JPH08272748A - 情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクセス権獲得のための全体的な通信負荷を
最小限に抑える。 【構成】 本発明は複数ノードをバスを介して共有メモ
リと接続し、かつ複数ノード中の単一ノードに、共有メ
モリのアクセスの競合を避けるべくアクセス管理を行う
管理ノードの権限を与えてなる情報処理システムにおい
て、過去に発生したアクセス権要求元ノードの番号が最
新のものから所定数番目に新しいものまで記憶されるア
クセス頻度管理テーブル５１と、このテーブル５１の内
容からノード毎のアクセス頻度をまとめた結果を登録す
るアクセス頻度統計テーブル５２とを設け、現在の管理
ノードのアクセス頻度が管理ノードとしての権限を保持
し得る許容値未満になるとアクセス頻度が最大のノード
に管理ノードの権限を委譲する。このようにアクセス頻
度が最大のノードに管理ノードの権限を動的に与えるこ
とによって、アクセス権獲得のため通信負荷を最小限に
抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数のノードがそれ
ぞれ一つの情報資源を共有しつつ情報処理を行うように
構成された情報処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサやメモリを含むノードを複数
有し、且つ複数ノード間で一つの情報資源（以下、単に
資源と呼ぶ。）を共有するように構成された情報処理シ
ステムにおいては、通常、複数ノード間における資源の
競合を極力避けるようにプログラムが設計される。しか
し、性能向上のために複数ノードで並列処理を行うこと
により、また可用性向上のためにノードに跨る冗長性を
持たせることにより、複数ノード間における資源の競合
が少なからず発生する。

【０００３】そこで、各ノードでそれぞれ資源の競合を
避けるように資源に対するアクセス管理を行う方式が考
えられる。しかし、この場合、メッセージの遅延やタイ
ミングのずれ等によって複数のノードが同時にアクセス
許可を受けてしまう等の問題が生じる。従って、資源管
理は単一のノードが一元的に行うようにする必要があ
る。以下、この資源に対するアクセス管理を行うノード
を管理ノードと呼ぶ。

【０００４】従来、この管理ノードはシステムにおいて
固定的に設定されている。他のノードは資源を利用する
度に管理ノードに資源利用の問い合わせ（アクセス権の
要求）を発行し、その応答に従ってアクセスの可否を判
断する。このため、ノード間でのメッセージの送受信の
回数が多くなり、通信負荷が高くなってしまう。

【０００５】また従来、管理ノードの変更が可能なシス
テムとして、アクセス権要求元のノードに資源に対する
アクセス管理の権限を無条件に委譲するシステムが存在
する。しかし、このシステムでは、複数ノードが交互に
資源を要求するような場合にかえって通信量が多くなっ
てしまう。また、このシステムでは、他のノードに資源
管理の役割を移したことを他のすべてのノードに通知す
る必要があり、通信回数も多くなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の、管
理ノードをシステムにおいて固定的に定めたシステムで
はノード間の通信量が大きくなるという問題があった。
また、資源要求元のノードに資源管理の権限を委譲する
システムではかえって通信量と通信回数を増大させてし
まうという問題があった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、管理ノードとしての権限を各ノードのアクセス頻
度に基づいて各ノードに動的に与えることによって、全
体的な通信負荷の軽減を図ることのできる情報処理シス
テムの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の情報処理システ
ムは上記した目的を達成するために、情報処理を行う複
数のノードおよび各ノードが共有する情報が格納された
共有メモリが互いに伝送路を介して接続されてなり、各
ノードの中の一つのノードは管理ノードとして存在し、
この管理ノードはあるノードからのアクセス権の要求に
対し、複数ノードによるアクセスの競合を避けるように
要求元ノードにアクセス権の許否を通知する情報処理シ
ステムにおいて、管理ノードは、過去に発生したアクセ
ス権の要求元ノードを、最新のものから所定数番目に新
しいものまで逐次更新を繰り返しながら記憶する記憶手
段と、この記憶手段に記憶された内容を基にノード毎の
アクセス頻度を求める要求頻度算出手段と、この要求頻
度算出手段によって求められたノード毎のアクセス頻度
に基づき、自ノードの管理ノードとしての適性を判断
し、自ノードが管理ノードとして不適であると判断した
場合は、ノード毎のアクセス頻度に基づき、他のノード
の中から管理ノードとして最適なノードを判断し、この
ノードに管理ノードとしての権限を委譲する管理権限委
譲手段とを具備することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明では、各ノードのアクセス頻度に基づ
き、最適なノード例えばアクセス頻度が最も高いノード
に管理ノードとしての権限を動的に与えることで、アク
セス権獲得のための全体的な通信負荷を最小限に抑え、
システムの性能アップを図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例である情報処理シ
ステムの構成を示す図である。

【００１２】同図に示すように、このシステムは複数の
ノード０、１、２、３をバス４を介して共有メモリ５と
接続して構成される。共有メモリ５には各ノード間で共
有される情報資源（以下、単に資源と呼ぶ。）が格納さ
れている。各ノード０〜３はそれぞれプロセッサとロー
カルメモリ１２、２２、３２、４２を持つ。各ノード０
〜３は共有メモリ５をアクセスし、アクセスした情報を
バス４を介して自ノード内のローカルメモリ１２、２
２、３２、４２に記憶して所要の情報処理を実行する。

【００１３】この情報処理システムにおいて、共有メモ
リ５内の資源はすべてのノードから見て一貫性が保たれ
ていなければならない。そのため個々のノードによる共
有メモリ５に対するアクセスは排他的に行われる必要が
ある。そこで、システム内の複数ノードの中の一つのノ
ードは、上記排他的なアクセスを管理・制御するための
権限を持つ管理ノードとして存在している。

【００１４】図２はノードが排他的なアクセス権（以
下、単にアクセス権と呼ぶ。）を獲得する際の手続きを
示すフローチャートである。

【００１５】管理ノード以外のノードが資源をアクセス
しようとする場合、そのノードは管理ノードに対してア
クセス権の要求を発行する（ステップ２０２）。この要
求の発行後、そのノードは管理ノードからアクセス許可
が得られるまで待ち状態となり（ステップ２０３）、ア
クセス許可が得られれば共有メモリ５に対して資源のア
クセスを行うことが可能となる。

【００１６】また、管理ノードが資源をアクセスしよう
とする場合、管理ノードは自ノードにアクセス権がある
かどうかを調べ（ステップ２０４）、自ノードにアクセ
ス権があれば即座に共有メモリ５に対して資源のアクセ
スを行うことが可能となる。また自ノードにアクセス権
がなければ、アクセス権を持つ他のノードからの処理完
了報告を待つ（ステップ２０５）。この報告は即ち、他
のノードがアクセス権を放棄したことを示し、この報告
を受けて管理ノードはアクセス権を獲得する。図３は上
記アクセス権獲得のための手続きの具体例を時系列で示
す図である。図中の各ブロックは個々のノード０、１、
２、３を示している。なお、ここではノード２が管理ノ
ードである。

【００１７】まずノード０がアクセス権を獲得したい場
合、アクセス権要求(31)を管理ノードであるノード２に
発行する。ノード２はこの要求を受け、他にアクセス権
を持っているノードがなければ要求元ノード０にアクセ
ス許可(32)を与える。ここで、ノード１からもアクセス
権要求(33)が発生した場合、この時アクセス権はノード
０が握っているので管理ノードはノード１に対して直ぐ
にはアクセス許可は与えず、しかる後、ノード０からの
処理完了報告(34)を受けてから、ノード１に対してアク
セス許可(35)を与える。

【００１８】図４は管理ノードがノード０である場合を
想定して図３と同じアクセス権要求が生じた場合の手続
きの具体例を示す図である。

【００１９】まず、他のノードにアクセス権を与えてい
ない状態で、管理ノードであるノード０が資源をアクセ
スしようとする場合、ノード０は即座にアクセス権を獲
得することになる(41)。この場合の手続きはノード０内
のみで行われ、ノード間の通信は発生しない。ここで、
管理ノードであるノード０がノード１からのアクセス権
要求(42)を受けたとする。この時、ノード０は自ノード
でアクセスを行っている最中であればその処理を継続し
(43)、自ノードの処理が終わればアクセス許可(44)を要
求元のノード１に与える。

【００２０】以上２つの手続きを比較すると、見かけ上
の動きは同じであるにも拘らず、通信回数は図３の例で
は５回、図４の例では２回であり大きく異なる。ここ
で、通信の負荷が全体性能に大きく影響することは言う
までもなく、よって通信回数はできるだけ少ないことが
好ましい。

【００２１】そこで、本実施例では、アクセス頻度の最
も高いノードに管理ノードとしての権限を動的に与える
ことによって、通信回数の最少限化を図っている。以
下、この点について詳細に説明する。

【００２２】図５は管理ノードが所有するアクセス頻度
管理テーブル５１およびアクセス頻度統計テーブル５２
の構成とその動作を示す図である。

【００２３】アクセス頻度管理テーブル５１には、過去
に発生したアクセス権の要求元ノード（管理ノードを含
む。）の番号が最新のものから所定数番目に新しいもの
まで順番に記憶される。即ち、このテーブル５１はキュ
ー構造を成し、図５においてテーブル５１の最上位に記
憶された番号が最新の要求元ノード番号である。このノ
ード番号は次の最新のノード番号が記憶されることによ
って一段下に移動し、これに伴ってそれまで最下位にあ
った最古のノード番号がテーブル５１から削除される。
例えば、図５の（ａ）に示すテーブル５１はノード２、
ノード３、ノード１、ノード３、ノード０の順にアクセ
ス権の要求があったことを示している。その後、（ｂ）
に示すようにノード３から新たなアクセス権要求が発生
したためにそのノード番号“３”がテーブル５１の最上
位に記憶され、これに伴って、（ｃ）に示すように、最
下位のノード番号“２”がテーブル５１から削除された
ことを示している。

【００２４】一方、アクセス頻度統計テーブル５２に
は、上記アクセス頻度管理テーブル５１の内容からノー
ド毎のアクセス権要求の回数（アクセス頻度）をまとめ
た結果が登録される。即ち、図５の（Ａ）に示すアクセ
ス頻度統計テーブル５２は（ａ）に示すアクセス頻度管
理テーブル５１の内容に対応しており、ノード０、ノー
ド１、ノード２はそれぞれ頻度が“１”で、ノード３は
頻度が“２”であることを示している。また、（Ｂ）に
示すアクセス頻度統計テーブル５２は（ｂ）に示すアク
セス頻度管理テーブル５１の内容に対応しており、ノー
ド３が新たにテーブル５１に積まれたことで、ノード３
の頻度が“３”に増加している。さらに、（Ｃ）に示す
アクセス頻度統計テーブル５２は（ｃ）に示すアクセス
頻度管理テーブル５１の内容に対応しており、ノード２
がテーブル５１から削除されたため、ノード２の頻度が
“０”に減っている。

【００２５】次に、これら２つのテーブル５１、５２を
用いて管理ノードとしての権限をノード間で委譲する動
作の手順を図６のフローチャートを参照しつつ説明す
る。

【００２６】なお、初期状態において管理ノードはノー
ド２とし、アクセス頻度管理テーブル５１の行数（ノー
ド番号登録可能数）は“５”とする。

【００２７】管理ノードであるノード２が、いずれかの
ノードよりアクセス権要求を受け取ると（ステップ６０
１）、その要求元ノードの番号をアクセス頻度管理テー
ブル５１に記憶すると共に（ステップ６０２）、アクセ
ス頻度統計テーブル５２の該当ノードの頻度に“１”を
加算する（ステップ６０３）。ここで、今回のテーブル
更新でテーブル５１の行数超過が発生することが判断さ
れた場合（ステップ６０４）、テーブル５１から最下位
の（最古の）ノード番号を削除する（ステップ６０
５）。この際、アクセス頻度統計テーブル５２の該当ノ
ードの頻度から“１”を減算する（ステップ６０６）。

【００２８】ここで、管理ノードであるノード２は、ア
クセス頻度統計テーブル５２に登録された自ノードの頻
度を参照し、自ノード２が管理権限を保持するための許
容値を満足しているかどうかを判定する（ステップ６０
７）。この場合の許容値としては、（アクセス頻度管理
テーブル５１の行数）÷（ノード数）の値以下が好まし
く、本実施例では“１”としている。ここで、図５の
（Ｃ）に示すアクセス頻度統計テーブル５２において、
ノード２の頻度は“０”となっている。したがって、ノ
ード２は管理ノードとしての権限を剥奪され、他のノー
ドに権限が委譲される。管理ノードとしての権限は、ア
クセス頻度統計テーブル５２において最も頻度の高いノ
ードに対して与えられる。即ち、図５の例では、ノード
３の頻度が全てのノード間で最大の“３”であるから、
ノード３に権限が委譲される（ステップ６０８）。

【００２９】図７は管理権限の委譲に伴うアクセス権獲
得のための手続きの具体例を時系列で示す図である。こ
こでは、はじめにノード１が管理ノードであるとする。

【００３０】まずノード０がアクセス権を獲得したい場
合、ノード０はアクセス権要求(71)を管理ノードである
ノード１に発行する。これに応じて、管理ノードである
ノード１は、他にアクセス権を握っているノードが現在
存在しなければアクセス許可(72)を要求元ノード０に与
える。ここで、ノード２からもアクセス権要求(73)が発
生した場合、この時アクセス権はノード０が握っている
のでノード２に対して直ぐにはアクセス許可は与えず、
しかる後、ノード０から処理完了報告(74)を受けてから
ノード２に対してアクセス許可(75)を与える。但しこの
とき、管理ノードであるノード１が、自ノードのアクセ
ス頻度が管理権限を保持するための許容値未満に低下し
たことを知ると、現時点でアクセス頻度統計テーブル５
２上でアクセス頻度が最大であるノードを調べ、このノ
ードに管理権限を委譲する(75')。また、このときノー
ド１は管理権限の委譲先を自ノード内に記録する。

【００３１】なお、図７の例においては、管理権限の委
譲先のノードがノード２であり、しかもアクセス権の要
求ノードもノード２であるため、管理権限の委譲とアク
セス許可をまとめてノード２に送付する。

【００３２】以降はノード２が管理ノードとなるが、ノ
ード３のように管理権限の委譲に関与しなかったノード
は管理ノードが委譲されたことを知らない。このため、
ノード３からのアクセス権要求(76)は旧来の管理ノード
であるノード１に対して発行される。ノード１はこのア
クセス権要求を受け取ると、自ノード内に記録した管理
権限の委譲先を読み、これを基に現在の管理ノードであ
るノード２に対してノード３のアクセス権要求(77)を発
行する。管理ノードであるノード２はその要求を受け、
アクセス権を発行できるかどうかをチェックし、発行可
能であれば、要求元のノード３に対してアクセス許可(7
8)を現在の管理ノードの番号と共に送る。ノード３はア
クセス許可を受けると、共有メモリ５に対する資源のア
クセスを通じて処理を行い、処理完了後、現在の管理ノ
ードであるノード２に処理完了報告(79)を出してアクセ
ス権を管理ノードに返す。

【００３３】かくして本実施例の情報処理システムによ
れば、共有メモリ５に対するアクセス頻度の最も高いノ
ードに管理ノードとしての権限を動的に与えることによ
って、アクセス権獲得のため全体的な通信負荷を最小限
に抑えることができ、システムの性能アップを図ること
ができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
ノードのアクセス頻度に基づき最適なノード例えばアク
セス頻度が最も高いノードに管理ノードとしての権限を
動的に与えることで、アクセス権獲得のための全体的な
通信負荷を最小限に抑え、システムの性能アップを図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である情報処理システムの構
成を示す図

【図２】図１のシステムにおいてノードが排他的アクセ
ス権を獲得する際の手続きを示すフローチャート

【図３】アクセス権獲得のための手続きの具体例を示す
図

【図４】アクセス権獲得のための他の手続きの具体例を
示す図

【図５】管理ノードが所有するアクセス頻度管理テーブ
ルおよびアクセス頻度統計テーブルの構成とその動作を
示す図

【図６】管理ノードとしての権限をノード間で委譲する
動作の手順を示すフローチャート

【図７】管理権限の委譲に伴うアクセス権獲得のための
手続きの具体例を示す図

【符号の説明】

０、１、２、３…ノード、４…バス、５…共有メモリ、
１１、２１、３１、４１…プロセッサ、１２、２２、３
２、４２…ローカルメモリ、５１…アクセス頻度管理テ
ーブル、５２…アクセス頻度統計テーブル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報処理を行う複数のノードおよび前記
   各ノードが共有する情報が格納された共有メモリが互い
   に伝送路を介して接続されてなり、前記各ノードの中の
   一つのノードは管理ノードとして存在し、この管理ノー
   ドはあるノードからのアクセス権の要求に対し、複数ノ
   ードによるアクセスの競合を避けるように前記要求元ノ
   ードにアクセス権の許否を通知する情報処理システムに
   おいて、 前記管理ノードは、 過去に発生したアクセス権の要求元ノードを、最新のも
   のから所定数番目に新しいものまで逐次更新を繰り返し
   ながら記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された内容を基に前記ノード毎のア
   クセス頻度を求める要求頻度算出手段と、 この要求頻度算出手段によって求められた前記ノード毎
   のアクセス頻度に基づき、自ノードの前記管理ノードと
   しての適性を選択し、自ノードが前記管理ノードとして
   不適であると判断した場合は、前記ノード毎のアクセス
   頻度に基づき、他のノードの中から前記管理ノードとし
   て最適なノードを判断し、このノードに前記管理ノード
   としての権限を委譲する管理権限委譲手段とを具備する
   ことを特徴とする情報処理システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の情報処理システムにおい
   て、 前記管理権限委譲手段は、前記ノード毎のアクセス権要
   求の頻度を基に、管理ノードである自ノードのアクセス
   権要求頻度の値が所定値以下になったことを判断した場
   合に、自ノードが前記管理ノードとして不適であると判
   断することを特徴とする情報処理システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の情報処理システムにおい
   て、 前記管理権限委譲手段は、前記ノード毎のアクセス権要
   求の頻度の値が最大であるノードに前記アクセス管理の
   権限を委譲することを特徴とする情報処理システム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の情報処理システムにおい
   て、 前記管理ノードは、前記アクセス管理の権限を他のノー
   ドに委譲した後、他のノードからアクセス権要求を受け
   た場合、委譲先の管理ノードに前記他のノードからのア
   クセス権要求を委譲先のノード情報と共に転送する手段
   を有することを特徴とする情報処理システム。