(57)【要約】【課題】データ復旧に費やされる時間の増加や、物理ディスク数の増加を抑制することができ、大容量かつ信頼性の向上、記録速度の高速化、さらには低コスト化、小型化を図ることができるディスクアレイ装置を提供する。【解決手段】各物理ディスク１１〜１６は、記憶領域がそれぞれ同一記憶容量となる３つの領域のＡブロック１１Ａ〜１６Ａ、Ｂブロック１１Ｂ〜１６Ｂ、Ｃブロック１１Ｃ〜１６Ｃに分割され、Ａブロック１１Ａ〜１６Ａは、同容量である別の物理ディスク１１〜１６のＢブロック１１Ｂ〜１６Ｂと、２つの物理ディスク１１〜１６とは別のＣブロック１１Ｃ〜１６Ｃとがセットとなる関係に設定される。【選択図】      図１
2006268286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物理ディスクと、上位装置からの指令に基づいて前記物理ディスクの記憶領域に対してデータの読み書きを行う制御部とを有し、各前記物理ディスクは、記憶領域がそれぞれ同一記憶容量となる３つの領域の第１ブロック、第２ブロック、第３ブロックに分割され、第１ブロックは、同容量である別の前記物理ディスクの第２ブロックと、２つの前記物理ディスクとは別の第３ブロックとがセットとなる関係に設定されていることを特徴とするディスクアレイ装置。
【請求項２】
前記セットとなる関係は、前記一の物理ディスクの分割された一の記憶領域と前記他の物理ディスクの分割された一の記憶領域と前記他の物理ディスクとは異なる物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定されるとともに、前記一の物理ディスクの分割された他の一記憶領域と前記他の物理ディスクの他の一記憶領域と前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定され、前記一の物理ディスクの他の記憶領域と前記他の物理ディスクの分割された他の一記憶領域と前記別の物理ディスクとはさらに別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定されていることを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記セットとなる記憶領域を対応させるための対応関係データを保有し、前記対応関係データに基づいて、前記セットとなる関係の記憶領域に同一データを保持する管理機能を有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
【請求項４】
前記セットとなる記憶領域は、データを書き込む領域として設定され、前記制御部は、前記記憶領域をデータ書込領域として特定するための書込領域特定データを保有し、上位装置からの指令に応じた書き込みデータを前記書込領域特定データに基づいて、前記記憶領域に書き込まれたデータと同一のデータを、前記記憶領域とセットとなる他の記憶領域にコピーする機能を有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記対応関係データに基づいて前記セットとなる記憶領域のいずれか１つから書き込みデータを読み出す機能を有することを特徴とする請求項３記載のディスクアレイ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記物理ディスクの交換を認識する交換認識機能を有すると共に、前記物理ディスクの交換を認識して、前記セットとなる関係にある他の前記物理ディスクの記憶領域のデータを交換された前記物理ディスクの記憶領域にコピーする機能を有することを特徴とする請求項１記載のディスクアレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクアレイ装置に関し、特に、大容量かつ信頼性の向上、記録速度の高速化、低コスト化、小型化を図ることができるディスクアレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業のみならず一般家庭にもコンピュータが導入され、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）への依存度が増している。これに伴い、コンピュータシステムで取り扱う電子データの重要性はますます増大しており、当該電子データを記憶するコンピュータシステムにおける記憶装置の役割はますます大きくなってきている。このため、記憶装置の高性能化、大容量化はもとより、特に、高信頼性化の要求が高まる一方である。
【０００３】
そして、記憶容量の大容量化が進む中で、電子データの信頼性を保つためには、大記憶容量のディスクの障害に備えて、ディスクに記憶された電子データを予備ディスクなどに複写することが従来より行われている。しかしながら、かかる方法では、ディスク（メインディスク）の障害を修復させた後に、予備ディスクに退避させた電子データをメインディスクに再度複写する必要がある。この複写に費やす時間は、ディスクの記憶容量に比例するため、記憶容量の大容量化の下では、かかる時間が増大するという問題が生じる。
【０００４】
これに対して、データの冗長性を維持しつつ、ディスクに対するデータ読み書き速度の向上を図るために、現在のハードディスクの多くは複数のディスクから構成され、かつ、それぞれのディスクにデータを分割して記憶するという手法（いわゆるＲＡＩＤ：Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ａｒｒａｙｓ  ｏｆ  Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｄｉｓｋｓ））が採られている。そして、このような多重ハードディスクにおける障害対策技術、すなわち、データの冗長性を確保するための技術が、従来より研究されている。
【０００５】
次に、従来のディスクアレイ装置について、図面を参照して説明する。
【０００６】
図５は、特許文献１に記載の技術を示す概略構成ブロック図である。
【０００７】
図５を参照すると、ディスクアレイ装置２００は、上位装置３００からの指令を受けて、ＲＡＩＤコントローラ２５０による制御にて、ＲＡＩＤ方式によるデータの記録が行われているものである。具体的には、図５は、ＲＡＩＤ５方式を示すものであり、この方式は、書き込みデータを物理ディスクの台数分に分割し、かつ分割したデータに対応させてパリティデータをそれぞれ生成し、分割された書き込みデータとパリティデータを１組として、６台の物理ディスク２１０〜２１５にそれぞれ記録する方式を採っている。但し、これら６台の物理ディスクには、それぞれ対となる別の物理ディスク２２０〜２２５が備えられている。すなわち２台が１対のディスクを構成している。この１対のディスクは図５において仮想線にて囲まれた２台の物理ディスクであり、例えば符号２１０と２２０で示すディスクがこれらに相当する。そして、一方の各物理ディスク２１０〜２１５のデータエリアに記録した書き込みデータＤＡ１〜ＤＡ６を、対となる他の物理ディスク２２０〜２２５にコピーする。従って分割した書き込みデータ及びパリティデータである各データＤＡ１〜ＤＡ６と同じ内容のミラーデータＤＡ１’〜ＤＡ６’が、対となる別の物理ディスクに記録されることとなる。
【０００８】
図６は、特許文献２に記載の技術を示す概略構成ブロック図である。
【０００９】
図６を参照すると、これもＲＡＩＤ５方式を使用しており、上位装置５００からの指令によりデータを記録する際に、ＲＡＩＤコントローラ４５０にて、図示された６台の物理ディスクの台数分に分割し、かつ分割したデータに対応させてパリティデータをそれぞれ生成し、分割された書き込みデータとパリティデータを１組として、６台の物理ディスクＤＡ１〜ＤＡ６（４１０）に記録する構成である。ディスクアレイ装置４００は、冗長ディスクの方式を用いたものであり、図示するように、データ用ディスクドライブ４１０に対して、列方向用冗長ディスクドライブ４２０と行方向用冗長ディスクドライブ４３０とを備えている。そして、分割されたデータとパリティデータとが格納されるデータ用ディスクドライブ４１０の行、列方向それぞれのパリティを生成して、列方向用冗長ディスクドライブ４２０と行方向用冗長ディスクドライブ４３０とに格納しておくことにより、データ用ディスクドライブ４１０のうち、複数台の物理ディスクが故障した場合に、より確実にデータの復旧を図る。
【００１０】
【特許文献１】特開平７ー１２９３３１号公報
【特許文献２】特開２０００ー１４８４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の特許文献１記載の技術は、物理ディスク台数の増加により、ディスク装置にかかるコストが増大し、また、物理ディスクが占有するスペースも増大し、ディスクアレイ装置自体の小型化を図ることはできないという課題がある。
【００１２】
また、物理ディスク２台故が故障した場合、例えば、図５において１対（２台）の物理ディスク２１０、２２０に障害が生じると縮退となり、非冗長状態でのデータ復旧処理を行わなければならないという課題がある。
【００１３】
特許文献２記載の技術は、特許文献１と同様に、物理ディスクの台数が多いため、ディスクに費やされるコストの増加という問題や、収納スペースの増大に伴い小型化を図ることができないという課題がある。
【００１４】
また、物理ディスクが１台故障した場合には、物理ディスクに記憶させたデータに相当するデータを冗長ディスクに一旦複写し、その後、交換したディスクに冗長ディスクから複写することで再構築が完了するため、冗長ディスクを使用する方式では非冗長状態が存在するという課題がある。
【００１５】
従って、データ復旧に費やされる時間の増加や、物理ディスク数の増加を抑制することができるディスクアレイ装置が望まれている。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、大容量かつ信頼性の向上、記録速度の高速化、さらには低コスト化、小型化を図ることができるディスクアレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のディスクアレイ装置は、複数の物理ディスクと、上位装置からの指令に基づいて物理ディスクの記憶領域に対してデータの読み書きを行う制御部とを有し、各物理ディスクは、記憶領域がそれぞれ同一記憶容量となる３つの領域の第１ブロック、第２ブロック、第３ブロックに分割され、第１ブロックは、同容量である別の物理ディスクの第２ブロックと、２つの物理ディスクとは別の第３ブロックとがセットとなる関係に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
セットとなる関係は、一の物理ディスクの分割された一の記憶領域と他の物理ディスクの分割された一の記憶領域と他の物理ディスクとは異なる物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定されるとともに、一の物理ディスクの分割された他の一記憶領域と他の物理ディスクの他の一記憶領域と他の物理ディスクとは別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定され、一の物理ディスクの他の記憶領域と他の物理ディスクの分割された他の一記憶領域と別の物理ディスクとはさらに別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
制御部は、セットとなる記憶領域を対応させるための対応関係データを保有し、対応関係データに基づいて、セットとなる関係の記憶領域に同一データを保持する管理機能を有することを特徴とする。
【００２０】
セットとなる記憶領域は、データを書き込む領域として設定され、制御部は、記憶領域をデータ書込領域として特定するための書込領域特定データを保有し、上位装置からの指令に応じた書き込みデータを書込領域特定データに基づいて、記憶領域に書き込まれたデータと同一のデータを、記憶領域とセットとなる他の記憶領域にコピーする機能を有することを特徴とする。
【００２１】
制御部は、対応関係データに基づいてセットとなる記憶領域のいずれか１つから書き込みデータを読み出す機能を有することを特徴とする。
【００２２】
制御部は、物理ディスクの交換を認識する交換認識機能を有すると共に、物理ディスクの交換を認識して、セットとなる関係にある他の物理ディスクの記憶領域のデータを交換された物理ディスクの記憶領域にコピーする機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のディスクアレイ装置は、物理ディスクが故障した場合に、物理ディスク内のデータが他の物理ディスクにコピーされているため、冗長状態を維持した状態で物理ディスク交換が可能であり、危険な非冗長期間を伴わず、データの信頼性が増す。従って、従来技術におけるディスク装置では、大容量の物理ディスクが障害により縮退した場合、冗長ディスク（ホットスペア等）への複写が完了するまでは非冗長状態となり、この危険な時間は物理ディスクの容量に比例することとなるが、これに対して本発明では、非常に優れた効果を有する。
【００２４】
また、上述したような冗長性を有しており、かつ、信頼性の高いディスクアレイ装置であるにもかかわらず、不要な物理ディスク台数の増加を抑制し、低コスト化且つ小型な装置を実現できる。従って、データ記録用として使用する物理ディスク台数の多い構成であればあるほど、多重障害に対する耐故障性能を向上させることが可能であり、かつ、低コスト化を図ることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１において、ディスクアレイ装置１は上位装置３０に接続され、上位装置３０からの指令に基づいてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置１であって、複数の物理ディスク１１〜１６にて構成されるディスクドライブ１０と、物理ディスク１１〜１６に対してデータの読み書きの制御を行う制御部２０（ＲＡＩＤコントローラ）とを備えている。すなわち、前記制御部２０は後述するように、セットとなる記憶領域を対応させるための前記対応関係データを保有し、前記対応関係データに基づいて、前記セットとなる関係の記憶領域に同一データを保持する管理機能を有している。
【００２７】
ディスクドライブ１０内には、図１においては６台の物理ディスク１１〜１６が格納されている。そして、それぞれの物理ディスク１１〜１６は、データの記憶領域が同一の記憶容量となる３つの領域に分割されてあらかじめ設定されている。ここでは、各物理ディスク１１〜１６の分割領域をブロックと呼び、３つの領域をそれぞれＡブロック、Ｂブロック、Ｃブロックと呼ぶ。そして、分割されたＡブロック、Ｂブロック及びＣブロックは同一の容量に設定されている。すなわち各物理ディスク１１〜１６は、データの記憶領域が１／３の記憶領域を持つ分割領域１１Ａと１１Ｂと１１Ｃ、１２Ａと１２Ｂと１２Ｃ、１３Ａと１３Ｂと１３Ｃ、１４Ａと１４Ｂと１４Ｃ、１５Ａと１５Ｂと１５Ｃ、１６Ａと１６Ｂと１６Ｃに分割されている。
【００２８】
さらに本発明において、一の物理ディスクの分割された記憶領域は、他の物理ディスクの分割された記憶領域と、前記他の物理ディスクとは異なる別の物理ディスクの分割された記憶領域とセットをなす関係に設定されている。前記セットをなす関係の例を説明すると、前記セットをなす関係は後述の図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、前記一の物理ディスクの分割された記憶領域と、前記他の物理ディスクの分割された一の記憶領域と、前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクの分割領域との間に設定されるとともに、前記一の物理ディスクの分割された他の記憶領域と、前記他の物理ディスクの分割された他の記憶領域と、前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクとはさらに別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定され、さらに前記一の物理ディスクの分割された残りの記憶領域は前記のどの物理ディスクとは別の物理ディスクの分割された一の記憶領域と前記のどの物理ディスクとは別の物理ディスクとはさらに別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定される。
【００２９】
上記例に、前記一の物理ディスクの分割された一の記憶領域と前記他の物理ディスクの分割された一の記憶領域と前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクの分割された一の記憶領域との間に設定されるセットをなす関係について説明する。
【００３０】
この場合、同一内容のデータが記録されるセットをなすいずれか一つの分割領域は、一の物理ディスクのＡブロックに設定され、セットをなす他の二つの分割領域は、前記一の物理ディスクとは異なる他の物理ディスクのＢブロックと、前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクのＣブロックに設定される。また、前記別の物理ディスクのＡブロックは、前記Ｃブロックを記憶領域にもつ物理ディスクのＢブロックと、前記別の物理ディスクとは異なるさらに別の物理ディスクのＣブロックとセットをなすように設定されている。
【００３１】
さらに、図１を参照して具体的に説明する。符号１２で示す物理ディスクについて説明すると、同一内容のデータが記憶されるセットをなす分割領域は、一の物理ディスク１２のＡブロック（１２Ａ）と他の物理ディスク１３のＢブロック（１３Ｂ）と前記他の物理ディスクとは別の物理ディスク１４のＣブロック（１４Ｃ）とにそれぞれ設定される。したがって、物理ディスク１２のＡブロック（１２Ａ）と物理ディスク１３のＢブロック（１３Ｂ）と物理ディスク１４のＣブロック（１４Ｃ）とはセットをなすこととなり、これらのＡブロック（１２Ａ）とＢブロック（１３Ｂ）とＣブロック（１４Ｃ）とに同一内容のデータが書き込まれる。また、物理ディスク１３のＡブロック（１３Ａ）と他の物理ディスク１４のＢブロック（１４Ｂ）と前記他の物理ディスクとは別の物理ディスク１５のＣブロック（１５Ｃ）とは、同一内容のデータが書き込まれるセットをなす分割領域として設定される。同様に図２に示すように、物理ディスク１４、１５、１６、１１のＡブロック１４Ａ、１５Ａ、１６Ａ、１１Ａと物理ディスク１５、１６、１１、１２のＢブロック１５Ｂ、１６Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂと物理ディスク１６、１１、１２、１３のＣブロック１６Ｃ、１１Ｃ、１２Ｃ、１３Ｃとは、同一の内容のデータが書き込まれるセットとなる分割領域として設定される。なお、セットとなるＡブロック、ＢブロックおよびＣブロックの関係を矢印Ｙ１〜Ｙ６で示している。
【００３２】
次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。
【００３３】
上述したセットとなる分割領域として設定されたＡブロック、Ｂブロック、Ｃブロックとの対応関係を示すセットとなる分割領域同士の対応関係データは、制御部であるＲＡＩＤコントローラ２０内の記憶領域（不揮発メモリ等）に記憶されている。ＲＡＩＤコントローラ２０は、対応関係データに基づいて、一の物理ディスク１１〜１６のＡブロックと他の物理ディスク１２、１３、１４、１５、１６、１１のＢブロックと、前記他の物理ディスクとは別の物理ディスク１３、１４、１５、１６、１１、１２のＣブロックとに同一データを保持する管理機能を実行する。
【００３４】
ここで制御部であるＲＡＩＤコントローラ２０には、ＲＡＩＤ構築の管理を行うＲＡＩＤコントロール部２１と、物理ディスクへのアクセスを管理するディスクドライバ２２と、コピーを実行するミラー制御部２３とが構築されている。そして、特に、このミラー制御部２３には、上記のＲＡＩＤコントローラ２０内に記憶されている対応関係データに基づいて、セットとなる物理ディスク１１〜１６の分割領域（Ａ、Ｂ、Ｃブロック）に対してそれぞれ同一データを書き込む機能、すなわち、ミラーリング実行機能が備えられている。
【００３５】
なお、ＲＡＩＤ方式のうち、特にＲＡＩＤ１及びＲＡＩＤ５の方式について説明する。ＲＡＩＤ１方式は２台の物理ディスクに対して同一データを書き込み一方の物理ディスクの障害発生に対処してデータを保護する方式である。ＲＡＩＤ５方式は書き込みデータを複数に分割し、かつ分割した書き込みデータに対応させてパリティデータをそれぞれ生成し、複数の物理ディスクに分散して記憶する方式である。
【００３６】
本発明のディスクアレイ装置において、セットとなる分割領域のうちいずれか一つがデータ書込用領域として設定される。例えば、物理ディスク１２の分割領域１２Ａ、物理ディスク１３の分割領域１３Ｂ、及び物理ディスク１４の分割領域１４Ｃがセットとなっている場合に、その内一つの分割領域１２Ａがデータ書込用領域として設定される。そしてかかる１セットの分割領域において、分割領域１２Ａがデータ書込用領域である旨を表す書込領域特定データが、ＲＡＩＤコントローラ２０内の記憶領域に記録される。書込領域特定データは、例えばディスクドライバ２２内のメモリに記憶されている。それぞれセットとなる他の分割領域についても同様である。
【００３７】
そして、これに伴い、ＲＡＩＤコントローラ２０、例えば、ディスクドライバ２２は、上記書込領域特定データに基づいて、データ書込用領域に上位装置３０からの指令に応じて書き込みデータを書き込む機能を有している。そして、上述したミラーリング実行機能にて、セットとなる分割領域の対応関係を表した対応関係データに基づいて、当該データ書込用領域内のデータと同一データを当該領域とセットとなる分割領域に書き込まれる。このようにセットとなるいずれかの物理ディスクに対してデータを書き込むことにより、この書き込まれたデータは前記ミラーリング機能により他の２台の物理ディスクにコピーされるため、データの書き込みはセットとなるいずれか一台の物理ディスクにのみ行えばよく、データの冗長性を維持しつつ、データ書き込みの高速化を図ることができる。
【００３８】
次に、ミラーリング機能の動作について、図２を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図２は、図１に開示したディスクドライブを示したものである。図２における各物理ディスク１１〜１６の各ブロック１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ等には、それぞれＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３等が書き込まれている。そして、例えば、物理ディスク１２は、その記憶領域が上述したように同容量のＡブロック（１２Ａ）とＢブロック（１２Ｂ）とＣブロック（１２Ｃ）とに領域分割されており、Ａブロック（１２Ａ）は物理ディスク１３のＢブロック（１３Ｂ）と物理ディスク１４のＣブロック（１４Ｃ）とセットとなっている。（矢印Ｙ２、Ｙ２’参照）。また物理ディスク１２のＢブロック（１２Ｂ）は物理ディスク１３のＣブロック（１３Ｃ）と物理ディスク１１のＡブロック（１１Ａ）とセットとなっている。（矢印Ｙ１、Ｙ１’参照）。そして物理ディスク１２のＣブロック（１２Ｃ）は物理ディスク１６のＡブロック（１６Ａ）と物理ディスク１１のＢブロック（１１Ｂ）とセットとなっている。（矢印Ｙ６、Ｙ６’参照）。そしてディスクドライバ２２から物理ディスク１２のＡブロック（１２Ａ）にコマンドが発行された場合、ミラー制御部２３が該当Ａブロック（１２Ａ）とセットとなっている物理ディスク１３のＢブロック（１３Ｂ）と物理ディスク１４のＣブロック（１４Ｃ）に対してコピーを実行する。これにより物理ディスク１２のＡブロック（１２Ａ）に書き込まれているデータＤＡ２が、物理ディスク１３のＢブロック（１３Ｂ）と物理ディスク１４のＣブロック（１４Ｃ）にコピーされることになる（ＤＡ２’、ＤＡ２’’）。
【００４０】
また、ミラー制御部２３は、他のブロックに対しても同様に作動する。すなわち、ディスクドライブ１０がＮ台の物理ディスクで構成されている場合、Ｎ台目の物理ディスク（図２では符号１６で示すディスク）のＡブロック（１６Ａ）は、一台目の物理ディスク１１のＢブロック（１１Ｂ）及び二台目の物理ディスク１２のＣブロック（１２Ｃ）とセットとなっており、Ｎ台目の物理ディスク１６のＢブロック（１６Ｂ）は、Ｎ―１台目の物理ディスク１５のＡブロック（１５Ａ）及び一台目の物理ディスク１１のＣブロック（１１Ｃ）とセットとなっており、Ｎ台目の物理ディスク１６のＣブロック（１６Ｃ）は、Ｎ−２台目の物理ディスク１４のＡブロック（１４Ａ）及びＮ−１台目の物理ディスク１５のＢブロック（１５Ｂ）とセットとなっている。このようにして、各ブロック同士はセットとなる（矢印Ｙ１〜Ｙ６、Ｙ１‘〜Ｙ６’参照）。
【００４１】
そして、ディスクドライバ２２から各Ａブロック（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１６Ａ）にコマンドが発行された場合、ミラー制御部２３は、あらかじめ記憶している対応関係データに基づいて各Ａブロック（１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１６Ａ）とセットとなる各Ｂブロック（１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、１６Ｂ、１１Ｂ）と各Ｃブロック（１３Ｃ、１４Ｃ、１５Ｃ、１６Ｃ、１１Ｃ、１２Ｃ）を認識し、各Ａブロックのデータ（ＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３、ＤＡ４、ＤＡ５、ＤＡ６）をセットとなる各Ｂブロックにコピーするミラーリング処理を実行する。前記ミラーリング処理により、前記Ａブロックのデータに対応して、各Ｂブロックにコピーされたデータに、符号ＤＡ１’、ＤＡ２’、ＤＡ３’、ＤＡ４’、ＤＡ５’、ＤＡ６’を、各Ｃブロックに書き込まれたデータに、符号ＤＡ１’’、ＤＡ２’’、ＤＡ３’’、ＤＡ４’’、ＤＡ５’’、ＤＡ６’’を付して示している。
【００４２】
このように、本発明では、ディスクアレイ装置における、物理ディスク単体のディスク（記憶容量）を同容量の３ブロックに領域分割し、それぞれＡブロック、Ｂブロック、Ｃブロックとし、Ａブロックは同容量である前記他の物理ディスクのＢブロックと前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクのＣブロックとセットをなし、Ａブロックにデータを書き込み、Ａブロックに書き込まれたデータをＢブロック及びＣブロックにコピーする。このため、物理ディスクに突発的な障害が生じた場合でも、物理ディスクを領域分割して自動的にデータを異なる物理ディスクに三重化していることにより、予備ディスクを用いることなく耐故障性能の向上を図ることができる。このとき、不必要な予備ディスクを用いていないため、物理ディスクの台数の増加を抑制することができ、装置の低コスト化、小型化を図ることができる。特に、分割領域をすべて同一容量にすることにより、すべてのデータが確実にコピーされることになり、データの信頼性が増す。
【００４３】
さらには、ＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスクが交換されたことを認識する交換認識機能を有している。例えば、ディスクドライバ２２が各物理ディスク１１〜１６の稼働状況を常に監視し、障害時には縮退すると共に、取り外された後に新たなディスクが装着されたことを認識する。そして、これに伴い、上記ミラー制御部２３は、対応関係データに基づいて交換された物理ディスクの分割領域に対してセットとなる分割領域を認識し、当該分割領域に記憶されているデータと同一のデータを交換された物理ディスクの分割領域に書き込む機能を有する。これにより、物理ディスクが故障した際には、当該ディスクを交換することにより、交換された分割領域にデータがコピーされる。その後、ＲＡＩＤコントロール部２１は、データ復旧処理機能に基づいて、故障した物理ディスクから他の物理ディスクにコピーしたデータと、正常な物理ディスクに書き込まれたデータとから、故障した物理ディスクに代えて交換する新たな物理ディスクに書き込むために必要なデータを復旧させる。
【００４４】
また、本ディスクアレイ装置１の、上記ＲＡＩＤコントローラ２０、特に、ＲＡＩＤコントロール部２１及びディスクドライバ２２は、データ読み出し時には、物理ディスク１１〜１６から対応関係データに基づいてセットとなる３ブロックのうちのいずれかからデータを読み出す機能を有する。例えば、各物理ディスク１１〜１６のＡブロック（１１Ａ等）のみから、上位装置３０からの指令にて、当該ブロックに記録されているデータＤＡ１等を読み出す。これにより、上述したように冗長性を維持し、物理ディスクの不要な増加を抑制しつつ、読み出し時にはセットとなるディスクのうちいずれかにアクセスすればよいため、アクセス時間の短縮化を図ることができる。
【００４５】
次に、本発明の具体的な実施例について、図３、図４を参照して説明する。
【００４６】
以上の説明ではＲＡＩＤを適用しない場合について説明したが、図３（ａ）は、本発明のディスクアレイ装置１をＲＡＩＤ１レベル相当のＲＡＩＤ装置に適用した一例を示すものである。
【００４７】
この図に示すディスクドライブ１００は、６台の物理ディスク１０１〜１０６にて構成されており、各物理ディスクの記憶領域は、同一容量の３つの記憶領域に分割されている。そして、上述したように、相互に物理ディスクが異なることを前提として、各分割領域は他の分割領域とセットとなっている。例えば、物理ディスク１０１のＡブロック（１０１Ａ）と物理ディスク１０２のＢブロック（１０２Ｂ）と物理ディスク１０３のＣブロック（１０３Ｃ）とがセットとなっている（図中の矢印参照）。他の分割領域も同様である。このような構成において、まず、物理ディスク１０１の分割領域１０１Ａに記憶されたＤＡ１が、ＲＡＩＤ１の作用により、物理ディスク１０２の分割領域１０２ＡにデータＤＡ１’として記憶される。また、分割領域１０１Ａとセットとなる物理ディスク１０２の分割領域１０２Ｂと物理ディスク１０３の分割領域１０３Ｃにも、上述したミラーリング機能の作用により、それぞれデータＤＡ１’、データＤＡ１’’が記憶される。さらに、上記のＲＡＩＤ１の作用により物理ディスク１０２の分割領域１０２Ａに記憶されたデータＤＡ１’も、当該分割領域１０２Ａとセットとなる物理ディスク領域１０３Ｂ、１０４Ｃに上記ミラーリング機能にて複写される（データＤＡ１’’、データＤＡ１’’’）。これにより、物理ディスクの台数の不必要な増加を抑制しつつ、ディスクの耐故障性能の向上を図ることができる。
【００４８】
次に本発明のディスクアレイ装置をＲＡＩＤ５レベル相当のＲＡＩＤ装置に適用した場合の一例を図３（ｂ）に示して説明する。この図に示す例においては、図３（ａ）の場合と同様に、ディスクドライブ１００に６台の物理ディスク１０１〜１０６が備えられており、それぞれが３つの領域に分割されている（領域１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ等）。
【００４９】
ＲＡＩＤ５では、図示しない上位装置からの指令にて書き込まれる書き込み用データとそのデータに対応させて生成されたパリティデータが各データエリアに分散され、記憶されている。そして、これらＡブロック（１０１Ａ、１０２Ａ、１０３Ａ、１０４Ａ、１０５Ａ、１０６Ａ）とセットとなる前記他の物理ディスクのＢブロック（１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０５Ｂ、１０６Ｂ、１０１Ｂ）、前記他の物理ディスクとは別の物理ディスクのＣブロック（１０３Ｃ、１０４Ｃ、１０５Ｃ、１０６Ｃ、１０１Ｃ、１０２Ｃ）にコピーされることとなる（ＤＡ１’〜ＤＡ６’、ＤＡ１’’〜ＤＡ６’’）。この対応関係は、図２に示したものとほぼ同様である。
【００５０】
そして、ＲＡＩＤ５に適用した場合に、複数の物理ディスクが故障したときの復旧動作を、図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示す状態は、２台の物理ディスク１０２、１０３が故障した場合である。この場合、障害を起こした２台の物理ディスク１０２、１０３を正常な２台の物理ディスクと交換する。物理ディスク１０２、１０３が交換されるとＲＡＩＤコントローラ２０は、２台の新規な物理ディスク１０２、１０３を認識する。
【００５１】
次にＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０１のＡブロックからデータＤＡ１およびＢブロックからデータＤＡ６‘を、物理ディスク１０４のＢブロックからデータＤＡ３’およびＣブロックからデータＤＡ２’’を読み出し、データＤＡ１のコピーを新規物理ディスク１０２のＢブロックと新規物理ディスク１０３のＣブロックにそれぞれデータＤＡ１’、データＤＡ１’’として書き込む（矢印ＹＡ１）。さらにデータＤＡ６’のコピーを新規物理ディスク１０２のＣブロックにデータＤＡ６’’として書き込み（矢印ＹＡ６）、データＤＡ３’のコピーを新規物理ディスク１０３のＡブロックにデータＤＡ３として書き込み（矢印ＹＡ３）、データＤＡ２’のコピーを新規物理ディスク１０２のＡブロックと新規物理ディスク１０３のＢブロックにそれぞれデータＤＡ２、データＤＡ２’として書き込む（矢印ＹＡ２）。以上の処理を経て再構築が完了する。
【００５２】
また、図４（ｂ）に示すように、３台の物理ディスク１０２、１０３、１０４が故障した場合、障害を起こした３台の物理ディスク１０２、１０３、１０４を正常な３台の物理ディスクに交換する。物理ディスク１０２、１０３、１０４が交換されると、ＲＡＩＤコントローラ２０は３台の新規な物理ディスク１０２、１０３、１０４を認識する。
【００５３】
次にＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０１のＡブロックからデータＤＡ１を読み出し、物理ディスク１０５のＣブロックからデータＤＡ３’’を読み出し、物理ディスク１０６のＡブロック、Ｂブロック、ＣブロックからそれぞれＤＡ６、ＤＡ５’、ＤＡ４’’を読み出す。そしてＲＡＩＤコントローラ２０は読み出した複数のデータＤＡ１、ＤＡ３’’、 ＤＡ６、ＤＡ５’、ＤＡ４’’から、複数のデータ及びパリティデータに基づいて、消失したＤＡ２を再構築する。このデータを構築する方式は、ＲＡＩＤ５におけるデータ再構築に用いられる汎用のものであり、その詳細は省略する。
【００５４】
次にＲＡＩＤコントローラ２０は、再構築したデータＤＡ２を新規な物理ディスク１０２のＡブロックに書き込む。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０２のＡブロックに書き込んだＤＡ２を新規な物理ディスク１０３のＢブロックおよび新規な物理ディスク１０４のＣブロックに書き込む。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０１のAブロックに書き込まれているデータＤＡ１を、新規な物理ディスク１０２のＢブロックおよび新規な物理ディスク１０３のＣブロックにそれぞれコピーする（矢印ＹＢ１）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０１のＢブロックに書き込まれているデータＤＡ６’を新規な物理ディスク１０２のＣブロックにコピーする（矢印ＹＢ６）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０５のＣブロックに書き込まれているＤＡ３’’を新規な物理ディスク１０３のＡブロックおよび新規な物理ディスク１０４のＢブロックにコピーする（矢印ＹＢ３）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０５のＢブロックに書き込まれているＤＡ４’を新規な物理ディスク１０４のＡブロックにコピーする（矢印ＹＢ４）。以上の処置を経て、障害を起こした物理ディスク１０２、１０３、１０４に記憶させておくべきデータを復旧させる。
【００５５】
また、図４（ｃ）に示すように、４台の物理ディスク１０２、１０３、１０４、１０６が故障した場合、障害を起こした４台の物理ディスク１０２、１０３、１０４、１０６を正常な４台の物理ディスクに交換する。物理ディスク１０２、１０３、１０４、１０６が交換されると、ＲＡＩＤコントローラ２０は４台の新規な物理ディスク１０２、１０３、１０４、１０６を認識する。
【００５６】
次にＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０１のＡブロックとＢブロックからそれぞれデータＤＡ１とＤＡ６’を読み出し、物理ディスク１０５のＡブロック、Ｂブロック、ＣブロックからそれぞれＤＡ５、ＤＡ４’、ＤＡ３’’を読み出す。そしてＲＡＩＤコントローラ２０は読み出した複数のデータＤＡ１、ＤＡ６’、 ＤＡ５、ＤＡ４’、ＤＡ３’’から、複数のデータ及びパリティデータに基づいて、消失したＤＡ２を再構築する。このデータを構築する方式は、ＲＡＩＤ５におけるデータ再構築に用いられる汎用のものであり、その詳細は省略する。
【００５７】
次にＲＡＩＤコントローラ２０は、再構築したデータＤＡ２を新規な物理ディスク１０２のＡブロックに書き込む。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０２のＡブロックに書き込んだＤＡ２を新規な物理ディスク１０３のＢブロックおよび新規な物理ディスク１０４のＣブロックに書き込む。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は、物理ディスク１０１のAブロックに書き込まれているデータＤＡ１を、新規な物理ディスク１０２のＢブロックおよび新規な物理ディスク１０３のＣブロックにそれぞれコピーする（矢印ＹＣ１）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０１のＢブロックに書き込まれているデータＤＡ６’を新規な物理ディスク１０２のＣブロックおよび新規な物理ディスク１０６のＡブロックにそれぞれコピーする（矢印ＹＣ６）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０５のＣブロックに書き込まれているデータＤＡ３’’を新規な物理ディスク１０３のＡブロックおよび新規な物理ディスク１０４のＢブロックにコピーする（矢印ＹＣ３）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０５のＢブロックに書き込まれているＤＡ４’を新規な物理ディスク１０４のＡブロックおよび新規な物理ディスク１０６のＣブロックにそれぞれコピーする（矢印ＹＣ４）。さらにＲＡＩＤコントローラ２０は物理ディスク１０５のＡブロックに書き込まれているＤＡ５を新規な物理ディスク１０６のＢブロックにコピーする（矢印ＹＣ５）。以上の処置を経て、障害を起こした物理ディスク１０２、１０３、１０４、１０６に記憶させておくべきデータを復旧させる。
【００５８】
このように、本発明に係るディスクアレイ装置１は、多くのディスクが故障した場合であっても、データ冗長率が高く、かつ、ディスク台数の増加を抑制し、小型化、低コスト化を図ることができる。例えば、上述した特許文献１に記載したミラー／ＲＡＩＤ組合せ方式の従来例におけるディスクアレイ装置と比較する。まず、本願の物理ディスク１台当たりの容量をＸとすると、特許文献１のものは、図５に示すように、１台当たりの容量は１／３となり、ＨＤＤ全体の記憶容量は同じになる。例えば物理ディスクが２台故障した場合を比較する。本願は６台構成中２台故障しても、データが三重化されているため、１００％縮退することなく運用を継続でき、冗長状態で復旧処理を実行できる。一方、従来例の場合は、６組１２台の構成で２台故障した場合、１組２台故障した場合に縮退するため、約９％の確率で縮退状態のまま復旧処理をおこなわなければならない。そして、故障していない場合においては、全体のデータ実使用容量が同一であるにも関わらず、物理ディスク台数が半分で済むため、物理ディスクにかかるコストを抑えることが可能である。さらに、台数が多い構成になればなるほど、物理ディスクを収納するスペースが半分で済むため、冗長ディスクの筐体が半分となりコストを抑えることが可能である。
【００５９】
また、上述した特許文献２に記載した冗長ディスク方式の従来例におけるディスクアレイ装置と本発明におけるディスクアレイ装置とを比較する。本発明における１台当たりの物理ディスクの記憶容量をＸとし、仮に、特許文献２の物理ディスクの１台当たりの記憶容量を１／３とする。この条件下において、本発明における記憶全容量は、物理ディスク６台の場合に６Ｘとなる。従来技術における記憶全容量は物理ディスク１１台の場合にデータ用と冗長用との合計で（１１／３）Ｘと小さくなる。ここで、物理ディスクのコストは、例えば、（容量Ｘのもの：容量１／３・Ｘのもの）＝（３６：１７）であるとすると、全体のディスクコストは２１６：１８７となる。しかし、台数の構成が大きくなればなるほど従来技術の冗長ディスク台数も多く、搭載する筐体数も多くなる。容量ＸのＨＤＤ：搭載する筐体（ＨＤＤ１５台搭載用）＝４：５とすると、（容量Ｘのもの：容量１／３・Ｘのもの：搭載する筐体）＝（３６：１７：４０）となる。ＨＤＤ台数を上記の倍の構成の場合で考えた場合、本発明で使用する容量ＸのＨＤＤ１２台、筐体１台、従来技術の冗長ディスク方式の場合容量１／３・ＸのＨＤＤ２４台、搭載する筐体２台となりコストは、４７２：４８８となり、逆転する。すなわち、構成が大きくなればなるほど本発明の方がコストを抑制することができる。
【００６０】
以上のように、本発明では、一台の物理ディスクが複数のデータを共有することにより、一台の物理ディスク内に記録されているデータは、分割領域毎にそれぞれ異なる物理ディスク上に形成された分割領域にコピーされて記憶されることとなるため、物理ディスクが複数台故障したとしても、容易にデータの復旧を図ることができ、データの冗長性を維持することができる。また、物理ディスクの台数の増加を抑制することができ、装置の低コスト化、小型化を図ることができる。特に、分割領域全て同一容量にすることにより、全てのデータが確実にコピーされることになり、データの信頼性が増す。
【００６１】
なお、上述した実施形態では、ＲＡＩＤ１とＲＡＩＤ５とに適用した場合について説明したが、これ以外にもＲＡＩＤ０、２、３、４の方式がある。
【００６２】
ＲＡＩＤ０方式は、データをブロック単位に分割し、複数の物理ディスクに渡って分散してデータを記録する（ストライピング）方式である。ＲＡＩＤ２方式は、データの誤りを検出・訂正するために、主記憶装置などで使用されるＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ：「ハミングコード」、「エラー訂正コード」とも呼ばれる）を使用し、データはビットまたはバイト単位に分割し、データ専用の複数の物理ディスクに記憶する方式である。ＲＡＩＤ３方式は、データをブロック単位、ビットまたはバイト単位に分割し、データ専用の複数の物理ディスクへ同時に書き込み、パリティは分割されたデータから生成され、パリティ専用の物理ディスクに書き込まれ、常に全ての物理ディスクに並行してアクセスし、データを一括して転送する方式である。ＲＡＩＤ４方式は、ＲＡＩＤ０のストライピングに、パリティ専用の物理ディスクを追加してデータを再生成する機能を持たせたものであり、データはブロック単位に分割し、データ用物理ディスクヘ記録され、パリティは１台のパリティ専用の物理ディスクに記録される方式である。これらのＲＡＩＤ方式にも本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のディスクアレイ装置の概略構成ブロック図である。
【図２】図１中のディスクドライブの概略構成ブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、ＲＡＩＤ１レベル相当のＲＡＩＤ装置に適用した一例を示す図、図３（ｂ）は、ＲＡＩＤ５レベル相当のＲＡＩＤ装置に適用した一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、ＲＡＩＤ５を適用しととき、２台の物理ディスクが故障したときの復旧動作を説明するための図、図４（ｂ）は、３台の物理ディスクが故障したときの復旧動作を説明するための図、図４（ｃ）は、４台の物理ディスクが故障したときの復旧動作を説明するための図である。
【図５】従来技術を示す概略構成ブロック図である。
【図６】従来技術を示す概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、２００、４００    ディスクアレイ装置
１０、１００    ディスクドライブ
１１〜１６    物理ディスク
１０１〜１０６    物理ディスク
２０、２５０、４５０    ＲＡＩＤコントローラ
２１    ＲＡＩＤコントロール部
２２    ディスクドライバ
２３    ミラー制御部
３０、３００、５００    上位装置
４１０    データ用ディスクドライブ
４２０    列方向用冗長ディスクドライブ
４３０    行方向用冗長ディスクドライブ
【図１】
2006268286.tif 000003
【図２】
2006268286.tif 000004
【図３】
2006268286.tif 000005
【図４】
2006268286.tif 000006
【図５】
2006268286.tif 000007
【図６】
2006268286.tif 000008