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JP4894922B2 - Raidグループ変換装置、raidグループ変換方法およびraidグループ変換プログラム - Google Patents
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JP4894922B2 - Raidグループ変換装置、raidグループ変換方法およびraidグループ変換プログラム - Google Patents

Raidグループ変換装置、raidグループ変換方法およびraidグループ変換プログラム Download PDF

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Description

この発明は、RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)グループを他のRAIDグループに変換させるのに有用なRAIDグループ変換装置、RAIDグループ変換方法およびRAIDグループ変換プログラムに関し、特に、二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換させることができるRAIDグループ変換装置、RAIDグループ変換方法およびRAIDグループ変換プログラムに関する。
情報技術が進歩するのに従ってコンピュータシステムで取り扱われる情報が増大し、この情報を格納するディスクの大容量化が急速に進んでいる。ディスクの大容量化に伴ってディスク故障時に受けるデータ損失等の被害はますます大きくなっている。ディスク故障によるデータ損失を防止するための技術として、RAIDがある。このRAIDには、いくつかのレベルがあり、現在最も一般的に採用されているレベルのRAID1、RAID4およびRAID5は、RAIDグループに属する1ディスク分の故障に耐えることができる。これに対して、RAID6は、ストライプごとに二つのパリティを持つことによってRAIDグループに属する二ディスク分の故障にまで耐えることができる。したがって、1ディスク分の故障に耐え得るRAID1、RAID4およびRAID5レベルでディスクを管理するよりも、二ディスク分の故障にまで耐え得るRAID6レベルでディスクを管理する方が、複数あるディスクの対故障性を高めることができる。
それゆえに、RAID1、RAID4およびRAID5レベルで管理されているRAIDグループを、RAID6レベルのRAIDグループに容易に変更することができれば、複数あるディスクの対故障性を容易に高めることが可能となる。従来、RAIDレベルを変更する技術として、新たにディスクを追加してRAIDレベルを変更する技術(下記特許文献1参照)や、別途用意したRAIDグループにデータを移行させることでRAIDレベルを変更する技術(下記特許文献2参照)がある。
特開2006−120120号公報 特開2006−318017号公報
ところで、特許文献1に開示されている技術では、新たにディスクを追加する必要があり、特許文献2に開示されている技術では、変更後のRAIDグループのデータを格納するための領域を予めディスク内に用意しておかなければならない。したがって、これらの従来技術では、ディスクを購入する余裕がない場合や、装置内にディスクを搭載するスペースがない場合等のように、搭載ディスク台数に制限がある環境下においては、RAIDグループを変更させることができないという問題がある。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、搭載ディスク台数に制限がある環境であってもRAIDグループを容易に変換させることができるRAIDグループ変換装置、RAIDグループ変換方法およびRAIDグループ変換プログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換装置であって、二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込手段と、データ読込手段によって読み込まれた同一のストライプに属するデータを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成手段と、パリティ生成手段によって生成された二つのパリティを、同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換方法であって、二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込ステップと、データ読込ステップにおいて読み込まれた同一のストライプに属するデータを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成ステップと、パリティ生成ステップにおいて生成された二つのパリティを、同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換プログラムであって、二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込手順と、データ読込手順によって読み込まれた同一のストライプに属するデータを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成手順と、パリティ生成手順によって生成された二つのパリティを、同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
これらの発明によれば、二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体からストライプごとに読み込んだデータを用いて二つのパリティを生成し、この二つのパリティを上記ストライプごとにあるパリティ記憶領域に書き込むことで、ストライプごとに二つのパリティを有する一つのRAIDグループに変換させることができるため、ディスクを追加することなく、かつデータ部分を移行することなくRAIDグループを容易に変換させることができる。
また、本発明は、上記発明において、上記二つのRAIDグループは、複数の記録媒体にそれぞれ同一のデータを記憶させる第一のRAIDレベルおよびストライプごとに一つのパリティを有する第二のRAIDレベルのいずれかで管理されている二つのRAIDグループであり、上記一つのRAIDグループは、ストライプごとに二つのパリティを有する第三のRAIDレベルで管理されるRAIDグループであり、上記二つのRAIDグループに、第一のRAIDレベルで管理されているRAIDグループが含まれている場合に、当該第一のRAIDレベルで管理されているRAIDグループに属する複数の記録媒体のうち、一の記録媒体を、パリティを記憶するパリティ専用記録媒体として仮に設定する仮設定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、上記第一のRAIDレベルはRAID1であり、上記第二のRAIDレベルはRAID4またはRAID5であり、上記第三のRAIDレベルはRAID6であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、上記二つのRAIDグループごとのディスク容量は、他方のRAIDグループに属する複数の記録媒体に記憶されているデータおよびパリティの全データ使用量よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、上記二つのRAIDグループごとの全データ使用量が異なる場合に、当該全データ使用量が小さい方のRAIDグループに属する複数の記録媒体に、所定のデータを記憶させることで、二つのRAIDグループごとの全データ使用量を合致させることを特徴とする。
本発明によれば、二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体からストライプごとに読み込んだデータを用いて二つのパリティを生成し、この二つのパリティを上記ストライプごとにあるパリティ記憶領域に書き込むことで、ストライプごとに二つのパリティを有する一つのRAIDグループに変換させることができるため、ディスクを追加することなく、かつデータ部分を移行することなくRAIDグループを容易に変換させることができる。すなわち、本発明によれば、搭載ディスク台数に制限がある環境であってもRAIDグループを容易に変換させることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明に係るRAIDグループ変換装置、RAIDグループ変換方法およびRAIDグループ変換プログラムの好適な実施形態を詳細に説明する。
まず、本実施例におけるRAID装置の構成について説明する。図1は、RAID装置の構成図である。RAID装置1は、RAIDグループに属する複数のディスク(記録媒体)を管理する記憶装置である。ここで、RAIDは、ディスクを管理するための技術であり、ディスク故障によるデータ損失を防ぐとともに処理性能を向上させるための技術である。RAIDには、RAID0〜RAID6までのレベルがある。
例えば、RAID1は、データを二台のディスクに同時に書き込むレベルであり、ミラーリングとも呼ばれている。RAID4は、複数のディスクにわたってデータを帯状に記憶させるストライピングにパリティ専用ディスクを追加したものであり、ストライプごとに一つのパリティを配置する。RAID5は、RAID4におけるパリティ専用ディスクへのI/O集中を回避させるために、ストライプごとに一つ配置されるパリティを全てのディスクに分散して配置させた点でRAID4と異なる。RAID6は、ストライプごとに2つのパリティを生成し、それぞれを異なるディスクに分散して配置させることで、同一RAIDグループ内の二台のディスク故障まで救済できるようにしたものである。
本実施例におけるRAID装置は、RAID1、RAID4およびRAID5の各RAIDレベルのうちのいずれかのRAIDレベルで管理されている二つのRAIDグループを、RAID6で管理する一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換機能を有する点に特徴がある。本実施例では、説明の便宜のために、RAID5で管理されている二つのRAIDグループを、RAID6で管理する一つのRAIDグループに変換する場合について説明する。なお、変換前の二つのRAIDグループのRAIDレベル(RAID1、RAID4、RAID5)の組み合わせや、二つのRAIDグループを構成するディスク数については適宜設計可能である。
図1に示すように、RAID装置1は、サーバ2との接続を制御するCA(Channel Adapter)20と、ディスク40に記憶されているデータのI/O等を制御するCM(Controller Module)10と、CM10とディスク40との間の接続を制御するDA(Device Adapter)30と、RAIDグループに属するディスク40とを有する。CM10は、制御部11と、記憶部12とを有する。制御部11は、データ読込部111と、パリティ生成部112と、パリティ書込部113とを有する。
データ読込部111は、二つのRAIDグループに属する複数のディスクから、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込む。図2を参照して具体的に説明する。図2は、データ読込部のデータ読込機能を説明するための模式図である。同図には、RAID5で管理される二つのRAIDグループ40A、40Bに含まれる一のストライプSTに属するデータのうち、パリティP11、P21以外のデータD11、D12、D13、D21、D22、D23が、記憶部12のデータバッファ領域121に一時的に記憶された状態が示されている。つまり、データ読込部111は、二つのRAIDグループ40A、40Bに属する複数のディスク40から、一のストライプSTに属するパリティP11、P21以外のデータD11、D12、D13、D21、D22、D23を読み込む。データ読込先のストライプSTは、RAIDグループ40A、40B内にある全ストライプを対象にして順次選択される。
パリティ生成部112は、データ読込部111によって読み込まれた同一のストライプに属するデータを用いて、二つのパリティ(例えば、水平パリティPと重み付けパリティQ)を生成する。図3を参照して具体的に説明する。図3は、パリティ生成部のパリティ生成機能を説明するための模式図である。同図には、記憶部12のデータバッファ領域121に記憶されたデータD11、D12、D13、D21、D22、D23を用いて二つのパリティP01、P02が生成され、記憶部12のパリティバッファ領域122A、122Bにそれぞれが一時的に記憶された状態が示されている。つまり、パリティ生成部112は、データ読込部111によって読み込まれた一のストライプSTに属するデータD11、D12、D13、D21、D22、D23を用いて、二つのパリティP01、P02を生成する。
パリティ書込部113は、パリティ生成部112によって生成された二つのパリティを、パリティの生成元データを記憶するデータ記憶領域と同一のストライプにあるパリティ記憶領域に書き込む。図4を参照して具体的に説明する。図4は、パリティ書込部のパリティ書込機能を説明するための模式図である。同図には、RAID5で管理される二つのRAIDグループ40A、40Bに含まれる一のストライプSTに属する記憶領域のうち、パリティP11、P21が記憶されているパリティ記憶領域に、パリティ生成部112によって生成された二つのパリティP01、P02をそれぞれ書き込む状態が示されている。つまり、パリティ書込部113は、パリティ生成部112によって生成された二つのパリティP01、P02を、このパリティP01、P02の生成元であるデータD11、D12、D13、D21、D22、D23を記憶するデータ記憶領域と同一のストライプにあるパリティ記憶領域にそれぞれ書き込む。
ここで、本実施例におけるRAIDグループ変換処理を実行するためには、変換前の二つのRAIDグループごとのディスク容量が、他方のRAIDグループに属する複数のディスクに記憶されているデータおよびパリティの全データ使用量よりも大きいことが前提条件となる。これは、二つのRAIDグループから一つのRAIDグループに変換する場合には、二つのRAIDグループのそれぞれが有するストライプ数のうち、全データ使用量が多いほうのストライプ数が、変換後のRAIDグループのストライプ数になるためである。すなわち、一方のディスク容量が他方の全データ使用量よりも小さい場合には、変換後のRAIDグループが必要とする全てのストライプを形成することができなくなるためである。
また、二つのRAIDグループごとの全データ使用量が異なる場合には、全データ使用量が小さい方のRAIDグループに属する複数のディスクに、所定のデータを記憶させることで、二つのRAIDグループごとの全データ使用量を合致させる必要がある。二つのRAIDグループの同一のストライプにあるデータを用いてパリティを生成する必要があるため、二つのRAIDグループごとの全データ使用量を合致させる必要があるためである。所定のデータは、空データであってもよいし、全データ使用量を合致させるために用いたデータであることを認識できるようにした特定のデータであってもよい。
次に、図5を参照して、本実施例のRAID装置1における処理手順について説明する。図3は、RAIDグループ変換処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、RAID5で管理される二つのRAIDグループ40A、40Bを、RAID6で管理される一つのRAIDグループに変換する際の手順について説明する。
最初に、RAID装置1の制御部11は、変換の対象となる対象ストライプを特定し(ステップS101)、対象ストライプに排他を設定する(ステップS102)。続いて、RAID装置1のデータ読込部111は、対象ストライプにある第一のRAIDグループ40Aのデータ記憶領域からデータを読み込む(ステップS103)とともに、対象ストライプにある第二のRAIDグループ40Bのデータ記憶領域からデータを読み込む(ステップS104)。
続いて、RAID装置1のパリティ生成部112は、上記ステップS103およびS104でデータ読込部111によって読み込まれたデータを用いて、二つのパリティを生成する(ステップS105)。
続いて、RAID装置1のパリティ書込部113は、上記ステップS105でパリティ生成部112によって生成された二つのパリティのうちの一方のパリティを、対象ストライプにある第一のRAIDグループ40Aのパリティ記憶領域に書き込む(ステップS106)とともに、他方のパリティを、対象ストライプにある第二のRAIDグループ40Bのパリティ記憶領域に書き込む(ステップS107)。
続いて、RAID装置1の制御部11は、対象ストライプの排他を解除し(ステップS108)、全てのストライプの変換が終了したか否かを判定する(ステップS109)。この判定がNOである場合(ステップS109;NO)には、処理を上記ステップS101に移行させ、YESである場合(ステップS109;YES)には、RAIDグループ変換処理を終了させる。
上述してきたように、本実施例のRAID装置1では、RAID5で管理される二つのRAIDグループ40A、40Bに属する複数のディスク40からストライプSTごとに読み込んだデータを用いて二つのパリティを生成し、この二つのパリティを上記ストライプSTごとにあるパリティ記憶領域に書き込むことで、RAID6で管理される一つのRAIDグループに変換させることができる。
したがって、新たにディスクを追加することなくRAID5で管理されるRAIDグループをRAID6で管理されるRAIDグループに変換することができるため、搭載ディスク台数に制限がある環境であってもRAIDグループを変換させることができる。
また、データ部分を移行することなくRAIDグループを変換させることができるため、手間をかけることなく容易にRAIDグループの変換を行うことができる。
なお、上述した実施例においては、RAID5で管理されている二つのRAIDグループを、RAID6で管理する一つのRAIDグループに変換する場合について説明しているが、上述したように、変換前の二つのRAIDグループのRAIDレベル(RAID1、RAID4、RAID5)は、任意に組み合わせ可能である。ここで、変換前の二つのRAIDグループに、RAID1で管理されるRAIDグループが含まれる場合には、以下のようにすることで、上述したRAID5の場合と同様にRAIDグループ変換処理を行うことができる。
RAID1ではパリティが用いられていないため、RAID1で管理されている二つのディスクのうち、一方のディスクをパリティ専用ディスクに仮設定することで、上述したRAID5の場合と同様にRAIDグループ変換処理を行うことができる。図6を参照して、本変形例における制御部11の機能構成について説明する。図6は、変形例における制御部の機能構成図である。同図に示すように、本変形例における制御部11は、RAID1で管理されている二つのディスクのうち、一方のディスクをパリティ専用ディスクに仮設定する仮設定部114を有する点で、上述した実施例における制御部11の機能構成と異なる。仮設定部114以外の機能構成は、実施例における各機能構成と同様であるため、その説明を省略する。
最後に、図1に示した実施例におけるRAID装置1の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。例えば、RAID装置1の制御部11の機能をソフトウェアとして実装し、これをコンピュータで実行することにより、RAID装置1と同等の機能を実現することもできる。以下に、制御部11の機能をソフトウェアとして実装したRAIDグループ変換プログラム1071を実行するコンピュータの一例を示す。
図7は、RAIDグループ変換プログラムを実行するコンピュータの機能構成図である。このコンピュータ1000は、各種演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)1010と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置1020と、各種情報を表示するモニタ1030と、記録媒体からプログラム等を読み取る媒体読取装置1040と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受をおこなう通信装置1050と、各種情報を一時記憶するRAM(Random Access Memory)1060と、ハードディスク装置1070とをバス1080で接続して構成される。
そして、ハードディスク装置1070には、図1に示した制御部11と同様の機能を有するRAIDグループ変換プログラム1071と、RAIDグループ変換プログラム1071によって用いられる各種データに対応するRAIDグループ変換用データ1072とが記憶される。なお、RAIDグループ変換用データ1072を、適宜分散させ、ネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶させておくこともできる。
そして、CPU1010がRAIDグループ変換プログラム1071をハードディスク装置1070から読み出してRAM1060に展開することにより、RAIDグループ変換プログラム1071は、RAIDグループ変換プロセス1061として機能するようになる。そして、RAIDグループ変換プロセス1061は、RAIDグループ変換用データ1072から読み出した情報等を適宜RAM1060上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。
なお、RAIDグループ変換プログラム1071は、必ずしもハードディスク装置1070に格納されている必要はなく、CD−ROM等の記録媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ1000が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等を介してコンピュータ1000に接続される他のコンピュータ(またはサーバ)等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ1000がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
以上のように、本発明にかかるRAIDグループ変換装置、RAIDグループ変換方法およびRAIDグループ変換プログラムは、RAIDグループを他のRAIDグループに変換させるのに有用であり、特に、二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換させることに適している。
図1は、RAID装置の構成図である。 図2は、データ読込部のデータ読込機能を説明するための模式図である。 図3は、パリティ生成部のパリティ生成機能を説明するための模式図である。 図4は、パリティ書込部のパリティ書込機能を説明するための模式図である。 図5は、RAIDグループ変換処理の処理手順を示すフローチャートである。 図6は、変形例における制御部の機能構成図である。 図7は、RAIDグループ変換プログラムを実行するコンピュータの機能構成図である。
1 RAID装置
2 サーバ
10 CM
11 制御部
12 記憶部
20 CA
30 DA
40 ディスク
111 データ読込部
112 パリティ生成部
113 パリティ書込部
114 仮設定部
1000 コンピュータ
1010 CPU
1020 入力装置
1030 モニタ
1040 媒体読取装置
1050 通信装置
1060 RAM
1061 RAIDグループ変換プロセス
1070 ハードディスク装置
1071 RAIDグループ変換プログラム
1072 RAIDグループ変換用データ
1080 バス

Claims (7)

  1. 二つのRAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)グループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換装置であって、
    前記二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込手段と、
    前記データ読込手段によって読み込まれた同一のストライプに属する前記データを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成手段と、
    前記パリティ生成手段によって生成された前記二つのパリティを、前記同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込手段と、
    を備えることを特徴とするRAIDグループ変換装置。
  2. 前記二つのRAIDグループは、複数の記録媒体にそれぞれ同一のデータを記憶させる第一のRAIDレベルおよびストライプごとに一つのパリティを有する第二のRAIDレベルのいずれかで管理されている二つのRAIDグループであり、前記一つのRAIDグループは、ストライプごとに二つのパリティを有する第三のRAIDレベルで管理されるRAIDグループであり、
    前記二つのRAIDグループに、前記第一のRAIDレベルで管理されているRAIDグループが含まれている場合に、当該第一のRAIDレベルで管理されているRAIDグループに属する複数の記録媒体のうち、一の記録媒体を、パリティを記憶するパリティ専用記録媒体として仮に設定する仮設定手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のRAIDグループ変換装置。
  3. 前記第一のRAIDレベルはRAID1であり、前記第二のRAIDレベルはRAID4またはRAID5であり、前記第三のRAIDレベルはRAID6であることを特徴とする請求項2記載のRAIDグループ変換装置。
  4. 前記二つのRAIDグループごとのディスク容量は、他方のRAIDグループに属する複数の記録媒体に記憶されているデータおよびパリティの全データ使用量よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のRAIDグループ変換装置。
  5. 前記二つのRAIDグループごとの前記全データ使用量が異なる場合に、当該全データ使用量が小さい方のRAIDグループに属する複数の記録媒体に、所定のデータを記憶させることで、前記二つのRAIDグループごとの前記全データ使用量を合致させることを特徴とする請求項4記載のRAIDグループ変換装置。
  6. 二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換方法であって、
    前記二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込ステップと、
    前記データ読込ステップにおいて読み込まれた同一のストライプに属する前記データを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成ステップと、
    前記パリティ生成ステップにおいて生成された前記二つのパリティを、前記同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込ステップと、
    を含むことを特徴とするRAIDグループ変換方法。
  7. 二つのRAIDグループを一つのRAIDグループに変換するRAIDグループ変換プログラムであって、
    前記二つのRAIDグループに属する複数の記録媒体から、ストライプごとにパリティ以外のデータを読み込むデータ読込手順と、
    前記データ読込手順によって読み込まれた同一のストライプに属する前記データを用いて、二つのパリティを生成するパリティ生成手順と、
    前記パリティ生成手順によって生成された前記二つのパリティを、前記同一のストライプに属するパリティ記憶領域にそれぞれ書き込むパリティ書込手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするRAIDグループ変換プログラム。
JP2009519101A 2007-06-13 2007-06-13 Raidグループ変換装置、raidグループ変換方法およびraidグループ変換プログラム Expired - Fee Related JP4894922B2 (ja)

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