JPH07146760A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

ディスクアレイ装置

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JPH07146760A
JPH07146760A JP5314487A JP31448793A JPH07146760A JP H07146760 A JPH07146760 A JP H07146760A JP 5314487 A JP5314487 A JP 5314487A JP 31448793 A JP31448793 A JP 31448793A JP H07146760 A JPH07146760 A JP H07146760A
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spare
data restoration
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Takafumi Umitake
尚文 海嶽
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Mutoh Industries Ltd
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Mutoh Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オペレータの介在なしに自動的にデータ復帰
処理がなされるようにしたディスクアレイ装置を提供す
る。 【構成】 データを分散記憶するディスク装置50 〜5
3 及びパリティ情報ECCを記憶するディスク装置54
の他に、スペアディスク装置55 が予め設けられてい
る。ディスク装置50 〜53 のいずれかでのデータ破壊
が検出されたら、そのエラー検出結果に基づいてデータ
が破壊がされたディスク装置のデータが他のディスク装
置のデータから自動復元されて、スペアディスク装置5
5 に書き込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データを分散記憶する
複数台のディスク装置を配置して構成されるディスクア
レイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】大量のデータを複数台の小型ディスク装
置に分散して記憶することにより危険分散を図るディス
クアレイ装置として、RAID(Redundant Arrays of
Inexpensive Disks )が知られている。RAIDには、
1から5までのレベルがある。2〜4のレベルでは、複
数のディスク装置がデータを分散記憶するものと、エラ
ーチェック用のパリティ情報を記憶するものとに用途分
けされている。レベル5では全てのディスク装置にデー
タと共にパリティ情報も分散して記憶される。このよう
なRAID装置の中のいずれかのディスクでデータが破
壊されたとき、従来は故障ディスクに代わって新しいデ
ィスクを装填し、データ復帰ボタン等により復帰プログ
ラムをスタートさせ、破壊されたデータ分を新しいディ
スクに復帰させる方式が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のRAIDでのデ
ータ復帰方式は、オペレータにとって新しいディスクの
装填とデータ復帰という操作を必要とし、操作ミスが生
じ易い。また、このデータ復帰処理の間、ディスク装置
のアクセスは中止しなければならない。本発明は、オペ
レータの介在なしに自動的にデータ復帰処理がなされる
ようにしたディスクアレイ装置を提供することを目的と
している。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、データを分散
記憶する複数台のディスク装置を配置して構成されるデ
ィスクアレイ装置において、前記複数台のディスク装置
でのデータ破壊を検出するエラー検出手段と、このエラ
ー検出手段の出力に基づいてデータ破壊が検出されたデ
ィスク装置のデータを他のディスク装置のデータから自
動復元して格納するための予備のディスク装置とを有す
ることを特徴としている。本発明において好ましくは、
データ復元処理手段は、通常動作の合間にデータの復元
処理を実行する。この場合、効率的な復元処理を行うた
めには、データ復元処理の時間間隔を可変とする機能、
又は1回のデータ復元処理で復元すべき情報量の大きさ
単位を可変とする機能の少なくとも一方をオプション機
能としてシステムに組み込むことが有効である。
【0005】
【作用】本発明によれば、ディスクアレイ装置には予め
予備のディスク装置が設けられていて、あるディスクに
データエラーがあった場合には、自動的にその故障ディ
スクのデータが他のディスクのデータによって復元され
て予備のディスク装置に格納される。従って、大切なデ
ータがオペレータの操作ミスで復帰できなくなるといっ
た事態が防止できる。特に本発明を、並列データ転送可
能な通信プロセッサ(以下、トラムという)をツリー状
に配置して複数のディスク装置の並列処理を可能とした
システムに適用すれば、トラム間通信によってデータエ
ラー検出後直ちに、通常動作と並列にデータ復元処理が
できる。また、ディスク装置とホストコンピュータとの
データ授受の合間を利用してデータ復元処理を行うこと
により、通常動作に何等影響を与えることなくデータの
復元が可能になる。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の一実施例に係るディスクアレ
イ装置のブロック構成を示す。この装置は、5台のディ
スク装置50 〜54 を有する。これらのディスク装置5
0 〜54 のうち4台のディスク装置50 〜53 がデータ
を分散記憶するものであり、残り1台のディスク装置5
4 はパリティ情報ECCを記憶するものである。これら
のディスク装置50 〜54 に1対1に対応してアクセス
手段としてのデータトラム40 〜43 及びECCトラム
44 が設けられている。これらのトラム40 〜44 は例
えば、並列データ転送が可能な4つのシリアルポートを
持つ通信プロセッサであり、好適にはインモス社のトラ
ンピュータ(商標)等が使用される。またこれらのトラ
ム40 〜44 にはそれぞれSCSIポート(パラレル)
が設けられており、このSCSIポートを介してそれぞ
れディスク装置50 〜54 に接続されている。
【0007】ホストコンピュータ1をアクセスするデー
タ転送手段として、マネージャトラム3が設けられてい
る。このマネージャトラム3もデータトラム40 〜43
及びECCトラム44 と同様の4つのシリアルポートを
持つ通信プロセッサである。マネージャトラム3のパラ
レルポートは、SCSIインタフェース2を介してホス
トコンピュータ1と接続されている。マネージャトラム
3の4つのシリアルポートは、データトラム40 〜43
の各1つのシリアルポートと接続されている。ECCト
ラム44 の4つのシリアルポートは、データトラム40
〜43 の各1つのシリアルポートと接続されている。
【0008】以上の基本構成の他、RAID装置内に
は、ディスク装置に故障があった場合の予備装置6とし
て、スペアディスク装置55 及びスペアトラム45 が設
けられている。スペアトラム45 も、データトラム40
〜43 及びECCトラム44 と同様の4つのシリアルポ
ートを持つ通信プロセッサであり、その4つのシリアル
ポートは破線で示すようにそれぞれデータトラム40 〜
43 の各1つのシリアルポートに接続されている。この
予備装置6の電源スイッチ8は、RAID装置が正常動
作している限りオフであり、通常直流電源7の出力は基
本構成部のみに供給される。ディスク装置に故障があっ
た場合には、マネージャトラム3の制御により、又はエ
ラーメッセージに従ったオペレータの手動操作より電源
スイッチ8がオンされる。
【0009】この実施例のRAID装置において、記憶
すべきデータは4つのディスク装置50 〜53 にビット
単位又はセクタ単位に分割されて書き込まれる。残りの
ディスク装置54 には、これらの分割書込みされたデー
タのパリティ情報ECCが書き込まれる。パリティ情報
ECCは例えば、マネージャトラム3で計算される。こ
のデータの書込み/読出しの詳細は省略する。
【0010】この実施例のRAID装置において、ディ
スク装置50 〜53 のいずれかでのデータ破壊はSCS
Iインタフエース信号により検出することができる。デ
ータ破壊が検出されたら、残りのディスク装置のデータ
に基づいて破壊されたデータの内容を自動的に復元して
これをスペアディスク装置55 に格納するという処理が
なされる。この処理は例えば、マネージャトラム3のデ
ータ復元プログラムによってなされる。あるいはスペア
トラム45 でこの処理を行うこともできる。
【0011】データ復元処理の流れは、簡単に示せば図
2の通りである。SCSIインタフェース信号からディ
スク装置のエラー検出がなされる。エラーが検出された
ら、この検出結果によりエラーステータスをオンにする
(S1)。そして破壊されたディスク装置の電源スイッ
チをオフ(S2)、スペアディスク装置55 の電源スイ
ッチ8をオン(S3)して、データ復元処理を行う(S
4)。破壊されたデータが全て復旧されたら、エラース
テータスをオフにし(S5)、以後通常動作に戻る。
【0012】破壊されたディスクの内容は前述のように
他のディスクから逆計算されるが、そのデータ復元処理
のアルゴリズムは次の通りである。4つのディスク装置
50 〜53 のデータをそれぞれA,B,C,Dで表す
と、パリティ情報ECCは、次の数1で示される。なお
以下の式で、”+”は排他的論理和(XOR)を表す。
【0013】
【数1】A+B+C+D=ECC
【0014】データBが破壊されたと仮定して、これを
残りのデータA,C,D,ECCから求める場合を説明
すれば、数1の両辺にECC+BをXORすると、
【0015】
【数2】 A+B+C+D+ECC+B=ECC+ECC+B
【0016】となる。数2は、符号理論から、B+B=
0,ECC+ECC=0であるから、結局次の数3と等
価になる。
【0017】
【数3】A+C+D+ECC=B
【0018】従って数3に基づいて、破壊されたデータ
Bが逆計算されて求められることになる。
【0019】この実施例において、破壊されたデータの
復元処理は、例えば図3に示すようにホストコンピュー
タ1とのデータ授受の合間を利用して1セクタデータず
つ行うことができる。この動作において、破壊されたデ
ータの全てが復旧されたとき、エラーステータスをオフ
にしてエラーディスクのない通常動作を行う。これによ
り通常のデータ読み書き動作に何等影響を与えることな
く、データ復元処理を実行することができる。また、各
トラム3,40 〜45 に並列動作可能な通信プロセッサ
を用いれば、データ修復をトランザクションと並列に実
行することが可能である。
【0020】通常動作の合間を利用したデータ復元処理
の場合、復元処理中にもしトランザクション要求が発生
したとすると、トランザクションが優先される。従って
データ復元処理中に頻繁にトランザクションが行われる
と、復元処理完了までに多くの時間がかかる。この問題
を解決するには、次の二つの機能のいずれかをオプショ
ン機能としてシステムに組み込むことが有効である。 データ復元処理の時間間隔を可変とする機能 1回のデータ復元処理で復元すべき情報量の大きさ単
位を可変とする機能
【0021】の方法は、復元処理の時間間隔Tを、図
4(a)に例示したT1 あるいはT2 のように可変とす
るものであり、の方法は、1回の復元処理で復元すべ
き情報量の大きさの単位Rを、図4(b)に例示したR
1 あるいはR2 のように可変とする。これらの具体的な
機能実現方法としては、例えばディップスイッチで選択
してその内容をシステムソフトが読むという方法を用い
ることができる。
【0022】本発明は上記実施例に限られない。実施例
ではパリティ情報ECCをデータと別に固定のディスク
に記憶するレベル2〜4のRAIDを説明したが、EC
Cをデータと同様に分散記憶するレベル5にも同様に本
発明を適用することができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、予備
のディスク装置を備えることで、データ破壊があった場
合にオペレータの介在なしに自動的にデータ復帰処理が
なされるようにして、ディスクアレイ装置の操作ミスを
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るディスクアレイ装置
を示す。
【図2】 同実施例のデータ復元処理の流れを示す。
【図3】 同実施例のデータ復元の並列処理の様子を示
す。
【図4】 他の実施例のデータ復元の並列処理の様子を
示す。
【符号の説明】
1…ホストコンピュータ、2…SCSIインタフェー
ス、3…マネージャトラム、40 〜43 …データトラ
ム、44 …ECCトラム、50〜54 …ディスク装置、
45 …スペアトラム、55 …スペアディスク装置、7…
直流電源、8…電源スイッチ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを分散記憶する複数台のディスク
    装置を配置して構成されるディスクアレイ装置におい
    て、 前記複数台のディスク装置とは別個に設けられた予備デ
    ィスク装置と、 前記複数台のディスク装置でのデータ破壊を検出するエ
    ラー検出手段と、 このエラー検出手段の出力に基づいてデータ破壊が検出
    されたディスク装置のデータを他のディスク装置のデー
    タから復元して前記予備ディスク装置に格納するデータ
    復元処理手段とを有することを特徴とするディスクアレ
    イ装置。
  2. 【請求項2】 前記データ復元処理手段は、通常動作の
    合間にデータの復元処理を実行することを特徴とする請
    求項1に記載のディスクアレイ装置。
  3. 【請求項3】 前記データ復元処理手段は、データ復元
    処理時間間隔又はデータ復元処理1回の復元情報量の大
    きさ単位の少なくとも一方を可変として、通常動作の合
    間にデータの復元処理を実行する機能を有することを特
    徴とする請求項1に記載のディスクアレイ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7028216B2 (en) 2003-11-26 2006-04-11 Hitachi, Ltd. Disk array system and a method of avoiding failure of the disk array system
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