JP2006221675A - 共有ディスク装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
複数本の接続や特殊な装置を持たずにSCSIとTCP/IPすなわちNFSのプロトコルをサポートし、目的に応じて使い分け可能にする。
【解決手段】
磁気ディスク110内にプロトコル毎のパーティションを設けておき、プロトコル判定部106においてヘッダ情報からプロトコルを判定して該当するパーティションをチェックすることにより、異なったブロック位置へ誤ってアクセスしファイルシステムを破壊することを防ぐ。TCP/IPの場合は更にNFSコマンドであ
るかを処理判定部107で判定してNFSファイルシステムとしての処理をNFS処理部108で行う。また、SCSIの場合はプロトコル判定部106から磁気ディスク101へ直接渡す。
【選択図】 図1

Description

本発明は多量のデータを記憶できるディスク装置に係り、特にホストとのインタフェースに高速データ転送が可能なファイバチャネルを備え、複数台のホストから共有されるディスク装置に関する。
磁気ディスク装置或いはディスクアレイ装置とホストコンピュータを接続する手段としては、SCSIを使用する事が多い。
近年、蓄積するデータ量の増加に伴い、ユーザのシステムではファイルサーバの設置や複数のサーバとクライアントをネットワーク接続する形態が普通となってきている。この様な状況において、あるメーカのデータベースソフトを使用して、別のメーカのワークフローソフトを使用するといった場合には各メーカのソフトが動くクライアントを各々用意せざるを得ない。ところが、SCSIのインタフェースではホストのファイルシステムにより磁気ディスク上のデータの管理方法が異なるため、異なるメーカのクライアントでは磁気ディスクの共有が難しい。
それに対してNFSは、ネットワークのTCP/IPを利用し異なるメーカのクライア
ントからファイルの共有を実現している。しかしながら、メーカに依存しないファイル操作のコマンドを使用する事から、サーバでマッピングするために使用できないクライアント特有のファイル属性があったり、プロトコルのオーバーヘッドが大きいのでデータ転送性能が低いという問題がある。
このように複数のプロトコルの各特徴を利用するため、異種プロトコル混在型の光ネットワークが提案されている。特開平9-51322号公報では複数のプロトコ
ル各々に対して別の光波長を割り当てることにより、同一の光ネットワークに異種プロトコルを混在可能としている。
また、特開平10-149334号公報ではパーソナルコンピュータのPCIバスにファイバチャネルインターフェイスアダプタを接続する手段を開示している。この様にTCP/IPのプロトコルを使用することで従来のイーサネット(イーサネットは登録商標)経由のNFSと同様に制御することも可能である。
特開平9-51322号公報 特開平10-149334号公報
上記のようにNFSを使用することにより大容量の磁気ディスクの共用化が可能になるが、共用化をした場合にはデータ転送性能が低下する事と各ホスト固有のファイル属性がそのままでは使用できなくなるという問題が残る。特開平9-5132
2号公報に記載の様に光ネットワークを使用して複数のプロトコルに別の光波長を割り当てる方法を使用すれば、TCP/IP(すなわちNFS)とSCSIのプロトコルを同
時に使用できるので、使用目的に応じて使い分ける事により、前記問題点を解決できる。
しかしながら、光波長を割り当てる方法は特殊な光波長のフィルタが必要であるとともに、一般的な規格ではないために使用範囲が制限される。
また、ファイバチャネルインターフェイスを使用すれば、TCP/IP(すなわちNFS
)とSCSIのプロトコルを使用可能であり、ANSIによる規格であるため広く利用可
能であるが、特開平10-149334号公報には複数のプロトコルを同時に使用するこ
とまでは規定されておらず、各ホスト固有の専用ファイルへTCP/IPとSCSIとの共有ファイルとしてそのままアクセスできる様にすると、データが破壊されてしまう問題が生じる。
本願発明の目的は、TCP/IP(すなわちNFS)とSCSIとのプロトコルを同時に且つ
各ホスト固有のファイル属性も使用することができ、さらに各ホスト固有のファイル属性を使用する場合に誤って異なるファイルにアクセスしてもデータを破壊することがない共有ディスク処理装置を提供することにある。
また、本願発明の他の目的は、ANSIの規格に準拠した上で複数のプロトコルを同時に使用可能とする共有ディスク処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明では、TCP/IPとSCSIのプロトコルを識別する手段と、SCSIコマンドでアクセスするデータとNFSコマンドとでアクセスするデ
ータとにパーティションとを設け誤ったアクセスによるデータ破壊を防止する。
また、TCP/IPとSCSIのプロトコルを識別する手段と、この識別手段でTCP/IPと判定した場合にNFSのコマンドであるか否かを判定する手段と、この判定手段でNFSと判定した場合にNFSファイルシステムの処理を実施してSCSIコマンドに変換して磁気ディスクへアクセスする手段と、前記識別手段でSCSIと判定した場合にSCSIコマンドを用いて磁気ディスクへアクセスする手段を使用する。
更に、前記TCP/IPとSCSIのプロトコルを識別する手段としてファイバチャネルのヘッダ情報のソースIDを参照する手段と、ソースIDから使用するプロトコルを判定するテーブルを備える手段を使用する。
更に、前記NFSのコマンドであるか否かを判定する手段にてNFSでないと判定した場合にTelnetの処理を実施して磁気ディスクを制御するプロセッサにリモートログインする手段を使用する。
本発明によれば、同一のファイバチャネルに接続したクライアントから必要に応じてNFSとSCSIコマンドを使い分けて同一のファイルサーバへアクセスできるので、クライアント間でデータを共有する場合はNFSコマンドを使用し、データ
を共有せずに高速にアクセスしたい場合はSCSIコマンドを使用できる。
以下、本発明の一実施例を図1と図2を使用して説明する。図1はファイルサーバ101と上位装置であるクライアント102,103とをファイバチャネルインターフェイス105を介して接続したシステム構成と処理手順を示す図である。また、図2はファイバチャネルで使用されるヘッダの構造図である。
先ず、図1の構成を説明する。一般に、ホストたるクライアントとサーバのと接続にはSCSIやイーサネットを使用することが多いが、これらに代わり、最近ファイバチャネルが注目されている。ファイバチャネルは光ファイバか銅線を使用して100MB/sでデータを転送する規格であり、物理層と下位の論理層を規定して
いる。上位の論理層に関しては枠組みだけであり、ファイバチャネルの中にSCSI
-3やTCP/IPのプロトコルを通すことが可能であるため、例えばSCSI-3のプロトコルを使用することで従来のSCSIの磁気ディスクの様に制御することができる。このファイバチャネルの光ケーブル104を経由してファイルサーバ101はクライアント102とクライアント103に接続される。
コマンドインターフェイスであるファイバチャネルインタフェース105は光ケーブル104の光信号を電気信号に変換するとともにクライアントからのヘッダ情報からファイルサーバ101宛てのデータ(コマンド)を選別する。また、逆にクライアント102とクライアント103に対して相手先をヘッダ情報に入れ、電気信号を光信号に変換して光ケーブル104へ送り出す。プロトコル判定部106はヘッダ情報の内容から送られて来たデータ(コマンド)のプロトコル
がSCSIかTCP/IPかを識別する手段である。
処理判定部107はTCP/IPのプロトコルで送られて来たデータ(コマンド)がNFSのコマンドか、NFSコマンド以外かを判定する手段である。NFS処理部108
はNFSコマンドを受け取り、独自のファイルシステムに従ってSCSIコマンドへ変
換し、記録媒体である磁気ディスク110へデータを書き込む、あるいは磁気ディスク110に記録されているデータを読み出す。磁気ディスクインタフェース109はSCSIコマンドで磁気ディスク110にデータを書き込む、あるいはデータを読み出すためのインタフェースである。
クライアント102からSCSIコマンドでファイルサーバ101のデータを読み出す場合の処理を以下に示す。クライアント102はSCSIのREADコマンドを光ケーブル104経由でファイルサーバ101のファイバチャネルインタフェース105へ送る。ファイバチャネルインタフェース105では図2のデスティネーションID202の内容をチェックしてファイルサーバ101宛てのREADコマンドを選別し、プロトコル判定部106へREADコマンドを受け渡す。
プロトコル判定部106では図2のプロトコル203がSCSIかTCP/IPかをチェックし、ここではSCSIのため磁気ディスクインタフェース109へREADコマンドを渡す。SCSIのREADコマンドではファイル名等の位置をクライアント102で管理しているので、READコマンドのパラメタとしては磁気ディスク上のブロック位置が単純に指定されるだけである。
磁気ディスクインタフェース109は磁気ディスク110へREADコマンドを発行してREADコマンドで指定されたブロックのデータを読み出す。読み出したデータは磁気ディスクインタフェース109からファイバチャネルインタフェース105へ送られ、ファイバチャネルインタフェース105にてソースID201がファイルサーバ101、デスティネーションID202がクライアント102、プロトコル203がSCSIのヘッダ情報を付加して光ケーブル104へ送り出される。クライアント102はデスティネーションID202がクライアント102宛てのデータを光ケーブル104から拾い上げて、READコマンドに対して読み出したデータを受け取る。
次にクライアント103からNFSコマンドでファイルサーバ101のデータを読み出す場合の処理を以下に示す。NFSでファイルサーバ上のデータを使用する
には、予めファイルサーバ101がクライアント103へ公開するファイルをエキスポートし、クライアント103がNFSマウントする必要があるが、ここでは
説明を省略する。クライアント103はTCP/IPを使用してNFSのREADコマンドを
発行し、光ケーブル104経由でファイルサーバ101のファイバチャネルインタフェース105へ送る。ファイバチャネルインタフェース105では図2のデスティネーションID202の内容をチェックしてファイルサーバ101宛てのREADコマンドを選別し、プロトコル判定部106へREADコマンドを渡す。
プロトコル判定部106では図2のプロトコル203の内容をチェックし、ここではTCP/IPのため処理判定部107へREADコマンドを渡す。処理判定部107では渡されたコマンドがNFSコマンドか否かを判定する。この場合のREADコマン
ドはNFSコマンドの一つであるため、NFS処理部108へREADコマンドを更に渡す
。NFSのREADコマンドではファイル名等の位置をNFS処理部108が管理しているので、READコマンドのパラメタとしてはファイル名あるいはファイル名の代わりとなるファイルディスクリプタとファイルの先頭からのオフセットが指定される
。NFS処理部108はNFSのREADコマンドをSCSIのREADコマンドへ変換し、ファイル名とファイル先頭からのオフセットを使用して磁気ディスク上のブロック位置を算出して、磁気ディスクインタフェース109へSCSIのREADコマンドとブロック位置を渡す。
磁気ディスクインタフェース109は磁気ディスク110へREADコマンドを発行してREADコマンドで指定されたブロックのデータを読み出す。読み出したデータは磁気ディスクインタフェース109からNFS処理部108へ送られ、NFS処理部108にてNFSのデータフォーマットに変換し、ファイバチャネルインタフェ
ース105へ送る。ファイバチャネルインタフェース105にてソースID201がファイルサーバ101、デスティネーションID202がクライアント103、プロトコル203がTCP/IPのヘッダ情報を付加して光ケーブル104へ送り出される。クライアント103はデスティネーションID202がクライアント103宛てのデータを光ケーブル104から拾い上げて、READコマンドに対して読み出したデータを受け取る。
以上説明したように本実施例によれば、同一のファイバチャネルに接続したクライアントから必要に応じてNFSとSCSIコマンドを使い分けて同一のファイルサーバへアクセスできるので、クライアント間でデータを共有する場合はNFSコマ
ンドを使用し、データを共有せずに高速にアクセスしたい場合はSCSIコマンドを使用できる。尚、本実施例に於いてはクライアント102からSCSI、クライアント103からNFSでのデータのやり取りを説明したが、いずれのクライアントで
いずれのファイルシステム、若しくは双方のファイルシステムを使用してもよい
次に図3を使用して本発明による異種ファイルシステムによるデータ破壊防止のためにクライアント(プロトコル)毎に使用する磁気ディスクの位置をパーティションにより仕切り、パーティション毎に識別子を設けた実施例を説明する。
図3は光ケーブル104に接続されたクライアントを管理するためのテーブルを示す。項目301は光ケーブル104に接続しているクライアントのID、項目302は各クライアントの使用しているプロトコルがTCP/IPすなわちNFSかSCSIかの情報、項目303は各クライアント(プロトコル)の使用する磁気ディスク110のパーティションの識別子を表している。TCP/IPは共用のファイルシステムであるので同一のパーティション識別子であり、SCSIは専用のファイルシステムであるので同じSCSI同士でも異なったパーティション識別子となる。
まず、プロトコル判定部106にて図2のプロトコル203とソースID201が図3のクライアントID301とプロトコル302に適合するかをチェックすることで、誤ったプロトコルによるアクセスを防止する。そして、NFSの場合はNFS処理部108にて磁気ディスク110上のブロック位置とプロトコル302がTCP/IPであるパーティション303のブロック位置をチェックすることにより、誤ったパーティションへのアクセスを防止する。また、SCSIの場合にはプロトコル判定部106にて磁気ディスク110上のブロック位置とプロトコル302がSCSIであるパーティション303のブロック位置をチェックすることにより、誤ったパーティションへのアクセスを防止する。
この様にして、誤ったパーティションへのアクセスをチェックできるので、パーティションとプロトコルの不整合により発生するデータ破壊を防止することができる。
尚、一つのクライアントが一つのプロトコルのみを使用する(例えばこの図に示すクライアント103)のであれば、ファイバチャネルインターフェイス105からのヘッダ情報が不十分でプロトコル情報が欠落しており、プロトコル判定部106で判定できない場合であっても、ソースID201から項目301のどのクライアントかを判定し、クライアント103であれば該当する項目302からプロトコルはTCP/IPであると判定できる。
以下、本発明の別の実施例を図4を使用して説明する。図4はファイルサーバの別の構成を示す図である。
ファイバチャネルアダプタ401は光ケーブル104とバス407を接続するアダプタであり、光ケーブル104のデータ(コマンド)をバス407経由でメモリ403へ書き込む、あるいはメモリ403のデータをバス407経由で光ケーブル104へ送り出す。CPU402は、ROM(Read Only Memory)404に書き込まれたプログラムに従ってファイルサーバ全体を制御するプロセッサである。メモリ403は光ケーブル104と磁気ディスク406の間でデータ交換する際の一時的なバッファに使用する他、CPU402の一時的なデータの記憶場所に使用する。
ROM404はCPU402のプログラムを格納する。格納するプログラムはCPU402が様々なプログラムを実行する上で基本とするオペレーティングシステムと、プロトコル判定部106、処理判定部107、NFS処理部108に相
当する処理手順である。SCSIアダプタ405は磁気ディスク406とバス407を接続するアダプタであり、図1の磁気ディスクインターフェイス109に相当するものであり、磁気ディスク406のデータをバス407経由でメモリ403へ書き込む、あるいはメモリ403のデータをバス407経由で磁気ディスク406へ書き込む。
処理の手順自体は図1の構成と同じである。すなわち、クライアント102(
図1参照)からSCSIコマンドでファイルサーバ101のデータを読み出す場合の処理は以下の通りである。
クライアント102はファイバチャネルのプロトコルに従いSCSIのREADコマンドを光ケーブル104経由でファイルサーバ101のファイバチャネルアダプタ401へ送る。図1に示した実施例のファイバチャネルインターフェイス105に相当するファイバチャネルアダプタ401では図2のデスティネーションID202の内容をチェックしてファイルサーバ101宛てのREADコマンドを選別し、メモリ403へ書き込む。
ROM404内に書き込まれたプロトコル判定部106の処理内容を実現するプログラムに従ってCPU402は、メモリ403へ書き込まれたREADコマンドの図2のプロトコル203の内容をチェックする。ここではSCSIのためメモリ403からSCSIアダプタ405へREADコマンドを受け渡す。
図1に示した磁気ディスクインターフェイス109に相当するSCSIアダプタ405は磁気ディスク406へREADコマンドを発行してREADコマンドで指定されたブロックのデータを読み出す。読み出したデータはSCSIアダプタ405からメモリ403へ書き込む。更にメモリ403からファイバチャネルアダプタ401へ送り、ファイバチャネルアダプタ401にてソースID201がファイルサーバ101、デスティネーションID202がクライアント102、プロトコル203がSCSIのヘッダ情報を付加して光ケーブル104へ送り出される。クライアント102はデスティネーションID202がクライアント102宛てのデータを光ケーブル104から拾い上げて、READコマンドに対して読み出したデータを受け取る
クライアント103からのNFSコマンドでのアクセスも同様であり、プロトコ
ル判定部106、処理判定部107、NFS処理部108に相当する処理の手順が
プログラムとしてROM404に書き込まれており、プロトコル判定部に相当する処理を行うプログラムでTCP/IPと識別された場合には、処理判定部に相当するプログラムがNFSコマンドかどうか判定し、NFSコマンドであればNFS処理部に相
当するプログラムによってSCSIコマンドに変換されSCSIアダプタに送られる。
クライアント103からTelnetを使用してファイルサーバ101へリモートログインするには、ファイバチャネルのプロトコルに従いTCP/IPを使用してTelnetコマンドを発行し、光ケーブル104経由でファイルサーバ101のファイバチャネルアダプタ401へ送る。ファイバチャネルアダプタ401では図2のデスティネーションID202の内容をチェックしてファイルサーバ101宛てのTelnetコマンドを選別し、メモリ403へ書き込む。
ROM404内のプロトコル判定部106の処理内容を実現するプログラムに従いCPU402はメモリ403へ書き込まれたTelnetコマンドの図2のプロトコル203の内容をチェックする。ここではTCP/IPのため更にROM404内の処理判定部107の処理内容を実現するプログラムに従いCPU402はメモリ403へ書き込まれたTelnetコマンドをチェックする。NFSコマンドではないの
で、ROM404内のオペレーティングシステムの処理にコマンドを渡す。
UNIX(UNIXは登録商標)系のオペレーティングシステムでは標準でTelnetコマンドをサポートしているため、特別にプログラムをROM404へ組み込まなくともTelnetに対する処理が実現できる。
以上説明したように本実施例によれば、特殊なハードウェアを使用せず普及しているプロセッサを使用しても、同一のファイバチャネルに接続したクライアントから必要に応じてNFSとSCSIコマンドを使い分けて同一のファイルサーバへアクセスできるので、クライアント間でデータを共有する場合はNFSコマンドを使
用し、データを共有せずに高速にアクセスしたい場合はSCSIコマンドを使用できる。また、ファイバチャネル経由でTelnetによりリモートログインすることにより、データ経路とは別の回線を持たずにファイルサーバ101の様々な設定が可能になる。
システム構成及び処理手順を示す図である。 ファイバチャネルのヘッダ構造図である。 クライアント管理テーブルの構成図である。 システム構成図である。
符号の説明
101…ファイルサーバ、102…クライアント、103…クライアント、104…光ケーブル、105…ファイバチャネルインタフェース、106…プロトコル判定部、107…処理判定部、108…NFS処理部、109…磁気ディスクイ
ンタフェース、110…磁気ディスク、201…ソースID、202…ディスティネーションID、203…プロトコル、301…クライアントID、302…プロトコル、303…パーティション、401…ファイバチャネルアダプタ、402…CPU、403…メモリ、404…ROM、405…SCSIアダプタ、406…磁気ディスク。

Claims (5)

  1. データを格納する磁気ディスクと、クライアントと接続されこのクライアントからのコマンドを受け取るコマンドインターフェイスと、前記クライアントからのコマンドに従い前記磁気ディスクに対してデータの書き込み或いは読み出しを行うディスクインターフェイスと、これら各手段を管理するプロセッサとを備えた共有ディスク装置において、
    接続された前記クライアントが使用するプロトコルの種類毎に前記磁気ディスクにパーティションを設ける共有ディスク装置。
  2. データを格納する磁気ディスクと、クライアントと接続されこのクライアントからのコマンドを受け取るコマンドインターフェイスと、前記クライアントからのコマンドに従い前記磁気ディスクに対してデータの書き込み或いは読み出しを行うディスクインターフェイスと、これら各手段を管理するプロセッサとを備えた共有ディスク装置において、
    前記コマンドインタフェースからのデータがTCP/IPとSCSIとのいずれかのプロトコルかを識別する識別手段と、前記磁気ディスクにパーテションとを備え、前記クライアントが使用するプロトコルの種類毎に前記パーテションの識別子を付し、前記識別手段は前記プロトコル及び/または前記識別子により前記データがアクセスするパーティションを決定する共有ディスク装置。
  3. データを格納する磁気ディスクと、クライアントと接続されこのクライアントからのコマンドを受け取るコマンドインターフェイスと、前記クライアントからのコマンドに従い前記磁気ディスクに対してデータの書き込み或いは読み出しを行うディスクインターフェイスと、これら各手段を管理するプロセッサとを備えた共有ディスク装置において、
    前記コマンドインタフェースからのデータがTCP/IPとSCSIのプロトコルがいずれであるのかを識別する識別手段と、この識別手段でTCP/IPと判定した場合にNF
    Sのコマンドであるか否かを判定する判定手段と、この判定手段でNFSと判定した場合にNFSファイルシステムの処理を実施してSCSIコマンドに変換して前記磁気ディスクへアクセスする手段と、前記識別手段でSCSIと判定した場合にSCSIコマンドを用いて前記磁気ディスクへアクセスする手段を備えた共有ディスク装置。
  4. 前記TCP/IPと前記SCSIのプロトコルのいずれかを識別する手段としては、ファイバチャネルのフレームヘッダの送信元のIDを参照する手段と、送信元のIDと使用するプロトコルの関係を記述したテーブルと、このテーブルを参照してプロトコルを識別する手段とを備えた請求項2または3に記載の共有ディスク装置。
  5. クライアントからコマンドを受け取り、このコマンドのプロトコルがSCSIかTCP/IPかを判定し、SCSIの場合には前記コマンドをディスクインターフェイスへ受け渡し、TCP/IPの場合には前記コマンドがNFSか否かを判定し、NFSのコマンドの場合にはSCSIコマンドに変換してディスクインターフェイスへ受け渡し、ディスクインターフェイスは受け渡されたコマンドをディスクに発行して前記コマンドを実行する異種プロトコルを使用したディスク共有方法。

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