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発明の名称 ディスク・アレイ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−200186
公開日 平成7年(1995)8月4日
出願番号 特願平5−335753
出願日 平成5年(1993)12月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 八尾 徹
要約 目的
ディスク装置に障害が生じた場合でも、システムを停止させることなく、常に正しいデータを送り出し続けることとができるディスク・アレイ装置を提供することを目的とする。

構成
ディスクアレイ・コントローラ3は、複数のディスク装置5ないし8にそれぞれ同一のデータあるいはチェックビットを記憶させ、読み出し時は各々のディスク装置からのデータをエラー検査/訂正手段12によってチェックまたは訂正して、エラーのないデータを常に送り出すため、システムの信頼性が高くなる。
特許請求の範囲
【請求項1】 情報処理手段から送られたデータに対してチェックビットを生成して付加するチェックビット生成手段と、複数のディスク装置からなる記憶手段と、前記情報処理手段から送られた同一のデータを複数のディスク装置の各々に記憶させ、前記チェックビット生成手段からの前記チェックビットを別の少なくとも1台以上のディスク装置に記憶させる記録手段と、前記記憶手段に記憶された各々のデータおよびチェックビットを同時または順次読み出すアクセス手段と、前記アクセス手段によって読み出された各々のデータにエラーが存在するか否かを調べるエラー検査手段から構成され、前記エラー検査手段の検査によりエラーの存在しないデータを常に出力することを特徴とするディスク・アレイ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機システムの外部記憶装置として用いられるディスク装置に関し、特に複数のディスク装置を接続し、記憶媒体の不良等でのデータ破壊によるトラブルを回避するために、データの多重化(ミラー化)等を行うディスク・アレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子計算機システムは、システムが停止しないように信頼性の向上がますます求められ、それに伴って外部記憶装置の信頼性の向上も進んでいる。
【0003】以下、従来のディスク・アレイ装置について、図面を参照しながら説明する。具体的には、一般によく用いられ、RAIDレベル1でもあるミラーディスクについて説明する。図2は、従来のディスク・アレイ装置の構成図である。ここで、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disk)とはディスク・アレイ技術のことであり、複数のディスク装置へのデータの書き込みや読み出し形態によりレベル1からレベル5の5段階にレベル分けがなされている。
【0004】図2において、21はホストシステムであり、このホストシステム21はホスト・インターフェイス22を介してディスクアレイ・コントローラ23に接続され、このディスクアレイ・コントローラ23はデバイス・インターフェイス24を介して2台のディスク装置25と26に接続される。この2台のディスク装置の一方はデータディスク25であり、もう一方はデータディスク25のバックアップとなるミラーディスク26という位置付けになる。
【0005】そして、ディスクアレイ・コントローラ23は、その制御をつかさどるディスクアレイ制御手段27と、ホストシステム21からのデータを2台のディスク装置25と26に書き込む記録手段28と、2台のディスク装置25と26からデータを読み出すアクセス手段29とを備えている。
【0006】以上のように構成される従来のディスク・アレイ装置の動作について説明する。ホストシステム21から出力されたデータはディスクアレイ・コントローラ23に入力され、記録手段28によって2台のディスク装置25と26の同一のデータブロックアドレスに同一のデータを書き込む。そして、通常の読み出し動作においては、アクセス手段29によってデータディスク25からのみデータを読み出すことになる。
【0007】そして、データディスク25が故障したり、データの読み出し時にエラーが検出された場合には、ミラーディスク26側に処理を切り替え、データを読み出すようにして、システムの運用を続けていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来のディスク・アレイ装置では、データディスク25が故障したり、データの読み出し時にエラーが検出された場合、データディスク25からミラーディスク26へ処理を切り替えるが、このとき、一時的にシステムが停止状態になる可能性があるという問題点を有していた。
【0009】すなわち、システム運用中に、データディスク25側のなんらかの障害により、正しいデータの読み出しが行われていないとホストシステム21が判断した場合、ディスクアレイ・コントローラ23にミラーディスク26側へ処理を切り替え、処理を継続するように指示を出すが、この切り替えのために一定時間システムが停止状態になる可能性があり、最悪の場合、前段階からのシーケンスをやり直さなければならないため復旧までに時間がかかり、被害が広がることによってシステムの信頼性を大きく損ねる結果となっていた。
【0010】また、上記従来例に示したRAIDレベル1以外のRAIDレベル2からレベル5の場合、いずれも入力データを分割して、そのエラー訂正符号を複数のディスク装置に書き込んで読み出すことにより冗長性をもたせる方式であるが、複数のディスク装置のうちのいずれかに障害が発生したり、データの読み出し時にエラーが検出された場合には、データの訂正や修復のためのシステムが一時的に停止状態になる可能性を有していることに変わりはない。
【0011】本発明は、ディスク装置からのデータ読み出し時に、ディスク装置が故障したりエラーが検出されても、システムを停止することなく、正しいデータを常にホストシステムに送り続けることができる信頼性の高いディスク・アレイ装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のディスク・アレイ装置は、情報処理手段から送られたデータに対してチェックビットを生成して付加するチェックビット生成手段と、複数のディスク装置からなる記憶手段と、上記情報処理手段から送られた同一のデータを複数のディスク装置の各々に記憶させ、上記チェックビット生成手段からの上記チェックビットを別の少なくとも1台以上のディスク装置に記憶させる記録手段と、上記記憶手段に記憶された各々のデータおよびチェックビットを同時または順次読み出すアクセス手段と、上記アクセス手段によって読み出された各々のデータにエラーが存在するか否かを調べるエラー検査手段から構成され、上記エラー検査手段の検査によりエラーの存在しないデータを常に出力するものである。
【0013】
【作用】本発明のディスク・アレイ装置は、情報処理手段からのデータ読み出し命令に対して、複数のディスク装置に書かれた同一のデータおよびチェックビットを同時にまたは順次にディスク装置から読み出すので、データの読み出し時にエラーが検出されてから、読み出すディスク装置をいちいち切り替える必要がないので、データを途切れることなく情報処理手段へ送り出すことができる。さらに、エラー検査手段によって、各データにエラーが存在するか否かを検査するので、エラーが存在しないデータを情報処理手段へ送り出すことができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例のディスク・アレイ装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施例のディスク・アレイ装置の構成図である。
【0015】図1において、1はホストシステムであり、このホストシステム1はホスト・インターフェイス2を介してディスクアレイ・コントローラ3に接続され、このディスクアレイ・コントローラ3はデバイス・インターフェイス4を介して4台のディスク装置5ないし8に接続される。この4台のディスク装置によって多重化が図られ、この内2台のディスク装置5と8には同一のデータが書き込まれ、他の2台のディスク装置6と7には同一のチェックビットが書き込まれる。
【0016】そして、ディスクアレイ・コントローラ3は、ホストシステム1からのデータ書き込み命令に対して、データに対するチェックビット(例えば、ECCのハミングコードや、CRCコード、パリティビット等)を生成し付加するチェックビット生成手段9と、データとチェックビットを分離し各々を4台のディスク装置5ないし8に振り分けて記憶させる記録手段10と、データおよびチェックビットを4台のディスク装置5ないし8から同時または順次読み出すアクセス手段11と、チェックビットによってデータのエラーチェックを行い必要に応じてエラーの訂正も行うエラー検査/訂正手段12と、ホストシステム1からの命令に応じて記録手段10とアクセス手段11を制御し、またエラー検査/訂正手段12からの情報をもとに正しいデータを選択し、ホストシステム1へデータを送り出すディスクアレイ制御手段13とを備えている。
【0017】ここで、本実施例のディスク・アレイ装置の動作について説明する。まず、ホストシステム1からディスク装置に対してデータを書き込む場合、データはディスクアレイ・コントローラ3が備えるチェックビット生成手段9によってチェックビットが付加され、記録手段10によってデータとチェックビットが分離され、データ部分を2台のディスク装置5と8の同一データブロックアドレスに、またチェックビット部分を2台のディスク装置6と7の同一データブロックアドレスに、同時または順次に書き込まれる。
【0018】次に、データを読み出す場合、ホストシステム1から読み出し命令を受けたディスクアレイ制御手段13はアクセス手段11を介して、同一データブロックアドレスに記憶されているデータを2台のディスク装置5と8から、同じくチェックビットを2台のディスク装置6と7から、それぞれ同時または順次に読み出し、各々をエラー検査/訂正手段12へ送る。エラー検査/訂正手段12において、各々のデータに対してエラーチェックが実施され、このエラーチェックの結果は、ディスクアレイ制御手段13に通知され、以下に示すような3つの場合について処理が行われる。
【0019】第1に、エラーが検出されなかった場合、ディスクアレイ制御手段13はディスク装置5あるいは8のどちらかのデータをホストシステム1へ送り出すようアクセス手段11に指示を出す。
【0020】第2に、エラーが検出された場合、ディスクアレイ制御手段13は、エラーのあったディスク装置のデータを無効にして、エラーの存在しない方のディスク装置のデータをホストシステム1へ送り出すようアクセス手段11に指示を出す。
【0021】第3に、両方のデータにおいてエラーが検出された場合は、エラー検査/訂正手段12によって可能な限り、データのエラー訂正が実施され、ディスクアレイ制御手段13は訂正されたデータをエラー検査/訂正手段12から受け取り、アクセス手段11を経由して、ホストシステム1へ送り出す。
【0022】このように、2台のディスク装置5と8に同一のデータを、他の2台のディスク装置に同一のチェックビットを記憶させ、ホストシステム1からの読み出し命令に対して、ディスクアレイ・コントローラ3は各々のディスク装置から同一のデータおよびチェックビットを同時または順次読み出し、エラーチェックを実施してエラーのないデータをホストシステム1へ送り続けることで、たとえデータが記憶されているディスク装置のいずれかに障害が発生したとしても、システムを一時的にでも停止させることなく運用が継続でき、システムの信頼性を高めることができる。
【0023】なお、本実施例では、同一のデータと同一のチェックビットを記憶するディスク装置をそれぞれ2台、合計4台有しているが、ディスク装置の台数をさらに増やすことによって信頼性の向上を図ることができる。
【0024】また、本実施例において、ホットリペア(活線挿抜)機能を有したり、ディスク装置間でのデータのコピーを自動的に行える機能を有しておれば、障害が発生したディスク装置の復元作業が効率的に行うことができ、さらに、ホストシステムからのひと塊のデータを分割して複数のディスク装置に記憶するディスクアレイ構成(ストライビング)と組み合わせれば、より冗長性を持たせることができ、システムの信頼性をさらに高めることができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明は、データを記憶するディスク装置に障害が発生しても、システムを一時的に停止することなく、情報処理手段へ常に正しいデータを送り続けることができるため、システムの信頼性を高めることができるという効果がある。特に、高い信頼性が要求される多くの端末機械が接続されたサーバ型のコンピュータシステム等に対して有効である。




 

 


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