ディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラム
【課題】複数の用途や上位ホストごとに最適な制御パターンで動作しうるディスクアレイ装置等を提供する。
【解決手段】ディスクアレイ装置１０は、複数台の物理ディスク１２と、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラ１１とを備え、コントローラは、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部１１１ａと、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部１１１ｂとを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部１１２ａを併設すると共に、用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部１１２ｂを併設し、この構成に従ってデータを書き込む。
【解決手段】ディスクアレイ装置１０は、複数台の物理ディスク１２と、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラ１１とを備え、コントローラは、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部１１１ａと、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部１１１ｂとを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部１１２ａを併設すると共に、用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部１１２ｂを併設し、この構成に従ってデータを書き込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムに関し、特に短い処理時間かつ少ない計算処理で動作しうるディスクアレイ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＴ（Information Technology）への依存度が増すにつれて各種データの重要性はますます増大し、特にデータ配信、データベース、バックアップなどの種々の用途でデータの大容量保存に対する需要が増大している。そこで、コンピュータシステムにおける大容量記憶装置の役割はますます大きくなり、大容量記憶装置に対しては高信頼性化、高性能化などの要求も高まる一方である。
【０００３】
そこで、複数台の物理ディスクを仮想的に１台の物理ディスクに相当する論理ディスクとして使用するディスクアレイ装置が、そのような要求を満たす大容量記憶装置として使用されることが多い。また、それらのディスクアレイ装置は、冗長化された構成によって、同一の記録内容を何重にも書き込む構造になっていることが多い。
【０００４】
さらに、記録内容の破壊に備えて、パリティコードもしくはＥＣＣ（Error Correcting Code）などの誤り訂正符号を専用のドライブ（物理ディスク）に記録するなどのような構造になっている場合も多い。これらの技術は、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks、またはRedundant Arrays of Independent Disks）１〜６として規格化され、広く普及している。
【０００５】
これに関連して、次の各々の技術文献がある。その中でも特許文献１には、書き込みデータをＲＡＩＤブースターカード内のログメモリに蓄積して、１パリティブロック分のデータが揃った時に一括してディスクアレイに書き込むというディスク制御システムが記載されている。特許文献２には、ストレージサブシステム側がデータベースを備え、ホストサーバのハードウェア資源を利用せずに論理ボリュームを構築するというデータ処理システムが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、ディスクの回転を停止可能な論理ボリュームと停止不可能な論理ボリュームにデータを分けて記録することにより、消費電力を低減するというディスク制御システムが記載されている。特許文献４には、書き込みデータのＩ／Ｏ（入出力）パターンを判別して、そのパターンに応じてディスクの割り当てパターンを変更するというストレージ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０７５７４１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９９７６号公報
【特許文献３】特開２００７−０８６８４３号公報
【特許文献４】特開２０１０−０８６２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、ディスクアレイ装置はデータ配信、データベース、バックアップなどの種々の用途で利用されており、該ディスクアレイ装置単位では各々の用途に適した制御パターンでの制御は従来から実施されていた。しかしながら、ディスクアレイ装置は論理ディスクを構成して利用されることが大部分であるにもかかわらず、論理ディスク単位で各々の用途に適した制御パターンでの制御を実施することは不可能であった。
【０００９】
このため、特に、複数の上位ホストで１つのディスクアレイ装置を共有する構成で、各上位ホストごとに用途が異なる場合には、各上位ホストごとに最適な制御パターンを取ることができず、実際の用途には適していない制御パターンで制御を行うこととなる。これでは、余計な処理時間および計算処理がかかり、上位ホストとの間の性能の低下や装置内部の過負荷などが発生するという問題がある。
【００１０】
この問題を解決しうる技術は、前述の特許文献１〜４には記載されていない。特許文献１の技術は、ＲＡＩＤブースターカードという特殊なハードウェアを必要とし、また上位ホストごとに最適な制御パターンを取ることができない。特許文献２の技術は、上位ホストの側には特殊な構成を必要としないが、複数の上位ホストごとに異なる制御パターンを取ることはできない。
【００１１】
特許文献３の技術は、消費電力節減を目的とするものであるので、そもそも解決しようとする問題が本発明と異なり、また問題解決のための構成も異なる。特許文献４の技術は、データの種類に応じてディスクの割り当てパターンを変更するものである。即ち、特許文献１〜４のいずれも、複数の上位ホストごとに制御パターンを変更することを可能とするものではない。
【００１２】
本発明の目的は、複数の用途や上位ホストごとに最適な制御パターンで動作して、短い処理時間かつ少ない計算処理で動作しうるディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るディスクアレイ装置は、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、コントローラは、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部と、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、論理ディスク制御部が、この構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込むことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る論理ディスク制御方法は、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、上位ホストからの動作命令を入出力制御部が受信し、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が論理ディスクに書き込み、動作命令に対する応答を入出力制御部が上位ホストに送信することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る論理ディスクプログラムは、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、上位ホストからの動作命令を受信する手順、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む手順、および動作命令に対する応答を上位ホストに送信する手順を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述したように、設定記憶部に記憶された物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成に従ってデータを読み書きするように構成したので、用途や上位ホスト種類などに適した複数種類の構成で動作することができる。これによって、複数の用途や上位ホストごとに最適な制御パターンで動作して、短い処理時間かつ少ない計算処理で動作できるという優れた特徴を持つディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るディスクアレイ装置の構成について示す説明図である。
【図２】図１で示した物理ディスク（論理ディスク）の各々に記憶される内容について示す説明図である。
【図３】図１で示した設定記憶部に記憶されている論理ディスクの制御パターンについて示す説明図である。
【図４】図１で示したコントローラが行う論理ディスクの制御の動作について示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「標準モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【図６】図５のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。
【図７】図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「バックアップ用途モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【図８】図７のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態の構成について添付図１に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、２台以上の上位ホスト２０に接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であり、複数台の物理ディスク１２ａ、１２ｂ、…と、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラ１１とを備える。コントローラ１１は、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部１１１ａと、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部１１１ｂとを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部１１２ａを併設すると共に、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部１１２ｂを併設し、論理ディスク制御部１１１ｂが、この構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む。
【００１９】
また、論理ディスク制御部１１１ｂは、書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを書き込み対象のデータと共に論理ディスクに書き込む機能を有する。そして、設定記憶部１１２ｂは、上位ホストごとに複数種類の構成を記憶している。
【００２０】
さらに、論理ディスク制御部１１１ｂは、受信した書き込み対象データをバッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して論理ディスクに書き込む機能を有する。
【００２１】
以上の構成を備えることにより、ディスクアレイ装置１０は、複数の上位ホストごとに最適な制御パターンで動作することが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るディスクアレイ装置１０の構成について示す説明図である。ディスクアレイ装置１０は、複数台の上位ホスト２０ａ，２０ｂ，…（以後、総称して上位ホスト２０という）からの動作命令に応じて、データの書き込みおよび読み出しを行う大容量記憶装置である。
【００２３】
ディスクアレイ装置１０は、制御用のプロセッサを含むコントローラ１１と、物理的なハードディスク装置である物理ディスク１２ａ〜ｅとが接続されて構成されている。図１には、５台の物理ディスク１２ａ〜ｅが示されているが、この台数は任意である。この物理ディスク１２ａ〜ｅによって、後述の論理ディスク１２０が構成される。また、上位ホスト２０の台数も任意である。
【００２４】
コントローラ１１は、基本的なコンピュータとしての構成を備えている。即ち、コントローラ１１は、コンピュータプログラムの実行主体であるプロセッサ１１１を備え、また処理に使用するデータなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによる記憶手段１１２を併設している。なお、上位ホスト２０、あるいは物理ディスク１２ａ〜ｅとの接続に必要な通信手段やインターフェースなどについては、本発明を説明するためには特に必要ではないので記載していない。
【００２５】
プロセッサ１１１は、制御プログラムが動作することにより、入出力制御部１１１ａ、および論理ディスク制御部１１１ｂとして動作する。これらの各々の詳しい動作については後述する。また、記憶手段１１２には、データを物理ディスク１２ａ〜ｅに読み書きする際に当該データの一時記憶域として使用されるバッファメモリ部１１２ａと、後述の論理ディスクの設定について記憶する設定記憶部１１２ｂという各々の記憶領域がある。
【００２６】
入出力制御部１１１ａは、上位ホスト２０から論理ディスク１２０に対する動作命令（データ書き込み要求またはデータ読み込み要求）に対して、上位ホストへ送信する応答を制御する。
【００２７】
論理ディスク制御部１１１ｂは、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンに基づいて、入出力制御部１１１ａから受け取った書き込みデータを物理ディスク１２ａ〜ｅによって構成された論理ディスク１２０に書き込む。また、論理ディスク１２０から読み出しデータを読み出す。その際、これらの書き込みデータおよび読み出しデータをバッファメモリ部１１２ａに一時的に格納する。
【００２８】
図２は、図１で示した物理ディスク１２ａ〜ｅの各々に記憶される内容について示す説明図である。物理ディスク１２ａ〜ｅは、論理ディスク１２０を構成するよう設定されている。論理ディスク１２０は、物理ディスク１２ａ〜ｅのうちの少なくとも２台以上を使用する設定である。
【００２９】
論理ディスク制御部１１１ｂは、書き込み対象であるデータ１３０をデータブロックＡ〜Ｄ（１３０ａ〜１３０ｄ）の4ブロックに分割し、冗長性を保つためのパリティデータであるパリティブロックＰ１３０ｅをデータブロックＡ〜Ｄから作成し、これらを１つのＲＡＩＤブロック１３０ｆとして論理ディスク１２０に記録する。論理ディスク制御部１１１ｂは、このデータ１３０に続くデータ１３１，１３２…に対しても、同様の処理を継続する。ただし、パリティブロックＰの位置は順次シフトしていく。
【００３０】
図３は、図１で示した設定記憶部１１２ｂに記憶されている論理ディスク１２０の制御パターンについて示す説明図である。論理ディスク１２０の制御パターンには、「標準モード」「データ配信用途モード」「バックアップ用途モード」「データベース用途モード」「データベース用ＬＯＧ用途モード」「指定モード」という６通りの制御パターンが存在する。この中から、上位ホストの用途に合わせて選択された制御パターンを、論理ディスク１２０の制御設定として設定記憶部１１２ｂに記憶する。
【００３１】
このうち、「標準モード」は、後述する通常の論理ディスクの制御パターンである。「データ配信用途モード」は、映像データなどの配信に適した動作であり、論理ディスク１２０から先読みするデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を通常より多く確保し、より多くのデータを先読みするように動作する。
【００３２】
「バックアップ用途モード」は、大量のデータのバックアップに適した動作であり、論理ディスク１２０に書き込むよう上位ホスト２０から受信したデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を通常より多く確保して、後述するデータ一括書き込みの動作を行う。
【００３３】
「データベース用途モード」は、データの先読みを禁止し、論理ディスク１２０に読み書きするデータのブロック量を小さくする。「データベース用ＬＯＧ用途モード」は、論理ディスク１２０から先読みするデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を少なくして先読みするデータの分量を小さくし、かつ論理ディスク１２０に読み書きするデータのブロック量を小さくすると共に、複数ファイルを一度に開くマルチオープン機能を有効にする。
【００３４】
「指定モード」は、ここまでで述べたバッファメモリ部１１２ａの容量、データのブロック量、先読みの有効／無効、先読みするデータの分量、マルチオープン機能の有効／無効などを、ユーザが個別に設定できる動作モードである。
【００３５】
ここで、これらの動作モードは、各々の上位ホスト２０ごとに設定可能なものである。例えば、上位ホスト２０ａからの動作命令に対してはディスクアレイ装置１０は「バックアップ用途モード」で動作し、上位ホスト２０ｂからの動作命令に対してはディスクアレイ装置１０は「データベース用途モード」で動作する、などのように設定することが可能である。その際、各々の動作モードに対して設定される論理ドライブを、別々の物理ドライブ上に設定することも可能である。
【００３６】
図４は、図１で示したコントローラ１１が行う論理ディスク１２０の制御の動作について示すフローチャートである。上位ホスト２０から入出力命令を受信した（ステップＳ２０１）コントローラ１１は、これに対応する入出力処理を開始する。
【００３７】
まず、入出力制御部１１１ａが、受信した入出力命令が書き込み処理であるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、書き込み処理であれば（ステップＳ２０２がイエス）、受信した書き込みデータを論理ディスク制御部１１１ｂがバッファメモリ部１１２ａに格納して、入出力制御部１１１ａが上位ホスト２０に書き込み処理終了を報告して（ステップＳ２０３）ステップＳ２０４に進む。受信した入出力命令が読み込み処理であれば（ステップＳ２０２がノー）、そのままステップＳ２０４に進む。
【００３８】
続いて論理ディスク制御部１１１ｂは、設定記憶部１１２ｂに記憶された論理ディスク１２０の動作モードの設定を読み取り、これに応じて論理ディスク１２０の制御方法を指定する（ステップＳ２０４）。そして論理ディスク制御部１１１ｂは、この指定された制御方法に基づいて論理ディスク１２０に対する書き込みもしくは読み込みの動作を実行する（ステップＳ２０５）。
【００３９】
続いて入出力制御部１１１ａが、前述の入出力命令が読み込み処理であるか否かを判断し（ステップＳ２０６）、読み込み処理であれば（ステップＳ２０６がイエス）、論理ディスク制御部１１１ｂが読み込んだデータをバッファメモリ部１１２ａに格納して（ステップＳ２０７）、そのデータを入出力制御部１１１ａが読み込んで上位ホスト２０に転送して（ステップＳ２０８）処理を終了する。前述の入出力命令が書き込み処理であれば（ステップＳ２０６がノー）、そのまま処理を終了する。
【００４０】
（標準モードのデータの書き込みの動作）
図５は、図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「標準モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【００４１】
論理ディスク制御部１１１ｂが論理ディスク１２０へのデータ書き込み処理の依頼を受けると（ステップＳ３０１）、まず書き込み処理の対象となるデータブロックが属するＲＡＩＤブロックで、書き込み対象以外のデータブロックのデータを読み込み（ステップＳ３０２）、読み込んだそれらのデータを基にパリティデータを再作成し、（ステップＳ３０３）、書き込みデータと再作成したパリティとを各々対象データブロックとパリティブロックに書き込む（ステップＳ３０４）。
【００４２】
その後で論理ディスク制御部１１１ｂは、対象データブロックへのデータの書き込みを全て完了したか否かを判断し（ステップＳ３０５）、完了していなければステップＳ３０２〜３０４の処理を繰り返す。完了すればそのまま終了する。
【００４３】
図６は、図５のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。図６では、図２に示した論理ディスク１２０上のデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が順番に発生したという例を示している。
【００４４】
まずデータブロックＡに対するデータ書き込み処理が発生すると（ステップＡ０１）、論理ディスク制御部１１１ｂはデータブロックＡに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＡ０２，図４のステップＳ２０３）。続いてデータブロックＢ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が発生する（ステップＡ０３，０５，０７）たびに、それらのデータブロックに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＡ０４，０６，０８，図４のステップＳ２０３）。
【００４５】
データブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータが一通り揃った時点で、論理ディスク制御部１１１ｂは、データブロックＡのデータを除くデータブロックＢ，Ｃ，Ｄのデータを読み出して（ステップＡ０９，図５のステップＳ３０２）それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＡ１０，図５のステップＳ３０３）、データブロックＡに対する書き込みデータとパリティデータとを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＡ１１，図５のステップＳ３０４）。
【００４６】
以後、データブロックＢ，Ｃ，Ｄのデータに対しても上記と同様に、当該データブロックを除く他ブロックのデータを読み出して（ステップＡ１２，１５，１８，図５のステップＳ３０２）それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＡ１３，１６，１９，図５のステップＳ３０３）、当該データブロックに対する書き込みデータとパリティデータとを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＡ１４，１７，２０，図５のステップＳ３０４）。
【００４７】
即ち、１つのデータブロックのデータを書き込むたびにパリティデータの再作成を行っては同一のパリティブロックに書き込んでいる。これでは、パリティデータの再作成が何度も発生するので、効率的とはいえない。
【００４８】
（バックアップ用途モードのデータの書き込みの動作）
図７は、図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「バックアップ用途モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【００４９】
論理ディスク制御部１１１ｂが論理ディスク１２０へのデータ書き込み処理の依頼を受けると（ステップＳ４０１）、まずデータ書き込み処理の対象となるデータ量がＲＡＩＤブロック単位（データＡ〜Ｄ）の分量を超えているか否かを判断して（ステップＳ４０２）、越えていなければ（ステップＳ４０２がノー）ステップＳ４０６に処理が進んで、そのデータに対して通常の書き込み処理を行って（ステップＳ４０６）処理を終了する。
【００５０】
バッファメモリ部１１２ａに記憶されている、書き込み対象となるデータ量がＲＡＩＤブロック単位（データＡ〜Ｄ）の分量を超えていれば（ステップＳ４０２がイエス）、ＲＡＩＤブロック単位のデータでパリティデータを作成し（ステップＳ４０３）、ＲＡＩＤブロック単位の各データとステップＳ４０４で作成したパリティデータを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＳ４０４）。
【００５１】
その上で、ＲＡＩＤブロック単位で処理できなかったデータがバッファメモリ部１１２ａに残っているか否かを判断し（ステップＳ４０５）、残っていなければ（ステップＳ４０５がノー）そのまま処理を終了し、残っていれば（ステップＳ４０５がイエス）ステップＳ４０６に処理が進んで、そのデータに対して通常の書き込み処理を行って（ステップＳ４０６）処理を終了する。
【００５２】
図８は、図７のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。図６と同様に、図８でも、図２に示した論理ディスク１２０上のデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が順番に発生したという例を示している。
【００５３】
まずデータブロックＡに対するデータ書き込み処理が発生すると（ステップＢ０１）、図７のステップＳ４０２はノーなので、論理ディスク制御部１１１ｂはデータブロックＡに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＢ０２、図７のステップＳ４０６）。
【００５４】
続いてデータブロックＢ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が発生する（ステップＢ０３，０５，０７）たびに、同じようにそれらのデータブロックに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＢ０４，０６，０８、図７のステップＳ４０６）。
【００５５】
データブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータが一通りバッファメモリ部１１２ａに記憶された時点で、バッファメモリ部１１２ａに記憶されたデータの容量がＲＡＩＤブロック単位の分量を超えて、ステップＳ４０２がイエスとなる。即ち、ＲＡＩＤブロック単位のデータが揃ったことになる。
【００５６】
論理ディスク制御部１１１ｂは、バッファメモリ部１１２ａからデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータを読み出して、それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＢ０９、図７のステップＳ４０３）、これらの書き込みデータを各々論理ディスク１２０の対応するブロックに書き込む（ステップＢ１０、図７のステップＳ４０４）。これでバッファメモリ部１１２ａは空になるので（ステップＳ４０５がノー）、そのまま処理を終了する。
【００５７】
即ち、図６で説明した「標準モード」の動作では論理ディスク１２０へのデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みの動作に２０ステップを要し、論理ディスク１２０に対して読み込み１２回・書き込み８回を行っていたが、同じ動作が図８で説明した「バックアップ用途モード」では１０ステップで済み、かつ論理ディスク１２０に対してはデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとパリティデータの書き込み、即ち５回の書き込みを行うだけで済む。
【００５８】
以上、「標準モード」と「バックアップ用途モード」の間での動作の違いについて説明した。このように、本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンによって、用途に適した動作を行って処理時間や計算処理を節減することが可能となる。
【００５９】
（第１の実施形態の全体的な動作）
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。
本実施形態に係る論理ディスク制御方法は、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置１０にあって、物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、上位ホストからの動作命令を入出力制御部が受信し、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し（図４・ステップＳ２０３，２０７）、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が論理ディスクに書き込み（図４・ステップＳ２０５，２０７）、動作命令に対する応答を入出力制御部が上位ホストに送信する（図４・ステップＳ２０３，２０８）。
【００６０】
ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコントローラ１１に実行させるようにしてもよい。本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フラッシュメモリ等に記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
この動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。
【００６１】
本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンによって、用途に適した動作を行って処理時間や計算処理を節減することが可能となる。これによって、装置内部の負荷を軽減し、上位ホストとの間の性能を向上するなどのような具体的な効果を得ることができる。この制御パターンは、用途や上位ホストなどに応じて複数種類設定することができ、その設定に応じてディスクアレイ装置１０に異なる動作をさせることが容易にできる。
【００６２】
なお、制御パターンは、複数の上位ホストに応じて切り替えるものであってもよいし、また同一の上位ホストであっても、ディスクアレイ装置を動作させるソフトウェア（たとえばデータベース、バックアップなど）によって切り替えるようにしてもよい。
【００６３】
これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。
【００６４】
上述した実施形態について、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下のようになる。なお、上記実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
（付記１） ２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記上位ホストから前記動作命令を受信してこれに対する応答を前記上位ホストに送信する入出力制御部と、前記上位ホストから受信した書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、前記書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、
前記論理ディスク制御部が、この構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込むことを特徴とするディスクアレイ装置。
【００６６】
（付記２） 前記論理ディスク制御部が、前記書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを前記書き込み対象のデータと共に前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６７】
（付記３） 前記設定記憶部が、前記上位ホストごとに複数種類の前記構成を記憶していることを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６８】
（付記４） 前記論理ディスク制御部は、
受信した前記書き込み対象データを前記バッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６９】
（付記５） 複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、
前記上位ホストからの前記動作命令を入出力制御部が受信し、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が前記論理ディスクに書き込み、
前記動作命令に対する応答を前記入出力制御部が前記上位ホストに送信する
ことを特徴とする論理ディスク制御方法。
【００７０】
（付記６） 複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、
前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、
前記上位ホストからの前記動作命令を受信する手順、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む手順、
および前記動作命令に対する応答を前記上位ホストに送信する手順
を実行させることを特徴とする論理ディスク制御プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、パリティタイプのＲＡＩＤを有するディスクアレイ装置に幅広く適用可能である。特に、複数の上位ホストに共有されるディスクアレイ装置に適する。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ディスクアレイ装置
１１ コントローラ
１２ａ〜ｅ 物理ディスク
２０、２０ａ〜… 上位ホスト
１１１ プロセッサ
１１１ａ 入出力制御部
１１１ｂ 論理ディスク制御部
１１２ 記憶手段
１１２ａ バッファメモリ部
１１２ｂ 設定記憶部
１２０ 論理ディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムに関し、特に短い処理時間かつ少ない計算処理で動作しうるディスクアレイ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＴ（Information Technology）への依存度が増すにつれて各種データの重要性はますます増大し、特にデータ配信、データベース、バックアップなどの種々の用途でデータの大容量保存に対する需要が増大している。そこで、コンピュータシステムにおける大容量記憶装置の役割はますます大きくなり、大容量記憶装置に対しては高信頼性化、高性能化などの要求も高まる一方である。
【０００３】
そこで、複数台の物理ディスクを仮想的に１台の物理ディスクに相当する論理ディスクとして使用するディスクアレイ装置が、そのような要求を満たす大容量記憶装置として使用されることが多い。また、それらのディスクアレイ装置は、冗長化された構成によって、同一の記録内容を何重にも書き込む構造になっていることが多い。
【０００４】
さらに、記録内容の破壊に備えて、パリティコードもしくはＥＣＣ（Error Correcting Code）などの誤り訂正符号を専用のドライブ（物理ディスク）に記録するなどのような構造になっている場合も多い。これらの技術は、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks、またはRedundant Arrays of Independent Disks）１〜６として規格化され、広く普及している。
【０００５】
これに関連して、次の各々の技術文献がある。その中でも特許文献１には、書き込みデータをＲＡＩＤブースターカード内のログメモリに蓄積して、１パリティブロック分のデータが揃った時に一括してディスクアレイに書き込むというディスク制御システムが記載されている。特許文献２には、ストレージサブシステム側がデータベースを備え、ホストサーバのハードウェア資源を利用せずに論理ボリュームを構築するというデータ処理システムが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、ディスクの回転を停止可能な論理ボリュームと停止不可能な論理ボリュームにデータを分けて記録することにより、消費電力を低減するというディスク制御システムが記載されている。特許文献４には、書き込みデータのＩ／Ｏ（入出力）パターンを判別して、そのパターンに応じてディスクの割り当てパターンを変更するというストレージ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０７５７４１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９９７６号公報
【特許文献３】特開２００７−０８６８４３号公報
【特許文献４】特開２０１０−０８６２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、ディスクアレイ装置はデータ配信、データベース、バックアップなどの種々の用途で利用されており、該ディスクアレイ装置単位では各々の用途に適した制御パターンでの制御は従来から実施されていた。しかしながら、ディスクアレイ装置は論理ディスクを構成して利用されることが大部分であるにもかかわらず、論理ディスク単位で各々の用途に適した制御パターンでの制御を実施することは不可能であった。
【０００９】
このため、特に、複数の上位ホストで１つのディスクアレイ装置を共有する構成で、各上位ホストごとに用途が異なる場合には、各上位ホストごとに最適な制御パターンを取ることができず、実際の用途には適していない制御パターンで制御を行うこととなる。これでは、余計な処理時間および計算処理がかかり、上位ホストとの間の性能の低下や装置内部の過負荷などが発生するという問題がある。
【００１０】
この問題を解決しうる技術は、前述の特許文献１〜４には記載されていない。特許文献１の技術は、ＲＡＩＤブースターカードという特殊なハードウェアを必要とし、また上位ホストごとに最適な制御パターンを取ることができない。特許文献２の技術は、上位ホストの側には特殊な構成を必要としないが、複数の上位ホストごとに異なる制御パターンを取ることはできない。
【００１１】
特許文献３の技術は、消費電力節減を目的とするものであるので、そもそも解決しようとする問題が本発明と異なり、また問題解決のための構成も異なる。特許文献４の技術は、データの種類に応じてディスクの割り当てパターンを変更するものである。即ち、特許文献１〜４のいずれも、複数の上位ホストごとに制御パターンを変更することを可能とするものではない。
【００１２】
本発明の目的は、複数の用途や上位ホストごとに最適な制御パターンで動作して、短い処理時間かつ少ない計算処理で動作しうるディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るディスクアレイ装置は、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、コントローラは、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部と、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、論理ディスク制御部が、この構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込むことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る論理ディスク制御方法は、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、上位ホストからの動作命令を入出力制御部が受信し、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が論理ディスクに書き込み、動作命令に対する応答を入出力制御部が上位ホストに送信することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る論理ディスクプログラムは、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、上位ホストからの動作命令を受信する手順、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む手順、および動作命令に対する応答を上位ホストに送信する手順を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述したように、設定記憶部に記憶された物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成に従ってデータを読み書きするように構成したので、用途や上位ホスト種類などに適した複数種類の構成で動作することができる。これによって、複数の用途や上位ホストごとに最適な制御パターンで動作して、短い処理時間かつ少ない計算処理で動作できるという優れた特徴を持つディスクアレイ装置、論理ディスク制御方法および制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るディスクアレイ装置の構成について示す説明図である。
【図２】図１で示した物理ディスク（論理ディスク）の各々に記憶される内容について示す説明図である。
【図３】図１で示した設定記憶部に記憶されている論理ディスクの制御パターンについて示す説明図である。
【図４】図１で示したコントローラが行う論理ディスクの制御の動作について示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「標準モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【図６】図５のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。
【図７】図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「バックアップ用途モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【図８】図７のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態の構成について添付図１に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、２台以上の上位ホスト２０に接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であり、複数台の物理ディスク１２ａ、１２ｂ、…と、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラ１１とを備える。コントローラ１１は、上位ホストから動作命令を受信してこれに対する応答を上位ホストに送信する入出力制御部１１１ａと、上位ホストから受信した書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部１１１ｂとを備え、書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部１１２ａを併設すると共に、上位ホストによって特定される用途に応じた物理ディスクの論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部１１２ｂを併設し、論理ディスク制御部１１１ｂが、この構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスクに書き込む。
【００１９】
また、論理ディスク制御部１１１ｂは、書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを書き込み対象のデータと共に論理ディスクに書き込む機能を有する。そして、設定記憶部１１２ｂは、上位ホストごとに複数種類の構成を記憶している。
【００２０】
さらに、論理ディスク制御部１１１ｂは、受信した書き込み対象データをバッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して論理ディスクに書き込む機能を有する。
【００２１】
以上の構成を備えることにより、ディスクアレイ装置１０は、複数の上位ホストごとに最適な制御パターンで動作することが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るディスクアレイ装置１０の構成について示す説明図である。ディスクアレイ装置１０は、複数台の上位ホスト２０ａ，２０ｂ，…（以後、総称して上位ホスト２０という）からの動作命令に応じて、データの書き込みおよび読み出しを行う大容量記憶装置である。
【００２３】
ディスクアレイ装置１０は、制御用のプロセッサを含むコントローラ１１と、物理的なハードディスク装置である物理ディスク１２ａ〜ｅとが接続されて構成されている。図１には、５台の物理ディスク１２ａ〜ｅが示されているが、この台数は任意である。この物理ディスク１２ａ〜ｅによって、後述の論理ディスク１２０が構成される。また、上位ホスト２０の台数も任意である。
【００２４】
コントローラ１１は、基本的なコンピュータとしての構成を備えている。即ち、コントローラ１１は、コンピュータプログラムの実行主体であるプロセッサ１１１を備え、また処理に使用するデータなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによる記憶手段１１２を併設している。なお、上位ホスト２０、あるいは物理ディスク１２ａ〜ｅとの接続に必要な通信手段やインターフェースなどについては、本発明を説明するためには特に必要ではないので記載していない。
【００２５】
プロセッサ１１１は、制御プログラムが動作することにより、入出力制御部１１１ａ、および論理ディスク制御部１１１ｂとして動作する。これらの各々の詳しい動作については後述する。また、記憶手段１１２には、データを物理ディスク１２ａ〜ｅに読み書きする際に当該データの一時記憶域として使用されるバッファメモリ部１１２ａと、後述の論理ディスクの設定について記憶する設定記憶部１１２ｂという各々の記憶領域がある。
【００２６】
入出力制御部１１１ａは、上位ホスト２０から論理ディスク１２０に対する動作命令（データ書き込み要求またはデータ読み込み要求）に対して、上位ホストへ送信する応答を制御する。
【００２７】
論理ディスク制御部１１１ｂは、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンに基づいて、入出力制御部１１１ａから受け取った書き込みデータを物理ディスク１２ａ〜ｅによって構成された論理ディスク１２０に書き込む。また、論理ディスク１２０から読み出しデータを読み出す。その際、これらの書き込みデータおよび読み出しデータをバッファメモリ部１１２ａに一時的に格納する。
【００２８】
図２は、図１で示した物理ディスク１２ａ〜ｅの各々に記憶される内容について示す説明図である。物理ディスク１２ａ〜ｅは、論理ディスク１２０を構成するよう設定されている。論理ディスク１２０は、物理ディスク１２ａ〜ｅのうちの少なくとも２台以上を使用する設定である。
【００２９】
論理ディスク制御部１１１ｂは、書き込み対象であるデータ１３０をデータブロックＡ〜Ｄ（１３０ａ〜１３０ｄ）の4ブロックに分割し、冗長性を保つためのパリティデータであるパリティブロックＰ１３０ｅをデータブロックＡ〜Ｄから作成し、これらを１つのＲＡＩＤブロック１３０ｆとして論理ディスク１２０に記録する。論理ディスク制御部１１１ｂは、このデータ１３０に続くデータ１３１，１３２…に対しても、同様の処理を継続する。ただし、パリティブロックＰの位置は順次シフトしていく。
【００３０】
図３は、図１で示した設定記憶部１１２ｂに記憶されている論理ディスク１２０の制御パターンについて示す説明図である。論理ディスク１２０の制御パターンには、「標準モード」「データ配信用途モード」「バックアップ用途モード」「データベース用途モード」「データベース用ＬＯＧ用途モード」「指定モード」という６通りの制御パターンが存在する。この中から、上位ホストの用途に合わせて選択された制御パターンを、論理ディスク１２０の制御設定として設定記憶部１１２ｂに記憶する。
【００３１】
このうち、「標準モード」は、後述する通常の論理ディスクの制御パターンである。「データ配信用途モード」は、映像データなどの配信に適した動作であり、論理ディスク１２０から先読みするデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を通常より多く確保し、より多くのデータを先読みするように動作する。
【００３２】
「バックアップ用途モード」は、大量のデータのバックアップに適した動作であり、論理ディスク１２０に書き込むよう上位ホスト２０から受信したデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を通常より多く確保して、後述するデータ一括書き込みの動作を行う。
【００３３】
「データベース用途モード」は、データの先読みを禁止し、論理ディスク１２０に読み書きするデータのブロック量を小さくする。「データベース用ＬＯＧ用途モード」は、論理ディスク１２０から先読みするデータを記憶するバッファメモリ部１１２ａの容量を少なくして先読みするデータの分量を小さくし、かつ論理ディスク１２０に読み書きするデータのブロック量を小さくすると共に、複数ファイルを一度に開くマルチオープン機能を有効にする。
【００３４】
「指定モード」は、ここまでで述べたバッファメモリ部１１２ａの容量、データのブロック量、先読みの有効／無効、先読みするデータの分量、マルチオープン機能の有効／無効などを、ユーザが個別に設定できる動作モードである。
【００３５】
ここで、これらの動作モードは、各々の上位ホスト２０ごとに設定可能なものである。例えば、上位ホスト２０ａからの動作命令に対してはディスクアレイ装置１０は「バックアップ用途モード」で動作し、上位ホスト２０ｂからの動作命令に対してはディスクアレイ装置１０は「データベース用途モード」で動作する、などのように設定することが可能である。その際、各々の動作モードに対して設定される論理ドライブを、別々の物理ドライブ上に設定することも可能である。
【００３６】
図４は、図１で示したコントローラ１１が行う論理ディスク１２０の制御の動作について示すフローチャートである。上位ホスト２０から入出力命令を受信した（ステップＳ２０１）コントローラ１１は、これに対応する入出力処理を開始する。
【００３７】
まず、入出力制御部１１１ａが、受信した入出力命令が書き込み処理であるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、書き込み処理であれば（ステップＳ２０２がイエス）、受信した書き込みデータを論理ディスク制御部１１１ｂがバッファメモリ部１１２ａに格納して、入出力制御部１１１ａが上位ホスト２０に書き込み処理終了を報告して（ステップＳ２０３）ステップＳ２０４に進む。受信した入出力命令が読み込み処理であれば（ステップＳ２０２がノー）、そのままステップＳ２０４に進む。
【００３８】
続いて論理ディスク制御部１１１ｂは、設定記憶部１１２ｂに記憶された論理ディスク１２０の動作モードの設定を読み取り、これに応じて論理ディスク１２０の制御方法を指定する（ステップＳ２０４）。そして論理ディスク制御部１１１ｂは、この指定された制御方法に基づいて論理ディスク１２０に対する書き込みもしくは読み込みの動作を実行する（ステップＳ２０５）。
【００３９】
続いて入出力制御部１１１ａが、前述の入出力命令が読み込み処理であるか否かを判断し（ステップＳ２０６）、読み込み処理であれば（ステップＳ２０６がイエス）、論理ディスク制御部１１１ｂが読み込んだデータをバッファメモリ部１１２ａに格納して（ステップＳ２０７）、そのデータを入出力制御部１１１ａが読み込んで上位ホスト２０に転送して（ステップＳ２０８）処理を終了する。前述の入出力命令が書き込み処理であれば（ステップＳ２０６がノー）、そのまま処理を終了する。
【００４０】
（標準モードのデータの書き込みの動作）
図５は、図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「標準モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【００４１】
論理ディスク制御部１１１ｂが論理ディスク１２０へのデータ書き込み処理の依頼を受けると（ステップＳ３０１）、まず書き込み処理の対象となるデータブロックが属するＲＡＩＤブロックで、書き込み対象以外のデータブロックのデータを読み込み（ステップＳ３０２）、読み込んだそれらのデータを基にパリティデータを再作成し、（ステップＳ３０３）、書き込みデータと再作成したパリティとを各々対象データブロックとパリティブロックに書き込む（ステップＳ３０４）。
【００４２】
その後で論理ディスク制御部１１１ｂは、対象データブロックへのデータの書き込みを全て完了したか否かを判断し（ステップＳ３０５）、完了していなければステップＳ３０２〜３０４の処理を繰り返す。完了すればそのまま終了する。
【００４３】
図６は、図５のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。図６では、図２に示した論理ディスク１２０上のデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が順番に発生したという例を示している。
【００４４】
まずデータブロックＡに対するデータ書き込み処理が発生すると（ステップＡ０１）、論理ディスク制御部１１１ｂはデータブロックＡに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＡ０２，図４のステップＳ２０３）。続いてデータブロックＢ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が発生する（ステップＡ０３，０５，０７）たびに、それらのデータブロックに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＡ０４，０６，０８，図４のステップＳ２０３）。
【００４５】
データブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータが一通り揃った時点で、論理ディスク制御部１１１ｂは、データブロックＡのデータを除くデータブロックＢ，Ｃ，Ｄのデータを読み出して（ステップＡ０９，図５のステップＳ３０２）それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＡ１０，図５のステップＳ３０３）、データブロックＡに対する書き込みデータとパリティデータとを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＡ１１，図５のステップＳ３０４）。
【００４６】
以後、データブロックＢ，Ｃ，Ｄのデータに対しても上記と同様に、当該データブロックを除く他ブロックのデータを読み出して（ステップＡ１２，１５，１８，図５のステップＳ３０２）それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＡ１３，１６，１９，図５のステップＳ３０３）、当該データブロックに対する書き込みデータとパリティデータとを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＡ１４，１７，２０，図５のステップＳ３０４）。
【００４７】
即ち、１つのデータブロックのデータを書き込むたびにパリティデータの再作成を行っては同一のパリティブロックに書き込んでいる。これでは、パリティデータの再作成が何度も発生するので、効率的とはいえない。
【００４８】
（バックアップ用途モードのデータの書き込みの動作）
図７は、図４のステップＳ２０５として示した動作モードごとの書き込みもしくは読み込みの動作で、動作モードが「バックアップ用途モード」である場合のデータの書き込みの動作について説明するフローチャートである。
【００４９】
論理ディスク制御部１１１ｂが論理ディスク１２０へのデータ書き込み処理の依頼を受けると（ステップＳ４０１）、まずデータ書き込み処理の対象となるデータ量がＲＡＩＤブロック単位（データＡ〜Ｄ）の分量を超えているか否かを判断して（ステップＳ４０２）、越えていなければ（ステップＳ４０２がノー）ステップＳ４０６に処理が進んで、そのデータに対して通常の書き込み処理を行って（ステップＳ４０６）処理を終了する。
【００５０】
バッファメモリ部１１２ａに記憶されている、書き込み対象となるデータ量がＲＡＩＤブロック単位（データＡ〜Ｄ）の分量を超えていれば（ステップＳ４０２がイエス）、ＲＡＩＤブロック単位のデータでパリティデータを作成し（ステップＳ４０３）、ＲＡＩＤブロック単位の各データとステップＳ４０４で作成したパリティデータを論理ディスク１２０に書き込む（ステップＳ４０４）。
【００５１】
その上で、ＲＡＩＤブロック単位で処理できなかったデータがバッファメモリ部１１２ａに残っているか否かを判断し（ステップＳ４０５）、残っていなければ（ステップＳ４０５がノー）そのまま処理を終了し、残っていれば（ステップＳ４０５がイエス）ステップＳ４０６に処理が進んで、そのデータに対して通常の書き込み処理を行って（ステップＳ４０６）処理を終了する。
【００５２】
図８は、図７のデータの書き込みの動作の実際の動作例について示す説明図である。図６と同様に、図８でも、図２に示した論理ディスク１２０上のデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が順番に発生したという例を示している。
【００５３】
まずデータブロックＡに対するデータ書き込み処理が発生すると（ステップＢ０１）、図７のステップＳ４０２はノーなので、論理ディスク制御部１１１ｂはデータブロックＡに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＢ０２、図７のステップＳ４０６）。
【００５４】
続いてデータブロックＢ，Ｃ，Ｄに対するデータ書き込み処理が発生する（ステップＢ０３，０５，０７）たびに、同じようにそれらのデータブロックに対する書き込みデータをバッファメモリ部１１２ａに記憶する（ステップＢ０４，０６，０８、図７のステップＳ４０６）。
【００５５】
データブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータが一通りバッファメモリ部１１２ａに記憶された時点で、バッファメモリ部１１２ａに記憶されたデータの容量がＲＡＩＤブロック単位の分量を超えて、ステップＳ４０２がイエスとなる。即ち、ＲＡＩＤブロック単位のデータが揃ったことになる。
【００５６】
論理ディスク制御部１１１ｂは、バッファメモリ部１１２ａからデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みデータを読み出して、それらのデータを使用してパリティデータを作成し（ステップＢ０９、図７のステップＳ４０３）、これらの書き込みデータを各々論理ディスク１２０の対応するブロックに書き込む（ステップＢ１０、図７のステップＳ４０４）。これでバッファメモリ部１１２ａは空になるので（ステップＳ４０５がノー）、そのまま処理を終了する。
【００５７】
即ち、図６で説明した「標準モード」の動作では論理ディスク１２０へのデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みの動作に２０ステップを要し、論理ディスク１２０に対して読み込み１２回・書き込み８回を行っていたが、同じ動作が図８で説明した「バックアップ用途モード」では１０ステップで済み、かつ論理ディスク１２０に対してはデータブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとパリティデータの書き込み、即ち５回の書き込みを行うだけで済む。
【００５８】
以上、「標準モード」と「バックアップ用途モード」の間での動作の違いについて説明した。このように、本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンによって、用途に適した動作を行って処理時間や計算処理を節減することが可能となる。
【００５９】
（第１の実施形態の全体的な動作）
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。
本実施形態に係る論理ディスク制御方法は、複数台の物理ディスクと、物理ディスクを論理ディスクとして構成して上位ホストからの動作命令に応じて論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置１０にあって、物理ディスクの論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、上位ホストからの動作命令を入出力制御部が受信し、上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し（図４・ステップＳ２０３，２０７）、構成に従って書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が論理ディスクに書き込み（図４・ステップＳ２０５，２０７）、動作命令に対する応答を入出力制御部が上位ホストに送信する（図４・ステップＳ２０３，２０８）。
【００６０】
ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコントローラ１１に実行させるようにしてもよい。本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フラッシュメモリ等に記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
この動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。
【００６１】
本実施形態に係るディスクアレイ装置１０は、設定記憶部１１２ｂに記憶されている制御パターンによって、用途に適した動作を行って処理時間や計算処理を節減することが可能となる。これによって、装置内部の負荷を軽減し、上位ホストとの間の性能を向上するなどのような具体的な効果を得ることができる。この制御パターンは、用途や上位ホストなどに応じて複数種類設定することができ、その設定に応じてディスクアレイ装置１０に異なる動作をさせることが容易にできる。
【００６２】
なお、制御パターンは、複数の上位ホストに応じて切り替えるものであってもよいし、また同一の上位ホストであっても、ディスクアレイ装置を動作させるソフトウェア（たとえばデータベース、バックアップなど）によって切り替えるようにしてもよい。
【００６３】
これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。
【００６４】
上述した実施形態について、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下のようになる。なお、上記実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
（付記１） ２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記上位ホストから前記動作命令を受信してこれに対する応答を前記上位ホストに送信する入出力制御部と、前記上位ホストから受信した書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、前記書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、
前記論理ディスク制御部が、この構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込むことを特徴とするディスクアレイ装置。
【００６６】
（付記２） 前記論理ディスク制御部が、前記書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを前記書き込み対象のデータと共に前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６７】
（付記３） 前記設定記憶部が、前記上位ホストごとに複数種類の前記構成を記憶していることを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６８】
（付記４） 前記論理ディスク制御部は、
受信した前記書き込み対象データを前記バッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【００６９】
（付記５） 複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、
前記上位ホストからの前記動作命令を入出力制御部が受信し、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が前記論理ディスクに書き込み、
前記動作命令に対する応答を前記入出力制御部が前記上位ホストに送信する
ことを特徴とする論理ディスク制御方法。
【００７０】
（付記６） 複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、
前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、
前記上位ホストからの前記動作命令を受信する手順、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む手順、
および前記動作命令に対する応答を前記上位ホストに送信する手順
を実行させることを特徴とする論理ディスク制御プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、パリティタイプのＲＡＩＤを有するディスクアレイ装置に幅広く適用可能である。特に、複数の上位ホストに共有されるディスクアレイ装置に適する。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ディスクアレイ装置
１１ コントローラ
１２ａ〜ｅ 物理ディスク
２０、２０ａ〜… 上位ホスト
１１１ プロセッサ
１１１ａ 入出力制御部
１１１ｂ 論理ディスク制御部
１１２ 記憶手段
１１２ａ バッファメモリ部
１１２ｂ 設定記憶部
１２０ 論理ディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記上位ホストから前記動作命令を受信してこれに対する応答を前記上位ホストに送信する入出力制御部と、前記上位ホストから受信した書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、前記書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、
前記論理ディスク制御部が、この構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込むことを特徴とするディスクアレイ装置。
【請求項２】
前記論理ディスク制御部が、前記書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを前記書き込み対象のデータと共に前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項３】
前記設定記憶部が、前記上位ホストごとに複数種類の前記構成を記憶していることを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項４】
前記論理ディスク制御部は、
受信した前記書き込み対象データを前記バッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項５】
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、
前記上位ホストからの前記動作命令を入出力制御部が受信し、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が前記論理ディスクに書き込み、
前記動作命令に対する応答を前記入出力制御部が前記上位ホストに送信する
ことを特徴とする論理ディスク制御方法。
【請求項６】
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、
前記上位ホストからの前記動作命令を受信する手順、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む手順、
および前記動作命令に対する応答を前記上位ホストに送信する手順
を実行させることを特徴とする論理ディスク制御プログラム。
【請求項１】
２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置であって、
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記上位ホストから前記動作命令を受信してこれに対する応答を前記上位ホストに送信する入出力制御部と、前記上位ホストから受信した書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む論理ディスク制御部とを備え、前記書き込み対象データを一時的に記憶するバッファメモリ部を併設すると共に、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての構成を複数種類予め記憶している設定記憶部を併設し、
前記論理ディスク制御部が、この構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込むことを特徴とするディスクアレイ装置。
【請求項２】
前記論理ディスク制御部が、前記書き込み対象のデータからデータ復元用のパリティデータを作成し、このパリティデータを前記書き込み対象のデータと共に前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項３】
前記設定記憶部が、前記上位ホストごとに複数種類の前記構成を記憶していることを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項４】
前記論理ディスク制御部は、
受信した前記書き込み対象データを前記バッファメモリ部に保存し、このバッファメモリ部に保存されたデータの容量が予め与えられたブロック単位の容量を超えた場合に当該データを一括して前記論理ディスクに書き込む機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【請求項５】
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部に予め記憶し、
前記上位ホストからの前記動作命令を入出力制御部が受信し、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶し、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを論理ディスク制御部が前記論理ディスクに書き込み、
前記動作命令に対する応答を前記入出力制御部が前記上位ホストに送信する
ことを特徴とする論理ディスク制御方法。
【請求項６】
複数台の物理ディスクと、前記物理ディスクを論理ディスクとして構成して前記上位ホストからの動作命令に応じて前記論理ディスクにデータを読み書きするコントローラとを備え、２台以上の上位ホストに接続されて動作し、前記上位ホストからの動作命令に応じてデータの読み書きを行うディスクアレイ装置にあって、
前記ディスクアレイ装置が備えるコンピュータに、
前記上位ホストによって特定される用途に応じた前記物理ディスクの前記論理ディスクとしての複数種類の構成を備えられた設定記憶部から読み出す手順、
前記上位ホストからの前記動作命令を受信する手順、
前記上位ホストから受信した書き込み対象データを備えられたバッファメモリ部に一時的に記憶する手順、
前記構成に従って前記書き込み対象のデータを前記論理ディスクに書き込む手順、
および前記動作命令に対する応答を前記上位ホストに送信する手順
を実行させることを特徴とする論理ディスク制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２０５０４（Ｐ２０１３−２０５０４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４２７９（Ｐ２０１１−１５４２７９）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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