JP2004094411A - Roaming system of thin-client having transparent working environment in wide area network and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シン−クライアント（Ｔｈｉｎ−Ｃｌｉｅｎｔ： ”細いクライアント”）／サーバーのアーキテクチャーに関し、具体的にはシン−クライアント／サーバー機器のユーザーが透過的な作業環境で広域ネットワーク周辺をローミングすることが可能な、シン−クライアント／サーバーにおけるマルチアプリケーションサーバーのアーキテクチャーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シン−クライアント／サーバーのコンピューターモデルは、それが低コストであること、サーバー側で実行されるアプリケーション、いわゆるサーバーベースのコンピューティングが急激に進歩されることから近年急速にその利用が増大している。サーバー・ベース・コンピューティングによって、企業は各デスクトップ上でなくサーバー・インフラにおいてアプリケーション管理を行うことなので、それらのアプリケーションの管理をより一層行うことができる。マルチユーザーシン−クライアント／サーバーのコンピューティングモデルはこれをもう一段階進めてアプリケーション実行をひとつのサーバーのみに託すものである。全てのアプリケーションとデータの展開、管理およびサポートはこのサーバーで行われる。従ってクライアント機器はマウスやキーボードからのインプットを単に傍受し、サーバーにそのインプットを送り、サーバーから返ってくる表示を待つだけでよい。
【０００３】
図１に示すように、従来のシン−クライアント／サーバーコンピューティングモデルにおいて、１又は２以上の複数のシン−クライアント機器１ａがアプリケーションサーバー１ｂに接続されている。使用されるシン−クライアント機器の種類や、そのシン−クライアント機器の設置場所にかかわらず、つまりこれらシン−クライアント機器がアプリケーションサーバーの属するまさにそのローカルエリアネットワークに接続されている限り、その限定される地域における透過的な作業環境がユーザーに与えられる。
【０００４】
ディスプレープロトコルがシン−クライアント機器とアプリケーションサーバー間の通信のため確立される。このディスプレープロトコルは特定のソフトウェアＡＰＩがバンド幅要件を減らすのに最適化されているもので、例えばＸプロトコル、インディペンデントコンピューティングアーキテクチャ（ＩＣＡ）プロトコル、リモートデスクトッププロトコル（ＲＤＰ）や無国籍低水準インターフェースマシン（ＳＬＩＭ）プロトコルがある。
【０００５】
シン−クライアント機器はマウスクリックやキーボードの形でユーザーからインプットを収集し、これをアプリケーションサーバーに送信して処理させ、アプリケーションサーバーからのレスポンスとしてスクリーン表示のアップデートを得る。
【０００６】
全てのアプリケーションのインストールおよび実行がアプリケーションサーバーにて行われることから集中保守環境が提供される。企業の情報システム部門はデスクトップやＰＣの何れにも”タッチする”ことなく即時にアプリケーションを展開、アップデートをすることができ、アプリケーションのアップデートや展開のコストを劇的に減らすことができる。また、ユーザーは限定された地域のネットワーク内でアプリケーションやデータにアクセスすることができるので、その生産力は向上し、また、全てのデータがアプリケーションサーバーに保守されているのでセキュリティも強化される。更に、シン−クライアント／サーバーコンピューティングモデルはアプリケーションサーバー上のコンピューティング資源やメモリー資源の共有性を高める。
【０００７】
シン−クライアント機器は低コスト、ディスクレスのコンピューターのＲＯＭにディスプレープロトコルを組むことで実現できる。それらはキーボード、モニター、シリアルインターフェース又はネットワークインターフェース、高速シリアルポートおよび双方向性パラレルポートのようなハードウェア部品のみを必要とする。メーカーが独自に開発したシン−クライアント機器の中にはＸターミナル、ＳＬＩＭコンソール、ＩＣＡのウインドウズ（登録商標）ベースのターミナル等が挙げられる。ディスプレープロトコルをサポートする適切なソフトウェアをインストールすることによって通常のパーソナルコンピューター、ワークステーション、テレビ受像機の上部ボックス、ＰＤＡ（携帯情報端末）や携帯電話もまたシン−クライアント機器として使用することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のシン−クライアント／サーバーモデルは各クライアント機器が常に同一アプリケーションサーバーに接続する単一アプリケーションサーバーネットワークを想定するため使用が限られている。ユーザーのデータおよびアプリケーションソフトウェアが全て同一の単一アプリケーションサーバーに保管されているため、ユーザーは、該アプリケーションサーバーがユーザーに透過的な作業環境を提供する要件を満たす際にリンクする限定地域（ローカルエリアネットワーク、ＬＡＮ）内でしかローミングできない。
【０００９】
各シン−クライアント機器が常に単一アプリケーションサーバーと接続している場合のみ、ユーザーはその所有権を主張できるファイルおよびアプリケーションに透過的アクセスをすることができる。更に、レスポンス時間はネットワークのバンド帯域およびアプリケーションサーバーの負荷によって決定されるので、望ましいレスポンス時間はシン−クライアント機器がアプリケーションサーバーと同一のローカルエリアネットワークで接続している時のみ実現する。
【００１０】
従来のシン−クライアント／サーバーシステムの欠点および不便性はユーザーのデータが単一のアプリケーションサーバーに保管されるという制限にある。ユーザーはアプリケーションサーバーがリンクするローカルエリアネットワークから離れる際、旅行する場所にあるアプリケーションサーバーを指定する必要がある。これはユーザーにとって不慣れなある特定の環境設定を意味する可能性があり、更に、従来の方法によると、ユーザーの所有権を主張できる全てのデータを指定アプリケーションサーバーに送信する必要があり、それは各アプリケーションサーバーに大量の記憶容量を要求することにつながるとともに、データ送信中における莫大なバンド帯域を使用することになる。
【００１１】
多国籍企業に勤めるユーザーを例にとる。ユーザーがカリフォルニアにある自分の事務所から日本に出張する場合、従来の方法では問題が生じる。もしユーザーがカリフォルニアにあるアプリケーションサーバーに日本から接続しようとしたならばおそらくレスポンス時間のあまりの長さにとても耐えられないであろう。
【００１２】
また別の状況として、企業あるいは機関の中には各ユーザーのデータおよびアプリケーションソフトウェアを全てのアプリケーションサーバーに複製することを試みるかもしれない。しかし、ユーザーのデータを完全に複製することは莫大な費用がかかる。従業員１００００名の企業の場合、各個人のディスク割り当て量を１００メガバイトとすると、ユーザーのデータを完全複製するためには各アプリケーションサーバーに１００００名掛ける１００メガバイトでなんと１０００ギガバイトのディスク記憶量を配置する必要がある。
【００１３】
この莫大なディスクスペース要件に加え、ユーザーのデータを同時発生させることはネットワークのバンド帯の多くを消費する可能性がある。例えば、１０メガバイトのファイルをアップデートするためには１００００名掛ける１０メガバイトで１００ギガバイトのデータを全アプリケーションサーバー内に転送することになる（これはいわゆるリード・ワン・ライト・オールのスキームを使って行われる）。
【００１４】
なお、アプリケーションソフトウェアは全てのアプリケーションサーバーに完全に複製されていると推定されるので、上記例には含まれない。もし必要な場合には、これはよく起こりうることだが、あらかじめアプリケーションソフトウェアを適切にインストール、セットアップしておかなければならない。これは上記と同様の問題を生じさせることになる。
従って、従来のシン−クライアント／サーバーの欠点を克服する必要性がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
マルチアプリケーションサーバーシン−クライアント／サーバー（ＭＡＳ ＴＣ／Ｓ）と呼ばれる新規性のあるシン−クライアント／サーバーコンピューティングモデルが本発明において開示される。ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムによって、シン−クライアント機器が広域エリアネットワーク（ＷＡＮ）をローミングする際に透過的作業環境が提供される。本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは、多国籍企業のＯＡおよび新規インターネットサービス等広範にわたるアプリケーションに適用することが可能である。
【００１６】
ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは、例えばディスプレープロトコル、マルチアプリケーションサーバーネットワーク、アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルおよび分配ファイルシステム等様々な主要構成要素をもつ。ディスプレープロトコルは、Ｘ、ＩＣＡ、ＲＤＰおよびＳＬＩＭ等、従来からのＬＡＮベースのシン−クライアント／サーバーアーキテクチャにおいて使用される標準プロトコルに従うものである。アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルは、シン−クライアント機器がその接続に最適なアプリケーションサーバーを判別できるようにするものである。分配ファイルシステムは従来の分配ファイルシステムの機能性を多少強化したもので、例えば、インテリジェント・プリフェッチング構造およびアポインテド・プリフェッチング構造等が挙げられる。
【００１７】
実施結果によると、本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムによって広域エリアネットワークＷＡＮにおけるサービス用移動体アプリケーションの実用的インフラが提供される。
本発明の利点および精神は、以下の発明と図面の詳細な説明により更に理解される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
透過的な作業環境
配置されたシステムはその構成要素がユーザーから隠されている場合、通常透過的とみなされ、そのシステム全体は独立した要素の集まりというよりもむしろ全体としてとらえられる。本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは透過的な作業環境を提供するので、ユーザーはマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内でいかなるアプリケーションに接続していても実質的に同一の作業環境を体感することになる。すなわち、ユーザーは広域エリアネットワーク内でローミングする際にどのアプリケーションサーバーに接続しているかを認識しない。ユーザーはマルチアプリケーションサーバー・ネットワークへの接続を様々な場所から試みる場合でも実質的に同一の作業環境を体感する。
【００１９】
ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの透過的な作業環境は主として、ユーザーのデータの一部（必ずしも全てのデータでなくてもよい）を、好ましくはユーザーから最も近い場所にある適切なアプリケーションサーバーにプリフェッチングすることで達成される。ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは、ユーザーがマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内で接続するアプリケーションサーバーがどのようなものでも実質的には同じオペレーション・インターフェースをもつ透過的な作業環境を提供することが望まれる。例えばデスクトップ・オペレーション・ウインドウやアプリケーション・ソフトウェアの好ましい設定等、ユーザー側のオペレーション・インターフェースは実質的に同一に保持され、ユーザーが使い慣れている作業環境を提供する。ただし、例えば現在どのアプリケーションサーバーがユーザー側のオペレーション・インターフェースに接続されているかを示す等、インターフェース上に現出するわずかな相違は、以下の透過的な作業環境の定義を逸脱することはない。
【００２０】
一般的に、透過性は以下のような形をとる。
アクセス透過性は、同一の操作により地元および遠隔にある情報資源にアクセスすることを可能にする。
場所（ロケーション）透過性は、情報資源が存在する場所を知らなくてもその情報資源にアクセスすることを可能にする。
移動性（モバイル）透過性は、広域エリアネットワーク内で情報資源とクライアントの移動をユーザー側の操作に影響を与えずに行うことを可能にする。
【００２１】
本発明では、ユーザーはＷＡＮやＬＡＮ内のさまざまな場所から同一のアカウントとパスワードを使用してシステムにログオンすることができ、手動による環境設定や変換を一切行わずに、実質的に同一のファイル、アプリケーションおよびそれらの好ましい設定、さらにデスクトップ作業インターフェースを使って作業することができるが、これを透過的な作業環境を有するという。
【００２２】
ＬＡＮ内で透過的な作業環境を保持できるシステムの例としてはＳｕｎ社のＮＦＡ＋ＮＩＳ、Ｎｏｖｅｌｌ社のＮｅｔｗａｒｅおよびＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社のウインドウズ（登録商標）ＮＴがある。しかし、これらシステムの作業環境の透過性はＷＡＮには適用できない。
【００２３】
ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステム
本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは以下に述べる主要な要素を有する。このＭＡＳ ＴＣ／Ｓアーキテクチャーを図示した図２を参照。
マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２内でシン−クライアント機器２ａが適切なアプリケーションサーバーを判別できるようにするアプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコル２１。
シン−クライアント機器２ａとアプリケーションサーバーが通信を行えるようにするディスプレープロトコル２３。
透過的な作業環境を提供し、ユーザーがマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２内でいかなるアプリケーションに接続していても実質的に同一の作業環境を体感すること可能にする分配ファイルシステム２４。
なお、以上述べた要素２１〜２４は図２に説明のため示されているが、必ずしもその接続や機能を限定的に表したものではない。
【００２４】
ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステム内のディスプレープロトコル２３は、例えば、Ｘプロトコル、インデペンデント・コンピューティング・アーキテクチャ（ＩＣＡ）・プロトコル、遠隔デスクトップ（ＲＤＰ）プロトコルおよび無国籍低水準インターフェース・マシーン（ＳＬＩＭ）プロトコル等、従来のシン−クライアント／サーバーのコンピューターモデルで使われているものと同じものにすることが可能である。従って、例えばＸターミナル、ＳＬＩＭコンソール、ＩＣＡのウインドウズ（登録商標）ベースターミナル、パーソナル・コンピューター、ワークステーション、テレビ受像機の上部ボックス、携帯情報端末（ＰＤＡ）または携帯電話等、従来のシン−クライアント／サーバーのコンピューターモデルのために設計されたシン−クライアント機器もＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムを使用することができる。
【００２５】
図２に示されるように、マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２内に複数のアプリケーションサーバー２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇおよび２ｈがある。マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２はＷＡＮ、さらにインターネットとしてもよい。
【００２６】
ここでＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムがどのように作動するかを説明するために１つのある状況を想定する。図２では、ユーザーは通常、最も効率がよく実行可能なアプリケーションサーバー２ｄに接続していて、そのデータおよびファイルは全てこのサーバー２ｄに保管されている。ユーザーが、特にこのアプリケーションサーバー２ｄがリンクするＬＡＮを離れて別の場所に旅行する場合、ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは以下の方法で作動する。
【００２７】
ユーザーがシン−クライアント機器２ａを使ってマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２に接続する際、アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコル２１はシン−クライアント機器２ａが接続するための適切なアプリケーションサーバー２ｈを探知することを助ける。通常、適切なアプリケーション２ｈはシン−クライアント機器２ａと同じＬＡＮ内にあるので、シン−クライアント機器２ａはネットワークの伝送スピードの制約をうけず迅速なサービスを得られる。ある実施例では、マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク２２内で利用可能な全てのアプリケーションサーバーに関する情報を収容するデータベース２ｃを備えた参照先変更サーバー２ｂが、シン−クライアント機器２ａが適切なアプリケーションサーバー２ｈを探知することを助ける。
【００２８】
図３は本発明のＭＡＳ ＴＣ／Ｓ方法のステップ別フローチャートを示す。ステップ３ａでは、シン−クライアント機器はマルチアプリケーションサーバー・ネットワークに接続されている。ステップ３ｂでは、マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内で上記のシン−クライアント機器にとって最適なアプリケーションサーバーが特定される。ステップ３ｃでは、シン−クライアント機器が上記の適切なアプリケーションサーバーに接続するよう誘導される。さらにステップ３ｄにおいて、シン−クライアント機器の透過的な作業環境を保持するためにファイルが適切なアプリケーションサーバーに配信される。
【００２９】
アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコル
ユーザーがシン−クライアント機器を使用してアプリケーションサーバーに接続しようとする際、マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内の最適なアプリケーションサーバーを判別するためにアプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルが使われる。
【００３０】
本発明では２種類のアプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコル、（１）シン−クライアント機器が１または２以上の特定のグループ名もしくは初期設定のグループ名を使いアプリケーションサーバーを求めてマルチキャスト・ブロードキャストを行うマルチキャスト・ディスカバリプロトコルおよび（２）アプリケーションサーバーを求めてシン−クライアント機器が発信する各検索が、全てのアプリケーションサーバーに関する情報を収容するデータベースを備えた１または複数の参照先変更サーバーに送信されるユニキャスト・ディスカバリプロトコルが提案、実施される。
【００３１】
参照先変更サーバーはシン−クライアント機器にどのアプリケーションサーバーが最適なものかを伝え、そのシン−クライアント機器の設置場所に応じて最適のアプリケーションサーバーに接続するよう誘導する。最適アプリケーションサーバーはシン−クライアント機器に最も近い場所にある方が望ましい。更に、参照先変更サーバーは、設置場所以外にもマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内の各アプリケーションサーバーの配置およびその状態に応じ、適切なアプリケーションサーバーを判別することができる。例えば、各アプリケーションサーバーの負荷状態も、どのアプリケーションサーバーが最適かを判断する際に考慮されることがある。
【００３２】
図４は適切なアプリケーションサーバーを判別するためのユニキャストのルックアップのステップ別フローチャートを示す。ステップ４ａでは、シン−クライアント機器がアプリケーションサーバーを求めてユニキャストのルックアップを参照先変更サーバーに発し、ステップ４ｂでは、参照先変更サーバーが、シン−クライアント機器の設置場所およびマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内で利用できる各アプリケーションサーバーの配置およびその状態に応じて最適なアプリケーションサーバーを判別する。
【００３３】
本発明において、ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓのための分配ファイルシステムは、透過的な作業環境を体感させるために適用され、この透過的な作業環境はアクセス、場所および移動性に関するものであることが好ましい。多数のアプリケーションサーバーがＷＡＮ内に設置されると、全アプリケーションサーバー内のユーザーの全データとファイルを複製するのに必要な保存コストと通信コストが非常に高くなる。実際、ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの効果的な分配ファイルシステムは非常に重要であり、ユーザーのデータ需要を予測できるファイル・プリフェッチング機能をもっていることが望まれる。本発明の分配ファイルシステムは、従来の分配ファイルシステムの機能性に充実したファイル・プリフェッチング機能を加えている。
【００３４】
ユーザーのための作業環境は以下に述べる形のデータを必要とする。
１． ユーザーの記録またはそのプリファレンス（お気に入り）。これはウインドウ・マネジャーの記録および各種のアプリケーションの記録ファイルを含む。
２． ユーザー・ファイル。例えば電子メールのファイル、ワードプロセッサー、スプレッドシート、画像およびマルチメディア等、ユーザーだけに属する個人ファイルがある。
３． アプリケーション・ソフトウェア。これらは各種のアプリケーションに対するバイナリコードである。
【００３５】
以上の３つの形態のデータはアプリケーションサーバーにファイル形式で存在する。本明細書では以下、ユーザー・データという表現は、ユーザーの記録およびそのファイルの両方を集合的に言及するために使われる。ユーザーに透過的な作業環境を提供するため、ユーザーがアプリケーションサーバーにログオンした後で必要なファイルが用意されていなければならない。ただし、ＷＡＮ内にいれば、ユーザーはシン−クライアント機器を通してどの場所にも行くことができ、どのようなアプリケーションサーバーにもログオンすることができるので、アプリケーションサーバーは迅速なサービスを提供するためにユーザーの各データを用意しておく必要がある。
【００３６】
本発明の分配ファイルシステムは、ユーザー・データを全アプリケーションサーバーに完全に複製することを必要としない。従って、ユーザーが適切なアプリケーションサーバーにログオンした時ユーザー・データの一部が不在という状況を解決する必要がある。ユーザーが不在のファイルを必要とする場合、この接続されたアプリケーションサーバーがそのファイルをフェッチ（ｆｅｔｃｈ：読み出す）する必要がある。
【００３７】
従来のシン−クライアント／サーバーのコンピューティングモデルでは、以下に述べる２つの要件さえ満たせば許容範囲のレスポンス時間が得られる。（１）シン−クライアント機器と接続するアプリケーションサーバー間のネットワークのバンド帯域がディスプレープロトコルを行うのに十分な速さであること、および（２）アプリケーションサーバーの負荷が適度であることである。しかし、ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムでは、ユーザー・データが必ずしも全アプリケーションサーバーに複製されるとは限らないので、許容範囲のレスポンス時間を測定する際、上記に述べた２つの要件に加え、不存在のファイルをフェッチする際に伴う遅延を考慮しなければならない。
【００３８】
フェッチング機能にはデマンド・フェッチングおよびプリフェッチングの２種類がある。デマンド・フェッチングはユーザーがファイルのアクセスを要求した後で行われ、一方、プリフェッチングではファイルはあらかじめフェッチされる。
【００３９】
データのフェッチングを行う類似の技術はＣＰＵ（中央処理装置）のキャッシュの動作およびオペレーティング・システムのページング・システムに見出すことができる。ＣＰＵのキャッシュやページング・システムでのデータのフェッチングの粒状度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）がそれぞれキャッシュ回線およびメモリーページ毎であるのに対し、アプリケーションサーバーはファイル毎にフェッチする。ＣＰＵキャッシュおよびページングシステムのプリフェッチング技術に関する従来の研究によると、普通のプログラムへのメモリーアクセスは通常順次的に行われるので、通常、錯誤率の点でプリフェッチングの方がデマンド・フェッチングよりもはるかに優れている。
【００４０】
プロセッサーによるメモリーアクセスとユーザーによるファイルアクセスの間には多少の差があることは明らかである。まず第１に、キャッシュ回線とメモリページは通常一定の容量であるが、ファイルの容量は可変である。第２に、ファイルは、例えば作成日、アップデートされた時間、著者および形式等、多少の追加情報を有する。ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムでプリフェッチング機能を設計する際、（１）マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク、および（２）透過的な作業環境の必要性、の２つの要素がさらに考慮される。
インテリジェント・プリフェッチングおよびアポインテド・プリフェッチングの２種のプリフェッチング機能が存在し、これらの説明は以下のとおりである。
【００４１】
インテリジェント・プリフェッチング
インテリジェント・プリフェッチング機能は、アプリケーションサーバーによってユーザーのデータ要求が処理される時に同時進行する。その主要な役目は、データ要求の後でユーザーが必要とするような一連のデータを予測することである。接続中のユーザーのデータは以下のような３種のカテゴリーに分類される。
【００４２】
１．システムデータ。これは、ユーザーがログオンした直後にユーザーのデスクトップ作業環境によって要求された一連のデータを差し、ウインドウ・マネジャーの記録ファイル、各種のアプリケーションのセットアップおよびホーム・ファイル・ディレクトリに関する情報を含む。あるユーザーのシステムデータは、そのユーザー独自の環境をユーザーに提供するためアプリケーションサーバーが必要とする。
２．作業データ。これは、ユーザーが接続中に作業するたに必要な一連のファイルを差す。
３．未使用データ。これは接続中に使用されない他のファイル全てを差す。
【００４３】
好ましくは、ユーザーのシステムデータおよび作業データの両方が実際に必要とされる前にフェッチされればよい。しかし、システムデータは正確に割り出されるが、作業データが正確に割り出されることはほとんどない。さらに、あるユーザーに属するシステムデータの容量はその作業データと比較するとはるかに少ない。システムデータの容量は通常１００キロバイトしかないが、ユーザーがホーム・ディレクトリに数百または数千メガバイトのファイルを所有していることはよくあることである。従って、システムデータは通常少量で不変のままなので、それに対応するにはデマンド・フェッチングで充分に間に合うことが多い。
【００４４】
インテリジェント・プリフェッチング機能は、好ましくは以前の接続で得られたこれまでのデータを基にして、アクセス時間、アクセス操作およびファイルの容量等、一連の作業データを予測する。特に、以下のような２つの方法がある。
【００４５】
１．優先プリフェッチング。これは、ユーザーに属するファイルをある種の優先順位でリストアップする方法である。あるファイルの優先度はその属性の機能として決められる。例えば、頻繁にアクセスされ、より小容量のファイルの優先度はより高くなる。
【００４６】
２．アクセスパターンベース・プリフェッチング。これは、ユーザーによる現在進行中のファイル要求とそのユーザーが最も頻繁に行うアクセスのパターンに基づいてファイルを動的にフェッチする方法である。例えば、ユーザーがファイル開示の要求をすると、どのファイルがその後必要になるかというある種の確率に対する予測がなされる。これら予測されたファイルはプリフェッチングの候補である。
【００４７】
例えばデータ・マイニング、神経回路網、人工知能およびファジー技術等、各種の技術がインテリジェント・プリフェッチングに適用される。本発明においては、上記のアクセスパターンベース・プリフェッチングを行うため、データ・マイニング技術を基礎とした包括的アルゴリズムが開発され、以下その概要を説明する。
【００４８】
現在アクセス中のファイルに関連するその後のファイルアクセスを予測する際、アプリケーションサーバーは以下のような問題に対する解答を求める。「θおよびｓがユーザー特定の限界値である時、今からθ時間内に、少なくともｓ％の確率で順次アクセスされるようなファイルの組み合わせを検出せよ。」
【００４９】
この問題に解答するためには、ファイルアクセスの最も頻繁に行われるパターンを把握している必要がある。ファイルアクセス・パターンは、先端がファイルを示し、ファイルｆ２へのアクセスがファイルｆ１へのアクセスの後に続いて短時間で行われるという場合に（ｆ１，ｆ２）がエッジになるような有方向の非環式グラフで表される。このようなグラフを時間的グラフという。時間的グラフにおけるファイルの組み合わせは全て追随もしくは重複の時間的関係をもつ。もしファイルｆ１をファイルｆ２に接続する経路が存在する時、時間的グラフにおいてｆ１の後にｆ２が続き、また、どちらのファイルも互いに追随しない時はこれらのファイルは重複している。
【００５０】
実際、ファイルアクセスの例も時間的グラフとして表すことができる。例えば、各ファイルのインターバルがファイルの開時間と閉時間とで示されているファイルアクセスの一例を示す図５ａで検討する。図５ｂはファイルＦ１〜Ｆ６の呼び出し関係を示す。すなわち、Ｆ１はＦ２およびＦ３を呼び出し、次にＦ３がＦ５およびＦ６を呼び出す。Ｆ２もＦ３も同一のファイル例えばＦ１等によって呼び出されかつその開示時が非常に近接しているので、この例においてＦ２およびＦ３は重複しているという。これに対して、Ｆ１とＦ２は同一のファイルによって呼び出されず、かつＦ１の開／時はＦ２より前にあるので、Ｆ２はＦ１に追随しているという。また、Ｆ５とＦ６は同一のファイルＦ３によって呼び出されているが、Ｆ５の開／時がＦ６の開／時よりずっと前にあるのでＦ６はＦ５に追随しているという。
【００５１】
上記例に対応する時間的グラフは図５ｃに表されており、ここでは描線が重複する時間的関係を示している。ファイルアクセスの経歴から頻繁に観測される時間的（サブ・）グラフを見出すことやマイニング・アルゴリズムに関する詳細は、Ｃ．−Ｐ． Ｗｅｉｒ ｅｔ ａｌ， （Ｃ．−Ｐ． Ｗｅｉｒ， Ｓ．−Ｙ． Ｈｗａｎｇ， Ｗ．−Ｓ． Ｙａｎｇ，Ｍｉｎｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｔ Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｄａｔａｂａｓｅ： Ｐｒｏｃ． ｏｆ ｔｈｅ １０’ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ （ＷＩＴＳ００）： Ｂｒｉｓｂａｎｅ， Ａｕｓｔｒａｌｉａ， ２０００）にある。
【００５２】
時間的グラフにおける各エッジ（ｆｉ，ｆｊ）は、ｆｉおよびｆｊの開示時の持続時間の配分を表す一対の時間値（μ， σ）と関連し、μおよびσはそれぞれ平均値および標準偏差値を表す。これらの時間値は特定の時間内に次のファイルアクセスを行う確率を計算するために使うことができる。例えば、（ｆｉ，ｆｊ）のサポートをｆｉのサポートで割ると３０％となり、その持続時間が正規分布に従う場合、ｆｉにアクセスした後、μ＋σ単位時間内にｆｊにアクセスする確率は３０％ × ８４．１３％となる。なお、この８４．１３％は
【００５３】
【数１】
（通常、Ｘは平均値μおよび偏差値σ２とともに正規分布され、また、
【数２】
である）から求められる。
【００５６】
以下に述べるアルゴリズム１は、上記の問題を解決するファイルの組み合わせを判別するためのアルゴリズムをリストアップしたものである。
アルゴリズム１：アクセスパターンに基づくプリフェッチング・アルゴリズム／＊現在進行中のデータ要求ｆｉの後に引き続き、今からθ単位時間内に、少なくともｓ％の確率でアクセスされると思われるファイルの組み合わせを検出せよ。＊／
【００５７】
【数３】
【数４】
における最大値を有する経路を検出せよ。なお、ここで（μｊ， σｊ）はｊ番目のエッジと関連する持続時間の分布を表す。もしｄ ＞θならば、次の時間的グラフに進行せよ。
【００６０】
Ｂ．最長の経路を検出せよ。経路の長さを ｌ 、ｆおよびＴｉのサポートをそれぞれｓ１およびｓ２とする。もし、ｓ１／ｓ２ × （８４．１３％） ＜ ｓの場合、次の時間的グラフに進行せよ。
Ｃ．Ｔｉにおけるファイルをリターン−セットに加えよ。
４．リターン−セットをリターンせよ。
なお、上記のアルゴリズムは限定された数の頻出する時間的グラフのためのものである。
【００６１】
θを大きな値にし、ｓを小さな値にすると、多数のファイルをプリフェッチングする結果になり、従って、その後順次にアクセスされる各ファイルを含む可能性が高くなる。しかし、大量のファイル転送はネットワークの性能の低下につながり、その時すぐに必要なファイルが時間内に到着しないことがある。θおよびｓの設定の間のトレードオフが予測される。
【００６２】
最も一般的なファイルのアクセスパターンも、置換されたファイルを割り出すために使うことができる。以下に述べる問題への解答は重要である。「今からθ２時間内に、少なくともｓ２％の確率で順次アクセスされるようなファイルの組み合わせＳ２を検出せよ。」
【００６３】
Ｓ２は充分に長い時間θ２をかけてアクセスされるファイルを含む。Ｓ２に属さないキャッシュ化されたファイルは置換の対象となる。Ｓ２は置換されることを意図されているファイルの組み合わせであることから、θ２ と ｓ２の設定は前出の問題のθよりもはるかに大きく、 ｓよりもはるかに小さくなるであろう。上記の問題を解決するための直接的なアルゴリズムがアルゴリズム１と同様にして導き出される。
【００６４】
アポインテド・プリフェッチング
システムがユーザーの日常スケジュールに頻繁に現れるファイルのアクセスパターンを割り出そうとするインテリジェント・プリフェッチングの他にも、アポインテド・プリフェッチングと呼ばれるプリフェッチング機能がユーザーの不規則なスケジュールを把握するために提供される。アポインテド・プリフェッチング機能はユーザーが必要とする少なくとも１つのファイルを特定し、特定されたファイルは事前に適切なアプリケーションファイルに転送される。ある実施例によると、ユーザーのスケジュールはそのデータの流れに焦点をおいた仕事の流れとして説明されている。具体的には、スケジュールを一連の仕事としてひな型がつくられ、それぞれの仕事は三重項（Ｄ，Ｌ，Ｆｓ）で表され、ＤとＬはこの仕事が行われる持続時間および場所をそれぞれ表し、Ｆｓは仕事に必要なファイルの組み合わせを表す。
【００６５】
次の一例では、ピーターはカリフォルニアにある会社に勤務し、東京にある彼の会社のＲ＆Ｄ部門でプレゼンテーションを行うため日本に出張することになった。プレゼンテーションの間、彼はｐｒｅ１．ｄｏｃ， ｐｒｅ１．ｐｐｔ， ａｎｄ ｐｒｅ１．ｓｃｒというファイルを使用する予定である。彼はこのファイルを日本に持って行く代りに、事前に、仕事プレゼンテーション （（２００２／２／３０：９：００ ￣ ２００２／２／３０：１２：００）， 日本 Ｒ＆Ｄ， （ｐｒｅ１．ｄｏｃ， ｐｒｅ１．ｐｐｔ， ｐｒｅ１．ｓｃｒ））を特定するだけである。システムはこれらのファイルを彼の東京でのプレゼンテーションに先立って日本のＲ＆Ｄ部門にあるアプリケーションサーバーに転送する。
【００６６】
インテリジェント・プリフェッチングの場合と全く同じように、アポインテド・プリフェッチングにて特定されたスケジュールはプリフェッチングおよび置換の双方に使用される。必要とされるファイルの容量、仕事が行われる予定の時間と場所およびネットワークのバンド帯域を考慮し、仕事が実際に行われる前にファイルが正確な場所に到着していなければならないという制約下で、システムはファイルを転送するための最低費用のスケジュールを決定する。仕事の遂行時間が過ぎると、これらのファイルは置換の対象となる。
【００６７】
実施
ＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの未開示のプロトタイプが作られている。このプロトタイプは台湾の３つの都市に位置する３つの大学、台北の国立台湾一般大学（台湾北部）、Ｈｓｉｎｃｈｕの国立Ｔｓｉｎｇ−Ｈｕａ大学（台湾中部）およびＫａｏｈｓｉｕｎｇの国立Ｓｕｎ Ｙａｔ−Ｓｅｎ大学（台湾南部）のキャンパスを網羅する。この３つの大学のネットワークシステムはＷＡＮを形成する。
【００６８】
各アプリケーションサーバーはＬｉｎｕｘ ＯＳを実行するペンティアム（登録商標）のＰＣで実行され、各ＬｉｎｕｘのワークステーションはＸプロトコルが組み込まれているので、ディスプレープロトコルとして選ばれた。シン−クライアント機器としては、以下の３つのタイプのプラットフォームが考えられる。
【００６９】
シン−クライアント機器タイプ１：これは一般的な目的のＰＣあるいはＸプロトコルおよびウエブ・ブラウザーが組み込まれたワークステーションを差す。 シン−クライアント機器タイプ２：これはＸプロトコルおよびウエブ・ブラウザーが組み込まれたＰＤＡを差す。
シン−クライアント機器タイプ３：これはＪａｖａ（登録商標）ＪＤＫ１．３アプレットを実行可能なウエブ・ブラウザーをもつその他のコンピューターを差す。これらのコンピューターにはＸプロトコルを組み込まれている必要はない。
【００７０】
ウエブサーバーがユニキャスト・アプリケーションサーバー・ディスカバリ・プロトコルを実施するのに使われることから、以上の３つのシン−クライアント機器は全てウエブ・ブラウザーを備えている。参照先変更サーバーは、設置されたアプリケーションサーバーの全てに関する情報を収容するデータベースと関連する。シン−クライアント機器がアプリケーションサーバーと接続しようとすると、それはまずウエブ・ブラウザーで参照先変更サーバーのホームページを訪れる。図６ａに示されるように、設置されたアプリケーションサーバーの全てが一覧となっており、ユーザーは自分でアプリケーションサーバーを選択してもよいし、またはシステムに適切なアプリケーションサーバーを選択してもらってもよい。
【００７１】
シン−クライアントとアプリケーションサーバー間の接続過程が図７ａおよび７ｂに表されている。図７ａはシン−クライアント機器のタイプ１またはタイプ２（例えば、Ｘプロトコルがを組み込まれたもの）の接続過程を示す。まず第１に、ステップ（１）ではシン−クライアント機器７ａが指示サーバー７ｂ（スクリーンショットが図６ｃに表示されている）のホームページを訪れる。第２に、ステップ（２）では、参照先変更サーバー７ｂがシン−クライアント機器７ａの参照先をログインのホームページをもつ選択されたアプリケーションサーバー７ｃに変更し、さらに、ユーザーはラジオボタンをクリックしてアプリケーションサーバー７ｃにシン−クライアント機器７ａにＸプロトコルが組み込まれていること（スクリーンショットが図６ｂに表示されている）を知らせる。最後に、ステップ（３）では、アプリケーションサーバー７ｃがユーザーのシン−クライアント機器７ａと通信するために、Ｘプロトコルを使用する適切なウインドウ・マネージャーを実行する。
【００７２】
図７ｂはタイプ３のシン−クライアント機器７ｄの接続過程を表す。ステップ（１）および（２）において、参照先変更サーバー７ｅはシン−クライアント機器７ｄの参照（接続）先を選択されたアプリケーションサーバー７ｆに変更する。これは図５ａで示したステップと実質的に同一のものであるが、シン−クライアント機器７ｄがタイプ３であるのでＸプロトコルを設置していない点が異なる。ユーザーはこのことをアプリケーションサーバー７ｆ（スクリーンショットは図６ｃに表示されている）に指摘する。さらに、ステップ（３）において、アプリケーションサーバー７ｆはＸプロトコルをエミュレートするＸｗｅｉｒｄというＪａｖａ（登録商標）アプレットを送信する。図６ｄはＸプロトコルが組み込まれたオペレーショナル・シン−クライアントのスクリーンショットを示し、図６ｅはＸｗｅｉｒｄ Ｊａｖａ（登録商標）アプレットを実行するウエブ・ブラウザーを備えたアプリケーションサーバーに接続するオペレーショナル・シン−クライアントのスクリーンショットを示している。
【００７３】
【発明の効果】
本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムは、例えばインターネットのサービスプロバイダーのためのサービス指向のインフラや多国籍企業のためのオフィス・オートメーション等、多種多様のアプリケーションに適用することができる。
【００７４】
上記に述べた詳細な説明は本発明の特徴および精神を明らかにするためであり、本発明の適用範囲を限定しようとするものではない。各種の変更および同意義の修正は本発明によって網羅されるべきである。従って、本発明の適用範囲は上記に述べたクレームおよび説明を基づき最も広い意味で解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はシン−クライアント／サーバーのコンピューターモデルである。
【図２】図２は本発明のＭＡＳ ＴＣ／Ｓアーキテクチャーである。
【図３】図３は本発明のＭＡＳ ＴＣ／Ｓ方法のステップ別フローチャートである。
【図４】図４は適切なアプリケーションサーバーを判別するためのユニキャストのルックアップのステップ別フローチャートである。
【図５ａ】図５ａはアクセスパターンに応じたプリフェッチングの一例である。
【図５ｂ】図５ｂはアクセスパターンに応じたプリフェッチングの一例である。
【図５ｃ】図５ｃはアクセスパターンに応じたプリフェッチングの一例である。
【図６ａ】図６ａは本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの実施例である。
【図６ｂ】図６ｂは本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの実施例である。
【図６ｃ】図６ｃは本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの実施例である。
【図６ｄ】図６ｄは本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの実施例である。
【図６ｅ】図６ｅは本発明のＭＡＳ・ＴＣ／Ｓシステムの実施例である。
【図７ａ】図７ａはシン−クライアント機器とアプリケーションサーバーとの接続過程である。
【図７ｂ】図７ｂはシン−クライアント機器とアプリケーションサーバーとの接続過程である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a Thin-Client ("Thin Client") / server architecture, and more specifically, a user of a Thin-Client / Server device roaming around a wide area network in a transparent work environment. And a multi-application server architecture in a thin-client / server.
[0002]
[Prior art]
The use of the thin-client / server computer model has been growing rapidly in recent years due to its low cost and rapid advances in server-side applications, so-called server-based computing. . Server-based computing allows enterprises to manage their applications better because they manage applications on the server infrastructure rather than on each desktop. The multi-user thin-client / server computing model takes this one step further and leaves application execution to only one server. All application and data deployment, management and support take place on this server. Thus, the client device need only intercept input from the mouse or keyboard, send the input to the server, and wait for the display to return from the server.
[0003]
As shown in FIG. 1, in a conventional thin-client / server computing model, one or more thin-
[0004]
A display protocol is established for communication between the thin-client device and the application server. This display protocol is one in which certain software APIs are optimized to reduce bandwidth requirements, such as the X protocol, the Independent Computing Architecture (ICA) protocol, the Remote Desktop Protocol (RDP), and stateless low standards. There is an interface machine (SLIM) protocol.
[0005]
The thin-client device collects input from the user in the form of a mouse click or keyboard, sends it to the application server for processing, and obtains a screen display update as a response from the application server.
[0006]
A centralized maintenance environment is provided because all applications are installed and run on the application server. Corporate information systems departments can deploy and update applications instantly without "touching" either the desktop or PC, dramatically reducing the cost of updating and deploying applications. In addition, users can access applications and data within a limited regional network, thereby increasing their productivity and enhancing security because all data is maintained on an application server. Further, the thin-client / server computing model enhances the sharing of computing and memory resources on the application server.
[0007]
The thin-client device can be realized by setting a display protocol in ROM of a low-cost, diskless computer. They require only hardware components such as a keyboard, monitor, serial or network interface, high speed serial port and bidirectional parallel port. X-terminals, SLIM consoles, ICA Windows (R) -based terminals and the like are among the thin-client devices developed independently by the manufacturers. By installing the appropriate software to support the display protocol, ordinary personal computers, workstations, upper boxes of television sets, PDAs (Personal Digital Assistants) and mobile phones can also be used as thin-client devices.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, the conventional thin-client / server model has a limited use because it assumes a single application server network in which each client device always connects to the same application server. Because all of the user's data and application software are stored on the same single application server, the user is required to link to a limited area (local area Roaming only within a network or LAN).
[0009]
Only if each thin-client device is always connected to a single application server does the user have transparent access to its proprietary files and applications. Further, since the response time is determined by the bandwidth of the network and the load of the application server, the desired response time is realized only when the thin-client device is connected to the same local area network as the application server.
[0010]
A drawback and inconvenience of conventional thin-client / server systems lies in the limitation that user data is stored on a single application server. When the user leaves the local area network to which the application server links, he needs to specify the application server at the location to travel. This may mean certain preferences that are unfamiliar to the user, and furthermore, according to conventional methods, all data that can claim the user's ownership must be sent to the designated application server, which is This would require a large amount of storage capacity on the application server, and would use enormous bandwidth during data transmission.
[0011]
Take a user who works for a multinational company. When users travel to Japan from their California office, the traditional approach creates problems. If users try to connect to an application server in California from Japan, they will probably not be able to withstand too much response time.
[0012]
In another situation, some companies or institutions may attempt to replicate each user's data and application software to all application servers. However, replicating a user's data completely is expensive. In the case of a company with 10,000 employees, assuming that the disk quota of each individual is 100 MB, in order to completely replicate the user's data, 10,000 MB of 100 MB is allocated to each application server and 1000 GB of disk storage is allocated. There is a need to.
[0013]
In addition to this huge disk space requirement, synchronizing user data can consume much of the network bandwidth. For example, to update a 10 megabyte file would transfer 10,000 gigabytes of 10 megabytes and 100 gigabytes of data into all application servers (this would be done using a so-called read-one-write-all scheme). Is done).
[0014]
The application software is not included in the above example because it is presumed that the application software is completely copied to all application servers. If this is necessary, this is a common occurrence, but the application software must be properly installed and set up in advance. This causes the same problem as described above.
Therefore, there is a need to overcome the disadvantages of conventional thin-client / server.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A novel thin-client / server computing model called Multi-Application Server Thin-Client / Server (MAS @ TC / S) is disclosed in the present invention. The MAS TC / S system provides a transparent work environment when thin-client devices roam across a wide area network (WAN). The MAS / TC / S system of the present invention can be applied to a wide range of applications such as OA of multinational companies and new Internet services.
[0016]
The MAS TC / S system has various main components such as a display protocol, a multi-application server network, an application server discovery protocol, and a distribution file system. The display protocol follows standard protocols used in traditional LAN-based thin-client / server architectures, such as X, ICA, RDP and SLIM. The application server discovery protocol allows a thin-client device to determine the best application server for its connection. The distribution file system slightly enhances the functionality of the conventional distribution file system, and includes, for example, an intelligent prefetching structure and an apointed prefetching structure.
[0017]
According to implementation results, the MAS / TC / S system of the present invention provides a practical infrastructure for mobile applications for service in a wide area network WAN.
The advantages and spirit of the present invention will be better understood from the following detailed description of the invention and the drawings.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Transparent working environment
A deployed system is usually considered transparent when its components are hidden from the user, and the entire system is viewed as a whole rather than a collection of independent elements. Because the MAS TC / S system of the present invention provides a transparent work environment, users will experience substantially the same work environment when connected to any application within a multi-application server network. . That is, the user does not know which application server is connected when roaming in the wide area network. Users experience a virtually identical work environment when attempting to connect to a multi-application server network from various locations.
[0019]
The transparent working environment of the MAS / TC / S system mainly consists of prefetching some (but not all) of the user's data to a suitable application server, preferably closest to the user. It is achieved by doing. It is desirable for the MAS TC / S system to provide a transparent work environment with substantially the same operational interface for any application server to which a user connects in a multi-application server network. For example, the user's operation interface, such as the desktop operation window and the preferred settings of the application software, remains substantially the same, providing a work environment in which the user is familiar. However, slight differences that appear on the interface, such as, for example, indicating which application server is currently connected to the user's operation interface, do not deviate from the definition of the transparent work environment below.
[0020]
Generally, the permeability takes the following form.
Access transparency allows access to local and remote information resources with the same operation.
Location transparency allows access to an information resource without knowing where it resides.
Mobility transparency allows information resources and clients to move within a wide area network without affecting user operations.
[0021]
With the present invention, a user can log on to the system from various locations within a WAN or LAN using the same account and password, and without any manual configuration or conversion, virtually the same file , You can work with applications and their preferred settings, as well as using the desktop work interface, which is said to have a transparent work environment.
[0022]
Examples of systems that can maintain a transparent work environment in a LAN include Sun's NFA + NIS, Novell's Network, and Microsoft's Windows NT. However, the transparency of the working environment of these systems is not applicable to WANs.
[0023]
MAS / TC / S system
The MAS TC / S system of the present invention has the following main elements. See FIG. 2 which illustrates this MAS @ TC / S architecture.
An application
A display protocol 23 for allowing the thin-client device 2a and the application server to communicate.
A distributed
Although the above-described
[0024]
The display protocol 23 in the MAS TC / S system includes, for example, the X protocol, the Independent Computing Architecture (ICA) protocol, the Remote Desktop (RDP) protocol, and the Stateless Low Level Interface Machine (SLIM) protocol. For example, it can be the same as that used in the conventional thin-client / server computer model. Thus, conventional thin-client / conventional devices such as X terminals, SLIM consoles, ICA Windows® base terminals, personal computers, workstations, upper boxes of television receivers, personal digital assistants (PDAs) or mobile phones, etc. Thin-client devices designed for the computer model of the server can also use the MAS TC / S system.
[0025]
As shown in FIG. 2, there are a plurality of
[0026]
Here, one situation is assumed to explain how the MAS TC / S system works. In FIG. 2, the user is typically connected to the most efficient and
[0027]
When a user connects to the
[0028]
FIG. 3 is a flowchart showing the steps of the MAS @ TC / S method of the present invention. In step 3a, the thin-client device is connected to a multi-application server network. In step 3b, an optimal application server for the thin-client device in the multi-application server network is identified. In
[0029]
Application server discovery protocol
When a user attempts to connect to an application server using a thin-client device, an application server discovery protocol is used to determine the best application server in a multi-application server network.
[0030]
In the present invention, two types of application server discovery protocols are used. (1) Multicast discovery in which a thin-client device performs multicast broadcast by searching for an application server using one or more specific group names or a default group name Unicast discovery in which each search sent by the thin-client device for the protocol and (2) the application server is sent to one or more redirection servers with a database containing information about all application servers A protocol is proposed and implemented.
[0031]
The reference destination change server informs the thin-client device which application server is the best, and guides to connect to the optimum application server according to the installation location of the thin-client device. Preferably, the optimal application server is located closest to the thin-client device. Further, the reference destination change server can determine an appropriate application server in accordance with the location and the state of each application server in the multi-application server network other than the installation location. For example, the load status of each application server may also be considered when determining which application server is optimal.
[0032]
FIG. 4 shows a step-by-step flowchart of a unicast lookup to determine the appropriate application server. In
[0033]
In the present invention, the distribution file system for MAS / TC / S is applied to experience a transparent work environment, which is preferably related to access, location and mobility. . When multiple application servers are installed in a WAN, the storage and communication costs required to replicate all data and files for users in all application servers are very high. In fact, the effective distribution file system of the MAS TC / S system is very important, and it is desirable to have a file prefetching function that can predict the data demand of the user. The distribution file system of the present invention adds a substantial file prefetching function to the functionality of the conventional distribution file system.
[0034]
The work environment for the user requires data in the form described below.
1. User records or their preferences (favorites). This includes the record of the window manager and the record files of the various applications.
2. User files. There are personal files belonging only to the user, such as e-mail files, word processors, spreadsheets, images and multimedia.
3. Application software. These are binary codes for various applications.
[0035]
The above three types of data exist in a file format on the application server. Hereinafter, the expression user data is used collectively to refer to both the user's record and its files. To provide users with a transparent working environment, the necessary files must be available after the user logs on to the application server. However, since being within the WAN allows the user to go anywhere through the thin-client device and log on to any application server, the application server can provide the user with a rapid service. It is necessary to prepare each data of.
[0036]
The distributed file system of the present invention does not require that user data be completely replicated to all application servers. Therefore, there is a need to address the situation where some user data is absent when the user logs on to the appropriate application server. If the user needs a file that is absent, the connected application server needs to fetch the file.
[0037]
In the conventional thin-client / server computing model, an acceptable response time can be obtained if only the following two requirements are satisfied. (1) The bandwidth of the network between the application server connected to the thin-client device is fast enough to perform the display protocol, and (2) the load on the application server is moderate. However, in the MAS / TC / S system, user data is not necessarily replicated to all application servers. Therefore, when measuring an acceptable response time, in addition to the two requirements described above, there is no existence. The delay associated with fetching a file.
[0038]
There are two types of fetching functions: demand fetching and prefetching. Demand fetching occurs after a user requests access to a file, while prefetching prefetches a file.
[0039]
Similar techniques for fetching data can be found in the operation of the CPU (Central Processing Unit) cache and the paging system of the operating system. While the granularity of data fetching in the CPU cache and paging system is per cache line and per memory page, respectively, the application server fetches per file. According to previous research on CPU cache and paging system prefetching techniques, memory access to ordinary programs is usually sequential, so prefetching is usually far more expensive than demand fetching in terms of error rate. Is excellent.
[0040]
Clearly, there is some difference between memory access by the processor and file access by the user. First of all, cache lines and memory pages usually have a fixed capacity, but the file capacity is variable. Second, the file has some additional information, such as date created, time updated, author and format. When designing the prefetching function in a MAS TC / S system, two factors are further considered: (1) a multi-application server network, and (2) the need for a transparent work environment.
There are two types of prefetching functions, intelligent prefetching and apointed prefetching, and their descriptions are as follows.
[0041]
Intelligent prefetching
The intelligent prefetching function runs concurrently when a user's data request is processed by the application server. Its primary role is to predict the set of data that a user will need after a data request. The data of the connected user is classified into the following three categories.
[0042]
1. System data. This plugs in a series of data requested by the user's desktop work environment immediately after the user logs on, including information about the window manager's recording files, various application setups and home file directories. An application server needs a user's system data to provide the user with a unique environment.
2. Working data. This points to the set of files that the user needs to work while connected.
3. Unused data. This points to all other files not used during the connection.
[0043]
Preferably, both the user's system data and work data may be fetched before they are actually needed. However, while system data is accurately determined, work data is rarely determined accurately. In addition, the volume of system data belonging to a user is much smaller than the work data. Although system data is typically only 100 kilobytes in size, users often have hundreds or thousands of megabytes of files in their home directories. Therefore, demand fetching is often sufficient to accommodate system data, which is usually small and invariant.
[0044]
The intelligent prefetching function predicts a series of working data, such as access time, access operations and file capacity, preferably based on previous data obtained from a previous connection. In particular, there are the following two methods.
[0045]
1. Priority prefetching. This is a way to list the files belonging to the user with some sort of priority. The priority of a file is determined by its attribute function. For example, frequently accessed, smaller files have higher priority.
[0046]
2. Access pattern-based prefetching. This is a method of dynamically fetching files based on the user's ongoing file requests and the pattern of access that the user makes most frequently. For example, when a user makes a request to disclose a file, a prediction is made for some probability of which files will subsequently be needed. These predicted files are candidates for prefetching.
[0047]
Various techniques are applied to intelligent prefetching, for example, data mining, neural networks, artificial intelligence and fuzzy techniques. In the present invention, a comprehensive algorithm based on data mining technology has been developed to perform the above access pattern-based prefetching, and its outline will be described below.
[0048]
In predicting subsequent file accesses associated with the currently accessed file, the application server seeks answers to the following questions: "When θ and s are user-specified limits, detect file combinations that are sequentially accessed with a probability of at least s% within θ hours from now.”
[0049]
To answer this question, you need to know the most frequent patterns of file access. In the file access pattern, the tip indicates a file, and the file f2Access to file f1If it is performed in a short time after the access to, it is represented by a directional acyclic graph such that (f1, f2) becomes an edge. Such a graph is called a temporal graph. All combinations of files in the temporal graph have a temporal relationship of following or overlapping. If file f1To the file f2When there is a path connecting to1After f2And if neither file follows each other, these files are duplicates.
[0050]
In fact, the example of file access can also be represented as a temporal graph. For example, consider FIG. 5a, which shows an example of file access where the interval of each file is indicated by the open time and the close time of the file. FIG. 5b shows file F1~ F6The calling relation of is shown. That is, F1Is F2And F3And then F3Is F5And F6Call. F2Also F3Is also the same file, eg F1Etc. and are very close at the time of their disclosure, so in this example F2And F3Are overlapping. In contrast, F1And F2Are not called by the same file and F1Open / hour is F2Earlier, so F2Is F1It is said to follow. Also, F5And F6Is the same file F3Called by F5Open / hour is F6Because it is long before the opening / hour of6Is F5It is said to follow.
[0051]
The temporal graph corresponding to the above example is shown in FIG. 5c, where the drawing lines show the temporal relationship with overlapping. For more information on finding frequently observed temporal (sub-) graphs from the history of file access and mining algorithms, see C.I. -P. Weir et al, (C.-P. Weir, S.-Y. Hwang, W.-S. Yang, Mining Frequency Temporal Patterns in Process Data Ethony. ): @Brisbane, $ Austria, $ 2000).
[0052]
Each edge (fi, Fj) Is fiAnd fjAre associated with a pair of time values (μ, σ) representing the distribution of durations at the time of disclosure, where μ and σ represent the mean and standard deviation, respectively. These time values can be used to calculate the probability of performing the next file access within a particular time. For example, (fi, Fj) Support for fiIs 30% when divided by the support ofiIs accessed, and within μ + σ unit time, fjIs 30% × 84.13%. This 84.13%
[0053]
(Equation 1)
(Typically, X is normally distributed with mean μ and deviation σ2, and
(Equation 2)
).
[0056]
Algorithm 1: Prefetching algorithm based on access pattern / * Data request f currently in progressiAfter that, detect a combination of files that are considered to be accessed with a probability of at least s% within θ unit time from now. * /
[0057]
(Equation 3)
(Equation 4)
Find the path with the largest value in. Here, (μj, Σj) Represents the duration distribution associated with the jth edge. If d> θ, proceed to the next temporal graph.
[0060]
B. Find the longest path. Let the path length be {l}, f and TiSupport for each1And s2And If s1/ S2If × (84.13%) <s, proceed to the next temporal graph.
C. TiAdd the file at to the return-set.
4. Return-Return the set.
Note that the above algorithm is for a limited number of frequently occurring temporal graphs.
[0061]
A large value of θ and a small value of s will result in prefetching a large number of files, thus increasing the likelihood of including each subsequently accessed file sequentially. However, transferring a large amount of files leads to a decrease in network performance, and the required files may not arrive immediately in that time. A trade-off between the settings of θ and s is expected.
[0062]
The most common file access patterns can also be used to determine which files have been replaced. The answers to the following questions are important. "From now on θ2In time, at least s2% Of files that are accessed sequentially with a probability of%2Detect "
[0063]
S2Is a sufficiently long time θ2Include files accessed by S2Cached files that do not belong to are subject to replacement. S2Is a combination of files intended to be replaced, so θ2And s2Will be much larger than θ in the previous problem and much smaller than Δs. A straightforward algorithm to solve the above problem is derived in the same way as
[0064]
Appointed prefetching
In addition to intelligent prefetching, in which the system attempts to determine file access patterns that frequently appear in the user's daily schedule, a prefetching function called apointed prefetching is used to understand the user's irregular schedule. Provided. The pointed prefetching function identifies at least one file needed by the user, and the identified file is transferred to an appropriate application file in advance. According to one embodiment, the user's schedule is described as a work flow that focuses on that data flow. Specifically, the schedule is modeled as a series of tasks, each task being represented by a triplet (D, L, Fs), where D and L represent the duration and location where this task is performed, respectively. Fs represents a combination of files necessary for work.
[0065]
In the following example, Peter works for a company in California and travels to Japan to give a presentation in his company's R & D department in Tokyo. During the presentation he pre1. doc, @ pre1. ppt, {and} pre1. We plan to use a file called scr. Instead of bringing this file to Japan, he gives a work presentation in advance ((2002/2/30: 9: 00９2002/2/30: 12: 00), {Japan R & D,} (pre1.doc, @ pre1 .Ppt, @ pre1.scr)). The system will transfer these files to an application server in the Japanese R & D department prior to his presentation in Tokyo.
[0066]
Just as with intelligent prefetching, the schedule specified in apointed prefetching is used for both prefetching and replacement. Considering the required file size, the time and place where the work will be done and the bandwidth of the network, subject to the constraint that the file must arrive at the correct location before the work can actually be performed , The system determines the lowest cost schedule for transferring the file. After the work has been completed, these files will be replaced.
[0067]
Implementation
An undisclosed prototype of the MAS TC / S system has been created. This prototype has three universities located in three cities in Taiwan, the National Taiwan General University in Taipei (Northern Taiwan), the National Tsing-Hua University in Hsinchu (Central Taiwan) and the National Sun @ Yat-Sen University in Kaohsiung (South Taiwan). Campus. The network system of these three universities forms a WAN.
[0068]
Each application server was run on a Pentium PC running Linux @ OS, and each Linux workstation was chosen as the display protocol because it incorporates the X protocol. The following three types of platforms can be considered as thin-client devices.
[0069]
Thin-Client Device Type 1: This refers to a general purpose PC or workstation with an embedded X protocol and web browser. @ Thin-client device type 2: This refers to a PDA with an embedded X protocol and web browser.
Thin-client device type 3: This refers to other computers that have a web browser capable of running the Java (R) JDK1.3 applet. These computers do not need to have the X protocol built-in.
[0070]
Since the web server is used to implement the unicast application server discovery protocol, all three of these thin-client devices have a web browser. The redirection server is associated with a database that contains information about all installed application servers. When the thin-client device attempts to connect to the application server, it first visits the redirect server home page with a web browser. As shown in FIG. 6a, all the installed application servers are listed, and the user may select an application server by himself or have the system select an appropriate application server. .
[0071]
The connection process between the thin-client and the application server is illustrated in FIGS. 7a and 7b. FIG. 7a illustrates a thin-
[0072]
FIG. 7B shows a connection process of the
[0073]
【The invention's effect】
The MAS / TC / S system of the present invention can be applied to a wide variety of applications such as, for example, service-oriented infrastructure for Internet service providers and office automation for multinational companies.
[0074]
The above detailed description is for the purpose of clarifying the features and spirits of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention. Various changes and equivalent modifications are to be covered by the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted in the broadest sense based on the claims and description set forth above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a computer model of a thin-client / server.
FIG. 2 is the MAS @ TC / S architecture of the present invention.
FIG. 3 is a flow chart for each step of the MAS @ TC / S method of the present invention.
FIG. 4 is a step-by-step flowchart of a unicast lookup for determining an appropriate application server.
FIG. 5A is an example of prefetching according to an access pattern.
FIG. 5B is an example of prefetching according to an access pattern.
FIG. 5C is an example of prefetching according to an access pattern.
FIG. 6a is an embodiment of the MAS TC / S system of the present invention.
FIG. 6b is an embodiment of the MAS TC / S system of the present invention.
FIG. 6c is an embodiment of the MAS TC / S system of the present invention.
FIG. 6d is an embodiment of the MAS TC / S system of the present invention.
FIG. 6e is an embodiment of the MAS TC / S system of the present invention.
FIG. 7a shows a connection process between a thin-client device and an application server.
FIG. 7b shows a connection process between a thin-client device and an application server.
Claims (27)
シン−クライアント機器をマルチアプリケーションサーバー・ネットワークに接続するステップと、
前記マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内で適切なアプリケーションサーバーを判別するステップと、
前記シン−クライアント機器を前記アプリケーションサーバーに接続するよう導くステップと、
前記の適切なアプリケーションサーバーにユーザーのデータをプリフェッチングすることで、透過的な作業環境を提供し、ユーザーが前記マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内で接続するアプリケーションサーバーがどのようなものであっても実質的に同一の作業環境を体感するようにするステップと
を有する。A thin-client roaming method in a wide area network,
Connecting the thin-client device to a multi-application server network;
Determining an appropriate application server in the multi-application server network;
Directing the thin-client device to connect to the application server;
Prefetching the user's data to the appropriate application server provides a transparent working environment, and virtually no matter what application server the user connects in the multi-application server network To physically experience the same working environment.
前記の適切なアプリケーションサーバーを判別するステップはアプリケーションサーバーへのマルチキャスト・ブロードキャストを実行する前記シン−クライアント機器によって達成されるものである。The method of claim 1, wherein
The step of determining the appropriate application server is accomplished by the thin-client device performing a multicast broadcast to the application server.
前記の適切なアプリケーションサーバーを判別するステップは、
前記シン−クライアント機器は適切なアプリケーションサーバーを求めてユニキャスト・ルックアップを参照先変更サーバーに発するステップと、
前記参照先変更サーバーは前記の適切なアプリケーションサーバーを判別するステップ
からなる。The method of claim 1, wherein
The step of determining the appropriate application server includes:
Said thin-client device issues a unicast lookup to a redirection server for an appropriate application server;
The redirection server comprises the step of determining the appropriate application server.
前記参照先変更サーバーは前記シン−クライアント機器の場所に応じて前記の適切なアプリケーションサーバーを判別するものである。4. The method of claim 3, wherein
The reference destination change server determines the appropriate application server according to the location of the thin-client device.
前記参照先変更サーバーはマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内の各アプリケーションサーバーの配置および状態に応じて前記の適切なアプリケーションサーバーを判別するものである。4. The method of claim 3, wherein
The reference change server determines the appropriate application server according to the arrangement and status of each application server in the multi-application server network.
プリフェッチングのステップはインテリジェント・プリフェッチングのステップを有する。The method of claim 1, wherein
The prefetching step has an intelligent prefetching step.
前記プリフェッチングのステップはアポインテド・プリフェッチングのステップを有する。The method of claim 1, wherein
The prefetching step includes an apointed prefetching step.
前記インテリジェント・プリフェッチングのステップは優先プリフェッチング方法に基づいて達成される。7. The method of claim 6, wherein
The step of intelligent prefetching is achieved based on a priority prefetching method.
前記インテリジェント・プリフェッチングのステップはユーザーのアクセスのパターンに基づいて達成される。7. The method of claim 6, wherein
The intelligent prefetching step is achieved based on a user's access pattern.
前記シン−クライアント機器は、Ｘターミナル、ＳＬＩＭコンソール、ＩＣＡのウインドウズ（登録商標）ベース・ターミナル、パーソナル・コンピューター、ワークステーション、テレビ受像機の上部ボックス、携帯情報端末（ＰＤＡ）または携帯電話である。The method of claim 1, wherein
The thin-client device is an X terminal, a SLIM console, a ICA Windows® terminal, a personal computer, a workstation, an upper box of a television set, a personal digital assistant (PDA) or a mobile phone.
マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内でシン−クライアント機器が適切なアプリケーションサーバーを判別できるようにするアプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルと、
前記シン−クライアント機器と前記アプリケーションサーバーが通信を行うようにするディスプレープロトコルと、
透過的な作業環境を提供し、ユーザーがマルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内でいかなるアプリケーションに接続していても実質的に同一の作業環境を体感することを可能にする分配ファイルシステムと
を有する。A multi-application server thin-client / server system,
An application server discovery protocol that enables thin-client devices to determine the appropriate application server in a multi-application server network;
A display protocol that allows the thin-client device and the application server to communicate;
A distributed file system that provides a transparent work environment and allows a user to experience substantially the same work environment when connected to any application within a multi-application server network.
前記アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルはマルチキャスト・ディスカバリプロトコルであり、前記シン−クライアント機器はアプリケーションサーバーを求めてマルチキャスト・ブロードキャストを行うものである。The system of claim 11,
The application server discovery protocol is a multicast discovery protocol, and the thin-client device performs a multicast broadcast for an application server.
前記アプリケーションサーバー・ディスカバリプロトコルはユニキャスト・ディスカバリプロトコルであり、前記シン−クライアント機器から発令されたアプリケーションサーバーのルックアップが参照先変更サーバーに送信されるものである。The system of claim 11,
The application server discovery protocol is a unicast discovery protocol, in which a lookup of an application server issued from the thin-client device is transmitted to a reference destination change server.
前記参照先変更サーバーは前記マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内の各アプリケーションサーバーに関する情報を収容するデータベースを備える。14. The system of claim 13,
The redirection server comprises a database containing information about each application server in the multi-application server network.
前記参照先変更サーバーは前記シン−クライアント機器の設置場所に応じて前記の適切なアプリケーションサーバーを判別する。14. The system of claim 13,
The reference destination change server determines the appropriate application server according to the installation location of the thin-client device.
前記参照先変更サーバーは前記マルチアプリケーションサーバー・ネットワーク内の各アプリケーションサーバーの配置および状態に応じて前記の適切なアプリケーションサーバーを判別し、前記シン−クライアント機器を前記の適切なアプリケーションサーバーに接続するよう導く。14. The system of claim 13,
The redirection server determines the appropriate application server according to the location and status of each application server in the multi-application server network, and connects the thin-client device to the appropriate application server. Lead.
分配ファイルシステムはプリフェッチング機能を有する。The system of claim 11,
The distribution file system has a prefetching function.
前記プリフェッチング機能はインテリジェント・プリフェッチング機能を有する。18. The system of claim 17,
The prefetching function has an intelligent prefetching function.
前記プリフェッチング機能はアポインテド・プリフェッチング機能を有する。18. The system of claim 17,
The prefetching function has an apointed prefetching function.
前記インテリジェント・プリフェッチング機能は優先プリフェッチング機能を有する。19. The system of claim 18, wherein
The intelligent prefetching function has a priority prefetching function.
前記インテリジェント・プリフェッチング機能はアクセスパターンベース・プリフェッチング機能を有する。19. The system of claim 18, wherein
The intelligent prefetching function has an access pattern-based prefetching function.
前記優先プリフェッチング機能はファイルのアクセス頻度と容量に応じてプリフェッチングの優先順位を決定する。21. The system of claim 20,
The priority prefetching function determines the priority of prefetching according to the access frequency and capacity of a file.
前記アクセスパターンベース・プリフェッチング機能は以前のファイルのアクセスパターンに応じて次のファイルのアクセスを予測する。22. The system of claim 21,
The access pattern based prefetching function predicts the next file access according to the previous file access pattern.
前記アポインテド・プリフェッチング機能は送信されるファイルのうち少なくとも１つのファイルを特定する。20. The system of claim 19,
The appointed prefetching function identifies at least one of the transmitted files.
前記アポインテド・プリフェッチング機能は仕事を特定し、その仕事が遂行される持続時間と場所およびその仕事が必要とする少なくとも１つのファイルを特定する。20. The system of claim 19,
The appointed prefetching function identifies a task, the duration and location at which the task is performed, and at least one file required by the task.
前記シン−クライアント機器は、Ｘターミナル、ＳＬＩＭコンソール、ＩＣＡのウインドウズ（登録商標）ベース・ターミナル、パーソナル・コンピューター、ワークステーション、テレビ受像機の上部ボックス、携帯情報端末（ＰＤＡ）または携帯電話である。The system of claim 11,
The thin-client device is an X terminal, a SLIM console, a ICA Windows® terminal, a personal computer, a workstation, an upper box of a television set, a personal digital assistant (PDA) or a mobile phone.
前記ディスプレープロトコルはＸプロトコル、ＩＣＡプロトコル、リモートデスクトッププロトコルまたはＳＬＩＭプロトコルである。The system of claim 11,
The display protocol is an X protocol, an ICA protocol, a remote desktop protocol or a SLIM protocol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002252140A JP2004094411A (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Roaming system of thin-client having transparent working environment in wide area network and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002252140A JP2004094411A (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Roaming system of thin-client having transparent working environment in wide area network and method therefor |
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- 2002-08-29 JP JP2002252140A patent/JP2004094411A/en active Pending
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