JP4288929B2

JP4288929B2 - データストレージ装置及びデータストレージ方法

Info

Publication number: JP4288929B2
Application number: JP2002324131A
Authority: JP
Inventors: 純引田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004157859A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばネットワーク上に設けられる大規模記憶装置（Network Attached Storage ）に使用して好適なデータストレージ装置及びデータストレージ方法に関する。詳しくは、階層型ストレージ管理（Hierarchical Storage Management ）機能を応用して、安価で大容量、かつアクセス性に優れた機器を提供できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばネットワーク上に設けられる大規模記憶装置（Network Attached Storage ：以下、ＮＡＳと略称する）に使用して好適なデータストレージ装置としては、いわゆるハイエンドの機器とローエンドの機器が存在する。すなわち、ハイエンドの機器においては、信頼性の高いＳＣＳＩディスク等の記憶装置を用いて、高速のアクセスを可能としたものであるが、きわめて高価なものとなる。
【０００３】
これに対して、ローエンドの機器においては、ＩＤＥディスク等の比較的安価な記憶装置を用いており、比較的高速のアクセスは可能であるが、信頼性に欠けるものである。従って、信頼性を確保するためには、別途にネットワーク上にバックアップ等の処置を施す必要が生じるものである。
【０００４】
一方、データの管理方法として、例えば特許文献１に記載されているような階層型ストレージ管理（Hierarchical Storage Management ：以下、ＨＳＭと略称する）機能が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４８５４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の階層型ストレージマネージメント（ＨＳＭ）ソフトウェアにおいて、アクセス速度、容量に対する価格から、半導体メモリ→ハードディスク→リムーバブルメディア（リムーバブルディスク（ＭＯ、ＤＶＤ等）→リムーバブルテープストリーマ）という階層定義が一般的であった。しかし、ハードディスクとリムーバブルメディアのアクセス性能に開きがあり、比較的サイズの小さいファイルへのアクセスにおいては、ハードディスクへの保存では容量が必要になり、リムーバブルメディアへの保存ではアクセスが遅くなるという問題があった。
【０００７】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、ハードディスクとリムーバブルメディアのアクセス性能に開きがあり、比較的サイズの小さいファイルへのアクセスにおいては、ハードディスクへの保存では容量が必要になり、リムーバブルメディアへの保存ではアクセスが遅くなるという問題があったというものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明においては、ＨＳＭにおいて保存先を移動する基準としている「アクセス頻度の高いファイルをなるべく安価で大容量なメディアへ移動する」ことに注目し、安価で大容量なメディアの前に、安価で信頼性が低いがアクセスが早いハードディスクをキャッシュ（セカンドキャッシュ）として採用し、リムーバブルメディアへのアクセスの不便さを補う仕組みを発明したものであって、これによれば、良好な大規模記憶装置（ＮＡＳ）を構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明においては、ファイルを低階層へ移動する処理方法として、
▲１▼ハードディスクからリムーバブルメディアへ移動されるファイルが、セカンドキャッシュを利用する閾値以下かを判断して、この閾値以下の場合にはセカンドキャッシュにも当該ファイルを記憶することを決定し、
▲２▼対象ファイルのデータをセカンドキャッシュとリムーバブルメディアへ移動（コピー）し、
▲３▼移動した場所の情報をデータベースに保存する。
【００１０】
また、移動されたファイルへのアクセスがハードディスクへ来た時の処理方法として、
▲１▼ファイルの実体がハードディスクに存在するかチェックし、存在する場合はハードディスクから読み出し、存在しない場合は移動先から読み出す処理を起動することを決定し、
▲２▼移動先から読み出す処理において、ファイルの実体がセカンドキャッシュに存在するかチェックし、存在する場合はセカンドキャッシュから読み出し、存在しない場合は移動先のリムーバブルメディアから読み出し、
▲３▼読み出した履歴をデータベースに保存する。
【００１１】
さらに、セカンドキャッシュの容量は有限であるため、その容量管理を行う処理方法として、
▲１▼セカンドキャッシュの容量管理を行い決められた使用率であるか、またはセカンドキャッシュ内のファイルが保存期間以内であるか調査し、
▲２▼閾値を越えるファイルについて削除または適切な場所へ移動し、
▲３▼削除また移動した情報をデータベースに保存する。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明によるデータストレージ装置及びデータストレージ方法を適用した大規模記憶装置（ＮＡＳ）の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、中央処理装置（ＣＰＵ）１と主記憶装置（メモリ）２からなる本体装置にネットワーク接続ボード３が設けられて、このボード３を通じてネットワーク４００に接続される。このネットワーク４００には、任意のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１００、２００、３００が接続されているものである。
【００１４】
さらに、主記憶装置（メモリ）２に入出力チャネル４を介して、ＳＣＳＩディスクやディスクアレイ等の高価な磁気ディスク装置５、セカンドキャッシュとなる安価な磁気ディスク装置６、及びリムーバブルメディア７が接続される。なお、上述の磁気ディスク装置６はネットワーク上に存在するホストに接続されている安価な磁気ディスク装置でもよい。また、リムーバブルメディア７はリムーバブルメディアを複数管理できるライブラリ装置でもよい。ただし、リムーバブルメディア７の記憶容量は、磁気ディスク装置６より大きいものとする。
【００１５】
そして、この装置において、磁気ディスク装置５に記録されたデータを安価な磁気ディスク装置６と安価なリムーバブルメディア７を用いて、ファイルを階層構造状に配置された各ストレージデバイスへ記録・保管するシステムを考える。
【００１６】
すなわち、磁気ディスク装置５に書かれたファイルが、ＨＳＭソフトウェアの基準により、低階層のストレージへ移動することが決定した時を考える。従来のＨＳＭでは、リムーバブルメディアへファイルを移動し、磁気ディスク上にはファイルのインデックス情報等を残していた。
【００１７】
これに対して、本発明では、ファイルを移動する際、図２のように対象ファイルがセカンドキャッシュを使用する条件に合った場合、リムーバブルメディアだけでなく、安価なセカンドキャッシュへ同時にコピーを保存する。
【００１８】
すなわち図２において、ステップ〔１〕で、対象ファイルがセカンドキャッシュ使用対象サイズ以下であるか判断される。すなわち、ファイルサイズが大きい場合には、セカンドキャッシュとなる磁気ディスク装置６とリムーバブルメディア７とのアクセス性能が変わらなくなる。そこで、対象ファイルがセカンドキャッシュ使用対象サイズ以下でない場合（ＮＯ）には、ステップ〔２〕で対象ファイルをリムーバブルメディア７に移動（コピー）する。
【００１９】
また、ステップ〔１〕で、対象ファイルがセカンドキャッシュ使用対象サイズ以下の場合（ＹＥＳ）には、ステップ〔３〕で、セカンドキャッシュに対象ファイルを保存できる空き容量があるか判断される。そしてない場合（ＮＯ）には、ステップ〔４〕でセカンドキャッシュ内のファイル管理機能により、セカンドキャッシュに空き容量を確保する。
【００２０】
さらに、ステップ〔３〕でセカンドキャッシュに対象ファイルを保存できる空き容量があった場合（ＹＥＳ）と、ファイル管理機能によりセカンドキャッシュに空き容量が確保されると、ステップ〔５〕で、対象ファイルをセカンドキャッシュ及びリムーバブルメディア７に移動（コピー）する。
【００２１】
そして、上述のステップ〔２〕及びステップ〔５〕が終了すると、ステップ〔６〕で、ファイルの移動先情報を主記憶装置（メモリ）２等のデータベースに登録し、管理を行う。このようにして、磁気ディスク装置５に書かれたファイルのセカンドキャッシュ（磁気ディスク装置６）及びリムーバブルメディア７への移動（コピー）が行われる。
【００２２】
次に、磁気ディスクへファイルのアクセスがあった場合、図３のように処理が行われる。すなわち図３において、ステップ〔１１〕で対象ファイルの実体がハードディスク（磁気ディスク装置５）上に存在するか判断される。そして存在する場合（ＹＥＳ）は、ステップ〔１２〕で対象ファイルはそのままハードディスクから読み出される。
【００２３】
また、ステップ〔１１〕で対象ファイルの実体がハードディスク（磁気ディスク装置５）上に存在しない場合（ＮＯ）は、ステップ〔１３〕で対象ファイルがセカンドキャッシュ（磁気ディスク装置７）上に存在するか判断される。そして存在する場合（ＹＥＳ）は、ステップ〔１４〕でセカンドキャッシュが使用可能か判断され、使用可能のとき（ＹＥＳ）は、ステップ〔１５〕で対象ファイルをセカンドキャッシュから読み出し、ハードディスクへ戻す処理が行われる。
【００２４】
また、ステップ〔１３〕で対象ファイルがセカンドキャッシュ（磁気ディスク装置７）上に存在しない場合（ＮＯ）と、ステップ〔１４〕でセカンドキャッシュが使用可能でないとき（ＮＯ）は、ステップ〔１６〕で対象ファイルをリムーバブルメディアから読み出し、ハードディスクへ戻す処理が行われる。
【００２５】
さらに、ステップ〔１２〕、〔１５〕、〔１６〕が終了すると、ステップ〔１７〕で、読み出した履歴を主記憶装置（メモリ）２等のデータベースに保存し、管理を行う。
【００２６】
これにより、磁気ディスクにファイルの実体が存在していればそのまま磁気ディスクからファイルを読み込むことができる。また、磁気ディスク上にインデックス情報しかない場合、磁気ディスクへファイルの実体を戻す処理を行う。この時、リムーバブルメディアへアクセスする前にセカンドキャッシュに対象ファイルが存在するか確認し、セカンドキャッシュに存在すればそこからファイルを読み出し、磁気ディスクへファイルの実体を戻す。
【００２７】
また、セカンドキャッシュに存在しなければ、従来同様にリムーバブルメディアから読み出し磁気ディスクへファイルの実体を戻す。さらに、セカンドキャッシュに存在するが、セカンドキャッシュがアクセス不可能である場合、従来通りリムーバブルメディアから読み出す。このようにして、磁気ディスクへファイルのアクセスがあった場合の処理が行われる。
【００２８】
また、セカンドキャッシュの容量は有限であるため、セカンドキャッシュの容量管理が必要になる。図４のようにセカンドキャッシュの容量管理を行う処理を定義し、必要に応じてセカンドキャッシュ内のファイルを削除または適切な場所へ移動を行う。なお、この処理は常に実行されているものである。
【００２９】
すなわち図４において、ステップ〔２１〕では、セカンドキャッシュの磁気ディスクの使用状況をチェックする。次にステップ〔２２〕では、セカンドキャッシュの使用率が決められた閾値以上か判断される。そして、閾値以上のとき（ＹＥＳ）は、ステップ〔２３〕でアクセス頻度の低い順、または最新アクセス時間の古い順にファイルを削除、または適切な場所に移動する。
【００３０】
また、ステップ〔２２〕でセカンドキャッシュの使用率が決められた閾値以上でないとき（ＮＯ）は、ステップ〔２４〕でセカンドキャッシュ上に保存期間を越えたファイルが存在するか判断される。そして、存在するとき（ＹＥＳ）は、ステップ〔２５〕で対象ファイルを削除する。
【００３１】
さらに、ステップ〔２４〕でセカンドキャッシュ上に保存期間を越えたファイルが存在しないとき（ＮＯ）と、ステップ〔２３〕、〔２５〕が終了すると、ステップ〔２６〕で、削除または移動したファイルの状況を主記憶装置（メモリ）２等のデータベースに登録する。このようにして、セカンドキャッシュの容量管理が行われる。
【００３２】
また、セカンドキャッシュは安価ではあるが、信頼性も低いことを前提としているため、ハードウェアのトラブルにより使用不可能になる可能性がある。その場合、セカンドキャッシュのハードウェアを復旧後、図５の処理にしたがい、必要なファイルをリムーバブルメディアから復旧することで欠点を補うものとする。
【００３３】
すなわち図５において、ステップ〔３１〕では、一度使用できなくなったセカンドキャッシュがアクセス可能か判断され、セカンドキャッシュとなる磁気ディスク装置６が交換されるまで待機される。そして交換が行われて、アクセス可能か判断されたとき（ＹＥＳ）は、ステップ〔３２〕でセカンドキャッシュに本来存在すべきファイルがすべてあるか判断される。
【００３４】
さらに、ステップ〔３２〕でファイルがすべてあると判断されなかったとき（ＮＯ）は、ステップ〔３３〕で必要なファイルをリムーバブルメディアより復旧する処理が行われる。また、ステップ〔３２〕でファイルがすべてあると判断されたとき（ＹＥＳ）と、ステップ〔３３〕が終了すると、ステップ〔３４〕で、セカンドキャッシュが復旧していることを主記憶装置（メモリ）２等のデータベースに登録する。このようにして、セカンドキャッシュの交換時の管理が行われる。
【００３５】
こうして、本発明によれば、ＨＳＭソフトウェアにおいて、以下の点が大幅に改善される。
▲１▼アクセス頻度の高い、または最近アクセスされたファイルに対して、アクセス速度をあげるため、１次記憶用の高価な磁気ディスク容量への投資をさげることができる。
▲２▼セカンドキャッシュがハードドラブル等によりアクセス不可能になった場合でも、従来のHSM 機能により、リムーバブルメディアからファイルの復元が可能である。
▲３▼必要に応じて安価なセカンドキャッシュを追加することにより、安価にアクセス速度の早い領域を拡張することが可能になる。またこの時システムの運用をほぼ止めることなく容量拡張が可能になる。
▲４▼セカンドキャッシュを使用するファイルサイズの閾値を設定することにより、小さなファイルを頻繁にアクセスするシステムにおいてもＨＳＭの効果を利用することが可能になる。
【００３６】
従ってこの実施形態において、ＨＳＭにおいて保存先を移動する基準としている「アクセス頻度の高いファイルをなるべく安価で大容量なメディアへ移動する」ことに注目し、安価で大容量なメディアの前に、安価で信頼性が低いがアクセスが早いハードディスクをキャッシュ（セカンドキャッシュ）として採用し、リムーバブルメディアへのアクセスの不便さを補う仕組みを発明したことによって、良好な大規模記憶装置（ＮＡＳ）を構成することができる。
【００３７】
これによって、従来の装置では、ハードディスクとリムーバブルメディアのアクセス性能に開きがあり、比較的サイズの小さいファイルへのアクセスにおいては、ハードディスクへの保存では容量が必要になり、リムーバブルメディアへの保存ではアクセスが遅くなるという問題があったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００３８】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【００３９】
【発明の効果】
従って発明によれば、ＨＳＭにおいて保存先を移動する基準としている「アクセス頻度の高いファイルをなるべく安価で大容量なメディアへ移動する」ことに注目し、安価で大容量なメディアの前に、安価で信頼性が低いがアクセスが早いハードディスクをキャッシュ（セカンドキャッシュ）として採用し、リムーバブルメディアへのアクセスの不便さを補う仕組みを発明したことによって、良好な大規模記憶装置（ＮＡＳ）を構成することができるものである。
【００４０】
これによって、従来の装置では、ハードディスクとリムーバブルメディアのアクセス性能に開きがあり、比較的サイズの小さいファイルへのアクセスにおいては、ハードディスクへの保存では容量が必要になり、リムーバブルメディアへの保存ではアクセスが遅くなるという問題があったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータストレージ装置及びデータストレージ方法を適用した大規模記憶装置（ＮＡＳ）の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図３】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図４】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図５】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【符号の説明】
１…中央処理装置（ＣＰＵ）、２…主記憶装置（メモリ）、３…ネットワーク接続ボード、４００…ネットワーク、１００，２００，３００…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、４…入出力チャネル、５…ＳＣＳＩディスクやディスクアレイ等の高価な磁気ディスク装置、６…セカンドキャッシュとなる安価な磁気ディスク装置、７…リムーバブルメディア

Claims

信頼性を高める手段の講じられた第１の記憶装置と、
比較的高速でのアクセスが可能な第２の記憶装置と、
比較的低速だが大容量の記憶を行うことのできる第３の記憶装置と、
を有し、
前記第１の記憶装置から、前記第３記憶装置への移動の決まったファイルの移動処理として、
▲１▼前記第１の記憶装置から前記第３の記憶装置へ移動されるファイルの大きさが閾値以下かを判断して、閾値以下の場合には前記第２の記憶装置にも記憶することを決定し、
▲２▼前記ファイルを前記第２の記憶装置と第３の記憶装置の両方に移動し、
▲３▼前記移動した場所の情報をデータベースに保存し、前記移動されたファイルへのアクセスが行われたときの処理として、
▲１▼前記アクセスされたファイルが前記第１の記憶装置に存在するかを判別し、存在するときは前記第１の記憶装置から読み出し、存在しないときは移動先から読み出す処理を起動することを決定し、
▲２▼移動先から読み出す処理において、前記アクセスされたファイルが前記第２の記憶装置に存在するかを判別し、存在するときは前記第２の記憶装置から読み出し、存在しないときは前記第３の記憶装置から読み出し、
▲３▼前記読み出した履歴をデータベースに保存し、前記の処理を行う手段を設けた
データストレージ装置。
請求項１記載のデータストレージ装置において、
さらに前記第２の記憶装置の容量管理のための処理として、
▲１▼前記第２の記憶装置の容量の使用率が所定範囲内であるかを判断すると共に、前記第２の記憶装置に記憶されたファイルの保存期間内であるかを調査し、
▲２▼前記使用率が閾値を越えているときに前記保存期間を越えているファイルについて削除または適切な場所への移動を行い、
▲３▼前記削除または移動した情報をデータベースに保存し、前記の処理を行う手段を設けた
データストレージ装置。
請求項１記載のデータストレージ装置において、
前記第２の記憶装置を交換した際の処理として、
▲１▼前記第２の記憶装置が使用可能であるかを判断し、
▲２▼前記第２の記憶装置に保存すべきファイルがすべて保存されているかを判断して、保存されていないときは前記第３の記憶装置からファイルの復旧を行い、
▲３▼前記第２の記憶装置に保存すべきファイルがすべて復旧した情報をデータベースに保存し、前記の処理を行う手段を設けた
データストレージ装置。
信頼性を高める手段の講じられた第１の記憶装置から、第３の記憶装置への移動の決まったファイルの移動処理として、
▲１▼前記第１の記憶装置から、前記第３の記憶装置へ移動されるファイルの大きさが閾値以下かを判断して、閾値以下の場合には比較的高速でのアクセスが可能な第２の記憶装置にも記憶することを決定し、
▲２▼前記ファイルを前記第２の記憶装置と比較的低速だが大容量の記憶を行うことのできる第３の記憶装置の両方に移動し、
▲３▼前記移動した場所の情報をデータベースに保存し、前記移動されたファイルへのアクセスが行われたときの処理として、
▲１▼前記アクセスされたファイルが前記第１の記憶装置に存在するかを判別し、存在するときは前記第１の記憶装置から読み出し、存在しないときは移動先から読み出す処理を起動することを決定し、
▲２▼移動先から読み出す処理において、前記アクセスされたファイルが前記第２の記憶装置に存在するかを判別し、存在するときは前記第２の記憶装置から読み出し、存在しないときは前記第３の記憶装置から読み出し、
▲３▼前記読み出した履歴をデータベースに保存する
こデータストレージ方法。
請求項４記載のデータストレージ方法において、
さらに前記第２の記憶装置の容量管理のための処理として、
▲１▼前記第２の記憶装置の容量の使用率が所定範囲内であるかを判断すると共に、前記第２の記憶装置に記憶されたファイルの保存期間内であるかを調査し、
▲２▼前記使用率が閾値を越えているときに前記保存期間を越えているファイルについて削除または適切な場所への移動を行い、
▲３▼前記削除または移動した情報をデータベースに保存する
データストレージ方法。
請求項４記載のデータストレージ方法において、
前記第２の記憶装置を交換した際の処理として、
▲１▼前記第２の記憶装置が使用可能であるかを判断し、
▲２▼前記第２の記憶装置に保存すべきファイルがすべて保存されているかを判断して、保存されていないときは前記第３の記憶装置からファイルの復旧を行い、
▲３▼前記第２の記憶装置に保存すべきファイルがすべて復旧した情報をデータベースに保存する
データストレージ方法。