JP2001306403A - ストレージ装置およびファイル共有システム - Google Patents

ストレージ装置およびファイル共有システム

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JP2001306403A
JP2001306403A JP2000127954A JP2000127954A JP2001306403A JP 2001306403 A JP2001306403 A JP 2001306403A JP 2000127954 A JP2000127954 A JP 2000127954A JP 2000127954 A JP2000127954 A JP 2000127954A JP 2001306403 A JP2001306403 A JP 2001306403A
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storage
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Masahiro Miura
雅弘 三浦
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ストレージ−サーバ間でファイル書き込み権を
プロトコル的にやり取りすることにより、SANにおい
てファイル共有を実現する。 【解決手段】 サーバとストレージを含む計算機ネット
ワークにおいて、ストレージd0が、自身が格納するファ
イルの書き込みアクセス権t0を管理し、このアクセス権
t0を要求するサーバc0に対して期限付きで貸し出し、フ
ァイルf0への書き込み要求はアクセス権t0を持ったサー
バからのみ受付ける。期限の切れたアクセス権t0はスト
レージへ戻ったものと見なす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーバ装置とスト
レージ装置を含む計算機ネットワークにおけるファイル
共有機構を備えたSAN(Storage Area Network)用スト
レージ装置およびファイル共有システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータが扱う情報の量は拡
大の一途をたどっており、ストレージ装置(以下ストレ
ージと呼ぶ場合もある)にも高可用性や高スループット
が要求されている。このような要求に応える手法として
SAN(Storage Area Network)が注目されている。
【0003】サーバ装置(以下、単にサーバと呼ぶ場合
もある)やストレージ装置を含む計算機ネットワークの
構成は、従来のLAN(Local Area Network)において
は、図17に示すように各ストレージ1がサーバ3に直
接接続される形となる。
【0004】一方、SANにおいては、サーバ群を結ぶ
ネットワークの他にストレージ群が独自のネットワーク
を作り(この後者のネットワークのことをSANと呼
ぶ)、各サーバがSANに接続されるように構成され
る。
【0005】ストレージ上のファイルをサーバ間で共有
するためには、複数サーバからの同時アクセスによって
ファイルを破壊したりしないための仕組みが必要とな
る。従来のネットワークでは、NFS (Network File Syst
em)が一般的に用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、NFSはサー
バ間のソフトウエア的な協調により実現されているた
め、そのオーバヘッドの大きさからパフォーマンスが低
下し、またサーバ側の問題によりファイルの整合性が失
われる危険がある、等の欠点がある。
【0007】また、SANにおいては、SAN自体の歴史
が浅く、ファイル共有の技術は確立されていない。
【0008】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、SANにおいてファイル共有を実現可能なスト
レージ装置およびファイル共有システムを提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明は、サーバ装置とストレージ装置を含む計
算機ネットワークにおいて、ファイル毎の書き込みアク
セス権を保持する手段と、各ファイルの書き込みアクセ
ス権の所在を管理するアクセス権管理手段と、前記アク
セス権を要求するサーバに応答して、前記アクセス権管
理手段を参照し、前記保持手段に保持されているファイ
ルの書き込みアクセス権を期限付きで貸し出し、前記ア
クセス権を有するサーバからのみ前記ファイルへの書き
込み要求を受付け、前記期限が満了した場合には、前記
アクセス権は前記ストレージ装置に戻ったものと見なす
よう制御する制御手段と、を具備することを特徴とす
る。
【0010】この発明によれば、ストレージ−サーバ間
でファイル書き込みアクセス権をプロトコル的にやり取
りすることにより、SANにおいてファイル共有を実現
することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、この発明が適用される計
算機ネットワークの一実施形態を示す図である。同図に
おいて、ストレージ装置群d0,d1,d2…(11)がSAN
(Storage Area Network)13に接続される。さらに、サ
ーバ群c0,c1…(15)がLAN(Local Area Network)17
に接続されるとともにSAN13に接続される。SAN
13は例えばファイバチャネル等で構成される。各スト
レージd0,d1,d2…(11)はファイルfn(19)を有
し、各ファイル19にはそのファイルに書き込む権利を
表すトークンtn(21)が存在する。
【0012】各ストレージdn(11)は、自身が格納す
る各ファイルfn(19)のトークンtn(21)の所在を
管理するトークン管理装置22を有する。トークン管理
装置22は図2に示す用な管理テーブル23を持つこと
によりトークンの管理を行なう。トークン管理テーブル
23はトークン識別情報を記憶するトークンフィールド
と、ファイル識別情報を記憶するファイルフィールド
と、サーバ識別情報を記憶するサーバフィールドから構
成される。この管理テーブル23を参照することによ
り、例えばファイルf0のトークンt0がサーバc0に貸し出
されていることがわかる。サーバ15からのファイル書
き込み要求に対しては、このファイル19のトークン2
1を(仮想的に)持ったサーバ15からの要求のみを受
付ける。
【0013】なお、あるファイル19への書き込み要求
が単一サーバ15内で複数起こる場合が考えられる(例
えば、複数のプログラムが並列に走るマルチプロセス環
境等)。本発明の実施形態では、このような場合には、
サーバ15内での書き込み調停を公知の手法に基づいて
このサーバ自身が行ない、あるサーバ15からあるファ
イル19への書き込み要求は1つだけであるように制御
される。
【0014】なお、サーバ15がこのような調停を行わ
ない代わりに、ストレージ11がトークン21の所在を
プロセス単位で管理するように構成してもよい。この場
合にはストレージは、図3に示すようなストレージ管理
テーブル25を用いてトークンの所在を管理する。スト
レージ管理テーブル25は、トークンの識別情報を記憶
するトークンフィールドと、ファイルの識別情報を記憶
するファイルフィールドと、サーバの識別情報を記憶す
るサーバフィールドと、サーバ内のプロセスを記憶する
プロセスフィールドとを有している。
【0015】今、サーバc0(15)がストレージd0(1
1)内にあるファイルf0(19)をオープンするものと
する。
【0016】読み出し専用ファイルのオープンの場合は
通常のファイルアクセスと同様であるので、詳細な説明
は省略する。
【0017】サーバc0および他のサーバはそれぞれディ
スクキャッシュを有する。ディスクキャッシュの無効化
については後述する。
【0018】サーバc0(15)がストレージd0(11)
内のファイルf0(19)に対して書き込み用オープンお
よびクローズを行う際の、サーバc0−ストレージd0間で
のプロトコルのやり取りを図4に示す。同図に示すよう
に、まず、サーバc0はストレージd0内にあるファイルf0
をオープンしたい旨を通知する。この通知は、プロトコ
ルのrequestコマンドにより行う。requestコマンドは図
5に示すように、サーバID s0、オープンしたいファ
イル名f0およびその他の管理情報を含む。
【0019】ストレージd0(11)は、サーバc0(1
5)からのファイルオープン要求に対し、図2に示すト
ークン管理テーブルを参照してファイルf0(19)のト
ークンt0(21)が貸し出されているか否か調べる。ま
だ他サーバへ貸し出されていなければ、トークンt0を、
サーバc0へ期限付きで貸し出す。この期限は例えば秒オ
ーダーの時間である。
【0020】この貸し出しはプロトコルのtokensendコ
マンドにより行われる。tokensendコマンドは図6に示
すように、トークンID t0、ストレージID do、貸し
出し期限、ファイル名、およびその他の管理情報を含
む。このコマンドにより、トークンt0はストレージd0か
らサーバc0へと仮想的に移動したことになる。
【0021】サーバc0は、トークンt0を保持している間
は、ファイルf0へ書き込むことができるが、期限が来て
も、トークンt0を保持し続けるためには、期限が来る前
にトークンt0の借用を延長する必要がある。この延長
は、プロトコルのrenewコマンドにより行われる。renew
コマンドは図7に示すように、トークンID t0、サー
バID、およびその他の管理情報を含む。
【0022】renewコマンドを受けたストレージd0は、
コマンドが期限内に到着したことを確認し、ストレージ
c0に対し借用延長を了解したと通知する。この通知は、
プロトコルのrenewackコマンドにより行われる。renewa
ckコマンドは図8に示すように、トークンID t0、ス
トレージID d0、次回の期限、およびその他の管理情
報を含む。
【0023】なお、本実施形態では、renewackコマンド
内に次回の期限を含むものとしている。これにより、同
じトークンの延長が何度も繰り返される様な場合には、
期限を長くしてrenewコマンドの頻度を減らしプロトコ
ルのオーバヘッドを軽減する等の柔軟な調整が可能とな
る。
【0024】なお、トークン貸し出し期限を一定とし、
コマンドから期限の情報を省略するように構成してもよ
い。
【0025】サーバc0は、トークンt0を保持している間
ファイルf0へ書き込むことができる。この書き込みはwr
iteコマンドにより行われる。writeコマンドは、図9に
示すように、トークンID t0、サーバID c0、デー
タとそれを書き込むファイル内オフセット、およびその
他の管理情報を含む。
【0026】ストレージd0はwriteコマンドを受け取る
と、サーバc0がトークンt0を保持していることを図2に
示すトークン管理テーブル23を参照することにより確
認し、サーバc0に対してコマンドの受け取りとトークン
の貸し出しの新たな期限とを通知する。なお、上述の説
明では、期限の延長はrenewコマンドを用いて行った
が、実際の運用では、トラフィック量を少なくするため
に、writeコマンドを受け取ったときも期限通知を行う
ことができるように構成されている。これに加え、ファ
イルf0を読込んでキャッシュしている他サーバに対して
も、writeコマンドによってキャッシュが無効になった
ことを通知する。すなわち、writeコマンドにはファイ
ル内オフセット情報が含まれており、他サーバはこのオ
フセット情報が書き換わったことにより、キャッシュが
無効になったことを知ることができる。この通知は、プ
ロトコルのwriteackコマンドをSAN13に接続した全
サーバへブロードキャストすることにより行われる。
【0027】writeackコマンドは図10に示すように、
トークンID to、ストレージIDd0、新たな貸し出し
期限、先のwriteコマンドで渡されたデータとそれを書
き込むファイル内オフセット、およびその他の管理情報
が含まれる。このファイル書き込み時のプロトコルを図
11に示す。
【0028】本実施形態では、writeackコマンド内には
書き込みの内容が含まれている。ファイルf0をキャッシ
ュしている他サーバは、writeackコマンドを受け取る
と、キャッシュの内容を書き込みの内容通りに更新する
か、あるいは単にキャッシュを無効化するものとする。
【0029】なお、writeackコマンドに書き込みの内容
を含まない場合、他サーバはキャッシュ無効化のみ行う
こととし、writeackコマンドには書き込みの内容を含め
ないように構成してもよい。
【0030】また、本実施形態では、ストレージd0は、
writeackコマンドをSAN13に接続している全サーバ
へブロードキャストするように構成されているが、同コ
マンドを個々のサーバへそれぞれ送るように構成しても
よい。この場合、全サーバに対して個々にコマンドを送
る方法と、ファイルf0をキャッシュしている(可能性の
ある)サーバc0に対してのみコマンドを送る方法とがあ
る。
【0031】後者の場合、ファイルf0をキャッシュして
いる(可能性のある)サーバがどれであるかをストレー
ジd0が把握している必要があるために、読み出すだけで
書き込みは行わない、という権利を表す「読み出しトー
クン」を導入するように構成してもよい。これは、スト
レージ11に例えば図12に示すようなサーバリスト2
9を持たせることにより、行うことができる。サーバリ
スト29は、どのサーバがどのファイルをリードしたか
の履歴を記憶している。このリストを参照することによ
り、どのサーバがどのファイルをキャッシュしているか
(キャッシュしている可能性があるか)を知ることがで
きる。
【0032】サーバc0はファイルf0へ書き込む必要が無
くなれば、トークンt0をストレージd0へ返却することに
よりファイルf0を開放する。この返却はtokenreturnコ
マンドにより行われる。同コマンドは図13に示すよう
にトークンID t0、サーバID c0およびその他の管
理情報を含む。
【0033】ストレージd0は、トークンが返却されたこ
とを確認し、サーバc0へ通知する。この通知はreturnac
kコマンドにより行われる。同コマンドは図14に示す
ようにトークンID t0、ストレージID d0、および
その他の管理情報を含む。同コマンドにより、サーバc0
からストレージd0への、一連のファイル書き込み処理が
終了する。
【0034】なお、本実施形態では、returnackコマン
ドはストレージd0からサーバc0へ送るように構成され
る。このため、他サーバはファイルf0が開放されたこと
を知らされていない。
【0035】なお、一部のサーバ(例えば、t0を得よう
として失敗したサーバ)へもreturnackコマンドを送る
ことによりファイルf0が開放されたことを知らせるよう
に構成してもよい。この場合には、例えば図15に示す
ようにアクセス権が得られなかったサーバのリスト31
を保持し、これをトークン管理装置22が参照すること
により、失敗したサーバに対してファイルf0の開放を通
知することができる。
【0036】あるいは同コマンドを全サーバへブロード
キャストで送ることによりファイルf0が開放されたこと
を知らせるように構成してもよい。
【0037】ストレージd0がサーバc0からのrenewコマ
ンドを受け取らなかった場合は、ストレージd0はトーク
ンt0が期限切れで自分の所へ戻ってきたと見做し、以後
はトークンt0を自分が保持しているものとして振る舞
う。この振る舞いにより、例えサーバc0がトークンを持
ったまま故障したような場合でも、ストレージd0は他サ
ーバに対し通常通りのサービスを行えることとなり、可
用性が向上する。
【0038】図16はこの発明の他の実施形態を示す。
図1に示す実施形態では、ストレージ装置11の中にト
ークン管理装置22を有する構成とした。図16に示す
実施形態では、専用のトークン管理装置33をSAN1
3に接続し、ストレージ装置35はアクセス権の管理を
除くその他の動作を行う例えばディスク装置等からなる
ストレージ装置で構成している。このような構成によっ
ても図1に示す実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、図16に示す動作は図1に示す実施形態の動
作と同様であるので、説明を省略する。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、ストレージ−サーバ
間でファイル書き込み権をプロトコル的にやり取りする
ことにより、SANにおいてファイル共有を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるSAN接続の計算機ネット
ワーク例を示す図である。
【図2】サーバ毎にトークンを管理するためのトークン
管理テーブルを示す図である。
【図3】サーバのプロセス毎にトークンを管理するため
のトークン管理テーブルを示す図である。
【図4】ファイルオープン/クローズのプロトコルを示
す図である。
【図5】requestコマンドのパケットを示す図である。
【図6】tokensendコマンドのパケットを示す図であ
る。
【図7】renewコマンドのパケットを示す図である。
【図8】renewackコマンドのパケットを示す図である。
【図9】writeコマンドのパケットを示す図である。
【図10】writeackコマンドのパケットを示す図であ
る。
【図11】ファイル書き込みのプロトコルを示す図であ
る。
【図12】サーバリストを示す図である。
【図13】tokenreturnコマンドのパケットを示す図で
ある。
【図14】returnackコマンドのパケットを示す図であ
る。
【図15】アクセス権が得られなかったサーバのリスト
を示す図である。
【図16】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図17】LAN接続の計算機ネットワークを示す図で
ある。
【符号の説明】
11…ストレージ装置群 13…SAN 15…サーバ 17…LAN 19…ファイル 21…トークン 22…トークン管理装置 23…トークン管理テーブル 25…ストレージ管理テーブル 29…サーバリスト 31…アクセス権が得られなかったサーバのリスト

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サーバ装置とストレージ装置を含む計算機
    ネットワークにおいて、ファイル毎の書き込みアクセス
    権を保持する手段と、 各ファイルの書き込みアクセス権の所在を管理するアク
    セス権管理手段と、 前記アクセス権を要求するサーバに応答して、前記アク
    セス権管理手段を参照し、前記保持手段に保持されてい
    るファイルの書き込みアクセス権を期限付きで貸し出
    し、前記アクセス権を有するサーバからのみ前記ファイ
    ルへの書き込み要求を受付け、前記期限が満了した場合
    には、前記アクセス権は前記ストレージ装置に戻ったも
    のと見なすよう制御する制御手段と、を具備することを
    特徴とするストレージ装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、前記アクセス権を、サー
    バ内で並列動作するプログラムの1つに貸し出し、前記
    ファイルへの書き込み要求はこのアクセス権を持ったプ
    ログラムからのみ受付けることを特徴とする請求項1記
    載のストレージ装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、前記サーバ装置からの、
    前記アクセス権の貸し出し期間を延長する要求を受付け
    ることを特徴とする請求項1記載のストレージ装置。
  4. 【請求項4】前記サーバ装置およびストレージ装置は複
    数で構成され、前記制御手段が前記サーバ装置からの前
    記ファイルへの書き込み要求を受付けたことを前記サー
    バ装置に通知する際に、前記ファイルへの書き込みがあ
    ったことを一部あるいは全ての他サーバ装置へも通知す
    ることを特徴とする請求項1記載のストレージ装置。
  5. 【請求項5】前記制御手段はさらに前記ファイルへの書
    き込み内容を一部あるいは全ての他サーバ装置へも通知
    することを特徴とする請求項4記載のストレージ装置。
  6. 【請求項6】前記制御手段は、過去に前記ファイルを読
    み出してキャッシュしている可能性のあるサーバ装置を
    記録しておき、このサーバ装置に対してのみ通知を行う
    ことを特徴とする請求項4または5記載のストレージ装
    置。
  7. 【請求項7】前記制御手段は、前記アクセス権を前記サ
    ーバから返却してもらったことを前記サーバ装置へ通知
    する際に、一部または全ての他サーバ装置へも通知する
    ことを特徴とする請求項1記載のストレージ装置。
  8. 【請求項8】前記制御手段は、過去に前記アクセス権を
    得ようとして失敗したサーバを記録しておき、これらの
    サーバに対してのみ通知を行うことを特徴とする請求項
    7記載のストレージ装置。
  9. 【請求項9】サーバ装置とストレージ装置を含む計算機
    ネットワークにおいて、 前記ネットワークを介して前記サーバ装置及びストレー
    ジ装置と接続され、各ファイルの書き込みアクセス権の
    所在を管理するアクセス権管理手段を有し、 前記ストレージ装置は、 ファイル毎の書き込みアクセス権を保持する手段と、 前記アクセス権を要求するサーバ装置に応答して、前記
    アクセス権管理手段を参照し、前記保持手段に保持され
    ているファイルの書き込みアクセス権を期限付きで貸し
    出し、前記アクセス権を有するサーバからのみ前記ファ
    イルへの書き込み要求を受付け、前記貸し出し期限が満
    了した場合には、前記ファイルの書き込みアクセス権が
    前記ストレージ装置に戻ったとものと見なすよう制御す
    る制御手段と、を有することを特徴とするファイル共有
    システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004055675A1 (ja) * 2002-12-18 2004-07-01 Fujitsu Limited ファイル管理装置、ファイル管理プログラム、ファイル管理方法およびファイルシステム
US7188187B2 (en) 2002-04-23 2007-03-06 Hitachi, Ltd. File transfer method and system

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US7188187B2 (en) 2002-04-23 2007-03-06 Hitachi, Ltd. File transfer method and system
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