JP5257444B2 - Meta server and file management system - Google Patents
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Description
本発明は、メタサーバに関し、更に詳しくは、ファイルを構成するデータのストレージ装置に対する割り当てを管理するマッピング情報を管理するメタサーバに関する。本発明は、そのようなメタサーバを用いたファイルシステムでファイル管理を行うファイル管理システム、ファイル管理方法、及び、プログラムに関する。 The present invention relates to a meta server, and more particularly to a meta server that manages mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage apparatus. The present invention relates to a file management system, a file management method, and a program for managing files in a file system using such a metaserver.
ファイルシステムにて、ファイルを構成するデータブロック或いはオブジェクトの構成を、ホスト又はストレージ装置で管理せず、ブロック割当て管理を行う装置(メタサーバ)を用いて管理する形態のファイルシステムがある(例えば、非特許文献1参照)。図13に、このような構成のファイルシステムを示す。メタサーバ103は、ファイルを構成するデータブロックごとに、データブロックがストレージ装置中のどの領域(ブロック)にマッピングされているかを示すマッピング情報を記憶している。
In a file system, there is a file system in a form in which the configuration of data blocks or objects constituting a file is not managed by a host or storage device but is managed using a device (metaserver) that performs block allocation management (for example, non-file system). Patent Document 1). FIG. 13 shows a file system having such a configuration. The
図14に、メタサーバにおけるアクセス時のシーケンスを示す。ホスト101は、リード/ライトなどのアクセス時に、アクセスする対象のファイル中のデータブロックのマッピング情報を、メタサーバ103に問い合わせる(ステップS101)。メタサーバ103は、該当するデータブロックのマッピング情報を、ホスト101に返却する(ステップS102)。ホスト101は、取得したマッピング情報を用いて、ストレージ装置102にアクセスする(ステップS103)。
FIG. 14 shows a sequence when accessing the meta server. At the time of access such as read / write, the
文献リスト:
上記メタサーバを用いるファイルシステムでは、ホスト101がストレージ装置102にアクセスするたびに、メタサーバ103に、マッピング情報を問い合わせる必要がある。このため、ファイルアクセスの応答時間が長くなる。ホスト101が、ステップS102で取得したマッピング情報をキャッシュし、応答時間を短くする手法も考えられる。しかし、その場合でも、繰り返し同じデータブロックにアクセスする場合以外では、応答時間の短縮を図ることはできない。
In the file system using the meta server, it is necessary to inquire the
本発明は、割当管理装置(メタサーバ)を有するファイルシステムに用いられ、アクセス時の応答時間を短縮することができるファイル管理システム、ファイル管理方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a file management system, a file management method, and a program that can be used in a file system having an allocation management device (metaserver) and can reduce response time during access.
本発明は、ファイルを構成するデータのストレージ装置に対する割り当てを管理するマッピング情報を管理するメタサーバを有するファイルシステムで用いられるファイル管理方法であって、前記メタサーバが、ホストからファイルオープン要求を受けると、マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部からオープンするファイルのマッピング情報を取得するステップと、前記メタサーバが、前記取得したマッピング情報を前記ホストに送信するステップを有することを特徴とするファイル管理方法を提供する。 The present invention is a file management method used in a file system having a meta server for managing mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device, and when the meta server receives a file open request from a host, Provided is a file management method comprising: acquiring mapping information of a file to be opened from a mapping information storage unit for storing mapping information; and the metaserver transmitting the acquired mapping information to the host. To do.
本発明は、また、ファイルを構成するデータのストレージ装置に対する割り当てを管理するマッピング情報を管理するメタサーバであって、ホストからファイルオープン要求があると、前記マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部から、オープンするファイルのマッピング情報を取得するマッピング情報取得部と、前記ホストに前記マッピング情報取得部が取得したマッピング情報を送信するマッピング情報送信部とを備えることを特徴とするメタサーバを提供する。 The present invention is also a metaserver for managing mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device, and when there is a file open request from a host, from a mapping information storage unit for storing the mapping information, There is provided a meta server comprising: a mapping information acquisition unit that acquires mapping information of a file to be opened; and a mapping information transmission unit that transmits the mapping information acquired by the mapping information acquisition unit to the host.
本発明は、更に、ファイルを構成するデータのストレージ装置に対する割り当てを管理するマッピング情報を管理するメタサーバであって、ホストからファイルオープン要求があると、前記マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部から、オープンするファイルのマッピング情報を取得するマッピング情報取得部と、前記ホストに前記マッピング情報取得部が取得したマッピング情報を送信するマッピング情報送信部とを有するメタサーバと、前記ファイルオープン時に前記メタサーバから送信されたマッピング情報をキャッシュに登録するマッピング情報キャッシュを有するホストとを備えることを特徴とするファイル管理システムを提供する。 The present invention is further a meta server for managing mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device, and when there is a file open request from a host, from a mapping information storage unit for storing the mapping information, A meta server having a mapping information acquisition unit that acquires mapping information of a file to be opened, and a mapping information transmission unit that transmits mapping information acquired by the mapping information acquisition unit to the host, and is transmitted from the meta server when the file is opened. And a host having a mapping information cache for registering the mapping information in the cache.
本発明は、更に、ファイルを構成するデータのストレージ装置に対する割り当てを管理するマッピング情報を管理するメタサーバを有するファイルシステムのためのプログラムであって、前記メタサーバに、ホストからファイルオープン要求を受けると、マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部からオープンするファイルのマッピング情報を取得する処理と、前記取得したマッピング情報を前記ホストに送信する処理とを実行させることを特徴とするプログラムを提供する。 The present invention is also a program for a file system having a meta server that manages mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device, and when the meta server receives a file open request from a host, There is provided a program characterized by executing a process of acquiring mapping information of a file to be opened from a mapping information storage unit for storing mapping information and a process of transmitting the acquired mapping information to the host.
本発明のファイル管理システム、ファイル管理方法、メタサーバ、及び、プログラムは、ホストがデータにアクセスする際の応答時間を短縮することができる。 The file management system, file management method, metaserver, and program of the present invention can shorten the response time when the host accesses data.
本発明の上記、及び、他の目的、特徴及び利益は、図面を参照する以下の説明により明らかになる。 The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the drawings.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態のファイル管理システムを示している。ファイル管理システムは、ホスト10と、ストレージ装置20と、メタサーバ30とを有する。ホスト10は、ユーザプログラムが動作する計算機である。ストレージ装置20は、データを記憶する記憶装置である。メタサーバ30は、ファイルを構成するデータブロックと、ストレージ装置20中のデータブロックとの対応関係であるマッピング情報を管理する計算機である。ホスト10及びメタサーバ30内の各部の機能は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行することで実現可能である。なお、図1ではホスト10を1つのみ図示しているが、ホスト10は複数あってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a file management system according to a first embodiment of the present invention. The file management system includes a
ホスト10は、ファイルアクセス部11を有する。ホスト10上では、ユーザプログラムが動作している。ホスト10は、ファイルへのアクセス(read/write)に先行して、メタサーバ30に対して、ファイルのopenを要求する。ファイルopen後、ユーザプログラムは、ファイルアクセス部11を介して、メタサーバ30が管理するマッピング情報に基づいて、ストレージ装置20内の対象ファイルのデータへアクセスする。
The
ファイルアクセス部11は、メタサーバ30から取得したマッピング情報をキャッシュするマッピング情報キャッシュ12を有する。マッピング情報キャッシュ12は、マッピング情報を保持する記憶装置である。ファイルアクセス部11は、マッピング情報キャッシュ12にアクセス対象のデータブロックに対応するマッピング情報が存在するときは、そのマッピング情報を用いて、そのデータブロックにアクセスする。ファイルアクセス部11は、マッピング情報キャッシュ12にアクセス対象のデータブロックに対応するマッピング情報がないときには、メタサーバ30からアクセス対象のデータブロックのマッピング情報を取得する。
The
メタサーバ30は、ファイルopen要求受付部31、マッピング情報取得要求受付部32、open時マッピング情報返却範囲決定部33、マッピング情報取得部34、応答返却部35、及び、マッピング情報記憶部36を有する。マッピング情報記憶部36は、記憶装置に、マッピング情報を記憶している。マッピング情報取得要求受付部32は、ホストからのマッピング情報取得要求を受け付ける。マッピング情報取得要求受付部32は、マッピング情報取得要求を受け取ると、その要求にて指定されているファイル及びデータブロックに対応するマッピング情報の取得を、マッピング情報取得部34に指示する。マッピング情報取得部34は、マッピング情報記憶部36から、アクセス対象のデータブロックが、ストレージ装置20中のどの領域に記憶されているかを示すマッピング情報を取得し、応答返却部35に渡す。応答返却部35は、マッピング情報取得部34が取得したマッピング情報を含むマッピング情報取得に対する応答を、ホスト10に返却する。
The
ファイルopen要求受付部31は、ホスト10からのファイルopen要求を受け付ける。ファイルopen要求受付部31は、ファイルopen要求を受け取ると、open時マッピング情報返却範囲決定部33に、ファイルopen要求と共にホスト10に返却すべきマッピング情報の範囲の決定を指示する。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、範囲決定の指示を受けると、ファイルopenに対する応答と共に、ホスト10に返却すべきマッピング情報の範囲を決定する。ファイルopen時マッピング情報返却範囲決定部33は、例えば、ファイルopen後にアクセスがあることが予想されるデータ領域の範囲に対応するマッピング情報を、返却すべきマッピング情報の範囲として決定する。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、範囲の決定後、マッピング情報取得部34に、決定した範囲のマッピング情報の取得を指示する。マッピング情報取得部34は、マッピング情報記憶部36から、指示された範囲のマッピング情報を取得し、応答返却部35に渡す。応答返却部35は、ファイルopen要求に対する応答に、マッピング情報取得部34が取得したマッピング情報を含めて、ホスト10に返却する。
The file open request receiving unit 31 receives a file open request from the
ストレージ装置20は、データを記憶する磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、不揮発性メモリ、及び、それらのアレイ装置である。ストレージ装置20は、複数あってもよい。複数ある場合は、マッピング情報に、データブロックを格納するストレージ装置の識別子を含める。この場合、ホスト10は、マッピング情報を参照し、ストレージ装置の識別子に基づいて該当するストレージ装置20にアクセスする。ストレージ装置20は、OSD(Object-Based Storage Device)のような装置であってもよい。本実施形態では、主に、ストレージ装置20をブロックアクセスの装置として説明するが、データブロックをオブジェクトとして扱うことで、OSDにも適用可能である。
The
メタサーバ30は、マッピング情報を、マッピング情報のレコードから成るテーブルとして管理する。図2(a)〜(d)に、マッピング情報のテーブルに格納されるレコードの例を示す。マッピング情報のレコードは、ファイル内の領域情報と、その領域が実際に格納されるストレージ装置の情報とから構成される。図2(a)及び(b)は、ストレージ装置がブロックデバイスである場合の例である。ファイル内の領域情報は、ファイル中の領域の先頭アドレスと終了アドレスとの組、又は、先頭アドレスと領域サイズとの組で構成される。ストレージ装置内の領域情報は、ストレージ装置中の領域の先頭アドレスと終了アドレスとの組、又は、先頭アドレスと領域サイズとの組で構成される。図2(c)及び(d)は、ストレージ装置がOSDの場合の例である。OSDの場合は、オブジェクトのIDが、実施に格納されるストレージ装置の情報となる。
The
図3(a)〜(d)に、マッピング情報のテーブルに格納されるレコードの別例を示す。これらは、ファイルが複数のストレージ装置に分割されて格納される場合の例である。図3(a)及び(b)は、ストレージ装置がブロックデバイスの場合の例である。図2(a)及び(b)との相違は、該当領域を格納するストレージ装置を特定するための情報(ストレージ装置ID)が追加されている点である。図3(c)及び(d)は、ストレージ装置がOSDの場合の例である。図2(c)及び(d)との相違点は、ストレージ装置IDが追加されている点である。ストレージ装置IDには、ストレージ装置のIDや、SCSIID、Fibre ChannelのWWN(world wide name)、IPアドレス、MACアドレス、URL等を使用することができる。 FIGS. 3A to 3D show other examples of records stored in the mapping information table. These are examples when the file is divided and stored in a plurality of storage devices. 3A and 3B are examples in the case where the storage apparatus is a block device. The difference from FIGS. 2A and 2B is that information (storage device ID) for specifying the storage device storing the area is added. FIGS. 3C and 3D are examples when the storage device is an OSD. A difference from FIGS. 2C and 2D is that a storage apparatus ID is added. As the storage device ID, a storage device ID, SCSI ID, Fiber Channel WWN (world wide name), IP address, MAC address, URL, or the like can be used.
図4に、ファイルopen時のホスト10の処理手順を示す。ファイルをopenする際には、オペレータなどにより、ホスト10にファイルのパス名が指定される。ホスト10は、まず、ファイルのパス名から、マッピング情報を取得するためのファイル識別情報を取得する(ステップA1)。ステップA1は、他サーバ或いはディレクトリサーバにて行われる処理であり、ファイルのマッピング情報を取得するためのファイルハンドル等のファイル識別情報を取得する処理(パス名解決処理)である。パス名解決の処理は、NFSでのlookupによるパス名解決と同様の処理であり、詳細は省略する。
FIG. 4 shows a processing procedure of the
次いで、ホスト10は、メタサーバ30に対して、ファイル識別子を指定してファイルのopen処理を要求し(ステップA2)、応答が返るまで待つ(ステップA3)。メタサーバ30は、open要求を受けると、ファイルをopenする処理を行う。図5に、メタサーバ30でのopen処理の手順を示す。メタサーバ30は、ファイルopen要求受付部31によりopen要求を受け取る。ファイルopen要求受付部31は、open要求で指定されているファイル識別子に該当するファイルの情報を検索する(ステップB1)。メタサーバ30は、検索の結果、該当するファイルの情報が見つかったか否か、つまりは、マッピング情報記憶部36に該当するファイルを構成するデータブロックについてのマッピング情報が存在するか否かを判断する(ステップB2)。
Next, the
メタサーバ30は、ファイルと、ファイルを構成するデータブロックとの対応関係、及び、各データブロックとマッピング情報のレコードとの対応関係を管理している。ファイルopen要求受付部31は、この対応関係を参照することで、マッピング情報記憶部36に、該当するファイルを構成するデータブロックについてのマッピング情報が存在するか否かを判断できる。ファイルopen要求受付部31は、マッピング情報が存在すると判断した場合は、該当ファイルを、open処理対象のファイルとする。
The
ファイルopen要求受付部31は、ステップB2でマッピング情報がないと判断すると、ファイルopen要求にてファイル作成が指定されているか否かを判断する(ステップB3)。ファイルopen要求受付部31は、ステップB3でファイル作成が指定されていないと判断すると、応答返却部35に、openに失敗した旨のエラー応答の返却を指示する。応答返却部35は、この指示に従ってエラー応答をホスト10に返却し(ステップB5)、処理を終了する。ファイルopen要求受付部31は、ステップB3でファイル作成が指定されていると判断すると、ファイル用に新規の領域を作成・初期化する(ステップB4)。ファイルopen要求受付部31は、ステップB4で作成したファイルを、open処理対象のファイルとする。
When determining that there is no mapping information in step B2, the file open request receiving unit 31 determines whether file creation is specified in the file open request (step B3). If the file open request accepting unit 31 determines that file creation is not designated in step B3, the file open request accepting unit 31 instructs the
ファイルopen要求受付部31は、open処理対象のファイル、つまり、ステップB1で検索されたファイル、又は、ステップB4で作成されたファイルのステータスを、open状態に変更する(ステップB6)。その後、open時マッピング情報返却範囲決定部33に、ホスト10に返却する応答に含ませるマッピング情報の範囲を決定するように指示する。この指示を受けたopen時マッピング情報返却範囲決定部33は、マッピング情報の範囲を決定する(ステップB7)。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、ステップB7で決定した範囲を、マッピング情報取得部34に通知し、その範囲のマッピング情報の取得を依頼する。
The file open request receiving unit 31 changes the status of the open process target file, that is, the file searched in step B1 or the file created in step B4 to the open state (step B6). Thereafter, the open mapping information return
open時マッピング情報返却範囲決定部33による範囲決定について説明する。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、openするファイルの先頭から事前に定めておいた所定サイズ分のデータ領域に対応するマッピング情報を、応答に含ませるマッピング情報の範囲として決定することができる。また、open時マッピング情報返却範囲決定部33は、ファイルの終端から数えて所定サイズ分のデータ領域に対応するマッピング情報を、応答に含ませるマッピング情報の範囲として決定することができる。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、ファイルの先頭から所定サイズのデータ領域、及び、ファイルの終端から数えて所定サイズ分のデータ領域の双方に対応するマッピング情報を、応答に含めるマッピング情報の範囲として決定することもできる。
The range determination performed by the open mapping information return
open時マッピング情報返却範囲決定部33は、ファイル中のどのデータ領域に対応するマッピング情報を、応答に含めるマッピング情報とするかを指定するルールを用いて、返却するマッピング情報の範囲を決定することもできる。ルールは、各ファイルに共通でもよく、或いは、ファイルごとに用意しておいてもよい。ファイルごとに用意しておく場合は、ファイル情報とルールとを設定し、ファイル情報が一致する場合にのみ適用するようにすればよい。この場合、ファイル単位でルール設定を行うことができる。また、ファイルのメタ情報にファイルの種別を示す属性を持たせ、ファイルの種別とルールとをセットとし、種別が一致するルールを適用してもよい。この場合は、データベースのテーブルファイル、データベースのインデックスファイル、動画ファイル、動画ファイルの場合にはエンコーディングの方式などのファイル種別に合わせて、適切なルールを設定することが可能となる。
The open mapping information return
ルールの例を、図6に示す。ルールは、システム管理者などによって事前に作成される。または、ユーザが任意に作成してもよい。図6において、ファイル情報のエントリには、このルールが適用されるファイルを特定する情報が格納される。ファイル情報には、ファイル名や、ファイルの拡張子などを用いることができる。この例では、領域1〜領域nまで、n個のデータ領域を指定している。領域1〜領域nには、任意の領域を設定する。これらデータ領域は、連続したデータ領域である必要はない。また、領域は1つでもかまわない。ルールにて指定する領域は、ファイルのデータ特性に応じて、ファイルopen後にアクセスがあることが予想されるデータ領域とすることが好ましい。図6に示すルールのように、複数のデータ領域が指定されたときは、open時マッピング情報返却範囲決定部33は、各データ領域の先頭アドレス及び終了アドレスの組から成る範囲群を、マッピング情報取得部34に渡す。
An example of the rule is shown in FIG. Rules are created in advance by a system administrator or the like. Or you may create arbitrarily. In FIG. 6, the file information entry stores information for specifying a file to which this rule is applied. As the file information, a file name, a file extension, or the like can be used. In this example, n data areas are designated from area 1 to area n. Arbitrary areas are set in the areas 1 to n. These data areas do not have to be continuous data areas. One area may be used. The area specified by the rule is preferably a data area that is expected to be accessed after the file open according to the data characteristics of the file. When a plurality of data areas are specified as in the rule shown in FIG. 6, the open mapping information return
なお、図6では、領域を、先頭アドレスと終了アドレスとの組で指定しているが、領域は、先頭アドレスと、領域のサイズとの組により指定してもよい。また、領域を、終了アドレスと領域サイズとの組により指定してもよい。ルールにて、先頭アドレスと領域サイズとの組による領域の指定と、終了アドレスと領域サイズとの組よる領域の指定とを混在させてもよい。この場合は、各領域の指定に、先頭アドレスからの領域指定である、終端アドレスからの領域指定であるかを示すフラグを設けておけばよい。先頭又は終端のアドレスと、領域サイズとによる領域指定を行うことで、様々な長さのファイルに対して、ルールにて、先頭又は終端から所定の範囲にある領域を指定することができる。 In FIG. 6, the area is specified by a combination of a start address and an end address, but the area may be specified by a combination of a start address and the size of the area. An area may be specified by a combination of an end address and an area size. In the rule, the designation of the area by the combination of the start address and the area size and the designation of the area by the combination of the end address and the area size may be mixed. In this case, a flag indicating whether the area is specified from the end address or the area specified from the end address may be provided in the specification of each area. By specifying an area based on the start or end address and the area size, an area within a predetermined range from the start or end can be specified by a rule for files of various lengths.
図5に戻り、マッピング情報取得部34は、open時マッピング情報返却範囲決定部33から指定された領域に対応するマッピング情報を取得する(ステップB8)。マッピング情報取得部34は、ファイルopen時マッピング情報返却範囲決定部33が決定した範囲が、複数のデータブロックにまたがる範囲であれば、複数のマッピング情報のレコード(図2)を取得する。マッピング情報取得部34は、取得したマッピング情報を、応答返却部35に渡す。応答返却部35は、ファイルopen要求に対する成功応答に、ステップB8で取得されたマッピング情報を含めて、ホスト10に返却する(ステップB9)。
Returning to FIG. 5, the mapping
図7に、マッピング情報取得部34の処理手順を示す。マッピング情報取得部34は、対象ファイルと、対象ファイルにおけるデータ範囲とを受け取り、マッピング情報の取得を行う。マッピング情報取得部34は、取得対象のデータ範囲を選択する(ステップC1)。ステップC1では、マッピング情報取得部34に、複数の領域が渡されているときは、領域群の中から領域を1つ選択する。マッピング情報取得部34は、ステップC1で選択した領域の先頭アドレスを、検索対象アドレスとする(ステップC2)。
FIG. 7 shows a processing procedure of the mapping
マッピング情報取得部34は、指定されたファイルのマッピング情報から、ステップC2で設定した検索対象アドレスを領域情報の範囲に含むマッピング情報エントリを検索する(ステップC3)。マッピング情報取得部34は、ステップC3で検索したマッピング情報エントリを元に、ホスト10に返却するマッピング情報を作成する(ステップC4)。ステップC4では、マッピング情報取得部34は、マッピング情報記憶部36から、ステップC3で検索したマッピング情報エントリの内容を取得し、ホストに返却すべきマッピング情報に、取得した内容を追加する。
The mapping
マッピング情報取得部34は、マッピング情報エントリの領域情報に、ステップC1で選択したデータ範囲の終了アドレスが含まれるか否かを判断する(ステップC5)。終了アドレスが、マッピング情報エントリのデータ領域範囲に含まれないときは、続きのデータ範囲のマッピング情報を取得するために、ステップC3で検索したマッピング情報エントリの終了アドレスの次のアドレスを検索対象アドレスとし(ステップC6)、ステップC3に戻る。
The mapping
マッピング情報取得部34は、ステップC5でデータ範囲の終了アドレスがマッピング情報エントリのデータ領域範囲に含まれると判断すると、つまり、ステップC1で選択したデータ範囲の全てについてのマッピング情報が得られると、当該データ範囲のマッピング情報取得を終了する。マッピング情報取得部34は、まだ、マッピング情報を取得していないデータ範囲があるか否かを判断する(ステップC7)。存在する場合、マッピング情報取得部34は、未処理のデータ範囲から1つを選択し(ステップC8)、ステップC2に戻って、選択したデータ範囲のマッピング情報の取得を行う。
When the mapping
マッピング情報取得部34は、ステップC7で未処理のデータ範囲がないと判断すると、作成したマッピング情報を応答返却部35に渡し(ステップC9)、処理を終了する。マッピング情報取得部34が作成したマッピング情報は、応答返却部35により、図5のステップB9で、ホスト10に送信される。
If the mapping
なお、ステップC3で該当するマッピング情報のエントリがない場合、その領域はまだストレージ装置20に割り当てられていない。この場合、マッピング情報取得部34は、ファイルopen時のマッピング情報取得であれば、割り当てられていないことを通知し、検索アドレスを後にずらして、領域の最後尾までに存在する、割当て済み領域のマッピング情報を取得する。
If there is no corresponding mapping information entry in step C3, the area has not been allocated to the
図4に戻り、ホスト10は、open要求に対する応答を受け取ると、応答に含まれるマッピング情報を、ファイル情報と対応付けてマッピング情報キャッシュ12に登録する(ステップA4)。なお、NFSv2のように、パス名解決のみで、明示のopen処理がない場合には、ステップA2及びステップA3は必要ない。その場合、ステップA1のパス名解決の処理の中でマッピング情報が返却されるので、ステップA4では、そのときに返却されたマッピング情報をマッピング情報キャッシュ12に登録すればよい。
Returning to FIG. 4, when receiving the response to the open request, the
図8(a)〜(d)に、マッピング情報キャッシュ12に記録されるマッピング情報のレコードの例を示す。また、図9(a)〜(d)に、マッピング情報キャッシュ12に記録されるマッピング情報のレコードの別例を示す。マッピング情報キャッシュ12に記録されるマッピング情報のレコードは、メタサーバ30中のマッピング情報(図2(a)〜(d)、又は、図3(a)〜(d))と、ファイルを特定するためのファイル情報とから構成される。ファイル情報には、ファイルシステムを特定する情報と、ファイルシステムのinode番号或いはvnode番号との組み合わせや、NFS(Network File System)でのNFSサーバを特定する情報とファイルハンドルとの組み合わせ、或いは、ファイルのパス名等を用いることができる。
8A to 8D show examples of mapping information records recorded in the mapping information cache 12. FIGS. 9A to 9D show another example of mapping information records recorded in the mapping information cache 12. The mapping information record recorded in the mapping information cache 12 specifies the mapping information (FIGS. 2A to 2D or FIGS. 3A to 3D) in the
続いて、ホスト10は、ストレージ装置20のopen処理を行う(ステップA5)。ステップA5のストレージ装置でのopen処理は、ストレージ装置にアクセスするための情報を取得する処理である。このopen処理は、iSCSIでのLOGIN処理と同様の処理であり、詳細は省略する。なお、ステップA5は、ストレージ装置20にopen処理が必要ない場合には省略してよい。
Subsequently, the
図10に、ホスト10からファイルにアクセス(read/write)する際の処理手順を示す。ホスト10は、ファイルアクセス部11に、アクセス対象のファイルと、アクセスする領域とを指定して、ファイルアクセスを指示する。アクセスする領域は、データブロックの範囲であり、先頭のアドレスと終端アドレスとの組、或いは、先頭アドレスとサイズとの組で指定する。
FIG. 10 shows a processing procedure when a file is accessed (read / write) from the
ファイルアクセス部11は、ユーザプログラムなどからファイルへのアクセスが発生すると、マッピング情報キャッシュ12を検索し(ステップD1)、アクセス対象のファイルについて、アクセス対象のデータ領域に対応するマッピング情報が存在するか否かを判断する(ステップD2)。マッピング情報キャッシュ12に、アクセス対象のデータ領域の全範囲に対応するマッピング情報が存在する場合は、マッピング情報キャッシュ12から必要なマッピング情報を取得し、ストレージ装置20へのアクセスに移行する。
When an access to a file occurs from a user program or the like, the
ファイルアクセス部11は、ステップD2で、アクセス対象のファイルについて、アクセスする全範囲のマッピング情報がない、或いは、一部の領域のマッピング情報がないと判断すると、存在しない分のマッピング情報の送信を、メタサーバ30に要求し(ステップD3)、メタサーバ30からの応答を待つ(ステップD4)。
If the
ホスト10は、マッピング情報取得対象の“ファイル情報”と、1以上の“マッピング情報を取得するデータ範囲を示す情報”とをメタサーバ30に通知し、マッピング情報の送信を要求する。ファイル情報は、ファイルを特定するための情報である。ファイル情報には、ファイルシステムを特定する情報とファイルシステムのinode番号或いはvnode番号との組み合わせや、NFSでのNFSサーバを特定する情報とファイルハンドルとの組み合わせ、ファイルのパス名等を用いることができる。マッピング情報を取得するデータ範囲は、ファイル中の領域の先頭アドレスとファイル中の領域の終了アドレスとの組、或いは、ファイル中の領域の先頭アドレスと領域のサイズとの組で指定する。
The
図11に、ホスト10からマッピング情報取得要求があったときのメタサーバ30の処理手順を示す。メタサーバ30は、マッピング情報取得要求受付部32により、ホスト10から送信されたマッピング情報の取得要求を受け取る。マッピング情報取得要求受付部32は、指定されたファイルのマッピング情報を検索対象とし、指定されたデータ領域を検索範囲として、マッピング情報取得部34に、マッピング情報の取得を指示する(ステップE1)。マッピング情報取得部34は、マッピング情報取得要求受付部32からの指示に従って、マッピング情報を取得する(ステップE2)。このときのマッピング情報取得部34によるマッピング情報の取得は、図7に示す手順と同様である。
FIG. 11 shows a processing procedure of the
なお、図7のステップC3で該当するマッピング情報のエントリがない場合、その領域はまだストレージ装置20に割り当てられていない。この場合、readに伴うマッピング情報取得であれば、open時の処理と同様に、割り当てられていないことを通知し、検索アドレスを後にずらしていき、領域の最後尾までに存在する、割当て済み領域のマッピング情報を取得する。writeの場合には、ストレージ装置中のデータブロック或いはオブジェクトの割り当てを行う。この割り当ての処理は、ファイルシステムでのデータブロックの割り当てと同様の処理である。OSDの場合には、使用されていないオブジェクトIDを割り当てることとなる。なお、ストレージ装置20が複数ストレージ装置から構成される場合には、writeによりストレージ装置中のエントリを割り当てる前に、その領域を割り当てるストレージ装置の決定も行う。
If there is no corresponding mapping information entry in step C3 of FIG. 7, the area has not been allocated to the
マッピング情報取得部34は、ステップE2で、マッピング情報記憶部36から、ホスト10から要求された、アクセス対象のファイルのアクセスするデータ領域に対応するマッピング情報を取得する。応答返却部35は、マッピング情報取得部34から、マッピング情報を受け取り、ホスト10に、受け取ったマッピング情報を含む応答を返却する(ステップE3)。
In step E2, the mapping
図10に戻り、ファイルアクセス部11は、メタサーバ30からマッピング情報を受信すると、受信したマッピング情報を、該当ファイルのファイル情報と対応付けて、マッピング情報キャッシュ12に登録する(ステップD5)。マッピング情報のキャッシュ登録は、登録する情報がマッピング情報である点を除き、ホスト10で動作するデータキャッシュやNFSのDNLC(Directory Name Lookup Cache)の動作と同様である。ファイルアクセス部11は、ステップD1で検索したマッピング情報、又は、ステップD3でメタサーバ30から取得したマッピング情報を用いて、ストレージ装置20にアクセスし(ステップD6)、処理を終了する。
Returning to FIG. 10, when the
ストレージ装置20でのread/writeアクセスの処理は、ディスク装置、NAS(Network Attached Storage)、OSD、ディスクアレイ装置等でのread/writeの処理と同様である。なお、図10では、ステップD5でマッピング情報をキャッシュ登録した後に、ステップD6でストレージ装置20に対してアクセスを行っているが、これら処理は、どちらが先でもよい。或いは、ストレージ装置20へのアクセスと、マッピング情報のキャッシュ登録とを、並行して行ってもよい。
The read / write access processing in the
本実施形態では、メタサーバ30は、ホスト10が実際にファイルにread/writeする前に、ファイルopen要求の時点で、openするファイルのマッピング情報を、ホスト10に返却する。ホスト10は、ファイルopen時にメタサーバ30から送信されたマッピング情報を、マッピング情報キャッシュ12に登録する。ホスト10は、ファイルopen後、当該ファイルに対してアクセスする際に、アクセスするデータ領域に対応するマッピング情報がマッピング情報キャッシュ12に存在すれば、そのマッピング情報を用いて、当該データ領域にアクセスできる。つまり、ホスト10は、ファイルopen後、先行的にマッピング情報をキャッシュ登録することで、改めてメタサーバ30に対してマッピング情報の取得を要求することなく、ファイルにアクセスできる。ファイルopen時に、メタサーバ30から、ホスト10に、ファイルopen後にアクセスがあることが予想されるデータ領域のマッピング情報を送信しておくことで、ホスト10は、すぐに、そのデータ領域にアクセスでき、アクセスの応答時間を短縮することができる。
In the present embodiment, the
ファイルアクセス部11は、ファイルアクセス時にメタサーバ30から取得したマッピング情報も、マッピング情報キャッシュ12に登録する(図10のステップD5)。このマッピング情報のキャッシュを利用することで、再度同じファイルの同じデータ領域にアクセスする際のアクセス応答時間を短縮できる。しかし、ファイルアクセス時のマッピング情報のキャッシュのみでは、ファイルをopenしただけで、まだアクセスが発生してないファイルに対するアクセス応答時間を短縮することはできない。本実施形態では、ファイルをopenした時点で、ファイルopenでは本来必要がないマッピング情報をメタサーバ30からホスト10に送信し、これをマッピング情報キャッシュ12に登録することで、ファイルopen後のアクセスの応答時間短縮を図ることができる。
The
上記実施形態のファイル管理システムにおけるメタサーバ30は、本発明のメタサーバの基本構成としての、ファイルオープン要求受付部31と、マッピング情報取得部34と、マッピング情報送信部(応答返却部)35と有する。マッピング情報取得部34は、ホスト10からファイルオープン要求があると、マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部36から、オープンするファイルのマッピング情報を取得する。マッピング情報送信部(応答返却部)35は、マッピング情報取得部34が取得したマッピング情報を、通信回線を介してファイルオープン要求を送信したホスト10に向けて送信する。マッピング情報記憶部36は、メタサーバ30の外部にメタサーバ30と通信回線40を介して接続されていてもよい。
The
上記実施形態のファイル管理システム、並びに、そのシステムで用いられるメタサーバ、ファイル管理方法、及び、プログラムでは、ホスト10は、ファイルオープン要求を送信するとメタサーバ30からマッピング情報を取得できるので、その後にホスト10がファイルにアクセスする際に必要なアクセス時間を短縮することができる。
In the file management system of the above embodiment, and the meta server, file management method, and program used in the system, the
上記実施形態では、マッピング情報をキャッシュする構成を採用する。マッピング情報は、データそのものよりも容量が少ないため、ホスト10のストレージ装置20が、少量のキャッシュ容量(記憶容量)で済むという利点がある。また、マッピング情報取得に関わる通信における通信量も少なくて済む。open時に、メタサーバ30からホスト10にマッピング情報を送信する形態として、openを契機として、open要求に対する応答とは別に、マッピング情報を送信する形態も考えられる。ただし、その場合は、ホスト10とメタサーバ30との間の通信回数が増えることになるので、通信回数の削減という観点からは、open要求に対する応答に、マッピング情報を含めて送信する形態が有利である。
In the above-described embodiment, a configuration in which mapping information is cached is adopted. Since the mapping information has a smaller capacity than the data itself, there is an advantage that the
マッピング情報キャッシュ12の動作として、一定時間ごとにキャッシュを無効化(マッピング情報の削除)を行う動作が考えられる。このような場合、ファイルopen時にメタサーバ30からホスト10に送信するマッピング情報の範囲は、無効化される時間内にアクセスする可能性があるデータ領域に対応する範囲とすることが好ましい。無効化される時間内にアクセスする可能性があるデータ領域は、システム管理者などが、アクセス履歴や、ファイルの転送速度などから決定する。決定したデータ範囲を、open時マッピング情報返却範囲決定部33がマッピング情報の範囲を決定する際に参照するルールに設定しておくことで、無効化されるマッピング情報の取得を避けることができる。
As an operation of the mapping information cache 12, an operation of invalidating the cache (deleting mapping information) at regular intervals can be considered. In such a case, it is preferable that the range of mapping information transmitted from the
図12は、本発明の第2実施形態のファイル管理システムを示している。本実施形態の構成は、第1実施形態の構成(図1)に、メタサーバ30内にマッピング情報取得ロギング部37とルール決定部38とが追加された構成である。マッピング情報取得ロギング部37は、メタサーバ30に到着する、ホスト10から送信されたマッピング情報取得要求の履歴を収集する。ルール決定部38は、マッピング情報取得ロギング部37が収集した履歴を参照して、ファイルopen後の当該ファイルに対するアクセスを調べ、open時マッピング情報返却範囲決定部33がファイルopen時に返却するマッピング情報の範囲を決定する際に用いるルールを作成する。
FIG. 12 shows a file management system according to the second embodiment of the present invention. The configuration of this embodiment is a configuration in which a mapping information
ルール決定部38は、ファイルopen後、ホストが送信したマッピング情報取得要求の履歴から、ホスト10がアクセスしたデータ領域を調べる。ルール決定部38は、例えば、ホスト10がファイルopen後、ファイル先頭側から順にマッピング情報取得要求を5回送信したときは、ファイル先頭からデータブロック5つ分のデータ範囲を、open時にホスト10に返却するマッピング情報のデータ範囲とするルールを作成する。open時マッピング情報返却範囲決定部33は、作成されたルールを参照して、ファイルopen時にホスト10に返却するマッピング情報の範囲を決定する。このようにすることで、ファイルopen後にホスト10がアクセスする可能性が高いデータ領域のマッピング情報を、ファイルopen時にホスト10に送信することができる。その他の効果は、第1実施形態と同様である。
The
本発明を特別に示し且つ例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は、その実施形態及びその変形に限定されるものではない。当業者に明らかなように、本発明は、添付のクレームに規定される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能である。 Although the invention has been particularly shown and described with reference to illustrative embodiments, the invention is not limited to these embodiments and variations thereof. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
本出願は、2008年3月5日出願に係る日本特許出願2008−055095号を基礎とし且つその優先権を主張するものであり、引用によってその開示の内容の全てを本出願の明細書中に加入する。
This application is based on and claims the priority of Japanese Patent Application No. 2008-055095 filed on Mar. 5, 2008, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. join.
Claims (16)
前記メタサーバが、ホストからファイルオープン要求を受けると、マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部からオープンするファイルのマッピング情報を取得するステップと、
前記メタサーバが、前記取得したマッピング情報を前記ホストに送信するステップと、
前記ホストが、ファイルオープン時に前記メタサーバから送信されたマッピング情報を、マッピング情報キャッシュに登録するステップとを有するファイル管理方法。A file management method used in a file system having a meta server for managing mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device,
When the metaserver receives a file open request from the host, obtaining mapping information of the file to be opened from a mapping information storage unit that stores mapping information;
The metaserver sending the acquired mapping information to the host;
A file management method comprising: the host registering mapping information transmitted from the meta server when the file is opened in a mapping information cache.
前記メタサーバが、前記ホストからファイルオープン要求を受け取ると、前記ホストに送信すべきマッピング情報の範囲を決定するステップと、
前記メタサーバが、前記決定した範囲のマッピング情報を前記マッピング情報記憶部から取得するステップとを含む、請求項1又は3に記載のファイル管理方法。Obtaining the mapping information comprises:
When the metaserver receives a file open request from the host, determining a range of mapping information to be sent to the host;
The file management method according to claim 1, wherein the meta server includes a step of acquiring mapping information in the determined range from the mapping information storage unit.
前記メタサーバが、前記履歴を参照して、前記ルールにおける、前記ファイルオープン時に前記ホストに送信すべきデータ範囲を決定するステップとを更に有する、請求項8に記載のファイル管理方法。The meta server records a history of mapping information acquisition requests sent by the host during file access; and
The file management method according to claim 8, further comprising: a step of determining a data range to be transmitted to the host when the file is opened in the rule by referring to the history.
ホストからファイルオープン要求があると、前記マッピング情報を記憶するマッピング情報記憶部から、オープンするファイルのマッピング情報を取得するマッピング情報取得部と、
前記ホストに前記マッピング情報取得部が取得したマッピング情報を送信するマッピング情報送信部と、
ファイルオープン時に、前記ホストに送信すべきマッピング情報の範囲を決定するオープン時マッピング情報返却範囲決定部とを備え、
前記マッピング情報取得部は、前記オープン時マッピング情報返却範囲決定部が決定した範囲のマッピング情報を前記マッピング情報記憶部から取得するメタサーバ。A meta server that manages mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device,
When there is a file open request from the host, a mapping information acquisition unit that acquires mapping information of the file to be opened from a mapping information storage unit that stores the mapping information;
A mapping information transmitting unit that transmits the mapping information acquired by the mapping information acquiring unit to the host;
An open time mapping information return range determination unit that determines a range of mapping information to be transmitted to the host when the file is opened;
The mapping information acquisition unit is a meta server that acquires mapping information in a range determined by the open mapping information return range determination unit from the mapping information storage unit.
前記履歴を参照して、前記ルールにおける、前記ファイルオープン時に前記ホストに送信すべきデータ範囲を決定するルール生成部とを更に有する、請求項16に記載のメタサーバ。A history generation unit for recording a history of a mapping information acquisition request transmitted by the host during file access;
The meta server according to claim 16, further comprising: a rule generation unit that determines a data range to be transmitted to the host when the file is opened in the rule with reference to the history.
前記ファイルオープン時に前記メタサーバから送信されたマッピング情報をキャッシュに登録するマッピング情報キャッシュを有するホストとを備えるファイル管理システム。A meta server for managing mapping information for managing allocation of data constituting a file to a storage device, and when there is a file open request from a host, mapping information of the file to be opened from the mapping information storage unit for storing the mapping information A meta information server having a mapping information acquisition unit that acquires the mapping information transmission unit that transmits the mapping information acquired by the mapping information acquisition unit to the host;
A file management system comprising: a host having a mapping information cache that registers mapping information transmitted from the metaserver in the cache when the file is opened.
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