JP2001222382A - ディスク装置 - Google Patents

ディスク装置

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JP2001222382A
JP2001222382A JP2000028832A JP2000028832A JP2001222382A JP 2001222382 A JP2001222382 A JP 2001222382A JP 2000028832 A JP2000028832 A JP 2000028832A JP 2000028832 A JP2000028832 A JP 2000028832A JP 2001222382 A JP2001222382 A JP 2001222382A
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memory access
queue
disk device
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JP2000028832A
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Atsushi Ichise
敦司 市瀬
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の計算機から受信したメモリアクセスに
対し、各メモリアクセスの緊急度や重要度に合わせた実
行順序の入換えを行うディスク装置を提供する。 【解決手段】ディスク装置1の制御を担うCPU22
は、各計算機よりメモリアクセス(書込み要求または読
み出し要求)を受信すると、優先度テーブル232を参
照して優先度を決定する。そしてキュー231に既に格
納されているメモリアクセスが存在するときには、該メ
モリアクセスの優先度と比較を行い、格納されているメ
モリアクセスの優先度よりも高い場合には実行順序を入
換え、逆に低い場合には実行順序を入換えずにキュー2
31に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の計算機によ
って共有されるディスク装置に係り、特に、各計算機か
らのアクセス要求を、緊急度に応じて制御する機能を有
したディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、1台のディスク装置と複数の計算
機を同一のLANに接続させ、各計算機によって前記デ
ィスク装置を共有するシステムがある。図7は、上述の
ようなシステムの概要を示す図であり、1台のディスク
装置70と複数の計算機71〜7mが、LAN(Local
Area Network)80に接続されている。さらに、デ
ィスク装置70には、計算機71〜7nからの書込み/
読み出し要求(以下、書込み要求と読み出し要求を総称
して、メモリアクセスと呼ぶ。)にかかる処理を実行す
るディスク制御部81と、複数のディスク82〜8nが
備えられている。このようなシステムでは、各計算機7
1〜7mは、アプリケーションプログラム(サービス)
の処理に合わせて必要なデータをディスク装置70から
読み出し、また演算結果を保存するために、LAN80
を介してメモリアクセスを行う。ディスク装置70は、
このメモリアクセスを受信すると、読み出し要求であれ
ば、該当するデータが記憶されているディスクよりデー
タを読み出し、LAN80を介して読み出し要求を出し
た計算機へ送信する。また逆に、書込み要求であれば、
書込み要求に含まれる論理アドレスから物理アドレスを
求め、該当するディスクに対して書込み処理を実行す
る。
【0003】なお、ディスク装置70は、各計算機71
〜7mからのメモリアクセスを受信すると、この要求を
一旦キューメモリ(図示せず)に保持し、保持した順番
に従って処理を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなディスク装置にも、まだ解決すべき課題が残され
ている。すなわち、ディスク装置は、各計算機からのメ
モリアクセスを一旦キューメモリに保存し、保存した順
序に従って処理するため、各メモリアクセスを平等に扱
うことになる。これは、各計算機で実行されているサー
ビスの重要度や緊急度にばらつきがない状況では、特に
問題を生じることはないが、緊急度の高いサービスを実
行する計算機が混在するシステムにあっては、先に受信
したメモリアクセスの処理が終了するまで緊急度の高い
処理が待たされることになるため、サービスの質の低下
を引き起こすことになってしまう。そこで、本発明は上
記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、各計算機
で実行されるサービスの重要度や緊急度に応じたメモリ
アクセスの優先処理を可能としたディスク装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項1にかかる発明では、ネットワーク
を介して複数の計算機によって共有されるディスク装置
に、前記各計算機より受信した書込み要求と読み出し要
求を保持するキューと、前記書込み要求または読み出し
要求毎に設定される優先度情報を保持する優先度テーブ
ルと、前記書込み要求または読み出し要求を受信する
と、前記優先度テーブルを参照して書込み要求または読
み出し要求毎に優先度を決定し、前記キュー内に既に格
納されている他の書込み要求または読み出し要求の優先
度と比較して実行順序の入換え処理を行うキュー制御部
とを備えたことを特徴とするものである。また、請求項
2にかかる発明では、前記優先度テーブルに、同一の書
込み要求または読み出し要求に対する実行順序の入換え
処理回数の上限値を持たせたことを特徴とするものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照の上、本発明の
一実施形態の内容を説明する。図1は、本発明のディス
ク装置の概要を示す図である。同図において、ディスク
装置1は、装置全体の制御を行うディスク制御部2とn
台のディスク(HDD)31〜3kとからなっており、
さらに制御部2は、外部のネットワークと接続しデータ
の送受信を行うためのインタフェース21、ディスク3
1〜3kへのデータ書込みや読み出し等を実行しディス
ク装置1の動作を担うプロセッサ(CPU)22、そし
てCPU22の作業に供されるメモリ23とを備えてい
る。また、メモリ23には、本発明の読み出し/書込み
制御を実現するために必要な機能として、キュー231
と優先度テーブル232が確保されている。なお、ディ
スク装置1は、RAID(Redundant Arrays of Ind
ependentDisks)方式を採用したもので、保存されるデ
ータは、固定長にストライピングされた単位で各ディス
ク31〜3kに保存される。次に、本発明の動作につい
て説明する。まず、システムを構成した段階で、計算機
毎もしくはアプリケーションプログラム(サービス)毎
に優先度を決定し、優先度テーブル232として登録を
行うが、通常、銀行端末の操作に対する応答のように、
レスポンス性、つまり緊急性の要求されるアプリケーシ
ョンでは優先度が高く、逆に、プログラミング作業のよ
うに確実に保存されれば良く、レスポンス性が問わない
ものについては優先度が低く設定される。
【0007】このような基準より作成された優先度テー
ブル232は、図2に示すように論理アドレスの先頭の
値、この先頭の値を基準に同一優先順位のアドレス空間
を示すアドレス範囲、そして優先度情報から構成され
る。このように、アドレス空間単位で優先度の設定を行
うのは、アプリケーション毎に使用するアドレス空間が
固定されているため、アドレス空間単位での優先度の設
定が、アプリケーション単位での設定と等しくなるため
である。なおここでは、優先度は1が最も高く、数値が
大きくなるほど優先度が低くなるものとしている。以上
のような優先度テーブル232の設定が完了すると、デ
ィスク装置1は優先度に基づいたメモリアクセスの処理
が可能となり、CPU22は、図3に示すフローに従っ
てメモリアクセスの実行順序の変更操作を行うことにな
る。そして、このCPU22の変更操作によるキュー2
31の状態変化の例は、図4に示されている。また、発
明の特徴を理解しやすくするため、キュー231内に、
既に2つのメモリアクセス41及び42(いずれも優先
度2)が存在している状態から説明を始める。ディスク
装置1のCPU22は、インタフェース21を介したメ
モリアクセスの受信を確認し(ステップ1:図面中では
「S1」と記載する。以下同様。)、新たなメモリアク
セスが受信されると、まずキュー231内に他のメモリ
アクセスが格納されているか確認し(ステップ2)、格
納されていなければ、優先度テーブル232を参照し
て、新たなメモリアクセスの優先度を決定し、単にキュ
ー231に格納する(ステップ3)。
【0008】ここでは、図4(a)に示すように、新た
なメモリアクセス43を受信したとき、キュー231に
は2つのメモリアクセス41および42が格納されてい
るため、一つ前のメモリアクセスの優先度との比較を実
行する(ステップ5)。この比較の結果、一つ前のメモ
リアクセスの優先度より低いと判定されると、新たなメ
モリアクセスは比較したメモリアクセスの直後に格納さ
れる(ステップ6)。このステップ5とステップ6の処
理を表しているのが、図4(a)乃至(b)である。即
ち、図4(a)に示すように、新たなメモリアクセス4
3に含まれる論理アドレスが「4000」であるため、
優先度テーブル232の情報からメモリアクセス43の
優先度は3と決定されるが、この優先度は一つ前のメモ
リアクセス42の優先度2より低いため、図4(b)に
示すようにキュー231内では、メモリアクセス43は
メモリアクセス42の後ろに格納されることになる。前
記ステップ5での比較で、新たなメモリアクセスの優先
度が一つ前のメモリアクセスの優先度より高い場合、新
たなメモリアクセスを、比較を行ったメモリアクセスの
前に格納し、実行順序の入換え処理が行われる(ステッ
プ7)。
【0009】この入換え処理後、さらに前にメモリアク
セスが格納されているか確認が行われ(ステップ8)、
格納されていなければ処理を終了させ、格納されている
場合には、ステップ5乃至ステップ8の処理を比較すべ
きメモリアクセスがなくなるまで継続する。この処理
は、図4(c)乃至(d)で表される。図4(c)に示
すように、CPU22が新たなメモリアクセス44を受
信したとき、キュー231には3つのメモリアクセス4
1〜43が格納されているため、上述と同様にステップ
5まで処理が進むが、ステップ4の優先度判定処理で
は、メモリアクセス44に含まれるアドレスが「950
0」であるため、優先度が1であると決定される。この
結果、メモリアクセス44は、一つ前のメモリアクセス
43の優先度3より高いものと判定され、実行順序の入
換えが行われる。そして、さらにメモリアクセス41お
よび42が存在していることから、同様に優先度の比較
が行われ、結局、メモリアクセス44の実行順序は、図
4(d)に示す如く、先頭に位置することになるため、
このメモリアクセス44の処理が最優先されることにな
る。このように、本発明のディスク装置では、複数ある
計算機それぞれからのメモリアクセスを受信すると、各
メモリアクセスの優先度に基づいて実行順序の変更操作
を行うため、緊急度の高いメモリアクセスをより短時間
で実行させることができ、サービスの低下を避けること
が可能となる。
【0010】続いて、本発明の他の実施の形態について
説明する。図5は、他の実施の形態にかかる優先度テー
ブル232(以下、優先度テーブル232’とする)を
示す図で、図2の優先度テーブルの構成に、比較回数情
報を追加した点が異なっている。この比較回数情報は、
ディスク装置1がメモリアクセスを受信した後、キュー
231内での実行順序の入換えのために、比較作業を実
行する回数を表している。言い方を変えれば、メモリア
クセスの実行順序の入換え操作で、追い越すことのでき
るメモリアクセスの最大値を示している。この優先度テ
ーブル232’を使ってメモリアクセスの処理を実施し
た場合、図4に示すメモリアクセスの実行順序の入換え
処理は、図6の通りとなる。ただし、メモリアクセス4
3の場合は、優先度テーブル232を使用した場合と同
様、実行順序の入換えが行われないため、結果の異なる
メモリアクセス44をディスク装置1が受信した以降に
ついて説明するものとし、図6にはメモリアクセス44
を受信して以降のキュー231の状態が示されている。
図6(a)に示すように、ディスク装置1が新たなメモ
リアクセス44を受信したとき、キュー231には3つ
のメモリアクセス41,42そして43が格納されてい
る。
【0011】受信されたメモリアクセス44は、優先度
テーブル232’の情報に基づき優先度が決定される
が、同図にあるようにメモリアクセス44の論理アドレ
スが「9500」なので、優先度は1と決定される。ま
ず、メモリアクセス44は、一つ前に格納されているメ
モリアクセス43の優先度と比較されるが、メモリアク
セス43の優先度が3であるため、上述と同様に実行順
序の入換え操作が行われる。このとき、優先度テーブル
232’の比較回数の初期値が2とされているため、1
減算されて、CPU22はメモリアクセス44に対する
優先度の比較回数は残り1回であると認識し、この値を
保持する。次いで、メモリアクセス44は更に一つ前に
格納されているメモリアクセス42の優先度と比較され
るが、メモリアクセス42の優先度2よりも高いため、
さらに実行順序の入換え操作が行われる。そして、同様
に比較回数が1だけ減算されて0となるため、メモリア
クセス44の実行順序の変更処理は衆力され、図6
(b)に示すような状態となる。この結果は、優先度テ
ーブル232を使用した場合と異なり、どんなに優先度
の高いメモリアクセスであっても、先のメモリアクセス
を追い越す回数が制限されることになってしまう。
【0012】しかしながら、優先度の高いメモリアクセ
スの実行順序を際限なく前に持っていった場合、ディス
ク装置1を共有する計算機が増えれば増えるほどディス
ク装置1が受信するメモリアクセスの受信数が増えるこ
とになり、よって優先度の低いメモリアクセスがいつま
で経っても処理されない状態を生じることになる。この
ため、上述のように実行順序の入換え操作を一定回数に
制限することにより、優先度の高いメモリアクセスをで
きるだけ優先して処理すると共に、優先度の低いメモリ
アクセスの処理を保障することが可能となる。なお、上
述の説明では、メモリアクセスを格納するキューを一つ
として説明したが、設定する優先度の数が少ない場合に
は、優先度毎にキューを設け、CPUは優先度テーブル
を参照して決定した優先度毎にメモリアクセスを同一優
先度を示すキューに格納するようにしてもよい。この場
合、キュー内には同一優先度のメモリアクセスが可能さ
れることになるため、CPUはメモリアクセスを受信し
たときに優先度の決定とキューへの格納処理を実行する
のみでよく、キュー内での実行順序の入換え処理が不要
となるため、このキュー内での実行順序の入換え処理に
要する不可を軽減することが可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1にかかる発
明によれば、ディスク装置が受信した書込み要求または
読み出し要求毎に実行の優先度を決定し、この優先度に
基づいてキュー内での書込み要求及び読み出し要求の実
行順序を変更するため、計算機で実行されているアプリ
ケーションプログラム(サービス)の緊急度や重要度に
合わせ、より緊急度や重要度の高いサービスに関する書
込み要求及び読み出し要求を優先して実行することが可
能となる。さらに請求項2にかかる発明によれば、緊急
度や重要度の高い書き込み要求または読み出し要求の実
行を優先して行うと共に、優先度の低い書き込み要求ま
たは読み出し要求の実行も保障することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかるディスク装置の構成
を表す図。
【図2】本発明の実施形態にかかる優先度テーブルを表
す図。
【図3】本発明の実施形態の優先度に基づく実行順序の
変更処理を示すフロー図。
【図4】本発明の実施形態にかかるキューの状態を表わ
す図。
【図5】本発明の他の実施形態にかかる優先度テーブル
を表わす図。
【図6】本発明の他の実施形態にかかるキューの状態を
表わす図。
【図7】従来のディスク装置を備えたシステム構成を表
わす図。
【符号の説明】
1 … ディスク装置 2 … ディスク制御部 31,32,・・,3n … ディスク 23 … メモリ 231 … キュー 232,232’ … 優先度テーブル 41,42,43,44 … メモリアクセス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネットワークを介して複数の計算機によ
    って共有されるディスク装置であって、 前記各計算機より受信した書込み要求と読み出し要求を
    保持するキューと、 前記書込み要求または読み出し要求毎に設定される優先
    度情報を保持する優先度テーブルと、 前記書込み要求または読み出し要求を受信すると、前記
    優先度テーブルを参照して書込み要求または読み出し要
    求毎に優先度を決定し、前記キュー内に既に格納されて
    いる他の書込み要求または読み出し要求の優先度と比較
    して実行順序の入換え処理を行うキュー制御部とを備え
    たことを特徴とするディスク装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のディスク装置において、 前記優先度テーブルは、同一の書込み要求または読み出
    し要求に対する実行順序の入換え処理回数の上限値を含
    むことを特徴とするディスク装置。
JP2000028832A 2000-02-07 2000-02-07 ディスク装置 Pending JP2001222382A (ja)

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