JPH06309251A

JPH06309251A - 高速の通信アダプタを実装した計算機

Info

Publication number: JPH06309251A
Application number: JP5098252A
Authority: JP
Inventors: Mika Mizutani; 美加水谷; Tetsuhiko Hirata; 哲彦平田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】ネットワークに接続する計算機において、高速
なデータ転送スループットを得る。【構成】ネットワーク伝送路の制御に関する下位レイヤ
の通信プロトコル処理だけを実行する低速の通信アダプ
タ２０４と、上位レイヤも含めた通信プロトコル処理を
高速に実行する高速の通信アダプタ２０５を実装する。
さらに、アプリケーションプログラム１０２，１０４、
カーネル埋め込みの通信プロトコル処理４１２、及び高
速の通信アダプタ２０５とのインタフェースの機能と、
使用する通信アダプタを識別する機能とを持つＡＰイン
タフェース部４００を計算機２０１に設ける。これによ
り、計算機２０１と通信アダプタ２０４，２０５間のデ
ータ授受を、低速の通信アダプタを使用するときには間
接的に、高速の通信アダプタを使用するときには直接的
に行う。【効果】高速の通信アダプタが提供する高速なデータ転
送性能をエンド・ツー・エンドで得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信プロトコル処理を
高速に実行する高速の通信アダプタを実装する計算機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機が他の計算機、あるいは端末装置
と通信する場合、計算機は通信アダプタを介してネット
ワーク伝送路と接続される。

【０００３】従来の通信アダプタ以下、低速の通信アダ
プタは、ネットワーク伝送路を制御する機能、ＬＡＮ環
境においてはＯＳＩ（Open Systems Interconnection）
の７階層の通信プロトコルモデルのデータリンク層下位
副層に位置付けられるＭＡＣ（Media Access Control）
以下（以下、下位レイヤ）の機能を持つ。

【０００４】このような通信アダプタを実装した場合、
データリンク層上位副層以上（以下、上位レイヤ）の上
位通信プロトコル処理は計算機の主プロセッサによって
実行される。通信プロトコル処理の中でアプリケーショ
ンプログラムへの依存が少なく、主にデータ転送に係る
通信プロトコル処理、具体的にはＯＳＩにおけるトラン
スポート層以下の通信プロトコル処理、あるいはＴＣＰ
／ＩＰの通信プロトコル処理は、カーネル埋込の処理に
なっている。従ってデータ転送に係る通信プロトコル処
理を実行するため、メモリのカーネル空間に送受信デー
タが退避されるので、計算機と通信アダプタ間のデータ
授受は、メモリのユーザ空間と通信アダプタ間で直接的
に行われない。

【０００５】従来１つの計算機が複数のネットワーク伝
送路に接続する場合、計算機は、上記のような上位レイ
ヤの通信プロトコル処理の機能を持たない低速の異なる
通信アダプタを複数実装していた。

【０００６】低速の通信アダプタを介して通信を行う場
合には、計算機側の主プロセッサで実行する上位レイヤ
の通信プロトコル処理がネックとなり、１００Ｍｂｐ
ｓ、さらには１Ｇｂｐｓへと著しく高速化しているネッ
トワーク伝送速度に見合ったエンド・ツー・エンドのデ
ータ転送スループットを得ることができないという問題
がある。

【０００７】そこで、高速化の著しいネットワーク伝送
速度を活かすため、上位レイヤ処理機能の全てあるいは
一部を、通信アダプタ側に持たせようとするものがあ
る。高速なプロトコル処理を実現するため、通信アダプ
タ上の送受信バッファを分割／組立処理によるデータコ
ピーを行う必要が無い構成としたり、通信アダプタ内で
送受信データをストアせず、計算機からネットワーク伝
送路方向へデータ送信をしながら、あるいは逆方向にデ
ータ受信をしながらプロトコル処理を実行できるように
するため、通信アダプタ上にバッファを設ける代わりに
ハードウエアＦＩＦＯ（first in first out）を設ける
ものがある。

【０００８】尚、このような通信プロトコル処理機能を
持った通信アダプタの構成方法に関して、例えば、 Bo
b Beach ： "UltraNet:An architecture for Gigabit N
etworking," Local Computer Networks, pp.232−248,
(1990.10) のような文献がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上位レイヤの通信プロ
トコル処理機能を持たない低速の通信アダプタを備えた
計算機における通信処理では、純粋な通信プロトコル処
理が占める割合が大きいことに加えて、計算機と通信ア
ダプタ間のデータ授受すなわち、メモリのユーザ空間と
カーネル空間、カーネル空間と高速通信アダプタ間のメ
モリ領域確保等の管理処理を含んだデータコピー処理、
が占める割合が非常に大きい。

【００１０】例えば、上記文献に示された公知例のよう
に、上位レイヤの通信プロトコル処理機能を通信アダプ
タ側で持ち、通信プロトコル処理を高速化しようとして
も、通信アダプタと計算機間のデータ授受が性能のネッ
クとなり、高精細画像や大容量ファイルの転送を行なう
際に要求されるエンド・ツー・エンドの高速なデータ転
送スループットを得ることができない。

【００１１】さらに、既存の計算機に上位レイヤの通信
プロトコル処理機能も備えた通信アダプタ（以下、高速
の通信アダプタ）を追加実装することを考えた場合、既
存の計算機には予め上位レイヤの通信プロトコル処理機
能を持たない低速の通信アダプタが実装されているため
に、既存の計算機の通信プロトコル処理部を利用するア
プリケーションプログラムが、アプリケーションプログ
ラムを変更すること無くそのまま、追加実装された高速
の通信アダプタを利用できるのが望ましい。

【００１２】本発明の目的は、計算機における高速のデ
ータ転送スループットを可能にすることにある。

【００１３】本発明の他の目的は、低速の通信アダプタ
と高速の通信アダプタとを実装した計算機において、高
速の通信アダプタを使用して通信を行う場合、高速の通
信アダプタが提供する高速なデータ転送スループットを
活かすデータ授受方式を実現することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、既存計算機の通信プ
ロトコル処理部を利用するアプリケーションプログラム
が、追加実装された高速の通信アダプタも利用できるよ
うにすることにある。

【００１５】本発明の他の目的は、上記計算機により構
成されるネットワークシステムにおいて、低速、高速２
種の通信アダプタを使い分け、ネットワークシステムを
有効利用することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、上位レ
イヤの通信プロトコル処理機能を持たず下位レイヤの通
信プロトコル処理機能のみを有する低速の通信アダプタ
に加えて、通信プロトコル処理の全レイヤ、あるいは下
位レイヤに加えて上位レイヤの一部までの処理を高速に
実行する高速の通信アダプタを計算機に実装することに
ある。

【００１７】本発明の他の特徴は、低速の通信アダプタ
を使用する際には、計算機側でプロトコル処理を実行す
るためユーザデータをカーネル空間に一時退避させる間
接的なデータ授受を行ない、高速の通信アダプタを使用
する際には、ユーザデータを退避しない直接的なデータ
授受を行うように、計算機と通信アダプタ間のデータ授
受方式を選択する手段を設けたことにある。

【００１８】さらに他の特徴は、低速の通信アダプタだ
けを実装している既存計算機に高速の通信アダプタを追
加実装する場合、計算機側の通信プロトコル処理部とこ
の通信プロトコル処理部を利用するアプリケーションプ
ログラムの間に、両者間のインタフェースと同一のイン
タフェースを前記アプリケーションプログラムに提供す
る機能と通信プロトコル処理部とのインタフェース、高
速の通信アダプタとのインタフェース、及び使用する通
信アダプタの種類を識別する機能を持つアプリケーショ
ンインタフェース部を配置するものである。

【００１９】さらに、アプリケーションプログラムによ
り与えられる送信先のアドレスによって、使用する通信
アダプタの種類を識別し、計算機と通信アダプタ間のデ
ータ授受方式を選択する。あるいはまた、送信要求が高
速性を要求されているものであるかを判定することによ
り、計算機と通信アダプタ間のデータ授受方式を選択す
ることも特徴の１つである。

【００２０】

【作用】本発明によれば、計算機において、低速の通信
アダプタと、高速の通信アダプタとを実装し、さらに、
使用する通信アダプタにより計算機と通信アダプタ間の
データ授受方式を使い分けるようにしているため、高速
の通信アダプタを使用する場合、高速なデータ転送性能
をエンド・ツー・エンドで得ることができる。

【００２１】また、計算機側の通信プロトコル処理部と
上記通信プロトコル処理部を利用するアプリケーション
プログラムの間に、両者間のインタフェースと同一のイ
ンタフェースをアプリケーションプログラムに提供する
アプリケーションインタフェース部を設けているので、
既存のアプリケーションプログラムを変更すること無
く、そのまま高速の通信アダプタも使用することができ
る。

【００２２】また、アプリケーションプログラムにより
必ず与えられる送信先のアドレスにより、使用する通信
アダプタの種類とそれに合った計算機と通信アダプタの
データ授受方式を選択するので、アプリケーションプロ
グラムが自ら使用する通信アダプタを指定する必要が無
い。

【００２３】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の第１の実施例を図１から図１５を
参照して説明する。図１は、本発明を適用するデータ通
信システムの一構成例を示す。このシステムは、複数の
計算機２０１（２０１Ａ〜２０１Ｃ）と、高速のネット
ワーク伝送路２０６及び低速のネットワーク伝送路２０
７から構成される。計算機２０１は、主プロセッサ２０
２と主メモリ２０３とからなり、計算機システムバス３
１２により低速の通信アダプタ２０４、及び高速の通信
アダプタ２０５に接続されている。計算機２０１Ａは、
低速の通信アダプタ２０４Ａと高速の通信アダプタ２０
５Ａを介して低速のネットワーク伝送路と接続されてい
る。計算機２０１Ｂと計算機２０１Ｃとは、低速の通信
アダプタ２０４Ｂ，２０４Ｃを介して低速のネットワー
ク伝送路２０７と、高速の通信アダプタ２０５Ｂ，２０
５Ｃを介して高速のネットワーク伝送路２０６と接続さ
れている。

【００２４】図２は、通信アダプタ２０４，２０５のハ
ード構成例を示す図である。低速の通信アダプタ２０４
は、低速のネットワーク２０７に接続され、上位レイヤ
のプロトコル処理機能は持たない。高速の通信アダプタ
２０５は、高速のネットワーク２０６に接続され、上
位、下位両レイヤの通信プロトコル処理機能を持つ。こ
れらのアダプタを計算機システムバス３１２に各々接続
することにより、計算機２０４は対応するネットワーク
伝送路２０６，２０７との接続が可能になる。

【００２５】低速の通信アダプタ２０４は、計算機シス
テムバス３１２に接続するために必要なバスインタフェ
ース３０１Ａ、送受信データを格納するバッファメモリ
３０２Ｂ、バッファメモリのアクセス制御を司る２ポー
ト制御回路３０４Ａ、低速のネットワーク伝送路２０７
に接続されるネットワーク制御回路３０３Ａから構成さ
れる。

【００２６】高速の通信アダプタ２０５は、バスインタ
フェース回路３０１Ｂ、バッファメモリ３０２Ｂ、２ポ
ート制御回路３０４Ｂ、ネットワーク制御回路３０３Ｂ
を備えている。さらに、通信プロトコル処理を実行する
ローカルメモリ３０６、ローカルプロセッサのプログラ
ム格納するエリアとワークエリアに相当するプログラム
・ワークメモリ３０７、送受信データを主メモリ２０３
とバッファメモリ３０２Ｂ間で高速に転送するＤＭＡＣ
（direct memory access controller）３０８、主プロ
セッサ２０２とローカルプロセッサ３０６間の交信に使
用するＩ／Ｆメモリ３０５（インタフェースメモリ）、
Ｉ／Ｆメモリ３０５のアクセス制御を司る２ポート制御
回路３１０、及びこれらを接続するローカルバス３０９
により構成される。尚、プロセッサ２０２，３０６、あ
るいはＤＭＡＣ３０８によるバス使用の競合を避けるた
め、計算機システムバス３１２とローカルバス３０９に
それぞれアービタ３１１（３１１Ａ，３１１Ｂ）が設け
てある。

【００２７】図３、図４は、図１の計算機間の通信に適
用される階層化通信プロトコルの構成例を示す。図３は
ＯＳＩ（open systems interconnection）の階層化通信
プロトコルの構成を、図４はＴＣＰ／ＩＰプロトコルの
階層構成を示す図である。低速の通信アダプタ２０４
は、データリンク下位副層（下位レイヤ）までの処理を
ネットワーク制御回路３０３Ａにより実行する。データ
リンク上位副層からアプリケーション迄（上位レイヤ）
の通信プロトコル処理は、計算機側の主プロセッサ２０
２で実行する。従来の計算機では、ＯＳＩの通信プロト
コル、あるいはＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルのどちらか
一方をサポートしている。高速の通信アダプタ２０５
は、上位レイヤの一部すなわちＯＳＩのトランスポート
層以下の通信プロトコル処理と、ＯＳＩのトランスポー
ト層の処理に相当するＴＣＰ、ＵＤＰ以下のプロトコル
処理を実行する。

【００２８】なお、高速の通信アダプタ２０５が処理す
る領域は、図３に示したような、トランスポート層以下
と限定する必要はない。例えば、ネットワーク層以下と
したり逆に、セション層までカバーするようにしてもよ
い。

【００２９】図５は、本発明の計算機の機能を示すブロ
ック構成図である。本発明の計算機では、低速の通信ア
ダプタ２０４すなわち、ネットワーク伝送路の制御に関
する通信プロトコル処理だけを実行し、それより上位レ
ベルの通信プロトコル処理６０５を計算機で実行する必
要がある低速の通信アダプタと、高速の通信アダプタ２
０５すなわち、ネットワーク伝送路の制御に関する通信
プロトコル処理に加えて、計算機で実行していた通信プ
ロトコル処理と同一の通信プロトコル処理の全て、ある
いは一部を高速に実行する高速の通信アダプタ２０５と
の双方の機能を実装する。

【００３０】計算機の主メモリ２０３は、ユーザが自由
に使用できるユーザ空間と、ユーザのアクセスをプロテ
クトするカーネル空間から構成される。主メモリ２０３
上のユーザ空間には、通信を行う複数のアプリケーショ
ンプログラム（第１ＡＰ１０２，第２ＡＰ１０４）と送
受信データを設定するユーザ送受信バッファ１０６が配
置される。ここで、本実施例におけるアプリケーション
プログラム（以下、ＡＰ）とは、図３、図４に示す通信
プロトコル階層のトランスポート層より上の部分と定義
する。

【００３１】なお、第１ＡＰ１０２は、データ量が数Ｋ
バイト程度の比較的小容量のアプリケーションプログラ
ム１、例えば、テキストデータのみを扱うような小容量
のファイルを対象とする。一方、第２ＡＰ１０４は、画
像データを含む、大容量（数Ｍバイト〜数百Ｍバイト）
のデータを対象とするアプリケーションプログラムであ
る。

【００３２】主メモリ２０３上のカーネル空間には、Ａ
Ｐインタフェース部４００と、低速の通信プロトコル処
理を実行するためのプログラム４１０と、通信プロトコ
ル処理を実行するために送受信データを一時退避させる
カーネル送受信バッファ４２０及び、高速の通信アダプ
タドライバ４３０のプログラムが配置される。低速の通
信プロトコル処理を実行するためのプログラム４１０
は、第１ＡＰ１０２とのインタフェース処理を司るトラ
ンスポートサービスインタフェース部４１２、通信プロ
トコル処理部４１４、低速の通信アダプタ２０４上のネ
ットワーク制御回路３０３Ａを制御する低速の通信アダ
プタドライバ４１６から構成される。

【００３３】ＡＰインタフェース部４００は、ＡＰ（１
０２，１０４）、トランスポートサービスインタフェー
ス部４１２、高速の通信アダプタ４３０とのインタフェ
ース機能と、送信に使用する通信アダプタを識別する機
能を持つ。なお、ＡＰインタフェース部４００のＡＰと
のインタフェースと、トランスポートサービスインタフ
ェース部４１２とのインタフェースは、第１のＡＰ１０
２とトランスポートサービスインタフェース部４１２に
変更を加えないため、両者間のインタフェースと同一に
する。

【００３４】高速の通信アダプタ２０５のプログラム・
ワークメモリ３０７上には、計算機側で行っていた通信
プロトコル処理を通信アダプタ側で実行するためのプロ
グラム５００が配置される。このプログラム５００は、
計算機とのインタフェース処理を司る計算機Ｉ／Ｆ部５
０２、通信プロトコル処理部５０４、ネットワーク制御
回路ドライバ５０６から構成される。

【００３５】次に、データ送受信の処理動作を図６〜１
５の処理フローにより説明する。図６の処理フローは、
ＡＰ１０２，１０４からの送信要求を受付けた時のＡＰ
インタフェース部４００の処理６００を示す。ＡＰ１０
２または１０４からの送信要求を受け付けると、送信に
使用する通信アダプタを識別する（６０２）。高速の通
信アダプタ２０５で送信すべき送信要求である場合、高
速の通信アダプタドライバ４３０を起動する（６０
６）。低速の通信アダプタ２０４で送信すべき送信要求
であれば、トランスポートサービスインタフェース部４
１２を起動する（６０８）。

【００３６】図７の処理フローは、第１のＡＰ１０２か
らのデータ送信要求を受け付けたトランスポートサービ
スインタフェース部４１２の処理７００を示す。第１Ａ
Ｐ１０２からの送信要求を受け付けると、プロトコル処
理を実行するために送信データを退避するカーネル送信
バッファ４２０を獲得する（７０２）。獲得後、第１Ａ
Ｐ１０２がユーザ送信バッファ１０６に設定した送信デ
ータを、獲得した送信バッファ４２０にコピーする（７
０４）。コピー終了後、通信プロトコル処理４１４を起
動する（７０６）。

【００３７】図８の処理フローは、送信のための通信プ
ロトコル処理終了を受けて起動された低速の通信アダプ
タドライバ４１６の処理８００を示す。低速の通信アダ
プタ２０４上のバッファメモリ３０２Ａにカーネル送信
バッファ４２０に格納されている通信プロトコルヘッダ
を付けた送信データをコピーする（８０２）。コピー終
了後ネットワーク制御回路３０３Ａのレジスタを設定
し、ネットワーク伝送路２０７への送信を依頼する（８
０４）。その後、不要になったカーネル送信バッファ４
２０を解放する（８０６）。

【００３８】図９の処理フローは、高速の通信アダプタ
ドライバ４３０における通信アダプタ２０５の送信処理
９００を示すものであり、通信アダプタのＩ／Ｆメモリ
３０５に、制御情報として、送信データが格納されてい
るユーザ送信バッファのアドレス、送信データ長、アド
レス情報を設定し（９０２）、通信アダプタを起動する
（９０４）。

【００３９】図１０の処理フローは、計算機の主プロセ
ッサ２０２から送信要求を受けて起動された計算機Ｉ／
Ｆ部５０２の処理１０００を示す。まず、計算機２０１
の主プロセッサ２０２によって設定された制御情報を解
析する（１００２）。送信要求がデータ送信要求であれ
ば（１００４）、バッファメモリ３０２Ｂ上の送信バッ
ファを獲得する（１００６）。データ送信要求でなけれ
ば、コネクション設定／解放を行うため、通信プロトコ
ル処理５０４を起動する（１００８）。ＤＭＡＣ３０８
を起動し、ユーザ送信バッファ１０６上に格納されてい
る送信データを獲得した送信バッファに転送する（１０
１０）。転送終了後、通信プロトコル処理５０４を起動
し（１０１２）、さらに、主プロセッサ２０２へユーザ
送信バッファ１０６の解放を依頼する（１０１４）。

【００４０】次に、図１１の処理フローは、ネットワー
ク制御回路３０３Ａからの受信報告を受けて起動された
低速の通信アダプタドライバ４１６の処理１１００を示
す。まず、カーネル受信バッファ４２０を獲得し（１１
０２）、バッファメモリ３０２Ａ上の受信データを獲得
した受信バッファへコピーする（１１０４）。コピー終
了後、通信プロトコル処理４１４を起動する（１１０
６）。

【００４１】図１２の処理フローは、受信のための通信
プロトコル処理４１４の終了を受けて起動されたトラン
スポートサービスインタフェース部４１２の処理１２０
０を示す。予めＡＰから指定されているユーザ受信バッ
ファ１０６に受信データをコピーする（１２０２）。コ
ピー終了後、不要になったカーネル受信バッファ４２０
を解放し（１２０４）、ＡＰインタフェース部４００を
起動する（１２０６）。

【００４２】図１３の処理フローは、受信のための通信
プロトコル処理終了を受けて起動された計算機Ｉ／Ｆ部
５０２の処理１３００を示す。予め計算機の主プロセッ
サ２０２から通知されているユーザ受信バッファ１０６
に、ＤＭＡＣ３０８によりバッファメモリ３０２Ｂ上の
受信データを転送する（１３０４）。転送終了後、Ｉ／
Ｆメモリ３０５にユーザ受信バッファのアドレス、受信
データ長、アドレス情報等の制御情報を設定し（１３０
６）、高速の通信アダプタドライバ４３０を起動する
（１３０８）。バッファメモリ３０２Ｂ上の受信データ
が格納されていた受信バッファを解放する（１３１
０）。

【００４３】図１４の処理フローは、高速の通信アダプ
タ２０５から受信報告を受けた高速の通信アダプタドラ
イバ４３０の処理１４００を示す。Ｉ／Ｆメモリ３０５
上の制御情報解析後（１４０２）、ＡＰインタフェース
部４００を起動する（１４０４）。

【００４４】図１５の処理フローは、トランスポートサ
ービスインタフェース部４１２、高速の通信アダプタド
ライバ４３０から起動されるＡＰインタフェース部４０
０における、ＡＰ１０２，１０４への受信報告処理１５
００を示す。データ受信を報告するＡＰ１０２，１０４
を識別し（１５０２）、該当するＡＰ１０２，１０４に
データ受信を通知する（１５０４）。

【００４５】このようにＡＰインタフェース部４００に
おいて、使用する通信アダプタ２０４，２０５を識別す
るので、使用する通信アダプタにより計算機２０１と通
信アダプタ２０４，２０５間のデータ授受方式を使い分
けることが可能となる。

【００４６】次に、図６の通信アダプタ識別処理（６０
２）の具体的な実施例を図１６〜図１８を参照して説明
する。図１６は、ＡＰインタフェース部４００で使用す
る通信アダプタ２０４，２０５を識別するために使用す
るアドレス検索テーブル１６００である。このアドレス
検索テーブル１６００は、ＡＰ１０２，１０４からの送
信要求時に必ずＡＰから通知される送信先アドレス１６
０２と、上記送信先アドレスに対して送信を行うために
使用する通信アダプタを識別するための通信アダプタ番
号１６０３から構成されている。

【００４７】図１６の例は、図１に示すデータ通信シス
テム構成において、計算機２０１Ｂの低速の通信アダプ
タ番号１６０３を「ＮＡ１」、高速の通信アダプタ番号
１６０３を「ＮＡ２」とする。また、計算機２０１Ａの
低速の通信アダプタ２０４を介して接続する低速のネッ
トワーク伝送路２０７上のアドレスを「Ａｄｒ１」、高
速の通信アダプタ２０５を介して接続する高速のネット
ワーク伝送路２０７上のアドレスを「Ａｄｒ２」とす
る。さらに、計算機２０１Ｃの低速の通信アダプタ２０
４を介して接続する低速のネットワーク伝送路２０７上
のアドレスを「Ａｄｒ３」、高速の通信アダプタ２０５
を介して接続する高速のネットワーク伝送路２０６上の
アドレスを「Ａｄｒ４」とする。

【００４８】図１７は、コネクション検索テーブル１７
００の一例であり、トランスポートコネクション識別子
１７０２と、トランスポートコネクション設定時に、ア
ドレス検索テーブル１６０１により得た、使用する通信
アダプタ番号１６０３とから構成される。トランスポー
トコネクション設定後は、送信先アドレスより長さの短
いコネクション識別子により、使用する通信アダプタを
識別することが可能である。

【００４９】図１８の処理フローは、アドレス検索テー
ブル１６００とコネクション検索テーブル１７００を用
いて使用する通信アダプタを識別する処理１８００を示
す。ＡＰインタフェース部４００が、ＡＰからの送信要
求を受け付けるとまずコネクション型のデータ送信要求
かを調べる（１８０２）。コネクション型のデータ送信
要求の場合、送信要求時のＡＰが与えるコネクション識
別子を、コネクション検索テーブル１７００により検索
する（１８０４）。コネクション識別子１７０２が「ｃ
ｎ３」であれば、通信アダプタ番号１６０３は「ＮＡ
２」なので、送信に使用する通信アダプタは、高速の通
信アダプタ２０５である（１８０８）。

【００５０】コネクションレス型のデータ送信、あるい
はコネクション設定のための送信の場合、コネクション
検索テーブル１６００でＡＰが与える送信先アドレス１
６０２から、使用する通信アダプタを識別する（１８０
６）。送信先アドレス１６０２が「Ａｄｒ４」であれ
ば、通信アダプタ番号１６０３は「ＮＡ２」なので送信
に使用する通信アダプタは、高速の通信アダプタ２０５
である（１８０８）。

【００５１】コネクション設定のための送信の場合、ア
ドレス検索テーブル１６００により通信アダプタ番号１
６０３を得た時点で、コネクション識別子１７０２と通
信アダプタ番号１６０３の対をコネクション検索テーブ
ル１７００に登録する。

【００５２】このようにして、ＡＰが使用する通信アダ
プタを指定しなくても、送信要求時に必ずＡＰから与え
られる送信先アドレス１６０２、あるいはコネクション
識別子により、通信アダプタを識別できるので、使用す
る通信アダプタによって、計算機と通信アダプタ間のデ
ータ授受方式を選択できる。

【００５３】〔実施例２〕本発明の第２の実施例を図１
９と図２０を参照して説明する。図１に示すようなデー
タ転送システムの使用法の一つとして、分散共有メモリ
がある。分散共有メモリとは、複数のプロセッサ２０２
がそれぞれの主メモリ２０３上にネットワークレベルの
共有メモリ空間の一部を持ち、プロセッサ間で共有情報
を送受信することによりメモリの共有を実現するもので
ある。分散共有メモリ１９００のシステムの構成例を図
１９に示す。共有メモリ空間の一部を管理する主メモリ
２０３上のエリアを、本実施例ではネットワークキャッ
シュ１９０２（１９０２Ａ〜１９０２Ｃ）と呼ぶ。

【００５４】図１９においては、分散共有メモリ１９０
０には、Ａ、Ｂ、Ｃという共有情報が、各々入ったペー
ジが３つ存在する。共有情報Ａは計算機２０１Ａの主メ
モリ２０３Ａ上のネットワークキャッシュ１９０２Ａ
に、共有情報Ｂは計算機２０１Ｂの主メモリ２０３Ｂ上
のネットワークキャッシュ１９０２Ｂに、共有情報Ｃは
計算機２０１Ｃの主メモリ２０３Ｃ上のネットワークキ
ャッシュ１９０２Ｃに格納されている。

【００５５】このような分散共有メモリシステムでは、
分散共有メモリ１９００上の情報を自分の主メモリ２０
３上に全て持っているかのごとくアクセスできることが
必要である。このためには、計算機２０１の主プロセッ
サ２０２間で情報の共有を実現するために行われる共有
情報の移動を高速に実現しなくてはならない。

【００５６】そこで、図１９に示す分散共有メモリシス
テム１９００は、高速のネットワーク伝送路２０６と低
速のネットワーク伝送路２０７に接続している計算機２
０１から構成されている点に着目し、共有情報の移動に
２種類のネットワーク伝送路を使いわける。

【００５７】例えば、データ量の少ない制御情報を転送
する場合には、低速のネットワーク伝送路２０７を利用
しても、高速のネットワーク伝送路２０６を利用しても
性能差が少ないので、この場合低速のネットワーク伝送
路２０７を利用し、データ量の多い共有情報を転送する
場合には、高速なデータ転送性能が要求されるので、高
速のネットワーク伝送路２０６を利用する。

【００５８】図２０は、主プロセッサ２０２が自分のネ
ットワークキャッシュ１９０２に共有情報をリードした
場合に、共有情報がネットワークキャッシュ１９０２に
共有情報が存在せず、ミスリードになった場合の処理を
示す図である。処理の説明を簡単にするため、各計算機
２０１の主プロセッサ２０２において、共有情報が、ど
の計算機２０１のネットワークキャッシュ１９０２に格
納されているかを知っていることとする。

【００５９】計算機２０１Ｃの主プロセッサ２０２Ｃ
が、共有情報Ｂをリードするため、主メモリ２０３Ｃ上
のネットワークキャッシュ１９０２Ｃをアクセスすると
ミスリードとなるので、計算機２０１Ｃは「共有情報Ｂ
の転送要求」を計算機２０１Ｂに対して送信する（図２
０の(1)）。この「共有情報Ｂの転送要求」は、低速の
ネットワーク伝送路２０７を利用して計算機２０１Ｂへ
送信する。

【００６０】「共有情報Ｂの転送要求」を受けた計算機
２０１Ｂは、ネットワークキャッシュ２００２Ｃ上にあ
る情報Ｂを計算機２０１Ｃに対して、高速のネットワー
ク伝送路２０６を利用して送信する（図２０の(2)）。
送信された情報Ｂは、計算機２０１Ｃのネットワークキ
ャッシュ１９０２Ｃに格納され、主プロセッサ２０２Ｃ
は情報Ｂをリードすることができる。

【００６１】このようにして、共有分散メモリシステム
における共有情報の移動を、高速性が必要な場合に高速
のネットワーク伝送路２０６を、高速性が必要でない場
合に低速のネットワーク伝送路２０７を利用するように
して実現する。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、ネットワークに接続す
る計算機において、上位レイヤの通信プロトコル処理機
能を持たない低速の通信アダプタに加えて、上位レイヤ
の通信プロトコル処理を高速に実行する高速の通信アダ
プタを実装し、さらに、アプリケーションからの送信要
求を受けて使用する通信アダプタを選択することによ
り、高速の通信アダプタを利用する場合は、直接的なデ
ータ授受を行うことが可能となり、高速なデータ転送性
能をエンド・ツー・エンドで得ることができる。

【００６３】さらに、送信要求が高速性を要求されてい
るものであるかを判定することにより、高速のネットワ
ーク伝送路と低速のネットワーク伝送路とを使いわける
ことができるので、ネットワークシステムを有効利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したデータ通信システムの一構成
例を示す図。

【図２】図１の通信アダプタの具体的な構成例を示す
図。

【図３】ＯＳＩの階層化通信プロトコルの階層構成と、
本発明における通信アダプタの処理の関係を示す図。

【図４】ＴＣＰ／ＩＰプロトコルの階層構成と、本発明
における通信アダプタの処理の関係を示す図。

【図５】本発明のデータ通信システムにおける計算機シ
ステムの処理機能を示すブロック図。

【図６】図５おいて、ＡＰからの送信要求を受け付けた
ＡＰインタフェース部の処理を示すフローチャート。

【図７】図５おいて、ＡＰからのデータ送信要求を受け
付けたトランスポートサービスインタフェース部の処理
を示すフローチャート。

【図８】低速の通信アダプタドライバにおける通信アダ
プタの送信起動処理を示すフローチャート。

【図９】高速通信アダプタドライバにおける通信アダプ
タ送信起動処理を示すフローチャート。

【図１０】高速の通信アダプタの計算機Ｉ／Ｆ部におけ
る計算機からの要求受付処理を示すフローチャート。

【図１１】通信アダプタからの受信報告を受け付けた低
速の通信アダプタドライバの処理を示すフローチャー
ト。

【図１２】トランスポートサービスインタフェース部の
受信報告処理を示すフローチャート。

【図１３】高速の通信アダプタの計算機Ｉ／Ｆ部におけ
る計算機への受信報告処理を示すフローチャート。

【図１４】高速の通信アダプタから受信報告を受け付け
た高速の通信アダプタドライバの処理を示すフローチャ
ート。

【図１５】ＡＰインタフェース部のＡＰへの受信報告処
理を示すフローチャート。

【図１６】アドレス検索テーブルの構成を示す図。

【図１７】コネクション検索テーブルの構成を示す図。

【図１８】ＡＰインタフェース部のＡＰからの送信要求
受付の処理を示すフローチャート。

【図１９】本発明の第２の実施例における分散共有メモ
リシステムの構成例を示す図。

【図２０】図１９における共有情報リード時の処理を示
す図。

【符号の説明】

１０２…第１ＡＰ、１０４…第２ＡＰ、１０６…ユーザ
送受信バッファ、２０１…計算機、２０２…主プロセッ
サ、２０３…主メモリ、２０４…低速の通信アダプタ、
２０５…高速の通信アダプタ、２０６…高速のネットワ
ーク伝送路、２０７…低速のネットワーク伝送路、３０
２…バッファメモリ、３０３…ネットワーク制御回路、
３０６…ローカルプロセッサ、３０８…ＤＭＡＣ、４０
０…ＡＰインタフェース部、４１２…トランスポートサ
ービスＩ／Ｆ部、４１４…通信プロトコル処理、４１６
…低速の通信アダプタドライバ、４２０…カーネル送受
信バッファ、４３０…高速の通信アダプタドライバ、５
０２…計算機Ｉ／Ｆ部、５０４…通信プロトコル処理、
１６００…アドレス検索テーブル、１６０２…送信先ア
ドレス、１６０３…通信アダプタ番号、１７００…コネ
クション検索テーブル、１７０２…コネクション識別
子、１９００…分散共有メモリ、１９０２…ネットワー
クキャッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワーク伝送路に接続された計算機に
おいて、通信プロトコルモデルの下位レイヤのネットワーク伝送
路制御に関する通信プロトコル処理だけを実行し、それ
より上位レイヤの通信プロトコル処理は計算機の主プロ
セッサの処理に依存する第一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデルの下位レイヤ及び上位レイヤ
の双方の通信プロトコル処理を実行できる第二の通信ア
ダプタとを実装したことを特徴とする計算機。
【請求項２】ネットワーク伝送路を制御する通信アダプ
タを介してネットワーク伝送路に接続された計算機にお
いて、通信プロトコルモデルの下位レイヤのネットワーク伝送
路制御に関する通信プロトコル処理だけを実行し、それ
より上位レイヤの通信プロトコル処理は計算機の主プロ
セッサの処理に依存する第一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデルの下位レイヤ及び上位レイヤ
の双方の通信プロトコル処理を実行できる第二の通信ア
ダプタと、前記第一の通信アダプタと前記第二の通信アダプタとを
選択して使用するアプリケーションインタフェース部と
を実装したことを特徴とする計算機。
【請求項３】前記第一の通信アダプタは、ＯＳＩの通信
プロトコルモデルのデータリンク層下位副層以下の通信
プロトコル処理の機能を備え、前記第二の通信アダプタは、トランスポート層以下の通
信プロトコル処理の機能を備えていることを特徴とする
請求項１もしくは２記載の計算機。
【請求項４】前記第一の通信アダプタは、ＯＳＩの通信
プロトコルモデルにおけるデータリンク層以下の通信プ
ロトコル処理の機能を備え、前記第二の通信アダプタは、前記通信プロトコルモデル
におけるセション層以下の通信プロトコル処理の機能を
備えていることを特徴とする請求項１もしくは２記載の
計算機。
【請求項５】前記第一の通信アダプタは、ＴＣＰ／ＩＰ
の通信プロトコルモデルにおけるデータリンク層以下の
通信プロトコル処理の機能を備え、前記第二の通信アダプタは、前記通信プロトコルモデル
におけるＴＣＰ，ＵＤＰ，ＩＣＭＰ層以下の通信プロト
コル処理の機能を備えていることを特徴とする請求項１
もしくは２記載の計算機。
【請求項６】請求項１もしくは２記載の計算機の主メモ
リでネットワークレベルの共有メモリ空間の一部を持つ
ことにより実現する分散共有メモリシステムにおいて、計算機の主プロセッサ間で共有情報を送受信するとき、
前記第一の通信アダプタと前記第二の通信アダプタの双
方を使用してメモリを共有することを特徴とする分散共
有メモリシステム。
【請求項７】通信プロトコル処理部と、該通信プロトコ
ル処理部を利用するアプリケーションプログラムとを備
え、通信アダプタを介してネットワーク伝送路に接続さ
れる計算機において、通信プロトコルモデルの下位レイヤのネットワーク伝送
路制御に関する通信プロトコル処理だけを実行し、それ
より上位レイヤの通信プロトコル処理は計算機の主プロ
セッサの処理に依存する第一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデルの下位レイヤ及び上位レイヤ
の双方の通信プロトコル処理を実行できる第二の通信ア
ダプタと、前記通信プロトコル処理部と前記アプリケーションプロ
グラム間に、両者間のインタフェースと同一のインタフ
ェースを前記アプリケーションプログラムに提供する機
能と、前記通信プロトコル処理部とのインタフェース
と、前記第二の通信アダプタとのインタフェースと、ア
プリケーションプログラム毎に前記第一の通信アダプタ
と前記第二の通信アダプタを選択する機能を有するアプ
リケーションインタフェース部を備えたことを特徴とす
る計算機。
【請求項８】通信アダプタを介してネットワーク伝送路
に接続される計算機であって、通信プロトコルモデルの
下位レイヤのネットワーク伝送路制御に関する通信プロ
トコル処理だけを実行しそれより上位レイヤの通信プロ
トコル処理は計算機の主プロセッサの処理に依存する第
一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデルの下位
レイヤ及び上位レイヤの双方の通信プロトコル処理を実
行できる第二の通信アダプタとを備え、前記ネットワー
ク伝送路を介して他の計算機との間でデータ送受信を行
なうものにおいて、前記データ送受信の際に前記第一、第二の通信アダプタ
のいずれかを選択し、前記第一の通信アダプタを使用する際には、前記計算機
側でプロトコル処理を実行するためにデータを前記計算
機主メモリのカーネル空間に一時退避させてから、該第
一の通信アダプタと前記計算機主メモリのユーザ空間と
の間でデータを授受し、前記第二の通信アダプタを使用する際には、前記計算機
主メモリのユーザ空間と該第二の通信アダプタ間で直接
データの授受を行なうことを特徴とする通信アダプタ選
択方法。
【請求項９】請求項８記載の通信アダプタの選択におい
て、通信を行うアプリケーションプログラムが指定する
送信先アドレスにより使用する通信アダプタを選択する
ことを特徴とする通信アダプタ選択方法。
【請求項１０】請求項８記載の通信アダプタ選択におい
て、コネクション型のデータ転送を行う場合、コネクシ
ョン設定要求時に選択した通信アダプタをコネクション
対応に保持し、データ送信時の通信アダプタの選択を前記コネクション
対応付けにより行うことを特徴とする通信アダプタ選択
方法。
【請求項１１】請求項８記載の通信アダプタの選択にお
いて、アプリケーションプログラムによる送信要求が高
速性を要求しているものであるか否かを判定し、該送信要求が高速性を要求している場合には、前記第二
の通信アダプタを選択し、該送信要求が高速性を要求していない場合には、前記第
一の通信アダプタを選択することを特徴とする通信アダ
プタ選択方法。
【請求項１２】通信プロトコル処理部と、該通信プロト
コル処理部を利用するアプリケーションプログラムとを
備え、通信アダプタを介してネットワーク伝送路に接続
される計算機であって、前記通信プロトコル処理部とア
プリケーションプログラムの間に、通信プロトコルモデ
ルの下位レイヤのネットワーク伝送路制御に関する通信
プロトコル処理だけを実行し、それより上位レイヤの通
信プロトコル処理は計算機の主プロセッサの処理に依存
する第一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデル
の下位レイヤ及び上位レイヤの双方の通信プロトコル処
理を実行する第二の通信アダプタと、前記第一の通信ア
ダプタと第二の通信アダプタとを選択して使用するアプ
リケーションインタフェース部とを備えた計算機におい
て、前記アプリケーションインタフェース部において、前記
アプリケーションプログラムによる送信要求が高速性を
要求しているものであるか否かを判定し、前記送信要求が高速性を要求している場合には、前記第
二の通信アダプタを選択し、高速性を要求していない場
合には、前記第一の通信アダプタを選択して通信を行な
うことを特徴とする通信方法。
【請求項１３】ネットワーク伝送路に接続された計算機
において、通信プロトコルモデルの下位レイヤのネットワーク伝送
路制御に関する通信プロトコル処理だけを実行し、それ
より上位レイヤの通信プロトコル処理は計算機の主プロ
セッサに処理を依存する第一の通信アダプタと、前記通信プロトコルモデルの下位レイヤ及び上位レイヤ
の双方の通信プロトコル処理を実行でき、加えて前記通
信プロトコルモデルとは異なる通信プロトコルモデルの
上位レイヤの通信プロトコル処理を実行できる第二の通
信アダプタとの双方を実装することを特徴とする計算
機。
【請求項１４】請求項１、あるいは請求項１３記載の計
算機において、低速の通信アダプタと高速の通信アダプ
タの各々を介して同一のネットワーク伝送路と接続する
ことを特徴とする計算機。
【請求項１５】請求項１、あるいは請求項１３記載の計
算機において、低速の通信アダプタを介して低速のネッ
トワーク伝送路と、高速の通信アダプタを介して高速の
ネットワーク伝送路と、異なったネットワーク伝送路に
接続することを特徴とする計算機。