TW210386B

TW210386B -

Info

Publication number: TW210386B
Application number: TW081100377A
Authority: TW
Original assignee: Ibm
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1993-08-01
Also published as: CA2063897C; BR9202160A; DE69219208T2; EP0518603A2; EP0518603A3; US5258984A; DE69219208D1; JPH0724039B2; JPH05100960A; EP0518603B1; CA2063897A1; HK1000076A1; KR940011039B1

Description

Α6 Β6 2t〇丨ββ 五、發明説明（）本發明有闞直接存取辟存琴羃（DASD)的子系统，尤指董理備用DASD陣列容最的方法及装置·使容錯，降格，及重 ϋΜ^Κϋ&ΑΙΙΙ。在先前技藝中習慣於在Ν資料+Ρ配類DASD的同步陣列中來回讀取及寫入資料+ K類（界定於資料中）。DASD陣列配置增加N*單一 DASD軌長度的通輯軌大小可増加N*的單一 DASD資料速率。可參考Patterson在美國桕克萊加州大學計算機科學部1987，12月的UCB/CSD 87/391報告” A Case For Redundant Arrays Of Inexpensive Disks(RAID)"0 公知之將資料串寫入DASD陣列包括將資料截成N塊（稱為剪截），決定塊之配類並將N資料+P配類塊髄存於與錯誤無闞的相對DASD的同步位址。同樣*自陣列讀取資料串須自相對DASD同步位址複製H + P定址塊至媛衢器内加K序連，核對配類•並將序連塊（串）自嫒衢器依序傳送至CPU 〇將DASD集合成陣列並無法改善DASD的平均無故陣時間，反而會使其減少，但姐合使用冗餘資訊（配類）·動態置換故陣之格式化備用DASD，並將遺失資料重建於代換之備用上，可實質大幅增加無用資料的平均時間。可參考普林斯頓大學 1986，11 月報告 CS-TR-057-86”Providing Fault

Tolerance Secondary Storage Syste·”及 Dunphy 的美國専利 4,914,656”Disk Drive Menory”，1990，3 月。 “配類群”一飼可使用在資料及儲存方面。在資料使用方面，“配類群”可彰顯一預定數的理輯结合資料塊+界甲 4(210X 297公沒） ...................................^ ...............裴..............................打................................綠 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) _ 3 - S10S86 A6 B6 五、發明説明（）定或導自資料塊的等效冗餘資訊或®類•在儲存使用方面 • “配類群”可彰顯《輯结合之實際齡存位置的預定數，該雔存位置的資料内含決定冗餘資料之值。美國申請專利 07/562,188 ”Method and Means for Managing DASD Array Accesses When Operating In Degraded Mode”利用配類群作為資料的理輯结合應用於上述Patterson RAID 5型陣列中。在Mattson的申請専利中 *配類群的資料及雔存界限無須為相同範匾。唯一的限制在同一資料配類群中不得有兩分段塊寫入間一 DASD中。相對的在 Dunphy 的專利 4,914,656 "Disk Drive Menory”中，資料的配類界定與Mattson相同。但在 Dunphy中的雔存界限與資料配類群相同。由於備用DASD可代替故陣之DASD並重建逍失之資料及再寫入代替之備用，故即使有故陣存在仍可加Μ保持。 Clark 美國專利 4,761,785”Parity Spreading Enhanced Storage Access”1988/8/2掲示一種非同步 DASD雠存子系统•其中配類群係界定於一雔存範画，其資料界限不須與雔存界限為相同範臞。各資料串係寫入“髄存”配類群的連緬位置。若資料串大小超出群容量•則將剰餘之資料串寫入另一“髄存”配類群中。若資料串比群小，則其餘空間可由其他資料串佔用。佔用成群之DASD理輯结合範躧（位址位置範困）的所有資訊皆採用配類。 Clark的専利亦說明對應雔存配類群的配類塊位置可分布於整俚子系统中的DASD·但限制不得將所有的塊寫在單 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) 裝· •訂· •線· 甲 4(210X 297公发） -4 - 810186 A6 B6 五、發明说明（） .{請先《讀背面之注意本項再填寫本页) 一 DASD 上。此與 Ouchi 美國専利 4,092,732”Systen for Recovering Data Stored In A Failed Me丨ory Unit” 及 Dunphy專利將配類寫至專羼DASD的情形相反。

Bond共同申請之專利 07/542,216"Method and Apparatus for Recovering Parity Protected Data"說明非同步DASD之間的虚備用，其配類群係界定於轚個儲存 •而資料及儲存界定並不一定要同一範圍。在Bond的申請専利中* CPU可讀寫於一理輯備用的 DASD。邏輯位址係以非特定方式分布於一或多届真實的 DASD中。尤其是與Clark —樣的配類塊分布位置，在 DASD故陣後重建存取資料時，可當作備用位置般加以覆寫。通常，逭表示配類群的配類塊蓋住道失的資料》Bond專利將此觀念延伸至使用其他備用或DASD間的非主要位置。上述Bond經由窻人竃逋董料領供•拥用分H ^式，在恢復完成後•条统工作即無需配類。此對廣泛使用的容錯m為uula 或者，當DASD故陣時，在不同DASD保留備用塊再產生並寫至其餘DASD的備用塊上。但Bond之專利申誚並不知： a * 铺存配類群昀厘或多儸資料塊寫-A農固... W J A S D e DASD故陣，則DASD陣列子系铳將失掉資料，此為不可 —.................... . ... » ....._>·,.，.： - ......* . . .... » 換受的情況-。 b .先前位於不同DASD而現常駐於同一 DASD的同群資料提 _ ....i».__ . .... - —* . · - . ............ 無法平行讀g 〇 c .由於計算任饵填失資14或配類瑪荩》Α簠建資科率Κ 甲 4 (210X297 公沒） Α6 Β6 21〇»θβ 五、發明說明（）須在其餘資料塊之間進行ϋ，而挪用DASD罾0L 引起的競爭程序之間的資源共用會使貢输量降低。 /本發明目的在提供一種方法及装置，有助於重建遺宏i ·ι·ιι_, _* 料及配類塊並將其複傷思底·里。相闞之目的在JS供一種方法及装置，其中ρ成配類群之 ·旦里星少一理嵐立Hf.，ι 其』㈣陣υ & &置中,色jLULt«料.m凰凰。 .! 另一目的在該姐合設計可減也重建遺失資科及配類塊及 / —----- 一1 二· -1 ............................... 至備用塊位置的存取次數。 Q !—目獻龜製 JL 先JUS JUE^JLJ^m 另外，該方法及装置可擴充成館存子系铳Μ定址不受二或多個故陣影響的DASD陣列。而且該方法及裝置須能擴耷，使姐合設計可將多僩故陣依不同之備用比率分布於不受故陣影響的陣列。上述目的可在具有多數DASD的皤存子糸統中•每一 DASD糖存Κ塊* Μ重建常駐故陣DASD的配類群部分的方法及装置達成》方法及装置包括组態一 Ν + Ρ'?. DA5D陴列。然後將Κ配類擊丨丨的. ·—.».，·.· ·--..- - ·*""*·· ··*··'， .群分布於轚個N + P + S DASD子集的同步陣列位址*使同一配類群不會有兩塊常駐於相同的DASD上。且備用儲存的K*S 塊係分布於陣列中*使每一 DASD含IUS/(K + P + S)備用塊。另外*在同一同步陣列位址或同一 DASD上所儲存者不超過 S備用儲存塊•亦不超過P配類塊。 -- ~ R ~ 甲 4(210X297 公沒） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •St. .打· •綠. A6 B6 210186 五、發明説明（）在單一 DASD故陣的情況*毎一受影響的配類群（K-(1US (N + P + S)))，其所羼之H + P + Sy塊與其他DASD的其他 N + P + S-2塊邏輯姐合（互斥或各單一塊寫人其餘之 (N + P + S-1)/(N + P + S)備用塊的對應塊之中，使同一配類群不會有兩塊在同一 DASD上。在第一實施例中（P = l，S = l)，方法及裝置包培姐態H + ?. DASD的鸬烈，接著將Κ-Ρ(Ν + 2)配類群分布於陣列N + 1 DASD整偭子集的同步陣位址Ψ，使同一配類群不會有兩塊常駐於同一 DASD上。同時，將備用儲存K塊分布於陣列中 *使各DASD含K/(N + 2)備用塊。在一般的情形，不會有一個以上的備用塊或一個Μ上的配類_塊髄存於同一同步陣列位址或同一 DASD上。在單一 DASD故陣的情形，毎一 Κ-Κ/(Ν + 2)配類群•其中 Ν塊偽理輯姐合其他DASD的Ν而成為單一塊》每一塊寫入尚存之Kc(H + l)/(N + 2)備用«的對應塊，使其不會有相同配類群分布於同一 DASD上。在另一實施例中（P = 1,S = 2), 24塊的備用櫧存及（K-2* K/(H+ 3))配類塊的分布不會有兩俚備用儲存塊•也不會有一倨以上的配類塊，儲存於同一同步陣列位址或在同一 DASD上。如此可在第一 DASD故陣後將遺失資料重建並寫至第一串的備用塊，並在很少發生的第二DASD故陣的情況重複進行程序。本發明之方法及装置可擴充至不受多俚故陣影響的 DASD陣列。其中多俚DASD故陣發生於相同的陣列中•首先甲 4(210X297 公发） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本冒)

210386 A6 B6 五、發明说明（）將遺失資料重建於第一陣列的備用空間’然後再將其餘遗失資料重建於於第二陣列的備用空間上。儲存子系统擴充與具有分布備用容量的一陣列及無備用的陣列有闞，此種容量方便共用。而且，代表一或多俚備用DASD容ft的塊亦可分布於多僩陣列之中·使同步位址或 DASD不會有一個ίΜ上的此種備用塊的增量。接著* K類群可依轉動或塊偏置的方式寫入各陣列中。此種方式可達成均匀的共用。其他配類群及備用的分布可在儲存子系统DASD陣列擴充的同時保持備用比率的目禰。第1圓係與利用專羼配類及備用DASD的儲存界限有相同範圍的配類群及根據先前技藝重建遺失資料或配類於備用 DASD 上。第2圖係說明分布Κ配類群{(4 + Ρ)<(Ν + 2)}及Κ備用空間於Κ塊或空間/ DASD容量的N + 2 DASD陣列，Μ根據本發明恢復單一 DASD故陣，沒有兩俚同一群的元素或空間置於相同的DASD上。第3圈係分布Κ配類群{(3 + Ρ)<(Ν + 2))及2Κ備用空間於 Κ塊/ DASD容置@ H + 2 DASD陣列•使其根據本發明恢復兩個DASD故陣，沒有同一群或備用空間的兩元素置於相同的 DASD 上。第4園係兩DASD陣及分布之備用。第5及6圖係兩陣列中第一届中的一或多俚DASD的故陣及重建逍失資料於兩陣列之分布備用空間。 (請先聞讀背面之注意本項再填寫本貫) .装. •打· .缘· - - 8 _ 甲 4(210X297 公发） 210886 A6 B6 五、發明說明（）第7圈說明部分分布之備用。第8圖係說明利用陣列控制單位將N + 2 DASD的同步陣列聪结於CPU 。第8 _中，CPU1存取DASD1至H + 2的路徑包括通道3 ，陣列控制器5及快速記憶（cache)13 。控制器5搡作確保同步及在N + 2DASD的時間在任何N + 1之間存取•即經由控制路徑7存取DASD1至DASD N + 2。界定連鑛位元姐的預定數董資料流N + 1可由資料路徑 15並聪交換至快速記憶13。此N + 1資料可全部響應單一存取（同步揲作）。而且，本發明可在各H + 1流響應不同存取 (非同步掸作）中搡作。同樣，資料可在CPU 1及控制器5之間經由路徑3 Μ位元姐為單位串W交換*即在控制器5中 •在讀取方向由並》至串》的轉換及在寫入方向進行由串聪至並脚的轉換。在讀取方向中•資料由快速存取13經由資料路徑9及 11供應至控制器5 。在寫入方向，資料則由控制器5烴由路徑9及11移至快速存取13。 DASD陣列使用配類W保護單一 DASD之故陣。倘一 DASD故陣時*則用於該DASD之資料可藉使用存在DASD之資料與Κ 類按所需而予重建。此係列於五DASD之DASD陣列中之表1 。於此圃示中* Pi為保護檷示為Di之四資料塊之Κ類塊。此一 DASD乃稱之為4 + P陣列，蓋因每四資料塊僅具一配類塊之故。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· .打. .線· 甲 4(210X297 公簷） 9 21*0386 五、發明説明（） A6 B6 表 1 DASD1 D1D2D3D4P5 DASD2 D1D2D3P4D5 DASD3 D1D2P3D4D5 DASD4 D1P2D3D4D5 DASD5 P1D2D3D4D5 自各DASD僅示一軌跡（由五塊姐成）。卩1包含檷示為 D1塊之配類或互斥“或”於所有之資料DASD。同樣，P2為請載應負。作推工類衡此平餘以 » 間 SD之 DA動之驅有之所有於所 s 於或配 « 分斥係互塊之類瑰配 D2即為者示意檷注 {請先聞讀背面之注意事項再填鸾本页) .装· .打. 此一 DASD具有堅實性Μ對單一 DASD之故陣。設DASdJ^C陣時*其上之資料可藉自其餘四DASD讀出資料與配類而再生 Μ實施逋切之互斥“或”蓮作。當一 DASD於陣列中故陣時，陣列即為進入"降格横式” •線. *因陣列之性能與可靠性已降格。性能已降格；由於存取至故陣DASD塊之各DASD現需DASD存取至其它DASD於陣列中 W簠建不再存取之塊。可靠性Β降格；由於倘第二DASD係在故陣DASD之替換及在其上之資料之重建前故陣時•則陣列將失去資料。於本發明之專利說明書中· “可靠性”一詞係指示資料免於自其處理而損失之程度。免於自資料損失愈高、或資枓損失之平均時間愈高（HTTDL- ^ean tUe to data 甲 4(210X297公沒） 210386 A6 B6 五、發明說明（） loss) ·則陣列之可靠性亦愈高。為降低失去資料之可能性及陣列與降格性能«作之時間長度至最低限度起見，陣列有時乃使用為陣列整fi部分之 “热備用” DASD。在正常邐作期間（諸）備用之DASD並未使用。而於一 DASD之故陣時，則於故陣DASD之資料乃重建至備用之DASD。一俟於故陣DASD之資料經巳重建至備用 DASD時·陣列即稱之為脫離降格棋式埋作而重進入正常運作（有時稱之為“故陣容錯棋式” 值铳乏釉餘現參考圖1，示一陣列其中配類群係與雔存限度為同一範圃》依據先前技ϋ ·陣列使用專用配類與備用DASDM協肋霣建失去資料或配類至備用DASD。匾1中之陣列包含N + 2DASD(於N = 4之情況）。DASD之一為備用DASD亦即於正常邇作中為未使用者，而餘下之五 DASD乃作為4 + P陣列蓮作。此即稱之為“専羼備用”。各餘下之H + 1(5)DASD烴劃分為約數ftK之塊或塊位置。此即稱之為w配類群” *係包含N資料與一配類塊*亦即每一 N + 1DASD -塊。而後陣列可《存K對等姐*各具H + 1塊或塊位置。於本發明以及於諸如Dunphy等人之早前技《中，所有理輯相W之H + 1塊之資料與配類均為一對一映射至可定定址雔存之H + 1塊。因而*資料與雔存取向之配類群間之區別即行消失》甲 4 (210X297 父发) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· •打· .線. 210386 A6 B6 五、發明说明（）倘於任何塊位置之資料失去時•資料則可自該配類群之餘下之N塊位置加Μ重建。當一 DASD故陣時，自K之不同配類群之Κ塊位置即行失去。各失去塊位置可«使用尚存 DASD之對應之塊位置加Κ重建。重建之資料寫入備用 DASD 〇現再次參考麵1 ，故陣之DASD係Μ劃掉表示。資料内容之重建係作為其它DASD Ν埋算内容之互斥“或”而說明。於圖1陣列中* 一 DASD故陣乃需陣列自各四D AS D讀出6塊位置*及寫入6塊至現已取代故障DASD之腐用DASD。亦即 *乃需缌數為30之DASD I/O (input/output嗆入/搶出） Μ完成此重建。 _ 〇備用ϋ盥里3利地位一。不能利用備用出。羞三^王弓丄麗二於當需其作為替^Jt^PASDIt之可運作性之疑慮。第二項缺點倘陣列控制器K遇期性讀出與寫入資料至備用D AS D之各軌跡時可加K克$，俾便証實其正確之理作。現參考圖2 •如前未分配之備用與分布之配類於包含 N + 2DASD(N = 4)之陣列中。某些數量之位置（檷示S1至S6) 經留下未使用於各DASD中* Μ使所有DASD之總備用空間相等於單一 DASD之容量。因此•此方法乃如使用專用備用 DASD之現行方法然•而遺留同樣數量之備用空間·但此備用空間係分布於所有之DASD而非集中於單一之DASD中。各配類群經展延Κ包含Ν資料塊。一配類塊、及一備用塊。資料與配類塊亦稱之為“資訊塊” Μ別於備用塊。甲 4(210X297 公沒） ................................... ...............装..............................訂........> ..................線 (請先《讀背面之注意事項再填鸾本頁) 12 210386 a6 B6 五、發明説明（）自圓2顯然可見，並無自一配類群之兩塊係於同一 DASD中。因此*倘一 DASD故陣時*充其量一資訊塊係自任一配類群失去，而此失去之塊可自其它DASD上配類群之備用之資訊塊重建。自K類群失去之塊經重建至另一 DASD之該配類群之備用塊。例如•倘騙2中之DASD3故陣時，塊dl必將重建至 DASD6、塊 d2 至 DASD5、塊 P3 至 DASD4、塊 d5 至 DASD2·而塊 d6則至DASD1。誚注意即所有之資訊塊<14與p4仍維存於 DASD3之故陣，以故無需加K霣建。雄共，四塊必霈自各 5DASD讀出W及一瑰則必需窗人各5DASDJW缌共25DASD I /0完成恢復處理。此較傅统備用方式重建所獬之30DASD I /0為佳。结果並無配類群之兩資訊在重建後而出現於同一 DASD· 故使其可容忍S — DASD故陣。 N + 2 DASD使用於正常棋式（當無DASD故陣後）一如相對於 N + 1 DASD之用於當前之方法然。Η典型值係於4與10之間〇ΚΗ = 4時·備用分布計劃係使用6DASD於並聯以取代 5DASD且可改菩正常棋式20%的性能。而Μ Ν = 10時，備用分布則可能改菩正常棋式9 %的性能。當DASD故陣時*陣列即認為理作於降格棋式。備用分布較傳統備用性能為佳之理由有二。首先，涉及較多之平行性（使用N + 1D AS DM取代現行方法中之Ν)。其次’於備用分布中，當一 DASD故陣時僅K-(K/(N + 2)癱受損（相對於現行方法中之K)。於較早之實施中，當一 DASD故陣時，有5 甲 4(210X2971'潘) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) •装· .打. .綠. 13 210386 A6 B6 五、發明說明（）塊受損，而於傳统備用方式中，當一DASD故陣時則損及6 塊。由於存取失去之塊需額外之存取*故失去之塊愈少則總性能愈佳。最後，在重建失去資料期間•備用分布具有較佳之性能。於傳统之備用中，失去之資料恢復至單一 DASD可能為一項瓶頸。而以備用分布時·資料則K並明恢復至多DASD故並無單一 DASD的瓶頚。此外，於此方法中因失去較少之資料，故需較少之資料恢復。此即解釋，於此實例中何以備用分布僅需25 I/O而非如傅统備用所需之30 I/O。備用分布需（N + l)*(K-(K/(N + 2) )) Ι/0Μ對傳统備用之 (N + 1)*K I/O。所需Μ重建I/O之數量業烴由分數式 (H + l) / (Ν + 2)所縮減。一如以傅統之備用然，失去資料與配類塊之重建宜自所有DASD之磁柱零開始掃描至最後之磁柱。於掃描之始•自第一配類群失去之塊將予重建至DASDN + 2; 故DASDN + 2將寫入而其它DASDflJJ將讀出。而後*對第二®類群而言，則 DASDN + 1將寫人而其它之DASD則將讀出，於此類推至最後之配類群。因此，於醒2中* DASD1 、2 、4與5謓出塊 1，而DASD6則寫入塊1 〇而後，DASD1 、2 、4與6讀出塊2 ，而DASD 5則寫入塊2 ，餘此類推。倘備用分布空間係置於各DASD之最後數個磁柱時•臂挪用將在重建期間發生於至讀出與寫入（埋作）之間。此係根據一事實即讀出運作需掃描臂自第一磁柱往下掃描，而寫入運作則需播描《於最後之磁柱。 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· •打· •線· 甲 4(210X 297公发） -11» 210386 A6 B6 五、發明説明（）較佳者*備用空間應分布於不同DASD上之若干不同實H 位置Μ便在重建期間降低霣*用至最少。然而，實《位址之位移涉及輿其它存取性能因素之交替運作。例如，捎所有之備用空間均於兩極端時，則於各驅動之正常遵作中將有較少之臂埋動。現參考画3 ，係示一陣列其中達兩DASD之備用容量Κ均匀画型分布跨於N + 3 DASD。亦即*於N + 3 DASD之陣列中各具Κ塊/DASD之容量，而後2*Κ塊於此跨越分布Μ使並無兩備用塊位於同&條道或於同一 DASD。同時*圔3列示 K*P對配類群以使並無超過一單一對配類群位於同一條道或於同一 DASD。現再次參.考圈3 ，顧然已形成固定大小之H + 2 DASD-此處N = 4需容許單一DASD故陣之4 + P大小之配類群-必需重制格式以及M3+ P塊之基礎制定條道。此即提供而後可均勻分配之2*K備用容量。此極可考處於本發明之範園内Κ擴展此CE念至較高數董之故陣容錯。現參考圔4- 8*示分配刺餘於二或較多DASD之獨立陣列。凡在儲存副系统係Μ增量性擴展處，多陣列配置即屬簠要。亦即懕予瞭解者即此羼本發明之範困Μ内Κ分布與使用備用容量於與故陣無閫之可定址DASD陣列之間Μ便降低性能與成本二者衝擊至最小。現參考圔4 ，列示兩4 + Ρ陣列各具一 DASD備用容ft由僩別陣列所均匀分配或均勻分配於俚別陣列以内。倘陣列中甲 4(210X297公沒) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •装· •打· •線· 210386 A6 B6 五、發明說明（） DASD故陣時，則DASD即行重建至分配於該同一陣列之備用空間。亦即，分布於各陣列中之備用空間係羼共有者。參考Dunphy等人所著，其中專用備用DASD係共同保留於配類 _________一一........... 群之間。然而，DunphydT箱_铒用並Μ 換以取代故陣.之DAS?」於丰發.明中並無JSL要此種轉換之處 ...... 一_ _丨啪―’》1 v* 〇現再次參考·4 ，倘自陣列1之DASD 1故障而繼之以陣列2之DASD 3時》則DASD»璽建至陣列1中之備用空間而 DASD3則將重建至陣列2之備用空間°然而*倘陣列1之 DASD 1首先故陣時，則此將等致其重建至陣列1中之備用空間。其次，亦陣列1之DASD 4故陣時*則並無備用空間存在於陣列1。於本發明中，第一故陣之DASD內容應予重建至陣列2之懺用空間。現參考匾5 ，此係列示DASD 1之故陣。DASD原自各四配類群（dl- d4)儲存-資料塊•自第五配類群雔存-配類塊 (P5)、及雔存-備用或未指配之塊（S6)。備用（SI- S6)經指配如此，即並無同步位址（跨於陣列中各DASD之同一位址位置）具有超《—備用塊。此相同之情況遘用於各 DASD。於本發明之此方面，DASD經重建Μ使塊dl- d4及 p5係由按理輯姐合（正於互斥“或”中）配類群之對應N其它塊至單一塊及寫入此單一塊至具有如其它塊相同之同步位址之備用S(i)。结果，塊d2乃«I互斥M或”於DASD2 、 3 、與6之相同位址中之d2塊K及DASD4上之配類p2而構成。而後经簠建之d2乃寫入DASD 5上之備用位置。除最後甲 4(210X297公沒） (請先《讀背面之注意事項再琪寫本頁) 装_ .打. .線 16 A6 B6 五、發明説明（） 210386 塊S6外此項處理對所有之塊均行重覆。蓋因S6為一備用塊 *無需邏輯姐合與寫入動作。現#考圔6 •示發生於同一陣列（陣列1)中之第二 DASD故陣（DASD4)作為第一故陣。兩陣列中之備用經如此分布，即各DASD具有K/(N+2)備用塊，而僅一備用塊可出現於同一同步位址與DASD中。此乃諝陣列1之DASD4可 «Μ理輯姐合群中餘下之NDASD至單一塊及寫入此塊至陣列2中相應備用货而重建。儲存子条铳可藉一次加入一陣列而掮展，其中各陣列乃與其本身分布之備用空間一起。此種擴展姐態之限制乃其不可能由多陣列共用單一備用。因此•製作備用之成本可能較糸统所能提供或遘於糸统者為高。現再次參考晒6 ,在第二故陣後引起另一限制乃為陣列 1之諸塊現係分散於10DASD (陣列1高存之4 DASD與陣列 2之6 DASD )而非原6 DASD。故此姐之10DASD中之2 DASD之同時故陣將導致資料之損失。易言之，當資料失去且重建至其它陣列時，糸统之資料遣失平均時間（MTTDL-^ean tine to data los$) 销有惡化。此MTTDL 係由第一故陣發生之不久後發生第二DASD故陣及在其重建前的檐率而計算。現參考圔7 •陣列1係依據本發明之《念含備用分布之 4 + P 。然而，陣列2亦為4 + P但無備用。倘陣列1中之一 DASD故陣時，其將失去五塊（塊之一為備用塊），而陣列中其它五DASD上之五備用塊將用Μ霣建 ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 3 装· •打· •綠. 甲 4 (210X297 公沒) 11 A6 B6 210386 五、發明説明（）失去之五塊。而偁陣列2中之一 DASD故陣時，則將失去6 瑰•而陣列中之6 DASD上之6備用塊將用以簠建失去之6 塊。於此方式下•陣列1中之供用分布癱將用以重建發生於任一陣列中單一故陣之嫌。此一方式筇許吾Λ分思JL: 於^蔑連主見祖I眉一各嗅j愚有二卫屋炎優黏外二„生二 '存f j〜一優點二. 即吾人可按系统之成長藉_允許iE Μ備用加ϋ JL·即以無 .一____ . _______广. ........... ... -----------..... ......... — 僑用之陣列選擇而調轚僑用空間之需求。本發明在此一方面遣进一項限制•即當DASD故陣且替換至其它陣列時*系统之MTTDL即行降落，直至中斷之 DASD經替換•且分敗之資料複製恢復時為止。現參考表2 ，單一備用DASD之各備用镰係分用於諸陣列中。在此方面，備用係分用於兩2+ P陣列。於下列之具體實腌例中。分布步驟與装置係相闞於諸配類群與跨於兩陣列備用空間之單一 DASD功能而佈列。表 2 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) •裝. .打. 1 2 3 4 5 6 7 < — D1 D1 P1 dl dl pi SI D2 P2 D2 d2 p2 S2 d2 P3 D3 D3 p3 S3 d3 d3 D4 D4 P4 S4 d4 d4 p4 D5 P5 S5 D5 d5 p5 d5 P6 S6 D6 D6 p6 d6 d6 S7 D7 D7 P7 d7 d7 p7 .綠. 甲 4(210X297 公沒） -18 _ 210386 A6 B6 五、發明说明（）陣列1之資料與S類塊係由大寫Ds與Ps所指示；而陣列 2之資料與配類塊則由小寫ds與ps所指示。誚注意即自陣列1之所有之資料與配類係於DASD1 ♦ 2 · 3與4而自陣列2之所有之資料與配類則係於DASD4 · 5 · 6與7 。因此，任一陣列之MTTDL均與含分布備用之任一2 + P陣列相同0分布步》之通作如下：現參考表2與3 » S1置於DASD7之塊1 ，S2則置於DASD6之塊2 ，餘此類推。亦即備用K均勻方式旋轉跨於 7 DASD。其次，陣列1之諸塊係如下表雔存於DASD1 ‘ 2 及3 : 表 3 1 2 3 < — DASD D1 D1 P1 D2 P2 D2 P3 D3 D3 D4 D4 P4 D5 P5 D5 P6 D6 D6 D7 D7 P7等… (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) .St· •打·

J •線. __- 1Q - 甲 4(210X 297乂沒） 210386 五、發明說明（） A6 B6 然而·偁諸塊之一必需如由以上備用旋轉決定為一備用時，則給予儍先備用且移位任何資料與任何S類塊至右以容纳此備用。因此如表4所示’陣列1位置之前四横排不受備用之影響，但其它三横排則受備用位置之影響。此结果導致陣列1之位置成為：表 4 1 2 3 4 < — DASD D1 D1 Ρ1 D2 Ρ2 D2 Ρ3 D3 D3 D4 D4 Ρ4 D5 Ρ5 S5 D5 Ρ6 S6 D6 D6 S7 D7 D7 Ρ7 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) .装· •打. .線· 同樣，除了當需要移位至右以滿足備用或陣列1之位置外，陣列2之資料與配類塊均置於DASD4 · 5及6 。结果乃使各DASD含有4資料塊、2 S類塊與一備用·故備用與配類皆均勻分佈於陣列中所有之DASD。於上列具《實施例中·雔存子系统乃薄一次加入兩2 + P 陣列而攘展。與此相Μ者，各兩陣列單位具有一備用 DASD值得諸備用塊於其間分用。 _- 20 - 甲 4(210X297 公沒） 210386 A6 B6 五、發明説明（）於此具體實施例中，假定雔存子糸統楽經擴展至 14DASD(兩7 DASD之陣列姐）。各7 DASD之陣列姐具有相等於分在供用塊之兩2 + P陣列與1 DASD。假設1中之陣列為陣列1與陣列2 ;假設2中之陣列為陣列3與陣列4 。現認為陣列1中之一DASD故陣時：則其將重建至姐1中之備用空間。偎定陣列2中之一 DASD故陣。縱令陣列2為姐1之一部分•吾人仍允許其重建至姐2中之備用空間》蓋因並無備用空間保留於姐1。此種自第一姐中之DASD分散資料至其它姐中之DASD *導致降低於雔存子糸統之MTTDL直至故陣 DASD烴已替換以及資料業烴複製恢復時為止。轅多重陣列儲存子糸统之擴展相似於前分布之諸群與備用塊。例如*假設兩2 + P陣列分用單一傅用時*此子系统將初步配置Μ支持單一之2 + P + S陣列。系统將由另一 2 + P陣列擴展，结果系统含有兩2 + Ρ陣列與一備用分布於其間。當僅具一單一 2 + Ρ系统時，資料與備用之姐態係示於表 5 〇 (請先《讀背面之注意事項再蜞寫本页) •装· •打· •綠· 中 4(210X297 公沒） 21 A6 B6 210386 五、發明說明（）表 5 1 2 3 4 < -DASD D1 D1 Ρ1 S1 D2 Ρ2 D2 S2 Ρ3 D3 D3 S3 D4 D4 Ρ4 S4 D5 Ρ5 S5 D5 Ρ6 S6 D6 D6 S7 D7 D7 Ρ7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) ·«.· 由於次一 2 + P加至同一群•故表6列示一種分用於群中兩2 + P陣列間之備用而無任何資料移動之分配：表 6 1 2 3 4 5 6 7 D1 D1 Ρ1 dl dl pl SI D2 Ρ2 D2 d2 p2 S2 d2 Ρ3 D3 D3 P3 S3 d3 d3 D4 D4 Ρ4 S4 d4 d4 p4 D5 Ρ5 S5 D5 d5 p5 d5 Ρ6 S6 D6 D6 p6 d6 d6 S7 D7 D7 P7 d7 d7 p7 .打. •綠· 有利者即此分布乃允許單一備用DASD之Κ塊容量分用於甲4(210Χ 297公潑） 11 21038t^ A6 B6 五、發明説明（）多重陣列之間，無需根據多重陣列而擴展。此係避免超過最终備用比率目檷。本發明經已說明*其中K類塊與備用DASD容量二者的分布。其範圃之一乃為保存配類塊於專用DASD及僅分配備用容最。可Μ使用上述配類群與備用分布之姐合。可能混合多群陣列的式樣。亦即，儲存子系统能以薄加入陣列與備用、不含備用之陣列、或含共用備用之多重陣列於其間在不同時間加Κ擴展。使用之特定式樣乃為系统之規棋、備用替換政策、以及認為可以接受之僑用比例之函數。本發明之此類與其它之範函可在不有缠說明於所附申請專利範園之精神與範圃而實施》 {請先閏讀背面之注意事項再填寫本页) .装· .打. -3 •線. Ζ1 甲4(210Χ 297公沒）

Claims

-A7n fa, !τ )7 蛭濟部中央搮準局印裝六、申請專利範固 1. —種在具有多數直接存取髂存装置（DASD)的儲存子糸铳中重建常駐於該DASD中之故障者之配類群部分的方法* 各配類群包括H資料，p配類及s備用塊，各DASD儲存有K塊•包含步驟： ⑻ 姐態一N + P + S DASD的陣列；分布K配類群於陣列H + P. DASD子集的同步陣列位址中，使同一配類群中沒有兩塊常駐於相同的D AS D上，各DASD儲存（K-1US/(H + P + S))配類群的資料或配類塊*及分布K：SS塊於陣列間作為備用儲存，使各 DASD 含 K*S/(N + P + S)備用塊；及 (〇在單一 DASD故障的情況，針對KV-IUS/(H + P + S)配類群中駐在故陣DASD上的毎塊，.將屬於同一群之分佈於其他N + P + S-2 DASDS上的H + D + S-2塊埋輯姐合成單一塊，然後將該單一塊寫入其餘 K*S*(N + P + S-1)/(N + P + S)備用塊的對應之一 *使其不會有同一配類群的兩塊分佈於相同的DASD上。 2. 一種在具有多數DASD的儲存子系统中重建常駐於該故障之DASD中之配類群部分的方法，各配類群包括N資料及 1配類塊，各DASD儲存有K塊，包含步琛： ⑻ 姐態一 H + 2 DASD的陣列； <b) 分布K配類群於陣列H + 1 DASD子集的同步陣列位址中，使同一配類群中沒有兩塊f駐於相同的DASD上，各DASD儲存K-K/U + 2)配類群的資料或配類塊’ 及分布K塊於陣列間作為備用儲存，使各DASD含 ...................................ί {請先聞讀背面之注意事項再«.寫本頁) .裝. ，打. •綠. 肀 4(210X297 公廣） 21038^ Α7 Β7 C7 D7 經濟部中央揉準扃印裝六、申請專利範園 K/ (N + 2)備用塊；及 (c) 在單一 DASD故障的情況*針對K-K/(H + 2)配類群中駐在故陣DASD上的每一塊，將靨於同一群之分佈於其他N D AS DS上的N塊理輯姐合成單一塊，然後將該單一塊寫入其餘Κ*(Ν + 1)/(Ν + 2)備用塊的對應之一，使其不會有同一配類群的兩塊分布於相同的 DASD 上。 3. 根據申請專利範園第2項之方法，其中各配類群係寫入 N + 1儲存位置*在單一 DASD故陣及重建該配類群時，僅 K-U/U + 2))齡存位置無法使用。 4. 根據申請專利範面第2項之方法，其中除故障之DASD外皆可定址及響應存取命令而工4於容錯或降格模式中。 5. 根據申請專利範圍第2項之方法，其中分布至Κ配類群及Κ備用儲存塊的步驟另包含步驟：分布該配類群及備用塊於Η+ 2 DASD，使不會有一個Κ 上的備用儲存塊或一個以上的配類塊儲存於同一同步陣列位址上或在同一 DASD上。 6. 根據申請專利範圍第2項之方法，其中步驟(b>及（α另包含步驟：分布2*Κ塊備用儲存及Κ*Ρ配類塊，使其不會有兩個以上的備用儲存瑰或多於Ρ:-配類塊儲存於同一同步陣列位址或同一 DASD上。 7. 根據申請專利範圍第2項之方法·其中各群配類塊寫至 (請先《讀背面之注意事項再填穽本页) .装. •打. .線. f 4(210X297 公尨) 210381^ A7 B7 C7 D7 經濟部中央揉準局印裝六'申請專利範園 H + 2 DASD中的專屬之一上。 δ· 根捶申請專利範國第2項之方法，其中各配類群係同時存取於H + 2 DASD的Η + 1選擇子集中。 9· 根據申請専利範圍第2項之方法，其中各配類群係非同時的存取於N + 2 DASD的Ν + 1選擇子集中。 10. 根據申講專利範圃第2項之方法，其中D AS D包括m軌的周期軌儲存裝置及装置可在軌間移動及沿一或多軌選擇讀或寫資料料或配類塊；及其中步驟（〇包括步驟： ⑴ 將移動裝置定位於其餘每一 N + 1 DASD的周期軌儲存裝置上的預定位置並自該預定位置開始横向全部m 軌； 1 ⑵ 開始横向時，理輯姐合及_^遺失塊自第一配類群寫至第（H + 2) DASD備用塊，其他DASD的其餘N同時進行讀取操作； ⑶ 繼續理輯姐合及將遺失塊自第二配類群寫至第 (N + 1)涸DASD的備用塊，DASD其餘N同時進行謓取操作；及 ⑷ 重複步驟⑶直至儲存於故障DASD的每一塊K-K/ (H + 2)配類群再生並重新寫入其餘每一 DASD的對應備用塊為止。 11. 一種用K存取N資料塊及1配類塊的配類群之儲存子糸统，包含：：- ...' -V 由N + 2 DASD構成的陣列，各DASD儲存有K塊；第一裝置用K分布各K配類群的N + 1塊至選擇自陣列 ...................................f .......... (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) .装. .打. •綠. 甲 4(210X297 公犮） 21038^ A7 B7 C7 D7 六、申請專利範面 .的H + 1 DASD的對應子集於同一 DASD上；使同一配類群不會有兩塊儲存 12 13 14 15 經濟部中央樣準 Mi 印裝裝置用K分布儲存之K塊作為備用塊*使各陣列 DASD保留 K/ (N + 2)塊；第二裝置用Μ雄別任一 DASD故障；及裝置可響應第二装置雄別之任一 DASD故陣，以處理 Κ-Κ/(Ν + 2)配類群的每一個，即埋輯姐合屬於其他 DASD Ν群*使其成為其餘JU(N + l)/(.N + 2)備用塊的對應之一，使同一配類群不會有兩塊分布於同一 DASD上。根據申請專利範困第11項之儲存子系统*其中K備用塊之分布使其不會有兩個佔據同一陣列位址及同一 DASD. 根據申請專利範固第11項之觀__^/子系铳，其中在單一 DASD故陣及重建該配類群時•僅K-U/(N + 2))塊儲存位置無法供陣列使用。根據申請專利範圍第11項之儲存子系统，其中各K-K/ (N + 2)群之配類塊係寫至專颺之N + 2 DASD。根據申請專利範画第11項之儲存子系統，其中各DASD包括ai軌的周期軌儲存装置及裝置可在軌間移動及沿一或多軌選擇讀取或寫入資料或配類塊，另外其中用K邏輯姐合及寫入K配類群的裝置包括：装置用Μ定位移動裝置至其餘各N + 1 D AS D的周期軌儲存裝置及自該預定位置開始横向於所有的m軌；第三装置位於横向起點，可理輯姐合及自第一配類群將遣失塊寫至第（N + 2)備用塊，同時由其他DASD的其餘 (請先背面之注意事項再填窝本页) •装· ......... 線· T 4(210X297 公羶) 21038参 A7 B7 C7 D7 經濟部中央搮準局印裝六、申請專利範圊 Η進行讀取操作；及第四裝置包括第三装置，用以持鑛理輯姐合及自第二配類群將遺失塊寫至第（H + l) DASD備用塊，同時由其餘 N DASD進行讀取操作，及重複姐合並寫入*直至儲存於故障DASD Κ配類群的各塊再生並寫入其餘DASD對應之備用塊為止。 16. 一種儲存子系铳包含：由至少N + P + 2 DASD構成之陣，各DASD具有儲存Κ塊的容童；第一裝置用以分布K配顦群於任一 H + P + 2 DASD的N + P DASD子集的同步位址*各配類群有电N資料塊+ P配類塊組成，使同一配類群的兩塊不1備存於同一 DASD ; 裝置用Μ保留及分布等值儲存2*K塊於N + P + 2 DASD陣列作為備用塊，使其不會有兩備用雔存位置或一個K上的配類塊儲存於相同的同步位置或同一 DASD上；第二裝置用K識別該陣列中之任何兩DASD故障；及装置響應該第二装置雄別任何兩DASD故障，用Μ邐輯姐合剌餘DASD Ν的Κ-2*Κ/(ΡΡ + 2)配類群，使其成為單一塊*並將單一塊寫入其餘保留備用儲存的2*(Κ-1)塊 *使同一配類群的兩部分不會分布於同一 DASD上。 17. 根據申請專利範圍第16項之儲存子糸统·其中該系统另包含裝置用K分布1UP配類塊，使拜、不會有一個以上的配類塊位於相同的同步位址或同一 DASD上。 18. 根據申請專利範圍第16項之儲存子系统，其中各配類群 {請先閱讀背面之注意事項再填穽本百) .裝. .打. .線. f 4(210X297 公廣）蛆濟部中央橾準局印¾ 210387^ C7 _________D7_ 六、申請專利範面係同時由選擇之N + 2 DASD的H DASD子集中存取。 H 一種子系统包含：與故陣無》之第一及第二陣列，各由至少Ν + Ρ + 1 DASD姐成，各DASD具有儲存Κ塊的容量；第一装置用Μ分布Κ配類群於互斥之第一或第二陣的 N + P + l DASD，各配類群由Η資料塊+ Ρ配類塊姐成，同一配類群不會有兩塊儲存於同一 DASD上；裝置用Μ分布儲存K塊於第一陣列的N + P + l. DASD作為備用塊及分布儲存K塊於第二陣列的N + P + l DASD作為備用塊，使各陣列僅一儲存塊常駐於各同步位址及各 DASD上； v 第二装置用以雜別發生在第或第二陣列的第一或第二DASD故陣；装置響由第二裝置識別之任一 DASD故陣*以便在發生故障的陣列中處理K-K/(K + P + 1)配類群，即理輯姐合屬於其他DASD N + P-1群的N + P-1塊，使其成單一塊，並將該單一塊寫入其餘1U(N + P)/(N + P + 1)的對應備用塊*使用一配類群沒有兩塊分布於同一 DASD上；及裝置響應由第二裝置在相同或其他陣fO中織別之任一第二DASD故陣，K便在具有備用塊的陣列處理各K-K/ (N + 2)配類群，即理輯組合鼷於陣列中其他DASD N + P-1群的N + P-1塊，其中第二故障發生於單一塊内及將該單一塊寫入其餘Κ*(Ν + Ρ)Λ(Ν + Ρ + 1)的對應備用塊•使其不會有相同配類群的兩塊分布於同一 DASD上。 f 4(210X297 公沒） ....................................(..............装……ί:…[........打.........(.................線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邡中央橾準局印製 A7 21038夯 C7 - -D7 六、申楮專利範面 2〇.根據申請專利範鼸第19項的儲存子系铳，其中裝置響應該第二故陣DASD的故陣•僅若裝置在響應第一故陣之後所發生的第二故陣已重建配類群於故陣之DASD上並將其寫入對應之備用塊的情況下*可保持資料無損狀態的子系铳。 21. —種用於一雔存子系統中之方法*該儲存子系統包含與故陣無闞的DASD陣列，各DASD具有儲存K塊的容量•重建常駐於故障DASD的配類群部分，各配類群包括N資料及P配類塊，該方法包含下列步驟： ⑻ 組態N + P + l DAS.D第一陣列及N + P DASD第二陣列； Ob) 分布K配類群於第一陣N + P + l D/\SD中的N + P DASD子集的同步陣列位址中及分^/K配類群於第二陣列的 N + P DASD，使其不會有同一配類群的兩塊駐在同一 DASD上，及分布K塊於第一陣列由作為備用儲存· 使各DASD含K/(N + P + 1)備用塊•而各同步位址及 DASD僅有一備用塊； (〇在單一 DASD故陣發生於第一陣列的情況，各K-K/ (N + P + 1)配類群理輯姐合屬於其他DASD H + P-1群的 N + P-1塊，使其成為單一塊，及將該單一塊寫入其餘1U (N + P) / (N + P + 1)的對應備用塊，使同一配類群沒有兩塊分布於同一 DASD上； (d) 在單一 DASD故陣發生於第二陣列、的情況*各K配類 ·'.一、 . 群理輯姐合靨於其他DASD N + P-1群的N + P-1塊，使其成為單一塊•及將該單一塊寫入第一陣列上對應 f 4(210X297 公廣) ::·»...............................(.................装 ......-.............打.........^ .................線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) D7 六、中犄專利範固的K備用塊。 22. —種用於一健存子系統之方法，該儲存子糸統具有多個 DASD，該方法用K重建常駐於該故障之DASD，各配類群包括N資料及P配類塊，各DASD可儲存K塊，包含下列步驟： <a) 姐態多數之2* (N + P)+1 DASD形成第一及第二可定址之H + P DASD陣列，兩陣列共用一 DASD; <b) 分布K備用塊於2* (H + P)+1 DASD，使各同步位址及各DASD僅包括K/(2*(N + P)+1)塊；及 ⑴ 分布K配類群於DASD第一陣列*使同步第一陣列位址不會有一個Μ上的配類輿及各配類群係寫入對應之第一陣列同步位」產生塊偏置或位址至位址的轉動；及 ⑵ 分布K其他配類群於第二陣列可定址部分的 N + P + l DASD的N + P DASD子集*使非同步第二陣列位址不會有一個Μ上的配類塊，及將各該其他配類群寫入對應之第二陣列的同步位址•以產生僑置塊或位址至位址的轉動；及 (〇在單一 DASD故障發生於第一或第二陣列的情況，該陣列的每一配類群理輯姐合屬於該陣列其餘DASD群的其餘塊，使其成為單一塊，及將該單一塊寫入其餘分布於兩陣列中的對應備甩塊、，使同一配類群沒有兩塊分布於同一DASD上。經濟部中央搮準局印裝 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 23. 根據申請專利範画第11· 16或19項之儲存子糸統’其中 T4(210X297 公廣) A7 B7 C7 D7 21〇38^ 六、申請專利範® 用Μ分布配類群的第一裝置包括裝置僅能交替分布配類塊至專靨之DASD。 24.根據申請專利範圍第1 ，2或21項之方法*其中分布配類群的步驟包括交替分布配類塊至專羼D AS D的步驟。 ....................................(..............裝.......:::…........打.........^ .................線 (請先閲讀背面之注意事項再填其本頁) 經濟部中央螵準局印製 Q 肀 4(210X297 公廣）