JPH0588988A - デイスクアレイ装置及びデータの復元方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクアレイ装置に関し、データの復元時
間の短縮を目的とする。 【構成】 新しいデータを記録する際、書き込み指示が
来た場合は、指定のブロック・アドレスに、直接データ
を書き込み、そのブロック・アドレスにデータの書込み
があったことをブロック・アドレス記憶部21に記録し、
データの読み出し指示がきた場合、指示ブロック・アド
レスに既に新しいデータの書込みがされているか該ブロ
ック・アドレス記憶部21の記録と比較を行い、アドレス
の一致があれば該ブロック・アドレスのデータを読み出
して送出し、一致がなければ該ブロック・アドレスのデ
ータ復元を実行して読み出しデータとして送出し、ま
た、ＣＰＵ1 からの命令が来ない時間において該ブロッ
ク・アドレス記憶部21の記録と比較し、既に、復元が終
了しているブロックは復元を省き、終了していないブロ
ックだけのデータ復元を実行するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の磁気ディスク装置
から構成されるディスクアレイ装置に関する。

【０００２】近年、スーパーコンピュータを始めとする
ホストコンビュータの著しい性能向上に伴い、ホストコ
ンピュータに接続される周辺装置特に磁気ディスク装置
の性能向上が要求されている。

【０００３】ディスクアレイ装置は複数台の磁気ディス
ク装置を同時、平行的に運転することによって、装置の
容量，データ転送速度等従来の磁気ディスク装置に比べ
数倍の性能向上を達成しているものである。又、信頼性
の面でもディスクアレイの構成デバイス中に、パリティ
ビットを記録するディスクを用意している事で任意の１
台の磁気ディスクが、データ転送中に、一時的なエラー
が発生しても、訂正可能なエラーであれば、データ転送
を中断することなく処理が進められる。

【０００４】又、一台の磁気ディスク装置で復旧不可能
な障害が発生し、この磁気ディスク装置を保守、交換す
る等に備えて予備ディスクを用意している。これら冗長
なディスクを備えることで信頼性の向上が得られてい
る。

【０００５】

【従来の技術】ディスクアレイ装置は複数台の磁気ディ
スク装置に平行的に書き込むデータからパリティデータ
を生成して、パリティビットを記憶するパリティディス
ク装置（以下パリティドライブと略する）に記録するも
のである。こうすることによって、万一、１台の磁気デ
ィスク装置（以下ドライブと略する）が故障等によっ
て、そのドライブのデータが全て消失しても、その他の
ドライブと、パリティドライブのデータを比較すること
によって、故障したドライブを代替したドライブに、元
のデータを復元することが出来る。

【０００６】図６は従来のディスクアレイ装置の構成図
である。図において、１はディスクアレイ装置12に指令
を出す電子計算機本体( 以下ＣＰＵと略する）、１２は
ディスク・アレイ・コントローラ9 （以下ＤＡＣと略す
る）及びディスク・アレイ・ユニット15（以下ＤＡＵと
略する）から構成されるディスクアレイ装置、９はＤＡ
Ｕ15を制御するＤＡＣ、４はＤＡＣ9 を制御しているマ
イクロプロセッサ（以下ＭＰＵと略する）、７はＤＡＵ
15を構成する各ドライブにデータのリード／ライトを並
列に行うリード／ライト制御回路、５はＤＡＵ15を構成
する各ドライブのどれかが故障になったことを検出して
ＭＰＵ4 に通知する故障ドライブ検出回路、６はＭＰＵ
4 からオペレータに装置の状況を通知する表示部、８は
故障ドライブを予備ドライブを切り換える構成変更を制
御する構成制御回路、１３は故障ドライブが発生したと
きＭＰＵ4 がデータ復元を実行させるデータ復元機構、
１１はデータを記録するワークドライブ、１０はワーク
ドライブ11の中で故障となった故障ドライブ、２はワー
クドライブ11に記録したデータのパリティビットを記録
するパリティドライブ、３はワークドライブ11又はパリ
ティドライブ2 が故障になったとき代替とする予備ドラ
イブ、１５はワークドライブ11と、パリティドライブ2
と、予備ドライブ3 から構成されるＤＡＵである。各磁
気ディスク装置はセクタ形式である。

【０００７】図の装置の動作を説明する。ＣＰＵ1 から
リード／ライトの指令を受けたＤＡＣ9 はその制御の中
心であるＭＰＵ4 がリード／ライトの指令とそのデータ
のセクタ・アドレスをリード／ライト制御回路7 に渡
し、リード／ライト制御回路7はライトの場合はライト
データをビットに分解して各ビットを各ドライブにライ
トデータとして渡し、又各ドライブにライトデータとし
て渡した各ビットから構成されるパリティビットをパリ
ティドライブ2 にライトデータとして渡し、各ドライブ
に指定のセクタ・アドレスにライト動作を実行させる。
ライト動作の時各ドライブはライトデータに冗長ビット
を付加してライト動作を行い読出時のチェックとする。
又リードの場合は指定のセクタ・アドレスを各ドライブ
に渡しデータのリード動作を実行させて、各ドライブは
読み出したデータを冗長ビットによる検査を行い、正常
なデータをリード／ライト制御回路7 に通知する。

【０００８】もしワークドライブ11又はパリティドライ
ブ2 に故障が発見されたときは、故障ドライブ検出回路
5 によって検出され、ＭＰＵ4 に通知される。ＭＰＵ4
はＣＰＵ1 に故障の発生を通知すると共に表示部6 に故
障の発生したドライブの番号を表示する。又構成制御回
路8 に指示して故障ドライブ10を切り放して、その代替
として予備ドライブ3 を接続する構成変更を行わせる。
構成制御回路8 はリード／ライト制御回路7 と故障ドラ
イブ10と予備ドライブ3 とに通知して構成の変更を行
う。

【０００９】ＣＰＵ1 はディスクアレイ装置の使用状況
により復元作業の指示をＤＡＣ9 に対して行う。この指
令により、ＭＰＵ4 は新たにシステムに組み入れた予備
ドライブ3 の上に故障ドライブ10上のデータを復元する
作業をデータ復元機構13に指示する。データ復元機構13
はセクタ・アドレスを始めから順に発生させて、各ワー
クドライブ11及びパリティドライブ2 をリードして故障
ドライブ10上のデータを順次復元する。故障ドライブ10
を除いたワークドライブ11及びパリティドライブ2 のデ
ータをパリティをとった結果が故障ドライブ10上のデー
タであるから論理としては容易にデータの復元ができ
る。このように故障ドライブのデータを復元すれば、今
度又別のドライブが障害になってもデータの復元が可能
である。

【００１０】ディスクアレイ装置のデータの復元方法
は、(1) 即時ディスクアレイ装置をシステムから切り離
してデータ復元を実行する。(2)故障した１ドライブは
そのままにして、業務を続行し、業務が終了した時点で
オフラインとして、データ復元を行う等の方法がある。
しかし、(1) の方法だと、ディスクアレイ装置をシステ
ムから切り離すため他の業務がストップするので現実に
は難しい。(2) では、24時間稼働状態では業務を中断す
る時間がないことや、その間、他のドライブが故障しな
い保証はなく、運悪くこの間に他のドライブが故障した
らデータの復元は不可能となり、信頼性に欠ける。ま
た、業務が終了し、オフラインでデータ復元を行う場
合、全アドレスのデータ復元を行う。従って復元作業に
多大の時間を要することになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ディスクアレイ装置に
おいて、磁気ディスク装置の障害によって消失データの
復元作業に多大の時間を要し、また、復元作業をするた
め業務を中止しなければならないという問題があった。

【００１２】本発明はこのような点にかんがみて、業務
を遂行しながらディスクアレイ装置の消失データの復元
作業を実行する手段を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の如く
に構成されたディスクアレイ装置によって解決される。

【００１４】図１は、本発明の原理図である。 (1) 複数台の磁気ディスク装置18と、該複数台の磁気デ
ィスク装置18に書き込むデータからパリティデータを生
成して記録するパリティディスク装置2 と、予備の磁気
ディスク装置3 と、制御部9 と、で構成され、該複数台
の磁気ディスク装置18の一台が故障してデータが消失し
たとき、残りの該複数台の磁気ディスク装置と該パリテ
ィディスク装置2 のデータを元に、故障してデータが消
失した磁気ディスク装置のデータを、前記予備の磁気デ
ィスク装置3 上に復元するディスクアレイ装置12に於い
て、新しいデータを記録する際、書き込み指示が来た場
合は、指定のブロック・アドレスに、該データを書き込
み、そのブロック・アドレスにデータの書込みがあった
ことを記録する、ブロック・アドレス記憶部21と、デー
タの読み出し指示がきた場合、指示ブロック・アドレス
に既に新しいデータの書込みがされているか該ブロック
・アドレス記憶部21の記録と比較を行い、アドレスの一
致があれば信号を出す比較部22と、を具備し、新しいデ
ータを記録する際、書き込み指示が来た場合は、指定の
ブロック・アドレスに、直接データを書き込み、そのブ
ロック・アドレスにデータの書込みがあったことを該ブ
ロック・アドレス記憶部21に記録し、データの読み出し
指示がきた場合、指示ブロック・アドレスに既に新しい
データの書込みがされているか該ブロック・アドレス記
憶部21の記録と比較を行い、アドレスの一致があれば該
ブロック・アドレスのデータを読み出して送出し、アド
レスの一致がなければ該ブロック・アドレスのデータ復
元を実行して読み出しデータとして送出するように構成
する。 (2) 請求項１記載の構成であって、ディスクアレイ装置
12に命令を与えるＣＰＵ1 からの命令が来ない時間にお
いて該パリティディスク装置2 のデータを元に、該ブロ
ック・アドレス記憶部21の記録と比較し、既に、データ
の復元が終了しているブロックは、データ復元を省き、
終了していないブロックだけのデータ復元を実行するこ
とにより、全てのデータ復元が終了すると、該ブロック
・アドレス記憶部21をリセットし、通常の処理に移行す
るように構成する。

【００１５】

【作用】

(1) 新しいデータを記録する際、書き込み指示が来た
場合は、指定のブロック・アドレスに、直接データを書
き込み、そのブロック・アドレスにデータの書込みがあ
ったことをブロック・アドレス記憶部21に記録し、デー
タの読み出し指示がきた場合、指示ブロック・アドレス
に既に新しいデータの書込みがされているか該ブロック
・アドレス記憶部21の記録と比較を行い、アドレスの一
致があれば該ブロック・アドレスのデータを読み出して
送出し、アドレスの一致がなければ該ブロック・アドレ
スのデータ復元を実行して読み出しデータとして送出す
る。 (2) 請求項１記載の構成であって、ディスクアレイ装
置12に命令を与えるＣＰＵ1 からの命令が来ない時間に
おいて該パリティディスク装置(2) のデータを元に、該
ブロック・アドレス記憶部21の記録と比較し、既に、デ
ータの復元が終了しているブロックは、データ復元を省
き、終了していないブロックだけのデータ復元を実行す
ることにより、全てのデータ復元が終了すると、該ブロ
ック・アドレス記憶部21をリセットし、通常の処理に移
行する。

【００１６】

【実施例】本発明は、故障してデータが消失したドライ
ブのデータを、残りのワークドライブのデータと、パリ
ティドライブのデータを比較し、消失したデータを新し
いドライブに復元するにあたり、書き込んだブロック・
アドレスを記憶するブロック・アドレス記憶部と、読み
出し指示が来た時のブロック・アドレスを、該ブロック
・アドレス記憶部と比較する比較部を設けたものであ
る。

【００１７】即ち、書き込み指示が来た時には、直接デ
ータを新しいドライブに書き込み、同時にブロック・ア
ドレス記憶部に書き込んだブロック・アドレスを記憶す
る。そして、読み出し指示が来た時には、そのブロック
・アドレスが、既に新しいドライブに書き込んであるか
ブロック・アドレス記憶部の記録と比較し、そのブロッ
ク・アドレスにデータ書込みがなされていれば、そのま
まデータを読み出す。もし、データ書込みがなされてい
なければ、パリティドライブを使用して、新しいドライ
ブにデータを復元し、そのデータを読み出す。その時、
当然、ブロック・アドレス記憶部にもデータを復元した
ブロック・アドレスを記憶する。さらに、システムに空
き時間が発生した場合、ブロック・アドレス記憶部の記
録を参照しながら、書き込まれていないブロック・アド
レスについて、パリティドライブを使用して、データを
復元していく。この繰り返しによって、システムをダウ
ンさせることなく、新しいドライブに全データの復元を
行うことが出来、信頼性の向上に繋がる。

【００１８】また、業務を中断してオフラインでデータ
を復元する時、既に新しいドライブにデータが復元され
ているのか、いないのかをブロック・アドレス記憶部の
記録によって、比較しながらデータの復元が終了してい
ない、ブロック・アドレスだけデータ復元すればよく、
復元時間が短縮される。

【００１９】図２は、本発明の実施例における、基本的
ディスクアレイ装置の構成図である。各磁気ディスク装
置はセクタ形式である。図において、１４はアクセスが
あったセクタ・アドレスを格納するセクタ・アドレス・
レジスタ、２１は予備ドライブと切り換えてから新しい
データを記憶したセクタ・アドレスを記録するセクタ・
アドレス記憶部、２２はアクセスがあったセクタ・アド
レスがセクタ・アドレス記憶部に新しいデータを記憶し
たセクタ・アドレスと同一であるかを比較して一致すれ
ばＭＰＵ4 に通知する比較部、２３は復元作業時に、次
に復元すべきセクタ・アドレスを計数する復元セクタ・
アドレス計数部、２４は復元作業が全て完了したときセ
クタ・アドレス記憶部の内容をリセットするリセット回
路である。その他、図５と同一符号の物は同一物であ
る。

【００２０】図３，４は本発明の実施例のフローチャー
トであり、これに従って本発明の動作を説明する。装置
が電源を投入され、動作が開始されるとステップ71で故
障ドライブ検出回路5 により故障があれば検出した結果
はＭＰＵ4 に通知されてステップ72へ進み、正常であれ
ばステップ76に進む。ステップ72でＭＰＵ4 は表示部6
に故障のドライブの番号を表示してオペレータに通知す
る。ステップ73でＭＰＵ4 は予備ドライブがあるかを判
定して、もし予備ドライブがあればステップ74に進み、
なければステップ75に進む。ステップ74でＭＰＵ4は構
成制御回路8 に指示して故障ドライブ10を切り放して、
その代替として予備ドライブ3 を接続する構成変更を行
わせる。構成制御回路8 はリード／ライト制御回路7 と
故障ドライブ10と予備ドライブ3 とに通知して構成の変
更を行う。構成変更が終了すればステップ71に戻る。ま
た、ステップ75でＭＰＵ4 はオペレータに故障ドライブ
を交換するよう表示部に指示を出し、オペレータの交換
作業が完了して再度電源が投入すればステップ71に戻
る。

【００２１】ステップ76で故障が発生して復元作業が必
要かを判定する。不要であればステップ92に進みＭＰＵ
4 は通常の業務を遂行する。必要であれば、ステップ77
に進む。ステップ77でＭＰＵ4 はＣＰＵ1 からのリード
／ライト命令があるかを判定し、有ればステップ78に進
み、無ければステップ85に進む。

【００２２】ステップ78でライト命令が来た時、ステッ
プ79に進み、リード命令であればステップ80に進む。ス
テップ79でＭＰＵ4は、リード／ライト制御回路7 に指
令して指定のデータをディスクアレイに書き込み、ステ
ップ88に進む。ステップ88で、ＭＰＵ4 は、セクタ・ア
ドレス・レジスタ14の内容を、セクタ・アドレス記憶部
21の、該当するセクタ・アドレスに信号 "1"を書き込
む。次にステップ89に進み、全セクタ・アドレスへの新
しいデータ書込みが行われたかを判定し、YES であれば
ステップ90に進み、NOであればステップ76に戻る。

【００２３】ステップ78でＣＰＵ1 からリード命令が来
た時、ステップ80に進み、ＭＰＵ4は、セクタ・アドレ
ス・レジスタ14の内容がセクタ・アドレス記憶部21の対
応するセクタ・アドレスの信号が既にライトされ、信号
"1"になっているかの比較を比較部22で行う。ステップ
81でセクタ・アドレス・レジスタ14の内容がセクタ・ア
ドレス記憶部21で "1"になっている時はステップ83に進
み、、比較部22はその旨ＭＰＵ4 に伝え、ＭＰＵ4 はリ
ード／ライト制御回路7 に命令して、ドライブのデータ
を読み出す。しかし、セクタ・アドレス・レジスタ14の
内容がセクタ・アドレス記憶部21で "0"になっている時
は、ステップ82に進む。ステップ82で、新しいドライブ
にデータが書き込まれていないため、ＭＰＵ4 はデータ
復元機構13に対し、データの復元指示をする。データの
復元指示を受け取った、データ復元機構13は、リード／
ライト制御回路7 から、パリティドライブ2 のデータを
含む、各ドライブからデータを受け取り、新しいデータ
を復元し、ＭＰＵ4 に報告する。ステップ83でＭＰＵ4
は、リード／ライト制御回路7 に命令し、代替した予備
ドライブ3 に新しいデータをライトする。次にステップ
84に進み、各ドライブの目的のセクタ・アドレスからデ
ータを読み出して、ＣＰＵ1 に転送して、ステップ88に
進む。また、ＭＰＵ4 はＣＰＵ1 からの命令のこない空
き時間をステップ77で監視しており、空き時間が発生し
たらステップ85に進む。ステップ85で前回復元処理を行
った復元セクタ・アドレス計数部23の内容に１加えて、
ステップ86でセクタ・アドレス計数部23の内容をセクタ
・アドレス・レジスタ14に設定し、セクタ・アドレス記
憶部21と比較部22で比較してすでに書込み又は復元作業
が行われたかを判定して、行われた時はステップ89に進
み、行われていない時はステップ87に進む。ステップ87
ではＭＰＵ4 はデータ復元機構13に対し、データの復元
指示をする。データの復元指示を受け取った、データ復
元機構13は、リード／ライト制御回路7 から、パリティ
ドライブ2 のデータを含む、各ドライブからデータを受
け取り、新しいデータを復元し、ＭＰＵ4 に報告する。
ＭＰＵ4 は、リード／ライト制御回路7 に命令し、代替
した予備ドライブ3 に新しいデータをライトする。次に
ステップ88に進む。

【００２４】ステップ89で、セクタ・アドレス記憶部21
の、全てのセクタ・アドレスが "1"になって、データ復
元が完了すると、ステップ90に進み、ＭＰＵ4 は、リセ
ット回路24を駆動してセクタ・アドレス記憶部21をリセ
ットする。ステップ91でＣＰＵ1 に復元完了を通知し、
ステップ92に進み以後通常の処理を実行する。

【００２５】また、業務が終了しオフラインでデータの
復元を行う時、復元指示を受け取ったデータ復元機構13
は、復元セクタ・アドレス計数部23とセクタ・アドレス
記憶部21のセクタ・アドレスを比較して、新しいデータ
が書き込まれていないセクタ・アドレスのみデータの復
元を行って、新しいドライブにデータを書き込むことに
よって復元時間の短縮ができる。

【００２６】以上の実施例では磁気ディスク装置はセク
タ形式であったが、バリアブルレングスファイル形式で
あっても本発明が適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば 消失したデータの復元を行う時、書き込み時に
は新しいドライブに直接書き込み、そのセクタ・アドレ
スを記憶しておき、リード時にはそのセクタ・アドレス
と比較し、新しいデータならそのまま読み出し、新しく
書き込まれていない場合は、データの復元を行って読み
出し及び書き込みすることによって、業務を中断するこ
となく全データの復元を行うことが出来る、という著し
い工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理図

【図２】 本発明の実施例の構成図

【図３】 本発明の実施例のフローチャート( その１)

【図４】 本発明の実施例のフローチャート( その２)

【図５】 従来のディスクアレイ装置の構成図

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ パリティディスク装置、又はパリティドライブ ３ 予備の磁気ディスク装置、又は予備ドライブ ４ ＭＰＵ ５ 故障ドライブ検出回路 ６ 表示部 ７ リード／ライト制御回路 ８ 構成制御回路 ９ 制御部、又はＤＡＣ １０ 故障ドライブ １１ ワークドライブ １２ ディスクアレ
イ装置 １３ データ復元機構 １４ セクタ・アド
レス・レジスタ １５ ＤＡＵ １８ 複数の磁気ディスク装置 ２１ ブロック・アドレス記憶部、またはセクタ・アド
レス記憶部 ２２ 比較部 ２３ 復元セクタ・アドレス計数部 ２４ リセット回路 ７１〜９２ 動作ステップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台の磁気ディスク装置(18)と、該複
   数台の磁気ディスク装置(18)に書き込むデータからパリ
   ティデータを生成して記録するパリティディスク装置
   (2) と、予備の磁気ディスク装置(3) と、制御部(9)
   と、で構成され、該複数台の磁気ディスク装置(18)の一
   台が故障した場合、故障した磁気ディスク装置と予備の
   磁気ディスク装置(3) との接続を切り換え、残りの該複
   数台の磁気ディスク装置と該パリティディスク装置(2)
   のデータを元に、故障してデータが消失した磁気ディス
   ク装置のデータを、前記予備の磁気ディスク装置(3) 上
   に復元するディスクアレイ装置(12)に於いて、 前記予備の磁気ディスク装置(3) を使用する間、書き込
   み指示が来た場合は、指定のブロック・アドレスに、該
   データを書き込み、そのブロック・アドレスにデータの
   書込みがあったことを記録する、ブロック・アドレス記
   憶部(21)と、 データの読み出し指示がきた場合、指示ブロック・アド
   レスに既に新しいデータの書込みがされているか該ブロ
   ック・アドレス記憶部(21)の記録と比較を行い、アドレ
   スの一致があれば信号を出す比較部(22)と、を具備し、 新しいデータを記録する際、書き込み指示が来た場合
   は、指定のブロック・アドレスに、直接データを書き込
   み、そのブロック・アドレスにデータの書込みがあった
   ことを該ブロック・アドレス記憶部(21)に記録し、デー
   タの読み出し指示がきた場合、指示ブロック・アドレス
   に既に新しいデータの書込みがされているか該ブロック
   ・アドレス記憶部(21)の記録と比較を行い、アドレスの
   一致があれば該ブロック・アドレスのデータを読み出し
   て送出し、アドレスの一致がなければ該ブロック・アド
   レスのデータ復元を実行して読み出しデータとして送出
   することを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 【請求項２】 ディスクアレイ装置(12)に命令を与える
   ＣＰＵ(1)からの命令が来ない時間において該パリティ
   ディスク装置(2) のデータを元に、該ブロック・アドレ
   ス記憶部(21)の記録と比較し、既に、データの復元が終
   了しているブロックは、データ復元を省き、終了してい
   ないブロックだけのデータ復元を実行することにより、
   全てのデータ復元が終了すると、該ブロック・アドレス
   記憶部(21)をリセットし、通常の処理に移行することを
   特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置のデータ
   復元方法。