JPH08137627A - ディスクアレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクアレイ装置におけるデータ修復処理
の効率性及びデータ修復処理によるシステムの性能低下
防止を目的とする。 【構成】 データＤとパリティＰとを複数台のディスク
装置０〜３に格納するディスクアレイ装置において、１
台のディスク装置が故障した場合、他の正常なディスク
装置のデータを一定量毎読み出し、復元したデータをパ
リティ領域に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理システムの外
部記憶装置（サブシステム）であるディスクアレイ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理システムの外部記憶装置とし
て、記録の不揮発性、大容量性、データ転送の高速性等
の特長をもつ磁気ディスク装置が広く用いられている。
しかし、情報処理システムのデータ処理能力の向上に対
して、磁気ディスク装置の容量は増大する一方で、デー
タ転送速度はあまり増加していない。このような、情報
処理システムの磁気ディスク装置間のボトルネックを解
消する手段として、並列的に動作する複数台の磁気ディ
スク装置に、データの並列転送を行って、データ転送速
度を一台の磁気ディスクの転送速度に並列動作する台数
分を掛け合わせたものにするディスクアレイが使用され
ている。

【０００３】ディスクアレイでは、並列動作する磁気デ
ィスク装置に冗長性を持たせて、ある磁気ディスク装置
の故障によるデータ転送の中断防止、故障した装置の置
き換え等を行って、ディスクアレイシステム全体の信頼
性向上を図ることが多い。

【０００４】このような冗長性を持たせたディスクアレ
イ方式としてＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａ
ｙ ｏｆ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｓｋｓ：１９
８７年のカルフォルニア大学バークレイ校のデビット・
Ａ・パターソンらの論文に由来する呼び方）１〜５迄の
レベルに分類され、レベル３から５には、ディスクの故
障時にデータを回復するための冗長情報として誤り検出
符号（以下、「パリティ」という）を保持する。

【０００５】ＲＡＩＤレベル３は、１つのデータを全て
のディスクに対して、ビットあるいはバイトなどの小さ
な単位で分割（ストライピング）して、それらのストラ
イピングしたデータを並列処理によりディスクに同時に
格納する方式である。

【０００６】ＲＡＩＤレベル４は、データをアクセス単
位であるブロック（例えば１又は数セクタ）に分け、こ
れらのブロック単位のデータを各ディスクに分散して格
納する方式であり、パリティ格納のため専用に設けられ
たディスクを用いるものである。

【０００７】ＲＡＩＤレベル５は、パリティを格納する
ディスクを固定しないことで、複数の同時書き込みを可
能としており、多量のトランザクション処理において効
果を発揮する。

【０００８】図１４は、従来例の説明図であり、ＲＡＩ
Ｄレベル５のデータ、パリティ格納場所の説明である。
図１４において、ディスクａにはデータａ−１〜ａ−３
とパリティ４、ディスクｂにはデータｂ−１、ｂ−２、
ｂ−４、とパリティ３、ディスクｃにはデータｃ−１、
ｃ−３、ｃ−４とパリティ２、ディスクｄにはパリティ
１とデータｄ−２〜ｄ−４がそれぞれ設けてある。

【０００９】各パリティ１〜４は、各ディスク内の同一
パリティグループ内の排他的論理和ＥＯＲを求めてディ
スクに保持するものである。例えば、パリティ１は次の
式で求める。

【００１０】パリティ１＝（データａ−１）ＥＯＲ（デ
ータｂ−１）ＥＯＲ（データｃ−１） このような従来のＲＡＩＤレベル５を適用可能なディス
クアレイ装置で予備のディスクを持たない、又は予備の
ディスクが何らかの理由で使用できない場合において、
ディスクアレイ中の１台のディスクが故障した場合、デ
ータを復元して書き込む処理を行わず上位装置からの要
求に対してのみ故障ディスクと同一のパリティグループ
内の正常なディスクを使用して対処している。

【００１１】例えば、ディスクｂが故障し、このディス
クｂに上位装置からの要求がデータｂ−１のリード要求
の場合、同一パリティグループ内の正常なディスクから
それぞれデータａ−１、データｃ−１、パリティ１を読
み出し、これらの排他的論理和をとり、データｂ−１を
復元し上位装置へ転送する（リードリコンストラクショ
ン）。

【００１２】また、ディスクｂが故障し、上位装置から
の要求がライト要求である場合その処理は次の２つに分
かれる。 （１）故障ディスクｂ内のデータｂ−１に対してライト
要求がされた場合は、リード時と同様に更新前のデータ
ｂ−１を復元し、更新前のパリティ１と排他的論理和Ｅ
ＯＲをとり、さらにライト要求のあった新データｂ−１
との排他的論理和ＥＯＲをとり、パリティ１の更新を行
う。この場合新データｂ−１の書き込みは行わない。

【００１３】（２）ライト要求が出されたデータ（例え
ば、データａ−３）があった場合、パリティ３が故障デ
ィスクｂ内に存在しているので、パリティ３の更新は行
わずデータ（データａ−３）の更新だけを行う。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
ては次のような課題があった。ディスクアレイ中の１台
のディスクが故障し、そのディスクにアクセスがあった
場合、システムの信頼性が低下したことに加え多数のデ
ィスクを使ったデータの復元、パリティの更新が必要と
なり著しい処理性能の低下が起こっていた。

【００１５】本発明は、ディスクアレイ装置におけるデ
ータ修復処理の効率性、及びデータ修復処理によるシス
テムの性能低下防止を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、ディスクアレイを用いたサブシステムを示
す。図１中、０〜３はディスク装置、４〜７はディスク
制御装置、８はコモンバス、９はホストインターフェー
ス回路、１０はプロセッサ（以下、ＭＰＵという）、各
ディスク装置の左側の００１〜０１２は論理ブロックア
ドレス（以下単に、アドレスという）、右側の０００〜
００３、１００〜１０３、２００〜２０３、３００〜３
０３は物理アドレス、各ディスク内のＰはパリティ領
域、Ｄはデータ領域を示す。

【００１７】図１において、ディスク装置０〜３は、デ
ィスク制御装置４〜７に接続され、このディスク制御装
置４〜７は、サブシステム内のモジュールを接続するコ
モンバス８に接続されている。また、上位装置（図示せ
ず）とサブシステムをつなぐホストインターフェース回
路９と、このサブシステムを制御するＭＰＵ１０とがコ
モンバス８に接続されている。

【００１８】このようなディスクアレイ装置において、
本発明は次のように構成した。データＤとパリティＰと
を複数台のディスク装置０〜３に格納し、１台のディス
ク装置が故障した場合、他の正常なディスク装置のデー
タを一定量毎に読み出し、復元したデータをパリティ領
域に格納する。

【００１９】また、ＭＰＵ１０がディスク装置の故障を
認識したことを契機として、他の正常なディスクのデー
タを一定量毎（例えばストライピング毎）に順次読み出
し、復元されたデータをパリティ領域に格納する。

【００２０】さらに、復元されたデータがパリティ領域
に書き込まれたことを示すテーブルをＭＰＵ１０に設け
る。また、復元されたデータが故障したディスクに代わ
って装着されたディスクに書き込まれたことを示すテー
ブルをＭＰＵ１０に設ける。

【００２１】さらに、上位装置から故障ディスク内のデ
ータへのリード要求に対して、他の正常なディスクのデ
ータから復元したデータを上位装置へ転送と同時にアク
セス対象のデータと同一パリティグループのパリティ領
域に前記復元したデータを書き込む。

【００２２】また、上位装置からの故障ディスク内のデ
ータへのライト要求に対して、上位装置側から送られて
くるデータをアクセス対象のデータと同一パリティグル
ープのパリティ領域に書き込む。

【００２３】さらに、パリティ領域に復元されたデータ
に上位装置からリード要求があった場合、復元されたデ
ータがパリティ領域に書き込まれたことを示すテーブル
を参照し、パリティ領域より復元されたデータを上位装
置に転送する。

【００２４】また、故障したディスクに代わって装着さ
れたディスクにデータを復元する処理において、復元さ
れたデータがパリティ領域に書き込まれたことを示すテ
ーブルを参照することにより、パリティ領域に復元され
ているデータを故障したディスクに代わって装着された
ディスクに書き戻すようにする。

【００２５】

【作用】本発明の作用を説明する。ディスクアレイ装置
の１台のディスク装置が故障した場合、データを復元
し、復元したデータをパリティ領域に格納するため、格
納したデータについては、従来見られるような上位装置
からのアクセス要求毎に複数のディスクを使用してデー
タを復元するといった処理が不要になり、システムの性
能の低下を防止できる。

【００２６】また、ＭＰＵ１０がディスク装置の故障を
認識したことを契機としてデータを復元するので、復元
処理後は性能低下を抑えることができる。さらに、復元
されたデータがパリティ領域に書き込まれたことを示す
テーブル及び復元されたデータが故障したディスクに代
わって装着されたディスクに書き込まれたことを示すテ
ーブルを設けたので、復元処理の管理が容易となる。

【００２７】また、上位装置から故障ディスクへのリー
ド要求に対して、復元したデータを上位装置へ転送と同
時にパリティ領域に書き込むため、その領域については
その後行われるシステム内部の復元処理において複数の
ディスクを使用せず、データ転送のみが行われるので、
従来より復元処理の効率が上がる。

【００２８】さらに、上位装置から故障ディスク内のデ
ータへのライト要求に対して、上位装置側から送られて
くるデータをパリティ領域に書き込むため、その後の同
一データへのアクセスに対してはパリティ領域のデータ
を使用し、従来の複数のディスクを使用した復元処理が
不要になるのでその後の処理性能の低下を抑えることが
できる。

【００２９】また、上位装置からリード要求があった場
合、復元されたデータがパリティ領域に書き込まれたこ
とを示すテーブルを参照して、パリティ領域より復元さ
れたデータを上位装置に転送するため、従来の複数のデ
ィスクを使用した復元処理が不要になるので、リード要
求に対する性能の低下を抑えることができる。

【００３０】さらに、復元されたデータがパリティ領域
に書き込まれたことを示すテーブルを参照することによ
り、パリティ領域に復元されているデータを、故障した
ディスクに代わって装着されたディスクに書き戻すとい
ったデータ転送のみで復元処理が行えるので、従来の複
数のディスクを使用した復元処理が不要になり、復元処
理の性能が向上する。

【００３１】このように、ＲＡＩＤレベル５が適用可能
なディスクアレイ装置において、アレイ中の１台が故障
した場合、故障ディスクへのアクセス要求に対し、最初
のアクセスのみ性能低下が起こり、同一データに対する
２回目以降のアクセスにおいては、その性能低下を抑制
することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２〜図１３に基づ
いて説明する。図２〜図１３中、図１と同じものは同じ
符号で示してある。

【００３３】§１：故障時の説明 ａ）故障検出時の説明 図２、図３に基づいて、ディスク装置が故障時のデータ
復元を説明する。図２は、故障時のデータ復元の説明図
（１）、図３は、故障時のデータ復元の説明図（２）で
あり、図３（ａ）は復元処理管理テーブル、図３（ｂ）
は、データ復元の処理フローチャートを示す。

【００３４】ＭＰＵ１０がディスクアレイ装置中の１台
が故障したことを検出すると、これを契機としてデータ
の復元を行うものである。以下、例えばディスク装置１
が故障した場合を図２の処理〜に従って説明する。

【００３５】ＭＰＵ１０が、ディスク装置１が故障し
たことを検出する。 ＭＰＵ１０は、ディスク装置０、２、３に同一パリテ
ィグループ内のデータ及びパリティをある単位ごと（例
えばストライピング単位）にパリティディスクのディス
ク制御装置（図２の例では、ディスク制御装置４）に転
送し、ディスク装置１のデータを復元し、パリティＰ領
域に書き込むように命令を出す。

【００３６】パリティＰのあるディスク制御装置に同
一パリティグループ内のデータ、パリティを転送してデ
ータの復元処理を行う。図２の例では、ディスク制御装
置４に、物理アドレス２００と３００のデータＤ、物理
アドレス０００のパリティＰを転送して、これらのデー
タＤとパリティＰの排他的論理和ＥＯＲをとり物理アド
レス１００のデータＤを復元する。

【００３７】ディスク制御装置は、復元したデータを
パリティ領域に書き込む。図２の例ではディスク制御装
置４が、復元した物理アドレス１００のデータＤを物理
アドレス０００のパリティ領域に書き込む。

【００３８】また、ＭＰＵ１０内にデータ復元の終了ア
ドレスを記録するテーブルを設ける。図３（ａ）はこの
復元処理管理テーブルの例であり、この復元処理管理テ
ーブルには、パリティアドレス（物理アドレス）とパリ
ティ領域へのデータ復元終了の記録部である復元終了
（パリティ領域）とディスクを交換した場合の復元終了
の記録部である復元終了（交換ディスク）を設けてあ
る。そして、この復元処理管理テーブルに単位当たりの
データ復元終了後そのアドレスを記録する。

【００３９】もし、データ復元処理中に上位装置からの
アクセスがあった場合、単位当たりのデータは復元し、
この復元アドレスを復元処理管理テーブルに記録後、前
記アクセスを実行する。そして、上位装置からのアクセ
ス終了後、復元処理管理テーブルのアドレスをもとに、
次の復元処理を再開する。

【００４０】例として、ディスク装置０の物理アドレス
０００の領域にディスク装置１の物理アドレス１００の
領域のデータを復元した場合、図３（ａ）のように復元
処理管理テーブルの復元終了（パリティ領域）のパリテ
ィアドレス０００に「１」を記録する。

【００４１】図３（ｂ）はデータ復元の処理フローチャ
ートである。以下、この処理を処理番号Ｓ１〜Ｓ５に従
って説明する。 Ｓ１：ＭＰＵ１０がディスクアレイ中の１台が故障した
ことを検出すると、ＭＰＵ１０は故障のない各ディスク
装置にパリティ及びデータ転送命令を出し処理番号Ｓ２
に移る。

【００４２】Ｓ２：パリティが存在するディスクのディ
スク制御装置へパリティ、データを転送し、処理番号Ｓ
３に移る。 Ｓ３：ディスク制御装置は、パリティとデータの排他的
論理和ＥＯＲをとりデータを復元し、復元したデータを
パリティ領域に書き込み、処理番号Ｓ４へ移る。

【００４３】Ｓ４：ディスク制御装置は、復元処理管理
テーブル更新のため、データ復元終了をＭＰＵに通知す
る。 Ｓ５：ＭＰＵは、復元終了アドレスを復元処理管理テー
ブルに記録する。

【００４４】ｂ）故障ディスクに対してリード要求のあ
った場合の説明 図４、図５に基づいて、故障ディスクに対してリード要
求があった場合の説明をする。図４は故障ディスクにリ
ード要求があった場合の説明図（１）、図５は故障ディ
スクにリード要求があった場合の説明図（２）であり、
図５（ａ）は復元処理管理テーブル、図５（ｂ）は故障
ディスクにリード要求があった場合の処理フローチャー
トを示す。

【００４５】ＭＰＵ１０がディスクアレイ装置中の１台
が故障したことを検出し、データの復元処理中に上位装
置よりＭＰＵ１０へ例えば故障ディスク装置１の物理ア
ドレス１０３のデータに対するリード要求があった場合
を図４の処理〜に従って説明する。

【００４６】ＭＰＵ１０が、上位装置より物理アドレ
ス１０３のデータに対するリード要求を受ける。 ＭＰＵ１０は、ディスク装置１が故障しているので、
パリティ領域へのデータ書き込みを管理している復元処
理管理テーブルを参照して、リード要求のあった物理ア
ドレス１０３のデータのパリティ領域の物理アドレス３
０３はデータが復元されていないことを認識する。そこ
で、ＭＰＵ１０は、故障で失われたデータを復元するた
め他のディスク装置０、２、３の同一パリティグループ
である物理アドレス００３、２０３、３０３のデータ及
びパリティをリードし、排他的論理和ＥＯＲをとりデー
タを復元し、その後上位装置とパリティの領域である物
理アドレス３０３へこの復元したデータを転送する命令
を出す。

【００４７】ディスク制御装置５は、リードしたデー
タ及びパリティの排他的論理和ＥＯＲをとりデータを復
元する。 ディスク制御装置５から復元したデータを上位装置と
パリティの領域である物理アドレス３０３に転送する。

【００４８】また、ＭＰＵ１０は、データの書き込み
（物理アドレス３０３）が終了した通知を受けると、復
元処理管理テーブル内に、物理アドレス１０３のデータ
が物理アドレス３０３に書かれたことを記録する。

【００４９】図５（ａ）は、復元処理管理テーブルの例
であり、データ復元処理が終了した復元終了（パリティ
領域）のパリティアドレス０００と３０３に「１」が記
録される。

【００５０】図５（ｂ）は、故障ディスクにリード要求
があった場合の処理フローチャートである。以下、この
処理を処理番号Ｓ１１〜Ｓ１７を参照して説明する。 Ｓ１１：ＭＰＵ１０は、上位装置からリードコマンドを
受けると、このリードが故障ディスクが対象かどうか判
断する。この判断で故障ディスクが対象の場合（Ｙ）、
処理番号Ｓ１２に移り、もし故障ディスクが対象でない
場合（Ｎ）、処理番号Ｓ１６に移り通常のリード処理を
行う。

【００５１】Ｓ１２：ＭＰＵ１０は、復元処理管理テー
ブルを参照して、パリティ領域にデータが復元済である
かどうか判断する。この判断でデータが復元済であれば
（Ｙ）、処理番号Ｓ１７に移り、復元済のパリティ領域
から上位装置にデータを転送し、もしデータが復元済で
なければ（Ｎ）、処理番号Ｓ１３に移る。

【００５２】Ｓ１３：ＭＰＵ１０は、故障で失われたデ
ータを復元するため他のディスク装置の同一パリティグ
ループのデータ及びパリティをリードし、排他的論理和
をとり、データ復元の命令を出し（リードリコンストラ
クション）、処理番号Ｓ１４に移る。

【００５３】Ｓ１４：ＭＰＵ１０の命令によりディスク
制御装置は、復元したデータを上位装置側へ転送し、同
時にパリティ領域へも書き込み、処理番号Ｓ１５に移
る。 Ｓ１５：ＭＰＵ１０は、復元データの書き込みが終了し
た通知をディスク制御装置から受け、復元処理管理テー
ブルの更新を行う。

【００５４】このように、上位装置からリード要求があ
ったアドレスのデータの復元を優先して行うので、リー
ド要求に対する処理を早く行うことができ、また、デー
タ復元後は処理性能を向上することができる。

【００５５】また、この復元処理は、上位装置からリー
ド要求があったアドレスのデータのみ復元を行うように
すれば、最初のリードアクセスのみ性能低下が起こり、
２回目以降のアクセスにおいてはその性能低下を抑制す
ることができる。

【００５６】ｃ）故障ディスクに対してライト要求があ
った場合の説明 図６、図７に基づいて、故障ディスクに対してライト要
求があった場合の説明をする。図６は故障ディスクにラ
イト要求があった場合の説明図（１）、図７は故障ディ
スクにライト要求があった場合の説明図（２）であり、
図７（ａ）は復元処理管理テーブル、図７（ｂ）は故障
ディスクにライト要求があった場合の処理フローチャー
トを示す。

【００５７】ＭＰＵ１０は、ディスクアレイ装置中の１
台、例えばディスク装置１が故障したことを検出し、上
位装置より故障ディスク装置１の物理アドレス１０３の
データに対するライト要求があった場合を図６の処理
〜に従って説明する。

【００５８】ＭＰＵ１０が上位装置より物理アドレス
１０３のデータに対するライト要求を受ける。 ＭＰＵ１０は、ディスク装置１が故障しているので、
物理アドレス１０３のパリティ領域である物理アドレス
３０３にライトデータを書き込む命令を出す。

【００５９】ディスク制御装置７は、ライトデータを
物理アドレス３０３の領域に書き込み、パリティ領域の
データを更新する。また、ＭＰＵ１０は、ライトデータ
の書き込みが終了した通知を受けると、復元処理管理テ
ーブル内に物理アドレス１０３のデータが物理アドレス
３０３に書かれたことを記録する。

【００６０】図７（ａ）は、復元処理管理テーブルの例
であり、復元終了（パリティ領域）のパリティアドレス
０００と３０３に「１」が記録されており、故障ディス
ク装置１の物理アドレス１００と１０３に書かれるデー
タが物理アドレス０００と３０３に書かれていることを
示す。

【００６１】図７（ｂ）は、故障ディスクにライト要求
があった場合の処理フローチャートである。以下、この
処理を処理番号Ｓ２１〜Ｓ２６を参照して説明する。 Ｓ２１：ＭＰＵ１０は、上位装置からライトコマンドを
受けると、このライト要求が故障ディスクが対象かどう
か判断する。この判断で故障ディスクが対象の場合
（Ｙ）、処理番号Ｓ２２に移り、もし故障ディスクが対
象でない場合（Ｎ）、処理番号Ｓ２４に移る。

【００６２】Ｓ２２：ＭＰＵ１０は、ライトデータのパ
リティ領域に、ライト要求のあったデータを書き込む命
令をディスク制御装置に出し、ライトデータを書き込
む。 Ｓ２３：ＭＰＵ１０は、ライトデータの書き込み終了し
た通知を受けとると、復元処理管理テーブルの復元終了
（パリティ領域）にデータが書かれたことを記録する。

【００６３】Ｓ２４：処理番号Ｓ２１でライトコマンド
が故障ディスクが対象でない場合（Ｎ）、ＭＰＵ１０
は、パリティ領域が故障ディスクにあるかどうか判断す
る。この判断でパリティ領域が故障ディスクにある場合
（Ｙ）、処理番号Ｓ２５に移り、もし、パリティ領域が
故障ディスクにない場合（Ｎ）、処理番号Ｓ２６に移
り、通常のライト処理を行う。

【００６４】Ｓ２５：ＭＰＵ１０は、データディスクの
書き込みのみを行う命令を出し、パリティは作成しな
い。このように、故障ディスクに対するライトデータを
パリティ領域に書き込むため、処理性能の低下を抑える
ことができる。

【００６５】§２：ディスク交換後の説明 ａ）データ復元処理の説明 図８、図９に基づいて、ディスク交換後のデータ復元処
理の説明をする。図８はディスク交換後のデータ復元処
理の説明図（１）、図９はディスク交換後のデータ復元
処理の説明図（２）であり、図９（ａ）は復元処理管理
テーブル、図９（ｂ）はデータ復元処理フローチャート
を示す。

【００６６】新しいディスクが組み込まれると、それが
ＭＰＵ１０へ伝えられ、その後ＭＰＵはデータをある単
位（例えばストライピングサイズ）毎に修復し、書き込
む処理を開始する。この修復処理を図８の処理〜に
従って説明する。

【００６７】新しいディスクが組み込まれたことをＭ
ＰＵ１０へ通知する。 ＭＰＵ１０は、まず、データ復元の終了を記録する復
元処理管理テーブルを参照し、復元対象データがパリテ
ィ領域に書かれているか判断する。この判断でパリティ
領域にデータが書かれていればそのデータを交換ディス
クに書き込み、さらにパリティを生成しパリティ領域に
書き込む。もし前記判断でパリティ領域にデータが書か
れていなければ、全ディスクからデータを読み出しデー
タを復元して交換されたディスクに書き込む。

【００６８】この図８の例の場合、物理アドレス１００
のデータのパリティ領域（物理アドレス０００）にデー
タが書かれた記録が復元処理管理テーブルにあるので、
ＭＰＵ１０は、この物理アドレス０００のデータを交換
されたディスク１の物理アドレス１００に書き込む命令
を出す。同時に他のディスクの同一パリティグループの
データをパリティディスクのディスク制御装置４に転送
し、排他的論理和ＥＯＲをとりパリティを生成し、物理
アドレス０００の領域に書き込む命令を出す。

【００６９】ディスク制御装置４は、物理アドレス０
００のデータを物理アドレス１００の領域に書き込む。 ディスク制御装置４は、他のディスクから転送された
同一パリティグループのデータの排他的論理和ＥＯＲを
とりパリティを生成する。

【００７０】ディスク制御装置４は、生成したパリテ
ィを物理アドレス０００の領域に書き込む。また、ＭＰ
Ｕ１０は、データ、パリティの書き込み終了後、復元処
理管理テーブルに、復元終了を記録し、パリティ領域に
書き込まれたデータの記録を消去する。

【００７１】図９（ａ）は復元処理管理テーブルの例で
あり、この図の復元終了（交換ディスク）のパリティア
ドレス０００に「１」が記録され、交換ディスクの復元
処理が終わった領域（物理アドレス１００）を示す。な
お、復元終了（パリティ領域）のパリティアドレス３０
３の「１」は、復元されたデータがパリティアドレス３
０３の領域に書かれていることを示す。

【００７２】図９（ｂ）は交換ディスクのデータ復元処
理フローチャートである。以下、この処理を処理番号Ｓ
４１〜Ｓ４６に従って説明する。 Ｓ４１：ＭＰＵ１０が、ディスクの交換終了を認識する
と、ＭＰＵ１０は、データ復元処理を開始し、処理番号
Ｓ４２に移る。

【００７３】Ｓ４２：ＭＰＵ１０は、復元処理管理テー
ブルを参照し、復元対象データが復元されパリティ領域
に書かれているかどうか判断する。この判断でパリティ
領域にデータが書かれていれば（Ｙ）、処理番号Ｓ４３
に移り、もしパリティ領域にデータが書かれていなけれ
ば（Ｎ）、処理番号Ｓ４６に移る。

【００７４】Ｓ４３：ＭＰＵ１０は、パリティ領域のデ
ータを交換ディスクに書き込む命令を出し、ディスク制
御装置で書き込みを行い、処理番号Ｓ４４に移る。 Ｓ４４：ＭＰＵ１０は、パリティディスクのディスク制
御装置に、同一パリティグループのデータを転送し、排
他的論理和をとり、パリティを生成して書き込む命令を
出し、ディスク制御装置は生成したパリティをパリティ
領域に書き込む。

【００７５】Ｓ４５：ＭＰＵ１０は、データ、パリティ
の書き込み終了の通知を受けとると復元処理管理テーブ
ルを更新する。 Ｓ４６：処理番号Ｓ４２の判断でパリティ領域にデータ
が書かれていなければ（Ｎ）、同一パリティグループの
各データ及びパリティからデータを復元する通常の復元
処理を行う。

【００７６】ｂ）復元処理中に交換されたディスクに対
してリード要求があった場合の説明図１０、図１１に基
づいて、ディスク交換後データ復元処理中に上位装置よ
りリード要求があった場合の説明をする。図１０は交換
ディスクにリード要求があった場合の説明図（１）、図
１１は交換ディスクにリード要求があった場合の説明図
（２）であり、図１１（ａ）は復元処理管理テーブル、
図１１（ｂ）はリード要求があった場合の処理フローチ
ャートを示す。

【００７７】ディスク交換後データ復元処理中に上位装
置よりＭＰＵへリード要求があった場合で、それが交換
ディスクに対するものであったとき、ＭＰＵはデータ復
元の終了を記録する復元処理管理テーブルを参照し、対
象データがパリティ領域に書かれているかを判断する。

【００７８】この判断で、パリティ領域にデータが書か
れていればそのデータを上位装置側へ転送し、同時に交
換ディスクに書き込み、更にパリティを生成しパリティ
領域に書き込む。もしこの判断でパリティ領域にデータ
が書かれていなければ全ディスクからデータを読み出し
復元して上位装置側へ転送し、同時に交換ディスクに書
き込む。

【００７９】図１０の例の処理〜に従って説明す
る。 交換されたディスク装置１の物理アドレス１０３のデ
ータに対するリード要求を上位装置よりＭＰＵ１０が受
ける。

【００８０】ＭＰＵ１０は、まずデータ復元の終了を
記録する復元処理管理テーブルを参照する。この場合、
交換ディスク装置１の物理アドレス１０３のデータは、
パリティ領域であるディスク装置３の物理アドレス３０
３に書かれていることが示されている。このためＭＰＵ
１０は物理アドレス３０３のデータを上位装置側へ転送
し、同時に交換ディスク装置１の物理アドレス１０３に
書き込む命令を出す。次に、ＭＰＵ１０は、他のディス
クの同一パリティグループのデータをディスク装置３の
ディスク制御装置７に転送し、排他的論理和をとりパリ
ティを生成し、物理アドレス３０３の領域に書き込む命
令を出す。

【００８１】命令を受けたディスク制御装置は、上位
装置へ物理アドレス３０３のデータの転送、交換ディス
クへの物理アドレス３０３のデータの書き込みを行う。 ディスク制御装置７は、同一パリティグループのデー
タの排他的論理和をとりパリティを生成する。

【００８２】ディスク制御装置７は、生成したパリテ
ィを物理アドレス３０３の領域に書き込む。また、ＭＰ
Ｕ１０は、データ、パリティの書き込み終了後、データ
復元の終了を記録する復元処理管理テーブル内のこの領
域に関して復元終了を記録し、パリティ領域に書かれた
記録を消去する。

【００８３】図１１（ａ）は復元処理管理テーブルの例
であり、復元終了（交換ディスク）のパリティアドレス
３０３に「１」が記録され、復元終了（パリティ領域）
のパリティアドレス３０３を「０」とする。これによ
り、交換ディスクの復元処理が終わった領域を示す。

【００８４】図１１（ｂ）はリード要求があった場合の
処理フローチャートである。以下、この処理を処理番号
Ｓ５１〜Ｓ５９に従って説明する。 Ｓ５１：ＭＰＵ１０は、上位装置からリードコマンドを
受け、そのリード要求が交換ディスクが対象かどうか判
断する。この判断で交換ディスクが対象の場合（Ｙ）、
処理番号Ｓ５２に移り、もし交換ディスクが対象でない
場合（Ｎ）、処理番号Ｓ５７に移る。

【００８５】Ｓ５２：ＭＰＵ１０は、復元処理管理テー
ブルを参照し、データは交換ディスクに復元済かどうか
判断する。この判断で交換ディスクに復元済であれば
（Ｙ）、処理番号Ｓ５７の処理に移り、もし交換ディス
クに復元済でなければ（Ｎ）、処理番号Ｓ５３に移る。

【００８６】Ｓ５３：ＭＰＵ１０は、復元処理管理テー
ブルを参照し、データはパリティ領域に復元済かどうか
判断する。この判断でパリティ領域に復元済の場合
（Ｙ）、処理番号Ｓ５４に移り、もしパリティ領域に復
元済でなければ（Ｎ）、処理番号Ｓ５８に移る。

【００８７】Ｓ５４：ＭＰＵ１０は、パリティ領域から
上位装置側へデータを転送し、同時に交換されたディス
クにもデータを転送する命令を出し、上位装置へデータ
転送と同時に交換ディスクへデータを書き込み、処理番
号Ｓ５５に移る。

【００８８】Ｓ５５：ＭＰＵ１０は、他のディスクから
同一パリティグループのデータをパリティディスクのデ
ィスク制御装置に転送し、パリティを生成し、パリティ
領域に書き込む命令を出し、命令を受けたディスク制御
装置は、パリティを生成し、パリティ領域に書き込み、
処理番号Ｓ５６に移る。

【００８９】Ｓ５６：ＭＰＵ１０は、データ、パリティ
の書き込み終了の通知を受けとると、データ復元の終了
を記録する復元処理管理テーブルの更新を行う。 Ｓ５７：処理番号Ｓ５１の判断でリード要求が交換ディ
スクが対象でない場合（Ｎ）、及び、処理番号Ｓ５２の
判断で交換ディスクにデータが復元済である場合
（Ｙ）、リード要求があったディスクからデータを読み
出す通常のリード処理を行う。

【００９０】Ｓ５８：処理番号Ｓ５３の判断でデータが
パリティ領域に復元済でない場合（Ｎ）、リードリコン
ストラクションでデータを上位装置側へ転送と同時に、
交換ディスクにも転送し、処理番号Ｓ５９に移る。

【００９１】Ｓ５９：ＭＰＵ１０は、データ書き込み終
了の通知を受け、復元処理管理テーブルを更新する。こ
のように、復元処理中に交換されたディスクに対しリー
ド要求があった場合、復元データを上位装置へ転送する
のと同時に復元データを交換ディスクに書き込むこと
で、その後の性能の低下を抑えることができる。

【００９２】ｃ）復元処理中に交換されたディスクに対
してライト要求があった場合の説明図１２、図１３に基
づいて、ディスク交換後、データ復元処理中に上位装置
よりライト要求があった場合の説明をする。図１２は交
換ディスクにライト要求があった場合の説明図（１）、
図１３は交換ディスクにライト要求があった場合の説明
図（２）であり、図１３（ａ）は復元処理管理テーブ
ル、図１３（ｂ）はライト要求があった場合の処理フロ
ーチャートを示す。

【００９３】ディスク交換後データ復元処理中に上位装
置よりＭＰＵへライト要求があった場合で、このライト
要求が交換ディスクに対するものであったとき、ＭＰＵ
はデータ復元の終了を記録する復元処理管理テーブルを
参照し、対象データ復元処理が終了している領域につい
ては通常のライトが行われる。

【００９４】前記参照で対象データ復元処理が終了して
いない領域についてはライトデータは交換ディスクに書
き込まれる。又これと同時にパリティディスクのディス
ク制御装置にもライトデータは転送され、さらに他のデ
ィスクの同一パリティグループのデータもパリティディ
スクのディスク制御装置に転送され、排他的論理和をと
り、パリティが生成され、書き込みが行われる。

【００９５】図１２の例の処理〜に従って説明す
る。 交換されたディスク装置１の物理アドレス１０３のデ
ータに対するライト要求を上位装置よりＭＰＵ１０が受
ける。

【００９６】ＭＰＵ１０は、まずデータ復元の終了を
記録する復元処理管理テーブルを参照する。この参照
で、ディスク装置１の物理アドレス１０３のデータはパ
リティの領域であるディスク装置３の物理アドレス３０
３に書かれていることが示されている。このため、ＭＰ
Ｕ１０はライトデータをディスク制御装置７に転送し、
同時に交換ディスク装置１の物理アドレス１０３に書き
込む命令を出す。

【００９７】次にＭＰＵ１０は、他のディスクの同一パ
リティグループのデータをディスク制御装置７に転送
し、排他的論理和をとり、パリティを生成し、これを物
理アドレス３０３の領域に書き込む命令を出す。

【００９８】命令を受けたディスク制御装置５はライ
トデータを物理アドレス１０３の領域に書き込み、また
ディスク制御装置７はライトデータを受けとる。 ディスク制御装置７は、同一パリティグループのデー
タの排他的論理和をとりパリティを生成する。

【００９９】ディスク制御装置７は、生成したパリテ
ィを物理アドレス３０３の領域に書き込む。また、ＭＰ
Ｕ１０は、これらのデータ、パリティ書き込み終了後、
データ復元の終了を記録する復元処理管理テーブル内の
この領域に関して復元終了を記録し、パリティ領域に書
かれた記録を消去する。

【０１００】図１３（ａ）は復元処理管理テーブルの例
であり、復元終了（交換ディスク）のパリティアドレス
３０３に「１」が記録され、復元終了（パリティ領域）
のパリティアドレス３０３を「０」とする。この「１」
により交換ディスクの復元処理が終わった領域を示す。

【０１０１】図１３（ｂ）はライト要求があった場合の
処理フローチャートである。以下、この処理番号Ｓ６１
〜Ｓ６８に従って説明する。 Ｓ６１：ＭＰＵ１０は、上位装置からライトコマンドを
受け、そのライト要求が交換ディスクが対象かどうか判
断する。この判断で交換ディスクが対象の場合（Ｙ）、
処理番号Ｓ６２に移り、もし交換ディスクが対象でない
場合（Ｎ）、処理番号Ｓ６５に移る。

【０１０２】Ｓ６２：ＭＰＵ１０の命令により、上位装
置側より交換ディスクへライトデータを転送と同時に、
パリティディスクのディスク制御装置にもライトデータ
を転送し、処理番号Ｓ６３に移る。

【０１０３】Ｓ６３：ＭＰＵ１０の命令により、他のデ
ィスクから同一パリティグループのデータをパリティデ
ィスクのディスク制御装置へ転送し、排他的論理和をと
り、パリティを生成しパリティ領域に書き込み、処理番
号Ｓ６４に移る。

【０１０４】Ｓ６４：ＭＰＵ１０は、データ、パリティ
の書き込み終了の通知を受け、復元処理管理テーブルを
更新する。 Ｓ６５：処理番号Ｓ６１の判断でライト要求が交換ディ
スクが対象でない場合（Ｎ）、ＭＰＵ１０は、交換され
たディスクがパリティ領域になっているかどうか判断す
る。この判断で交換されたディスクがパリティ領域にな
る場合（Ｙ）、処理番号Ｓ６６に移り、もし交換された
ディスクがパリティ領域にならない場合（Ｎ）、処理番
号Ｓ６８に移る。

【０１０５】Ｓ６６：ＭＰＵ１０の命令により、上位装
置側よりライト要求のあったライトデータをデータディ
スクへ転送と同時に、交換されたディスクのディスク制
御装置へもライトデータを転送し、処理番号Ｓ６７に移
る。

【０１０６】Ｓ６７：ＭＰＵ１０の命令により、他のデ
ィスクから同一パリティグループのデータを交換された
ディスクのディスク制御装置へ転送し、排他的論理和を
とり、パリティを生成し、交換したディスクのパリティ
領域に書き込み、処理番号Ｓ６４に移る。

【０１０７】Ｓ６８：処理番号Ｓ６５の判断で、交換さ
れたディスクがパリティ領域にならない場合（Ｎ）は、
通常のライト処理を行う。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ディスクアレイ中の１台のディスク装置が故障した
場合、復元したデータをパリティ領域に格納するため、
処理性能の低下を抑えることができる。

【０１０９】(2) ＭＰＵ１０が、ディスク装置の故障を
認識したことを契機としてデータを復元し、パリティ領
域に格納したので、復元後は処理性能の低下を抑えるこ
とができる。

【０１１０】(3) 復元されたデータがパリティ領域に書
き込まれたことを示すテーブルと、復元されたデータが
故障したディスクに代わって装着されたディスクに書き
込まれたことを示すテーブルである復元処理管理テーブ
ルを設けたので、復元処理の管理を容易に行うことがで
きる。

【０１１１】(4) 上位装置から故障ディスクへのリード
要求に対して復元したデータを上位装置へ転送と同時に
パリティ領域に書き込むため、効率のよい復元処理が行
え、また同一データに対する２回目以降のアクセスにお
いて、その処理性能の低下を抑制することができる。

【０１１２】(5) 故障ディスク内のデータへのライト要
求に対して、上位装置側から送られてくるデータをパリ
ティ領域に書き込むため、その後の処理性能の低下を抑
えることができる。

【０１１３】(6) 上位装置からリード要求があった場
合、復元処理管理テーブルを参照して、パリティ領域に
復元されたデータを上位装置に転送するため処理性能の
低下を抑制できる。

【０１１４】(7) 復元処理管理テーブルを参照して、パ
リティ領域に復元されているデータを故障したディスク
に代わって装着されたディスク( 交換ディスク) に書き
戻すため、復元処理性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施例における故障時のデータ復元の説明図
（１）である。

【図３】実施例における故障時のデータ復元の説明図
（２）である。

【図４】実施例における故障ディスクにリード要求があ
った場合の説明図（１）である。

【図５】実施例における故障ディスクにリード要求があ
った場合の説明図（２）である。

【図６】実施例における故障ディスクにライト要求があ
った場合の説明図（１）である。

【図７】実施例における故障ディスクにライト要求があ
った場合の説明図（２）である。

【図８】実施例におけるディスク交換後のデータ復元処
理の説明図（１）である。

【図９】実施例におけるディスク交換後のデータ復元処
理の説明図（２）である。

【図１０】実施例における交換ディスクにリード要求が
あった場合の説明図（１）である。

【図１１】実施例における交換ディスクにリード要求が
あった場合の説明図（２）である。

【図１２】実施例における交換ディスクにライト要求が
あった場合の説明図（１）である。

【図１３】実施例における交換ディスクにライト要求が
あった場合の説明図（２）である。

【図１４】従来例の説明図である。

【符号の説明】

０、１、２、３ ディスク装置 ４、５、６、７ ディスク制御装置 ８ コモンバス ９ ホストインターフェース回路 １０ プロセッサ（ＭＰＵ） Ｄ データ Ｐ パリティ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データと、パリティとを複数台のディス
   ク装置に格納するディスクアレイ装置において、 １台のディスク装置が故障した場合、 他の正常なディスク装置のデータを読み出し、復元した
   データをパリティ領域に格納することを特徴としたディ
   スクアレイ装置。
2. 【請求項２】 プロセッサがディスク装置の故障を認識
   したことを契機として、他の正常なディスクのデータを
   順次読み出し、復元されたデータをパリティ領域に格納
   することを特徴とした請求項１記載のディスクアレイ装
   置。
3. 【請求項３】 復元されたデータがパリティ領域に書き
   込まれたことを示すテーブルをプロセッサ内に設けるこ
   とを特徴とした請求項１記載のディスクアレイ装置。
4. 【請求項４】 復元されたデータが故障したディスクに
   代わって装着されたディスクに書き込まれたことを示す
   テーブルをプロセッサに設けることを特徴とした請求項
   １記載のディスクアレイ装置。
5. 【請求項５】 上位装置から故障ディスク内のデータへ
   のリード要求に対して、 他の正常なディスクのデータから復元したデータを上位
   装置への転送と同時にアクセス対象のデータと同一パリ
   ティグループのパリティ領域に前記復元したデータを書
   き込むことを特徴とした請求項１記載のディスクアレイ
   装置。
6. 【請求項６】 上位装置からの故障ディスク内のデータ
   へのライト要求に対して、 上位装置側から送られてくるデータをアクセス対象のデ
   ータと同一パリティグループのパリティ領域に書き込む
   ことを特徴とした請求項１記載のディスクアレイ装置。
7. 【請求項７】 パリティ領域に復元されたデータに上位
   装置よりリード要求があった場合、 復元されたデータがパリティ領域に書き込まれたことを
   示すテーブルを参照し、パリティ領域より復元されたデ
   ータを上位装置へ転送することを特徴とした請求項５又
   は６記載のディスクアレイ装置。
8. 【請求項８】 故障したディスクに代わって装着された
   ディスクにデータを復元する処理において、 復元されたデータがパリティ領域に書き込まれたことを
   示すテーブルを参照することにより、 パリティ領域に復元されているデータを故障したディス
   クに代わって装着されたディスクに書き戻すことを特徴
   とした請求項１記載のディスクアレイ装置。