专利名称：分级存储装置及其存储介质的管理方法
技术领域：
本发明涉及分级存储装置以及该分级存储装置的存储介质的管理方法，在所述分级存储装置中，由大容量信息管理系统中的分级控制处理器(服务器)以分级的方式构造硬盘装置的主分级存储器和带库装置的次分级存储器等。
背景技术：
常规的信息管理系统主要是能够进行大容量存储和高速访问的硬盘阵列装置，并且磁带介质已成为备份介质(参考日本专利特开平No.9-50351)。
随着基于信息生命周期管理的分级存储系统(装置)的引入，已经开发出使用带库装置以虚拟用作硬盘装置的一部分的装置。因此，必须具有使用多个磁带介质作为逻辑卷(而非作为常规备份介质)的方法。上述系统中使用的带库装置和带介质与硬盘等上存储的数据相比具有更短的寿命。因此，必须将数据转移给新带库和带介质。但是，在常规技术的上述情况中，利用新带库和带介质、在来自主机的操作等中生成逻辑卷并在这些逻辑卷之间复制数据之后，必须将操作切换到新逻辑卷。
在常规技术中，作为一次性写入存储介质的盒式带(tape cartridge)删除无效垃圾数据、仅对有效数据进行重新排列、执行用于复制的垃圾收集，并且随后转移数据，或者在转移数据之后执行垃圾收集。因此，必须分别地执行两个操作。由此，需要三个盒式带，包括复制源盒式带、中转盒式带和复制目的地盒式带，由此使用了冗余的盒式带(中转盒式带)。
常规技术存在以下问题。
当将数据转移到新带库或带介质时，必须利用新带库或带介质、在来自主机的操作等中生成逻辑卷，并且在这些逻辑卷之间复制数据之后将操作切换到新逻辑卷。
当仅对有效数据进行重新排列并使用一次性写入盒式带进行复制时，在垃圾收集之后转移数据，或者在转移数据之后执行垃圾收集。因此，需要三个盒式带，包括复制源盒式带、中转盒式带和复制目的地盒式带，由此使用了冗余的盒式带(中转盒式带)。
发明内容
本发明的目的是提供一种分级存储装置，其在使用逻辑卷时将操作切换到新带库或带介质，并且同时将数据转移到新盒式带并执行垃圾收集。
本发明的另一个目的是提供一种分级存储装置的存储介质的管理方法，所述分级存储装置在使用逻辑卷时将操作切换到新带库或带介质，并且同时将数据转移到新盒式带并执行垃圾收集。
本发明的分级存储装置包括主分级存储器，连接到主机并存储信息；次分级存储器，存储信息；分级控制单元，控制所述主分级存储器和所述次分级存储器，以及管理表，管理分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的信息。当所述分级控制单元利用相同或不同的次分级存储器内的替代存储介质来替代所述次分级存储器的存储介质时，所述分级控制单元将所述次分级存储器的所述替代存储介质的识别信息记录到所述管理表上。
优选地，所述次分级存储器的存储介质是带介质。
优选地，所述次分级存储器包括一次性写入存储介质。当所述分级控制单元以其他存储介质替代所述一次性写入存储介质时，所述分级控制单元从所述一次性写入存储介质的管理表中删除有关垃圾数据的信息，并根据经删除的存储介质的管理表将所述数据转移到另一个存储介质。
本发明的分级存储装置的存储介质的管理方法是一种对如下的分级存储装置的存储介质的进行管理的方法，该分级存储装置包括主分级存储器，连接到主机并存储信息；次分级存储器，存储信息；分级控制单元，控制所述主分级存储器和所述次分级存储器，以及管理表，管理有关分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的信息。所述管理方法包括当利用相同或不同的次分级存储器中的替代存储介质来替代所述次分级存储器的存储介质时，在所述分级控制单元中，将有关所述次分级存储器的替代存储介质的识别信息记录到所述管理表上。
根据本发明的分级存储装置和存储介质的管理方法，可获得以下效果。
当次分级存储器的存储介质由相同或不同的次分级存储器的存储介质替代时，分级控制单元将所述次分级存储器的替代存储介质的识别信息记录到管理表中。因此，所述次存储装置在继续当前操作的同时，可替代所述次分级存储器的存储介质的世代。
所述次分级存储器的存储介质是带介质。因此，可使用更廉价且大容量的介质。
当一次性写入存储介质由另一个存储介质替代时，所述分级控制单元从所述一次性写入存储介质的管理表中删除有关垃圾数据的信息，并根据经删除的存储介质的管理表将数据转移到另一个替代的存储介质。因此，所述分级存储装置可执行将数据转移到新存储介质(盒式带等)并且在继续当前操作时可同时执行垃圾收集。
图1是根据本发明的分级存储装置的说明图。
图2是根据本发明的数据库的说明图。
图3是根据本发明的拍它字节(petabyte)规模的分级存储装置的说明图。
图4是根据本发明的有效数据列表的生成处理的流程图。
具体实施例方式
根据本发明，在使用带库装置的信息管理系统中，通过分级控制服务器(处理器)以分级的方式构造硬盘装置和带库装置，并且在可使用大容量存储区的分级虚拟存储器(分级存储装置)中持续进行当前操作的同时，可以用另一个库或者另一代的带替代插入到带库装置内的带。
以下，对本发明的分级存储装置进行说明。图1是分级存储装置的说明图。在图1中，该分级存储装置包括盘阵列装置(主分级存储器)1、分级控制服务器(分级控制单元)2、以及带库装置(次分级存储器)3和4。盘阵列装置1包括多个硬盘21。分级控制服务器(分级控制单元)2包括分级控制软件(专用软件)22和数据库23，用于执行分级控制。带库装置3包括作为存储介质的带介质24。带库装置4包括作为存储介质的带介质25。
本发明的分级存储装置的总体结构如下。
分级存储装置包括连接到主机并存储信息的主分级存储器1；存储信息的次分级存储器3和4；分级控制单元2，其控制主分级存储器1和次分级存储器3与4；以及管理表，其对与分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的相关信息进行管理。后面对管理表进行说明。当分级存储装置以相同或不同的次分级存储器4的存储介质替代次分级存储器3的存储介质时，分级控制单元2将有关次分级存储器的替代存储介质的识别信息存储到管理表中。因此，在继续操作的同时可替代次分级存储器的存储介质的世代。
优选地，次分级存储器3和4的存储介质是带介质。因此，可使用更廉价且大容量的介质。
优选地，次分级存储器3和4包括一次性写入存储介质，并且当一次性写入存储介质由其他存储介质替代时，分级控制单元2从一次性写入存储介质的管理表中删除有关垃圾数据的信息，并根据经删除的存储介质的管理表将数据转移到替代用的其他存储介质。因此，在操作继续执行的情况下，可同时执行将数据转移到新存储介质(盒式带等)和垃圾收集。
盘阵列装置1包括形成RAID(廉价盘冗余阵列)的多个硬盘21，并用作连接附图中未示出的用户的主机和分级控制服务器2的主分级存储器(硬盘装置)。分级控制服务器(分级控制单元)2根据需要在盘阵列装置1与带库装置3之间转移数据。由一个或多个单元构造带库装置3和4。带库装置3和4的带介质24和25存储有分级存储装置的用户的所有数据。
将本装置的用户的所有数据存储在带库装置3和4的带介质内，将用户的主机连接到盘阵列装置1，并且分级控制服务器2在盘阵列装置1与带库3和4之间转移数据，由此根据需要从主机访问带介质24和25上的数据。
以下，对数据库23进行说明。针对各逻辑卷控制分级存储装置(分级虚拟存储装置)上的记录空间，并由分级控制服务器2的数据库23管理有关逻辑卷的所有信息。
图2是数据库的说明图。在图2中，数据库23设置有三个管理表，即，逻辑卷管理表31、带介质管理表32和MRB(移动取回块(migrationrecall block))管理表33。
逻辑卷管理表31是存储逻辑卷管理信息的各逻辑卷的管理表，并且在逻辑卷管理表31中设定用于存储数据的带库装置3和4的类型(带库识别信息)和带介质24与25的类型(可用带介质识别信息)。
带介质管理表32是存储带介质管理信息的管理表，并且在带介质管理表32中设定用于存储数据的带库装置3和4的类型(带库识别信息)和逻辑卷的类型(逻辑卷识别信息)。
针对各块预定尺寸的MRB管理逻辑卷，并在MRB管理表33中设定对应的逻辑卷管理表31的识别信息(逻辑卷识别信息)和带介质管理表32的识别信息(带介质识别信息)。
如果在逻辑卷管理表31中设定了用于使用带库装置3的带介质24的逻辑卷，则当依据来自主机的写入的来自硬盘21的MRB写入请求而需求带介质时，使用带库装置3的带介质24，并将逻辑卷识别信息和带介质识别信息记录到MRB管理表33上。
以下，对带的世代替代进行说明。以如下方式改变逻辑卷管理表31中的信息，使得将带库4的带介质类型25用作带库装置3的带介质类型24的替代者。因此，当此后发出了MRB写请求而需求新带介质时，分级控制软件22使用带库4的带介质类型25。
当从主机请求MRB读取时，分级控制软件22可根据对应的MRB管理表33中的带介质识别信息来识别带介质，并且还可以根据对应的带介质管理表中的带库识别信息来识别带库。因此，尽管在多个带库(3、4)的带介质上逻辑卷的数据是离散的，但是可以识别其中写入有MRB的库和带介质，并且可以读取数据。
此外，分级控制软件22将正由该逻辑卷使用的带库3的带介质24上的MRB复制到带库4的带介质25，并且改变MRB管理表中的带介质识别信息。因此，可将带库3中的带介质上的数据全部移动到带库4上。在将所有的数据全部转移到带库4之后，可将带库装置3分隔开而不会出现问题。
当需要使用要从其转移数据以另作他用的带介质时，例如，在发出了来自主机的访问请求的情况中，基于各处理的优先级执行控制。例如，当在数据转移期间由具有高优先级的处理(例如，从主机读取)对带介质发出访问请求时，将数据转移暂停，并且执行该具有高优先级的处理。但是，当将带介质用于另一个处理时，必须倒带或者跳到带的标记位置等，并且当频繁地暂停处理时，时间开销会大大增加。因此，不会立即暂停该处理，而是将操作期间的数据转移处理持续预定时间(例如，15分钟，但取决于带的性能)。
当该具有高优先级的处理为对复制数据的写请求时，将数据写到复制源带介质(由于一次性写入存储介质)。当该处理为读请求时，选择复制源或复制目的地。当完成该高优先级处理时，在已发生暂停的点继续该暂停的数据转移处理。
因此，根据本发明，当目前正工作的带库或带介质变得陈旧，并且要使用高性能的下一代带库或带介质时，可以在继续操作的同时替换带库或带介质。此外，根据本发明的带库3和带库4可通过与上述方法相同的方法实现在带库3的介质与带库4的介质之间的数据转移(即使带库3是DVD库并且带库4是硬盘(HDD)库等)。另外，不仅可以在多个库之间转移数据，而且可以在单个库内的不同介质之间转移。
以下，对使用垃圾收集的数据转移进行说明。在使用盘装置作为主分级存储器并使用带库装置作为次分级存储器的拍它字节规模的分级存储领域内，可将访问性能或容量不同的存储材料进行组合以实现虚拟盘空间，从而通过常规的盘访问对主机提供如次分级存储器的存储容量一样大的盘空间。也就是，将主分级存储器用作次分级存储器的高速缓冲存储器。
图3是拍它字节规模的分级存储装置的说明图。在图3中，将拍它字节规模的分级存储装置通过LAN连接到管理终端7，并通过FC开关11连接到作为用户的主机的服务器10(在该情况中，实验数据管理服务器、文献数据管理服务器、图像数据管理服务器)。分级存储装置包括盘阵列装置1、分级控制服务器(分级控制单元)2、带库装置3和4、光盘库装置5和6以及FC开关12、13和14。
盘阵列装置1包括多个硬盘21作为存储介质。分级控制服务器(分级控制单元)2包括用于分级控制的软件和数据库(存储单元)。在该示例中，设置了两个分级控制服务器2以提供冗余。带库装置3包括带介质24。带库装置4包括带介质25。光盘库装置5包括光盘介质26。光盘库装置6包括光盘介质27。管理终端7是操作人员用来执行拍它字节规模的分级存储装置的操作的管理单元。
FC(光纤通道)开关11是在盘阵列装置1与各服务器10之间转移数据的连接单元。FC表示光纤通道协议。FC开关12是在盘阵列装置1与分级控制服务器2之间转移数据的连接单元。FC开关13是在分级控制服务器2与带库装置4和5之间转移数据的连接单元。FC开关14是在分级控制服务器2与光盘库装置5和6之间转移数据的连接单元。
在通过将盘装置和带库装置合并所得到的分级存储器中，需要考虑盒式带的使用寿命，并且将存储在该盒式带中的用户数据转移到新盒式带。在一次性写入盒式带中，例如，令在修改用写入之前的旧数据无效(不删除)并将修改用新数据写入新区中，并且必须通过仅对除无效垃圾数据以外的有效数据进行重新排列(垃圾收集)来复制数据。因此，本发明提供了将数据转移到新盒式带并同时执行垃圾收集的功能。
本发明提供了一种将存储在盒式带内的用户数据转移到新支持的盒式带的系统和同时执行垃圾收集的系统。复制目的地带盒可以是由操作人员从管理终端7(GUI屏幕)指定的库型、盒式带型等，并实现将数据转移到具有不同外壳(housing)的库和不同代的盒式带。
作为分级存储系统的拍它字节规模的分级存储装置可通过使用作为次分级存储器的带库装置3和4作为虚拟盘来定义逻辑卷。当访问盒式带(介质)时，基于存储带库类型(识别)信息和盒式带类型(识别)信息的逻辑卷管理表来确定并使用需要的盒式带。
在转移数据之后，在逻辑卷管理表中更新形成逻辑卷的盒式带的识别信息和存储盒式带的带库的识别信息。同时，将复制源盒式带与逻辑卷分离，并在完成复制处理的新盒式带上执行后续访问。因此，可在活动状态下(在继续操作的同时)转移数据。
下面，对转移数据时执行的垃圾收集功能进行说明。图4是生成有效数据列表的处理的流程图。当转移数据时通过执行由图4中所示的处理来实现垃圾收集。
S1首先，分级控制服务器2查询分级控制服务器2中的数据库，并将复制源带上存储的MRB数据登记到当前配置中的列表内(数据库(存储单元)管理表)。MRB查询最小单元，在该单元中，数据在主分级存储器和次分级存储器之间的移动(转移)与取回过程中进行传递(例如，1MRB＝256MB)。
S2接着，分级控制服务器2从该列表中删除垃圾数据，并确定该列表是否为空。当列表为空时，具有所有的垃圾数据(不必复制)。因此，将复制源带和复制目的地带都设定为空带。当多个带形成一个逻辑卷时，在一些情况中，仅在其他带中有数据，并且带可能充满垃圾数据(垃圾)。
S3分级控制服务器2基于从中删除垃圾数据的列表转移数据。当在数据转移期间带盒进行垃圾收集变得有故障，或者出现来自带镜像(tape mirroring)重建(重构)时，暂停该处理。当重新继续该处理时，列表包括复制的MRB。因此，要从该列表中删除存储在复制目的地中的MRB信息。
通过上述系统，可在系统的活动状态下(在继续操作的同时)实现具有垃圾收集的数据转移功能。
在图3中，作为次分级存储器，在上述说明中使用了带库装置和光盘库装置，但也可以使用诸如DVD和更廉价的硬盘装置等的其他库装置。
本申请要求基于在2006年5月18日提交的日本申请No.2006-138565的常规优先权，通过引入将其公开内容并入本文。
权利要求
1.一种分级存储装置，该分级存储装置包括主分级存储器，其连接到主机并存储信息；次分级存储器，其存储信息；分级控制单元，其控制所述主分级存储器和所述次分级存储器；和管理表，其管理有关所述分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的信息，其中，当所述分级控制单元用相同或不同的次分级存储器内的替代存储介质来替代所述次分级存储器的存储介质时，所述分级控制单元将有关所述次分级存储器的所述替代存储介质的识别信息记录到所述管理表上。
2.根据权利要求1所述的分级存储装置，其中所述次分级存储器的所述存储介质是带介质。
3.根据权利要求2所述的分级存储装置，其中所述次分级存储器包括一次性写入存储介质，并且其中，当所述分级控制单元用其他存储介质替代所述一次性写入存储介质时，所述分级控制单元从用于所述一次性写入存储介质的管理表中删除有关垃圾数据的信息，并根据经删除的存储介质的所述管理表将所述数据转移到其他存储介质。
4.根据权利要求1所述的分级存储装置，其中，所述次分级存储器包括一次性写入存储介质，并且其中，当所述分级控制单元用其他存储介质替代所述一次性写入存储介质时，所述分级控制单元从用于所述一次性写入存储介质的管理表中删除有关垃圾数据的信息，并根据经删除的存储介质的所述管理表将所述数据转移到其他存储介质。
5.一种分级存储装置的存储介质的管理方法，所述分级存储装置包括连接到主机并存储信息的主分级存储器；存储信息的次分级存储器；控制所述主分级存储器和所述次分级存储器的分级控制单元；以及对所述分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的信息进行管理的管理表，所述管理方法包括当用相同或不同的次分级存储器中的替代存储介质来替代所述次分级存储器的存储介质时，在所述分级控制单元中，将有关所述次分级存储器的替代存储介质的识别信息记录到所述管理表上。
全文摘要
本发明提供了一种分级存储装置及其存储介质的管理方法。该分级存储装置包括主分级存储器，其连接到主机并存储信息；次分级存储器，其存储信息；分级控制单元，其控制所述主分级存储器和所述次分级存储器；和管理表，用于管理有关分级存储装置上的作为记录空间的逻辑卷的信息。当用相同或不同的次分级存储器内的存储介质来替代次分级存储器的存储介质时，该分级控制单元将有关次该分级存储器的替代存储介质的识别信息记录到管理表上。
文档编号G06F3/06GK101075176SQ20061013210
公开日2007年11月21日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年5月18日
发明者捧宏太郎, 佐藤晃 申请人:富士通株式会社