JPH09146717A

JPH09146717A - 情報記憶装置

Info

Publication number: JPH09146717A
Application number: JP7309105A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oowa; 寧司大輪; Kazuaki Kidokoro; 和明城所; Tadanobu Kamiyama; 忠信神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶デバイスが破壊された場合に、新しい空の
記憶デバイスの装着を必要とせず、ＲＡＩＤグループ内
の他の記憶デバイスの冗長性を維持して信頼性を落とさ
ないようにする。【解決手段】ハードディスク７〜１０で複数のＲＡＩＤ
グループが構成されるＲＡＩＤグループにおいて、空記
憶デバイス情報送受信部３、記憶データ管理部４、記憶
データＲＡＩＤ処理部５、記憶デバイス不具合検出部６
とを用いて、あるＲＡＩＤグループを構成するハードデ
ィスクの１つが破壊された際、このハードディスクの属
するＲＡＩＤグループの残りのハードディスクを他のＲ
ＡＩＤグループにハードディスクごと統合することによ
って空記憶のハードディスクを確保し、これに破壊され
たデータを復旧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディスク
アレイ（ＲＡＩＤ：Redundant Array of Disks）装置な
どの複数の情報記憶媒体を並列に接続して情報を記憶す
る情報記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、情報記憶装置として、例えば、ハ
ードディスク、光ディスク等の情報記憶媒体（以下、デ
ィスクと呼ぶ）を並列に接続し、それら全体を１つのデ
ィスク記憶装置として同期をとって制御することによ
り、データのアクセス（読出し、書込み）を高速化した
り、障害に対して耐久性を上げることを目的としたディ
スクアレイ（ＲＡＩＤ）装置がよく用いられている（Ｕ
ＳＰ５２３３６１８等）。

【０００３】このような情報記憶装置では、情報を複数
のディスクに分散させて格納し、パリティディスクを利
用することにより、データ管理の高信頼性を実現してい
る。例えば、１つのディスクアレイを構築するために必
要な複数のディスクのうちの１枚がディスクの故障等に
より、データを読み出せなくなってしまった場合、その
ディスクアレイを構成する他のディスクをもとに、デー
タの読出しが不可能になったディスクに格納されていた
情報を復元し、ディスクアレイを再構築することができ
る。

【０００４】従来は、このように複数メディア間で記憶
データに冗長性を持たせることにより記憶データの信頼
性を高めている記憶方式の管理下において、記憶デバイ
スに不具合が発生し、この記憶データの復元を要する場
合、不具合の発生したデバイスと同じ記憶デバイスで新
しいものと交換し、新しい記憶デバイスに記憶データを
復元することによって元の冗長性ある信頼性のある記憶
データとして復旧している。

【０００５】すなわち、複数メディア間で冗長性のある
記憶方式の管理下において、記憶デバイスに不具合が発
生し、この記憶データを復元する場合、不具合の発生し
たデバイスと同じ記憶デバイスで新しいものと交換し、
新しい記憶デバイスに記憶データを復元していた。

【０００６】このため、新しく同じ記憶デバイスがない
場合、失われた記憶データの復元は行えても冗長性のあ
る記憶形態に復旧できず、記憶データの信頼性を回復す
ることができなかった。

【０００７】図１３は、複数の記憶デバイスを有し、こ
れらに冗長性のあるデータとして分散記憶し、また外部
からのデータアクセス要求に応じる一般的な情報記憶装
置の例を示すものである。

【０００８】この情報記憶装置は、複数のハードディス
ク９７〜１００、データ送受信部９２、記憶データＲＡ
ＩＤ処理部９３、記憶デバイス不具合検出部９４、記憶
データ管理部９４とから構成されており、これらは共通
バス９０によって接続されている。

【０００９】外部システム９１は、データ送受信部９２
を介してハードディスク９７〜１００へのリードデー
タ、ライトデータの転送を行う。ハードディスク９７〜
１００に記憶されているデータは、記憶データ管理部９
４によって管理されている。記憶データ管理部９４は、
データ記憶場所に関する管理テーブル９６を有してい
る。

【００１０】図１４は、データ記憶場所に関する管理テ
ーブル９６の例を示すもので、データの格納場所をレコ
ード番号（ＲＮ）、ハードディスク番号（ＨＤＮ）、ハ
ードディスクのブロック番号（ＢＮ）で表している。

【００１１】例えば、図１５に示すように、レコード番
号ＲＮ２のデータは、ハードディスク番号ＨＤＮ＝１で
ハードディスクのブロック番号ＢＮ＝２にあることがわ
かる。

【００１２】外部システム９１からは、データと対応し
たレコード番号（ＲＮ）でアクセス要求が来る。また、
この情報記憶装置では、データに冗長性を持たせ、複数
の記憶デバイスにＲＡＩＤグループとして分散記憶させ
ている。

【００１３】図１６は、ＲＡＩＤグループの構成例を示
すもので、ＲＡＩＤグループＲＧ０，ＲＧ１，ＲＧ２，
…等のグループで構成されている。すなわち、ＲＡＩＤ
グループごとに１つのハードディスクをパリティデバイ
ス（ＰＤ）として設け、これにＲＡＩＤグループの残り
のすべてのハードディスクのデータをブロックごとにＥ
ＸＯＲ演算した値を書き込んである。これによって、Ｒ
ＡＩＤグループの内の１つのハードディスクに不具合が
生じ、記憶データが破壊されてもＲＡＩＤグループを構
成する残りのハードディスクの記憶データから破壊され
たデータを復旧することができる。

【００１４】図１７は、各ＲＡＩＤグループの構成ハー
ドディスク番号とその中のパリティデバイス番号の管理
テーブル９６を示すものである。管理テーブル９６によ
って各ＲＡＩＤグループがどのハードディスクで構成さ
れ、その内のどれがパリティデバイスかがわかるように
なっている。このような一連のＲＡＩＤ関連処理は記憶
データＲＡＩＤ処理部９３によって行われる。

【００１５】記憶デバイス不具合検出部９５は、記憶デ
バイスであるハードディスクに不具合が生じ、記憶デー
タが破壊されてないかを監視し、仮に記憶データが破壊
された事態になった場合にはこれを記憶データＲＡＩＤ
処理部９３に通知する。

【００１６】記憶データＲＡＩＤ処理部９３は、これを
受けて記憶データ管理部９４内のＲＡＩＤグループ管理
テーブル９６を基に破壊された記憶データの復旧処理を
行う。

【００１７】図１８は、記憶データの復旧を示すもの
で、図１８の（ａ）に示すように不具合の発生したハー
ドディスクは破棄され、図１８の（ｂ）に示すように新
しい空のハードディスクをこの代わりに追加し、これに
破壊された記憶データを復旧する。

【００１８】以上のように従来のシステムでは、記憶デ
バイスのデータが破壊された場合は、新しい空の記憶デ
バイスがシステム内に存在し、装着されてなければデー
タを完全に復旧することができず、しかも不具合の発生
した記憶デバイスが属するＲＡＩＤグループの他の記憶
デバイスは記憶データの冗長性を失うので、信頼性が極
端に落ちてしまっていた。

【００１９】また、従来の情報記憶装置では、記憶デー
タが徐々に増大して行く過程で、情報記憶装置内の記憶
デバイスが増え、これにともないＲＡＩＤグループを構
成する記憶デバイス数が増えて記憶データの信頼性が低
下してしまう可能性がある。また、記憶デバイス内のデ
ータ配置を考慮しないでＲＡＩＤグループを新設してい
くことによって、データ最適配置処理時にＲＡＩＤグル
ープ間のデータ移動が多く発生し、性能の低下をまねく
ということがあった。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、記憶
デバイスのデータが破壊された場合は、新しい空の記憶
デバイスがシステム内に存在し、装着されてなければデ
ータを完全に復旧することができず、しかも不具合の発
生した記憶デバイスが属するＲＡＩＤグループの他の記
憶デバイスは記憶データの冗長性を失うので、信頼性が
極端に落ちてしまい、また、記憶データが徐々に増大し
て行く過程で、情報記憶装置内の記憶デバイスが増え、
これにともないＲＡＩＤグループを構成する記憶デバイ
ス数が増えて記憶データの信頼性が低下してしまう可能
性があり、記憶デバイス内のデータ配置を考慮しないで
ＲＡＩＤグループを新設していくことによって、データ
最適配置処理時にＲＡＩＤグループ間のデータ移動が多
く発生し、性能の低下をまねくという問題があった。

【００２１】そこで、この発明は、記憶デバイスが破壊
された場合に、新しい空の記憶デバイスの装着を必要と
せず、ＲＡＩＤグループ内の他の記憶デバイスの冗長性
を維持して信頼性を落とすことのない情報記憶装置を提
供することを目的とする。

【００２２】また、記憶データが増大して行く過程でＲ
ＡＩＤグループにおける信頼性の低下を防ぎ、ＲＡＩＤ
グループの新設によるＲＡＩＤグループ間のデータ移動
の発生を少なくして性能の低下を防ぐことのできる情報
記憶装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の情報記憶装置
は、複数の情報記憶媒体が並列に接続されて１つのグル
ープを構成し、このグループ毎に情報を冗長分散して記
憶する情報記憶装置において、上記グループとそれを構
成する複数の情報記憶媒体に情報を冗長分散して記憶し
て管理する記憶情報管理手段と、上記情報記憶媒体の不
具合の発生を検出する検出手段と、この検出手段で情報
記憶媒体の不具合発生を検出した際、情報が記憶されて
ない空の情報記憶媒体が存在するか否かを調査する調査
手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない
場合、上記検出手段で検出された情報記憶媒体の記憶情
報の復旧方法を選択決定する決定手段と、この決定手段
で決定された復旧方法に応じて上記記憶情報管理手段を
用いて復旧処理を行う処理手段とから構成されている。

【００２４】この発明の情報記憶装置は、複数の情報記
憶媒体が並列に接続されて１つのグループを構成し、こ
のグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報記憶装
置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出す
る検出手段と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発
生を検出した際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒
体が存在するか否かを調査する調査手段と、この調査手
段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上記検出手段
で検出された情報記憶媒体の記憶情報の復旧方法を選択
決定する決定手段と、この決定手段で決定された復旧方
法に応じて、上記不具合が発生した情報記憶媒体に記憶
されていた情報を復旧する処理と記憶情報を冗長分散し
た書込み処理とを行う処理手段とから構成されている。

【００２５】この発明の情報記憶装置は、複数の情報記
憶媒体が並列に接続されて１つのグループを構成し、こ
のグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報記憶装
置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出す
る検出手段と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発
生を検出した際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒
体が存在するか否かを調査する調査手段と、この調査手
段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上記検出手段
で検出された不具合が発生した情報記憶媒体のグループ
に属する情報記憶媒体を他のグループに統合する統合手
段とから構成されている。

【００２６】この発明の情報記憶装置は、複数の情報記
憶媒体が並列に接続されて１つのグループを構成し、こ
のグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報記憶装
置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出す
る検出手段と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発
生を検出した際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒
体が存在するか否かを調査する調査手段と、この調査手
段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上記検出手段
で検出された不具合が発生した情報記憶媒体に記憶され
ていた記憶情報量に対応する上記複数の情報記憶媒体の
空き領域を調査して確保する確保手段と、この確保手段
で確保された空き領域に上記検出手段で検出された不具
合が発生した情報記憶媒体に記憶されていた記憶情報を
復元して記憶する記憶手段とから構成されている。

【００２７】この発明の情報記憶装置は、複数の情報記
憶媒体が並列に接続されて１つのグループを構成し、こ
のグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報記憶装
置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出す
る検出手段と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発
生を検出した際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒
体が存在するか否かを調査する調査手段と、この調査手
段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上記検出手段
で検出された不具合が発生した情報記憶媒体に記憶され
ていた記憶情報量に対応する上記複数の情報記憶媒体の
空き領域を調査して確保する確保手段と、この確保手段
で空き領域が確保されなかった場合、冗長分散して記憶
される上記グループの信頼性から新しい情報記憶媒体を
必要とするか否かを判断する判断手段と、この判断手段
で新しい情報記憶媒体を必要とすると判断された場合に
外部に通知する通知手段とから構成されている。

【００２８】この発明の情報記憶装置は、複数の可搬型
情報記憶媒体が装填取り外しされて情報の読取り書込み
を行ない、複数の可搬型情報記憶媒体でグループを構成
し、このグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報
記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報
記憶媒体毎の読取り書込みを行うアクセス頻度を管理す
る管理手段と、この管理手段で管理されるグループを構
成する可搬型情報記憶媒体毎のアクセス頻度に応じて、
グループを構成する複数の可搬型情報記憶媒体に記憶さ
れる情報を最適配置する最適配置手段とから構成されて
いる。

【００２９】この発明の情報記憶装置は、複数の可搬型
情報記録媒体でグループを構成し、このグループを構成
する可搬型情報記憶媒体に記憶される情報を冗長分散し
て記憶する情報記憶装置において、上記グループを構成
する可搬型情報記憶媒体が予め定められた数を超える場
合にグループの分割を判断する判断手段と、この判断手
段でグループの分割が判断された際、グループを分割処
理する処理手段とから構成されている。

【００３０】この発明の情報記憶装置は、複数の可搬型
情報記憶媒体が装填取り外しされて情報の読取り書込み
を行ない、複数の可搬型情報記憶媒体でグループを構成
し、このグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報
記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報
記憶媒体毎の読取り書込みを行うアクセス頻度を管理す
る管理手段と、上記グループを構成する可搬型情報記憶
媒体が予め定められた数を超える場合にグループの分割
を判断する判断手段と、この判断手段でグループの分割
が判断された際、上記管理手段で管理されるグループを
構成する可搬型情報記憶媒体毎のアクセス頻度に基づい
てグループを分割処理する処理手段とから構成されてい
る。

【００３１】この発明の情報記憶装置は、複数の可搬型
情報記憶媒体が装填取り外しされて情報の読取り書込み
を行ない、複数の可搬型情報記憶媒体でグループを構成
し、このグループ毎に情報を冗長分散して記憶する情報
記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報
記憶媒体毎の読取り書込みを行うアクセス頻度を管理す
る管理手段と、上記グループを構成する可搬型情報記憶
媒体が予め定められた数を超える場合にグループの分割
を判断する判断手段と、この判断手段でグループの分割
が判断された際、上記管理手段で管理されるグループを
構成する可搬型情報記憶媒体毎のアクセス頻度に基づい
てグループを分割処理する処理手段と、この処理手段で
分割されたグループを構成する複数の可搬型情報記憶媒
体に記憶される情報を最適配置する最適配置手段とから
構成されている。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１
実施例に係る情報記憶装置の概略構成を示すものであ
る。

【００３３】すなわち、情報記憶装置は、データ送受信
部２、空記憶デバイス情報送受信部３、記憶データ管理
部４、記憶データＲＡＩＤ処理部５、記憶デバイス不具
合検出部６、複数のハードディスク７〜１０とから構成
されており、これらは共通バス１５によって接続されて
いる。

【００３４】外部システム１は、データ送受信部２を介
して複数のハードディスク７〜１０へのリードデータ、
ライトデータの転送を行う。空記憶デバイス情報送受信
部３は、記憶データ管理部４内の空記憶デバイス追加要
求判断部１３からの空デバイスの追加要求通知を外部シ
ステムに送信したり、空デバイスが装着されたという情
報を受信した際に記憶データ復旧および記憶データＲＡ
ＩＤ処理部５に伝える役目をする。

【００３５】記憶データ管理部４は、複数のハードディ
スク７〜１０に記憶されているデータのさまざまな管理
を行っている管理手段である。記憶データ管理部４内に
は、記憶データ復旧方法決定部１１、空記憶デバイス空
領域調査処理部１２、空記憶デバイス追加要求判断部１
３、データ記憶場所およびＲＡＩＤグループの管理テー
ブル１４とがある。

【００３６】記憶デバイス不具合検出部６は、記憶デバ
イスであるハードディスクに不具合が生じて記憶データ
が破壊されてないかを監視し、仮に記憶データが破壊さ
れる事態になった場合にはこれを記憶データ復旧方法決
定部１１に通知する検出手段である。

【００３７】記憶データＲＡＩＤ処理部５は、通常のラ
イトデータの冗長分散記憶処理を行う。また他に、決定
手段としての記憶データ復旧方法決定部１１によって決
定した記憶データ復旧方法に従い、記憶データ管理部４
内のＲＡＩＤグループ管理テーブル１４を基に破壊され
た記憶データの復旧処理を行う。

【００３８】また、空記憶デバイス情報送受信部３、記
憶データ管理部４、記憶データＲＡＩＤ処理部５、記憶
デバイス不具合検出部６とは、例えば、ＣＰＵとメモリ
等で構成される。

【００３９】図２は、ＲＡＩＤグループの構成例を示す
もので、ＲＡＩＤグループＲＧ０，ＲＧ１，ＲＧ２，…
等から構成されている。ＲＡＩＤグループＲＧ０は、パ
リティディスクがディスク番号０で、ディスク番号１、
２、３とから構成されている。ＲＡＩＤグループＲＧ１
は、パリティディスクがディスク番号５で、ディスク番
号４、６、７とから構成されている。ＲＡＩＤグループ
ＲＧ２は、パリティディスクがディスク番号１１で、デ
ィスク番号８、９、１０とから構成されている。

【００４０】図３は、ＲＡＩＤグループ管理テーブル１
４の構成例を示すものである。すなわち、ＲＡＩＤグル
ープ管理テーブル１４は、グループ番号ＲＧＮ、構成ハ
ードディスク番号ＨＤＮ、パリティデバイス番号ＰＤ
Ｎ、構成ハードディスク数Ｍ、さらに構成ハードディス
ク数Ｍがある値（Ｂ）を超えているかどうか（Ｍ≦Ｂに
対する○×）が管理されている。

【００４１】ＲＡＩＤグループを構成するハードディス
ク数Ｍと、そこに記憶されたデータの信頼性を表すＭＴ
ＢＦの関係は、下記式によって表せる。ただし、Ｅはハ
ードディスクの故障率である。

【００４２】ＭＴＢＦ＝１／（１−｛ＭＥ（１−Ｅ）
^M-1 ＋（１−Ｅ）^M ｝）この式からＭが大きいほどＭＴＢＦは小さくなり、信頼
性が低下することがわかる。つまり、ＲＡＩＤグループ
を構成するハードディスク数が増えるほどそこに記憶さ
れているデータの信頼性は低下する。この情報記憶装置
のデータ信頼性ＭＴＢＦをあるＭＴＢＦ₀ より上に保ち
たい場合、次の式を満たすある最大のＭ（＝Ｂ）以下に
Ｍがなるようにすればよい。

【００４３】ＭＴＢＦ₀ ≦１／（１−｛ＭＥ（１−Ｅ）
^M-1 ＋（１−Ｅ）^M ｝）従来のシステムでは、記憶デバイスのデータが破壊され
た場合、新しい空の記憶デバイスがシステム内に存在し
装着されてなければデータを完全に復旧することができ
ない。システム内に装着されてない場合、不具合の発生
した記憶デバイスが属するＲＡＩＤグループの他の記憶
デバイスは、記憶データの冗長性を失うので信頼性が極
端に落ちてしまう。

【００４４】本発明では、このように信頼性が極端に落
ちた状態を避けることを目的として、２つの方法を上げ
ている。１つは不具合の発生した記憶デバイスの属する
ＲＡＩＤグループの残りの記憶デバイスを他のＲＡＩＤ
グループにデバイスごと統合することによって空記憶デ
バイスを確保し、これに破壊されたデータを復旧して再
び記憶データに冗長性を持たせ信頼性を確保する方法で
ある。

【００４５】もう１つは、不具合の発生したＲＡＩＤグ
ループに属さない記憶デバイスから記憶デバイス１つ分
の空き領域を調査確保して、これに破壊されたデータを
分散復旧し、不具合の発生したＲＡＩＤグループの残り
の記憶デバイス内でパリティ整合を取り直して信頼性の
低下を防ぐ方法である。

【００４６】まず、第１の方法について図４を用いて説
明する。図４において、ＲＡＩＤグループＲＧ０は、パ
リティディスクがハードディスクＨＤ０で、ハードディ
スクＨＤ１，２，３とから構成されている。また、ＲＡ
ＩＤグループＲＧ１は、パリティディスクがハードディ
スクＨＤ５で、ハードディスクＨＤ４，６，７とから構
成されている。

【００４７】図４の（ａ）に示すように、ＲＡＩＤグル
ープＲＧ１のハードディスクＨＤ６に不具合が発生して
記憶データが破壊された場合、例えば、ＲＡＩＤグルー
プＲＧ０と統合することを考える。ＲＡＩＤグループの
統合処理は図４の（ｂ）に示されている。

【００４８】まず、不具合の発生したハードディスクＨ
Ｄ６の属していたＲＡＩＤグループの他のハードディス
クＨＤ４、ＨＤ５、ＨＤ７のデータについて横方向にＥ
ＸＯＲ演算２０を行う。ＨＤ６がパリティデバイスでな
く通常記憶データの場合、このＥＸＯＲ演算２０の結果
をＲＡＩＤグループＲＧ１のパリティデバイスであるハ
ードディスクＨＤ５に上書きする。なお、ハードディス
クＨＤ６がパリティデバイスの場合は、このような処理
を行う必要はない。

【００４９】そして、このＥＸＯＲ演算２０の結果とＲ
ＡＩＤグループＲＧ０のパリティデバイスであるハード
ディスクＨＤ０のデータをやはり横方向にＥＸＯＲ演算
２１を行い、その結果をハードディスクＨＤ０に上書き
する。

【００５０】図５は、このときのＲＡＩＤグループ管理
テーブル１４のＲＡＩＤグループの統合前と統合後を示
すものである。図５の（ａ）は統合前を示し、図５の
（ｂ）は統合後のＲＡＩＤグループ管理テーブル１４を
示している。すなわち、ＲＡＩＤグループＲＧ０のハー
ドディスク数Ｍは統合されて「７」となり、ＲＡＩＤグ
ループＲＧ１のハードディスク数Ｍは統合によりなくな
って「０」となる。

【００５１】このように破壊された記憶データを復旧
し、さらに、ＲＡＩＤグループＲＧ１の正常なハードデ
ィスクＨＤ４、ＨＤ５、ＨＤ７の記憶データに再び冗長
性を持たせて信頼性を回復することができる。

【００５２】次に、第２の方法について図６を用いて説
明する。図６において、ＲＡＩＤグループＲＧ０はハー
ドディスクＨＤ０，１，２，３とから構成され，ＲＡＩ
ＤグループＲＧ１は、ハードディスクＨＤ４，５，６，
７とから構成され、ＲＡＩＤグループＲＧ２はハードデ
ィスクＨＤ８，９，１０，１１とから構成されている。

【００５３】図６に示すように、ＲＡＩＤグループＲＧ
０のハードディスクＨＤ２に不具合が発生し、記憶デー
タが破壊された場合、例えば、ＲＡＩＤグループＲＧ
１、ＲＧ２の空き領域（記憶データが書き込まれていな
い領域）を利用することを考える。

【００５４】まず、破壊された有効なデータのデータ容
量分だけの空き領域を探す。ここでは、ＲＡＩＤグルー
プＲＧ１のハードディスクＨＤ４の空き領域Ｓ０とＲＡ
ＩＤグループＲＧ２のハードディスクＨＤ８の空き領域
Ｓ３を利用することとする。ここで、Ｓ０は破壊された
データＤ５が入る容量とし、Ｓ３はＤ４が入る容量であ
るとする。

【００５５】不具合のあったハードディスクＨＤ２がパ
リティデバイスでない場合、Ｄ０，Ｄ２，Ｄ６とからＤ
４を求めてＳ３に書き込み、Ｄ１，Ｄ３，Ｄ７とからＤ
５を求めてＳ０に書き込む。このとき当然、Ｄ５，Ｄ
８，Ｄ９，Ｐ１間、Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｐ２間でパ
リティ整合を取らなければならない。ここで、Ｄ４，Ｄ
５に相当する復旧対象データは記憶データとして有効な
ものだけでよく、ハードディスク１台分のデータすべて
に対してこの一連の処理を行う必要はない。

【００５６】また、不具合のあったハードディスクＨＤ
２がパリティデバイスの場合、まずＲＡＩＤグループＲ
Ｇ０の中の正常なハードディスクの内の一台の有効な記
憶データ、例えばここではハードディスクＨＤ１のデー
タＤ２，Ｄ３をそれぞれＳ３，Ｓ０に移す。このとき当
然パリティの整合は取り直す。そして、これによって空
デバイスとなったハードディスクＨＤ１にＲＡＩＤグル
ープＲＧ０の他の正常なハードディスクＨＤ０、ＨＤ３
とのパリティを書き込み、ハードディスクＨＤ１をＲＡ
ＩＤグループＲＧ０のパリティデバイスとする。

【００５７】以上によって、破壊された記憶データを復
旧し、さらにＲＡＩＤグループＲＧ０の正常なハードデ
ィスクＨＤ０、ＨＤ１、ＨＤ３のデータに再び冗長性を
持たせ信頼性を回復することができる。

【００５８】次に、この情報記憶装置における本発明の
一連の処理の詳細を図７のフローチャートを参照して説
明する。まず、空記憶デバイスの追加要求数を表すｎを
０にクリアする（ＳＴ１）。通常状態では、初めはｎ＝
０なのでステップＳＴ２ではＹＥＳが選択される。また
記憶デバイスの不具合のチェック（ＳＴ６）を記憶デバ
イス不具合検出部６で行うが、不具合がない場合にＮＯ
が選択され、ここをループして不具合が発生するまでル
ープし続けることとなる。

【００５９】不具合が発生した場合、まず空記憶デバイ
スがシステム内に装着されているかを調査手段としての
空記憶デバイス空き領域調査処理部１２によって調査し
（ＳＴ７）、存在するのであればこれに破壊されたデー
タを記憶データＲＡＩＤ処理部５によって復旧する（Ｓ
Ｔ８）。

【００６０】存在しない場合は、まず、記憶データ復旧
方法決定部１１がＲＡＩＤグループ管理テーブル１４を
調べ、他の正常なＲＡＩＤグループの中で、構成される
ハードディスク数Ｍが最小のグループを見つける（ＳＴ
９）。このグループのＭをＭ_min とする。続いて不具合
の発生したハードディスクの属するＲＡＩＤグループの
構成ハードディスク数をＭ₀ として下記式を満たすかを
調べる。ここで、「Ｂ」は、ある信頼性を保証する最小
の構成ハードディスク数である。

【００６１】Ｍ₀ ＋Ｍ_min ≦Ｂ調べた結果、上記式を満たす場合、記憶データ復旧方法
決定部１１によってＲＡＩＤグループを統合する方法が
選択される（ＳＴ１５）。上記式を満たせない場合に
は、まず空記憶デバイス空領域調査処理部１２によって
復旧データ分の空き領域を調査確保し（ＳＴ１１）、確
保できた場合にはやはり記憶データ復旧方法決定部１１
によって方法が選択され、記憶データＲＡＩＤ処理部５
によってこの空き領域にデータが復旧される（ＳＴ１
４）。

【００６２】空き領域が確保できなかった場合には、空
記憶デバイス追加要求判断部１３がこれを認識し、空記
憶デバイス情報送受信部３を介して外部に空記憶デバイ
スの追加を要求し「ｎ」を「１」足す（ＳＴ１３）。こ
の場合、記憶データ復旧方法決定部１１によってＲＡＩ
Ｄグループを統合する方法が選択され（ＳＴ１５）、不
具合の発生したハードディスクが属するＲＡＩＤグルー
プの記憶データの信頼性が極端に低下することを避け
る。

【００６３】また、ｎ＝０でなく空記憶デバイス情報送
受信部３を通して空記憶デバイスの追加を外部に要求し
ている場合、空記憶デバイス情報送受信部３からの空記
憶デバイスの追加情報をチェックする（ＳＴ３）。追加
された場合には、ＲＡＩＤグループ管理テーブル１４を
調べ、Ｍ＞ＢとなっているＲＡＩＤグループに関してＭ
の大きい順に記憶データＲＡＩＤ処理部５によってＲＡ
ＩＤグループの分割処理を行い（ＳＴ４）、追加された
空デバイス数をｎ₀ としてｎをｎ−ｎ₀ とする（ＳＴ
５）。

【００６４】以上のことにより、記憶デバイスに不具合
が発生して記憶データが破壊されたとき、情報記憶装置
内に空デバイスが存在しない場合でも記憶デバイスの信
頼性がある値より下にしないようにでき、ある値より低
下するような場合にもある程度の信頼性を確保しつつ、
外部にそのむねを通知することができる。

【００６５】図８は、本発明の第２実施例に係る情報記
憶装置の概略構成を示すものである。すなわち、情報記
憶装置は、複数の光ディスクドライブ３１〜３５、複数
の光ディスク３６〜４１、この光ディスクドライブ３１
〜３５と光ディスク３６〜４１を有して光ディスクドラ
イブに自動制御で光ディスクを装填または取り外しが可
能な光ディスクオートチェンジャ４２、データ送受信部
２２、空記憶デバイス情報送受信部２３、記憶データ管
理部２４、記憶データ最適配置処理部２５、記憶データ
ＲＡＩＤ処理部２６とから構成されており、これらは共
通バス４４によって接続されている。

【００６６】外部システム２１は、データ送受信部２２
を介して光ディスク３６〜４１へのリードデータ、ライ
トデータの転送を行う。空記憶デバイス情報送受信部２
３は、記憶データ管理部２４内の空記憶デバイス追加要
求判断部２７からの空デバイスの追加要求通知を外部シ
ステムに送信したり、空デバイスが装着されたという情
報を受信した際に記憶データ最適配置処理部２５に伝え
る役目をする。

【００６７】記憶データ管理部２４では、光ディスク３
６〜４１に記憶されているデータのさまざまな管理を行
っている。記憶データ管理部２４内部には、空記憶デバ
イス調査処理部２７、ＲＡＩＤグループ新設判断部２
８、ＲＡＩＤグループ分割判断部２９、データ記憶場所
およびＲＡＩＤグループの管理テーブル３０とがある。

【００６８】記憶データ最適配置処理部２５は、記憶デ
ータのアクセス応答速度を向上させるため、光ディスク
間で記憶データの配置を最適化することを行っている最
適配置手段である。

【００６９】記憶データＲＡＩＤ処理部２６は、通常の
ライトデータの冗長分散記憶処理および不具合発生時の
記憶データの復旧処理を行う。また他に、ＲＡＩＤグル
ープ分割判断部２９からの指示に従って、記憶データ管
理部２４内のＲＡＩＤグループ管理テーブル３０を基に
ＲＡＩＤグループの分割処理を行う処理手段である。

【００７０】ここで、記憶データの最適配置について説
明する。光ディスクオートチェンジャ４２内の光ディス
クドライブ３１〜３５への光ディスク３６〜４１の装填
取り外しにかかる時間は記憶データへのアクセスの応答
速度に悪影響を及ぼす。

【００７１】アクセス応答速度を向上するためにはなる
べく光ディスクの装填取り外しが少なくなる工夫が必要
である。そこで、光ディスクドライブに装填された光デ
ィスクになるべくアクセス頻度の高い記憶データをまと
めて配置し、アクセス頻度の低い記憶データは取り外さ
れた光ディスクに追い出すことを考え、しかもライト処
理時のパリティ整合処理を考慮し、なるべく同じＲＡＩ
Ｄグループの光ディスクが装填されているようにＲＡＩ
Ｄグループレベルでもアクセス頻度の高いグループと低
いグループをつくることを考える。これがすなわち記憶
データの最適配置処理でありこれは記憶データ最適配置
処理部２５によって行われる。

【００７２】また、これには記憶データの移動がともな
うが、データの移動はＲＡＩＤグループ内での方がＲＡ
ＩＤグループ間で行うより処理量がかなり少ない。ＲＡ
ＩＤグループ内での記憶データ最適配置は、ＲＡＩＤグ
ループ内の光ディスクの同一ブロック同士のデータ交換
にはパリティの再整合を行う必要がないことが利用でき
るためである。ＲＡＩＤグループ間で行う場合は、必ず
パリティの整合処理がともなってしまうからである。

【００７３】次に、ＲＡＩＤグループの分割の判断と情
報記憶装置内のＲＡＩＤグループの状態の変化を説明す
る。図９の（ａ）〜（ｈ）は、情報記憶装置が使用され
る内に記憶データが増大していく過程で、情報記憶装置
内のＲＡＩＤグループとそれを構成する光ディスクの状
態がどのように移り変わるかをステップ１〜８で示した
ものである。図１０の（ａ）〜（ｈ）には、このときの
ＲＡＩＤグループ管理テーブル３０の内容の移り変わり
をステップ１〜８で同様に示したものである。

【００７４】記憶データが増大するにつれて、図９、図
１０に示すように、ステップ１→ステップ２→ステップ
３→ステップ４とＲＡＩＤグループを構成する光ディス
クの枚数Ｍが２→３→５→６と増えていくことがわか
る。この情報記憶装置内の記憶データの信頼性を保証す
るＲＡＩＤグループを構成する光ディスクの枚数をＢ＝
５としたとき、ステップ４の時点でＲＡＩＤグループ０
の光ディスク構成枚数Ｍ＞Ｂとなっている。

【００７５】そこでＲＡＩＤグループを２つに分割し、
この結果２つのグループのＭはそれぞれ、２と５であり
いずれもＢ＝５よりは小さくなる。これによって、記憶
データがある信頼性より低下してしまうことを防ぐこと
ができる。ステップ７でのＲＡＩＤグループ０について
も同様で、ステップ８のように分割する。

【００７６】ここで、ＲＡＩＤグループを２つに分割す
るときに関する処理について説明する。図１１、図１２
は、それぞれ図９、図１０で示したステップ４，７にお
けるＲＡＩＤグループ０内の光ディスクの記憶データの
アクセス頻度分布を示したものである。記憶データのア
クセス頻度の高いデータを何枚かの光ディスクに集中
し、ＲＡＩＤグループ内の光ディスクのデータアクセス
頻度に偏りを持たせてある。このように予めＲＡＩＤグ
ループ内で記憶データ最適配置処理を行っておく。

【００７７】ＲＡＩＤグループの分割時には、例えばス
テップ４の場合アクセス頻度の高い記憶データが集中し
ている光ディスク１と、低い記憶データが集中している
光ディスク２〜５とに分割しそれぞれについてパリティ
整合を行う。ステップ７の場合も同様で、アクセス頻度
の高い記憶データが集中している光ディスク１，７と、
低い記憶データが集中している光ディスク８〜１０とに
分割し、それぞれについてパリティ整合を行う。

【００７８】これによってＲＡＩＤグループごとでアク
セス頻度の高いデータを集中して持つグループと、アク
セス頻度が低いデータを持つグループとが生成され、デ
ータ最適配置処理時に発生するＲＡＩＤグループ間での
大量のデータ移動を最小限にとどめることができる。

【００７９】以上により、情報記憶装置が使用され、記
憶データが徐々に増大していく過程でＲＡＩＤグループ
を構成する光ディスク数が増大することによって光ディ
スクの記憶データの信頼性がある値より低下することを
ＲＡＩＤグループの分割処理によって防ぐことができ、
また、このとき必要となる空の光ディスクの要求を通知
することができる。また、このとき、記憶デバイス内の
データの最適配置を考慮しながらＲＡＩＤグループを分
割していくことにより、データ最適配置処理時にＲＡＩ
Ｄグループ間のデータ移動の発生が最小限となり、従っ
て効率的なデータ最適配置が行われ、性能が向上する。

【００８０】以上説明したように上記発明の実施の形態
によれば、複数メディア間で冗長性のある記憶方式の管
理下において、記憶デバイスに不具合が発生し、この記
憶データを復元したいとき不具合の発生したデバイスと
同じ記憶デバイスで新しいものが存在しない場合、冗長
分散している記憶データのグループを再構成して空き記
憶デバイスを確保することによりデータの復旧を行う。
または、データ復旧先として確保した記憶デバイスの空
き領域にデータを復旧することによって記憶データを冗
長性のある記憶形態に復旧することができる。

【００８１】さらに、記憶データの信頼性を管理し、こ
れを基にデータ復旧方法を選択決定することにより、あ
る基準より信頼性が低下することを防ぐことができ、そ
れでもなお信頼性の回復が不十分な場合、新しい記憶デ
バイスの追加交換を外部に通知し、記憶デバイスが追加
された際には信頼性を十分な状態に回復復旧することが
できる。

【００８２】また、記憶データの増大にともない、冗長
分散記憶データグループの構成デバイス数が増えること
により記憶データの信頼性が低下してくるが、ある基準
より下回った場合、外部に新しい記憶デバイスの追加を
要求して装着された際に、冗長データグループの分割を
行うことにより低下した信頼性を回復することができ
る。またこのとき、記憶デバイス内のデータの最適配置
を考慮しながらＲＡＩＤグループを分割していくことに
より、データ最適配置処理時にＲＡＩＤグループ間のデ
ータ移動の発生が最小限となって効率的なデータ最適配
置が行われ、性能が向上する。

【００８３】また、ここでは記憶デバイス単位でＲＡＩ
Ｄグループのパリティデータの格納場所（パリティデバ
イス）が固定されていたが、これに限るものではなく記
憶デバイスのブロック単位等でも同様に適用できる。

【００８４】なお、ここでは記憶デバイスとしてハード
ディスクまたは光ディスクを実施例として説明したが、
本発明はこれに限るものではなくデータを記憶できる情
報記憶媒体全般に適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
記憶デバイスが破壊された場合に、新しい空の記憶デバ
イスの装着を必要とせず、ＲＡＩＤグループ内の他の記
憶デバイスの冗長性を維持して信頼性を落とすことのな
い情報記憶装置を提供することができる。

【００８６】また、記憶データが増大して行く過程でＲ
ＡＩＤグループにおける信頼性の低下を防ぎ、ＲＡＩＤ
グループの新設によるＲＡＩＤグループ間のデータ移動
の発生を少なくして性能の低下を防ぐことのできる情報
記憶装置を提供することを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る情報記憶装置の概略
構成を示すブロック図。

【図２】ＲＡＩＤグループの構成例を示す図。

【図３】ＲＡＩＤグループ管理テーブルの構成例を示す
図。

【図４】破壊された記憶データの復旧における第１の方
法を説明するための図。

【図５】ＲＡＩＤグループの統合前と統合後を説明する
ための図。

【図６】破壊された記憶データの復旧における第２の方
法を説明するための図。

【図７】情報記憶装置における一連の処理動作を説明す
るためのフローチャート。

【図８】本発明の第２実施例に係る情報記憶装置の概略
構成を示すブロック図。

【図９】情報記憶装置内のＲＡＩＤグループとそれを構
成する光ディスクの状態の変化を説明するための図。

【図１０】ＲＡＩＤグループ管理テーブルの内容の変化
を説明するための図。

【図１１】ステップ４における記憶データのアクセス頻
度分布を示す図。

【図１２】ステップ７における記憶データのアクセス頻
度分布を示す図。

【図１３】一般的な情報記憶装置の構成例を示す図。

【図１４】データ記憶場所に関する管理テーブルの例を
示す図。

【図１５】ハードディスクとブロック番号の関係を説明
するための図。

【図１６】ＲＡＩＤグループの構成例を示す図。

【図１７】各ＲＡＩＤグループの構成を示す管理テーブ
ルを説明するための図。

【図１８】記憶データの復旧を説明するための図。

【符号の説明】

１…外部システム２…データ送受信部３…空記憶デバイス情報送受信部４…記憶データ管理部５…記憶データＲＡＩＤ処理部６…記憶デバイス不具合検出部７，８，９，１０…ハードディスク１１…記憶データ復旧方法決定部１２…空記憶デバイス空領域調査処理部１３…空記憶デバイス追加要求判断部１４…ＲＡＩＤグループ管理テーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の情報記憶媒体が並列に接続されて
１つのグループを構成し、このグループ毎に情報を冗長
分散して記憶する情報記憶装置において、上記グループとそれを構成する複数の情報記憶媒体に情
報を冗長分散して記憶して管理する記憶情報管理手段
と、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出する検出手段
と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発生を検出した
際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒体が存在する
か否かを調査する調査手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上
記検出手段で検出された情報記憶媒体の記憶情報の復旧
方法を選択決定する決定手段と、この決定手段で決定された復旧方法に応じて上記記憶情
報管理手段を用いて復旧処理を行う処理手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項２】上記決定手段は、冗長分散して記憶され
る上記グループの信頼性に基づいて決定することを特徴
とする請求項１記載の情報記憶装置。
【請求項３】複数の情報記憶媒体が並列に接続されて
１つのグループを構成し、このグループ毎に情報を冗長
分散して記憶する情報記憶装置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出する検出手段
と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発生を検出した
際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒体が存在する
か否かを調査する調査手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上
記検出手段で検出された情報記憶媒体の記憶情報の復旧
方法を選択決定する決定手段と、この決定手段で決定された復旧方法に応じて、上記不具
合が発生した情報記憶媒体に記憶されていた情報を復旧
する処理と記憶情報を冗長分散した書込み処理とを行う
処理手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項４】複数の情報記憶媒体が並列に接続されて
１つのグループを構成し、このグループ毎に情報を冗長
分散して記憶する情報記憶装置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出する検出手段
と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発生を検出した
際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒体が存在する
か否かを調査する調査手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上
記検出手段で検出された不具合が発生した情報記憶媒体
のグループに属する情報記憶媒体を他のグループに統合
する統合手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項５】複数の情報記憶媒体が並列に接続されて
１つのグループを構成し、このグループ毎に情報を冗長
分散して記憶する情報記憶装置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出する検出手段
と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発生を検出した
際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒体が存在する
か否かを調査する調査手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上
記検出手段で検出された不具合が発生した情報記憶媒体
に記憶されていた記憶情報量に対応する上記複数の情報
記憶媒体の空き領域を調査して確保する確保手段と、この確保手段で確保された空き領域に上記検出手段で検
出された不具合が発生した情報記憶媒体に記憶されてい
た記憶情報を復元して記憶する記憶手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項６】複数の情報記憶媒体が並列に接続されて
１つのグループを構成し、このグループ毎に情報を冗長
分散して記憶する情報記憶装置において、上記情報記憶媒体の不具合の発生を検出する検出手段
と、この検出手段で情報記憶媒体の不具合発生を検出した
際、情報が記憶されてない空の情報記憶媒体が存在する
か否かを調査する調査手段と、この調査手段で空の情報記憶媒体が存在しない場合、上
記検出手段で検出された不具合が発生した情報記憶媒体
に記憶されていた記憶情報量に対応する上記複数の情報
記憶媒体の空き領域を調査して確保する確保手段と、この確保手段で空き領域が確保されなかった場合、冗長
分散して記憶される上記グループの信頼性から新しい情
報記憶媒体を必要とするか否かを判断する判断手段と、この判断手段で新しい情報記憶媒体を必要とすると判断
された場合に外部に通知する通知手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項７】複数の可搬型情報記憶媒体が装填取り外
しされて情報の読取り書込みを行ない、複数の可搬型情
報記憶媒体でグループを構成し、このグループ毎に情報
を冗長分散して記憶する情報記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体毎の読取り
書込みを行うアクセス頻度を管理する管理手段と、この管理手段で管理されるグループを構成する可搬型情
報記憶媒体毎のアクセス頻度に応じて、グループを構成
する複数の可搬型情報記憶媒体に記憶される情報を最適
配置する最適配置手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項８】複数の可搬型情報記録媒体でグループを
構成し、このグループを構成する可搬型情報記憶媒体に
記憶される情報を冗長分散して記憶する情報記憶装置に
おいて、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体が予め定め
られた数を超える場合にグループの分割を判断する判断
手段と、この判断手段でグループの分割が判断された際、グルー
プを分割処理する処理手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項９】複数の可搬型情報記憶媒体が装填取り外
しされて情報の読取り書込みを行ない、複数の可搬型情
報記憶媒体でグループを構成し、このグループ毎に情報
を冗長分散して記憶する情報記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体毎の読取り
書込みを行うアクセス頻度を管理する管理手段と、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体が予め定め
られた数を超える場合にグループの分割を判断する判断
手段と、この判断手段でグループの分割が判断された際、上記管
理手段で管理されるグループを構成する可搬型情報記憶
媒体毎のアクセス頻度に基づいてグループを分割処理す
る処理手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。
【請求項１０】複数の可搬型情報記憶媒体が装填取り
外しされて情報の読取り書込みを行ない、複数の可搬型
情報記憶媒体でグループを構成し、このグループ毎に情
報を冗長分散して記憶する情報記憶装置において、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体毎の読取り
書込みを行うアクセス頻度を管理する管理手段と、上記グループを構成する可搬型情報記憶媒体が予め定め
られた数を超える場合にグループの分割を判断する判断
手段と、この判断手段でグループの分割が判断された際、上記管
理手段で管理されるグループを構成する可搬型情報記憶
媒体毎のアクセス頻度に基づいてグループを分割処理す
る処理手段と、この処理手段で分割されたグループを構成する複数の可
搬型情報記憶媒体に記憶される情報を最適配置する最適
配置手段と、を具備したことを特徴とする情報記憶装置。