JP4394806B2 - Backup device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックアップ装置に係り、特に、分散処理コンピュータ・システムにおいてデータを保存・管理するためのネットワーク・ファイルシステムのバックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータシステムでは、例えば、磁気ディスク装置の故障に備えて、磁気ディスク装置に保存したデータの複製を他の記録装置上に保存しておく必要がある。従来、このような複製を記録するために、磁気ディスク装置が接続されたコンピュータに、もう一台別の磁気ディスク装置を接続し、一方の装置に書きこみがおこなわれる際には、他方にも同時に書きこみがおこなわれるようにし、データの複製を維持するようにしてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、オペレーティング・システムに専用のソフトウェアを組込むか、特別なハードウェアを用意し、RAID 技術などを用い、複製保存用の磁気ディスクにも書きこみがおこなわれるようにする必要があった。
【0004】
本発明は、以上の点に鑑み、バックアップ装置を付加する際に、サーバコンピュータ及びクライアントコンピュータが、バックアップコンピュータに対応しないような既存システムを利用することを可能とし、特別なソフトウェアやハードウェアを追加する必要がないバックアップ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ファイルサーバとクライアントの間の通信内容を傍受して、その内容に基づきファイルサーバ内のデータの複製を他の装置上に作成することにより、データを保存・管理することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特に、ネットワークを経由して送信されている信号を、別のコンピュータ(バックアップコンピュータ)により傍受し、既存のコンピュータ・システムに一切の改変を加えずに、バックアップコンピュータに接続された磁気ディスク装置に、サーバコンピュータに接続された磁気ディスク装置に記録されるデータの複製を自動的に作成することを可能にする。
【0006】
本発明の解決手段によると、
ネットワークと、
前記ネットワークに接続され、信号を分岐するハブ装置と、
前記ハブ装置に接続されたサーバコンピュータと、
前記サーバコンピュータに接続されたサーバ記憶装置と、
前記ハブ装置に接続されたバックアップコンピュータと、
前記バックアップコンピュータに接続されたバックアップ記憶装置と
を備え、
前記サーバコンピュータは、クライアントコンピュータから前記ネットワークへ送信されたファイル制御要求を、前記ハブ装置を介して受信し、前記サーバコンピュータ宛のファイル制御要求に従って、前記サーバ記憶装置を更新し、
前記バックアップコンピュータは、クライアントコンピュータから前記ネットワークへ送信されたファイル制御要求を、前記ハブ装置を介して傍受し、前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求を選択して受信し、
前記バックアップコンピュータは、負荷の量を判断し、
(1)前記バックアップコンピュータは、低負荷時においては、
前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求に従って、前記バックアップ記憶装置を更新し、
(2)前記バックアップコンピュータは、過負荷時においては、
前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求の対象ファイルの識別情報を、前記バックアップ記憶装置又は内部メモリに記録し、
負荷が低下したと判定された際に、記録された前記識別情報に基づき、前記サーバコンピュータに対象ファイルの読み出し要求を送信し、
前記サーバコンピュータから更新された前記対象ファイルの最新の内容を受信して、前記バックアップ記憶装置を更新する
ことを特徴とするバックアップ装置を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明に関するネットワークファイルシステムの構成図を示す。本システムは、クライアントコンピュータ1、2、コンピュータ・ネットワーク3、ハブ装置4、サーバコンピュータ5、バックアップコンピュータ6、磁気ディスク装置等のサーバ記憶装置7及びバックアップ記憶装置8を備える。
【0008】
図1に示すように、コンピュータ・ネットワーク3にクライアントコンピュータ1と、サーバコンピュータ5が接続されているとする。ネットワークを利用したコンピュータ・システムの分散化により、サーバ記憶装置7に記録するデータは、利用者の手元のクライアントコンピュータから、別なコンピュータ(サーバコンピュータ5)へネットワークを経由して送信され、受信したコンピュータに接続されたサーバ記憶装置に記録される。バックアップコンピュータ6は、サーバコンピュータ5とコンピュータ・ネットワーク3の間をつなぐハブ装置4を介して、コンピュータ・ネットワーク3に接続される。
【0009】
データ更新時、クライアントコンピュータ1から、更新情報がネットワークを経由して、サーバコンピュータ5に送られる。バックアップコンピュータ6は、サーバコンピュータ5手前のハブ装置4を介して送信された更新情報を傍受し、指示されたデータの更新を、バックアップコンピュータ1に接続されたバックアップ記憶装置8に、サーバコンピュータ5と同様に記録して反映させる。
【0010】
図2に、基本アルゴリズムの説明図を示す。
通常のファイル処理では、クライアントコンピュータ1、2からファイルの読み出し要求、書き込み要求など制御要求がなされると(201)、そのパケットがクライアントコンピュータ1、2からサーバコンピュータ5へネットワークを通じて送信される。通常、このパケットは、例えば TCP/IP または UDP/IP 等の形式のパケットであるが(203)、実際に送信される際には、より低レベルのパケット、例えばイーサネット パケットに分解されて送信される(205)。なお、この TCP/IP または UDP/IP 等のパケットは、ルータ等を経由してもよい。サーバコンピュータ5側では、イーサネット パケットを元のパケット、例えば TCP/IP または UDP/IP のパケットに復元する。
【0011】
コンピュータネットワーク3として広く使われているイーサネット (IEEE802.3等) では、ネットワークへ送出されたイーサネットパケットは、同じイーサネットに接続された全てのサーバコンピュータ5等に受信される(207)。なお、イーサネットのようなブロードキャスト型のネットワークは無線 LAN など他にもあり、本発明は、ブロードキャスト型、マルチゲスト型等、又は、ループ、バス、スター構成等の適宜のネットワークに適用することができる。受信したサーバコンピュータ5等は、受信したパケットを調べ、他人宛であれば破棄し、自分宛のものだけを処理する(209)。例えば、TCP/IP または UDP/IP パケットに復元し、書き込み禁止要求等に従って(211)、ファイルシステムを更新する(213)。
【0012】
本発明では、サーバコンピュータ5が接続されているコンピューターネットワーク3、例えば、イーサネットに送出されたイーサネットパケットをバックアップコンピュータ6が受信できるよう、ハブ装置4を介して、同じコンピューターネットワーク3にバックアップコンピュータ6を接続する(215)。バックアップコンピュータ6は、イーサネットパケットのうち、自分宛のものの他、サーバコンピュータ5宛のものも選択して、破棄せず処理し、TCP/IP または UDP/IP パケット等のパケットに復元するようにする(217)。すなわち、バックアップコンピュータ6は、復元したサーバコンピュータ5宛の TCP/IP または UDP/IP パケット等のパケットのうち、宛先ポート番号の識別により、サーバコンピュータ5宛のパケットだけを選び出し、それ以外を破棄する。こうして得たパケットの内容を読みとることで、バックアップコンピュータ6は、クライアントによるファイルの書き込み要求等を得ることができる(219)。バックアップと無関係な、ファイルの読み込み要求等は無視する。
【0013】
バックアップコンピュータ6は、ファイルの書きこみ要求に従って、自分のファイルシステムを更新する(221)。なお、ファイルシステムは、通常、磁気ディスク装置等のバックアップ記憶装置8上に構築されるが、これに限らず適宜の内部又は外部記憶装置を用いることができる。ここで、更新方法は、例えば、完全複製と差分複製の2通りがある。
【0014】
完全複製では、ファイルシステム(バックアップ記憶装置8)がサーバコンピュータ5のものと完全に一致するように更新する。この更新方法では、サーバコンピュータ5が故障した場合には、即座にバックアップコンピュータ6がサーバコンピュータ5の代替機となれる。一方、バックアップコンピュータ6にも大容量のバックアップ記憶装置8が必要となる。
【0015】
また、差分複製では、ファイルの書きこみ要求の履歴だけを、バックアップコンピュータ6のファイルシステム(バックアップ記憶装置8)に保存する。この更新方法は、他の記憶装置、例えば、磁気テープ装置などによるデータの完全バックアップと組み合わせて使う。従って、バックアップコンピュータ6は、サーバコンピュータ5が故障した場合には、代替機とはなれないものの、サーバコンピュータ5のファイルシステムを復元するのに用いられる。
【0016】
つぎに、図3に、過負荷時のアルゴリズムの説明図を示す。
バックアップコンピュータ6は、書き込み要求を受信すると(301)、低負荷又は過負荷に応じて次のような処理を実行する。低負荷・過負荷は、たとえば、オペレーティングシステムが提供する機能を使って判定するか、一定時間あたりに処理した書きこみ要求の数が一定数を超えたか否かで判定する。低負荷時は、バックアップ・ファイル及びシステム更新を実行する(303)。
【0017】
一方、例えば、大量のファイル書きこみ要求が発生した場合、バックアップコンピュータ6が過負荷になり、受信した要求を即座に自分のファイルシステムに反映できないことがある。このような過負荷時には、バックアップコンピュータ6は、どのファイルの内容が更新されたのかという情報(例えば書き込み要求の対象ファイルの名前)を、自分のファイルシステム(バックアップ記憶装置8)または適宜の内部メモリに記録する(305)。バックアップコンピュータ6は、時間が経過して、低負荷になるのを待つ。一定時間毎に負荷を監視して、負荷が低下したと判定された際に、サーバコンピュータ5に、対象ファイルの読み出し要求(例えば、名前が記録されたファイルの内容の読み出し要求)を、クライアントとして送信する(307)。バックアップコンピュータ6はサーバコンピュータ5から、更新された対象ファイルの最新の内容を受信する(309)。その後、バックアップ記憶装置8を更新して、自分のファイルシステムに反映する(311)。
【0018】
本発明では、サーバコンピュータ5とバックアップコンピュータ6の間の通信に、特別なプロトコルを使うのではなく、バックアップコンピュータ6が普通のクライアントとなって、サーバコンピュータ5に要求を出す。これにより、サーバコンピュータ5に特別な改造をほどこす必要がなくなる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によると、以上のように、バックアップ装置を付加する際に、サーバコンピュータ及びクライアントコンピュータが、バックアップコンピュータに対応しないような既存システムを利用することを可能とし、特別なソフトウェアやハードウェアを追加する必要がないバックアップ装置を提供することができる。また、本発明によると、ファイルサーバとクライアントの間の通信内容を傍受して、その内容に基づきファイルサーバ内のデータの複製を他の装置上に作成することにより、データを保存・管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ネットワークファイルシステムの構成図。
【図2】基本アルゴリズムの説明図。
【図3】過負荷時のアルゴリズムの説明図。
【符号の説明】
1、2 クライアントコンピュータ
3 コンピュータ・ネットワーク
4 ハブ装置
5 サーバコンピュータ
6 バックアップコンピュータ
7 サーバ記憶装置
8 バックアップ記憶装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a backup apparatus, and more particularly to a network file system backup apparatus for storing and managing data in a distributed processing computer system.
[0002]
[Prior art]
In a computer system, for example, a copy of data stored in a magnetic disk device needs to be stored on another recording device in preparation for a failure of the magnetic disk device. Conventionally, in order to record such a copy, when another magnetic disk device is connected to a computer to which the magnetic disk device is connected and writing is performed on one of the devices, the other is also recorded. At the same time, writing has been done and data replication has been maintained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the past, it was necessary to embed dedicated software in the operating system, or to prepare special hardware, and to write data to the magnetic disk for copy storage using RAID technology. .
[0004]
In view of the above points, the present invention makes it possible for a server computer and a client computer to use an existing system that does not support a backup computer when adding a backup device, and adds special software and hardware. It is an object of the present invention to provide a backup device that does not need to be performed. In addition, the present invention intercepts communication contents between a file server and a client and creates a copy of the data in the file server on another device based on the contents, thereby storing and managing the data. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In particular, the present invention intercepts a signal transmitted via a network by another computer (backup computer), and does not modify the existing computer system without any modification. It is possible to automatically create a copy of data recorded on a magnetic disk device connected to a server computer in the disk device.
[0006]
According to the solution of the present invention,
Network,
A hub device connected to the network and for branching signals;
A server computer connected to the hub device;
A server storage device connected to the server computer;
A backup computer connected to the hub device;
A backup storage device connected to the backup computer,
The server computer receives a file control request transmitted from a client computer to the network via the hub device, updates the server storage device according to the file control request addressed to the server computer,
Said backup computer, the file control request transmitted from the client computer to the network, intercept through the hub device, selects and receives the file control request addressed to the server computer,
The backup computer determines the amount of load;
(1) The backup computer has a low load when
Updating the backup storage device according to the file control request addressed to the server computer;
(2) When the backup computer is overloaded,
The identification information of the target file of the file control request addressed to the server computer is recorded in the backup storage device or internal memory,
When it is determined that the load has decreased, based on the recorded identification information, a request to read the target file is sent to the server computer,
Receive the latest contents of the target file updated from the server computer and update the backup storage device
A backup device is provided.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration diagram of a network file system according to the present invention. The system includes client computers 1 and 2, a
[0008]
As shown in FIG. 1, it is assumed that a client computer 1 and a server computer 5 are connected to a
[0009]
When data is updated, update information is sent from the client computer 1 to the server computer 5 via the network. The backup computer 6 intercepts update information transmitted via the
[0010]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the basic algorithm.
In normal file processing, when a control request such as a file read request or write request is made from the client computers 1 and 2 (201), the packet is transmitted from the client computer 1 to the server computer 5 through the network. Normally, this packet is a packet in the format of, for example, TCP / IP or UDP / IP (203), but when actually transmitted, it is broken down into lower level packets, for example, Ethernet packets and transmitted. (205). This TCP / IP or UDP / IP packet may pass through a router or the like. On the server computer 5 side, the Ethernet packet is restored to the original packet, for example, a TCP / IP or UDP / IP packet.
[0011]
In Ethernet (IEEE802.3 or the like) widely used as the
[0012]
In the present invention, the backup computer 6 is connected to the
[0013]
The backup computer 6 updates its own file system in accordance with the file write request (221). The file system is normally constructed on the
[0014]
In complete replication, the file system (backup storage device 8) is updated so as to completely match that of the server computer 5. In this updating method, if the server computer 5 fails, the backup computer 6 can immediately replace the server computer 5. On the other hand, the backup computer 6 also requires a large-capacity
[0015]
In differential replication, only the file write request history is stored in the file system (backup storage device 8) of the backup computer 6. This update method is used in combination with a complete backup of data by another storage device such as a magnetic tape device. Therefore, the backup computer 6 is used to restore the file system of the server computer 5 although it cannot serve as an alternative when the server computer 5 fails.
[0016]
Next, FIG. 3 shows an explanatory diagram of an algorithm at the time of overload.
When the backup computer 6 receives the write request (301), the backup computer 6 executes the following processing according to the low load or overload. The low load / overload is determined using, for example, a function provided by the operating system, or based on whether or not the number of write requests processed per certain time exceeds a certain number. When the load is low, the backup file and system update are executed (303).
[0017]
On the other hand, for example, when a large number of file write requests occur, the backup computer 6 becomes overloaded, and the received request may not be immediately reflected in its own file system. In such an overload, the backup computer 6 uses information about which file contents have been updated (for example, the name of the target file for the write request) to its own file system (backup storage device 8) or an appropriate internal memory. (305). The backup computer 6 waits for the passage of time to become a low load. When it is determined that the load has been reduced by monitoring the load at regular intervals, a request to read the target file (for example, a request to read the contents of a file in which a name is recorded) is sent to the server computer 5 as a client. Transmit (307). The backup computer 6 receives the latest contents of the updated target file from the server computer 5 (309). Thereafter, the
[0018]
In the present invention, instead of using a special protocol for communication between the server computer 5 and the backup computer 6, the backup computer 6 becomes a normal client and issues a request to the server computer 5. This eliminates the need for special modifications to the server computer 5.
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, when adding a backup device, the server computer and the client computer can use an existing system that does not support the backup computer, and special software and hardware are added. It is possible to provide a backup device that does not need to be performed. In addition, according to the present invention, the contents of communication between the file server and the client are intercepted, and the data is stored and managed by creating a copy of the data in the file server on another apparatus based on the contents. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a network file system.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a basic algorithm.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an algorithm at the time of overload.
[Explanation of symbols]
1, 2
Claims (3)
前記ネットワークに接続され、信号を分岐するハブ装置と、
前記ハブ装置に接続されたサーバコンピュータと、
前記サーバコンピュータに接続されたサーバ記憶装置と、
前記ハブ装置に接続されたバックアップコンピュータと、
前記バックアップコンピュータに接続されたバックアップ記憶装置と
を備え、
前記サーバコンピュータは、クライアントコンピュータから前記ネットワークへ送信されたファイル制御要求を、前記ハブ装置を介して受信し、前記サーバコンピュータ宛のファイル制御要求に従って、前記サーバ記憶装置を更新し、
前記バックアップコンピュータは、クライアントコンピュータから前記ネットワークへ送信されたファイル制御要求を、前記ハブ装置を介して傍受し、前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求を選択して受信し、
前記バックアップコンピュータは、負荷の量を判断し、
(1)前記バックアップコンピュータは、低負荷時においては、
前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求に従って、前記バックアップ記憶装置を更新し、
(2)前記バックアップコンピュータは、過負荷時においては、
前記サーバコンピュータ宛の前記ファイル制御要求の対象ファイルの識別情報を、前記バックアップ記憶装置又は内部メモリに記録し、
負荷が低下したと判定された際に、記録された前記識別情報に基づき、前記サーバコンピュータに対象ファイルの読み出し要求を送信し、
前記サーバコンピュータから更新された前記対象ファイルの最新の内容を受信して、前記バックアップ記憶装置を更新する
ことを特徴とするバックアップ装置。Network,
A hub device connected to the network and for branching signals;
A server computer connected to the hub device;
A server storage device connected to the server computer;
A backup computer connected to the hub device;
A backup storage device connected to the backup computer,
The server computer receives a file control request transmitted from a client computer to the network via the hub device, updates the server storage device according to the file control request addressed to the server computer,
Said backup computer, the file control request transmitted from the client computer to the network, intercept through the hub device, selects and receives the file control request addressed to the server computer,
The backup computer determines the amount of load;
(1) The backup computer has a low load when
Updating the backup storage device according to the file control request addressed to the server computer;
(2) When the backup computer is overloaded,
The identification information of the target file of the file control request addressed to the server computer is recorded in the backup storage device or internal memory,
When it is determined that the load has decreased, based on the recorded identification information, a request to read the target file is sent to the server computer,
Receive the latest contents of the target file updated from the server computer and update the backup storage device
A backup device characterized by that .
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