Brevet FR2812736A1 — publié le 20020208

SYSTEME DE STOCKAGE VIRTUEL La présente invention concerne le domaine du stockage de données informatiques sur des supports tels que des cassettes de grande capacité, par un équipement distant comprenant généralement un robot de manipulation de cassettes. A titre d'exemple le brevet PCT W09844423 décrit un réseau informatique comprenant un certain nombre d'unités de commande de stockage, chacune étant couplée à une pluralité d'ensembles de stockage, lesquels ensembles comprennent au moins un dispositif à mémoire de grande capacité (MSD). Chaque unité de commande de stockage peut être couplée à au moins un système de traitement hôte et à au moins une autre unité de commande de stockage de façon à commander l'accès des systèmes de traitement hôte aux dispositifs à mémoire de grande capacité. Plusieurs copies de données sont stockées dans des ensembles de stockage géographiquement distants les uns des autres, de sorte que n'importe quel hôte peut accéder à n'importe quelle copie. Chaque unité de commande de stockage comprend une interface avec un hôte qui émule un dispositif à mémoire de grande capacité indépendant du type de dispositif de stockage et une interface avec un ensemble local de stockage qui émule un hôte indépendant du type de l'hôte. Des hôtes accèdent aux données stockées au moyen d'un dressage virtuel. Les unités de commande de stockage assurent des sauvegardes et des corrections d'erreur automatiques ainsi qu'une protection en écriture des copies de sauvegarde. Le but de l'invention est de proposer un système de sauvegarde amélioré permettant l'utilisation par un parc hétérogène d'ordinateurs hôtes, relié à un équipement de sauvegarde commun non spécifique. A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un système pour la sauvegarde de données provenant d'un ordinateur hôte [mainframe] caractérisé en ce qu'il comprend un équipement informatique comprenant une interface d'entrée sortie pour l'échange de données avec l'ordinateur hôte, ladite interface comprenant un émulateur de lecteur-enregistreur de sauvegarde, au moins un disque dur et un lecteur-enregistreur à bande, l'équipement comprenant en outre un processeur pour transférer entre l'interface d'entrée-sortie ou du lecteur de bande et le lecteur-enregistreur à bande, le système comprenant en outre un superviseur comprenant une mémoire pour l'enregistrement des informations relatives aux enregistrements sur bande de l'équipement informatique, et pour commander ledit équipement informatique en fonction des instructions provenant de l'ordinateur hôte. Avantageusement, l'émulateur est constitué par un calculateur pour procéder à l'analyse des signaux provenant de l'ordinateur hôte et pour la génération d'une réponse correspondant au type de lecteur-enregistreur de cassette simulé. L'invention concerne également un procédé pour la sauvegarde de données provenant d'un ordinateur hôte [mainframe] caractérisé en ce que l'on émule l'interface d'entrée sortie d'un équipement de sauvegarde afin qu'un équipement de sauvegarde présente, pour une machine hôte, un comportement identique à un dérouleur de bandes, ledit équipement de sauvegarde comportant un moyen de stockage intermédiaire différent d'un dérouleur de bande. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple non limitatif de réalisation qui suit, ce référant aux dessins annexés où - la figure 1 représente le schéma de principe de l'invention. Le système décrit dans ce qui suit permet la sauvegarde de données provenant d'un parc hétérogène de machines hôtes (1) de type Mainframe connectées à un réseau informatique (2) de type SCSI. L'équipement de sauvegarde (3) comporte un ou plusieurs dérouleurs de bande (4) ou streamer pour la sauvegarde des données sur support magnétique. I1 est connecté au réseau par le biais d'un circuit interface (5) d'entrée-sortie émulé de façon à ce que l'équipement de sauvegarde (3) soit vu par la machine hôte sous la forme d'un dérouleur de sauvegarde du type émulé, et ce pour l'ensemble des fonctions remplies par l'équipement de sauvegarde (3). L'interface émulée assure une émulation des principaux dérouleurs de bandes connus afin de permettre un dialogue transparent entre la machine hôte et l'équipement de sauvegarde (3). L'équipement de sauvegarde (3) comporte par ailleurs au moins un dispositif de stockage intermédiaire (9) composé dans l'exemple décrit par des disques durs RAID. L'équipement de sauvegarde comporte pour chacun des supports de sauvegarde des initiateurs (6, 7). Un calculateur commande les différentes ressources pour assurer le transfert des données depuis l'interface d'entrée sortie (5) vers le dispositif de stockage intermédiaire (9) et inversement, ainsi que le transfert des données depuis le dispositif de stockage intermédiaire (9) vers les dérouleurs de bande (4) et inversement. Vu depuis la machine hôte, l'équipement de sauvegarde selon l'invention répond aux spécifications suivantes - I1 présente un comportement identique au dérouleur de bandes auquel il se substitue ; - I1 améliore la vitesse de stockage des données par l'intermédiaire d'un cache disque. Afin d'accélérer la sauvegarde et la restauration des données, celles-ci sont stockées sur une partition du disque. L'accès aux données est amélioré grâce à un métamodèle des données sauvegardées qui mémorise la cartographie des données. Ce métamodèle permet un accès direct aux données stockées séquentiellement. - I1 recopie les données sur un dérouleur. Les données sauvegardées sur la partition disque sont recopiées sur bande, en reproduisant le mécanisme d'écriture initial, par l'exploitation du modèle. - I1 assure la persistance et la cohérence des données. En fin de sauvegarde, l'équipement de sauvegarde est le garant de la persistance et de la cohérence des données sur bande et partition. De plus, il permet de décorréler le type de dérouleur amont (celui que l'on émule), de l'aval (celui que l'on pilote réellement). En amont, l'équipement de sauvegarde gère un dérouleur d'un modèle et sauvegarde les données sur un dérouleur d'un autre modèle. L'équipement de sauvegarde (3) assure les types de connexions suivantes - en amont : SCSI, FC, ESCON, Bus & Tag - en aval : SCSI, FC. L'équipement de sauvegarde gère plusieurs connexions en amont et en aval simultanément. En conséquence, il exécute plusieurs transferts en parallèle. Chaque transfert est géré par une unité de transfert. Une unité de transfert gère trois types de liens - liaison avec un système hôte - liaison avec une partition d'un disque physique - liaison avec le dérouleur de bande. Le système comporte en outre un poste superviseur (12) connecté par des liaisons série (13, 14) d'une part à la machine hôte et d'autre part à l'équipement de sauvegarde. L'émulation consiste à simuler le fonctionnement SCSI d'un dérouleur de bande vis-à-vis d'une machine hôte et à gérer les réponses SCSIaux différentes demandes de l'hôte et les transferts d'enregistrement. Le poste de supervision (12) commande une base de données dans laquelle sont enregistrées les étiquettes d'identifications des données sauvegardées. Les volumes de données écrits par les machines hôtes sont dans un premier temps créés dans un espace disque tampon (9). Ces volumes ont une taille maximale fixée au moment de la configuration du système de sauvegarde, généralement assez faible, de l'ordre de 250 Mo. Les volumes sont dans un deuxième temps transférés vers des cartouches, en un ou plusieurs exemplaires. Seules les données réellement significatives sont transférées sur bande. Ainsi, un volume de taille maximale 250 Mo peut par exemple ne contenir que 10 Mo de données. Dans ce cas, seuls ces 10 Mo sont transférés sur bande, de façon à optimiser l'espace bande. L'équipement de sauvegarde gère en interne, grâce à une base de données, la liste des volumes connus, en stockant un certain nombre d'informations, telles que - le nom du volume - le support sur lequel il est stocké (disque, cartouche) - la position sur le support (numéro de partition disque, ou adresses logiques de début et de fin sur cartouche) - etc. Ces informations sont essentielles pour pouvoir retrouver un volume. Au moment du transfert des données du cache disque vers des cartouches, on ajoute en fin de transfert de chaque volume des informations privées, appelées Informations de base . Ces informations sont uniquement écrites sur cartouches, et sont ignorées dans les transferts en sens inverse, dans le cas où un volume est transféré depuis une cartouche vers le cache disque, par exemple en vue d'une restauration par la machine hôte. Elles sont donc entièrement gérées en interne et transparentes pour les machines hôtes. Les informations de base pour un volume donné sont écrites sous la forme d'une chaîne de caractères ASCII ayant la structure suivante X titre CR LF positionDébutVolume positionFinVolume taille Volume voieLecteur 1 voieDisque partitionDisque numéroProcesseur 1 codeBarre nomCartouche 1 typeCartouche taille Utilisée tailleCartouche 1 cptChargement nom Volume étatVolume codeHost typeCodage 1 dateEcriture heureEcriture dateLecture heureLecture 1 date Vidage heure Vidage CR LFX titre : titre indiquant sous forme abrégée la signification des principaux champs suivants. CR : caractère ASCII de code 0x13 (hexadécimal). LF : caractère ASCII de code 0x10 (hexadécimal). positionDébutVolume : adresse logique sur la cartouche du début du volume. positionFinVolume : adresse logique sur la cartouche de la fin du volume. tailleVolume : taille approximative du volume en Ko. voieLecteur : numéro du lecteur (défini dans la configuration HBS) utilisé pour réaliser le transfert du volume du cache disque vers la cartouche. voieDisque : numéro du disque (défini dans la configuration HBS) dans lequel se trouvait le volume au moment de son transfert vers la cartouche. partitionDisque : numéro de la partition disque dans laquelle se trouvait le volume avant son transfert sur la cartouche. numéroProcesseur : numéro du processeur utilisé pour transférer le volume du cache disque vers la cartouche. codeBarre : code barre de la cartouche contenant le volume. nomCartouche : nom de la cartouche, tel qu'il est déclaré sous HBS. Ce nom est indépendant du code barre. typeCartouche : code hexadécimal indiquant le type de la cartouche. Les valeur possibles sont les suivantes Ox00000001L cartouche d'exploitation Ox00000010L cartouche avec accès en lecture autorisé Ox00000020L cartouche avec accès en écriture autorisé Ox00000080L cartouche en cours de réorganisation Ox00000100L cartouche à réorganiser Ox00000200L cartouche à ne pas réutiliser Ox00000400L cartouche bloquée vide Ox00000800L cartouche réorganisée Ox00001000L cartouche de type archive Ox00002000L cartouche de type miroir Ox00010000L cartouche pour lecteur DLT Ox00020000L cartouche pour lecteur Exabyte Ox00040000L cartouche pour lecteur 3480 Ox00080000L cartouche pour lecteur 3590 Ox01F00000L masque pour numéro du pool archive ou miroir auquel appartient la cartouche Le code utilisé pour le champ typeCartouche peut éventuellement être une combinaison des valeur précédentes. taille Utilisée : taille totale des données stockées sur la cartouche, en Méga Octets. tailleCartouche : capacité maximale de la cartouche, en Méga Octets. cptChargement : compteur de chargement de la cartouche. Indique le nombre de fois que la cartouche a été chargée dans un lecteur. Cette information sert à déterminer l'usure de la cartouche. nomVolume : nom du volume, tel qu'il est connu de la machine hôte. étatVolume : code hexadécimal indiquant l'état du volume. Ce code est une combinaison des indicateurs dont les masques d'accès et les valeurs possibles sont les suivants Ox00000001L 1 si le volume est valide, 0 si invalide (ancienne version ou volume logiquement effacé) Ox00000008L 1 si le volume est de type miroir Ox00000010L 1 si le volume a une copie miroir sur une autre cartouche Ox00000020L 1 si une copie de ce volume doit être faite sur une cartouche miroir Ox00001000L 1 si le volume est de type archive OX00002000L 1 si le volume est partagé entre plusieurs systèmes hôtes Ox00010000L 1 si le volume doit toujours être copiés sur des cartouches DLT Ox00020000L 1 si le volume doit toujours être copiés sur des cartouches Exabyte Ox00040000L 1 si le volume doit toujours être copiés sur des cartouches 3480 Ox00080000L 1 si le volume doit toujours être copiés sur des cartouches 3590 Ox01F00000L numéro du pool archive ou miroir (de 0 à 31) codeHost : numéro de la machine hôte de la configuration HBS à laquelle appartient le volume. typeCodage : code de caractères utilisé dans l'entête du volume (0 = ASCII, 1 = EBCDIC). dateEcriture : date de dernière écriture ou modification du volume par la machine hôte, sous la forme aaaa-mm-j j heureEcriture : heure de dernière écriture ou modification du volume par la machine hôte, sous la forme hh:mm:ss dateLecture : date de dernier accès en lecture du volume par la machine hôte, sous la forme aaaa-mm-jj heureLecture . heure de dernier accès en lecture du volume par la machine hôte, sous la forme hh:mm: ss date Vidage : date du transfert du volume du cache disque vers la cartouche, sous la forme jj-mm-aaaa heureVidage : heure du transfert du volume du cache disque vers la cartouche, sous la forme hh:mm:ssLes informations de base sont cumulatives, pour accélérer l'analyse des cartouches en vue d'une reconstruction de la base de données. V1 B1 V2 B2 V3 B3 V4 B4 V5 -- B5 Supposons qu'une bande contient les volumes Vl, V2, V3, V4 et V5. Les informations de base associées à chacun de ces volumes sont appelées B1, B2, B3, B4 et B5. on a donc sur la bande :Les informations de base B1 ne contiennent que des informations concernant le volume V1. Les informations de base B2 contiennent dans un seul enregistrement de données un cumul de B1 et des informations concernant le volume V2. B2 contient donc les informations de V1 et V2. Les informations de base B3 contiennent dans un seul enregistrement de données un cumul de B2 et des informations concernant le volume V3. B3 contient donc les informations de V1, V2 et V3. Les dernières informations de base de la cartouche, B5 dans l'exemple précédent, contiennent donc un cumul de toutes les informations concernant tous les volumes présents sur la cartouche. Dans le cas où une cartouche contient de très nombreux volumes, les informations de base cumulées peuvent atteindre une taille importante. Pour limiter cet accroissement, une taille maximale a été arbitrairement fixée à 132 Ko. Lorsque la construction standard des informations de base d'un volume dépasse 132 Ko, l'équipement (3) affecte à ce volume des informations de base réduites, contenant uniquement les informations de base de ce nouveau volume, sans cumul des informations des volumes précédents. Pour les volumes suivants, le mécanisme standard de cumul des informations du volume courant avec celles du volume précédent est repris. En cas de perte totale de la base de données du système, la reconstruction complète de la base peut être effectuée grâce à ces informations de base. Une fonctionnalité intégrée au code des processeurs permet d'analyser une cartouche pour en extraire les dernières informations de base. Cette analyse peut également être effectuée par un logiciel externe : il suffit de se positionner en fin de bande, de reculer d'un enregistrement et de lire le dernier enregistrement de données. Les informations de base ainsi récupérées en fin de cartouche contiennent une description des volumes de la cartouche. Comme décrit au paragraphe précédent, si le champ adresse Volume du premier volume contient une valeur différente de 0, ceci signifie que le premier volume n'est pas au début de la bande. On doit en déduire qu'il s'agit d'informations de base réduites. Il suffit alors de se positionner sur la cartouche à l'adresse adresse Volume, puis de reculer de 1 enregistrement pour pouvoir lire les informations de base du volume précédent. Celles-ci sont elles-mêmes un cumul des informations de base des volumes précédents. On doit poursuivre l'analyse arrière de la cartouche jusqu'à trouver des informations de base avec un champ adresseVolume à 0 pour le premier volume. L'ensemble des volumes de la cartouche peut alors être connu en cumulant toutes les informations de base récupérées. La reconstruction de la base nécessite la récupération de toutes les informations de base stockées sur toutes les cartouches de la librairie, puis leur analyse, par un logiciel approprié. L'ensemble de ces informations comprend toutes celles nécessaires pour reconstruire la base. Pour ce faire, il convient non seulement de dresser la liste de tous les volumes contenus sur toutes les cartouches, mais aussi de déterminer pour chaque volume d'une cartouche s'il est valide pour la machine hôte ou non. En effet, un même volume (même nom, même système hôte) peut être présent sur plusieurs cartouches différentes, ou à plusieurs endroits sur une même cartouche. Ceci peut se produire pour les raisons suivantes soit il s'agit de plusieurs versions différentes d'un même volume qui a été mis à jour plusieurs fois par la machine hôte soit il s'agit des mêmes données qui ont été déplacées par HBS en interne.Dans tous les cas, l'analyse des informations de base dateEcriture et heureEcriture de toutes les occurrences de ce volume permet de déterminer laquelle est la plus récente, et donc la seule valide. Si la version la plus récente est présente à plusieurs endroits (mêmes informations dateEcri ture et heureEcriture), n'importe laquelle de ces occurrences peut être utilisée pour devenir la version valide du volume dans la nouvelle base. I1 suffit ensuite de recréer une base de données vide, et de remplir toutes les tables avec les informations collectées. REVENDICATIONS 1 - Système pour la sauvegarde de données provenant d'un ordinateur hôte [mainframe] caractérisé en ce qu'il comprend un équipement informatique comprenant une interface d'entrée sortie pour l'échange de données avec l'ordinateur hôte, ladite interface comprenant un émulateur de lecteur-enregistreur de sauvegarde, au moins un dispositif de stockage intermédiaire et un lecteur- enregistreur à bande, l'équipement comprenant en outre un processeur pour transférer entre l'interface d'entrée- sortie ou du dispositif de stockage intermédiaire et le lecteur-enregistreur à bande, le système comprenant en outre un superviseur comprenant une mémoire pour l'enregistrement des informations relatives aux enregistrements sur bande de l'équipement informatique, et pour commander ledit équipement informatique en fonction des instructions provenant de l'ordinateur hôte. 2 - Système pour la sauvegarde de données selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'émulateur est constitué par un calculateur pour procéder à l'analyse des signaux provenant de l'ordinateur hôte et pour la génération d'une réponse correspondant au type de lecteur- enregistreur de cassette simulé. 3 - Système pour la sauvegarde de données selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le dispositif de stockage intermédiaire est composé par au moins un disque dur. 4 - Système pour la sauvegarde de données selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un poste superviseur (12) comportant une mémoire pour l'exploitation d'une base de données contenant les étiquettes d'identification des données sauvegardées. 5 - Système pour la sauvegarde de données selon la revendication 4 caractérisé en ce que les données numériques formant les étiquettes d'identification comprennent le nom du volume, le support sur lequel il est stocké (disque, cartouche), et la position sur le support (numéro de partition disque, ou adresses logiques de début et de fin sur cartouche). 6 - Système pour la sauvegarde de données selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poste superviseur (12) est relié à l'équipement de sauvegarde et à la machine hôte par des liaisons série. 7 - Système pour la sauvegarde de données selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équipement de sauvegarde est relié à la machine hôte par une liaison de type SCSI ou FC. 8 - Procédé pour la sauvegarde de données provenant d'un ordinateur hôte [mainframe] caractérisé en ce que l'on émule l'interface d'entrée sortie d'un équipement de sauvegarde afin qu'un équipement de sauvegarde présente, pour une machine hôte, un comportement identique à un dérouleur de bandes, ledit équipement de sauvegarde comportant un moyen de stockage intermédiaire différent d'un dérouleur de bande.