JP4862847B2 - ディスクアレイのデータ復旧方法、ディスクアレイシステム及び制御プログラム - Google Patents
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しかし、例えば、RAID5で構成されるランク(複数のハードディスク内の一部集合)内の1つのディスク(図6の61)が故障し、スペアディスク(図6の62)に対して復旧する際に、復旧元のディスクでメディアエラー等のエラーが発生した場合に、復旧が失敗したアドレスについてのデータが消失するという問題がある。なお、図6において、ディスク63は、ディスク62にエラーが発生する前に縮退したディスクである。
また、特許文献1には、RAIDアレイの故障後に、ディスクアレイのストライプ情報に基づいてパリテイの再計算をすべきストライプと再計算をしないストライプとを判別し、これによりRAIDアレイを適正に回復させる技術が開示されている。
また、特許文献3には、ディスクアレイの複数の冗長グループ単位に対して複数のRAIDレベルを用意しておき、ディスクアレイの複数の冗長グループ単位の中のデータ損失の確率が高いと判断されるRAIDレベル、すなわち、最も弱いRAIDレベルから、データ再構築を、RAIDレベルでのシステム構成を変更することなく、冗長グループ単位全体について順次に行う技術が開示されている。
特許文献3は、ディスクアレイの複数の冗長グループ単位の中のデータ損失の確率が高いと判断されるRAIDレベル、すなわち、最も弱いRAIDレベルから、データ再構築を、RAIDレベルでのシステム構成を変更することなく、冗長グループ単位全体について順次に行うため、複数の冗長グループ単位分のスペアディスクが必要となるという技術的課題がある。
また、この信頼性を得るのに必要なディスク台数を低減させることができる。
この実施形態のディスクアレイシステム1は、RAID5で動作するように構成されたディスクアレイシステムの中の、エラーの多いランクをRAID6で動作させる装置に係り、図1に示すように、ディスクアレイシステム1は、ディスクアレイ装置10とディスクアレイ3とで概略構成されている。
ディスクアレイ3は、複数のディスク(HDD)3ijに(i=0,1,2,…,mのうちの1つ、j=0,1,2,…,nのうちの1つ)接続されている。
複数のディスク3ijは、複数のディスク群(ランク)に組み込まれるディスクと、ランクに組み込まれないディスクとがあり、後者のディスクは、スペアディスク又はQパリティディスクと呼ばれるディスクとして管理されている。ランクは、例えば、ディスクアレイの行方向の一部のディスク群から構成されている。
スペアディスク制御部14は、エラー情報管理部13からRAID情報管理部11を介して上記依頼を受け取ったことに応答しての未使用のスペアディスクの選択、選択されたスペアディスクをQパリティディスクとして使用することの切り替えと、通常のスペアディスクが必要になった場合に、ランク毎のエラー回数の比較、その比較結果に基づき一番エラー回数の少ないランクに割り当てられているQパリティディスクの選択、その選択されたQパリティディスクを通常のスペアディスクとして使用するための切り替えとを行う機能部である。
RAID情報管理部11、ディスク処理制御部12、エラー情報管理部13及びスペアディスク制御部14は、プログラムで制御可能に構成されている。
この実施形態をスペアディスクを使用した復旧方法について説明する。
ディスクアレイシステム1においてディスクの故障検出を開始すると、エラー情報管理部13が、ディスクアレイ3のランク毎のエラーの情報管理を行い(図3のステップS1)、スペアディスク制御部14が、未使用のスペアディスクの台数を確認して未使用のスペアディスクの台数が2以上であるか否かを判定する(図3のステップS2)
未使用のスペアディスクが2台以上であるならば(図3のステップS2のyes)、スペアディスク制御部14が、未使用のスペアディスクをQパリティディスクに変更する(図3のステップS4)。
未使用のQパリティディスクがあるならば(図3のステップS5のyes)、エラー情報管理部13が、Qパリティを使用していないランクの中で、一番エラーの多いランク(図2のエラーの多いHDD)を選び、Qパリティディスクの生成をRAID情報制御部11に依頼する(図3のステップS6)。
RAID情報制御部11は、エラー情報管理部13から依頼のあったQパリティのデータを未使用のQパリティディスクに作成する(図3のステップS7)。
これにより、RAID5で動作していた一番エラーの多いランクを、一時的に、RAID6に切り替えて動作させることができる。
また、その逆への復帰もできる。
また、RAID5でのシステム構成において、使用していないスペアディスクをエラーの多いランクのQパリティディスクとして使用して信頼性を強化しているので、この信頼性を得るのに必要なディスク台数を、RAID6によるシステム構成に比して低減する、換言すれば、RAID6のランク分のディスクを事前に用意しておく必要性が無くすことができる。
この実施形態の構成が、実施形態1のそれと大きく異なる点は、RAID5からRAID6への移行に必要なQパリテイの生成をデータ及びPパリテイの生成と非同期で行うようにした点である。
すなわち、この実施形態のディスクアレイ装置の特徴部分は、実施形態1でのRAID情報管理部においてエラー情報管理部からの依頼に応答してデータ及びPパリテイについての処理指示の発行に続く一連の処理の中でQパリテイについての処理指示を発行するのではなく、データ及びPパリテイについて発行した処理指示から許容し得る時間経過時にQパリテイの生成指示を発行するようにRAID情報管理部を変更することにある。図4において、線41は、書き込み時にデータとPパリティのみを更新し、ホストにレスポンスを返す場合を示し、線42は、ホストにレスポンスを返した後、これと非同期でQパリティの生成指示をRAID情報管理部で発行する場合を示す。
但し、Qパリティの生成が完了している場合に有効になるという制限はある。
この実施形態の構成が、実施形態1のそれと大きく異なる点は、スペアディスクとQパリティディスクとの切り替えなく同一の機能を達成し得るようにした点である。
すなわち、この実施形態のディスクアレイ装置の特徴部分は、スペアディスクに大容量のディスクを使用し、このスペアディスクを複数ランクのQパリティディスクとしも使用することにある。
例えば、上記のいずれの実施形態は、1つのランクについてRAID6を構築する例を説明したが、2以上のランクについてもRAID6を構築する仕組みに拡張することもできる。
上記各実施形態を構成するプログラムは、プログラミング言語で構成されるほか、その全部又は一部がファームウェアで構成されてもよい。
また、ディスクは、磁気ディスクであっても、半導体ディスクであってもよい。
上述したエラー発生度の高いランクをRAID構成のシステムの中で決定する例について説明したが、これと同等のことをその他の冗長アレイ構成のデータ格納システムにおいて実施し得る。
10 ディスクアレイ装置
11 RAID情報管理部(パリティ生成手段、レベル管理手段の一部)
12 ディスク処理制御部(格納制御手段)
13 エラー情報管理部(情報管理手段、予測手段)
14 スペアディスク制御部(レベル管理手段の残部)
Claims (10)
- 格納制御手段によってアクセスされるデータをRAID5で管理するディスクアレイのデータ復旧方法であって、
前記ディスクアレイは、それぞれが複数のディスクの群からなる複数のランクと、前記複数のランクのうち、どのランクにも組み込まれていないスペアディスク及びQパリティディスクとを備え、
前記ディスクアレイのランク毎にエラーの情報を管理し、
RAID5で動作している前記ランクの中から、管理されている前記エラーの情報に基づいて前記エラーが多く発生する可能性の高いランクを予測し、
予測された当該ランクのQパリティを生成し、生成されたQパリティを前記Qパリティディスクに格納し、
予測された前記ランクを、一時的に生成された上記Qパリテイを用いて、RAID6で動作させると共に、
未使用の前記スペアディスクを前記Qパリテイディスクに変更して使用する一方、通常の前記スペアディスクが必要になったときは、エラー回数の一番少ないランクに割り当てられている前記Qパリテイディスクを前記スペアディスクに変更することを特徴とするディスクアレイのデータ復旧方法。 - 未使用の前記スペアディスクが1台以下であるときは、ランク毎のエラー回数を比較し、エラー回数の一番少ないランクに割り当てられている前記Qパリティディスクを前記スペアディスクに変更することを特徴とする請求項1記載のディスクアレイのデータ復旧方法。
- 前記Qパリテイは、RAID5についてのデータ及びPパリティの生成と非同期で生成することを特徴とする請求項1記載のディスクアレイのデータ復旧方法。
- 前記スペアディスクの記憶領域と前記Qパリテイディスクの記憶領域とを単一のディスクに設けることを特徴とする請求項1又は2記載のディスクアレイのデータ復旧方法。
- 格納制御手段によってアクセスされるディスクアレイのランクをRAID5で管理するディスクアレイシステムであって、
それぞれが複数のディスクの群からなる複数の前記ランクと、前記複数のランクのうち、どのランクにも組み込まれていないスペアディスク及びQパリティディスクとを備える前記ディスクアレイと、
前記ディスクアレイのランク毎にエラーの情報を管理する情報管理手段と、
RAID5で動作している前記ランクの中から、前記情報管理手段によって管理されている前記エラーの情報に基づいて前記エラーが多く発生する可能性の高いランクを予測する予測手段と、
該予測手段によって予測された当該ランクのQパリティを生成し、生成されたQパリティを前記Qパリティディスクに格納するパリティ生成手段と、
前記予測手段によって予測された前記ランクを、一時的に前記パリティ生成手段によって生成された前記Qパリテイを用いて、RAID6で動作させるレベル管理手段とを備えてなると共に、
該レベル管理手段は、未使用の前記スペアディスクを前記Qパリテイディスクに変更して使用する一方、通常の前記スペアディスクが必要になったときは、前記情報管理手段は、エラー回数の一番少ないランクに割り当てられている前記Qパリテイディスクを選び、前記レベル管理手段は、選ばれた前記Qパリテイディスクを前記スペアディスクに変更することを特徴とするディスクアレイシステム。 - 前記情報管理手段は、未使用の前記スペアディスクが1台以下であるときは、ランク毎のエラー回数を比較し、エラー回数の一番少ないランクに割り当てられている前記Qパリティディスクを選び、前記レベル管理手段は、選ばれた前記Qパリテイディスクを前記スペアディスクに変更することを特徴とする請求項5記載のディスクアレイシステム。
- 前記パリティ生成手段によって生成される前記Qパリテイは、RAID5についてのデータ及びPパリティの生成と非同期で生成することを特徴とする請求項5記載のディスクアレイシステム。
- 前記スペアディスクの記憶領域と前記Qパリテイディスクの記憶領域とを単一のディスクに設けることを特徴とする請求項5又は6記載のディスクアレイシステム。
- コンピュータに請求項1乃至4のいずれか一に記載のディスクアレイのデータ復旧方法を実行させることを特徴とする制御プログラム。
- コンピュータを、請求項5乃至8のいずれか一に記載のディスクアレイシステムとして機能させることを特徴とする制御プログラム。
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