JP2008140289A - ストレージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト負担を低減しつつ、ディザスタリカバリにも対応すると共に大容量のバックアップデータを保存することである。
【解決手段】装置本体に書き込まれるデータを保持するマスタＬＵ１３と、筐体１１に着脱可能なＨＤＤ１５を有しマスタＬＵ１３のバックアップデータを保持するバックアップＬＵ１４と、バックアップＬＵ１４の状態を切り替えてバックアップデータの書き込みを制御するコントローラ１１とを具備し、コントローラ１１は、バックアップＬＵ１４をマスタＬＵ１３と同期させる同期状態と、バックアップＬＵ１４をマスタＬＵ１３から切り離す分割状態と、マスタＬＵ１３内のデータをバックアップＬＵ１４にコピーするコピー状態と、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５を筐体１１から取り外したオフライン状態とを管理するバックアップＬＵ状態テーブル１６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、データバックアップに好適なストレージ装置に関する。

情報システムの分野においては、コンピュータのハードウェアの故障やソフトウェアの障害などによるプログラムやデータの破壊又は紛失等に備え、記憶装置内の記憶内容をテープライブラリ内に装着された磁気テープへ保存するバックアップが行われている。この場合において、磁気テープは、テープライブラリから外部保管することができる上、外部保管した磁気テープをローテーションさせることで、テープライブラリの許容量以上のデータをバックアップすることが可能である。また、磁気テープを金庫等に保管することにより、ディザスタリカバリ（災害復旧）に備えることも可能である。

近年においては、ハードディスクなどの磁気ディスクの低価格化に伴い、磁気ディスクを磁気テープの代わりに使用して記憶内容のバックアップを行うケースが増えてきている。この場合には、複数の磁気ディスクに並列にデータを読み書きするＲＡＩＤ（Redundant Array of Inexpensive Disks）が利用されることが多い。例えば、バックアップ対象となる磁気ディスク装置から離れた場所にバックアップ用の磁気ディスク装置を設置し、これらの記憶内容を同期させるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７３０４号公報

しかしながら、上述のように磁気ディスクを使用して記憶内容のバックアップを行う場合においては、磁気ディスクを外部保管することができないことから、磁気テープのようにローテーションさせることができない。このため、磁気ディスクの最大容量以上のバックアップデータを保存することができず、また、ディザスタリカバリ（災害復旧）に対応することもできない。

また、特許文献１記載のシステムのように遠隔地にバックアップ用の磁気ディスク装置を設置し、磁気ディスク装置にバックアップデータを保存する場合には、磁気ディスク装置に要するコストおよび双方の磁気ディスク装置間のネットワークに要するコスト等、システムの構築に要するコスト負担が大きくなる。

本発明は、コスト負担を低減しつつ、ディザスタリカバリにも対応すると共に大容量のバックアップデータを保存することができるストレージ装置を提供することを目的とする。

本発明に係わるストレージ装置は、 装置本体に書き込まれるデータを保持する磁気ディスク上に形成されるマスタ論理ユニットと、着脱可能な磁気ディスク上に形成され前記マスタ論理ユニット内のデータのバックアップデータを保持するバックアップ論理ユニットと、前記バックアップ論理ユニットの状態を切り替えて前記バックアップ論理ユニットに前記マスタ論理ユニットの前記バックアップデータの書き込みを制御するコントローラとを具備し、
前記コントローラは、前記バックアップ論理ユニットを前記マスタ論理ユニットと同期させる同期状態と、前記バックアップ論理ユニットを前記マスタ論理ユニットから切り離す分割状態と、前記マスタ論理ユニット内のデータを前記バックアップ論理ユニットにコピーするコピー状態と、前記バックアップ論理ユニットを構成する磁気ディスクを装置筐体から取り外したオフライン状態とを管理する管理テーブルとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、コスト負担を低減しつつ、ディザスタリカバリにも対応すると共に大容量のバックアップデータを保存することができるストレージ装置を提供できる。

図１は、本発明の実施の形態に係わるストレージ装置１０の全体構成図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係わるストレージ装置１０は、その筐体１１内にコントローラ１２と、マスタＬＵ１３と、複数のバックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎとを備えている。ここで、ＬＵ（Logical Unit）とは、例えば、複数の磁気ディスク装置（以下、適宜「ＨＤＤ」という）から構成される１つのＲＡＩＤグループ上の論理ユニットのことである。

コントローラ１２は、装置全体の制御を行うものであり、ストレージ装置１０が接続されるホストコンピュータ等からの指示に応じて、マスタＬＵ１３やバックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎに対してデータを書き込む一方、マスタＬＵ１３やバックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎからデータを読み出す。マスタＬＵ１３は、コントローラ１２の制御の下、ストレージ装置１０に書き込まれたデータを保持するものである。

バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎは、マスタＬＵ１３のバックアップデータを保持するものであり、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎは、バックアップタイミングの異なるバックアップデータの保持に用いられる。各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎにおけるバックアップデータは、コントローラ１２の制御の下、マスタＬＵ１３と、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎとの後述する同期、切り離しを行うことによって保持される。

なお、図１においては、ｎ個のバックアップＬＵ１４を備える場合について示しているが、バックアップＬＵ１４の数量については適宜変更が可能である。また、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎは、図１に示すように、２つのＨＤＤ１５ａおよび１５ｂにより１つのＲＡＩＤグループ上の論理ユニットを構成する場合について示している。

各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎは、一定条件の下、ストレージ装置１０の筐体１１から着脱可能に構成されている。以下においては、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎを筐体１１の外部に取り出すことを「エクスポート」と呼び、その操作を「エクスポート操作」と呼ぶものとする。また、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎを筐体１１の内部に挿入することを「インポート」と呼び、その操作を「インポート操作」と呼ぶものとする。

ここで、バックアップＬＵ１４における状態遷移について図２を用いて説明する。図２は、ストレージ装置１０が有するバックアップＬＵ１４の状態遷移についての説明図である。図２に示すように、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎは、ＳＰＬＩＴ、ＣＯＰＹ、ＳＹＮＣ及びＯＦＦＬＩＮＥという４つの状態を有している。

ＳＰＬＩＴ状態とは、バックアップＬＵ１４が筐体１１内に存在し、マスタＬＵ１３と切り離されている状態を示す。ＳＹＮＣ状態またはＣＯＰＹ状態における同期またはコピーを中断してマスタＬＵ１３とバックアップＬＵ１４とを切り離すと、ＳＹＮＣ状態またはＣＯＰＹ状態からＳＰＬＩＴ状態に遷移する。なお、ストレージ装置１０に新たにバックアップＬＵ１４が生成された場合には、生成されたバックアップＬＵ１４は、ＳＰＬＩＴ状態になる。

ＣＯＰＹ状態とは、マスタＬＵ１３からデータをコピーしている状態を示す。マスタＬＵ１３からバックアップＬＵ１４へのデータのコピーを開始すると、ＳＰＬＩＴ状態からＣＯＰＹ状態に遷移する。この場合において、バックアップＬＵ１４に対しては、マスタＬＵ１３とバックアップＬＵ１４との差分データのみがコピーされる。なお、差分データのコピーについては後述する。

ＳＹＮＣ状態とは、マスタＬＵ１３と同期している状態を示す。マスタＬＵ１３からバックアップＬＵ１４へのデータのコピーが完了すると、ＣＯＰＹ状態からＳＹＮＣ状態に遷移する。このＳＹＮＣ状態においては、マスタＬＵ１３へのデータの書き込みと同期して、バックアップＬＵ１４にもデータが書き込まれる。

ＯＦＦＬＩＮＥ状態とは、バックアップＬＵ１４が筐体１１の外部に取り外されている状態を示す。ＳＰＬＩＴ状態から筐体１１の外部にエクスポートされると、ＳＰＬＩＴ状態からＯＦＦＬＩＮＥ状態に遷移する。逆に、筐体１１の外部からその内部にインポートされると、ＯＦＦＬＩＮＥ状態からＳＰＬＩＴ状態に遷移する。

このようなバックアップＬＵ１４における状態遷移は、コントローラ１２により管理される。コントローラ１２は、図３に示すように、自身が保持するバックアップＬＵ状態テーブル１６と、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎを構成するＨＤＤ１５ａ、１５ｂがそれぞれ保持するバックアップＬＵ構成テーブル１７ａ、１７ｂとを参照しながらバックアップＬＵ１４における状態遷移を管理する。ここで、バックアップＬＵ状態テーブル１６、並びに、バックアップＬＵ構成テーブル１７ａ、１７ｂの内容について説明する。

図４は、バックアップＬＵ状態テーブル１６に登録されるデータの一例を示すデータ構成図である。図４に示すように、バックアップＬＵ状態テーブル１６は、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎに付与される番号（以下、「バックアップＬＵ番号」という）に対応付けて各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎの状態を登録するものである。バックアップＬＵ状態テーブル１６に登録されるバックアップＬＵ１４の状態は、状態遷移に応じて逐一更新される。

図５は、バックアップＬＵ構成テーブル１７に登録されるデータの説明図である。図５に示すように、各バックアップＬＵ構成テーブル１７には、対応するＨＤＤ１５が属するバックアップＬＵ１４のバックアップＬＵ番号、そのＨＤＤの識別情報、そのＨＤＤ１５が構成するバックアップＬＵ１４のＲＡＩＤレベル、ストライプサイズ、並びに、バックアップＬＵ１４を構成する全てのＨＤＤ１５の情報を保持する。

コントローラ１２は、それぞれのＨＤＤ１５から図５に示すバックアップＬＵ構成テーブル１７を読み出すことで、そのＨＤＤ１５が属するバックアップＬＵ１４、ＲＡＩＤ構成情報、バックアップＬＵ１４を構成する他のＨＤＤ１５などの情報を取得することができ、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５が筐体１１の内部に全て揃っているか否かを確認することができる。

次に、ストレージ装置１０において、バックアップＬＵ１４を筐体１１からエクスポートする場合、並びに、バックアップＬＵ１４を筐体１１にインポートする場合の操作について図６を用いて説明する。図６は、バックアップＬＵ１４をエクスポートおよびインポートする際の操作についてのシーケンス図である。

なお、図６においては、ユーザ操作とコントローラ１２との処理手順の関係について示している。また、インポート操作とエクスポート操作とは、同一の処理手順により行われ、多くの場合、同一時に行われる。以下においては、インポート操作とエクスポート操作とを同一時に行う場合について説明する。しかしながら、インポート操作とエクスポート操作とを別々に行うことも可能である。

ユーザがバックアップＬＵ１４のエクスポートおよびインポートを希望する場合には、まず、コントローラ１２に対してエクスポート／インポート要求が出力される（Ｓ６００）。例えば、エクスポート／インポート要求は、バックアップＬＵ１４が格納されている筐体１１の扉の鍵を開く方向に回す操作に応じて出力するように構成することが可能である。

エクスポート／インポート要求を受け付けると、コントローラ１２は、バックアップＬＵ状態テーブル１６を参照して、ＳＹＮＣ状態またはＣＯＰＹ状態のバックアップＬＵ１４が存在するか判定し、存在すれば強制的に切り離してそのバックアップＬＵ状態テーブル１６をＳＰＬＩＴ状態にする（Ｓ６０１）。そして、全てのバックアップＬＵ状態テーブル１６をＳＰＬＩＴ状態にした後、ユーザに対してエクスポートおよびインポートの許可を通知する（Ｓ６０２）。例えば、エクスポートおよびインポートの許可は、筐体１１の扉の鍵を開けることで通知するように構成することが可能である。

エクスポートおよびインポートの許可通知を受けると、ユーザは、手動でバックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５ａ、１５ｂのエクスポートおよびインポートを行う（Ｓ６０３）。そして、バックアップＬＵ１４のエクスポートおよびインポートを完了したならば、その旨をコントローラ１２に対して通知する（Ｓ６０４）。例えば、エクスポートおよびインポートの完了は、筐体１１の扉の鍵を閉める方向に回す操作に応じて出力するように構成することが可能である。

ステップＳ６０２でエクスポートおよびインポートの許可を通知した後、コントローラ１２は、ユーザからのエクスポートおよびインポートの完了通知を待機する（Ｓ６０５）。エクスポートおよびインポートの完了通知を受けると、コントローラ１２は、筐体１１内のバックアップＬＵ１４に属する全てのＨＤＤ１５ａ、１５ｂのバックアップＬＵ構成テーブル１７を読み込む（Ｓ６０６）。

そして、コントローラ１２は、それぞれのバックアップＬＵ１４を構成する全てのＨＤＤ１５が筐体１１内に存在するかを判定し（Ｓ６０７）、１つでもＨＤＤ１５が欠落している場合はユーザに対してエラーを通知する（Ｓ６０８）。例えば、ユーザへのエラーは、パネルやＬＥＤで報知することで通知するように構成することが可能である。

次に、コントローラ１２は、バックアップＬＵ状態テーブル１６のＳＰＬＩＴ状態のバックアップＬＵ１４であって、筐体１１内に存在しないバックアップＬＵ１４があるか判定する。そして、該当するバックアップＬＵ１４がある場合には、そのバックアップＬＵ１４をＯＦＦＬＩＮＥ状態に切り替える（Ｓ６０９）。

さらに、コントローラ１２は、バックアップＬＵ状態テーブル１６でＯＦＦＬＩＮＥ状態のバックアップＬＵ１４であって、筐体１１内に存在するバックアップＬＵ１４があるか判定する。そして、該当するバックアップＬＵ１４がある場合には、そのバックアップＬＵ１４をＳＰＬＩＴ状態に切り替える（Ｓ６１０）。

Ｓ６１０まで処理を行うと、バックアップＬＵ１４のエクスポート操作およびインポート操作が完了することとなるので、コントローラ１２は、ユーザに対して完了を通知する（Ｓ６１１）。例えば、ユーザへの完了は、パネルやＬＥＤで報知することで通知するように構成することが可能である。

本発明の実施の形態においては、２つのＨＤＤ１５ａ、１５ｂで構成されるバックアップＬＵ１４を一単位として筐体１１から着脱する場合について示している。この際、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５ａ、１５ｂを保持可能な保持部材（例えば、マガジン）に装着し、この保持部材を介して筐体１１から着脱することが好ましい。この場合には、誤ったＨＤＤ１５をバックアップＬＵ１４に装着される事態を防止することが可能となる。特に、保持部材の内部にばね等の弾性手段を配設しておくことが好ましい。この場合には、着脱時に発生する衝撃からＨＤＤ１５を保護することが可能となるので、よりＨＤＤ１５の可搬性に優れたストレージ装置１０を提供することが可能となる。

ここで、マスタＬＵ１３と、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎとの同期を取る場合の処理について説明する。コントローラ１２は、バックアップＬＵ１４の差分テーブルを保持し、この差分テーブルを参照することで、マスタＬＵ１３と、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎとの同期を取る。ここで、差分テーブルとは、全てのバックアップＬＵ１４毎にコントローラ１２が保持するものであり、マスタＬＵ１３と、各バックアップＬＵ１４−１〜１４−ｎとが有するデータの差分が登録されるものである。

以下、差分テーブルにおける差分データの管理方法について図７を用いて説明する。図７は、コントローラ１２が備える差分テーブルにおける差分データの管理方法についての説明図である。

例えば、マスタＬＵ１３を１Ｍバイトなどの固定サイズでブロックに分割し、その分割されたブロックと各差分テーブルのビットとを対応付ける。いま、マスタＬＵ１３のサイズが１Ｔバイトであり、ブロックサイズが１Ｍバイトである場合には、差分テーブルのサイズは、１Ｔバイト／（１Ｍバイト＊８）＝１２５Ｋバイトとなる。差分テーブルは、バックアップＬＵ１４毎に保持されるので、全ての差分テーブルのサイズの合計は１２５Ｋバイト＊バックアップＬＵ１４の数量となる。

そして、バックアップＬＵ１４がＳＰＬＩＴ状態またはＯＦＦＬＩＮＥ状態でマスタＬＵ１３に書き込み（ｗｒｉｔｅ）があると、マスタＬＵ１３に書き込まれたブロックに該当する差分テーブルのビットを「１」にする。また、バックアップＬＵ１４が新規に作られた場合には、差分テーブルの全てのビットを「１」に初期化する。このようにしてマスタＬＵ１３とバックアップＬＵ１４とのデータの差分を表現する。

そして、バックアップＬＵ１４の状態が、ＳＰＬＩＴ状態からＣＯＰＹ状態に遷移すると、差分テーブルのビットが「１」になっている部分に対応するマスタＬＵ１３のブロックをバックアップＬＵ１４にコピーする。そして、バックアップＬＵ１４へのコピーが完了すると、差分テーブルのビットを「０」にする。全てのビットが「０」になると、ＣＯＰＹ状態からＳＹＮＣ状態に遷移し、差分データを用いた同期が完了する。この方式により、外部保管されているバックアップＬＵ１４においても差分データのコピーが可能になり、高速なバックアップを実現できる。

このように本発明の実施の形態に係わるストレージ装置１０においては、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５を筐体１１に着脱可能とし、コントローラ１１は、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５を筐体１１から取り外したＯＦＦＬＩＮＥ状態を管理可能なバックアップＬＵ状態テーブル１６を備えている。これにより、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５を外部保管できるようになることから、バックアップＬＵ１４を磁気テープのようにローテーションさせることができるので、ストレージ装置１０の最大容量以上のバックアップデータを保存することが可能となる。また、筐体１１から取り出したバックアップＬＵ１４を金庫や遠隔地に保管することが可能となるので、火事や災害などで筐体１１ごと破壊された場合であってもデータを復旧することが可能となる。この場合に、遠隔地にバックアップ用の磁気ディスク装置を設置し、ネットワークを介してバックアップデータを送信する必要がないので、バックアップシステムの構築に要するコスト負担を抑制することができる。この結果、コスト負担を低減しつつ、ディザスタリカバリにも対応すると共に大容量のバックアップデータを保存することが可能となる。

また、ストレージ装置１０においては、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５に、ＨＤＤ１５の識別情報を登録するバックアップＬＵ構成テーブル１７を備え、コントローラ１１は、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５の着脱時にバックアップＬＵ構成テーブル１７を読み出し、その内容に応じてバックアップＬＵ１４の利用可否を判別している。これにより、バックアップＬＵ１４を構成するＨＤＤ１５を着脱可能な構成とした場合においても、バックアップＬＵ１４に対応するＨＤＤ１５が欠落する事態を防止することが可能となる。

また、外部保管しているバックアップＬＵ１４にコピーされるデータについて、コントローラ１１は、差分テーブルを用いて管理を行うこととしているため、エクスポートおよびインポートした後においても、より高速にデータのバックアップを行うことが可能となる。

なお、バックアップＬＵ１４への差分データのコピーを行う際には、差分テーブルのブロック単位でデータを暗号化することも可能である。暗号化には、例えば、ストレージ装置１０のファームウェアに記録された秘密鍵を使うことが考えられる。この場合には、ストレージ装置１０の筐体１１と、ファームウェアとの組合せがなければ復号することができないようになる。ただし、暗号前のデータサイズと暗号後のデータサイズとが同一のサイズになる暗号手法を使うことが必要となる。このように、バックアップＬＵ１４への差分データのコピー時に暗号化処理を施すことにより、外部保管したバックアップＬＵ１４内のデータを安全に保管することが可能となる。

以上の説明では、複数のＨＤＤ１５で構成され、ＲＡＩＤ装置として機能するバックアップＬＵ１４を備える場合について示しているが、ストレージ装置１０が備える記憶メディアについては、適宜変更が可能である。例えば、複数のランダムアクセス可能な記憶メディアにも適用することが可能である。

本発明の実施の形態に係わるストレージ装置の全体構成図。 本発明の実施の形態に係わるストレージ装置が有するバックアップＬＵの状態遷移についての説明図。 本発明の実施の形態に係わるストレージ装置のコントローラおよびバックアップＬＵ内のテーブルの説明図。 本発明の実施の形態におけるバックアップＬＵ状態テーブルに登録されるデータの一例を示すデータ構成図。 本発明の実施の形態におけるバックアップＬＵ構成テーブル１７に登録されるデータの説明図。 本発明の実施の形態におけるバックアップＬＵ１４をエクスポートおよびインポートする際の操作についてのシーケンス図。 本発明の実施の形態におけるコントローラが備える差分テーブルにおける差分データの管理方法についての説明図。

符号の説明

１０…ストレージ装置、１１…筐体、１２…コントローラ、１３…マスタＬＵ、１４−１〜１４−ｎ…バックアップＬＵ、１５ａ、１５ｂ…磁気ディスク装置（ＨＤＤ）、１６…バックアップＬＵ状態テーブル、１７ａ、１７ｂ…バックアップＬＵ構成テーブル。

Claims (1)

1. 装置本体に書き込まれるデータを保持する磁気ディスク上に形成されるマスタ論理ユニットと、着脱可能な磁気ディスク上に形成され前記マスタ論理ユニット内のデータのバックアップデータを保持するバックアップ論理ユニットと、前記バックアップ論理ユニットの状態を切り替えて前記バックアップ論理ユニットに前記マスタ論理ユニットの前記バックアップデータの書き込みを制御するコントローラとを具備し、
   前記コントローラは、前記バックアップ論理ユニットを前記マスタ論理ユニットと同期させる同期状態と、前記バックアップ論理ユニットを前記マスタ論理ユニットから切り離す分割状態と、前記マスタ論理ユニット内のデータを前記バックアップ論理ユニットにコピーするコピー状態と、前記バックアップ論理ユニットを構成する磁気ディスクを装置筐体から取り外したオフライン状態とを管理する管理テーブルとを備えることを特徴とするストレージ装置。

Images