JP4628786B2 - 増加されたパフォーマンスをもつビデオストレージネットワーク - Google Patents

Description

本発明は、ビデオ情報を記憶するためのビデオストレージネットワークに関する。

本出願は、２００２年８月２８日に提出された米国特許仮出願シリアル番号６０／４０６，６２３号に対して３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）に基づく優先権を請求するものであり、本仮出願は参照により本明細書に組み込まれる。

過去において、ビデオ編集は、典型的にはビデオテープマシンであるスタンドアロン装置で行われる。個別のクリップからなるビデオセグメントを生成することを求めるエディタは、１以上のソースマシンで所望の順序でクリップの列をつくり、次いで、記録のために所望のクリップを選択する。シェアドビデオストレージの出現により、ビデオ編集が行われるやり方を大きく変わった。今日のシェアドストレージネットワークによれば、多数のユーザは、非線形編集技術を使用して、同じコンテンツのコピーをそれぞれ編集することができる。多くの今日のビデオストレージネットワークは、帯域幅の制約のためにユーザ数に制限を置いている。かかるビデオストレージネットワークのスイッチファブリックは、ストレージファシリティにアクセスするため制限されたユーザ数以上を許容しない。更なるリンクを提供することでこの問題点を克服することは、全体のコストを増加させる。

したがって、上述された問題点を克服する共有されたビデオストレージシステムを供給するための技術について必要性が存在する。

要約すると、好適な実施の形態によれば、好ましくはビデオファイルであるコンテンツを記憶するためのストレージシステムが提供される。本発明の原理であるストレージシステムは、ストレージメカニズム、大容量ディスクドライブ、又は１以上のＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）を含んでいる。ストレージシステムは、ストレージメカニズムに記憶されるコンテンツの少なくとも１部を反映するための少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットをさらに含んでいる。したがって、ユーザは、ストレージメカニズムよりはむしろ、ローカルキャッシュストレージユニットからのかかる反映されたコンテンツを得ることができ、これによりストレージメカニズムへの帯域幅の要求が低減される。ライトディレクタは、ストレージメカニズム及びローカルキャッシュストレージユニットに書き込まれる到来するコンテンツを制御するため、ストレージメカニズム及び１つのローカルキャッシュストレージユニットに結合される。キャッシュマネージャは、ストレージメカニズムの少なくとも幾つかのコンテンツもまたローカルキャッシュストレージに存在するように、ストレージメカニズムとローカルキャッシュストレージユニットとの間のコンテンツの一貫性を管理する。リードディレクタは、ユーザからのコンテンツ要求に応答し、それぞれのコンテンツの可用性に依存して、ストレージメカニズム及びローカルキャッシュストレージユニットのうちの１つに要求を向ける。このようにして、コンテンツがローカルキャッシュストレージユニットで利用可能である場合、ユーザは、ストレージメカニズムよりはむしろ、そのユニットから読み出す。ストレージメカニズムアクセスマネージャは、リード及びライトマネージャを制御するため、ストレージメカニズムからのコンテンツの読み出し、及びストレージメカニズムへのコンテンツの書込みをモニタする。

図は、改善された効率を与える本発明の原理に関する好適な実施の形態に係るストレージシステム１０を示すである。ストレージシステム１０は、単一のディスクドライブ、又はユーザによりその後のアクセスのためのコンテンツを受ける１以上のＲＡＩＤｓ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）からなるストレージメカニズム１２を含んでいる。典型的に、ストレージメカニズム１２は、編集及び／又はブロードキャストのために埋め込まれたオーディオを持つ又は持たないビデオファイルを記憶する。所与の時間で全てのユーザがストレージメカニズム１２にアクセスすることにより帯域幅が制限され、これにより最大のユーザ数に制限を課す。この問題点を克服するため、本発明の原理のストレージシステム１０は、少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニット１４をも含み、好ましくは複数のかかるユニットを含んでいる。それぞれのローカルキャッシュストレージユニット１４は、ディスクドライブ又は１以上のＲＡＩＤの構成を典型的にとる。

以下にさらに詳細に説明されるように、ローカルキャッシュストレージユニット１４は、ストレージメカニズム１２に記憶されている少なくとも幾つかのコンテンツを反映する。言い換えれば、ローカルキャッシュストレージユニット１４は、ストレージメカニズム１２と同じファイルの少なくとも幾つかを記憶する。このように、ストレージメカニズム１２及びローカルキャッシュストレージ１４の両方に記憶される特定のファイルにアクセスすることを求めるユーザは、ストレージメカニズムよりはむしろ、ローカルキャッシュにアクセスすることができる。ローカルキャッシュストレージユニット１４にアクセスすることで、ストレージメカニズム１２への帯域幅の要求が低減される。実際に、異なるグループのユーザは、専用のローカルキャッシュストレージユニットをそれぞれ有することができる。代替的に、ローカルキャッシュストレージユニット１４をユーザのグループに割り当てることは、動的に行うことができる。

ライトディレクタ１６は、外部ソース（図示せず）からストレージメカニズム１２及びローカルキャッシュストレージユニット１４のそれぞれへの入力コンテンツの書込みを制御する。かかる入力コンテンツは、カメラ又は衛星フィード、又は前に記録されたビデオから受信されたライブビデオを含むことができる。実際、ライトディレクタ１６は、ストレージメカニズム１２での読出しローディング及び書込みローディングを監視するストレージメカニズムアクセスマネージャ１７から受信された制御情報に応答するプログラムされたプロセッサ、配線されたロジック回路、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の構成をとる。実際、ストレージメカニズムアクセスマネージャ１７は、プログラムされたプロセッサ、配線されたロジック回路、又はフィールドプログラマブルゲートアレイであり、ストレージメカニズムアクセスマネージャ１７からの出力信号によれば、ライトディレクタ１６は、ストレージメカニズム１２及びローカルキャッシュストレージユニット１４のいずれか又は両者に到来するコンテンツを向ける。

キャッシュマネージャ１８は、典型的に、プログラムされたプロセッサ、配線されたロジック回路、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の構成であって、コンテンツの一貫性を維持するため、ローカルキャッシュストレージユニットからの制御信号に従って、ローカルキャッシュストレージユニット１４とストレージメカニズム１２との間のコンテンツの書込みを制御する。言い換えれば、キャッシュマネージャ１８は、ストレージメカニズム１２とローカルキャッシュストレージユニット１４で共通の少なくとも幾つかのコンテンツを維持する。このタスクを達成するため、キャッシュマネージャ１８は、ストレージメカニズム１２からローカルキャッシュストレージユニット１４へのファイルのバックグランドでのコピーを着手する（トリックルダウン“ｔｒｉｃｋｌｅ ｄｏｗｎ”）。同様に、キャッシュマネージャ１８は、ローカルキャッシュストレージユニット１４からストレージメカニズム１２へのファイルのバックグランドでのコピーを着手する（トリックルアップ“ｔｒｉｃｋｌｅ ｕｐ”）。かかるトリックルアップは、他によるその後使用のためにユーザがコンテンツを編集するときに必要となる。トリックルダウン及びトリックルアップが行われるレートは、ストレージメカニズム１２に関する全体の帯域幅の要求の関数である。また、キャッシュマネージャ１８は、たまにアクセスされるファイルを削除することでローカルキャッシュストレージユニット１４のストレージキャパシティを管理する。ローカルキャッシュストレージユニット１４の利用可能なストレージキャパシティが指定されたレベルを超え、キャッシュマネージャ１８は、最も最近にアクセスされていないファイルを削除する。その後、キャッシュマネージャ１８は、ローカルキャッシュストレージユニット１４の利用可能なストレージキャパシティが許容可能なレベルに到達するまで、次に最も最近にアクセスされていないファイル等を削除する。

ストレージシステム１０からのコンテンツを読み出すため、ユーザは、リードディレクタ２０により受信された読み出し要求を入力する。実際に、リードディレクタ２０は、ストレージメカニズム１２及びローカルキャッシュストレージユニット１４の両者でのコンテンツを監視するプログラムされたプロセッサの形態をとる。リード要求の受信に応じて、リードディレクタ２０は、要求されたコンテンツがローカルキャッシュストレージユニット１４にあるかを判定する。要求されたコンテンツがローカルキャッシュストレージユニットにある場合、リードディレクタ２０は、典型的にはマルチプレクサであるリードソースセレクタ２２にコマンドを送出し、ローカルキャッシュストレージユニット１４を要求されたコンテンツのソースとして指定する。したがって、かかる状況下で、リードディレクタ２０は、読み出し要求をローカルキャッシュストレージユニット１４に「送出」する。ローカルキャッシュストレージユニット１４が要求されたコンテンツを欠けている場合、リードディレクタ２０は、ソースセレクタ２２にストレージメカニズム１２を選択させる。代替的に、ローカルキャッシュストレージユニット１４が要求されたコンテンツを提供することができず、ストレージメカニズム１２へのアクセスを許容するための不十分な帯域幅が存在する場合には、ユーザにフィラーコンテンツ（ｆｉｌｌｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ）を提供するため、リードディレクタ２０は、リードソースセレクタ２２にストレージユニット２４を選択させる。ローカルキャッシュストレージユニット１４が要求されたコンテンツを欠いているとき、リードディレクタ２０は、キャッシュマネージャ１８にトリックルダウンのコピーを指示する。これに応答して、キャッシュマネージャ１８は、ストレージメカニズム１２からローカルキャッシュストレージユニット１４へのコンテンツの転送のため、トリックルダウンのコピー動作を始める。

動作において、ストレージシステム１０は、ストレージメカニズム１２に関する帯域幅の要求を低減することで、改善されたパフォーマンスを有利にも提供する。ローカルキャッシュストレージユニット１４は、ストレージメカニズム１２での少なくとも幾つかのコンテンツを反映する役割を果たし、これによりかかるコンテンツをユーザに供給するために代替的なソースを提供する。キャッシュマネージャ１８は、ストレージメカニズムアクセスマネージャ１７により監視されたとき、ストレージメカニズム１２の状態に応答してローカルキャッシュストレージユニット１４を管理し、ローカルキャッシュストレージユニットが不可欠なコンテンツを含んでいることを確かめる。ストレージメカニズムアクセスマネージャは、帯域幅の要求が高いとき、ストレージメカニズム１２からのコンテンツの読み出し及びストレージメカニズム１２へのコンテンツの書込みを制御する。

上述された内容は、改善されたパフォーマンスを有するストレージネットワークを説明する。

本発明の原理に関する好適な実施の形態に係るストレージシステムのブロック図である。

Claims (12)

1. コンテンツを記憶するストレージメカニズムと、
   前記ストレージメカニズムに記憶されているコンテンツの少なくとも１部を反映する少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットと、
   前記ストレージメカニズムと前記少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットとに書き込まれるコンテンツを制御するため、前記ストレージメカニズムと前記少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットに結合されるライトディレクタと、
   少なくとも部分的にコンテンツの一貫性を維持するため、前記ストレージメカニズムと前記少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットとの間でコンテンツのコピーを管理するキャッシュマネージャと、
   コンテンツの可用性に依存して、コンテンツの要求を前記少なくとも１つのローカルキャッシュストレージユニットと前記ストレージメカニズムのうちの選択された１つに送出するため、ユーザからの前記コンテンツ要求に応答するリードディレクタと、前記リードディレクタは、要求されたコンテンツが前記ストレージメカニズムでの帯域幅の要件を低減するために前記ローカルキャッシュストレージユニットで利用可能であるとき、前記ローカルキャッシュストレージユニットにコンテンツの要求を送出し、
   前記ストレージメカニズムの読出し及び書込みロードを監視し、前記ストレージメカニズムの読出し及び書込みロードに従って前記リード及びライトディレクタ及び前記キャッシュマネージャを制御するストレージメカニズムアクセスマネージャと、
   要求されたコンテンツの代替となるフィラーコンテンツを記憶するストレージユニットとを有し、前記リードディレクタは、前記要求されたコンテンツが前記ストレージメカニズム及び前記ローカルキャッシュストレージユニットから利用可能ではないとき、前記フィラーコンテンツを提供するため前記ストレージユニットに前記読出し要求を送出する、
   ことを特徴とするストレージシステム。
2. 前記キャッシュマネージャは、前記ローカルキャッシュストレージユニットが指定されたレベルを超える利用可能なストレージキャパシティを有するまで、最もアクセスされていないファイルを連続的に消去することで、前記ローカルキャッシュストレージユニットの記憶容量を管理する、
   請求項１記載のストレージシステム。
3. 前記ストレージメカニズムは、少なくとも１つのディスクドライブをさらに有する、
   請求項１記載のストレージシステム。
4. 前記ストレージメカニズムは、少なくとも１つのＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）をさらに有する、
   請求項１記載のストレージシステム。
5. 前記ローカルキャッシュストレージユニットは、少なくとも１つのディスクドライブをさらに有する、
   請求項１記載のストレージシステム。
6. 前記ローカルキャッシュストレージユニットは、少なくとも１つのＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｓ）をさらに有する、
   請求項１記載のストレージシステム。
7. 前記キャッシュマネージャは、前記ローカルキャッシュストレージユニットで以前に利用可能でなかった少なくとも幾つかのコンテンツであって、前記ストレージメカニズムからの少なくとも幾つかのコンテンツを前記ローカルキャッシュストレージユニットにコピーする、
   請求項１記載のストレージユニット。
8. 前記ストレージメカニズムアクセスマネージャは、前記リード及びライトディレクタを制御して、前記ストレージメカニズムの制限された帯域幅の間に前記ストレージメカニズムからの読出し及び前記ストレージメカニズムへの書込みを低減する、
   請求項１記載のストレージシステム。
9. コンテンツを記憶する方法であって、
   ストレージメカニズム及びローカルキャッシュストレージユニットの少なくとも１つに到来するコンテンツを書き込むステップと、
   前記ストレージメカニズムと前記ローカルキャッシュストレージユニットとの間でコンテンツの一貫性を監視するステップと、
   コンテンツの一貫性に従って、前記ストレージメカニズムと前記ローカルキャッシュストレージユニットとの間でコンテンツをコピーするステップと、
   コンテンツの可用性に依存して、ユーザからのコンテンツの要求を前記ストレージメカニズムと前記ローカルキャッシュストレージユニットのうちの選択された１つに送出するステップと、前記要求は、要求されたコンテンツが前記ローカルキャッシュストレージユニットにある場合、前記ローカルキャッシュストレージに送出され、
   前記ストレージメカニズムの書込み及び読出しロードを監視するステップと、
   前記ストレージメカニズムの読出し及び書込みロードに従って、前記ストレージメカニズムからのコンテンツの読出し及び前記ストレージメカニズムへのコンテンツの書込みを制御するステップとを含み、
   前記コンテンツ要求を送出するステップは、要求されたコンテンツが前記ローカルキャッシュストレージユニット及び前記ストレージメカニズムから利用可能ではない場合、前記要求されたコンテンツの代替となるフィラーコンテンツを提供するためにフィラーストレージユニットに前記コンテンツ要求を送出するステップをさらに含む、
   ことを特徴とする方法。
10. 前記ストレージメカニズムからのコンテンツを前記ローカルキャッシュストレージユニットに書込むステップをさらに含む、
    請求項９記載の方法。
11. 前記ローカルキャッシュストレージユニットから前記ストレージメカニズムにコンテンツを書込むステップをさらに含む、
    請求項９記載の方法。
12. 前記ストレージメカニズムからのコンテンツの読出し及び前記ストレージメカニズムへのコンテンツの書込みを制御するステップは、帯域幅の高い要求の間に前記ストレージメカニズムへのアクセスを制限するステップをさらに含む、
    請求項９記載の方法。

Images