JP3979183B2 - データ共有システム及びディスク装置へのアクセス方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ共有システム及びディスク装置へのアクセス方法並びにプログラムに関し、特に、ネットワーク上のデータへのアクセスを高速化できるデータ共有システム及びディスク装置へのアクセス方法並びにプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の、ネットワーク上のディスク装置へのアクセスは、アクセスを行うディスク装置におけるブロック数に応じた数のアクセス要求データパケットを送信することによって行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特に、前記ディスク装置がストライピングディスク装置を構成するものである場合やデータが不連続である場合、前記アクセス要求データパケットに応じて返されるディスクアクセス情報テーブルも、ブロック単位で分割されるため、ネットワークの負荷が増大するという問題点がある。とりわけ、多数のディスク装置を用いてストライピングディスク装置を構成する場合、ネットワークの回線速度が十分でない場合等には、システム全体の性能低下を招くことがある。
【0004】
本発明は、上記した問題点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、ネットワーク上のストライピング等により不連続にデータを格納するディスク装置群への高速なアクセスを実現するデータ共有システム及びディスク装置へのアクセス方法並びにプログラムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段を提供する本発明の第1の視点によれば、ネットワークを介して接続された、サーバホストと、クライアントホストと、ストライピングディスク装置を構成する複数のディスク装置と、からなるデータ共有システムにおいて、前記サーバホストは、前記クライアントホストから受信したアクセス要求パケットに基いて、前記各ディスク装置のメタデータにアクセスし、前記クライアントホストから要求されたデータに対応するストライピングブロックの位置情報を求める手段と、前記ストライピングブロックの位置情報を列記したアクセス情報テーブルを作成し、前記ネットワークを介して前記クライアントホストに対して送信する手段と、を備え、前記クライアントホストが、前記アクセス情報テーブルに列記された前記ストライピングブロックの位置情報に基いて、前記各ディスク装置に対する直接アクセスを行う手段を備えること、を特徴とするデータ共有システムが提供される。
【0006】
また、本発明の第2の視点によれば、ネットワークを介して接続された、サーバホストと、クライアントホストと、ストライピングディスク装置を構成する複数のディスク装置と、からなるデータ共有システムにおける前記ディスク装置へのアクセス方法であって、前記クライアントホストが、前記ネットワークを介してアクセス要求を行うデータを特定するアクセス要求パケットを、前記サーバホストに対して送信するステップと、前記サーバホストが、前記クライアントホストから受信したアクセス要求パケットに基いて、前記各ディスク装置のメタデータにアクセスし、前記クライアントホストから要求されたデータに対応するストライピングブロックの位置情報を求めるステップと、前記サーバホストが、前記ストライピングブロックの位置情報を列記したアクセス情報テーブルを作成し、前記ネットワークを介して前記クライアントホストに対して送信するステップと、前記クライアントホストが、前記アクセス情報テーブルに列記された前記ストライピングブロックの位置情報に基いて、前記各ディスク装置に対する直接アクセスを行うステップと、を含むこと、を特徴とするディスク装置へのアクセス方法が提供される。
【0007】
また、本発明の第3の視点によれば、上記したデータ共有システムを構成するサーバホスト又はクライアントホストを構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【0008】
より具体的には、ストレージエリアネットワークに接続された、複数のディスク装置からなるストライピングディスク装置に共有するファイルを記憶保持したデータ共有システム及び該ストライピングディスク装置を構成するディスク装置へのアクセス方法並びにプログラムが提供される。
【0009】
また、前記ディスクアクセス情報テーブルのサイズは、前記ネットワークの最大転送単位(MTU;Maximum Transfer Unit)に応じて、固定すること、或いは、分割できるよう構成されていることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施の形態について、説明する。本発明は、その好ましい実施の形態において、サーバホスト(図1の1)と、クライアントホスト(図1の2)と、共有するデータを格納するディスク装置(図1の31、32)とを、ネットワーク(図1の4)を介して接続して構成される。
【0011】
その作用は、まずクライアントホスト(図1の2)が、ディスク装置(図1の31、32)に記憶保持されたデータの読み込み及び書き込みを要求する場合、サーバホスト(図1の1)に対して、目的とするデータへのアクセス要求パケット(図6参照)を送信する。サーバホスト(図1の1)は、各ディスク装置(図1の31、32)において該データが、ストライピング等により物理的に不連続である場合、各ディスク装置(図1の31、32)を管理するファイルシステムのメタデータにアクセスし、前記アクセス要求パケットに対応する、ディスク装置(図1の31、32)上のデータの各位置を特定し、更に、ディスク装置(図1の31、32)毎に、物理ブロックサイズ及びデータ位置を列記してなるアクセス情報テーブル(図9参照)を作成し、1つのデータパケットに格納して、クライアントホスト(図1の2)に対して送信する。
【0012】
前記アクセス情報テーブルを受信したクライアントホスト(図1の2)は、該アクセス情報テーブルの内容に基いて、ディスク装置(図1の31、32)に対するアクセスを開始する。
【0013】
このようにして、クライアントホスト(図1の2)の要求するデータが各ディスク装置(図1の31、32)において、ストライピング等により、物理的に不連続である場合に、サーバホスト(図1の1)と、クライアントホスト(図1の2)の間での、データパケットの送受信の回数が低減される。もちろん、実際のデータアクセス(転送)は、クライアントホスト(図1の2)が、各ディスク装置(図1の31、32)に高速にアクセスする。
【0014】
【実施例】
続いて、上記した本発明の実施の形態をより詳細に説明すべく、本発明の実施例について説明する。図1は、本発明のシステム構成の一例を表したブロック図である。図1を参照すると、本発明のデータ共有システムは、プログラム制御により動作するサーバホスト1と、クライアントホスト2と、ディスク装置31、32と、ストレージエリアネットワーク4と、ローカルエリアネットワーク(以下、「LAN」ともいう)5と、から構成されている。
【0015】
図2は、サーバホスト1のシステム構成を模式的に表したブロック図である。図2を参照すると、サーバホスト1は、ネットワークファイルシステム101と、ストライピングディスク装置6上に構築されたファイルを管理するファイルシステム102と、ストライピングディスク装置6を管理するストライピングディスク装置管理部103と、ストレージエリアネットワークアクセス機構(SANアクセス機構)1041、1042と、LANアクセス機構105と、アクセス要求データパケット作成部106とから構成されている。
【0016】
そして、サーバホスト1は、図1のディスク装置31、32と、ストライピングディスク装置管理部103と、を使用して、図1の破線部に示されたストライピングディスク装置6を構成している。図3は、ストライピングディスク装置6にストライピング(分散化)されるデータをイメージ化した図である。図3を参照すると、ストライピングディスク装置6は、1つのまとまったデータ(A〜H)について、ディスク装置31にブロックA、C、E、Gからなるデータ3101を、ディスク装置32にブロックB、D、F、Hからなるデータ3201を、それぞれ分散して記憶保持している。
【0017】
図4は、クライアントホストのシステム構成を模式的に表したブロック図である。図4を参照すると、クライアントホスト2は、ネットワークファイルシステム201と、I/O要求プロセス202と、ディスクドライバ203と、ストレージエリアネットワークアクセス機構(SANアクセス機構)2041、2042と、LANアクセス機構205と、アクセス要求データパケット処理部206とから構成されており、IO要求プロセス202は、I/O用メモリ領域2301を有している。
【0018】
続いて、上記した構成からなる本発明の一実施例の動作について、図面を参照して説明する。図5は、クライアントホスト2におけるI/O要求プロセスの処理の流れを表したフローチャートである。図5を参照すると、クライアントホスト2において、I/O要求プロセス202が処理を開始すると、まず、I/O要求プロセス202は、ファイルシステム201にアクセスし、ストレージエリアネットワーク4を経由するI/Oであるか否か判定する(ステップA1)。前記判定の結果、ストレージエリアネットワーク4を経由するI/Oである場合、ファイルシステム201は、アクセス要求データパケット処理部206にアクセス要求を発行し、アクセス要求データパケット処理部206は、アクセス要求データパケット71を作成する(ステップA2)。続いて、クライアントホスト2は、LANアクセス機構205を使用して、LAN5を経由して、アクセス要求データパケット71を、サーバホスト1に対して送信する(ステップA3)。
【0019】
図6は、アクセス要求データパケット処理部206により作成されるアクセス要求データパケット71の構成を表した図である。図6を参照すると、アクセス要求データパケット71は、ファイルハンドル7101、データオフセット7102、メモリオフセット7103、I/Oサイズ7104から構成されるデータである。
【0020】
図7は、I/O要求プロセス202のI/Oメモリ領域2301をイメージ化した図である。図6のメモリオフセット7103の値と、IOサイズ7104の値は、図7のメモリオフセット7103と、I/Oサイズ7104にそれぞれ対応するものである。
【0021】
図8は、サーバホスト1におけるアクセス要求受付処理の流れを表したフローチャートである。図8を参照すると、まず、サーバホスト1は、LANアクセス機構105によりアクセス要求データパケット71を受信すると(ステップB1)、アクセス要求データパケット71を、ネットワークファイルシステム101に渡し、ファイルシステム102と、ストライピングディスク装置管理部103とを経由して、ディスク装置31、32のメタデータにアクセスし、アクセス要求データパケット71に対応する、ディスク装置31、32の各データ格納位置と、各物理ブロックサイズとを求める(ステップB2)。
【0022】
続いて、サーバホスト1は、アクセス要求データパケット作成部106により、ディスク装置31のデータ3101(データ1)に対する、ディスクアクセス情報テーブル81と、ディスク装置3201(データ2)に対する、ディスクアクセス情報テーブル82を作成する(ステップB3)。
【0023】
図9は、上記ステップB3において作成されるディスクアクセス情報テーブル81、82の構成を表した図である。図9を参照すると、ディスクアクセス情報テーブル81、82は、ストライピングディスク装置6のストライピングブロック毎(この場合は、ディスク装置31についてA、C、E、G、ディスク装置32についてB、D、F、H)に、I/O要求プロセス202上のI/O用メモリ領域2301の各メモリオフセット、ディスク装置31、32の各ブロックの大きさであるデータサイズ、実ディスクへのアクセスのための各ディスク位置を格納した配列のテーブルとなっており、アクセス要求データパケット71の要求を、各ディスク装置毎の要求に変換したものとなっている。
【0024】
再度図8を参照すると、サーバホスト1は、上記構成からなるディスクアクセス情報テーブル81、82を、LANアクセス機構105を使用して、LAN5を経由して、クライアントホスト2に対して送信する(ステップB4)。
【0025】
更に、再度図5を参照すると、爾後、クライアントホスト2は、LANアクセス機構205を使用して、サーバホスト1から送信されたアクセス要求データパケットを受信し、アクセス要求データパケット処理部206により、ディスクアクセス情報テーブル81、82を解析する(ステップA4)。
【0026】
続いて、アクセス要求データパケット処理部206は、前記アクセス情報テーブル81、82の解析結果に基いて、ディスクドライバ203を使用して、ストレージエリアネットワークアクセス機構2041、2042、及び、ストレージエリアネットワーク4を経由して、ディスク装置31及びディスク装置32に直接アクセスする(ステップA5、A6)。
【0027】
前記アクセスの結果、アクセス要求パケットに対応するデータ3101(データ1)及びデータ3201(データ2)は、アクセス情報テーブル81、82のA、C、E、G及びB、D、F、Hの各メモリオフセットの値を使用して、IO用メモリ領域2301に読み込まれ、又は、I/O用メモリ領域2301から書き込まれる(図7参照)。
【0028】
上記の通り、LAN5を流れるデータは、それぞれディスク装置31、32毎にまとめられたものとなっているため、LAN5の負荷が抑えられ、ストライピングディスク装置6に対するアクセス速度が損なわれるといった事態やシステム全体の性能低下といった事態を有効に回避できる。
【0029】
なお、上記した実施例においては、LAN5は、ストレージエリアネットワーク4とは、別個にあるものとして説明したが、ストレージエリアネットワーク4内に構成するものとしてもよい。また、上記した実施例においては、説明の便宜のため、ストライピングディスク装置6のディスク装置の数は、2台であるものとして説明したが、その台数は特に限定するものではない。例えば、データ転送時間の一層の短縮を図るために、2台以上のディスク装置によりストライピングディスク装置を構成することができる。また、図1には、クライアントホスト2が1台のみ示されているが、説明のために省略したものであって、特に限定するものではない。
【0030】
また、上記したディスクアクセス情報テーブル81、82の大きさは、固定長の他、可変長としてもよい。可変長とする場合は、最初に、ディスクアクセス情報テーブルの大きさ81、82をパケットの先頭に記載しておけばよい。また、この場合、ディスクアクセス情報テーブル81、82の大きさの上限を、LAN5の最大転送単位(MTU)のサイズに合わせることで、データのロスト発生率を下げることが可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、ネットワーク上の、データが連続していないディスク装置に対するにアクセスを高速化することが可能となる。その理由は、各ディスク装置に対するアクセス要求をまとめる構成を採用して、ネットワークの負荷を低減させたことにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成の一例を表したブロック図である。
【図2】サーバホストのシステム構成を模式的に表したブロック図である。
【図3】ストライピングディスク装置にストライピング(分散化)されるデータを説明するための図である。
【図4】クライアントホストのシステム構成を模式的に表したブロック図である。
【図5】クライアントホストにおけるI/O要求プロセスの処理の流れの一例を表したフローチャートである。
【図6】アクセス要求データパケットの構成を表した図である。
【図7】I/O要求プロセスのI/Oメモリ領域と、格納されるデータを説明するための図である。
【図8】サーバホストにおけるアクセス要求受付処理の流れの一例を表したフローチャートである。
【図9】ディスクアクセス情報テーブルの構成を表した図である。
【符号の説明】
1 サーバホスト
2 クライアントホスト
4 ストレージエリアネットワーク
5 ローカルエリアネットワーク
6 ストライピングディスク装置
31、32 ディスク装置
71 アクセス要求データパケット
101 ネットワークファイルシステム
102、201 ファイルシステム
103 ストライピングディスク管理部
105、205 LANアクセス機構
106 アクセス要求データパケット作成部
202 I/O要求プロセス
206 アクセス要求データパケット処理部
1041、1042、2041、2042 ストレージエリアネットワークアクセス機構
2301 I/O用メモリ領域
3101、3201 データ
7101 ファイルハンドル
7102 データオフセット
7103 メモリオフセット
7104 I/Oサイズ
Claims (10)
- ネットワークを介して接続された、サーバホストと、クライアントホストと、ストライピングディスク装置を構成する複数のディスク装置と、からなるデータ共有システムにおいて、
前記サーバホストは、
前記クライアントホストから受信したアクセス要求パケットに基いて、前記各ディスク装置のメタデータにアクセスし、前記クライアントホストから要求されたデータに対応するストライピングブロックの位置情報を求める手段と、
前記一のアクセス要求パケットに対応する複数の前記ストライピングブロックの位置情報が前記複数のディスク装置に対応して列記された複数のアクセス情報テーブルを作成し、前記ネットワークを介して前記クライアントホストに対して送信する手段と、を備え、
前記クライアントホストが、
前記アクセス情報テーブルに列記された前記ストライピングブロックの位置情報に基いて、前記各ディスク装置に対する直接アクセスを行う手段を備えること、
を特徴とするデータ共有システム。 - 請求項1に記載のデータ共有システムにおいて、
前記ディスクアクセス情報テーブルのサイズは、前記ネットワークの最大転送単位以下としたこと、
を特徴とするデータ共有システム。 - 請求項1に記載のデータ共有システムにおいて、
前記サーバホストは、更に、
前記ネットワークの最大転送単位に応じて、前記ディスクアクセス情報テーブルのサイズを、制御する手段を、備えること、
を特徴とするデータ共有システム。 - ネットワークを介して接続された、サーバホストと、クライアントホストと、ストライピングディスク装置を構成する複数のディスク装置と、からなるデータ共有システムにおける前記ディスク装置へのアクセス方法であって、
前記クライアントホストが、前記ネットワークを介してアクセス要求を行うデータを特定するアクセス要求パケットを、前記サーバホストに対して送信するステップと、
前記サーバホストが、前記クライアントホストから受信したアクセス要求パケットに基いて、前記各ディスク装置のメタデータにアクセスし、前記クライアントホストから要求されたデータに対応するストライピングブロックの位置情報を求めるステップと、
前記サーバホストが、前記一のアクセス要求パケットに対応する複数の前記ストライピングブロックの位置情報が前記複数のディスク装置に対応して列記された複数のアクセス情報テーブルを作成し、前記ネットワークを介して前記クライアントホストに対して送信するステップと、
前記クライアントホストが、前記アクセス情報テーブルに列記された前記ストライピングブロックの位置情報に基いて、前記各ディスク装置に対する直接アクセスを行うステップと、を含むこと、
を特徴とするディスク装置へのアクセス方法。 - 請求項4に記載のディスク装置へのアクセス方法において、
前記ディスクアクセス情報テーブルのサイズは、前記ネットワークの最大転送単位以下としたこと、
を特徴とするディスク装置へのアクセス方法。 - 請求項4に記載のディスク装置へのアクセス方法において、更に、
前記サーバホストが、前記ネットワークの最大転送単位に応じて、前記ディスクアクセス情報テーブルを分割するステップを、含むこと、
を特徴とするディスク装置へのアクセス方法。 - ネットワークを介して接続された、サーバホストと、クライアントホストと、ストライピングディスク装置を構成する複数のディスク装置と、からなるデータ共有システムにおける前記サーバホストを構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記クライアントホストから受信したアクセス要求パケットに基いて、前記各ディスク装置のメタデータにアクセスし、前記クライアントホストから要求されたデータに対応するストライピングブロックの位置情報を求める処理と、
前記一のアクセス要求パケットに対応する複数の前記ストライピングブロックの位置情報が前記複数のディスク装置に対応して列記された複数のアクセス情報テーブルを作成し、前記ネットワークを介して前記クライアントホストに対して送信する処理との、
前記各処理を前記コンピュータに実行させるプログラム。 - 請求項7に記載のプログラムにおいて、
前記ディスクアクセス情報テーブルのサイズを、前記ネットワークの最大転送単位を超えない範囲で固定したこと、
を特徴とするプログラム。 - 請求項7に記載のプログラムにおいて、更に、
前記ネットワークの最大転送単位に応じて、前記ディスクアクセス情報テーブルを分割する処理を、
前記コンピュータに実行させるプログラム。 - 請求項1乃至2いずれか一に記載のデータ共有システムにおける前記クライアントホストを構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記ネットワークを介してアクセス要求を行うデータを特定するアクセス要求パケットを、前記サーバホストに対して送信する処理と、
前記サーバホストから送信される、前記一のアクセス要求パケットに対応させて前記複数のディスク装置毎に作成された複数の前記アクセス情報テーブルに列記された複数の前記ストライピングブロックの位置情報に基いて、前記各ディスク装置に対する直接アクセスを行う処理との、
前記各処理を前記コンピュータに実行させるプログラム。
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