JP2001337936A - クライアント装置 - Google Patents

クライアント装置

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JP2001337936A
JP2001337936A JP2000157058A JP2000157058A JP2001337936A JP 2001337936 A JP2001337936 A JP 2001337936A JP 2000157058 A JP2000157058 A JP 2000157058A JP 2000157058 A JP2000157058 A JP 2000157058A JP 2001337936 A JP2001337936 A JP 2001337936A
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JP
Japan
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client device
server
ipl
ethernet
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JP2000157058A
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English (en)
Inventor
Takeya Fujii
毅也 藤井
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、サーバーの帯域の飽和およびイ
ーサネットフレームのコリジョンの低減を図り、複数の
クライアント装置を迅速に起動することを課題とする。 【解決手段】 この発明は、MACアドレスからクライ
アント装置毎の待ち時間を生成し、この待ち時間分遅延
してから起動処理を開始するように、初期化プログラム
(IPL)を構成し、各クライアント装置を時間的にず
らして起動するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、クライアントサ
ーバーモデルにおける複数のクライアント装置の電源投
入時の管理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ネットワークを介してサーバーか
らソフトウェアをダウンロードして実行するクライアン
ト装置が知られている。このようなクライアント装置
は、起動に必要な最低限の初期化プログラムIPL(I
nitial ProgramLoader)を搭載し
ておき、OSカーネルやアプリケーションは、サーバー
から適時ダウンロードすることで、サーバー側でソフト
ウェアやデータの一元管理が可能となり、ネツトワーク
システム全体の管理コストを低減することができる。ま
た、クライアント装置は、ハードディスク等の大容量記
憶媒体が必要なくなり、ディスクレスとして構成するこ
とも可能になり、ネットワークシステム構築時のコスト
を大幅に低減することができる。
【0003】このようなクライアント装置を使用してネ
ットワークが構築され、全てのソフトウェア(OSやア
プリケーション)をハードディスクにインストールして
おく従来型のパソコンに代わって、ソフトウェアをサー
バーのみにインストールしておき、必要なソフトウェア
のみをネットワーク上に分散配置されたクライアント装
置にダウンロードすることで利用するタイプのネットワ
ークシステムが注目されている。
【0004】クライアントサーバーモデルにおける軽量
クライアント、という概念はかなり以前から知られてお
り、金融系のホストコンピュータとダム端末、あるいは
UNIX(登録商標)ワークステーションとX端末とい
ったものがあった。また、サーバーと多数のクライアン
ト装置という形態は、普遍的に多く見られていた。この
ような形態において、例えば、小学校やLL教室など
の、一台のサーバーと概ね10台〜40台程度のクライ
アント装置が、例えばイーサネットLAN等のネットワ
ークで接続された構成において、未使用時に電源が落と
されている状態で、先生がサーバーを起動したり教室の
電源を入れた際に、一斉にクライアント装置も電源ON
になる。
【0005】一般には、クライアント装置はRARPや
BOOTP、DHCPといったプロトコルでIPアドレ
スを解決し、その後にサーバーからTFTPプロトコル
のようなファイル転送プロトコルを用いて、OSカーネ
ルをダウンロードしてOSのブートが始まる。この時、
クライアント装置の電源が一斉にONになると、1(サ
ーバー):n(クライアント装置)の通信経路が確立さ
れようとする。イーサネットはCSMA/CD方式を採
用しており、イーサネットフレーム同士のコリジョンを
許す通信方式である。すなわち、全く同時に複数のクラ
イアント装置がサーバーに対して発行したパケットのう
ち、たった一つがサーバーに届き、残りは破棄される。
破棄されたクライアント装置は、等比級数的な遅延の後
にパケットを再発行するが、これが繰り返されると通信
スループットはクライアント装置の台数比以上に低下し
てしまう。スループットは、クライアント装置1台の場
合に100%としても、クライアント装置が10台の場
合には10%未満(概ね5%程度)にまで落ち込む。1
0MbpsのイーサネットLANの場合は、コリジョン
(衝突)によるスループットの低下が無視できるレベル
は、クライアント装置が5〜6台程度と言われている。
【0006】このようなCSMA/CD方式の欠点を補
うために、従来スイッチングハブという技術が考案され
ている。この技術は、複数のイーサネットポートを持っ
たハブの一種であり、各イーサネットポート間を流れる
イーサネットフレームに含まれるMACアドレスを統計
的に学習することで、A→B、あるいはC→Dといった
ピアツーピアの通信において、互いのイーサネットフレ
ームが衝突しないように整流制御する方法である。しか
しこの方法にあっても、一斉に1(サーバー):n(ク
ライアント装置)の通信路を確保しようとすると、サー
バー側の帯域飽和を招くため、ブート時の問題を解決す
ることはできなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ネットワークを介してサーバーからソフトウェアをダウ
ンロードして実行する従来のクライアント装置におい
て、イーサネット等で接続された同一ネットワークに複
数存在し、それらの電源がオフ状態から一斉に投入され
た場合には、一斉にサーバーに対するアクセスが集中す
ることになる。これにより、サーバー帯域は飽和し、ま
たイーサーネットフレームのコリジョンによりネツトワ
ークのスループットが、ネットワークに接続されたクラ
イアント装置の台数比以下に低下し、全クライアント装
置が起動終了するまでに、時間がかかってしまうという
不具合が生じていた。
【0008】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ネットワーク
のサーバーから必要なソフトウェアをダウンロードして
起動される複数のクライアント装置において、迅速な起
動を達成し得ることにある。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、課題を解決する手段は、通信インターフェース
(3)を介してイーサネットに接続されたサーバーから
ソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフ
トウェアを実行するクライアント装置において、電源投
入後に、初期化プログラム(IPL)を記録媒体(4)
から読み出し、読み出したIPLにより、イーサネット
上における各クライアント装置の固有の数値となるMA
Cアドレスを前記通信インターフェース(3)から取得
し、取得したMACアドレスに基づいて電源投入時から
前記サーバーへアクセスを開始するまでの待ち時間を算
出する算出手段(1)と、前記算出手段によって算出さ
れた待ち時間が経過したか否かを判別し、待ち時間が経
過すると、前記サーバーへのアクセスを開始してクライ
アント装置の起動処理を開始するアクセス開始手段
(1、5)とを有することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施形態を説明する。
【0010】図1は、この発明の一実施形態に係るクラ
イアント装置の構成を示す図である。図1において、こ
の実施形態のクライアント装置は、イーサネットによる
通信インターフェースを備えた情報処理装置において実
現され、情報処理装置は、クライアント装置を起動する
際の制御中枢となるCPU1と、CPU1が行う処理に
必要となる情報を記憶するメモリ2と、イーサネットの
ネットワークとの間でインターフェースとなる通信イン
ターフェース3と、IPLが保存されている記録媒体
(ハードディスク)4と、クライアント装置の起動時間
を決める際に使用される時計5と、上記構成を接続する
システムバス6を備えて構成される。
【0011】このような構成において、サーバーアクセ
スを開始するまでの時間をクライアント装置毎に少しず
つづらして変更し、すなわちクライアント装置が備える
IPLに変更を加えることでブード開始時刻を遅延し、
電源ON時の一斉通信の問題を軽減するようにしてい
る。
【0012】ブート開始時刻をクライアント装置毎にま
ちまちにするためのキーとして、イーサネットカードに
搭載されているMACアドレスを利用する。MACアド
レスは、16進数で12桁(48ビット)で表される固
有の数値であり、例えば、<00:A0:24:9F:
58:BC>等で表される。このようなMACアドレス
は、カード固有番号以外にベンダーの識別子などを含ん
でいるが、以下に示す計算方法により、ほぼ均等な値を
得ることができる。MACアドレスを8ビット毎(M1
〜M6)に分けると、MACアドレスは、
【数1】M1*0X010000000000+M2*
0x0100000000+M3*0x0100000
0+M4*0x010000+M5*0x0100+M
6 と表され、
【数2】R={(M1+M2+M3+M4+M5+M
6)/グループ定数g}の剰余とすると、クライアント
装置の待ち時間Wは、単位待ち時間をw1とすると、
【数3】W=R*待ち秒数w1 となり、各クライアント装置のIPLには、上記待ち時
間Wが挿入される。実験によると、クライアント装置が
イーサネット10Base−T(10Mbps)経由で
1.2MBのカーネル(およびアプリケーション)をダ
ウンロードすると仮定し、クライアント装置の総台数c
=40台の場合には、w1=5秒、g=7がほぼ適正値
であると考えられる。この値は、サーバーのディスク装
置のスループットや、ネットワーク帯域によって変動す
るが、クライアント装置をg個のグループに分けて、起
動時間を各グループ毎にw1づつずらすこととほぼ同義
となる。上記の例では、クライアント装置によっては、
最大で35秒の無駄な待ちが発生するが、全体としては
40秒程度で全クライアント装置のブート処理が終了す
る。条件にもよるが、各クライアント装置の電源が一斉
に入った場合には、115秒程度かかるのと比較して、
3倍近い高速化が図られていることになる。これは、ク
ライアント装置を同時にc/g以下の6台程度(実際に
はMACアドレスの分布により変動する)しか起動しな
いので、CSMA/CD方式の欠点が軽減されるからで
ある。
【0013】これらのことを、上記図1に示す情報処理
装置において実現するために、クライアント装置を起動
する際に、CPU1は、記録媒体4のIPL領域を読み
込み、これをIPLとして解釈し、メモリ2と協調して
実行する。
【0014】図2の動作タイミングチャートに示すよう
に、IPLがブートされると(ステップS1)、IPL
は通信インターフェース3からイーサネットフレームを
判別するためのMACアドレスを取得する。ここでは、
このMACアドレスを上述したように48ビットの数値
とみなし、これを上位から8ビット毎に分けると、上記
数1に示すように表される。
【0015】次に、IPLは、記憶媒体4からグループ
定数gおよび単位待ち時間w1を読み出し、クライアン
ト装置の待ち時間Wを計算する(ステップS2)。この
計算は、上記数2ならびに数3に示すようにようにして
行われる。次に、IPLは時計5からスタート時刻T1
を取得し(ステップS3)、これをメモリ2の一部へ保
存する。次に、時計5から現在時刻T2を取得する。I
PLは、以下の式が成立するまで、T2の取得をポーリ
ング的に行う(ステップS4)。
【0016】
【数4】T2−T1≧W 上記式が成立した場合には、IPLはサーバーへのアク
セスを開始してOSブートシーケンスを開始する(ステ
ップS5)。これはOS毎に異なるが、概ね以下の手順
となる。
【0017】まず、MACアドレスを含んだイーサネッ
トフレームを送信し、ネットワークに存在するサーバー
から、インターネット標準RFC1531DHCPに類
する動的アドレス解決プロコトルによって、IPアドレ
スの解決を図る。これにより、サーバーIPアドレス、
クライアントIPアドレスが確定する。次に、IPL
は、インターネット標準RFC783TFTPに類する
ファイル転送プロトコルによって、サーバーからOSカ
ーネルをメモリ2上へダウンロードする。この時に、サ
ーバーIPアドレス、クライアントIPアドレスが用い
られる。次に、IPLは、CPU1を制御して、OSカ
ーネルの先頭へジャンプし、OSカーネルを起動させ
る。これにより、OSが起動されてIPLは全作業を終
了する。
【0018】こういった制御を行う場合に、もっとも理
想的な方法としては、別に電源管理を行うネットワーク
系を用意することである。最近のパソコンベースの製品
では、WON/(Wakeup On LAM)機能が
ある。これは、各クライアント装置にMagic Pa
kcetと呼ばれる特殊なイーサネットフレームの受信
によって電源管理を行うハードウェアを搭載し、サーバ
ーにMagic Packetを送信するソフトウェア
を導入することで実現される。しかしながら、本実施形
態では、上述したようにクライアント装置が備えるIP
Lの変更、すなわちファームウェアのソフト的なアップ
デート以外、一切物理的な変更を行わないことに利点が
ある。また、イーサネットの物理層/データリンク層の
レベルで問題を解決しているため、そのサーバーやクラ
イアント装置が、TCP/IPなどの上位プロトコルを
選ばないという利点もある。
【0019】また、待ち時間保持のための記録手段が不
要となり、さらにIPLプログラム自体を全クライアン
ト装置で共通化できるという利点もある。例えば、イー
サネットカードに搭載するNET−ROMというブート
ROMを用意して、ディスクレスパソコンを構築する場
合に、ブートROMを全クライアント装置で共通化でき
るという利点は、格別な効果となる。一般に、MACア
ドレスはイーサネットチップ側に搭載されている唯一の
固有情報なので、これを利用することが考えられる。し
かし、ディスクレスパソコンでなければ、ハードディス
クの一部などに待ち時間を入れておけばよいので、この
実施形態の技的思想はあまり意味のないものとなるが、
小学校の教室など、クライアント群に加えてサーバーも
常時稼働する必要がない場合、かつ使う時は全マシンが
迅速にブートして欲しい場合には、この実施形態の技的
思想は極めて有効に作用することになる。
【0020】このように、MACアドレスからクライア
ント装置毎の待ち時間を生成し、この待ち時間分遅延し
てから起動処理を開始するように、初期化プログラムI
PLを構成し、互いのクライアント装置を時間的にずら
して起動することで、サーバーの帯域の飽和およびイー
サネットフレームのコリジョンの低減を図ることが可能
となる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数のクライアント装置が一斉に起動した場合の、
サーバー帯域の飽和の軽減、およびイーサネットフレー
ムのコリジョンの軽減によるスループットの維持が実現
され、全クライアント装置が起動完了するまでの時間を
短縮することができる。また、全クライアント装置にお
いて、IPLを共通化することが可能となり、構成の追
加ならびに複雑化を招くことがないという効果も得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るクライアント装置
の構成を示す図である。
【図2】図1に示すクライアント装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1 CPU 2 メモリ 3 通信インターフェース 4 記録媒体 5 時計 6 システムバス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年6月19日(2000.6.1
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B011 EA02 5B045 BB12 BB28 BB47 EE01 EE22 GG06 HH02 5B076 BB02 BB06 5B089 GA21 GB02 HA06 HB19 KA07 KB06 KF02 MB02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信インターフェース(3)を介してイ
    ーサネット(登録商標)に接続されたサーバーからソフ
    トウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウ
    ェアを実行するクライアント装置において、 電源投入後に、初期化プログラム(IPL)を記録媒体
    (4)から読み出し、読み出したIPLにより、イーサ
    ネット上における各クライアント装置の固有の数値とな
    るMACアドレスを前記通信インターフェース(3)か
    ら取得し、取得したMACアドレスに基づいて電源投入
    時から前記サーバーへアクセスを開始するまでの待ち時
    間を算出する算出手段(1)と、 前記算出手段によって算出された待ち時間が経過したか
    否かを判別し、待ち時間が経過すると、前記サーバーへ
    のアクセスを開始してクライアント装置の起動処理を開
    始するアクセス開始手段(1、5)とを有することを特
    徴とするクライアント装置。
JP2000157058A 2000-05-26 2000-05-26 クライアント装置 Pending JP2001337936A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004178575A (ja) * 2002-11-13 2004-06-24 Thomson Licensing Sa 電子機器および該電子機器にファイルをダウンロードするためのシステムならびに方法
JP2008287560A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Funai Electric Co Ltd ホームネットワークシステム
JP2012531646A (ja) * 2009-07-01 2012-12-10 ブル エスエイエス ネットワークのコンピューティングデバイスの起動方法、この方法を実施するためのサーバおよびコンピューティングデバイスのネットワーク
US8643860B2 (en) 2010-10-29 2014-02-04 Kyocera Document Solutions Inc. Image forming apparatus performing network communication
JP2014086848A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Mitsubishi Electric Corp 通信システムおよび通信方法

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