JPH09265359A - ディスクアレイシステムおよびディスクアレイシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】あるディスク装置に格納されているデータのコ
ピーを他のディスク装置に格納するディスクアレイシス
テムにおいて、ディスク装置に障害が発生した場合の性
能低下を低減する手法を提供する。 【解決手段】ディスクアレイシステムに格納されるコピ
ーは、対応するデータとは異なるディスク装置へ、複数
ディスク装置に分散するように格納される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータシステ
ムの記憶システムとして用いられている、複数のディス
ク装置をアレイ状に配置して構成したディスクアレイシ
ステムおよび前記ディスクアレイシステムの制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムにおいて、高性能
を実現する二次記憶システムの一つとして、ディスクア
レイシステムがある。ディスクアレイシステムは、複数
のディスク装置をアレイ状に配置し、前記各ディスク装
置に分割格納されるデータのリード／ライトを、前記各
ディスク装置を並列に動作させることによって、高速に
行うシステムである。ディスクアレイシステムに関する
論文としては、Ｄ．Ａ．Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ， Ｇ．Ｇ
ｉｂｓｏｎ， ａｎｄ Ｒ．Ｈ．Ｋａｔｓ，”ＡＣａｓ
ｅ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ
Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ （ＲＡＩ
Ｄ）”， ｉｎ Ｐｒｏｃ． ＡＣＭ ＳＩＧＭＯＤ，
ｐｐ．１０９−１１６， Ｊｕｎｅ １９８８）があ
る。上記論文では、冗長性を付加したディスクアレイシ
ステムに対し、その構成に応じてレベル１からレベル５
の種別を与えている。これらの種別に加えて、冗長性無
しのディスクアレイシステムをレベル０と呼ぶこともあ
る。

【０００３】レベル１のディスクアレイシステムは、い
わゆるミラーディスクと呼ばれるシステムであって、あ
るディスク装置上に格納するデータと同じデータ（コピ
ー）を前記ディスク装置とは別の対応するディスク装置
に格納することによって、前記ディスク装置に障害が発
生した場合でも、前記の別の対応するディスク装置に格
納されたコピーを用いて作業を継続できるよう信頼性を
向上させたシステムである。さらに、データに対してリ
ードを行う際は前記データおよび前記データのコピーの
どちらをリードしてもよいため、処理を分散でき、高速
に処理できる。

【０００４】レベル０のディスクアレイシステムは、デ
ータを一定長の複数ブロックにそって分割（ストライピ
ング）し、複数のディスク装置へ別々に格納することに
よって、前記データについてのリード／ライトを各ディ
スク装置に分散させ高速に行うシステムである。信頼性
と、高速リード／ライトを両立させるために、例えば特
開平６−６７８０８号公報のような、レベル１とレベル
０を組み合わせたディスクアレイシステムも提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】レベル１を基本とする
従来のディスクアレイシステムでは、ある１台のディス
ク装置に格納されているデータのコピーは全て、前記デ
ィスク装置以外の特定のディスク装置に格納されてい
た。よって、あるディスク装置に障害が発生し使用でき
なくなった場合には、前記ディスク装置に格納されてい
るデータに対するリード要求は全て、前記コピーを格納
する別の特定のディスク装置に集中し、このため前記デ
ィスクアレイシステムの性能が著しく低下する場合があ
った。

【０００６】例えば、ある１台のディスク装置に格納さ
れているデータのコピーが全て、前記ディスク装置以外
の特定の１台のディスク装置に格納される構成のディス
クアレイシステムにおいて、前記ディスクアレイシステ
ムのデータ領域のランダムな位置に対してリード要求が
個別に発生するような場合、ディスク装置が１台故障し
た時には、本来２台のディスク装置に分散されて処理さ
れるべき要求が前記コピーを持つディスク装置へ集中す
るため、前記要求の平均応答時間は長くなり、前記ディ
スクアレイシステムの性能は著しく低下する。

【０００７】また例えば、４台のディスク装置を持ち、
ある１台のディスク装置に格納されているデータのコピ
ーが全て、前記ディスク装置以外の特定の１台のディス
ク装置に格納される構成のディスクアレイシステムに、
動画データなどのマルチメディアデータを分割し、前記
各ディスク装置にまたがって分散して格納し、前記マル
チメディアデータに対する複数のシーケンシャルなリー
ド要求を各ディスク装置に分散して処理する場合、各デ
ィスク装置が同時に１０個のリード要求を遅滞なく（リ
アルタイム性を満たして）処理できる性能を持っていた
としても、ディスク装置が１台故障した際は前記コピー
を格納する特定のディスク装置へリード要求が集中し２
倍になるため、前記マルチメディアデータに対するリア
ルタイム性を満たしたリード処理性能としては、障害発
生時を考慮して４ｘ１０／２＝２０要求分しか保証でき
ない。なぜならリアルタイム性を保証するためには一度
の処理遅延も許されないからである。

【０００８】本発明の目的は、あるディスク装置に格納
されているデータのコピーを他のディスク装置にも格納
するディスクアレイシステムにおいて、ディスク装置に
障害が発生し前記ディスク装置が使用できなくなった場
合の、前記ディスクアレイシステムの性能低下を低減す
る手法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、それぞれ並列に動作し、データお
よび前記データのコピーを分散して格納する３台以上の
ディスク装置をアレイ状に配置した記憶装置と前記記憶
装置に対するリード／ライト要求を処理するＭＰＵ（Ｍ
ｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）からなる
ディスクアレイシステムにおいて、前記ディスク装置の
任意の１台に格納されているデータのコピーは他のディ
スク装置にも格納され、かつ前記ディスク装置の任意の
１台に格納している全データに対応するコピーは前記デ
ィスク装置以外の複数のディスク装置に分散して格納さ
れる、前記データのコピーの格納位置を獲得する手段
と、任意のデータの格納位置を獲得する手段と、前記各
ディスク装置へのリード／ライト要求を発行する手段
と、前記ディスク装置の障害を検出する手段を備えるこ
とができる。

【００１０】データおよびデータのコピーを記憶装置に
格納する際に、ディスク装置の任意の１台に格納するデ
ータと同じデータ（コピー）を他のディスク装置にも格
納し、かつディスク装置の任意の１台に格納している全
データに対応するコピーはディスク装置以外の複数のデ
ィスク装置に分散して格納する。

【００１１】このように処理することによって、あるデ
ィスク装置に格納されているデータのコピーを他のディ
スク装置に格納するディスクアレイシステムにおいて、
ディスク装置に障害が発生しディスク装置が使用できな
くなった場合の、ディスクアレイシステムの性能低下を
低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
９を用いて説明する。

【００１３】＜第一実施例＞図１は本発明を用いたディ
スクアレイシステムのブロック図である。本ディスクア
レイシステムは、ホストシステム１００と、ディスク装
置をアレイ状に配置したディスク群２００からなる。

【００１４】ホストシステム１００はＭＰＵ（Ｍｉｃｒ
ｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、バス
変換部１０２と、メインメモリ１０３と、ディスクＩＦ
制御部からなり、ＭＰＵ１０１とバス変換部１０２とメ
インメモリ１０３はＭＰＵバスで接続され、ディスクＩ
Ｆ制御部１０５とバス変換部１０２は拡張バス１０６で
接続されている。すなわちＭＰＵバス１０４と拡張バス
１０６はバス変換部１０２で接続されている。

【００１５】ディスク群２００は５台のディスク装置２
０１からなり、各ディスク装置２０１はディスクＩＦ制
御部１０５に接続されている。各ディスク装置２０１に
は、データとデータと同じデータ（コピー）が、図１を
用いて以下に述べる規則Ｉに従って分割格納される。

【００１６】［規則Ｉ］ 各ディスク装置２０１は一定
長のブロックで分割される。各ディスク装置２０１の最
初のブロックはデータを格納するための領域として、次
に位置するものはコピーを格納するための領域として割
り当てられ、以下同様に１ブロックずつに交互に固定的
に割り当てられる。一続きのデータは、データに割り当
てられた領域に、ディスク装置２０１の番号（＃１〜＃
５）順に、図１のａ〜ｔのように各ディスク装置２０１
に格納される。データのコピー（ａ’〜ｔ’）は、コピ
ーに割り当てられた領域に、最初の５ブロック（ａ’〜
ｅ’）は＃２のディスク装置２０１から巡回的に＃１の
ディスク装置２０１まで、次の５ブロックは＃３のディ
スク装置２０１から巡回的に＃２のディスク装置２０１
まで、以下同様に５ブロック毎に格納を開始するディス
ク装置２０１をずらしながら格納される。（規則Ｉ終わ
り） ＭＰＵ１０１は、要求されたデータの格納位置を獲得す
る手段と、データのコピーの格納位置を獲得する手段
と、データが格納されているディスク装置２０１の処理
負荷を獲得する手段と、コピーが格納されているディス
ク装置２０１の処理負荷を獲得する手段と、各ディスク
装置２０１へのリード／ライト要求を発行する手段と、
ディスク装置２０１の障害を検出する手段を、ＭＰＵ１
０１内で実行されるソフトウェアとして持つ。この様子
を図２に示す。

【００１７】図３にディスク装置２０１に障害が発生し
ていない場合のリード処理を、図４にディスク装置２０
１に障害が発生していない場合のライト処理を、図５に
ディスク装置２０１に障害が発生した場合のリード／ラ
イト処理を、図６に障害が発生したディスク装置２０１
に格納されていたデータ／コピーを、使用可能かつ使用
されていなかったディスク装置２０１に回復する処理を
示す。

【００１８】《ディスク装置２０１に障害が発生しない
場合のリード処理》まず、ディスク装置２０１に障害が
発生しない場合のリード処理について図３を用いて説明
する。例として、データのａ（＃１のディスク装置２０
１に格納されている）に対するリード処理について説明
する。ａと、ａのコピーであるａ’（＃２のディスク装
置２０１に格納されている）は同一内容であるから、ａ
の代わりにａ’をリードしても処理は完了する。ＭＰＵ
１０１はａとａ’の格納位置を規則Ｉに従って計算し、
獲得する（１０１０）。ａとａ’の格納位置は、規則Ｉ
に基づき、固定的かつ規則的に配置されているので容易
に計算できる。ＭＰＵ１０１は＃１のディスク装置２０
１（ａが格納されている）と＃２のディスク装置２０１
（ａ’が格納されている）のどちらか、例えばディスク
装置２０１の処理負荷の少ないほうを選択し（１０２
０）、ディスクＩＦ制御部１０５を介して選択されたデ
ィスク装置２０１にリード要求を発行する（１０３
０）。ＭＰＵ１０１によるディスク装置２０１の処理負
荷の獲得は、例えば、各ディスク装置２０１に対する、
発行済みのリード／ライト要求の数と処理が完了したリ
ード／ライト要求の数の差を保存、参照することで実現
される。の選択されたディスク装置２０１はａまたは
ａ’をリードし、リード完了をＭＰＵ１０１に通知する
（１０４０）。ＭＰＵ１０１はリード完了通知を受け
て、リード処理終了を認識する（１０５０）。

【００１９】《ディスク装置２０１に障害が発生しない
場合のライト処理》次に、ディスク装置２０１に障害が
発生しない場合のライト処理について図４を用いて説明
する。例として、データのａ（＃１のディスク装置２０
１に格納されている）に対するライト処理（更新処理）
について説明する。ａと、ａのコピーであるａ’（＃２
のディスク装置２０１に格納されている）は同一内容で
なければならないから、ａとともにａ’に対してもライ
トが行われる。ＭＰＵ１０１はａとａ’の格納位置を規
則Ｉに従って計算し、獲得する（２０１０）。ａとａ’
の格納位置は、規則Ｉに基づき、固定的かつ規則的に配
置されているので容易に計算できる。ＭＰＵ１０１は＃
１のディスク装置２０１（ａが格納されている）と＃２
のディスク装置２０１（ａ’が格納されている）の両方
に対してディスクＩＦ制御部１０５を介してライト要求
を発行する（２０２０）。＃１のディスク装置２０１は
ａに対してライトを行い、ライト完了をＭＰＵ１０１に
通知する（２０３０）。＃２のディスク装置２０１は
ａ’に対してライトを行い、ライト完了をＭＰＵ１０１
に通知する（２０３０）。ＭＰＵ１０１は２つのライト
完了通知の両方を受けて（２０４０）、ライト処理終了
を認識する（２０５０）。

【００２０】《ディスク装置２０１に障害が発生した場
合のリード／ライト処理》次に、ディスク装置２０１に
障害が発生した場合のリード／ライト処理について図５
を用いて説明する。ＭＰＵ１０１はディスク装置２０
１、ディスクＩＦ制御部１０５からの通知により障害を
検出すると、障害の発生したディスク装置２０１を使用
しないようにする。例として、＃１のディスク装置２０
１に障害が発生した場合の、データのａ（＃１のディス
ク装置２０１に格納されている）に対するリード／ライ
ト処理について説明する。ＭＰＵ１０１はａと、ａのコ
ピーであるａ’（＃２のディスク装置２０１に格納され
ている）の格納位置を規則Ｉに従って計算し、獲得する
（３０１０）。ａとａ’の格納位置は、規則Ｉに基づ
き、固定的かつ規則的に配置されているので容易に計算
できる。ａは障害が発生した＃１のディスク装置２０１
に格納されているので、ＭＰＵ１０１は＃２のディスク
装置２０１（ａ’が格納されている）対してディスクＩ
Ｆ制御部１０５を介してリード／ライト要求を発行する
（３０３０）。＃２のディスク装置２０１はａ’に対し
てリード／ライトを行い、リード／ライト完了をＭＰＵ
１０１に通知する（３０４０）。ＭＰＵ１０１はリード
／ライト完了通知を受けて、リード／ライト処理終了を
認識する（３０５０）。

【００２１】データおよびデータのコピーがともに障害
の発生したディスク装置２０１に格納されていない場合
には、ディスク装置２０１に障害が発生していない場合
と同様の処理を行う（３０６０）。

【００２２】《障害が発生したディスク装置２０１に格
納されていたデータ／コピーを、使用可能かつ使用され
ていなかったディスク装置２０１に回復する処理》次
に、ディスク装置２０１に障害が発生した後、障害が発
生したディスク装置２０１に格納されていたデータ／コ
ピーを、使用可能かつ使用されていなかったディスク装
置２０１に回復する処理について図６を用いて説明す
る。データ／コピーは、障害発生後、更新や削除などの
変更を受けている可能性があるが、データ／コピーにそ
れぞれ対応するコピー／データは、障害の発生したディ
スク装置２０１以外のディスク装置２０１に格納されて
いての変更を反映しているので、これを用いて最新のデ
ータ／コピーを回復する。例として、＃１のディスク装
置２０１に障害が発生した後、＃１のディスク装置２０
１を新しいものに交換し、ディスク装置２０１に、＃１
のディスク装置２０１に格納されていたデータ／コピー
を回復する処理を説明する。＃１のディスク装置２０１
が新しいものに交換された後、まずＭＰＵ１０１は＃１
のディスク装置２０１の最初のブロックの位置を求め、
ブロックに格納されていたデータ／コピーを回復するべ
く、データ／コピーに対応するコピー／データ（＃２の
ディスク装置２０１に格納されているコピーのａ’）の
格納位置を規則Ｉに従って計算し、獲得する（４０１
０）。ａ’の格納位置は、規則Ｉに基づき、固定的かつ
規則的に配置されているので容易に計算できる。ＭＰＵ
１０１は＃２のディスク装置２０１（ａ’が格納されて
いる）対してディスクＩＦ制御部１０５を介してリード
要求を発行する（４０２０）。＃２のディスク装置２０
１はａ’に対してリードを行い、リード完了をＭＰＵ１
０１に通知する（４０３０）。ＭＰＵ１０１はリード完
了通知を受けて、リードしたａ’を＃１のディスク装置
２０１の最初のブロックにライトするよう、＃１のディ
スク装置２０１に対してディスクＩＦ制御部１０５を介
してライト要求を発行する（４０４０）。＃１のディス
ク装置２０１は最初のブロックに対してライトを行い、
障害が発生したディスクの同じ位置に格納されていたデ
ータ（データのａ）を回復し、ライト完了をＭＰＵ１０
１に通知する（４０５０）。ＭＰＵ１０１はライト完了
通知を受けて、＃１のディスク装置２０１の次のブロッ
クに格納されていたデータまたはコピーを回復するべ
く、上記と同様の処理を行う。以上の処理を＃１のディ
スク装置２０１の全体にわたり繰り返してゆき、＃１の
ディスク装置２０１の全体にデータまたはコピーを格納
し終えると（４０６０）、回復処理は終了する（４０７
０）。

【００２３】以上に説明したように、ディスク装置２０
１に障害が発生していない場合に他のディスク装置２０
１に分散されていた処理が、ディスク装置２０１に障害
が発生した場合には分散できなくなることがある。しか
しその場合でも、以上の処理ではデータ／コピーを規則
Ｉに従って各ディスク装置２０１に分散格納しているの
で、障害の発生したディスク装置２０１が使用できなく
ても処理の対象となるデータ／コピーは残りのディスク
装置２０１に均一に分散格納され、よって処理は分散さ
れる。例えば、図１において、データのａ（＃１のディ
スク装置２０１に格納されている）に対するリード処理
とデータのｆ（＃１のディスク装置２０１に格納されて
いる）に対するリード処理を行う場合、＃１のディスク
装置２０１に障害が発生していて＃１のディスク装置２
０１が使用できなけれは、ａのコピーのａ’と、ｆのコ
ピーのｆ’に対してリードが行われるが、ａ’は＃２の
ディスク装置２０１に格納されており、ｆ’は＃３のデ
ィスク装置２０１に格納されているので、負荷は分散さ
れる。これにより本ディスクアレイシステムに格納され
ているデータ領域のランダムな位置に対してリード要求
が個別に発生するような場合において、ディスク装置２
０１に障害が発生した場合でも特定のディスク装置２０
１への負荷集中による要求の平均応答時間の増大を防
ぎ、本ディスクアレイシステムの性能の低下を押さえる
ことができる。また例えば、図１において、データのａ
〜ｅおよびデータのｆ〜ｊおよびデータのｋ〜ｏおよび
データのｐ〜ｔのそれぞれが動画などの一連のマルチメ
ディアデータであって、各マルチメディアデータのそれ
ぞれに対してデータのａ、ｆ、ｋ、ｐのそれぞれから
ｅ、ｊ、ｏ、ｔのそれぞれへ並行してリード処理を行う
場合、一般に各リード処理は遅滞なく（リアルタイム性
を満たして）実行されなければならないが、上記の処理
によればディスク装置２０１に障害が発生した場合でも
ディスク装置２０１の負荷は分散されるため、特定のデ
ィスク装置２０１にリード要求が集中し、リード処理が
遅滞する可能性を低減することができる。

【００２４】また以上に説明したように、例えばデータ
のａ〜ｅに対するライト処理では、ａ〜ｅに対するライ
トとａ〜ｅのコピーのａ’〜ｅ’に対するライトが行わ
れる。規則Ｉに従ったデータ／コピー配置では図１に示
すように、例えばａとｅ’は＃１のディスク装置２０１
上で連続して配置されているため、ライト処理において
ａとｅ’に対するライトを１つのライト要求でまとめて
行なえる。このときコマンド作成のオーバーヘッドや、
シーク時間を余分にかけずにすむため、のライト処理を
高速に行なえる。このように規則Ｉに従ったデータ／コ
ピー配置ではディスク台数以上のブロックに対するシー
ケンシャルライトについて高性能が期待できる。

【００２５】また比較的狭い領域に属するデータ／コピ
ーに対して個々にリード／ライト処理が集中的に行われ
る場合、例えばデータのａ〜ｊに対する個々にリード／
ライト処理が集中的に行われる場合には、以上に説明し
たようにリード／ライトのアクセスはａ〜ｊおよびａ〜
ｊのコピーのａ’〜ｊ’に対して個々に行われる。規則
Ｉに従ったデータ／コピー配置では図１に示すように、
データ／コピーは各ディスク装置２０１上において近い
位置に配置されるので、シーク時間が少なくてすみ、の
リード／ライト処理を高速に行なえる。このように規則
Ｉに従ったデータ／コピー配置では、比較的狭い領域に
属するデータ／コピーに対して個々にリード／ライト処
理が集中的に行われる場合、高性能が期待できる。

【００２６】以上の説明では、５台のディスク装置２０
１に構成での処理について説明したが、Ｎ台以上のディ
スク装置２０１にデータ／コピーが分散格納される構成
（Ｎは３以上の整数）においても、上記と同様の処理を
行うことによって、ディスク装置２０１に障害が発生し
た場合の負荷分散を図ることができる。

【００２７】また以上の説明では、あるディスク装置２
０１に格納されているデータのコピーが残りのディスク
装置２０１のどこか１ヶ所に格納されていて、ある１台
のディスク装置２０１に障害が発生してもディスク装置
２０１に格納されているデータが回復できる、という構
成での処理について説明したが、あるディスク装置２０
１に格納されているデータのコピーが残りのディスク装
置２０１のどこかＭヶ所にディスク装置２０１内で重複
しないように格納されていて（Ｍは１〜［ディスク台数
−１］の整数）、あるＭ台のディスク装置２０１に障害
が発生してもディスク装置２０１に格納されているデー
タが回復できる、という構成においても、上記と同様の
処理を行うことによって、ディスク装置２０１に障害が
発生した場合の負荷分散を図ることができる。

【００２８】＜第二実施例＞図７は本発明を用いたディ
スクアレイシステムのブロック図である。本ディスクア
レイシステムは、ホストシステム１００と、ディスク装
置２０１をアレイ状に配置したディスク群２００からな
る。図１における第一実施例との違いは、以下に述べる
規則ＩＩに従って、各ディスク装置２０１にデータとデ
ータと同じデータ（コピー）が分割格納される点であ
る。

【００２９】［規則ＩＩ］ 各ディスク装置２０１は一
定長のブロックで分割されている。各ディスク装置２０
１の前半に位置するブロックはデータを格納するための
領域として、各ディスク装置２０１の後半に位置するブ
ロックはコピーを格納するための領域として固定的に割
り当てられる。一続きのデータはディスク装置２０１の
番号（＃１〜＃５）順に、データに割り当てられた領域
に、図１のａ〜ｔのように各ディスク装置２０１に格納
される。データに対応するコピー（ａ’〜ｔ’）は、コ
ピーに割り当てられた領域に、最初の５ブロック（ａ’
〜ｅ’）は＃２のディスク装置２０１から巡回的に＃１
のディスク装置２０１まで、次の５ブロックは＃３のデ
ィスク装置２０１から巡回的に＃２のディスク装置２０
１まで、以下同様に５ブロック毎に格納を開始するディ
スク装置２０１をずらしながら格納される。

【００３０】すなわち本実施例は、ディスク群２００に
おけるデータ／コピー配置のみが図１における第一実施
例と異なり、他の構成は第一実施例と等しいため、ＭＰ
Ｕ１０１が持つ、要求されたデータの格納位置を獲得す
る手段およびデータのコピーの格納位置を獲得する手段
において用いられる計算方法が規則ＩＩを反映する以外
は、第一実施例で示した処理方法を適用することができ
る。データとコピーの格納位置は、規則ＩＩに基づき、
固定的かつ規則的に配置されているので容易に計算でき
る。よって、ディスク装置２０１に障害が発生していな
い場合に他のディスク装置２０１に分散されていた処理
が、ディスク装置２０１に障害が発生したために分散で
きなくなった場合でも、計算方式に規則ＩＩを反映させ
た処理方式を規則ＩＩに従ったデータ／コピー配置に適
用することによって、第一実施例と同様に、処理の対象
となるデータ／コピーは残りのディスク装置２０１に均
一に分散格納されるので、負荷は分散される。これによ
り本ディスクアレイシステムに格納されているデータ領
域のランダムな位置に対してリード要求が個別に発生す
るような場合において、ディスク装置２０１に障害が発
生した場合でも特定のディスク装置２０１への負荷集中
による要求の平均応答時間の増大を防ぎ、本ディスクア
レイシステムの性能の低下を押さえることができる。ま
た例えば、図７において、データのａ〜ｅおよびデータ
のｆ〜ｊおよびデータのｋ〜ｏおよびデータのｐ〜ｔの
それぞれが動画などの一連のマルチメディアデータであ
って、各マルチメディアデータのそれぞれに対してデー
タのａ、ｆ、ｋ、ｐのそれぞれからｅ、ｊ、ｏ、ｔのそ
れぞれへ並行してリード処理を行う場合、一般に各リー
ド処理は遅滞なく（リアルタイム性を満たして）実行さ
れなければならないが、処理方式によればディスク装置
２０１に障害が発生した場合でもディスク装置２０１の
負荷は分散されるため、特定のディスク装置２０１にリ
ード要求が集中し、リード処理が遅滞する可能性を低減
することができる。

【００３１】また一続きのデータに対するリード処理が
シーケンシャルに行われる場合、例えばデータのａ〜ｊ
に対するリード処理が行われる場合、規則ＩＩに従った
データ／コピー配置では図７に示すように、例えばａと
ｆは＃１のディスク装置２０１上で連続して配置されて
いるため、リード処理においてａとｆに対するリードを
１つのリード要求でまとめて行なえる。リードがａ〜ｊ
のコピーのａ’〜ｊ’に対して行なわれる場合でも、規
則ＩＩに従ったデータ／コピー配置では図７に示すよう
に、例えばａ’とｊ’は＃２のディスク装置２０１上で
連続して配置されているため、リード処理においてａ’
とｊ’に対するリードを１つのリード要求でまとめて行
なえる。このときコマンド作成のオーバーヘッドや、シ
ーク時間を余分にかけずにすむため、のリード処理を高
速に行なえる。このように規則ＩＩに従ったデータ／コ
ピー配置ではディスク台数以上のブロックに対するシー
ケンシャルリードについて高性能が期待できる。

【００３２】以上の説明では、５台のディスク装置２０
１に構成での処理について説明したが、Ｎ台以上のディ
スク装置２０１にデータ／コピーが分散格納される構成
（Ｎは３以上の整数）においても、上記と同様の処理を
行うことによって、ディスク装置２０１に障害が発生し
た場合の負荷分散を図ることができる。

【００３３】また以上の説明では、あるディスク装置２
０１に格納されているデータのコピーが残りのディスク
装置２０１のどこか１ヶ所に格納されていて、ある１台
のディスク装置２０１に障害が発生してもディスク装置
２０１に格納されているデータが回復できる、という構
成での処理について説明したが、あるディスク装置２０
１に格納されているデータのコピーが残りのディスク装
置２０１のどこかＭヶ所にディスク装置２０１内で重複
しないように格納されていて（Ｍは１〜［ディスク台数
−１］の整数）、あるＭ台のディスク装置２０１に障害
が発生してもディスク装置２０１に格納されているデー
タが回復できる、という構成においても、上記と同様の
処理を行うことによって、ディスク装置２０１に障害が
発生した場合の負荷分散を図ることができる。

【００３４】＜第三実施例＞図８は本発明を用いたディ
スクアレイシステムのブロック図である。本ディスクア
レイシステムは、ホストシステム１００と、ディスク装
置２０１をアレイ状に配置したディスク群２００からな
る。図１における第一実施例との違いは、以下に述べる
規則ＩＩＩに従って、各ディスク装置２０１にデータと
データと同じデータ（コピー）が分割格納される点であ
る。

【００３５】［規則ＩＩＩ］ 各ディスク装置２０１は
一定長のブロックで分割されている。各ブロックはデー
タを格納するための領域またはコピーを格納するための
領域として特に固定的に割り当てられることはないが、
各ディスク装置２０１の同じ位置にあるブロック（図８
において横方向に並んでいるブロック）、すなわち５個
のブロックが格納領域の管理単位として扱われる。一続
きのデータはディスク装置２０１の番号（＃１〜＃５）
順に、ディスク装置２０１の空き領域の先頭から順に、
図１のａ〜ｏのように各ディスク装置２０１に格納され
る（図１においては最初、全ディスク装置２０１の全領
域が空き領域であったとする）。データに対応するコピ
ー（ａ’〜ｏ’）は、ａ〜ｔが格納された領域の直後の
空き領域に、最初の５ブロック（ａ’〜ｅ’）は＃２の
ディスク装置２０１から巡回的に＃１のディスク装置２
０１まで、次の５ブロックは＃３のディスク装置２０１
から巡回的に＃２のディスク装置２０１まで、以下同様
に５ブロック毎に格納を開始するディスク装置２０１を
ずらしながら格納される。ａ’〜ｏ’が格納された領域
の直後の空き領域に続いて格納されるデータＡ〜Ｊおよ
びＡ〜Ｊに対応するコピーＡ’〜Ｊ’についても同様
に、ａ〜ｏとａ’〜ｏ’の位置関係を受け継ぎながら、
図８に示すように格納される。

【００３６】すなわち本実施例は、ディスク群２００に
おけるデータ／コピー配置のみが図１における第一実施
例と異なり、他の構成は第一実施例と等しいため、ＭＰ
Ｕ１０１が持つ、要求されたデータの格納位置を獲得す
る手段およびデータのコピーの格納位置を獲得する手段
において用いられる計算方法が規則ＩＩＩを反映する以
外は、第一実施例で示した処理方法を適用することがで
きる。よって、ディスク装置２０１に障害が発生してい
ない場合に他のディスク装置２０１に分散されていた処
理が、ディスク装置２０１に障害が発生したために分散
できなくなった場合でも、計算方式に規則ＩＩＩを反映
させた処理方式を規則ＩＩＩに従ったデータ／コピー配
置に適用することによって、第一実施例と同様に、処理
の対象となるデータ／コピーは残りのディスク装置２０
１に均一に分散格納されるので、負荷は分散される。規
則ＩＩＩを反映させた計算方式については、規則ＩＩＩ
は、第一実施例における規則Ｉおよび第二実施例におけ
る規則ＩＩと異なり、ディスク装置２０１内のブロック
を、データを格納する領域とコピーを格納する領域に特
に明確に割り当てないので、計算方式には、例えば図９
に示すごとき格納領域管理テーブルを用いる。格納領域
管理テーブルは、目的のデータが要求されるのに用いら
れる論理アドレスと、論理アドレスに対応してディスク
装置２０１上に存在するデータとコピーの種別と、デー
タ／コピーをディスク装置２０１上格納していく巡回の
開始ディスク装置２０１と、データ／コピーのディスク
装置２０１上での位置と、格納領域に使用しているブロ
ック数などを項目に持つ。図９における格納領域管理テ
ーブルの例では、１番の行がデータのａ〜ｏを、２番の
行がコピーのａ’〜ｏ’を、３番の行がデータのＡ〜Ｊ
を、４番の行がコピーのＡ’〜Ｊ’を表わす。格納領域
管理テーブルを参照することによって、ＭＰＵ１０１
は、要求されたデータの格納位置およびデータのコピー
の格納位置を計算し、獲得することができる。格納領域
管理テーブルを参照するために行われる検索は、ハッシ
ュ関数などを用いて高速に行われることが望ましい。

【００３７】上記の処理により、本ディスクアレイシス
テムに格納されているデータ領域のランダムな位置に対
してリード要求が個別に発生するような場合において、
ディスク装置２０１に障害が発生した場合でも特定のデ
ィスク装置２０１への負荷集中による要求の平均応答時
間の増大を防ぎ、本ディスクアレイシステムの性能の低
下を押さえることができる。また例えば、図８におい
て、データのａ〜ｅおよびデータのｆ〜ｊおよびデータ
のｋ〜ｏのそれぞれが動画などの一連のマルチメディア
データであって、各マルチメディアデータのそれぞれに
対してデータのａ、ｆ、ｋのそれぞれからｅ、ｊ、ｏの
それぞれへ並行してリード処理を行う場合、一般に各リ
ード処理は遅滞なく（リアルタイム性を満たして）実行
されなければならないが、上記の処理によればディスク
装置２０１に障害が発生した場合でもディスク装置２０
１の負荷は分散されるため、特定のディスク装置２０１
にリード要求が集中し、リード処理が遅滞する可能性を
低減することができる。

【００３８】規則ＩＩＩを反映させた計算方式について
は、規則ＩＩＩは、第一実施例における規則Ｉおよび第
二実施例における規則ＩＩと異なり、ディスク装置２０
１内のブロックを、データを格納する領域とコピーを格
納する領域に特に明確に割り当てないので、計算方式に
は、例えば図９に示すごとき格納領域管理テーブルを用
いる。格納領域管理テーブルは、目的のデータが要求さ
れるのに用いられる論理アドレスと、論理アドレスに対
応してディスク装置２０１上に存在するデータとコピー
の種別と、データ／コピーをディスク装置２０１上格納
していく巡回の開始ディスク装置２０１と、データ／コ
ピーのディスク装置２０１上での位置と、格納領域に使
用しているブロック数などを項目に持つ。図９における
格納領域管理テーブルの例では、１番の行がデータのａ
〜ｏを、２番の行がコピーのａ’〜ｏ’を、３番の行が
データのＡ〜Ｊを、４番の行がコピーのＡ’〜Ｊ’を表
わす。格納領域管理テーブルを参照することによって、
ＭＰＵ１０１は、要求されたデータの格納位置およびデ
ータのコピーの格納位置を計算し、獲得することができ
る。格納領域管理テーブルを参照するために行われる検
索は、ハッシュ関数などを用いて高速に行われることが
望ましい。

【００３９】また第一実施例に説明したように、例えば
データのａ〜ｏに対するライト処理では、ａ〜ｏに対す
るライトとａ〜ｏのコピーのａ’〜ｏ’に対するライト
が行われる。規則ＩＩＩに従ったデータ／コピー配置で
は図８に示すように、例えばａ、ｆ、ｋおよび、ｅ’、
ｉ’、ｍ’は＃１のディスク装置２０１上で連続して配
置されているため、ライト処理においてａ、ｆ、ｋ、
ｅ’、ｉ’、ｍ’に対するライトを１つのライト要求で
まとめて行なえる。このときコマンド作成のオーバーヘ
ッドや、シーク時間を余分にかけずにすむため、のライ
ト処理を高速に行なえる。このように規則ＩＩＩに従っ
たデータ／コピー配置では一続きのデータ／コピーが連
続して配置されているとき、データ／コピーに対するシ
ーケンシャルライトについて高性能が期待できる。

【００４０】また一続きのデータに対するリード処理が
シーケンシャルに行われる場合、例えばデータのａ〜ｊ
に対するリード処理が行われる場合、規則ＩＩＩに従っ
たデータ／コピー配置では図８に示すように、例えばａ
とｆは＃１のディスク装置２０１上で連続して配置され
ているため、リード処理においてａとｆに対するリード
を１つのリード要求でまとめて行なえる。リードがａ〜
ｊのコピーのａ’〜ｊ’に対して行なわれる場合でも、
規則ＩＩＩに従ったデータ／コピー配置では図８に示す
ように、例えばａ’とｊ’は＃２のディスク装置２０１
上で連続して配置されているため、リード処理において
ａ’とｊ’に対するリードを１つのリード要求でまとめ
て行なえる。このときコマンド作成のオーバーヘッド
や、シーク時間を余分にかけずにすむため、のリード処
理を高速に行なえる。このように規則ＩＩＩに従ったデ
ータ／コピー配置ではディスク台数以上のブロックに対
するシーケンシャルリードについて高性能が期待でき
る。

【００４１】以上の説明では、５台のディスク装置２０
１に構成での処理について説明したが、Ｎ台以上のディ
スク装置２０１にデータ／コピーが分散格納される構成
（Ｎは３以上の整数）においても、上記と同様の処理を
行うことによって、ディスク装置２０１に障害が発生し
た場合の負荷分散を図ることができる。

【００４２】また以上の説明では、あるディスク装置２
０１に格納されているデータのコピーが残りのディスク
装置２０１のどこか１ヶ所に格納されていて、ある１台
のディスク装置２０１に障害が発生してもディスク装置
２０１に格納されているデータが回復できる、という構
成での処理について説明したが、あるディスク装置２０
１に格納されているデータのコピーが残りのディスク装
置２０１のどこかＭヶ所にディスク装置２０１内で重複
しないように格納されていて（Ｍは１〜［ディスク台数
−１］の整数）、あるＭ台のディスク装置２０１に障害
が発生してもディスク装置２０１に格納されているデー
タが回復できる、という構成においても、上記と同様の
処理を行うことによって、ディスク装置２０１に障害が
発生した場合の負荷分散を図ることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、あるディスク装置に格
納されているデータのコピーを他のディスク装置に格納
するディスクアレイシステムにおいて、ディスク装置に
障害が発生しディスク装置が使用できなくなった場合
の、ディスクアレイシステムの性能低下を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のディスクアレイシステム
のブロック図。

【図２】本発明の第一実施例のディスクアレイシステム
のＭＰＵの持つ手段を示す説明図。

【図３】本発明の第一実施例によるディスク装置に障害
が発生しない場合のリード処理のフローチャート。

【図４】本発明の第一実施例によるディスク装置に障害
が発生しない場合のライト処理のフローチャート。

【図５】本発明の第一実施例によるディスク装置に障害
が発生した場合のリード／ライト処理のフローチャー
ト。

【図６】本発明の第一実施例による障害が発生したディ
スク装置に格納されていたデータ／コピーを、使用可能
かつ使用されていなかったディスク装置に回復する処理
のフローチャート。

【図７】本発明の第二実施例に係るディスクアレイシス
テムのブロック図。

【図８】本発明の第三実施例に係るディスクアレイシス
テムのブロック図。

【図９】本発明の第三実施例による格納領域管理テーブ
ルの一例を示す説明図。

【符号の説明】

１００…ホストシステム、 １０１…ＭＰＵ、 １０２…バス変換部、 １０３…メインメモリ、 １０４…ＭＰＵバス、 １０５…ディスクＩＦ制御部、 ２００…ディスク群、 ２０１…ディスク装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼田 泰典 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式 会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 高野 雅弘 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ独立して入出力動作を行う３台以
   上のディスク装置を有し、３台以上のディスク装置から
   なるディスク装置群において、前記ディスク装置群の任
   意の１台のディスク装置に格納されているデータと同じ
   内容のデータは、前記ディスク装置群内の前記ディスク
   装置を除くすべてのディスク装置に分散して格納される
   ような、ディスク装置群を１つ以上持つ、ディスクアレ
   イシステムであって、任意のデータの格納位置を獲得す
   る手段と、前記コピーの格納位置を獲得する手段と、各
   ディスク装置に入出力要求を発行する手段と、各ディス
   ク装置の障害を検出する手段を備えることを特徴とする
   ディスクアレイシステム。
2. 【請求項２】請求項１に記載のディスクアレイシステム
   において、任意のデータおよび任意のコピーが一定長の
   複数ブロックにそって分割され、分散して格納される、
   一定長の複数ブロックに分割された記憶領域を持つ複数
   のディスク装置を有することを特徴とするディスクアレ
   イシステム。
3. 【請求項３】それぞれ独立して入出力動作を行う３台以
   上のディスク装置を有し、３台以上のディスク装置から
   なるディスク装置群を１つ以上持つ、ディスクアレイシ
   ステムの制御方法であって、前記ディスク装置群におい
   て、前記ディスク装置群の任意の１台のディスク装置に
   格納されているデータと同じ内容のデータ（コピー）
   を、前記ディスク装置群内の前記ディスク装置を除くす
   べてのディスク装置に分散して格納することを特徴とす
   るディスクアレイシステムの制御方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載のディスクアレイシステム
   の制御方法であって、前記ディスクアレイシステムが有
   する複数のディスク装置のそれぞれの記憶領域を一定長
   の複数ブロックに分割し、任意のデータおよび任意のコ
   ピーを前記複数ブロックにそって分割し、前記複数のデ
   ィスク装置に分散して格納することを特徴とする、ディ
   スクアレイシステムの制御方法。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載のディスクアレイ
   システムの制御方法であって、前記ディスクアレイシス
   テムが有する複数のディスク装置のそれぞれの記憶領域
   を一定長の複数ブロックに分割し、データ格納領域とコ
   ピー格納領域として前記各ディスク装置において前記ブ
   ロックを交互に割り当て、データを前記データ格納領域
   に前記ブロックにそって格納し、コピーを前記コピー格
   納領域に前記ブロックにそって格納することを特徴とす
   る、ディスクアレイシステムの制御方法。
6. 【請求項６】請求項３または４に記載のディスクアレイ
   システムの制御方法であって、前記ディスクアレイシス
   テムが有する複数のディスク装置のそれぞれの記憶領域
   を一定長の複数ブロックに分割し、前記記憶領域の半数
   に相当する連続した前記ブロックをデータ格納領域とし
   て割り当て、前記記憶領域の残る半数に相当する連続し
   た前記ブロックをコピー格納領域として割り当て、デー
   タを前記データ格納領域に前記ブロックにそって格納
   し、コピーを前記コピー格納領域に前記ブロックにそっ
   て格納することを特徴とする、ディスクアレイシステム
   の制御方法。
7. 【請求項７】請求項３または４に記載のディスクアレイ
   システムの制御方法であって、前記ディスクアレイシス
   テムが有する複数のディスク装置のそれぞれの記憶領域
   を一定長の複数ブロックに分割し、データを前記記憶領
   域内の空き領域に前記ブロックにそって格納し、コピー
   を前記記憶領域内の空き領域に前記ブロックにそって格
   納することを特徴とする、ディスクアレイシステムの制
   御方法。