JP2002369133A - ディスク共有システムおよびプログラム記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、映像音声のデータを複数のノンリニア
編集機などで使用するディスク共有システムでは、ディ
スクユニットの増設の際、ファイルシステムの再構築の
処理によりディスクアレイのパフォーマンスが低下する
と、特に映像音声などのデータをアクセスするクライア
ントにはリアルタイム性が損なわれることがあった。 【解決手段】 本発明は上記課題を解決するため、アク
セスコントローラを導入し、再構築の負荷に対して、帯
域の抑制または動的な制御を行い、映像音声などのデー
タを要求するクライアントに対する帯域を保証するよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像・音声・ファ
イルデータなどのデジタルデータを扱う、ビデオサーバ
ー・ノンリニア編集機などのディスク共有システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術について図６を用いて説明す
る。

【０００３】ディスク共有システムは一般に、１台また
は複数台の共有ディスクアレイに、クライアントとなる
ビデオサーバーやノンリニア編集機、またはデータアク
セスの端末が接続されている。図６においては、共有デ
ィスクアレイ９０１に２台のノンリニア編集機９０２、
９０３がファイバチャネルネットワーク９０４を介して
接続されている。

【０００４】ノンリニア編集機はパソコンをベースにし
たもので、従来のテープベースの編集のように、映像や
音声をそのまま編集する方式とは大きく異なっている。
ノンリニア編集の様子を図７に示す。映像や音声の素材
を取り込む際には、それらの映像音声データ１００１と
併せて、映像音声データ１００１を指し示すポイント情
報１００２を生成し、パソコンのハードディスク上のフ
ァイルとして格納する（この処理をデジタイズと呼
ぶ）。そして編集は、一般に複数のポイント情報１００
２を編集情報ファイル１００３にコピーし、さらに指し
示す場所を変更することによって行う。また素材や編集
結果を再生するときは、ポイント情報１００２や編集情
報１００３に従って、映像音声データ１００１をランダ
ムに読み出すことで、実際の映像音声を確認するといっ
た手順がとられる。

【０００５】共有ディスクアレイ９０１はパフォーマン
スや信頼性向上のために複数台のディスクユニット９０
５〜ディスクユニット９０７で構成されているが、信頼
性や容量、パフォーマンスを改善するため新たなディス
クユニット９０８の増設が必要となる。その際にはファ
イルシステムの再フォーマットが必要であり、ディスク
アレイ自身の機能またはコントローラなどの端末からの
操作によりそれらの処理が実行されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、再フォ
ーマットの際にはデータが全て消去されるため、テープ
装置などへのバックアップおよびフォーマット後のリロ
ードが必要であった。

【０００７】これを解決するために、データを消去する
ことなく格納位置を変更する、ボリュームの再構築を行
う方法もあるが、再構築の処理によりディスクアレイの
パフォーマンスが低下すると、特に映像音声などのデー
タをアクセスするクライアントにはリアルタイム性が損
なわれることがあった。

【０００８】

【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、再構築の負荷に対して、帯域の抑制または動
的な制御を行い、映像音声などのデータを要求するクラ
イアントに対する帯域を保証するようにしたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、少なくと
も１台以上の共有ストレージ装置と、前記共有ストレー
ジ装置に接続される少なくとも１台以上のクライアント
機器と、前記クライアント機器と前記共有ストレージ装
置を管理するアクセスコントローラからなるディスク共
有システムであって、前記アクセスコントローラは追加
されたディスクユニットを含めて前記共有ストレージ装
置のファイルシステムの再構築処理を行うことを特徴と
するディスク共有システムにおいて、アクセスコントロ
ーラは、再構築処理において使用される帯域の上限を制
限する機能を持つことを特徴とするディスク共有システ
ムであり、再構築処理において使用される帯域の上限を
制限することによって、クライアント機器の処理に影響
を与えることなく再構築処理が可能となる。

【００１０】本発明の第２の発明は、少なくとも１台以
上の共有ストレージ装置と、前記共有ストレージ装置に
接続される少なくとも１台以上のクライアント機器と、
前記クライアント機器と前記共有ストレージ装置を管理
するアクセスコントローラからなるディスク共有システ
ムであって、前記アクセスコントローラは追加されたデ
ィスクユニットを含めて前記共有ストレージ装置のファ
イルシステムの再構築処理を行うことを特徴とするディ
スク共有システムにおいて、アクセスコントローラは、
再構築処理においてクライアント機器からのアクセス要
求の状況に応じて、前記再構築処理のアクセスの帯域を
制御することを特徴とするディスク共有システムであ
り、クライアント機器からのアクセス要求の状況に応じ
て、前記再構築処理のアクセスの帯域を制御することに
より、クライアント機器の処理に影響を与えることなく
再構築処理が可能となる。

【００１１】以下、本発明の実施の形態について、図を
用いて説明する。なお、同一の構成要素については、図
面が異なっていても同一の番号を付与している。

【００１２】図１において、１０１、１０２はノンリニ
ア編集機、１０３は映像・音声のデータを記録する共有
ストレージ装置である共有ディスクアレイ、１０４はノ
ンリニア編集機１０１、ノンリニア編集機１０２、ビデ
オサーバー１０６、ディスクマネージャ１０７と共有デ
ィスクアレイ１０３を接続するファイバチャネル、１０
５はノンリニア編集機１０１，１０２やビデオサーバー
１０６のインターネット１０６を介するアクセスの指示
を行うアクセスコントローラ、１０６はビデオサーバ
ー、１０７は共有ディスクアレイ１０３内のファイル名
とデータ格納位置の対応を管理するディスクマネージ
ャ、１０８はイーサーネットである。また、共有ディス
クアレイ１０３は複数台のディスクユニット１１０〜デ
ィスクユニット１１２で構成され、各ディスクユニット
の記録領域は、例えば、１ＭＢずつのデータブロック１
１３に分割され、ファイルを作成する場合は全てのディ
スクユニット１１０〜ディスクユニット１１２に渡っ
て、順番にデータブロックが一つずつ使用される。さら
に、ノンリニア編集機１０１、ノンリニア編集機１０
２、ビデオサーバー１０６、ディスクマネージャ１０７
はクライアント機器である。

【００１３】本実施の形態においてはディスクマネージ
ャ１０７もファイバチャネルネットワーク１０４に接続
されている。

【００１４】図２にアクセス手順の一例を示す。クライ
アントであるノンリニア編集機１０１（ノンリニア編集
機Ａ）のアプリケーション２０１から、共有ディスクア
レイ１０３上のファイルに対する、リード要求２０２が
行われた場合を考える。ノンリニア編集機１０１に実装
されたクライアントドライバ２０３は、イーサーネット
１０８を介してディスクマネージャ１０７に問い合わせ
２０４を行う。

【００１５】図３にディスクマネージャが管理するファ
イル名とデータ格納位置の対応表を示す。ディスクマネ
ージャ１０７は、図３に示すように、ファイル名３０１
とデータブロック番号３０２の対応、および、ディスク
ユニット名３０３とデータブロック番号３０４の対応を
管理している。ディスクマネージャ１０７は図３の対応
表より共有ディスクアレイ１０３におけるファイルの格
納位置（データブロック番号、ディスクユニット名）の
情報をクライアントドライバ２０３へ出力する（図２の
２０５）。

【００１６】さらにクライアントドライバ２０３は、ア
プリケーション２０１からのリード要求２０２を、デー
タブロック単位の要求に分割して（図２の２０６）、ト
ランザクションリスト２０７にそれぞれ格納し（図２の
２０８）、トランザクション毎にイーサーネット１０８
を介してアクセスコントローラ１０５へ問い合わせを行
う（図２の２０９）。アクセスコントローラ１０５は、
全てのクライアントからのアクセス要求に対し、優先度
に応じて順番付を行い、各ディスクユニットの帯域の許
容範囲までの要求に対して順次実行許可を発行する。図
２においては、ノンリニア編集機１０２のトランザクシ
ョン＃２の優先度が高いため、アクセスコントローラ１
０５はイーサーネット１０８を介して実行許可２１０を
ノンリニア編集機１０２に発行し、ノンリニア編集機１
０２は許可を得たトランザクションのアクセスコマンド
によりファイバチャネル１０４を介して実際の物理デー
タの読み込み２１１を実行する。

【００１７】なお、アクセスコントローラ１０５からの
実行許可は、クライアントからの要求に同期するもので
はなく、各ディスクユニットの許容帯域と実行中のアク
セスの帯域使用状況に応じて発行される。

【００１８】また、図２においてはノンリニア編集機１
０１のみ内部の構成を示しているが、ノンリニア編集機
１０２、ビデオサーバー１０６も同様な内部構造を持っ
ている。

【００１９】次に、システム運用上の要求により、容量
およびパフォーマンス向上のためにディスクユニットを
増設する場合を考える。

【００２０】図４は共有ディスクアレイ１０３の内部
に、新しいディスクユニット４０１が物理的に追加され
た状態であるが、既にストライプボリュームとして構成
されている、ディスクユニット１１０〜１１２と併せて
論理的なボリュームを再構築するため、既存のデータを
再配置する必要がある。また、再構築時においてもクラ
イアントからの処理は通常時と同様に行う必要がある。
これを実現するための再構築プログラムは、本実施の形
態においてはディスクマネージャ１０７から実行される
ものとする。再構築プログラムの基本処理は、データブ
ロックの読み込みと書き込みである。

【００２１】図４においては、データブロック＃Ｎ（図
４の４０２）の内容を新しいディスクユニットのデータ
ブロック４０３にコピーする必要がある。そこで、再構
築プログラムはディスクユニット１１０からのデータ読
み込みを、通常のリード要求と同様にトランザクション
リストに格納する。但し、この場合のトランザクション
リストは再構築プログラム用のもので、図２に示した各
クライアントが保持するものとは独立してディスクマネ
ージャ１０７に保持される。また、アクセスの優先度は
低く設定しているため、他のクライアントからの通常の
アクセスが妨げられることはない。同様に一旦読み込ま
れたデータをディスクユニット４０１に書き込むための
アクセス要求をディスクマネージャ１０７のトランザク
ションリストに格納し、アクセスコントローラ１０５か
らの許可を待って実行する。

【００２２】書き込みが完了したら、ディスクマネージ
ャ１０７の管理情報における、ファイルと格納データブ
ロックの管理情報３０１〜３０４を排他ロックの上で更
新する。これにより初めて論理的なデータブロックの移
動が完了する。この管理情報の更新が完了するまでの間
に、他のリード要求が来た場合は、ディスクの帯域によ
っては、コピーの処理は中断されることになるが、管理
情報がコピー元のデータブロックを指し示しているので
正しくデータを転送することが出来る。これらの処理を
繰り返して、図５の配置が完成させることで再構築プロ
グラムの処理は完了する。

【００２３】（表１）、（表２）に、ディスクマネージ
ャ１０７が管理するディスクユニット名３０３とデータ
ブロック番号３０４の対応表を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】（表１）は再構築前を示し、（表２）再構
築後の対応表を示している。

【００２７】なお、各データブロックは必ずしも図５に
示した位置に格納する必要はない。すなわち、図４の例
に従えば、同図におけるディスクユニット２のデータブ
ロック＃Ｎ＋１の内容をディスクユニット１のデータブ
ロック＃Ｎの物理アドレスにコピーする必要はなく、デ
ィスクユニット１（１１０）のどこかに格納されていれ
ば構わない。

【００２８】以上のように、本実施の形態におけるアク
セスコントローラ１０５の制御は、再構築プログラムの
処理を最も低い優先度で実行しているため、システム全
体の空き帯域を利用していることに相当するが、一定の
帯域を割り当てて、やや高い優先度で実行させることも
出来る。その場合は、再構築が短時間で終了するので、
運用によってはその方が有利な場合もある。

【００２９】なお、本実施の形態では、ハードディスク
を接続するインターフェースにファイバチャネルを用い
ているが、他にも、ＩＥＥＥ１３９４、ＳＣＳＩ、ＩＤ
Ｅなどハードディスクが接続可能なインターフェースで
あれば同様に実現できる。

【００３０】また、本実施の形態では、コンピュータ間
の通信をイーサーネット上で行っているが、ファイバチ
ャネル上にＳＣＳＩプロトコルと多重して通信すること
も可能である。

【００３１】また、アクセスコントローラの機能とディ
スクマネージャの機能を同一のコンピュータに実装する
ことも出来る。

【００３２】また、本実施の形態では、再構築プログラ
ムの実行のためディスクマネージャをファイバチャネル
に接続しているが、再構築プログラムはファイバチャネ
ルに接続したいずれの機器からでも実行可能であり、ま
た逆にディスクマネージャは通常のアクセスにおける格
納情報を提供するのみであればファイバチャネルへの接
続は必要ない。

【００３３】また、本実施の形態では、データブロック
のサイズを１ＭＢにしているが、これに限定するもので
はなく、任意のサイズでも実現できる。

【００３４】また、本実施の形態ではノンリニア編集機
２台でシステムを構築しているが、３台以上でも、ある
いはビデオサーバーを複数台システムに導入しても同様
に本発明の効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、映像や
音声のデータを複数のクライアント機器で共有するシス
テムにおいて、クライアントからのアクセス要求を優先
的に処理することで、通常の運用に影響を与えることな
くディスクを増設し、データ構造を再構築することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるディスク共有ノン
リニア編集システムの構成を示すブロック図

【図２】同アクセス手順を示す図

【図３】同データマネージャのファイル管理方法を示す
図

【図４】同共有ディスクアレイへの物理的なディスクユ
ニット追加を示した図

【図５】同共有ディスクアレイへの再構築後のデータ配
置を示した図

【図６】従来のディスク共有システム構成図

【図７】ノンリニア編集を示した図

【符号の説明】

１０１ ノンリニア編集機 １０２ ノンリニア編集機 １０３ 共有ディスク １０４ ファイバチャネルネットワーク １０５ アクセスコントローラ １０６ ビデオサーバー １０７ ディスクマネージャ １０８ イーサーネット １１０ ディスクユニット１ １１１ ディスクユニット２ １１２ ディスクユニットＮ ２０１ アプリケーション ２０２ リード要求 ２０３ クライアントドライバ ２０４ 位置情報問い合わせ ２０５ 位置情報応答 ２０６ データブロックへの分割 ２０７ トランザクションリスト ２０８ トランザクションリストへの登録 ２０９ アクセス問い合わせ ２１０ アクセス許可 ２１１ アクセス実行 ３０１ ファイル名 ３０２、３０４ データブロック番号 ３０３ ディスクユニット名

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１台以上の共有ストレージ装
   置と、前記共有ストレージ装置に接続される少なくとも
   １台以上のクライアント機器と、前記クライアント機器
   と前記共有ストレージ装置を管理するアクセスコントロ
   ーラからなるディスク共有システムであって、前記アク
   セスコントローラは追加されたディスクユニットを含め
   て前記共有ストレージ装置のファイルシステムの再構築
   処理を行うことを特徴とするディスク共有システム。
2. 【請求項２】 アクセスコントローラは、再構築処理に
   おいて使用される帯域の上限を制限する機能を持つこと
   を特徴とする請求項１記載のディスク共有システム。
3. 【請求項３】 アクセスコントローラは、再構築処理に
   おいてクライアント機器からのアクセス要求の状況に応
   じて、前記再構築処理のアクセスの帯域を制御すること
   を特徴とする請求項１記載のディスク共有システム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のディスク共有システムの各手段、または各部の全部
   あるいは一部の機能をコンピュータにより実行させるた
   めのプログラムを記録したことを特徴とするプログラム
   記録媒体。