およ
   び前記ファイル二重化制御部（５）を介して前記運用領
   域（６、７）へ内容を書き込み、 前記バックアップ領域（８、９）への書き込みが完了し
   ないうちにシステムに障害が発生した時は、前記運用領
   域（６、７）から前記バックアップ制御部（１０）およ
   び前記ファイル二重化制御部（５）を介して前記バック
   アップ領域（８、９）へ内容を書き込むよう制御される
   ファイルシステムの二重化方式。