JP3067558B2 - ディスクアレイ装置の拡張構成方法およびディスクアレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク装置の増設を
予定したディスクアレイ装置の拡張構成方法及びディス
ク装置に関し、特に、既存のディスク装置のデータ待避
を必要とすることなく増設可能としたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機システムの外部記憶装置と
して、記憶の不揮発性、大容量性、データ転送の高速性
等が要求され、これらの要求を満たすものとしてディス
クアレイ装置が注目されている。図１８は従来のディス
クアレイ装置であり、ホストコンピュータ１０に対しデ
ィスクアレイ制御装置１２を設け、ディスクアレイ制御
装置に例えば５台のディスク装置１〜５を並列接続した
ディクスアレイ１４を設けている。ここで、ディスクア
レイは、アレイを構成する複数のディスク装置の並びを
ランクとし、ディスク装置１〜５を接続したポートとし
ており、図１８の場合は、５ポート１ランク構成とな
る。

【０００３】このようなディスクアレイ装置として、従
来、ＲＡＩＤ１〜５という分類が知られている。このう
ちＲＡＩＤ３とＲＡＩＤ５が一般に実用化されている。
ＲＡＩＤ３はパリティを格納するディスク装置を固定し
ており、ファイルデータ等の大容量のデータのアクセス
に適する。ＲＡＩＤ５はパリティを格納するディスク装
置を分散させており、セクタ単位での読み書きが要求さ
れるトランザクション処理に向いている。本発明は、Ｒ
ＡＩＤ５のディスクアレイ装置を対象としている。

【０００４】ディスクアレイ装置の容量は、並列アクセ
スするディスク装置の台数で決まる。そこで、ディスク
アレイ装置で容量を増加させたい場合、図１９のよう
に、ディスクアレイ１４−１，１４−２の２ランク構成
となるように、ランク単位に増設するのが一般的であ
る。しかし、ランク単位の増設では規模が大きくなり過
ぎるため、ランク数は変更せず、図２０のように、ディ
スク装置６を増設するディスク装置単位での拡張も必要
になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
クアレイ装置をディスク装置単位で拡張したい場合に
は、既存のディスク装置のデータとパリティを一時的に
他の記憶装置に退避させ、ディスク装置を増設した後に
退避されていたデータとパリティを再配置して書き戻す
必要がある。このため既存データをアクセス可能なまま
拡張作業を行うことができず、ディスクアレイ装置に増
設に伴って計算機システムを停止しなければならない問
題があった。

【０００６】そこで、従来のＲＡＩＤ５のディスクアレ
イ装置にあっては、図２１のような既存データのアクセ
スを停止させる必要のないデータとパリティの格納を行
っている（「日経ウォッチャーＩＢＭ版１９９２．９．
１４号」IBM 9337 Disk Array Subsystem 参照）。即
ち、既存のディスク１〜５に対してデータとパリティの
格納アドレス（セクタアドレス）を割り当て、増設した
ディスク装置６にはデータの格納アドレスのみを割り当
てている。

【０００７】このためディスク装置６を増設した際に
は、ディスク装置の格納アドレスを全てゼロデータに初
期化しておき、増設完了でディスク装置６を含めたアド
レスマップテーブルに変更すれば、既存のディスク装置
１〜５のデータ及びパリティをそのまま使用して増設デ
ィスク装置６を含めたアクセスに移行することができ
る。

【０００８】しかし、図２１のディスクアレイ装置のデ
ィスク装置単位の拡張は、最初から５台のディスク装置
でアレイを構成していた場合を前提に、増設ディスク装
置にはパリティを格納させないことで、増設に伴なうデ
ータの退避と新たなパリティの生成を不要としており、
それ以下の規模の小さなディスクアレイ装置での拡張に
は適用できない問題があった。

【０００９】更に、増設するディスク装置の数が多くな
ると、増設したディスク装置に対するパリティの分散格
納は行われないため、同一セクタアドレスにつき異なっ
たディスク装置を並列にアクセスできるＲＡＩＤ５のメ
リットが低減する問題もあった。本発明は、このような
従来の問題点に鑑みてなされたもので、予め定めた最大
構成の範囲でのディスク装置の増設を既存のディスク装
置のデータとパリティの退避及びパリティの再計算を必
要とすることなく簡単にできるＲＡＩＤ５を対象とした
ディスクアレイ装置の拡張構成方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、ディスクスアレ制御装置１２
に対し最大構成でＮ台、例えばＮ＝５台のディスク装置
１〜５を並列接続するディスクアレイ装置の拡張構成方
法である。

【００１１】まず、図１（Ａ）のディスク装置をＮ＝５
台とした最大構成に対応して、データ及びパリティを格
納するアドレスを定めた図１（Ｂ）の仮想アドレスマッ
プテーブル２４を予め作成しておく。初期構成は、最大
構成数Ｎ未満で３台以上の範囲となるＭ台のディスク装
置によって増設可能な構成とする。例えばＭ＝３台のデ
ィスク装置１，２，５で最小構成とする。

【００１２】Ｍ＝３台のディスク装置１，２，５による
構成状態にあっては、（Ｍ−１）＝２台のディスク装置
１，２に対するデータ及びパリティの格納アドレスが仮
想アドレスマップテーブル２４と同一であり、残り１台
のディスク装置５をシャドウディスク装置と定義し、シ
ャドウディスク装置に仮想アドレスマップテーブル２４
の中のディスク装置が実在しないパリティの格納アドレ
スを割り当てるアドレス変換テーブル２６を作成する。

【００１３】そして上位装置１０からの入出力要求に対
し、アドレス変換テーブル２６を参照してデータ読出し
又はデータ書込みとパリティの更新を行う。最初Ｍ＝３
台であったディスク装置を（Ｍ＋１）＝４台に増設した
場合、増設したディスク装置３の仮想アドレスマップテ
ーブル２４に対応する格納アドレスを図１（Ｂ）の物理
アドレスマップのように初期化する。次に、シャドウデ
ィスク装置５のパリティを仮想アドレスマップテーブル
２４に従って増設ディスク装置３に書き戻し、書き戻し
後のシャドウディスク装置５の格納アドレスを初期化す
る。

【００１４】更に、アドレス変換テーブル２６を、（Ｍ
＋１）＝４台のディスク装置の拡張構成に対応した図１
（Ｄ）の物理アドレスマップの変換内容に変更し、上位
装置１０からの入出力要求に対し変更後のアドレス変換
テーブル２６を参照して（Ｍ＋１）台のディスク装置の
データ読出し又はデータ書込みとパリティの更新を行
う。

【００１５】仮想アドレスマップテーブル２４は、Ｎ台
のディスク装置を用いた最大構成時に、１台のディスク
装置を空き状態として予備ディスク装置として使用する
ように作成する。また仮想アドレスマップテーブル２４
を、Ｎ台のディスク装置を用いた最大構成時に全てのデ
ィスク装置を有効とし予備ディスク装置を使用しないよ
うに作成してもよい。

【００１６】仮想アドレスマップテーブル２４は、（Ｎ
−１）台のディスク装置にデータとパリティを格納し、
残り１台のディスク装置にはデータのみを格納するよう
に作成することもできる。更に、増設よりディスク装置
がＮ台の最大構成に到達した場合は、アドレス変換テー
ブル２６を削除し、上位装置からの入出力要求に対し仮
想アドレスマップテーブル２４に従ってディスク装置１
〜５のデータ読出し又はデータ書込みとパリティの更新
を行う。

【００１７】

【作用】本発明は、拡張可能なＭ台のディスク装置から
構成されるディスクアレイ装置において、ディスクアレ
イ制御装置内にＮ台のディスク装置を使用した最大構成
時の仮想アドレスマップテーブルを設け（但し、３≦Ｍ
≦Ｎ）、上位装置から送られてきたデータは、そのまま
仮想アドレスマップテーブルに従った形でディスク装置
の物理アドレスに格納させ、データから生成されたパリ
ティは、ＲＡＩＤ５に従いＮ台のディスク装置に分散さ
れて格納される。しかし、実際のディスク装置はＭ台し
かないので、格納されるべきディスク装置のないパリテ
ィは、本来データが格納されるべきディスク装置の中の
一台をシャドウディスクとし、そのシャドウディスクに
集中して格納させる。

【００１８】このためディスク装置の増設時には、増設
ディスク装置にゼロデータを書き込んで初期化し、仮想
アドレスマップ上の論理ディスク装置を割り当て、増設
ディスク装置に格納されることになったパリティをシャ
ドウディスク装置から書き移し、書き移し後のシャドウ
ディスク装置に出来た空き領域にゼロデータを書き込む
ものである。そしてアドレス変換テーブルをディスク装
置を増設後のディスクアレイに適合するように組み替え
る。

【００１９】更に、仮想アドレスマップテーブルは、最
大構成の際に、予備ディスク装置を設けるか否かのモー
ドによって異なる。もし最大構成で予備ディスク装置を
もつモードを選択した場合、ディスク装置がＮ台揃った
時点で予備装置制御部を起動してディスクアレイの故障
発生に備える。

【００２０】

【実施例】

＜目 次＞ （１）動作環境 （２）最大構成で予備ディスク装置を使用しない場合 （３）最大構成時に予備ディスク装置を使用する場合 （４）最大構成で予備ディスク装置を使用しない場合の
変形実施例 （５）本発明の拡張構成処理 図２は、本発明の拡張構成方法が適用されるディスクア
レイ装置の実施例を示したブロック図である。

【００２１】図２において、本発明のディスクアレイ装
置は、ディスクアレイ制御装置１２とディスクアレイ１
４で構成される。ディスクアレイ制御装置１２には、ホ
ストインタフェース制御部１８、ＭＰＵ１６、デバイス
インタフェース制御部２０、データ転送制御部２２が設
けられる。ディスクアレイ制御装置１２のホストインタ
フェース制御部１８は、ホストインタフェースケーブル
３２を介してホストコンピュータ１０に接続される。

【００２２】またデバイスインタフェース制御部２０
は、デバイスインタフェースケーブル３４を介してディ
スクアレイ１４に設けた例えば５台のディスク装置１〜
５を並列接続している。ここで、ディスクアレイ１４の
ディスク装置１〜５の接続ポートをポートＰ１〜Ｐ５で
表わしている。ディスクアレイ制御装置１２のＭＰＵ１
６に対しては、仮想アドレスマップテーブル２４とアド
レス変換テーブル２６が接続される。仮想アドレスマッ
プテーブル２４は、ディスクアレイ１４を図示のように
５台とした最大構成時におけるディスク装置１〜５のセ
クタ単位の格納アドレスを定めている。

【００２３】このためＭＰＵ１６は、ディスク装置１〜
５の５台の最大構成時にあっては、ホストコンピュータ
１０からの論理ブロック番号の指定による入出力要求に
基づき、要求ブロックをディスク装置１〜５側のセクタ
ブロックに分割し、このセクタブロックの割当て位置を
仮想アドレスマップテーブル２４の参照で求め、ディス
ク装置１〜５の内の対応する格納アドレスに対しセクタ
ブロックに分けたデータ単位の記録または再生を行うこ
とになる。

【００２４】アドレス変換テーブル２６は、ディスクア
レイ１４が５台未満の最大構成に至るまでの増設段階で
の格納セクタアドレスを定めている。本発明の拡張構成
方法にあっては、少なくとも３台のディスク装置を必要
とする。このため最小構成は、ディスクアレイ１４のデ
ィスク装置が例えばディスク装置１，２およびディスク
装置５の３台とする。そして、最小構成である３台のデ
ィスク装置１，２，５に対し、ディスク装置３，ディス
ク装置４の順番に１台ずつ増設することができる。

【００２５】アドレス変換テーブル２６は、最小構成時
のディスク装置３台と、１台増設したディスク装置４台
の各々構成において、仮想アドレスマップテーブル２４
から生成される。この本発明の拡張構成を一般的に示す
と、ディスク装置をＮ台の最大構成とした場合、３台か
ら（Ｎ−１）台までの実ディスク装置の台数Ｍ台を初期
構成とし、Ｍ台の初期構成から最大構成Ｎ台までの拡張
構成が可能となる。

【００２６】更に、ディスクアレイ制御装置１２に設け
た仮想アドレスマップテーブル２４は、５台の最大構成
における１台のディスク装置を予備ディスク装置として
使用するか否かによって内容が異なる。即ち、最大構成
の５台で予備ディスク装置を使用しない場合には、ディ
スクアレイ１４に設けている５台のディスク装置１〜５
を対象に仮想アドレスマップテーブル２４が作成され
る。

【００２７】これに対し、最大構成５台で内１台を予備
ディスク装置に使用する場合には、例えばディスクアレ
イ１４に設けている５台のディスク装置１〜５の内、予
備ディスク装置にディスク装置５を使用した場合、残り
４台のディスク装置１〜４を対象に仮想アドレスマップ
テーブル２４が作成されることになる。 （２）最大構成で予備ディスク装置を使用しない場合 図３は、図２のディスクアレイ１４の５台の最大構成に
おいて、予備ディスク装置を使用しない場合の仮想アド
レスマップと物理アドレスマップの説明図であり、初期
構成として、最小構成となるディスク装置１，２，５の
３台を実装した場合を例にとっている。

【００２８】図３（Ａ）は、仮想アドレスマップであ
り、ディスク装置１〜５の各々について図示のようにセ
クタ単位に格納アドレスを分けており、例えばディスク
装置１を例にとると、格納アドレス「１−１」は、最初
の数字がディスク装置を示し次の数字がデータのセクタ
アドレスを示している。通常、ホストコンピュータのア
クセス単位である論理ブロックのサイズは、ディスク装
置１〜５のアクセス単位であるセクタサイズと等しい。
例えば、論理ブロックが４ＫＢならば、セクタサイズも
４ＫＢである。

【００２９】ＲＡＩＤ５にあっては、パリティをセクタ
アドレスが異なるごとに、異なるディスク装置に分散さ
せている。図３（Ａ）にあっては、パリティを左回りに
循環させている。即ち、セクタアドレス１でディスク装
置５にパリティＰ１を格納し、セクタアドレス２でディ
スク装置４にパリティＰ２を格納し、セクタアドレス３
でディスク装置３にパリティＰ３を格納し、セクタアド
レス４でディスク装置２にパリティＰ４を格納し、セク
タアドレス５でディスク装置１にパリティＰ５を格納
し、再びセクタアドレス６でディスク装置５に戻る。

【００３０】このような図３（Ａ）の仮想アドレスマッ
プに対し、実際にはディスク装置１，２，５の３台しか
実装されておらず、この３台のディスク装置１，２，５
を使用してデータおよびパリティを格納するため、図３
（Ｂ）の物理アドレスマップを使用しなければならな
い。物理アドレスマップは、ディスク装置１，２につい
ては仮想アドレスマップと同一内容である。これに加
え、残り１台のディスク装置５をシャドウディスク装置
５としている。

【００３１】このシャドウディスク装置５には、仮想ア
ドレスマップの中の実在しないディスク装置３，４，５
の各々に格納しているパリティＰ１〜Ｐ３、Ｐ６〜Ｐ８
をまとめて格納している。このため、ディスク装置は最
大構成に対し３台不足していても、パリティについては
最大構成時の仮想アドレスマップと同様、全てのパリテ
ィＰ１〜Ｐ８が実際に格納されている。この図３（Ｂ）
の物理アドレスマップの状態が、図２のアドレス変換テ
ーブル２６により得られる。

【００３２】図４は、図３（Ｂ）の物理アドレスマップ
の実装状態でディスク装置３を１台増設した場合の増設
ディスク装置３に対する初期化処理とパリティの書き戻
しを表わす。ディスク装置３を新たに増設した場合に
は、まずディスク装置３をゼロデータとなるように初期
化する。続いて図３（Ａ）の仮想アドレスマップを参照
し、増設したディスク装置３に割り当てられたパリティ
Ｐ３，Ｐ８の格納アドレスを認識し、このパリティ格納
アドレスに対応するシャドウディスク装置５に格納して
いるパリティＰ３，Ｐ８を、それぞれ増設したディスク
装置３に書き戻す。

【００３３】図５は、増設したディスク装置３にパリテ
ィＰ３，Ｐ８を書き戻した後の状態であり、書き戻しが
済んだ後、シャドウディスク装置５のセクタアドレス
３，８の格納アドレスはゼロデータで初期化する。更
に、ディスク装置３の増設状態における物理アドレスマ
ップへの変換を可能とするため、図３（Ｂ）の状態にあ
るアドレス変換テーブル２６の書替えを行う。これによ
って、ディスク装置３の増設による初期化処理は全て終
了し、増設後の運用状態にあっては、図６のような３台
のディスク装置１，２，３およびシャドウディスク装置
５を使用したデータおよびパリティの格納が行われる。

【００３４】図６の状態から更にディスク装置４を増設
したい場合には、図４，図５に示したと同様にして、増
設ディスク装置４の初期化とシャドウディスク装置５か
らのパリティＰ２，Ｐ７の書き戻しと、書き戻し後のシ
ャドウディスク装置５の初期化を行い、最終的にアドレ
ス変換テーブル２６の組み替えを行う。このディスク装
置４の増設は、シャドウディスク装置５が最終的に仮想
アドレスマップのディスク装置５のパリティＰ１，Ｐ６
の格納状態となって、他のセクタアドレスが０になって
いるだけである。

【００３５】したがって、ディスク装置４の増設は最大
構成５台への拡張と同じことである。この場合には、物
理アドレスマップの内容は図３（Ａ）の仮想アドレスマ
ップの内容と同じになり、したがってアドレス変換テー
ブル２６は削除し、仮想アドレスマップテーブル２４の
みに基づいたデータおよびパリティの記録再生を行う。 （３）最大構成時に予備ディスク装置を使用する場合 図７は、最大構成となるディスク装置の５台実装時に１
台を予備ディスク装置として使用する場合の仮想アドレ
スマップと、ディスク装置３台を実装した際の初期構成
における物理アドレスマップである。まず図７（Ａ）の
仮想アドレスマップは、ディスク装置５を予備ディスク
装置として使用することから、パリティおよびデータの
割当ては行わず、４台のディスク装置１〜４を対象にＲ
ＡＩＤ５に従ったデータ格納のセクタアドレスおよびパ
リティ格納アドレスの設定を行う。

【００３６】図７（Ｂ）は、ディスク装置１，２，５の
３台を実装した際の物理アドレスマップであり、ディス
ク装置１，２をデータおよびパリティ格納用のディスク
とし、最大構成５台で予備ディスク装置として使用する
予定となっているディスク装置５をシャドウディスク装
置５としている。この物理アドレスマップにあっても、
ディスク装置１，２については、仮想アドレスマップと
同じデータおよびパリティの格納アドレスが設定され、
シャドウディスク装置５には実装されていない仮想アド
レスマップのディスク装置３，４に格納するパリティＰ
１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６がまとめて格納されており、パリ
ティを格納していないアドレスはゼロデータを入れてい
る。

【００３７】このディスク装置１，２，５の初期構成に
おけるアドレス変換テーブル２６は、図７（Ｂ）の物理
アドレスマップの変換内容を組み込んでおり、ホストコ
ンピュータ１０からの入出力要求に対し、アドレス変換
テーブル２６を参照してデータの記録再生を行う。図８
は、ディスク装置３を増設したときの初期化とパリティ
の書き戻しを示す。まず、増設したディスク装置３の全
アドレスをゼロデータに初期化する。次に、図７（Ａ）
の仮想アドレスマップのディスク装置３を参照し、セク
タアドレス２とセクタアドレス６のパリティＰ２，Ｐ６
の格納アドレスを認識し、シャドウディスク装置のセク
タアドレス２，６よりパリティＰ２，Ｐ６を増設ディス
ク装置３に書き戻す。

【００３８】図９は、増設ディスク装置３にパリティＰ
２，Ｐ６を書き戻した後の状態であり、書き戻しが済ん
だシャドウディスク５のセクタアドレス２，６にゼロデ
ータを格納して初期化している。そして最終的に、図１
０のように、増設ディスク装置３にデータ格納のための
セクタアドレスを割り当て、この物理アドレスマップの
内容にアドレス変換テーブル２６を組み替えることで拡
張処理が終了する。拡張が済んだ後は、図１０の物理ア
ドレスマップの内容をもつアドレス変換テーブル２６を
使用したディスクアレイ１４のアクセスを行えばよい。 （４）最大構成で予備ディスク装置を使用しない場合の
変形実施例 図１１は、図３と同様、ディスク装置５台の最大構成で
予備ディスク装置を使用しない場合の仮想アドレスマッ
プと物理アドレスマップであり、図１１（Ａ）の仮想ア
ドレスマップのように、最大構成において、ディスク装
置１〜４についてはデータおよびパリティを格納するが
ディスク装置５についてはデータのみを格納するように
アドレス設定を行ったことを特徴とする。

【００３９】このような仮想アドレスマップの設定によ
り、図３の実施例では最大構成未満の場合にシャドウデ
ィスク装置にゼロデータの空きエリアが生じていたが、
図１１の実施例にあっては、シャドウディスク装置の空
きエリアの発生をなくし、ディスク装置の使用効率を高
めるようにしている。図１１（Ｂ）は、３台のディスク
装置１，２，５の実装状態の物理アドレスマップであ
り、ディスク装置１，２については仮想アドレスマップ
と同様のデータおよびパリティのアドレス設定を行い、
シャドウディスク装置には仮想アドレスマップにおいて
データのみの格納を行うディスク装置５を割り当て、実
装されていないディスク装置３，４のパリティＰ１，Ｐ
２，Ｐ５，Ｐ６に加え、ディスク装置１，２でパリティ
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８の格納で使用できなくなったセ
クタアドレス２−３，１−４，２−７，１−８のそれぞ
れの格納アドレスを設定している。

【００４０】このため、ディスク装置１，２はパリティ
Ｐ３，Ｐ８を格納していても、シャドウディスク装置５
が存在することで、実質的にパリティを格納せずに全て
データ格納に使用したと同等の記録状態を得ることがで
きる。図１２は、ディスク装置３を増設した場合の初期
化とパリティの書き戻しである。即ち、増設したディス
ク装置３の全アドレスにゼロデータを入れて初期化す
る。次に、図１１（Ａ）の仮想アドレスマップを参照
し、ディスク装置３のパリティ格納アドレスとなるセク
タアドレス２，６を知って、シャドウディスク装置５よ
り同じセクタアドレスからパリティＰ２，Ｐ６を増設デ
ィスク装置３に書き戻す。

【００４１】図１３は、増設ディスク装置３に対するパ
リティＰ２，Ｐ６の書き戻し後の状態であり、書き戻し
が済んだらシャドウディスク装置５のセクタアドレス
２，６にゼロデータを入れて初期化している。最終的に
図１４のように、シャドウディスク装置５のゼロデータ
で初期化しているセクタアドレス２，６に、図１１の仮
想アドレスマップを参照してデータ格納用のアドレス３
−２，３−６を設定する。そして図１４の物理アドレス
マップの変換内容となるように、図２のアドレス変換テ
ーブル２６を組み替える。 （５）本発明の拡張構成処理 図１５のフローチャートは、図２の仮想アドレスマップ
テーブル２４およびアドレス変換テーブル２６を作成す
るためのセットアップ処理である。まずステップＳ１
で、パリティを複数のディスク装置に割り当てるための
パリティストライプのモード設定を行う。この設定モー
ドには、モード１〜モード３がある。モード１は図７の
予備ディスク装置（スペアディスク装置）の使用モード
であり、モード２は図３のスペアディスク装置非使用モ
ードＡであり、更にモード３は、図１１の変形実施例に
おけるスペアディスク非使用モードＢとなる。

【００４２】続いてステップＳ２に進み、ステップＳ１
で設定したモード設定の内容に従って、仮想アドレスマ
ップテーブル２４を作成する。即ち、モード１の設定に
あっては図７（Ａ）の仮想アドレスマップを作成し、モ
ード２にあっては図３（Ａ）の仮想アドレスマップを作
成し、モード３にあっては図１１（Ａ）の仮想アドレス
マップを作成する。

【００４３】次にステップＳ３で、実装されているディ
スク装置が最大構成Ｎ＝５台未満か否かチェックする。
５台未満であればステップＳ４に進み、シャドウディス
ク装置の設定を行う。即ち、モード１のスペアディスク
使用モードにあっては、スペアディスクをシャドウディ
スク装置とする。モード２，モード３のスペアディスク
非使用モードにあっては、特定の１台をシャドウディス
ク装置に設定する。

【００４４】続いてステップＳ５に進み、そのときの実
装ディスク装置で決まる物理アドレスマップの変換内容
となるように、アドレス変換テーブル２６を作成する。
図１６は、図１５のセットアップ処理が終了した後のホ
ストコンピュータ１０からの書込要求に対するデータ書
込処理である。まずステップＳ１で、ホストコンピュー
タから書込データを受信すると、ステップＳ２で、仮想
アドレスマップテーブル２４を参照し、データ書替えを
行うセクタアドレスをパリティ格納割当てが行われてい
るディスク装置のパリティアドレスとして検索する。

【００４５】次にステップＳ３で、アドレス変換テーブ
ル２６から物理アドレスマップ上のパリティアドレスに
変換し、ステップＳ４で、対応するディスク装置からパ
リティの読込みを行う。続いてステップＳ５で、新デー
タと旧パリティに基づいて新パリティを計算し、ステッ
プＳ６で、まずデータのディスク装置への書込みを行
い、続いてステップＳ７で、計算した新パリティのディ
スク装置への書込みを行う。

【００４６】一方、データ読出処理については、アドレ
ス変換テーブル２６の参照で、物理アドレスマップ上の
セクタアドレスを求めて読出しを行えばよい。また、該
当セクタアドレスからの読出データで訂正不可能なエラ
ーが起きた場合には、他のディスク装置の同一セクタア
ドレスのデータおよびパリティを読み出して、エラーと
なった読出データを復元し、これをホストコンピュータ
１０に転送することになる。

【００４７】図１７は、最大構成未満のディスク装置の
実装状態でディスク装置を増設した場合の拡張処理であ
る。まずステップＳ１で、ディスク装置を１台増設した
ならば、ステップＳ２で、増設ディスク装置の初期化を
行う。即ち、増設ディスク装置のセクタアドレスに全て
ゼロデータを書き込む。続いてステップＳ３で、実装し
たディスク装置は最大構成Ｎ＝５台に達したか否かチェ
ックする。

【００４８】５台未満であれば、ステップＳ４でアドレ
ス変換テーブルの組替えを行い、ステップＳ５で、シャ
ドウディスク装置から増設ディスク装置へのパリティの
書戻しを行い、ステップＳ６で、書き戻しが済んだシャ
ドウディスク装置の空き領域にゼロデータを格納する。
ここで図１１の予備ディスク装置を使用しない変形実施
例にあっては、書き戻しが済んだシャドウディスクのセ
クタアドレスに対しても新たなデータ格納のセクタアド
レスが設定されるため、運用状態にあっては、実際の格
納データが入ることになる。

【００４９】一方、ステップＳ３で、実装したディスク
装置が最大構成のＮ＝５台に達した場合には、ステップ
Ｓ７に進み、アドレス変換テーブルを削除し、ステップ
Ｓ８で、予備ディスク装置の使用モードか否かチェック
する。予備ディスク装置を使用しないモードであれば、
ステップＳ５に進み、それまでと同様にしてシャドウデ
ィスク装置から増設ディスク装置へのパリティの書き戻
しと、書き戻し後のゼロデータの格納を行う。

【００５０】一方、予備ディスク装置の使用モードであ
った場合には、ステップＳ９で、予備装置制御部３０を
始動する。予備装置制御部３０を始動した後の運用状態
においては、データ格納用に使用されている４台のディ
スク装置１〜４のいずれかで障害が起きると、予備装置
制御部３０によって、障害を起こしたディスク装置を除
く残り３台のディスク装置のデータとパリティから故障
を起こしたディスク装置のデータを予備ディスク装置５
に復元し、復元終了後に、予備のディスク装置５と正常
な３台のディスク装置でディスクアレイを構成して、ホ
ストコンピュータ１０からの要求に対応する。

【００５１】そして、故障したディスク装置は交換修理
することで使用可能とし、その後に予備のディスク装置
５のデータを移してもよいし、新品に交換したディスク
装置を論理的に予備ディスク装置に設定してもよい。
尚、ディスクアレイ１４を構成するディスク装置は、磁
気ディスク装置以外に、光ディスク装置、フロッピディ
スク装置、半導体メモリ装置などの適宜の物理デバイス
を用いることができる。また上記の実施例は最大構成Ｎ
＝５台を例にとっているが、必要に応じて適宜の最大構
成の数とできることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、最大構成となるディスク装置の台数をＮ台と任意に
予め定めておくことで、最小構成の３台から最大構成の
Ｎ台まで、必要に応じてディスク装置単位に増設するこ
とができ、このディスク装置の増設は実装済みのディス
ク装置のデータおよびパリティを別のディスク装置に退
避させる必要がなく、残したままディスク装置を増設す
るだけで、増設した拡張構成に移行することができ、し
かも拡張処理は実装が完了した後のセットアップ処理と
いうプログラムシーケンスで自動的に行うことができ、
ディスクアレイ装置の増設を簡単且つ効率良く行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例を示したブロック図

【図３】最大構成で予備ディスク装置を使用しない場合
の実施例による論理アドレスマップ、仮想アドレスマッ
プ及び物理アドレスマップの説明図

【図４】図３でディスク装置を増設した場合の増設ディ
スク装置の初期化とパリティの書き戻しの説明図

【図５】図４に続くパリティ書き戻し後のシャドウディ
スク装置の初期化の説明図

【図６】図３に対する増設完了後の運用中の物理アドレ
スマップの説明図

【図７】最大構成で予備ディスク装置を使用する場合の
実施例による論理アドレスマップ、仮想アドレスマップ
及び物理アドレスマップの説明図

【図８】図７でディスク装置を増設した場合の増設ディ
スク装置の初期化とパリティの書き戻しの説明図

【図９】図８に続くパリティ書き戻し後のシャドウディ
スク装置の初期化の説明図

【図１０】図７に対する増設完了後の運用中の物理アド
レスマップの説明図

【図１１】最大構成で予備ディスク装置を使用しない場
合の変形実施例による論理アドレスマップ、仮想アドレ
スマップ及び物理アドレスマップの説明図

【図１２】図１１でディスク装置を増設した場合の増設
ディスク装置の初期化とパリティの書き戻しの説明図

【図１３】図１２に続くパリティ書き戻し後のシャドウ
ディスク装置の初期化の説明図

【図１４】図１１に対する増設完了後の運用中の物理ア
ドレスマップの説明図

【図１５】本発明の仮想アドレスマップテーブルとアド
レス変換テーブルを作成するセットアップ処理のフロー
チャート

【図１６】本発明のデータ書込処理のフローチャート

【図１７】本発明の拡張処理のフローチャート

【図１８】従来のディスクアレイ装置のブロック図

【図１９】ランク単位の増設の説明図

【図２０】ディスク装置単位の増設の説明図

【図２１】既存データとパリティの退避を必要としない
従来装置のデータとパリティの格納状態の説明図

【符号の説明】

１〜６：ディスク装置 １０：ホストコンピュータ（上位装置） １２：ディスクアレイ制御装置 １４：ディスクアレイ １６：ＭＰＵ １８：ホストインタフェース制御部 ２０：デバイスインタフェース制御部 ２２：データ転送制御部 ２４：仮想アドレスマップテーブル ２６：アドレス変換テーブル ２８：パリティ演算部 ３０：予備装置制御部 ３２：ホストインタフェースケーブル ３４：デバイスインタフェースケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−160434（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166287（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224832（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多くともＮ台のディスク装置で１ランクを
   構成するディスクアレイ装置の拡張構成方法に於いて、 前記１ランクをＮ台のディスク装置で構成する際に、デ
   ータ及びパリティを格納するアドレスを定めた仮想アド
   レスマップテーブルを予め作成し、 前記Ｎ未満で３台以上の範囲となるＭ台のディスク装置
   により１ランクを構成した場合は、（Ｍ−１）台のディ
   スク装置に対するデータ及びパリティの格納アドレスが
   前記仮想アドレスマップテーブルと同一であり、残り１
   台のディスク装置をシャドウディスク装置と定義し、該
   シャドウディスク装置に前記仮想アドレスマップテーブ
   ルの中のディスク装置が実在しないパリティの格納アド
   レスを割り当てるアドレス変換テーブルを作成し、 上位装置からの入出力要求に対し前記アドレス変換テー
   ブルを参照してデータ読出し又はデータ書込みとパリテ
   ィの更新を行うことを特徴とするディスクアレイ装置の
   拡張構成方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のディスクアレイ装置の拡張
   構成方法に於いて、前記Ｍ台のディスク装置を（Ｍ＋
   １）台に増設した場合、 増設したディスク装置の前記仮想アドレスマップテーブ
   ルに対応する格納アドレスを初期化し、 前記シャドウディスク装置のパリティを前記仮想アドレ
   スマップテーブルに従って前記増設ディスク装置に書き
   戻し、該書き戻し後のシャドウディスク装置の格納アド
   レスは初期化し、 前記アドレス変換テーブルを（Ｍ＋１）台のディスク装
   置の拡張構成に対応して変更し、 上位装置からの入出力要求に対し変更後の前記アドレス
   変換テーブルを参照して（Ｍ＋１）台のディスク装置の
   データ読出し又はデータ書込みとパリティの更新を行う
   ことを特徴とするディスクアレイ装置の拡張方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のディスクアレイ装置の拡張
   構成方法に於いて、 前記仮想アドレスマップテーブルを、Ｎ台のディスク装
   置を用いた最大構成時に１台のディスク装置を空き状態
   として予備ディスク装置として使用するように作成した
   ことを特徴とするディスクアレイ装置の拡張構成方法。
4. 【請求項４】多くとも、Ｎ台のディスク装置で１ランク
   を構成するディスクアレイ装置であって、前記１ランク
   をＮ台のディスク装置で構成する際に、データ及びパリ
   ティを格納するディスク装置及び当該ディスク装置内の
   アドレスを示すアドレスマップテーブルを備え、１ラン
   クがＮ台未満で３以上の数であるＭ台のディスク装置で
   構成された場合、（Ｍ−１）台のディスク装置に格納さ
   れるべきデータ及びパリティの格納位置を前記アドレス
   マップテーブルに示された位置とし、 その他のディスク装置に格納されるべきパリティの格納
   位置を、残りの１台のディスク装置とすることを特徴と
   するディスクアレイ装置。