JP2000010948A

JP2000010948A - ノード間接続装置、接続方法及び接続処理プログラム記録媒体

Info

Publication number: JP2000010948A
Application number: JP10176487A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Umezawa; 和彦梅澤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】データ転送に要する全体の時間を短縮する。【解決手段】各ノード５ａ〜５ｈがビジー状態である
か否かを示すビジー情報を状態監視部４内に記憶してお
き、この記憶内容に応じてノード間の転送許可を行う。【効果】相手先ノードのビジー状態のチェックを速く
行うことができるので、転送に要する全体の時間を短縮
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノード間接続装置、
ノード間接続方法及びノード間接続処理プログラム記録
媒体に関し、特に複数のノード間の相互接続を行うノー
ド間接続装置、ノード間接続方法及びノード間接続処理
プログラム記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にノード間接続装置は、複数の計算
ノードから構成される分散主記憶型並列計算機におい
て、異なる計算ノード間のデータ転送を行う相互結合網
を形成するために用いられる。このノード間接続装置の
データ交換方式にはパケット交換と回線交換とがある。

【０００３】パケット交換方式は、データに宛先を付け
て、計算ノード間に結合を確立せずにデータを送出する
ため、少量のデータの転送や、転送する計算ノードの組
合わせが頻繁に変わる場合に有効である。

【０００４】一方、回線交換方式は、いったん結合が確
立すると解放されるまで継続するため、大量のデータの
転送に適している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したパケット交換
方式では、複数のデータ転送の衝突の防止のため、結合
網内にバッファが必要である。このため、大量のデータ
を送りたい場合は、バッファ容量を大きく取る必要があ
り全体のハードウェア量が増大するという欠点がある。

【０００６】また、上述した回線交換方式は、計算ノー
ド間の結合を確立させるまでに時間がかかるという欠点
がある。

【０００７】なお、特開平７−３１１７４１号公報に記
載されている並列計算機システムは、共有資源に対する
複数ノードによるアクセスの競合を防止するにすぎず、
上述した従来技術の欠点を解決することはできない。

【０００８】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は計算ノード間
の結合確立に要する時間が短く、かつ、回線交換方式の
相互結合網を形成するためのノード間接続装置、ノード
間接続方法及びノード間接続処理プログラムを記録した
記録媒体を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるノード間接
続装置は、複数のノード間の相互接続を行うノード間接
続装置であって、前記複数のノード夫々がビジー状態で
あるか否かを示すビジー情報を記憶する状態記憶手段
と、前記状態記憶手段に記憶されたビジー情報がビジー
状態を示していないノード同士の間のパスのみを形成す
るように制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

【００１０】本発明によるノード間接続方法は、複数の
ノード間の相互接続を行うノード間接続方法であって、
前記複数のノード夫々がビジー状態であるか否かを示す
ビジー情報を記憶する状態記憶ステップと、この記憶さ
れたビジー情報がビジー状態を示していないノード同士
の間のパスのみを形成するように制御する制御ステップ
とを含むことを特徴とする。

【００１１】本発明による記録媒体は、コンピュータに
よって複数のノード間の相互接続制御を行うための接続
処理プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュ
ータを、前記複数のノード夫々がビジー状態であるか否
かを示すビジー情報を記憶する状態記憶手段、この記憶
されたビジー情報がビジー状態を示していないノード同
士の間のパスのみを形成するように制御する制御手段、
として機能させるためのプログラムを記録したことを特
徴とする。

【００１２】要するに本発明は、あるノードからノード
間データ転送リクエストが送出されたとき、相手側ノー
ドがビジー状態にあるかどうかを一括して監視している
のである。具体的には、各ノードがビジー状態であるか
否かを示すビジー情報を記憶しておき、この記憶内容に
応じてノード間の転送許可を行うのである。これによ
り、相手先ノードのビジー状態のチェックを速く行うこ
とができるので、転送に要する全体の時間を短縮するこ
とができるのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。以下の説明において参照
する各図においては、他の図と同等部分には同一符号が
付されている。

【００１４】図１は本発明によるノード間接続装置の実
施の一形態を示すブロック図である。同図を参照する
と、ノード間接続装置１は計算ノード５ａ〜５ｈに接続
されており、計算ノード５ａ〜５ｈを相互に接続する機
能を有する。このノード間接続装置１は、制御部２とデ
ータパス部３とを含んで構成されている。制御部２は状
態監視部４を有している。

【００１５】計算ノード５ａ〜５ｈは、単一又は複数の
要素計算機６と、主記憶７と、リモートアクセス制御機
構８とを夫々含んで構成されている。なお、本例では計
算ノードの数を８つとしているが、特に制限はない。

【００１６】ノード間接続装置１の制御部２は、計算ノ
ード５のリモートアクセス制御機構８からデータ転送要
求を受付け、相手先計算ノードの状態をチェックして、
転送許可の発行、競合時の調停を行う。リモートアクセ
ス制御機構は、ノード間接続装置１の制御部にデータ転
送要求を送出するほか、転送するデータを主記憶７から
読出して一時的に貯えたり、転送されてきたデータを主
記憶７に書込む前に一時的に貯えるバッファを有してい
る。

【００１７】データパス部３は転送されるデータが通過
する経路で、要求元計算ノード、相手先計算ノードの組
み合わせにしたがって切り替えられる。転送されるデー
タには、行先計算ノードの情報が含まれ、データパス部
はその情報を解読して、所望の計算ノードへのデータの
経路を形成する。データパス部の構成としては、クロス
バスイッチ、多段結合網等が考えられる。制御部２内の
状態監視部４には、各計算ノード５ａ〜５ｈがデータ送
信／受信を行っていてビジー状態にあるか否かのデータ
（ビジー情報）が常時登録されている。状態監視部の実
現方法としては、例えば計算ノード数と同じビット数を
持ったメモリを用意し、ある計算ノードがビジーの場合
は、その計算ノードに対応するビットを立てるなどが考
えられる。

【００１８】制御部２は、ある計算ノードからデータ転
送要求を受付けたとき、相手計算ノードがデータの送／
受信を行っているかどうかを状態監視部４に登録された
データを参照してチェックする。そして、相手先計算ノ
ードがビジーでなければ直ちに転送許可を発行し、ビジ
ーであれば要求元計算ノードに対しウェイトをかけ、競
合調停動作に移る。転送許可が発行された場合には、状
態監視部４に要求元計算ノード、相手先計算ノードがビ
ジー状態にあることが登録される。よって、これらの計
算ノードに対し、他の計算ノードからデータ転送要求が
出されても、ウェイトがかけられる。このとき、ウェイ
ト状態であることを示す情報を上記メモリ等に登録して
おけば良い。

【００１９】そして、データ転送が終了したら、計算ノ
ードは、リモートアクセス制御部を通して、状態監視部
４の該当計算ノードのビジー状態を解除する。このと
き、ウェイトになっている該当計算ノードに対するデー
タ転送要求が存在すれば、その要求に対して転送許可が
発行される。

【００２０】かかる構成において、状態監視部４には、
各ノードがデータの送信及び受信を行っていてビジー状
態にあるか否かが常時登録されているものとする。そし
て、あるノードからデータ転送リクエストが送出された
とき、制御部２は相手ノードの状態を状態監視部４によ
りチェックし、ビジー状態でなければ直ちに転送許可を
発行し、ビジー状態であればウェイトをかける。これに
より、制御部から相手先ノードに対して状態の問い合わ
せをせずに転送許可／ウェイトの判断が可能となり、ノ
ード間データ転送に要する時間を短くできる。

【００２１】次に、図１及び図２を参照して本実施例の
動作について詳細に説明する。

【００２２】図２は、計算ノード５ａからのデータ転送
要求により、計算ノード５ａの主記憶上のデータを計算
ノード５ｄの主記憶に書込む動作の制御及びデータの流
れを示すタイムチャートである。つまり、図１のノード
間接続装置によって実現されるノード間接続方法が図２
に示されているのである。

【００２３】図２において、太い実線は制御の流れを示
し、二点鎖線はデータの流れを示している。以下、順を
追って説明する。

【００２４】（１）要求元計算ノード５ａにおいて、プ
ログラムにより転送命令が起動されて、命令のパラメー
タが主記憶上に置かれ、これをリモートアクセス制御機
構８ａが採取する。すなわち、パラメータフェッチが行
われる。

【００２５】（２）リモートアクセス制御機構８ａか
ら、ノード間接続装置１の制御部２に対して転送要求が
出される。

【００２６】（３）主記憶からリモートアクセス制御装
置内のバッファに転送するデータが読出される。

【００２７】（４）ノード間接続装置１の制御部２は状
態監視部４に問い合わせて転送の相手先計算ノード５ｄ
がビジーでないかどうかをチェックする。

【００２８】（５）相手先計算ノード５ｄがビジーでな
ければ、制御部２から要求元計算ノード５ａに対し転送
許可が発行される。

【００２９】（６）転送許可発行と同時に、転送を行う
計算ノードのペア５ａと５ｄがビジーであることが状態
監視部に登録される。

【００３０】（７）要求元計算ノード５ａのリモートア
クセス制御機構８ａからノード間接続装置１の制御部２
を経由して、相手先計算ノード５ｄのリモートアクセス
制御機構８ｄに対し、書込み命令要求が発行される。

【００３１】（８）要求側計算ノード５ａのリモートア
クセス制御機構８ａのバッファ内のデータが、ノード間
接続装置１のデータパス部に送出される。データパス部
３は、送られてきたデータにある行先計算ノードの情報
を解読して、計算ノード５ａから５ｄに至る経路を確保
し、計算ノード５ｄのリモートアクセス制御機構８ｄの
バッファにデータを送る。

【００３２】（９）相手先計算ノード５ｄのリモートア
クセス制御機構８ｄは、上記（７）で受け取った書込み
命令要求に従い、バッファ内のデータを主記憶に書込
む。

【００３３】（１０）データ書込みが終了したら、相手
先計算ノード５ｄのリモートアクセス制御機構８ｄか
ら、要求元計算ノード５ａのリモートアクセス制御機構
８ａに書込み命令応答が送信される。

【００３４】（１１）ノード間接続装置１の制御部２
は、上記（１０）で書込み命令応答が送信されたのを見
て、計算ノード５ａ及び５ｄのビジー状態の解除をビジ
ー状態管理部４に登録する。

【００３５】（１２）要求元計算ノード５ａの主記憶に
終了情報が書込まれ、一連の動作を終了する。

【００３６】ここで、ノード間接続装置１の動作につい
て図３をも参照して説明する。図３はノード間接続装置
１の動作を示すフローチャートである。

【００３７】同図において、まず複数のノードうちのい
ずれかから、ノード間のデータ転送リクエストがあるか
どうかのチェックが行われる（ステップＳ３１）。リク
エストがある場合には、状態監視部４に記憶されたビジ
ー情報を読出し、転送の相手先計算ノードがビジーでな
いかどうかをチェックする（ステップＳ３１→Ｓ３
３）。

【００３８】チェックの結果、ビジー状態である場合
は、そのリクエストをウェイト状態に設定する（ステッ
プＳ３４→Ｓ３５）。このウェイト状態の設定後、デー
タ転送が終了すると（ステップＳ３９）、ウェイト状態
にあるリクエストが存在するかどうかが判断される（ス
テップＳ３２）。ウェイト状態にあるリクエストが存在
すれば、上述と同様に、状態監視部４に記憶されたビジ
ー情報を読出し、リクエストされた相手先計算ノードが
ビジーでないかどうかをチェックする（ステップＳ３２
→Ｓ３３）。

【００３９】ステップＳ３３におけるチェックの結果、
ビジー状態でない場合は、そのリクエストによるデータ
転送を許可することになる（ステップＳ３３→Ｓ３４→
Ｓ３６）。この場合、データパス部の切換制御を行って
ノード間のパスを形成した後（ステップＳ３７）、デー
タ転送が行われる。このとき、データ転送を行うノード
に対応するビジー情報をビジー状態に設定する（ステッ
プＳ３８）。

【００４０】このビジー状態の設定後、データ転送が終
了すると（ステップＳ３９）、上述と同様に、ウェイト
状態にあるリクエストが存在するかどうかが判断される
（ステップＳ３９→Ｓ３２）。以上の動作を繰返すこと
により、データ転送リクエストが処理される。

【００４１】なお、以上説明した図３の処理を実現する
ためのプログラムを記録した記録媒体を用意し、同記録
媒体に記録されているプログラムによってコンピュータ
を制御すれば、上述と同様の転送制御動作を行うことが
できることは明白である。この記録媒体には、図１中に
示されていない半導体メモリ、磁気ディスク装置の他、
種々の記録媒体を用いることができる。

【００４２】以上のように本システムでは、状態監視部
をノード間転送装置の制御部内に設けたことにより、相
手先計算ノードがビジー状態かどうかを、相手先計算ノ
ードにまで問合わせる必要がなく、データ転送の相手先
計算ノードがビジー状態のチェックを速く行うことがで
きる。この結果、転送に要する全体の時間を短縮でき
る。つまり、ビジー状態かどうかを示す情報を登録して
おくので、問合わせ送出から返信受信までの時間が不要
となり、転送に要する時間を短縮できるのである。

【００４３】例えば、ノード間接続装置と計算ノードと
の間の接続に、光ファイバケーブルを使用したとする
と、信号の伝播速度は１メートルあたり５ナノ秒程度で
ある。ここで、ノード間接続装置と計算ノードとの距離
が１０メートルであるものとすると、信号が往復するの
に１００ナノ秒を要することになる。本システムを採用
すれば、この１００ナノ秒を節約できるのである。

【００４４】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。

【００４５】（１）前記制御手段は、ビジー状態でない
というチェック結果の場合に、前記リクエストの内容に
応じて前記第１のノードと前記第２のノードとの間のパ
スを形成する手段を更に含むことを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のノード間接続装置。

【００４６】（２）前記制御ステップは、ビジー状態で
ないというチェック結果の場合に、前記リクエストの内
容に応じて前記第１のノードと前記第２のノードとの間
のパスを形成するステップを更に含むことを特徴とする
請求項４〜６のいずれかに記載のノード間接続方法。

【００４７】（３）前記制御手段は、ビジー状態でない
というチェック結果の場合に、前記リクエストの内容に
応じて前記第１のノードと前記第２のノードとの間のパ
スを形成する手段を更に含むことを特徴とする請求項７
〜９のいずれかに記載の記録媒体。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各ノード
がビジー状態であるか否かを示すビジー情報を記憶して
おき、この記憶内容に応じて転送許可を行うことによ
り、相手先ノードのビジー状態のチェックを速く行うこ
とができ、転送に要する全体の時間を短縮することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態によるノード間接続装置
を含むシステムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１のシステムの動作を示すタイムチャートで
ある。

【図３】図１のノード間接続装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ノード間接続装置２制御部３データパス部４状態監視部５ａ〜５ｈノード６要素計算機７主記憶８リモートアクセス制御機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノード間の相互接続を行うノード
間接続装置であって、前記複数のノード夫々がビジー状
態であるか否かを示すビジー情報を記憶する状態記憶手
段と、前記状態記憶手段に記憶されたビジー情報がビジ
ー状態を示していないノード同士の間のパスのみを形成
するように制御する制御手段とを含むことを特徴とする
ノード間接続装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記複数のノードのう
ちの第１のノードから送信された第２のノードとの通信
リクエストに応答して前記状態記憶手段に記憶された前
記第２のノードについてのビジー情報をチェックする手
段と、ビジー状態であるというチェック結果の場合には
前記第１のノードをウェイト状態に設定し、ビジー状態
でないというチェック結果の場合には前記第１のノード
にデータ転送を許可する手段とを含むことを特徴とする
請求項１記載のノード間接続装置。
【請求項３】データ転送を許可された前記第１のノー
ドについてのビジー情報をビジー状態に設定する手段を
更に含むことを特徴とする請求項２記載のノード間接続
装置。
【請求項４】複数のノード間の相互接続を行うノード
間接続方法であって、前記複数のノード夫々がビジー状
態であるか否かを示すビジー情報を記憶する状態記憶ス
テップと、この記憶されたビジー情報がビジー状態を示
していないノード同士の間のパスのみを形成するように
制御する制御ステップとを含むことを特徴とするノード
間接続方法。
【請求項５】前記制御ステップは、前記複数のノード
のうちの第１のノードから送信された第２のノードとの
通信リクエストに応答して前記状態記憶ステップによっ
て記憶された前記第２のノードについてのビジー情報を
チェックするビジー情報チェックステップと、ビジー状
態であるというチェック結果の場合には前記第１のノー
ドをウェイト状態に設定し、ビジー状態でないというチ
ェック結果の場合には前記第１のノードにデータ転送を
許可するデータ転送許可ステップとを含むことを特徴と
する請求項４記載のノード間接続方法。
【請求項６】データ転送を許可された前記第１のノー
ドについてのビジー情報をビジー状態に設定するステッ
プを更に含むことを特徴とする請求項５記載のノード間
接続方法。
【請求項７】コンピュータによって複数のノード間の
相互接続制御を行うための接続処理プログラムを記録し
た記録媒体であって、コンピュータを、前記複数のノー
ド夫々がビジー状態であるか否かを示すビジー情報を記
憶する状態記憶手段、この記憶されたビジー情報がビジ
ー状態を示していないノード同士の間のパスのみを形成
するように制御する制御手段、として機能させるための
プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】前記制御手段は、前記複数のノードのう
ちの第１のノードから送信された第２のノードとの通信
リクエストに応答して前記状態記憶手段に記憶された前
記第２のノードについてのビジー情報をチェックする手
段と、ビジー状態であるというチェック結果の場合には
前記第１のノードをウェイト状態に設定し、ビジー状態
でないというチェック結果の場合には前記第１のノード
にデータ転送を許可する手段とを含むことを特徴とする
請求項７記載の記録媒体。
【請求項９】前記制御手段は、データ転送を許可され
た前記第１のノードについてのビジー情報をビジー状態
に設定する手段を更に含むことを特徴とする請求項８記
載の記録媒体。