JP5040331B2 - 記憶装置、記憶装置の制御方法、及び記憶装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は記憶装置に関する。

記憶装置は記憶されたデータの保存の可能性を高めるために複数の記憶ユニットを冗長な構成とする。記憶装置には例えばディスクアレイ装置がある。ディスクアレイ装置は複数のディスク装置を有する。ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｓｋｓ）は、独立した複数のディスク装置を冗長構成とすることにより、データの保存の信頼性を高めるデータ記録方式である。ＲＡＩＤを構成するディスク装置をメンバディスクという。メンバディスクの一台が故障した場合、他のメンバディスクに格納されたデータにより故障したメンバディスクが有するデータを復元することができる。故障したディスクを置き換えることにより、データの保護が実現できる。ディスク装置はデータ保護に関する高信頼性が求められるため、ディスク装置自身が故障予知を報告する機能（ＳＭＡＲＴ（Ｓｅｌｆ−Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））を有する。故障予知を出力したＲＡＩＤのメンバディスクは代替のディスク装置に交換される。

故障予知の出力をしたメンバディスク（以下、故障予知ディスクという）のデータは、故障予知ディスク以外のメンバディスク（以下、正常ディスクという）に格納されたデータによって復元（リカバリ）される。復元したデータはＲＡＩＤの予備のディスク（以下、予備ディスクという）に書き込まれる。上記の一連の復元処理はＲｅｂｕｉｌｄ処理という。

故障予知ディスクは将来に真の故障が発生する確率が高いため、可能な限り故障予知ディスクへのアクセスを抑止することが望ましい。しかし、ホストコンピュータからの書込データを格納する場合、ＲＡＩＤを構成するメンバディスク間でデータの不整合が発生しないようにデータを書き込む必要がある。故障予知ディスクにデータを書き込むことによって、故障予知ディスクへのアクセスを行った結果、故障予知ディスクが真に故障した状態になる恐れがある。故障予知ディスクが真に故障した場合、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理中に正常ディスクでデータを読み込めなかった時に、読み込めなかったデータを復元することができなかった。一方、故障予知ディスクに対して一切のデータの読み書きを行わない場合、正常ディスクに格納されたデータと故障予知ディスクとの間で、データの整合性がない領域が存在することとなり、データの整合性がない領域のデータは復元できない場合があった。

従来技術として下記の文献がある。
特開２００５−１５７７３９号公報 特開２００６−７９４１８号公報

本発明は上記のような問題点を解決するために、データが復元される可能性が高い記憶装置の提供を課題とする。

本発明を解決するための手段を以下に述べる。

第一の手段による記憶装置は、ホスト装置からのデータを格納する第１の記憶ユニットと、第１の記憶ユニットに格納されたデータを復元するためのデータを格納する第２の記憶ユニットと、第１の記憶ユニットの故障が予知されたときに、第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが行われる予備記憶ユニットと、第１、第２の記憶ユニット及び予備記憶ユニットに対するデータの読み出しまたは書き込みを制御する制御部と、を有し、制御部は、第２の記憶ユニットに格納されたデータを用いて復元に成功した場合、復元に成功したデータを予備記憶ユニットに書き込み、復元に失敗した場合に、復元に失敗したデータに対応するデータを第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを予備記憶ユニットに書き込む。

第二の手段による記憶装置は、第二の手段の制御部が更に、冗長データ記憶ユニットによる予備の記憶ユニットに書き込むデータの復元が失敗した領域に対応する予備の記憶ユニットの領域がホスト装置からのデータの書き込みを行った領域であると識別したときに、予備の記憶ユニットに格納されたデータにより冗長データ記憶ユニットのデータを復元する。

第三の手段による記憶装置では、記憶ユニットは磁気ディスク装置である。

第四の手段による記憶装置では更に、予め定めた所定数以上の復元を実行する処理が実行された場合に、記憶装置に異常が有る旨を出力する。

第五の手段による記憶装置では、交換すべき旨を出力した記憶ユニットを交換すべき旨の情報が、交換すべき旨を出力した記憶ユニットの読出し及び書込みのエラーが発生する率を予め検出しておき、エラーが発生する率によって該交換すべき旨を出力した記憶ユニットが動作できなくなると予想される時期の情報である。

本発明によってデータが復元される可能性が高い記憶装置の提供が可能となり、記憶装置のデータの保存の信頼性が高まる。

図１は、本実施例のストレージシステム（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）１の構成図である。

ストレージシステム１は、ホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２とディスクアレイ装置（Ｄｉｓｋ Ａｒｒａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）３とから構成される。ホストコンピュータ２はストレージシステム１の全体を制御する。また、ホストコンピュータ２はストレージシステム１で記憶するデータを管理する。ホストコンピュータ２は例えば、記憶するデータをディスクアレイ装置３に送信すること、あるいはディスクアレイ装置３に格納されたデータを読み出すことを行う。

ディスクアレイ装置３は、ホストコンピュータ２から送られるデータを格納し、ホストコンピュータ２からの要求に応じて格納したデータを読み出す処理を行う。ディスクアレイ装置３はＲＡＩＤ（ＲＥＤＵＮＤＡＮＴ ＡＲＲＡＹ ＯＦ ＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴ ＤＩＳＫＳ）を構成する。ＲＡＩＤの構成とすることでデータを冗長に記憶することとなり、データをより確実に記憶することが可能となる。ディスクアレイ装置３は、チャネルアダプタ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｄａｐｔｅｒ）４、コントローラ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５、ディスクインターフェース（Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６、及び、複数のディスク装置（Ｄｉｓｋ Ｄｅｖｉｃｅ）１０を有する。

チャネルアダプタ４は、ホストコンピュータ２とコントローラとの間を接続するインターフェースである。チャネルアダプタはホストコンピュータ２およびディスクアレイ装置３内のコントローラ５と接続する。

コントローラ５は、ディスクアレイ装置３の全体を制御する。例えば、ホストコンピュータ２との間の制御、ホストコンピュータ２から受け取ったデータを一時格納するキャッシュメモリの制御、複数のディスク装置１０で構成されるＲＡＩＤシステムの制御等を行う。コントローラ５はチャネルアダプタ４とディスクアレイ装置３内のディスクインターフェース６と接続する。

ディスクインターフェース６は、コントローラ５と各ディスク装置１０との間を接続するインターフェースである。各ディスク装置１０は、データを格納する装置である。

ディスク装置１０はコントローラ５からの指示に応じてデータを格納する、あるいはコントローラ５からの指示に応じてデータをコントローラ５に送信する装置である。各ディスク装置１０はＳＭＡＲＴ（Ｓｅｌｆ−Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 自己診断、解析及び報告技術）機能を有する。ＳＭＡＲＴは、ディスク装置１０の読み出し及び書き込みのエラー率を予め検出しておき、エラー率によってディスク装置が動作できなくなると予想される時期をディスク装置内で求め、求めた予想時期を出力する機能である。ＳＭＡＲＴはＡＴＡ／ＡＴＡＰＩの規格に組み込まれている。

複数のディスク装置１０は、ＲＡＩＤとして機能するディスク装置（冗長データ記憶ユニット）と予備のディスク装置（予備の記憶ユニット）とから構成される。予備のディスク装置は、ＲＡＩＤとして機能するディスク装置が故障した場合、あるいは、ＳＭＡＲＴによって故障の予知を出力した場合にＲＡＩＤとして機能するディスク装置と置き換えるためのディスク装置である。予備ディスクとＲＡＩＤとして機能するディスク装置とを置き換えてＲＡＩＤを再構築する処理はＲｅｂｕｉｌｄ処理という。

次に本実施例のコントローラ５の構成について説明する。図２は本実施例のコントローラ５の構成図である。コントローラ５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、ＲＯＭ５２、キャッシュメモリ（Ｃａｃｈｅ ｍｅｍｏｒｙ）５３、ＲＡＭ５４を有し、それぞれはバス５５によって接続される。

ＣＰＵ５１はコントローラ５の全体の制御を行なう。ＣＰＵ５１はＲＡＭ５４に展開された各プログラムを実行することにより、読出手段、書込手段、復元手段。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５１から直接アクセスされる記憶素子である。ＲＡＭ５４にはＲＯＭ５２に格納された各プログラム（ファームウェア）が展開される。プログラムは例えば、ホストコンピュータ２とディスクアレイ装置３との間のインターフェースを制御するインターフェースプログラム、キャッシュメモリに格納されたデータの管理を制御するキャッシュ制御プログラム、複数のディスク装置１０によって構成されるＲＡＩＤを制御するＲＡＩＤ制御プログラムなどである。また、ＲＡＭ５４には図３で説明するＷｒｉｔｅＢａｃｋ監視テーブル７（以降ＷＢ監視テーブル７とする）が展開される。

ＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理はコントローラ５がキャッシュメモリ５３のデータをディスクアレイ装置３内の各ディスク装置１０に書き込む処理である。

キャッシュメモリ５３はホストコンピュータ２から送られるディスクアレイ装置３内の各ディスク装置１０に格納すべきデータが一時格納される記憶領域である。キャッシュメモリ５３に書き込みは行われていても、最終的な書き込み先のディスク装置にＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理がされていないデータをＤｉｒｔｙＤａｔａという。

ディスクアレイ装置３は信頼性の向上のため冗長構成である場合が多い。冗長構成のディスクアレイ装置３は複数のコントローラを有する。ディスクアレイ装置３の互いのコントローラ間は接続する。図２では、コントローラ５は冗長構成となる他のコントローラ５６に接続する。

次に本実施例のＷＢ監視テーブル７の構成について説明する。図３は本実施例のＷＢ監視テーブル７の構成図である。ＷＢ監視テーブル７は、予備のディスク装置に対してＲｅｂｕｉｌｄ処理を行うときに作成するテーブルである。

コントローラ５が予備ディスクに対してＲｅｂｕｉｌｄ処理を行う場合、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理の開始から完了までの間、コントローラ５は予備のディスク装置に対するＷｒｉｔｅ Ｂａｃｋ処理の有無を監視する。コントローラ５はＷｒｉｔｅ Ｂａｃｋを監視するためにＷＢ監視テーブル７をＲＡＭ５４上に展開する。なお、コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理を既に実行した領域をＷｒｉｔｅ Ｂａｃｋ処理の有無の監視の対象から除外する構成とすることも可能である。Ｒｅｂｕｉｌｄ処理が実行された後の領域はＲＡＩＤを構成するグループとして冗長な状態であり、故障を予知したディスク装置からデータを読み出すことがないためである。

コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理の開始時にＲＡＭ５４の領域にＷＢ監視テーブル７を新たに作成する。コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理の完了時にＲＡＭ５４の領域のＷＢ監視テーブル７を解放する。なお、コントローラ５はＲＡＭ５４の領域のＷＢ監視テーブル７の作成および解放とディスクアレイ装置３の電源Ｏｎあるいは電源Ｏｆｆとを関連付けることも可能である。

ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理はディスク装置１０のブロック（Ｂｌｏｃｋ）を単位とする。また、ディスク装置内のブロックを特定するために、各ブロックはＬＢＡ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｂｌｏｃｋ Ａｄｄｒｅｓｓ）が付される。１Ｂｌｏｃｋを構成するデータの量は５２０Ｂｙｔｅである。そのため、１Ｂｌｏｃｋ毎にＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の監視を行うと、ＷＢ監視テーブル７のサイズが大きくなりすぎる。例えばディスク装置の容量が３６ＧＢｙｔｅの場合に１Ｂｌｏｃｋ毎にＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の監視を行うと、ＷＢ監視テーブルの大きさは約７．５ＧＢｙｔｅとなる。一方、ディスク装置に対するデータの書込み時でのＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理で要求されるＬＢＡの範囲は可変である。
ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の可変となる範囲は１Ｂｌｏｃｋ乃至２，０４８Ｂｌｏｃｋであり、１２８Ｂｌｏｃｋを一回のＷＲＩＴＥＢＡＣＫ要求サイズとして使用されることが多い。そこで本実施例のＷＢ監視テーブル７は１２８Ｂｌｏｃｋを１セグメントとし、１セグメントに対してＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の有無を管理する。例えばディスク装置の容量が３６ＧＢｙｔｅの場合に１セグメント毎にＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の監視を行うと、ＷＢ監視テーブルの大きさは約７５ｋＢｙｔｅ程度となる。１セグメントの範囲でのＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の監視とすることにより、ＷＢ監視テーブル７がＲＡＭ５４を占有する領域を小さくすることが可能となる。

図３のＷＢ監視テーブル７は、Ｄｉｓｋ ＬＢＡ７１とＷＢ有無Ｆｌａｇ７２とから構成される。Ｄｉｓｋ ＬＢＡ７１は、予備のディスク装置のセグメントを単位とする場合のセグメントの先頭のブロックのＬＢＡを示す。ＷＢ有無Ｆｌａｇ７２はＤｉｓｋ ＬＢＡ７１を先頭のブロックのアドレスとするセグメントに対してＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理が行われた否かを示すフラグである。

また、ディスクアレイ装置３が搭載するディスク装置の全ての数のＷＢ監視テーブル７をＲＡＭ５４上に展開することはＲＡＭ５４の領域を無駄に占有することとなる。したがって、コントローラ５毎にＷＢ監視テーブル７を並行して展開する最大数を予め定めておく。例えばコントローラ５毎に４台のディスク装置に対応するＷＢ監視テーブル７を持たせる。コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理を並行して４台以上のディスク装置に対して実行すると判別した場合、コントローラ５はＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の監視を実施しない動作にすることとする。ＷＢ監視テーブル７を並行して展開する最大数が予め設定する値よりも多い場合には、ディスクアレイ装置３の動作を停止させて保守を行ったほうがよい場合もあるためである。

本実施例のＷＢ監視テーブル７はディスクアレイ装置３内で冗長構成となるコントローラの間で二重化を行わない構成とする。コントローラ毎に独立した構成とするため、ディスクアレイ装置３の片方のコントローラに異常が発生し、異常が発生したコントローラを再起動した場合、再起動したコントローラはＷＲＩＴＥＢＡＣＫの監視をしないようにする。また、異常が発生した後、異常が発生したコントローラの処理を引き継いだコントローラはＷＲＩＴＥＢＡＣＫの監視をしないようにする。また、本実施例では、処理の複雑化を回避するため、ディスクアレイ装置３全体の電源のＯｎ／Ｏｆｆをする場合は、コントローラ５はＷＢ監視テーブル７を記憶しないようにする。ディスクアレイ装置３全体の停電による電源のＯｎ／Ｏｆｆを含む。

次にＲｅｂｕｉｌｄ処理中のＷｒｉｔｅ Ｂａｃｋ処理について説明する。図４はキャッシュメモリ５３に格納された更新データを各ディスク装置に格納する際のデータの流れを説明する図である。

更新データ５３３は、ホストコンピュータ２から送信されキャッシュメモリ５３に一時格納された、ストレージシステム１で更新されたデータである。
コントローラ５は更新データ５３３を各ディスク装置に格納する。更新データ５３３はセグメント５３１の大きさで管理される。セグメント５３１は連続する複数のブロック５３２のデータの集合である。

正常Ｄｉｓｋ１４、故障予知Ｄｉｓｋ１５、および予備Ｄｉｓｋ１６はディスクアレイ装置３を構成するディスク装置１０である。故障予知Ｄｉｓｋ１５はＳＭＡＲＴによる故障の予知情報をコントローラ５に対して報知したディスク装置である。正常Ｄｉｓｋ１４は故障予知Ｄｉｓｋ１５がＳＭＡＲＴによる故障の予知情報をコントローラ５に対して報知した後も継続して正常に動作をするディスク装置である。正常Ｄｉｓｋ１４と故障予知Ｄｉｓｋ１５とは本実施例ではＲＡＩＤ１を構成するものとする。予備Ｄｉｓｋ１６はディスクアレイ装置３に接続された予備のディスク装置である。

本実施例では、故障予知ディスク１５の故障の可能性を高めないためにＲｅｂｕｉｌｄ処理中にコントローラ５が故障予知ディスク１５に対してＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実施しない。故障予知ディスク１５に対してＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実施しないため、ＲＡＩＤを構成する正常ディスク１４と故障予知ディスク１５との間のデータは不整合の状態である。メンバディスク間のデータが不整合である状態とは、例えばＲＡＩＤ１の場合はミラー整合性、ＲＡＩＤ５の場合はストライプ（Ｓｔｒｉｐｅ）整合性が無い状態である。コントローラ５はデータが不整合の状態の領域については正常ディスクのデータを故障予知ディスクのデータによって復元することができない。そこで、コントローラ５はＷＲＩＴＥＢＡＣＫ時に故障予知ディスクへの書込みを実施しないかわりに、ＲＡＩＤを構成するメンバディスク間でデータが不整合となるデータ領域をＲＡＭ５４のＷＢ監視テーブル７に記録する。データが不整合となるデータ領域とＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実施した範囲とは一致するためである。この構成により、コントローラ５は正常ディスク１４でＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実施しない範囲のデータを読み出せない時に故障予知ディスクを使ったリカバリを行うことが可能となる。

Ｒｅｂｕｉｌｄ中にＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実行する場合、コントローラ５は正常ディスク１４と予備ディスク１６に対してＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を実行する。また、コントローラ５はＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理が要求されたセグメントをＷＢ監視テーブル７に記録する。一方、コントローラ５は故障予知ディスク１５に対してはＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を実行しない。コントローラ５はＲＡＩＤを構成するメンバディスク間のデータの不整合の範囲をＷＢ監視テーブル７に記録しているので、データの復元をすることが可能になる。

次に、コントローラ５が実行するＲｅｂｕｉｌｄ処理中のＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の流れを説明する。図５はＲｅｂｕｉｌｄ処理中のＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の流れのフローチャートである。

コントローラ５のキャッシュ制御手段はＲＡＩＤ制御手段を呼び出す。コントローラ５のＲＡＩＤ制御手段はキャッシュメモリ５３に格納されたデータに応じて、ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実行するブロックの数がＷＢ監視テーブル７で管理するセグメントを構成するブロックの数以上か否かを判定する（Ｓ０１）。

ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実行するブロック数がセグメントを構成するブロック数以上である場合（Ｓ０１：Ｙｅｓ）、コントローラ５は正常ディスク１４と予備ディスク１６に対して通常のＷｒｉｔｅ処理を実行する（Ｓ０２）。

コントローラ５のＲＡＩＤ制御手段は、ＷＢ監視テーブル７の処理を行ったセグメントの先頭のＬＢＡ７１に対応するＷＢ有無Ｆｌａｇ７２を「０」から「１」に更新する（Ｓ０４）。その後、コントローラ５のＲＡＩＤ制御手段は、キャッシュメモリ制御手段に対してＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の完了応答を行う。

一方、ホストコンピュータ２からＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理が要求されるブロックの数は変動する。したがって、セグメントの単位である１２８個のブロックに満たないブロック数のＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の要求がある場合がある。 図６はセグメントのブロック数がＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理のブロック数よりも大きい場合の状態の説明図である。ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実行するブロック数がセグメントを構成するブロック数よりも少ない場合（Ｓ０１：Ｎｏ）は、コントローラ５は以下のＷｒｉｔｅ処理（Ｓ０３）を実行する。まず、コントローラ５は、正常ディスク１４にＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を実行する。

コントローラ５のＲＡＩＤ制御手段はキャッシュメモリ５３内にディスク装置１０に書き込むデータを一時格納するためのデータバッファ領域を獲得する（Ｓ１１）。コントローラ５が獲得するデータバッファの領域はセグメントの大きさである。コントローラ５はＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の対象のセグメントを正常ディスク１４から読み出す（Ｓ１２）。コントローラ５は正常ディスク１４から読み出したセグメントのデータをデータバッファに格納する。コントローラ５はデータバッファに格納されたデータをキャッシュメモリ５３のＤｉｒｔｙＤａｔａによって上書きする（Ｓ１３）。

コントローラ５はデータバッファのデータのＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を予備ディスク１６に対して実行する。コントローラ５はＷＢ監視テーブル７のフラグ７３２を更新する（Ｓ１４）。本実施例ではフラグ７３２の値を”０”から”１”に更新する。

コントローラ５は、正常ディスク１４および予備ディスク１６に対してＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を実行する。正常ディスク１４と予備ディスク１６に対してＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を実行する時期は並行して行っても良いし、正常ディスク１４に対するＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理が完了した後で予備ディスク１６へのＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理行ってよい。正常ディスク１４に対するＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理が完了した後で予備ディスク１６へのＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を行う場合、ＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理時のＤｉｒｔｙＤａｔａがセグメント内に含まれるため、コントローラ５はＤｉｒｔｙＤａｔａの上書き処理を省略することが出来る。しかし、コントローラ５は、並行したＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理の実行が出来なくなるため、並行したＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理と比較してＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理に要する時間は長くなる。

また、Ｓ１２においてコントローラ５が正常ディスク１４のセグメントのブロックの読み出すときに、キャッシュメモリ５３に格納されたＤｉｒｔｙＤａｔａに対応するブロックをスキップして読み込むことも可能である。しかし、コントローラ５は正常ディスク１４に対するＲｅａｄ処理のコマンドの数が増加する。

次に、Ｓ１２において、セグメントの一部がキャッシュメモリ５３に格納されており、コントローラ５がキャッシュメモリ５３に格納されたセグメントの一部のデータをデータバッファに読み出す時に正常ディスク１４からデータを読み出せない場合の処理について説明する。図７は、コントローラ５がキャッシュメモリに格納されたセグメントの一部のデータをデータバッファに展開する時に正常ディスク１４からデータを読み出せない場合の処理を説明する図である。

コントローラ５が正常ディスクの対象のセグメントに属するブロックのデータを読出せない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）は、コントローラ５は正常ディスク１４から読出せないブロックに対応する故障予知ディスク１５のブロックから読み出す（Ｓ２２）。コントローラ５は故障予知ディスク１５から読出したブロックのデータと正常ディスク１４から読出したブロックのデータとからセグメントを構成するデータをデータバッファに作成する。その後、Ｓ１３以降の処理を実行する。

次に、予備ディスク１６に対するＲｅｂｕｉｌｄ処理時のコントローラ５の動作について説明する。図８はデータ復旧処理時のコントローラ５の処理のフローチャートである。図９はデータ復旧処理時のコントローラ５の処理のフローチャートの動作を説明する図である。

コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理を開始する。コントローラ５はセグメントに対応するブロックのデータを正常ディスク１４から読み出す（Ｓ３１）。コントローラ５はデータを読み出せたか否かを判定する（Ｓ３２）。例えば、ディスク装置が有する応答ステータスの値で媒体エラーの旨の結果を得た場合に正常に読み出せなかったと判定する。

コントローラ５は正常ディスク１４からＷｒｉｔｅｂａｃｋ処理の対象となるセグメントを読み出せない場合（Ｓ３２：Ｎｏ）ＲＡＩＤ制御プログラムを呼び出し、正常ディスク１４から読み出せないブロックのデータについての復旧処理を実行する。

一方、データを正常に読み出せなかった場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、読み出せなかったデータに対応するセグメントのＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の有無をＷＢ監視テーブル７のＷＢ有無Ｆｌａｇ７２によって判別する（Ｓ３３）。ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理が既に行われているセグメントに読み出せなかったブロックが含まれる場合、セグメントに対応する予備ディスク１６内の各ブロックには既に正常ディスク１４のデータを復元し得るデータが書き込まれている状態である。したがって、ＷＢ監視テーブル７のＷＢ有無Ｆｌａｇ７２が「１」のセグメントに含まれるブロックの場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、コントローラ５は現在のセグメントに対するＷｒｉｔｅ処理をスキップする。

ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を以前に実施されたセグメントの場合、予備ディスクのセグメントに格納されたデータと正常ディスク１４のセグメントに格納されたデータとはＲＡＩＤの冗長関係にある。したがって、故障予知ディスク１５を使ったリカバリは不要であり、コントローラ５は予備ディスク１６に対するＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を実施することもなく、次のセグメントについてのＲｅｂｕｉｌｄ処理を行う。

なお、コントローラ５は正常ディスク１４の読み出せなかったブロックのデータを予備ディスク１６によってリカバリ処理を実行することも可能である。Ｒｅｂｕｉｌｄ処理時にリカバリ処理をすることにより、ディスクパトロールによるブロックの異常検出の時だけでなく、正常ディスク１４の媒体エラーをリカバリする機会が増加する。これによりディスクアレイ装置３のデータ保存の可能性が高まる。

一方、読み出せなかったブロックを含むセグメントについてＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理がなされていない場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、コントローラ５は正常ディスク１４で読み出せなかったブロックを故障予知ディスク１５から読み出してリカバリ処理を実行する（Ｓ３４）。具体的にはコントローラ５は、正常ブロック１４から読み出せないブロックに対応するデータを故障予知ディスク１５から読み出し、読み出したデータをデータバッファに格納する。コントローラ５は処理の対象となるセグメントの残りのブロックを正常ディスク１４から読み出しデータバッファに格納する（Ｓ３５）。

コントローラ５は、データバッファに格納されたセグメント単位のデータを予備ディスク１６に対して書き込む（Ｓ３６）。データを書込み後、コントローラ５は正しく書き込めたか否かの確認処理（Ｖｅｒｉｆｙ）を行う。コントローラ５は、正常ディスク１４の最終のブロックまで完了するまで（Ｓ３７）Ｒｅｂｕｉｌｄ処理を実行する。
具体的には、コントローラ５は故障予知ディスク１５から読み出したデータブロックの次のＬＢＡに該当するデータブロックを正常ディスク１４から読み出す処理をＳ３１から繰り返し、データバッファに格納する。コントローラ５はセグメントの最終のブロックをデータバッファに格納するまで繰り返す。

コントローラ５は正常ディスクの最終のブロックまで完了した場合（Ｓ３６：Ｙｅｓ）はＲｅｂｕｉｌｄ処理を完了する。Ｒｅｂｕｉｌｄ処理が完了した場合、コントローラ５はＲＡＭ５４上に格納されたＷＢ監視テーブル７の領域を開放する。また、コントローラ５は故障予知ディスク１５を故障とする。

また、コントローラ５は予備ディスク１６のセグメントはＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理を既に実行した領域か否かをＷＢ監視テーブル７のＷＢ有無フラグ７２によって判別することも可能である。コントローラ５は既にＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を行ったセグメントであると判別した場合、対象のセグメントのＲｅｂｕｉｌｄ処理をスキップすることも可能である。

次に、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理の基準となるブロック数とＷＢ監視テーブル７で監視するセグメントを構成するブロック数とが不一致の場合でのＲｅｂｕｉｌｄ処理について説明する。セグメントの一部についてＲｅｂｕｉｌｄ処理を実行することは部分的なＲｅｂｕｉｌｄ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｂｕｉｌｄ）という。

Ｒｅｂｕｉｌｄ処理の基準となるブロック数がＷＢ監視テーブル７で監視するセグメントのブロック数よりも少ない場合は、ブロック数が同一の場合と同様の処理によりＲｅｂｕｉｌｄ処理が可能である。

一方、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理の基準となるブロック数がＷＢ監視テーブル７で監視するセグメントのブロック数よりも多い場合、コントローラ５はＲｅｂｕｉｌｄ処理の対象のブロック群をセグメント毎に切り分け、コントローラ５は切り分けたセグメント毎にＲｅｂｕｉｌｄ処理を実行する。

従来のＷｒｉｔｅ処理の失敗情報による管理は、故障予知ディスクに対するＷｒｉｔｅコマンドの成否を管理することで、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理時に正常ディスクのＲｅａｄ処理において媒体エラーが検出された場合の故障予知ディスクのデータの使用の可否を判断するものであった。従来の管理方法では、コントローラは、Ｗｒｉｔｅ処理を失敗した故障予知ディスクの領域を使ったリカバリを実行する場合、Ｂａｄ Ｄａｔａを予備ディスクに書き込むことになる。一方、故障予知ディスクへのＷｒｉｔｅ処理は継続されるため故障予知ディスクが故障する可能性が高い。

本実施例では、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理時に正常ディスクでのデータ読み取りエラー時のリカバリを故障予知ディスクからデータを読み出すことによって行う。本実施例は、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理において正常ディスクからデータをＲｅａｄできない場合、ＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の状態に基づき故障予知Ｄｉｓｋによる復元を行うことによりデータの復元可能性があがる。また、本実施例は故障予知ＤｉｓｋにＷｒｉｔｅＢａｃｋ処理を行わないこととするため、故障予知Ｄｉｓｋへの負担を軽減させることができる。本実施例により、Ｒｅｂｕｉｌｄ処理において復元できるデータが増加する。

本実施例ではミラーリングであるＲＡＩＤ１について説明をしたが他のＲＡＩＤの構成に適用可能である。例えばＲＡＩＤ５の場合、複数の正常Ｄｉｓｋによってデータを復元し、ディスク装置に書き込むデータを作成すればよい。

本実施例のストレージシステム１の構成図である。 本実施例のコントローラ５の構成図である。 本実施例のＷＢ監視テーブル７の構成図である。 キャッシュメモリ５３に格納された更新データを各ディスク装置に格納する際のデータの流れを説明する図である。 Ｒｅｂｕｉｌｄ処理中のＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理の流れのフローチャートである。 セグメントのブロック数がＷＲＩＴＥＢＡＣＫ処理のブロック数よりも大きい場合の状態の説明図である。 コントローラ５がキャッシュメモリに格納されたセグメントの一部のデータをデータバッファに展開する時に正常ディスク１４からデータを読み出せない場合の処理を説明する図である。 データ復旧処理時のコントローラ５の処理のフローチャートである。 データ復旧処理時のコントローラ５の処理のフローチャートの動作を説明する図である。

符号の説明

１ ストレージシステム（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）
２ ホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）
２ ディスクアレイ装置（Ｄｉｓｋ Ａｒｒａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）
４ チャネルアダプタ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｄａｐｔｅｒ）
５ コントローラ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
６ ディスクインターフェース（Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
７ ＷＢ監視テーブル
１０ ディスク装置（Ｄｉｓｋ Ｄｅｖｉｃｅ）
１４ 正常Ｄｉｓｋ
１５ 故障予知Ｄｉｓｋ
１６ 予備Ｄｉｓｋ
５１ ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
５２ ＲＯＭ
５３ キャッシュメモリ（Ｃａｃｈｅ ｍｅｍｏｒｙ）
５４ ＲＡＭ
５５ バス
７１ Ｄｉｓｋ ＬＢＡ
７２ ＷＢ有無Ｆｌａｇ
５３１ セグメント
５３２ ＬＢＡ
５３３ 更新データ

Claims (9)

1. ホスト装置からのデータを格納する第１の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットに格納されたデータを復元するためのデータを格納する第２の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットの故障が予知されたときに、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが行われる予備記憶ユニットと、
   前記第１、第２の記憶ユニット及び前記予備記憶ユニットに対するデータの読み出しまたは書き込みを制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第２の記憶ユニットに格納されたデータを用いて復元に成功した場合、前記復元に成功したデータを前記予備記憶ユニットに書き込み、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記故障が予知された第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む
   ことを特徴とする記憶装置。
2. 前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みがまだ行われていない記憶領域について行い、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われている記憶領域については、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は行わない、
   ことを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
3. 前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータが前記予備記憶ユニットに記憶されている場合には、前記予備記憶ユニットに記憶された前記ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータに基づいて、該ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータを復元するためのデータを生成し、
   生成された該データを前記第２の記憶ユニットに記憶させる処理、
   を行うことを特徴とする請求項２記載の記憶装置。
4. ホスト装置からのデータを格納する第１の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットに格納されたデータを復元するためのデータを格納する第２の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットの故障が予知されたときに、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが行われる予備記憶ユニットと、
   前記第１、第２の記憶ユニット及び前記予備記憶ユニットに対するデータの読み出しまたは書き込みを制御する制御部とからなり、
   前記第１、第２の記憶ユニットにより前記ホスト装置からのデータを冗長に格納する記憶装置の制御方法であって、
   前記制御部は、
   前記第２の記憶ユニットに格納されたデータを用いて復元に成功した場合、前記復元に成功したデータを前記予備記憶ユニットに書き込み、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記故障が予知された第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む
   ことを特徴とする記憶装置の制御方法。
5. 前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みがまだ行われていない記憶領域について行い、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われている記憶領域については、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は行わない、
   ことを特徴とする請求項４記載の記憶装置の制御方法。
6. 前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータが前記予備記憶ユニットに記憶されている場合には、前記予備記憶ユニットに記憶された前記ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータに基づいて、該ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータを復元するためのデータを生成し、
   生成された該データを前記第２の記憶ユニットに記憶させる処理、
   を行うことを特徴とする請求項５記載の記憶装置の制御方法。
7. ホスト装置からのデータを格納する第１の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットに格納されたデータを復元するためのデータを格納する第２の記憶ユニットと、
   前記第１の記憶ユニットの故障が予知されたときに、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが行われる予備記憶ユニットと、
   前記第１、第２の記憶ユニット及び前記予備記憶ユニットに対するデータの読み出しまたは書き込みを制御する制御部とからなり、
   前記第１、第２の記憶ユニットにより前記ホスト装置からのデータを冗長に格納する記憶装置の制御プログラムであって、
   前記制御部は、
   前記第２の記憶ユニットに格納されたデータを用いて復元に成功した場合、前記復元に成功したデータを前記予備記憶ユニットに書き込み、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記故障が予知された第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む
   ことを実行させるための制御プログラム。
8. 前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みがまだ行われていない記憶領域について行い、前記予備記憶ユニットの記憶領域のうち、前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われている記憶領域については、前記復元に失敗した場合に、前記復元に失敗したデータに対応するデータを前記第１の記憶ユニットから読み出して、読み出したデータを前記予備記憶ユニットに書き込む処理は行わない、
   ことを特徴とする請求項７記載の制御プログラム。
9. 前記第１の記憶ユニットに代わってホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータが前記予備記憶ユニットに記憶されている場合には、前記予備記憶ユニットに記憶された前記ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータに基づいて、該ホスト装置からのデータの書き込みが既に行われたデータを復元するためのデータを生成し、
   生成された該データを前記第２の記憶ユニットに記憶させる処理、
   を行うことを特徴とする請求項８記載の制御プログラム。