JPH09319528A - データ記憶システムにおけるデータの再配置方法、そのシステムに記憶されたデータのアクセス方法及びデータ記憶システム - Google Patents

データ記憶システムにおけるデータの再配置方法、そのシステムに記憶されたデータのアクセス方法及びデータ記憶システム

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JPH09319528A
JPH09319528A JP8131927A JP13192796A JPH09319528A JP H09319528 A JPH09319528 A JP H09319528A JP 8131927 A JP8131927 A JP 8131927A JP 13192796 A JP13192796 A JP 13192796A JP H09319528 A JPH09319528 A JP H09319528A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】いわゆるレイド・システムのようなディスク・
アレイ・システムにおいて、ディスクを追加した場合、
記憶データのバックアップをとることなく、データを再
配置することである。 【解決手段】データ記憶ユニットに対応した列と、デー
タ記憶ユニットのアドレス範囲に対応した行とで記憶領
域が表現されるようなレイド・システム中に、新たなデ
ータ記憶ユニットを追加した場合に、追加されたユニッ
トを含めたユニット台数に応じて新たなストライピング
・ルールを決定し、このルールによって、データを記憶
領域に再配置する。ストライピング・ルールにより、一
の行について再配置が行われる際に、他の行からこの一
の行へ移動するデータに関しては、このデータと同じデ
ータをダミー・ブロックとしてもとの位置に記憶してお
く。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、パリティ機能を有
するディスク・アレイ・システムのように、複数の記憶
装置を有するシステムのデータ転送方法に係り、特に、
このようなシステム中に新たな記憶装置を追加した場合
における、システムに記憶されているデータの再配置方
法及びデータのアクセス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータが扱うデータを記憶するデ
ータ記憶サブシステムにおいて要求されていることは、
処理能力の向上及び信頼性の向上である。ＲＡＩＤ(Red
undantArray of Inexpensive Disks)システムは、この
ような要求に応えるシステムの一つである。ホスト・コ
ンピュータ側からＲＡＩＤシステムを見た場合に、複数
のハードディスクドライブ装置（以下、ＨＤＤという）
を有するこのシステムは、見かけ上、あたかも一つのハ
ードディスクであるかのように動作する。このシステム
の特徴は、信頼性の向上のために、冗長データであるパ
リティ・データを併せて記憶しているという点である。
すなわち、通常のデータの排他的論理和を演算し、この
演算結果をパリティ・データとして記憶している。この
冗長データの存在により、かりにシステムを構成するデ
ィスクの１台に故障が発生した場合においても、他のデ
ィスクに記憶されたデータの排他的論理和を計算するこ
とによって、故障ディスクに蓄積されたデータを再構成
(reconstruction)することができる。
【０００３】ＲＡＩＤシステムにおいて、ホスト・コン
ピュータ側から転送された一連のデータ系列は、通常、
所定のデータ長のブロック単位（以下、データ・ブロッ
クという）で、複数のＨＤＤ上に分散して記憶（配置）
されている。このようなデータの分散配置の規則をスト
ライピング・ルールと呼ぶ。システムを構成するＨＤＤ
の台数は、ストライピング・ルールを決定するファクタ
ーの一つである。従って、ユーザがシステムを構成する
ＨＤＤの台数を変更した場合には、新たなストライピン
グ・ルールにより、データを分散配置し直さなければな
らない。ＨＤＤの台数の変更は、典型的には、ＨＤＤを
追加することである。従来、ＨＤＤが追加された場合に
は、以下のような方法により、システムにデータを複数
のＨＤＤ上に記憶している。
【０００４】第１の方法は、追加後のＨＤＤ全体の台数
に基づいて、新たにＲＡＩＤシステムを構成し直す方法
である。この方法では、まず、ＲＡＩＤシステムを構成
するＨＤＤ以外の補助記憶装置中にＲＡＩＤシステムが
記憶しているデータのバックアップを取ることが必要で
ある。バックアップを取った後に、ＲＡＩＤシステムを
初期化して、追加されたＨＤＤを含めたＨＤＤの台数に
基づいたストライピング・ルールを決定する。そして、
このストライピング・ルールに従って、バックアップデ
ータをデータ・ブロック毎にそれぞれのＨＤＤに再配置
していく。
【０００５】図１は、この第１の方法を用いて、５台の
ＨＤＤから構成されたＲＡＩＤシステムに、新たに１台
のＨＤＤを追加した場合の、２次元アレイに配置された
データ・ブロックの変化を示す概略図である。
【０００６】ホスト・コンピュータから転送されたデー
タ系列は、データ・ブロックに分割される。それぞれの
データ・ブロックは、４台のＨＤＤ（drive 0乃至drive
3）にブロック単位（Block 0乃至Block 3)に順々に書
き込まれる。そして、ＨＤＤ（drive 4)には、これらの
データ・ブロック(Block 0乃至Block 3)の排他的論理和
（以下、パリティ・ブロックという）（Block P）が書
き込まれている。このように、行０（row 0）は、４つ
のデータ・ブロック（Block 0乃至Block 3)及びこれら
のデータのパリティであるパリティ・ブロック（Block
P）で構成されている。図示のように、行１以降も、デ
ータ・ブロック及びこれらのパリティ・ブロックがそれ
ぞれのＨＤＤに書き込まれている（図１(a)）。
【０００７】６台目のＨＤＤ（drive 5）を新たに本シ
ステム中に追加した場合、追加前のデータのバックアッ
プをとった上で、初期化されたシステムの各ＨＤＤにブ
ロック単位に再配置していく。この際、行０におけるデ
ータ・ブロック数が１つ増えるため（Block 0'乃至Bloc
k 4'）、この５ブロックのデータのパリティを新たに計
算して、パリティ・ブロック(Block P')を求める。同様
にして、行１以降も再配置、パリティ・データの計算・
配置を繰り返し実行する（図１(b)）。
【０００８】第２の方法は、変更前のＲＡＩＤとは別
に、追加したＨＤＤだけで新たにＲＡＩＤを構成する方
法である。
【０００９】図２は、５台のＨＤＤを有するＲＡＩＤに
新たに３台のＨＤＤを追加した場合における、第２の方
法を用いた２次元アレイに配置されたデータ・ブロック
の変化を示す概略図である。５台のＨＤＤ（drive 0乃
至drive 4）で構成されるＲＡＩＤ（図２(a)）とは別
に、新たに追加された３台のＨＤＤ（drive 5乃至drive
7）のみでＲＡＩＤを構成し（図５(b)）、この追加部分
を別のストライピング・ルールに従い、別のロジカルユ
ニットとしてアクセスできるようにする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
においては、以下のような問題が存在する。第１の方法
では、追加されたＨＤＤを含めてＲＡＩＤを新たに構成
し直すため、データを消去して初期化している間、ホス
ト・コンピュータは、このシステムにアクセスすること
ができない。システムが常時、使用可能状態であること
が要求されているＲＡＩＤシステムにおいて、この初期
化は大きな問題となる。また、データのバックアップの
ために大容量の補助記憶装置が必要となるためコストが
高くなる。
【００１１】第２の方法では、ＲＡＩＤが複数に分割さ
れてしまうため、同数のＨＤＤで１つのＲＡＩＤを構成
した場合と比べて、システムのパフォーマンスが低下す
る。この理由は２つある。一つは、ＲＡＩＤを構成する
ＨＤＤの数が多いほど、データが分散されるため１台当
たりのＨＤＤのアクセス量は少なくなるからである。図
２の例でいうと、５台のＨＤＤ及び３台のＨＤＤで構成
される２つのＲＡＩＤシステムよりも、８台のＨＤＤを
まとめて１つのＲＡＩＤシステムとする方がデータアク
セスのパフォーマンスが高い。また、別の理由は、複数
のＲＡＩＤを構成すると、システムにおける制御が複雑
になるので、パフォーマンスが低下する恐れがあること
である。
【００１２】そこで、本発明の第１の目的は、システム
に記憶されているデータを消去することなく、システム
に新たな記憶装置を追加可能にする方法を提供すること
である。
【００１３】また、本発明の第２の目的は、システムに
新たな記憶装置を追加することによりシステムの構成を
変更した場合においても、システムのパフォーマンスの
低下を防止することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記問題点に鑑み、第１
の発明は、次のような構成を有する。第１の発明に係る
データ記憶システムは、複数のデータ記憶ユニットで構
成され、それぞれのデータ記憶ユニットには、データ・
ブロックまたはデータ・ブロックのパリティであるパリ
ティ・ブロックが、データ記憶ユニットの台数に応じた
ストライピング・ルールに従って記憶されている。この
システム中のデータ・ブロックの分散配置の状態は、行
と列からなる２次元アレイで表現できる。つまり、各列
がそれぞれのデータ記憶ユニットに対応すると共に、各
行がデータ記憶ユニットのアドレス範囲に対応してい
る。そして、行と列が特定されることにより、ある１つ
のドライブのあるアドレス範囲が特定される。つまり、
システム中のある１つの記憶範囲が特定される。このよ
うなシステムを構成するデータ記憶ユニットの台数を増
やすために、新たなデータ記憶ユニットがシステム中に
追加された場合、システムに記憶されているデータの再
配置は、以下の４つのステップにより達成される。 (a) 新たに追加されたデータ記憶ユニットを含めたデー
タ記憶ユニットの台数に応じて新たなストライピング・
ルールを決定するステップ (b) ストライピング・ルールによって、２次元アレイの
一の行について、複数のデータ・ブロックのそれぞれを
一の行に属する各記憶領域に再配置するステップ (c) 一の行に属する各記憶領域に再配置された複数のデ
ータ・ブロックからパリティ・ブロックを新たに生成す
るステップ (d) 生成されたパリティ・ブロックを、ストライピング
・ルールによって、一の行に属する記憶領域に配置する
ステップ ここで、ステップ(b)において、ストライピング・ルー
ルにより、一の行について再配置が行われる際に、他の
行からこの一の行へ移動するデータ・ブロックに関して
は、このデータ・ブロックと同じデータ内容を有するダ
ミー・ブロックを補完的データとしてシステム中に記憶
しておく。
【００１５】上記ダミー・ブロックは、このダミー・ブ
ロックに対応するデータ・ブロックの移動元である他の
行に属する記憶領域、つまり元々配置されていた位置に
記憶しておくことが好ましい。
【００１６】また、第１の発明は、(e) 一の行以外の他
の行について、ステップ(b)乃至(d)を実行するステップ
を有し、この他の行におけるデータの再配置が開始され
るまで、上記ダミー・ブロックを記憶しておくことが好
ましい。
【００１７】このデータ記憶システムは、データ・ブロ
ックの再配置の完了の状態を示すポインタにより、どの
データ・ブロックまで再配置が完了したかが管理されて
いることが好ましい。そのためには、(f) データ・ブロ
ックの再配置に応じて、このポインタの値を更新してい
くことが必要である。
【００１８】第２の発明は、複数のデータ記憶ユニット
で構成されたデータ記憶システムであって、上記の構成
を有するシステムにホスト・コンピュータなどからアク
セス要求があった場合のデータアクセス方法を提供する
ものである。それぞれのデータ記憶ユニットには、追加
前のデータ記憶ユニットの台数に応じた第１のストライ
ピング・ルールに従って、データ・ブロックまたはデー
タ・ブロックのパリティであるパリティ・ブロックが記
憶されている。データ記憶システムは、データ記憶シス
テム中に新たなデータ記憶ユニットが追加された場合
に、新たに追加されたデータ記憶ユニットを含めたユニ
ット全体の台数に応じた第２のストライピング・ルール
に従って、それぞれのデータ記憶ユニットに、データ・
ブロック及びデータ・ブロックのパリティであるパリテ
ィ・ブロックを再配置していく。この再配置の途中にデ
ータ記憶システム外からのアクセス要求があった場合に
おいて、データをアクセスする方法は、以下のステップ
を有する。データ記憶システムは、データ・ブロックの
再配置の完了の状態を示すポインタを有し、どのデータ
・ブロックまで再配置が完了したかを管理するために、
データ・ブロックの再配置に応じて、このポインタの値
を更新し、アクセス要求の対象となるデータが、第１の
ストライピング・ルール及び第２のストライピング・ル
ールのどちらで配置されているかを、上記ポインタによ
り判断し、アクセス要求の対象となるデータが、第１の
ストライピング・ルールに従って配置された第１のデー
タ・ブロック及び第２のストライピング・ルールに従っ
て配置された第２のデータ・ブロックの両方を含む場合
には、第１のデータ・ブロックに対しては第１のストラ
イピング・ルールに従ってアクセスし、第２のデータ・
ブロックに対しては第２のストライピング・ルールに従
ってアクセスする。
【００１９】アクセス対象となるデータが、第１のデー
タまたは第２のデータのどちらか一方のみの場合には、
それぞれのストライピング・ルールに従って、アクセス
すればよい。
【００２０】第３の発明は、データ・バスと、データを
記憶する複数のデータ記憶ユニットと、複数の接続手段
及びパリティ生成手段とを有するデータ記憶システムで
ある。それぞれの接続手段はそれぞれのデータ記憶ユニ
ットと前記データ・バスとの間に設けられている。パリ
ティ生成手段は、データ・バスに接続されており、入力
されたデータのパリティを求める。このデータ記憶シス
テムは、さらにシステム制御手段を有している。システ
ム制御手段は、システムを以下のように制御する。
【００２１】新たに追加されたデータ記憶ユニットを含
めたデータ記憶ユニットの台数に応じて特定された新た
なストライピング・ルールによって、２次元アレイの一
の行について、複数のデータ・ブロックのそれぞれを一
の行に属する各記憶領域に再配置する。そして、一の行
に属する各記憶領域に再配置された複数のデータ・ブロ
ックからパリティ・ブロックを新たに生成する。生成さ
れたパリティ・ブロックを、ストライピング・ルールに
よって、一の行に属する記憶領域に配置する。新たなス
トライピング・ルールにより、一の行について再配置が
行われる際に、他の行から一の行へ移動するデータ・ブ
ロックに関しては、当該データ・ブロックと同じデータ
をダミー・ブロックとして記憶しておく。
【００２２】このダミー・ブロックは、一の行へ移動す
るデータ・ブロックの移動元である、他の行に属する記
憶領域に記憶しておくことが好ましい。また、一の行以
外の他の行について、再配置を繰り返し実行する場合に
は、他の行におけるデータの再配置が開始されるまで、
ダミー・ブロックを他のデータに置き換えることなく記
憶しておくことが好ましい。
【００２３】さらに、このシステム制御手段は、データ
・ブロックの再配置の完了の状態を示すポインタを用い
て、どのデータ・ブロックまで再配置が完了したかを管
理していることが好ましい。ポインタの値は、データ・
ブロックの再配置に応じて、逐次更新される。
【００２４】第４の発明は、データ・バスと、データを
記憶する複数のデータ記憶ユニットと、複数の接続手段
であって、それぞれの接続手段はそれぞれのデータ記憶
ユニットと前記データ・バスとの間に設けられていて、
さらに、データ・バスに接続されており、データのパリ
ティを求めるパリティ生成手段とを有するデータ記憶シ
ステムにおいて、このデータ記憶システムは、システム
制御手段を有している。このシステム制御手段は、シス
テムを以下のように制御する。
【００２５】システムに記憶されているデータは、デー
タ記憶ユニットの台数に応じた第１のストライピング・
ルールに従って、データ・ブロック毎にデータ記憶ユニ
ットに記憶されている。この際、行毎にデータ・ブロッ
クのパリティ・ブロックも求められている。データ記憶
システムは、新たなデータ記憶ユニットが追加された場
合に、新たに追加されたデータ記憶ユニットを含めたデ
ータ記憶ユニットの台数に応じて第１のストライピング
・ルールとは別の第２のストライピング・ルールに従っ
て、システム中のデータを再配置する。つまり、既に記
憶されているデータをそれぞれのデータ記憶ユニット
に、ブロック毎に再配置する。再配置の途中にデータ記
憶システム外からのアクセス要求があった場合でも、デ
ータアクセスを認めるために、データ記憶システムは、
データ・ブロックの再配置の完了の状態を示すポインタ
を有している。このポインタの値は、どのデータ・ブロ
ックまで再配置が完了したかが管理するためのものであ
り、データ・ブロックの再配置に応じて、ポインタの値
は更新される。アクセス要求の対象となるデータが、第
１のストライピング・ルール及び第２のストライピング
・ルールのどちらで配置されているかは、このポインタ
により判断される。アクセス要求の対象となるデータ
が、第１のストライピング・ルールに従って配置された
第１のデータ・ブロックの場合には、第１のストライピ
ング・ルールに従ってアクセスする。また、アクセス要
求の対象となるデータが、第２のストライピング・ルー
ルに従って配置された第２のデータ・ブロックの場合に
は、第２のストライピング・ルールに従ってアクセスす
る。さらに、アクセス要求の対象となるデータが、第１
のストライピング・ルールに従って配置された第１のデ
ータ・ブロック及び第２のストライピング・ルールに従
って配置された第２のデータ・ブロックの両方を含む場
合には、第１のデータ・ブロックに対しては第１のスト
ライピング・ルールに従ってアクセスし、第２のデータ
・ブロックに対しては第２のストライピング・ルールに
従ってアクセスする。
【００２６】
【発明の実施の形態】図３は、Ｎ（Ｎ≧３）台のＨＤＤ
で構成されるデータ記憶システムのブロック図である。
以下、このデータ記憶システムを、典型的な例であるＲ
ＡＩＤ５と呼ばれるシステムをもとに説明するが、本発
明はこれに限定されず、ＲＡＩＤ３をはじめとしてさま
ざまなシステムに適用できることは当然である。
【００２７】Ｎ台のデータ記憶ユニットとしてのＨＤＤ
３１は、接続手段としてのドライブ制御回路３２を介し
て、システム制御手段としてのＲＡＩＤ制御回路３３に
接続されている。ここで、ドライブ制御回路３２は、Ｈ
ＤＤ３１と図示してないデータ・バスとを接続する回路
であり、ＲＡＩＤ制御回路３３は、ホスト側からの信号
等に応じて、データ・バスへの転送タイミングを制御
し、或は、パリティ・データの生成するといったよう
に、ＲＡＩＤシステム全体を制御する回路である。この
ＲＡＩＤ制御回路３３は、ＤＭＡＣ（直接メモリアクセ
ス制御回路）３４、パリティ発生回路３５、バス・スイ
ッチ回路３６及びバッファ・メモリ３７などを有してい
る。パリティ発生回路３５は、入力値の排他的論理和で
あるパリティを求める回路である。この入力値とは、具
体的には、データ・バス上のデータまたはバッファ・メ
モリ３７中のデータである。さらに、データ・バスはホ
ストアタプタ３８を介して、図示していないホスト・コ
ンピュータに接続されている。
【００２８】このシステムにおいて、ホスト・コンピュ
ータ側から転送されるデータ系列は、ＲＡＩＤを構成す
るＨＤＤの台数に基づいたストライピング・ルールによ
って、所定のデータ長のブロック単位に分割されて、こ
のブロック毎にそれぞれのＨＤＤに記憶される。
【００２９】ＲＡＩＤ制御回路３３は、追加的な機能と
して、ユーザがシステム中に少なくとも１台のＨＤＤを
新たに追加した場合に、システムが記憶しているデータ
をこの変更後のシステムに適切に配置し直す手順を制御
する機能を有している。この特徴的な制御については後
述する。
【００３０】ここで、ストライピング・ルールについて
説明しておく。ストライピング・ルールは、分割された
データ・ブロックを所定の台数のＨＤＤにどのようなに
配置するかという割り振り方を定めたものである。図１
（ｂ）で用いられているストライピング・ルールは、６
台の記憶ユニットにレフト・シンメトリック(Left Symm
etric)・ルールでデータを配置している。本明細書で
は、ストライピング・ルールとは、レフト・シンメトリ
ック・ルール等のデータの割り振り方のみならず、ＨＤ
Ｄの台数にも基づくものと定義する。つまり、データの
割り振り方が同じレフト・シンメトリック・ルールであ
っても、ＨＤＤの台数が異なれば、異なるストライピン
グ・ルールである点に特に留意されたい。
【００３１】図４は、本実施例のデータ記憶システムに
新たに１台のＨＤＤを追加した場合におけるデータ・ブ
ロックを再配置するためのフローチャートである。ま
た、図５は、本実施例における２次元アレイに配置され
たデータ・ブロックの変化を示す概略図である。なお、
これらの手順は、ＲＡＩＤ制御回路３３の制御の元に実
行される。
【００３２】この２次元アレイの各行は、ＨＤＤの論理
アドレスの所定の範囲に対応している。例えば、行０
は、論理アドレスＡから論理アドレスＢの範囲というよ
うにに対応付けられている。そして、２次元アレイの各
列は、それぞれＨＤＤの番号に対応している。従って、
ある行及び列がそれぞれ特定されれば、どのＨＤＤのど
のアドレス領域であるかが特定される。つまり、システ
ムの記憶範囲が特定されるのである。また、マトリック
ス中の番号は、データ・ブロックの連続番号を示し、Ｐ
は、同一行に属する４つのデータ・ブロックの排他的論
理和として計算されるパリティ・ブロックを示してい
る。
【００３３】ユーザによる新たなＨＤＤの追加（Step10
1） レフト・シンメトリック・ルールを採用している５台の
ＨＤＤ（HDD0〜HDD4）から構成されるＲＡＩＤシステム
中に、ユーザが新たに１台のＨＤＤ（HDD5）を追加す
る。具体的には、ＨＤＤ５を装置のドライブ・ベイに差
し込む。ＨＤＤ５が正常に差し込まれた場合、ＨＤＤが
追加されたことを示す信号がＲＡＩＤ制御回路３３に送
られる。なお、本実施例では、１台のＨＤＤが追加され
た場合を示しているが、本発明は、複数のＨＤＤを追加
した場合についても当然に適用することもできる。
【００３４】新たなストライピング・ルールの決定（St
ep102） 追加されたＨＤＤを含めた６台のＨＤＤ（HDD0〜HDD5）
により新たなＲＡＩＤシステムに変更する。ＨＤＤの台
数の変更に応じて、ストライピング・ルールも変更し、
レフト・シンメトリック・ルールで６台のＨＤＤに分散
するように設定を変更する。図５(ａ）は、システムを
変更直後のデータの配置状態を示している。データ・ブ
ロック及びパリティ・ブロックは、変更前のＨＤＤの台
数に基づいたストライピング・ルールにより配置されて
いるため、追加されたＨＤＤ（HDD5）には、何のデータ
も書き込まれてはいない。
【００３５】ループ変数の初期化（Step103） データ・ブロックの再配置を実行するにあたり、まず、
ループ変数を初期化する（row_new=0）。このループ変
数は、システム変更後の行の番号を示すものであり、初
期化された状態で、行０を示している。データの再配置
は、このループ変数の値を再配置を実行する行として実
行される。ループ変数の値に対応する行にデータ・ブロックを移動
（Step104） 新たに決定されたストライピング・ルールにより、ルー
プ変数（row_new）の値に対応する番号の行について再
配置を実行する。この行に属する複数の記憶領域（それ
ぞれの記憶領域は２次元アレイの行及び列で特定され
る）に、各データ・ブロックを再配置する。図５（ｂ）
は、行０の再配置のみが完了した状態を示している。変
更前から行０に配置されていたデータ・ブロック０から
データ・ブロック３は、そのままの記憶領域に残してお
く。そして、それに続くデータ・ブロック４は、行１か
ら行０へと移動し、ＨＤＤ４に再配置される。このよう
に、本発明において、データの再配置とは、必ず全ての
データが別の記憶領域に移動する必要は必ずしもない。
【００３６】注意すべきことは、新たなストライピング
・ルールによりデータ・ブロックを移動させる際に、ブ
ロックの移動後に行が変わるデータ・ブロックについて
は、移動元の記憶領域にこのデータ・ブロックと同一の
データを有するダミー・ブロックＤを残しておく点であ
る。例えば、データ・ブロック４については、配置され
る行が行１から行０へと変わるので、データ・ブロック
４と同一のデータを有するダミー・ブロックＤを移動元
の記憶領域（行１におけるHDD4）に残しておく。
【００３７】ダミー・ブロックＤを移動元に残しておく
理由は、再配置の最中においても、データを再構成する
ことができることを保証するためである。例えば、デー
タの再配置の最中において、ＨＤＤ２が故障した場合、
そこに記憶されたデータ・ブロック７を再構成しようと
する場合を考える。この場合、ダミー・ブロックＤを移
動元（例えば、データ・ブロック４では行１）に残して
おけば、データ・ブロック５、６、行１のパリティ・デ
ータＰ及びダミー・ブロックＤの排他的論理和を求める
ことにより、データ・ブロック７を再構成することがで
きる。
【００３８】ループ変数の値に対応する行のパリティ・
データの生成・配置（Step105） ループ変数の値に対応する行に属するセルには複数のデ
ータ・ブロックが再配置されている。そこで、この行の
に属する全てのデータ・ブロックの排他的論理和を求め
ることにより、新たなパリティ・ブロックＰ’を求め
る。この新たなパリティ・ブロックＰ’は、従前のパリ
ティ・ブロックＰと置換される。行０についていえば、
データ・ブロック０乃至データ・ブロック４からパリテ
ィ・ブロックＰが生成され、従前のパリティ・ブロック
Ｐが記憶されていた記憶領域に記憶される。この排他的
論理和演算は、パリティ発生回路３５により行われる。
【００３９】ところで、データの再配置の最中に、ある
行が属する領域中のデータ・ブロックが、ホスト・コン
ピュータからのアクセスにより書き換えられた場合に
は、その行に属するデータ・ブロック（ダミー・ブロッ
クＤが存在する場合にはダミー・ブロックのデータを勘
案する）からパリティ・ブロックＰを新たに計算・配置
する必要がある。例えば、行１のデータ・ブロック６が
ホスト・コンピュータからのアクセスにより書き換えら
れた場合には、データ・ブロック５〜７及びダミー・ブ
ロックＤの排他的論理和を求めて、行１のパリティ・ブ
ロックＰを更新する。
【００４０】作業ポインタの更新（Step106） 本システムは、データ・ブロックの再配置の完了の状態
を示す作業ポインタにより、データ・ブロックの再配置
がどの行またはデータ・ブロックまで完了したのかが管
理されている。そして、 データ・ブロックの再配置の
完了に応じて、作業ポインタの値は順次更新される。ホ
スト・コンピュータからデータのアクセスがあった場合
には、この作業ポインタを参照して、アクセスすべきデ
ータ・ブロックが再配置の前後どちらのデータなのかが
特定できる。ホスト・コンピュータからデータのアクセ
ス要求があった場合には、そのデータが再配置前の領域
に存在するならば、変更前のストライピング・ルールに
従って処理される。一方、再配置後の領域に存在するな
らば、変更後の新たなストライピング・ルールに従って
処理される。この点についてはさらに後述する。
【００４１】ループ変数の値が最後行番号かどうかの判
断（Step107） 下式を満たすかどうかを判断する。
【００４２】
【数１】row_new=row_new_max 但し、 row_new ループ変数 row_new_max 最後の行番号
【００４３】ここで、最後の行番号（row_new_max）
は、以下の式で特定される。
【００４４】
【数２】row_mew_max=［((m-1)(row_max+1))/(n-1)］ 但し、 ［］ ガウスの記号 m 変更前のＲＡＩＤを構成するＨＤＤの台数 row_max 変更前のＲＡＩＤの最大行数 n 変更後のＲＡＩＤを構成するＨＤＤの台数
【００４５】上記式を満たす場合、つまり最後尾の行ま
でデータの再配置が完了した場合には、データの再配置
は終了する。
【００４６】上記式を満たさない場合には、ループ変数
（row_new）に１を加え（Step8）、その後に、Step4に
戻る。図５(c)及び(d)は、ループ変数が１（row_new=
1）の場合における、行１のデータの再配置の前後の状
態を示している。この図において、データ・ブロック５
乃至９に基づいて、新たなパリティ・ブロックＰ’が求
められ、これがHDD4に記憶されている。なお、データ・
ブロック８、９のダミー・ブロックＤが移動元である行
２のHDD3、HDD4にそれぞれ残されている点に留意された
い。
【００４７】このようにして、行０からスタートして、
変更後のＲＡＩＤシステムの行に属する全ての記憶領域
にデータ・ブロックを配置した後に、対応するパリティ
・ブロックを計算し、配置していく。この手順を最後尾
の行まで繰り返して実行することにより、再配置が完了
する。
【００４８】なお、最後尾の行のデータの再配置が完了
していない状態、つまりデータの再配置処理中に、ホス
ト・コンピュータからのアクセス要求により、ホスト・
コンピュータがデータ・ブロックにアクセスすることを
認める場合には、アクセスすべきデータ領域と作業ポイ
ンタとの関係により以下のように処理される。この処理
は、ＲＡＩＤ制御回路３３に基づいて制御・実行され
る。
【００４９】（１）アクセス要求されたデータが作業ポ
インタ以前の領域に存在する場合 作業ポインタ以前の領域は、既に再配置が完了している
領域なので、ＲＡＩＤ制御回路３３は、新たなストライ
ピング・ルールに従ってアクセスする。
【００５０】（２）アクセス要求されたデータが作業ポ
インタ以後の領域に存在する場合 作業ポインタ以後の領域は、未だ再配置が完了していな
い領域なので、ＲＡＩＤ制御回路３３は、従前のストラ
イピング・ルールに従ってアクセスする。
【００５１】（３）アクセス要求されたデータが作業ポ
インタを跨ぐ領域に存在する場合 アクセス要求されたデータが作業ポインタ以前の領域及
びそれ以後の領域の両方を含む場合である。この場合、
アクセス要求の対象となるデータは、新たなストライピ
ング・ルールに従って配置されたデータ・ブロック及び
従前のストライピング・ルールに従って配置されたデー
タ・ブロックの両方を含む。従って、ＲＡＩＤ制御回路
３３は、ホスト・コンピュータから与えられたコマンド
を分割して処理する。つまり、作業ポインタ以下の領域
に存在するデータ・ブロックに対しては、新たなストラ
イピング・ルールに従ってアクセスし、作業ポインタ以
上の領域に存在するデータ・ブロックに対しては、従前
のストライピング・ルールに従ってアクセスする。
【００５２】第２の実施例について以下に説明する。第
２の実施例においてもシステムの構成は図３と同様であ
る。図６は、第２の実施例のデータ記憶システムに新た
に１台のＨＤＤを追加した場合におけるデータ・ブロッ
クを再配置するためのフローチャートである。本実施例
は、再配置の作業をＲＡＩＤシステムが実行中に、ホス
ト・コンピュータからのアクセスを許す場合を考慮した
ものである。なお、図６では、第１の実施例と同一のス
テップについては、同一の参照番号を付することにより
説明を省略する。
【００５３】第２の実施例における特徴は、セマフォを
用いることにより、再配置作業タスクとホスト・コンピ
ュータからのコマンド処理のタスクとを分離して、相互
排除を行っている点である。ここでセマフォとは、マル
チタスク・オペレーティングシステム（ＯＳ）が提供す
る、タスク間の排他制御を行うための機構である。デー
タの再配置処理とホスト・コンピュータからのコマンド
処理が同時に実行されるとストライピング・ルールが正
しく適用されない場合が生じる。そこで、セマフォを獲
得した処理が優先的に実行され、他の処理は一時的に停
止されるようにする。もう少し詳しくいうと、システム
はデータの再配置処理に入る前にセマフォの獲得をＯＳ
に要求する。ＯＳは、この要求に対して、セマフォが別
のタスクに獲得されていなければ、再配置処理にセマフ
ォを与える。セマフォが別のタスクに獲得されていれ
ば、返却されるまで、再配置処理を停止させる。
【００５４】具体的には、図６に示すように、データの
再配置を１行ずつ行ない、その都度、「セマフォ待ち
（Step201）」、「セマフォ返却（Step202）」を実行す
る。このように、１行が再配置を行っている間は、コマ
ンド処理タスクによるディスクのアクセスを禁止する。
これにより、ストライピング・ルールにより１行の再配
置が正確に行われることを保証している。
【００５５】なお、上記の実施例は、ＨＤＤについて説
明したが、本発明はこれに限定されず、ＭＯ、ＤＶＤ、
ＰＤなどの光ディスクを用いたドライブ装置、半導体メ
モリカードを用いた装置などにも適用できる。
【００５６】
【効果】このように本発明により、記憶されたデータの
バックアップをとることなく、データ記憶ユニットの台
数を増やすことができる。また、データの再配置後は、
新たに追加されたデータ記憶ユニットを含めてシステム
を構成することができる。従って、データ記憶ユニット
１台あたりの負荷が軽減でき、データアクセスのパフォ
ーマンスを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の従来方法における２次元アレイに配置さ
れたデータ・ブロックの変化を示す概略図である。
【図２】第２の従来方法における２次元アレイに配置さ
れたデータ・ブロックの変化を示す概略図である。
【図３】本実施例におけるデータ記憶システムのブロッ
ク図である。
【図４】本実施例のデータ記憶システムに新たに１台の
ＨＤＤを追加した場合における記憶データの再配置に関
するフローチャートである。
【図５】本実施例における２次元アレイに配置されたデ
ータ・ブロックの変化を示す概略図である。
【図６】第２の実施例のデータ記憶システムに新たに１
台のＨＤＤを追加した場合におけるデータ・ブロックを
再配置するためのフローチャートである。
【符号の説明】
３１・・・ハードディスクドライブ（ＨＤＤ） ３２・・・ドライブ制御回路 ３３・・・ＲＡＩＤ制御回路 ３４・・・ＤＭＡＣ ３５・・・パリティ発生回路 ３６・・・バス・スイッチ回路 ３７・・・バッファ・メモリ ３８・・・ホスト・アダプタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のデータ記憶ユニットで構成され、そ
    れぞれの前記データ記憶ユニットには、データ・ブロッ
    クまたはデータ・ブロックのパリティであるパリティ・
    ブロックが、前記データ記憶ユニットの台数に応じたス
    トライピング・ルールに従って、記憶されているデータ
    記憶システムであって、前記システム中のデータの配置
    が、行と列からなる２次元アレイで表現でき、各列がそ
    れぞれの前記データ記憶ユニットに対応すると共に、各
    行が前記データ記憶ユニットのアドレス範囲に対応して
    おり、行と列によって記憶領域が特定される前記システ
    ム中に、新たなデータ記憶ユニットが追加された場合に
    おけるデータの再配置方法において、(a) 新たに追加さ
    れたデータ記憶ユニットを含めた前記データ記憶ユニッ
    トの台数に応じて新たなストライピング・ルールを決定
    するステップと、(b) 前記ストライピング・ルールによ
    って、前記２次元アレイの一の行について、複数のデー
    タ・ブロックのそれぞれを前記一の行に属する各記憶領
    域に再配置するステップと、(c) 前記一の行に属する各
    記憶領域に再配置された複数のデータ・ブロックからパ
    リティ・ブロックを新たに生成するステップと、(d) 生
    成されたパリティ・ブロックを、前記ストライピング・
    ルールによって、前記一の行に属する記憶領域に配置す
    るステップとを有し、 前記ステップ(b)で、前記ストライピング・ルールによ
    り、一の行について再配置が行われる際に、他の行から
    前記一の行へ移動するデータ・ブロックに関しては、当
    該データ・ブロックと同じデータをダミー・ブロックと
    して記憶しておくことを特徴とするデータの再配置方
    法。
  2. 【請求項２】前記ダミー・ブロックは、前記一の行へ移
    動するデータ・ブロックの移動元である、前記他の行に
    属する記憶領域に記憶しておくことを特徴とする請求項
    １に記載のデータの再配置方法。
  3. 【請求項３】(e) 前記一の行以外の他の行について、ス
    テップ(b)乃至(d)を実行するステップをさらに有し、 前記他の行におけるデータの再配置が開始されるまで、
    前記ダミー・ブロックを記憶しておくことを特徴とする
    請求項２に記載のデータの再配置方法。
  4. 【請求項４】前記データ記憶ユニットは、ハードディス
    クドライブ装置であることを特徴とする請求項１、２ま
    たは３に記載のデータの再配置方法。
  5. 【請求項５】前記データ記憶システムは、データ・ブロ
    ックの再配置の完了の状態を示すポインタにより、どの
    データ・ブロックまで再配置が完了したかが管理されて
    おり、、(f) データ・ブロックの再配置に応じて、前記
    ポインタの値を更新するステップをさらに有することを
    特徴とする請求項１、２、３または４に記載のデータの
    再配置方法。
  6. 【請求項６】複数のデータ記憶ユニットで構成されたデ
    ータ記憶システムであって、前記データ記憶ユニット
    は、前記データ記憶ユニットの台数に応じた第１のスト
    ライピング・ルールに従って、データ・ブロックまたは
    データ・ブロックのパリティであるパリティ・ブロック
    がそれぞれの前記データ記憶ユニットに記憶されてい
    て、 前記データ記憶システムは、前記データ記憶システム中
    に新たなデータ記憶ユニットが追加された場合に、新た
    に追加されたデータ記憶ユニットを含めた前記データ記
    憶ユニットの台数に応じた第２のストライピング・ルー
    ルに従って、それぞれの前記データ記憶ユニットに、デ
    ータ・ブロック及びデータ・ブロックのパリティである
    パリティ・ブロックを再配置して記憶するような機能を
    有し、前記データ記憶システム外からのアクセス要求に
    より、前記データ記憶システム中に記憶されたデータを
    アクセスする方法において、 前記データ記憶システムは、データ・ブロックの再配置
    の完了の状態を示すポインタを有し、どのデータ・ブロ
    ックまで再配置が完了したかを管理するために、データ
    ・ブロックの再配置に応じて、前記ポインタの値を更新
    し、 アクセス要求の対象となるデータが、前記第１のストラ
    イピング・ルール及び前記第２のストライピング・ルー
    ルのどちらで配置されているかを、前記ポインタにより
    判断し、 アクセス要求の対象となるデータが、前記第１のストラ
    イピング・ルールに従って配置された第１のデータ・ブ
    ロック及び前記第２のストライピング・ルールに従って
    配置された第２のデータ・ブロックの両方を含む場合に
    は、前記第１のデータ・ブロックに対しては前記第１の
    ストライピング・ルールに従ってアクセスし、前記第２
    のデータ・ブロックに対しては前記第２のストライピン
    グ・ルールに従ってアクセスすることを特徴とするデー
    タのアクセス方法。
  7. 【請求項７】データ・バスと、 データを記憶する複数のデータ記憶ユニットと、 複数の接続手段であって、それぞれの前記接続手段はそ
    れぞれの前記データ記憶ユニットと前記データ・バスと
    の間に設けられていて、 前記データ・バスに接続されており、データのパリティ
    を求めるパリティ生成手段とを有する前記データ記憶シ
    ステムにおいて、 前記データ記憶システムは、システム制御手段をさらに
    有しており、前記システム制御手段は、請求項１乃至５
    のいずれか一の請求項に記載された方法を達成すること
    を特徴とするデータ記憶システム。
  8. 【請求項８】データ・バスと、 データを記憶する複数のデータ記憶ユニットと、 複数の接続手段であって、それぞれの前記接続手段はそ
    れぞれの前記データ記憶ユニットと前記データ・バスと
    の間に設けられていて、 前記データ・バスに接続されており、データのパリティ
    を求めるパリティ生成手段とを有する前記データ記憶シ
    ステムにおいて、 前記データ記憶システムは、システム制御手段をさらに
    有しており、前記システム制御手段は、請求項６に記載
    された方法を達成することを特徴とするデータ記憶シス
    テム。
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