JP2012508411A - デジタルデータ集合の仮想ストレージ方法および仮想ストレージシステム - Google Patents

Abstract

相互に接続した複数の物理ストレージリソース（５０_１、５０_２、５０_３、５２_１、５２_２、５４_１、５４_２、５４_３、５４_４）を有するコンピュータシステム内のデジタルデータ集合（４０）の本仮想ストレージ方法は、第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）の集合の生成（１００）を含み、それぞれの第１レベルの仮想ストレージ領域が、物理ストレージリソースの一部と特徴的パラメータとに関連している。本仮想ストレージ方法は、データ集合（４０）のストレージ要件（４２）に応じてパラメータ化したサービスクラス（４６）に関連する第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）を作製し、この仮想ストレージ領域（４４）をデータ集合（４０）に割り当てるステップと、第２レベルの仮想ストレージ領域のサービスクラス（４６）を、第１レベルの各仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）の特徴的パラメータと比較することによって、少なくとも１つの第１レベルの仮想ストレージ領域を選択するステップと、選択した第１レベルの仮想ストレージ領域に関連する物理リソースにデータ集合（４０）を格納するステップとを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、ネットワークで相互に接続した複数の物理ストレージリソースを有するコンピュータシステム内のデジタルデータ集合の仮想ストレージ方法に関する。

さらに正確には、本発明は、仮想ストレージ領域の集合の生成を含み、各仮想ストレージ領域が、物理ストレージリソースの一部とこの物理ストレージリソースの一部に関連している特徴的パラメータとに関連している仮想ストレージ方法に関する。

このような方法は、たとえば国際特許公報第ＷＯ２００６／０７７２１５号に記載されている。この文献では、対象としている物理ストレージリソースのネットワークにデータ集合を格納する必要がある際に、仮想領域を確保することができる仮想ディスクのアロケーションモジュールが、ストレージ用のクエリで表した要件と比較した性能に応じて、まず始めにリソースの一部を選択したのち、この選択したリソースの一部に関連してデータ集合を対象とする仮想ディスクを作製する。この方法によれば、格納するデータ集合と同じだけ仮想ディスクが生成され、物理ストレージリソース内の集合のデータの分類は、アロケーションモジュールによってリソースとして割り当てられたものに応じて、対応する仮想ディスクによって管理される。

この方法は、もちろん静的ネットワーク上でも機能するが、物理リソースの追加、削除、動作不良または置換によってネットワークが変化する際には柔軟性に限界がある。たとえば、物理ストレージリソースが故障した場合、このリソースに格納されているデータを移動させなければならず、複数のデータ集合から来ているおそれがあるこれらのデータに関連する仮想ディスクを再定義する必要がある。

国際特許公報第ＷＯ２００６／０７７２１５号

そのため、このような問題および要件を緩和することができる仮想ストレージ方法を備えることが望まれる。

したがって、本発明は、ネットワークで相互に接続した複数の物理ストレージリソースを有するコンピュータシステム内のデジタルデータ集合の仮想ストレージ方法であって、第１レベルの仮想ストレージ領域の集合の生成を含み、それぞれの第１レベルの仮想ストレージ領域が、物理ストレージリソースの一部とこの物理ストレージリソースの一部に関連している特徴的パラメータとに関連している仮想ストレージ方法において、
− データ集合のストレージ要件に応じてパラメータ化したサービスクラスに関連する第２レベルの仮想ストレージ領域を作製し、この第２レベルの仮想ストレージ領域をデータ集合に割り当てるステップと、
− 第２レベルの仮想ストレージ領域のサービスクラスを、第１レベルの各仮想ストレージ領域の特徴的パラメータと比較することによって、少なくとも１つの第１レベルの仮想ストレージ領域を選択するステップと、
− 選択した第１レベルの仮想ストレージ領域に関連する物理リソースにデータ集合を格納するステップ
とを含むことを特徴とする仮想ストレージ方法を目的とする。

このように、仮想ストレージ領域に２つのレベルがあることにより、データ集合の仮想ストレージを物理ストレージリソースの管理とは独立したものにすることが可能になる。実際に、物理リソースは第１レベルの仮想領域に関連しているため、第１レベルの仮想領域はリソースの追加、削除、動作不良または置換に関わりがある。逆に、格納したり格納されたりするデータ集合に割り当てられる仮想領域は第２レベルの仮想領域であり、そのリソースは第１レベルの仮想領域である。よって両方の仮想領域が両方の物理ストレージリソースに対して直接の可視性があるわけではなく、そのためにこれらのリソースを含むネットワークが変化する場合に、本方法がさらに柔軟性のあるものとなる。

選択的に、第１レベルの仮想ストレージ領域は、所定の共通サイズのデ−タパケットを格納するように設計され、データ集合の全体サイズに応じて、データ集合をこの所定の共通サイズの１つまたは複数のパケットに変換するステップを備える。

こうすることによって、第１レベルの仮想ストレージ領域同士の相互関係をさらに一層なくすことができるため、格納するデータ集合の性質およびサイズに関するリソース同士の相互関係もなくすことができる。

同じく選択的に、データ集合の１つまたは複数のパケットへの変換には、
− データ集合を複数の部分集合に分割するステップと、
− 各部分集合のデータを圧縮および／または暗号化するステップと、
− 圧縮して暗号化した各部分集合にヘッダを追加して、前記所定の共通サイズであるパケットを形成するステップ
とが含まれる。

同じく選択的に、ストレージステップには、選択された第１レベルの仮想ストレージ領域に関連する物理リソース内のデータ集合の分類が含まれ、本発明による仮想ストレージ方法はさらに、作製した第２レベルの仮想ストレージ領域と関連づけてこの分類を記憶するステップを含む。

同じく選択的に、デジタルデータ集合は、デジタルファイルまたはデジタルデータフローとする。

同じく選択的に、第１レベルの各仮想ストレージ領域は、ハードディスクによるストレージ技術と磁気テープによるストレージ技術とで構成される集合要素のなかから選択される１つのストレージ技術を利用して、物理ストレージリソースの一部に関連する。

また、本発明は、通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラム、および／またはコンピュータによって再生可能な媒体に記録されたコンピュータプログラム、および／またはプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行される際に、上に定義したような仮想ストレージ方法のステップを実行するためのプログラムコードのインストラクションを含むことを特徴とするコンピュータプログラムも目的とする。

また、本発明は、デジタルデータ集合の仮想ストレージシステムであって、ネットワークで相互に接続した複数の物理ストレージリソースと、第１レベルの仮想ストレージ領域の集合を生成する手段とを有し、第１レベルの各仮想ストレージ領域が物理ストレージリソースとこの物理ストレージリソースの一部に関連する特徴的パラメータとに関連する仮想ストレージシステムにおいて、
− データ集合のストレージ要件に応じてパラメータ化したサービスクラスに関連する第２レベルの仮想ストレージ領域を作製し、この第２レベルの仮想ストレージ領域をデータ集合に割り当てる手段と、
− 第２レベルの仮想ストレージ領域のサービスクラスを、第１レベルの各仮想ストレージ領域の特徴的パラメータと比較することによって、少なくとも１つの第１レベルの仮想ストレージ領域を選択する手段と、
− 選択した第１レベルの仮想ストレージ領域に関連する物理リソースにデータ集合を格納する手段
とを含むことを特徴とする仮想ストレージシステムも目的とする。

選択的に、本発明による仮想ストレージシステムが、ネットワークで相互に接続した複数の物理ストレージリソースを有し、各ストレージサーバがさらに物理ストレージリソースの一部に局地的に関連して、第１レベルの仮想ストレージ領域の集合を生成する前記生成手段と、第２レベルの仮想ストレージ領域の前記作製手段と、前記選択手段と、前記ストレージ手段とを有するようにしてもよい。

この場合、仮想ストレージサービスは、配信されるシステムの複数のサーバから実行することができる。

同じく選択的に、第１レベルの仮想ストレージ領域および第２レベルの仮想ストレージ領域は、ストレージサーバ同士の間で分類される記述データの形で記憶して保存され、そのうちの少なくとも一部に対して複数のサーバ上で複製され、仮想ストレージシステムは、ストレージサーバ同士の間にこれらの記述データに対して働く作用を同期化する同期化手段を有する。

本発明は、添付の図面を参照しながら、例としてのみ挙げた以下の説明を読むことでさらによく理解されるであろう。

ネットワークで相互に接続した複数のサーバに配信されるデータを格納するコンピュータシステムの一例の全体構造を示す概略図である。 図１のストレージに関するコンピュータシステムに記述データを分類する一例を示す図である。 本発明による仮想ストレージ方法を実行するのに生成される２つのレベルを有する仮想ストレージ領域集合の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態による仮想ストレージ方法の一連のステップを示すフローチャートである。

図１に示すコンピュータシステム１０は、物理ストレージリソースを備える複数のサーバ１２_１、１２_２、１２_３、１２_４および１２_５を有する。これらのサーバは、複数のドメインまたは地理上の場所に分類される。各サーバは従来タイプのものであるため、詳述しない。そのストレージリソースは、たとえば周辺機器または内部ハードディスクの形態でローカルに関連している。サービスを管理するのに配信されるアーキテクチャの一例では、データストレージサービスを管理する少なくとも１つの特殊なソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１、１４_２、１４_３、１４_４および１４_５が各サーバ１２_１３、１２_２、１２_３、１２_４および１２_５にインストールされている。

５つのストレージサーバおよび２つのドメインを単なる例として図１に示しているが、ネットワークで相互に接続した物理ストレージリソースを有するこのほかのあらゆるコンピュータシステムの構造を、本発明による仮想ストレージ方法を実行するのに適用させることができる。特に、この図に示した例は、どのサーバもデータストレージサービスを管理することができると思われる複数のストレージサーバ間に配信されるストレージシステムを対象としているが、このストレージサービスも同じく、代替方法として、別のアーキテクチャの一例では、ローカルにまたは遠隔からどの物理ストレージリソースにもアクセスできる１つのみのサーバによって中央集中型の方法で管理することができる。

図は、同じく簡略化のために、ソフトウェアおよびハードウェアモジュールをサーバごとに示しているため、モジュールおよびそのサーバがそれぞれ以下の説明の中で混同されるおそれがあるが、本発明を全体的に実行することにおいては混同するべきではない。

ストレージサーバ１２_１のソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１は図１に詳細に示している。同モジュールは、サーバ１２_１のオペレーティングシステムからなる第１のソフトウェア層１６_１を有する。また、コンピュータシステム１０が供給するデータストレージサービスの記述データを管理する第２のソフトウェア層１８_１を有する。さらに、少なくとも２つの機能を果たす第３のソフトウェアおよびハードウェア層２０_１を有する。この機能とは、サーバ１２_１の内部ハードディスクにストレージサービスの記述データを格納する第１の機能と、サーバ１２_１に関連する物理ストレージリソースに格納したデータを同じくこのハードディスクに記憶する第２のキャッシュメモリ機能である。最後に、第１レベルのデータウェアハウスとして第４のソフトウェアおよびハードウェア層２２_１、２４_１を有し、ハードディスク２２_１に少なくとも１つのデータウェアハウス、および／または磁気テープ２４_１に少なくとも１つのデータウェアハウスを有する。以下の説明では、第１レベルのデータウェアハウスとは、関連するサーバの物理ストレージリソーのうちの１つまたは複数のハードディスクのパーティション、あるいは１つまたは複数の磁気テープ上のストレージデバイスからなるデータの仮想ストレージ領域を意味する。

サーバ１２_２、１２_３、１２_４および１２_５のソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_２、１４_３、１４_４および１４_５は、ソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１と同様であるため、詳細は記載しない。

図１に示す例では、サーバ１２_１、１２_２および１２_３はＬＡＮタイプの第１のネットワーク２６でそれぞれが相互に接続し、第１の部分集合であるドメイン２８を作製する。この第１のドメイン２８は、たとえば地理上の場所、建物またはコンピュータ室など、地理的に位置を特定された機関と対応している。サーバ１２_４および１２_５は、ＬＡＮタイプの第２のネットワーク３０でそれぞれが相互に接続し、第２の部分集合であるドメイン３２を作製する。この第２のドメイン３２も同じく、たとえば地理上の場所、建物またはコンピュータ室など、地理的に位置を特定された機関と対応している。この２つのドメインは、インターネットなどのＷＡＮタイプのネットワーク３４で互いに関連している。

したがって、複数の地理上の場所に分類されたサーバクラスタの状態にあるこのコンピュータシステムでは、地理的に別々の場所にあるソフトウェアおよびハードウェアモジュールにデータを複製できるために、さらに一層確実なデータストレージを検討することができる。

このサービスを果たすために生成される仮想ストレージ領域を特に有するコンピュータシステム１０が供給するストレージサービス、および実際に格納されるデータは、図２のように一般原則で表される記述データ集合によって完全に定義され、記述されることが有利である。したがって、ソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_ｉのうちのいずれかのソフトウェア層１８_ｉでこの記述データを管理することによって、コンピュータシステム１０のストレージサービスが確実に管理される。

記述データは、たとえばその性質に応じて複数の組織化した集合にまとめられ、場合によっては互いに結びつけられる。組織化した集合を以下の説明では「カタログ」というが、この集合は、ディレクトリ自体が別のティレクトリおよび／または記述データファイルを有するディレクトリツリー構造の形態をとることができる。１つのディレクトリおよびファイルのツリー構造に応じた記述データの表示は、簡易であることが有利となり、それによって構想と管理が経済的になる。さらに、このような表示にすることよって目的のサービスが満足なものになることが多い。これよりもさらに複雑な適用には、リレーショナルデータベースで記述データを表示し、管理することも可能である。

記述データのカタログは、グローバルカタログ、すなわちコンピュータシステム１０の集合に有用な記述データに関するものにしたり、ローカルカタログ、すなわちサービスを管理する１つまたは複数のソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１、１４_２、１４_３、１４_４または１４_５に固有の記述データに関するものにしたりすることができる。有利なように、各カタログは複数のサーバまたはソフトウェアおよびハードウェアモジュールに複製される。グローバルカタログの場合、ソフトウェアおよびハードウェアモジュールの集合に複製されることが好ましい。ローカルカタログの場合、少なくとも関連する所定数のソフトウェアおよびハードウェアモジュールに複製される。

図２は、例として、５つのソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１、１４_２、１４_３、１４_４および１４_５の間の記述データカタログとして考えられる分類を示している。

第１のグローバルカタログＣ_Ａは、５つのソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１、１４_２、１４_３、１４_４および１４_５に複製される。このカタログは、たとえばコンピュータシステム１０がストレージサービスを供給するための全体のインフラストラクチャおよび全体の動作を記述するデータを有し、特に、コンピュータシステム１０のドメインとソフトウェアおよびハードウェアモジュールとのツリー構造を有する。また、データストレージサービスの潜在的ユーザおよびこのユーザのアクセス権を記述するデータを有することができる。たとえば、あらかじめ登録されているユーザや、共有ゾーン、ストレージの構造または形態およびストレージデータの複製などである。

その他のカタログは、たとえばカタログＣ_Ｂ１のようなローカルカタログであり、ソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１に固有の記述データが入っており、たとえばサーバ１２_１およびその物理ストレージデバイスのローカルのインフラストラクチャおよびローカルの動作、またはソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１の第１レベルのデータウェアハウス状態の組織などである。このカタログは３つに複製され、そのうちの１つはソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_１に複製される。コンピュータシステム１０のセキュリティおよび堅牢性を向上させるため、カタログＣ_Ｂ１は複数の異なるドメインに複製してもよい。ここでは、２つのドメイン１８、３２およびカタログＣ_Ｂ１を有する完全なシステムは、たとえばドメイン２８のモジュール１４_１および１４_２、ドメイン３２のモジュール１４_５に保存される。

同じく、ソフトウェアおよびハードウェアモジュール１４_２、１４_３、１４_４および１４_５は、それぞれローカルカタログＣ_Ｂ２、Ｃ_Ｂ３、Ｃ_Ｂ４およびＣ_Ｂ５に関連する。たとえばカタログＣ_Ｂ２は、ドメイン２８のモジュール１４_２および１４_３、およびドメイン３２のモジュール１４_４に保存される。カタログＣ_Ｂ３は、ドメイン２８のモジュール１４_３、およびドメイン３２のモジュール１４_４および１４_５に保存される。カタログＣ_Ｂ４は、ドメイン３２のモジュール１４_４、およびドメイン２８のモジュール１４_１および１４_３に保存される。カタログＣ_Ｂ５は、ドメイン３２のモジュール１４_５、およびドメイン２８のモジュール１４_１および１４_２に保存される。

記述データカタログに関する前述のリストは網羅的なものではなく、例として挙げているに過ぎず、各カタログの複製数も同じく例に過ぎない。

このようにカタログを複製することにより（ここでは各カタログに対して少なくとも３つのソフトウェアおよびハードウェアモジュールに複製）、１つ、場合によっては２つのソフトウェアおよびハードウェアモジュールが作動状態ではない場合であっても、集合の中にあるシステムは記述データの集合にアクセスすることができるため、データストレージサービスの管理は必ずしも中断されるわけではない。

実際に、このように維持されるサービス継続性は、カタログの同期化が行われる瞬間から有効である。

そのため、コンピュータシステム１０の各ソフトウェアおよびハードウェアモジュールのソフトウェア層は、
− 記述データに作用する動作を識別し、この動作をソフトウェアモジュールで実行したのちに、この記述データの複製を１つ有するコンピュータシステムのほかの全ソフトウェアモジュールに対して同期化メッセージを発信する手段と、
− 記述データに作用し、同期化メッセージ内で識別される動作を、別のソフトウェアモジュールからくる同期化メッセージを受信したことに対する応答としてこのソフトウェアモジュールにある記述データの複製上で作用するように実行する手段
とを有する。

逆に、このような同期化も前述したカタログの複製も、ストレージサービスの管理が１つのサーバ上でのみ中央集中型となる場合であれば必要ないことがわかるであろう。

データカタログに分類することができる記述データのなかから、本発明に従って、第１および第２レベルのデータウェアハウスが定義される。

前述したように、第１レベルのデータウェアハウスは、各ストレージサーバ１２_１、１２_２、１２_３、１２_４および１２_５の第４のソフトウェアおよびハードウェア層で定義される。データウェアハウスは、それぞれコンピュータシステム１０の物理ストレージリソースの一部に関連している。さらに正確には、各データウェアハウスが生成されるストレージサーバの物理ストレージリソースの少なくとも一部に関連している。特に、図１では、少なくとも１つの第１レベルの第１のストレージデータハウスが、たとえば１つまたは複数の外部ハードディスクで構成される物理ストレージリソースと関連しているサーバ１２_１の第４のソフトウェアおよびハードウェア層２２_１のソフトウェア部分で定義される。少なくとも１つの第１レベルの第２のストレージデータハウスは、たとえば磁気テープ上の１つまたは複数のストレージデバイスで構成される物理ストレージリソースと関連しているサーバ１２_１の第４のソフトウェアおよびハードウェア層２４_１のソフトウェア部分で定義される。

さらに、第１レベルのデータウェアハウスはそれぞれ、このデータウェアハウスの物理ストレージリソースにつながる特徴的パラメータを再取得するサービスクラスに関連している。このために、第１レベルのデータウェアハウスはそれぞれ、ストレージ技術を１つのみ、つまり実際にはハードディスクによるストレージ技術または磁気テープによるストレージ技術のどちらかを使用する物理リソースに関連していることが好ましい。

そのため、第１レベルのデータウェアハウスの特徴的パラメータには、たとえば、ストレージ技術の選定、ストレージデータへアクセスする時間のパラメータ、ストレージ容量、さまざまな物理リソースへのアクセス度、格納する基礎領域のバイトコスト、物理リソースのローカライズなどが含まれる。換言すると、第１レベルのデータウェアハウスの特徴的パラメータには、性能に関するパラメータ（たとえばデータへのアクセス時間など）が含まれるだけでなく、さらに全体的には、ストレージ要件および／または機能性をさらによく計算に入れることができるほかの特徴（たとえばローカライズ、技術、バイトコスト）も含まれる。

１つのストレージ技術が、第１レベルのデータウェアハウスのサービスクラスに対して影響を与えることは明らかである。磁気テープによるストレージ技術を利用するデータウェアハウスにはこのように、その場所以外で格納したデータを容易に移動させることができる、容量を増大させやすい、ストレージ性能が高いなどの特殊な特徴があるものの、データへのアクセスにかかる時間は長い。

このほか、先に述べたカタログの特性を適用することによって、第１レベルのデータウェアハウスのいくつかはローカルデータウェアハウス、これ以外はグローバルデータウェアハウスとなる。たとえば、ローカルデータウェアハウスを個別のサーバをベースにして（このデータウェアハウスが関連している物理ストレージリソースを備えているサーバ）、このサーバからしかアクセスできないように設定することができる。これはたとえば、ハードディスク上のストレージ技術のように、ある特定の技術が利用された瞬間からこのようにしてもよい。逆に、グローバルデータウェアハウスがコンピュータシステム１０の複数のストレージサーバからアクセス可能となるように設定することもできる。この場合、このような第１レベルのデータウェアハウスが複数のサーバ上にあることになり、このデータウェアハウスが関連しているサーバクラスは、アクセスサーバが何であっても同じものとなる。併用できる再生器が１つでもあれば、磁気テープによるストレージデバイスがどのサーバからでもアクセス可能になる瞬間から、このストレージ技術を利用するデータウェアハウスすべてをグローバルデータウェアハウスとみなすことができる。

選択的に、第１レベルのデータウェアハウスは、所定のストレージ粒度に応じて共通サイズのデータパケットを格納できるように設計される。さらにこれらのデータパケットは、求められるサービスのレベルに応じて、圧縮して暗号化した上で最適化してセキュリティで保護することができる。第１レベルのデータウェアハウスであれば、それが何であっても、それぞれが１つのデータパケットを受信することができる固定サイズの複数のコンテナを有すると考えてよい。

結論として、第１レベルのデータウェアハウスの集合は、コンピュータシステム１０から供給されるストレージ容量を表し、この容量は、物理ストレージリソースの追加、圧縮、置換、修正に合わせて変化する。

本発明によれば、第２レベルのデータウェアハウスがデータ集合の仮想ストレージ領域として定義される。そのため第２レベルの各データウェアハウスは、特定のデータ集合に割り当てられ、このデータ集合が、格納するデジタルファイルまたはデジタルデータフローとなるようにする。たとえば、このデータ集合を格納するクエリを受信すると、このデータウェアハウスが即座に作製される。

したがって、第２レベルのデータウェアハウス集合は、コンピュータシステム１０に適用されるデータ集合を格納する要求を絶えず表すものである。

第２レベルのデータウェアハウス１８_１は、たとえばサーバ１２_１の記述データを管理する第２のソフトウェア層１８で定義される。第１レベルのデータウェアハウスと同じく、第２レベルのデータウェアハウスはローカルまたはグローバルに定義することができるが、逆に、コンピュータシステム１０のどの物理ストレージリソースにも関連しない。第２レベルのデータウェアハウスの潜在的なリソースは、その特徴的パラメータに応じて選択することができる第１レベルのデータウェアハウスである。

さらに、第２レベルのデータウェアハウスはそれぞれ、対応するデータ集合と関連するストレージ要件および機能性に応じて定義されるサービスクラスに関連している。たとえば、これらのストレージ要件および機能性は、対応するデータ集合を格納するストレージ用クエリの中に部分的に表現することができる。この要件は、さらに詳細には満たすべき条件のことであり、開始日および終了日に関連付けることができる。機能性は、データウェアハウスから提供される新たなサービスであり、圧縮、暗号化、タイムスタンプ、電子署名、読み取りによるウイルス対策の使用、メモリ領域を解放する際のデータの完全消去などのサービスである。

第２レベルのデータウェアハウスのサービスクラスは、たとえば、
− 格納されるデータ集合の部数、
− 選択する第１レベルのデータウェアハウスのローカライズに関して発生し得る要件、
− 特に１つまたは複数の第１レベルのデータウェアハウスの先験的な名称、
− 使用するストレージ技術のタイプに関して発生し得る要件、
− 求められるセキュリティレベル、
− 第１のタイプのストレージが要求される第１の時間、第２のタイプのストレージが要求される第２の時間、他、
− データ集合が削除されてしまうまでの時間および解放される対応のストレージ領域、
− ストレージの瞬間またはそのあとに、データ集合に適用される一連の処理（前述の機能性）、
− その他
などを定義する。

有利なように、データ集合を格納するために第２レベルのデータウェアハウスが作製される際は、コンピュータシステム１０は、このデータ集合のストレージ要件に応じて、関連するサービスクラスが定期的にまたは永続的に確実に順守されるようになっている。実際に、サービスクラスが修正された場合、データ集合の少なくとも一部を格納するために選択された第１レベルのデータウェアハウスが削除された場合、またはその特徴が変化した場合、コンピュータシステム１０はこの第２レベルのデータウェアハウスのために第１レベルのデータウェアハウスの選択を修正し、選択された第１レベルのデータウェアハウスの特徴的パラメータが第２レベルのデータウェアハウスのサービスクラスに要求される要件および機能性と常に両立できるようにすることができる。

図３は、２つのレベルを有する仮想ストレージ領域の集合の構造および動作を示し、デジタルデータの仮想ストレージ方法を実行するために前述したものと同じ要領である。

この図では、たとえばデジタルファイルまたはデータのバイナリストリームなどのデータ集合４０がストレージ要件の情報４２に関連している。これらのストレージ要件はクエリのファイルの形で集めることができる。この要件は、デフォルトによって、または前後の状況に応じて、暗黙のうちに存在することもできる。

データ集合４０のストレージを管理するために第２レベルのデータウェアハウス４４が作製される。このデータウェアハウスは、データ集合４０に直接割り当てられる仮想ストレージ領域の機能を果たす。前述したように、このデータウェアハウスは、特にストレージ要件４２に応じてパラメータ化された１つまたは複数のファイルの形をとってサービスクラス４６と関連している。

１つの要件を、たとえば次のような形にすることができる。「３部を保存し、そのうちの１部をパリの地点にあるハードディスクに５週間保存する。」この場合、この要件は、サービスクラス４６では開始日（コンピュータシステム１０のリソースにあるデータ集合を格納する日）、終了日（開始日＋５週間）、３に設定されている格納される部数、および１部数に対して課される地理的ドメイン（パリの地点の物理ストレージリソース）である。

もうひとつの要件で、たとえば前の要件を次のように特定することができる。「ＲＡＩＤ５タイプのリソースにある１部をパリの地点にあるディスク上に５週間保存し、ＲＡＩＤ５タイプのリソースある１部をヴァンヌの地点にあるディスク上に５週間保存し、磁気テープ上に２部を１０年間保存する」。この特定は、データ集合が最初の５週間は頻繁に照合されるが、それ以降はそれほど頻繁には照合されないように設計されるため、次の１０年間に磁気テープに送信するために５週間はストレージを迅速にすることができるが高価で容量が限定されることを意味する。１０年を超えると、このデータ集合の所有者からの特別なクエリがない限り、データは削除されてストレージ領域は解放される。

ほかの要件についても想像に難くないと思われる。要件はその都度サービスクラス４６でパラメータに変換される。

選択的に、第１レベルのデータウェアハウスは、所定の共通サイズのデータパケットを格納するように設計される。この場合、データ集合４０はこの同じサイズの１つまたは複数のパケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎに変換される。よって得られるパケット数は、この所定の共通サイズによって異なる。

データ集合４０の１つまたは複数のパケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎへの変換には、たとえば、
− データ集合４０を複数の部分集合に分割するステップと、
− 各部分集合のデータを圧縮して暗号化するステップと、
− 圧縮して暗号化した各部分集合にヘッダを追加して、所定の共通サイズのパケットを形成するステップ
とが含まれる。

得られたパケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎを格納するため、データクラス４６でパラメータ化された要件および機能性に応じて、第１レベルのデータウェアハウス５０、５２および５４がその特徴的パラメータに応じて選択される。

データクラス４６でパラメータ化された要件および機能性を確認するためには、特に連続する複数の選択方法があることが当業者であれば想像できると思われるため、詳述しない。例を挙げると、要件のうち、２箇所の離れた特定の場所でデータの複製が要求され、選択の途中で、第１の場所に位置を特定された第１レベルのデータウェアハウスがある瞬間にすでに決定されている場合、この選択は第２の場所にローカライズされた第１レベルのデータウェアハウスのみを対象とするようになり、最終的には残りの要件に最大限応答する第２の場所の第１レベルのデータウェアハウスが選ばれる。

選択された３つの第１レベルのデータウェアハウスを、非限定的に純粋な例として図３に示している。

第１レベルの選択された第１のデータウェアハウス５０を、たとえば同じタイプで同質の特徴を持つ３つの物理ストレージリソース５０_１、５０_２および５０_３に関連づける。これは、たとえば３つの外部ハードディスク、同じハードディスクの３つのパーティションなどである。これらのリソースはそれぞれ、パケットを受信することができるストレージのコンテナを有する。図では、簡略化のため、データウェアハウス５０のリソースごとに３つのコンテナを表示している。実際には、リソースごとのコンテナ数はこれよりもはるかに多い。

第１レベルの選択された第２のデータウェアハウス５２を、たとえば同じタイプで同質の特徴を持つ２つの物理ストレージリソース５２_１および５２_２に関連づける。これらのリソースも同じく、それぞれがパケットを受信することができるストレージのコンテナを有する。図では、データウェアハウス５２のリソースごとに３つのコンテナを表示している。

最後に、第１レベルの選択された第３のデータウェアハウス５４を、たとえば同じタイプで同質の特徴を持つ４つの物理ストレージリソース５０_１、５４_２、５４_３および５４_４に関連づける。これらのリソースも同じく、それぞれがパケットを受信することができるストレージのコンテナを有する。図では、データウェアハウス５４のリソースごとに２つのコンテナを表示している。

パケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎは、サービスクラス４６のパラメータに応じて、選択されたデータウェアハウス５０、５２および５４の物理ストレージリソースで（ストレージ要件に従って１つまたは複数の部に）分類される。この分類は、生成された第２レベルのデータウェアハウス４４と関連づけてメモリに保存される。

たとえば、図１に示すインフラストラクチャを用いて、また、図３に示す仮想用ストレージ領域にある２つのレベルの構造により、図４に示した方法のような仮想ストレージ方法を実行することができる。

いつでも実行することができる第１のステップ１００では、あらゆるサーバまたはあらゆる物理ストレージリソースを追加、削除、置換または修正することによって、コンピュータシステム１０の構想からインフラストラクチャのあらゆる修正まで、第１レベルの仮想領域の集合、すなわち第１レベルのデータウェアハウスの集合が作製されたり修正されたりする。第１レベルのデータウェアハウスのそれぞれに割り当てられる物理ストレージリソースに応じて、このステップでは上に定義したような特徴的パラメータも割り当てられる。

ステップ１０２では、格納するデータ集合、たとえば集合４０がサーバ１２_２、１２_３、１２_４または１２_５のうちの１つを介してコンピュータシステム１０に受信される。

次に、ステップ１０４では、第２レベルの仮想ストレージ領域、この場合は第２レベルのデータウェアハウス４４が作製される。そのサービスクラス４６は、特にデータ集合４０のストレージ要件４２に応じてパラメータ化される。また、データ集合４０を格納する管理に割り当てられる。

次のオプションのステップ１０６では、データ集合４０が同じサイズの部分集合に変換される。

次に、同じくオプションのステップ１０８でも、これらの部分集合のそれぞれが圧縮されて暗号化されたのち、圧縮して暗号化された各部分集合にヘッダが追加されて所定のサイズのパケットを形成する。パケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎはこのようにして得られる。

選択ステップ１１０では、存在する第１レベルのデータウェアハウスの集合のうちのいくつか（５０、５２および５４）が、データ集合４０を受信したサーバからのアクセス度に応じて選択されるだけでなく、第２レベルのデータウェアハウス４４のサービスクラス４６を第１レベルの各仮想ストレージ領域の特徴的パラメータと比較することによっても選択される。

次のステップ１１２では、パケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎは、選択された第１レベルのデータウェアハウス５０、５２および５４に関連する物理リソースで分類される。

次に、ステップ１１４では、選択された第１レベルのデータウェアハウス５０、５２および５４に関連するさまざまな物理ストレージリソースでのパケットの分類は、第２レベルのデータウェアハウス４４に関連づけてメモリに保存される。

次のステップ１１６は、格納されたデータ集合４０に関連するパケットの分類の修正が生じた事態に待機するステップである。このような事態には、特に、サービスクラス４６のパラメータの修正、選択された第１レベルのデータウェアハウスのうちの１つの特徴的パラメータの変更、第１レベルのデータウェアハウスの追加、削除または修正などがある。

このような事態のうちの１つが生じれば、ステップ１１０に戻ってデータパケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎの分類を再度実行する。このような事態が生じなければ、サービスクラス４６で定義されるストレージ時間が終了する際に、データ集合４０のストレージを目的とする最終ステップ１１８に移る。この最終ステップでは、データパケット４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎは削除され、対応するメモリ領域は解放される。

前述したような方法および／またはシステムによって、ストレージリソースが変化した場合にいっそう柔軟な対応ができることがわかる。実際には、仮想ストレージ領域の第１レベルが物理ストレージリソースを管理し、リソースに対して第１レベルの仮想ストレージ領域を有する第２レベルがデータ集合の仮想ストレージを管理する。したがって、データ集合の仮想ストレージを物理ストレージリソースの管理から独立されることが可能になる。よって、ストレージ用のコンピュータシステム１０のインフラストラクチャは、仮想ストレージサービスを妨害することなく変化することができる。

たとえば、第１レベルのデータウェアハウスが故障によってハードディスクを損失したとしても、このデータウェアハウスは対象となる全データパケットに対してそれをアラームで知らせることができる。対象となる第２レベルのデータウェアハウスは、データパケットを新たに配信するために第１レベルのデータウェアハウスから新たに選択したものを割り当てられ、データ集合が第２レベルの新たなデータウェアハウスを割り当てられることはない。このデータ集合は、ストレージが契約上継続する間は確実に保存される。

第１レベルのデータウェアハウスにつながる物理ストレージリソースが古くなった場合、さらに高性能の新たな物理リソースを追加し、古くなったリソースに格納されているパケットを新たなリソースに対して再コピーしたのち、データパケットをこの新たなリソース上で照合することができる。以上のことはすべて、この第１レベルのデータウェアハウスとリソースとして有する第２レベルのデータウェアハウスに対して完全に明瞭な形で行われる。これは特に、磁気テープ上の物理ストレージリソースに関することである。

ストレージ技術を変更する際は、新たな技術を使用する第１レベルのデータウェアハウスを表明するだけでよい。データ集合のストレージの更新が要求される際、またはこの技術の変更によっていくつかのパケットが対象となるデータウェアハウスに格納されるデータに対してプログラムされる際は、これらのパケットは新しいデータウェアハウスに再コピーされる。古いデータウェアハウスは、含まれるパケットすべてが移動するか削除される場合に削除される。当初データウェアハウスに格納されるようになっていたパケットが新しいデータウェアハウスにあるように、対象となる第２レベルのデータウェアハウスのサービスクラスを修正することも可能である。このように、ストレージ技術の変更は容易かつ確実に実行される。

ここで重要なのは、前述した仮想ストレージ方法は、ＴＡＲ（英語のＴａｐｅ ＡＲｃｈｉｖｅｒ）などの標準フォーマットに従ったデータの保存が可能なストレージサービスとの併用が可能であるという点である。実際に、このフォーマットで保存する必要があるデータ集合のサービスクラスは、さまざまなリソース上でデータパケットへの分類が行われないように、またはこの保存をしたあとに行われるように、それを指摘することがある。

最後に、本発明は前述の実施形態に限定されるものではないことを明記しておく。実際に、本発明は、同じ仮想ストレージサービスを提供することができる複数のサーバに配信されたアーキテクチャで実行され、これらのサーバ間での同期化を必要としている。ただし、本発明は中央集中型のアーキテクチャでも実行することができるため、これらの同期化の要件の影響を受けることはない。

Claims (10)

1. ネットワークで相互に接続した複数の物理ストレージリソース（５０_１、５０_２、５０_３、５２_１、５２_２、５４_１、５４_２、５４_３、５４_４）を有するコンピュータシステム内のデジタルデータ集合（４０）の仮想ストレージ方法であって、第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）の集合の生成（１００）を含み、それぞれの第１レベルの仮想ストレージ領域が、物理ストレージリソースの一部とこの物理ストレージリソースの一部に関連している特徴的パラメータとに関連している仮想ストレージ方法において、
   − 前記データ集合（４０）のストレージ要件（４２）に応じてパラメータ化したサービスクラス（４６）に関連する第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）を作製し、該第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）を前記データ集合（４０）に割り当てるステップ（１０４）と、
   − 前記第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）の前記サービスクラス（４６）を、第１レベルの各仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）の前記特徴的パラメータと比較することによって、少なくとも１つの第１レベルの仮想ストレージ領域を選択するステップ（１１０）と、
   − 選択した前記第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）に関連する物理リソースに前記データ集合（４０）を格納するステップ（１１２）
   とを含むことを特徴とする仮想ストレージ方法。
2. 前記第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）は、所定の共通サイズのデ−タパケットを格納するように設計され、データ集合の全体サイズに応じて、前記データ集合（４０）をこの所定の共通サイズの１つまたは複数のパケット（４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎ）に変換するステップ（１０６、１０８）を備えている、請求項１に記載の仮想ストレージ方法。
3. 前記データ集合の１つまたは複数の前記パケット（４０_１、．．．、４０_ｉ、．．．、４０_ｎ）への変換（１０６、１０８）は、
   − 前記データ集合を複数の部分集合に分割するステップ（１０６）と、
   − 各部分集合のデータを圧縮および／または暗号化するステップ（１０８）と、
   − 圧縮して暗号化した各部分集合にヘッダを追加して、前記所定の共通サイズであるパケットを形成するステップ（１０８）
   とを含む、請求項２に記載の仮想ストレージ方法。
4. 前記ストレージステップ（１１２）は、選択された第１レベルの前記仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）に関連する前記物理リソース（５０_１、５０_２、５０_３、５２_１、５２_２、５４_１、５４_２、５４_３、５４_４）で前記データ集合（４０）を分類することを含み、さらに、作製した第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）と関係のあるこの分類を記憶するステップ（１１４）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の仮想ストレージ方法。
5. 前記デジタルデータ集合（４０）は、デジタルファイルまたはデジタルデータフローである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の仮想ストレージ方法。
6. 第１レベルの各仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）は、ハードディスク（２２_１）によるストレージ技術と磁気テープ（２４_１）によるストレージ技術とで構成される集合要素のなかから選択される１つのストレージ技術を利用して、物理ストレージリソース（５０_１、５０_２、５０_３、５２_１、５２_２、５４_１、５４_２、５４_３、５４_４）の一部に関連する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の仮想ストレージ方法。
7. 通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラム、および／またはコンピュータによって再生可能な媒体に記録されたコンピュータプログラム、および／またはプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行される際に、請求項１〜６に記載の仮想ストレージ方法のステップを実行するためのプログラムコードのインストラクションを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
8. デジタルデータ集合（４０）の仮想ストレージシステム（１０）であって、ネットワーク（２６、３０、３４）に相互に接続した複数の物理ストレージリソース（５０_１、５０_２、５０_３、５２_１、５２_２、５４_１、５４_２、５４_３、５４_４）と、第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）の集合を生成する手段（１４_１、１４_２、１４_３、１４_４、１４_５）とを有し、第１レベルの各仮想ストレージ領域が物理ストレージリソースとこの物理ストレージリソースの一部に関連する特徴的パラメータとに関連する仮想ストレージシステムにおいて、
   − 前記データ集合（４０）のストレージ要件（４２）に応じてパラメータ化したサービスクラス（４６）に関連する第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）を作製し、該第２レベルの仮想ストレージ領域（４４）をデータ集合（４０）に割り当てる手段（１４_１、１４_２、１４_３、１４_４、１４_５）と、
   − 第２レベルの前記仮想ストレージ領域（４４）の前記サービスクラス（４６）を、第１レベルの各仮想ストレージ領域の前記特徴的パラメータと比較することによって、少なくとも１つの第１レベルの仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）を選択する手段（１４_１、１４_２、１４_３、１４_４、１４_５）と、
   − 選択した第１レベルの前記仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）に関連する物理リソースに前記データ集合を格納する手段（１４_１、１４_２、１４_３、１４_４、１４_５）
   とを含むことを特徴とする仮想ストレージシステム。
9. ネットワーク（２６、３０、３４）に相互に接続した複数の物理ストレージリソース（１２_１、１２_２、１２_３、１２_４、１２_５）を有し、各ストレージサーバ（１２_１、１２_２、１２_３、１２_４、１２_５）がさらに物理ストレージリソースの一部（２２_１、２４_１）に局地的に関連して、第１レベルの仮想ストレージ領域の集合を生成する前記生成手段と、第２レベルの仮想ストレージ領域の前記作製手段と、前記選択手段と、前記ストレージ手段とを有する、請求項８に記載の仮想ストレージシステム（１０）。
10. 第１レベルの前記仮想ストレージ領域（５０、５２、５４）および第２レベルの前記仮想ストレージ領域（４４）は、ストレージサーバ（１２_１、１２_２、１２_３、１２_４、１２_５）同士の間で分類される記述データの形で記憶して保存され、そのうちの少なくとも一部に対して複数のサーバ上で複製され、ストレージサーバ同士の間にこれらの記述データに対して働く作用を同期化する同期化手段（１４_１、１４_２、１４_３、１４_４、１４_５）を有する、請求項９に記載の仮想ストレージシステム（１０）。

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