JPH05100801A

JPH05100801A - デイスクサブシステムの高信頼化方式

Info

Publication number: JPH05100801A
Application number: JP3261820A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Murata; 智洋村田; Kenzo Kurihara; 謙三栗原; Masaharu Akatsu; 雅晴赤津; Yoshiro Shirayanagi; 芳朗白柳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はディスク制御装置に関し、特に、多数
のドライブを接続する大型ディスクサブシステムにおい
て、ドライブのアクセス障害に対する耐障害性を向上さ
せる方法に関する。【構成】現用ドライブ（トラック）に関する訂正可能な
アクセスエラー発生に関する統計情報を収集し、それを
もとに、現用ドライブ（トラック）障害の前兆があると
判断した場合に、ディスク制御装置が現用ドライブ（ト
ラック）から予備ドライブ（トラック）へのデータをコ
ピー後、現用ドライブ（トラック）から予備ドライブ
（トラック）への切り替えを行なう事により達成され
る。【効果】ディスク制御装置が、障害の前兆があると判断
された現用ドライブ（トラック）のデータを、予備ドラ
イブ（トラック）に退避した後、予備ドライブ（トラッ
ク）を新たな現用ドライブ（トラック）として使用する
ため、現用ドライブの障害を予防的に回避することがで
き、ドライブ障害の確率が減少し、ディスクサブシステ
ムの信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスク制御装置に関
し、特に、多数のドライブを接続する大型ディスクサブ
システムにおいて、ドライブのアクセス障害に対する耐
障害性を向上させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホストコンピュータからのディスクドラ
イブに対する一回のデータ書き込みで、ディスク制御装
置が、正，副ペアドライブに同一データを書き込み、
正，副いずれかのドライブでアクセス障害が発生して
も、正常な方のドライブでアクセスを継続することによ
り、ドライブのアクセス障害に対する耐障害性を向上さ
せる方法（ディスク制御装置による二重書き）がアクセ
ス３月／４月号（１９８８年）第９頁から第１０頁
（ＡＣＣＥＳＳＭＡＲ／ＡＰＲ１９８８ｐｐ９−
１０）に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】正，副ペアドライブに
よる二重書きは、耐障害性が高いがコストも大きい。こ
のため、オンライン処理系のドライブに適用が限定され
る場合が多い。すなわち、アクセス頻度はそう多くない
が、一旦アクセス障害が発生するとその回復処理のため
の影響が大きいオフライン処理系のドライブについて
も、耐障害性向上の要求はあるものの、一般にその数が
多いため、二重書きの適用はコスト面で難しい。

【０００４】本発明の目的は、上記オフライン処理系の
ドライブを対象に、予防保守を行なうことにより、その
障害の確率を減らす方法を提供する事である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、現用ドラ
イブ（トラック）に関する訂正可能なアクセスエラー発
生に関する統計情報を収集しておき、それをもとに、現
用ドライブ(トラック)障害の前兆があると判断した場合
には、ディスク制御装置が現用ドライブ（トラック）か
ら予備ドライブ（トラック）へのデータコピー後、現用
ドライブ（トラック）から予備ドライブ（トラック）へ
の切り替えを行なう事により達成される。

【０００６】

【作用】障害の前兆があると判断された現用ドライブ
（トラック）のデータを、ディスク制御装置が予備ドラ
イブ（トラック）にコピーした後、予備ドライブ（トラ
ック）を新たな現用ドライブ（トラック）として使用す
ることで、現用ドライブの障害を予防的に回避する。

【０００７】

【実施例】図１に、本発明をディスク制御サブシステム
に適用した場合の一実施例を示す。図１において、ディ
スク制御装置１００は、上位側でホストコンピュータ10
9と接続され、また下位側で記憶媒体であるドライブ１
１１，１１２，１１３，１１４と接続される。ディスク
制御装置１００は、これらのドライブ上でホストコンピ
ュータ１０９の要求に応じてデータのリード，ライトを
行なう。以下、図１におけるディスク制御装置１００の
構成を参照しながら、本発明の主内容であるディスク制
御装置１００の動作を説明する。

【０００８】各ドライブとホストコンピュータ１０９と
の間のデータ転送を実際に行なうのはディスク制御装置
１００に内蔵されたプロセッサ１０２，１０３である。
これらのプロセッサは、チャネルインタフェース１０
１，ドライブインタフェース１０７，１０８を介し、ホ
ストコンピュータ１０９、及び各ドライブとそれぞれ接
続する。制御メモリ１０４はすべてのプロセッサからア
クセス可能な共通メモリであり、ディスク制御装置１０
０がドライブをアクセスするための共通制御情報が格納
される。共通制御情報の内容については、以下で必要に
応じて説明する。

【０００９】図２は共通制御情報であるドライブ制御ブ
ロック２００(Device ControlBlock ；略してＤＣＢ）
を示す。ＤＣＢには、各デバイスをディスク制御装置１
００が識別するためのドライブ番号２０１(Device Conn
ection Address；略してＤＣＡ）、当該ドライブの型式
の種類を示すドライブタイプ各ドライブを２０２が格納
される。また、ホストコンピュータの要求に応じてディ
スク制御装置１００が実際にデータの入出力を行なう現
用ドライブと、現用ドライブのバックアップ用である予
備ドライブの２種類に各ドライブを区別し、当該ドライ
ブがそのどちらであるかを用途区別（現用／予備）２０
３に格納する。その他のＤＣＢ制御情報の内容について
は後述する。

【００１０】図３は共通制御情報である交替トラック管
理情報３００を示す。各ドライブごとに、データを格納
する現用トラックのバックアップとして使用可能な未使
用予備トラックと、すでに現用トラックのバックアップ
として使用中である予備トラックを区分して管理する。
具体的には、予備トラックのトラック番号を格納した交
替トラック制御ブロックを、未使用と使用中に分けてキ
ューで管理する。

【００１１】図４は共通制御情報であるトラックアクセ
ス・テンポラリエラー統計情報800である。ディスク制
御装置１００内の各プロセッサは、各ドライブのトラッ
ク上のデータリード処理において、訂正可能データ転送
エラーを検出する度に、トラックアクセス・テンポラリ
エラー統計情報８００の該当ドライブ８０１の該当する
トラック欄８０２に格納されているテンポラリ・アクセ
スエラー合計回数803をインクリメントする。これらの
情報は、トラック又はドライブの障害発生の兆候を検出
するために用いられるが、詳細については後述する。

【００１２】続いて、本発明におけるディスク制御装置
１００内の各プロセッサの動作を説明する。図５はドラ
イブヘルスチェック処理のフローを示す。本処理はディ
スク制御装置１００内の各プロセッサにより、ある周期
で繰返し実行される。最初に共通制御情報であるチェッ
クドライブ番号格納テーブル８００（図８）にドライブ
番号として０を設定しておく。まず、チェックドライブ
番号格納テーブル800より、チェックすべきドライブの
番号を読みだし、自プロセッサのローカルメモリ（１５
２，１５３）に格納する（５０１）。

【００１３】次に、当該ドライブ番号を有するドライブ
のスワップ要求テーブル９００（図９）のスワップ要求
９０１が‘off ’であることをチェックする（５０
２）。ここで、スワップ要求テーブル９００において、
スワップ要求９０１が‘off ’であるとは、当該ドライ
ブに関して予備ドライブ又は、予備トラックへの切り替
え要求がないことを示す。スワップ要求９０１が‘off
’である場合は当該ドライブ番号が最大ドライブ番号
に等しいか否かをチェックし、等しい場合はチェックド
ライブ番号格納テーブル８００に−１を設定しておく。

【００１４】続いて、ローカル変数であるトラックサー
チポインタをゼロクリアし(５０５)、先に自プロセッサ
のローカルメモリに格納しておいたチェックドライブ番
号を持つドライブについて、上記トラックサーチポイン
タと等しいトラック番号を有するトラックのテンポラリ
アクセスエラー回数が上限値（スレショルド）を越えて
いるか否かを判定し、越えている場合は当該ドライブの
テンポラリエラー多発トラック数合計８０４を＋１し
（５１４）、当該ドライブのテンポラリエラー多発トラ
ック数合計８０４が上限値（スレショルド）を越えてい
るか否かを判定し、越えている場合は当該ドライブの処
理済みマーク８０１をセットした後、当該ドライブのス
ワップ要求を登録し（５１１）、チェックドライブ番号
を＋１して処理を終わる。もし、上限値を越えていなけ
れば上記トラックの処理済みマーク８０５をセットした
後、当該トラックのスワップ要求を登録し（５０９）、
トラックサーチポインタを＋１して次のトラックのヘル
スチェックに行く。

【００１５】図６は図５におけるトラックスワップ要求
登録処理５０９の処理内容を示すフローである。まず、
スワップ処理の対象となるトラックを持つドライブのロ
ックを取得し（６０１）、未使用の交替トラックキュー
３１０（図３）からコピー先となる交替トラックを一本
選ぶ（６０４）。もし、未使用の交替トラックがなけれ
ばトラックスワップ不可を表示し（６０６）、取得した
ロックを解放して処理を終わる。未使用の交替トラック
があれば、スワップ対象ドライブのＤＣＢに交替トラッ
ク番号２０４を、またコピー先ドライブ番号２０５とし
て自ドライブ番号を設定する。さらにコピー要求２０６
をトラックコピーに設定し、コピー開始トラック２１２
にスワップ対象トラック番号を設定する。そしてスワッ
プ要求２０８をonし（７０８）、取得していたロックを
解放する。

【００１６】図７は図５におけるドライブスワップ要求
登録処理５１１の処理内容を示すフローである。まず、
スワップ処理の対象となるドライブのロックを取得し
（701)、ディスク制御装置１００に接続するドライブの
ＤＣＢを調べ、用途区別２０３が予備ドライブであり、
かつスワップ対象ドライブとドライブタイプが一致する
ドライブを一つ選ぶ（７０４）。予備ドライブがなけれ
ばスワップ不可を表示し（７０６）、上記ロックを解除
して処理を終わる。予備ドライブがあれば、スワップ対
象ドライブのＤＣＢのコピー先ドライブ番号２０５に上
記予備ドライブ番号を設定し、さらにコピー要求２０６
をドライブコピーに設定し、コピー開始トラック２１
２、及びコピー終了トラック２１３に上記ドライブタイ
プに対応したコピー開始トラック番号とコピー終了トラ
ック番号をそれぞれ設定する(７０７)。そしてスワップ
要求２０８をonし（７０８）、取得していたロックを解
放する。

【００１７】図１０はトラックスワップ処理の処理内容
を示すフローである。本処理も任意のプロセッサで、あ
る周期ごとに実行される。まず、スワップ処理ドライブ
番号格納テーブル９００よりスワップ処理の候補となる
ドライブ番号を読みだし、プロセッサのローカルメモリ
に格納する（１００１）。当該ドライブ番号が最大ドラ
イブ番号に等しければ当該テーブル９００をゼロクリア
し（１００３）、等しくなければ当該テーブル９００を
＋１する（１０１５）。続いて、当該ドライブのＤＣＢ
内のスワップ要求２０８が‘on’か否かをチェックし、
‘on’でなければ処理を終わる。‘on’であれば、当該
ドライブのコピー要求がトラックコピーかドライブコピ
ーかを判定し、ドライブコピーであればドライブスワッ
プ処理を行なって処理を終わる。トラックコピーであれ
ば、スワップ要求２０８を処理中にし（１００６）、当
該ドライブのロックを取得し（１００７）、コピー開始
トラック番号を有するトラックからトラックデータをキ
ャッシュメモリ１０５にロードし（１００８）、交替ト
ラック番号を有するトラックに対し、上記ロードデータ
をストアした後(１０１０）、スワップ処理要求を‘of
f’に設定し(1010)取得していた上記ロックを解放して
処理を終わる。

【００１８】図１１はドライブスワップ処理の処理内容
を示すフローである。本処理も任意のプロセッサで、あ
る周期ごとに実行される。まず、スワップ要求２０８を
処理中にし、コピー済トラック番号２１４を（コピー開
始番号−１）の値に初期化する（１１０１）。コピー済
トラック番号２１４がコピー終了トラック番号に等しく
なるまで以下を繰り返す。まず、コピー元ドライブ(当
該ドライブ)、およびコピー先ドライブのロックをとも
に取得し（１１０３）、未コピートラック（コピー済ト
ラック＋１の番号を有するトラック）からトラックデー
タをキャッシュメモリ１０５にロードし（１１０５）、
コピー先ドライブのトラックに上記ロードデータをスト
アした後（１０１０）、取得したロックを解放しコピー
済トラックの番号を＋１する（１１０７）。そして、ホ
ストコンピュータからの、スワップ処理中の当該ドライ
ブに対するデータ入出力を受け付け可能とするために、
一定時間スワップ処理を中断した後（１１０８）、次の
トラックのコピー処理に移る。

【００１９】コピー済トラック番号２１４がコピー終了
トラック番号に等しくなった時点で、コピー元、および
コピー先ドライブのロックを共に取得し、コピー先ドラ
イブへの差分データのデステージ処理（１１１１）、及
び、アクセスパススワップ処理（１１１２）を行ない、
最後に、取得していたロックを解放し（１１１４）処理
を終わる。

【００２０】以下、差分データのデステージ処理（１１
１１）の内容を説明するが、その前に、ドライブスワッ
プ処理中の差分データの管理について述べておく。ホス
トコンピュータから、コピー元ドライブのあるトラック
に書き込み要求が来た場合、当該トラックの番号がコピ
ー済トラック番号より大きいか等しい場合は、データ書
き込みの対象となるトラックは未コピーのトラックであ
り、当該トラックに単にデータの書き込みを行なえばよ
く、コピー終了時点で、コピー元とコピー先のドライブ
でデータが異なることはない。一方、当該トラックの番
号がコピー済トラック番号より小さい場合は、データ書
き込みの対象となるトラックはコピー済のトラックであ
るため、当該トラックにデータの書き込みを行なうと、
コピー終了時点でコピー元とコピー先のドライブでデー
タが異なる。

【００２１】後者の場合に対処するために、図１４に示
すように、コピー元ドライブ上のコピー済のトラックに
データの書き込みを行なった場合には、当該トラック
（このようなトラックを差分トラックと呼ぶ）に対する
書き込みデータをキャッシュ１０５内のキャッシュ本体
４０２にも保持する。例えば、トラック２（ＴＲ２）に
対する書き込みがこのケースとする。この場合、まず、
キャッシュ本体４０２内の空いているデータ格納場所の
アドレスを保持しているスロット制御ブロック（ＳＣ
Ｂ）のキュー４３に有ったＳＣＢ（４０６）を一つ選
び、そのＳＣＢが指す格納場所（スロット２）に上記書
き込みデータを格納し、キャッシュ１０５内のディレク
トリ４０１に設けたトラック表４０３の、ＴＲ２に対応
するエントリに、上記ＳＣＢへのポインタを格納する。
このようにすることで、差分トラックがどれで、その書
き込みデータが何であるかが、キャッシュを見れば分か
る。差分トラックのデータは、ドライブコピーが一通り
終了した段階、すなわち、コピー済トラック番号２１４
がコピー終了トラック番号に等しくなった時点で、再度
コピー先ドライブに書き込みを行なう必要がある。

【００２２】さて、図１２は、差分データのデステージ
処理（１１１１）の内容を示すフローである。まず、上
記ディレクトリ４０１のトラック表４０３に、上記差分
トラックがリンクしているか否かチェックし（１２０
１）、もし、一本もリンクしていなければ処理を終わ
る。リンクしている場合は、差分トラックのＳＣＢが指
すキャッシュ上の書き込みデータをすべて、コピー先ド
ライブの該当するトラックに書き込む（１２０４）。

【００２３】次に、アクセスパスマッピングテーブル１
４００（図１５）について説明する。アクセスパスマッ
ピングテーブル１４００（図１５）は、ホストコンピュ
ータ１０９から見たドライブの識別番号ＣＣＡ（Channe
l Connection Address）と、ディスク制御装置１００で
内部的に管理するドライブの識別番号ＤＣＡ(DeviceCon
nection Address）の対応表を与えるものである。ホス
トコンピュータ１０９の入出力要求で指示されるドライ
ブ番号（ＣＣＡ）は、ディスク制御装置１００によりＤ
ＣＡに変換され、ＤＣＡに対応するドライブが実際にア
クセスされる。具体的には図１５で、ＣＣＡの値をｋと
すると、アクセスパスマッピングテーブル１４００のＣ
ＣＡマッピング情報１４０１のＢｋの欄の値ｉを読みだ
してDCAの値とし、ドライブ番号ｉのドライブが実際に
アクセスされる。このマッピング機能により、上記のド
ライブスワップ処理で現用ドライブが予備ドライブに切
り替えられても、ＣＣＡとＤＣＡの対応関係を変えるこ
とにより、ホストコンッピュータ側でドライブ番号を変
えずにすむ。

【００２４】最後に、上記のアクセスパスマッピングテ
ーブル１４００を用いたアクセスパススワップ処理につ
いて、図１３のフローに従い説明する。まず、コピー元
ドライブのＤＣＡ（ｉとする）とコピー先ドライブのＤ
ＣＡ（ｊとする）を記憶する（１３０１）。次に、ＤＣ
Ａマッピング情報１４０２のＢｉの欄の値(ｋとする)
と、ＤＣＡマッピング情報１４０２のＢｊの欄の値（ｌ
とする）をリードする（１３０２）。続いて、ＤＣＡマ
ッピング情報１４０２のＢｉの欄に値ｌを書き込み、Ｃ
ＣＡマッピング情報１４０１のＢｌの欄に値ｉを書き込
む(１３０３)。最後に、ＤＣＡマッピング情報１４０２
のＢｊの欄に値ｋを書き込み、ＣＣＡマッピング情報１
４０１のＢｋの欄に値ｊを書き込む（１３０３）。

【００２５】これらの処理により、障害の前兆があると
判断された現用ドライブ(トラック)のデータを、ディス
ク制御装置が予備ドライブ（トラック）にコピーした
後、予備ドライブ（トラック）を新たな現用ドライブ
（トラック）として使用することが自動的に実現でき、
ディスクサブシステムの信頼性が向上する。

【００２６】

【発明の効果】障害の前兆があると判断された現用ドラ
イブ（トラック）のデータを、ディスク制御装置が予備
ドライブ（トラック）にコピーした後、予備ドライブ
（トラック）を新たな現用ドライブ（トラック）として
使用するため、現用ドライブの障害を予防的に回避する
ことができ、ドライブ障害の発生確率が減少し、ディス
クサブシステムの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す制御構成図である。

【図２】ドライブ制御ブロックの構成図である。

【図３】交替トラックの管理情報である。

【図４】トラックアクセス・テンポラリエラー統計情報
を示す図である。

【図５】ドライブヘルスチェック処理のフローである。

【図６】トラックスワップ要求登録処理のフローであ
る。

【図７】ドライブスワップ要求登録処理のフローであ
る。

【図８】チェックドライブ番号格納テーブル。

【図９】スワップ処理ドライブ番号格納テーブル。

【図１０】トラックスワップ処理のフローである。

【図１１】ドライッブスワップ処理のフローである。

【図１２】差分トラックデステージ処理のフローであ
る。

【図１３】アクセスパススワップ処理のフローである。

【図１４】キャッシュメモリの構成図である。

【図１５】アクセスパスマッピングテーブルの構成図で
ある。

【符号の説明】

１００…ディスク制御装置、１０２，１０３…プロセッ
サ、１０４…制御メモリ、１０９…ホストコンピュー
タ、１１１，１１２，１１３，１１４…ドライブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白柳芳朗神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク制御装置と、磁気記憶媒体である
ドライブからなるディスクサブシステムにおいて、ディ
スク制御装置に接続するドライブを、一台以上の現用ド
ライブと一台以上の予備ドライブに分けてディスク制御
装置にあらかじめ登録しておき、現用ドライブに対する
ホストコンピュータからの入出力実行時に発生した訂正
可能なデータ転送系障害の回数をディスク制御装置でド
ライブごとに計数し、該発生回数があらかじめ定められ
た値を越えた現用ドライブについて、現用ドライブの内
容をディスク制御装置が適当な予備ドライブにコピー
し、該予備ドライブを該現用ドライブの代替として使用
することを特徴とするディスクサブシステムの高信頼化
方式。
【請求項２】請求項１記載のディスク制御装置におい
て、ドライブが有するトラックを現用トラックと、交替
トラックに分けてディスク制御装置にあらかじめ登録し
ておき、現用トラックに対するホストコンピュータから
の入出力実行時に発生した訂正可能なデータ転送系障害
の回数をディスク制御装置でトラックごとに計数してお
き、該発生回数があらかじめ定められた値を越えた現用
トラックについて、ディスク制御装置が同一ドライブ内
の適当な予備トラックにその内容をコピーした後、該現
用トラックの代替として該交替トラックを現用トラック
として使用することを特徴とするディスクサブシステム
の高信頼化方式。