JPH0474236A - 分散ファイルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複数のファイル記憶装置を通信回線を通じて
接続してなる分散ファイルシステムに関する。

（従来の技術） 近年、計算機システムに関する要求の増大および多様化
に伴って、保存しなくてはならない情報量も増大する傾
向にある。このため複数のファイル記憶装置を連結した
り、あるいはファイル記憶装置を有する複数のシステム
を連結したりする要求が増してきた。

そこで、ファイルシステム全体で１つの木型のディレク
トリ構造を持つことで、各ファイル記憶装置か保存する
ファイルをシステムのどこからでも検索（使用）できる
ようにする手法が開発されてきた。このようなシステム
では、個々のファイルがどのファイル記憶装置に存在す
るかといったファイル管理情報を、どこでどの様に持つ
かがファイルシステムの性能に大きく関わってくる。

従来は、全体のディレクトリ構造中の個々のディレクト
リ単位あるいは部分木単位で各ファイル記憶装置にファ
イルを分配する手法が多くとられてきた。またファイル
管理情報に関しては、各ファイル記憶装置がどのファイ
ル（ディレクトリ単位の場合はどのディレクトリ）を保
存しているかの情報を全てのファイル記憶装置が持つと
いった手法が多くとられてきた。

（発明か解決しようとする課題） ところか、この手法では１つのディレクトリ内の全ファ
イルは１つのファイル記憶装置に集められるため、同一
ディレクトリ内の複数ファイルにアクセスが集中した場
合に一つのファイル記憶装置に負荷が集中し、ファイル
システムの性能が低下するという問題が生じる。また、
各ファイル記憶装置がどのファイルを保存しているかの
ファイル管理情報を全ファイル記憶装置が持った場合、
ファイルの追加などでディレクトリ構造を更新する度に
全ファイル記憶装置が持つファイル管理情報を全て更新
せねばならず、この処理にかかる負荷が大きい。さらに
、信頼性を高めたり、一つのファイル記憶装置への負荷
集中を避けるために、同一のファイルを複数のファイル
記憶装置に多重化して保存する場合でも、ファイルの分
配がディレクトリ単位であると、ファイル記憶装置に保
存するファイル量が膨大なものとなり、しかも不要なフ
ァイルまで多重化してしまうことになって多（の無駄が
生じる。

本発明はこうした課題を解決するためのもので、一つの
ファイル記憶装置に対するファイル検索の集中を避けて
、各ファイル記憶装置間での負荷分散によるシステム性
能の向上を図ることのできる分散ファイルシステムの提
供を目的としている。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 第１の発明の分散ファイルシステムは上記の目的を達成
するために、ファイルを記憶した複数のファイル記憶装
置か通信回線を通じて接続され、前記各ファイル記憶装
置に記憶されたファイルを木型のディレクトリ構造を用
いて管理する分散ファイルシステムにおいて、前記木型
のディレクトリ構造中で同一ディレクトリに属するファ
イル群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞれ分配保
存し、あるファイル記憶装置に対するファイル使用開始
要求が発生したとき、該ファイル記憶装置は該当するフ
ァイルの有無を調べ、該当するファイルが有ればその旨
をファイル使用開始要求元に通知し、該当するファイル
が無ければ、他のファイル記憶装置に当該ファイルの検
索を依頼して、その結果を前記ファイル検索の要求元に
通知するようにしたことを特徴としている。

また第２の発明の分散ファイルシステムは上記の目的を
達成するために、ファイルを記憶した複数のファイル記
憶装置が通信回線を通じて接続され、前記各ファイル記
憶装置に記憶されたファイルを木型のディレクトリ構造
を用いて管理する分散ファイルシステムにおいて、前記
木型のディレクトリ構造中で同一ディレクトリに属する
ファイル群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞれ分
配保存し、あるファイル記憶装置に対するファイル使用
開始要求が発生したとき、該ファイル記憶装置は、自身
を含む全てのファイル記憶装置に対して同時にファイル
検索を依頼し、その結果を前記ファイル使用開始要求元
に通知するようにしたことを特徴としている。

（作　用） 第１の発明の分散ファイルシステムでは、木型のディレ
クトリ構造中で同一ディレクトリに属するファイル群を
前記複数のファイル記憶装置にそれぞれ分配保存し、あ
るファイル記憶装置に対するファイル使用開始要求が発
生したとき、該ファイル記憶装置は該当するファイルの
有無を調べ、該当するファイルが有ればその旨をファイ
ル使用開始要求元に通知し、該当するファイルが無けれ
ば、他のファイル記憶装置に当該ファイルの検スミを依
頼して、その結果をファイル検索の要求元に通知する。

また第２の発明の分散ファイルシステムでは、木型のデ
ィレクトリ構造中で同一ディレクトリに属するファイル
群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞれ分配保存し
、あるファイル記憶装置に対するファイル使用開始要求
が発生したとき、該ファイル記憶装置は、自身を含む全
てのファイル記憶装置に対して同時にファイル検索を依
頼し、その結果をファイル使用開始要求元に通知する。

したがって、これらの発明によれば、一つのファイル記
憶装置に対するファイル検索の集中が避けられるのでシ
ステムの性能を高めることができる。またこの発明では
、ファイル記憶装置自身が保存しているファイルについ
ての管理情報を各ファイル記憶装置が持つだけで済むた
めファイル追加時等における管理情報の変更作業が容易
になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る一実施例の分散ファイルシステム
の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、このファイルシステムは、複数のフ
ァイル記憶装置（第１〜第３のファイル記憶装置）１１
ａ、１１ｂ、ｌｌｃ及び複数の処理装置（第１及び第２
の処理装置）１２ａ、１２ｂをそれぞれ通信回線１３を
介して接続して構成されている。各ファイル記憶装置１
１ａ、ｌｌｂ。

１１ｃは、それぞれ外部とのデータ通信を行うための通
信装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、７フイルやファイル
検索等のだめの管理情報等が保存されティるディスク１
５ａ、１５ｂ、１５ｃと、ディスク１５ａ、１５ｂ、１
５ｃに対するデータの書込み及び読出しを始めとする各
種の制御を実行するディスク制御装置１６ａ、１６ｂ、
１６ｃとを備えて構成されている。

次に以上の構成からなる分散ファイルシステムにおける
ファイル管理方式について説明する。

ここで、分散ファイルシステム全体の木型のディレクト
リ構造として第２図に示すようなものを想定する。尚、
このディレクトリ構造において、各種の末端部分に付さ
れたものがファイル名であり、その他“ｒｏｏｔ、　ｕ
ｓｒ　、　ｄｅｐＬＳｔｒａｌｎ　、　５ｈｉｐ”がフ
ァイル名の属するディレクトリに至る枝（バス名）を構
成するものである。

第３図は各ファイル記憶装置１１ａ、ｌｌｂ。

１１ｃが記憶しているファイル名を示す図である。

同図に示すように、本実施例の分散ファイルシステムは
、前記木型のディレクトリ構造の中の同一ディレクトリ
内のファイル群を複数のファイル記憶装置１１ａ、ｌｌ
ｂ、ｌｌｃに分配保存してなっている。

すなわち、各ファイル記憶装置１１ａ、ｌｌｂ。

１１ｃは、それぞれ第４図（ａ　−Ｃ）に示すように、
自身が保存しているファイル名とこのファイルが属する
ディレクトリに至る枝（パス名）からなるファイル管理
情報を保有している。

次に、第１の処理装置１２ａよりディレクトリ“／ｄｅ
ｐｉ／１ｒａｉｎ　　内のファイル“ｄａｔＬ　ｄａｔ
２、ｄａｔａ”に対する使用開始要求が発生した場合の
動作について説明する。

まず、第１の処理装置１２ｇから通信回線１３を通じて
第１のファイル記憶装置１１ａにディレクトリ　“／ｄ
ｅｐｔ／１ｒａｉｎ　”内のファイル”ｄａｔｌ、ｄａ
ｔ２、ｄａｔ３’についての使用開始要求が送られる。

これによりディスク制御装置１６ａは個々のファイルに
対して次のような処理を行う。

この処理動作を第５図を参照しながら説明する。

まずディスク制御装置１６ａは、自ファイル記憶装置１
１ａのディスク１’５ａに該当するファイル“／ｄｃｐ
ｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔｌ”が存在するか否かを調べる
（ステップ５１）。この結果、第３図に示したように、
自ファイル記憶装置１１ａには該当するファイルは存在
しないので（ステップ５２）、ディスク制御装置１６ａ
は通信装置１４ａを通じて他のファイル記憶装置１１ｂ
、ｌｌｃにファイル検索依頼を放著する（ステップ５３
）。

一方、このファイル検索依頼を受は取ったファイル記憶
装置１１ｂ、ｌｌｃは次のような処理を行う。

この処理動作を第６図を参照しながら説明する。

まず第２のファイル記憶装ｆｌｌｂにおいて、ディスク
制御装置１６ｂは、自ファイル記憶装置１１ｂのディス
ク１５ｂに該当するファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ
／ｄａｔｌ”か存在するか否かを調べる（ステップ６１
）。この結果、第３図に示したように、ファイル記憶装
置１１ｂには該当するファイルが存在しないため（ステ
ップ６２）、第２のファイル記憶装置１１ｂの処理動作
はここで終了する。

一方、第３のファイル記憶装置１１Ｃにおいても同様に
、ディスク制御装置１６ｃは、自ファイル記憶装置１１
Ｃのディスク１５ｃに該当するファイル”　／ｄｃｐｔ
／１ｒａｉｎ／ｄａｔｌ”が存在するか否かを調べる（
ステップ６１）。この結果、第３図に示したように、こ
のファイル記憶装置１１ｃには該当するファイルが存在
しているので（ステップ６２）、ディスク制御装置１６
ｃは、ファイルの使用開始処理を行ってファイルアクセ
スのためのファイルポインタを生成しくステップ６３）
、このファイルポインタ及び自ファイル記憶装置名を要
求元である第１のファイル記憶装置１１ａに返送する（
ステップ６４）。

第１のファイル記憶装置１１ａは、これらの情報を一定
時間内に受は取ると（ステップ５４）、このファイルポ
インタとファイル記憶装置名を要求元である第１の処理
装置１２ａに返送する（ステップ５５）。

次のファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ２”に
対しても同様に第５図に従って処理を行う。

この場合は、第１の処理装置１２ａからファイルの使用
開始要求を直接受けた第１のファイル記憶装置１１ａに
該当するファイルが存在するので（ステップ５２）、デ
ィスク制御装置１６ａは、ファイルの仕様開始処理を行
ってファイルアクセスのためのファイルポインタを生成
しくステップ５６）、このファイルポインタと自ファイ
ル記憶装置名を第１の処理装置１２ａに返送する（ステ
・ン　ブ　５５　）　　。

最後ニファイル″／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ３”
に対してもファイル“／ｄｃｐｔ／１ｒａｊｎ／ｄａｔ
ｌ’″の場合と同様の流れで処理が行われる。この場合
、ファイルは第２のファイル記憶装置１１ｂで発見され
、ここからファイルポインタとファイル記憶装置名が第
１のファイル記憶装置１１ａへ返送され、さらに第１の
処理装置１２ａに返送される。

これらの処理の後、第１の処理装置１２ａは、各ファイ
ルのアクセス要求をそれぞれ該当ファイルを保存してい
るファイル記憶装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対して送
った後、ファイルアクセスを行う。

かくしてこの実施例の分散ファイルシステムによれば、
同一ディレクトリ内のファイル群に対するアクセス処理
を複数のファイル記憶装置１１ａ１１１ｂ、１１ｃに対
して分散して行うことが可能となり、これにより特定の
ファイル記憶装置への負荷の集中を避けて、効率良くフ
ァイルアクセスを行うことが可能となる。

次の本発明の他の実施例を説明する。

第７図は本発明に係る他の実施例の分散ファイルシステ
ムの構成を示すブロック図である。

同図において、２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれ通
信装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、ディスク制御装置２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、ディスク２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
とともに、処理装置２５ａ１２５ｂ、２５ｃを内蔵した
ファイル記憶装置を示しており、それぞれのファイル記
憶装置２１ａ１２１ｂ、２１ｃは通信回線２６を通じて
結合されている。

第８図は各ファイル記憶装置２１　ａ　ｓ　２１　ｂ　
１２１ｃが記憶しているファイル名を示す図である。

同図に示すように、この実施例の分散ファイルシステム
は、同一ディレクトリ内のファイル群を複数のファイル
記憶装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃに分配保存し、かつ特
定のファイルについては複数のファイル記憶装置２１ａ
’、２１ｂ、２１ｃに多重に保存してなっている。例え
ば、ここでファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ
ｌ”と“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ２”は重要度
が高いまたはこれらのファイルを読み込む処理か頻繁に
発生するなどの理由で、それぞれ“／ｄｅｐｔ／１ｒａ
ｉｎ／ｄａｄ”は第１及び第３の７フイル記憶装置２１
ａ、２１ｃに、”　／ｄｅｐｔ／Ｌｒａ！ｎ／ｄａｔ２
゜は第１及び第２のファイル記憶装置２１ａ、２１ｂに
保存し２重化している。また“ノｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ
／ｄａｔ３″は特に重要度が高く頻繁にこのファイルを
読むなどの理由により全てのファイル記憶装置２１ａ、
２１ｂ、２１ｃに保存し３重化している。

すなわち、各ファイル記憶装置２１ａ、２１ｂ１２１Ｃ
は、それぞれ第９図（ａ　−ｃ　）に示すように、自身
が保存しているファイル名とこのファイルが属するディ
レクトリに至る枝（パス名）からなるファイル管理情報
を保有している。

次にこの分散ファイルシステムにおいて、第１のファイ
ル記憶装置２１ａの処理装置２５ａでディレクトリ　“
／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ　　内のファイル“ｄａｔｌ、
ｄａｔ２、ｄａｔａ”に対する使用開始要求が発生した
場合の動作を第１０図を参照しながら説明する。

まず処理装置２５ａは、通信装置２２ａを通して自身を
含む全てのファイル記憶装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃに
ファイル’　／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔｌ”の検
索依頼を放送する（ステップ１０１）。このファイル検
索依頼を受は取ったファイル記憶装置２１　ａ　％　２
１　ｂ　ｓ　２　ｌ　ｃ内の処理装置２５ａ、２５ｂ、
２５ｃはそれぞれ次のような処理を行う。この処理動作
を第１１図を参照しながら説明する。

まず第１のファイル記憶装置２１ａ内の処理装置２５ｇ
は、ディスク制御装置２３ａを通じてディスク２４ａに
目的のファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔｌ“
が保存されているか否かを調べる（ステップ１１１）。

この結果、第８図に示したように、このディスク２４ａ
には該当するファイルが存在しているので（ステップ１
１２）、自ファイル記憶装置名を要求元である処理装置
２５ａに送る（ステップ１１Ｂ）。

また、同様に第２のファイル記憶装置２１ｂ内の処理装
置２５ｂても、第１１図に従った処理を行うが、この場
合、ディスク２４ｂには該当するファイルが保存されて
いないので（ステップ１１２）、そのまま処理を終了す
る。

さらに第３のファイル記憶装置２１ｃ内の処理装置２５
Ｃにおいても同様の処理を行う。この場合、ディスク２
４ｃには該当するファイルが保存されているので、自フ
ァイル記憶装置名を要求元である第１のファイル記憶装
置２１ａ内の処理装置２５ａに送る（ステップ１１３）
。

これらの情報を一定時間内に受は取った処理装置２５ａ
は（ステップ１０２）、次に応答を返してきた処理装置
２５ａ、２５ｃの内、最も負荷の少ない処理装置、例え
ば最初に応答を返してきた処理装置２５ａにファイル使
用開始依頼を送る（ステップ１０３）。このファイル使
用開始依頼を受は取った処理装置２５ａは、第１２図に
示すように、まずファイル開始処理を行い、ファイルア
クセスのためのファイルポインタを生成して（ステップ
１．２１　）　、これを要求元の処理装置２５ａに送る
（ステップ１２２）。これを受は取った処理装置２５ａ
は（ステップ１０４）、以降このファイルポインタを用
いてファイル記憶装置２１ａが保存するファイル“／ｄ
ｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔｌ”を読む。

ファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ２”に対し
ても同様の処理が行われる。この場合、ファイル検索依
頼に対する応答が第２のファイル記憶装置２１ｂと第３
のファイル記憶装置２１ｃから返ってくるので（ステッ
プ１０２）、先に応答があった例えば第２のファイル記
憶装置２１ｂに対しファイル使゛用開始依頼を送る（ス
テップ１０３）。この後、処理装置２５ａは、第２のフ
ァイル記憶装置２１ｂよりファイルポインタを受は取り
（ステップ１０４）、以降このファイルポインタを用い
て第２のファイル記憶装置２１ｂが保有するファイル“
／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ２°を読む。

ファイル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ３”に対し
ても同様の処理が行われる。この場合、ファイル検索依
頼に対する応答が全てのファイル記憶装置２１ａ１２１
ｂ、２１ｃから返ってくるので（ステップ１０２）、最
も先に応答があった例えば第３のファイル記憶装置２１
ｃに対し、ファイル使用開始依頼を送る（ステップ１０
３）。この後、処理装置２５ａは第３のファイル記憶装
置２１ｃからのファイルポインタを受は取り（ステップ
１０４）、以降このファイルポインタを用いて第３のフ
ァイル記憶装置２ＩＣが保存するファイル“／ｄｅｐｔ
／１ｒａｉｎ／ｄａｔ３”を読む。

かくしてこの実施例の分散ファイルシステムによれば、
同一ディレクトリ内のファイル群が複数のファイル記憶
装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃ内に分散かつ多重化して保
存されている場合でも、目的のファイルを保存している
ファイル記憶装置のうち最も負荷が少ないものに対して
ファイルアクセスを行うようにしたので、先の実施例と
同様、特定のファイル記憶装置への負荷の集中を避けて
、効率良くファイルアクセスを行うことか可能となる。

また、この実施例の場合、同一のファイルを複数のファ
イル記憶、装置に多重化して保存しているので、例えば
、第２のファイル記憶装置２１ｂかダウンしても、ファ
イル“／ｄｅｐｔ／１ｒａｉｎ／ｄａｔ２”の検索依頼
に対しは第３のファイル記憶装置２１ｃより応答を返す
ことができるなど、障害発生に対する信頼性の向上が得
られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の分散ファイルシステムによ
れば、一つのファイル記憶装置に対するファイル検索の
集中が避けられるのでシステムの性能を高めることがで
きる。またこの発明では、ファイル記憶装置自身が保存
しているファイルについての管理情報を各ファイル記憶
装置が持つだけで済むためファイル追加時等における管
理情報の変更作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の分散ファイルシステム
の構成を示すブロック図、第２図は第１図の分散ファイ
ルシステム全体のディレクトリ構造を示す図、第３図は
第１図におけるファイル記憶装置が記憶しているファイ
ル名を示す図、第４図（ａ　−Ｃ）はそれぞれ各ファイ
ル記憶装置が保有するファイル管理情報を示す図、第５
図及び第６図はそれぞれ第１図の分散ファイルシステム
においてファイル使用開始要求が発生した場合の処理動
作の流れを示すフローチャート、第７図は本発明に係る
他の実施例の分散ファイルシステムの構成を示すブロッ
ク図、第８図は第７図における各ファイル記憶装置が記
憶しているファイル名を示す図、第９図（ａ　−ｃ　）
はそれぞれ第７図における各ファイル記憶装置が保有す
るファイル管理情報を示す図、第１０図乃至第１２図は
それぞれ第７図の分散ファイルシステムにおいてファイ
ル使用開始要求が発生した場合の処理動作の流れを示す
フローチャートである。 １１ａ、１１ｂ、１１　ｃ　・−ファイル記憶装置、１
２ａ％　１２ｂ・・処理装置、１３・・・通信回線、１
４　ａ　、　１４　ｂ　、　１４　ｃ　・−通信装置、
１５ａ１１５ｂ、１５ｃ＝・ディスク、１６ａ、１６ｂ
。 １６　ｃ・・・ディスク制御装置。 出願人　　　　　株式会社　東芝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ファイルを記憶した複数のファイル記憶装置が通
   信回線を通じて接続され、前記各ファイル記憶装置に記
   憶されたファイルを木型のディレクトリ構造を用いて管
   理する分散ファイルシステムにおいて、 前記木型のディレクトリ構造中で同一ディレクトリに属
   するファイル群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞ
   れ分配保存し、あるファイル記憶装置に対するファイル
   使用開始要求が発生したとき、該ファイル記憶装置は該
   当するファイルの有無を調べ、該当するファイルが有れ
   ばその旨をファイル使用開始要求元に通知し、該当する
   ファイルが無ければ、他のファイル記憶装置に当該ファ
   イルの検索を依頼して、その結果を前記ファイル検索の
   要求元に通知するようにしたことを特徴とする分散ファ
   イルシステム。
2. （２）ファイルを記憶した複数のファイル記憶装置が通
   信回線を通じて接続され、前記各ファイル記憶装置に記
   憶されたファイルを木型のディレクトリ構造を用いて管
   理する分散ファイルシステムにおいて、 前記木型のディレクトリ構造中で同一ディレクトリに属
   するファイル群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞ
   れ分配保存し、あるファイル記憶装置に対するファイル
   使用開始要求が発生したとき、該ファイル記憶装置は、
   自身を含む全てのファイル記憶装置に対して同時にファ
   イル検索を依頼し、その結果を前記ファイル使用開始要
   求元に通知するようにしたことを特徴とする分散ファイ
   ルシステム。
3. （３）請求項１または２記載の分散ファイルシステムに
   おいて、 木型のディレクトリ構造中で同一ディレクトリに属する
   ファイル群を前記複数のファイル記憶装置にそれぞれ分
   配かつ多重化して保存し、あるファイル記憶装置に対す
   るファイル使用開始要求の発生に対し、同時に複数のフ
   ァイル記憶装置にて該当するファイルが検索された場合
   、いずれか一つのファイル記憶装置をファイルアクセス
   の対象としてファイル使用開始要求元に通知するように
   したことを特徴とする分散ファイルシステム。