JP3382953B2 - 有限メモリコンピュータシステム上におけるクライアント管理フロー制御方法及び装置 - Google Patents

有限メモリコンピュータシステム上におけるクライアント管理フロー制御方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、概してコンピュータ用通信システムに関
し、より詳細には、コンピュータネットワーク用通信シ
ステムに関する。
発明の背景 現代のコンピュータネットワークは数多くのコンピュ
ータにより構成される。コンピュータネットワークを構
成するコンピュータはノードと呼ばれ、一連の通信リン
ク上において互いにデータのパケットを送信することに
より通信を行う。コンピュータは、一般に通信プロトコ
ルと呼ばれる規則のセットに従って通信を行う。１つの
通信プロトコルのモデルはそれぞれ専門の機能を有する
一連の層を記述する。最下位の３つのプロトコル層はと
もに一般にネットワークサービスと呼ばれる。
ネットワークサービスの最下位のプロトコル層は物理
層と呼ばれる。物理層は通信リンクの物理的な特性を支
配する標準のセットである。物理層にはデータが送信さ
れる電圧、及びデータパルスが通信リンクに与えられる
周波数が含まれる。物理層の上のプロトコル層はデータ
リンク層である。
データリンク層は送信ノードにおいて元のデータをパ
ケットに分割すること、及び受信ノードにおいてデータ
パケットを元のデータに再構築することについて責任を
有する。加えて、データリンク層はエラーのないデータ
送信について責任を有する。データリンク層は、パケッ
ト又はパケット群が受信される時ごとに、送信ノードに
対して、受信ノードに肯定応答を送信させることによ
り、このことを達成する。もしデータリンク層が肯定応
答を受信することに失敗した場合、特定の時間後、送信
に応答して、データリンク層はデータパケットが受信ノ
ードに到達していないと仮定し、パケットを再送信す
る。肯定応答の使用は、データが受信ノードに対して余
りに高速に送信されることを防ぐフロー制御機構として
機能する。
データパケットの保証された正確な伝送を確実にする
ことにより、小型コンピュータのコンピュータネットワ
ークは、一旦大きなメインフレームに退避されたタスク
を実行するために使用される。そのようなネットワーク
において、特定のノードは、サーバと呼ばれる他のノー
ドから、クライアントリクエストサービスと呼ばれる。
例えば、クライアントノード上のユーザはサーバノード
上のデータをアクセスすることができる。これにより、
ユーザのノード上にそのデータのための記憶装置を持つ
必要はなくなる。
従来技術にとって公知である典型的なアプリケーショ
ンにおいては、アプリケーションを実行しているクライ
アントノードは、ファイルサーバノードからのデータを
ローカルに要求する。ファイルサーバノードが要求され
たデータを送信するためには不十分なバッファしか有し
ないことを発見した場合、ファイルサーバノードは単に
ブロックし、送信バッファが使用可能になるのを待つ。
完全なオペレーティングシステムと十分なメモリを有す
るファイルサーバノードは、他のタスク上における処理
を継続しながら、１つのクライアントにデータを供給す
る１つのタスクをブロックすることができる。送信バッ
ファが使用可能になると、ファイルサーバノードはブロ
ックを解除しバッファのデータをクライアントノードに
送信する。
別の典型的ではないアプリケーションにおいては、ク
ライアントノードは、ネットワークアプリケーション実
行サーバと呼ばれる別のネットワークノードに位置する
アプリケーションを実行する。この場合クライアントノ
ードは、ネットワークアプリケーション実行サーバに対
する入力デバイスおよび出力デバイスとして機能するだ
けである。クライアントノードは主にデータ入力および
データ表示のために使用されるため、このようなクライ
アントノードは典型的には完全なオペレーティングシス
テムを有しておらず、少量のメモリしか有さない比較的
能力のないコンピュータである。ネットワークアプリケ
ーション実行サーバ上で実行しているアプリケーション
がデータを必要としている場合、典型的にはクライアン
トからデータを要求しなけらばならない。このように、
このアプリケーションにおいては、クライアントおよび
サーバの典型的な役割は、データの伝送に関して逆にさ
れる。
より小型の、比較的能力のないコンピュータの使用
は、クライアントが不十分な使用可能な伝送バッファを
有している場合に、そのバッファが使用可能になるのを
待っている間ブロックができないという問題を生じさせ
る。これは、クライアントノードが典型的には一度に一
つのタスクしか実行可能でなく、一つのタスクのブロッ
キングはコンピュータが他のタスクを実行することを防
げるからである。また、クライアントは要求を単純にド
ロップできず、ネットワークアプリケーション実行サー
バを時間切れにさせることができない。なぜなら、小型
メモリのクライアントノードで十分なバッファを欠くこ
とは、かなり頻繁に起きることであり、このことが性能
の低下をもたらすからである。
本発明は、要求をドロップし得ない非ブロッキングク
ライアントを有するネットワークにおいてフロー制御を
提供する方法および装置を提供する。
発明の概要 一つの実施形態では、本発明は、サーバと非ブロッキ
ングクライアントノードとを有するネットワークであっ
て、このネットワークにおいてクライアントがサーバか
ら受け取ったリクエストをドロップし得ないネットワー
ク上のデータフローを制御する方法に関する。この方法
は、非ブロッキングクライアントノード上でリソースを
割り当て、割り当てられたリソースをサーバに知らせる
ステップとを包含する。サーバは、その後サーバのアプ
リケーションによるリクエストを完了するために必要と
される非ブロッキングクライアントノード上のリソース
を決定し、アプリケーションのリクエストを完了するた
めに非ブロッキングクライアントノード上で十分なリソ
ースが使用可能かどうかを決定する。リクエストを完了
するために、非ブロッキングクライアントノードで十分
なリソースが使用可能な場合、サーバはクライアントノ
ードにリクエストを送り、十分なリソースが存在しない
場合、サーバは十分なリソースが存在して非ブロッキン
グクライアントノードにリクエストを発行するまで待機
する。他の実施形態においては、サーバは、分割可能な
リクエストをサブリクエストに分割する。サブリクエス
トは該非ブロッキングクライアントノード上で使用可能
なリソースによって満足させられ得る。
更に別の実施形態において、本発明は、通信リンクに
よって相互接続されるサーバノードと非ブロッキングク
ライアントノードとを有する、ネットワーク上のフロー
コントローラに関する。非ブロッキングクライアントノ
ードは、メモリとプロセッサを含む。非ブロッキングク
ライアントノード上のプロセッサは、リソースを割り当
て、通信リンクをわたってサーバノードにリソースが使
用可能であることを知らせる。アプリケーションを実行
しているサーバノード上でのフロー制御プロセスは、非
ブロッキングクライアントノードに直結するアプリケー
ションからの要求を受け取る。サーバフロー制御プロセ
スは要求を供給するために非ブロッキングクライアント
ノード上に十分に使用可能なリソースがあるかどうかを
決定する。十分なリソースが使用可能な場合、サーバフ
ロー制御プロセスは、要求をアプリケーションから非ブ
ロッキングクライアントノードへと、通信リンクにわた
って通過させる。十分なリソースが使用可能でない場
合、サーバプロセスは、アプリケーションからのリクエ
ストを供給するために十分なリソースが使用可能である
という情報を、サーバプロセスが非ブロッキングクライ
アントノードから受け取るまで、リクエストを保持す
る。
図面の簡単な説明 本発明を、特に添付の請求の範囲において示す。本発
明の上記およびさらなる利点は、添付の図面に関連して
以下の説明を参照することによって理解され得る。
図１は、本発明のアプリケーションに従ってネットワ
ークにおける通信リンクによって接続されるサーバノー
ドおよび非ブロッキングクライアントノードの実施態様
のブロック図である。
図２および図2Aは、本発明の方法の実施態様のフロー
図である。
発明の詳細な説明 図１を参照しながら簡単に説明する。本発明に従って
構築されたネットワークは、サーバノード10、非ブロッ
キングクライアントノード18、および通信リンク26を有
する。サーバノード10は、マイクロプロセッサ34および
メモリ42を有する。サーバマイクロプロセッサ34は、ア
プリケーションプロセス50およびフロー制御プロセス58
を実行している。サーバノード10はさらに、メモリ42内
にリソースカウンタ66を有する。非ブロッキングクライ
アントノード18はさらに、クライアントプロセス82を実
行し、限定された量のメモリ90を有するマイクロプロセ
ッサ74を有する。限定されたメモリとは、ノードが受け
取るリクエストの数を処理するのに使用可能な通信バッ
ファスペースの量が不十分であることを意味する。従来
技術では、このような状況は、通常、リクエストまたは
関連の応答を落としてしまうことになる。
立ち上げ時に、クライアントプロセス82は、使用可能
なバッファメモリ90をバッファ98（ａ）−（ｃ）などの
割当て可能なリソースに分割する。これによって、所定
のサービスに対するメモリが、クライアント−ホスト接
続に基づいて確実に使用可能になる。
動作中、クライアントノード18は、通信リンク26を通
してメッセージをサーバノード10に送信する。このメッ
セージは、クライアントノード18が使用可能なリソース
98（ａ）−（ｃ）の量および各バッファの最大サイズを
示す。フロー制御プロセス58は、この番号を、接続を記
載するデータ構造におけるメモリ内に配置されたリソー
スカウンタ66にロードする。次に、クライアントノード
18は、サーバノード10に、クライアントノード18に対し
てアプリケーションプロセス50を実行するように要請し
得る。例えば、アプリケーションプロセスは、アカウテ
ィングプログラムであり得る。
アプリケーションプロセス50が実行されるとき、クラ
イアントノード18からのデータを受け取る必要があり
得、このようなリクエストをフロー制御プロセス58に対
して行う。例えば、アプリケーションプログラム50は、
クライアントノード18を通してディスク114上の格納106
から受信されるデータを必要とし得る。フロー制御プロ
セス58は、クライアントノード18が十分なリソース、例
えば、バッファ98（ａ）−（ｃ）を有するか否かを決定
し、メモリ42内のリソースカウンタ66を調べることによ
ってリクエストを供給する。十分なバッファ98（ａ）−
（ｃ）がクライアントノード18上に存在する場合、サー
バノード10は、リクエストをクライアントノード18に送
信し、リソースカウンタ66において使用可能なリソース
の数を減少させる。
十分なリソース98（ａ）−（ｃ）がクライアントノー
ド18上に存在しない場合、フロー制御プロセス58は、ア
プリケーションプロセス50からのリクエストが、クライ
アントノード18上でのリソースで間に合うような多数の
より小さなリクエストに分割され得るか否かを決定す
る。例えば、アプリケーション50が、クライアントノー
ド18からの５つのバッファの情報を必要とし、クライア
ントノードが、３つのバッファしか使用可能でない場
合、フロー制御プロセス58は、リクエストを、クライア
ントノード18からの３つのバッファのデータに対するリ
クエストに分割する。次に、フロー制御プロセス58は、
このようなリソースが、クライアントノード18上で使用
可能になるまで、２つのバッファに対する残りのサブリ
クエストを保持する。クライアントノード18が、アプリ
ケーションプロセス50へのデータの送信を完了し、バッ
ファを再使用できるように放出すると、サーバノード10
は、３つのバッファの到着に留意し、リソースカウンタ
66を３だけ増加させ、クライアントノード18上でさらに
リソースが使用可能であることを示す。しかし、クライ
アントの単一スレッデッド（single threaded）特性の
ために、送信は即座に成し遂げられ得ず、その結果、リ
クエストおよび／または応答は、送信が完了するまで予
め割り当てられたバッファ内にとどまる。
図２および図2Aを参照しながら、プロセスをさらに詳
細に検討する。クライアントノード18は、使用可能なバ
ッファメモリを送信および受信バッファに分割すること
によってバッファを割り当てる（ステップ10）。次に、
クライアント18は、通信リンク26を通して、メッセージ
をサーバノード10に送信する（ステップ18）。このメッ
セージは、クライアントノード18が、データ送信用に使
用可能であること、およびクライアントノード18が使用
可能な送信バッファ98（ａ）−（ｃ）の数を示す。サー
バノード10上のフロー制御プロセス58は、このメッセー
ジを受信し（ステップ26）、この使用可能なバッファの
数をメモリ42に格納する（ステップ34）。サーバノード
10上のアプリケーション50が開始すると（ステップ4
2）、フロー制御プロセス58は、クライアントノード18
に向けられたアプリケーション50からのデータに対する
リクエストを受信する（ステップ50）。
フロー制御プロセス58は、クライアントノード18が、
リクエストを供給するために使用できる十分なバッファ
98（ａ）−（ｃ）を有するか否かを決定する（ステップ
58）。フロー制御プロセス58は、メモリ42内に格納され
たバッファの数を調べることによってこのような決定を
行う。フロー制御プロセス58が、十分なバッファ98
（ａ）−（ｃ）がクライアントノード18上に存在すると
決定すると（ステップ64）、サーバノード10は、クライ
アントをクライアントノード18に送信し、メモリ42内に
挙げられた使用可能なバッファの数を減少させる（ステ
ップ72）。
フロー制御プロセスが、十分なバッファ98（ａ）−
（ｃ）が、クライアントノード18上に存在しないと決定
すると（ステップ80）、フロー制御プロセス58は、リク
エストが分割され得るかどうかを決定する（ステップ8
8）。リクエストが分割され得ない場合（ステップ9
6）、分割されたリクエストに必要なバッファの量が、
上記のように決定される（ステップ58）。リクエストが
さらに分割され得ない場合（ステップ104）、フロー制
御プロセスは、分割されたリクエストに対して十分なバ
ッファの数が使用可能になるまで待つ（ステップ11
2）。
一旦、クライアントノード18が、リクエストを受信し
（ステップ120）、リクエストされたデータをサーバノ
ード10に送信すると（ステップ128）、クライアントノ
ード18は、バッファを再使用できるように放出する。一
旦、サーバノード10がデータを受信すると（ステップ13
6）、サーバノード10は、バッファがクライアントノー
ド18上で放出されたことを知り、メモリ42内の使用可能
なバッファの数を増加させる（ステップ144）。このよ
うに、サーバノード10は、クライアントノード18上の使
用可能なバッファの数を追跡し、クライアントノードの
ブロックを必要とせず、リクエストを落とすことなく、
データの紛失を防止するのに必要なフロー制御を提供す
る。
本発明の好ましい実施態様について説明したが、同様
の概念を含む他の実施態様も用いられ得ることは当業者
に明白である。従って、これらの実施態様は、開示され
ている実施態様に限定されず、以下の請求の範囲の精神
および範囲のみによって限定されるべきである。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リクエストを落とし得ないサーバおよび非
    ブロッキングクライアントノードを有するネットワーク
    上のフロー制御方法であって、 該非ブロッキングノードによって該非ブロッキングクラ
    イアントノード上のリソースを割り当てるステップと、 該サーバに、該割当てられたリソースを該非ブロッキン
    グクライアントノードによって知らせるステップと、 該サーバ上で実行されるアプリケーションによって成さ
    れるリクエストを完了するために必要な該非ブロッキン
    グクライアントノード上の該リソースを該サーバによっ
    て決定するステップと、 該アプリケーションの該リクエストを完了するために十
    分なリソースが、該非ブロッキングクライアントノード
    上で使用可能か否かを該サーバによって決定するステッ
    プと、 該リクエストを完了するために十分なリソースが該非ブ
    ロッキングクライアントノード上で使用可能である場
    合、該サーバによって該アプリケーションの該リクエス
    トを該非ブロッキングクライアントノードに送信するス
    テップと、 を包含する方法。
  2. 【請求項２】前記サーバ上の前記非ブロッキングクライ
    アントノードの前記割り当てられたリソースの前記通知
    を格納するステップをさらに包含し、該通知は該非ブロ
    ッキングクライアントノード上の使用可能な割り当てら
    れたリソースに関する情報を含む、請求項１に記載のフ
    ロー制御方法。
  3. 【請求項３】前記非ブロッキングクライアントノードに
    送信される前記アプリケーションからの前記リクエスト
    に応答して、前記サーバによって前記通知情報を更新す
    るステップをさらに包含する、請求項２に記載のフロー
    制御方法。
  4. 【請求項４】前記リクエストを完了するために十分な使
    用可能なリソースが前記非ブロッキングクライアントノ
    ード上で使用可能でない場合、該リクエストが分割可能
    であるか否かを該サーバによって決定するステップと、 該リクエストが分割可能である場合、該リクエストをサ
    ブリクエストに分割するステップであって、サブリクエ
    ストの数が、該サブリクエストの少なくとも１つを完了
    するために該非ブロッキングクライアントノード上で十
    分なリソースが使用できるように選択される、ステップ
    と、 該非ブロッキングクライアントノード上の該リソースに
    よって完了され得る該サブリクエストを、該サーバによ
    って該非ブロッキングクライアントに送信するステップ
    と、 をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】前回のリクエストに対する応答を、前記非
    ブロッキングクライアントノードから該サーバによって
    受信するステップと、 該応答に応答して、該サーバノード上に格納される前記
    通知を更新するステップと、 をさらに包含する、請求項２に記載のフロー制御方法。
  6. 【請求項６】リクエストを落とし得ない、複数のリソー
    スを含む非ブロッキングクライアントノードと、 該非ブロッキングクライアントノードと通信するサーバ
    ノードとを有し、 該サーバノードが、 該サーバノード上で実行されるアプリケーションプロセ
    スと、 該サーバノード上で実行されるフロー制御プロセスであ
    って、該フロー制御プロセスが、該非ブロッキングクラ
    イアントノードがリクエストを受信および供給できるか
    否かを決定する、プロセスと、 該非ブロッキングクライアントノード上に配置された使
    用可能なリソースに対応するリソース情報を含むメモリ
    と、 を有する、ネットワーク。
  7. 【請求項７】前記サーバノードが、リソース情報に応答
    して、前記アプリケーションプロセスからのリクエスト
    を前記非ブロッキングクライアントノードに送信し、該
    非ブロッキングクライアントノードに送信されるリクエ
    スト及び該非ブロッキングクライアントノードから受信
    されるバッファに応答して、該リソース情報を更新す
    る、請求項６に記載のネットワーク。
JP53446197A 1996-03-25 1997-03-14 有限メモリコンピュータシステム上におけるクライアント管理フロー制御方法及び装置 Expired - Lifetime JP3382953B2 (ja)

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US08/621,848 1996-03-25
PCT/US1997/004228 WO1997036231A1 (en) 1996-03-25 1997-03-14 A method and apparatus for client managed flow control on a limited memory computer system

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AT (1) ATE195186T1 (ja)
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CA (1) CA2250108C (ja)
DE (1) DE69702708T2 (ja)
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