JPH07210433A - ファイルサーバ - Google Patents

ファイルサーバ

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JPH07210433A
JPH07210433A JP6003396A JP339694A JPH07210433A JP H07210433 A JPH07210433 A JP H07210433A JP 6003396 A JP6003396 A JP 6003396A JP 339694 A JP339694 A JP 339694A JP H07210433 A JPH07210433 A JP H07210433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache
block
file
host
access
Prior art date
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Pending
Application number
JP6003396A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Odawara
宏明 小田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6003396A priority Critical patent/JPH07210433A/ja
Publication of JPH07210433A publication Critical patent/JPH07210433A/ja
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  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】メインフレームを分散ファイルシステムのサー
バとして使用する場合に、クライアントからの要求に対
する平均的な応答時間を短縮する。 【構成】分散ファイル処理をオフロードしたLANアダ
プタをホストに内蔵し、ホストの管理する拡張記憶をフ
ァイルキャッシュとして使用する。キャッシュ管理情報
はLANアダプタ内のローカルメモリ上に持ち、LAN
アダプタはこの情報によりキャッシュの登録/削除を管
理している。キャッシュにないブロックについてはLA
Nアダプタからホストに割り込み、ホストがディスク入
出力処理により主記憶上に当該ブロックを読み込み、こ
れをLANアダプタがローカルメモリにコピーする。 【効果】キャッシュ容量を大規模化することが可能にな
り、分散ファイル要求に対する平均的な応答時間が短縮
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、ネットワークで接続さ
れた複数の計算機間でファイルを共有するネットワーク
ファイルシステムに係り、特に主記憶よりも大容量な拡
張記憶装置を用いたネットワークファイルサーバに関す
る。
【0002】
【従来の技術】複数の計算機をネットワークで接続した
システムでは、分散したファイルを互いに共有する米サ
ン社のネットワークファイルシステム(NFS:サン社
の登録商標)が広く普及している。メインフレームは大
容量のファイルを保有することができるため、ネットワ
ーク接続された多数の計算機が使用するファイルを格納
しておくファイルサーバとして適していると考えられ
る。メインフレームをファイルサーバとして利用する製
品の一つである米HDS社のOSIRIS(HDS社の
登録商標)では、メインフレームのチャネルに専用のワ
ークステーションを接続し、これをLANアダプタとし
て使用すると同時に、NFS処理を該アダプタにオフロ
ードしてNFSフロントエンドサーバとして動作させ
る。
【0003】図2は上記OSIRISのシステム構成を
示す図である。
【0004】メインフレームは主記憶(MS)4,記憶
制御装置(SC)3,命令プロセッサ(IP)5,入出
力プロセッサ(IOP)6及びSC3とIOP6を接続
するプロセッサ間通信装置(ICU)2よりなる。LA
Nアダプタ7はIOP6の持つチャネル(CH)13に
よりメインフレームに接続されており、メインフレーム
とLANアダプタ7で共同してファイルサーバとして機
能する。クライアント17は、LAN16を経由してこ
のファイルサーバが磁気ディスク15上に保有するファ
イル18にアクセスすることができる。以下、クライア
ント17からのブロック読みだし要求の処理について説
明する。
【0005】クライアント17からのリクエストメッセ
ージはLAN16,LAN制御回路12,ローカルバス
101を経由してローカルメモリ11に格納される。メ
ッセージの内容はプロセッサ10により解析される。L
ANアダプタ7ではローカルメモリ11上にキャッシュ
領域20とその管理情報19を持っており、クライアン
トから一度読みだし要求のあったファイルのブロックは
キャッシュ領域20及びキャッシュ管理情報19に登録
される。
【0006】プロセッサ10は、クライアント17に要
求されたブロックがこのキャッシュ領域20にキャッシ
ングされているか否かをキャッシュ管理情報19により
判断し、キャッシングされていればキャッシュ領域20
より当該ブロックを読みだしLAN制御回路12,LA
N16を経由してクライアント17に転送する。当該ブ
ロックがキャッシングされていなければチャネルインタ
フェース制御部9,チャネル13,線107,チャネル
制御装置(CHP)8を経由して、線102によりIP
5に通知して、IP5が磁気ディスク15との入出力動
作を行うことにより、ディスク15からMS4上のデー
タバッファ21へ当該ブロックが読み込まれる。
【0007】更に、IP5が線104によりCHP8に
起動指示を出すと、CHP8は線106によりチャネル
13を起動し、それによりブロックはデータバッファ2
1からSC3,ICU2,IOP6を経由してローカル
メモリ11に読み込む。読み込まれたブロックはLAN
制御回路12を経由してクライアント17に転送される
と共にキャッシュ領域20、及びキャッシュ管理情報1
9に登録される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】分散ファイル処理にお
いては、クライアントが要求するブロックがキャッシュ
に存在しない場合、磁気ディスクから読み込む。しか
し、ディスクアクセスには数十ミリ秒の時間を要するた
め、キャッシュがミスした場合には、ヒットした時に比
べ応答時間が1桁程度遅くなってしまう。従って、クラ
イアントへの迅速な応答を保証するためにはキャッシュ
のヒット率を向上させることが重要である。ところが、
上記OSIRISでは、キャッシュとしてLANアダプ
タのローカルメモリを使用しているため大容量キャッシ
ュを持てないという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、ホストであるメインフレームの持つ拡
張記憶をファイルキャッシュとして利用する。拡張記憶
は、ページングデバイスを主な用途とし、主記憶よりも
アクセス速度が遅くビット当りの単価が低いメモリ素子
を使用しており、低コストで大容量を達成できる。本発
明ではこの拡張記憶をファイルキャッシュとして使用す
るために、分散ファイル処理をオフロードしたLANア
ダプタをメインフレームに内蔵すると共に、従来主記憶
との間でしかデータの転送ができなかった拡張記憶をL
ANアダプタから直接参照/更新する手段を設ける。
【0010】
【作用】内蔵されたLANアダプタは、クライアントか
らの読み出し要求を受けるとLANアダプタ内のローカ
ルメモリ上のキャッシュ管理情報を検索し、要求された
ブロックが登録されていれば拡張記憶の直接参照手段を
用いて拡張記憶から当該ブロックを読み出し、LANを
経由してクライアントに転送する。当該ブロックが登録
されていなければホストであるメインフレームの命令プ
ロセッサに通知してホストが保有する磁気ディスク上の
当該ブロックを主記憶経由でLANアダプタ内ローカル
メモリに読み込み、LAN経由でクライアントに転送す
るとともに、主記憶から当該ブロックを拡張記憶上のキ
ャッシング領域にコピーし、ローカルメモリ上のキャッ
シュ管理情報を更新する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の基本構成を示す図である。本
発明におけるファイルサーバはメインフレームの入出力
プロセッサ内にLANアダプタを内蔵する形態をとる。
メインフレームは、拡張記憶(ES)1,ES制御装置
22,ICU2,SC3,MS4,IP5、それにIO
P6よりなる。このメインフレームはチャネル14で接
続された磁気ディスク15上に共有ファイル18を保有
しており、クライアント17はLAN16を経由してこ
れにアクセスすることができる。LANアダプタ24
は、分散ファイル処理を実行するプロセッサ10とロー
カルメモリ11,LAN制御回路12,ホストアクセス
回路27よりなり、これらがローカルバス101で接続
されている。ファイルキャッシュ領域23はES1上
に、また、キャッシュ管理情報19はローカルメモリ1
1上にあり、LANアダプタ24のプロセッサ10が管
理する。キャッシュ領域の先頭アドレス及び容量は、I
P5上で動作するホストのオペレーティングシステムが
システム立ち上げ時にLANアダプタ24のプロセッサ
10に通知する。プロセッサ10はこれをローカルメモ
リ11上に格納し(25,26)、必要に応じて参照す
る。
【0012】最初に図1を用いてクライアントの要求受
信からブロック転送までの動作の概要を説明する。
【0013】クライアント17からのブロック読み出し
要求は、LAN16,LAN制御回路12,ローカルバ
ス101を経由してローカルメモリ11に読み込まれ
る。プロセッサ10は、要求されたブロックがキャッシ
ュ領域23にキャッシングされているか否かをキャッシ
ュ管理情報19を検索することにより判断する。検索の
結果、キャッシングされていると判断されればプロセッ
サ10はホストアクセス回路27により当該ブロックを
ES1よりローカルメモリ11に読み込む。読み込まれ
たブロックは分散ファイル処理プログラムにより必要な
処理をされ、ローカルバス101,LAN制御回路1
2,LAN16を経由してクライアント17に転送され
る。
【0014】一方、キャッシュ管理情報19検索の結
果、当該ブロックがキャッシュ領域23にキャッシング
されていないと判断された場合には、プロセッサ10は
線103によりCHP8に通知し、CHP8は線102
によりIP5に通知する。この結果、IP5上で動作す
るオペレーティングシステムに入出力割り込みが受け付
けられ、オペレーティングシステムはチャネル14に接
続された磁気ディスク上のファイル18内の当該ブロッ
クをMS4上の入出力バッファ領域21に読み込む。然
る後にオペレーティングシステムからLANアダプタ2
4に対する起動命令が発行されると、IP5は線104
によりCHP8に起動指示を伝達し、その結果CHP8
は線105によりLANアダプタ24のプロセッサ10
に通知する。プロセッサ10はホストアクセス回路27
を用いて入出力バッファ領域21にあるデータブロック
をローカルメモリ11上にコピーし、再びホストアクセ
ス回路27によりキャッシュ領域23にコピーすると共
に、ローカルメモリ11上のキャッシュ管理情報を更新
する。
【0015】次に、図1および図2〜図4を用いてLA
Nアダプタ7とES1間のデータ転送について説明す
る。プロセッサ10がホストの管理するMS4またはE
S1にアクセスする場合には、そのアクセスの種類(ス
トア/フェッチ,ESアクセス/MSアクセスなど)及
びアドレス,データ長をホストアクセス回路内のレジス
タ29,30,31に線108によりセットする。この
値は転送制御部28によって解釈され、その後、転送制
御部28は線109によってデータバッファ32を制御
しながらES1またはMS4との間でデータ転送を行
う。データは、ローカルメモリ11からローカルバス1
01,ローカルバスアクセス回路33,データバッファ
32,セレクタ34,システムバス100を経由してC
HP8、更にICU2との間で転送される。
【0016】図5にアクセス種類を指定するアクセス制
御情報の内容を示す。アクセス制御情報は4バイトの長
さを持ち、バイト0のビット0〜6がストア/フェッチ
の区別等を示すリクエストコード50,ビット7がES
アクセスを示すESビット51である。ESビット51
が1の時はESアクセス、0の時はMSアクセスである
ことを各々示す。
【0017】図1の転送制御部28はアクセス制御情報
の内容に応じてES1またはMS4に対してリクエスト
を出す。
【0018】図3,図4は転送制御部28によりシステ
ムバス100上に出されるリクエストとそれに対する応
答の形式を示している。システムバス100は4バイト
幅である。図3(a)はフェッチリクエストを示してい
る。最初のサイクル40でアクセス制御情報を送り、そ
れに続く2サイクル41でアドレスを送る。これに対し
てCHP8からのアドバンスは(b)に示す通り、最初
のサイクル40にアクセス制御情報があり、それに続く
8サイクル42で32バイトのデータを送ってくる。
【0019】図4(a)はストアリクエストを示してお
り、最初のサイクル40でアクセス制御情報を送り、そ
れに続く2サイクル43でアドレスを、更にその後の8
サイクル44でストアデータを送る。これに対して同図
(b)で示すようにアクセス制御情報のみからなるアド
バンスが返ってくる。
【0020】図3,図4に示すアクセス制御情報やアド
レスは図1の転送制御部28から線110を通じて、ま
た、データはデータバッファ32から送出されるが、そ
の切り替えはセレクタ34により行われる。
【0021】再び図1に戻り、図3,図4に示したリク
エストを受け付けるICUでの動作を説明する。CHP
8は、システムバス100上のリクエストをそのままIC
U2内のアクセス先判定回路35に転送する。アクセス先
判定回路35は、リクエストのアクセス制御情報内のE
SビットによりESアクセスかMSアクセスかを判定
し、結果によりESアクセス回路36かMSアクセス回
路37のどちらかを起動する。ESアクセス回路36は
線113によりES制御装置22にアクセスしてデータ
のリード/ライトを行う。結果は線112によりCHP
8に送られ、アドバンスとしてシステムバス100を経
由して転送制御部28,データバッファ32に送られ
る。MSアクセス回路37は線114によりSC3にア
クセスし、MSデータのリード/ライトを行う。結果は
線111によりCHP8へ送られ、アドバンスとしてシ
ステムバス100を経由して転送制御部28,データバ
ッファ32へ送られる。
【0022】以上でES1とLANアダプタ24とのデ
ータ転送の説明を終わる。次に、図6を用いてキャッシ
ュ管理情報19について説明する。
【0023】図6はキャッシュ管理実現方法の1例にお
けるキャッシュ管理情報である。キャッシュ管理情報1
9はファイル/ブロックIDから得られるハッシュ値5
2をキーとして複数ローから構成される。図6ではロー
056からローn57まである。各エントリは、当該エ
ントリの内容が有効であるか否かを示すバリッドビット
53,ファイル/ブロックID54,当該ブロックが格
納されているESキャッシュ領域内のオフセット値5
5、からなる。プロセッサ10は、クライアント17よ
りのアクセス要求で指定されたファイル/ブロックID
よりハッシュ値を計算し、この値によりキャッシュ管理
情報19内のエントリを参照し、有効なエントリのう
ち、ファイル/ブロックIDが要求されたものと一致す
るものを検索する。
【0024】最後に、図7〜図8を用いて、IP5上で
動作するオペレーティングシステムからLANアダプタ
24内のプロセッサ10への、ESキャッシュ領域23
のアドレス情報、及び、キャッシュミスヒット時に磁気
ディスク15よりファイル18内の所要ブロックを入出
力バッファ領域21に読み込んだ時の結果を各々通知す
るための手順を説明する。
【0025】本実施例においては、LANアダプタはホ
ストのオペレーティングシステムからは一種の入出力機
器と位置付けられ、従って、サブチャネル番号が割り当
てられており、スタート サブチャネル(START SUBCHA
NNEL:SSCH)命令により通信することができる。S
SCH 命令、及び後で説明するチャネルコマンド語
(CCW)については、IBM社発行の「エンタプライズ
システムズ アーキテクチャ/390 プリンシプル
ズ オブ オペレーション(Enterprise SystemsArchit
ecture/390 Principles of Operation),(SA22−7
201−00)」14−13〜14−14,15−24〜15
−26に各々説明されている。
【0026】図7は、ESキャッシュ領域23の先頭ア
ドレス及び容量をプロセッサ10に通知するためのCC
W69とそのCCW69で使用するパラメータ70であ
る。CCW69,パラメータ70ともMS4上にある。
CCW69は、WRITEコマンド61,パラメータ長
62,パラメータアドレス63よりなる。パラメータ長
62の値はこの場合は16バイトである。パラメータ7
0はキャッシュ領域23の先頭アドレス64とキャッシ
ュ領域の容量65からなる。プロセッサ10は、図1の
ホストアクセス回路27によりCCW69と、そこに書
かれたパラメータアドレス63よりパラメータ70をフ
ェッチし、キャッシュ領域23に関する位置情報を知
り、これをローカルメモリ11上に格納する(25,2
6)。
【0027】一方、図8はキャッシュミスヒット時のデ
ィスク入出力処理の結果を通知するCCW71とそのパ
ラメータ72を示している。CCW71の形式は図7と
同じであり、WRITEめ、キャッシュを大容量化する
ことが可能になり、従って、分散ファイル要求に対する
平均的な応答時間が改善される。
【0028】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ホストの管理す
る拡張記憶上にキャッシュ領域を設け、それを内蔵され
た分散ファイル処理を実行するオフロードプロセッサが
直接参照することができるため、キャッシュを大容量化
することが可能になり、従って、分散ファイル要求に対
する平均的な応答時間が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の基本構成図。
【図2】従来技術の説明図。
【図3】LANアダプタから拡張記憶へのフェッチリク
エスト及びアドバンスの説明図。
【図4】LANアダプタから拡張記憶へのストアリクエ
スト及びアドバンスの説明図。
【図5】LANアダプタから拡張記憶へのリクエスト主
を示すC部の内容の説明図。
【図6】キャッシュ管理情報の説明図。
【図7】ホストのオペレーティングシステムからLAN
アダプタへ拡張記憶上のキャッシュ領域のアドレスと容
量を通知するためのチャネルコマンド語とパラメータを
示す図。
【図8】ホストのオペレーティングシステムからLAN
アダプタへ磁気ディスクから読み込んだブロックの主記
憶上のアドレスを通知するためのチャネルコマンド語と
パラメータを示す図。
【符号の説明】
1…拡張記憶、4…主記憶、10…プロセッサ、11…
ローカルメモリ、15…磁気ディスク、19…キャッシ
ュ管理情報、23…キャッシュ領域、24…LANアダ
プタ、25…キャッシュ領域先頭アドレス、26…キャ
ッシュ領域の容量、27…ホストアクセス回路、35…
アクセス先判定回路、51…拡張記憶アクセスビット。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プログラムを処理する命令プロセッサと、
    主記憶装置と、ネットワークに接続する通信装置と、命
    令プロセッサ上で動作するオペレーティングシステムが
    管理する主記憶とは異なる半導体記憶装置とを備え、 通信装置は、オペレーティングシステムによって指定さ
    れた半導体記憶装置の領域を用いて、ネットワークに接
    続された他計算機からの読みだし要求に応じて磁気ディ
    スクから読みだしたファイルの全体または一部を該領域
    にキャッシングし、別のファイルの読みだし要求に対し
    て、要求されたファイルの全体または一部が該領域に存
    在すればそれを転送し、存在しなければ磁気ディスクか
    ら読みだして転送することを特徴とするファイルサー
    バ。
  2. 【請求項2】請求項1の通信装置は、前記半導体記憶装
    置をアドレッシングするための手段を有し、通信装置内
    のプロセッサの指示により通信装置内のメモリと半導体
    記憶装置との間でデータを転送することを特徴とするフ
    ァイルサーバ。
JP6003396A 1994-01-18 1994-01-18 ファイルサーバ Pending JPH07210433A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6003396A JPH07210433A (ja) 1994-01-18 1994-01-18 ファイルサーバ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6003396A JPH07210433A (ja) 1994-01-18 1994-01-18 ファイルサーバ

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ID=11556207

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JP6003396A Pending JPH07210433A (ja) 1994-01-18 1994-01-18 ファイルサーバ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8725879B2 (en) 2009-02-06 2014-05-13 Fujitsu Limited Network interface device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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