JP5925280B2 - テープに書き込されたファイルを消去する方法、プログラム、及びテープ装置 - Google Patents

Description

本発明は、テープ装置（テープドライブ）において、テープメデイア（テープ、メディア）に記録されたファイルの内容を物理的に消去することに関する。

テープドライブは、テープに情報を長期間バックアップとして記録するストレージ装置として利用されている。ＩＢＭは、ＬＴＦＳ (Linear Tape File System) と呼ばれるテープドライブのためのファイルシステムのフォーマットを公開し、そのコードをオープンソースの形で公開している。ＬＴＦＳは、テープメディアを Index Partition (ＩＰ) と Data Partition (ＤＰ) の２つの領域に分割する。前者には主にファイル名を始めとするメタ情報 (index)を、後者には主にファイルの本体を記録する。ＬＴＦＳ を用いてテープメディア上に保存されたファイルを消去する場合、ＩＰ上のindex から該当ファイルに関する情報を消去することにより実現する。ファイルを消去しても ＤＰ 上に保存されたファイルの本体に該当するデータは残り続ける。これは、ファイルを消去した後であっても消去したファイルの本体に該当するデータを読み出すことが技術的に可能であることを意味している。

ＬＴＦＳを利用するユーザは、データ・セキュリティの観点から、企業間のデータ交換などの目的でテープメディアを利用しデータの受け渡し後、データ・セキュリティの観点からメディア上のデータを読み出せないようにすることを求める。テープメディアに書き込まれたデータを読み出せないようにする機能として、Long Eraseと呼ばれる ＳＣＳＩ コマンドがある。これは、ユーザが指定した場所からパーティションの末尾まで、高周波のパターンを書き込むことにより、事前に記録されていたデータを読み出すことができないようにする。ＤＰの先頭に記録されたデータをLong Erase を利用して消去すると、テープの全長に渡り消去するという仕組み上、３時間程度の時間が必要になる。テープ全長に渡り記録されたデータを全て消去するためにはこの所要時間を避けることはできない。

図1 は、テープメディア上に書き込まれたファイル、レコード、データセットの関係を示す。
ホストのマイクロソフトのワードなどのアプリケーションが、ＬＴＦＳを介してファイル単位でテープドライブに書込み要求を発行する。テープドライブは、ＬＴＦＳから送られてきた可変長のデータ(レコード)をテープに書き込むに当たり、データセットと呼ばれる固定長の塊に再編しそのデータセットの単位でデータを書き込む。レコードの最大長は、環境により異なるが、一般的には１ＭＢ程度であり、それより容量が大きなファイルは複数のレコードに分割される。テープメディア上に書き込まれたファイル、レコード、データセットの関係を図示すると図１のようになる。データセットの容量は、テープメディアのフォーマット毎に一意に決まっており、一般的には数ＭＢ程度の容量を持つ。テープメディアからデータを読み出す際も同様に、テープドライブはテープメディアからデータセット単位で良み出し、データセットに含まれる該当レコードをＬＴＦＳへ送信する。

ＬＴＦＳを用いてテープメディア上に保存されたファイルを消去する場合がある。
ＩＰ上のindexから該当ファイルに関する情報を消去するのみでる。ＤＰ 上に保存されたファイルの本体に該当するデータは残り続ける形式に消去されたファイルの本体データを読み出すことが技術的に可能である。

図２は、 テープメディア上に書き込まれたFile Bを高周波のパターンで上書きした場合の模式図を示す。
実際にはインターリーブと呼ばれる機能により、例えばデータセットN+1（Data Set N+1） 内では File AとFile Bの内容が混在した形で記録されておりFile Bの部分だけ上書きするようなことはできない。例えインターリーブ機能を用いずにFileBの部分だけ上書きできると仮定する。図２の斜線部分を、図１のファイルＢを高周波のパターンで上書きすると、DataSet N+1 の大半が上書きされてしまう。テープドライブは、訂正符号を用いてもテープ上の Data SetN+1 を読めなくなる。これは、File Aの後半部分が読めなくなることを意味する。つまり、データセット内に消去したいファイルと保持したいファイルが混在している場合、消去したいファイルの内容のみを物理的に上書きすることはできない。

特許文献１は、ダミーのデータセットを介在させてデータセット間間隔を４ｍ制限することにより起因するテープ移動のバックヒッチ動作（減速・停止・加速巻き戻し）を回避することを示す。
特許文献２は、ストレージに記録したデータの消去に関し、既に消去された領域に関する情報を基に、ストレージに記録された全てのデータを消去するために、ストレージ全体を上書きするか、局所的に上書きするか切り替える技術である。

しかし、データ書き込み時にダミーデータを書き込むことにより、特定のデータを消去可能にするものではない。データセキュリィテー観点から、ユーザは企業間のデータ交換などの局面でテープ上のファイルを読み出せないようにとの要求がある。

特開２００７−９５２３１号公報 特開２００６−３４４１７７号公報

ここで、他のファイルを壊すことなくテープ上に保存した任意のファイルを上書きできないと課題を解決したい。そこで、本発明はファイルの完全な消去の前提として、テープに特殊なファイルの書込み方法を提供する。次に、本発明のファイルの物理的な消去を可能にする方法を提供する。

従って、本発明の目的は、テープドライブ用ファイルシステムにより、テープメディアに記録された任意のファイルの内容を物理的に消去する方法、テープドライブ、及びプログラムを提供することである。

かかる目的のもと、本発明は、テープに記録された、特定のファイルのレコードを含むデータセットを物理的に読み出し不可能に消去するために、テープ装置がホストのアプリケーションからのファイルをテープに書込む方法である。この方法は、
（ａ）前記アプリケーションから順次（シーケンシャル）に前記ファイルを構成するレコードを受け取るステップと、
（ｂ）前記ファイルのレコードと後続のファイルのレコードが同一のデータセットに含まれないように、前記ファイルを構成する複数のレコードに続けて所定の数のダミーのデータ（ダミーレコード）を追加するステップと、
（ｃ）ファイルの最終のレコードと後続（次）のファイルの先頭レコードとの間に前記ダミーレコードを介在させて、１つの前記データセットに隣接するファイルのレコードを含まない少なくとも１つのデータセットを構築するステップと、
（ｄ）先の前記ファイルのレコードを含むデータセット、前記ファイルの最終レコード及びダミーレコードを含むデータセット（ダミーのデータセット）と、前記後続のファイルを含むデータセットを含むデータセットをテープに書込むステップとを含む。

また、この書込み方法において、前記（ｂ）のダミーデータの追加するステップは、前記アプリケーションから所定の数のダミーレコード（固定長）として受け取ることを特徴とする。

また、この書込み方法において、記（ｂ）のダミーデータの追加するステップは、前記ファイルの先頭レコードがデータセットの先頭が一致するように、前記（ｃ）においてデータセットを構築することを特徴とする。

また、この書込み方法において、前記所定のサイズ及び数のダミーレコードは、書込みファイルの先頭のレコードが初めのデータセットの先頭に位置付けられ、最後のデータセットの内の最後のレコード以降は無効データで充填して、ファイルの複数のレコードを含む少なくとも１つのデータセットをテープに書き込むように決定されるータセットの内の最後のレコード以降は無効データで充填して、ファイルの複数のレコードを含む少なくとも１つのデータセットをテープに書き込むように決定されることを特徴とする。

また、この書込み方法において、前記書込むファイルを断片化したエクステントのレコードが含まれるデータセットの構成を特定するステップと、
前記書込むファイルのエクステントの先後に隣接するファイルのレコードが同一のデータセット内に存在しないことを保証するために、前記書き込みエクステントのレコードに後続してダミーレコードを追加して、次のデータセットが後続のファイルを含むように前記ファイル、ダミーレコード、後続のファイルを書込むステップと、を更に含む。

また、この書込み方法において、前記アプリケーションはテープ装置用ファイルシステムであり、前記テープをメタ情報を保管するインデックス・パーティションと、ファイルのレコードを保管するデータ・パーティションとに分割され、前記ファイル及び前記ファイルを構成する複数のエクステントは所定のサイズのレコード単位のレコードで書込むことを特徴とする。

また、この書込み方法において、前記テープの先頭のデータセットの書込み位置から４ｍの毎に、少なくとも1つのデータセットが書き込まれ、前記ファイルの消去後も残るように、前記ファイルを分割して、ダミーレコードを追加して、前記ファイルのデータセットを含まない前記少なくとも１つのデータセットを、４ｍ手前で書込むステップを、を更に含むことを特徴とする。

更に、かかる目的のもと、本発明は、上記の書込み方法によりファイルが書き込まれたテープから特定の前記ファイルを消去する方法である。この消去する方法は、
（ｅ）アプリケーションから消去するファイルの消去要求を受け取るステップと、
（ｆ）消去するファイルの先頭レコードを含むデータセットの先頭の位置を取得るステップと、
（ｇ）消去するファイルの直後に書き込まれたファイルの先頭レコードを含むデータセットの先頭の位置を取得するステップと、
（ｈ）前記（ｆ）で取得した位置から前記（ｇ）で取得した位置まで高周波パターンを書き込むステップと、を含む。

また、この書込み方法において、インデックス・パーティションに保管されたメタ情報から消去すべき前記ファイルのデータの位置を特定するステップと、
前記ファイルのデータ及びダミーレコードを含むデータセットの番号を特定するステップと、
前記データセットを高周波パターンで物理的に上書きするステップと、を更に含む。

更に、かかる目的のもと、本発明は、上記消去法により前記テープからファイルを消去した後の他のファイルの読み出し方法である。この消去方法は、
前記消去したファイルを読み出要求を受け取るステップと、
前記ファイルを読み出すことが出来ないことを示す読み出しエラー情報で応答を返すステップと、を含む。

更に、かかる目的のもと、本発明は、テープ装置の書込み読み制御が上述の各ステップ

更に、かかる目的のもと、本発明は、上述の各ステップをテープ装置において実行するためのコンピュータ・プログラムである。

上述の本発明を適用する方法により、ＬＴＦＳを介して記録されたファイルについて、
他のファイルへ影響を与えることなく、任意のファイルのデータ本体を短時間で消去できる。テープドライブは、任意のファイルを高周波のパターンを用い短時間で物理的に上書きすることを可能とする。また、各ファイル間にダミーデータを記録することにより、他のファイルへの影響を与えることなく、特定のファイルの物理的な消去を可能する。

テープメディア上に書き込まれたファイル、レコード、データセットの関係を示す。 テープメディア上に書き込まれたFile Bを高周波のパターンで上書きした場合の模式図を示す。 ＬＴＦＳの２つのパーティションにより区分けされたテープを示す。 ホストに接続されたテープドライブ（磁気テープ装置）を含むテープストレージシステム（テープ記録装置システム）のハードウェアを示す。 ＬＴＦＳフォーマットでのメディアのインデックス・パーティションとデータ・パーティションの内容を示す。 １つのファイルを部分的な書き換えの場合のインデックスファイルに含まれる位置メタ情報及びファイル・データの部分（エクステント）の変更内容を示す。 図７は、テープメディア上に書き込まれたファイル間にデータセット１つ分の容量相当のダミーデータを書き込む場合の模式図を示す。 本発明のファイルの消去方法のフローチャートを示す。 テープメディア上に書き込まれたFile Bを含むデータセットを高周波のパターンで上書きした場合の本発明の消去の模式図を示す。

以下において、ホストに接続されたテープドライブを含むストレージシステムにおいてテープに複数のファイルを書込む（記録）する態様、及び、記録された複数のファイルから任意のファイルを消去する場合の実施の形態（実施例）を説明する。
本発明は、ファイルの完全な消去の前提として、テープにファイルを書込む特別な方法を与える。テープに複数のファイルを書込むに当たり、各ファイル間にダミーのデータ（ダミーデータまたはダミーレコード）を介在させて各ファイルをテープに書き込む。記録される際に所定のサイズのダミーレコードを所定の数介在させることにより、他のファイルへの影響を与えることなく、任意のファイルを高周波のパターンを用い短時間で物理的に上書きすることを可能とする方法に関する。

まずファイルの書込みの段階で、テープメディアに複数のファイルを保存するに当たり、各ファイル間にダミーデータを介在させて記録する。次に任意のファイルの消去の段階で、テープに順次（シーケンシャル）に書き込まれた複数のファイルから、任意のファイルを高周波パターンで物理的に上書きすることを可能とする。それにより、他のファイルへ影響を与えることなく、任意のファイルのデータ本体を短時間で消去することを可能とする。

本発明の実施例の基本動作を説明のため、ＬＴＦＳフォーマット、テープドライブ、ＬＴＦＳでのファイルのデータの書込みについて説明する。
図３は、ＬＴＦＳの２つのパーティションにより区分けされたテープを示す。
ＬＴＯ５テープドライブは、テープの長手方向に沿った書き込み領域のラップ（wrap）を往復しながらデータを書く。ＬＴＦＳではこのラップ２本分（１往復分）をインデックス・パーティションとして利用している。テープの先端部（ＢＯＴ：Beginning of Tape）から終端部（ＥＯＴ：End of tape）に渡ってＩＰとＤＰとの２つに区分される。ヘッドが同時に読み書きする単位がトラックであり、トラック１６本がラップ１本に相当する。
ＬＴＯ５のテープカートリッジでは、テープ長手方向は約８００ｍ、横手方向はラップ数８０本の幅である。ＩＰとＤＰとは２本のラップの保護領域（guard band）で区分される。テープはラップの長手方向に前後に進行し、ＢＯＴおよびＥＯＴにおいて進行する向きを反転することをラップターン（wrap turn）と呼ぶ。テープドライブのヘッドに対してテープの長手方向のＢＯＴからＥＯＴの移動時間は６０〜９０秒である。長手方向の半分のテープ移動時間は３０〜４５秒程度である。

テープドライブ用のファイルシステム、例えばＬＴＦＳでは、メディア上に書かれたデータをファイルとして見せることができる。ユーザがＬＴＦＳを利用してテープメディアに書き込むと、テープメディアではファイル本体の他、インデックスファイル（単にインデックスとも言う）と呼ばれるメタ情報をテープメディアに書き込む。インデックスは、メタ情報としてディレクトリ名及びファイル名やファイル作成日、及び、メディア上の位置、サイズ、ファイル内のオフセットなどを含む位置メタ情報（図６で説明されるエクステント）をＸＭＬ形式で含む。ＩＰには、主に最新のインデックスが書き込まれる。ＤＰには、ファイルの本体、及び、インデックスの履歴が書き込まれる。

ＬＴＦＳ を用いてテープメディア上のファイルを読み書きする場合、レコードと呼ばれる単位でデータの読み書きを行う。レコードは、ＬＴＦＳではブロックと呼んでＬＴＦＳフォーマットを与える。ブロックは、ファイルのデータが記録されるパーティション毎にパーティションの先頭から何番目のブロックであるという番号で管理される。インデックスファイルには、ファイルのデータに対するブロックの番号で指示される位置情報が含まれる。

図４は、ホストに接続されたテープドライブ（テープ装置）を含むテープストレージシステム（テープ装置システム）のハードウェアを示す。
テープドライブ６０は、ホスト３００のアプリケーションからファイルシステム（ＬＴＦＳ）を介してファイルの読み書き要求を受け取る。テープドライブは、通信Ｉ／Ｆ（インターファース）１１０と、バッファ１２０と、記録チャネル１３０と、読書きヘッド１４０と、制御部１５０と、位置決め部１６０と、モータドライバ１７０と、モータ１８０とを含む。

インターフェース１１０は、ネットワークを介してホスト３００との通信を行う。例えばインターフェース１１０は、ホスト３００から、テープカートリッジ（メディア、テープ）４０へのデータの書込みを指示する書込みコマンドを受信する。またインターフェース１１０は、ホスト３００から、メディア４０からのデータ読出しを指示する読出しコマンドを受信する。インターファース１１０は、書込みデータの圧縮と、読み出しデータの非圧縮とを行う機能を有し、実際のデータに対してメディアへの記憶容量を約２倍近く高めている。

テ−プドライブ６０は、ホスト３００のアプリケーションから送られた複数のレコードで構築されるデータセット（ＤａｔａＳｅｔ：ＤＳと言う）単位でメディア４０への読み書きを行う。ＤＳの典型的な大きさは４ＭＢである。ホスト３００のアプリケーションは、ファイルシステム（例えばＬＴＦＳ−ＡＰＩ(Application Program Interface））によりファイル名を指定して読み書きアクセスをテープドライブ６０に発行する。ファイルシステムは、ＳＣＳＩコマンドのレベルでレコードをテープドライブに書込み／読み出し要求（Ｗｒｉｔｅ／Ｒｅａｄ）を送る。ＤＳは複数のレコードで構成される。

各ＤＳは、データセットに関する管理情報を含む。ユーザデータはレコード単位で管理される。管理情報はデータセット情報テーブル（ＤＳＩＴ：Data Set Information Table）に含まれる。ＤＳＩＴは、そのＤＳに含まれるレコード又はブロック数およびＦＭ（Filemark）数、更にはメディアの先頭から書かれた累積レコード数および累積ＦＭ数、を含む。

バッファ１２０は、メディア４０に書込むべきデータ、また、メディアから読み出したデータを一時的に蓄積するメモリである。例えばバッファ１２０は、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory）によって構成される。記録チャネル１３０は、バッファ１２０に蓄積されたデータをメディア４０に書き出すため、またはメディア４０から読み出されたデータをバッファ１２０に一時的に蓄積するために用いられる通信経路である。

読書きヘッド１４０は、データ読書き素子を有し、メディア４０へのデータの書込み及びメディアからのデータの読出しを行う。本実施形態に係る読書きヘッド１４０はまたサーボ読取り素子を有し、メディア４０に設けられたサーボトラックから信号を読み取る。位置決め部１６０は、カートリッジ４０の短手方向（幅方向）に読書きヘッド１４０の移動を指示する。モータドライバ１７０は、モータ１８０を駆動する。

テ−プドライブ６０は、ホスト３００から受取ったコマンドに従って、データのテ−プへの書込みやテ−プからの読出しをする。テ−プドライブ６０は、バッファ、読み書きチャネル、ヘッド、モ−タ、テ−プを巻きつけるリ−ルと、読み書き制御と、ヘッド位置制御システムと、モ−タドライバとを含む。テ−プドライブは、テープカートリッジを着脱可能に搭載する。テ−プは、リ−ルの回転に伴い、長手方向に移動する。ヘッドは、テープの長手方向に移動してデータを書き込んだり、テ−プからデータを読出したりする。また、テープカートリッジ４０はカートリッジメモリ（ＣＭ：Cartridge Memory）と呼ばれる非接触不揮発性メモリを備える。テープカートリッジ４０に搭載されたＣＭは、テープドライブ６０により非接触的に読み書きされる。ＣＭはカートリッジ属性を保管する。テープドライブは、読出し及び書込み時に、ＣＭからカートリッジ属性を取り出して最適な読み書きができるようにする。

制御部１５０は、テープドライブ６０の全体の制御を行う。すなわち、制御部１５０は、インターフェースで受信したコマンドに従って、データのメディア４０への書込み及びメディア４０からのデータの読出しを制御する。また、制御部１５０は、読取られたサーボドラックの信号に従って位置決め部１６０を制御する。更に制御部１５０は、位置決め部１６０及びモータドライバ１７０を介してモータの動作を制御する。なお、モータドライバ１７０は制御部１５０に直接接続されてもよい。

図５は、ＬＴＦＳフォーマットでのメディアのインデックス・パーティションとデータ・パーティションの内容を示す。
（Ａ）は、ＬＴＦＳフォーマットで初期化した直後のテープメディアに書き込まれるメタ情報を示す。
テープメディアを ＬＴＦＳ フォーマットで初期化した直後には、テープメディアにはＡ）に示す情報が書き込まれる。
・ＦＩＤ(Format Identification Data set)は、テープドライブがテープメディアを初期化する際、テープメディアの先頭に書き込まれる特殊なデータであり、テープメディア上のパーティションの数や各パーティションの容量などの情報を持つ。
・ＶＯＬ１ Ｌａｂｅｌは、ANSI Label とも呼ばれるもので、文字通りＡＮＳＩで規定された一般的なフォーマットのラベルである。
・ＬＴＦＳ Ｌａｂｅｌは、ＬＴＦＳ フォーマットで規定されたラベルで、このテープメディアがＬＴＦＳフォーマットのどのバージョンに準拠してフォーマットされたかといった情報を保持するラベルである。ここでメディアに記録されるレコードのサイズを指示する。レコードサイズは例えば１ＢＭであり、ブロック・サイズ（block size）とも言う。
・ＦＭ(Filemark)とは、テープメディアで一般的に利用される、いわば本のしおりのようなものであり、データの位置合わせ(seek)を行う際に利用される。アプリケーション（ＬＴＦＳなど）は、ＳＣＳＩコマンドとして “WriteFM0”を発行してファイルの区切りの指標をテープメディアに記録する。
・Index#0とは、フォーマット時に書き込まれるインデックスであり、この段階ではファイル自体は一つも存在しないためファイル固有の情報は持たないもののテープメディアのボリューム名などの情報を保持するため書き込まれる。

（Ｂ）は、ＬＴＦＳフォーマットで初期化した後にファイルを書き込んだ場合にテープメディアに書き込まれる情報を示す。
ＬＴＦＳフォーマットで初期化後、ファイル（Ｆｉｌｅ１）を書き込むと、テープメディア上に書き込まれたデータは（Ｂ）のようになる。太線で囲まれた部分が追加/更新されたデータである。Index#1はＦｉｌｅ１のメタ情報（インデックス）を持つ。ＩＰは最新のインデックスのみ保持する一方、ＤＰはインデックスの履歴を保持する。インデックスを更新するタイミングはファイルシステムの実装にまかされており、例えば一定時間毎に更新したり、テープドライブからテープメディアを取り出す時のみ更新したりしている。更に使い続ける場合も、ＩＰに置かれるインデックスは常に最新のインデックスのみが置かれ、ＤＰは既存のインデックスを上書きすることなく、ファイルおよびインデックスを追記していく。

図５の（Ｃ）は、（Ｂ）の状態の後、更にファイル（Ｆｉｌｅ２）を書き込んだ場合のテープメディアに書き込まれる情報を示す。
最初のファイル（Ｆｉｌｅ１）をテープメディア上に書き込んだ後、次のファイル（Ｆｉｌｅ２）を追加すると、格納されるＦｉｌｅ１にＦｉｌｅ２が連続してテープメディアに保管される。Index#2はＦｉｌｅ１およびＦｉｌｅ２のメタ情報（インデックス）を持つ。

図５の（Ｄ）は、（Ｂ）の状態の後、Ｆｉｌｅ１の末尾に文字情報（Ｆｉｌｅ1-2）を追加してＦｉｌｅ1を更新した後、メディア上に書き込まれるメタ情報を示す。
文書作成アプリケーション（例、マイクロソフト社のワード）は、メディア上に書き込まれたファイルを更新した後、１つのファイル（Ｆｉｌｅ1）がＦｉｌｅ1-1及びＦｉｌｅ1-2のようにフラグメント化（fragmented）して記録する。

図６は、１つのファイルを部分的な書き換えの場合のインデックスファイルに含まれる位置メタ情報及びファイルのデータの部分（エクステント）の変更内容を示す。
エクステントは、位置メタ情報及びファイル・データの部分（fragment）を意味する。
インデックス(index)はファイルの位置情報（ポインター）をエクステント（extent）と呼ぶ形式で保管する。エクステントの要素（element）は、ファイルの部分（データ部分）の先頭のブロックの番号（StartBlock）,その番号のブロック内での開始オフセット（ByteOffset）,データのサイズ（ByteCount）,データ部分のファイルでの位置（FileOffset）を含む。ユーザデータはブロックサイズで指定されたサイズ（例えば５１２KB）単位のレコード単位でメディアに記録される。
StartBlockは、テープメディアの先頭から固定サイズのブロックの順番を指す。ByteOffsetは、特定番号のブロック内で書き始めるオフセットを示す。
ByteCountは、エクステントで指示されるデータ部分のデータサイズを指す。
FileOffsetは、エクステントで指示されるデータ部分のファイル位置を指す。
ブロックは、レコードまたはＦＭ（FileMaker：レコードの区切り）を含み、LTFS Labelにおいてサイズが指定される。ユーザデータはブロックサイズで指定されたサイズ（例えば５１２KB）単位のレコード単位でメディアに記録される。

サイズＬのＦｉｌｅ１がメディアに記録されている最初の場合（Ａ）、インデックスはエクステント（ｘ）であることを示す。Ｆｉｌｅ１は、テープメディアの長手方向にレコード単位で連続して書き込まれている斜線部分である。レコードはエクステントではブロックに相当する。データ部分の書換えの場合（Ｂ）は、（Ａ）でＦｉｌｅ１を書き込んだ後、そのＦｉｌｅ１のＭバイトから６００ＫＢを２５０ＫＢのレコードで書換えた場合エクステント（ｘ）（ｙ）（ｚ）の情報を示す。エクステント（ｙ）は、Ｆｉｌｅ１のデータ部分６００ＫＢバイトを変更して書き込まれる２５０KBのデータ（レコード）を指示する。データ部分の連続ではなく、後続するBlock番号（StartBlock:N+4）のレコードとして追記書込む。
エクステント(ｙ)は、StartBlock=N+4のオフセットByteOffset=0から２５０KBを追記（append write）する。
エクステント（ｘ）は、StartBlock=NのByteCount=Mまでのデータ（レコード）を指示す。ブロックNのオフセットMから６００ＫＢのデータは変更される。
エクステント（ｚ）は、StartBlock=N+2のByteOffset=(M+600K)modＤからByteCount=L-(M+600)のデータ部分を示す。Ｄはブロックサイズ（例えば５１２ＫＢまたは１ＭＢ）である。ByteOffsetはM+600KBをＤで割った余りであり、ブロック番号N+2でのオフセットを与える。
Ｆｉｌｅ１のインデックスは、データ部分な書換えにより、複数のエクステント（ｘ）→（ｙ）→（ｚ）にように分散化した配置情報を含む。

本発明の具体的なファイルの書き込み方法を説明する。
図７は、テープメディア上に書き込まれたファイル間にデータセット１つ分の容量相当のダミーデータを書き込む場合の模式図を示す。
各ファイルを書き込んだあと、データセット１つ分の容量相当のダミーデータ（dummydata）を書き込む。ダミーデータは複数のダミーのレコード（ダミーレコード）に構成される。それにより隣接するファイルが同一データセット内に存在しないことを保証する。特に、テープドライブ用のファイルシステム（ＬＴＦＳ）では放送業界などファイルサイズが比較的大きいファイルの保存に利用されることが多いことから、ダミーデータを書き込むことによるテープメディアの容量に与える影響は十分小さいと言える。

図８は、ファイルの消去方法のフローチャートを示す。
上述の書込み方法にファイルが書き込まれた場合、本発明のテープメディア上のファイルの消去方法を説明する。
図９は、 テープメディア上に書き込まれたFile Bを含むデータセットを高周波のパターンで上書きした場合の本発明の消去の模式図を示す。
図８のフローチャートについて図９のファイルＢを消去することを例に説明即する。ステップ１（Step1）は、ファイルBの先頭レコードであるレコード#X+5(Record X+5)へ位置合わせ(Locate)する。Read PositionというＳＣＳＩコマンドをテープドライブに発行する。このコマンドにより、消去するファイルの先頭レコードを含むデータセットであるデータセット#N+2(Data Set N+2)の先頭位置を取得できる。ステップ２(Step2)についても、Step1と同様の手順でデータセット#N+4(Data Set N+4)の先頭位置を取得できる。データセットは連続して書き込まれており、データセット#N+4の先頭の位置は、ファイルBの末尾を含むデータセットであるデータセット#N+3の末尾の位置と同一視できる。ステップ3(Step3)については、現在特定の領域に高周波パターンを書き込むインターフェースは提供されていないが、ベンダーユニークなＳＣＳＩコマンドを新設する等の方法により、実現できる。

ここまで、テープメディア上に保存されたファイルは分散していない、つまり、各ファイルはそれぞれ１つのエクステント(連続したレコード)から構成されていることを前提に解説した。次は、１つのファイルのデータがテープメディア上に断片化(fragmented)して書き込まれる場合を説明する。ＬＴＦＳは、記録済みのファイルのデータを更新または追記（append）する場合、１つのファイルのデーは、図５(Ｄ)に示すように２つのエクステントに断片化して書き込まれている。実際には必ずしも１つのエクステントから構成されるとは限らず、1つのファイルが複数のエクステントから構成されることもある。言い換えると、ファイルが断片化して記録されている。複数のエクステントから構成されるファイルを書き込む/消去する場合には、上述の解説のファイルをエクステントと読みかえ、エクステント間にダミーデータを書き込み、消去するファイルを構成する全エクステントを高周波のパターンで上書きすれば良い。

上述の消去の方法によりテープメディア上から任意のファイル消去した後のそのファイルの読み出そうとするテープドライブの挙動について説明する。消去したファイルを読み出そうとすると、消去したファイルを構成するレコードを含むデータセットが高周波パターンで上書きされている。読み出し指示をしたファイルのレコード位置には高周波パターンであるため、テープドライブは読み出すことが出来ず、読み出しエラーとなる。

他のファイルを読み出す場合、テープドライブの実装によっては、４ｍ以上データセットが書き込まれていない領域が続くと、それ以降に書き込まれたデータセットを探索できないものもある。連続するファイルに対応するデータセットについて上述の消去方法を実行すると、例えば４ｍ以上高周波パターンで上書きされた領域が存在する場合がある。このようなテープドライブに対応するためには、ファイル書き込み時にテープの先頭から４ｍ弱毎に「別のエクステント」に分割し、エクステント間に適量のダミーデータを書き込むことにより、高周波パターンを用いたファイルの消去後も４ｍごとに１個ないし数個のデータセットが残るようにすることで対応できる。

４ｍ制限の書込み方法について、具体例で説明する。
あるファイルが、従来技術ではレコード#101〜120 までの連続する２０レコードからなる１つのエクステントで構成されている場合を想定する。そのレコード数のデータ分のテープメディアの長さが８ｍ弱に相当とすると仮定する。本発明ではそのファイルをレコード#101〜110 とレコード#115〜124 というそれぞれ連続する１０個のレコードからなる長さ４ｍ弱の２つのエクステントに分割する。具体的には、データセットの４ｍ以上の空白を避けるためファイルを、２つのエクステント間にレコード#111〜114のダミーデータを書き込むことである。従来 1 ファイルが 1 エクステントで済んでいたところを、本発明により複数のエクステントを用いることになり、その２つ目以降のエクステントを「別のエクステント」と表現している。４ｍ弱で、直前書き込みファイルのエクステントと無関係データ (ダミーデータ) を持つレコードを書き込むことにより、ファイルを構成するレコードの連続性が途切れ、その結果ファイルが複数のエクステントにダミーデータで構成されたデータセットの介在により分断される。

本発明のファイルの消去方法がファイル消去所要時間に与える影響を説明する。
従来は、あるファイルを高周波パターンを用いて上書きしようとすると、最大約３時間かかる。パーティション末尾に存在するファイルを消去する場合は、ファイルの末尾からパーティション末尾まで高周波パターンを書き込む所要時間は無視できる。任意の場所に記録されたファイルの平均消去所要時間は、最大所要時間の半分である 1 時間半程度と言える。本発明を適用することにより、ファイルの消去はファイルの書き込みと同程度の所要時間、つまり、第６世代ＬＴＯ（Linear Tape Open）テープドライブでは１秒当たり１６０ ＭＢ、第４世代エンタープライズテープドライブ (ＴＳ１１４０) では１秒当たり２５０ＭＢ分のデータを消去することが可能になる。ここでは、ファイルの先頭までの位置合わせ所要時間は考慮していないが、位置合わせ所要時間は、従来技術利用時と変わらない (平均４０秒、最大８０秒程度)。

金融業界を始め、企業間データ交換にテープディアを用いるに当たり、先頭に高々数ＧＢ(全容量の１％弱) のデータしか書き込まないで利用することは珍しくない。そのような状況において本発明のデータセットの消去方法を用いることによりファイル消去所要時間を低減することは非常に効果が大きい。

なお、テープ装置用のファイルシステム（ＬＴＦＳ）の場合の実施例を説明してきた。更に、本発明は、他のアプリケーション、例えばＴＳＭ (IBM Tivoli Storage Manager) やＴＡＲ(TapeArchive File)のファイルをテープ装置において書込み及び消去する場合にも適用できる。

以上より、本発明の方法を実装したテープドライブは、任意のファイルを高周波のパターンを用い短時間で物理的に上書きすることを可能とする。また、各ファイル間にダミーデータを記録することにより、他のファイルへの影響を与えることなく、特定のファイルの物理的な消去を可能する。なお、本発明を実施の形態（実施例）を用いて説明したが、本発明の範囲は上記実施例には限定されない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。

４０…テープカートリッジ（メディア、テープ）、
６０…テープドライブ、
１１０…通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）、
１２０…バッファ（ドライブバッファ）、
１３０…記録チャネル、
１４０…読み書きヘッド、
１５０…制御部（コントローラ、読み書き制御を含む）、
１６０…位置決め部
１７０…モータドライバ、
１８０…モータ、
３００…ホスト（サーバ）

Claims (12)

1. テープ装置がホストのアプリケーションからのファイルをテープに書込む方法であって、
   （ａ）前記アプリケーションから順次に前記ファイルを構成するレコードを受け取るステップと、
   （ｂ）前記ファイルのレコードと後続のファイルのレコードが同一のデータセットに含まれないように、前記ファイルを構成する複数のレコードに続けて所定の数のダミーのデータ（ダミーレコード）を追加するステップと、
   （ｃ）ファイルの最終のレコードと後続のファイルの先頭レコードとの間に前記ダミーレコードを介在させて、１つの前記データセットに隣接するファイルのレコードを含まない少なくとも１つのデータセットを構築するステップと、
   （ｄ）先の前記ファイルのレコードを含むデータセット、前記ファイルの最終レコード及びダミーレコードを含むデータセットと、前記後続のファイルを含むデータセットを含むデータセットをテープに書込むステップと、
   を含むファイルのデータの書込み方法。
2. 前記（ｂ）のダミーデータの追加するステップは、前記アプリケーションから所定の数のダミーレコードとして受け取ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記（ｂ）のダミーデータの追加するステップは、前記ファイルの先頭レコードがデータセットの先頭が一致するように、前記（ｃ）においてデータセットを構築することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記所定のサイズ及び数のダミーレコードは、書込みファイルの先頭のレコードが初めのデータセットの先頭に位置付けられ、最後のデータセットの内の最後のレコード以降は無効データで充填して、ファイルの複数のレコードを含む少なくとも１つのデータセットをテープに書き込むように決定される、請求項３に記載の書込み方法。
5. 前記書込むファイルを断片化したエクステントのレコードが含まれるデータセットの構成を特定するステップと、
   前記書き込みエクステントのレコードに後続してダミーレコードを追加して、次のデータセットが後続のファイルを含むように前記ファイル、ダミーレコード、後続のファイルを書込むステップと、
   を更に含む請求項１に記載のファイルのデータの書込み方法。
6. 前記アプリケーションはテープ装置用ファイルシステムであり、前記テープをメタ情報を保管するインデックス・パーティションと、ファイルのレコードを保管するデータ・パーティションとに分割され、前記ファイル及び前記ファイルを構成する複数のエクステントは所定のサイズのレコード単位のレコードで書込む請求項１の方法。
7. 前記ファイルを書込み場合に、前記テープの先頭のデータセットの書込み位置から４ｍの毎に、少なくとも1つのデータセットが書き込まれ、前記ファイルの消去後も残るように、前記ファイルを分割して、ダミーレコードを追加して、前記ファイルのデータセットを含まない前記少なくとも１つのデータセットを、４ｍ手前で書込むステップを、更に含む請求項１に記載のファイルの書込み方法。
8. 請求項１に記載の方法によりファイルが書き込まれたテープから特定のファイルを消去する方法であって、
   （ｅ）アプリケーションから消去するファイルの消去要求を受け取るステップと、
   （ｆ）消去するファイルの先頭レコードを含むデータセットの先頭の位置を取得るステップと、
   （ｇ）消去するファイルの直後に書き込まれたファイルの先頭レコードを含むデータセットの先頭の位置を取得するステップと、
   （ｈ）前記（ｆ）で取得した位置から前記（ｇ）で取得した位置まで高周波パターンを書き込むステップと、
   を含む特定のファイルをテープから消去する方法。
9. インデックス・パーティションに保管されたメタ情報から消去すべき前記ファイルのデータの位置を特定するステップと、
   前記ファイルのデータ及びダミーレコードを含むデータセットの番号を特定するステップと、
   前記データセットを高周波パターンで物理的に上書きするステップと、
   を含む請求項８に記載の方法。
10. 前記請求項８または９に記載の方法により前記テープからファイルを消去した後の他のファイルの読み出し方法であって、
    前記消去したファイルを読み出要求を受け取るステップと、
    前記ファイルを読み出すことが出来ないことを示す読み出しエラー情報で応答を返すステップと、を含むファイルの読み出し方法。
11. 前記テープ装置の書込み読み制御は、請求項１〜１０いずれか１項の各ステップを前記テープ装置において実行する、テープ装置。
12. 請求項１〜１０いずれか１項の各ステップを前記テープ装置において実行するためのコンピュータ・プログラム。

Images