特許 7559429 記録媒体管理装置、記録媒体管理方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】記録媒体管理装置、記録媒体管理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/06 20060101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

G06F3/06 301W

G06F3/06 301J

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020141352

(22)【出願日】2020-08-25

(65)【公開番号】P2022037297

(43)【公開日】2022-03-09

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】顧 佳駿

【審査官】田中 啓介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５７１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０３４４８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ３／０６－３／０８

Ｇ０６Ｆ１２／００－１２／０６

Ｇ０６Ｆ１３／１０－１３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算する重複度計算手段と、
前記重複度に応じた前記記録媒体の一領域内に前記実データを格納する格納手段と、
前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する領域開放手段と
を備え、
前記記録媒体の領域は階層構造を形成しており、
１つの仮想ボリュームから仮想データが消去されたとき、
前記重複度計算手段は、消去された前記仮想データと対応する実データについての重複度を１低下させ、
前記格納手段は、前記重複度の変化に応じて、消去された前記仮想データと対応する実データを、前記記録媒体の前記一領域から１つ下の階層の領域へ移動させる
記録媒体管理装置。

【請求項2】

前記領域開放手段は、前記記録媒体における前記特定の領域に格納された前記実データを消去し、前記特定の領域から空きブロックを削除する
ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体管理装置。

【請求項3】

前記領域開放手段は、前記記録媒体における前記特定の領域に格納された前記実データを消去し、前記特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域から空きブロックを削除する
ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体管理装置。

【請求項4】

前記領域開放手段は、前記記録媒体における前記特定の領域に格納された前記実データを消去し、前記特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域のうち、より小さい前記重複度と対応する領域から順に、予め決められた設定値以上の数の空きブロックを削除する
ことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体管理装置。

【請求項5】

前記仮想ボリュームに格納された仮想データに対するアクセスの履歴に基づいて、前記実データが前記仮想ボリュームによって参照されない時間帯を推定する推定手段をさらに備え、
前記格納手段は、前記仮想データがアクセスされないと推定された前記時間帯に、前記重複度に応じた前記記録媒体の前記一領域内に前記実データを格納する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録媒体管理装置。

【請求項6】

コンピュータが、
記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算し、
前記重複度に応じた前記記録媒体の一領域内に前記実データを格納し、
前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する記録媒体管理方法であって、
前記記録媒体の領域は階層構造を形成しており、
１つの仮想ボリュームから仮想データが消去されたとき、
消去された前記仮想データと対応する実データについての重複度を１低下させ、
前記重複度の変化に応じて、消去された前記仮想データと対応する実データを、前記記録媒体の前記一領域から１つ下の階層の領域へ移動させる
記録媒体管理方法。

【請求項7】

記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算する処理と、
前記重複度に応じた前記記録媒体の一領域内に前記実データを格納する処理と、
前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記記録媒体の領域は階層構造を形成しており、
１つの仮想ボリュームから仮想データが消去されたとき、
消去された前記仮想データと対応する実データについての重複度を１低下させる処理と、
前記重複度の変化に応じて、消去された前記仮想データと対応する実データを、前記記録媒体の前記一領域から１つ下の階層の領域へ移動させる処理と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録媒体管理装置、記録媒体管理方法、およびプログラムに関し、特に、記録媒体に保存されたデータを管理する記録媒体管理装置、記録媒体管理方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

関連する技術では、メモリやストレージなどの記録媒体に割り当てられた物理ボリュームを仮想化することによって、仮想ボリュームを生成する。ユーザは、仮想ボリュームに格納されたデータ（ここでは仮想データと呼ぶ）にアクセスすることができるが、物理ボリュームはユーザから隠蔽される。物理ボリュームには、仮想ボリュームに格納された仮想データと対応するデータ（ここでは実データと呼ぶ）が格納される。ユーザが仮想データにアクセスすると、物理ボリュームに格納された実データが、仮想ボリュームにより参照される。

【0003】

仮想ボリュームの数は、自由に増減することが可能である。また、仮想ボリュームの容量は、物理ボリュームの容量によって制限されない。例えば、仮想ボリュームの領域に格納された仮想データのデータ量に応じて、その仮想ボリュームに割り当てる物理ボリュームの領域を柔軟に増減させることで、記録媒体の領域を効率的に使用することができる。

【0004】

仮想ボリュームから仮想データが消去された結果、いずれの仮想ボリュームからも参照されない実データが生じる場合がある。このようなごみデータ（ガベージ）が物理ボリュームの領域中に残っていることで、メモリリソースが無駄になる。特許文献１に記載の関連する技術では、物理ボリュームの領域から、いずれの仮想ボリュームからも参照されていない実データを探索し、削除する。このようにして、物理ボリュームの領域に空きブロック（実データの含まれないディスク区画）を生成することで、メモリリソースを回復することは、領域開放と呼ばれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１５９６０５号公報

【文献】特開２０１９－１７９５７１号公報

【文献】特表２０１２－５１２４６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の関連する技術では、物理ボリュームが大きいほど、消去の対象であるごみデータを発見するには時間かかる。また、ごみデータの探索中は、物理ボリュームの全体がスキャンされることから、ユーザの業務に影響が出る可能性もある。

【0007】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体に割り当てられた物理ボリュームの領域を効率的に利用可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係わる記録媒体管理装置は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算する重複度計算手段と、前記重複度に応じた前記記録媒体の一領域内に前記実データを格納する格納手段と、前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する領域開放手段とを備えている。

【0009】

本発明の一態様に係わる記録媒体管理方法は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算し、前記重複度に応じた領域内に前記実データを格納し、前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0010】

本発明の一態様に係わるプログラムは、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリュームによって参照されているかを示す重複度を計算する処理と、前記重複度に応じた領域内に前記実データを格納する処理と、前記記録媒体の領域のうち、いずれの仮想ボリュームによっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する処理とをコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、記録媒体に割り当てられた物理ボリュームの領域を効率的に利用可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】全ての実施形態に共通するシステムの構成を概略的に示す。

【図2】実施形態１に係わる記録媒体管理装置の構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態１に係わる記録媒体管理装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】複数の仮想ボリュームと、仮想ボリュームによって参照される実データが格納されたボリュームユニットとの間の対応関係の第１の例を示す図である。

【図5】図４に示す一例において、仮想ボリュームから仮想データが消去されたとき、複数の仮想ボリュームと、仮想ボリュームによって参照される実データが格納されたボリュームユニットとの間の対応関係の第２の例を示す図である。

【図6】実施形態２に係わる記録媒体管理装置が実行する領域開放処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】図５に示す例において、第０ボリュームユニットから実データが消去されたとき、複数の仮想ボリュームと、仮想ボリュームによって参照される実データが格納されたボリュームユニットとの間の対応関係の第３の例を示す図である。

【図8】図７に示す例において、第０ボリュームユニットから空きブロックが削除されたとき、複数の仮想ボリュームと、仮想ボリュームによって参照される実データが格納されたボリュームユニットとの間の対応関係の第４の例を示す図である。

【図9】実施形態３に係わる記録媒体管理装置の動作を示すフローチャートである。

【図10】実施形態４に係わる記録媒体管理装置の動作を示すフローチャートである。

【図11】実施形態５に係わる記録媒体管理装置の動作を示すフローチャートである。

【図12】実施形態６に係わる記録媒体管理装置の構成を示すブロック図である。

【図13】実施形態６に係わる記録媒体管理装置の推定部がアクセス時間記録データから生成されるメタデータの一例を示す。

【図14】実施形態１から６のいずれかに係わる記録媒体管理装置のハードウェア構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１を参照して、後述する全ての実施形態に共通するシステムについて、説明する。

【0014】

（システム１）
図１は、システム１の構成を概略的に示す図である。図１に示すように、システム１は、記録媒体管理装置１０または２０、ストレージ１００（記録媒体の一例）、および複数の仮想ボリューム２００を備えている。記録媒体管理装置１０については、実施形態１で、また、記録媒体管理装置２０については、実施形態６で、それぞれ説明する。以下では、記録媒体管理装置１０または２０のことを、「記録媒体管理装置１０（２０）」と記載する。

【0015】

記録媒体管理装置１０（２０）は、記録媒体１００に物理ボリューム１１０を割り当てる。言い換えれば、記録媒体管理装置１０（２０）は、記録媒体１００の物理ボリューム１１０を生成する。記録媒体管理装置１０（２０）は、記録媒体１００に保存されたデータ（実データと呼ぶ）を管理する。

【0016】

また、記録媒体管理装置１０（２０）は、物理ボリューム１１０から空きブロックを削除する機能、いわゆるガベージコレクション機能を有する。記録媒体管理装置１０（２０）の構成及び動作については、後述する実施形態１以降において説明する。

【0017】

物理ボリューム１１０は、記録媒体１００が有する記憶領域を概念的に示す。物理ボリューム１１０は、複数の記録媒体１００が有する記憶領域の論理的な集合であってもよい。物理ボリューム１１０は、図示しないが、データを格納するための１つ以上のブロックで構成されている。ブロックは、実データを格納するための容量の最小単位である。物理ボリューム１１０において、ブロックの間はパーティションによって区分けられている。そのため、ブロックは、ディスク区画とも呼ばれる。ブロックの具体例を実施形態１以降で示す。

【0018】

図１に示すように、物理ボリューム１１０は、複数のボリュームユニットで構成されている。Ｎ＋１個のボリュームユニットは、第０から第ＮまでのＮ＋１段の階層構造となっている。なお、別の視点では、各ボリュームユニットが１つの物理ボリュームであるということもできる。この視点では、符号１１０はいわゆるボリュームグループを示すともいえる。

【0019】

複数の仮想ボリューム２００は、記録媒体１００に割り当てられた物理ボリューム１１０を仮想化したものである。図１には、第１から第ＭまでのＭ個の仮想ボリューム２００が示されている。しかしながら、仮想ボリューム２００の数は、１以上であればよい。また、仮想ボリューム２００の数は、自由に増減することが可能である。仮想ボリューム２００の数（Ｍ個）と、物理ボリューム１１０の数とは無関係である。一方、仮想ボリューム２００の数（Ｍ個）と、物理ボリューム１１０が備えたボリュームユニットの数（Ｎ＋１個）との間には、Ｍ＝Ｎの関係がある。

【0020】

それぞれの仮想ボリューム２００は、図示しない仮想ボリューム制御装置により、管理および制御される。あたかも仮想ボリューム２００が実在するかのように、ユーザは、仮想ボリューム２００の領域に、仮想的にデータ（仮想データと呼ぶ）を書き込んだり、あるいは読み出したりすることができる。実際には、仮想ボリューム２００の領域に仮想データが格納されたとき、対応する実データが、物理ボリューム１１０の領域に格納される。ユーザが、仮想ボリューム２００の領域に格納された仮想データにアクセスしたとき、物理ボリューム１１０に格納された、仮想データと対応する実データが、仮想ボリューム制御装置に渡される。これを、実データが仮想ボリューム２００により参照されるという。

【0021】

（実データの重複度とボリュームユニットの階層構造）
ここでは、実データが物理ボリューム１１０の領域に格納されると説明した。より詳細には、実データは、重複度に応じて、物理ボリューム１１０のいずれかのボリュームユニットに格納される。重複度とは、物理ボリューム１１０のあるボリュームユニットに格納された実データが、いくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す指標である。物理ボリューム１１０は、後述の重複度と対応する階層構造を有する。階層構造の段数（図１ではＮ＋１）は、重複度の最大値（Ｍ）に応じて、柔軟に変化可能である。この点については、続く実施形態1以降で詳細に説明する。

【0022】

〔実施形態１〕
図２～図８を参照して、実施形態１について説明する。

【0023】

（記録媒体管理装置１０）
図２は、本実施形態１に係わる記録媒体管理装置１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、記録媒体管理装置１０は、重複度計算部１１、格納部１２、および領域開放部１３を備えている。

【0024】

重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。重複度計算部１１は、重複度計算手段の一例である。

【0025】

一例では、重複度計算部１１は、物理ボリューム１１０に格納された実データについて、重複度を管理する。上述したように、重複度は、物理ボリューム１１０のあるボリュームユニットに格納された実データが、いくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す指標である。

【0026】

一例では、仮想ボリューム２００に仮想データが格納されたとき、重複度計算部１１は、仮想ボリューム２００（図１）を管理する仮想ボリューム制御装置から、通知を受けとる。このとき、重複度計算部１１は、格納された仮想データと対応する実データ（すなわち、仮想ボリューム２００によって参照される実データ）の重複度を増加（＋１）する。

【0027】

また、他の一例では、仮想ボリューム２００から仮想データが消去されたときに、重複度計算部１１は、仮想ボリューム２００（図１）を管理する仮想ボリューム制御装置から、通知を受けとる。このとき、重複度計算部１１は、消去された仮想データと対応する実データ（すなわち、仮想ボリューム２００によって参照される実データ）の重複度を減少（－１）する。結果、実データの重複度は０になる場合もある。すなわち、実データはいずれの仮想ボリューム２００によっても参照されなくなる可能性がある。

【0028】

物理ボリューム１１０に格納された実データの重複度が変化（増加または減少）したことを、重複度計算部１１は、格納部１２に通知する。

【0029】

格納部１２は、重複度に応じた記録媒体の一領域内に実データを格納する。格納部１２は、格納手段の一例である。

【0030】

一例では、格納部１２は、重複度計算部１１から、物理ボリューム１１０に格納された実データの重複度が変化（増加または減少）したことの通知を受け取る。このとき、格納部１２は、変化後の重複度に応じて、実データの格納先を変更する。具体的には、第１の例では、実データの重複度が増加（＋１）したとき、格納部１２は、物理ボリューム１１０の複数のボリュームユニットが形成するN＋１段の階層構造の中で、実データの格納先を１つ上の階層に移動させる。

【0031】

すなわち、第ｎ（ｎ＝１～Ｎ）ボリュームユニットに格納されていた実データを、第ｎ＋１ボリュームユニットに移動させる。なお、格納部１２は、最上位の階層すなわち第Ｎボリュームユニットに格納されていた実データを１つ上の階層に移動させる場合、物理ボリューム１１０に第Ｎ+１ボリュームユニットを追加したのち、実データを、第ｎボリュームユニットから、第ｎ＋１ボリュームユニットに移動させる。

【0032】

第２の例では、実データの重複度が減少（－１）したとき、格納部１２は、物理ボリューム１１０の複数のボリュームユニットが形成する階層構造の中で、実データの格納先を1つ下の階層に移動させる。すなわち、第ｎ（＝１～Ｎ）ボリュームユニットに格納されていた実データを、第ｎ－１ボリュームユニットに移動させる。この移動により、第０ボリュームユニットには、重複度が０の実データが格納される。

【0033】

一例では、格納部１２は、少なくとも第０ボリュームユニットのブロック数を示す情報を、領域開放部１３に出力する。あるいは、格納部１２は、第０から第ｎ（ｎは１～Ｎの整数）ボリュームユニットのそれぞれのブロック数を示す情報を、領域開放部１３に出力してもよい。ブロックとは、記憶領域の最小単位である。ブロック数とは、第０ボリュームユニット（あるいは他のボリュームユニット）が有するブロックの数を表す。以下では、格納部１２が領域開放部１３に出力する上記の情報を、ブロック数情報と呼ぶ。

【0034】

領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。領域開放部１３は、領域開放手段の一例である。

【0035】

一例では、領域開放部１３は、格納部１２から、ブロック数情報を受信する。領域開放部１３は、ブロック数情報に基づいて、第０ボリュームユニットが有するブロック数を特定する。そして、第０ボリュームユニットが１以上のブロックを有する場合、領域開放部１３は、領域開放処理を実行する。

【0036】

具体的には、領域開放処理において、領域開放部１３は、第０ボリュームユニットの各ブロックから、実データを全て消去する。こうして、第０ボリュームユニットには、１つ以上の空きブロック（すなわち実データが格納されていないブロック）が生じる。次に、領域開放部１３は、第０ボリュームユニットの空きブロックを削除する。結果、第０ボリュームユニットの領域が開放される。すなわち、ここでの領域開放とは、ボリュームユニットの空きブロック領域を削除することで、物理ボリューム１１０のいずれのボリュームユニットによっても確保されていない記憶領域を生成することを意味する。

【0037】

他の一例では、領域開放部１３は、第１から第ｎ（ｎは１～Ｎの整数）ボリュームユニットについて、それぞれ、空きブロックの有無を検査（スキャンと呼ぶ場合もある）する。次に、領域開放部１３は、第０から第ｎ（ｎは１～Ｎの整数）ボリュームユニットのうち、空きブロックがあるボリュームユニットについて、それぞれ、上述のブロック数情報に基づいて、領域開放処理を実行する。これにより、第０ボリュームユニットのみに対して領域開放処理を行う場合と比較して、同等あるいはより大きい領域を開放することができる。具体的には、第０ボリュームユニットに加えて、第１～第ｎのうち少なくとも１つのボリュームユニットにも空きブロックがあれば、それらの空きブロックを削除することで、第０ボリュームユニットの空きブロックのみを削除する場合と比較して、より大きい領域を開放することができる。

【0038】

（変形例）
一変形例では、格納部１２は、物理ボリューム１１０におけるどの階層（すなわち何番のボリュームユニット）に、いくつの実データブロックが格納されているかを示す情報を、領域開放部１３に出力する。ここで、実データブロックとは、実データの測定量の最小単位である。なお、物理ボリューム１１０のボリュームユニットが、いくつかのブロックに区分されていてもよい。この場合、格納部１２は、ボリュームユニットのそれぞれのブロックに、いくつの実データブロックが格納されているかを示す情報も、領域開放部１３に出力する。以下では、格納部１２が領域開放部１３に出力する上記の情報を、物理ボリューム利用情報と呼ぶ。

【0039】

本変形例において、領域開放部１３は、物理ボリューム利用情報に基づいて、各ボリュームユニットから空きブロックを特定し、上述した領域開放処理によって、特定した空きブロックを削除することができる。

【0040】

（記録媒体管理装置１０の動作）
図３～図５を参照して、本実施形態１に係わる記録媒体管理装置１０の動作の一例を説明する。ここでは、システム１には、３つの仮想ボリューム２００と、４（＝３＋１）個のボリュームユニットとがある場合について説明する。

【0041】

図３は、本実施形態１に係わる記録媒体管理装置１０の各部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

【0042】

図４は、記録媒体管理装置１０の各部による処理が行われる前の、３つの仮想ボリューム２００と、物理ボリューム１１０の４つのボリュームユニットとの一例を示す。ここでは、図４に示す３つの仮想データ５２２２、５２１１、５２１２、および、２つの実データ５１２１、５１２２に着目する。

【0043】

図４に示す例では、第２の仮想ボリューム２００－２の領域に格納された仮想データ５２２２、および第１の仮想ボリューム２００－１の領域に格納された仮想データ５２１２は、同一の実データ５１２２と対応しており、第１の仮想ボリューム２００－１に格納された１つの仮想データ５２１１は、他の一つの実データ５１２１と対応している。すなわち、第２ボリュームユニットの領域に格納された実データ５１２２は、第１の仮想ボリューム２００－１、および第２の仮想ボリューム２００－２によって参照されている（重複度：２）。一方、第１ボリュームユニットの領域に格納された実データ５１２１は、第１の仮想ボリューム２００－１のみによって参照されている（重複度：１）。

【0044】

図３に示すように、まず、重複度計算部１１は、物理ボリューム１１０の各ボリュームブロックに格納された実データの重複度を計算する（Ｓ１０１）。具体的には、重複度計算部１１は、同一の実データを参照する仮想ボリューム２００の数をカウントし、その総数を重複度とする。

【0045】

次に、重複度計算部１１は、計算した重複度に基づいて、実データの重複度における変化の有無を判定する（Ｓ１０２）。

【0046】

実データの重複度に変化がない（Ｓ１０２でＮｏ）、記録媒体管理装置１０の動作のフローはステップＳ１０１に戻る。

【0047】

ここでは、ステップＳ１０２の前に、図４の例に示す第１の仮想ボリューム２００－１の領域に格納された仮想データ５２１１、５２１２が消去されたとする。

【0048】

この場合、格納部１２は、第１から第３ボリュームユニットをスキャンすることによって、仮想データ５２１１と対応する実データ５１２１を第１ボリュームユニットから検出する。また、格納部１２は、仮想データ５２１２と対応する実データ５１２２を第２ボリュームユニットから検出する。

【0049】

実データの重複度が変化した場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、続いて、格納部１２は、実データの移動先に空きブロックがあるか否かを判定する（Ｓ１０３）。図４に示す例では、実データ５１２１の移動先は第０ボリュームユニットであり、実データ５１２２の移動先は第１ボリュームユニットである。

【0050】

なお、ステップＳ１０３において、完全に空のブロックが第０ボリュームユニットにない場合であっても、少なくとも移動する実データのデータブロックを格納可能な余裕領域が第０ボリュームユニットに存在する場合、格納部１２は、移動先に空きブロックがあると判定する。

【0051】

実データの移動先に空きブロックがある場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、フローはステップＳ１０５に進む。一方、実データの移動先に空きブロックがない場合（Ｓ１０３でＮｏ）、格納部１２は、実データの移動先のボリュームユニットにブロックを追加する（Ｓ１０４）。

【0052】

その後、格納部１２は、実データをボリュームユニット間で移動させる（Ｓ１０５）。

【0053】

図５は、図４に示す例において、第1の仮想ボリューム２００－１の領域から、仮想データ５２１１、５２１２が消去された場合、ステップＳ１０５において、実データ５１２２、５１２１が、ボリュームユニット間でどのように移動されるのかを示す。図５に示すように、実データ５１２１は、第１ボリュームユニットから第０ボリュームユニットへ移動し、実データ５１２２は、第２ボリュームユニットから第１ボリュームユニットへ移動する。

【0054】

図３に示すように、ステップＳ１０５の後、領域開放部１３は、領域開放処理を行う（Ｓ１０６）。領域開放処理において、領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された第０ボリュームユニットを解放する。その後、フローは、ステップＳ１０１に戻る。領域開放処理のいくつかの例を、この後、および、後述するいくつかの実施形態において説明する。

【0055】

（領域開放処理の一例）
図６から図８を参照して、上述した領域開放処理の一例を説明する。

【0056】

本実施形態１では、領域開放処理の一例として、領域開放部１３が、第０ボリュームユニットの領域のみを開放する場合を説明する。上述したとおり、第０ボリュームユニットには、いずれの仮想ボリューム２００からも参照されていない実データが格納されている。第０ボリュームユニットは、特定の領域の一例である。

【0057】

図６は、図３のステップＳ１０６に示す領域開放処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0058】

図６に示すように、まず、領域開放部１３は、第０ボリュームユニットから実データを消去する（Ｓ３１）。

【0059】

図７は、図５に示す例において、第０ボリュームユニットに実データ５１２１が格納されていた場合、ステップＳ３１において、実データ５１２１が消去された後の変化を示す。図７に示すように、第０ボリュームユニットから実データ５１２１が消去された結果、第０ボリュームユニットには、１つの空きブロックが形成される。

【0060】

次に、領域開放部１３は、第０ボリュームユニットの空きブロックを削除する（Ｓ３２）。

【0061】

図８は、図７に示す例において、第０ボリュームユニットに１つの空きブロックが存在していた場合、ステップＳ３２において、その空きブロックが削除された後の変化を示す。図８に示すように、第０ボリュームユニットには、１つのブロックも残っていない。第０ボリュームユニットから削除された空きブロックと対応する記憶領域は、のちに実データを格納するために再利用することができる。

【0062】

以上で、領域開放処理は終了する。続いて、ここで説明した領域開放処理が、どのような効果を奏するのかについて説明する。

【0063】

図１に示すシステム１において、物理ボリューム１１０の第０ボリュームユニットには、いずれの仮想ボリュによっても参照されていない実データのみが格納されている。そのため、第０ボリュームユニットに格納されている実データを削除したとしても、仮想ボリューム２００が参照している実データが失われることはない。そのため、空きブロックがない場合に、第０ボリュームユニットを領域開放することによって、仮想ボリューム２００に影響を与えることなしに、容易かつ即時に空きブロックを作成することができる。

【0064】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。格納部１２は、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0065】

領域開放処理により、特定の領域が開放される。これにより、解放された領域を再利用できるので、記録媒体に割り当てられた物理ボリューム１１０の領域を効率的に利用可能にすることができる。

【0066】

〔実施形態２〕
本実施形態２では、前記実施形態１で説明した例とは異なる領域開放処理の一例を説明する。

【0067】

本実施形態２では、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域から空きブロックを削除する。具体的には、特定の領域は、第０ボリュームユニットである。２つ以上の領域とは、図１に示す物理ボリューム１１０の第０～第Ｎ（Ｎは１以上の整数）ボリュームユニットである。

【0068】

（領域開放処理の一例）
図９を参照して、上述した領域開放処理の一例を説明する。

【0069】

図９に示すように、まず、領域開放部１３は、第０ボリュームユニット（図１）から実データを削除する（Ｓ５１）。

【0070】

つぎに、領域開放部１３は、第１～第Ｎボリュームユニットをスキャンする（Ｓ５２）。すなわち、領域開放部１３は、物理ボリューム１１０の各ブロックに格納された実データの有無を検査する。なお、領域開放部１３は、第１～第Ｎボリュームユニットの全てをスキャンしなくてもよい。例えば、本実施形態２に係わる領域開放処理の一変形例では、領域開放部１３は、ステップＳ３２において、第１～第ｎ´（１＜ｎ´＜Ｎ）ボリュームユニットのみをスキャンする。本変形例については、実施形態５で詳細に説明する。

【0071】

その後、領域開放部１３は、第０～第Ｎボリュームユニットの空きブロックを削除する（Ｓ５３）。

【0072】

以上で、領域開放処理は終了する。

【0073】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。格納部１２は、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0074】

領域開放処理により、特定の領域が開放される。これにより、解放された領域を再利用できるので、記録媒体に割り当てられた物理ボリューム１１０の領域を効率的に利用可能にすることができる。

【0075】

さらに、本実施形態の構成によれば、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域から空きブロックを削除する。

【0076】

これにより、特定の領域（一例では第０ボリュームユニット）のみから空きブロックを削除する構成と比較して、より大きい領域を解放することができる。

【0077】

〔実施形態３〕
本実施形態３では、前記実施形態１～２で説明した例とは異なる領域開放処理の一例を説明する。

【0078】

本実施形態３では、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域のうち、より小さい重複度と対応する領域から順に、予め決められた設定値以上の数の空きブロックを削除する。具体的には、特定の領域は、第０ボリュームユニットである。一例では、２つ以上の領域とは、図１に示す物理ボリューム１１０の第０～第Ｎ（Ｎは１以上の整数）ボリュームユニットである。

【0079】

（領域開放処理の一例）
図１０を参照して、上述した領域開放処理の一例を説明する。

【0080】

図１０に示すように、まず、領域開放部１３は、第０ボリュームユニット（図１）から実データを削除する（Ｓ７１）。

【0081】

続くステップＳ７２では、物理ボリューム１１０における階層（すなわちボリュームユニットの番号）を表す変数ｎｎに０がセットされる（Ｓ７２）。

【0082】

領域開放部１３は、第ｎｎボリュームユニットの全てのブロックをスキャンする（Ｓ７３）。すなわち、領域開放部１３は、各ブロックに格納された実データの有無を検査する。

【0083】

そして、ステップＳ７３におけるスキャンの結果、第ｎｎボリュームユニットの空きブロックがもしあれば、領域開放部１３は、空きブロックを削除する（Ｓ７４）。

【0084】

領域開放部１３は、削除したブロックの数の合計は、予め決められた設定値未満かどうかを判定する（Ｓ７５）。

【0085】

削除したブロックの数の合計が設定値以上である場合（Ｓ７５でＮｏ）、本実施形態３に係わる領域開放処理は終了する。

【0086】

一方、削除したブロックの数の合計が設定値未満である場合（Ｓ７５でＹｅｓ）、続くステップＳ７６では、物理ボリューム１１０における階層（すなわちボリュームユニットの番号）を表す変数ｎｎにｎｎ＋１がセットされる（Ｓ７６）。すなわち、変数ｎｎに１が加算される。

【0087】

変数ｎｎはＮ以下である場合（Ｓ７７でＮｏ）、フローはステップＳ７３に戻る。ここで、Ｎは、物理ボリューム１１０の階層の総数から１を引いた値である（図１）。一方、変数ｎｎがＮを超えた場合（Ｓ７７でＹｅｓ）、本実施形態３に係わる領域開放処理は終了する。

【0088】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。格納部１２は、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0089】

領域開放処理により、特定の領域が開放される。これにより、解放された領域を再利用できるので、記録媒体に割り当てられた物理ボリューム１１０の領域を効率的に利用可能にすることができる。

【0090】

さらに、本実施形態の構成によれば、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域のうち、より小さい重複度と対応する領域から順に、設定値以上の数の空きブロックを削除する。

【0091】

これにより、特定の領域（一例では第０ボリュームユニット）のみから空きブロックを削除する構成と比較して、より大きい領域を解放することができる。さらに、設定値以上の数の空きブロックを削除すれば、領域開放処理が終了するので、全てのボリュームユニットをスキャンし、全てのボリュームユニットから空きブロックを削除する構成と比較して、必要十分な領域を解放することができる。

【0092】

〔実施形態４〕
本実施形態４では、前記実施形態１～３で説明した例とは異なる領域開放処理の一例を説明する。

【0093】

前記実施形態２と同様に、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域から空きブロックを削除する。具体的には、特定の領域は、第０ボリュームユニットである。２つ以上の領域とは、図１に示す物理ボリューム１１０の第０～第Ｎ（Ｎは１以上の整数）ボリュームユニットである。

【0094】

本実施形態４では、特定の領域を含む２つ以上の領域のうち、より小さい重複度と対応する領域から順に、所定数（上限値をＮ´とする）の領域から、空きブロックを削除する。この点で、本実施形態４の構成は、前記実施形態２とは異なる。

【0095】

（領域開放処理の一例）
図１１を参照して、上述した領域開放処理の一例を説明する。

【0096】

図１１に示すように、まず、領域開放部１３は、第０ボリュームユニット（図１）から実データを削除する（Ｓ９１）。

【0097】

続くステップＳ９２では、物理ボリューム１１０における階層（すなわちボリュームユニットの番号）を表す変数ｎｎｎに０がセットされる（Ｓ９２）。

【0098】

領域開放部１３は、第ｎｎｎボリュームユニットをスキャンする（Ｓ９３）。すなわち、領域開放部１３は、第ｎｎｎボリュームユニットの各ブロックに格納された実データの有無を検査する。

【0099】

ステップＳ７３におけるスキャンの結果、第ｎｎｎボリュームユニットの空きブロックがもしあれば、領域開放部１３は、空きブロックを削除する（Ｓ９４）。

【0100】

続くステップＳ９５では、物理ボリューム１１０における階層（すなわちボリュームユニットの番号）を表す変数ｎｎｎにｎｎｎ＋１がセットされる（Ｓ９５）。すなわち、変数ｎｎｎに１が加算される。

【0101】

変数ｎｎｎはＮ´以下である場合（Ｓ９６でＮｏ）、フローはステップＳ９３に戻る。ここで、Ｎ´は、１以上かつＮより小さい整数であればよい（図１）。一方、変数ｎｎｎがＮ´を超えた場合（Ｓ９６でＹｅｓ）、本実施形態４に係わる領域開放処理は終了する。

【0102】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。格納部１２は、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0103】

領域開放処理により、特定の領域が開放される。これにより、解放された領域を再利用できるので、記録媒体に割り当てられた物理ボリューム１１０の領域を効率的に利用可能にすることができる。

【0104】

さらに、本実施形態の構成によれば、領域開放部１３は、記録媒体１００における特定の領域に格納された実データを消去し、特定の領域を少なくとも含む２つ以上の領域から空きブロックを削除する。

【0105】

これにより、特定の領域（一例では第０ボリュームユニット）のみから空きブロックを削除する構成と比較して、より大きい領域を解放することができる。

【0106】

加えて、重複度が小さい順に、物理ボリューム１１０の階層の総数より小さい上限値まで、各重複度と対応する階層のボリュームユニットから空きブロックを削除した時点で、領域開放処理が終了する。そのため、全てのボリュームユニットをスキャンし、全てのボリュームユニットから空きブロックを削除する構成と比較して、領域開放処理の負荷を低減することができる。

【0107】

〔実施形態５〕
図１２～図１３を参照して、実施形態５について説明する。

【0108】

（記録媒体管理装置２０）
図１２は、本実施形態５に係わる記録媒体管理装置２０の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、記録媒体管理装置２０は、重複度計算部１１、格納部１２、および領域開放部１３に加えて、推定部２４をさらに備えている。重複度計算部１１、格納部１２、および領域開放部１３についての説明を、本実施形態５では省略し、前記実施形態１における説明を参照する。ただし、格納部１２については、本実施形態５において特徴的な処理についてのみ、補足的に説明する。

【0109】

推定部２４は、仮想ボリューム２００に格納された仮想データに対するアクセスの履歴に基づいて、実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定する。推定部２４は、推定手段の一例である。

【0110】

図１３を参照して、推定部２４が、実行する処理の一例を説明する。図１３において、符号７１で示される左側のデータは、仮想データに対するアクセスの履歴（アクセス時間記録７１と呼ぶ）の一例を示す。

【0111】

一例では、推定部２４は、仮想ボリューム制御装置（図示せず）から、アクセス時間記録７１のデータを取得する。そして、推定部２４は、取得したアクセス時間記録７１のデータに基づいて、仮想データと対応する実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定する。

【0112】

具体的には、推定部２４は、仮想データに対するアクセスのあった時刻を一定の時間帯ごとに分類し、図１３の右側に示すメタデータ７２を生成する。図１３の右側に示すメタデータ７２は、図１３の左側に示すアクセスの履歴を、１時間ごとに分類した結果を示す。

【0113】

図１３に示すメタデータ７２において、「Ｙ」は、対応する時間帯（２４時間のうち特定の１時間）において、仮想データにアクセスがあったことを示し、「Ｎ」は、対応する時間帯（２４時間のうち特定の１時間）において、仮想データにアクセスがなかったことを示す。

【0114】

なお、図１３に示すアクセス時間記録７１には、３日分のアクセスの履歴が含まれているが、推定部２４は、１週間あるいは１か月など、より長期間におけるアクセスの履歴を取得してもよい。あるいは、アクセス時間記録７１は、所定の期間におけるすべてのアクセスの履歴を記録してもよいし、直近の所定件数のアクセスの履歴のみを記録してもよい。あるいはまた、アクセス時間記録７１は、秒単位までではなく、もっと高精度に（例えばミニ秒単位）、またはその逆に（例えば分単位または一時間単位）、アクセスの履歴を記録してもよい。

【0115】

一例では、推定部２４は、アクセス時間記録７１から得たメタデータ７２に基づいて、実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定する。図１３の右側に示すメタデータ７２において、１０時台の１時間のみ、アクセスの履歴があり、その他の時間帯には、アクセスの履歴がない。そのため、推定部２４は、１０時台の１時間を除いて、実データが仮想ボリューム２００によって参照されないと推定する。

【0116】

ただし、図１３に示すアクセス時間記録７１には、３日分のアクセスの履歴しか含まれていないため、推定の精度は低い可能性がある。その場合、推定部２４は、十分な推定の精度を得るため、アクセスの履歴を取得する期間を延長してもよい。

【0117】

推定部２４は、実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定した結果を示す情報を格納部１２へ出力する。

【0118】

本実施形態５では、格納部１２は、推定部２４から、実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定した結果を示す情報を受信する。そして、格納部１２は、仮想データがアクセスされないと推定された時間帯に、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。

【0119】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、重複度計算部１１は、記録媒体に保存された同一の実データがいくつの仮想ボリューム２００によって参照されているかを示す重複度を計算する。格納部１２は、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。領域開放部１３は、いずれの仮想ボリューム２００によっても参照されない実データのみが格納された特定の領域を解放する。

【0120】

領域開放処理により、特定の領域が開放される。これにより、解放された領域を再利用できるので、記録媒体に割り当てられた物理ボリューム１１０の領域を効率的に利用可能にすることができる。

【0121】

さらに、本実施形態の構成によれば、推定部２４は、仮想ボリューム２００に格納された仮想データに対するアクセスの履歴に基づいて、実データが仮想ボリューム２００によって参照されない時間帯を推定する。格納部１２は、仮想データがアクセスされないと推定された時間帯に、重複度に応じた記録媒体１００の一領域内に実データを格納する。

【0122】

これにより、実データの格納先を変更している最中に、実データと対応する仮想データがアクセスを受ける可能性を低減することができ、ユーザの業務に支障をきたすことを防止することができる。

【0123】

（ハードウェア構成について）
前記実施形態１～５で説明した記録媒体管理装置１０（２０）の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。これらの構成要素の一部又は全部は、例えば図１４に示すような情報処理装置９００により実現される。図１４は、情報処理装置９００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【0124】

図１４に示すように、情報処理装置９００は、一例として、以下のような構成を含む。

【0125】

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９０２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９０３
・ＲＡＭ９０３にロードされるプログラム９０４
・プログラム９０４を格納する記憶装置９０５
・記録媒体９０６の読み書きを行うドライブ装置９０７
・通信ネットワーク９０９と接続する通信インタフェース９０８
・データの入出力を行う入出力インタフェース９１０
・各構成要素を接続するバス９１１
前記実施形態１～５で説明した記録媒体管理装置１０（２０）の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム９０４をＣＰＵ９０１が読み込んで実行することで実現される。各構成要素の機能を実現するプログラム９０４は、例えば、予め記憶装置９０５やＲＯＭ９０２に格納されており、必要に応じてＣＰＵ９０１がＲＡＭ９０３にロードして実行される。なお、プログラム９０４は、通信ネットワーク９０９を介してＣＰＵ９０１に供給されてもよいし、予め記録媒体９０６に格納されており、ドライブ装置９０７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ９０１に供給してもよい。

【0126】

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、前記実施形態において説明した記録媒体管理装置１０（２０）が、ハードウェアとして実現される。したがって、前記実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。

【産業上の利用可能性】

【0127】

本発明は、例えば、ストレージまたはメモリなどの記録媒体に格納されたデータを管理する記録媒体管理装置と、それを備えたストレージシステム、およびクラウドストレージサービスなどに利用することができる。

【符号の説明】

【0128】

１ システム
１０ 記録媒体管理装置
１１ 重複度計算部
１２ 格納部
１３ 領域開放部
２０ 記録媒体管理装置
２４ 推定部
１００ ストレージ（記録媒体）
２００ 仮想ボリューム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】