JPH0934652A - 記憶装置システム - Google Patents

記憶装置システム

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JPH0934652A
JPH0934652A JP7185693A JP18569395A JPH0934652A JP H0934652 A JPH0934652 A JP H0934652A JP 7185693 A JP7185693 A JP 7185693A JP 18569395 A JP18569395 A JP 18569395A JP H0934652 A JPH0934652 A JP H0934652A
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disk
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JP7185693A
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Takashi Kaga
隆志 加賀
Hiroharu Arai
弘治 荒井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2個以上の記憶装置とデータ転送を行う記憶
装置アダプタを複数個有するアレイ形式の記憶システム
において、記憶装置アダプタの故障による、アレイとし
てのデータの可用性の低下を抑えることを目的とする。 【構成】 閉じた曲線上に記憶装置アダプタ1060を
配置し、閉曲線上の各記憶装置アダプタ1060.1に
ついて、それと隣接する2つの記憶装置アダプタ106
0.2,1060.5と、それと隣接しない他の記憶装
置アダプタ1060.3,1060.4とを、線で結
び、その線上に記憶装置1100を配置することによっ
て、任意の2個の記憶装置アダプタが、障害などにより
記憶装置とのデータ転送をできない場合でも、全く記憶
装置アダプタとのデータ転送ができない記憶装置は、冗
長データを作成する記憶装置の集合の内、高々1個であ
ることを特徴とする記憶装置システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】計算機システムの外部記憶装置シ
ステムであり、ファイルなどのまとまりのあるデータを
複数の記憶装置に分散して記憶するアレイ形式の記憶装
置システムの制御方法に係わり、システムの可用性を向
上できる記憶装置システム。
【0002】
【従来の技術】アレイ形式の記憶装置システムとして
は、ディスクアレイ・システムが一般的である。ディス
クアレイ・システムは、計算機システムにおいて、複数
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、処理装置と外部記憶装置間での高速なデータ転送速
度と高信頼性の実現を図るシステムである。
【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 Inex
pensive Disks(RAID)", ACM SIGMOD conference porced
ings, 1988, pp.109-116)に記載がある。前記の論文で
はRAID(Redundant Array ofI
nexpensive Disks)(レイド)と呼ぶ
ディスクアレイの形態を提示している。RAIDは、通
常の入出力データを複数のドライブに分散記憶すると共
に、冗長データを記録する。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、データ復元機能と共
に用いることにより、欠落した前記データを復元可能と
することを目的としている。
【0004】特開平5−181611では、2個のデー
タ転送路を持つディスク装置と、ディスク制御装置との
接続方法について述べてある。しかし、これは1つのデ
ータ転送路に障害が発生した場合でも残りのデータ転送
路が活用できることについての発明であり、2個のデー
タ転送路の障害の場合や、ディスクアレイへの適用に対
しては言及されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の記憶装置アダプ
タと記憶装置の接続方式は、2個の記憶装置アダプタか
ら構成する対に接続する記憶装置が、2個以上である。
よって、この2個の記憶装置アダプタが故障などによ
り、記憶装置とデータ転送不能になると、データ転送不
可能な記憶装置が2個以上発生する。
【0006】これは、2個の記憶装置アダプタから構成
する対が故障などにより、記憶装置とデータ転送不能に
なると、冗長データにパリティを用いるRAIDにおい
て、データ転送不可能な記憶装置が、データの復元可能
な記憶装置数を越えるという問題点がある。本発明は、
上記の問題点を解決することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、任意の2個
の記憶装置アダプタから構成する対に接続する記憶装置
を、1個以下にすることにより解決する。つまり、任意
の2個の記憶装置アダプタから構成する対が障害などに
より記憶装置とデータ転送不能になっても、全くデータ
転送不能な記憶装置は高々1個である。
【0008】これにより、任意の2個の記憶装置アダプ
タから構成する対が障害などにより記憶装置とデータ転
送不能になっても、冗長データにパリティを用いるRA
IDにおいて、データ転送不可能な記憶装置が、データ
の復元可能な記憶装置数を越えない。
【0009】上記解決方法を実現するために、記憶装置
アダプタからでる2個以上のデータ転送路を、異なる記
憶装置の一方のデータ転送路に接続し、この記憶装置の
他方のデータ転送路を、異なる記憶装置アダプタに接続
する機能を持つ接続回路で実現できる。
【0010】
【作用】前記接続回路は、記憶装置アダプタからでる2
個以上のデータ転送路を、異なる記憶装置の一方のデー
タ転送路に接続し、この記憶装置の他方のデータ転送路
を、異なる記憶装置アダプタに接続する。
【0011】図2は、1個のデータ転送路を持つ記憶装
置アダプタ2000.1、2000.2、2000.
4、2000.5と、4個のデータ転送路を持つ記憶装
置アダプタ2000.3を、記憶装置2010.1、2
010.2、2010.3、2010.4と接続した例
を接続回路を省略して示した図である。記憶装置アダプ
タ2000.1は記憶装置2010.1に接続し、記憶
装置アダプタ2000.2は記憶装置2010.2と接
続し、記憶装置アダプタ2000.3は記憶装置201
0.1、2010.2、2010.3、2010.4と
接続し、記憶装置アダプタ2000.4は記憶装置20
10.3に接続し、記憶装置アダプタ2000.5は記
憶装置2010.4に接続する。
【0012】ここで、記憶装置アダプタと、記憶装置の
接続関係をグラフに置き換えて考える。記憶装置アダプ
タ2000.1、2000.2、2000.3、200
0.4、2000.5をノード3000.1、300
0.2、3000.3、3000.4、3000.5
に、記憶装置アダプタから記憶装置2010.1、20
10.2、2010.3、2010.4を介して他の記
憶装置アダプタまでのデータ転送路をアーク3010.
1、3010.2、3010.3、3010.4に置き
換える。任意の2個の記憶装置アダプタが障害などでデ
ータ転送できなくなることは、グラフにおいて、任意の
ノードを削除することに等しい。また、全くデータ転送
ができない記憶装置は、グラフにおいて、両端のノード
が削除されたアークに等しい。
【0013】したがって、アークで接続された2個のノ
ードに対応する記憶装置アダプタが障害などでデータ転
送ができなくなると、全くデータ転送ができない記憶装
置は1個である。図3は、記憶装置2010.1と接続
する記憶装置アダプタ2000.1、2000.3が障
害でデータ転送を行えなくなった場合を示した図であ
る。記憶装置アダプタ2000.1、2000.3が障
害なので、ノード3000.1、3000.3をアーク
から切り離す。アーク3010.1の両端のノードが削
除されたので、記憶装置2010.1は全くデータ転送
できないことになる。
【0014】また、アークで接続されていない任意の2
個のノードに対応する記憶装置アダプタが障害などでデ
ータ転送ができなくなると、全くデータ転送ができない
記憶装置は1個もない。図4は、記憶装置2010.1
に接続する記憶装置アダプタ2000.1と、記憶装置
2010.4に接続する記憶装置アダプタ2000.5
が障害でデータ転送を行えなくなった場合を示した図で
ある。記憶装置アダプタ2000.1、2000.5が
障害なので、ノード3000.1、3000.5をアー
クから切り離す。アーク3010.1とアーク301
0.4はノード3000.3に接続しているので、記憶
装置2010.1と記憶装置2010.4も記憶装置ア
ダプタ2000.3とデータ転送が可能である。従っ
て、全くデータ転送ができない記憶装置は発生しない。
【0015】即ち、任意の2個の記憶装置アダプタが障
害などでデータ転送ができなくなっても、全くデータ転
送ができない記憶装置は、冗長データを作成する記憶装
置の集合の内、高々1個である。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0017】図1は、実施例のシステム構成図である。
入出力要求を発行する処理装置1000(CPUを含
む)と、入出力要求を受け付けるディスクアレイ制御装
置1010と、データを記録するディスク装置1100.
1、…、1100.10から構成する。
【0018】ディスクアレイ制御装置は、ディスク装置
とのデータ転送路を4個もつディスクアダプタ106
0.1、…、1060.5と、ディスクアダプタとディ
スク装置を接続する接続回路1070と、分割してディ
スク装置に書き込むデータ、分割してディスク装置から
読み出して合成したデータ、または、欠落データを再生
する場合に冗長データを含むデータと再生したデータを
格納するキャッシュメモリ1030と、処理装置100
0とディスクアレイ制御装置1010とのデータ転送を
行うホストアダプタ1020と、制御に必要なデータを
格納する制御用メモリ1040と、処理装置1000、
ホストアダプタ1020、キャッシュメモリ1030、
制御メモリ1040、全てのディスクアダプタを接続す
るデータ転送路1050と、ディスクアダプタ106
0.i(i=1、…、5)と接続回路1070とのデー
タ転送路1080.4i−3、1080.4i−2、4
i−1、1080.4i(i=1、…、5)と、接続回
路1070とディスク装置1100.jとの転送路10
90.j.1と転送路1090.j.2(j=1、…、1
0)から構成する。
【0019】図5は、制御用メモリ1040に格納する
制御情報の詳細を示した図である。領域1041は、ホ
ストアダプタとディスクアダプタ間、また、ディスクア
ダプタ同士間で処理状況、データの書き込み先アドレ
ス、読み出し元アドレスなどを通信するための領域であ
る。領域1042は、処理装置1000が指定したデー
タの格納先または読み出し元アドレスを、実際のディス
ク装置上のアドレスへ変換する表である。領域1043
は、ディスクアダプタが接続するディスク装置を割り出
し、逆に、ディスク装置が接続するディスクアダプタを
割り出す表である。 図6は、ホストアダプタ1020
の詳細を示した図である。処理装置1000とキャッシ
ュメモリ1030とのデータ転送を行うプロセッサ10
210と、制御用メモリ1022から、ホストアダプタ
1020を構成する。プロセッサ1021は処理装置か
ら受けとったデータをキャッシュメモリ1030に格納
する。格納が終わると、プロセッサ1021は制御用メ
モリ内領域1041にその旨を設定する。
【0020】また、データの読み出し要求を処理装置1
000から受けると、プロセッサ1021はその旨を制
御用メモリ内領域1041に設定し、キャッシュメモリ
1030にデータが読み出されるのを待つ。プロセッサ
1021は、ディスク装置から読み出されたデータがキ
ャッシュメモリに格納された旨を制御用メモリ内領域1
041から取得すると、キャッシュ上のデータを処理装
置1000へ転送する。
【0021】図7は、ディスクアダプタ1060.i
(i=1、2、3、4、5)の詳細図である。データ転
送路1050から来たデータをデータ転送路1080.
4i−3、4i−2、4i−1、4iに伝え、データ転
送路1080.4i−3、4i−2、4i−1、4iか
ら来たデータをデータ転送路1050へ伝える分岐回路
1063.iと、キャッシュメモリ1030とディスク
装置とのデータ転送を行うプロセッサ1061.iと、
制御用メモリ1062.iから、ディスクアダプタ10
60.iを構成する。
【0022】処理装置からの受け取ったデータをプロセ
ッサ1021がキャッシュメモリ1030に格納した旨
を制御用メモリ1040内領域1041を介して、プロ
セッサ1061.i(i=1、2、3、4、5)のいず
れかが、取得すると、キャッシュメモリ1030上のデ
ータを分割し、冗長データを作成する。
【0023】分割、冗長データの作成が終了すると、前
記処理を行ったプロセッサ1061.iはその旨を制御
用メモリ内領域1041に設定する。制御メモリ内領域
1041より分割、冗長データの作成の終了の旨を取得
したプロセッサ1061.i(i=1、2、3、4、
5)は制御用メモリ内領域1043の変換表から、分割
してできたデータまたは冗長データを格納すべきディス
ク装置に接続しているかを判断し、接続するディスクア
ダプタと判断すると、キャッシュメモリ1030から分
割してできたデータ、または、冗長データをディスク装
置に転送する。
【0024】また、プロセッサ1061.iは、処理装
置1000からの読み出し要求を制御用メモリ内領域1
041から取得すると、読み出すべき分割されたデータ
が格納されているディスク装置を制御用メモリ内領域1
042の変換表から割り出し、割り出したディスク装置
と割り出した旨を制御用メモリ内領域1041に格納す
る。
【0025】制御用メモリ内領域1041を介してディ
スク装置が割り出された旨を取得したプロセッサ106
1.i(i=1、2、3、4、5)は制御用メモリ1内
領域1043の変換表から、読み出すべきディスク装置
に接続しているかを判断し、接続するディスクアダプタ
と判断すると、ディスク装置からデータを読み出し、キ
ャッシュメモリ1030に転送する。転送を行ったプロ
セッサ1061.iは転送が終了した旨を制御用メモリ
内領域1041に設定する。
【0026】図8は、接続回路1070の詳細を示す図
である。ディスクアダプタからのデータ転送路108
0.1、…、1080.20と、ディスク装置からのデ
ータ転送路1090.1.1、1090.1.2、…、
1090.10.1、1090.10.2と、スイッチ
1071.1.1.1、1071.1.1.2、…、1
071.20.10.1、1071.20.10.2か
ら接続装置1070を構成する。
【0027】データ転送路1080.n(n=1、…、
20)の全ては、データ転送路1090.j.k(j=
1、…、10,k=1、2)の全てと交差して配線され
る。交差する点にはスイッチ1071.n.j.k(n
=1、…、20,j=1、…、10,k=1、2)があ
り、スイッチの状態でデータ転送路1080.nとデー
タ転送路1090.j.kを接続、または、切り離すこ
とができる。
【0028】図9、図10は、スイッチ1071.n.
j.k(n=1、…、20,j=1、…、10,k=
1、2)の詳細を示した図である。固定端子1073.
n.j.kと、可動端子1074.n.j.kからスイ
ッチスイッチ1071.n.j.kを構成する。固定端
子1073.n.j.kはデータ転送路1090.j.
kに接続している。可動端子1074.n.j.kはデ
ータ転送路1080.nに接続している。
【0029】可動端子1074.n.j.kを固定端子
1073.n.j.kに接することで、データ転送路1
080.nとデータ転送路1090.j.kを接続させ
る。これをスイッチのON状態と呼び、図9に示す。可
動端子1074.n.j.kを固定端子1073.n.
j.kから離すことで、データ転送路1080.nとデ
ータ転送路1090.j.kを切り離すことができる。
これをスイッチのOFF状態と呼び、図10に示す。
【0030】図11は、任意の2個のディスクアダプタ
が障害などでデータ転送ができなくなっても、全くデー
タ転送ができないディスク装置が、冗長データを作成す
る記憶装置の集合の内、高々1個である、ディスクアダ
プタとディスク装置の接続状態をグラフで示した図であ
る。
【0031】前記条件を満たすためには、2つある内の
一方のデータ転送路で同じディスクアダプタに接続する
4個のディスク装置が、他方のデータ転送路で、それぞ
れ異なるディスクアダプタに接続すれば良い。従って、
閉じた曲線上にディスクアダプタを配置し、各ディスク
アダプタについて、閉曲線上隣接する2つのディスクア
ダプタと、さらに隣の2つのディスクアダプタの4つと
線で結び、その線上にディスク装置を配置すればよい。
【0032】図12は、ディスクアダプタ1060.i
に着目した際の詳細な接続状態を示した図である。ディ
スクアダプタ1060.iからのデータ転送路108
0.4i−3がON状態であるスイッチ1073.4i
−3.2i−1.1を介してディスク装置1100.2
i−1のデータ転送路1090.2i−1.1に接続す
る。ディスク装置1100.2i−1の残ったデータ転
送路1090.2i−1.2がON状態であるスイッチ
1073.4i−5.2i−1.2を介して、ディスク
アダプタ1060.i−1のデータ転送路1080.4
i−5に接続する。
【0033】また、ディスクアダプタ1060.iから
のデータ転送路1080.4i−2がON状態であるス
イッチ1073.4i−2.2i.1を介してディスク
装置1100.2iのデータ転送路1090.2i.1
に接続する。ディスク装置1100.2iの残ったデー
タ転送路1090.2i.2がON状態であるスイッチ
1073.4i−8.2i.2を介して、ディスクアダ
プタ1060.i−2のデータ転送路1080.4i−
8に接続する。
【0034】また、ディスクアダプタ1060.iから
のデータ転送路1080.4iがON状態であるスイッ
チ1073.4i.2i+4.2を介してディスク装置
1100.2i+4のデータ転送路1090.2i+
4.2に接続する。ディスク装置1100.2i+4の
残ったデータ転送路1090.2i+4.1がON状態
であるスイッチ1073.4i+6.2i+4.1を介
して、ディスクアダプタ1060.i+2のデータ転送
路1080.4i+6に接続する。
【0035】また、ディスクアダプタ1060.iから
のデータ転送路1080.4i−1がON状態であるス
イッチ1073.4i−1.2i+1.2を介してディ
スク装置1100.2i+1のデータ転送路1090.
2i+1.2に接続する。ディスク装置1100.2i
+の残ったデータ転送路1090.2i+1.1がON
状態であるスイッチ1073.4i+1.2i+1.1
を介して、ディスクアダプタ1060.i+1のデータ
転送路1080.4i+1に接続する。
【0036】ただし、各符号の値には範囲があるので、
次の修正が必要である。i−1≦0なら、i−1をi+
4に修正。i−2≦0なら、i−2をi+3に修正す
る。i+1>5なら、i+1をi−4に修正する。i+
2>5なら、i+2をi−3に修正する。2i+1>1
0なら、2i+1を2i−9に修正する。2i+4>1
0なら、2i+4を2i−6に修正する。4i−8≦0
なら、4i−8を4i+12に修正する。4i−5≦0
なら、4i−5を4i+15に修正する。4i+1>2
0なら、4i+1を4i−19に修正する。4i+6>
20なら、4i+6を4i−14に修正する。
【0037】従って、ON状態にするスイッチは、図1
3に示す20個である。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明によれ
ば、任意の2個の記憶装置アダプタが障害などでデータ
転送ができなくなっても、全くデータ転送ができない記
憶装置は、冗長データを作成する記憶装置の集合の内、
高々1個にでき、可用性が高い記憶装置システムを実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のシステム構成図である。
【図2】記憶装置アダプタと記憶装置の接続状態のグラ
フ化の説明図である。
【図3】全く転送できない記憶装置が発生する場合の図
である。
【図4】全く転送できない記憶装置が発生しない場合の
図である。
【図5】制御用メモリの内訳を示す図である。
【図6】ホストアダプタ詳細図である。
【図7】ディスクアダプタ詳細図である。
【図8】接続回路詳細図である。
【図9】ON状態のスイッチの図である。
【図10】OFF状態のスイッチの図である。
【図11】ディスクアダプタとディスク装置の接続状態
の図である。
【図12】ディスクアダプタとディスク装置の接続状態
の詳細図である。
【図13】ON状態スイッチ一覧を示す図である。
【符号の説明】
1000 処理装置 1010 ディスクアレイ制御装置 1020 ホストアダプタ 1021 プロセッサ 1022 制御用メモリ 1030 キャッシュメモリ 1040 制御用メモリ 1041 通信領域 1042 データ格納アドレス変換表 1043 ディスクアダプタ/ディスク装置変換表 1050 データ転送路 1060.1−1060.5 ディスクアダプタ 1061.1−1061.5 プロセッサ 1062.1−1062.5 制御用メモリ 1063.1−1063.5 分岐回路 1070 接続回路 1071.1.1.1−1071.20.10.2 ス
イッチ 1080.1−1080.20 データ転送路 1090.1.1−1090.10.2 データ転送路 1100.1−1100.10 ディスク装置 2000.1−2000.4 記憶装置アダプタ 2010.1−2010.4 記憶装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の記憶装置を制御装置で制御し、処
    理装置からのデータ及び冗長データを2個以上の記憶装
    置に分配して記憶し、処理装置からのデータ読みだし要
    求に対しては必要なデータを前記記憶装置から読み出
    し、処理装置に転送し、 記憶装置の障害などにより記憶装置上のデータに直接ア
    クセスできない場合であっても、制御装置で冗長データ
    を用いてアクセスできないデータを復元する機能を持つ
    アレイ形式の記憶装置システムにおいて、 前記記憶装置と接続可能であり且つ2個以上のデータ転
    送路を有する記憶装置アダプタを、3個以上有し、 前記記憶装置のすべてが、いずれかの記憶装置アダプタ
    と接続可能なデータ転送路を、2個有し、 前記冗長データを作成する記憶装置と前記冗長データを
    格納する記憶装置の集合に含まれる各々の記憶装置の有
    する2個のデータ転送路が、異なる記憶装置アダプタの
    データ転送路に接続し、 任意の2個の記憶装置アダプタが、障害などにより記憶
    装置とのデータ転送をできない場合でも、全く記憶装置
    アダプタとのデータ転送ができない記憶装置は上記冗長
    データを作成する記憶装置の集合の内、高々1個である
    接続を実現する手段を有することを特徴とする記憶装置
    システム。
  2. 【請求項2】 複数の記憶装置を制御装置で制御し、処
    理装置からのデータ及び冗長データを2個以上の記憶装
    置に分配して記憶し、処理装置からのデータ読みだし要
    求に対しては必要なデータを前記記憶装置から読み出
    し、処理装置に転送し、 記憶装置の障害などにより記憶装置上のデータに直接ア
    クセスできない場合であっても、制御装置で冗長データ
    を用いてアクセスできないデータを復元する機能を持つ
    アレイ形式の記憶装置システムにおいて、 前記記憶装置と接続可能であり且つ2個以上のデータ転
    送路を有する記憶装置アダプタを、3個以上有し、 前記記憶装置のすべてが、いずれかの記憶装置アダプタ
    と接続可能なデータ転送路を、2個有し、 閉じた曲線上に記憶装置アダプタを配置し、閉曲線上の
    各記憶装置アダプタについて、それと隣接する2つの記
    憶装置アダプタと、それと隣接しない他の記憶装置アダ
    プタとを、線で結び、その線上に記憶装置を配置するこ
    とを特徴とする記憶装置システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7814270B2 (en) 2004-03-12 2010-10-12 Hitachi, Ltd. Storage systems and methods of controlling cache memory of storage systems

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