共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータ

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【発明の名称】	共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータ
【発明者】	【氏名】内堀郁夫
【要約】	【課題】複数ホストコンピュータ間のファイル共有を実現しながら、アクセス制限の緩和が図れ、データのアクセス性が向上できるようにする。【解決手段】メタデータサーバ１２は、ホストコンピュータ１１-1から書き込みモードでのファイルアクセス要求が出されると、要求されたファイルのメタデータ１０１を磁気ディスク装置１０から読み出すと共に磁気ディスク装置１０上に空き領域１０３を確保し、メタデータ１０１から特定されるデータ１０２の位置と空き領域１０３の位置の情報を要求元のホストコンピュータ１１-1に通知する（Ｓ１～Ｓ４）。ホストコンピュータ１１-1は、空き領域１０３に新データ１０４を書き込み、メタデータサーバ１２にファイル書き込み完了を通知する（Ｓ６，Ｓ７）。この完了通知によりメタデータサーバ１２は、メタデータ１０１を新データ１０４を指すように更新する（Ｓ８）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】各種ファイル及び当該各ファイル毎のファイル構成を定義したファイル構成定義情報が格納される少なくとも１つのストレージ装置と、前記ストレージ装置に格納されているファイルを共有する複数のホストコンピュータと、前記ストレージ装置に格納されている各ファイル毎の前記ファイル構成定義情報を一元管理するメタデータサーバコンピュータと、前記ストレージ装置、前記複数のコンピュータ及び前記メタデータサーバコンピュータを結合するインタフェースとを具備し、前記メタデータサーバコンピュータは、前記複数のホストコンピュータのいずれかから書き込みモードでのファイルアクセス要求を受けた場合、前記ストレージ装置上に空き領域を確保して、当該空き領域の位置を示す空き領域位置情報を要求元の前記ホストコンピュータに通知する空き領域位置通知手段と、前記要求元のホストコンピュータからのファイル書き込み完了通知に応じ、前記ファイルアクセス要求で要求されたファイルのファイル構成定義情報を、前記空き領域位置情報の示す位置を指すように更新するファイル構成定義情報更新手段とを備え、前記ホストコンピュータは、前記メタデータサーバコンピュータから通知された空き領域位置情報の示す前記ストレージ装置上の空き領域に新データを書き込むデータ書き込み手段を備えていることを特徴とする共有ファイルシステム。
【請求項２】前記メタデータサーバコンピュータは、前記ファイル構成定義情報更新手段により前記ファイル構成定義情報が更新されるのに先立ち、更新前の当該ファイル構成定義情報を前記ストレージ装置の別の領域にコピーして保存するファイル構成定義情報コピー手段を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の共有ファイルシステム。
【請求項３】前記メタデータサーバコンピュータからアクセス可能なデータバックアップ用のバックアップデバイスと、ファイル更新の履歴が記録されるファイル書き込み履歴テーブルとを更に具備すると共に、前記メタデータサーバコンピュータは、前記複数のホストコンピュータのいずれかからバックアップ要求を受けた場合、それ以降のファイル更新の履歴を前記ファイル書き込み履歴テーブルに記録する動作を開始するファイル更新履歴記録手段と、前記ファイル更新履歴記録手段による前記ファイル更新履歴の記録動作開始後に、前記ストレージ装置から前記バックアップデバイスへのファイル単位のデータバックアップを開始するバックアップ手段であって、前記ファイル単位のデータバックアップに際して前記ファイル書き込み履歴テーブルを参照し、対応するファイルの更新の履歴があるならば、当該ファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報の示す前記ストレージ装置上の更新前のファイルを前記バックアップデバイスにバックアップするバックアップ手段とを更に備えていることを特徴とする請求項２記載の共有ファイルシステム。
【請求項４】前記メタデータサーバコンピュータからアクセス可能なデータバックアップ用のバックアップデバイスと、ファイル更新の履歴が記録されるファイル書き込み履歴テーブルとを更に具備すると共に、前記メタデータサーバコンピュータは、ファイル更新の履歴を前記ファイル書き込み履歴テーブルに記録するファイル更新履歴記録手段と、前記ファイル書き込み履歴テーブルを参照し、当該テーブルに記録されている全てのファイル更新履歴について、対応するファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報の示す前記ストレージ装置上の更新前のファイルを前記バックアップデバイスにバックアップする動作を定期的に実行するバックアップ手段と、前記バックアップ手段によりバックアップされた更新前のファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報を無効化すると共に、前記バックアップ手段による定期的なバックアップ動作が完了する都度、前記ファイル書き込み履歴テーブルを初期化する初期化手段とを更に備えていることを特徴とする請求項２記載の共有ファイルシステム。
【請求項５】各種ファイル及び当該各ファイル毎のファイル構成を定義したファイル構成定義情報が格納される少なくとも１つのストレージ装置と、前記ストレージ装置に格納されているファイルを共有する複数のホストコンピュータと、前記ストレージ装置及び前記複数のコンピュータを結合するインタフェースとを備えた共有ファイルシステムに適用され、前記ストレージ装置に格納されている各ファイル毎の前記ファイル構成定義情報を一元管理する、前記インタフェースに接続されたメタデータサーバコンピュータであって、前記複数のホストコンピュータのいずれかから書き込みモードでのファイルアクセス要求を受けた場合、前記ストレージ装置上に空き領域を確保して、当該空き領域の位置を示す空き領域位置情報を要求元の前記ホストコンピュータに通知することで、当該空き領域位置情報の示す前記ストレージ装置上の空き領域に前記要求元のホストコンピュータにより新データを書き込ませる空き領域位置通知手段と、前記要求元のホストコンピュータからのファイル書き込み完了通知に応じ、前記ファイルアクセス要求で要求されたファイルのファイル構成定義情報を、前記空き領域位置情報の示す位置を指すように更新するファイル構成定義情報更新手段とを具備することを特徴とするメタデータサーバコンピュータ。
【請求項６】前記ファイル構成定義情報更新手段により前記ファイル構成定義情報が更新されるのに先立ち、更新前の当該ファイル構成定義情報を前記ストレージ装置の別の領域にコピーして保存するファイル構成定義情報コピー手段を更に具備することを特徴とする請求項５記載のメタデータサーバコンピュータ。
【請求項７】ファイル更新の履歴が記録されるファイル書き込み履歴テーブルと、前記複数のホストコンピュータのいずれかからバックアップ要求を受けた場合、それ以降のファイル更新の履歴を前記ファイル書き込み履歴テーブルに記録する動作を開始するファイル更新履歴記録手段と、前記ファイル更新履歴記録手段による前記ファイル更新履歴の記録動作開始後に、前記ストレージ装置から所定のバックアップデバイスへのファイル単位のデータバックアップを開始するバックアップ手段であって、前記ファイル単位のデータバックアップに際して前記ファイル書き込み履歴テーブルを参照し、対応するファイルの更新の履歴があるならば、当該ファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報の示す前記ストレージ装置上の更新前のファイルを前記バックアップデバイスにバックアップするバックアップ手段とを更に具備することを特徴とする請求項６記載のメタデータサーバコンピュータ。
【請求項８】ファイル更新の履歴が記録されるファイル書き込み履歴テーブルと、ファイル更新の履歴を前記ファイル書き込み履歴テーブルに記録するファイル更新履歴記録手段と、前記ファイル書き込み履歴テーブルを参照し、当該テーブルに記録されている全てのファイル更新履歴について、対応するファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報の示す前記ストレージ装置上の更新前のファイルを所定のバックアップデバイスにバックアップする動作を定期的に実行するバックアップ手段と、前記バックアップ手段によりバックアップされた更新前のファイルの前記別領域に保存されているファイル構成定義情報を無効化すると共に、前記バックアップ手段による定期的なバックアップ動作が完了する都度、前記ファイル書き込み履歴テーブルを初期化する初期化手段とを更に具備することを特徴とする請求項６記載のメタデータサーバコンピュータ。
【請求項９】各種ファイル及び当該各ファイル毎のファイル構成を定義したファイル構成定義情報が格納される少なくとも１つのストレージ装置と、前記ストレージ装置に格納されているファイルを共有する複数のホストコンピュータと、前記ストレージ装置及び前記複数のコンピュータを結合するインタフェースとを備えた共有ファイルシステムに適用され、前記ストレージ装置に格納されている各ファイル毎の前記ファイル構成定義情報を一元管理する、前記インタフェースに接続されたメタデータサーバコンピュータに、前記複数のホストコンピュータのいずれかから書き込みモードでのファイルアクセス要求を受けた場合、前記ストレージ装置上に空き領域を確保するステップと、前記確保した空き領域の位置を示す空き領域位置情報を要求元の前記ホストコンピュータに通知することで、当該空き領域位置情報の示す前記ストレージ装置上の空き領域に前記要求元のホストコンピュータにより新データを書き込ませるステップと、前記要求元のホストコンピュータからのファイル書き込み完了通知に応じ、前記ファイルアクセス要求で要求されたファイルのファイル構成定義情報を、前記空き領域位置情報の示す位置を指すように更新するステップとを実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＡＮ（Storage Area Network）等の接続インタフェースに接続された複数のホストコンピュータにより、当該インタフェースに接続されたストレージ装置上のファイルを共有する共有ファイルシステムに係り、特にストレージ装置上の各ファイルのファイル構成の定義情報を一元管理するメタデータサーバコンピュータに特別の管理機能を持たせることにより、複数のホストコンピュータから同一ファイルへのアクセス要求があった場合の排他によるアクセス制限を緩和することを可能とした共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置に代表されるストレージ装置を複数結合し、ストレージ装置間のデータ転送を可能としたＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）システムが開発されている。また最近は、このＳＡＮシステムを利用して、ＳＡＮに接続されたストレージ装置、例えば磁気ディスク装置に格納されているファイルを、やはりＳＡＮに接続された複数のホストコンピュータで共有可能とした仕組み（以下、共有ファイルシステムと称する）が提案されている。このＳＡＮ上でファイル共有が可能な共有ファイルシステムでは、磁気ディスク装置上のファイルを管理するファイルシステムと、従来磁気ディスク装置を共有する各ホストコンピュータのファイルシステムが各ファイル毎に管理していた、ファイルの構成を定義したファイル構成定義情報、即ちファイルを構成するデータが磁気ディスク上のどこに格納されているかを示す管理データとしてのファイル構成定義情報（以下、メタデータと称する）とを、ＳＡＮに接続された特定のサーバコンピュータ（以下、メタデータサーバと称する）によって一元管理する構成が適用されている。
【０００３】上記したＳＡＮ上でファイル共有が可能な共有ファイルシステムでは、ＳＡＮ上の各ホストコンピュータが磁気ディスク装置上のファイルにアクセスするには、まずメタデータサーバ（メタデータサーバコンピュータ）にファイルアクセス要求を出して、アクセス対象のファイルを構成するデータの磁気ディスク上の位置情報を受け取る。各ホストコンピュータは、この位置情報に基づいて磁気ディスク装置をアクセスする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したＳＡＮ上で複数のホストコンピュータからファイル共有が可能な従来の共有ファイルシステムでは、ホストコンピュータが磁気ディスク装置上の共有ファイルにアクセスしようとする場合、ファイルアクセス要求はアクセス対象のファイルを構成するデータの位置情報を取得するためにホストコンピュータからメタデータサーバに出される。そして、実際の磁気ディスクアクセスはホストコンピュータが直接に行う。このようなシステムでは、メタデータサーバは、ホストコンピュータが磁気ディスク装置をアクセスするタイミングを知ることができない。
【０００５】したがって、従来の共有ファイルシステムでは、あるホストコンピュータ（第１のホストコンピュータと称する）がファイルを書き換えている最中に、別のホストコンピュータ（第２のホストコンピュータと称する）からメタデータサーバに対して当該ファイルへのアクセス要求があった場合に、メタデータサーバがこの要求を受け付けてしまうと、何らかの矛盾が発生するのを避けることができない。
【０００６】この矛盾の発生について以下に詳述する。例えば、第２のホストコンピュータが上記ファイルを読み出そうとした場合、一般的には書き換え前のデータ、或いは書き換え後のデータの、いずれかの完全なデータが読み出されることを期待する。ところが、従来の共有ファイルシステムでは、第一のホストコンピュータによる書き換え途中のファイルデータが読み出されてしまう可能性がある。また、第２のホストコンピュータが第１のホストコンピュータと同様に同一ファイルを書き換えようとすれば、第１のホストコンピュータによる書き換えデータと第２のホストコンピュータによる書き換えデータとが混ざって、意味のないデータでファイルが破壊される可能性もある。
【０００７】そこで従来の共有ファイルシステムでは、あるホストコンピュータがファイルを書き換えモードでオープンした場合に、メタデータサーバは当該ファイルがクローズされるまでの間、当該ファイルに対する他のホストコンピュータからのアクセスを拒絶するしなければならなかった。これは、ＳＡＮ以前のネットワークファイル共有方式である、例えば米国サン・マイクロシステムズ社が開発したＮＦＳ（Network File System）等に比べると、厳しいアクセス制限である。このため従来の共有ファイルシステムでは、データのアクセス性を損なうという問題があった。
【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、所定のインタフェース上での複数ホストコンピュータ間のファイル共有を実現しながら、アクセス制限の緩和が図れ、データのアクセス性を向上できる共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータを提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、ファイルの書き換えを行った後でも、必要に応じて旧データを復旧することができる共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータを提供することにある。
【００１０】本発明の更に他の目的は、効果的なオンラインバックアップを実現することができる共有ファイルシステム及び同システムに適用されるメタデータサーバコンピュータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の共有ファイルシステムは、各種ファイル及び当該各ファイル毎のファイル構成を定義したファイル構成定義情報（メタデータ）が格納される少なくとも１つのストレージ装置と、このストレージ装置に格納されているファイルを共有する複数のホストコンピュータと、上記ストレージ装置に格納されている各ファイル毎の上記メタデータを一元管理するメタデータサーバコンピュータと、上記ストレージ装置、複数のコンピュータ及びメタデータサーバコンピュータを結合するインタフェースとを具備して構成されることを特徴とする。ここで、上記メタデータサーバコンピュータには、次の２つの手段、即ち上記複数のホストコンピュータのいずれかから書き込みモードでのファイルアクセス要求を受けた場合、上記ストレージ装置上に空き領域を確保して、当該空き領域の位置を示す空き領域位置情報を要求元のホストコンピュータに通知する空き領域位置通知手段と、上記要求元のホストコンピュータからのファイル書き込み完了通知に応じ、上記ファイルアクセス要求で要求されたファイルのファイル構成を定義したメタデータを、上記空き領域位置情報の示す位置を指すように更新するファイル構成定義情報（メタデータ）更新手段とを備え、上記ホストコンピュータには、次の手段、即ち上記メタデータサーバコンピュータから通知された空き領域位置情報の示す上記ストレージ装置上の空き領域に新データを書き込むデータ書き込み手段を備える。
【００１２】このような構成においては、ホストコンピュータ（第１のホストコンピュータ）によるデータ書き込み（書き換えも含む）は、元のデータの領域に対して（上書きにより）行われるのではなく、新たに確保された空き領域に対して行われ、したがって元のデータは保存される。この結果、論理的には、第１のホストコンピュータによるファイルの書き換えは、メタデータサーバコンピュータによるメタデータの更新に同期して行われたことになる。よって、ファイルアクセス完了までの一連の動作の間、つまり第１のホストコンピュータが共有ファイルを書き込みモードでオープンしている間でも、第１のホストコンピュータ以外のホストコンピュータ（第２のホストコンピュータ）から第１のホストコンピュータがアクセスしているのと同一のファイルへのアクセス要求があった場合、メタデータサーバコンピュータが当該要求を拒絶せずに受け付けて、第１のホストコンピュータからのファイルアクセス要求に対するのと同様の処理をしても、何ら矛盾は発生しない。即ち、複数ホストコンピュータ間のファイル共有を実現しながら、アクセス制限の緩和が図れ、データのアクセス性を向上できる。
【００１３】また本発明は、上記メタデータサーバコンピュータに、次の手段、即ち上記ファイル構成定義情報（メタデータ）更新手段によりメタデータが更新されるのに先立ち、更新前の当該メタデータを上記ストレージ装置の別の領域にコピーして保存するファイル構成定義情報（メタデータ）コピー手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１４】このように、更新前のメタデータを保存することにより、ファイルの書き換えを行った後でも、必要に応じて旧データを復旧することができる。
【００１５】また本発明は、メタデータサーバコンピュータからアクセス可能なデータバックアップ用のバックアップデバイスと、ファイル更新の履歴が記録されるファイル書き込み履歴テーブルとを更に具備すると共に、上記メタデータサーバコンピュータに、次の２つの手段、即ち上記複数のホストコンピュータのいずれかからバックアップ要求を受けた場合、それ以降のファイル更新の履歴を上記ファイル書き込み履歴テーブルに記録する動作を開始するファイル更新履歴記録手段と、このファイル更新履歴記録手段によるファイル更新履歴の記録動作開始後に、上記ストレージ装置から上記バックアップデバイスへのファイル単位のデータバックアップを開始するバックアップ手段であって、ファイル単位のデータバックアップに際して上記ファイル書き込み履歴テーブルを参照し、対応するファイルの更新の履歴があるならば、当該ファイルの上記別領域に保存されているメタデータ（旧メタデータ）の示す上記ストレージ装置上の更新前のファイルを上記バックアップデバイスにバックアップするバックアップ手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００１６】このような構成においては、バックアップ開始時点のストレージ装置の内容を、システムの運用を続けながらバックアップすることができるため、効果的なオンラインバックアップが実現可能となる。ここで、上記メタデータサーバコンピュータ内の上記ファイル更新履歴記録手段とバックアップ手段とに代えて、次のファイル更新履歴記録手段とバックアップ手段、即ちファイル更新の履歴を上記ファイル書き込み履歴テーブルに記録するファイル更新履歴記録手段と、このファイル書き込み履歴テーブルを参照し、当該テーブルに記録されている全てのファイル更新履歴について、対応するファイルの上記別領域に保存されているメタデータの示す上記ストレージ装置上の更新前のファイルを上記バックアップデバイスにバックアップする動作を定期的に実行するバックアップ手段とを用いると共に、メタデータサーバコンピュータに、次の初期化手段、即ちバックアップ手段によりバックアップされた更新前のファイルの上記別領域に保存されているメタデータを無効化すると共に、上記バックアップ手段による定期的なバックアップ動作が完了する都度、上記ファイル書き込み履歴テーブルを初期化する初期化手段を追加していもよい。このように、書き換えられたファイルの旧データのみを定期的にバックアップすることで、より負荷の小さい形でのバックアップを実現しながら、ファイル単位で任意の時点の旧データを復元することが可能となる。また、バックアップが完了したファイルに関しては、旧メタデータが逐次無効化（例えば消去）されるため、ストレージ装置の領域が開放されて空き領域を確保でき、ストレージ装置の記憶領域に占める旧データが増え過ぎることを防止できる。
【００１７】以上に述べた共有ファイルシステムに係る発明は、当該システム内のメタデータサーバコンピュータに着目すると、メタデータサーバコンピュータに係る発明として捉えることが可能である。また、メタデータサーバコンピュータの上記機能に着目すると、当該コンピュータにその機能に相当する手順を実行させるための（または当該コンピュータにその機能を実現させるための、または当該コンピュータをその機能を持つ手段として機能させるための）プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として捉えることも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１９】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の実施形態に係る共有ファイルシステムのシステム構成を示す図である。図１の共有ファイルシステムは、ストレージ装置としての磁気ディスク装置１０と、磁気ディスク装置１０及び当該磁気ディスク装置１０上のファイルを共有するｎ台（ｎは２以上の整数）のホストコンピュータ１１-1～１１-nと、メタデータサーバ１２と、これら磁気ディスク装置１０、ホストコンピュータ１１-1～１１-n及びメタデータサーバ１２を結合するＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）１３と、ホストコンピュータ１１-1～１１-n及びメタデータサーバ１２を結合するＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１４とから構成される。つまり図１のシステムでは、ホストコンピュータ１１-1～１１-n及びメタデータサーバ１２は、ＳＡＮ１３及びＬＡＮ１４の双方に接続され、磁気ディスク装置１０はＳＡＮ１３に接続されている。ＳＡＮ１３は、例えばファイバチャネル（FibreChannel）により構成されている。なお、図１には、ＳＡＮ１３に接続されているストレージ装置が磁気ディスク装置１０の１台である場合が示されているが、複数のストレージ装置が接続されていても構わない。
【００２０】図１のシステムの特徴は、メタデータサーバ１２に、磁気ディスク装置１０上のファイルを管理するためのファイルシステムと、各ファイルのファイル構成の定義情報であるメタデータとを一元管理する管理機能に加えて、以下に述べる特別の管理機能を持たせることで、ホストコンピュータ１１-1～１１-nのうちのいずれが磁気ディスク装置１０上のファイルを書き込みモードでオープンしている場合でも、他のホストコンピュータからのアクセス受け付けを可能としながら、処理上矛盾が発生しないようにした点にある。そこで、図１のシステムが従来システムと相違する点を理解しやすくするために、上記メタデータサーバ１２の特別の管理機能を説明する前に、まず従来技術について便宜的に図１を参照して説明する。
【００２１】今、ホストコンピュータ１１-1が磁気ディスク装置１０の保持するファイルにアクセスしたいものとする。この場合、ホストコンピュータ１１-1はメタデータサーバ１２にファイルアクセス要求を出す。メタデータサーバ１２はホストコンピュータ１１-1から要求されたファイルの構成を規定（定義）するメタデータ１０１を磁気ディスク装置１０から読み出し、アクセス対象となるファイルを構成するデータ１０２の（磁気ディスク装置１０上の）位置情報を要求元のホストコンピュータ１１-1に返す。
【００２２】ホストコンピュータ１１-1はメタデータサーバ１２からの位置情報に基づき、ＳＡＮ１３を介して磁気ディスク装置１０上のデータ１０２をアクセスする。アクセス種別が書き込みであった場合には、ホストコンピュータ１１-1はファイル操作（書き込み）が完了するとメタデータサーバ１２にファイルの書き込み完了を通知する。これを受けてメタデータサーバ１２が磁気ディスク装置１０上のメタデータ１０１の更新を行うことにより、ファイルアクセスを完了する。
【００２３】ここでは、ホストコンピュータ１１-1による磁気ディスク装置１０上のデータ書き換えと、メタデータサーバ１２による磁気ディスク装置１０上のメタデータ更新が非同期に行われるため、一連の動作の間、つまりファイルアクセス（ファイル書き込み）が完了するまでの間、メタデータサーバ１２は、ホストコンピュータ１１-1がアクセスしているファイルへのアクセス要求が他のホストコンピュータからあった場合、これを拒絶するように構成されていた。
【００２４】これに対して本実施形態では、ホストコンピュータ１１-1がアクセスしているファイルへのアクセス要求が他のホストコンピュータからあっても、これを受け付けることができるようにしている。以下、図１のシステムにおけるメタデータサーバ１２の特別の管理機能を中心とする本実施形態の動作について、図２の動作説明図を参照して説明する。なお、メタデータサーバ１２の管理機能は、ＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されているメタデータサーバプログラムを当該メタデータサーバ１２にインストールして当該メタデータサーバ１２にて読み取り実行することで実現される。また、このプログラムが通信媒体を介してダウンロードされるものであっても構わない。
【００２５】今、ホストコンピュータ１１-1からメタデータサーバ１２に対し、例えばＬＡＮ１４を介して書き込みモードでのファイルアクセス要求が出されたものとする（ステップＳ１）。
【００２６】メタデータサーバ１２はホストコンピュータ１１-1からのファイルアクセス要求を受け付けると、要求されたファイルの構成を規定するメタデータ１０１をＳＡＮ１３を介して磁気ディスク装置１０から読み出す（ステップＳ２）。同時にメタデータサーバ１２は、この例のように書き込みモードでのファイルアクセス要求の場合には、磁気ディスク装置１０上に新規データ書き込み用の空き領域１０３を確保する（ステップＳ３）。そしてメタデータサーバ１２は、読み出したメタデータ１０１に基づいてアクセス対象となるファイルを構成するデータの位置を特定し、その位置情報（データ位置情報）に加えて、メタデータ１０１上に確保した空き領域１０３の位置情報（空き領域位置情報）を、要求元のホストコンピュータ１１-1にＬＡＮ１４経由で通知する（ステップＳ４）。なお、読み出しモードでのファイルアクセス要求の場合には、メタデータサーバ１２による空き領域の確保は不要であり、要求元のホストコンピュータへはアクセス対象となるファイルを構成するデータの位置情報だけを通知すればよい。
【００２７】ホストコンピュータ１１-1は、メタデータサーバ１２から通知された位置情報に基づいてＳＡＮ１３を介して磁気ディスク装置１０をアクセスする。このホストコンピュータ１１-1によるディスクアクセスは、この例とは異なってデータ読み出しの場合であれば、メタデータサーバ１２により通知されたアクセス対象となるファイルを構成するデータの位置情報に基づいて従来と同様に行われ、当該データ位置情報の示す位置のデータ１０２が読み出される。
【００２８】これに対し、この例のようにデータ書き込み（ここではデータ書き換え）の場合には、従来とは異なって、元のデータ１０２の領域に対しては、その領域から当該データ１０２を読み出すだけであり（ステップＳ５）、その読み出した（参照した）データ１０２に対して書き換え（リードモディファイ）を施した後の新データ１０４をホストコンピュータ１１-1が元のデータ１０２の領域に上書きすることはない。即ち本実施形態においては、ホストコンピュータ１１-1は上記書き換え後の新データ１０４をメタデータサーバ１２から通知された空き領域位置情報の示す空き領域１０３に書き込む（ステップＳ６）。なお、データ書き込みが書き換え（リードモディファイ）を伴わない単なる書き込みの場合には、データ１０２の読み出しは不要である。
【００２９】ホストコンピュータ１１-1は、磁気ディスク装置１０に対するディスクアクセス（ファイル操作）を完了すると、メタデータサーバ１２にファイルの書き込み完了を通知する（ステップＳ７）。これを受けてメタデータサーバ１２は、磁気ディスク装置１０上のメタデータ１０１が元のデータ１０２の領域ではなくて、新データ１０４の領域（先の空き領域１０３の位置）を指すように、当該メタデータ１０１の更新を行う（ステップＳ８）。これにより、ホストコンピュータ１１-1から要求された一連のファイルアクセスが完了する。
【００３０】以上に述べたように本実施形態においては、ホストコンピュータ１１-1（第１のホストコンピュータ）によるデータ書き込み（書き換えも含む）は、元のデータ１０２の領域に対して（上書きにより）行われるのではなく、新たに確保された空き領域１０３に対して行われ、したがって元のデータ１０２は保存される。この結果、論理的には、ホストコンピュータ１１-1によるファイルの書き換えは、メタデータサーバ１２によるメタデータ１０１の更新に同期して行われたことになる。よって、ファイルアクセス完了までの一連の動作の間に、即ちホストコンピュータ１１-1が磁気ディスク装置１０上のファイルを書き込みモードでオープンしている間に、ホストコンピュータ１１-1以外のホストコンピュータからホストコンピュータ１１-1がアクセスしているのと同一のファイルへのアクセス要求があった場合、メタデータサーバ１２が当該要求を拒絶せずに受け付けて、ホストコンピュータ１１-1からのファイルアクセス要求に対するのと同様の処理をしても、何ら矛盾は発生しない。
【００３１】［第２の実施形態］前記第１の実施形態では、メタデータサーバ１２が確保した空き領域１０３にホストコンピュータにより新データ１０４が書き込まれた場合、元のデータ１０２の領域を指していたメタデータ１０１が新データ１０４の領域を指すように、当該メタデータ１０１を更新していた。この場合、元のデータ１０２の領域を指すメタデータは失われ、したがって元のデータ１０２も失われる。
【００３２】そこで、ホストコンピュータによる空き領域へのデータの書き込みに伴うメタデータの更新に際し、更新前のメタデータを別領域に保存することにより、ファイル単位で書き換え前のデータを復元することができるようにした本発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００３３】本実施形態の共有ファイルシステムの特徴は、前記第１の実施形態で適用したメタデータサーバ１２に代えて、ホストコンピュータによる空き領域へのデータの書き込みに伴うメタデータの更新に際し、更新前のメタデータを別領域に保存する機能を持つメタデータサーバ２２が用いられている点にある。メタデータサーバ２２の他の管理機能と、ホストコンピュータ１１-1～１１-nの動作は、前記第１の実施形態と同様である。
【００３４】具体的には、例えばホストコンピュータ１１-1からメタデータサーバ１２に対して書き込みモードでのファイルアクセス要求が出された場合（ステップＳ２１）、メタデータサーバ２２は要求されたファイルの構成を規定するメタデータ１０１を磁気ディスク装置１０から読み出すと同時に（ステップＳ２２）、磁気ディスク装置１０上に空き領域１０３を確保し（ステップＳ２３）、メタデータ１０１に基づいて取得されるデータ位置情報と空き領域１０３の位置情報とを、要求元のホストコンピュータ１１-1に通知する（ステップＳ２４）。ホストコンピュータ１１-1は、メタデータサーバ１２から通知された空き領域位置情報の示す磁気ディスク装置１０上の空き領域１０３に新データ１０４を書き込み（ステップＳ２６）、しかる後に、即ちファイル操作完了後に、メタデータサーバ１２にファイルの書き込み完了を通知する（ステップＳ２７）。ここまでの動作は前記第１の実施形態と同様である。
【００３５】さて、メタデータサーバ１２は、要求元のホストコンピュータ１１-1からファイル書き込み完了が通知されると、磁気ディスク装置１０上のメタデータ１０１を、元のデータ１０２である旧データ１０２′を指す旧メタデータ１０１′として別領域にコピーして保存する（ステップＳ２８）。次にメタデータサーバ１２は、メタデータ１０１が（旧データ１０２′ではなくて）新データ１０４を指す新メタデータ１０１″となるように、当該メタデータ１０１を更新する（ステップＳ２９）。
【００３６】このように本実施形態においては、前記第１の実施形態とは異なって、書き込みモードでのファイルアクセスが要求されたファイルの構成を規定したメタデータ１０１を、磁気ディスク装置１０上の別の領域に旧メタデータ１０１′として保存することにより、当該旧メタデータ１０１′に基づいてファイル単位で書き換え前のデータ（旧データ１０２′）を復元することができる。
【００３７】［第３の実施形態］次に、前記第２の実施形態で述べたような、書き換え前のデータをファイル単位で復元することが容易に行えるようにした本発明の第３の実施形態について、図４を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００３８】本実施形態の共有ファイルシステムの特徴は、前記第２の実施形態で適用したメタデータサーバ２２に代えて、バックアップサーバ機能が付加されたメタデータサーバ３２が用いられている点にある。このメタデータサーバ３２には、磁気テープ装置等のデータバックアップ用の記憶装置（以下、バックアップデバイスと称する）３２１が、例えばＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等のインタフェースにより接続されている。
【００３９】図４において、ホストコンピュータ１１-1～１１-nのうちのいずれか、例えばホストコンピュータ１１-1からメタデータサーバ３２に対し、磁気ディスク装置１０の内容（スナップショット）をバックアップする要求があったものとする（ステップＳ３１）。この場合、メタデータサーバ３２は、バックアップ要求時点以降に発生するファイル更新（メタデータ更新）の履歴を（履歴記録手段としての）ファイル書き込み履歴テーブル３２２にファイル単位で記録する動作を開始した上で（ステップＳ３２）、磁気ディスク装置１０上のファイルのバックアップデバイス３２１へのバックアップを開始する（ステップＳ３３）。このメタデータサーバ３２によるファイルのバックアップは次のように行われる。
【００４０】まず、メタデータサーバ３２は、ファイル毎にファイル書き込み履歴テーブル３２２を参照することで、バックアップ開始後に更新されたファイルと更新されなかったファイルとを識別する（ステップＳ３４）。またメタデータサーバ３２は、バックアップ開始後に、ホストコンピュータ１１-1～１１-nのいずれかからの書き込みモードでのファイルアクセス要求により磁気ディスク装置１０上のファイルが更新されて、その要求元のホストコンピュータ、例えばホストコンピュータ１１-1からメタデータサーバ１２にファイル書き込み完了が通知された場合（ステップＳ３５）、そのファイル更新をファイル書き込み履歴テーブル３２２に記録する。ここでは、前記第２の実施形態と同様に、メタデータサーバ３２により確保された空き領域に新データ１０４が書き込まれて、旧データ１０２′のメタデータが旧メタデータ１０１′として別領域に保存されたものとする。
【００４１】メタデータサーバ３２は、上記ステップＳ３４において、バックアップ開始後に更新されたと識別できたファイルについては、その更新されたファイルに対応する旧メタデータ、即ち更新前のファイル（元のファイル）の構成を規定した旧メタデータを参照することによって、更新前のファイルデータである旧データをバックアップの対象として磁気ディスク装置１０から読み出して、バックアップデバイス３２１にバックアップする。また、上記ステップＳ３４において、バックアップ開始後に更新されなかったと識別できたファイルについては、メタデータサーバ３２は最新のデータ（バックアップ開始前に更新された新データ１０４または図１のデータ１０２に相当するデータ）をバックアップの対象として磁気ディスク装置１０から読み出して、バックアップデバイス３２１にバックアップする。
【００４２】したがってバックアップ開始後に、上述のように新データ１０４が旧データ１０２′とは別の領域に書き込まれて、旧データ１０２′のメタデータが旧メタデータ１０１′として別領域に保存された場合には、旧メタデータ１０１′に基づいて磁気ディスク装置１０から旧データ１０２′が読み出されて、新データ１０４ではなくて、当該旧データ１０２′がバックアップデバイス３２１にバックアップされる。
【００４３】以上により、本実施形態においては、バックアップ開始時点の磁気ディスク装置１０の内容を、システムの運用を続けながらバックアップすることができる。
【００４４】［第４の実施形態］前記第３の実施形態では、バックアップ開始時点の磁気ディスク装置１０の全データをバックアップするようにしたが、更新されたファイルの旧データのみをバックアップする構成とすることも可能である。
【００４５】そこで、更新されたファイルの旧データのみをバックアップすることで、ファイル単位で任意の時点の旧データを復元できるようにした本発明の第４の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００４６】本実施形態の共有ファイルシステムの特徴は、前記第３の実施形態で適用したメタデータサーバ３２に代えて、更新されたファイルの旧データのみをバックアップするバックアップサーバ機能が付加されたメタデータサーバ４２が用いられている点にある。
【００４７】図５において、メタデータサーバ４２は、ある任意の時点で、ファイル更新（メタデータ更新）の履歴をファイル書き込み履歴テーブル３２２にファイル単位で記録する動作を開始する（ステップＳ４１）。その後メタデータサーバ４２は、ファイル書き込み履歴テーブル３２２の内容に従い、更新されたファイルの旧データのみをバックアップする動作を定期的に行う（ステップＳ４２）。ここで、バックアップの対象となる旧データは、前記第３の実施形態と同様に、ファイル書き込み履歴テーブル３２２に記録された更新されたファイルに対応する旧メタデータ（１０１′）を参照することで、当該旧メタデータ（１０１′）に基づいて磁気ディスク装置１０からバックアップデバイス３２１にバックアップすることができる。
【００４８】メタデータサーバ４２は、バックアップが完了したファイルに関しては、逐次磁気ディスク装置１０上の旧メタデータ（１０１′）を消去（無効化）することで、磁気ディスク装置１０のディスク領域を開放していく（ステップＳ４３）。これにより、ディスク領域に占める旧データが増え過ぎることを防止しつつ、ファイル単位で任意の時点の旧データを復元することが可能となる。
【００４９】またメタデータサーバ４２は、ファイル書き込み履歴テーブル３２２の内容に従う更新されたファイルの旧データのみをバックアップする動作を完了して、次のバックアップ動作を開始する際には、当該テーブル３２２を初期化する（ステップＳ４４）。
【００５０】以上に述べた各実施形態では、いずれも、磁気ディスク装置１０と、当該ディスク装置１０を共有するホストコンピュータ１１-1～１１-nと、メタデータサーバ１２（２２，３２，４２）とがＳＡＮ１３（第１のインタフェース）により結合されている場合について説明したが、ＳＡＮ１３（を構成するファイバチャネル）以外のインタフェース、例えばＳＣＳＩにより結合される構成であっても構わない。また、ホストコンピュータ１１-1～１１-nとメタデータサーバ１２はＬＡＮ１４（第２のインタフェース）によっても結合されているものとしたが、このＬＡＮ１４（第２のインタフェース）は必ずしも必要でなく、磁気ディスク装置１０との間のデータ転送と、ホストコンピュータ１１-1～１１-nとメタデータサーバ１２との間のファイルアクセス要求、位置情報等の授受とが、同一のインタフェースを介して行われる構成であっても構わない。
【００５１】なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、メタデータサーバコンピュータの管理のもとで所定のインタフェース上の複数のホストコンピュータから当該インタフェース上のストレージ装置に格納されたファイルを共有する場合、ファイル更新時のデータ書き込みが、元のデータの領域に対してではなくて、新たに確保された空き領域に対して行われるため、同一ファイルに対して複数ホストコンピュータから同時にアクセスがあった場合のアクセス制限を最小限に留めることができ、データのアクセス性が向上する。
【００５３】また、本発明によれば、更新前のメタデータを保存することにより、ファイルの書き換えを行った後でも、必要に応じて旧データを復旧することができる。これにより、人為的なミスで誤ってデータを書き換えた場合でも、データの復旧が可能となる。
【００５４】更に本発明によれば、ファイル更新履歴をとり、更新されたファイルについては、更新前の旧データをバックアップすることで、バックアップ開始時点のストレージ装置の内容を、システムの運用を続けながらバックアップすることができ、効果的なオンラインバックアップが実現できる。また、更新前の旧データのみを定期的にバックアップする構成とした場合には、より負荷の小さい形でのバックアップも可能となる。

【出願人】	【識別番号】０００００３０７８【氏名又は名称】株式会社東芝
【出願日】	平成１２年９月２９日（２０００．９．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００５８４７９【弁理士】【氏名又は名称】鈴江武彦（外６名）
【公開番号】	特開２００２－１０８６７３（Ｐ２００２－１０８６７３Ａ）
【公開日】	平成１４年４月１２日（２００２．４．１２）
【出願番号】	特願２０００－３０１４７６（Ｐ２０００－３０１４７６）