JP5704331B2 - バックアップ管理装置、バックアップ方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は複数の仮想計算機が共有する論理ディスクのバックアップ取得を管理するための装置、方法、及びプログラムに関する。

情報処理システムが取り扱うデータ量の増大に鑑み、データを格納するストレージ装置と、ストレージ装置からデータを入出力する複数のホスト計算機とを分離してこれらをＳＡＮ（Storage Area Network）で接続し、ストレージ装置の保守、運用、及び管理を容易にする運用形態が知られている。ＳＡＮ環境では、多数の物理ディスクを備える一台のストレージ装置がその記憶領域を論理的に分割し、分割された記憶領域を論理ディスクとして複数のホスト計算機に提供している。各ホスト計算機は、一つの論理ディスクを一つのストレージ装置として認識する。このような情報処理システムでは、ハードウェアの故障、ユーザの誤操作、或いは自然災害等に起因するストレージ装置のデータ喪失に備えるため、ストレージ装置内部で予めバックアップを取得し、データ復旧できるように構成されている。

ホスト計算機は、その資源を論理的に分割して得られる複数の仮想計算機を稼動させることにより、資源利用の効率化と運用管理の負担軽減を図ることができる。このような仮想化環境におけるストレージ装置のバックアップ取得方法として、二通りの方法が考えられる。一つは、個々の仮想計算機がバックアップを取得する方法である。この方法では、仮想計算機を動作させているホスト計算機の仮想化基盤がファイルのコピーやスナップショットをとることにより、バックアップを取得する。もう一つの方法は、ホスト計算機内の仮想化環境全体で一括的にバックアップを取得する方法である。この方法では、一定の時間間隔で定められた所定の時刻毎にストレージ装置の記憶領域全体についてバックアップを取得する。

しかし、個々の仮想計算機がバックアップを取得する方法では、ストレージ装置のバックアップ機能が使用されないため、バックアップ取得の際にホスト計算機のＣＰＵリソースや、ホスト計算機とストレージ装置との間のＩ／Ｏリソースを消費してしまい、バックアップを行う仮想化計算機が関与するサービスのレスポンス低下や、仮想化環境を共有する他のサービスのレスポンス低下を招く要因となる。一方、ホスト計算機内の仮想化環境全体で一括的にバックアップを取得する方法では、バックアップを取得するタイミングや頻度等の条件が全ての仮想計算機について一律になってしまい、バックアップ条件に関するＳＬＡ（Service Level Agreement）を仮想計算機毎に最適化することができない。即ち、ストレージ装置とホスト計算機とを仮想化環境下で共有する場合、バックアップ取得時に仮想化環境を共有するサービスのレスポンス低下を選択するか、或いは仮想化環境を共有する全ての仮想計算機について一律に定まるＳＬＡとなることを選択するかの何れかになってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、上述の問題を解決し、各仮想計算機に適したＳＬＡに基づいてバックアップを取得することを課題とする。

上述の課題を解決するため、本発明に係るバックアップ管理装置は、各仮想計算機の仮想ディスクを格納するための複数の論理ディスクを提供するストレージ装置のバックアップを管理するためのバックアップ管理装置であって、各仮想計算機についてバックアップの頻度を示す情報を保持する第一のテーブルと、第一のテーブルを参照して、同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機の仮想ディスクが同じ論理ディスクに配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機の仮想ディスクが異なる論理ディスクに配置されるように、仮想ディスクの再配置を計画するための仮想ディスク配置計画部とを備える。

本発明によれば、各仮想計算機に適したＳＬＡに基づいてバックアップを取得することができる。

実施例１に関わる情報処理システムの機能ブロック図である。 実施例１に関わるバックアップ処理を記述するフローチャートである。 実施例２に関わる情報処理システムの機能ブロック図である。 実施例２に関わる仮想ディスク再配置処理を記述するフローチャートである。

以下、各図を参照しながら本発明の実施例について説明する。同一の資源には、同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。

図１は本実施例に関わる情報処理システム１０の機能ブロック図である。
情報処理システム１０は、データを格納するストレージ装置２００と、ストレージ装置２００からデータを入出力する複数のホスト計算機３００と、ストレージ装置２００に格納されているデータのバックアップ取得を管理するバックアップ管理装置１００とを備える。ストレージ装置２００は、その記憶資源として、例えばＲＡＩＤ構成された複数の物理ディスクを備えており、それらの物理ディスクの記憶領域を論理的に分割して得られる論理ディスク２１０を各ホスト計算機３００の記憶領域として提供している。具体的には、論理ディスク２１０は、ホスト計算機３００の仮想ディスク２１１を格納する。ストレージ装置２００は、ある論理ディスク２１０のデータを他の論理ディスク２１０にバックアップするための処理を実行するバックアップ実行部２２０と、バックアップデータをリストアするリストア実行部２３０とを更に備える。データのバックアップ及びリストアは、論理ディスク単位で行われる。論理ディスク２１０は、ストレージ装置２００が管理する記憶領域の管理単位である。なお、ストレージ装置２００は、ＮＡＳ（Network Attached Storage）機能を搭載してもよい。

各ホスト計算機３００は、ＳＡＮ等のネットワークを介してストレージ装置２００に接続している。各ホスト計算機３００は、ＣＰＵリソースやＩ／Ｏリソースを論理的に分割することにより、複数の仮想計算機（ＶＭ）３２０を仮想化基盤３１０上で稼動させる。各仮想計算機３２０は、仮想化基盤３１０によってその動作が管理されており、仮想計算機３２０から見ると、一つの論理ディスク２１０は、一つの記憶装置として振る舞い、一つの仮想ディスク２１１は、一つのファイルとして振舞う。各仮想計算機３２０は、論理的に独立した計算機として振る舞うことが可能であり、バックアップ取得の際には、仮想計算機３２０上のアプリケーションプログラムの動作を停止し、ストレージ装置２００への書き込みを禁止することで、静止点を確保する静止化実行部３２１を有する。バックアップの際に静止点を確保することで、データの整合性が保証され、各仮想計算機３２０は、リストア後も安定して処理を継続できる。

バックアップ管理装置１００は、ハードウェア資源（プロセッサ、記憶資源、通信インタフェース等）を備えるコンピュータシステムであり、その記憶資源には、仮想ディスク配置テーブル１２０、ＳＬＡテーブル１３０、バックアップ情報テーブル１５０が記憶されている。バックアップ管理装置１００は、これらのテーブル１２０，１３０，１５０に格納された情報に基づいて、ストレージ装置２００のバックアップ及びリストアを管理するための手段として、各仮想計算機３２０に静止化を指示するための静止化指示部１１０と、バックアップ実行部２２０にバックアップを指示するためのバックアップ指示部１４０と、リストア実行部２３０にリストアを指示するためのリストア指示部１６０とを備える。

仮想ディスク配置テーブル１２０は、どの論理ディスク２１０にどの仮想計算機３２０のどの仮想ディスク２１１が格納されているのを示す情報を保持している。ＳＬＡテーブル１３０は、各仮想計算機３２０についてのバックアップの品質を定めるものであり、具体的には、バックアップの頻度（或いは、バックアップを取得してから次にバックアップを取得するまでの期間）とバックアップ取得の際の静止化の要否を示す情報を保持している。バックアップ情報テーブル１５０は、バックアップを取得した論理ディスク２１０にどの仮想計算機３２０のどの仮想ディスク２１１が格納されているのかを示す情報と、バックアップ取得時に仮想計算機３２０の静止化を実行したか否かを示す情報とを保持している。

静止化指示部１１０は、バックアップ対象となる論理ディスク２１０をキーとして仮想ディスク配置テーブル１２０を検索し、検索対象となる論理ディスク２１０には、どの仮想ディスク２１１が格納されており、どの仮想ディスク２１１がどの仮想計算機３２０に属しているのかをチェックする。更に、静止化指示部１１０は、仮想計算機３２０をキーとしてＳＬＡテーブル１３０を検索し、検索対象となる仮想計算機３２０が現時点でバックアップを必要とするか否か、バックアップ取得の際に静止化を必要とするのか否かをチェックする。そして、検索対象となる仮想計算機３２０について、現時点でのバックアップを必要とし、更に静止化を必要としている場合には、静止化指示部１１０は、その仮想計算機３２０の静止化を静止化実行部３２１に指示する。静止化指示部１１０は、このような処理を全ての論理ディスク２１０に格納されているそれぞれの仮想ディスク２１１に属するそれぞれの仮想計算機３２０について行う。これらの処理が完了すると、静止化指示部１１０は、バックアップの準備が完了したことをバックアップ指示部１４０に通知する。

バックアップ指示部１４０は、バックアップ対象の論理ディスク２１０を指定した上でバックアップ実行部２２０にバックアップを指示し、バックアップを取得した論理ディスク２１０にどの仮想計算機３２０のどの仮想ディスク２１１が格納されているのかを示す情報と、バックアップ取得時に仮想計算機３２０の静止化を実行したか否かを示す情報をバックアップ情報テーブル１５０に書き込む。

リストア指示部１６０は、バックアップ情報テーブル１５０を参照し、リストアすべきバックアップデータが静止化されているものであることを要する場合には、静止化が行われているバックアップデータを検索し、検索されたバックアップデータのリストアをリストア実行部２３０に指示する。リストア実行部２３０によるリストアが完了すると、リストア指示部１６０は、仮想化基盤３１０にリストア完了を通知する。

なお、上述の静止化指示部１１０、バックアップ指示部１４０、及びリストア指示部１６０の各機能は、バックアップ管理装置１００の記憶資源に格納されているバックアップ管理用のプログラム（図示せず）とバックアップ管理装置１００のハードウェア資源との協働により実現される。

次に、本実施例に関わるバックアップ処理の流れについて、図２を参照しながら説明する。静止化指示部１１０は、バックアップ対象の論理ディスク２１０を選択し（ステップ２０１）、仮想ディスク配置テーブル１２０を参照して、バックアップ対象の論理ディスク２１０に仮想ディスク２１１を格納している仮想計算機３２０を特定する（ステップ２０２）。その結果、複数の仮想計算機３２０が特定されない場合には（ステップ２０３；ＮＯ）、処理を終了する。一方、複数の仮想計算機３２０が特定された場合には（ステップ２０３；ＹＥＳ）、静止化指示部１１０は、その中から一つの仮想計算機３２０を選択し（ステップ２０４）、その選択した仮想計算機３２０をキーとしてＳＬＡテーブル１３０を検索し（ステップ２０５）、仮想計算機３２０に関してバックアップの要否と静止化の要否をチェックする（ステップ２０６）。バックアップ不要である場合（ステップ２０７；ＮＯ）、ステップ２１１に進む。一方、バックアップが必要である場合（ステップ２０７；ＹＥＳ）、静止指示部１１０は、その仮想計算機３２０をバックアップリストに追加する（ステップ２０８）。また、静止化不要である場合（ステップ２０９；ＮＯ）、ステップ２１１に進む。一方、静止化が必要である場合（ステップ２０９；ＹＥＳ）、静止指示部１１０は、その仮想計算機３２０の静止化実行部３２１に静止化を要求する（ステップ２１０）。静止化指示部１１０は、ステップ２０３で特定された複数の仮想計算機３２０の一部について上述のステップ２０４〜２１０を実行していない場合には（ステップ２１１；ＮＯ）、ステップ２０４に戻る。一方、バックアップ指示部１４０は、ステップ２０３で特定された複数の仮想計算機３２０の全てについて上述のステップ２０４〜２１０を実行した場合には（ステップ２１１；ＹＥＳ）、バックアップリストに追加された仮想計算機３２０の数をチェックする（ステップ２１２）。バックアップリストに追加された仮想計算機３２０の数がゼロである場合（ステップ２１２；ＮＯ）、処理は終了する。一方、バックアップリストに追加された仮想計算機３２０の数が一つ以上である場合（ステップ２１２；ＹＥＳ）、バックアップ指示部１４０は、ステップ２０１で選択した論理ディスク２１０のバックアップをバックアップ実行部２２０に指示し（ステップ２１３）、バックアップを取得した論理ディスク２１０にどの仮想計算機３２０のどの仮想ディスク２１１が格納されているのかを示す情報と、バックアップ取得時に仮想計算機３２０の静止化を実行したか否かを示す情報をバックアップ情報テーブル１５０に書き込む（ステップ２１４）。

本実施例によれば、複数の仮想計算機３２０がストレージ装置２００やホスト計算機３００を共有する仮想環境下において、バックアップの頻度や静止化の必要性等のバックアップの品質に関するＳＬＡを仮想計算機３２０毎に最適化することが可能になる。また、ストレージ装置２００内のバックアップの単位となる論理ディスク２１０を共有する複数の仮想計算機３２０の中からバックアップの必要があり且つ静止点を確保する必要のある仮想計算機３２０の全てについて静止点を確保してから論理ディスク２１０のバックアップを取得することにより、個々のホスト計算機３００がバックアップ処理を実行した場合のホスト計算機３００のＣＰＵリソースや、ホスト計算機３００とストレージ装置２００との間のＩ／Ｏリソースの消費を抑制し、ホスト計算機３００が提供するサービスや仮想環境を共有する他のサービスのレスポンス低下を抑制できる。

図３は本実施例に関わる情報処理システム２０の機能ブロック図である。
本実施例に関わる情報処理システム２０は、バックアップ管理装置１００が仮想ディスク配置計画部１７０を備える点で実施例１に関わる情報処理システム１０と相違し、その余の点で共通する。本実施例に関わるバックアップ処理の流れは、実施例１と同じであるから、仮想ディスク配置計画部１７０の機能を中心に説明する。

仮想ディスク配置計画部１７０は、ＳＬＡテーブル１３０を参照し、同時にバックアップが行われることが少ない仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１の組み合わせをチェックし、そのような組み合わせに関わる仮想ディスク２１１が互いに異なる論理ディスク２１０に配置されるように、仮想ディスク２１１の再配置を計画する。仮想ディスク配置計画部１７０は、仮想ディスク２１１の再配置計画に基づいて、特定の仮想ディスク２１１を特定の論理ディスク２１０に移動させるように仮想化基盤３１０に指示する。仮想化基盤３１０は、仮想ディスク２１１の移動要求を受けると、移動元の論理ディスク２１０から指定された仮想ディスク２１１を読み取って、これを移動先の論理ディスク２１０に書き込み、移動元の論理ディスク２１０からその仮想ディスク２１１を削除する。また、仮想化基盤３１０は、仮想計算機３２０に仮想ディスク２１１の接続先変更を実行させる。

なお、上述の仮想ディスク配置計画部１７０の機能は、バックアップ管理装置１００の記憶資源に格納されているバックアップ管理用のプログラム（図示せず）とバックアップ管理装置１００のハードウェア資源との協働により実現される。

本実施例に関わる仮想ディスク再配置処理について、図４を参照しながら説明する。仮想ディスク配置計画部１７０は、ＳＬＡテーブル１３０を参照し、全ての仮想計算機３２０のＳＬＡをチェックし（ステップ４０１）、同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が同じ論理ディスク２１０に配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が異なる論理ディスク２１０に配置されるように仮想ディスク２１１の再配置を計画する（ステップ４０２）。仮想ディスク配置計画部１７０は、その再配置計画に基づいて、特定の仮想ディスク２１１を特定の論理ディスク２１０に移動させることを仮想化基盤３１０に指示する（ステップ４０３）。仮想化基盤３１０は、仮想ディスク２１１の移動要求を受けると、移動元の論理ディスク２１０から指定された仮想ディスク２１１を読み取って、これを移動先の論理ディスク２１０に書き込み、移動元の論理ディスク２１０からその仮想ディスク２１１を削除する（ステップ４０４）。仮想化基盤３１０は、仮想計算機３２０に仮想ディスク２１１の接続先変更を実行させる（ステップ４０５）。仮想ディスク配置計画部１７０は、仮想ディスク２１１の移動が反映されるように、仮想ディスク配置テーブル１２０の内容を更新する（ステップ４０６）。

本実施例によれば、同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が同じ論理ディスク２１０に配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が異なる論理ディスク２１０に配置されるように仮想ディスク２１１が再配置されるため、一定期間内にバックアップされる論理ディスク２１０の数を減らし、ストレージ装置２００の処理負荷を低減させることができる。

本実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限定されない。
（付記１）ストレージ装置２００が提供する一つの論理ディスク２１０を共有する複数の仮想計算機３２０の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機３２０に静止化を指示するための静止化指示部１１０と、
静止化の指示を受けた仮想計算機３２０が静止化した後に当該一つの論理ディスク２１０のバックアップ取得をストレージ装置２００に指示するためのバックアップ指示部１４０と、
を備えるバックアップ管理装置１００。

（付記２）付記１に記載のバックアップ管理装置１００であって、
各仮想計算機３２０についてバックアップ取得の際の静止化の要否を示す情報を保持する第一のテーブル１３０を更に備え、
静止化指示部１１０は、第一のテーブル１３０を参照して、複数の仮想計算機３２０の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機３２０に静止化を指示する、バックアップ管理装置１１０。

（付記３）付記２に記載のバックアップ管理装置であって、
ストレージ装置２００は、各仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１を格納するための複数の論理ディスク２１０を提供し、
第一のテーブル１３０は、各仮想計算機３２０についてバックアップの頻度を示す情報を更に保持しており、
バックアップ管理装置１００は、第一のテーブル１３０を参照して、同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が同じ論理ディスク２１０に配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機３２０の仮想ディスク２１１が異なる論理ディスク２１０に配置されるように、仮想ディスク２１１の再配置を計画するための仮想ディスク配置計画部１７０を更に備える、バックアップ管理装置１００。

（付記４）付記１乃至付記３のうち何れか一つに記載のバックアップ管理装置１００であって、
バックアップ取得時に各仮想計算機３２０の静止化を実行したか否かを示す情報を保持する第二のテーブル１５０を更に備える、バックアップ管理装置１００。

（付記５）ストレージ装置２００が提供する一つの論理ディスク２１０を共有する複数の仮想計算機３２０の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機３２０に静止化を指示し、
静止化の指示を受けた仮想計算機３２０が静止化した後に当該一つの論理ディスク２１０のバックアップ取得をストレージ装置２００に指示する、バックアップ方法。

（付記６）コンピュータに、
ストレージ装置２００が提供する一つの論理ディスク２１０を共有する複数の仮想計算機３２０の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機３２０に静止化を指示するステップと、
静止化の指示を受けた仮想計算機３２０が静止化した後に当該一つの論理ディスク２１０のバックアップ取得をストレージ装置２００に指示するステップと、
を実行させるためのプログラム。

１０，２０…情報処理システム
１１０…静止化指示部
１２０…仮想ディスク配置テーブル
１３０…ＳＬＡテーブル
１４０…バックアップ指示部
１５０…バックアップ情報テーブル
１６０…リストア指示部
１７０…仮想ディスク配置計画部
２００…ストレージ装置
２１０…論理ディスク
２１１…仮想ディスク
２２０…バックアップ実行部
２３０…リストア実行部
３００…ホスト計算機
３１０…仮想化基盤
３２０…仮想計算機
３２１…静止化実行部

Claims (6)

1. 各仮想計算機の仮想ディスクを格納するための複数の論理ディスクを提供するストレージ装置のバックアップを管理するためのバックアップ管理装置であって、
   各仮想計算機についてバックアップの頻度を示す情報を保持する第一のテーブルと、
   前記第一のテーブルを参照して、同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機の仮想ディスクが同じ論理ディスクに配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機の仮想ディスクが異なる論理ディスクに配置されるように、仮想ディスクの再配置を計画するための仮想ディスク配置計画部と、
   を備えるバックアップ管理装置。
2. 請求項１に記載のバックアップ管理装置であって、
   前記ストレージ装置が提供する一つの論理ディスクを共有する複数の仮想計算機の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機に静止化を指示するための静止化指示部と、
   静止化の指示を受けた仮想計算機が静止化した後に前記一つの論理ディスクのバックアップ取得を前記ストレージ装置に指示するためのバックアップ指示部と、
   を更に備える、バックアップ管理装置。
3. 請求項２に記載のバックアップ管理装置であって、
   前記第一のテーブルは、各仮想計算機についてバックアップ取得の際の静止化の要否を示す情報を更に保持し、
   前記静止化指示部は、前記第一のテーブルを参照して、前記複数の仮想計算機の中からバックアップ取得の際に静止化を要する仮想計算機に静止化を指示する、バックアップ管理装置。
4. 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載のバックアップ管理装置であって、
   バックアップ取得時に各仮想計算機の静止化を実行したか否かを示す情報を保持する第二のテーブルを更に備える、バックアップ管理装置。
5. 各仮想計算機の仮想ディスクを格納するための複数の論理ディスクを提供するストレージ装置のバックアップをコンピュータが管理するための方法であって、
   各仮想計算機についてバックアップの頻度を示す情報を取得し、
   同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機の仮想ディスクが同じ論理ディスクに配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機の仮想ディスクが異なる論理ディスクに配置されるように、仮想ディスクの再配置を計画する、方法。
6. 各仮想計算機の仮想ディスクを格納するための複数の論理ディスクを提供するストレージ装置のバックアップを管理するコンピュータに、
   各仮想計算機についてバックアップの頻度を示す情報を取得するステップと、
   同時にバックアップが行われる頻度の多い仮想計算機の仮想ディスクが同じ論理ディスクに配置され、同時にバックアップが行われる頻度の少ない仮想計算機の仮想ディスクが異なる論理ディスクに配置されるように、仮想ディスクの再配置を計画するステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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