JPH09288547A

JPH09288547A - アレイ型記憶装置

Info

Publication number: JPH09288547A
Application number: JP8124088A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshida; 徹吉田; Takeshi Aoki; 健青木; Masashi Tateshimo; 昌司舘下
Original assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数の記憶デバイスの１つに冗長データを記憶
し、複数のデバイスに共通のアドレス空間を割当てて単
一の記憶装置として管理するアレイ型記憶装置におい
て、搭載する記憶デバイスの記憶容量の制限をなくすこ
と。【解決手段】複数の記憶デバイスのそれぞれの最大記憶
容量を読出す手段と、記憶デバイスの記憶容量のうち最
も小さい第１の最大記憶容量に合わせて第１のアドレス
空間を割当てアレイを形成する第１の記憶エリアを設定
し、かつ、最も小さい第１の最大記憶容量の記憶デバイ
スを除いた複数の記憶デバイスにおいてぞれぞれの最大
記憶容量から最も小さい第１の最大記憶容量分を差引い
た残りのうち最も小さい第２の最大記憶容量に合わせて
第２のアドレス空間を割当てアレイを形成する第２の記
憶エリアを設定するエリア設定手段と、上位処理装置か
らのアクセスアドレスに基づいてアレイを形成する第１
または第２の記憶エリアに従って記憶デバイスの物理的
なアドレスを算出するアドレス算出手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アレイ型記憶装
置において、ファイルなどのまとまりのあるデータを複
数の磁気ディスク記憶装置等の外部記憶装置（以下記憶
デバイスという）に分散して冗長データを付加して記憶
するアレイ型の記憶装置に関し、詳しくは、容量の異な
る記憶デバイスを複数使用した場合においても、アレイ
形式で効率よく管理することができるアレイ型の記憶装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアレイ形式の記憶装置として磁気
ディスク記憶装置を多数配列してこれらを一体的な単一
の記憶領域として扱うディスクアレイ・システムが一般
的に知られている。ディスクアレイ・システムは、計算
機システムにおいて、多数の磁気ディスク装置を並列に
入出力動作させることにより、処理装置と記憶デバイス
との間で高速なデータ転送を行い、高い信頼性の実現を
するシステムである。

【０００３】ディスクアレイ・システムの構成の例とし
ては、Ｐａｔｅｒｓｏｎ等の論文（D. Paterson, G. Gi
bson, R. Katz," A Case for Redundant Arrays of Ine
xpensiveDisks(RAID)" , ACM SIGMOD conference proce
edings, 1988, pp.109-116）に記載がある。この論文で
は、ＲＡＩＤ（レイド，ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａ
ｙｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）と呼ば
れるディスクアレイ形態を提示している。ＲＡＩＤは、
通常の入出力データを複数の記憶デバイスに分散記憶す
ると共に、冗長データを記憶する。この冗長データの設
置は、前記データに欠落が生じた場合に、データ復元処
理を行うために用いられ、これにより、欠落したデータ
を復元することを可能にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図７は、アレイ型記憶
装置の１つとして一般的に知られているディスクアレイ
記憶装置を用いるディスクアレイ記憶システムの機能ブ
ロック図である。図７は、アレイ型の記憶システム（デ
ィスクアレイ記憶システム）を示していて、これは、入
出力要求を発行する、プロセッサを有する処理装置１０
０１（いわゆるホストコンピュータ）と各種のデータを
記憶するディスクアレイ記憶装置１０３０とからなる。
ディスクアレイ記憶装置１０３０は、ディスクアレイ制
御装置１０００とデータを記憶する磁気ディスク記憶装
置（以下ディスク記憶デバイスという。）１０１０〜１
０１３等から構成されている。ディスクアレイ制御装置
１０００は、処理装置１００１と物理的に接続されるホ
ストインタフェース（以下インタフェースはＩ／Ｆと略
す。）１００２、制御用メモリ１００４、ディスク記憶
デバイス１０１０〜１０１３との間で物理的な接続を行
うドライブＩ／Ｆ１００３、そして冗長データの生成、
データの読出／書込制御等の各種の制御を行なうための
演算処理・制御部（ＣＰＵ＋メモリ）１００５とにより
構成される。

【０００５】前記の構成によりディスクアレイ制御装置
１０００は、処理装置１００１からのアクセスに対し
て、ディスク記憶デバイス装置１０１０〜１０１３との
入出力処理、冗長データの生成、冗長データを用いたデ
ータの復元処理などを行なう。また、ロジカルユニット
１０２０は、ディスク記憶デバイス１０１０〜１０１３
を処理装置１００１からみて論理的に１台の記憶装置デ
バイスとして認識される記憶領域を示すものであって、
１０２１は、ディスク記憶デバイス１０１０〜１０１３
において処理装置１００１から１台の記憶装置として認
識されない未使用領域である。

【０００６】このようなディスクアレイ記憶装置にあっ
ては、記憶されるデータの冗長性を維持し、かつ搭載さ
れる記憶デバイスの記憶容量を最大限に利用するため
に、搭載する記憶デバイスの各々の記憶容量を同一にす
る必要がある。そのため、図７に示すように搭載される
記憶デバイスの中に一つでも記憶容量の少ない記憶装置
があった場合には、記憶容量が最小の記憶デバイスを基
準にしてアレイ型記憶装置１０３０が構成される。それ
が論理的に構築する１つのディスク記憶デバイス（ロジ
カルユニット）１０２０である。すなわち、最小の記憶
容量を持つディスク記憶デバイスより多い記憶容量を持
つディスク記憶デバイスは、最小記憶容量との差分の記
憶容量が未使用（未使用領域１０２１）となり、この記
憶領域（記憶単体）が無駄になる問題がある。

【０００７】また、アレイ型記憶装置において、記憶容
量増加の目的で増設されるディスク記憶デバイスも、増
設したディスク記憶デバイスを最大限に利用するために
は、増設以前に搭載されているディスク記憶デバイスの
記憶容量を考慮して同一な記憶容量のものを用意するこ
とが必要になる。この発明の目的は、このような従来技
術の問題点を解決するものであって、データを複数の記
憶デバイスに分散して記憶するアレイ型記憶装置におい
て、記憶デバイスの記憶容量を考慮しなくても済み、搭
載する記憶デバイスの記憶容量の制限をなくすことがで
きるアレイ型記憶装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のアレイ型記憶装置の特徴は、複数の
記憶デバイスの１つに冗長データを記憶し、複数のデバ
イスに共通のアドレス空間を割当てて単一の記憶装置と
して管理するアレイ型記憶装置において、複数の記憶デ
バイスのそれぞれの最大記憶容量を読出す手段と、記憶
デバイスの記憶容量のうち最も小さい第１の最大記憶容
量に合わせて第１のアドレス空間を割当てアレイを形成
する第１の記憶エリアを設定し、かつ、最も小さい第１
の最大記憶容量の記憶デバイスを除いた複数の記憶デバ
イスにおいてぞれぞれの最大記憶容量から最も小さい第
１の最大記憶容量分を差引いた残りのうち最も小さい第
２の最大記憶容量に合わせて第２のアドレス空間を割当
てアレイを形成する第２の記憶エリアを設定するエリア
設定手段と、上位処理装置からのアクセスアドレスに基
づいてアレイを形成する第１または第２の記憶エリアに
従って記憶デバイスの物理的なアドレスを算出するアド
レス算出手段とを備えるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】前記の構成のように、この発明に
あっては、複数の記憶デバイスの単体容量が異なる場合
にあっても、上位処理装置から１台の記憶装置として認
識されるエリア（記憶単位）を持つ、異なったアレイ複
数を形成する。さらに、他の発明として、アレイを形成
する際には、２台以上の記憶デバイスを仮想的な１台の
記憶デバイスと見なして、上位処理装置からのアクセス
された際に、上位処理装置からのアクセスアドレスか
ら、仮想的な記憶デバイスの論理的なアドレスを特定
し、特定した論理的なアドレスから前記記憶デバイスの
物理的なアドレスを特定するようにする。このようにす
ることで、制御装置の配下に接続される記憶デバイスの
単体容量が異なる場合であっても、複数のアレイ領域を
持たせることで上位処理装置から１台の記憶装置として
認識されるようにすることができる。その結果、異なる
記憶容量を持つ記憶デバイスを使用しても、上位処理装
置から１台の記憶装置として認識される容量効率の高い
アレイ形式の記憶装置を実現することができる。なお、
アレイ型記憶装置では、ストライピングサイズ（後述）
で分散記憶をするために、冗長データを記憶するデバイ
スは、複数の記憶デバイスの１つではあるが、この１つ
の記憶デバイスは、データの書込みの都度決定され、そ
の都度異なるものになる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明のアレイ型記憶装置を適用
した一実施例のディクアレイ記憶システムの機能ブロッ
ク図である。図１において、１１００は、ディクアレイ
記憶装置であって、ディスクアレイ制御装置１１１０と
ディスク記憶デバイス１０１０〜１０１３とにより構成
され、ディスクアレイ制御装置１１１０は、演算処理・
制御部２０１０と制御メモリ２０４０等を有している。
演算処理・制御部２０１０は、プロセッサ（ＣＰＵある
いはＭＰＵ）２０２０と各種処理プログラムを記憶した
システムメモリ２０３０からなる。制御メモリ２０４０
は、図７の制御用メモリ１００４に対応する制御用メモ
リである。システムメモリ２０３０には、エリア分割プ
ログラム２０３１と装置容量読込みプログラム２０３
２、エリア情報発生プログラム２０３３、位置決定プロ
グラム２０３４、入出力制御プログラム２０３５、仮想
デバイス設定管理プログラム２０３６等が設けられてい
る。

【００１１】装置容量読込みプログラム２０３２は、デ
ィスクアレイ記憶装置を構築する際に、ドライブＩ／Ｆ
１００３に接続された各ディスク記憶デバイス１０１０
〜１０１３の記憶容量を読込み、制御用メモリ２０４０
にディスク記憶デバイス番号別に記憶容量（その記憶デ
バイスの最大記憶容量）のデータをテーブルの形式（装
置容量テーブル２０５０）で格納する処理プログラムで
ある。このプログラムは、その終了時点で次のエリア分
割プログラム２０３１をコールする。なお、このとき、
ディスク記憶デバイス１０１０〜１０１３は、デバイス
番号１〜４が割当てられ、この番号で管理される。エリ
ア分割プログラム２０３１は、前記のディスク記憶デバ
イス番号別に作成された記憶容量データを元にして複数
のデバイス間においてアドレス空間が共通するエリアを
単位として順次エリア分割して複数のエリアを論理的に
発生させて番号付けをし、アレイとして発生した各エリ
アを管理する処理プログラムである。ここでは、ディス
ク記憶デバイス１０１０〜１０１３の記憶容量を元にし
て２つのエリア(1)２２００とエリア(2)２２１０とを発
生させ、各エリアに対応させてディスク記憶デバイス情
報をテーブル２０６０の形式で制御用メモリ２０４０に
形成する。

【００１２】エリア情報発生プログラム２０３３は、処
理装置１００１からのアクセス要求ブロックアドレス
（ストライピングサイズ、例えば５１２バイトごとに分
割されて領域をアクセスするので、各アドレスはブロッ
クアドレスになる。）を元にして前記のテーブル２０６
０を参照してアクセスすべき分割されたエリアを特定す
るエリア情報（エリア(1)か、エリア(2)か）を発生する
処理プログラムである。なお、処理装置１００１は、ア
クセス要求ブロックアドレスのほかに、記憶情報につい
てのサイズ情報も送出する。このサイズ情報に応じてエ
リアが次にまたがる場合には、そのエリア情報も発生す
る。また、前記のストライピングサイズは、データを各
デバイスごとに分散記憶する場合のデータ記憶の単位で
あって、これはデータ転送の単位として管理される領
域、いわゆる１セクタのバイト数に相当するものであ
る。位置決定プログラム２０３４は、処理装置１００１
からのアクセス要求ブロックアドレス及び前記エリア情
報を元にして、計算式により冗長データを格納するディ
スク記憶デバイス、データを格納するディスク記憶デバ
イス及びアクセス要求データのディスク記憶デバイスに
おけるブロックアドレス（物理アドレス）を後述する計
算式によりそれぞれ算出する処理プログラムである。記
憶容量テーブル２０５０は、装置容量読込みプログラム
２０３２により形成され、制御用メモリ２０４０上に作
成されるデバイスごとの、それぞれの最大記憶容量を記
憶するテーブルである。エリア情報テーブル２０６０
は、エリア分割プログラム２０３１により形成され、制
御メモリ２０４０上に作成されるエリアの詳細情報を記
憶するテーブルである。

【００１３】エリア情報テーブル２０６０の欄２０７０
は、ロジカルユニット番号の格納場所である。欄２０８
０は、ディスクアレイ装置構築の際に指定するストライ
ピングサイズについて格納する場所である。欄２０９０
は、分割されたエリアの番号を格納する場所である。欄
２１００は、一つのエリアで使用されている論理空間
（アドレス空間）の最大エリアサイズ格納場所である。
欄２１１０は、一つのエリア内で使用されているディス
ク記憶デバイスの個数を格納する場所である。欄２１２
０はデバイス番号、欄２１３０は先頭物理アドレス、欄
２１４０は最終物理アドレスをそれぞれディスク記憶デ
バイスに対応させて記憶する欄である。２２００は、エ
リア分割プログラム２０３１により生成されたディスク
記憶デバイス１０１０〜１０１３を対象として分割して
論理的に形成された第１のアレイエリアを構成する１つ
目のエリア(1)であり、２２１０は、ディスク記憶デバ
イス１０１０〜１０１３を対象として分割して論理的に
形成された第２のアレイエリアを構成する２つ目のエリ
ア(2)である。

【００１４】まず、装置容量読込みプログラム２０３２
は、各ディスク記憶デバイス１０１０〜１０１３に対し
てＲｅａｄＣａｐａｃｉｔｙコマンドを発行して、デ
ィスク記憶デバイス毎の記憶容量を読込み、制御用メモ
リ２０４０内に装置容量テーブル２０５０を設けてデバ
イス番号に対応させてそれぞれの記憶容量を記憶し、そ
の処理を終了する。エリア分割プログラム２０３１は、
装置容量読込みプログラムの終了により、コールされて
実行され、次に説明するエリア分割処理とエリア情報テ
ーブル２０６０の生成処理を行う。

【００１５】前記の処理について図２のフローチャート
に従って説明すると、まず、エリア分割プログラム２０
３１は、始めにロジカルユニット番号をエリアテーブル
２０６０内のロジカルユニット番号格納場所である欄２
０７０に格納し（ステップ３０１０）、これから構築し
ようとするディスクアレイ装置のストライピングサイズ
をストライピングサイズ格納場所２０８０に格納した後
に（ステップ３０２０）、ディスク記憶デバイス単体で
使用済みの記憶容量格納変数ｚを初期化（ステップ３０
３０）し、エリア情報テーブルの内容を作成するために
装置情報テーブル２０５０をメモリ２０３０の作業領域
にコピーする処理を行う（ステップ３０４０）。

【００１６】次に、最小記憶容量のディスク記憶デバイ
ス検索するためにデバイス番号１（１０１０）の記憶容
量を変数ｘに格納する（ステップ３０５０）。変数ｘに
格納された値と次のディスク記憶デバイスの記憶容量と
を比較して（ステップ３０６０）、比較した結果、次の
ディスク記憶デバイスの記憶容量の方が小さい場合は次
のディスク記憶デバイスの記憶容量を変数ｘに格納する
（ステップ３０７０）。変数ｘに格納されていた値の方
が多い場合は、ステップ３０６０で比較した次のディス
ク記憶デバイスの、その次にも比較すべきディスク記憶
デバイスが存在するかを判定する（ステップ３０８
０）。これは、コピーした装置容量テーブルにステップ
３０６０で比較した次のディスク記憶デバイスの、その
次のディスク記憶デバイス記憶容量が“０”になってい
ないかをチェックすることによる。もしも、記憶容量が
“０”になっている場合には、つまり次に比較すべきデ
ィスク記憶デバイス存在しない場合には、エリア番号１
をエリア番号格納場所２０９０に格納する（ステップ３
０９０）。

【００１７】次に、エリア(1)での構成ディスク記憶デ
バイス数を求めるために、変数ｙにエリア(1)の構成デ
ィスク記憶デバイス数の初期値１を格納する（ステップ
３１００）。コピーした装置容量テーブルで記憶容量が
“０”でない装置全てを対象とし、前記の最小記憶容量
検索処理で求められた最小容量の値ｘ分を減算した記憶
容量をコピーした装置容量テーブルの各ディスク記憶デ
バイス対応に書込む（ステップ３１１０）。言い換えれ
ば、ここで、エリア分割済み記憶容量を削減する処理を
する。そこで、コピーした装置容量テーブルには、記憶
容量“０”のディスク記憶デバイスと残りの記憶容量が
“０”でないディスク記憶デバイスが登録されている。
このステップ３１１０で削減した状態において、次のデ
ィスク記憶デバイスの記憶容量が“０”になっていない
かをチェックする（ステップ３１３０）。次のディスク
記憶デバイスがある場合はエリア(1)の構成ディスク記
憶デバイス数が格納されている変数ｙを１カウントアッ
プする（ステップ３１２０）。そして、次にディスク記
憶デバイスがなくなるまでこれを続けて、ディスク記憶
デバイスがなくなった場合、変数ｙの値をエリアテーブ
ル２０６０内のディスク記憶デバイス数格納場所２１１
０に格納する（ステップ３１４０）。

【００１８】次に、エリア(1)で使用している各ディス
ク記憶デバイスの使用空間情報、つまり、各ディスク記
憶デバイスの先頭ブロックアドレス（物理アドレス）と
最終ブロックアドレス（物理アドレス）をエリア情報テ
ーブル２０６０において、それぞれのディスク記憶デバ
イスのデバイス番号に対応させて欄２１３０，欄２１４
０に格納する処理を行なう。まず、先頭アドレスは合計
使用記憶容量に対応して決定される値ｚを格納する（ス
テップ３１５０）が、このときの使用容量は“０”にな
っているので、“０”が記録されることになる。エリア
(1)は、最初に構築されるものであり、また、合計使用
記憶容量ｚは初期化されているので、どのディスク記憶
デバイスも先頭ブロックアドレスは“０”である。

【００１９】各ディスク記憶デバイスの使用最終アドレ
スは、各ディスク記憶デバイスの先頭ブロックアドレス
に最小記憶容量検索処理で求められた最小容量値を加算
した値、つまり、（先頭ブロックアドレス値＝ｚ）＋変
数ｘとなるので、その値を格納する（ステップ３１６
０）。変数ｙに格納されているエリア(1)での使用ディ
スク記憶デバイス数分、すなわち、使用ディスク記憶デ
バイス数ｙから１を減算した値が０以上（ステップ３１
７０）である間は、前記のステップ３１５０からステッ
プ３１７０をループして、エリアテーブルの装置別使用
空間格納場所２１４０〜２１４６に順次先頭アドレスと
最終アドレスとを格納していく（ステップ３１８０）。

【００２０】次に、合計使用記憶容量ｚにｚ＋変数ｘを
代入して、これを次の先頭アドレスｚとして記憶する
（ステップ３１８０）。ここまでの処理でエリア(1)を
構築するためのエリア情報テーブル２０６０を作成する
ことができる。次に、コピーした装置容量テーブルのデ
ィスク記憶デバイス記憶容量が“０”になっているディ
スク記憶デバイスの数が１か否かを判定し（ステップ３
１９０）、２以上であるときには、ステップ３０５０へ
と戻り、次のエリア分割処理を同様な処理を繰り返すこ
とで行う。これをディスク記憶デバイスの数が１になる
までくり返し行ない、繰り返しの都度エリア番号をイン
クリメントすることでエリア情報テーブル２０６０が完
成し、エリア分割が終了する。これによりエリア(1)と
エリア(2)とによる２つのアレイ記憶領域が形成され
る。なお、ディスク記憶デバイス記憶容量が“０”にな
っているディスク記憶デバイスの数が１であるときに
は、冗長データが記憶できないので、このエリアは使用
されない。

【００２１】次に、複数の記憶装置を物理的に並列接続
させた状態の記憶装置を一つの仮想記憶装置として論理
的に認識し、アレイ型記憶装置として動作させる仮想記
憶装置方式について説明する。これは、記憶容量の小さ
い記憶デバイスが複数存在するような場合のエリア設定
について大きなアドレス空間のエリアを設定することが
できる点で有効な処理になる。まず、図３を用いて仮想
記憶装置について説明する。７０００は、物理的に並列
接続されたディスク記憶デバイス装置を表わしている。
７０１０は、新規に構築される１個の論理ディスク記憶
デバイス（ロジカルユニット）を表わしている。７０２
０は、図７に対応する増設後のディスクアレイ装置の未
使用領域を表わしている。７０３０は、論理的に直列接
続された仮想記憶デバイスを表わしている。

【００２２】通常アレイ型記憶装置において記憶容量増
加の目的で増設する記憶デバイスは、図３の上に示すよ
うに、アレイ型記憶装置７０００は、実ディスク記憶デ
バイス（以下実デバイスという。）１０１０〜１０１３
（ＲＤ1〜ＲＤ4）に対して新たに増設した実デバイス４
０８０（ＲＤ5）とがドライブＩ／Ｆ１００３に物理的
に並列接続される。しかし、この状態では、未使用領域
は、増設前と変わらず無駄な領域ができてしまう。そこ
で、図３の下に示すように物理的に接続された状態から
増設分実デバイス４０８０（ＲＤ5）と実デバイス１０
１３（ＲＤ4）とを論理的に直列接続し、さらに論理的
に直列接続された実デバイス１０１３（ＲＤ4）と実デ
バイス４０８０（ＲＤ5）を１つの仮想記憶デバイスと
して認識し、論理的に連続した一つの記憶領域（１個の
ディスク記憶デバイス）として扱う。このデバイスが論
理ディスク記憶デバイスとしての仮想デバイス７０３０
である。なお、以上のような仮想デバイスの設定と管
理は、仮想デバイス設定管理プログラム２０３６により
行われる。

【００２３】図４は、エリア分割方式とこの仮想記憶装
置方式を併用した時に、新たに制御用メモリ２０４０内
に作成される仮想記憶装置管理テーブル４０００と、装
置容量テーブル２０５０、そしてエリア情報テーブル４
０１０とを示している。これらテーブルは、ディスク記
憶デバイスの分割状態及び仮想ディスク記憶デバイス
（以下仮想デバイスという。）として認識されている状
態を表わしている。仮想記憶装置管理テーブル４０００
は、実デバイス（ＲＤ1〜ＲＤ5）の記憶容量情報が格納
されている装置容量テーブル２０５０を元に仮想デバイ
ス設定管理プログラム２０３６により作成される。これ
には仮想デバイスの詳細情報が格納される。エリア情報
テーブル４０１０は、図２のエリア情報テーブル２０６
０のデバイス数の欄２１１０が仮想デバイス個数の欄２
１５０になり、デバイス番号欄が仮想デバイス番号（Ｖ
Ｄ）欄２１６０になり、さらに、ＲＤ（実デバイス）の
個数欄２１７０、ＲＤ番号欄５１８０が加えられ、仮想
デバイス（ＶＤ）と実デバイス（ＲＤ）とを管理するテ
ーブルである。

【００２４】ここで、エリア４０２０は、仮想デバイス
を含み、エリア分割されたエリア(1)の領域を示す。エ
リア４０３０は、仮想デバイス（ＶＤ）を含み、エリア
分割されたエリア(2)の領域を示す。４０４０〜４０７
０は、それぞれ仮想デバイス（ＶＤ）である。また、４
０８０は、ディスクアレイ記憶装置の記憶容量を増加す
る目的で新たに増設された実デバイス（ＲＤ）である。
まず始めに、装置容量読込みプログラム２０３２によ
り、接続されている実デバイス（ＲＤ）の記憶容量を全
て読出して、装置容量テーブル２０５０を制御用メモリ
２０３０に作成する。次に装置容量テーブル２０５０
と、オペレータによって指定される仮想デバイスの個
数、この実施例では、仮想デバイスＶＤ１，ＶＤ２，Ｖ
Ｄ３，ＶＤ４の４個と、オペレータによって指定される
それぞれの仮想デバイスに割当てる実デバイスの情報、
この実施例では仮想デバイスＶＤ４が実デバイス１０１
３，４０８０（ＲＤ4，ＲＤ5）から構成され、そのほか
は、それぞれの実デバイスから構成される。これらの情
報を入力して、この入力データに応じて仮想デバイス設
定管理プログラム２０３６により仮想記憶装置を管理す
るエリア情報テーブル４０１０が制御用メモリ２０４０
内に作成される。次に、仮想デバイス設定管理プログラ
ム２０３６によりエリア分割プログラム２０３１がコー
ルされて、１仮想デバイス（ＶＤ）を１ディスク記憶デ
バイスとして扱い、前記実施例のエリア情報テーブル作
成手順に従って、１つのエリア内における仮想デバイス
単体の記憶容量と、仮想デバイス数と、１つのエリア内
の１つの仮想デバイスにおける実デバイスの使用領域情
報を求めてエリア情報テーブル４０１０を制御用メモリ
２０４０内に作成する。このときには、仮想デバイス数
の欄２１５０、仮想デバイス番号（ＶＤ）欄２１６０、
ＲＤ（実デバイス）の個数欄２１７０、ＲＤ番号欄５１
８０は、それぞれ入力情報に応じてエリア分割プログラ
ム２０３１により生成され、それぞれの情報が記録され
る。

【００２５】次に、こうして構築したエリア分割方式と
仮想記憶装置方式を併用した場合のアレイ型の記憶デバ
イスを例として上位処理装置１００１からのアクセス要
求に対する書込み処理及び読出し処理の動作について図
５に従って説明する。図５は、上位処理装置１００１か
らの書込みアクセス要求に対して実デバイス番号と確定
した実デバイス内に格納されているブロックアドレス
（物理アドレス）を決定する処理動作を示したものであ
る。５０００は、入出力制御プログラム２０３５による
処理装置１００１からのアクセス要求受信を示す。その
内容の一例として書込み要求を示している。５０１０
は、処理装置１００１から見た、この実施例におけるデ
ィスクアレイ装置の論理アドレス空間を示すものであ
る。

【００２６】位置決定プログラム２０３４は、処理装置
１００１からのアクセス要求を受入れて、指定されたブ
ロックアドレスに対して所定の演算式に従って演算処理
をして記憶デバイスを決定してその物理的な位置（アド
レス）を算出する。入出力制御プログラム２０３５は、
その位置においてデータの読み／書きを行うとともに、
処理装置１００１のデータ書込み要求に対しては処理装
置１００１の書込みデータに対して冗長データを生成す
る処理と、位置決定プログラム２０３４により決定され
た位置を基準として、書込みデータと冗長データとをデ
ィスク記憶デバイスに分散して書込む処理、処理装置１
００１からのデータ読出し要求に対しては必要なデータ
を位置決定プログラム２０３４により決定された位置を
基準としてディスク記憶デバイスから読出して、処理装
置１００１に転送する処理、障害などによりディスクデ
バイス上のデータに直接アクセスできないような異常に
おいては、冗長データを用いてアクセスできないデータ
を復元する処理を行うが、冗長データの生成や冗長デー
タによるデータの復元の処理は、アレイ型記憶装置にお
いて、従来から行われている処理であるので、その詳細
な説明をここでは省略する。また、ディスク記憶デバイ
スに分散して書込む処理とは、データをストライピング
サイズごとに記憶デバイスを更新しながら順次書込む処
理である。したがって、所定のサイズのデータは、スト
ライピングサイズで各記憶デバイスごとに分散して配置
される。そして、その次の記憶デバイスに上長データが
書込まれる。なお、冗長データは、データ記憶デバイス
とは異なる、データの書込みの都度決定される記憶デバ
イスに記憶されるものであるので、これを記憶する記憶
デバイスがデータを記憶するデバイスのほかに必要にな
る。そこで、アレイ型記憶装置のデータ記憶容量は、実
際にエリア管理されるディスク記憶デバイスよりも１つ
少ないデバイスがデータ記憶デバイスになる。また、こ
こでは、冗長データのシンドロームビットをパリティビ
ットとしてこれを記憶するデバイスをパリティ記憶デバ
イス（パリティＤＶ）とし、データ記憶デバイスをデー
タＤＶとして説明する。

【００２７】位置決定プログラム２０３４は、次の計算
式５２４０に従ってアクセス要求ブロックアドレスのパ
リティデータが存在する仮想デバイスの番号ＰＮを算出
する。ＰＮ＝ＶＤ−（（（ＬＢＡ／Ｓ）／Ｄ）％ＶＤ）ただし、Ｓは、ストライピングサイズ（符号５２０
０）、ＶＤは、エリア単位の構成仮想デバイス（ＶＤ）
の数（符号５２１０）、Ｄは、データを記憶するエリア
単位の構成データＶＤ数（符号５２２０）であって、Ｄ
＝ＶＤ−１による。このＤ＝ＶＤ−１により冗長データ
を除く、実データの記録デバイス数が算出される。ＬＢ
Ａは、論理ブロックアドレス値（符号５２３０）であ
る。また、％は除算した結果の余りを算出する演算子で
ある。ＬＢＡ／Ｓにより、論理アドレスについて物理記
録単位で換算したカウント総数が算出され、（ＬＢＡ／
Ｓ）／Ｄにより実際にデータを書込し／読出しする、あ
るエリア単位でのデバイスの物理アドレス数が算出され
る。（（ＬＢＡ／Ｓ）／Ｄ）％ＶＤ）により実際にデー
タを書込／読出する最後のデバイス番号が算出される。
その結果として、アクセス要求ブロックアドレスのパリ
ティデータが存在する仮想デバイスが何番目であるか
が、前記式により番号ＰＮとして算出される。

【００２８】また、位置決定プログラム２０３４は、次
の計算式５２５０に従ってデータを書込／読出するデバ
イス番号（データＶＤ）の情報ＤＤを算出する。ＤＤ＝（ＬＢＡ／Ｓ）％Ｄ＋１（ＬＢＡ／Ｓ）％Ｄによりあるエリア単位においてデー
タを書込／読出するデバイス最後のデバイス番号が決定
され、アクセス要求ブロックアドレスのデータが存在す
る仮想デバイスが何番目であるかが、前記式により情報
ＤＤとして算出される。さらに、位置決定プログラム２
０３４は、次の条件付き計算式５２６０に従ってデータ
を書込／読出するデバイス（データＶＤ）のデバイス番
号ＤＮを算出する。ＤＮ＝ｉｆ（ＤＤ＞＝ＰＮ）ＤＮ＝ＤＤ＋１ｅｌｓｅＤＮ＝ＤＤこれにより、パリティデータが存在する仮想デバイスを
含めて仮想デバイスの番号を算出する。そして、位置決
定プログラム２０３４は、次の計算式５２７０に従って
アクセスブロックアドレスＡＢＡを算出する。ＡＢＡ＝（（（ＬＢＡ／Ｓ）／Ｄ）×Ｓ）＋（ＬＢＡ％
（ＬＢＡ／Ｓ））この式により実デバイスの物理アドレスが算出される。

【００２９】次に、処理装置１００１から所定のブロッ
クアドレスへの書込みを例として全体的な動作を説明す
る。入出力制御プログラム２０３５は、ブロックアドレ
ス０ｘ１００００００番地に書込みアクセス要求を処理
装置１００１から受信（５０００）した場合、エリア情
報発生プログラム２０３３をコールし、このプログラム
により、始めに、エリアテーブルの最大エリアサイズと
要求を受けたブロックアドレスからエリア番号を算出す
る。このプログラムは、エリア(1)の最大エリアサイズ
０ｘ１２０３１００番地（５１３０）よりアクセス要求
ブロックアドレス０ｘ１００００００番地の方が小さい
ことから、要求ブロックアドレスはエリア(1)内（５１
２０）に存在すると特定する。入出力制御プログラム２
０３５は、次にブ位置決定プログラム２０３４をコール
して、このプログラムによりストライピングサイズ：Ｓ
（５２００）にはエリア情報テーブル４０１０内のスト
ライピングサイズ５１２バイト（５１１０）を代入す
る。そして、エリア単位の構成仮想デバイス数：ＶＤ
（５２１０）には、エリア(1)の構成仮想デバイス数４
（５１４０）を代入し、エリア単位の構成データ仮想デ
バイス数：Ｄ（５２２０）には、ＶＤ−１＝３を代入す
る。さらに、アクセス要求ブロックアドレスＬＢＡ（５
２３０）には、アクセス要求ブロックアドレスの０ｘ１
００００００番地を代入する。

【００３０】これらの値をアクセス要求ブロックアドレ
スが存在するデータのパリティ仮想デバイス番号を特定
するための計算式（５２４０）とアクセス要求ブロック
アドレスが存在するデータのディスク記憶デバイスが何
番目かを特定する計算式５２５０に代入してそれぞれの
値を算出する。前記計算式により算出されたデータディ
スク記憶デバイス値：ＤＤは、パリティ仮想デバイス位
置によって仮想デバイス位置が変わるため、計算式（５
２６０）によりデータディスク記憶デバイス番号を特定
する。前記の実施例のディスクアレイ装置では、ＰＮ＝
２，Ｄ＝３，ＤＮ＝４となる。

【００３１】次に図６に従って、入出力制御プログラム
２０３５による、前記の算出された情報を元にしてアク
セスを行なうまでの手順を説明する。始めに、仮想デバ
イス内の何番目の実デバイスであるかを記憶する変数Ｒ
Ｄｃｏｕｎｔを初期する（ステップ６０００）。次に、
エリアは(1)と判明していることと、前記で算出した情
報ＤＮが４であることから、エリア情報テーブル４０１
０のエリア(1)、仮想デバイス番号４、ＲＤｃｏｕｎ
ｔ：１の先頭アドレスを変数ｘに（ステップ６０１０）
入れ、最終アドレスを変数ｙに格納する（ステップ６０
２０）。次に、アクセスアドレスを計算式（５２７０）
で算出する。前記の実施例では、０ｘ５５５４００番地
という値が算出される（ステップ６０３０）。算出され
たアクセスブロックアドレスＡＢＡが最大エリアサイズ
を越えている可能性があるので、一つ前のエリアの最大
エリアサイズを減算する（ステップ６０４０）。

【００３２】エリア(1)へのアクセスであるため“０”
をここでは減算する。次に上記で算出したアクセスブロ
ックアドレス（０ｘ５５５４００番地）に先頭ブロック
アドレスｘを加算した値が最終ブロックアドレスｙを越
えているか、つまり、アクセスブロックアドレスの値が
使用している実デバイス容量を越えていないかチェック
する（ステップ６０５０）。もし越えている場合は、実
デバイス先頭アドレス：ｘにアクセスブロックアドレ
ス：ＡＢＡを加算した値からその実デバイスの最終アド
レス：ｙを減算した値をＡＢＡに格納し（ステップ６０
６０）、ＲＤｃｏｕｎｔを１加算する（ステップ６０７
０）処理をアクセス領域を発見するまでくり返す。越え
ていない場合、つまりアクセス領域を発見した場合は、
エリア情報テーブル４０１０とＲＤｃｏｕｎｔから実デ
バイス番号を求め、変数ＲＤＮｏに格納する（ステップ
６０８０）。実デバイスへのアクセスは、求められた実
デバイスの先頭アドレスｘに求められたアクセスブロッ
クアドレスＡＢＡを加算した値のアドレスに行なう。

【００３３】このようにして得た情報から前記の実施例
の場合は、実デバイス番号（ＲＤＮｏ：５）のアクセス
ブロックアドレス（ＡＢＡ：０ｘ１５５４００番地）に
アクセスすることで処理装置１００１からの要求に正し
く応答することが可能である（ステップ６０９０）。な
お、処理装置１００１からの読込みアクセス要求に対し
ても同様の処理を行なうことにより正しいアドレスへの
アクセス処理が可能である。以上、この発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、この発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更しえることは言うまでもない。

【００３４】この実施例によれば、このように、アレイ
型記憶装置において、制御装置の配下に接続された各記
憶デバイスの記憶容量を読出し、異なる記憶容量の記憶
デバイスにおいても、エリア分割を用いてエリア分割情
報作成し、さらには、エリア分割方式と記憶デバイスを
論理的に直列に接続する仮想記憶デバイスとの併用によ
り、エリア分割情報内に仮想記憶デバイス情報を盛り込
み、処理装置からのアクセス要求に対しては、計算式に
よって実記憶デバイス番号、アクセスアドレスの算出を
容易に行なえるので、アレイ型記憶装置において、異な
る記憶容量を持つ記憶デバイスを有効に活用することが
できる。

【００３５】

【発明の効果】この発明にあっては、アレイ形式の記憶
装置システムにおいて、搭載する記憶デバイス単体の記
憶容量が同一であることを考慮してシステムを構築する
という制限をなくし、異なる記憶容量を持つ記憶デバイ
スを最大限に利用することが可能になる。また、記憶容
量増加の目的で増設した増設記憶デバイスの記憶容量が
増設以前に搭載されている記憶デバイスの記憶容量と同
一でなければ最大限、記憶容量を有効に利用できない制
限をなくし、増設する記憶デバイスの記憶容量が増設以
前に搭載されている記憶デバイスの記憶容量と異なって
いても記憶デバイスを最大限に活用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のアレイ型記憶装置を適用し
た一実施例のディクアレイ記憶システムの機能ブロック
図である。

【図２】図２は、図１の実施例におけるエリア情報テー
ブルの生成処理のフローチャートである。

【図３】図３は、図１の実施例において、物理的に並列
接続された記憶デバイスを論理的に直列接続した時の仮
想記憶デバイスの認識状態の説明図である。

【図４】図４は、異なる記憶容量を持つ記憶装置を論理
的に直列に接続した場合の図１の実施例における、新た
に制御用メモリ内に作成するエリア情報テーブルとディ
スク記憶デバイスの分割状態及び仮想デバイスとして認
識されている状態の説明図である。

【図５】図５は、上位処理装置からの書込みアクセス要
求に対して実記憶デバイス番号と確定した実記憶デバイ
ス内に格納されているブロックアドレスを決定する説明
図である。

【図６】図６は、図１の実施例において、計算式により
算出された情報を元に実記憶デバイスに対してのアクセ
ス処理を行なうまでの処理のフローチャートである。

【図７】図７は、一般的なディスクアレイ型記憶システ
ムの全体的な構成図である。

【符号の説明】

１０００…ディスクアレイ制御装置、１００１…処理装
置、１００２ホストＩ／Ｆ、１００３…ドライブＩ／
Ｆ、１００４，２０３０…制御用メモリ、１００５…プ
ロセッサ（ＣＰＵ／ＭＰＵ）、１０１０〜１０１３…デ
ィスク記憶デバイス、１０２０…ロジカルユニット、１
０２１…未使用領域、１０３０…ディスクアレイ装置、
２０３１…エリア分割プログラム、２０３１…装置容量
読込みプログラム、２０３３…エリア識別プログラム、
２０３４…位置決定プログラム、２０５０…装置容量テ
ーブル、２０６０…エリア分割情報テーブル、２０７０
…ロジカルユニット番号格納場所、２０８０…ストライ
ピングサイズ格納場所、２０９０…エリア番号格納場
所、２１００…最大エリアサイズ格納場所、２１１０…
使用ディスク記憶デバイス数格納場所、２１２０〜２１
８０…ディスク記憶デバイス使用領域格納場所、２２０
０，２２１０…分割したエリア、４０００…仮想記憶装
置管理テーブル、４０１０…仮想記憶装置を考慮したエ
リア情報テーブル、４０２０，４０３０…仮想記憶装置
を考慮し分割したエリア、４０４０〜４０７０…仮想デ
バイス、４０８０…増設したディスク記憶デバイス、５
０１０…処理装置から見た論理空間、５２４０…パリテ
ィディスク記憶デバイス番号算出計算式、５２５０…デ
ータディスク記憶デバイス算出計算式、５２６０…デー
タディスク記憶デバイス番号算出計算式、５２７０…ア
クセスブロックアドレス算出計算式、７０３０…仮想記
憶装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の記憶デバイスの１つに冗長データを
記憶し、複数のデバイスに共通のアドレス空間を割当て
て単一の記憶装置として管理するアレイ型記憶装置にお
いて、前記複数の記憶デバイスのそれぞれの最大記憶容
量を読出す手段と、前記記憶デバイスの記憶容量のうち
最も小さい第１の最大記憶容量に合わせて第１の前記ア
ドレス空間を割当てアレイを形成する第１の記憶エリア
を設定し、かつ、前記最も小さい第１の最大記憶容量の
前記記憶デバイスを除いた複数の前記記憶デバイスにお
いてぞれぞれの最大記憶容量から前記最も小さい第１の
最大記憶容量分を差引いた残りのうち最も小さい第２の
最大記憶容量に合わせて第２の前記アドレス空間を割当
てアレイを形成する第２の記憶エリアを設定するエリア
設定手段と、上位処理装置からのアクセスアドレスに基
づいて前記アレイを形成する前記第１または第２の記憶
エリアに従って前記記憶デバイスの物理的なアドレスを
算出するアドレス算出手段とを備えるアレイ型記憶装
置。
【請求項２】前記複数の記憶デバイスのうちの２以上の
デバイスを１つの仮想記憶デバイスとして処理する仮想
記憶デバイス設定手段を備え、前記エリア設定手段は、
この仮想記憶デバイス設定手段により仮想記憶デバイス
とされた前記２以上の記憶デバイス以外のデバイスも仮
想記憶デバイスとして各前記仮想記憶デバイスについて
前記第１および第２のエリア設定をするものであり、前
記アドレス算出手段は、前記仮想記憶デバイスに基づい
て前記記憶デバイスの物理的なアドレスを算出するもの
である請求項１記載のアレイ型記憶装置。
【請求項３】複数の記憶デバイスと、上位処理装置のデ
ータ書込み要求に対して前記上位処理装置の書込みデー
タに冗長データを付加し、前記書込みデータと冗長デー
タとを前記記憶デバイスに分散して書込み、前記上位処
理装置からのデータ読出し要求に対して必要なデータを
前記記憶デバイスから読出して前記上位処理装置に転送
し、かつ、障害などにより前記記憶デバイス上のデータ
に直接アクセスできない場合に前記冗長データを用いて
アクセスできないデータを復元する制御装置を有するア
レイ型記憶装置において、前記記憶デバイスの単体容量
を前記制御装置に読出す読出手段と、前記読出手段で読
出した前記記憶デバイスの単体容量に基づいて前記複数
の記憶デバイスに所定のアドレス空間を割当て複数のア
レイとして管理する管理手段と、前記上位処理装置から
アクセスされたときに、前記上位処理装置からのアクセ
スアドレスに基づいて前記複数のアレイの１つを形成す
る前記記憶デバイスの物理的なアドレスを算出するアド
レス算出手段とを備えるアレイ型記憶装置。
【請求項４】前記管理手段は、前記記憶デバイスに対し
てアレイとして管理する際に、２台以上の記憶デバイス
を仮想的な１台の記憶デバイスとして管理するものであ
り、前記アドレス算出手段は、前記上位処理装置からア
クセスされたときに、前記上位処理装置からのアクセス
アドレスに基づいて前記仮想的な記憶デバイスの論理的
なアドレスを算出する論理アドレス算出手段と前記論理
的アドレス算出手段で算出された論理的なアドレスから
前記記憶デバイスの物理的なアドレスを算出する物理的
アドレス算出手段とを有するアレイ型記憶装置。