JP2011013992A

JP2011013992A - ディスクアレイのデータ保護技術

Info

Publication number: JP2011013992A
Application number: JP2009158358A
Authority: JP
Inventors: Shinji Maruoka; 新治丸岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-20

Abstract

【課題】ディスクアレイ装置（ＲＡＩＤ）において、物理ディスクを増やさずに重要なデータだけを保護レベルを高くし、物理ディスクが多重障害になっても重要なデータを復旧できること。
【解決手段】ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｐ）、ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｑ）、ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｒ）を有し、論理ドライブ（Ｐ）をユーザが主にアクセスする論理ドライブと定義し、「ファイルアクセス監視サービス」が論理ドライブ（Ｐ）にある全てのユーザファイルの監視を行い、最近アクセスした論理ドライブ（Ｐ）のファイルを論理ドライブ（Ｑ）に移動し、ユーザが指定した論理ドライブ（Ｐ）のファイルを論理ドライブ（Ｒ）に移動し、ＨＤＤ複数台障害発生後に論理ドライブ（Ｑ）、論理ドライブ（Ｒ）のファイルを論理ドライブ（Ｐ）にリストアする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）のデータ保護技術に関し、物理ディスク多重障害に対して、自動バックアップ、自動復旧を行う技術に関する

現在のディスクアレイ（ＲＡＩＤ）のデータ保護技術は、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）のＲＡＩＤレベルを変えることにより実現している。また、重要なデータとそうでないデータを区別して管理するには、物理ディスクを増やしてデータ保護レベルを分けることにより実現していた。

特開２００１−１４７７８５号公報特開平８−１９４５８６号公報

しかし、上記の手法は、ＲＡＩＤレベルを変えるとディスクアレイ（ＲＡＩＤ）に格納される全てのデータに対して同一レベルのデータ保護を行うことになり、物理ディスクの価格に対するデータ保護の柔軟性、コストパフォーマンスが低かった。

例えば、特許文献１による方法では、データ保護レベルの決定方法が、システム中の１つ以上のディスクが次に故障する可能性という観点で決められており、ユーザが使用する頻度という観点ではない。また、特許文献２による方法では、事前にディスクアレイの使用方法を定義する点は似ているが、本発明は、物理ドライブを増やすことがない。

本発明の主な目的は、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）において、物理ディスクを増やさずに重要なデータだけを保護レベルを高くして自動ファイル保存し、物理ディスク多重障害になっても重要なデータを自動復旧できることにある。

本発明は、ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｐ）とＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｑ）とＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｒ）を持つディスクアレイ（ＲＡＩＤ）とＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ中のファイルアクセスを監視する「ファイルアクセス監視サービス」を持つ主記憶装置より構成される。また、本発明は大きく分けて、ファイルアクセス監視処理、ファイル復旧処理に分けることができる。

まず、ファイルアクセス監視処理について説明する。

ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）は合計３つあり、１つ目は、ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｐ）であり、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ５、ＲＡＩＤ１０といったレベルであり、ユーザが主にアクセスする為に使用するものとする。２つ目は、ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｑ）であり、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ６であり、最近アクセスした論理ドライブ（Ｐ）中のファイルを保持する。３つ目は、ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブは（Ｒ）であり、ＨＤＤＮ台全てに同一データを保持するＲＡＩＤであり、ユーザがデータ保護指定した論理ドライブ（Ｐ）中のファイルを保持する。３つのディスクアレイ（ＲＡＩＤ）の制御は、ＲＡＩＤファームウェアが行う。

主記憶装置は、ＯＳのサービスプログラムの１つとして「ファイルアクセス監視サービス」を持ち、論理ドライブ（Ｐ）のファイルアクセスを監視する。ファイルアクセスの監視は、ＯＳが所有しているファイルシステム操作のＡＰＩを通じて行う。「ファイルアクセス監視サービス」は、ＯＳからファイルアクセスの更新イベントを受け取ると、アクセスが発生したファイルＦ１の「ファイルＩＤ」「ディレクトリ」を受け取り、「ファイルアクセス管理テーブル」に登録する。次に、ファイルＦ１が、ユーザが事前にデータ保護指定として「ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル」に登録した論理ドライブ（Ｐ）中のディレクトリ配下のファイルであれば、ファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｒ）に変更して論理ドライブ（Ｒ）に移動する。このとき、ファイルＦ１を論理ドライブ（Ｐ）のパスから論理ドライブ（Ｒ）のパスにリンクする。このことにより、ユーザはファイルの移動を意識することがなく、論理ドライブ（Ｐ）中にあるファイルのみを操作していれば良い。以上により、ファイルＦ１はＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障が発生しても復旧することができる。

次に、ファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｑ）に変更して論理ドライブ（Ｑ）に移動する。このとき、ファイルＦ１を論理ドライブ（Ｐ）のパスから論理ドライブ（Ｑ）のパスにリンクする。論理ドライブ（Ｐ）にファイルＦ１を残さないのは、ファイルＦ１への書込み発生時に複数論理ドライブへのデータ書込みを減らし性能を低下させない目的がある。以上により、ファイルＦ１はＨＤＤ２台故障が発生しても復旧することができる。

また、「ファイルアクセス監視サービス」は、論理ドライブ（Ｑ）にあるファイルのアクセス日付を定期的に監視し、現在の時刻に対してユーザが定める一定期間（例：３ヶ月）を超えると、論理ドライブ（Ｐ）のリンクを削除し、論理ドライブ（Ｑ）から論理ドライブ（Ｐ）に移動する。論理ドライブ（Ｑ）は論理ドライブ（Ｐ）の電源ＯＦＦでも保存可能なキャッシュの役割を果たす。以上により、ファイルアクセス監視処理がリアルタイムに行われる。

次にファイル復旧処理について説明する。

主記憶装置にある「ファイルアクセス監視サービス」は、論理ドライブ（Ｐ）の状態を監視し、正常であれば、「ファイルアクセス管理テーブル」により現在論理ドライブ（Ｑ）にある全てのファイルを検索し、論理ドライブ（Ｐ）の該当ファイルへのリンクを削除し、ディレクトリのドライブレターを（Ｑ）から（Ｐ）に変更して論理ドライブ（Ｐ）に移動する。論理ドライブ（Ｒ）にある全てのファイルも同様に行う。以上により、ファイル復旧を行う。

主記憶装置にある「ファイルアクセス監視サービス」は、３つのディスクアレイ（ＲＡＩＤ）上で監視する必要がある為、ＯＳディスクは３つのディスクアレイとは別に作成する必要がある。また、論理ドライブ（Ｐ）上のファイルはＨＤＤ１台故障までのデータ保護レベルであるが、ユーザが定めた論理ドライブ（Ｑ）上のデータ保護期間（例：３ヶ月）単位に論理ドライブ（Ｐ）をバックアップすることで、古いデータも復旧可能である。

本発明によれば、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）において、物理ディスクを増やさずに重要なデータだけを保護レベルを高くして自動ファイル保存し、物理ディスク多重障害になっても重要なデータを自動復旧できる。

本発明の特徴を最も良く表している「ファイルアクセス監視サービス」のファイルアクセス監視処理の概要図。「ファイルアクセス監視サービス」がファイルアクセス監視処理で使用する「ファイルアクセス管理テーブル」。「ファイルアクセス監視サービス」がファイルアクセス監視処理で使用する「ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル」。「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｐ）から論理ドライブ（Ｑ／Ｒ））。「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｑ）から論理ドライブ（Ｐ））。「ファイルアクセス監視サービス」がファイル復旧処理のフローチャート。

（構成の説明）
以下、発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の特徴を最も良く表している「ファイルアクセス監視サービス」のファイルアクセス監視処理の概要図、図２は、「ファイルアクセス監視サービス」がファイルアクセス監視処理で使用する「ファイルアクセス管理テーブル」、図３は、「ファイルアクセス監視サービス」がファイルアクセス監視処理で使用する「ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル」、図４は、「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｐ）から論理ドライブ（Ｑ／Ｒ））、図５は「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｑ）から論理ドライブ（Ｐ））、図６は、「ファイルアクセス監視サービス」がファイル復旧処理のフローチャートを示している。

１はディスクアレイ（ＲＡＩＤ）、２はＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｐ）、３はＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｑ）、３はＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｒ）、５は主記憶装置、６はファイルアクセス監視サービス、７はファイルアクセス管理テーブル、８はユーザ指定ディレクトリ管理テーブル、９はＲＡＩＤファームウェアを示している。

図１において、ファイルアクセス監視サービス６は、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）１中のファイルアクセスを監視する。具体的には、ＯＳが所有しているファイルシステム操作のＡＰＩを通じて行う。（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＯＳの場合．ＮＥＴＦｒａｍｅｗｏｒｋのクラス・ライブラリとしてＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍＷａｔｃｈｅｒクラスが用意されており、ファイルやディレクトリのアクセス監視を行うことができる）ファイルアクセス監視サービス６は、ＯＳからファイルアクセスの更新イベントを受け取ると、アクセスが発生したファイルＦ１の「ファイルＩＤ」「ディレクトリ」を受け取り、ファイルアクセス管理テーブル７に登録する。次に、ファイルＦ１が、ユーザが事前にデータ保護指定としてユーザ指定ディレクトリ管理テーブル８に登録した論理ドライブ（Ｐ）２中のディレクトリ配下のファイルであれば、ファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｒ）に変更して論理ドライブ（Ｒ）４に移動する。このとき、ファイルＦ１を論理ドライブ（Ｐ）２のパスから論理ドライブ（Ｒ）４のパスにリンクする。ファイルアクセス管理テーブル７ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル８の詳細については後に述べる。

次に、ファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｑ）に変更して論理ドライブ（Ｑ）３に移動する。このとき、ファイルＦ１を論理ドライブ（Ｐ）２のパスから論理ドライブ（Ｑ）３のパスにリンクする。また、ファイルアクセス監視サービス６は、論理ドライブ（Ｑ）３にあるファイルのアクセス日付を定期的に監視し、現在の時刻に対してユーザが定める一定期間（例えば、３ヶ月）を超えると、論理ドライブ（Ｐ）２のリンクを削除し、論理ドライブ（Ｑ）３から論理ドライブ（Ｐ）２に移動する。３つのディスクアレイ（ＲＡＩＤ）の制御は、ＲＡＩＤファームウェア９が行う。

図２は、図１で作成したファイルアクセスの管理テーブルを示している。ここでＦｉｌｅＢにアクセスがあった場合、ファイルアクセス監視サービス６はＯＳからＦｉｌｅＢに対するファイルアクセスの更新イベントを受け取ると、ファイルアクセス管理テーブル７を検索し、あれば、論理ドライブ（Ｐ）２から論理ドライブ（Ｑ）３にＦｉｌｅＢを移動した後、論理ドライブ（Ｐ）⇔論理ドライブ（Ｑ）の現在の場所を（Ｐ）から（Ｑ）に変更する。このときＦｉｌｅＢは論理ドライブ（Ｑ）３に存在する。

また、ＦｉｌｅＣにアクセスがあった場合、ＦｉｌｅＣはユーザ指定ディレクトリ管理テーブル８でユーザ指定されたファイルである為、論理ドライブ（Ｐ）２から論理ドライブ（Ｑ）３へＦｉｌｅＣを移動、論理ドライブ（Ｐ）と（Ｑ）間の移動を（Ｐ）から（Ｑ）への変更に加え、論理ドライブ（Ｐ）２から論理ドライブ（Ｒ）４へＦｉｌｅＣを移動、論理ドライブ（Ｐ）と（Ｒ）間の移動を（Ｐ）から（Ｒ）に変更する。このときＦｉｌｅＣは、論理ドライブ（Ｑ）３と論理ドライブ（Ｒ）４の両方に存在する。また、ファイルアクセス監視サービス６はＦｉｌｅＥが論理ドライブ（Ｑ）３で一定期間（例：３ヶ月）アクセスがないことを監視し、論理ドライブ（Ｑ）３から論理ドライブ（Ｐ）２へＦｉｌｅＥを移動し、論理ドライブ（Ｐ）⇔論理ドライブ（Ｑ）を（Ｑ）から（Ｐ）への変更を行う。

図３は、ユーザが事前にデータ保護指定として登録したディレクトリ一覧を示している。ユーザが事前にデータ保護指定したファイルは、ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブは（Ｒ）４でデータ保護される。

（動作の説明）
図４は、本発明の「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｐ）から論理ドライブ（Ｑ／Ｒ））を示している。

Ｓ０１は、論理ドライブ（Ｐ）のファイルアクセスをＯＳが所有しているファイルシステム操作のＡＰＩを通じて取得することを示している。

Ｓ０２は、ＯＳからファイルアクセスの更新イベントを受け取り論理ドライブ（Ｐ）のファイルアクセスがあったかどうかを判定し、アクセスがなければＳ０１へ、アクセスがあれば次のステップへ進むことを示している。

Ｓ０３は、論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１の「ファイルＩＤ」「ディレクトリ」をＯＳが所有しているファイルシステム操作のＡＰＩを通じて取得することを示している。

Ｓ０４は、Ｓ０３で取得した「ファイルＩＤ」を元に「ファイルアクセス管理テーブル」を検索することを示している。

Ｓ０５は、「ファイルアクセス管理テーブル」にＳ０３で取得した「ファイルＩＤ」があるかどうかを判定し、なければＳ０６へ、あればＳ０７へ進むことを示している。

Ｓ０６は、論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１のファイル情報を「ファイルアクセス管理テーブル」に登録することを示している。

Ｓ０７は、Ｓ０３で取得した「ディレクトリ」を元に「ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル」を検索することを示している。

Ｓ０８は、Ｓ０７でユーザ指定かどうかを判断し、ユーザ指定であればＳ０９へ、ユーザ指定でなければＳ１３へ進むことを示している。

Ｓ０９は、論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｒ）に変更することを示している。

Ｓ１０は、Ｓ０９で変更した論理ドライブ（Ｒ）のディレクトリに論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１を移動することを示している。

Ｓ１１は、論理ドライブ（Ｐ）のパスから論理ドライブ（Ｒ）のパスにリンクすることを示している。

Ｓ１２は、「ファイルアクセス管理テーブル」の「現在の場所」「次の場所」を更新することを示している。

Ｓ１３は、論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１のディレクトリのドライブレターを（Ｐ）から（Ｑ）に変更することを示している。

Ｓ１４は、Ｓ１３で変更した論理ドライブ（Ｑ）のディレクトリに論理ドライブ（Ｐ）へのアクセスがあったファイルＦ１を移動することを示している。

Ｓ１５は、論理ドライブ（Ｐ）のパスから論理ドライブ（Ｑ）のパスにリンクすることを示している。

Ｓ１６は、「ファイルアクセス管理テーブル」の「現在の場所」「次の場所」を更新することを示している。

図５は、本発明の「ファイルアクセス監視サービス」のファイル監視処理のフローチャート（論理ドライブ（Ｑ）から論理ドライブ（Ｐ））を示している。

Ｓ０１は、「ファイルアクセス管理テーブル」の論理ドライブ（Ｑ）にあるファイルＦ２を監視することを示している。

Ｓ０２は、Ｓ０１で取得した論理ドライブ（Ｑ）にあるファイルＦ２のアクセス日付が３ヶ月以上であればＳ０３へ、３ヶ月以内であればＳ０１へ戻ることを示している。

Ｓ０３は、論理ドライブ（Ｑ）へのアクセスがあったファイルＦ２のディレクトリのドライブレターを（Ｑ）から（Ｐ）に変更することを示している。

Ｓ０４は、論理ドライブ（Ｐ）のパスから論理ドライブ（Ｑ）のパスにあるリンクを削除することを示している。

Ｓ０５は、「ファイルアクセス管理テーブル」の「現在の場所」「次の場所」を更新することを示している。

図６は、本発明の「ファイルアクセス監視サービス」のファイル復旧のフローチャートを示している。

Ｓ０１は、ＲＡＩＤファームウェアに問合せして論理ドライブ（Ｐ）の状態を監視することを示している。

Ｓ０２は、Ｓ０１で取得した論理ドライブ（Ｐ）の状態が正常であればＳ０３へ、正常でなければ終了することを示している。

Ｓ０３は、「ファイルアクセス管理テーブル」の論理ドライブ（Ｑ）にあるファイルＦ２を検索することを示している。

Ｓ０４は、Ｓ０３で取得した論理ドライブ（Ｑ）にある全てのファイルＦ２のディレクトリのドライブレターを（Ｑ）から（Ｐ）に変更することを示している。

Ｓ０５は、Ｓ０３で取得した論理ドライブ（Ｑ）にある全てのファイルＦ２をＳ０４のディレクトリに移動することを示している。

Ｓ０６は、「ファイルアクセス管理テーブル」の論理ドライブ（Ｒ）にあるファイルＦ３を検索することを示している。

Ｓ０７は、Ｓ０６で取得した論理ドライブ（Ｒ）にある全てのファイルＦ３のディレクトリのドライブレターを（Ｒ）から（Ｐ）に変更することを示している。

Ｓ０８は、Ｓ０６で取得した論理ドライブ（Ｒ）にある全てのファイルＦ３をＳ０７のディレクトリに移動することを示している。

Ｓ０９は、「ファイルアクセス管理テーブル」のデータをクリアすることを示している。

１・・・ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）、２・・・ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｐ）、３・・・ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｑ）、４・・・ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブ（Ｒ）、５・・・主記憶装置、６・・・ファイルアクセス監視サービス、７・・・ファイルアクセス管理テーブル、８・・・ユーザ指定ディレクトリ管理テーブル、９・・・ＲＡＩＤファームウェア

Claims

ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブと、
ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブと、
ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブと、
ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ中のファイルアクセスを監視するファイルアクセス監視サービスとを備えるディスクアレイ。
前記ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブは、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ５、またはＲＡＩＤ１０であり、ユーザが主にアクセスすることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ。
前記ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブは、ＲＡＩＤレベルがＲＡＩＤ６であり、最近アクセスした請求項２のディスクアレイ中のファイルを保持する請求項２記載のディスクアレイ。
ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブは、ＨＤＤＮ台全てに同一データを保持するＲＡＩＤであり、ユーザがデータ保護指定した請求項２のディスクアレイ中のファイルを保持する請求項２記載のディスクアレイ。
ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブと、ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブと、ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブと、ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブ中のファイルアクセスを監視するファイルアクセス監視サービスとを備えるディスクアレイを有するディスクアレイシステムにおいて、
前記ファイルアクセス監視サービスは、
前記ＨＤＤ１台故障まで復旧可能な論理ドライブである第１のディスクアレイ中にある全てのユーザファイルのアクセス監視を、ファイルアクセスの管理テーブルであるファイルアクセス管理テーブルを用いて行い、
最近アクセスした前記第１のディスクアレイ中のファイルを、前記ＨＤＤ２台故障まで復旧可能な論理ドライブである第２のディスクアレイにバックアップする
ことを特徴とするディスクアレイシステム。
前記ファイルアクセス監視サービスは、
前記第１のディスクアレイ中にある全てのユーザファイルのアクセス監視をファイルアクセスの管理テーブルであるファイルアクセス管理テーブルを用いて行い、
最近アクセスした前記第１のディスクアレイ中のファイルのうち、ユーザが指定した前記第１ののディスクアレイ中のファイルをユーザが指定したディレクトリの管理テーブルであるユーザ指定ディレクトリ管理テーブルを用いて、ＨＤＤＮ−１台（Ｎ：論理ドライブを構成するＨＤＤ数）故障まで復旧可能な論理ドライブである第３のディスクアレイにバックアップする請求項５記載のディスクアレイシステム。
前記ファイルアクセス監視サービスは、
前記第１のディスクアレイの状態を監視し、
ＨＤＤ複数台障害復旧後に、前記第２のディスクアレイ及び前記第３のディスクアレイ中の全てのファイルを、前記第１のディスクアレイにリストアする請求項５記載のディスクアレイシステム。