JPH09288610A - パス検索負荷分散方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファイルサーバにかかるパス検索の負荷を分散
するとともに、パス検索途中のファイルサーバにかかる
負荷を削減する手段を提供する。 【解決手段】クライアント１０００は、ルートディレク
トリ及びカレントディレクトリの情報１０１１及びパス
検索サーバの管理範囲情報１０１２を保持する。パス検
索サーバ１０１１は、過去のパス検索結果のキャッシュ
１０１３とパス検索サーバの情報１０１４と各ファイル
システムのパス検索結果のキャッシュを管理する担当パ
ス検索サーバ一覧１０１５を管理する。ファイルサーバ
１００２は、ファイルシステム１０１０上のファイルに
対するアクセス要求を受け付け、処理して結果を返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータシステ
ムにおけるパス検索負荷分散方法に関し、詳細にはファ
イルシステムにおけるファイルのパス検索に関する。

【０００２】

【従来の技術】階層的なファイルシステムを持つ計算機
システムでは、クライアントがファイルにアクセスする
場合、パス名を用いてファイルを指定する。これに対
し、ファイルサーバは当該ファイルがファイルシステム
のどの部分にあるのかを調べる。さらに、ファイルシス
テムが複数ある場合、どのファイルシステム上のファイ
ルかを特定する。そのためにファイルサーバは、クライ
アントから受けとったパス名に従い、各ファイルシステ
ム間のマウント関係を考慮しながら、クライアントのル
ートディレクトリもしくはカレントディレクトリから順
にディレクトリを辿っていき、目的のファイルを見つけ
る。これをパス検索と呼ぶ。

【０００３】２つ以上のファイルサーバが連携して１つ
の論理ファイル木をユーザに提供するシステムでは、ル
ートディレクトリを含むファイルシステムを管理するル
ートファイルサーバが１つ存在し、他のファイルサーバ
が管理するファイルシステムはルートファイルサーバの
管理するルートファイルシステムの下にマウントされる
形になる。この場合、クライアントがファイルのパス名
を絶対パスで指定してくると、ルートディレクトリから
パス検索を行なう必要があるため、まず前記ルートファ
イルサーバに要求を送り、ルートファイルサーバが管理
するファイルシステム内にある部分だけ処理を行ない、
他のファイルシステムがマウントされている地点までく
ると、そのファイルシステムを管理するファイルサーバ
に要求を転送する、という方法を繰り返すことでパス検
索が行なわれる（前川守，所真理雄，清水謙多郎編：
「分散オペレーティングシステム−ＵＮＩＸの次にくる
もの−」，１４９ページ〜１５１ページ，共立出版，
８．３．１構造を利用した名前の解決）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記２つ以上のファイ
ルサーバが連携して１つの論理ファイル木をユーザに提
供するシステムでは、パス検索の途中に存在するファイ
ルサーバ全てで少なくとも一度づつ処理が行なわれるた
め、目的のファイルを持つファイルサーバ以外のサーバ
にも負荷がかかる。従ってクライアント数が増えてくる
と、パス検索の途中にあるファイルサーバ、特にルート
ファイルサーバに負荷が無駄に集中する可能性がある。
また、頻繁にアクセスするファイルについて、アクセス
のたびにパス検索を行なうのは非効率的である。

【０００５】本発明の目的は、前記２つ以上のファイル
サーバが連携して１つの論理ファイル木をユーザに提供
する計算機システムにおいて、ファイルサーバにかかる
パス検索の負荷を他に分散させるとともに、頻繁にアク
セスされるファイルのパス検索の手間を削減する方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明におけるパス検索
負荷分散方法では、ファイルのパス名、パス検索時に使
用する基準ディレクトリ、及び前記ファイルを持つファ
イルサーバ名と前記サーバ内での前記ファイルのファイ
ル識別子との対応関係をパス検索結果のキャッシュとし
て１つ以上のサーバで分割して管理する。パス検索サー
バ群を備える。さらにパス検索サーバには、他パス検索
サーバの管理するディレクトリ、及び他ファイルシステ
ムの担当パス検索サーバ名一覧を記憶する。また、クラ
イアントには、前記パス検索サーバ群の各サーバ名と前
記サーバが保持するパス検索結果のキャッシュの管理範
囲を記憶しておく。

【０００７】クライアントがファイルのパス名及び基準
ディレクトリを用いてファイルアクセス要求を送る際
は、前記ファイルのパス名もしくは基準ディレクトリに
対応するパス検索結果を管理するパス検索サーバに前記
要求を送る。

【０００８】パス検索サーバは前記要求を受けとると、
パス検索結果のキャッシュを利用して目的のファイルを
持つファイルサーバ及び前記ファイルの前記サーバ内で
のファイル識別子を特定し、前記要求を前記サーバに送
って結果を受けとり、結果をクライアントに返すととも
に、結果に応じてパス検索結果のキャッシュを更新した
り、他のパス検索サーバに知らせたりすることで、パス
検索結果のキャッシュの最新性を保つ。

【０００９】

【発明の実施の形態】システム構成の例を図１に示す。

【００１０】クライアント１０００は、ファイルサーバ
１００２が管理しているファイルシステム１０１０中の
ファイルにアクセスするクライアントであり、ルートデ
ィレクトリ、カレントディレクトリの情報１０１１及び
パス検索サーバの管理範囲情報１０１２を保持してい
る。ルートディレクトリ、カレントディレクトリの情報
１０１１は、各ディレクトリが存在するファイルシステ
ム名及び各ディレクトリのファイル識別子と、各ディレ
クトリを含むファイルシステムのパス検索結果のキャッ
シュを管理するパス検索サーバ名を含んであり、クライ
アントプロセス生成時に記憶される。またパス検索サー
バの管理範囲情報１０１２には、パス検索サーバ１００
１のうちどのパス検索サーバがどのディレクトリ以下の
ファイルのパス検索結果のキャッシュを保持しているか
の一覧が記述されている。これも、クライアントプロセ
ス生成時に記憶される。

【００１１】パス検索サーバ１００１では、過去のパス
検索結果のキャッシュ１０１３を管理している。さら
に、他パス検索サーバと通信するための情報として、前
記クライアントが保持しているパス検索サーバの管理範
囲情報１０１２と同じ情報をパス検索サーバの管理範囲
情報１０１４として、また、どのファイルシステムのパ
ス検索結果のキャッシュがどのパス検索サーバで管理さ
れているかを示した各ファイルシステムの担当パス検索
サーバ一覧１０１５を記憶している。なお、パス検索結
果のキャッシュ１０１３はパス検索サーバ１００１起動
時にその時点のファイルシステム間のマウント関係のエ
ントリで初期化され、また各ファイルシステムの担当パ
ス検索サーバ一覧１０１５は、パス検索サーバ１００１
起動時に指定された内容で初期化される。

【００１２】パス検索サーバ１００１は、前記クライア
ント１０００からファイルアクセス要求を受けとると、
パス検索結果のキャッシュ１０１３やパス検索サーバの
管理範囲情報１０１４、各ファイルシステムの担当パス
検索サーバ一覧１０１５を利用して他パス検索サーバと
通信を行ないながら、可能な限りパス検索を行ない、フ
ァイルサーバ１００２にファイルアクセス要求を送信
し、結果に従ってパス検索結果のキャッシュ１０１３や
各ファイルシステムの担当パス検索サーバ一覧１０１５
を修整するとともに、結果をクライアント１０００に返
す。

【００１３】ファイルサーバ１００２は、ファイルシス
テム１０１０のうち１つ以上を管理し、パス検索サーバ
１００１からの要求に従い、パス検索を行なって結果を
返す。

【００１４】図１のパス検索サーバ１００１内の構成を
図２に示す。

【００１５】図中の１００１、１０１３、１０１４、１
０１５は、それぞれ図１中のパス検索サーバ１００１、
パス検索結果のキャッシュ１０１３、パス検索サーバの
管理範囲情報１０１４、各ファイルシステムの担当パス
検索サーバ一覧１０１５と同一である。

【００１６】要求受信モジュール２０００は、図１中ク
ライアント１０００からのファイル処理要求もしくは他
のパス検索サーバからの、パス検索結果のキャッシュ１
０１３の変更要求を受信する。ファイルサーバ検索モジ
ュール２００４は、受信した前記処理要求に従い、パス
検索サーバの管理範囲情報１０１４や各ファイルシステ
ムの担当パス検索サーバ一覧１０１５を参照しながら要
求送信モジュール２００２に対して他ファイルサーバや
パス検索サーバへの処理要求の転送を要求する。要求送
信モジュール２００２は、前記送信要求に従い、ファイ
ルの処理要求を送信する。結果受信モジュール２００３
は、前記ファイルの処理要求の結果を受けとり、キャッ
シュ更新モジュール２００５や結果送信モジュール２０
０１に結果を送る。キャッシュ更新モジュール２００５
は、前記結果及び前記ファイル処理要求に従ってパス検
索結果のキャッシュ１０１３や各ファイルシステムの担
当パス検索サーバ一覧１０１５を変更する。

【００１７】結果送信モジュール２００１は、結果受信
モジュール２００３から前記ファイルの処理結果を受け
とり、要求送信側のクライアントもしくはパス検索サー
バに返す。

【００１８】図１のパス検索サーバの管理範囲情報１０
１２、パス検索サーバの管理範囲情報１０１４の例を図
３に示す。

【００１９】図３の表は１行１エントリからなり、各パ
ス検索サーバがどのディレクトリ以下のパス検索結果の
キャッシュを管理しているかを示す。

【００２０】列３０００は、図１中のパス検索サーバ１
００１の名称であり、列３００１に示すパスを含むファ
イルのパス検索キャッシュを管理することを示す。ここ
で、列３００１に示すパスは全て、クライアントルート
ディレクトリがシステム全体のルートディレクトリと同
一である場合のディレクトリである。

【００２１】例えば行３０１０は、基本的に“／”以下
のファイルに関するパス検索キャッシュはパス検索サー
バ１が管理することを示す。ただし行３０１２に示すよ
うに、そのうち／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ以下のファイルに
ついてはパス検索サーバ２が管理する。

【００２２】図１のパス検索結果のキャッシュ１０１３
の例を図４に示す。

【００２３】図４の表は１行１エントリからなり、過去
に行なったパス検索やファイル処理結果から得られるパ
ス検索情報のキャッシュである。

【００２４】列４０００は、パス検索時の基準ディレク
トリのファイル識別子であり、クライアントのルートデ
ィレクトリもしくはカレントディレクトリのファイル識
別子である。また列４００１は、列４０００からの相対
パス名である。列４０００からみた、列４００１に示す
パスのファイルの過去のパス検索結果は、列４００２に
示す要求転送先サーバにあったことを示す。

【００２５】ここで、列４００２にファイルサーバ名が
入っている場合、そのファイルサーバに列４０００から
みた列４００１のファイルが存在することを示すが、列
４００２がパス検索サーバ名であった場合、前回のパス
検索時の結果が当該パス検索サーバの管理範囲であった
ことを示す。さらに、列４００２のサーバ名がファイル
サーバ名であった場合、当該ファイルの前記ファイルサ
ーバ内でのファイル識別子が列４００４であったことを
示す。また、列４００３は当該エントリが最後に変更も
しくは参照された時刻であり、これによりどのエントリ
が最近利用されたかが分る。

【００２６】例えば、行４０１０の場合、基準ディレク
トリのファイル識別子は２であり、パス名は“／”であ
るファイル、すなわちファイル識別子２のファイルその
ものが、ファイルサーバ１に存在することを示し、さら
に最終利用時刻が３３３２４４１であることを示す。

【００２７】また行４０１２の場合は、基準ディレクト
リが１２３３からみたファイル“／ｂｉｎ／ｇｓ”のパ
ス検索結果のキャッシュはパス検索サーバ３が管理して
いることを示しており、パス検索サーバ３には、当該フ
ァイルを管理するファイルサーバ名を記述したエントリ
が含まれていることを示す。

【００２８】図１の各ファイルシステムの担当パス検索
サーバ一覧１０１５の例を図５に示す。

【００２９】図５の表は１行１エントリからなり、当該
計算機システム内の各ファイルシステムのパス検索結果
がどのパス検索サーバで管理されているかを示してい
る。

【００３０】列５０００はファイルシステム名であり、
当該計算機システム中で使用されている全てのファイル
システム名は列５０００に必ず１つ含まれている必要が
ある。また列５００１は、列５０００に示したファイル
システムのパス検索結果のキャッシュを管理するパス検
索サーバ名であり、１つ以上のサーバ名を並べたもので
ある。ここで、列５０００に示すファイルシステム内の
任意のファイルのパス検索結果をキャッシュするパス検
索サーバは、列５００１に示したパス検索サーバのいず
れか１つのみに決定されなければならない。ただし、図
４の行４０１２のように、他パス検索サーバに当該ファ
イルのエントリがあることを示すエントリは複数のパス
検索サーバで存在してもよい。

【００３１】例えば行５０１０の場合、ファイルシステ
ム１中の任意のファイルのパス検索結果のキャッシュ
は、パス検索サーバ１及びパス検索サーバ２のいずれか
一方で管理されることを示す。ここで、どちらのパス検
索サーバに管理されるかは、図３の管理範囲により決定
される。

【００３２】図１のパス検索サーバ１００１の処理の流
れを図６に示す。

【００３３】初期化（６０００）後、クライアントから
のファイル処理要求もしくは他パス検索サーバからのパ
ス検索結果のキャッシュ更新要求を受信するまで待つ
（６００１）。受信した要求がファイル処理要求でない
場合（６００２）、要求に従って図１のパス検索結果の
キャッシュ１０１３を更新する（６００３）。受信した
要求がファイル処理要求の場合、要求しているファイル
を持つファイルサーバもしくはその情報を持つパス検索
サーバを図１のパス検索結果のキャッシュ１０１３を利
用しながら捜し（６００５）、処理要求を転送する（６
００６）。

【００３４】その後、前記処理要求の結果を受信するま
で待ち（６００７）、ファイル処理要求に対する処理が
成功していれば（６００８）、操作対象ファイルが自分
の管理するファイルサーバ上にあった場合（６０１０）
のみ、図１のパス検索結果のキャッシュ１０１３を更新
する（６０１２）。さらに、操作対象ファイルが存在す
るファイルシステムを管理する自分以外のパス検索サー
バ全てに対して、前記結果に従いパス検索結果のキャッ
シュを更新するように要求を出す（６０１３）。

【００３５】ファイル処理要求に対する処理が失敗して
いる場合（６００８）、ファイルが存在しないというエ
ラーの場合のみ（６００９）、操作対象のファイルのパ
ス名の先頭部分に含むもしくは全体が一致するエントリ
をパス検索結果のキャッシュから削除する（６０１
４）。以上の処理（６０１３、６００９、６０１４）が
終了した後に、ファイル処理要求を出してきたクライア
ントもしくはパス検索サーバに対して処理結果を返す
（６０１５）。

【００３６】図６のファイルサーバ検索（６００５）の
処理の流れを、図７に示す。

【００３７】まず、パス名が“／”で始まる場合（７０
００）はルートからの絶対パスとみなし、パス検索の基
準ディレクトリをルートディレクトリにし（７００
２）、“／”ではじまらない場合は（７０００）、パス
検索の基準ディレクトリをカレントディレクトリにする
（７００４）。次に、パス検索結果のキャッシュのう
ち、前記基準ディレクトリが図４の列４０００と、また
パス名が図４の列４００１と一致するエントリを抜き出
し、それが存在すれば（７００６）、前記一致したエン
トリのうち、パス名が最長一致するエントリを選択し
（７００８）、存在しなければ（７００６）、基準ディ
レクトリのみが一致しパス名が“／”のエントリを選択
する（７０１０）。さらに、前記選択したエントリから
要求転送先サーバ名とそのサーバ内でのファイルの識別
子、すなわち図４の列４００２及び列４００４を取り出
すと共に、列４００３の最終利用時刻を現在時刻に設定
する（７０１２）。

【００３８】以上の処理により、パス検索サーバが受け
とった要求の転送先サーバ名を知ることができる。

【００３９】図６のパス検索結果のキャッシュ更新処理
（６００３、６０１２）の流れを、図８に示す。

【００４０】まず、ファイル削除要求に対する結果の場
合（８０００）、パス検索結果のキャッシュを削除する
（８００２）。

【００４１】また、ファイル名変更要求の場合（８００
４）、変更前ファイルのエントリを削除し（８０１
０）、次に変更後のファイルが自分の管理範囲である場
合（８００６）にのみ、前記ファイルのエントリをキャ
ッシュに登録する（８００８）。

【００４２】また、ルートディレクトリもしくはカレン
トディレクトリの変更要求の場合（８０１２）、変更後
のディレクトリのキャッシュエントリを削除し（８０１
４）、変更先ディレクトリが自分の管理範囲の時（８０
１６）のみ、前記ディレクトリのエントリをキャッシュ
に登録する（８０１８）とともに、ファイルの処理結果
に自パス検索サーバ名を付加する（８０２０）。

【００４３】また、マウント要求の場合（８０２２）
は、マウント先のディレクトリの子ディレクトリ以下は
マウント処理により見えなくなるため、キャッシュエン
トリを削除する（８０２４）。さらに、図５のマウント
するファイルシステムの担当パス検索サーバ一覧にマウ
ントしたファイルシステムのエントリを登録する（８０
３０）。

【００４４】また、マウント解除要求の場合（８０３
２）、マウント解除により操作対象ディレクトリの子デ
ィレクトリ以下は見えなくなるため、キャッシュエント
リを削除する（８０３４）とともに、図５のマウントす
るファイルシステムの担当パス検索サーバ一覧からマウ
ント解除したファイルシステムのエントリを削除する。

【００４５】上記処理にいずれも該当しない処理要求の
処理結果に関しては、操作対象ディレクトリのエントリ
をキャッシュに登録する（８０３８）。

【００４６】上記全処理終了後、パス検索結果のキャッ
シュが一杯になっていたら（８０４０）、最終利用時刻
が最も古いエントリを最も必要のないエントリとみなし
てキャッシュから削除する（８０４２）。

【００４７】図８のパス検索結果のキャッシュのエント
リ削除処理（８００２、８０１０、８０１４、８０３
４）の流れを、図９に示す。

【００４８】削除するエントリが、自パス検索サーバの
管理範囲の場合（９０００）、パス検索結果のキャッシ
ュから、削除するファイルのファイル名をパス中に含む
エントリを抜き出す（９００２）。これは、パスの途中
にシンボリックリンクを張ったディレクトリが存在する
場合に前記リンクを削除した場合のためである。次に、
前記エントリから、基準ディレクトリがシステム全体の
ルートディレクトリであるものを取りだし、それ以外は
削除する（９００４）。さらに、その中からファイル名
が操作対象ファイルよりも長いエントリを抜き出して削
除する（９００６）。

【００４９】図１におけるクライアント１０００のファ
イルアクセス時の処理の流れを、図１０に示す。

【００５０】クライアントがファイルの処理要求を送信
する場合、大きく分けて、パスを指定して処理要求を出
す方法と、パスを指定した処理結果としてファイルハン
ドルを受けとり、ファイルハンドルを使用して処理要求
を出す方法がある。ファイルハンドルを使用して処理要
求を出す場合、既にファイルの存在するファイルシステ
ムの特定はなされているし、ファイルシステム側のパス
情報に変更はない。従って、パス検索を指定する処理要
求でなければ（１００００）、ファイルハンドラを保持
するファイルサーバに直接処理要求を送信する（１００
１６）。パス検索を指定する処理要求の場合（１０００
０）、パス名が“／”で始まるならば（１０００２）パ
ス検索の基準ディレクトリをルートディレクトリに（１
０００４）、それ以外はパス検索の基準ディレクトリを
カレントディレクトリにする（１０００８）。次に、シ
ステム全体のルートが基準ディレクトリと同じ場合（１
００１０）、すなわちシステム起動後一度もルートディ
レクトリを他のディレクトリに変更していない場合、図
３のパス検索サーバ情報の列３００１とパス名が最長一
致するエントリを抜き出し、当該エントリの列３０００
をファイルサーバ名を要求送信先とする（１００１
２）。また、それ以外の場合は、基準ディレクトリのパ
ス検索結果のキャッシュを管理しているパス検索サーバ
を要求送信先とする（１００１４）。要求送信先が決定
すると、処理要求を要求送信先のパス検索サーバもしく
はファイルサーバに送信し（１００１８）、前記処理要
求の結果が返ってくるのを待つ（１００２０）。そし
て、送信した要求がルートディレクトリの変更なら（１
００２２）、ルートディレクトリの情報を処理結果から
抜き出してルートディレクトリ情報として記憶する（１
００２６）。また、送信した要求がカレントディレクト
リの変更なら（１００２８）、カレントディレクトリの
情報を処理結果から抜き出してカレントディレクトリ情
報として記憶する（１００２４）。なお、これらのルー
トディレクトリもしくはカレントディレクトリの情報に
は、図８の８０２０の処理で付加されたパス検索サーバ
名も含まれている。

【００５１】

【発明の効果】本発明を使用すると、ファイルサーバに
かかるパス検索の負荷の一部をパス検索サーバに移すこ
とができる。また、頻繁にアクセスされるファイルのパ
ス検索の手間が削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】システム構成の例である。

【図２】パス検索サーバ内構成である。

【図３】パス検索サーバの管理範囲情報である。

【図４】パス検索結果のキャッシュである。

【図５】各ファイルシステムの担当パス検索サーバ一覧
である。

【図６】パス検索サーバ内の処理の流れである。

【図７】ファイルサーバ検索処理の流れである。

【図８】パス検索結果のキャッシュの更新処理の流れで
ある。

【図９】パス検索結果のキャッシュのエントリ削除処理
の流れである。

【図１０】クライアントのファイルアクセス時の処理の
流れである。

【符号の説明】

１００…クライアント、 １００１…パス検索サー
バ、１００２…ファイルサーバ、１０１０…ファイルシ
ステム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つ以上のファイルサーバが連携して１つ
   の階層的な論理ファイル木を構成するファイルサーバ群
   と、 現在のルートディレクトリ及びカレントディレクトリ情
   報を保持し、前記ファイルサーバ群に対して、ファイル
   のパス名及び基準ディレクトリとして前記ルートディレ
   クトリもしくは前記カレントディレクトリを指定して、
   前記基準ディレクトリからみた前記パスにあるファイル
   へのアクセス要求を出すクライアントからなる計算機シ
   ステムにおいて、 前記クライアントが前記アクセス要求の際に指定した前
   記ファイルのパス名、前記基準ディレクトリ、及び前記
   ファイルにアクセスする際の要求送信先のファイルサー
   バ名と前記ファイルの前記サーバ内でのファイル識別子
   もしくはパス検索サーバ名の対応関係をパス検索結果の
   キャッシュとして１つ以上のサーバで分割して管理する
   パス検索サーバ群を備えるとともに、 前記パス検索サーバ群の各サーバ名と前記パス検索サー
   バが管理するパス検索結果のキャッシュの分割管理範囲
   情報及びルートディレクトリ、カレントディレクトリの
   各々のディレクトリのパス検索結果のキャッシュを管理
   するパス検索サーバ名をクライアントに記憶し、 各ファイルシステムの管理担当パス検索サーバ一覧と、
   各パス検索サーバの管理するパス検索結果のキャッシュ
   の分割管理範囲情報を前記パス検索サーバ群の各サーバ
   で管理し、 クライアントがファイルのパス名を用いてファイルアク
   セス要求を送る際、前記ファイルのパス名もしくは基準
   ディレクトリに対応するパス検索結果のキャッシュを管
   理するパス検索サーバに前記要求を送り、 前記要求を受けとったパス検索サーバは、 前記パス検索結果のキャッシュを利用して前記クライア
   ントが指定したファイルを持つファイルサーバもしくは
   前記ファイルサーバの情報をもつ他のパス検索サーバを
   検索し、 前記ファイルサーバもしくはパス検索サーバに対して要
   求を送って結果を受けとり、前記要求の送信側に前記結
   果を送信するとともに、 前記結果に従い前記パス検索結果のキャッシュを更新
   し、他の前記パス検索サーバのパス検索結果のキャッシ
   ュに変更が必要な場合には、当該パス検索サーバに前記
   変更を伝え、前記変更を受けとったパス検索サーバは前
   記変更に従いパス検索結果のキャッシュを更新するパス
   検索負荷分散方法。