JPH06139027A - ディスクドライバ，ディスクアレイ装置，データ記憶システム及びディスクアレイシステムのデータバックアップ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクアレイ装置のデータのバックアップ
占有時間を短縮する。 【構成】 ディスクアレイコントローラ２に、ドライブ
Ｉ／Ｆ２−６−１，２−６−２，……を介し、データや
パリティ情報を格納するデータ／パリティデイスクドラ
イブ５がアレイ状に接続されており、また、このディス
クアレイコントローラ２のドライブＩ／Ｆ２−６−３に
スペアディスクドライブ４が所定個数接続されている。
かかるスペアディスクドライブ４は、データ／パリティ
デイスクドライブ５に障害が生じたとき、この障害デー
タ／パリティデイスクドライブに代ってデータ／パリテ
ィデイスクドライブとなるが、かかるディスクアレイ上
でのデータをバックアップ装置３−１，３−２または３
−３でバックアップのためのデータ転送に際し、データ
／パリティデイスクドライブ５とかかるバックアップ装
置との間のデータ転送バッファにもなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクドライブ等の
データの記憶装置を所定個数備えたコンピュータシステ
ムに係り、特に、該記憶装置に記憶されているデータの
バックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクアレイ装置については、例えば
特開平１ー２５０１２８号公報に開示されている。この
装置の特徴は、複数のディスクドライブが同時多重動作
することによる高速化と、冗長ディスクドライブや予備
ディスクドライブを持つことによる高信頼化とを実現し
たことである。

【０００３】ディスクドライブを高速化するためには、
データ転送速度の高速化及び１秒当りのリード／ライト
処理件数（ＩＯスループット）の向上とを図ることが必
要であるが、ディスクアレイ装置では、複数台のディス
クドライブに対して並列にデータ転送を可能とすること
により、データ転送速度の高速化を実現している。かか
る構成に、信頼度を上げるため、後述する冗長度を付加
した構成を、一般に、ＲＡＩＤ３と呼んでいる。また、
ＩＯスループットを向上させるために、複数台のディス
クドライブに多重シーク／回転待ちさせるようにした構
成があり、かかる構成に冗長度を付加して信頼度を上げ
るようにした構成を、ＲＡＩＤ５と呼んでいる。

【０００４】さて、以上のような性能を向上させるため
には、上記いずれの構成においても、複数台のディスク
ドライブが必要となる。現在の標準的なディスクドライ
ブの平均故障時間（ＭＴＢＦ）は５万時間程度である
が、このようにＮ台のディスクドライブを用いたディス
クアレイ装置での平均故障時間（ＭＴＢＦ）は、５万／
Ｎ時間に抑えられる。しかし、この値は、標準的な１０
台構成のディスクアレイ装置の場合５千時間、即ち七ヶ
月弱になり、システムとしては、一般に、許容し難い値
である。

【０００５】この問題を解決するために、ディスクアレ
イ装置のディスクドライブを数台のデータディスクドラ
イブと１台のパリティディスクドライブとからなるグル
ープに区分し、また、データをストライプと呼ばれるデ
ータ単位に分割し、上記グループ内の全ディスクドライ
ブでの同じ論理アドレスから開始する全ストライプでパ
リティグループと呼ばれるグループを構成して、このパ
リティグループ内の全データストライプの排他的論理和
を計算することによってパリティ情報を生成し、これを
そのパリティグループのパリティディスクドライブにパ
リティストライプとして保存するようにした構成が知ら
れている。かかる構成はＲＡＩＤと呼ばれるものであっ
て、単にデータを複数のディスクドライブに分配するだ
けでなく、パリティグループ中の任意の１台が故障して
も、パリティディスクドライブに保存されているパリテ
ィ情報から故障ディスクドライブのデータを回復するこ
とができるものであって、信頼性が向上する。

【０００６】ところで、ＲＡＩＤの平均故障時間（ＭＴ
ＢＦ）は次の数１で表わされる。

【０００７】

【数１】

【０００８】この数１によると、障害ディスクドライブ
を正常なディスクドライブと交換し、このディスクドラ
イブへデータを回復するまでの時間、即ちディスクドラ
イブの平均修理時間（ＭＴＴＲ）が平均故障時間（ＭＴ
ＢＦ）を決定する重要なファクターになっていることが
判る。この平均修理時間（ＭＴＴＲ）を最小限にするた
めには、障害ディスクドライブと交換する予備ディスク
ドライブを予めパリティグループ内に備えておき、障害
が発生したとき、速やかに予備ディスクドライブを用い
てデータの回復を行なうことが効果的である。かかる予
備ディスクドライブについては、スペアディスクドライ
ブとして、前記特開平１ー２５０１２８号公報にも開示
されている。

【０００９】ＲＡＩＤ構成の採用とスペアディスクドラ
イブの採用とにより、複数台のディスクドライブからな
るディスクアレイ装置での平均故障時間（ＭＴＢＦ）の
低下の問題は解決される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記数１で表
わされる平均故障時間（ＭＴＢＦ）は、システム内の複
数のディスクドライブの障害発生という事象が互いに独
立であるという仮定をもとにしたものであり、地震・火
災等の大規模災害の場合や、障害回復作業中のミスによ
る２重障害の発生の場合等は考慮されていない。また、
オペレーションのミスによるデータの消失についても考
慮されていない。

【００１１】かかる問題を解消するためには、データの
バックアップを定期的に行なうこと以外に現実的方法は
なく、上記従来技術では、ディスクドライブのアレイ化
による容量の増大に対応した効果的なバックアップ方法
については、配慮されていない。実際、標準的な５．２
５”ディスクドライブ（１．５Ｇバイト）を使用し、か
かるディスクドライブ１０台でパリティグループを構成
してそのうちの１台をスペアディスクドライブに、他の
１台をパリティディスクドライブに夫々に割り当てた場
合、このパリティグループの総容量は１０ＧＢとなり、
標準的なバックアップ用テープドライブ（例えば、１０
０ｋバイト／ｓｅｃあるいは約２００ｋバイト／ｓｅ
ｃ）でバックアップするのに要する時間は１４時間弱で
ある。これでは、ディスクアレイ装置の高ＩＯスループ
ットを生かしたオンライントランザクションシステムに
応用する場合、大きな障害となる。毎日データのバック
アップを行なう場合、この１４時間、システムのサービ
スを停止してバックアップ作業を行わなければならない
からである。

【００１２】本発明の目的は、かかる問題を解消し、デ
ータバックアップの占有時間を大幅に短縮して、かつデ
ータバックアップを効果的に行なうことができるように
したディスクドライブ，ディスクアレイ装置，データ記
憶システム及びディスクアレイシステムのデータバック
アップ方法を提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、システムのサ
ービスを閉塞せず、有効なデータバックアップを行なう
ことができるようにしたディスクドライブ，ディスクア
レイ装置，データ記憶システム及びディスクアレイシス
テムのデータバックアップ方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、データが記憶するための情報記憶装置に
障害が発生したとき、この障害情報記憶装置に代えてデ
ータを記憶するための情報記憶装置とする予備の記憶装
置を、該データのバックアップ時、該情報記憶装置とデ
ータバックアップ装置との間のデータ転送バッファとす
る。

【００１５】また、本発明は、前記データバックアップ
装置でバックアップされている前記情報記憶装置上での
バックアップ対象ファイルシステムへのアクセス情報を
記録しておく手段を有し、該アクセス情報をもとに、上
位コンピュータから該バックアップ対象ファイルシステ
ムへのアクセスをしながら、該バックアップ対象ファイ
ルシステムのデータのバックアップができるようにす
る。

【００１６】さらに、本発明は、ディスクから読み出し
たデータを一時的に格納する半導体メモリを有するディ
スクドライバにおいて、該ディスクの記録領域の所定部
分を書込み禁止領域に設定する第１の手段と、該半導体
メモリの記録領域を複数に分割して管理する第２の手段
とを備え、該半導体メモリにおける該第２の手段によっ
て分割形成された１乃至複数の記憶領域に、該第１の手
段によって設定された書込み禁止領域の一部または全部
から読み出したデータを記録して退避させ、しかる後
に、該ディスクでの書込み禁止領域とした記録領域を書
込み可能とする。

【００１７】

【作用】コンピュータシステムにおけるアレイ上に配列
された記憶装置には、ホストコンピュータが使用するデ
ータ（ファイル）やこのデータから計算されるパリティ
情報を格納するための情報記憶装置と、かかる情報記憶
装置に障害が発生した場合にこの障害情報記憶装置と論
理的に置き換えるための予備記憶装置とがある。本発明
では、かかる予備記憶装置を、情報記憶装置でのデータ
をバックアップする際、情報記憶装置とデータバックア
ップ装置との間のデータ転送バッファとして用いる。

【００１８】これによると、データバックアップ装置の
データ転送速度が情報記憶装置のデータ転送速度よりも
充分遅くても、情報記憶装置からデータ転送バッファへ
のデータ転送速度が速いため、少なくとも情報記憶装置
からデータ転送バッファへのデータ転送は高速で行なわ
れ、従って、情報記憶装置に関しては、データバックア
ップに要する時間が非常に短くなる。

【００１９】現在大容量データバックアップ装置として
一般に使用されている８ミリテープドライブやデータＤ
ＡＴ（ディジタル・オーディオ・テープレコーダ）装置
のデータ転送速度は２００ｋＢ／秒程度であり、ディス
クドライブのデータ転送速度は３ＭＢ／秒程度であっ
て、上記大容量データバックアップ装置と１０倍以上の
差がある。このため、予備ディスクドライブでバックア
ップ装置へのデータ転送をバッファリングすることによ
り、ディスクドライブでのデータバックアップのための
占有時間を１０分の１以下にすることができる。先に従
来技術として挙げた例で説明すると、従来１４時間程度
かかっていたデータバックアップのためのディスクドラ
イブの占有時間を１．４時間以下にすることができると
いうことである。これは、１日に１回データバックアッ
プを行なうシステムでは、このバックアップのためのシ
ステム停止時間が１日当り１４時間から１．４時間に減
少するということである。

【００２０】また、本発明では、データバックアップ装
置でバックアップされている情報記憶装置上でのバック
アップ対象ファイルシステムへのアクセス情報を記録し
ておくことができるため、このバックアップ対象のファ
イルシステムを上位コンピュータ等によってアクセスさ
れた後、このファイルシステムをデータバックアップ装
置に転送することができる。従って、データバックアッ
プ中でのアクセスがなされても、アクセス後のファイル
システムをバックアップすることができる。

【００２１】さらに、本発明では、ディスクの記録領域
でのデータバックアップしようとする領域を書込み禁止
領域とし、この書込み禁止領域から読み出したデータを
一時的に半導体メモリに格納して退避させる。この書込
み禁止領域から全てのデータが読み出されて半導体メモ
リに退避されると、この領域の書込み禁止が解除されて
通常の外部からのデータ書込みが可能となる。半導体メ
モリに退避されたデータはバックアップ装置に転送され
る。そこで、ディスクのデータが読み出されてから最終
的にバックアップ装置に転送されるまでに要する時間で
あるデータバックアップ転送時間は充分長くても、ディ
スクから半導体メモリへのデータ転送は高速で行なわれ
るから、書込み禁止が設定されても短時間でそれが解除
され、従って、データバックアップの占有時間が短い。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は本発明によるディスクアレイ装置，データ記
憶システム及びディスクアレイシステムのデータバック
アップ方法の一実施例を示すブロック図であって、１は
ホストコンピュータ、１−１はＣＰＵ（中央処理ユニッ
ト）、１−２は主記憶部、１−３はＩ／Ｏバッファ、１
−４はＩ／Ｏ（入出力）制御装置、１−５はディスクＩ
／Ｆ（インターフェース）、１−６はＯＳ（オペレーテ
ィングシステム）、１−７はファイル管理部、１−８は
デバイスドライバ、２はディスクアレイコントローラ、
２−１はホストＩ／Ｆ、２−２はＣＰＵ、２−３はデー
タ転送制御装置、２−４はパリティ生成／チェック部、
２−５は転送バッファ、２−６−１，２−６−２，２−
６−３，２−６−４は夫々ドライブＩ／Ｆ、３−１，３
−２，３−３は夫々バックアップ装置、４−１，４−２
は夫々スペアディスクドライブ、５は データ／パリテ
ィディスクドライブ、６，７−１，７−２，７−３，７
−４は夫々ＳＣＳＩ（Small Computer System Interfac
e）バスである。

【００２３】同図において、ホストコンピュータ１、デ
ィスクアレイコントローラ２及びバックアップ装置３−
１がＳＣＳＩバス６で相互に接続されており、ディスク
アレイコントローラ２には、ＳＣＳＩバス７−１，７−
２，……，７−３により、ディスクドライブがアレイ状
に接続されている。これらディスクドライブのうち、Ｓ
ＣＳＩバス７−１，７−２，……夫々に接続されるディ
スクドライブはデータ／パリティディスクドライブ５で
あって、これらのうちのＳＣＳＩバス７−１，７−２，
……の１つに接続されたディスクドライブが上記のパリ
ティディスクドライブであって、残りがデータディスク
ドライブである。また、ＳＣＳＩバス７−４に接続され
ているディスクドライブがスペアディスクドライブ４−
１，４−２，……である。これらＳＣＳＩバス７−１，
７−２，……，７−３夫々に接続されるディスクドライ
ブの個数は等しく、各ＳＣＳＩバス７−１，７−２，…
…の同順位のディスクドライブ（即ち、図面上で横方向
に１列に並ぶデータ／パリティディスクドライブ５）が
上記のパリティグループを構成していて、各パリティグ
ループにＳＣＳＩバス７−３に接続されたスペアディス
クドライブ４が１つずつ付加されている。

【００２４】なお、バックアップ装置３−１の代りに、
ＳＣＳＩバス７−１〜７−３のいずれか、もしくはディ
スクアレイコントローラ２に別個のＳＣＳＩバス７−４
を設けてこれに、バックアップ装置３−３または３−２
を設けるようにしてもよい。

【００２５】以上のディスクアレイコントローラ２、ア
レイ状に配列されたディスクドライブ及びバックアップ
装置によってディスクアレイ装置が構成されている。

【００２６】ホストコンピュータ１は、演算などの処理
を行なうＣＰＵ１−１、ディスクドライブ５などへの入
出力データをバッファリングやキャッシングするＩ／Ｏ
バッファ１−３を有し、ＣＰＵ１−１が使用するデータ
や命令を一時格納しておく主記憶部１−２、ディスクド
ライブ５などへのデータの入出力を制御するハードウェ
アであるＩ／Ｏ制御部１−４（最近のワークステーショ
ンでは、Ｉ／Ｏ制御部１−４に専用プロセッサを使用
し、ディスクドライブなどへのデータの入出力処理のた
めのＣＰＵ１−１の負荷を軽減し、高速なＩ／Ｏ処理を
実現するようにしている）、ディスクアレイコントロー
ラ２とのインタフェース制御を行なうディスクＩ／Ｆ１
−５及びＯＳ１−６からなっている。データ／パリティ
ディスクドライブ５などの２次記憶装置へのデータの入
出力処理は、ソフトウェア的には、ＯＳ１−６のファイ
ル管理１−７、デバイスドライバ１−８などのモジュー
ルが管理する。これらはアプリケーションプログラムが
要求するデータ／パリティディスクドライブ５とのデー
タ入出力のスケジューリング、バッファリング、アクセ
スデータ長などを決定する。

【００２７】この実施例では、夫々のインターフェース
（Ｉ／Ｆ）をＳＣＳＩとしている。ＳＣＳＩはＡＮＳＩ
（American National Standard Institute）で作成さ
れ、ＩＳＯ（International Standard Organization）
でも承認されたコンピュータ周辺機器用インタフェース
であり、磁気ディスクドライブだけでなく、光ディスク
ドライブ、磁気テープ装置、プリンタ、スキャナなども
サポートしており、小型コンピュータに広く普及してい
る。

【００２８】ディスクアレイコントローラ２は、そのド
ライブＩ／Ｆ２−６−１，２−６−２，……，２−６−
３に接続されてアレイ状に配置されたデータ／パリティ
ディスクドライブ５やスペアディスクドライブ４を統括
制御し、ホストコンピュータ１に恰も通常のディスクド
ライブが１台接続しているかのように見せかける。ホス
トコンピュータ１から送られるデータはホストＩ／Ｆ２
−１から取り込まれ、その論理アドレスに従い、データ
転送制御部２−３、転送バッファ２−５を介してアレイ
状に配置されたデータ／パリティディスクドライブ５に
分配される。ホストコンピュータ１からデータの要求が
あると、データ転送制御部２−３、転送バッファ２−５
を介してホストＩ／Ｆ２−１から、アレイ状に配置され
たデータ／パリティディスクドライブ５に分配して配置
されているデータが統合されてホストコンピュータ１に
転送される。

【００２９】また、ディスクアレイ装置では、同じパリ
ティグループ内で１台のデータ／パリティディスクドラ
イブ５が故障しても、そこでのデータの回復が行なえる
ようにするために、ホストコンピュータ１から送られて
くるデータに冗長データ（即ち、パリティ情報）が付加
され、データ／パリティディスクドライブ５のうちのパ
リティディスクドライブに格納する。このパリティ情報
の生成とチェックはパリティ生成／チェック部２−４で
行なわれる。データ／パリティディスクドライブが故障
すると、そのパリティグループでのパリティディスクド
ライブに格納されているパリティ情報と故障していない
データディスクドライブのデータとで演算を行ない、故
障したデータ／パリティディスクドライブのデータをこ
の計算によって生成して、このパリティグループに対す
るスペアディスクドライブ４に格納する。故障したデー
タディスクドライブでの全てのデータが回復してこのス
ペアディスクドライブ４に格納されると、このスペアデ
ィスクドライブは故障したデータディスクドライブの論
理的位置を占め、この故障したデータディスクドライブ
に代ってデータディスクドライブとなる。

【００３０】このようにして、データディスクドライブ
の故障が発生しても、人手を介することなく、自動的に
速やかにデータの回復処理を行なうことができる。な
お、スペアディスクドライブは、データディスクドライ
ブの故障が発生していない通常の場合、使用されない。

【００３１】バックアップ装置３−１，３−２または３
−３は、ディスクアレイ装置に格納されているデータを
バックアップするためのものである。上記のように、デ
ィスクアレイ装置では、１パリティグループ内で任意の
１台のデータディスクドライブが故障してもデータを失
うことがないが、同じパリティグループ内で複数台のデ
ータディスクドライブが同時に故障する多重障害が発生
した場合や、オペレータミスによって誤ってデータが消
去された場合にはデータを失ってしまう。バックアップ
装置３−１，３−２または３−３はこのようなことを防
止するために設けられたものであって、これにディスク
アレイ装置に格納されているのと同じデータをバックア
ップしておき、上記のような障害が生じたとき、バック
アップ装置のデータをディスクアレイ装置に送って（バ
ックアップデータの回復）使用できるようにする。かか
るバックアップ装置としては、磁気テープ装置や光磁気
ディスクドライブなど記憶容量当りのコストが安い可換
媒体の記憶装置が主に使用される。近年では、８ミリ磁
気テープ装置で５ＧＢなど大容量の装置が開発されてい
る。

【００３２】以下、この実施例の動作を説明する。 （１）ホストコンピュータ１がスペアディスクドライブ
とバックアップ装置とを認識する場合：図２はこの場合
のホストコンピュータ１から見た場合の論理的な構成を
示す図である。

【００３３】同図において、ここでの符号２は、ディス
クアレイが図１でのディスクアレイコントローラ２によ
って統括、制御され、ホストコンピュータ１からは１台
のディスクドライブに見せかけられているデータ／パリ
ティディスクドライブ５のアレイの総体を概念的に表わ
したものであり、これをディスクアレイということにす
る。また、バッファディスク８は図１におけるスペアデ
ィスク４（一般には、複数台）を概念的に表わしたもの
である。ホストコンピュータ１からは、これらがバック
アップ装置３（図１でのバックアップ装置３−１，３−
２，３−３のいずれか）とともに１つのＳＣＳＩバス
ＩＤを持った装置として、図２に示すように見える。な
お、 ＳＣＳＩバス ＩＤとは、ＳＣＳＩバス上に接続さ
れた複数台の装置を区別するための装置毎に割り振られ
たアドレスである。

【００３４】以上の構成の場合、ホストコンピュータ１
は、バッファディスク８を１つのＳＣＳＩバス装置とし
て認識しているため、バックアップに必要な転送を全て
自分の管理の元で行なうことができる。但し、必ずし
も、全て管理する必要がないことはいうまでもない。

【００３５】ディスクアレイ２のデータをバックアップ
装置３にバックアップするのに行なうデータ転送は、デ
ィスクアレイ２からバッファディスク８への転送（１）
とバッファディスク８からバックアップ装置３への転送
（２）とからなっている。好適な例としては、転送
（１）はホストコンピュータ１がディスクアレイ２のフ
ァイル構造を認識しながら行ない、転送（２）は起動指
示と終了確認のみホストコンピュータ１が介在する方法
である。これによると、転送（２）中では、ホストコン
ピュータ１はディスクアレイ２に対して通常のアクセス
を行なうことができる。

【００３６】例えば、ＵＮＩＸマシンの場合には、ＴＡ
Ｒコマンドを用いてバッファディスク８への転送を行な
う。この際、バッファディスク８はＲＡＷデバイスとし
てアクセスされる。ＴＡＲコマンドで転送した場合、通
常のＭＴ装置へバックアップする場合と同じフォーマッ
トになるため、データ転送（２）では、ホストコンピュ
ータ１からバッファディスク８に対して転送すべき範囲
と転送先さえ起動時に指示すればよい。但し、そのため
には、バッファディスク８がＳＣＳＩバスコマンドの１
つであるＣＯＰＹコマンドをサポートしていることが必
要である。

【００３７】上記転送（１）において、その開始から終
了までホストコンピュータ１が介在する理由は、ａ）オ
ープンしているファイルの処理、ｂ）バックアップすべ
きデータが存在する領域の判断、ｃ）ディスク上のデー
タフォーマットと通常のバックアップ装置（磁気テープ
装置など。通常、これらはシーケンシャルアクセスデバ
イスであって、ランダムアクセスデバイスである磁気デ
ィスクとは異なるフォーマットを持っている）のフォー
マット変換などの処理を通常サポートしているコマンド
のみで、上記転送（１）を行なうことができるためであ
る。転送（１）をホストコンピュータ１の介在なしで行
なう場合には、後に述べるように、上記ａ），ｂ），
ｃ）の処理，判断ためのコマンド，メッセージなどをサ
ポートする必要がある。

【００３８】但し、図１に示すように、ディスクアレイ
コントローラ２は、実際には１つのＳＣＳＩバス装置で
あるのに、ホストコンピュータ１に対しては、図２にお
けるディスクアレイ２とバッファディスク８の二役をし
なければならない。ＳＣＳＩバス規約にはこのような構
成は存在しないが、実施は可能である。

【００３９】（２）ホストコンピュータ１は、バックア
ップ装置を認識するが、スペアディスク装置を認識しな
い場合：図３はこの場合のホストコンピュータから見た
論理的構成図であり、図２に対応する部分には同一符号
を付けている。

【００４０】ここでは、図２でのバッファディスク８は
ホストコンピュータ１によって認識されていない。この
場合、上記のデータ転送（１）に当たるデータ／パリテ
ィディスクドライブ５からスペアディスクドライブ４へ
のデータ転送は、ディスクアレイコントローラ２が起
動、終了処理を含めて全て管理する。この場合、通常の
バックアップ用のコマンド（上記の例では、ＴＡＲコマ
ンド）を用いてバックアップを行なうことも考えられ
る。それでも、一旦スペアディスクドライブ４でバッフ
ァリングすることにより、通常のアクセスのためにデー
タ／パリティディスクドライブ５を使用できる時間が増
大する効果がある。

【００４１】また、バックアップのために必要なファイ
ル管理情報を読み込むためには、ディスクアレイ２での
データをホストコンピュータ１が読み込むが、バックア
ップ装置３にデータを転送するためには、ホストコンピ
ュータ１にデータを読み込まず、ＳＣＳＩバスのＣＯＰ
Ｙコマンドを用いてディスクアレイ２のデータをバック
アップする方法がある。ＣＯＰＹコマンドを受け取った
ときには、スペアディスクドライブ４をデータ転送バッ
ファとして用い、ディスクアレイコントローラ２が制御
を行なうことにより、より高速なバックアップを行なう
ことができる。

【００４２】ディスクアレイコントローラ２でのバック
アップ処理は、バックアップ装置３の物理的接続位置に
より、図４、図５及び図６に示す３種類の好適な例を挙
げることができる。

【００４３】図４はバックアップ装置３をホストＩ／Ｆ
２−１側のＳＣＳＩバス６に接続した場合であり、図５
は他のディスクドライブが接続されていないドライブＩ
／Ｆ２−６に接続した場合であり、図６はスペアディス
クドライブ４が接続されているドライブＩ／Ｆ２−６に
接続した場合である。なお、図４〜図６においても、デ
ータ／パリティディスクドライブ５及びスペアディスク
ドライブ４が夫々１つずつ示されているが、勿論これら
は図１で説明したように複数台アレイ状に配置されてお
り、ディスクアレイコントローラ２によって１台のディ
スクドライブのように統括制御されているものを概念的
に表わしているものである。

【００４４】図４に示す例の場合、ホストコンピュータ
１はバックアップを行なうデータ／パリティディスクド
ライブ５の領域のファイル管理情報を読み込み、データ
／パリティディスクドライブ５からバックアップ装置３
への転送を指示するコマンドをディスクアレイコントロ
ーラ２に対して発行する（その転送はホストコンピュー
タ１が介在してもよい）。ディスクアレイコントローラ
２は転送先がバックアップ装置３であるデータを一旦ス
ペアディスクドライブ４に転送し、次に、このスペアデ
ィスクドライブ４からバックアップ装置３への転送を行
なう。これにより、データ／パリティディスクドライブ
５がバックアップのために占有される時間を減らすこと
ができる。

【００４５】図５に示す例の場合には、バックアップ装
置３がディスクアレイコントローラ２のドライブＩ／Ｆ
２−６に接続されているため、スペアディスクドライブ
４からバックアップ装置３へのデータ転送はホストＩ／
Ｆ２−１側のＳＣＳＩバス６を通らずに行なわれる。こ
のため、バックアップ中のホストコンピュータ１からデ
ータ／パリティディスクドライブ５へのアクセス性能の
劣化が小さい。

【００４６】但し、この場合、ホストコンピュータ１に
対して図３に示したようにバックアップ装置３が接続さ
れていると見せるためには、ディスクアレイコントロー
ラ２は、バックアップ装置３に対するホストコンピュー
タ１からのアクセスを透過的に受渡してやらなければな
らない。このことは、図２におけるバッファディスク８
と同様、ＳＣＳＩバスの規約には規定されていない方法
ではあるが、実施は可能である。

【００４７】図６に示す例は、バックアップ装置３をス
ペアディスクドライブ４と同じＳＣＳＩバス上に接続す
る場合である。この場合には、スペアディスクドライブ
４からバックアップ装置３へのデータ転送がディスクア
レイコントローラ２の内部も通過しないで行なわれ、こ
のために、さらにバックアップ中のホストコンピュータ
１からデータ／パリティディスクドライブ５へのアクセ
ス性能劣化を防止できる。かかる効果は、スペアディス
クドライブ４がＣＯＰＹコマンドをサポートすることに
よって最大になる。

【００４８】（３）ホストコンピュータ１がバックアッ
プ装置もスペアディスクも認識しない場合：図７はこの
場合のホストコンピュータ１からみた概念的な構成図で
ある。実際の物理的な接続は、バックアップ装置３を認
識する場合と同様に図４，図５及び図６に示す３種類が
好適な実施例として挙げられる。この場合、ホストコン
ピュータ１がバックアップ装置３を認識しないため、デ
ィスクアレイコントローラ２はバックアップ用のコマン
ドをサポートしなければならない。なお、かかるコマン
ドはＳＣＳＩバスで規定されていないが、このようなコ
マンドでも、ベンダユニークとして実施することができ
る。バックアップを行なうためには、まず、ホストコン
ピュータ１がバックアップ対象領域のファイル管理情報
を読み込み、バックアップすべきアドレスとバックアッ
プを指示するコマンドをバックアップを行なう順にディ
スクアレイ２に発行してやればよい。

【００４９】（４）２ポートＳＣＳＩバスディスクドラ
イブを使用した場合：以上説明した各実施例では、ディ
スクドライブ装置として通常の１ポートのものを想定し
ていた。しかし、以上全ての実施例において、２ポート
ＳＣＳＩバスディスクドライブを使用した構成も考えら
れる。その一実施例を図８に示す。かかる実施例の特徴
は、データ／パリティディスクドライブ５からスペアデ
ィスクドライブ４へのデータ転送やコマンド／メッセー
ジの転送が、通常のホストコンピュータ１からデータ／
パリティディスクドライブ５へのアクセスとＳＣＳＩバ
ス上で競合しない点である。スペアディスクドライブ４
からバックアップ装置へのデータ転送も、バックアップ
装置３が点線で示されている位置に接続されている場合
には、ホストコンピュータ１からデータ／パリティディ
スクドライブ５へのアクセスと競合することがなく、バ
ックアップ中の性能劣化が少ない。

【００５０】（５）システムを閉塞せずにバックアップ
を行なう方法：以上説明した実施例では、バックアップ
のためにディスクドライブを占有する時間を短縮するこ
とができた。バックアップを行なっているファイルシス
テムもしくはパーティションは、バックアップ中データ
内部の統一性や管理情報との統一性が失われないように
するために、少なくとも一纏まりのファイルとその管理
情報の処理中、その領域へのライトアクセスを停止（シ
ステムの閉塞）しなければならない。しかし、オンライ
ントランザクションの用途では２４時間のサービスが要
求される場合もあり、このようなシステムでは、上記の
ような閉塞は許容できない。

【００５１】このようなシステムの閉塞を行なわずにバ
ックアップを行なうためには、以下の手順に従えばよ
い。即ち、１）バックアップ中にバックアップ対象のデ
ィスク領域の中でオープンされているファイルを記録す
る。記録先はディスク上でも、メモリ上でもよい。オー
プンしているファイルのリストは、一般に、ホストコン
ピュータの主記憶部上に存在する。２）対象領域をオー
プンされているファイルも含めて（勿論、省いてもよ
い）、バックアップ装置にバックアップする。３）ファ
イルがクローズされたときバックアップ対象領域であっ
たファイルならば、差分バックアップの要領で、２）で
行なったバックアップに連続した領域にバックアップを
行なう。

【００５２】なお、１）の代りに、ファイルオープン処
理以降の全てのライトアクセスを記録し、ライトアクセ
スのない領域は、オープンされていても、バックアップ
を行ない、ライトアクセスのあった領域のみ、クローズ
処理後、差分バックアップを行なうようにしてもよい。

【００５３】図９は本発明によるディスクドライブの一
実施例を示すブロック図であって、８ａ，８ｂはＳＣＳ
Ｉバス、９ａ，９ｂはＳＣＳＩ制御部、１０はメモリ制
御部、１１はデータメモリ、１２はフォーマット制御
部、１３はリード／ライト用アンプ（以下、Ｒ／Ｗアン
プという）、１４は磁気ヘッド、１５は記録ディスク、
１６は書込禁止領域判定部、１７はスピンドルモータ、
１８はＶＣＭ、１９はバッテリである。

【００５４】図９において、ＳＣＳＩ制御部９ａはＳＣ
ＳＩバス８ａのプロトコル制御を行ない、ＳＣＳＩ制御
部９ｂはＳＣＳＩバス８ｂのプロトコル制御を行なう。
メモリ制御部１０は、ＳＣＳＩ制御部９ａ，９ｂとデー
タメモリ１１とフォーマット制御部１２との間のデータ
転送を制御し、図１０に示すように、データメモリ１１
を４つの記憶領域に分割して管理する。データメモリ１
１は少なくともディスク１５の数トラック分の容量を有
していることが望ましく、ここでは、その容量は１Ｍバ
イトとする。データメモリ１１は、バッテリ１９によ
り、データの不揮発化を行なっている。フォーマット制
御部１２は、ディスク１５上の記録トラックのセクタ分
割方法を管理する。Ｒ／Ｗアンプ１３は、ディスク１５
へのデータ記録時、データによって磁気ヘッド１４を駆
動し、ディスク１５からのデータ再生時、磁気ヘッド１
４からの再生データ信号を増幅してディジタル信号に変
換する。書込禁止領域判定部１６は、ディスク１５上の
データ書込み予定領域が書込み禁止領域か否かを判定
し、書込み禁止領域ならば、フォーマット制御部１２の
書込み動作を停止させる。

【００５５】次に、ディスク１５上の記録領域の所定領
域のデータをバックアップする場合のこの実施例の動作
を図１１を用いて説明する。

【００５６】ここで、データバックアップ動作は、バッ
クアップの領域をデータメモリ１１へ退避させるための
ロック命令と、データメモリ１１に退避したデータを外
部のバックアップ装置に転送させるためのバックアップ
リード命令との２種類の命令をディスクドライブが図示
しないホスト装置から受け取ることにより、実行され
る。

【００５７】ディスクドライブは、ホスト装置から部分
ロック命令を受けると（ステップ１０１）、ディスク１
５のこの部分ロック命令で指定されるロック領域を一時
的に書込み禁止領域に設定し（ステップ１０２）、かつ
このロック領域中のデータを一時的に退避する領域をデ
ータメモリ１１内に確保する（１０３）。データメモリ
１１は、通常、図１０の「通常時」として示す状態にあ
るが、部分ロック命令があると、ロック領域の容量がデ
ータメモリ１１の容量の３／４以下ならば、ロック領域
のデータを格納できる最小領域を退避領域として、図１
０に示す「退避時１」，「退避時２」，「退避時３」の
いずれかの状態に設定される。ロック領域の容量がデー
タメモリ１１の容量の３／４を越えるならば、データメ
モリ１１を図１０の「退避時３」の状態とし、データメ
モリ１１の容量の３／４に等しい容量のデータをロック
領域から読み出し、データメモリ１１の第２〜第４領域
の退避領域に格納し（ステップ１０４）、読出しが終了
したディスク１５のロック領域の書込みを許可する（ス
テップ１０５）。データメモリ１１の退避領域にロック
領域の全データを格納できない場合には（ステップ１０
６）、部分ロックの完了をＳＣＳＩ制御部１０に通知す
る（ステップ１０７）。また、データメモリ１１の退避
領域にロック領域の全データを格納できた場合には（ス
テップ１０６）、ロック対象領域の退避が完了すると、
書込み可能であることを通知する（ステップ１０８）。

【００５８】その後、バックアップリード命令を受ける
と（ステップ１０９）、ディスクドライブは、このバッ
クアップリード命令が転送されてきたＳＣＳＩバスがＳ
ＣＳＩバス８ａ，８ｂのいずれかを介し、データメモリ
１１の退避領域からバックアップデータをホスト装置へ
転送する（ステップ１１０）。ホスト装置からバックア
ップデータの受信完了の通知を受けると（ステップ１１
１）、ディスクドライブは、前記の部分ロック命令で指
定されたバックアップ領域のバックアップデータの全て
をホスト装置へ転送終了したならば（ステップ１１
２）、データメモリ１１に設定された退避用領域を通常
用領域に戻し（ステップ１１３）、ディスク１５での部
分ロック状態を解除し（ステップ１１４）、バックアッ
プ動作を完了する。

【００５９】バックアップ領域に未転送部分が残ってい
るときには（ステップ１１２）、引き続きステップ１０
４〜１１２の一連の動作を行ない、残りのロック領域の
データに対してデータメモリ１１への退避（ステップ１
０４）とホスト装置への転送（ステップ１１０）を繰り
返す。

【００６０】なお、ステップ１０７，１０８を経た後、
バックアップリード命令がないときに（ステップ１０
９），ディスク１５への読出し命令を受けると（ステッ
プ１２０），通常の読出し処理が行なわれ、ディスク１
５への書込み命令を受けると（ステップ１２２），書込
み禁止領域であるときには（ステップ１２４），書込み
を禁止するが（ステップ１２６）、書込み禁止領域でな
いときには通常の書込み処理を行なう（ステップ１２
５）。読出し、書込み命令のいずれをも受けないときに
は、他の命令の処理を行なう（ステップ１２３）。

【００６１】以上のようにして、この実施例では、バッ
クアップデータをデータメモリ１１に退避した後には、
ディスク１５へのデータの書込み動作とバックアップの
ためのディスクドライブのスループットの低下を抑える
ことができる。

【００６２】図１２は図９〜図１１で説明したディスク
ドライブをアレイ上に配列してなる本発明によるディス
クアレイ装置のさらに他の実施例を示すブロック図であ
って、２０はホストコンピュータ、２１はディスクアレ
イ装置、２２はホストインタフェイス制御部（以下、ホ
ストＩ／Ｆという）、２３はデータ分配制御部、２４は
キャッシュメモリとしてのバッファメモリ、２５はパリ
ティ生成部、２６はデータ回復部、２７は磁気テープ装
置制御部（以下、ＭＴ制御部という）、２８は磁気テー
プ装置（以下、ＭＴ装置という）、２９ａ〜２９ｅはＳ
ＣＳＩ制御部、３０ａ〜３１ｅ，３２は図９で説明した
ディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）、３３，３４
はＳＣＳＩ制御部である。

【００６３】図１２において、ホストＩ／Ｆ２２は、ホ
ストコンピュータ２０からディスクアレイ装置２１への
命令や書込みデータの受信と、ディスクアレイ装置２１
からホストコンピュータ２０への命令実行結果や読出し
データの送信を行なう。データ分配制御部２３は、ホス
トＩ／Ｆ２２とキャッシュメモリ２４とパリティ生成部
２５とデータ回復部２６とＭＴ制御部２７とＳＣＳＩ制
御部２９ａ〜２９ｅ，３３，３４との間のデータ転送の
制御を行なう。さらに、このデータ分配制御部２３は、
データ書込み時には、ホストコンピュータ２０からの書
込みデータを４ｋバイト単位のデータブロック（先のデ
ータストライプ）に分割して、ＨＤＤ３１ａ〜３１ｅへ
振り分け、逆に、データ読出し時には、ＨＤＤ３０ａ〜
３１ｅからのデータブロックをまとめて、ホストコンピ
ュータ２０への読出しデータに再構成する。

【００６４】各データブロックは次のように書き込まれ
る。即ち、いま、データが４個のデータブロックＤ０
０，Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３に分割されたとすると、図
１３に示すように、データブロックＤ００がＨＤＤ３０
ａに、データブロックＤ０１がＨＤＤ３０ｂに、データ
ブロックＤ０２がＨＤ３０ｃに、データブロックＤ０３
がＨＤＤ３０ｄに順に配置されることになり、ＨＤＤ３
０ｅには、これらデータブロックＤ００，Ｄ０１，Ｄ０
２，Ｄ０３から生成したパリティブロックＰ０が配置さ
れる。次のデータがデータブロックＤ１０，Ｄ１１，Ｄ
１２，Ｄ１３に分割され、それらのパリティブロックを
Ｐ１とすると、これらも同様にＨＤＤ３０ａ〜３０ｅに
記憶されるが、パリティブロックＰ１はＨＤＤ３０ｄに
記憶される。以下同様にして、順次のデータが記憶され
る。なお、同一データから分割されたデータブロックと
これらによって生成されたパリティブロックとをまとめ
てパリティグループということは、先に述べたとおりで
ある。

【００６５】パリティブロックは、パリティ生成部１３
が、次の数２に示すように、同一パリティグループの４
つのデータブロックを排他論理和することにより、生成
される。

【００６６】

【数２】

【００６７】キャッシュメモリ１２は書込みデータや読
出しデータを一時的に格納するものである。また、デー
タ回復部１４は、ＨＤＤの故障のためにパリティグルー
プ内のデータブロックが損失した場合、パリティグルー
プ内の正常なデータブロックとパリティブロックを用い
て、損失したデータブロックを回復するためのものであ
る。例えば、ＨＤＤ３０ａが故障した場合、次の数３に
示すように、データブロックＤ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と
パリティブロックＰ０とを用いて、データブロックＤ０
０を回復できる。

【００６８】

【数３】

【００６９】ＳＣＳＩ制御部２９ａ〜２９ｅ，３３，３
４はＨＤＤを接続しているＳＣＳＩバスのプロトコル制
御を行なう。ＭＴ制御部２７はバックアップ装置として
のＭＴ装置２８を制御し、ＨＤＤからのデータをバック
アップのため、ＭＴ装置１６内の磁気テープに記録す
る。ＨＤＤ３０ａ〜３１ｅ，３２は２系統のＳＣＳＩバ
スに接続可能である。また、ＨＤＤ３３はスペア用であ
る。

【００７０】以下、この実施例のデータ記録再生動作を
図１４を用いて説明するが、まず、ホストコンピュータ
２０からのデータをＨＤＤ３０ａのＤ００領域とＨＤＤ
３０ｂのＤ０１領域とに記録する場合を説明する。

【００７１】時刻ｔ０１にホストコンピュータ２０から
書込み命令と書込みデータが送信されると、ホストＩ／
Ｆ２２はこれら書込み命令と書込みデータをデータ分配
制御部２３へ転送する。時刻ｔ０２で、データ分配制御
部２３は書込みデータをキャッシュメモリ２４へ転送
し、また、パリティブロックの生成のために、ＳＣＳＩ
制御部２９ａ，２９ｂ及び２９ｅへデータ読出しを要求
する。そこで、ＳＣＳＩ制御部２９ａはＨＤＤ３０ａへ
データブロックＤ００の読取りを要求し、ＳＣＳＩ制御
部２９ｂはＨＤＤ３０ｂへデータブロックＤ０１の読出
しを要求し、ＳＣＳＩ制御部２９ｅはＨＤＤ３０ｅへパ
リティブロックＰ０の読出しを要求する。

【００７２】時刻ｔ０３で、ＨＤＤ３０ａ，３０ｂ，３
０ｅは、夫々、同一パリティグループのデータブロッ
ク，パリティブロックを読み取り、ＳＣＳＩ制御部２９
ａ，２９ｂ，２９ｅへこれらデータブロックを転送す
る。そこで、ＳＣＳＩ制御部２９ａ，２９ｂ，２９ｅ
は、これら読取りデータブロックをデータ分配制御部２
３へ転送し、データ分配制御部２３はこれらをキャッシ
ュメモリ１２へ格納する。

【００７３】ここで、ＨＤＤ３０ａ，３０ｂ，３０ｅか
らの読取りデータブロックとパリティブロックを、夫
々、ｒｄ０，ｒｄ１，ｒｐ０とし、ホストコンピュータ
２０からの書込みデータのデータブロックをｗｄ０，ｗ
ｄ１とする。

【００７４】時刻ｔ０４で、キャッシュメモリ２４か
ら、データブロックｒｄ０，ｒｄ１，パリティブロック
ｒｐ０，データブロックｗｄ０，ｗｄ１がパリティ生成
部２５へ転送される。パリティ生成部２５では、次の数
４のように、これらから新しいパリティブロックｗｐ０
が生成され、キャッシュメモリ２４へ転送される。

【００７５】

【数４】

【００７６】時刻ｔ０５で、データ分配制御部２３は、
ＳＣＳＩ制御部２９ａ，２９ｂ，２９ｅへ、書込み命令
と、夫々、書込みデータブロックｗｄ０，ｗｄ１とパリ
ティブロックｗｐ０を送る。これにより、ＳＣＳＩ制御
部２９ａはＨＤＤ３０ａへデータブロックｗｄ０の記録
領域Ｄ００への書込みを要求し、ＳＣＳＩ制御部２９ｂ
はＨＤＤ３０ｂへデータブロックｗｄ１の記録領域Ｄ０
１への書込みを要求し、ＳＣＳＩ制御部２９ｅはＨＤＤ
３０ｅへパリティブロックｗｐ０の記録領域Ｐ０への書
込みを要求する。

【００７７】時刻ｔ０６で、ＨＤＤ３０ａ，３０ｂ，３
０ｅのライト動作の完了がＳＣＳＩ制御部２９ａ，２９
ｂ，２９ｅを通じてデータ分配制御部２３へ通知され、
これにより、データ分配制御部２３は、ホストＩ／Ｆ２
２を経由して、ホストコンピュータ２０へ書込み命令の
完了を通知する。以上により、データ記録動作は終了す
る。

【００７８】次に、例えば、ＳＣＳＩ制御部２９ｂまた
はそれに接続されるＳＣＳＩバスが故障した場合の、Ｈ
ＤＤ３０ａのＤ００領域とＨＤＤ３０ｂのＤ０１領域と
からのデータの再生動作を説明する。

【００７９】いま、時刻ｔ１０でかかる故障が生じたと
すると、ＳＣＳＩ制御部２９ｂはこのことをデータ分配
制御部２３へ通知する。その後、時刻ｔ１１で、ホスト
コンピュータ２０から読取り命令が送信されるたとする
と、ホストＩ／Ｆ２２は読取り命令をデータ分配制御部
２３へ転送する。時刻ｔ１２で、データ分配制御部２３
はＳＣＳＩ制御部２９ａへＨＤＤ３０ａの読取りを要求
する。さらに、データ分配制御部２３は、故障中のＳＣ
ＳＩ制御部２９ｂの代わりに、ＳＣＳＩ制御部３３へＨ
ＤＤ３０ｂの読取りを要求する。

【００８０】時刻ｔ１３で、ＨＤＤ３０ａ，３０ｂが、
夫々、ＳＣＳＩ制御部２９ａ，３３を介して、データ分
配制御部２３へ読取りデータブロックを転送する。そこ
で、データ分配制御部２３はＨＤＤ３０ａ，３０ｂから
のデータブロックを供給し、ホストコンピュータ２０へ
送信する。これにより、データ再生動作が終了する。

【００８１】次に、この実施例のデータ回復動作を図１
５を用いて説明する。時刻ｔ２０でＨＤＤ３０ａが故障
したとすると、ＨＤＤ３０ａはこれを検出し、ＳＣＳＩ
制御部２９ａを介して、データ分配制御部２３へこの旨
通知する。時刻ｔ２１で、データ分配制御部２３は、デ
ータ回復部２６へＨＤＤ３０ａ内のデータブロックのス
ペアＨＤＤ３２への回復を要求する。データ回復部２６
は、時刻ｔ２２で、ＳＣＳＩ制御部３３を介し、ＨＤＤ
３０ｂ〜３０ｅへ、先頭のパリティグループのデータブ
ロックＤ０１，Ｄ０２，Ｄ０３及びパリティブロックＰ
０の読取りを要求する。

【００８２】時刻ｔ２３から、データ回復部２６は、Ｈ
ＤＤ３０ａ〜３０ｅからの読取りデータを受け、順次上
記数２の演算を実行し、データブロックＤ００を回復さ
せる。そして、時刻ｔ２４で、先頭のパリティグループ
の各ブロックＤ０１，Ｄ０２，Ｄ０３，Ｐ０の転送とデ
ータ回復演算が完了すると、データ回復部２６は、ＳＣ
ＳＩ制御部３３を介し、スペアＨＤＤ３２へ回復したデ
ータブロックＤ００を書き込む。時刻ｔ２４で、スペア
ＨＤＤ３２での書込みが完了すると、この旨をＳＣＳＩ
制御部３３を介してデータ回復部２６へ通知する。デー
タ回復部２６は、データ分配制御部２３へデータブロッ
クＤ００の回復完了を通知し、データブロックＤ００の
アクセスを許可する。引き続き他のデータブロックにつ
いて、順次回復処理を行なう。

【００８３】時刻ｔ２６で、データ回復部２６は、最後
のデータブロックＤｋ０の回復演算を完了し、ＳＣＳＩ
制御部３３を介してスペアＨＤＤ３２へ回復したデータ
ブロックＤｋ０を書き込む。そして、時刻ｔ２７で、ス
ペアＨＤＤ３２が書込み完了をＳＣＳＩ制御部３３を介
してデータ回復部２６へ通知する。データ回復部２６
は、データ分配制御部２３へ全データブロックが回復完
了したことを通知し、データ回復処理が完了する。

【００８４】以上のデータ回復処理においては、ＳＣＳ
Ｉ制御部２９ａ〜２９ｅが使用されないため、データ回
復処理中にも、故障したＨＤＤ３０ａのパリティグルー
プ以外のＨＤＤ３１ａ〜３１ｅには並行してデータブロ
ックの書込み／読取りが可能であり、ＨＤＤ３０ｂ〜３
０ｅには読取りが可能である。

【００８５】次に、この実施例のデータバックアップ動
作を図１６を用いて説明する。時刻ｔ３０で、ホストコ
ンピュータ２０からディスクアレイ装置２１内のデータ
ブロックＤ１２〜Ｄ５３の領域の部分バックアップ命令
があったとする。そこで、データ分配制御部２３は、Ｓ
ＣＳＩ制御部２９ａ〜２９ｅを介して、ＨＤＤ３０ａ〜
３０ｅへデータブロックＤ１２〜Ｄ５３の部分ロックを
要求し、ホストコンピュータ２０からのかかる領域への
書込み要求の受付を禁止する。各ＨＤＤは、前記のよう
に１Ｍバイトのデータメモリ１１（図９）を持つため、
このデータメモリ１１の退避領域にロック領域のデータ
を全て格納して退避させることができ、このロック対象
領域の各ブロックの退避が完了すると、かかる領域での
書込みが可能であることを通知する。この実施例では、
１つのパリティグループで最大３８４０ｋバイトのデー
タを退避できる。

【００８６】次に、時刻ｔ３２で、ＳＣＳＩ制御部２０
ａ〜２０ｅの全てがＨＤＤの部分ロックの完了を、デー
タ分配制御部２３へ通知し、これにより、データ分配制
御部２３はＳＣＳＩ制御部３３にＨＤＤ３０ａ〜３０ｅ
からＭＴ装置２８へのバックアップデータの転送を要求
する。さらに、ホストコンピュータ２０から指定された
バックアップ領域が全てＨＤＤ３０ａ〜３０ｅ内のデー
タメモリ１１内に格納できた場合には、ホストコンピュ
ータ２０からのこの領域への書込み要求の受付を許可す
る。

【００８７】ＳＣＳＩ制御部３３は、時刻ｔ３３に、部
分バックアップの先頭データブロックＤ１２の読取りを
ＨＤＤ３０ｃへ要求する。データブロックＤ１２を受け
ると、ＳＣＳＩ制御部３３は、時刻ｔ３４に、ＭＴ制御
部２７へデータブロックＤ１２を送り、ＭＴ装置２８へ
書込みを要求する。これにより、ＭＴ制御部２７はデー
タブロックＤ１２のＭＴ装置２８への書込みを開始す
る。

【００８８】ＳＣＳＩ制御部３３は、データブロックＤ
１２の転送が終了すると、時刻ｔ３５に、ＨＤＤ３０ｄ
へデータブロックＤ１３の読取りを要求し、データブロ
ックＤ１２のＭＴ装置２８への書込み完了の前に、予
め、次のデータブロックＤ１３をＳＣＳＩ制御部３３へ
読み出しておく。時刻ｔ３６に、ＭＴ制御部２７からデ
ータブロックＤ１２の書込み完了通知があると、ＳＣＳ
Ｉ制御部３３はＨＤＤ３０ｃへデータブロックＤ１２の
受信完了を通知する。

【００８９】続いて、ＳＣＳＩ制御部３３は、読み取っ
た上記のデータブロックＤ１３のＭＴ装置２８への書込
み要求と、データブロックＤ２０のＨＤＤ３０ａからの
読取り要求とを出す。時刻ｔ３７に、ＭＴ制御部２７か
らデータブロックＤ１３の書込み完了通知を受けると、
ＳＣＳＩ制御部３３は、ＨＤＤ３０ｄへデータブロック
Ｄ１３の受信完了を通知し、データ分配制御部２３に第
１列のパリティグループのデータブロックのバックアッ
プ終了を通知する。

【００９０】同様に、時刻ｔ３８に、ＭＴ制御部２７か
らデータブロックＤ２３のライト完了通知を受けると、
ＳＣＳＩ制御部３３は、データ分配制御部２３に第２列
のパリティグループのデータブロックのバックアップ終
了を通知する。時刻ｔ３９に、ＭＴ制御部２７からバッ
クアップ領域の末尾のデータブロックＤ５３のライト完
了通知を受けると、ＳＣＳＩ制御部３３は、データ分配
制御部２３に第２列のパリティグループのデータブロッ
クのバックアップ終了を通知し、時刻ｔ４０に、ホスト
コンピュータ２０に部分バックアップの完了を通知す
る。

【００９１】以上、バックアップ領域がＨＤＤ内のデー
タメモリ１１（図９）に全て退避できる場合を説明した
が、バックアップ領域の方が大きい場合には、データ分
配制御部２３は、ディスク１５（図９）のバックアップ
領域のうち、データメモリ１１に退避された領域からホ
ストコンピュータ２０からの書込み要求の受付を許可す
る。

【００９２】以上のように、バックアップデータの転送
に際しては、ＳＣＳＩ制御部２９ａ〜２９ｅは使用され
ないため、バックアップ処理中にも、並行して、ＨＤＤ
３０ａ〜３１ｅへのアクセスが可能である。

【００９３】この実施例では、通常のＨＤＤアクセス用
バスに加えて、データ回復及びデータバックアップ用に
使用するバスを持っているため、データ回復またはデー
タバックアップのためのバスの占有による性能低下を防
ぐことができる。さらに、データ回復及びデータバック
アップ用に使用するバスはスペア用ＨＤＤにも使用する
ため、スペアＨＤＤ３２の制御のために別にＳＣＳＩ制
御部を設ける必要がなく、この分コストを削減できる。

【００９４】また、この実施例では、１つのパリティグ
ループを１本のバスで接続しているため、ＨＤＤを順次
読み出すだけで、パリティグループ内の複数のＨＤＤに
分散して配置されたデータブロックを元の順序に並べ変
えることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックアップ中のデータディスクの占有時間をバックア
ップ装置と磁気ディスクドライブの転送速度の比だけ減
らすことができる（典型的な例では、磁気テープ装置が
約２００ｋＢ／ｓｅｃであるのに対し、磁気ディスクド
ライブでは３ＭＢ／ｓｅｃと１／１５程度である）。

【００９６】また、本発明によれば、バックアップ対象
領域のオープンされているファイルを記録し、クローズ
後に再度バックアップを行なうことにより、システムを
閉塞せずにバックアップを行なうことができる。

【００９７】さらに、本発明によれば、ディスクドライ
ブ内の半導体メモリの一部にバックアップデータを退避
しておき、通常のディスクアクセスの合間に、バックア
ップ用の装置に転送するので、データバックアップ時に
ディスクドライブが長時間占有されることを防ぐことが
できる。また、ディスクのバックアップ領域のうちデー
タ退避の終わっていない領域は書込み禁止となっている
ため、そこに書き込まれているデータを誤って壊すこと
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディスクアレイ装置，データ記憶
システム及びディスクアレイシステムのデータバックア
ップ方法の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示した実施例でのホストコンピュータ側
からみた論理的接続の一具体例を示す構成図である。

【図３】図１に示した実施例でのホストコンピュータ側
からみた論理的接続の他の具体例を示す構成図である。

【図４】図３に示した論理的接続でのディスクアレイコ
ントローラ側の処理の一具体例を示す図である。

【図５】図３に示した論理的接続でのディスクアレイコ
ントローラ側の処理の他の具体例を示す図である。

【図６】図３に示した論理的接続でのディスクアレイコ
ントローラ側の処理のさらに他の具体例を示す図であ
る。

【図７】図１に示した実施例でのホストコンピュータ側
からみた論理的接続のさらに他の具体例を示す構成図で
ある。

【図８】本発明によるディスクアレイ装置，データ記憶
システム及びディスクアレイシステムのデータバックア
ップ方法の他の実施例を示すブロック図である。

【図９】本発明によるディスクドライブの一実施例を示
すブロック図である。

【図１０】図９でのデータメモリのデータバックアップ
動作中の状態を示す図である。

【図１１】図９に示した実施例のデータバックアップ時
の動作を示すフローチャートである。

【図１２】図９に示したディスクドライブを用いた本発
明によるディスクアレイ装置のさらに他の実施例を示す
ブロック図である。

【図１３】図１２における各ディスクドライブでのデー
タ書込み状態を示す図である。

【図１４】図１２に示した実施例のデータ書込み，デー
タ読出し動作を示すタイミング図である。

【図１５】図１２に示した実施例でのデータ回復動作を
示すタイミング図である。

【図１６】図１２に示した実施例でのデータバックアッ
プ時の動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１ ホストコンピュータ ２ ディスクアレイコントローラ ３ バックアップ装置 ４ スペアディスクドライブ ５ データ／パリティディスクドライブ ６ ホスト側ＳＣＳＩバス ７ ドライブ側ＳＣＳＩバス １０ メモリ制御部 １１ データメモリ １２ フォーマット制御部 １５ ディスク １６ 書込禁止領域判定部 ２０ ホストコンピュータ ２１ ディスクアレイ装置 ２３ データ分配制御部 ２４ バッファメモリ ２５ パリティ生成部 ２６ データ回復部 ２８ 磁気テープ装置 ２９ａ〜２９ｅ ＳＣＳＩ制御部 ３０ａ〜３０ｅ，３１ａ〜３１ｅ ディスクドライブ ３３，３４ ＳＣＳＩ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 聖志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 松並 直人 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 宮沢 章一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 磯野 聡一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクアレイコントローラと、ドライ
   ブインターフェースによって該ディスクアレイコントロ
   ーラに接続され、アレイ状に配列された複数のデータ等
   を格納するためのディスクドライブと、該ディスクドラ
   イブに格納されているデータをバックアップするための
   データバックアップ装置とを備え、 該複数のディスクドライブのうちの１以上のディスクド
   ライブを予備ディスクドライブとし、残りをデータ等を
   格納するデータ／パリティディスクドライブとし、該予
   備ディスクドライブを、障害が生じた該データ／パリテ
   ィディスクドライブに代ってデータ／パリティディスク
   ドライブとするディスクアレイ装置において、 データのバックアップの際、該予備ディスクドライブを
   該データ／パリティディスクドライブと該データバック
   アップ装置との間のデータ転送バッファとすることを特
   徴とするディスクアレイ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記データバックアップ装置を、前記ディスクアレイコ
   ントローラのドライブインターフェースに接続し、前記
   ディスクアレイコントローラからの制御を可能に構成し
   たことを特徴とするディスクアレイ装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記データ／パリティディスクドライブはインターフェ
   ースを２ポート以上有し、前記ディスクアレイコントロ
   ーラと前記データバックアップ装置とに接続されている
   ことを特徴とするディスクアレイ装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記アレイ上に配列された前記複数のディスクドライブ
   上での現在のファイルシステムの使用範囲を認識する手
   段もしくは上位コンピュータから、その認識結果を表わ
   す情報を獲得する手段を有し、 該上位コンピュータが介在することなく、該フアイルシ
   ステムの使用範囲のデータの前記データバックアップ装
   置へのバックアップの進行、及び前記アレイ上に配列さ
   れた前記複数のディスクドライブ上への前記データバッ
   クアップ装置のバックアップデータの回復を行なうこと
   を特徴とするディスクアレイ装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前回のバックアップ時から変更されたアドレスを認識す
   る手段もしくは前記上位コンピュータから、その認識結
   果を表わす情報を獲得する手段を有し、 前記上位コンピュータが介在することなく、前記データ
   バックアップ装置への差分バックアップの進行、及び前
   記アレイ上に配列された前記複数のディスクドライブ上
   への前記データバックアップ装置のバックアップデータ
   の回復を行なうことを特徴とするディスクアレイ装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、 前記データバックアップ装置へのバックアップが実行さ
   れている前記アレイ上に配列された前記複数のディスク
   ドライブ上でのバックアップ対象ファイルシステムへの
   アクセスを記録しておく手段を有し、 上位コンピュータから該バックアップ対象ファイルシス
   テムへのアクセスをしながら、該バックアップ対象ファ
   イルシステムのデータのバックアップができることを特
   徴とするディスクアレイ装置。
7. 【請求項７】 １もしくは複数のインターフェースによ
   ってコンピュータシステムと接続され、かつ１もしくは
   複数のドライブインターフェース夫々に複数の記憶装置
   が接続されてなり、該複数の記憶装置によってフアイル
   データを記憶できるようにしたデータ記憶システムにお
   いて、 該記憶装置の少なくとも１つは予備の記憶装置であっ
   て、 データバックアップ手段と、 データを記憶する記憶装置に障害が発生したとき、該障
   害が発生した記憶装置に代えて、その論理的位置を該予
   備の記憶装置で占めさせる手段と、 該記憶装置のデータのデータバックアップ時、該予備の
   記憶装置を該記憶装置と該バックアップ手段との間のデ
   ータ転送バッファとする手段とを有することを特徴とす
   るデータ記憶システム。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記複数の記憶装置上での現在のファイルシステムの使
   用範囲を認識する手段もしくは上位コンピュータから、
   その認識結果を表わす情報を獲得する手段を有し、 該上位コンピュータが介在することなく、該フアイルシ
   ステムの使用範囲のデータの前記データバックアップ手
   段へのバックアップの進行、及び前記複数の記憶装置上
   への前記データバックアップ手段のバックアップデータ
   の回復を行なうことを特徴とするデータ記憶システム。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前回のバックアップ時から変更されたアドレスを認識す
   る手段もしくは前記上位コンピュータから、その認識結
   果を表わす情報を獲得する手段を有し、 前記上位コンピュータが介在することなく、前記データ
   バックアップ手段への差分バックアップの進行、及び前
   記複数の記憶装置上への前記データバックアップ手段の
   バックアップデータの回復を行なうことを特徴とするデ
   ータ記憶システム。
10. 【請求項１０】 請求項７において、 前記データバックアップ手段へのバックアップが実行さ
    れている前記複数の記憶装置上でのバックアップ対象フ
    ァイルシステムへのアクセスを記録しておく手段を有
    し、 上位コンピュータから該バックアップ対象ファイルシス
    テムへのアクセスをしながら、該バックアップ対象ファ
    イルシステムのデータのバックアップができることを特
    徴とするデータ記憶システム。
11. 【請求項１１】 ディスクアレイコントローラと、ドラ
    イブインターフェースによって該ディスクアレイコント
    ローラに接続され、アレイ状に配列された複数のデータ
    等を格納するためのディスクドライブと、該ディスクド
    ライブに格納されているデータをバックアップするため
    のデータバックアップ装置とを備え、 該複数のディスクドライブのうちの１以上のディスクド
    ライブを予備ディスクドライブとし、残りをデータ等を
    格納するデータ／パリティディスクドライブとし、該予
    備ディスクドライブを、障害が生じた該データ／パリテ
    ィディスクドライブに代ってデータ／パリティディスク
    ドライブとするディスクアレイシステムにおいて、 データのバックアップの際、該予備ディスクドライブを
    該データ／パリティディスクドライブと該データバック
    アップ装置との間のデータ転送バッファとすることを特
    徴とするディスクアレイシステムのデータバックアップ
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、 前記データバックアップ装置は前記ディスクアレイコン
    トローラによって制御されることを特徴とするディスク
    アレイシステムのデータバックアップ方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１において、 前記ディスクドライブはインターフェースを２ポート以
    上有し、前記ディスクアレイコントローラと前記データ
    バックアップ装置とに接続されていることを特徴とする
    ディスクアレイシステムのデータバックアップ方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１において、 前記アレイ上に配列された前記複数のディスクドライブ
    上での現在のファイルシステムの使用範囲を認識する手
    段もしくは上位コンピュータから、その認識結果を表わ
    す情報を獲得し、 該上位コンピュータが介在することなく、該フアイルシ
    ステムの使用範囲のデータの前記データバックアップ装
    置へのバックアップの進行、及び前記アレイ上に配列さ
    れた前記複数のディスクドライブ上への前記データバッ
    クアップ装置のバックアップデータの回復を行なうこと
    を特徴とするディスクアレイシステムのデータバックア
    ップ方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 前回のバックアップ時から変更されたアドレスを認識す
    る手段もしくは前記上位コンピュータから、その認識結
    果を表わす情報を獲得し、 前記上位コンピュータが介在することなく、前記データ
    バックアップ装置への差分バックアップの進行、及び前
    記アレイ上に配列された前記複数のディスクドライブ上
    への前記データバックアップ装置のバックアップデータ
    の回復を行なうことを特徴とするディスクアレイシステ
    ムのデータバックアップ方法。
16. 【請求項１６】 請求項１４において、 前記データバックアップ装置へのバックアップが実行さ
    れている前記アレイ上に配列された前記複数のディスク
    ドライブ上でのバックアップ対象ファイルシステムへの
    アクセスを記録しておき、 上位コンピュータから該バックアップ対象ファイルシス
    テムへのアクセスをしながら、該バックアップ対象ファ
    イルシステムのデータのバックアップができることを特
    徴とするディスクアレイシステムのデータバックアップ
    方法。
17. 【請求項１７】 ディスクから読み出したデータを一時
    的に格納する半導体メモリを有するディスクドライバに
    おいて、 該ディスクの記録領域の所定部分を書込み禁止領域に設
    定する第１の手段と、 該半導体メモリの記録領域を複数に分割して管理する第
    ２の手段とを備え、 該半導体メモリにおける該第２の手段によって分割形成
    された１乃至複数の記憶領域に、該第１の手段によって
    設定された書込み禁止領域の一部または全部から読み出
    したデータを記録して退避させ、しかる後に、該ディス
    クでの書込み禁止領域とした記録領域を書込み可能とす
    ることを特徴とするディスクドライバ。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 ホスト装置と接続する手段を複数設けたことを特徴とす
    るディスクドライバ。
19. 【請求項１９】 請求項１７または１８に記載のディス
    クドライバが複数個とアレイ制御装置とからなディスク
    アレイ装置において、 該ディスクドライバのデータバックアップの際、該アレ
    イ制御装置の制御のもとに、データバックアップ領域に
    対する前記書込み禁止領域の設定と前記半導体メモリへ
    のデータ退避動作とを行なうことを特徴とするディスク
    アレイ装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、 前記ディスクドライバと前記アレイ制御装置とを接続す
    る経路を複数個設け、 前記書込み禁止領域の設定と退避動作との命令を伝達す
    る前記接続経路とバックアップデータを前記ディスク装
    置の設定された書込み禁止領域から前記半導体メモリに
    転送する前記接続経路とを別にすることを特徴とするデ
    ィスクアレイ装置。