ＲＡＩＤデ―タ記憶システム用デ―タマイグレ―ション方法

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【発明の名称】	ＲＡＩＤデ―タ記憶システム用デ―タマイグレ―ション方法
【発明者】	【氏名】ジェラルドエドワードスミス【氏名】アダムウェインウェイナー
【要約】	【課題】ＲＡＩＤシステム用マイグレーション方法を提供する。【解決手段】アレイコントローラ１０６が実施するマイグレーション方法はマイグレーション方向の選択で開始され、記憶容量の減少を招くあらゆるマイグレーションに対して降下順マイグレーションが使用され、他の全てのケースでは上昇順マイグレーションが使用される。マイグレーション方法ではソース構成からデスティネーションへ繰り返しストライプが転送される。各転送の一部として、アレイコントローラ１０６は読み出されるストリップと書き込まれるストリップとの間に重複部分があるかどうかを確認し、重複部分が検出される場合には最初に重複するストリップを確保したエリアへ転送する。マイグレーション方法中に、アレイコントローラ１０６は非揮発性メモリ１１２内に情報を維持し、この情報により意図的もしくは非意図的システム運転停止後にマイグレーション方法を再開することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ディスクアレイを再構成する方法であって、該方法は、再構成前の構成の記述と再構成後の構成の記述を与えるステップと、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少するかどうかを確認するステップと、再構成の結果容量が減少する場合には、再構成後の構成の容量を越えるアクセスを拒絶するようにディスクアレイを構成するステップと、再構成前の構成から再構成後の構成へ繰り返しデータブロックを移動させるステップと、を含む方法。
【請求項２】請求項１２記載の方法であって、さらに、ディスクアレイへのアクセス要求を受信するステップと、要求されたデータブロックが移動されているかどうかを確認するステップと、要求されたデータブロックがまだ移動されていない場合には、再構成前の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスするステップと、要求されたデータブロックがすでに移動されている場合には、再構成後の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスするステップと、を含む方法。
【請求項３】請求項１記載の方法であって、さらに、再構成の結果ディスクアレイの容量が増大するかどうかを確認するステップと、再構成の結果容量が増大する場合には、再構成後の構成の容量までアクセスを受け入れるようにディスクアレイを構成するステップと、を含む方法。
【請求項４】請求項１記載の方法であって、さらに、再構成前の構成の記述を再構成後の構成の記述と置換するステップを含む方法。
【請求項５】請求項１記載の方法であって、さらに、転送サイズを決定するステップを含み、転送サイズは再構成前の構成内のＭストライプおよび再構成後の構成内のＮストライプに対応し、再構成前の構成のＭストライプが再構成後の構成のＮストライプと同数のバイトを有するように選択される方法。
【請求項６】請求項１記載の方法であって、さらに、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少する場合には下降順マイグレーションを選択するステップと、再構成の結果ディスクアレイの容量が増大する場合には上昇順マイグレーションを選択するステップと、を含む方法。
【請求項７】請求項１記載の方法であって、さらに、マイグレーションの反復に再構成前の構成と再構成後の構成内の重複するデータブロックが伴うかどうかを検出するステップと、重複するデータブロックをディスクアレイの確保されたエリア内に格納するステップと、重複するデータブロックを再構成後の構成内に格納するステップと、を含む方法。
【請求項８】コンピュータが読取り可能なコードを内蔵するコンピュータが使用可能な媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトであって、コンピュータが読取り可能なプログラムコード装置がディスクアレイを再構成する方法を実施するように構成されており、該方法は、再構成前の構成の記述と再構成後の構成の記述を与えるステップと、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少するかどうかを確認するステップと、再構成の結果容量が減少する場合には、再構成後の構成の容量を越えるアクセスを拒絶するようにディスクアレイを構成するステップと、再構成前の構成から再構成後の構成へ繰り返しデータブロックを移動させるステップと、を含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項９】請求項８記載のコンピュータプログラムプロダクトであって、前記方法は、さらに、ディスクアレイへのアクセス要求を受信するステップと、要求されたデータブロックが移動されているかどうかを確認するステップと、要求されたデータブロックがまだ移動されていない場合には、再構成前の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスするステップと、要求されたデータブロックがすでに移動されている場合には、再構成後の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスするステップと、を含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１０】請求項８記載のコンピュータプログラムプロダクトであって、前記方法は、さらに、再構成の結果ディスクアレイの容量が増大するかどうかを確認するステップと、再構成の結果容量が増大する場合には、再構成後の構成の容量までアクセスを受け入れるようにディスクアレイを構成するステップと、を含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１１】請求項８記載のコンピュータプログラムプロダクトであって、前記方法は、さらに、再構成前の構成の記述を再構成後の構成の記述と置換するステップを含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１２】請求項８記載のコンピュータプログラムであって、前記方法は、さらに、転送サイズを決定するステップを含み、転送サイズは再構成前の構成内のＭストライプおよび再構成後の構成内のＮストライプに対応し、再構成前の構成のＭストライプが再構成後の構成のＮストライプと同数のバイトを有するように選択されるコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１３】請求項８記載のコンピュータプログラムプロダクトであって、前記方法は、さらに、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少する場合には下降順マイグレーションを選択するステップと、再構成の結果ディスクアレイの容量が増大する場合には上昇順マイグレーションを選択するステップと、を含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１４】請求項８記載のコンピュータプログラムプロダクトであって、前記方法は、さらに、マイグレーションの反復に再構成前の構成と再構成後の構成内の重複するデータブロックが伴うかどうかを検出するステップと、重複するデータブロックをディスクアレイの確保されたエリア内に格納するステップと、重複するデータブロックを再構成後の構成内に格納するステップと、を含むコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１５】ディスクアレイを再構成するシステムであって、該システムは、プロセッサに再構成前の構成の記述と再構成後の構成の記述を与えさせるように構成された手段と、プロセッサに再構成の結果ディスクアレイの容量が減少するかどうかを確認させるように構成された手段と、再構成の結果容量が減少する場合には、プロセッサに再構成後の構成の容量を越えるアクセスを拒絶するようにディスクアレイを構成させるように構成された手段と、プロセッサに再構成前の構成から再構成後の構成へ繰り返しデータブロックを移動させるように構成された手段と、を含むシステム。
【請求項１６】請求項１５記載のシステムであって、さらに、プロセッサにディスクアレイへのアクセス要求を受信させるように構成された手段と、プロセッサに要求されたデータブロックが移動されているかどうかを確認させるように構成された手段と、要求されたデータブロックがまだ移動されていない場合には、プロセッサに再構成前の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスさせるように構成された手段と、要求されたデータブロックがすでに移動されている場合には、プロセッサに再構成後の構成の記述を使用して要求されたデータブロックへアクセスさせるように構成された手段と、を含むシステム。
【請求項１７】請求項１５記載のシステムであって、さらに、プロセッサに再構成の結果ディスクアレイの容量が増大するかどうかを確認させる手段と、再構成の結果容量が増大する場合には、プロセッサに再構成後の構成の容量までアクセスを受け入れるようにディスクアレイを構成させるように構成された手段と、を含むシステム。
【請求項１８】請求項１５記載のシステムであって、さらに、プロセッサに再構成前の構成の記述を再構成後の構成の記述と置換させるように構成された手段を含むシステム。
【請求項１９】請求項１５記載のシステムであって、さらに、プロセッサに転送サイズを決定させる手段を含み、転送サイズは再構成前の構成内のＭストライプおよび再構成後の構成内のＮストライプに対応し、再構成前の構成のＭストライプが再構成後の構成のＮストライプと同数のバイトを有するように選択されるシステム。
【請求項２０】請求項１５記載のシステムであって、さらに、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少する場合にはプロセッサに下降順マイグレーションを選択させるように構成された手段と、再構成の結果ディスクアレイの容量が減少する場合にはプロセッサに上昇順マイグレーションを選択させるように構成された手段と、を含むシステム。
【請求項２１】請求項１５記載のシステムであって、さらに、マイグレーションの反復に再構成前の構成と再構成後の構成内の重複するデータブロックが伴うかどうかをプロセッサに検出させるように構成された手段と、プロセッサに重複するデータブロックをディスクアレイの確保されたエリア内に格納させるように構成された手段と、プロセッサに重複するデータブロックを再構成後の構成内に格納させるように構成された手段と、を含むシステム。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に大容量記憶装置に関する。特に、本発明はディスクアレイ再構成中のデータマイグレーション方法を含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】ディスクアレイは２つ以上の独立ディスクを１つの論理記憶装置へ結合するデータ記憶装置である。一般に従来の装置に較べて、ディスクアレイにより性能、容量、フォールトトレランスが向上される。ディスクアレイは、ＲＡＩＤコンセプトが利用され、ＲＡＩＤは元々１９８７年にカリフォルニア州、バークレイのカルフォルニア大学で出版されたパターソン、ギブソン、およびカズの論文“低廉なディスクの冗長アレイ、すなわちＲＡＩＤ、のケース”に記載された造語である。この論文で、著者はＲＡＩＤレベル１－５として知られるディスクアレイ型の分類法について記載している。その後、ＲＡＩＤ分類法はＲＡＩＤレベル０等を含むように拡張されている。
【０００３】ＲＡＩＤレベル０に対しては、データは“ストリップ”（小さなデータの１単位）として知られるブロックへ分割されてシステムのディスク上へ“ストライプ”（1以上のストリップの集合）として広められる。例えば、１ｋバイトストリップサイズを有する４ディスクより成るＲＡＩＤレベル０のシステムでは、データの各４ｋバイトストライプが４つの１ｋバイトストリップとして、４つのディスクの各々に１つづつ、書き込まれる。データが３ｋバイトの場合は、４つのドライブの中の３つのドライブの間で分割される３つの１ｋバイトストリップとして書き込まれる。ＲＡＩＤレベル０により性能および容量は向上されるが、フォールトトレランスは全く提供されない。
【０００４】ＲＡＩＤレベル１のシステムでは、各ディスクは第２のディスクと対とされる。ディスク対の動作は各ドライブがその対のミラーイメージとなるように調整され、いずれかのディスクが故障すると、残りのディスクによりデータは消失しないことが保証される。このようにして、ＲＡＩＤレベル１により独立ディスクにはないある程度のフォールトトレランスが提供される。
【０００５】ＲＡＩＤレベル０のシステムと同様に、ＲＡＩＤレベル３のシステムは２つ以上のディスクにわたってデータをビットあるいはバイト単位でストライプする。ＲＡＩＤレベル３のシステムは独立したパリティディスクを有している。パリティディスク上に格納される各ビットは残りのデータドライブ上の同じ位置に格納されるビットのパリティである。したがって、パリティドライブに格納される第ｎ番ビットは残りの各ドライブ上に格納される第ｎ番ビットのパリティビットである。一般的に、パリティビットは排他的ＯＲ演算を実施して形成される。したがって、パリティディスク上に格納される第ｎ番ビットは残りのディスク上に格納される第ｎ番ビットの排他的ＯＲとして形成される。パリティドライブを使用することによりある程度のフォールトトレランスがＲＡＩＤレベル３に提供される。これらのシステムでは、任意の１つのドライブ（パリティドライブを含む）が故障した場合、残りのドライブを使用して故障したドライブ内に格納されたデータを再構成すなわち補間することができる。
【０００６】ＲＡＩＤレベル５のシステムはＲＡＩＤレベル０のストリップ－バイ－ストリップベースを使用してデータをストライプする。ＲＡＩＤレベル５システムはまたパリティビットを格納してフォールトトレランスを高める。しかしながら、ＲＡＩＤレベル３とは異なり、ＲＡＩＤレベル５システムは独立したパリティディスクを有していない。替わりに、ＲＡＩＤレベル５ではパリティビットはシステム内に含まれる全てのディスクにわたって回転して格納される。例えば、３ディスクから成るＲＡＩＤレベル５のシステムでは、データの第１ストライプに対するパリティビットは第１のドライブ上に格納することができる。次に、データの次のストライプに対するパリティビットが第２のドライブ上に格納される。次に、データの第３のストライプに対するパリティビットが第３のドライブ上に格納され、以下同様とされる。ＲＡＩＤレベル５のシステムによりＲＡＩＤレベル３のシステムと同程度のフォールトトレランスが提供される。しかしながら、使用上ＲＡＩＤレベル５のシステムにより高性能が提供される場合が多い。
【０００７】ＲＡＩＤレベル１０のシステムはＲＡＩＤレベル０とＲＡＩＤレベル１のシステムから移行した技術の組み合わせである。これらののシステムはＲＡＩＤレベル０のシステムと同様に一連のデータにわたってデータをストライプする。これらのディスクは１次ディスクとして知られている。さらに、ＲＡＩＤ１０のシステムは各１次ディスクに対するミラーディスクを有する。ＲＡＩＤレベル１０システムはＲＡＩＤレベル０のシステムの高速アクセスおよびＲＡＩＤレベル１のシステムのフォールトトレランスを提供する。
【０００８】再構成はＲＡＩＤシステムの動作においてよく生じる。例えば、ＲＡＩＤシステムはディスクを加減することにより記憶容量を増減するように再構成することができる。また、ＲＡＩＤシステムはＲＡＩＤレベルを変えることによりフォールトトレランス、性能および記憶容量を変えるように再構成することもできる。また、ＲＡＩＤシステムはストリッピングを実施するのに使用するストリップサイズ等の他のパラメータを変えることにより性能を調整するように再構成することができる。
【０００９】一般的に、ＲＡＩＤシステムを再構成するには旧いシステムから新しいシステムへデータを移す必要がある。多くの場合、このデータの移動はテープドライブもしくは他のバックアップドライブを使用してデータのバックアップコピーを作ることにより実施される。次に、ドライブを加減するかあるいは他のパラメータを変えることによりＲＡＩＤシステムが再構成される。次に、テープドライブもしくは他のバックアップデバイスを使用してデータが回復される。
【００１０】データを移すためのバックアップおよびリストア方法にはいくつかの欠点がある。その中で主な欠点は操作が完了するまで関連するＲＡＩＤシステムを利用できないという事である。多くの場合、関連するＲＡＩＤを所要期間中遊ばせておくことは実用的でなく不可能である。また、バックアップおよび回復操作ではオペレータがいくつかの手動ステップを実施する必要がある。これらの各ステップはエラーを生じ易く重要なデータが破壊される確率が高くなる。
【００１１】データマイグレーション（再構成）すなわちＲＡＩＤシステムの構成方法の変更におけるデータ移転はデータ移動のバックアップおよび回復方法に替わるものである。基本的に、データマイグレーションでは各データをその再構成前位置からその再構成後位置へコピーし、データマイグレーション中に、ＲＡＩＤシステムへのアクセスを維持することができる。このようにして、データ移動のバックアップおよび回復方法の重大な制約条件が回避される。残念ながら、データマイグレーションには非常に多数の個別のディスク操作が必要であり、したがって、非常に時間を消費する場合が多い。この時間中に、ＲＡＩＤシステムへのアクセスは劇的に遅くなってしまうことがあり、したがって、データマイグレーションでさえも不便で非実用的となってしまうことがある。その結果、ＲＡＩＤシステムの再構成を早めるシステムが必要とされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】データマイグレーションの本質は、データマイグレーション中に、ＲＡＩＤシステムの混合した構成により特徴づけられることを意味する。混合した構成では、マイグレートしたデータはその再構成後位置に配置される。しかしながら、これからマイグレートされるデータはまだその再構成前位置に配置されている。この時間中に、ＲＡＩＤシステムは運転停止できないことがある。さらに悪いことに、停電その他の予期せぬ原因により運転停止が生じると、ＲＡＩＤシステムは不確実な一部マイグレート状態のままとされてしまうことがある。その結果重要なデータが消失されることがある。したがって、意図的および非意図的なシステム運転停止期間中にデータを保護するマイグレーション方法が必要性とされている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例にはディスクアレイを再構成するためのデータマイグレーション方法が含まれる。本発明の好ましい環境は再構成可能なＲＡＩＤシステムであり、ＲＡＩＤシステムでは複数のデータディスクを有し、場合によりミラーディスクや、パリティディスクを有する。ディスクアレイはアレイコントローラの制御下で作動する。アレイコントローラはＲＡＩＤシステムとそれが接続される任意のホストコンピュータ間のインターフェイスとして機能する。アレイコントローラはプロセッサおよびメモリシステムを有する。メモリシステムは意図的および非意図的な運転停止中に有効なままとされる非揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）のエリアを含んでいる。
【００１４】ＲＡＩＤシステム内のデータ記憶装置はディスクアレイ内に含まれるデータおよびパリティディスク数、ＲＡＩＤレベル、ストリップサイズおよびストライプサイズを含む再構成可能なパラメータにより特徴づけられる。本発明の方法によりＲＡＩＤシステムはマイグレーションを行なう前の（ソース）構成からデスティネーション構成へ移行することができる。ソース構成からマイグレーションを行なった後の（デスティネーション）構成への移行はＲＡＩＤレベル、ディスクアレイ内に含まれるデータおよびパリティディスク数の変化やストリップサイズおよびストライプサイズ等のパラメータの変化を含むことができる。また、１つ以上のディスクから１つ以上の置換ディスクへデータを移すように再構成を実施することもできる。好ましくは、本方法はアレイコントローラのメモリシステム内に格納されたプログラムとして実現してアレイコントローラプロセッサにより実行される。
【００１５】本発明の方法に対して、アレイコントローラは再構成によりＲＡＩＤシステムの容量が減少するかどうかを最初に確認する。容量減少を伴う再構成に対して、マイグレーションはＲＡＩＤシステム内に含まれる最高論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）で開始して下向きに作用するように構成される（下降順マイグレーション）。他の全ての再構成に対して、マイグレーションはＲＡＩＤシステム内に含まれる最低論理ブロックアドレスで開始して上向きに作用するように構成される（上昇順マイグレーション）。
【００１６】マイグレーションの順序が選択されると、アレイコントローラはマイグレーションを実施するのに使用される転送サイズを計算する。転送サイズはソース構成内のストライプ数とデスティネーション構成内のストライプ数を２つの数により表されるデータ量が等しくなるように選択して計算される。例として、４ｋバイトストリップサイズでＲＡＩＤレベル３の３ディスクシステムが４ｋバイトストリップサイズでＲＡＩＤレベル３の４ディスクシステムとして再構成されるケースについて考える。この場合、ソース構成内の３つのストライプはデスティネーション構成内の２つのストライプと同じデータ量を表す。したがって、２４ｋバイトの転送サイズは適切な転送サイズである。必要ではないが、好ましくは転送サイズはソースストライプ数およびデスティネーションストライプ数が最小公分母関係となるように計算される。
【００１７】転送サイズの計算後、アレイコントローラはソース構成からデスティネーション構成へ繰り返しストライプを転送する。各転送では、計算された転送サイズに等しいいくつかのストライプを含んでいる。各転送の一部として、アレイコントローラはソース構成から読み出されるストライプとデスティネーション構成へ書き込まれるストライプとの間に重複部分があるかかどうかを確認する。特に、アレイコントローラは転送される任意のストライプが読み出されかつ書き込まれるかどうかを確認する。重複部分がなければ、アレイコントローラは各ストライプをソース構成内のその位置からデスティネーション構成内のその対応する位置へ転送する。
【００１８】別の場合（すなわち、重複部分がある場合）、アレイコントローラは最初に重複する各ストリップをディスクアレイ内の確保したエリアへコピーする。このバックアップ操作を実施した後で、アレイコントローラは各ストリップをデスティネーション構成内のその対応する位置へコピーする。マイグレーション操作が中断されると、重複するストリップを確保したエリアから安全に回復することができる。次に、アレイコントローラはソース構成内に含まれる全てのストライプがデスティネーション構成へ転送されるまでステップのシーケンスを繰り返す。
【００１９】アレイコントローラはマイグレーション方法の各ステップ中にＮＶＲＡＭを更新する。特に、アレイコントローラはＮＶＲＡＭ内のマイグレーションポインターを維持する。マイグレーションポインターはソース構成からデスティネーション構成へマイグレートされている最終論理ブロックアドレスを示す。また、ＮＶＲＡＭは確保したエリアへ転送されている重複しているストリップのアイデンティティおよび位置を記述するデータも含んでいる。ＮＶＲＡＭ内にアレイコントローラにより維持される情報により、意図的もしくは非意図的なシステムの運転停止時にマイグレーション方法を再開することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施例を詳細に参照し、その例を添付図に示す。図面全体を通して同じ参照番号は同じもしくは類似の部品を示す。
【００２１】環境図１に示すように、本発明の典型的な環境には再構成可能なＲＡＩＤシステム１００が含まれている。ＲＡＩＤシステム１００は１個以上のディスクにより構成されるディスクアレイ１０２を有し、その中のディスク１０４ａから１０４ｅが図示されている。図１の典型的な環境では、ディスク１０４ａから１０４ｄはデータディスクとして示され１０４ｅはパリティディスクとして示されている。ディスク１０４はミラーディスクとして構成することもできる。実際上、データ、ミラーおよびパリティディスクが混じり合ったものはＲＡＩＤシステム１００のさまざまな実施例間で異なり、ＲＡＩＤシステム１００の特定のＲＡＩＤ構成によって決まる。ディスク１０４はＳＣＳＩ、ＩＤＥその他のディスクドライブタイプを含む広範な市販タイプもしくは適当なタイプを表す。
【００２２】ディスクアレイ１０２はアレイコントローラ１０６の制御下で作動する。アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００とそれが接続される任意のホストシステム間のインターフェイスとして機能する。アレイコントローラ１０６はプロセッサ１０８、メモリ１１０および非揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）１１２を有している。プロセッサ１０８はメモリ１１０内に含まれるプログラムを実行してディスクアレイ１０２の動作を制御する。プロセッサ１０８はＮＶＲＡＭ１１２を永続性のあるデータ記憶エリアとして使用する。プロセッサ１０８によりＮＶＲＡＭ１１２内に格納されるデータはＲＡＩＤシステム１００の意図的および非意図的な運転停止中に有効なままとされる。
【００２３】アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００内の１つ以上の確保した記憶エリア１１４を維持する。図１の場合、記憶エリア１１４は各ディスク１０４（ディスク１０４ａに対して確保した記憶エリア１１４ａ、ディスク１０４ｂに対して確保した記憶エリア１１４ｂ、等）上に確保される。ＲＡＩＤシステム１００内により多くのもしくはより少ない記憶エリア１１４を確保することが実際的である場合もある。確保したエリア１１４は永続性のあるデータ記憶エリアとして機能する。したがって、確保したエリア１１４内にプロセッサ１０８により格納されるデータはＲＡＩＤシステム１００の意図的および非意図的な運転停止中に有効なままとされる。
【００２４】フォールトトレランスでの再構成本発明の実施例にはＲＡＩＤシステム１００のフォールトトレランスにおける再構成方法および装置が含まれる。この方法および装置によりＲＡＩＤシステム１００はディスクの数およびタイプ、ＲＡＩＤレベル、ストリップサイズおよびストライプサイズを変えるように再構成することができる。ＲＡＩＤシステム１００は再構成中にオンライン状態に維持され、ＲＡＩＤシステム１００の意図的および非意図的な運転停止中に続いて再構成を再開することができる。
【００２５】フォールトトレランス再構成を提供するために、アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００内のいくつかのデータ構造を維持する。図２に示すように、これらのデータ構造は１次記述２００、２次記述２０２およびマイグレーションポインター２０４を含んでいる。これらの各データ構造はフォールトトレランスの作業中に維持される。マイグレーションポインター２０４の場合には、フォールトトレランスはＮＶＲＡＭ１１２内にマイグレーションポインター２０４を記録して達成されるのが好適である。１次記述２００および２次記述２０２の場合には、フォールトトレランスは確保した記憶エリア１１４内に１次記述２００および２次記述２０２を格納して達成されるのが好適である。マイグレーションポインター２０４、１次記述２００および２次記述２０２をＮＶＲＡＭ１１２および確保した記憶エリア１１４内に格納するのは典型的な例である。他の実施例では、これらの要素を他のフォールトトレランス方式で格納するように選択することができる。
【００２６】１次記述２００はＲＡＩＤシステム１００の動作パラメータを記述する。正規動作中に、アレイコントローラ１０６は１次記述２００に含まれるデータを使用してＲＡＩＤシステム１００により受信される命令をディスクアレイ１０２へ向けた対応する操作へ変換する。特に、アレイコントローラ１０６はディスクアレイ１０２内に含まれるデータを読み出しおよび書き込む要求を受信する。これらの要求は１つ以上の論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）へ向けられる。アレイコントローラ１０６は受信した各要求をディスクアレイ１０２内に含まれるディスク１０４へ向けた１つ以上の要求へ変換する。これらの各要求は１つ以上のドライブ論理ブロックアドレス（ＤＬＢＡ）へ向けられる。アレイコントローラ１０６は１次記述２００内に含まれる情報を使用してＬＢＡから対応するＤＬＢＡへの変換を行う。
【００２７】１次記述２００と同様に、２次記述２０２はＲＡＩＤシステム１００の記述として機能する。しかしながら、１次記述２００とは異なり、２次記述はＲＡＩＤシステム１００の再構成中しか使用されない。本明細書内で、マイグレーション前のＲＡＩＤシステム１００の構成はソース構成といわれる。同様に、マイグレーション後のＲＡＩＤシステム１００の構成はデスティネーション構成といわれる。マイグレーション中に、１次記述２００内に含まれるデータはソース構成を記述する。一方、２次記述２０２内に含まれるデータはデスティネーション構成を記述する。
【００２８】再構成中に、アレイプロセッサ１０６はマイグレーションポインター２０４を使用してソース構成内に含まれるＬＢＡとデスティネーション構成内に含まれるＬＢＡとを区別する。特に、再構成プロセスの一部として、アレイコントローラ１０６はマイグレーション操作を実施して各ＬＢＡに関連するデータをソース構成内のその位置からデスティネーション構成内のその位置へ繰り返し配置し直す。このプロセスは小さなプロセスではないため、ＲＡＩＤシステム１００が混合構成により特徴づけられる期間がある。混合構成では、いくつかのＬＢＡがデスティネーション構成内のＤＬＢＡへ適切にマップされる。他のＬＢＡはソース構成内に含まれるＤＬＢＡへ適切にマップされる。アレイコントローラ１０６はマ0イグレートされる次のＬＢＡの値をマイグレーションポインター２０４内に維持する。このようにして、アレイコントローラ１０６はソース構成内に含まれるＬＢＡとデスティネーション構成内に含まれるＬＢＡとを区別することができる。
【００２９】ＲＡＩＤシステム１００のフォールトトレランスの再構成方法を図３にフローチャートで方法３００として示す。方法３００は象徴的に開始プレースホルダー３０２で始まる。開始プレースホルダー３０２において、１次記述２００はソース構成を記述する情報を含んでいる。開始プレースホルダー３０２にはステップ３０４が続く。ステップ３０４において、アレイコントローラ１０６は再構成の結果ＲＡＩＤシステム１００の全体容量が減少するかどうかを確認する。ディスク１０４がＲＡＩＤシステム１００から省かれる場合に容量の減少が生じる。ディスク１０４数を対応して増加することなくＲＡＩＤシステム１００をＲＡＩＤレベル間で再構成する（ＲＡＩＤレベル０から任意他のＲＡＩＤレベルへの変化、もしくは任意のＲＡＩＤレベルからＲＡＩＤレベル１への変化）場合にも容量減少が生じる。アレイコントローラ１０６は下記のタイプのテーブルの論理的な同値を参照して容量減少が生じるかどうかを確認する。
【００３０】
【表１】

【００３１】前表において、水平軸はオリジナル構成を表す。垂直軸はデスティネーション構成を表す。ラベルはＲＡＩＤレベルおよびドライブカウントを表し、“０－６”はＲＡＩＤ０－６ドライブを意味し、“３／５－４”はＲＡＩＤ３もしくはＲＡＩＤ５－４レベルを表す。‘＝’は容量変化なしを示し、‘＋’は容量増大を示し、‘－’は容量減少を示す。
【００３２】再構成によりＲＡＩＤシステム１００の容量減少が生じることをアレイコントローラ１０６が確認する場合には、ステップ３０６において方法３００の実行が継続される。ステップ３０６において、アレイコントローラはソース構成５００からデスティネーション構成６００へのマイグレーションに必要な容量減少を反映するようにＲＡＩＤシステム１００を再構成する。ＲＡＩＤシステム１００の容量を減少することにより、アレイコントローラ１０６はデスティネーション構成６００の容量を越える量のデータをＲＡＩＤシステム１００内に格納する要求を処理するのを防止される。方法３００はＲＡＩＤシステム１００が作動する時に使用できるものとされるため、この予防措置が必要である。
【００３３】ステップ３０８において、アレイコントローラ１０６は２次記述２０２を初期化してデスティネーション構成を記述する。ステップ３１０において、アレイコントローラ１０６はマイグレーションポインター２０４をマイグレーションされる前の値へ初期化する。ステップ３１０で使用されるマイグレーションされる前の値は使用するマイグレーションのタイプによって決まる。特に、マイグレーションを実施するために、アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００内に含まれる各ＬＢＡを反復シーケンスする。各ＬＢＡにおいて、アレイコントローラ１０６はＬＢＡによりアドレスされる全データをソース構成内のその位置からデスティネーション構成内のその対応する位置へ移す。マイグレーションは任意所定の順序で生じることができる。特に、マイグレーションはＲＡＩＤシステム１００内に含まれる最初のＬＢＡで開始して最後のＬＢＡで完了することができる（上昇順マイグレーション）。また、マイグレーションはＲＡＩＤシステム１００内に含まれる最後のＬＢＡで開始して最初のＬＢＡで完了することもできる（下降順マイグレーション）。ステップ３１０において、マイグレーションポインター２０４はマイグレートされる最初のＬＢＡを指すように初期化される。上昇順マイグレーションの場合には、マイグレーションポインター２０４はソース構成内に含まれる最初のＬＢＡを指すように初期化される。下降順マイグレーションの場合には、マイグレーションポインター２０４はデスティネーション構成内に含まれる最後のＬＢＡを指すように初期化される。
【００３４】ステップ３１２において、ＲＡＩＤシステム１００内に含まれるデータはソース構成に必要なレイアウトからデスティネーション構成に必要なレイアウトへマイグレートされる。前記したように、アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００内に含まれる各ＬＢＡをシーケンスする。各ＬＢＡにおいて、アレイコントローラ１０６はＬＢＡによりアドレスされる全データをソース構成内のその位置からデスティネーション構成内のその対応する位置へ移す。アレイコントローラ１０６はマイグレーション操作の各反復中にマイグレーションポインター２０４を増分（上昇順マイグレーションに対して）、もしくは減分する（下降順マイグレーションに対して）。したがって、マイグレーションポインター２０４は常にマイグレートされる次のＬＢＡを指す。
【００３５】アレイコントローラ１０６がステップ３１２のマイグレーション操作を完了する時に、方法３００はステップ３１４に達する。ステップ３１４において、アレイコントローラ１０６マイグレーションが完了していることを反映するように１次記述２００を更新する。この更新を実施するために、アレイコントローラ１０６は２次記述２０２内に含まれる情報を１次記述２００へコピーする。このようにして、１次記述２００はＲＡＩＤシステム１００の再構成後の動作パラメータを反映するように更新される。
【００３６】ステップ３１６において、アレイコントローラ１０６はＲＡＩＤシステム１００の全体容量が再構成の結果増大するかどうかを確認する。ディスク１０４がＲＡＩＤシステム１００に付加されている場合には、容量増大が生じる。ＲＡＩＤシステム１００がＲＡＩＤレベル間で再構成される場合（例えば、任意のＲＡＩＤレベルからＲＡＩＤレベル０への変化、もしくはＲＡＩＤレベル１から任意のＲＡＩＤレベルへの変化）にも容量増大が生じる。一般的に、アレイコントローラ１０６はメモリ１１０もしくはＮＶＲＡＭ１１２内に格納された適切なテーブルを参照してこの確認を行うことができる。
【００３７】再構成によりＲＡＩＤシステム１００の容量増大が生じることをアレイコントローラ１０６が確認する場合には、ステップ３１８において方法３００の実行が継続される。ステップ３１８において、アレイコントローラは再構成により生成される容量増大を反映するようにＲＡＩＤシステム１００を再構成する。アレイコントローラ１０６は再構成が完了するまで任意の付加容量へのアクセスを制限するのが効果的である。このようにして、アレイコントローラ１０６はデスティネーション構成により収容されるがＲＡＩＤシステム１００の部分再構成容量を越えるデータを格納する要求の処理を回避する。方法３００はＲＡＩＤシステム１００の動作時に使用できるようにされているため、この予防措置が必要となる。方法３００の実行は停止プレースホルダー３２０で終わる。また、アレイコントローラ１０６は再構成により付加されるＬＢＡへ向けられる要求をダイナミックに向けなおすように構成することができる。
【００３８】ＲＡＩＤシステム１００は方法３００の実行中にアクセス可能な状態に維持される。その結果、アレイコントローラは方法３００の実行中にＲＡＩＤシステム１００内に格納されたデータへのアクセス要求を受信することができる。受信した各要求に対して、アレイコントローラは要求に含まれる各ＬＢＡをマイグレーションポインター２０４と比較する。比較によりＬＢＡはまだマイグレートされていないことが示されると、アレイコントローラ１０６は１次記述２００内に含まれる情報を使用してＬＢＡをその対応するＤＬＢＡへマップする。また、比較によりＬＢＡは既にマイグレートされていることが示されると、アレイコントローラ１０６は２次記述２０２内に含まれる情報を使用してＬＢＡをその対応するＤＬＢＡへマップする。このようにして、ＲＡＩＤシステム１００は方法３００の実行中にアクセス可能な、オンライン状態に維持される。
【００３９】永続性記憶手段内にマイグレーションポインター２０４、１次記述２００および２次記述を持続することは方法３００がフォールトトレラントであることを意味する。したがって、方法３００は停電その他のシステム運転停止後に再始動することができる。
最適化マイグレーション図４に、最適化されたマイグレーション方法のフローチャートで方法４００として示す。方法４００はＲＡＩＤシステム１００の再構成中に使用されるものである。特に、方法４００は方法３００のステップ３１６のマイグレーションを実施するのに使用することができる。方法４００は、象徴的に、開始プレースホルダー４０２で始まる。開始プレースホルダー４０２において、マイグレーションは図５のソース構成５００から図６のデスティネーション構成６００へ実施されるものと仮定することができる。
【００４０】ソース構成５００はＲＡＩＤシステム１００の２ディスク、ＲＡＩＤ０構成に対応するものである。したがって、ソース構成５００には２カラム５０２ａ，５０２ｂが含まれる。カラム５０２ａは第１のディスク１０４上に格納されるストリップを表す。カラム５０２ｂは第２のディスク１０４上に格納されるストリップを表す。デスティネーション構成６００はＲＡＩＤシステム１００の３ディスク、ＲＡＩＤ０構成に対応するものである。したがって、デスティネーション構成６００には３カラム６０２ａから６０２ｃが含まれる。カラム６０２ａは第１のディスク１０４上に格納されるストリップを表す。カラム６０２ｂは第２のディスク１０４上に格納されるストリップを表す。カラム６０２ｃは第３のディスク１０４上に格納されるストリップを表す。
【００４１】開始プレースホルダー４０２にはステップ４０４が続く。ステップ４０４において、アレイコントローラ１０６は転送サイズＮを計算する。転送サイズＮはソース構成５００内のストライプ数とデスティネーション構成６００内のストライプ数を２つの数で表されるデータの量が等しくなるように選択して計算される。例として、ソース構成５００およびデスティネーション構成６００内に含まれる各ストリップが２ｋバイトのデータを含むケースについて考える。この場合、ソース構成５００内の３つのストライプはデスティネーション構成６００内の２つのストライプと同量のデータを表す。したがって、１２ｋバイトの転送サイズは転送サイズＮに対する適切な値である。必要ではないが、好ましくは、転送サイズＮはソースストライプの全数およびデスティネーションストライプの全数に対応するように計算される。ここでは、１２ｋバイトの値はアレイコントローラ１０６によりＮに対する値として選択されているものと仮定する。
【００４２】次に、アレイコントローラ１０６はステップ４０６から４１６を含むループへ入る。このループを通る各トリップ中に、アレイコントローラ１０６はソース構成５００からデスティネーション構成６００へサイズＮバイトを転送する。ステップ４０６において、アレイコントローラ１０６はソース範囲を選択する。上昇順マイグレーションに対しては、ソース範囲はマイグレーションポインター２０４内に含まれる値で始まる。ソース範囲はマイグレーションポインター２０４内に含まれる値プラス転送サイズＮの幅に等しいオフセットで終わる。降下順マイグレーションに対しては、ソース範囲はマイグレーションポインター２０４内に含まれる値で終わる。ソース範囲はマイグレーションポインター２０４内に含まれる値マイナス転送サイズＮの幅に等しいオフセットで始まる。図５は、ステップ４１４の最初の反復中に構成されるソース範囲は１から６の値を付したストリップに対応する。アレイコントローラ１０６はソース範囲内に含まれるＬＢＡへ向けられる着信要求を阻止する。これらの要求は待ち行列とされソース範囲に含まれるストリップがデスティネーション構成６００へ転送されるまで待機させられる。
【００４３】ステップ４０８において、アレイコントローラ１０６はステップ４０６で選択されたソース範囲を対応するデスティネーション範囲内へマップする。デスティネーション範囲はソース範囲内に含まれるストリップのデスティネーション構成６００内の対応する位置への１対１のマッピングである。このマッピングは１次記述２００および２次記述２０２内に含まれる情報を使用してアレイコントローラ１０６により実施される。図６において、ステップ４０８の最初の反復中に構成されるデスティネーション範囲は１から６の値を付したストリップに対応する。
【００４４】ステップ４１０において、アレイコントローラ１０６はソース範囲とデスティネーション範囲との間に重複部分があるかどうかを確認する。特に、アレイコントローラ１０６はソース範囲内に含まれるいずれかのストリップがデスティネーション範囲内に完全あるいは部分的に含まれるかどうかを確認する。この評価はさまざまな方法を使用して実施することができる。このような１つの方法はソースおよびデスティネーション範囲に対する開始および終了ＤＬＢＡオフセットを定義することである。ソース範囲の開始ＤＬＢＡオフセットはソース範囲内の最初のストリップのＤＬＢＡである。ソース範囲の終了ＤＬＢＡオフセットはソース範囲内の最後のストリップのＤＬＢＡである。同様に、デスティネーション範囲の開始および終了ＤＬＢＡオフセットは、それぞれ、デスティネーション範囲内の最初および最後のストリップのＤＬＢＡである。この方法を使用して、次にアレイコントローラ１０６はソース範囲の開始ＤＬＢＡオフセットおよび終了ＤＬＢＡオフセットをデスティネーション範囲の開始および終了ＤＬＢＡオフセットと比較する。図７に、ソース構成５００のストリップ１から５を略示してこれらのストリップはソース範囲およびデスティネーション範囲間で重複していることを示す。
【００４５】ソースおよびデスティネーション範囲間に重複部分があることをアレイコントローラ１０６が確認すると、ステップ４１２において方法４００の実行が継続される。ステップ４１２において、アレイコントローラ１０６はソース範囲内に含まれる全ての重複ストリップをＲＡＩＤシステム１００内に含まれる確保された記憶エリア１１４へコピーする。図８に、ＲＡＩＤシステム１００内の確保されたエリアへ転送された後のソース構成５００のストリップ１から４を示す。アレイコントローラ１０６は重複するストリップを確保されたエリアへコピーした後で、ＮＶＲＡＭを更新して重複するストリップが確保されたエリア１１４へコピーされていることを示す。
【００４６】ステップ４１４において、アレイコントローラ１０６はソース範囲内に含まれるストリップをデスティネーション範囲内の対応する位置へコピーする。図９はソース範囲内に含まれるストリップがデスティネーション範囲へ転送された後のソース構成５００を示す。ステップ４１４中に、アレイコントローラ１０６はマイグレーションポインター２０４も更新する。上昇順マイグレーションに対しては、マイグレーションポインター２０４は転送サイズＮの幅だけ増分される。降下順マイグレーションに対しては、マイグレーションポインター２０４は転送サイズＮの幅だけ減分される。
【００４７】ステップ４１６において、アレイコントローラ１０６は転送すべきストリップがまだ残っているかどうかを確認する。上昇順マイグレーションに対しては、アレイコントローラ１０６はマイグレーションポインター２０４をソース構成５００内に含まれる最高ＬＢＡとデスティネーション構成６００内に含まれる最高ＬＢＡの中の小さい方と比較してこの確認を行う。降下順マイグレーションに対しては、アレイコントローラ１０６はマイグレーションポインター２０４をゼロと比較してこの確認を行う。肯定的ケースでは（すなわち、デスティネーション構成６００へのマイグレーションがまだ完了していない）、ステップ４０６から４１６のループをもう１度反復して方法４００の実行が継続される。
【００４８】否定的ケースでは（すなわち、デスティネーション構成６００へのマイグレーションが完了している）、方法４００の実行は停止マーカ４１８で終了する。方法４００の実行中に、ＲＡＩＤシステムはアクセス可能な状態に維持される。データは必要な時（すなわち、重複マイグレーション操作が検出される時）に確保したエリアへ移されるだけなので、方法４００を実行するのに要する時間は最小限に抑えられる。方法４００もフォールトトレランスである。特に、中断に続いて、アレイコントローラは確保したエリア１１４に格納されたコピーを使用して重複するストリップの任意の未完の転送を完了させる。それにより重複するストリップがそのオリジナル位置からコピーされる場合に生じることがある潜在的な改変が防止される。そのため停電その他のシステム運転停止後に、方法４００を再開することができる。
【００４９】重複操作の低減図１０に、ＲＡＩＤシステム１００の再構成中に重複するマイグレーション操作の発生を低減する方法をフローチャートを用いて方法１０００としてで示す。方法１０００は図４のマイグレーション方法４００および図３の再構成方法と組み合わせて使用できるようにされている。象徴的に、方法１０００は開始プレースホルダー１００２で始まる。
【００５０】開始プレースホルダー１００２にはステップ１００４が続く。ステップ１００４において、アレイコントローラ１０６は再構成の結果ＲＡＩＤシステム１００の全体容量が減少するかどうかを確認する。前記したように、この確認は適切なテーブルを参照して行うことができる。肯定的ケースでは（すなわち、ＲＡＩＤシステム１００の再構成により容量が減少する）、ステップ１００６において方法１０００の実行が継続される。ステップ１００６において、アレイコントローラ１０６は降下順マイグレーションをできるようにする。
【００５１】否定的ケースでは（すなわち、ＲＡＩＤシステム１００の再構成により容量減少が生じない）、ステップ１００８において方法１０００の実行が継続される。ステップ１００８において、アレイコントローラ１０６は上昇順マイグレーションをできるようにする。いずれのケースでも、方法１０００の実行は停止プレースホルダー１０１０で終止する。
【００５２】方法１０００では、アレイコントローラ１０６はソースおよびデスティネーション構成の記憶容量に基づいてマイグレーション順序を選択するのが効果的である。ソース構成からデスティネーション構成への再構成により記憶容量が減少するケースでは、アレイコントローラ１０６は降下順マイグレーションを選択する。他の全てのケースでは、アレイコントローラ１０６は降下順マイグレーションを選択する。このようにマイグレーション順序を選択することにより、アレイコントローラ１０６は重複するマイグレーション操作を最小限に抑える。このようにして、マイグレーション速度が高められる。
【００５３】本願発明の効果は、引き続く記述中に、ある程度開示され、その記述から当業者によってある程度理解される。本願発明の効果は、特に付属するクレーム及びその等価なもので指摘される構成要素及び組み合わせによって、実現及び達成される。

【出願人】	【識別番号】００００００４９１【氏名又は名称】アイワ株式会社
【出願日】	平成１１年（１９９９）２月２６日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】浅村皓（外３名）
【公開番号】	特開平１１－３２７７９４
【公開日】	平成１１年（１９９９）１１月３０日
【出願番号】	特願平１１－５１７６３