JP4554139B2 - 遠隔要求を処理する方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にコンピュータネットワーキングに関し、特に、コンピュータネットワーク上の読み出し及び書き込み要求の動的バッファリングに関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータネットワークでは、遠隔読み出し及び書き込み要求がネットワークルータを介して入力/出力(I/O)装置から様々なノードのプロセッサに送信される。ノードはホストプロセッサとして構成されることがあり、この場合I/O装置が中央処理装置(CPU)に接続される。また、ノードは非インテリジェントであることもあり、この場合I/O装置は単純にバスに接続される。各読み出しまたは書き込み要求は特定のノードに向けられ、各ノードは任意の与えられた時間内のトラフィックの量が固有である。その結果、ノードの中には他のノードより大きな待ち時間を有するものもある。全てのノードに対する要求が同じバッファを使用するならば、低速ノードがバッファを独占するため高速ノードに対する要求の待ち時間が増大することがあるが、これは、低速ノードのもの以外の要求があっても残りのバッファの空きがないためである。
【0003】
同様に、キューイングシステムが先入れ先出し(FIFO)システムである場合、低速ノードに対する1つの要求によって、後続の全ての要求はそれが高速ノードに対するものであっても、待ち時間が増大する。
【0004】
待ち時間を短縮する1つの方法はコンテキスト切替を使用することである。しかし、コンテキスト切替には、複雑な論理とコンテキストを格納する多量のメモリを使用する必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、各要求の待ち時間を最小化する形で読み出し/書き込み要求をバッファするシステムの必要が存在している。このバッファリングシステムによって、高速ノードに対する要求が低速ノードに対する要求によって影響されない動的キューイングが可能になる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明には、動的キューの確立を通じて読み出し/書き込み要求を管理するPCI(周辺機器相互接続)ネットワークアダプタが含まれる。PCIネットワークアダプタは、各ノードに対する要求の個別処理を可能にする、各宛先ノードに対する固有のキューを確立する。この個別処理によって、低速宛先ノードのための遅延を伴わず、高速宛先ノードに対する要求を処理することによって要求の待ち時間を最小化する。
【0007】
本発明の1つの実施形態では、システムには2つかそれ以上のPCIネットワークアダプタに結合されるネットワークルータが含まれる。各PCIネットワークアダプタはPCIバスに結合され、各PCIバスは1つかそれ以上の装置に結合される。装置はPCIプロトコルを使用して互いに遠隔通信する。装置はPCIネットワークアダプタを介して様々な宛先アドレスに読み出し/書き込み要求を送信する。PCIネットワークアダプタは、各読み出し/書き込み要求を要求の宛先ノードに関する連結リストに追加すべきか、それとも要求を拒否すべきかを決定する。PCIネットワークアダプタは、宛先ノードに関連する様々な待ち時間因子に基づいてこれを決定する。例えば、宛先ノードに対する待ち状態の要求の数が所定のしきい値より低くバッファ全体が満杯でないならば、要求はその宛先ノードに関する連結リストに追加される。さもなければ、要求は拒否される。書き込み要求について、要求が宛先ノードに対する連結リストに追加されるならば、そのノードに対する待ち状態の読み出し要求はもしあれば中止される。読み出し要求を中止することで、待ち状態の書き込み要求によって更新される前のデータにアクセスすることが防止される。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明によるシステム100の好適実施形態の構成図である。この実施形態では、システム100にはネットワークルータ103、PCIネットワークアダプタ130A〜C、PCIバス120A〜C、及び装置110A〜Hが含まれる。
【0009】
各装置110は従来のPCIバス120に結合される。すなわち、この実施形態では、装置A、C及びDはPCIバス120Aに接続され、装置B及びEはPCIバス120Bに接続され、装置F、G及びHはPCIバス120Cに接続される。各PCIバス上に2つかそれ以上の装置100が示されているが、当業者が認識するように、任意の1つのバスに接続される装置100は、望ましい適用業務とシステム動作に応じて、それより少なくても多くてもよい。各PCIバス120は、従来のPCIプロトコルと順序付け規則を実現するPCIインタフェースを提供するPCIネットワークアダプタ130に結合される。PCIネットワークアダプタ130A〜130Cはさらにネットワークルータ103に結合される。
【0010】
各装置110A〜110Hは、ディスプレイ、ディスク駆動装置、サウンドカードまたはSCSIアダプタといった従来のPCI装置である。また、装置110はネットワーク上の従来のワークステーションまたはパーソナルコンピュータであることもあり、またネットワーク全体であることもある。また、装置110は特殊なノードであることもある。例えば、装置110は1つかそれ以上の記憶装置に結合されるダイレクトメモリアクセス(DMA)装置またはディスクコントローラカードを備えるデータ貯蔵装置のこともある。装置110は、I/O装置のような非インテリジェントノードまたは、内蔵中央処理装置(CPU)または何らかの種類のマイクロコンピュータユニットを有するインテリジェントノードのこともある。一言で言えば、装置110は多数の装置またはノード構成の任意の1つである。
【0011】
PCIバスは、プロセッサをメモリ及び/または周辺装置と接続するためにコンピュータ産業で使用される一般的な拡張バスでよい。PCIネットワークアダプタ130は遠隔読み出し及び書き込み要求を受信及び処理する。PCIネットワークアダプタ130は以下図2の議論でさらに詳細に説明される。ネットワークルータ103は、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワークまたは任意の他のネットワーク化環境上のデータ転送のために使用される任意の種類の従来のルータである。様々な装置は遠隔読み出し及び/または書き込み要求をPCIバス120を介してPCIネットワークアダプタ130に送信する。ネットワークアダプタ130は、以下論じられるアルゴリズムを使用して要求を処理する。次に要求はネットワークルータ103を介してそれぞれの宛先アドレスに送信される。この要求の処理によって、利用可能な宛先アドレスに送信される要求が、より低速または利用不可能な宛先アドレスに送信される要求によって遅延されないということが保証される。
【0012】
図2は、PCIネットワークアダプタ130の好適実施形態の構成図である。
PCIネットワークアダプタ130には受信モジュール202、アルゴリズムエンジン204、応答モジュール206、送信モジュール208及び複数のキュー210が含まれる。受信モジュール202はアルゴリズムエンジン204に接続される。アルゴリズムエンジン204は応答モジュール206と送信モジュール208との両方に接続される。送信モジュール208には多数のキュー210が含まれる。受信モジュール202はネットワークルータ103を介して要求装置110からの読み出し及び/または書き込み要求を受信する。受信モジュール202はこうした要求をアルゴリズムエンジン204に転送する。アルゴリズムエンジン204は以下図3〜図6で論じられるアルゴリズムを使用して要求を処理する。アルゴリズムエンジン204はこうしたアルゴリズムに基づいて結果を生成しその結果を応答モジュール206に送信する。応答モジュール206は、アルゴリズムエンジン204によって生成される結果に基づいて応答を要求装置110に送信する。例えば、アルゴリズムエンジン204が書き込み要求を拒否すべきだと決定するならば、応答モジュール206は再試行通知を要求装置110に送信する。また、応答モジュール206は「要求受諾」メッセージまたは「読み出し要求中止」メッセージを送信する。こうした応答は以下さらに詳細に論じられる。アルゴリズムエンジン204は、読み出しまたは書き込み要求を受諾すべきだと決定するならば、要求を送信モジュール208に転送する。送信モジュール208は、受信装置110に関連する連結リストまたはキュー210に要求を追加する。この処理は、以下図7の説明で詳細に論じられる。次に送信モジュール208はキュー210の先頭の要求を関連する受信装置110に送信する。
注意されたいが、PCIネットワークアダプタ130中の要素はハードウェアまたは、ディスクのようなコンピュータ可読媒体上に格納されプロセッサによって実行されるソフトウェアとして実現される。
【0013】
図3は、遠隔書き込み要求を受信及び処理する処理の好適実施形態の流れ図である。この実施形態では、書き込み要求には宛先アドレスとそのアドレスに書き込むべきデータとが含まれる。装置110Aが装置110Bに書き込むべきデータを有していると想定する。装置110Aがデータを装置110Bに送信する前に、装置110Aは、装置110Bがデータを受け入れ可能であることを確認しなければならない。装置110Aは、この場合、装置110Bに対する書き込み要求を送信することによってこれを達成する。PCIネットワークアダプタ130Aはこの書き込み要求を受信(302)し、その要求が新しい書き込み要求の基準を満足するかを判断(304)する。この基準は、データを受信する装置110Bの現在の能力に基づいており、以下図3の説明でさらに詳細に論じられる。要求が新しい書き込み要求の基準を満足している場合、装置110Aに接続されるPCIネットワークアダプタ130Aは、ここでは装置110Bを含むノードである宛先ノードに関する連結リストに要求を追加(306)する。
【0014】
要求が基準を満足していない場合、PCIネットワークアダプタ130Aは要求を拒否(310)する。PCIネットワークアダプタ130によって使用されるPCIプロトコルは再試行機能をサポートするので、拒否された要求はその要求に関する再試行指令に関連付けられる。PCIネットワークアダプタ130は書き込むべきデータを格納し、要求が受信ノードに関する基準を満足しているかを新たに評価する前に所定の期間待機する。ある数の再試行の後、PCIネットワークアダプタ130は書き込み要求を中止する。この場合、送信装置は要求を再送して、上記の処理を繰り返さなければならない。
【0015】
書き込み要求が宛先ノードに関する要求を満足し、PCIネットワークアダプタ130Aが書き込み要求をその宛先ノードのキューに追加(306)した後、PCIネットワークアダプタ130Aは競合する読み出し要求があればそれを中止(308)する。例えば、装置110Aが装置110Bのキュー中で待ち状態になっている書き込み要求を有する場合、PCIアダプタ130Aは、装置110Bについて待ち状態になっている読み出し要求があれば中止する。競合する読み出し要求を中止することによって、待ち状態の書き込み要求中のデータは、読み出しの前に要求されたファイルに確実に追加される。すなわち、読み出し要求は要求されたファイルの最新のバージョンだけにアクセスする。
【0016】
図4は、PCIネットワークアダプタ130が書き込み要求を拒否するかまたはそれをバッファに追加するかを決定する処理304の好適実施形態の流れ図である。上記で論じられた例と同様に、装置110Aが装置110Bに書き込むべきデータを有していると想定する。PCIネットワークアダプタ130Aは装置110Aからこのデータに対する書き込み要求を受信し、要求が新しい書き込み要求の基準を満足(304)しているかを決定する。この基準は、データを受信する装置110Bの現在の能力に基づいている。PCIネットワークアダプタ130Aが装置110Aから書き込み要求を受信すると、PCIネットワークアダプタ130Aは宛先ノードに対する全ての要求に関する連想ルックアップ(402)を行う。或いはまた、PCIネットワークアダプタ130Aが、要求が到着するとカウントし、メモリ中に合計数を格納することでも良い。連想ルックアップによって決定される宛先ノードに対する要求の数が、基準を満足するためには所定のしきい値以下でなければならない。各ノードに対する許容可能な要求の最大数を決定することによって、システムの効率は最大化され、個々のノードがPCIバス全体のバックログを形成することはなくなる。すなわち、宛先ノードに対する要求の数がしきい値を越えている場合、基準は満足されず(408)要求は拒否される。要求の数がしきい値を越えていなければ、PCIネットワークアダプタ130Aは、バッファ中に空きがあるかを調べる(406)。バッファが一杯であれば、基準は満足されず(408)、たとえ宛先ノードに対する要求の数が所定のしきい値以下であっても書き込み要求は拒否される。バッファ中に空きがあれば、書き込み要求は受諾される。
【0017】
図5は、読み出し要求を受信及び管理する処理の好適実施形態の流れ図である。装置110Aが装置110Bに格納されたデータにアクセスまたはそれを読み出ししようとしていると想定する。装置110AはPCIネットワークアダプタを介して読み出し要求を装置110Bに送信する。この実施形態では、PCIネットワークアダプタ130Aは装置110Aから読み出し要求を受信(502)する。読み出し要求が基準を満足する(504)ならば、PCIネットワークアダプタ130Aは要求を宛先装置110Bの連結リストに追加(306)する。
読み出し要求が基準を満足しないならば、PCIネットワークアダプタ130Aは読み出し要求を拒否(506)し、再試行指令を装置110Aに返送する。読み出し要求の管理のために必要な基準は次の段落で論じられる。
【0018】
図6は、読み出し要求が必要な基準を満たすかを決定する処理の好適実施形態の流れ図である。読み出し/書き込みバッファが満杯(602)であれば、PCIネットワークアダプタ130は読み出し要求を拒否する。そうでない場合、要求は宛先装置110のキューに追加される。バッファはPCIバス120によってサポートされる各装置110に対して必要なので、宛先装置110のキュー全体の長さは要求を拒否すべきかを決定する因子ではない。
【0019】
図7は、新しい要求を所定の装置110Aのキューに追加する処理の好適実施形態の流れ図である。PCIネットワークアダプタ130は、装置110Aのキュー中の最後のパケットLにアクセス(702)する。次にPCIネットワークアダプタ130Aは、パケットLのヘッダ中の「次のパケット」アドレスを新しい要求のアドレスに設定(704)する。この方法で、新しい要求は装置110Aの要求のキュー210に追加される。すると、新しいパケットはリスト中の最後のパケットとして認識され、その後の要求をキュー210中に正しい順序で配置することが可能になる。
【0020】
上記の説明は本発明の1つの実施の形態にすぎず、非常に多くの修正と変形が、上記の議論に基づいて当業者に明らかであるが、それらは特許請求の範囲に記載した技術的思想および範囲内で可能である。
【0021】
(付記1)少なくとも1つの連結リストを伴うバッファを含むネットワークアダプタを有するコンピュータネットワークシステムにおいて、遠隔要求を処理する方法であって、
第1装置から第2装置に対する要求を受信するステップと、
前記バッファが一杯でない場合、前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加するステップと、
前記バッファが一杯である場合、前記要求を拒否するステップとを含む方法。(1)
(付記2)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信するステップを含む、付記1に記載の方法。
【0022】
(付記3)前記要求が書き込み要求であり、前記方法がさらに、前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合前記要求を拒否するステップを含む、付記1に記載の方法。 (2)
(付記4)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信するステップを含む、付記3に記載の方法。
【0023】
(付記5)さらに、競合する読み出し要求を拒否するステップを含む、付記3に記載の方法。 (3)
(付記6)第1装置から第2装置への遠隔読み出し及び書き込み要求を受信及び処理する装置であって、前記装置が、
前記要求を前記第1装置から受信する受信モジュールと、
少なくとも1つの連結リストを含むバッファであって、前記バッファが前記要求を受信するバッファと、
前記受信モジュール及び前記バッファに結合されるアルゴリズムエンジンであって、前記アルゴリズムエンジンが、前記バッファが一杯でない場合前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加し、前記バッファが一杯の場合前記要求を拒否するアルゴリズムエンジンとを備える装置。 (4)
(付記7)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信する送信モジュールを備える、付記6に記載の装置。
【0024】
(5)
(付記8)前記要求が書き込み要求であり、前記アルゴリズムエンジンがさらに、前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合前記要求を拒否する、付記6に記載の装置。 (6)
(付記9)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信する送信モジュールを備える、付記8に記載の装置。
【0025】
(付記10)さらに、前記アルゴリズムエンジンからの結果に応答して競合する読み出し要求を拒否する、前記アルゴリズムエンジンに結合される応答モジュールを備える、付記8に記載の方法。 (7)
(付記11)少なくとも1つの連結リストを伴うバッファを含むネットワークアダプタを有するコンピュータネットワークシステムにおいて、遠隔要求を処理するコンピュータに、
第1装置から第2装置に対する要求を受信し、
前記バッファが一杯でない場合、前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加し、
前記バッファが一杯である場合、前記要求を拒否するステップを実行させるためのコンピュータプログラム。 (8)
(付記12)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信するステップを実行させる、付記11に記載のコンピュータプログラム。
【0026】
(付記13)前記要求が書き込み要求であり、さらに、前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合前記要求を拒否するステップを実行させる、付記11に記載のコンピュータプログラム。(9)
(付記14)さらに、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信するステップを実行させる、付記13に記載のコンピュータプログラム。
【0027】
(付記15)さらに、競合する読み出し要求を拒否するステップを実行させる、付記13に記載のコンピュータプログラム。 (10)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を含むシステムの好適実施形態の構成図である。
【図2】PCIネットワークアダプタの好適実施形態の構成図である。
【図3】書き込み要求を受信及び処理する過程の好適実施形態の流れ図である。
【図4】書き込み要求を拒否すべきかバッファに追加すべきかを決定する処理の好適実施形態の流れ図である。
【図5】読み出し要求を受信及び管理する処理の好適実施形態の流れ図である。
【図6】読み出し要求が要求される基準を満たすかを決定する処理の好適実施形態の流れ図である。
【図7】新しい要求を宛先ノードに関する連結リストに追加する処理の好適実施形態の流れ図である。
Claims (9)
- コンピュータネットワークの装置に対応する少なくとも1つの連結リストを伴うバッファを含む、ネットワークアダプタにおける遠隔要求を処理する方法であって、
第1装置から第2装置に対する要求を受信するステップと、
前記バッファが一杯である場合、前記要求を拒否するステップと、
前記バッファが一杯でない場合、前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加するステップと、
前記第2装置に関する前記連結リストから、前記第2装置への要求を送信するステップと、
前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合、前記要求を拒否するステップを含む方法。 - 前記方法において、
前記連結リストに前記要求が追加された後に、前記追加された要求に競合する要求がある場合には、前記競合する要求を中止するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記方法において、
前記連結リストは、前記コンピュータネットワークに含まれる複数の装置のそれぞれに対応して複数設けられていることを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の方法。 - 第1装置から第2装置への遠隔要求を受信及び処理するネットワークアダプタであって、前記ネットワークアダプタが、
前記要求を前記第1装置から受信する受信モジュールと、
コンピュータネットワークの装置に対応する少なくとも1つの連結リストを含むバッファであって、前記バッファが前記要求を受信するバッファを有する送信モジュールと、
前記受信モジュール及び前記送信モジュールに結合されるアルゴリズムエンジンであって、前記アルゴリズムエンジンが、前記送信モジュール内のバッファが一杯の場合、前記要求を拒否し、前記バッファが一杯でない場合前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加し、前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合要求を拒否するアルゴリズムエンジンとを備え、
前記送信モジュールは、前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信するネットワークアダプタ。 - 前記連結リストに前記要求が追加された後に、前記追加された要求に競合する要求がある場合には、前記競合する要求を中止することを特徴とする、請求項4に記載のネットワークアダプタ。
- 前記連結リストは、前記コンピュータネットワークに含まれる複数の装置のそれぞれに対応して複数設けられていることを特徴とする、請求項4または5に記載のネットワークアダプタ。
- コンピュータネットワークの装置に対応する少なくとも1つの連結リストを伴うバッファを含む、ネットワークアダプタにおける遠隔要求を処理するコンピュータに、
第1装置から第2装置に対する要求を受信し、
前記バッファが一杯である場合、前記要求を拒否し、
前記バッファが一杯でない場合、前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストに追加し、
前記第2装置に対する前記要求を前記第2装置に関する前記連結リストから送信し、
前記第2装置に関する前記連結リスト中の要求の数が所定のしきい値より多い場合前記要求を拒否するステップを実行させるためのコンピュータプログラム。 - 前記連結リストに前記要求が追加された後に、前記追加された要求に競合する要求がある場合には、前記競合する要求を中止するステップをさらに実行させることを特徴とする、請求項7に記載のコンピュータプログラム。
- 前記連結リストは、前記コンピュータネットワークに含まれる複数の装置のそれぞれに対応して複数設けられていることを特徴とする、請求項7に記載のコンピュータプログラム。
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