JP2004527817A

JP2004527817A - Disk system that can be mounted directly on the network

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Publication number: JP2004527817A
Application number: JP2002555298A
Authority: JP
Inventors: ハンギュキム
Original assignee: ハンギュキム
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2004-09-09
Also published as: KR100372915B1; EP1348164A4; EP1348164A1; KR20020059139A; WO2002054266A1

Abstract

【課題】ネットワークファイルシステムを通らず、ホストに連結するネットワークに直接に取り付けて使用できると共に、別途のファイルサーバーや特定のスイッチ、又はＩＰアドレスのような付加要素なしに地域ディスクのように認識され使用されえるディスクシステムを提供する。
また、ネットワークやサーバー管理上の不具合を引き起こさずに便利にサーバーに連結しえると共に、ディスク容量の需要を合せるため多数のディスクシステムをネットワークポートに簡単にプラグインして使用できる低廉な費用のディスクシステムを提供する。
さらに、保存ディバイスがネットワークポートにプラグインされるバスに取付可能であるようにするインターフェースを提供する。
【解決手段】ネットワークを通じてホストからのディスク接近命令を受信するためのＮＡＤ（Ｎｅｔｗｏｒｋ−ａｔｔａｃｈｅｄｄｉｓｋ）ディバイスと、ホストでネットワークを通じてＮＡＤ装置を制御するためのディバイスドライバーとを含むネットワーク取付ディスクシステムを通じて達成しえる。
前記ホストはＵＮＩＸ、又はＷｉｎｄｏｗｓ系列のシステムをオペレーティングシステムにすることができる。ＮＡＤディバイスはデータを保存するディスクと、ディスクを制御するディスク制御機、及びネットワークポートを通じてホストからのディスク接近命令を受信するネットワークアダプターを含む。
【選択図】図１The present invention can be used by being directly attached to a network connected to a host without using a network file system, and can be recognized as a local disk without an additional element such as a separate file server, a specific switch, or an IP address. Provide a disk system that can be used.
In addition, a low-cost disk that can be easily connected to a server without causing problems in network and server management, and that can easily be used by plugging a number of disk systems into a network port to meet the demand for disk capacity. Provide system.
Further, it provides an interface that allows the storage device to be attachable to a bus that plugs into a network port.
A network-attached disk system including a network-attached disk (NAD) device for receiving a disk access command from a host through a network, and a device driver for controlling the NAD device through the network at the host. I can.
The host can use a UNIX or Windows-based system as an operating system. The NAD device includes a disk for storing data, a disk controller for controlling the disk, and a network adapter for receiving a disk access command from a host through a network port.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピューターシステムに関し、特にネットワークに直接に取付可能なディスクシステム、又はインターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット使用の増加に伴い、保存を必要とするデータの量が急増している。特に、マルチメディアデータを保存するための大容量ディスクドライブに対する需要が多くなった。例えば、各サーバー当りテラバイト以上のディスク容量を備えるディスクシステムに対する需要が増えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
テープドライブやＣＤドライブを使用して大容量データを保存することもあったが、性能や使用上の便利性を考えると、ハードディスクとは比べものにならない。
【０００４】
しかしながら、通常のサーバーシステムのハードディスクを大容量に増設するには多少の問題点が伴う。
通常、インターネットネットワークに連結して使用するようになっているＮＡＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｔｔａｃｈｅｄＳｔｏｒａｇｅ）製品は、ＮＦＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ）プロトコルやＣＩＦＳ（ＣｏｍｍｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ）プロトコル、又はインターネットで使用されるＩＰプロトコルに２つのプロトコルを共に使用する統合システム、又は保存管理と共に予め定められた一定量のディスク容量を提供する。前記２つのプロトコルの基本目的は２つのコンピューターの間でファイルを交換することにある。したがって、ファイルへの接近のためにＮＡＳを使用するクライアントは地域ディスクに接近するのとは異なる方式でＮＡＳシステムの保存ディバイスに接近するしかない。
【０００５】
ＮＡＳは基本的にファイルを保存し、情報を検索する機能だけを有する単純化されたファイルサーバーの一種である。したがって、ＮＡＳを通じた容量は、実際にはファイルサーバーを増設したものであり、これには多くの制約が伴う。ＮＡＳのディスクはクライアントには自分の地域ディスクではないので、ＮＡＳディスクの装着、移動、及び諸般管理はＮＡＳのオペレーティングシステムやソフトウェアを使用してのみ可能である。また、ＮＡＳディスクは、ＮＡＳシステムの内部のバス内に装着されるべきなので、装着可能なディスクの数は制限されている。ＮＡＳは自分のオペレーティングシステムの下にディスクを置いており、クライアントがＮＡＳディスクに接近するためには、提供されたファイルシステムの以外の任意のシステムを使用できない。その他にもＮＡＳシステムは、別途のＩＰアドレスを必要とする。結論的に、地域ディスクを使用するのに比べＮＡＳシステムの場合は、ディスク当り装着や管理費用がさらにかかるだけでなく、地域ディスクを使用する場合より使用上不便である。
【０００６】
ＦｉｂｒｅＣｈａｎｎｅｌ技術を使用するＳＡＮ（ＳｔｏｒａｇｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に連結された装置を使用するためには特定のタイプのスイッチが必要である。例えば、ＦｉｂｒｅＣｈａｎｎｅｌは、ＦｉｂｒｅＣｈａｎｎｅｌＨｕｂ、又はＦｉｂｒｅＣｈａｎｎｅｌＳｗｉｔｃｈを使用する。ＳＡＮ技術においても短所があって、通常別途のファイルサーバーが使用され、一般に高価の装備と共に、ＳＡＮを運営するための知識を備えた技術人力が必要である。
【０００７】
そのため、ディスクシステムがネットワークに直接に取り付けられ、別途のファイルサーバーや特別な装備を追加せずに、まるで地域ディスクであるように接近するインターフェースが必要である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ネットワークファイルシステムを通さず、ホストに連結するネットワークに直接に取り付けて使用できるディスクシステムを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的として、別途のファイルサーバーや特定のスイッチ、又はＩＰアドレスのような付加要素なしに地域ディスクのように認識され、使用されえるディスクシステムを提供する。
【００１０】
本発明のまた他の目的として、ネットワークやサーバー管理上の不具合を引き起こすことなく便利にサーバーに連結しえるディスクシステムを提供する。
【００１１】
本発明のまた他の目的として、ディスク容量の需要を合せるため多数のディスクシステムをネットワークポートに簡単にプラグインして使用できる低廉な費用のディスクシステムを提供する。
【００１２】
本発明のさらに他の目的として、保存ディバイスがネットワークポートにプラグインされるバスに取付可能であるようにするインターフェースを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的は、ネットワークを通じてホストからのディスク接近命令を受信するためのＮＡＤ（Ｎｅｔｗｏｒｋ−ａｔｔａｃｈｅｄｄｉｓｋ）ディバイスと、ホストでネットワークを通じてＮＡＤ装置を制御するためのディバイスドライバーとを含むネットワーク取付ディスクシステムを通じて達成しえる。
【００１４】
ホストはＵＮＩＸ、又はＷｉｎｄｏｗｓ系列のシステムをオペレーティングシステムにすることができる。ＮＡＤディバイスはデータを保存するディスクと、ディスクを制御するディスク制御機、及びネットワークポートを通じてホストからのディスク接近命令を受信するネットワークアダプターを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明が使用される環境を示す。ホスト１００は、内部のシステムバス１０３に連結されている地域ディスク１０４を制御する地域ディスクディバイスドライバー１０２を含むファイルシステム１０１を有する。地域ディバイスはネットワークに連結されたネットワークディバイスと対照される独立型システムの内部の装置として定義される。地域ディバイスは、ホストが地域ディバイスと異なるネットワークを通らず疎通できるようにするホストバスアダプターを通じてシステムバスに直接に連結される。その反面、ネットワークディバイスはシステムバスに直接に連結されず、システムバスに装着されているネットワークインターフェースカードＮＩＣと呼ばれるインターフェースを通じて連結される。前記地域ディスク１０４は通常のＩＤＥ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｒｉｖｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ディスク、又はＳＣＳＩ（ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｆａｃｅ）ディスクと云える。
【００１６】
また、ファイルシステム１０１はネットワークアダプターディバイスドライバー１０６とイザーネットのようなネットワーク１０７を通じて連結されるＮＡＤディバイス１０８を制御する本発明のネットワーク取付ディスクＮＡＤディバイスドライバー１０５を含む。本発明の前記ＮＡＤディバイスドライバー１０８は一つ以上のディスク１０９を含む。前記ネットワーク１０７は他の応用トラフィックだけでなく、保存トラフィックを運搬する汎用ネットワークである。汎用ネットワークトラフィックを運搬するための前位処理ネットワークは、一般的な保存領域ネットワークＳＡＮの構成に使用される保存所などに使用される後位処理ネットワークと区分される。
【００１７】
本発明は２つの主要な構成要所のホストのＮＡＤディバイスドライバー１０５と、ネットワークに取り付けられたＮＡＤディバイス１０８とからなる。
【００１８】
図２は多端子ＮＡＤディバイスがネットワークを通じて多数のホストに接近する例を示す。ディスク（１，１）１２６を有する１番ＮＡＤディバイス１２３、ディスク（２，１）１２７とディスク（２，２）１２８を有する２番ＮＡＤディバイス１２４は、１番ホスト１２０によってネットワーク１２２を通じて接近する。ディスク（３，１）１２９、ディスク（３，２）１３０と、ディスク（３，３）１３１を有する３番ＮＡＤディバイス１２５は、２番ホスト１２１によって上記のようなネットワーク１２２を通じて接近する。
【００１９】
各ディスクはホストのシステムバスに連結された地域ディスクに現れるので、逆動的に装着、又は除去されえる。本発明は、このために、実際にはＮＡＤディバイスに連結されたホストバスアダプターがないにも関わらず、ＮＡＤディバイスがシステムに連結されていると認識する純粋ソフトウェア手段の仮想ホストバスアダプターを作る。これは、ＮＩＣを通じて連結されたＮＡＳディバイスがネットワークに連結された別途のファイルサーバーとして認識される、通常的なネットワーク領域保存（ＮＡＳ）の構成とは区分される。
【００２０】
オープンシステムインターフェース（ＯＳＩ）モデルは、電気的なインターフェースの定義のための物理層、データフレームを使用する通信のためのデータリンク層、一方の先端から他方にパケットを発送するためのネットワーク層、通信期間を規定するセション層、データ表現構成のための表現層、及び応用プログラムのための応用層を含む７層のプロトコルを定義する。本発明は、データリンクフレームで保存命令を含有させるデータリンク層プロトコルを使用する。ＮＡＤディバイスはホストから独立したディバイスとして作用しないので、ＩＰアドレスのようなネットワークアドレスを使用する必要はない。ホストとディスクシステムの特定な配置は動的に変化しえるので、地域ディスクを使用する場合と同様に使用上便利で運搬しやすい。ネットワークに接続することができるディスクシステムの数を仮想的に制限することはない。
【００２１】
図３は多端子ＮＡＤディバイスがネットワークを通じて多数のホストにより接近することを示す他の例である。１番ＮＡＤディバイス１４３と、２番ＮＡＤディバイス１４５、及び５番ＮＡＤディバイス１４７は、ネットワーク１４２を通じて１番ホスト１４０により接近される。２番ＮＡＤディバイス１４４と、４番ＮＡＤディバイス１４６は、同一のネットワーク１４２を介して２番ホスト１４０により接近される。
【００２２】
ＮＡＤに含まれたディスクは別途のディスクとして取り扱われ、各ディスクはホストによって独立的に接近される。図４はＮＡＤ内の各ディスクが別途のディスクとして取り扱われる例を示す。１番ＮＡＤディバイス１６３内のディスク（１，１）１６６、２番ＮＡＤディバイス内のディスク（２，２）１６８、そして、２番ＮＡＤディバイス内のディスク（３，２）１７０は、ネットワーク１２２を通じてホスト１６０により接近される一方、２番ＮＡＤディバイス１６４内のディスク（２，１）１６７と、３番ＮＡＤディバイス１６５内のディスク（３，１）１６９と、ディスク（３，３）１７１は、前記同じネットワーク１６２を通じて２番ホスト１６１により接近される。２番ＮＡＤディバイス１６４内のディスク（２，１）１６７と、ディスク（２，２）１６８とがそれぞれ１番ホスト１６０と２番ホスト１６１によって接近されることに留意する。
【００２３】
（ブロックディバイスドライバー）
Ｗｉｎｄｏｗｓのような他のオペレーティングシステムでも使用されるが、ＵＮＩＸ系列のオペレーティングシステムで作動するＮＡＤシステムの実施形態を説明する。
【００２４】
異なる種類のブロックディバイスの中で区別するための主ディバイス番号と、同じ種類のブロックディバイスの中で区別するための副ディバイス番号とがディスクディバイスのようなブロックデータ保存のための各ブロックディバイスに割り当てられる。ＵＮＩＸでは各ディバイスがリアルディバイスを接近させるためのインターフェースを提供するディバイスファイルを通じて接近される。主ディバイス番号と副ディバイス番号、及びブロックディバイスドライバーに関する情報を有したディバイスファイルは主に先に生成される。
【００２５】
ディバイスファイルの目的は、ディバイスに関係した核心により形成された要求を処理するためのものである。ディスクドライバーは、核心のための一定のインターフェースを提供するためにディバイス特定コードを分離させる。ディバイスドライバーの作動を活性化させるために、ディスクファイルとディバイスドライバールーチンの用意が必要であり、ドライバールーチンの機能が登録され、その有用性をＵＮＩＸのような運営システムが理解するようにすべきであり、大体媒介変数としてディバイスに割り当てられた主番号とドライバールーチンの機能を伝達して行われる。
【００２６】
ブロックディスクドライバーの登録と登録解除
ブロックディスクドライバーが主ディバイス番号とドライバー機能を媒介体として伝達して登録されると、その主番号を伝達することで登録解除が可能である。
【００２７】
表１はディバイスドライバーの登録や登録解除に使用される関数を示すものである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表２は地域ドライバーとＮＤＡドライバーにより使用される一般的な関数を示すものである。
【００３０】
【表２】

【００３１】
表３はＩＤＥ地域ディスクドライバーとＮＡＤドライバーに関する関数の例を示すものである。
【００３２】
【表３】

【００３３】
図５は特別にＮＡＤディバイスドライバのようなブロックディバイスドライバーが登録、又は登録解除される例を示す。最初に、３番メジャードディバイスを有するＩＤＥディバイスドライバー１８１が０番メジャーディバイスと、ｎ番メジャーディバイス１８２のような幾つかのヌールディバイスドライバーと共に生成される。６０番主番号が割り当てられたＮＡＤディバイスドライバーの６０番メジャーディバイス１８３は、ディバイス登録関数ｒｅｇｉｓｔｅｒ_ｂｌｋｄｅｖ（６０，ｆｏｐｓ）１８５を使用して登録される。次に、ＮＡＤディバイスドライバーはヌールディバイスドライバーである６０番メジャーーディバイス１８４に未登録関数ｕｎｒｅｇｉｓｔｅｒ_ｂｌｋｄｅｖ（６０）１８６を使用して登録解除される。図５は本発明のＮＡＤディバイスドライバーが既存のブロックディバイスドライバーと同様な方式で装着されることを示す。
【００３４】
ブロックディバイスの使用
ブロックディバイスドライバーが登録され、ディバイスファイルが生成されると、リアルディバイスに接近するためのリードとライトが行なわれる。しかしながら、ユーザーはディバイスファイルがファイルシステムにマウントされて初めて直接に送信が可能である。ディバイスファイルがファイルシステムにマウントされる前に各ブロックディバイスファイルは特殊ファイルシステムでフォーマットされなければならない。本発明のＮＡＤディバイスドライバーは、通常の地域ディスクと同様な方式で用意されたので、通常の地域ディスクのフォーマット時に使用されるＩ／Ｏ命令のセットがＮＡＤディバイスのディスクのフォーマット時にもまた使用されえる。更に、ＮＡＤディバイスがディバイスレベル内で制御されるので、使用されたファイルシステムと独立した必修形式にフォーマットされえる。
【００３５】
図６はディレクトリ、ディバイスファイル、ディバイスドライバー、そして、ディバイスの間の関係を示す。左側はディレクトリ２００にマウントされたディバイスファイル２０１が地域ディスクディバイスドライバー２０２によって地域ディスク２０３を制御するのに使用される通常の地域ディスクシステムを取り付けたことを示す。右側は本発明のディレクトリ２００にマウントされたディバイスファイル２０４がＮＡＤディバイスドライバー２０５によってイザーネットのような地域領域ネットワーク（ＬＡＮ）２０６を通じてＮＡＤディバイス２０７を制御するに使用された本発明のＮＡＤシステムを示す。
【００３６】
ブロックディバイスドライバーの構造
各ブロックディバイスドライバーは、Ｉ／Ｏ要求をディバイスに保存するためのＩ／Ｏ要求待機の行列を有する。保存された要求は能率を向上させるために予定が変更されえる。Ｉ／Ｏ要求待機の行列を除いて、各ブロックディバイスドライバーは待機行列のＩ／Ｏ要求を実行させるための要求機能を必要とする。
【００３７】
図７は要求関数がブロックディバイスに直接に命令する状態を示す。ディバイス２２２とファイルシステム２２３を使用するＮＡＤディバイスドライバー２２０は、Ｉ／Ｏ要求２２５から２２８まで保存した待機行列２２４を有する。
前記ＮＡＤディバイスドライバー２２０は最近に実行された要求２２５によってＮＡＤディバイス２２１に命令を下る要求関数２２９を有する。
【００３８】
図８は前記要求関数２２９が直接に命令を下る代わりに、ディバイス接近スレード２３０を始動させて、要求待機行列の情報に基づく命令を下る状態を示す。一つのスレードとは複数のユーザーを処理可能なプログラムの一回使用のことを云う。
【００３９】
地域ディスクシステムとＮＡＤシステムの構成
図９は通常的な地域ディスクシステムと、ＵＮＩＸで運営されるＮＡＤシステムの構成を示す。ファイルシステム２６０では地域バス２６３に取り付けられた通常的な地域ディスク２６４が、通常の地域ディスクディバイスドライバー２６１によってバスインターフェース２６２を通じてアクセスされる。上記のようなファイルシステム２６０では、ネットワーク２７１に取り付けられたディスク２７３を有したＮＡＤディバイス２７２がＮＡＤディバイスドライバー２６５によってネットワークプロトコルスタック２６６、ネットワークアダプターディバイスドライバー２６７、バスインターフェース２６８とネットワークアダプター２７０を含むネットワークインターフェースを通じてアクセスされる。
【００４０】
ＮＡＤディバイスは地域ディスクのように使用されるので、通常の地域ディスクシステムと、本発明のＮＡＤシステムとはその基本構造を共有する。相違点として、ＮＡＤシステムは、ネットワークを通じてＮＡＤディバイスと通信されるべきなので、ネットワーク通信のためにプロトコルスタックが加えられる。前記ＮＡＤドライバーは、Ｉ／Ｏ命令をネットワークアダプターを通じてＮＡＤディバイスに伝達し、前記ＮＡＤディバイスから返信を受ける。
【００４１】
ＮＡＤディバイスがアクセスされたとき、ＤＭＡ（ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ）、又はＰＩＯ（ＰｒｏｇｒａｍｍｅｄＩｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）が使用されえる。通常のディスクディバイスドライバーは、ＤＭＡモードで開始バッファアドレスやバイト伝達数と共にＤＭＡＩ／Ｏ命令を地域ディスクにおろすことで作動する。地域ディスクデータの伝達を受け、ＣＰＵを遮断する。同様に、ＮＡＤディバイスドライバーは、ＮＡＤディバイスドライバーがＩ／Ｏ命令をＮＡＤディバイスに伝達し、データ伝達を完了した後、ＣＰＵを横切るようにしてＤＭＡモードで作動するように実現されえる。
【００４２】
通常的なディスクドライバーは、ディスクディバイスのデータ登録を通じて特定のデータブロックが行われるまでデータを直接に伝達するＣＰＵによってＰＩＯモードで作動する。同様に、ＮＡＤディバイスドライバーがＮＡＤディバイスに命令を伝達し、特定のブロックのデータが行われるまで伝送と輸送を続けることで、データＰＩＯモードで作動するように実現されえる。
【００４３】
本発明で使用されえるネットワークプロトコルは特定のプロトコルに限られない。ＴＣＰ／ＩＰを含む如何なる接続志向プロトコルでも構わない。接続志向プロトコルはパケットを損失せず伝送される順序通りに収容する。仮に、ＴＣＰ／ＩＰが使用された場合、一つのＩＰアドレスは各ＮＡＤディバイスのために使用されるべきである。
【００４４】
地域ディスクドライバーとＮＡＤドライバーの生成
ＵＮＩＸが作動を始め、仮に、ハードウェアスキャンがある一般的な地域ディスクを発見する場合、該当するドライバーが地域ディスク単位やディスク分割単位で生成される。同様の方法で、初期ハードウェアスキャンでＮＡＤディバイスが確認され、仮想のホストバスアダプターで行う該当ドライバーが生成される。前記ドライバーは、ネットワークに取り付けられたＮＡＤディバイスを周期的に確認するディバイス探索スレードを使用して自動的に生成されるか、又はＮＡＤ管理プログラムを使用するシステム管理によって手動的に生成されえる。
【００４５】
図１０は取り付けられたＮＡＤディバイスを確認するか、ＮＡＤディバイス情報をＮＡＤディバイス管理プログラムに提供するためのディバイス探索スレードを示す。スレード２８０は、ホスト２９０で情報２８１をＮＡＤディバイス管理プログラムに提供するための各ＮＡＤのサイズと、ディバイスファイルとを共にＮＡＤディバイス２８５から２８９を確認するためにネットワークプロトコルスタック２８２と、ネットワークアダプター２８３を通じて運営される。ＮＡＤディバイスファイルに関する情報があれば、ユーザーは特定のＮＡＤディバイスを地域ディスクとして使用するために選択されたＮＡＤディバイスファイルをマウントする。
【００４６】
ＮＡＤディバイスドライバーとＮＡＤディバイスとの間のネットワーク接続
通常の地域ディスクにおいてディスクＩ／Ｏは、内部のシステムバスに取り付けられたディスク制御機のＩ／Ｏポートにリードやライトを行うことで実行される。しかしながら、ＮＡＤディバイスドライバーは、ネットワークリンクを通じて該当ＮＡＤディバイスに入／出力を実行する。Ｉ／Ｏポートでリードやライトを行う代わりに、ＵＮＩＸのソケットのようなネットワーク連結部にリードやライトを行うことで入／出力が行われる。したがって、ＵＮＩＸソケットのようなネットワーク連結部は、ＮＡＤディバイスドライバーとＮＡＤディバイスとの間に備えられるべきである。
【００４７】
図１１Ａ及び図１１ＢはＮＡＤディバイスドライバーと連結セッティングスレードを使用する該当ＮＡＤディバイスの間に位置したネットワーク連結部の例を示す。１番ＮＡＤディバイス３０２は、ｉｏｃｔｌ()関数３０４で生成された１番ネットワーク連結部３０３を通じて１番ＮＡＤディバイスドライバー３０１に連結され、２番ＮＡＤディバイス３０７は、ｉｏｃｔｌ()関数３０９により生成された２番ネットワーク連結部３０８を通じて２番ＮＡＤディバイスドライバーに連結される。
【００４８】
ＮＡＤドライバーの実現
図１２及び図１３はＮＡＤディバイスを実現する二つの方法を示しており、前者はディバイスアクセススレードを有して実現するもので、後者はディバイスアクセススレードを有せずに実現するものである。
【００４９】
図１２は１番ＮＡＤディバイス３２３、２番ＮＡＤディバイス３２４、３番ＮＡＤディバイス３２５にアクセスするための"／ｄｅｖ／ｎｄ０"、 "／ｄｅｖ／ｎｄ１"、 "／ｄｅｖ／ｎｄ２"のディバイスファイルを有した三つのＮＡＤドライバー３２０，３２１，３２２を示す。各ディバイスファイルはファイルシステムの"／ｔｍｐ"、 "／ｖａｒ"、 "／"ディレクトリにマウントされる。前記ファイルをアクセスするためのユーザースレード３２７，３２８と３２９は、ファイルシステム３２６を通じてＮＡＤディバイスにリードやライトを行える。連結セッティングスレード３３１は、ＮＡＤディバイス管理プログラム３３０が使用可能なＮＡＤディバイスの目録を提供する。
連結セッティングスレード３３１は、必要であればネットワーク連結部３３２，３３３、３３４をユーザーの入力に基づいて生成する。
【００５０】
図１２を参照すると、ユーザースレードがファイルシステムを通じてファイルを要求した時、前記ファイルシステムは、最初に、要求されたファイルブロックがバッファ内にあるかを確認するためにバッファキャッシュを点検する。ブロックがバッファ内にあれば、前記ユーザースレードはそのブロックを引用する。しかし、ブロックがバッファ内にない場合は、データはＮＡＤディバイスからリードされるべきである。ユーザースレードは要求を要求待機行列におき、ＮＡＤディバイスの制御を管轄するＮＡＤアクセススレード３３５（又は３３６，３３７）を要求関数を通じて実行させると、前記ユーザースレードはそれ自身をブロックする。その後、ブロックされた前記ユーザースレードは、３３５のような該当データーを収容するＮＡＤアクセススレードによって呼び起こされる。
【００５１】
図１３はユーザースレードがデータをＮＡＤアクセススレードを使用せずにＮＡＤディバイスから直接に要求することを除いては図１２と同様である。
例えば、ユーザースレードは要求を要求待機行列におき、ＮＡＤディバイスとホストとの間のブロックデータ伝送を処理するソフトウェアインタラプトを実行してそれ自身をブロックする。データ伝送が完了すると、インタラプトがブロックされたスレードを呼び起こすために実行される。
【００５２】
ホストとＮＡＤディバイスとの間の通信制御手続き
ホストＮＡＤディバイスドライバーがＩ／ＯのためのＮＡＤディバイスをアクセスするとき、一番目のブロックの位置やブロックの番号がＩ／Ｏ命令の媒介変数として与えられる。或いは、ＳＣＳＩの場合、Ｉ／Ｏ命令はＣＤＢ（ＣｏｍｍａｎｄＤｅｓｃｒｉｐｔｏｒＢｌｏｃｋ）形態で可能である。
【００５３】
ＣＤＢやブロック伝送情報を伝送するためには確実な通信制御手続きが必要である。本発明は、ＴＣＰ／ＩＰを含む連結志向制御手続きが使用されていれば、ある特定の種類の連結制御手続きに制限されることはない。連結志向制御手続きとは、パケットを失った場合に再伝送され、収容されたパケットは収容部の終わりから送られた順序通りに整列されることを云う。
【００５４】
ＮＡＤディバイス
図１４は本発明のＮＡＤディバイスの機能中心のブロック図である。
ＮＡＤディバイスの好ましい実施形態は、全体のＮＡＤディバイスを制御するＮＡＤ制御機４０１、メモリ４０２、ディスクアクセス命令を移行するディスク制御機４０３、一つ以上のディスク４０５、４０６と、ネットワークを通じてホストからディスクアクセス命令を受けるＬＡＮアダプター４０３とを含めてなる。前記ＮＡＤ制御機４０１、メモリ４０２、ディスク制御機４０３とＬＡＮアダプター４０４はＮＡＤディバイスの内部のバス４１９に連結されている。
【００５５】
ディスク制御機４０３は内部のディスクチャンネルを通じてディスク４０５と４０６を制御することで、ディスクＩ／Ｏ動作を行うモジュールである。ディスク制御機４０３は、チャンネル制御機４０９により制御される一つ以上のディスクチャンネル４０７、４０８と、バッファ管理器４１０と、幾つかの登録器４１１と、バスインターフェース４１２とをさらに含めてなる。前記バッファ管理器４１０は、ディスクセクター番号と、ディスクアクセス命令を行うチャンネルを獲得するために登録器４１１を調査する。前記バッファ管理器４１０はまたデータをメモリからディスクチャンネル４０７、４０８に伝達するために前記チャンネル制御機４０９に命令するか、又はディスクアクセス命令を行なった結果としてこれと反対に命令する。前記チャンネル制御機４０９は、事実上データをディスクからメモリに、或いはこれと反対に伝達するためにディスクチャンネル４０７、４０８を通じて前記ディスクをアクセスする。
【００５６】
前記ＬＡＮアダプター４０４は、ディスクＩ／Ｏ命令パケットをホストから受け、返信パケットをネットワークを通じて伝達するモジュールである。ＬＡＮアダプター４０４は、ネットワークと接触する物理ネットワークインターフェース４１３、ＭＡＣ（ｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ）制御機４１４、伝送されたデータを保存するための伝送バッファ４１５、伝送されたデータを保存するための収容バッファ４１６、登録器４１７とバスインターフェース４１８をさらに含めてなる。
【００５７】
前記バスインターフェース４１８は、バスから前記伝送バッファ４１５、前記収容バッファ４１６、前記登録器４１７に、或いはこれと反対にデータを伝送する。前記ＭＡＣ制御機４１４は物理ネットワークインターフェース３１３にデータを伝送して、前記物理ネットワークインターフェースが前記ホストコンピューターにデータを伝送できるようにする。前記物理ネットワークインターフェース４１３がディスクＩ／Ｏ要求パケットを前記ホストコンピューターから受けると、前記物理ネットワークインターフェース４１３は前記Ｉ／Ｏ要求パケットを前記ＭＡＣ制御機４１４に送り、前記ＭＡＣ制御機は前記パケットから必要なデータを取り出し、そのデータを収容バッファ４１６に送る。
【００５８】
図１５は前記ＮＡＤ制御機４０１がＮＡＤを制御するための主制御機４２０、データをディスク４２１に保存するためのバッファ管理モジュール４２１、メモリ空間の割当を管理するためのメモリ管理モジュール４２２、ディスク制御機と接触するためのディスク制御機ドライバー４２３、ネットワークアダプターと接触するためのネットワークアダプタードライバー４２４、ＮＡＤ内のバスと接触するためのバスインターフェース４２５を含めてなる。
【００５９】
ＮＡＤ制御機４０１は主にホストのＮＡＤディバイスドライバーからのＩ／Ｏ命令を行うが、他の付加機能を行うこともある。例えば、フィルタープログラムはバックアップ演算のようなホストに提供されない役割を提供するためにＮＡＤに装着されえる。他の例として、アクセス制御、アクセス共有、アクセス権利伝送などが含まれる。特に、フィルタープログラムは、ＮＡＤディバイスへのアクセスを特定の期間まで制限するか、幾つかのホストが同時に一つのＮＡＤにアクセスするか、又はあるホストのアクセス権利を他のホストに伝達できるように装着されえる。前記ホストにあるＮＡＤディバイスドライバーはＵＮＩＸオペレーティングシステムでｉｏｃｔｌ()関数を通じてＩ／Ｏ命令実行時にフィルタープログラムを行うように要求できる。
【００６０】
図１６は前記主制御機４２０により使用された状態マシン（state machine）の状態転換を簡単に示す図面である。前記状態機械は'ｉｎｉｔ'状態４４０で前記全てのＮＡＤハードウェアを初期設定し、前記ディスク制御機４０３と前記ＬＡＮアダプター４０４にメモリを割り当てる。初期化設定が終わると、前記状態機械はＮＡＤシステムがホストからネットワークを通じて流入するＩ／Ｏ命令を待つ'ｗａｉｔ−ｃｏｍｍａｎｄ'状態に転換する。上記のようなＩ／Ｏ命令が前記ホストコンピューターから収容されると、前記状態は適切なディスクＩ／Ｏがディスク制御機を介して行われる'ｄｉｓｋ_ａｃｃｅｓｓ'状態４４２となる。ディスクＩ／Ｏが終わると、前記状態はＮＡＤディバイスがその結果をＬＡＮアダプター４０４を介して前記ホストコンピューターに送る'ｔｒａｎｓｍｉｔ_ｒｅｐｌｙ'状態４４３に転換する。従来の技術における通常の知識を有する者であれば前記状態機械がＣＰＵとメモリで容易に実現されえることが理解可能であろう。
【００６１】
ネットワークアダプタードライバーとディスク制御ドライバー
前記ネットワークアダプターとディスク制御ドライバーは、少なくとも二つの方法で実現されえる。一方はＤＭＡ（ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ）を通じた遮断寸法を使用し、他方はＰＩＯ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＩ／Ｏ）による投票を使用することである。前者は容易にプログラムが作れるという長所があり、ディスク制御機データの完全な配置がなくても行える。後者は中断による時間の遅延を避けられるという長所がある反面、持続的なリードやライトにかかる時間でプロセッサーが非能率的に使用されるという短所がある。
【００６２】
ＮＡＤドライバーの付加実施例
一般に、ＮＡＤディバイスドライバーは、取り付けられた各ディスク装置のために生成される。しかし、地域ディスクが分割されるように、ＮＡＤディバイス内のディスクは、別途のディバイスドライバーによってアクセスされえる幾つかのディスク区画に分割される。選択的には物理的に独立された幾つかのＮＡＤディバイス内に位置した幾つかのディスクが論理上一つのディスクとして使用されるために結合されえる。
【００６３】
図１７はＮＡＤ内のディスクが全ての上記区画に一つのディスクドライバーが割り当てられた幾つかのディスク区画に分けられる例を示す。ＮＡＤドライバーＡ４６２は、例えば、四つの区画４６３−４６６に割り当てられ、ＮＡＤドライバーＡ４６２がＮＡＤディバイス４６０内のディスク４６１の特定の分割４６８から４７１まで指示されたＩ／Ｏ要求を処理するために分割表を引用する。同様に、ＮＡＤドライバーＢ４７３が二つの区画４７４と４７５に割り当てられ、ＮＡＤドライバーＢ４７３がＮＡＤディバイス４６０内のディスク４７２の二つのディスク区画４７７と４７８を制御するために使用されえる。
【００６４】
図１８は別途のＮＡＤディバイスドライバーが生成され、物理的に一つのディスクが他のファイルシステムにより評価される例を示す。ＮＡＤディバイス４８０内のディスクＡ４８１は、４９０から４９３までの四つの区画に分割され、独立した四つのＮＡＤドライバー（ａ，０）４８２からドライバー（ａ，３）４８５が生成されると、各ＮＡＤドライバーは独立したネットワーク連結４８６（４８７，４８８、又は４８９）を通じて各ディスク分割を制御できる。同様に、ＮＡＤディバイス４８０内のディスクＢ４９４が二つの区画４９９と５００に分けられ、独立した二つのＮＡＤドライバー（ｂ，０）４９５と、ＮＡＤドライバー（ｂ，１）４９６が生成され、各ＮＡＤドライバーを各ディスク区画を独立したネットワーク連結４９７（又は４９８）を通じて制御できる。他のネットワーク連結が使用されるので、かかる構成は物理的に一つのハードディスクが他のファイルシステムにマウントされることを可能とする。
【００６５】
図１９は本発明がどの様にＮＡＤディバイス内の物理的に独立した多端子のディスクを一つのディスクとして認識できるかの例を示す。特に、他のネットワーク連結５２４，５２５、５２６を通じて５ＧＢの１番ＮＡＤディバイス５２７、１０ＧＢの２番ＮＡＤディバイス５２８と、５ＧＢの３番ＮＡＤディバイス５２９を制御する三つの下部面ＮＡＤディバイスドライバー５２１，５２２，５２３が形状５３０に分割された一つの上部面ＮＡＤドライバー５２０に一体化することを示す。ファイルシステムは２０ＧＢの全体空間をアクセスするために"／ｄｅｖ／ｎｄａ"をマウントする。
【００６６】
Ｗｉｎｄｏｗｓ運営システムで作動するＮＡＤシステム
ＵＮＩＸ系列のオペレーティングシステムで作動する例を使用して、以上で説明したシステム及びその方法は、Ｗｉｎｄｏｗｓ系列のオペレーティングシステムで作動するＮＡＤシステムを実現するにおいて同等に応用可能である。例えば、ＮＡＤディバイスは本質的にＷｉｎｄｏｗｓ２０００ホストによって地域ディスクとして取り扱われるので、ホストにより行われるフォーマットや分割を含む全てのディスク演算は地域ディスクを制御し、ＮＡＤディバイスで行われえる。
【００６７】
かかる特徴は、本発明がホストシステムのディバイス面に個別のディスクを直接に付加する代わりに、ファイルシステムの仲裁によってディスク空間を増幅させるＮＡＳ技術により提供されるもののような他の対案から差別化されるという点である。同時に、ＮＡＤディバイスがネットワークを通じてアクセスされるので、本発明は一般的な地域ディスクを使用した場合に、内部のシステムバスに連結されたディスク制御機に伝送されるディスクＩ／Ｏの要求をネットワークインターフェースに向け直して伝送する。
【００６８】
即ち、本発明はホストでドライバーを変更して純粋ソフトウェアを媒介に仮想のホストバスアダプターを生成するので、前記ホストは実際に前記システムバスに連結された物理ホストアダプターが存在しないが、ＮＡＤディバイスが物理ホストアダプターを通じてシステムバスに連結されたことを認識する。ＮＡＤディバイスはホストの内部のバスに連結された地域ディバイスのように接近するので、ホストがＮＡＤディバイスと通信するために必要なＩＰアドレスのようなネットワークアドレスを使用する必要がない。その代わりに保存命令を有したデータリンクフレームがホストとＮＡＤディバイスとの間で交換される。
【００６９】
図２０Ａ及び図２０Ｂは本発明のＮＡＤシステムのディスクドライバーの階層構造を通常のディスクシステムと比較して示す図面である。図２０Ａはディスク分割管理器６０１、ディスククラスドライバー６０２、ポートドライバー６０３、バスドライバー６０４を含む階層構造からなるＷｉｎｄｏｗｓ２０００の通常的なディスクドライバーの階層を示す。
【００７０】
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムで総称的な用語'ｂｕｓ'はディバイスと電気的に連結される単一のハードウェアを言う。前記バスはＰＣＩバスのようなものだけでなく、ＳＣＳＩアダプター、水平ポート、シリアルポート、ＵＳＢハーブのような多端子ディバイスを有するものであればどれにも含まれる。バスドライバーの目的の一つは、バスに取り付けられたディバイスを一つひとつ並べ、それぞれの物理ディバイス客体を生成することであり、これは、それぞれの物理ディバイス客体がＷｉｎｄｏｗｓ２０００で必要であるからである。したがって、バスドライバーは特定のバスに関する情報とポートアドレスとＩＲＱ番号のようなシステム資源をバスに連結されたディバイスに割り当てる機能を有したソフトウェアルーチンの集合である。大部分の実際のディスクＩ／Ｏの演算を行うためのルーチンを有しているものは前記ポートドライバーである。
【００７１】
本発明の主要な特徴として、通常のバスドライバーとポートドライバーを新たなバスドライバーとポートドライバーに代替して、ＮＡＤディバイスを地域ディスクのように認識し、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ホストのネットワークポートを通じてＮＡＤディバイスに関するＩ／Ｏ演算が行われえる。
【００７２】
図２０Ｂは図２０Ａの該当通常Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ドライバー階層を代替するＮＡＤポートドライバー６１３と、ＮＡＤバスドライバー６１４を有する本発明のドライバー階層を示す。ＮＡＤバスドライバー６１４は仮想のホストバスアダプターを実現し、それによってＮＡＤディバイスの一セットに対する、又はそのセットからのディスクＩ／Ｏ演算が行われる。ＮＡＤポートドライバー６１３は、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ホストのネットワークを通じてＩ／Ｏ要求をＮＡＤディバイスに向け直して伝達することで、実際にディスク乳出力演算を行なうに必要な一つのセットのルーチンを実現する。
【００７３】
図２１は本発明のＮＡＤディバイスが多端子ホストに実現されたネットワーク環境の一例を示す。前記例は１番ホスト６２１と２番ホスト６２２が１番ネットワーク６２３と２番ネットワーク６２４に連結されたＷｉｎｄｏｗｓ２０００を作動させることを示す。１番ホストは１番ネットワークを通じてディスク（１，１）６３１とディスク（１，３）６３３を使用し、２番ネットワーク６２５を通じてディスク（２，１）６３６とディスク（２，２）６３７を使用する。同様に、２番ホストはディスク（１，２）６３２、ディスク（１，４）６３４と、ディスク（１，５）６３５を使用する。
【００７４】
ＮＡＤバスドライバーとＮＡＤポートドライバーが装着されたＷｉｎｄｏｗｓ２０００システムは、Ｉ／Ｏ要求を行うために、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００で指定したディバイススタックを作る。Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００内の各ディバイスは、スタック構造で編成されるディバイス客体に表現される。前記ディバイス客体は、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００システムがソフトウェアのハードウェア管理を助けるために作るデータ構造である。このような多数のデータ構造は、一つの物理ハードウェアのために存在しえる。スタックの下位ディバイス客体は物理ディバイス客体ＰＤＯと呼ばれる。ディバイス客体スタックのＰＤＯ上には機能ディバイス客体ＦＤＯと呼ばれる客体がある。前記ＦＤＯの下や上にはフィルターディバイス客体の集合がある。Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００のプラグアンドプレイ（ＰｎＰ）管理構成要素は、ディバイスドライバーの命令でディバイス客体のスタックを建設する。単一のハードウェアのためのスタックを使用する多様なドライバーはそれぞれ異なる役割をはたす。つまり、前記機能ドライバーはディバイスを管理し、前記バスドライバーはディバイスとコンピューターとの連結を管理する。
【００７５】
図２２は本発明を実現するために生成された全てのフィルターディバイス客体が単純化のために省略されたディバイススタックの例を示す。
左側に示すのはＰＣＩバスの上部にある、繰り返して列挙されるＳＣＳＩディバイスの一層であって、ＳＣＳＩディスクがホストのＰＣＩバスに連結された場合の典型的な形態である。第一に、ＰｎＰ管理器は、コンピューターを電気的に自分の存在を知らせないＰＣＩのようなハードウェアバスを含む全てのハードウェアに概念的に連結する、仮想のルートバスのための内装型ドライバーを有する。前記ルートバスドライバー６４０は、ＰＣＩバスのためのＰＤＯのＰＣＩバスＰＤＯ６４１を生成するために、ＰＣＩに関する情報をＷｉｎｄｏｗｓ２０００設定プログラムにより初期化された登録器から得る。
【００７６】
ＰＣＩバスＰＤＯ６４１を生成したＰｎＰ管理器は、機能ドライバーをＰＣＩバスのために積載し、ＰＣＩバスＦＤＯ６４２を作る。図２１で例に挙げたシステムで一セットのＳＣＳＩディバイスを有しているものと見られるＰＣＩバスの機能ドライバーは、ＳＣＳＩポートＰＤＯ６４３を作るためにＰＣＩバスに取り付けられた、それ自体のハードウェアディバイスを列挙する。ＳＣＳＩポートＰＤＯ６４３が作られると、ＰｎＰ管理器はＳＣＳＩポートディバイスのためのディバイスを積載して、ＳＣＳＩポートＦＤＯ６４４を作る。同様に、６４５と６４６のようなＳＣＳＩディスクＰＤＯはＳＣＳＩポートの上部で各個別のＳＣＳＩディスクが作られ、６４７と６４８のようなＳＣＳＩディスクＦＤＯはディスククラスドライバーを積載することで作られる。
【００７７】
図２１の右側に示すのは、ＰＣＩバスドライバーと、ＳＣＳＩポートドライバーを代替するＮＡＤバスドライバーと、ＮＡＤポートドライバーを使用して作られるＮＡＤディバイスのための該当ディバイススタックである。ルートの上部には、ＰＣＩのような通常のハードウェアバスではないＮＡＤバスのＰＤＯであるが、ＮＡＤディバイスのための仮想のバスを提供するためにＷｉｎｄｄｏｗｓ２０００ディバイススタックに合わせて考案されたバスのＮＡＤバスＰＤＯ６５１がある。ＮＡＤバスＰＤＯ６５１の上部ではＰｎＰ管理器がＮＡＤバスドライバーを積載することでＮＡＤバスＦＤＯ６５２を作る。
【００７８】
本発明で一セットのＮＡＤポートは、ホストの一つのＮＩＣに該当するように実現されるので、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ホストの各個別ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣｓ）のための一セットのＮＡＤポートＰＤＯ６５３と６５３４が繰り返して作られる。６５３と６５４のような各ＮＡＤポートＰＤＯの上部には、６５５や６５６のような各ＮＡＤポートＦＤＯがＮＡＤポートドライバーを積載することで作られる。実際にＮＡＤディスクＩ／Ｏ演算を行うものはＮＡＤポートドライバーである。前記ＮＡＤポートドライバーは、特定のＮＩＣを介してＩ／Ｏ演算の要求を前記該当ＮＡＤディバイスに向け直して伝送し、前記ＮＡＤディバイスからＩ／Ｏ演算の返信を得ることで、ＮＡＤディバイスＩ／Ｏ要求を処理する。すると、６５５や６５６のようなＮＡＤポートＦＤＯは、特定のＮＩＣで結合された特定のＮＡＤポートバウンドを通じて接近する個別ＮＡＤディアイスのために６５７，６５８，６５９と６６０のような個別的なＮＡＤディバイスＰＤＯｓを前記特定のＮＡＤポートの上部に作る。
【００７９】
図２２は図２１の例として、１番ホストが二つのＮＩＣを有するため、ＮＡＤポート客体の二つのスタック６５３と６５４が作られたことを示す。また、ＮＡＤディバイス、つまり、ディスク（１，１）６３１、ディスク（１，３）６３３、ディスク（２，１）６３６と、ディスク（２，２）６３７は、ＮＩＣ（１，１）とＮＩＣ（１，２）を通じて接近するので、１番ホストは６５７から６６０まで四つのＮＡＤディバイスを各ＮＡＤディバイス当り二つずつ有する。ＰｎＰ管理器は、６５７、６５８、６５９と６６０のような各個別ＮＡＤディバイスＰＤＯのために、６６１，６６２，６６３と、６６４のようなＮＡＤディバイスＦＤＯを作るディスククラスドライバーを積載する。
【００８０】
雄一のＮＡＤバスドライバーとＮＡＤポートドライバーは、通常的な地域ディスクのためのＮＡＤディバイスを代替するために、通常のバスドライバーとＳＣＳＩポートドライバーを代替することに留意する。ディスククラスドライバーとＷｉｎｄｏｗｓ２０００の他の上位ドライバーは、Ｗｉｎｄｏｗｓ２００システムがＮＡＤディバイスを地域ディバイスのように認識できるようにするために、単一の変化なしに元通りに維持すべきである。
【００８１】
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００でディバイスに影響を与える演算のための各要求は、Ｉ／Ｏ要求パケット（ＩＲＰ）を使用する。ＩＲＰは前記ディバイスのためのスタックの最上部に送られ、前記スタックを他のディバイスに伝えることができる。各段階で、前記ドライバーはＩＲＰで何をするかを決定する。時として、前記ドライバーはＩＲＰを伝達する他に何にもしないこともある。前記ドライバーはＩＲＰを伝達せずに完璧に処理するか、又はＩＲＰを実行して伝達しえる。ディスクＩ／Ｏの場合を例えにすると、図２０Ｂに示すように、ファイルシステムドライバーに送られた一つのファイルＩ／Ｏのための一つのＩＲＰはディスククラス分割管理器のボリューム管理器、分割管理器、そして、ディスククラスドライバーに送られる。
【００８２】
ＳＣＳＩ要求ブロック（ＳＲＢ）が必要であれば、ＩＲＰに含まれるように作られる所が前記ディスククラスドライバーである。一つのＳＲＢはＳＣＳＩディバイスＩ／ＯのためにＷｉｎｄｏｗｓ２０００内で指定された一つのデータ構造である。もしも、ＩＲＰが通常の地域ディスクのためのものであれば、ディスククラスドライバーは新たなＩＲＰを実際のディスクＩ／Ｏ演算を行うＳＣＳＩポートドライバーに伝達する。もしも、ＩＲＰがネットワークに連結されたＮＡＤディバイスのためのものであれば、ディスククラスドライバーはＩＲＰを、ＮＡＤディバイスＩ／Ｏをネットワークインターフェースを通じて完成するＮＡＤポートドライバーに伝達する。
【００８３】
地域ディバイスやＮＡＤディバイスやディスクの特有なディバイスタイプと関係なく、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、地域ディスク、又はネットワークに取り付けられたディスクのうち、特定のあるディスクのための一つのＩＲＰは結局該当ディスクに送られるが、これは別途のディスク客体スタックが各個別ディスクのために作られるからである。図２２は別途のＳＣＳＩディスクＦＤＯ／ＰＤＯと、ＮＡＤディバイスＦＤＯ／ＰＤＯがそれぞれの個別地域ディスクとＮＡＤディバイスに結合されたことを示す。
【００８４】
本発明は、図２０Ｂに示すように、通常のディスクバスドライバーとポートドライバーを新たなＮＡＤバスディバイスとポートディバイスに代替して、ＷｉｎｄｏｗｓシステムがＮＡＤディバイスを地域ディスクに認識するようにする。
【００８５】
全てのＷｉｎｄｏｗｓ２０００ディバイスドライバーは各ディバイスのためのＦＤＯを作るか除去する機能と、ドライバー層上から伝達されるＩＲＰを処理するためのディスパッチ機能とを有している。ＩＲＰにある主機能番号や副機能番号はどんなディスパッチ機能を発動させるかを決める。
【００８６】
次は、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００のＮＡＤシステムを実現するために本発明のＮＡＤバスドライバーとポートドライバーに実現された実際のソフトウェアモジュールを説明する。
【００８７】
ＮＡＤバスドライバー
ＮＡＤバスドライバーはＮＡＤポートが取り付けられ、一つのホストの個別ＮＩＣがＮＡＤポートとして認識される仮想のホストバスアダプターを実現する一セットのソフトウェアモジュールである。ＮＡＤバスドライバーの機能は、基本的にＷｉｎｄｏｗｓ２０００の通常のＰＣＩバスドライバーの機能と同一である。ＮＡＤバスドライバーは、ホストコンピューターに装着されたＮＩＣの数を調べ、存在するそれぞれのＮＩＣのためのＮＡＤポートＰＤＯを作るために、前記ＮＩＣを一つひとつ列挙する機能を行う。また、一つのＮＡＤポートを製作、開始、停止、除去する機能を行う。前記ＮＡＤシステムでは個別ＮＩＣが独立的なＮＡＤポートとして見なされ、ＮＡＤディバイスのためのＮＡＤディスクポートが独立的に運営されるネットワーク装置の数によって作られる。図２２に示す見本の構成を見れば分かる。
【００８８】
ＮＡＤバスドライバーと通常のＰＣＩバスドライバーとの相違点は、ＮＡＤバスドライバーがホストのシステムバスから物理的には独立しているが、ネットワークポートを通じて連結されているＮＡＤディバイスのためのものであるという点でる。ハードウェアの遮断によってディバイスをハードウェアバスに連結または除去する通常のＷｉｎｄｏｗｓ２０００システムと異なり、ＮＡＤバスドライバーはＮＡＤバスにＮＡＤポートを装着または除去するためにカネルスレードを作って実現される。ＮＡＤバスドライバーにより作られた前記カネルスレードは主関数番号ＩＲＰ_ＭＪ_ＰＮＰと、副関数番号ＩＲＰ_ＭＮ_ＳＴＡＲＴ_ＤＥＶＩＣＥを有したＩＲＰがＰｎＰ管理器からＮＡＤバスＦＤＯに伝達されるときに作動し始める。前記スレードはＮＡＤバスＦＤＯが除去されたときに終了する。前記スレードは周期的にＮＩＣの存在を探索する。仮に、新たなＮＩＣが探索された場合、前記スレードは前記ＮＩＣのための新たなＮＡＤポートＰＤＯを作り、新たに作られたＮＡＤポートＰＤＯを自体のＮＡＤポートＰＤＯリストに含ませる。すると、前記スレードはシステムにより認識されるＮＡＤポートＰＤＯを有するためにＰｎＰ管理器を発動させる。前記スレードが前に作られたＮＡＤポートＰＤＯが該当ＮＩＣなしに前記リストから発見されるＮＩＣの不在を探知可能であるので、ＮＩＣの削除もスレードにより探知される。仮に、ＮＩＣがホストで削除されたことが見つけられると、スレードは該当ＮＡＤポートＰＤＯをリストで削除し、ＮＡＤポートをＷｉｎｄｏｗｓシステムで削除するためにＰｎＰ管理器を発動させる。
【００８９】
ＮＡＤバスドライバーに実現されたソフトウェアルーチンは５つの種類に分けられる。下の表はＮＡＤバスドライバーで実現される幾つかのルーチンの目録を作成したものである。
【００９０】
【表４】

【００９１】
【表５】

【００９２】
【表６】

【００９３】
【表７】

【００９４】
【表８】

【００９５】
ＮＡＤポートドライバー
ポートドライバーはシステム決定ディバイス制御要求、又は該当クラスドライバーからのドライバー決定ディバイスＩ／Ｏ制御要求に対応する下位ドライバーである。ＮＡＤポートドライバーはドライバーを初期に設定し、ＮＡＤポートＦＤＯを作る基本関数機能と、ディスククラスドライバー層から伝達されるＩＲＰを処理するためのディスパーチ関数機能が可能である。ディスククラスドライバー層から伝えられるＩＲＰは実際のＩ／Ｏ命令がＳＣＳＩディバイスで行われ得るように指定するＳＣＳＩ要求ブロック（ＳＲＢ）を含む。
【００９６】
表９及び表１０はその基本的な役割が前記説明されたＮＡＤバスドライバーのそれと同一な基本関数と、幾つかのディスパッチ関数を詳細な説明と共にリストで作成したものである。
【００９７】
【表９】

【００９８】
【表１０】

【００９９】
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ではディバイスＩ／Ｏ制御命令がＩＲＰにディバイスＩ／Ｏ制御番号に含まれ、ディバイスＩ／Ｏ制御関数が該当ディバイスＩ／Ｏ制御番号を取り扱うためのポートドライバーで実現される。
【０１００】
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００の通常のディバイスＩ／Ｏ関数を除いて、付加ディバイスＩ／Ｏ制御関数がＮＡＤポートドライバーで実現されるので、前記ＮＡＤはＷｉｎｄｏｗｓシステムの作動を止めず、逆動的に付加、又は除去される。地域ディスクは物理ハードウェアバスに物理的に連結されているので、通常の地域ディスクを有した地域ディスクの付加や制御はシステムを始動するときにＷｉｎｄｏｗｓシステムによって直接に探知される。したがって、地域ディスクのためのディスクPDOはシステムの始動時にハードウェアを遮断することで生成される。それで、通常的なポートドライバーは、システムの運営中にディスクディバイスのＰＤＯを付加、又は除去するための機能を有する必要がない。
【０１０１】
しかし、ＮＡＤシステムではＷｉｎｄｏｗｓ２０００システムの運営中にＮＡＤディバイスの付加や除去が起こりえる。したがって、新たに取り付け、又は除去されたディスクのためのディスクＰＤＯを生成または除去できる手段が必要である。
【０１０２】
本発明で実現されたディバイスＩ／Ｏ制御関数は、機動的なＮＡＤの付加や除去を次のように処理する。仮に、新たなＮＡＤハードウェアディバイスがネットワークに連結されていることを教えるディバイス制御ＩＲＰがＮＡＤポートＦＤＯに伝達されると、ＮＡＤポートＦＤＯはシステムがディスクを認識できるように新たなＮＡＤのためのＮＡＤディバイスＰＤＯを作る。ＮＡＤディバイスの除去のためにディスクを除去するディバイス制御ＩＲＰは、ＮＡＤポートＦＤＯに送られ、ＮＡＤポートＦＤＯによって進行される。
【０１０３】
ディバイスＩ／Ｏ制御ＩＲＰを処理するディスパッチ関数は次の表のように要約される。ディバイスＩ／Ｏ制御関数のNASPortFDoDeviceControl()、NADPortPluInDevice()とNADPortUnpluDevice()は、ＮＡＤの動的な付加や除去の目的のための本発明の特徴的な関数であることに留意する。
【０１０４】
【表１１】

【０１０５】
図２３ＡはＷｉｎｄｏｗｓシステム２０００のＰＣＩバスのような通常のハードウェアバスに連結されたＳＣＳＩディスクに関するＩＲＰとＳＲＢ、及びＣＤＢの流れを示す。ディスククラスドライバー６８１はＳＣＳＩポートドライバー６８２にＳＲＢを有したＩＲＰを伝える。前記ＳＲＢは要求されたＩ／Ｏに関する情報やＳＣＳＩ−２標準命令を含む命令記述者ブロックを含む資料構造体である。ディスククラスドライバーからＳＲＢを有したＩＲＰを受けると、ＳＣＳＩポートドライバー６８２とＳＣＳＩバスドライバー６８３は、ＳＣＳＩディスク６８５への実際のディバイスＩ／Ｏをやりとげるために、ＳＲＢから取り出されたＣＤＢをＳＣＳＩホストアダプターに伝達する。
【０１０６】
通常の地域ディスクにおいてディスクＩ／Ｏ命令はＳＲＢ資料構造体を用いてホストアダプターにあるディスク制御機に伝達される。しかし、本発明のＮＡＤシステムではディスクＩ／Ｏ命令がホストのＮＩＣに伝達される。
【０１０７】
図２３ＢはＮＡＤシステムのＩＲＰとＳＲＢ、及びＣＤＢ（又は、他の形態のＩ／Ｏ命令）の流れを示す。ディスククラスドライバー６９１がＩＲＰをＳＲＢと共にＮＡＤポートドライバー６９２と、ＮＡＤバスドライバー６９３とに伝達すると、ＮＡＤバスドライバー６９３は、ＳＲＢから取り出されたＣＤＢをネットワーク６９６を通じてＮＡＤディバイスで実際の装置Ｉ／Ｏを完遂するためのＮＩＣ６９４に伝達する。
【０１０８】
本発明でＮＡＤシステムはＳＣＳＩとＩＤＥを含む多様な形態のディスクを支援する。仮に、ＮＡＤディバイスがＳＣＳＩディスクのみで構成されていれば、ＣＤＢはホストＮＩＣに伝達され、ネットワーク取り付けのＳＣＳＩディスクは要求されたディスクＩ／Ｏを行う。
【０１０９】
仮に、ＮＡＤディバイスがＩＤＥのようなＳＣＳＩと異なる形態のディスクディバイスで構成されていれば、ＣＤＢは特定の装置で処理されえる命令に転換されるべきである。このような場合のＣＤＢの転換は前記ＮＡＤポートドライバ、又は前記ＮＡＤディバイスで行われる。仮に、転換がＮＡＤで行われると、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ホストは単にＣＤＢをＳＣＳＩに送るようにホストＮＩＣに伝達する。仮に、ＮＡＤポートドライバーで転換が行われると、ＮＡＤポートドライバー関数はＣＤＢを特定のハードウェアディスク形態に適した一つのセットのディスクＩ／Ｏ命令に転換すべきである。
【０１１０】
本発明のＮＡＤシステムは二つの場合を共に支援し、ＣＤＢやハードウェア採択命令のような命令形態は特定のＮＡＤを設置するときに決定される。必修ＣＤＢ運営コードを有してＳＲＢを処理する幾つかのディスパッチ関数が与えられた表１２では、本発明の前記ＮＡＤポートドライバー関数がＳＲＢとＣＤＢを処理するためにどの様な方法で実現されているかを示す。仮に、ＮＡＤポートドライバーがＣＤＢを一つのセットのハードウェア採択Ｉ／Ｏ命令に転換すべきであればＳＲＢのような処理関数が必要である。
【０１１１】
【表１２】

【０１１２】
ホストとＮＡＤとの間の通信
Ｉ／Ｏがバスではないネットワークを通じて行われるべきであるので、ＮＡＤシステム内のディスクＩ／Ｏ命令は地域ディスクホストアダプターの代わりにホストＮＩＣに伝達される。Ｗｉｎｄｏｗｓシステムは、ＮＤＩＳ（ｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を提供するが、ＮＤＩＳはネットワークドライバーインターフェースを規定する一種のタイプである。
【０１１３】
図２４はＷｉｎｄｏｗｓに定義されているＮＤＩＳドライバー階層で使用される高位プロトコルを指定するＮＤＩＳプロトコルドライバー７０１、ＮＤＩＳ仲裁ドライバー７０２、ハードウェアの指定のためのＮＤＩＳ小型ポート７０３、及びネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）７０４を含めてなる。
【０１１４】
本発明ではＮＡＤディバイスにＩ／Ｏ命令を伝達する全てのＮＡＤポートドライバー関数が前記命令をネットワークを通じてＮＡＤ装置に伝達するＮＤＩＳプロトコルドライバー階層に伝達するように実現される。
【０１１５】
ディスクＩ／Ｏ演算のためにＳＲＢを含むＩＲＰ、又は特定のディスクＩ／Ｏ演算のためのＩ／Ｏ制御命令をディスククラスドライバーから受けると、ＮＡＤポートドライバーは該当ＣＤＢを含む新たなＩＲＰをプロトコルドライバーに伝達する。その後、プロトコルドライバーはＳＣＳＩ−２標準Ｉ／Ｏ命令のＣＤＢをＮＡＤ装置に送り、ＮＡＤ装置からの返信を受けてＩ／Ｏ命令を処理する。ホストコンピューターがＣＤＢではない特定のハードウェアＩ／Ｏ命令を送るべき場合には、図２３Ｂに示すように、ＮＡＤポートドライバーはハードウェア指定命令を入れたＩＲＰをＣＤＢの代わりにＮＩＤＳプロトコルドライバーに送ることに留意する。
【０１１６】
ＮＤＩＳはネットワーク製造業者に伝送の透明性を提供するが、これはネットワークを通じた通信が要求される全てのドライバーはネットワークに接近するためのＮＤＩＳインターフェースを呼出さなければならないように作られているからである。したがって、本発明のＮＡＤ装置とホストコンピューターとの間での通信もこのような方式で行われることにより、ＮＤＩＳプロトコルドライバーを提供することで、ＮＡＤポートドライバーは通信に関しては別途の働きが必要ない。
【０１１７】
ＮＤＩＳプロトコルドライバーに実現される通信プロトコルは標準プロトコル、又は非標準プロトコルを採択することができる。ＩＰのような標準プロトコルはオーバーヘッドが伴うので、性能や保安上非標準プロトコルを使用することが好ましい。Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００ホストとＮＡＤ装置との間で安定的にＮＡＤＩ／Ｏ命令を処理するための通信プロトコルを提供するために、本発明はＷｉｎｄｏｗｓ専売特許通信プロトコルを実現できる２０００ネットワークシステムのＮＤＩＳ指定に従う。
【０１１８】
ＮＡＤ装置
Ｗｉｎｄｏｗｓ系列の運営システムで作動するＮＡＤディバイスの技術的な構成は、図１４に示すＵＮＩＸ系列の運営システムで作動するＮＡＤディバイスの構成と同様である。
【０１１９】
ＮＡＳとＳＡＮに比べたＮＡＤシステムの長所
ＵＮＩＸやＷｉｎｄｏｗｓ系列の運営システムのうち一つを作動させる本発明のＮＡＤシステムは、ＮＡＳシステムとＳＡＮシステムに比べて多くの長所がある。ファイルサーバーを付加する方法としてファイル保存サービスを提供するＮＡＳシステムとは異なり、ＮＡＤ装置はホストのシステムバスに連結された地域ディスクのようにホストコンピューターに取り付けられる。ＳＡＮシステムと異なり、本発明のＮＡＤ装置は、ある特別なスイッチやネットワーク装置が付加されず、単にネットワークポートに刺して使用される。
したがって、ＮＡＤシステムはユーザーの便宜性、システムの有用性、範囲性、経済性、及び優れた性能を有する。
【０１２０】
フォーメッティング、分割、共有、マウンティングのような演算を含むディスクに関連した全てのディスク演算は、地域ディスクで行われるのと同様にＮＡＤ装置で行われえる。ＮＡＤ装置は、地域ディスクのようにホストで直ぐに使用可能であるので、管理が容易で使用上便利である。ＮＡＳシステムで追加、除去、及びディスク構成上の全ての変化は、人、又はソフトウェアを使用してＮＡＳオペレーティングシステムを通じてのみ可能である。ＮＡＤシステムは、更にディスクを装着し、除去するにおいて、ホストコンピューターのケースを開閉する必要がない優れた便宜性を提供する。
【０１２１】
ＮＡＤシステムはほぼ無制限の範囲性をディスク空間に提供する。ネットワークに取り付けられえるＮＡＤ装置の数は事実上無制限である。その反面、ＮＡＳシステムを通じるディスクの数は、経済的な理由や多数のＮＡＳサーバーを管理するのに伴う不具合のため相当に制限的である。
【０１２２】
ＮＡＳシステムは本質的にファイルサーバーソフトウェアや他の付加的な特定のハードウェア装備を使用しないため、ＮＡＳシステムやＳＡＮシステムに比べてさらに経済的である。
【０１２３】
媒体交換ＮＡＤシステム
本発明のＮＡＤシステムは媒介交換保存装置として代理実現されえる。
媒体交換保存装置は物理的に二つの部分に分けられた特別な保存装置だが、一方はデータを入れたメディアで、他方は媒体に関するＩ／Ｏ演算を行うドライバーである。フロピディスクドライバーとＣＤロームドライバーは媒体交換保存装置の例である。媒体の装着可否に関わらず、媒体交換保存装置はホストコンピューターに登録されることができ、ディスケットのような媒体がドライバーに逆動的に挿入されえる。
【０１２４】
ＮＡＤ装置が逆動的にネットワークポートにプラグインされるかネットワークポートから除去されえるので、ＮＡＤを媒介に使用する仮想ドライバーは媒体交換保存装置の形態で実現される。Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００は媒体交換保存装置を実現するために交換機クラスドライバーモデルを提供する。媒体交換ＮＡＤシステムを実現するためにＮＡＤシステムのためのクラスドライバーがＷｉｎｄｏｗｓ２０００の交換機クラスドライバーのモデルに従って実現される。二つの下位ドライバー、つまり、ＮＡＤポートドライバーとＮＡＤバスドライバーはそのような媒体交換ＮＡＤシステムを実現するために使用される。
【０１２５】
変換機とカウンター変換機を使用する実施例
ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）と新たなホストバスアダプターを使用する代わりに、本発明のネットワーク取付ディスクは、保存命令を入れたデータリンクフレームに変えて、フレームがネットワークを通じて伝達されるようにするプロトコル変換機をホスト面に提供し、装置面にはネットワークを通じて受けた保存命令を含むデータリンクフレームを保存命令に変換するカウンター変換機を設置することで実現されえる。
【０１２６】
変換機は専門的なネットワークインターフェースであるので、一般的な通信プロトコルを行うオーバーヘッドなしにネットワークを通じてＩ／Ｏ装置に伝送するためにＩ／Ｏ命令とデータをデータリンクフレームに要約する。
【０１２７】
テープシステムとＣＤジュークボックス
本発明のインターフェースを使用してネットワークに直接に連結される保存装置の種類はディスクシステムに限定されない。テープシステムとＣＤドライブは、ディスクシステムのようなバスインターフェースのＩＤＥ、又はＳＣＳＩインターフェースを使用する。例えば、本発明はＣＤジュークボックスの効果的な支出実現を可能にする多端子のＣＤドライブをネットワークに直接に連結するように使用されえる。
【０１２８】
当発明は、上記実施の形態に記載されたものであるが、それらの実施の形態を限定するものではない。発明の思想及び範囲から引き出されることのない上記実施の形態の構成、形態に対して多くの変更を行うことが可能であることが、当分野の通常の知識を有する者により理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明のネットワークが取り付けられたディスクシステムが使用されるネットワーク環境を示すブロック図である。
【図２】本発明の多端子ＮＡＤディバイスがネットワークを通じての多数のホストに接近する方法を示す図面である。
【図３】多端子ＮＡＤディバイスが多数のホストに接近する方法の一例を示す図面である。
【図４】ＮＡＤ内部の各ディスクがそれぞれ別途のディスクとして取り扱われる他の一例を示す図面である。
【図５】ブロックディバイスドライバー、特にＮＡＤディバイスドライバーがＵＮＩＸオペレーティングシステム下で登録、又は非登録される方法を示す図面である。
【図６】ディレクトリ、ディバイスファイル、ディバイスドライバーとディバイスとの関係を示す図面である。
【図７】要求機能が命令を直接にディバイスに伝達する方法を示す図面である。
【図８】要求機能がオペレーティングシステムを接近させる装置を作動させる図面である。
【図９】地域ディスクシステムと、ＵＮＩＸで運営されるＮＡＤディバイスのブロック図である。
【図１０】取り付けられたＮＡＤ装置を区別し、ＮＡＤ情報をＮＡＤ装置管理プログラムに提供するためにスレードを探す装置を示す図面である。
【図１１Ａ】ＮＡＤディバイスドライバーとＮＡＤ装置との間で連結セッティングスレードを用いて成されるネットワークの例を示す図面である。
【図１１Ｂ】ＮＡＤディバイスドライバーとＮＡＤ装置との間で連結セッティングスレードを用いて成されるネットワークの例を示す図面である。
【図１２】スレードを接近させる装置を用いてＮＡＤディバイスドライバーを実行させる手段を示す図面である。
【図１３】スレードを接近させる装置を用いずにＮＡＤディバイスドライバーを実行させる手段を示す図面である。
【図１４】ＮＡＤ装置構造の一例を示す図面である。
【図１５】ＮＡＤ制御装置の機能中心のブロック図である。
【図１６】ＮＡＤ制御装置の主制御機能によって状態機械の状態変化を簡単に示す図面である。
【図１７】ＮＡＤ装置内のディスクがディバイスドライバーが割り当てられるディスク区画に分けられる方法を示す図面である。
【図１８】独立したＮＡＤディバイスドライバーが作動して、実質的に一つのディスクが他のファイルシステムにより付加される方法を示す図面である。
【図１９】ＮＡＤシステムが実質的に独立している幾つかのＮＡＤディスクを論理的に一つのディスクとして認識することを示す図面である。
【図２０Ａ】一般的なディスクシステムと、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムのＮＡＤシステムのディスクドライバーの階層を示す図面である。
【図２０Ｂ】一般的なディスクシステムと、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムのＮＡＤシステムのディスクドライバーの階層を示す図面である。
【図２１】本発明のＮＡＤシステムがＷｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムで使用される環境を示す図面である。
【図２２】Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムでディバイススタックが生成される例を示す図面である。
【図２３Ａ】一般的なＷｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムディスクシステムのＩＲＰ、ＳＲＢとＣＤＢの流動を示す図面である。
【図２３Ｂ】Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムディスクシステムのＮＡＤシステムにおけるＩＲＰ、ＳＲＢとＣＤＢの流動を示す図面である。
【図２４】Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００オペレーティングシステムのＮＤＩＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＤｅｖｉｃｅＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を示す図面である。【Technical field】
[0001]
The present invention relates to a computer system, and more particularly, to a disk system or interface that can be directly attached to a network.
[Background Art]
[0002]
With the increasing use of the Internet, the amount of data that needs to be stored is increasing rapidly. In particular, the demand for large capacity disk drives for storing multimedia data has increased. For example, there is an increasing demand for disk systems having terabytes or more of disk capacity per server.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0003]
In some cases, large-capacity data is stored using a tape drive or a CD drive, but it is inferior to a hard disk in terms of performance and convenience in use.
[0004]
However, increasing the hard disk capacity of a normal server system to a large capacity involves some problems.
In general, NAS (Network Attached Storage) products that are used by connecting to an Internet network are based on NFS (Network File System) protocol, CIFS (Common Internet File System) protocol, or IP protocol used on the Internet. An integrated system that uses the two protocols together, or provides a predetermined amount of disk space with storage management. The basic purpose of the two protocols is to exchange files between two computers. Therefore, a client using the NAS for accessing a file has no choice but to access the storage device of the NAS system in a different manner than to access the local disk.
[0005]
NAS is basically a kind of simplified file server that only has the function of storing files and searching for information. Therefore, the capacity through the NAS is actually the number of additional file servers, and this has many restrictions. Since the NAS disk is not a local disk for the client, mounting, moving, and general management of the NAS disk can be performed only by using the NAS operating system and software. Further, since the NAS disk should be mounted in a bus inside the NAS system, the number of disks that can be mounted is limited. The NAS has the disk under its operating system and the client cannot use any system other than the provided file system to access the NAS disk. In addition, the NAS system requires a separate IP address. As a result, in the case of the NAS system as compared with the use of the regional disk, the mounting and management cost per disk are further increased, and the use is more inconvenient than the case of using the regional disk.
[0006]
In order to use a device connected to a storage area network (SAN) using a fiber channel technology, a certain type of switch is required. For example, Fiber Channel uses Fiber Channel Hub or Fiber Channel Switch. The SAN technology also has disadvantages, such that a separate file server is usually used, and generally requires expensive equipment and technical personnel with knowledge to operate the SAN.
[0007]
Therefore, there is a need for an interface in which the disk system is directly attached to the network and approaches as if it were a local disk without adding a separate file server or special equipment.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a disk system which can be directly attached to a network connected to a host without using a network file system.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a disk system that can be recognized and used as a local disk without a separate file server, a specific switch, or an additional element such as an IP address.
[0010]
Still another object of the present invention is to provide a disk system which can be conveniently connected to a server without causing troubles in network and server management.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide a low-cost disk system in which a large number of disk systems can be easily plugged into a network port and used in order to meet the demand for disk capacity.
[0012]
Yet another object of the present invention is to provide an interface that allows a storage device to be attached to a bus that plugs into a network port.
[Means for Solving the Problems]
[0013]
The above object is achieved through a network-attached disk system including a network-attached disk (NAD) device for receiving a disk access command from a host through a network, and a device driver for controlling the NAD device through the network at the host. I can do it.
[0014]
The host can use a UNIX or Windows-based system as the operating system. The NAD device includes a disk for storing data, a disk controller for controlling the disk, and a network adapter for receiving a disk access command from a host through a network port.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0015]
FIG. 1 shows the environment in which the invention is used. The host 100 has a file system 101 including a local disk device driver 102 for controlling a local disk 104 connected to an internal system bus 103. A regional device is defined as a device inside a standalone system as opposed to a network device connected to a network. The regional device is directly connected to the system bus through a host bus adapter that allows the host to communicate without passing through a different network than the regional device. On the other hand, the network device is not directly connected to the system bus, but is connected through an interface called a network interface card NIC mounted on the system bus. The regional disk 104 may be a normal IDE (Integrated Drive Electronics) disk or a SCSI (Small Computer System Interface) disk.
[0016]
In addition, the file system 101 includes a network adapter disk driver 106 according to the present invention which controls a network adapter device driver 106 and a NAD device 108 connected through a network 107 such as an Ethernet. The NAD device driver 108 of the present invention includes one or more disks 109. The network 107 is a general-purpose network that carries stored traffic as well as other application traffic. The pre-processing network for carrying the general-purpose network traffic is separated from the post-processing network used for the storage used in the configuration of the general storage area network SAN.
[0017]
The present invention consists of a host NAD device driver 105 at two key points and a NAD device 108 attached to the network.
[0018]
FIG. 2 shows an example in which a multi-terminal NAD device approaches many hosts through a network. The first NAD device 123 having the disk (1,1) 126 and the second NAD device 124 having the disk (2,1) 127 and the disk (2,2) 128 are approached through the network 122 by the first host 120. The third NAD device 125 having the disk (3, 1) 129, the disk (3, 2) 130, and the disk (3, 3) 131 is approached by the second host 121 through the network 122 as described above.
[0019]
Since each disk appears on a regional disk connected to the host system bus, it can be dynamically mounted or removed. The present invention, for this purpose, creates a pure software means virtual host bus adapter that recognizes that the NAD device is connected to the system, even though there is actually no host bus adapter connected to the NAD device. This is different from a conventional NAS configuration in which the NAS device connected through the NIC is recognized as a separate file server connected to the network.
[0020]
The Open System Interface (OSI) model is a physical layer for defining electrical interfaces, a data link layer for communication using data frames, a network layer for sending packets from one end to the other, A seven-layer protocol is defined that includes a session layer that defines the time period, an expression layer for data expression configuration, and an application layer for application programs. The present invention uses a data link layer protocol that includes a save instruction in a data link frame. Since NAD devices do not act as host-independent devices, there is no need to use network addresses such as IP addresses. Because the specific placement of the host and disk system can change dynamically, it is as convenient and portable to use as with regional disks. There is no virtual limit on the number of disk systems that can be connected to the network.
[0021]
FIG. 3 is another example showing that a multi-terminal NAD device is approached by multiple hosts through a network. The first NAD device 143, the second NAD device 145, and the fifth NAD device 147 are approached by the first host 140 via the network 142. The second NAD device 144 and the fourth NAD device 146 are approached by the second host 140 via the same network 142.
[0022]
The disks included in the NAD are treated as separate disks, and each disk is independently approached by the host. FIG. 4 shows an example in which each disk in the NAD is handled as a separate disk. The disk (1,1) 166 in the first NAD device 163, the disk (2,2) 168 in the second NAD device, and the disk (3,2) 170 in the second NAD device are connected to the host via the network 122. The disk (2,1) 167 in the second NAD device 164, the disk (3,1) 169 in the third NAD device 165, and the disk (3,3) 171 while being approached by the 160 It is approached by the second host 161 through the network 162. Note that disk (2,1) 167 and disk (2,2) 168 in second NAD device 164 are approached by first host 160 and second host 161 respectively.
[0023]
(Block device driver)
An embodiment of a NAD system that operates on a UNIX-like operating system, although used with other operating systems such as Windows, is described.
[0024]
A main device number for distinguishing among different types of block devices and a sub device number for distinguishing among the same types of block devices are assigned to each block device for storing block data such as a disk device. Can be In UNIX, each device is accessed through a device file that provides an interface for approaching real devices. A device file having information on the main device number, the sub device number, and the block device driver is mainly generated first.
[0025]
The purpose of the device file is to handle requests made by the device-related core. The disk driver separates the device specific code to provide a certain interface for the core. In order to activate the operation of the device driver, it is necessary to prepare a disk file and a device driver routine, and the function of the driver routine is registered, and the operating system such as UNIX should understand its usefulness. Yes, it is performed by transmitting the main number assigned to the device as a parameter and the function of the driver routine.
[0026]
Register and unregister block disk driver
When the block disk driver is registered by transmitting the main device number and the driver function as an intermediary, the registration can be released by transmitting the main number.
[0027]
Table 1 shows functions used for registering and deregistering device drivers.
[0028]
[Table 1]

[0029]
Table 2 shows the general functions used by regional and NDA drivers.
[0030]
[Table 2]

[0031]
Table 3 shows examples of functions related to the IDE area disk driver and the NAD driver.
[0032]
[Table 3]

[0033]
FIG. 5 shows an example in which a block device driver such as a NAD device driver is registered or unregistered. First, an IDE device driver 181 having a third major device is created with a zero major device and some null device drivers, such as an nth major device 182. The No. 60 major device 183 of the NAD device driver to which the No. 60 main number is assigned is registered using the device registration function register_blkdev (60, fops) 185. Next, the NAD device driver is deregistered using the unregistered function unregister_blkdev (60) 186 with the No. 60 major device 184, which is a null device driver. FIG. 5 shows that the NAD device driver of the present invention is mounted in the same manner as the existing block device driver.
[0034]
Using block devices
When a block device driver is registered and a device file is generated, reading and writing for approaching a real device are performed. However, a user can directly send a device file only after the device file is mounted on the file system. Each block device file must be formatted with a special file system before the device file can be mounted on the file system. Since the NAD device driver of the present invention is prepared in the same manner as a normal regional disk, a set of I / O instructions used when formatting a normal regional disk is also used when formatting a NAD device disk. I can. In addition, since the NAD devices are controlled within the device level, they can be formatted into a required format independent of the file system used.
[0035]
FIG. 6 illustrates the relationship between directories, device files, device drivers, and devices. The left side shows that the device file 201 mounted on the directory 200 has mounted the usual regional disk system used to control the regional disk 203 by the regional disk device driver 202. The right side shows the NAD system of the present invention in which the device file 204 mounted on the directory 200 of the present invention is used by the NAD device driver 205 to control the NAD device 207 through a local area network (LAN) 206 such as Ethernet. .
[0036]
Block device driver structure
Each block device driver has a queue of I / O requests waiting to store I / O requests in the device. Saved requests can be rescheduled to improve efficiency. Except for the I / O request waiting queue, each block device driver requires a request function to execute the queued I / O request.
[0037]
FIG. 7 shows a state in which the request function directly instructs the block device. The NAD device driver 220 using the device 222 and the file system 223 has a queue 224 storing I / O requests 225 to 228.
The NAD device driver 220 has a request function 229 for issuing a command to the NAD device 221 according to a recently executed request 225.
[0038]
FIG. 8 shows a situation in which the request function 229 activates the device approach thread 230 instead of directly issuing a command, and issues a command based on information in the request queue. One sled is a single use of a program that can handle multiple users.
[0039]
Configuration of regional disk system and NAD system
FIG. 9 shows a configuration of a general regional disk system and a configuration of a NAD system operated by UNIX. In the file system 260, an ordinary regional disk 264 attached to the regional bus 263 is accessed by the ordinary regional disk device driver 261 through the bus interface 262. In the file system 260 as described above, the NAD device 272 having the disk 273 attached to the network 271 is connected to the network including the network protocol stack 266, the network adapter device driver 267, the bus interface 268 and the network adapter 270 by the NAD device driver 265. Accessed through the interface.
[0040]
Since the NAD device is used like a regional disk, the ordinary regional disk system shares the basic structure with the NAD system of the present invention. The difference is that the NAD system should be communicated with the NAD device over the network, so a protocol stack is added for network communication. The NAD driver transmits an I / O command to a NAD device through a network adapter, and receives a reply from the NAD device.
[0041]
When a NAD device is accessed, DMA (Direct Memory Access) or PIO (Programmed Input / Output) can be used. A typical disk device driver operates by dropping a DMA I / O command along with the starting buffer address and the number of bytes transmitted to the regional disk in DMA mode. Upon receiving the regional disk data, the CPU is shut off. Similarly, the NAD device driver may be implemented to operate in a DMA mode across the CPU after the NAD device driver transmits an I / O command to the NAD device and completes data transmission.
[0042]
A typical disk driver operates in a PIO mode by a CPU that directly transmits data until a specific data block is performed through data registration of the disk device. Similarly, the NAD device driver can be realized to operate in the data PIO mode by transmitting a command to the NAD device and continuing transmission and transportation until a specific block of data is performed.
[0043]
The network protocol that can be used in the present invention is not limited to a specific protocol. Any connection-oriented protocol including TCP / IP may be used. The connection-oriented protocol accommodates packets in the order in which they are transmitted without loss. If TCP / IP was used, one IP address should be used for each NAD device.
[0044]
Generation of regional disk drivers and NAD drivers
When UNIX starts to operate and a hardware scan finds a general regional disk, a corresponding driver is generated for each regional disk or disk partition. In the same manner, the NAD device is confirmed by the initial hardware scan, and the corresponding driver to be executed by the virtual host bus adapter is generated. The driver may be automatically generated using a device search thread that periodically checks for NAD devices attached to the network, or may be manually generated by system management using a NAD management program.
[0045]
FIG. 10 illustrates a device search thread for verifying attached NAD devices or providing NAD device information to a NAD device management program. The sled 280 is used by the host 290 to provide information 281 to the NAD device management program, through the network protocol stack 282 and the network adapter 283 to check the size of each NAD and the device file together with the NAD devices 285 to 289. Will be operated. With information about the NAD device file, the user mounts the selected NAD device file to use the particular NAD device as a regional disk.
[0046]
Network connection between NAD device driver and NAD device
In a typical regional disk, disk I / O is executed by reading or writing to an I / O port of a disk controller attached to an internal system bus. However, the NAD device driver performs input / output to / from the corresponding NAD device through a network link. Input / output is performed by reading or writing to a network connection unit such as a UNIX socket instead of reading or writing at the I / O port. Therefore, a network connection such as a UNIX socket should be provided between the NAD device driver and the NAD device.
[0047]
FIGS. 11A and 11B show an example of a network connection unit located between a NAD device driver and a corresponding NAD device using a connection setting thread. The first NAD device 302 is connected to the first NAD device driver 301 through the first network connection unit 303 generated by the ioctl () function 304, and the second NAD device 307 is generated by the ioctl () function 309. The second NAD device driver is connected to the second NAD device driver through a No. network connection unit 308.
[0048]
Realization of NAD driver
12 and 13 show two methods for realizing the NAD device, the former being realized with a device access thread, and the latter being realized without a device access thread.
[0049]
FIG. 12 has device files “/ dev / nd0”, “/ dev / nd1”, and “/ dev / nd2” for accessing the first NAD device 323, the second NAD device 324, and the third NAD device 325. Three

NAD drivers

320, 321 and 322 are shown. Each device file is mounted in the "/ tmp", "/ var", and "/" directories of the file system. User threads 327, 328 and 329 for accessing the file can read or write to the NAD device through the file system 326. The connection setting thread 331 provides a list of NAD devices that can be used by the NAD device management program 330.
The connection setting thread 331 generates

network connection units

332, 333, and 334, if necessary, based on user input.
[0050]
Referring to FIG. 12, when a user thread requests a file through the file system, the file system first checks the buffer cache to see if the requested file block is in the buffer. If the block is in the buffer, the user thread refers to the block. However, if the block is not in the buffer, the data should be read from the NAD device. The user thread places the request in a request queue and causes the NAD access thread 335 (or 336, 337) responsible for controlling the NAD device to execute through a request function, which blocks itself. Thereafter, the blocked user sled is awakened by a NAD access sled containing the corresponding data, such as 335.
[0051]
FIG. 13 is similar to FIG. 12 except that the user thread requests data directly from the NAD device without using the NAD access thread.
For example, a user thread places a request in a request queue and blocks itself by executing a software interrupt that handles block data transmission between the NAD device and the host. Upon completion of the data transmission, an interrupt is performed to wake up the blocked sled.
[0052]
Communication control procedure between host and NAD device
When the host NAD device driver accesses the NAD device for I / O, the position of the first block and the block number are given as parameters of the I / O command. Alternatively, in the case of SCSI, the I / O instruction can be in the form of a CDB (Command Descriptor Block).
[0053]
In order to transmit CDB and block transmission information, a reliable communication control procedure is required. The present invention is not limited to a particular type of connection control procedure as long as a connection-oriented control procedure including TCP / IP is used. The connection-oriented control procedure means that when a packet is lost, it is retransmitted, and the accommodated packets are arranged in the order sent from the end of the accommodation unit.
[0054]
NAD Devices
FIG. 14 is a functional block diagram of the NAD device of the present invention.
A preferred embodiment of the NAD device includes a NAD controller 401 for controlling the entire NAD device, a memory 402, a disk controller 403 for transferring disk access commands, one or more disks 405 and 406, and disk access from a host through a network. And a LAN adapter 403 for receiving commands. The NAD controller 401, the memory 402, the disk controller 403, and the LAN adapter 404 are connected to a bus 419 inside the NAD device.
[0055]
The disk controller 403 is a module that performs disk I / O operations by controlling the disks 405 and 406 through an internal disk channel. The disk controller 403 further includes one or

more disk channels

407 and 408 controlled by the channel controller 409, a buffer manager 410, some registrants 411, and a bus interface 412. The buffer manager 410 checks the register 411 to obtain a disk sector number and a channel for performing a disk access command. The buffer manager 410 also commands the channel controller 409 to transfer data from the memory to the

disk channels

407, 408, or vice versa as a result of performing a disk access command. The channel controller 409 accesses the disk through the

disk channels

407 and 408 in order to transfer data from the disk to the memory or vice versa.
[0056]
The LAN adapter 404 is a module that receives a disk I / O command packet from a host and transmits a return packet through a network. The LAN adapter 404 includes a physical network interface 413 that contacts a network, a media access control (MAC) controller 414, a transmission buffer 415 for storing transmitted data, a storage buffer 416 for storing transmitted data, It further includes a register 417 and a bus interface 418.
[0057]
The bus interface 418 transmits data from the bus to the transmission buffer 415, the storage buffer 416, the register 417, or vice versa. The MAC controller 414 transmits data to the physical network interface 313 so that the physical network interface can transmit data to the host computer. When the physical network interface 413 receives a disk I / O request packet from the host computer, the physical network interface 413 sends the I / O request packet to the MAC controller 414, and the MAC controller receives the disk I / O request packet from the packet. The data is extracted and sent to the accommodation buffer 416.
[0058]
FIG. 15 shows a main controller 420 for controlling the NAD by the NAD controller 401, a buffer management module 421 for storing data on the disk 421, a memory management module 422 for managing allocation of memory space, and a disk control. It includes a disk controller driver 423 for contacting a device, a network adapter driver 424 for contacting a network adapter, and a bus interface 425 for contacting a bus in the NAD.
[0059]
The NAD controller 401 mainly performs an I / O command from the host NAD device driver, but may perform other additional functions. For example, a filter program can be attached to the NAD to provide a role not provided to the host, such as a backup operation. Other examples include access control, access sharing, access right transmission, and the like. In particular, filter programs can be installed to limit access to NAD devices for a specific period of time, to allow several hosts to access one NAD at the same time, or to transfer the access rights of one host to another. Can be done. The NAD device driver in the host can request to execute a filter program when executing an I / O command through an ioctl () function in the UNIX operating system.
[0060]
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating a state transition of a state machine used by the main controller 420. The state machine initializes all the NAD hardware in an 'init' state 440 and allocates memory to the disk controller 403 and the LAN adapter 404. When initialization is completed, the state machine changes to a "wait-command" state in which the NAD system waits for an I / O command flowing from the host through the network. When such an I / O command is received from the host computer, the state becomes a 'disk_access' state 442 where the appropriate disk I / O is performed via the disk controller. At the end of the disk I / O, the state changes to a 'transmit_reply' state 443 where the NAD device sends the result to the host computer via the LAN adapter 404. Those of ordinary skill in the art will understand that the state machine can be readily implemented with a CPU and a memory.
[0061]
Network adapter driver and disk control driver
The network adapter and the disk control driver can be implemented in at least two ways. One is to use the cutoff dimension through DMA (Direct Memory Access), and the other is to use PIO (Programmable I / O) voting. The former has an advantage that a program can be easily created, and can be performed without a complete arrangement of disk controller data. The latter has the advantage that time delay due to interruption can be avoided, but has the disadvantage that the processor is inefficiently used in the time required for continuous reading and writing.
[0062]
Additional example of NAD driver
Generally, a NAD device driver is created for each attached disk drive. However, just as a regional disk is split, the disks in the NAD device are split into several disk partitions that can be accessed by separate device drivers. Alternatively, several disks located in several physically independent NAD devices may be combined to be used logically as one disk.
[0063]
FIG. 17 shows an example in which a disk in the NAD is divided into several disk partitions in which one disk driver is assigned to all the partitions. The NAD driver A 462 is assigned to, for example, four partitions 463-466, and the NAD driver A 462 uses the partition table to process the specified I / O requests from the specific partitions 468 to 471 of the disk 461 in the NAD device 460. To quote. Similarly, NAD driver B473 is assigned to two

partitions

474 and 475, and NAD driver B473 can be used to control two

disk partitions

477 and 478 of disk 472 in NAD device 460.
[0064]
FIG. 18 shows an example in which a separate NAD device driver is generated and one disk is physically evaluated by another file system. The disk A 481 in the NAD device 480 is divided into four sections from 490 to 493, and the driver (a, 3) 485 is generated from four independent NAD drivers (a, 0) 482. Can control each disk partition through an independent network connection 486 (487, 488, or 489). Similarly, the disk B494 in the NAD device 480 is divided into two sections 499 and 500, and two independent NAD drivers (b, 0) 495 and NAD drivers (b, 1) 496 are generated. Can be controlled through an independent network connection 497 (or 498). Such an arrangement allows one hard disk to be physically mounted on another file system, as other network connections are used.
[0065]
FIG. 19 shows an example of how the present invention can recognize a physically independent multi-terminal disk in a NAD device as one disk. In particular, three lower surface

NAD device drivers

521, 522 that control the 5 GB first NAD device 527 and the 10 GB second NAD device 528 and the 5 GB third NAD device 529 through

other network connections

524, 525, and 526. 523 is integrated into one upper surface NAD driver 520 divided into shapes 530. The file system mounts "/ dev / nda" to access the entire 20 GB space.
[0066]
NAD system operating on Windows operating system
Using the example operating on a UNIX-based operating system, the system and method described above are equally applicable in implementing a NAD system operating on a Windows-based operating system. For example, since a NAD device is essentially treated as a regional disk by a Windows 2000 host, all disk operations performed by the host, including formatting and splitting, control the regional disk and can be performed on the NAD device.
[0067]
Such features are distinguished from other alternatives, such as those provided by NAS technology, in which the present invention amplifies disk space through file system arbitration, instead of adding individual disks directly to the device surface of the host system. Is that At the same time, since the NAD device is accessed through a network, the present invention uses a general regional disk to transmit a disk I / O request transmitted to a disk controller connected to an internal system bus to a network interface. Redirect to and transmit.
[0068]
That is, according to the present invention, a virtual host bus adapter is generated through pure software by changing a driver in a host. Therefore, the host does not have a physical host adapter actually connected to the system bus, but the NAD device is not. It recognizes that it has been connected to the system bus through the physical host adapter. Since the NAD device is as close as a local device connected to a bus inside the host, there is no need for the host to use a network address such as an IP address required to communicate with the NAD device. Instead, a data link frame with a save instruction is exchanged between the host and the NAD device.
[0069]
FIGS. 20A and 20B are views showing a hierarchical structure of a disk driver of the NAD system of the present invention in comparison with a normal disk system. FIG. 20A shows a normal Windows 2000 disk driver hierarchy having a hierarchical structure including a disk division manager 601, a disk class driver 602, a port driver 603, and a bus driver 604.
[0070]
In the Windows 2000 operating system, the generic term 'bus' refers to a single piece of hardware that is electrically connected to a device. The bus includes not only a bus such as a PCI bus but also any bus having a multi-terminal device such as a SCSI adapter, a horizontal port, a serial port, and a USB herb. One of the purposes of the bus driver is to arrange the devices attached to the bus one by one and generate each physical device object, because each physical device object is required in Windows2000. Thus, a bus driver is a set of software routines that have the function of allocating information about a particular bus, system addresses such as port addresses and IRQ numbers to devices connected to the bus. It is the port driver that has routines for performing most of the actual disk I / O operations.
[0071]
The main feature of the present invention is to replace the normal bus driver and port driver with a new bus driver and port driver, recognize the NAD device as a local disk, and connect the I / O related to the NAD device through the network port of the Windows 2000 host. An O operation can be performed.
[0072]
FIG. 20B illustrates a driver hierarchy of the present invention including a NAD port driver 613 and a NAD bus driver 614 that replace the corresponding normal Windows 2000 driver hierarchy of FIG. 20A. The NAD bus driver 614 implements a virtual host bus adapter to perform disk I / O operations on or from a set of NAD devices. The NAD port driver 613 implements one set of routines necessary for actually performing a disk milk output operation by redirecting and transmitting an I / O request to the NAD device through a Windows 2000 host network.
[0073]
FIG. 21 shows an example of a network environment in which the NAD device of the present invention is implemented in a multi-terminal host. The above example shows that the first host 621 and the second host 622 operate Windows 2000 connected to the first network 623 and the second network 624. The first host uses the disk (1,1) 631 and the disk (1,3) 633 through the first network, and uses the disk (2,1) 636 and the disk (2,2) 637 through the second network 625. . Similarly, the second host uses disk (1,2) 632, disk (1,4) 634, and disk (1,5) 635.
[0074]
The Windows 2000 system in which the NAD bus driver and the NAD port driver are mounted creates a device stack specified by Windows 2000 in order to make an I / O request. Each device in Windows 2000 is represented by a device object organized in a stack structure. The device object is a data structure created by the Windows 2000 system to help manage software hardware. Many such data structures may exist for one piece of physical hardware. The lower device object of the stack is called a physical device object PDO. On the PDO of the device object stack, there is an object called a functional device object FDO. Below and above the FDO is a collection of filter device objects. The Windows 2000 plug and play (PnP) management component builds a stack of device objects at the command of a device driver. The various drivers that use the stack for a single piece of hardware play different roles. That is, the function driver manages the device, and the bus driver manages the connection between the device and the computer.
[0075]
FIG. 22 illustrates an example of a device stack in which all filter device objects generated to implement the present invention have been omitted for simplicity.
Shown on the left is a layer of SCSI devices enumerated repeatedly at the top of the PCI bus, typical of a SCSI disk connected to a host PCI bus. First, the PnP manager is a self-contained driver for a virtual root bus that conceptually connects the computer to all hardware, including hardware buses such as PCI, that do not electronically announce their presence. Having. The root bus driver 640 obtains information about the PCI from the register initialized by the Windows 2000 setting program to generate the PCI bus PDO 641 of the PDO for the PCI bus.
[0076]
The PnP manager that has generated the PCI bus PDO641 loads the function driver for the PCI bus, and creates the PCI bus FDO642. The PCI bus function driver, which appears to have a set of SCSI devices in the example system of FIG. 21, is its own hardware device attached to the PCI bus to create a SCSI port PDO643. Are listed. When the SCSI port PDO 643 is created, the PnP manager loads the device for the SCSI port device and creates the SCSI port FDO 644. Similarly, SCSI disk PDOs such as 645 and 646 are created with each individual SCSI disk above the SCSI port, and SCSI disks FDO such as 647 and 648 are created by loading a disk class driver.
[0077]
The right side of FIG. 21 shows a PCI bus driver, a NAD bus driver which replaces a SCSI port driver, and a corresponding device stack for a NAD device which is created using the NAD port driver. At the top of the route is a NAD bus PDO that is not a regular hardware bus such as PCI, but a bus NAD designed for the Windows 2000 device stack to provide a virtual bus for NAD devices. There is a bus PDO651. Above the NAD bus PDO651, the PnP manager loads the NAD bus driver to create the NAD bus FDO652.
[0078]
In the present invention, since one set of NAD ports is realized to correspond to one NIC of the host, one set of NAD ports PDO 653 and 6534 for each individual network interface card (NICs) of the Windows 2000 host are repeated. Made. Above each NAD port PDO, such as 653 and 654, each NAD port FDO, such as 655 or 656, is made by loading a NAD port driver. What actually performs the NAD disk I / O operation is the NAD port driver. The NAD port driver redirects an I / O operation request to the corresponding NAD device via a specific NIC, transmits the request, and obtains a response of the I / O operation from the NAD device, thereby obtaining the NAD device I / O. Handle the request. Then, NAD port FDOs, such as 655 and 656, can be individually NAD device PDOs, such as 657, 658, 659, and 660, for individual NAD deices approached through a particular NAD port bound by a particular NIC. On top of the specific NAD port.
[0079]
FIG. 22 shows, as an example of FIG. 21, that two stacks 653 and 654 of NAD port objects were created because the first host has two NICs. The NAD devices, that is, the disk (1,1) 631, the disk (1,3) 633, the disk (2,1) 636, and the disk (2,2) 637 are composed of NIC (1,1) and NIC ( The host # 1 has four NAD devices from 657 to 660, two for each NAD device, as approached through 1,2). The PnP manager loads disk class drivers that create NAD device FDOs, such as 661, 662, 663, and 664, for each individual NAD device PDO, such as 657, 658, 659, and 660.
[0080]
Note that Yuichi's NAD bus driver and NAD port driver replace the regular bus driver and SCSI port driver to replace the NAD device for regular regional disks. Disk class drivers and other higher-level drivers in Windows 2000 should be kept intact without a single change in order for Windows 200 systems to recognize NAD devices like regional devices.
[0081]
Each request for an operation affecting a device in Windows 2000 uses an I / O request packet (IRP). The IRP is sent to the top of the stack for the device, and can propagate the stack to other devices. At each stage, the driver decides what to do with the IRP. At times, the driver does nothing other than transmitting the IRP. The driver may process the IRP completely without transmitting it, or execute and transmit the IRP. Taking the case of disk I / O as an example, as shown in FIG. 20B, one IRP for one file I / O sent to the file system driver is a volume manager of a disk class division manager, a division manager. And then sent to the disc class driver.
[0082]
If a SCSI request block (SRB) is required, the place where it is made to be included in the IRP is the disk class driver. One SRB is one data structure specified in Windows 2000 for SCSI device I / O. If the IRP is for a regular regional disk, the disk class driver passes the new IRP to the SCSI port driver which performs the actual disk I / O operations. If the IRP is for a NAD device connected to the network, the disk class driver transmits the IRP to the NAD port driver which completes the NAD device I / O through the network interface.
[0083]
Regardless of the specific device type of the regional device, the NAD device, and the disk, as shown in FIGS. 20A and 20B, one of the regional disks or the disks attached to the network, one IRP for a specific disk is Eventually, the disc is sent to the corresponding disc because a separate disc object stack is created for each individual disc. FIG. 22 shows that a separate SCSI disk FDO / PDO and a NAD device FDO / PDO are coupled to respective individual regional disks and NAD devices.
[0084]
The present invention replaces the normal disk bus driver and port driver with a new NAD bus device and port device as shown in FIG. 20B so that the Windows system recognizes the NAD device as a local disk.
[0085]
All Windows 2000 device drivers have the ability to create or remove FDO for each device, and the dispatch function to handle IRPs transmitted over the driver layer. The main function number and the sub function number in the IRP determine what dispatch function is activated.
[0086]
Next, an actual software module realized by the NAD bus driver and the port driver of the present invention to realize the Windows 2000 NAD system will be described.
[0087]
NAD bus driver
The NAD bus driver is a set of software modules that implements a virtual host bus adapter to which an NAD port is attached and an individual NIC of one host is recognized as a NAD port. The function of the NAD bus driver is basically the same as the function of a normal PCI bus driver of Windows 2000. The NAD bus driver performs a function of checking the number of NICs installed in the host computer and listing the NICs one by one in order to create a NAD port PDO for each existing NIC. In addition, a function of manufacturing, starting, stopping, and removing one NAD port is performed. In the NAD system, individual NICs are regarded as independent NAD ports, and NAD disk ports for NAD devices are created by the number of independently operated network devices. This can be understood from the sample configuration shown in FIG.
[0088]
The difference between the NAD bus driver and the normal PCI bus driver is that the NAD bus driver is for a NAD device that is physically independent of the host system bus but is connected through a network port. I get a point. Unlike a conventional Windows 2000 system in which a device is connected to or removed from a hardware bus by shutting down hardware, a NAD bus driver is realized by creating a cannel thread to attach or remove a NAD port to or from a NAD bus. The kernel sled created by the NAD bus driver starts operating when the IRP having the main function number IRP_MJ_PNP and the sub-function number IRP_MN_START_DEVICE is transmitted from the PnP manager to the NAD bus FDO. The thread ends when the NAD bus FDO is removed. The sled periodically searches for the presence of the NIC. If a new NIC is found, the thread creates a new NAD port PDO for the NIC and includes the newly created NAD port PDO in its own NAD port PDO list. The sled then activates the PnP manager to have the NAD port PDO recognized by the system. The deletion of the NIC is also detected by the sled since the NAD port PDO where the sled was created before can detect the absence of the NIC found from the list without the corresponding NIC. If it is found that the NIC has been deleted at the host, the sled deletes the corresponding NAD port PDO in the list, and activates the PnP manager to delete the NAD port in the Windows system.
[0089]
Software routines implemented in the NAD bus driver can be divided into five types. The table below lists some of the routines implemented in the NAD bus driver.
[0090]
[Table 4]

[0091]
[Table 5]

[0092]
[Table 6]

[0093]
[Table 7]

[0094]
[Table 8]

[0095]
NAD port driver
The port driver is a lower-level driver corresponding to a system-determined device control request or a driver-determined device I / O control request from a corresponding class driver. The NAD port driver can set a driver at an initial stage and have a basic function function for creating a NAD port FDO and a dispatch function function for processing an IRP transmitted from a disk class driver layer. The IRP transmitted from the disk class driver layer includes a SCSI request block (SRB) that specifies that the actual I / O instruction can be performed on a SCSI device.
[0096]
Tables 9 and 10 list the basic functions whose basic role is the same as that of the NAD bus driver described above, and some dispatch functions with detailed descriptions.
[0097]
[Table 9]

[0098]
[Table 10]

[0099]
In Windows 2000, a device I / O control instruction is included in a device I / O control number in an IRP, and a device I / O control function is realized by a port driver for handling the corresponding device I / O control number.
[0100]
Except for the normal device I / O function of Windows 2000, since the additional device I / O control function is realized by the NAD port driver, the NAD is added or removed dynamically without stopping the operation of the Windows system. You. Since the regional disk is physically connected to the physical hardware bus, the addition and control of the regional disk with the normal regional disk is detected directly by the Windows system when starting up the system. Therefore, the disk PDO for the regional disk is created by shutting down the hardware at system startup. Therefore, a normal port driver does not need to have a function for adding or removing a PDO of a disk device during operation of the system.
[0101]
However, in the NAD system, addition or removal of the NAD device may occur during the operation of the Windows 2000 system. Therefore, there is a need for a means that can create or remove a disk PDO for a newly mounted or removed disk.
[0102]
The device I / O control function implemented in the present invention handles the agile addition and removal of NADs as follows. If a device control IRP indicating that the new NAD hardware device is connected to the network is transmitted to the NAD port FDO, the NAD port FDO will use the NAD for the new NAD so that the system can recognize the disk. Make a device PDO. A device control IRP for removing the disk for removal of the NAD device is sent to the NAD port FDO and is advanced by the NAD port FDO.
[0103]
The dispatch functions that handle the device I / O control IRP are summarized in the following table. Note that the device I / O control functions NASPortFDoDeviceControl (), NADPortPluInDevice () and NADPortUnpluDevice () are characteristic functions of the present invention for the purpose of dynamically adding and removing NADs.
[0104]
[Table 11]

[0105]
FIG. 23A shows the flow of the IRP, SRB, and CDB for a SCSI disk connected to a normal hardware bus such as the PCI bus of the Windows system 2000. The disk class driver 681 transmits the IRP having the SRB to the SCSI port driver 682. The SRB is a data structure including an instruction writer block including information on a requested I / O and a SCSI-2 standard instruction. Upon receiving the IRP having the SRB from the disk class driver, the SCSI port driver 682 and the SCSI bus driver 683 send the CDB extracted from the SRB to the SCSI host adapter in order to perform the actual device I / O to the SCSI disk 685. To communicate.
[0106]
In a normal regional disk, a disk I / O command is transmitted to a disk controller in a host adapter using an SRB data structure. However, in the NAD system of the present invention, the disk I / O command is transmitted to the NIC of the host.
[0107]
FIG. 23B shows the flow of IRP, SRB, and CDB (or other forms of I / O instructions) in a NAD system. When the disk class driver 691 transmits the IRP together with the SRB to the NAD port driver 692 and the NAD bus driver 693, the NAD bus driver 693 transfers the actual device I / O to the NAD device via the network 696 from the CDB extracted from the SRB. Communicate to NIC 694 to complete.
[0108]
In the present invention, the NAD system supports various types of disks including SCSI and IDE. If the NAD device is composed of only SCSI disks, the CDB is transmitted to the host NIC, and the SCSI disks attached to the network perform the required disk I / O.
[0109]
If the NAD device is composed of a disk device of a different form from SCSI such as IDE, the CDB should be converted into instructions that can be processed by a specific device. The conversion of the CDB in such a case is performed by the NAD port driver or the NAD device. If the conversion occurs at the NAD, the Windows 2000 host will simply tell the host NIC to send the CDB to SCSI. If the conversion is performed by the NAD port driver, the NAD port driver function should convert the CDB into a set of disk I / O instructions suitable for the specific hardware disk type.
[0110]
The NAD system of the present invention supports both cases, and the command format such as CDB and hardware adoption command is determined when a specific NAD is installed. Given Table 12, given some dispatch functions to process SRBs with required CDB operating code, the NAD port driver function of the present invention is implemented in any way to process SRB and CDB. To indicate If the NAD port driver is to convert the CDB into a set of hardware adopted I / O instructions, a processing function like SRB is needed.
[0111]
[Table 12]

[0112]
Communication between host and NAD
Disk I / O commands in the NAD system are communicated to the host NIC instead of the regional disk host adapter, since the I / O should be done over a non-bus network. The Windows system provides a network driver interface (NDIS), which is a type of network driver interface.
[0113]
FIG. 24 shows an NDIS protocol driver 701, an NDIS arbitration driver 702 for specifying a higher-level protocol used in the NDIS driver hierarchy defined in Windows, an NDIS small port 703 for hardware specification, and a network interface card (NIC). 704.
[0114]
In the present invention, all NAD port driver functions for transmitting an I / O command to a NAD device are implemented to transmit the command to an NDIS protocol driver layer for transmitting the command to a NAD device through a network.
[0115]
Upon receiving an IRP including an SRB for a disk I / O operation or an I / O control command for a specific disk I / O operation from a disk class driver, the NAD port driver transmits a new IRP including the corresponding CDB as a protocol. Communicate to the driver. Thereafter, the protocol driver sends the CDB of the SCSI-2 standard I / O command to the NAD device, and receives the reply from the NAD device to process the I / O command. If the host computer should send a specific hardware I / O command that is not a CDB, the NAD port driver sends an IRP containing the hardware-specific instructions to the NIDS protocol driver instead of the CDB, as shown in FIG. 23B. Note that
[0116]
NDIS provides network manufacturers with transmission transparency, since all drivers required to communicate over the network must be made to call the NDIS interface to gain access to the network. It is. Therefore, the communication between the NAD device of the present invention and the host computer is also performed in such a manner, so that the NDIS protocol driver is provided, so that the NAD port driver does not need a separate function for communication.
[0117]
The communication protocol implemented in the NDIS protocol driver can adopt a standard protocol or a non-standard protocol. Since a standard protocol such as IP involves overhead, it is preferable to use a non-standard protocol for performance and security. In order to provide a communication protocol for stably processing NADI / O commands between a Windows 2000 host and a NAD device, the present invention complies with the NDIS designation of a 2000 network system that can implement a Windows proprietary communication protocol.
[0118]
NAD equipment
The technical configuration of the NAD device operating in the Windows-based operation system is the same as that of the NAD device operating in the UNIX-based operation system shown in FIG.
[0119]
Advantages of NAD system compared to NAS and SAN
The NAD system of the present invention, which operates one of UNIX and Windows operation systems, has many advantages over the NAS system and the SAN system. Unlike a NAS system that provides a file storage service as a method of adding a file server, a NAD device is attached to a host computer like a regional disk connected to a host system bus. Unlike the SAN system, the NAD device of the present invention is used by simply piercing a network port without adding any special switch or network device.
Therefore, the NAD system has user convenience, system availability, range, economy, and excellent performance.
[0120]
All disk operations related to the disk, including operations such as forming, splitting, sharing, mounting, etc., can be performed on the NAD device as well as on the regional disk. Since the NAD device can be used immediately by the host like a regional disk, it is easy to manage and convenient to use. All additions, removals, and changes in disk configuration in the NAS system are possible only through the NAS operating system using people or software. The NAD system also provides excellent convenience without having to open and close the case of the host computer when loading and removing a disk.
[0121]
NAD systems provide nearly unlimited range of disk space. The number of NAD devices that can be attached to a network is virtually unlimited. On the other hand, the number of disks through the NAS system is considerably limited due to economic reasons and problems associated with managing a large number of NAS servers.
[0122]
NAS systems are more economical than NAS systems and SAN systems because they do not inherently use file server software or other additional specific hardware equipment.
[0123]
Media exchange NAD system
The NAD system of the present invention can be realized by proxy as an intermediate exchange storage device.
The medium exchange storage device is a special storage device physically divided into two parts, one is a medium storing data, and the other is a driver for performing I / O operations on the medium. A floppy disk driver and a CD roam driver are examples of medium exchange storage devices. Regardless of whether the medium is loaded or not, the medium exchange storage device can be registered in the host computer, and a medium such as a diskette can be inserted into the driver in a dynamic manner.
[0124]
Since the NAD device can be dynamically plugged into or removed from the network port, the virtual driver using the NAD is implemented in the form of a media exchange storage device. Windows 2000 provides an exchange class driver model to implement a medium exchange storage device. In order to implement a medium exchange NAD system, a class driver for the NAD system is implemented according to the model of the Windows 2000 exchange class driver. Two sub-drivers, a NAD port driver and a NAD bus driver, are used to implement such a media exchange NAD system.
[0125]
Example using converter and counter converter
Instead of using a network interface card (NIC) and a new host bus adapter, the network mounted disk of the present invention converts the data link frame containing the save command into a protocol conversion that allows the frame to be transmitted over the network. This can be realized by providing a device to a host surface and installing a counter converter for converting a data link frame including a storage command received through a network into a storage command on the device surface.
[0126]
Since the converter is a specialized network interface, it summarizes I / O commands and data into data link frames for transmission to I / O devices over a network without the overhead of performing a general communication protocol.
[0127]
Tape system and CD jukebox
The type of storage device directly connected to the network using the interface of the present invention is not limited to a disk system. The tape system and the CD drive use the IDE of the bus interface like the disk system, or the SCSI interface. For example, the present invention can be used to connect a multi-terminal CD drive directly to the network, which allows for effective expenditure realization of a CD jukebox.
[0128]
The present invention has been described in the above embodiments, but does not limit the embodiments. It will be understood by those having ordinary skill in the art that many changes can be made to the configuration and form of the above-described embodiment without departing from the spirit and scope of the invention.
[Brief description of the drawings]
[0129]
FIG. 1 is a block diagram showing a network environment in which a disk system equipped with a network according to the present invention is used.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of accessing a plurality of hosts through a network by a multi-terminal NAD device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method in which a multi-terminal NAD device approaches a plurality of hosts.
FIG. 4 is a diagram showing another example in which each disk in the NAD is handled as a separate disk.
FIG. 5 illustrates how a block device driver, in particular, a NAD device driver, is registered or unregistered under a UNIX operating system.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a directory, a device file, and a device driver and a device.
FIG. 7 is a diagram illustrating a method in which a request function directly transmits a command to a device.
FIG. 8 is a diagram illustrating a request function for operating a device for accessing an operating system.
FIG. 9 is a block diagram of a regional disk system and a NAD device operated by UNIX.
FIG. 10 is a diagram illustrating a device for distinguishing attached NAD devices and searching for a sled to provide NAD information to a NAD device management program.
FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a network formed by using a connection setting thread between a NAD device driver and a NAD device.
FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a network formed by using a connection setting thread between a NAD device driver and a NAD device.
FIG. 12 is a diagram illustrating a means for executing a NAD device driver using an apparatus for approaching a sled.
FIG. 13 is a diagram illustrating a means for executing a NAD device driver without using a device for approaching a sled.
FIG. 14 is a drawing showing an example of the structure of a NAD device.
FIG. 15 is a functional block diagram of the NAD control device.
FIG. 16 is a diagram simply showing a state change of a state machine by a main control function of a NAD control device.
FIG. 17 is a diagram illustrating a method of dividing a disk in a NAD device into disk partitions to which a device driver is assigned.
FIG. 18 is a diagram illustrating a method in which an independent NAD device driver operates and substantially one disk is added by another file system.
FIG. 19 illustrates that the NAD system logically recognizes several independent NAD disks as one disk.
FIG. 20A is a diagram illustrating a hierarchy of a general disk system and a disk driver of an NAD system of the Windows 2000 operating system.
FIG. 20B is a diagram illustrating a hierarchy of a general disk system and a disk driver of an NAD system of the Windows 2000 operating system.
FIG. 21 illustrates an environment in which the NAD system of the present invention is used in the Windows 2000 operating system.
FIG. 22 is a diagram illustrating an example in which a device stack is generated in the Windows 2000 operating system.
FIG. 23A is a diagram illustrating the flow of IRP, SRB, and CDB in a typical Windows 2000 operating system disk system.
FIG. 23B is a diagram showing the flow of IRP, SRB, and CDB in the NAD system of the Windows 2000 operating system disk system.
FIG. 24 illustrates an NDIS (Network Device Interface Specification) of the Windows 2000 operating system.

Claims

A host having a system bus and running an operating system, a front end for linking the host with other devices to handle a wide range of network traffic including storage and other application traffic using certain network protocols. In a network mounting (NAD) system controlling disks through a network,
A network interface card (NIC) attached to the host to provide a general network connection;
A network attached disk (NAD) device having one or more disks for storing data and receiving a disk access command in the form of a data link frame from a host through a network;
A device driver executed on a host for creating a virtual host bus adapter of software for controlling the NAD device through the network via the NIC;
The virtual host bus adapter controls the NAD device in the same manner as the physical bus adapter device controls the device, and determines whether the local bus in which the host directly connects the NAD device to the host system bus is a device. NAD device that recognizes as follows.

The NAD system according to claim 1, wherein the network is a wired network.

The NAD system according to claim 1, wherein the network comprises a wireless network.

The NAD system according to claim 1, wherein the NIC comprises an Ethernet card.

2. The NAD system according to claim 1, wherein the operating system is of a UNIX type.

The device driver comprises:
6. The NAD system according to claim 5, wherein the device driver includes a device file and a device routine file for registering the device driver of the host.

7. The NAD system of claim 6, further comprising a device access sled for accessing the NAD device.

7. The NAD system of claim 6, further comprising a device search thread for searching for devices attached to the network.

7. The NAD system according to claim 6, further comprising a network connection setting thread for connecting the device driver and the NAD device.

The NAD system according to claim 6, wherein the NAD disk further includes a number of individual disk partitions.

The device driver includes a plurality of individual device drivers, each individual device driver controls an individual disk partition, and each individual disk partition for controlling the individual disk partition accesses an independent regional disk. The NAD system according to claim 10.

11. The NAD system of claim 10, wherein the device driver includes a number of individual partitions, and each driver partition controls each individual disk partition.

A second NAD device, a second device driver, and combining the device driver with the second device driver, so that the NAD device and the second NAD device are recognized as one local device The NAD system according to claim 1, further comprising an integrated device driver configured to perform the operation.

A bus driver that creates a virtual host adapter to access a NAD device recognized as a local device directly connected to a host system bus;
The NAD system according to claim 1, further comprising a port driver for transmitting a disk access command from a host to the NAD device through a network port.

The NAD system according to claim 14, wherein the operating system is a Windows-based operating system.

The NAD device comprises:
A disk controller for controlling the disk, and
The NAD system according to claim 1, further comprising a network adapter that receives a disk access command through a network.

17. The NAD system of claim 16, wherein the one or more disks are formatted as regional disks.

17. The NAD system according to claim 16, further comprising a filter program for providing a practical function.

19. The NAD system according to claim 18, wherein the practical functions include a function of controlling access sharing between multiple terminals of the host.

19. The NAD system according to claim 18, wherein the practical functions include a function of controlling transmission of an access right from one host to another host.

19. The NAD system according to claim 18, wherein the practical functions include a function of providing automatic backup of the NAD device.

19. The NAD system according to claim 18, wherein the practical functions include a function of controlling access to a NAD device.

A network-attached disk (NAD) device having a disk through a network before and after connecting the host and other devices to handle general application traffic including storage and other application traffic using a certain network protocol. In a host-side disk interface having a system bus for controlling and operating an operating system,
A network interface card (NIC) attached to the host to provide a general network connection;
A device driver executed on a host for generating a virtual host bus adapter of software for controlling the NAD device through the network via the NIC, wherein the virtual host bus adapter controls the physical bus adapter device to control the device; and A host-side disk interface comprising controlling the NAD device in a similar manner so that the host recognizes the NAD device as if it were a local device directly connected to the host's system bus.

24. The disk interface according to claim 23, wherein the operating system is of a UNIX series.

The disk interface according to claim 24, further comprising a device file and a device driver routine for a device driver for registering the device driver with the host.

26. The disk interface of claim 25, further comprising a device access sled for accessing the NAD device.

The disk interface according to claim 25, further comprising a device search thread for searching for devices attached to the network.

The disk interface of claim 25, further comprising a connection setting thread for connecting the device driver to the NAD device.

26. The disk interface according to claim 25, wherein the NAD device has a disk divided into a number of individual disks.

30. The disk interface of claim 29, wherein the device driver includes a number of individual device drivers, each individual device driver controlling the individual disk partitioning where each individual disk partition approaches an independent regional disk.

30. The disk interface of claim 29, wherein the device driver includes a number of partitions for controlling each individual partition, and each driver partition controls each individual disk partition.

A device driver for generating a virtual host bus adapter for accessing a NAD device such as a local device directly connected to a host system bus;
The disk interface according to claim 23, further comprising a port driver for transmitting a disk access command through a network.

33. The disk interface according to claim 32, wherein the operating system is of the Windows family.

A virtual host bus adapter that recognizes a network-attached disk (NAD) device as if it were directly connected to the system bus of the host by connecting to the host having a system bus over the network. In a network-attached disk (NAD) device that the host has,
A network adapter for receiving a disk access command of a data link frame through the network;
A disk controller connected to a LAN adapter to execute the disk approach command;
A network-attached disk (NAD) device comprising a data storage disk and a controller connected to the network adapter and the disk controller for controlling operation of the NAD device.

The NAD device according to claim 34, wherein the network is operated by an Ethernet network.

The NAD device according to claim 34, wherein the disk is formatted as a regional disk.

The NAD device according to claim 34, wherein the disk is divided into regional disks.

The NAD device according to claim 34, wherein the network adapter includes a physical network interface for receiving data from a host and a medium access control (MAC) device.

35. The NAD device of claim 34, wherein the control device comprises a controller having a state machine for controlling operation of the NAD device.

The NAD device according to claim 34, wherein the control device includes a control device having a filter for controlling access to a disk.

The NAD device according to claim 34, wherein the disk is divided into a number of disks.

The NAD device according to claim 41, wherein each disk division is controlled by a separate driver.

A network interface card (NIC) attached to the host to provide a general network connection;
A bus driver that creates a virtual bus adapter that recognizes the network port as if the storage device is a regional device directly connected to the host system bus;
A host having a system bus for controlling the storage device through a front-end network connecting the host and other devices to process general network traffic, including a port driver for transmitting a storage command through a network port. Save interface.

The storage interface according to claim 43, wherein the storage device is a disk.

The storage interface according to claim 43, wherein the storage device is a tape system.

The storage interface of claim 43, wherein the storage device is a memory system.

The storage interface according to claim 43, wherein the storage device is a CD drive.

The storage interface according to claim 43, wherein the host is a UNIX-based operating system.

The storage interface according to claim 43, wherein the host is a Windows-based operating system.

By connecting to a host having a system bus over a network, the host recognizes a network attached storage device as if it were directly connected to the system bus of the host. In the network attached storage device which came to have,
Storage device,
A network-attached storage device, comprising: a network adapter that receives a storage command via the network; and a storage control device that executes the storage command.

The network attached storage device of claim 50, further comprising a state machine controlling operation of the storage device.

The storage device according to claim 50, wherein the storage device is a disk.

The storage device according to claim 50, wherein the storage device is a tape device.

The storage device according to claim 50, wherein the storage device is a CD drive.

The storage device of claim 50, wherein the storage device is a memory device.

A protocol converter as a host bus adapter for converting a protocol from a disk access command to a data link frame including a disk access command, wherein a device driver connects the disk device to a local disk connected to the host system bus A disk interface on a host side having a system bus for operating an operating system to control the disk device through a network comprising:

57. The disk interface according to claim 56, wherein the operating system is of a UNIX type.

57. The disk interface according to claim 56, wherein the operating system is of a Windows type.

A disk for storing data,
A disk controller for performing a disk access instruction;
Receiving a data link frame including a disk access command through a network, and a network adapter connected to the network;
A reverse protocol controller connected to the network adapter and the disk controller for retrieving a disk access command from a received data link frame, wherein a host having a system bus connects the disk device directly to the system bus of the host. An NAD-attached disk (NAD) device connected through the network to a host having the system bus, comprising recognizing the device as if it were a regional device.

A protocol converter as a host bus adapter for converting the storage command into a data link frame and controlling the storage device through a network;
A device driver for generating a virtual host bus adapter that controls the storage device through a network so that the host computer recognizes the storage device as if it were a local device directly connected to the host system bus. A storage interface of a host having a system bus for controlling a storage device connected to the network through the network, the storage interface comprising:

The storage interface of claim 60, wherein the storage device is a disk.

The storage interface according to claim 60, wherein the storage device is a tape device.

The storage interface of claim 60, wherein the storage device is a CD driver.

The storage interface of claim 60, wherein the storage device is a memory device.

A network adapter for receiving a data link frame including a save command through a network;
A storage controller connected to the network adapter for performing the storage command;
A storage device for storing data,
A counter converter connected to the network adapter and a storage controller for retrieving a storage command from a data link frame received by the network adapter, wherein the host connects the storage device to a system bus of the host. A network-attached storage device connected through a network to a host having the system bus having a virtual host bus adapter recognizable as a local device directly connected to a network device.

66. The network-attached storage device according to claim 65, wherein the storage device is a disk.

67. The network-attached storage device according to claim 65, wherein the storage device is a tape device.

The network storage device according to claim 65, wherein the storage device is a CD drive.

66. The network-attached storage device according to claim 65, wherein the storage device is a memory device.

Network and
A host computer having a system bus for providing a network connection, and a network interface card (NIC);
A number of multimedia players for playing multimedia content attached to the network,
The computer includes a device driver executed on the host to generate a virtual host bus adapter that recognizes each multimedia player as a local device directly connected to a system bus of the computer. Features a computer jukebox for multimedia content playback.

71. The computer jukebox of claim 70, wherein said network is a local communication network (LAN).

71. The computer jukebox of claim 70, wherein said network is operated on an EtherNet.

71. The computer jukebox of claim 70, wherein said multimedia player includes a CD drive.

71. The computer jukebox of claim 70, wherein said multimedia player comprises a DVD drive.

Creating a virtual host bus adapter that allows the host to recognize the disk device as a local device connected to the host system bus;
Receiving a disk access command from the host via a network;
Executing the disk device instruction;
A method for accessing a disk device from a host having a system bus via a network, comprising sending a result of the instruction execution to the host.

The method of claim 75, wherein the step of generating a virtual host bus adapter comprises the step of detecting whether a network interface card mounted on the host exists.

The method of claim 75, wherein the step of creating a virtual host bus adapter comprises the step of detecting whether a network interface card can be removed from the host.

Creating a virtual host bus adapter that allows the host to recognize the storage device as if it were a local device directly connected to the host system bus;
A method for accessing a storage device connected to a host having a system bus through a network, comprising transmitting a storage command through the network port.

The method for accessing a storage device according to claim 78, wherein the storage device is a disk.

The method of claim 78, wherein the storage device is dynamically mounted.

The method for accessing a storage device according to claim 78, wherein the host is operated by a UNIX-based operating system.

The method of claim 78, wherein the host is operated by a Windows operating system.

The method of claim 78, wherein the step of transmitting a save command comprises sending an I / O request packet (IRP) including an I / O transaction performed by the storage device. .

The method of claim 78, wherein the step of transmitting the storage command comprises the step of translating the storage command into a command specific to the IDE storage device.

The method of claim 78, wherein transmitting the storage command comprises converting the storage command into a command specific to a SCSI storage device.