JPH11120063A - 分散システムにおける共有ファイルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は分散システムにおける共有ファイルシ
ステムに関し、ファイル管理を行う計算機の負荷を少な
くし、ファイルデータの転送がネットワークを経由しな
いようにして、処理の高速化を図る。 【解決手段】ネットワーク３で結合された計算機の内の
一つをファイル管理用計算機（例えば、サーバー１）と
し、ファイル管理用計算機はファイル管理情報をメモリ
９に保持してファイル管理を行い、他の計算機（クライ
アント２−１〜２−３）からの要求に応じて要求のあっ
たファイルの管理情報を検索し、そのファイル管理情報
をネットワーク３を介して要求元の計算機へ転送するフ
ァイル管理手段を備え、他の計算機はファイル管理用計
算機から受け取ったファイル管理情報を基に、ネットワ
ークを介することなく共有ディスクを直接制御して、該
当するファイルへのアクセスを行うファイルアクセス制
御手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークで接
続された複数の計算機を有し、前記計算機の内、一つ或
いは複数の計算機から直接制御できる共有ディスクを持
つ分散システムにおける共有ファイルシステムに関す
る。

【０００２】近年、インターネットの普及や情報化によ
り計算機同士が情報を共有することが求められてきてい
る。この場合、複数の計算機から一つの情報が同時に見
えるようにする必要がある。また、或る計算機による情
報の改変は、他の計算機からも見える必要があり、情報
の変更中には、他の計算機からの参照は避けなければな
らない。この為、排他制御を行うことが求められてい
る。

【０００３】

【従来の技術】以下、図に基づいて従来例を説明する。 §１：従来例１の説明・・・図１４、図１５参照 図１４は従来例１の説明図であり、図１５は従来例１の
制御シーケンスである。従来、複数の計算機がネットワ
ークで結合された分散システムにおいて、前記ネットワ
ーク上における計算機同士の情報共有の為に、ファイル
サーバーと呼ばれる計算機が使用されており、該ファイ
ルサーバーが物理的なディスク（磁気ディスク装置）も
一括して管理していた。従来使用されてきたＮＦＳ（Ne
twork File System ）の構成を図１４に示す。

【０００４】この例では、ネットワーク３としてＬＡＮ
を使用し、このＬＡＮ上に１台のサーバー１と、複数の
クライアント（クライアント端末）２−１〜２−３が接
続されている。そして、サーバー１には複数の磁気ディ
スク装置（以下「単に「磁気ディスク」と記す）４−１
〜４−３が接続され、この磁気ディスクをサーバー１が
一括管理していた。更に、サーバー１と各クライアント
２−１〜２−３には、それぞれキャッシュデータを格納
するためのキャッシュメモリ５、６が設けてある。

【０００５】前記サーバー１は、磁気ディスク４−１〜
４−３を一括管理しており、磁気ディスク上のファイル
に関する管理情報（ファイル管理情報）を保持し、その
ファイル管理情報を使用してファイル管理を行う。従っ
て、例えば、クライアント２−１が前記磁気ディスクの
ファイルをリードしたい場合、図１５に示したように、
クライアント２−１からサーバー１に対して、ファイル
へのリードアクセス要求を送る。

【０００６】この要求を受けたサーバー１は、内部に保
持しているファイル管理情報を参照し、リード要求のあ
ったファイルに関するファイル管理情報を検索する。そ
して、検索したファイル管理情報を基に、磁気ディスク
へアクセスして該当するファイルのデータを取り出し、
一度キャッシュメモリ５にデータを格納した後、該キャ
ッシュメモリ５のデータを、ＬＡＮを経由してクライア
ント２−１へ転送する。

【０００７】クライアント２−１では、サーバー１から
のデータを受け取ると、そのデータを一旦キャッシュメ
モリ５に格納して使用する。この場合はデータは全てＬ
ＡＮを経由してやり取りしており、データ転送に時間が
かかる。また、この場合、サーバー１とクライアント２
−１の双方にキャッシュデータが作られる、という無駄
がある。

【０００８】§２：従来例２の説明・・・図１６参照 図１６は従来例２の説明図である。この例では、ネット
ワーク３としてＬＡＮを使用し、このＬＡＮ上に１台の
サーバー１と、複数のクライアント２−１〜２−３が接
続されている。そして、クライアント２−１〜２−３に
はそれぞれ磁気ディスク（磁気ディスク装置）４−１〜
４−３が接続されている。

【０００９】すなわち、クライアント２−１には磁気デ
ィスク４−１を接続し、クライアント２−２には磁気デ
ィスク４−２を接続し、クライアント２−３には磁気デ
ィスク４−３を接続している。また、各クライアント２
−１〜２−３にはそれぞれキャッシュデータを格納する
ためのキャッシュメモリ６−１〜６−３が設けてある。
そして、各クライアント２−１〜２−３は、それぞのク
ライアントが持つ磁気ディスクを共有している。

【００１０】このようなシステムでは、磁気ディスク４
−１を直接制御できるのはクライアント２−１のみであ
り、磁気ディスク４−２を直接制御できるのはクライア
ント２−２のみであり、磁気ディスク４−３を直接制御
できるのはクライアント２−３のみである。

【００１１】このように、各クライアントがそれぞれ自
装置に接続された磁気ディスク４−１〜４−３を管理し
ているので、例えば、クライアント２−２がクライアン
ト２−３に接続されている磁気ディスクへアクセスした
い場合は、クライアント２−２からクライアント２−３
に対して、アクセス要求を送り、クライアント２−３が
磁気ディスク４−３へアクセスしてデータを取り出し、
一度キャッシュメモリ６−３にデータを格納した後、該
キャッシュメモリ６−３のキャッシュデータを、ＬＡＮ
を経由してクライアント２−２へ転送する。

【００１２】クライアント２−２では、クライアント２
−３からのデータを受け取ると、そのデータをキャッシ
ュメモリ６−２に格納し、使用する。この場合はデータ
は全てＬＡＮを経由してやり取りしており、データ転送
に時間がかかる。また、この場合、クライアント２−２
とクライアント２−３の双方にキャッシュデータが作ら
れる、という無駄がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) ：従来例１では、ネットワーク上のサーバー以外の
計算機に磁気ディスクは繋がっていなかったので、磁気
ディスク上のファイルを読むには、サーバー内のＣＰＵ
を使って読み出す必要があった。このため、しばしばサ
ーバーの負荷が高くなり、他の計算機でファイルのデー
タが引き出せなくなる、という課題があった。また、同
一データのキャッシュが、サーバーとクライアントの双
方に作られる、という無駄があった。

【００１４】(2) ：従来例１では、単一のサーバーが全
ての仕事をするために、サーバーが他の計算機に比べて
高負荷に陥りやすく、結果として多くの計算機を扱うこ
とが難しい、という課題があった。また、全てのデータ
がサーバー経由であるために、直接磁気ディスク上のフ
ァイルを読む場合に比べて、処理が遅い、という課題が
あった。

【００１５】(3) ：従来例２では、複数のクライアント
が、それぞれ持つ磁気ディスク上のファイルデータを共
有している。従って、データは全てＬＡＮを経由してや
り取りしなければならず、データ転送に時間がかかる。
また、ファイルへのアクセス要求を出した方のクライア
ント（前記の例ではクライアント２−３）と前記要求を
受けた方のクライアント（前記の例ではクライアント２
−２）の双方にキャッシュデータが作られる、という無
駄がある。

【００１６】(4) ：前記従来例１、２では、ファイルの
データが全てネットワークを経由して転送される。一般
に、ファイル管理情報に比べて、ファイルデータは極め
て大きなデータである。従って、ファイルデータをネッ
トワーク経由で転送すると転送時間が長くなる。このた
め、前記従来例のシステムでは、処理に時間がかかる、
という課題があった。

【００１７】本発明は、このような従来の課題を解決
し、ファイル管理を行う計算機の負荷を少なくし、ファ
イルデータの転送がネットワークを経由しないようにし
て、処理の高速化を図ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明は前記の目的を達成するため、次のよ
うに構成した。 (1) ：複数の計算機がネットワーク３で結合された分散
システムにおけるそれぞれの計算機、或いは一部の計算
機から、前記ネットワーク３を介することなく、直接制
御できる共有ディスク８−１を有し、前記計算機が前記
共有ディスク８−１を制御してファイルへのアクセスを
行う分散システムにおける共有ファイルシステムであっ
て、前記結合された計算機に対し、共有ディスク８−１
上のデータをファイルとして見せるために、前記計算機
の内の一つをファイル管理用計算機（例えば、サーバー
１）に設定すると共に、前記ファイル管理用計算機は、
前記ファイル管理を行うためのファイル管理情報を保持
して（メモリ９に保持して）ファイル管理を行い、他の
計算機（例えば、クライアント２−１、２−２、２−
３）からの要求に応じて、前記保持しているファイル管
理情報の中から要求のあったファイルの管理情報を検索
し、そのファイル管理情報をネットワーク３を介して要
求元の計算機へ転送するファイル管理手段（ＣＰＵの一
部）を備え、前記他の計算機は、ファイル管理用計算機
から受け取ったファイル管理情報を基に、前記ネットワ
ークを介することなく前記共有ディスクを直接制御し
て、該当するファイルへのアクセスを行うファイルアク
セス制御手段を備えている。

【００１９】(2) ：前記(1) の分散システムにおける共
有ファイルシステムにおいて、前記ファイル管理用計算
機は、他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた
場合、他の計算機同士を、ファイルのアクセスに関して
ファイル単位で排他制御するファイル単位排他制御手段
を備えている。

【００２０】(3) ：前記(1) の分散システムにおける共
有ファイルシステムにおいて、前記ファイル管理用計算
機は、他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた
場合、他の計算機同士を、ファイルのアクセスに関して
共有ディスクの物理的な単位で排他制御する物理的単位
排他制御手段を備えている。

【００２１】(4) ：前記(1) の分散システムにおける共
有ファイルシステムにおいて、前記ファイル管理用計算
機以外の他の計算機は、前記共有ディスクから読み出し
たファイルデータをメモリ（キャッシュメモリ６−１）
上に保持するファイルデータ保持手段を備えると共に、
前記ファイル管理用計算機は、前記ファイル管理用計算
機以外の計算機により共有ディスク上のファイルに対し
てデータの書き込みがあった場合に、共有ディスク８−
１上のファイルデータと、前記メモリ（キャッシュメモ
リ６−１）上のファイルデータとの一貫性を保証する制
御を行うファイルデータ保証制御手段を備えている。

【００２２】(5) ：複数の計算機がネットワークで結合
された分散システムにおけるそれぞれの計算機、或いは
一部の計算機から、前記ネットワークを介することな
く、直接制御できる共有ディスクを有し、前記計算機が
前記共有ディスクを制御してファイルへのアクセスを行
う分散システムにおける計算機に、ファイル管理を行う
ためのファイル管理情報を保持してファイル管理を行
い、他の計算機からの要求に応じて、前記保持している
ファイル管理情報の中から要求のあったファイルの管理
情報を検索し、そのファイル管理情報をネットワークを
介して要求元の計算機へ転送するファイル管理用計算機
側の手順と、ファイル管理用計算機から受け取ったファ
イル管理情報を基に、前記ネットワークを介することな
く前記共有ディスクを直接制御して、該当するファイル
へのアクセスを行う他の計算機側の手順と、を実行させ
るためのプログラムを記録した計算機読み取り可能な記
録媒体。

【００２３】（作用）前記構成に基づく本発明の作用
を、図１に基づいて説明する。 (a) ：前記(1) の作用 ファイル管理用計算機（サーバー１）のファイル管理手
段は、ファイル管理を行うためのファイル管理情報をメ
モリ９に保持してファイル管理を行い、他の計算機（例
えば、クライアント２−１、２−２、２−３）からの要
求に応じて、前記保持しているファイル管理情報の中か
ら要求のあったファイルの管理情報を検索し、そのファ
イル管理情報をネットワーク３を介して要求元の計算機
へ転送する。

【００２４】その後、他の計算機のファイルアクセス制
御手段は、ファイル管理用計算機から受け取ったファイ
ル管理情報を基に、ネットワーク３を介することなく前
記共有ディスク８−１を直接制御して、該当するファイ
ルへのアクセスを行う。

【００２５】例えば、クライアント２−１が共有ディス
ク８−１からファイルをリードする場合、次のようにし
てリードする。先ず、クライアント２−１は、ファイル
管理情報を獲得するため、サーバー１に対して該当する
ファイルのファイル管理情報を要求する（の経路）。

【００２６】サーバー１は、メモリ９に対しファイル管
理情報の検索を行い、クライアント２−１がそのファイ
ルをリード（読み込み）中であることをメモリ９に記録
する。そして、サーバー１は、メモリ９から検索したフ
ァイル管理情報のみを、ネットワーク３を経由して要求
元のクライアント２−１へ転送する（の経路）。

【００２７】クライアント２−１は、サーバー１から転
送されたファイル管理情報を受け取ると、そのファイル
管理情報を用いて、他のクライアント２−２、２−３と
共有されている共有ディスク８−１から該当するファイ
ルをリードする（物理的に読む）。そして、共有ディス
ク８−１からリードしたファイルをキャッシュメモリ６
−１に格納する（の経路）。以降、クライアント２−
１ではキャッシュメモリ６−１に格納したファイルデー
タを使用して、目的とした処理を行う。

【００２８】このようにすれば、ファイル管理用計算機
（サーバー１）はファイル管理のみを行えば良いから、
従来例に比べてファイル管理用計算機の負荷が少なくな
る。その結果、一つのファイル管理用計算機（サーバー
１）当たり、管理出来る他の計算機（クライアント２−
１〜２−３）の数を増やすことが可能になる。

【００２９】また、ファイルデータはネットワーク３を
経由することなく、共有ディスク８−１から直接他の計
算機（例えば、クライアント２−１）へ転送されるの
で、ネットワーク３を経由する場合に比べてファイルデ
ータの転送時間が極めて短くなり、処理の高速化を図る
ことができる。

【００３０】(b) ：前記(2) の作用 前記ファイル管理用計算機のファイル単位排他制御手段
は、他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた場
合、他の計算機同士をファイルのアクセスに関してファ
イル単位で排他制御する。

【００３１】このようにファイル管理用計算機は、ファ
イル毎に排他制御するので、他の計算機（クライアン
ト）によるファイルのリード／ライトは、互いのデータ
を壊さないことが保証される。

【００３２】(c) ：前記(3) の作用 前記ファイル管理用計算機の物理的単位排他制御手段
は、他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた場
合、他の計算機同士をファイルのアクセスに関して共有
ディスク８−１の物理的な単位（ハードウェア単位）で
排他制御する。

【００３３】このようにファイル管理用計算機は、共有
ディスク８−１の物理的な単位で排他制御するので、他
の計算機（クライアント）によるファイルのリード／ラ
イトは、互いのデータを壊さないことが保証される。ま
た、ファイル管理用計算機は、ハードウェアを単位とし
て排他制御しているので、他の計算機は、そのハードウ
ェアを占有して使うことで、装置性能の向上を図ること
ができる。

【００３４】(d) ：前記(4) の作用 前記ファイル管理用計算機以外の他の計算機のファイル
データ保持手段は、共有ディスク８−１から読み出した
ファイルデータをメモリ（キャッシュメモリ６−１）上
に保持する。

【００３５】そして、ファイル管理用計算機のファイル
データ保証制御手段は、ファイル管理用計算機以外の計
算機により共有ディスク８−１上のファイルに対してデ
ータの書き込みがあった場合に、共有ディスク８−１上
のファイルデータと、前記メモリ（キャッシュメモリ６
−１）上のファイルデータとの一貫性を保証する制御を
行う。

【００３６】このようにすれば、前記他の計算機（クラ
イアント）上のプロセスが読むファイルデータの最新性
が保証される。 (e) ：前記(5) の作用 前記記録媒体のプログラムを読み出して実行することに
より、ファイル管理用計算機側では、ファイル管理を行
うためのファイル管理情報を保持してファイル管理を行
い、他の計算機からの要求に応じて、前記保持している
ファイル管理情報の中から要求のあったファイルの管理
情報を検索し、そのファイル管理情報をネットワークを
介して要求元の計算機へ転送する制御を行う。

【００３７】また、他の計算機側では、ファイル管理用
計算機から受け取ったファイル管理情報を基に、前記ネ
ットワークを介することなく前記共有ディスクを直接制
御して、該当するファイルへのアクセスを行う。

【００３８】このようにすれば、ファイル管理用計算機
（サーバー１）はファイル管理のみを行えば良いから、
従来例に比べてファイル管理用計算機の負荷が少なくな
る。その結果、一つのファイル管理用計算機（サーバー
１）当たり、管理出来る他の計算機（クライアント２−
１〜２−３）の数を増やすことが可能になる。

【００３９】また、ファイルデータはネットワーク３を
経由することなく、共有ディスク８−１から直接他の計
算機（例えば、クライアント２−１）へ転送されるの
で、ネットワーク３を経由する場合に比べてファイルデ
ータの転送時間が極めて短くなり、処理の高速化を図る
ことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。 §１：システムの説明・・・図２、図３参照 図２はシステム構成図であり、図３はファイル管理情報
例である。この実施の形態で使用するシステム構成を図
２に示す。このシステムは、複数の計算機がネットワー
ク（例えば、ＬＡＮ：ＬＡＮ：Local Area Network）３
で結合された分散システムを構成している。この分散シ
ステムでは、それぞれの計算機から、或いは一部の計算
機から直接制御できる共有ディスク８−１、８−２を有
している。

【００４１】前記複数の計算機に共有されている共有デ
ィスク８−１、８−２は、それぞれ、磁気ディスク装置
等（光磁気ディスク等でも使用可能）により構成される
が、この場合、１台の磁気ディスク装置、複数台の磁気
ディスク装置、或いは、１台の磁気ディスク装置内の、
複数のディスク（複数枚の磁気ディスク）、一つのディ
スク（１枚の磁気ディスク）、１つのディスクが幾つか
の物理的な部分に分けられたもの（１つの磁気ディスク
上の一部の記憶領域）等により構成されている。

【００４２】前記ＬＡＮで結合されている計算機に対
し、共有ディスク８−１、８−２上のデータをファイル
として見せる為に、前記結合された計算機の内の一台を
サーバー１として使用し、該サーバー１のメモリ９にフ
ァィルを管理するためのファイル管理情報（或いは、フ
ァイル管理データ）を格納する。また、前記サーバー１
以外の計算機をクライアント端末（以下、「クライアン
ト」と記す）２−１〜２−３として使用する。そして、
この例では、クライアント２−１〜２−３が、それぞれ
直接制御できる共有ディスク８−１、８−２を備えてい
る。

【００４３】すなわち、共有ディスク８−１、８−２
は、クライアント２−１〜２−３の全てに接続されてお
り、該クライアント２−１〜２−３のいずれからも、ネ
ットワーク３を経由しないで、直接制御できるように構
成されている。また、クライアント２−１〜２−３はそ
れぞれキャッシュメモリ６−１〜６−３を備えており、
このキャッシュメモリ６−１〜６−３に共有ディスク８
−１、８−２から読み出したデータをキャッシュデータ
として格納するようになっている。このような分散シス
テムにより、共有ファイルシステムを構成している。

【００４４】前記サーバー１が管理するファイル管理情
報の１例を図３に示す。このファイル管理情報例は、共
有ディスク８−１、８−２のファイル（データ）を管理
するための情報であり、例えば、「ファイル名、ファイ
ル番号の表」と、「ファイルに関する管理データ」等か
ら構成されている。

【００４５】前記「ファイル名、ファイル番号の表」に
は、各ファイル毎に、そのファイル名（識別情報）やフ
ァイル番号があり、前記「ファイルに関する管理デー
タ」には、現在アクセス中のクライアント名、日付（更
新、生成、アクセス）、磁気ディスク装置番号（共有デ
ィスク８−１、８−２を構成する磁気ディスク装置の番
号）、ディスク装置上のブロック番号リスト、ファイル
サイズ等である。前記のようなファイル管理情報は、サ
ーバー１に設けたメモリ９に格納され、サーバーー１が
管理する。

【００４６】ところで、従来は、共有ディスクに対する
ファイルの読み書き（リード／ライト）や、ファイル管
理などは、全てサーバー１に任せていたが、本発明で
は、ファイル管理のみをサーバー１に任せ、共有ディス
クに対するファイルの読み書き（リード／ライト）は、
実際にファイルの情報を必要とする計算機（クライアン
ト）が共有ディスクを通じて行うようにしている。この
ことにより、サーバー１の役割は最小限のものとなる。

【００４７】また、サーバー１はファイル管理情報を持
ち、クライアントからの通知を受けて、クライアントが
指定したファイル管理情報を検索する手段を有し、これ
をクライアントに転送する手段を持つ。クライアントは
前記ファイル管理情報を用い、共有ディスクのファイル
を読み書きする手段を有する。更に、サーバー１はクラ
イアント同士をファイルのアクセスに関して排他制御す
る為に、クライアント同士を識別する手段とそれらの排
他制御を行う手段を持つ。なお、前記各手段は、ＣＰＵ
がプログラムを実行することで実現する手段である。

【００４８】§２：分散システムにおける共有ファイル
システムの動作説明・・・図４、図５参照 図４は共有ディスクからの読み出し制御シーケンスであ
る。図５はクライアント間の排他制御シーケンスであ
る。以下、図４、図５に基づいて分散システムにおける
共有ファイルシステムの動作を説明する。

【００４９】(1) ：クライアントによる共有ディスクか
らのファイル読み出し処理の説明・・・図４参照 図２に示したシステムにおいて、クライアント２−１が
共有ディスク８−１からファイルをリード（ｒｅａｄ）
する場合、次のようにしてリードする。先ず、クライア
ント２−１は、ファイル管理情報を獲得（ｆｉｌｅ情報
の獲得）するため、サーバー１に対して該当するファイ
ルのファイル管理情報を要求する（図２のの経路）。

【００５０】サーバー１は、メモリ９に格納されている
ファイル管理情報の内から、要求のあったファイルに関
するファイル管理情報を検索し、クライアント２−１が
そのファイルをリード（読み込み）中であることをメモ
リ９に記録する。そして、サーバー１は、メモリ９から
検索したファイル管理情報のみを、ネットワーク（ＬＡ
Ｎ）３を経由して、要求元のクライアント２−１へ転送
する（図２のの経路）。

【００５１】クライアント２−１は、サーバー１から転
送されたファイル管理情報を受け取ると、そのファイル
管理情報を用いて、他のクライアント２−２、２−３と
共有されている共有ディスク８−１から該当するファイ
ルをリードする（物理的に読む）。そして、共有ディス
ク８−１からリードしたファイルをキャッシュメモリ６
−１に格納する（図２のの経路）。以降、クライアン
ト２−１ではキャッシュメモリ６−１に格納したファイ
ル（データ）を使用して、目的とした処理を行う。

【００５２】(2) ：クライアント間の排他制御例の説明
・・・図５参照 図２に示したシステムにおいて、クライアント間の排他
制御は次のようにして行う。例えば、前記(1) で説明し
たように、クライアント２−１による共有ディスク８−
１からのファイルのリードが行われたとする。この時、
クライアント２−１のキャッシュメモリ６−１には前記
リードしたファイルのデータが残っている。

【００５３】そこへ、クライアント２−２が共有ディス
ク８−１の同じファイルに対してライト（データの書き
込み）をする場合、排他制御が必要になる。すなわち、
クライアント２−２がサーバー１に対して、前記と同じ
ファイルのライトを行うため、そのファイルのファイル
管理情報を要求した時、サーバー１はクライアント２−
１に対し、クライアント２−１がキャッシュメモリ６−
１上に持つ、当該ファイルに関するキャッシュデータを
捨てるように要求する。

【００５４】その後、クライアント２−１がキャッシュ
メモリ６−２に持つキャッシュデータを捨てたことをサ
ーバー１が確認すると、サーバー１はクライアント２−
２に対し、当該ファイル管理情報を転送する。クライア
ント２−２は前記ファイル管理情報を受け取ると、その
ファイル管理情報を使用して共有ディスク８−１の該当
するファイルに対し、データのライト（書き込み）を行
う。以下、各具体例について詳細に説明する。

【００５５】§３：例１の説明・・・図６、図７参照 図６は例１の説明図であり、図７は例１の制御シーケン
スである。以下、図６、図７に基づき、例１について説
明する。この例は、前記図２に示した分散システム上に
ある、２つのクライアント２−１、２−２が共有する１
つの共有ディスク８−１に格納されたファイル１を、前
記２つのクライアント２−１、２−２がそれぞれリード
／ライトする（異なったクライアントが同一ファイルに
対してリード／ライトする）例である。この例ではファ
イルのリード／ライト毎に前記のような排他制御が行わ
れる。

【００５６】先ず、クライアント２−１がサーバー１に
対してファイル１のファイル管理情報を要求する。この
要求を受け取ったサーバー１は、メモリ９からファイル
１のファイル管理情報（ファイル１の属性、ディスクレ
イアウト情報等）を検索し、そのファイル管理情報をネ
ットワーク３を経由してクライアント２−１へ転送す
る。この時、サーバー１は、クライアント２−１がファ
イル１のキャッシュデータを持っていることをメモリ９
に記録しておく。

【００５７】一方、クライアント２−１はサーバー１か
らファイル管理情報を受け取ると、そのファイル管理情
報を使用して共有ディスク８−１のファイル１をリード
するためのリード命令を発行して、共有ディスク８−１
からファイル１をリードする。そして、リード処理が終
了すると、前記リードしたファイル１をキャッシュメモ
リ６−１に格納する。このようにしてクライアント２−
１がファイル１のデータをキャッシュメモリ６−１に保
持する。

【００５８】その後、クライアント２−２が前記と同じ
ファイル１に対し、データのライト（書き込み）を行う
ため、サーバー１に対しファイル１のファイル管理情報
を要求する。この要求を受け取ったサーバー１は、クラ
イアント２−１に対し、キャッシュメモリ６−１に保持
しているファイル１のデータを捨てるように（破棄する
ように）指示する解放命令を発行する。

【００５９】この命令を受け取ったクライアント２−１
はキャッシュメモリ６−１に保持しているファイル１の
データを捨て、このことをサーバー１へ通知する。サー
バー１は、クライアント２−２がファイル１のデータを
持っていることをメモリ９に記録する。そして、サーバ
ー１からファイル１のファイル管理情報をクライアント
２−２へ転送する。

【００６０】クライアント２−２は前記ファイル管理情
報を受け取ると、このファイル管理情報を使用して共有
ディスク８−１に対し、ファイル１のライト命令を発行
し、該共有ディスク８−１のファイル１に対し、データ
のライト（書き込み）を行う。このライトが終了する
と、クライアント２−２は、ライトしたファイル１のデ
ータをキャッシュメモリ６−２に格納し、処理を終了す
る。

【００６１】このようにすれば、サーバー１はファイル
管理のみを行えば良いから、従来例に比べてサーバー１
の負荷が少なくなる。その結果、一つのサーバー当た
り、管理出来るクライアントの数を増やすことが可能に
なる。また、ファイルデータはネットワーク３を経由す
ることなく、共有ディスク８−１から直接クライアント
へ転送されるので、ネットワーク３を経由する場合に比
べてファイルデータの転送時間が極めて短くなり、処理
の高速化を図ることができる。

【００６２】また、クライアント２−１は、共有ディス
ク８−１から読み出したファイルデータをキャッシュメ
モリ６−１上に保持し、サーバー１は、クライアント２
−２により共有ディスク８−１上のファイルに対してデ
ータの書き込みがあった場合に、共有ディスク８−１上
のファイルデータと、キャッシュメモリ６−１上のファ
イルデータとの一貫性を保証する制御を行っている。従
って、クライアント上のプロセスが読むファイルデータ
の最新性が保証される。

【００６３】§４：例２の説明・・・図８、図９参照 図８は例２の説明図であり、図９は例２の制御シーケン
スである。以下、図８、図９に基づき、例２について説
明する。この例は、前記図２に示した分散システム上に
ある、２つのクライアント２−１、２−２が共有する２
つの共有ディスク８−１、８−２を対象としてファイル
のリード／ライトを行う例である。

【００６４】この場合、クライアント２−１が、続けて
アクセスする共有ディスク８−１上のファイル１とファ
イル２が同じディスク上にあり、両方のアクセスの性能
を上げるために、共有ディスク８−１を単位（ハードウ
ェアを単位）としてアクセス中であることを示し、排他
制御する。従って、クライアント２−２は、その間に生
成したいファイル３を、別の共有ディスク８−２に生成
する。

【００６５】以下、図９に基づいて詳細に説明する。先
ず、クライアント２−１がファイル１のリードを行うた
め、サーバー１へファイル管理情報を要求する。続いて
クライアント２−１はファイル２をリードするためサー
バー１へファイル管理情報を要求する。この要求を受け
たサーバー１は、ファイル１、ファイル２のファイル管
理情報をメモリ９から検索して求め、そのファイル管理
情報をクライアント２−１へ転送する。

【００６６】このファイル管理情報を受けたクライアン
ト２−１は、前記ファイル管理情報から、ファイル１と
ファイル２が共に、共有ディスク８−１にあることが分
かると、共有ディスク８−１を単位（ハードウェアを単
位）としてロックすることをサーバー１へ通知する。こ
の通知を受けたサーバー１では、クライアント２−１に
より共有ディスク８−１がロックされていることをメモ
リ９に記録する。

【００６７】その後、クライアント２−１では、共有デ
ィスク８−１に対してリード命令を発行し、ファイル１
とファイル２をリードする。そして、前記リードが終了
すると、共有ディスク８−１からリードしたファイル
１、ファイル２のデータをキャッシュメモリ６−１に格
納する。その後、クライアント２−１は共有ディスク８
−１を解放することをサーバー１へ通知する。この通知
を受けたサーバー１は、クライアント２−１が共有ディ
スク８−１をロックしていたのを、解放したことをメモ
リ９に記録する。

【００６８】前記のようにして、共有ディスク８−１を
ロックしている状態で、クライアント２−２からファイ
ル３を生成してライトするため、サーバー１へファイル
管理情報を要求する。この要求を受けたサーバー１は、
メモリ９のファイル管理情報より、共有ディスク８−１
は今使えない状態であることを認識すると、クライアン
ト２−２に対して、共有ディスク８−２の空きブロック
を指定し、ファイル管理情報を転送する。

【００６９】クライアント２−２は、受け取ったファイ
ル管理情報を基に、共有ディスク８−２へアクセスし、
指定された領域に前記ファイル３のデータをライトす
る。そして、ライト処理を終了する。

【００７０】このようにサーバー１は、共有ディスク８
−１の物理的な単位で排他制御するので、クライアント
２−１、２−２によるファイルのリード／ライトは、互
いのデータを壊さないことが保証される。また、サーバ
ー１は、ハードウェアを単位として排他制御しているの
で、クライアント２−１、２−２は、そのハードウェア
を占有して使うことで、装置性能の向上を図ることがで
きる。

【００７１】§５：例３の説明・・・図１０、図１１参
照 図１０は例３の説明図であり、図１１は例３の制御シー
ケンスである。以下、図１０、図１１に基づき、例３に
ついて説明する。この例は、前記図２に示した分散シス
テム上にある、２つのクライアント２−１、２−２が共
有する２つの共有ディスク８−１、８−２を対象として
ファイルのリード／ライトを行う例である。

【００７２】この場合、共有ディスク８−１はクライア
ント２−１、２−２に接続されており、いずれのクライ
アントからも直接アクセスできるようになっている。そ
して、共有ディスク８−１には、ファイル１、ファイル
２を格納するが、ファイル１がクライアント２−１のも
のであり、ファイル２がクライアント２−２のものであ
ることを、サーバー１が予め知っているものとする。こ
のため、サーバー１は、前記ファイル１、２へのアクセ
ス時に、クライアント２−１、２−２からのファイル管
理情報の要求があった場合、排他制御は行わない。

【００７３】以下、図１１に基づいて具体的に説明す
る。例えば、クライアント２−１がファイル１をリード
するため、サーバー１へファイル管理情報を要求する
と、サーバー１は排他制御を行うことなく、メモリ９か
らファイル１のファイル管理情報を検索してクライアン
ト２−１へ転送する。また、この時、クライアント２−
２がファイル２をリードするため、サーバー１へファイ
ル管理情報を要求すると、サーバー１は排他制御を行う
ことなく、メモリ９からファイル２のファイル管理情報
を検索してクライアント２−２へ転送する。

【００７４】このようにしてファイル１のファイル管理
情報を受け取ったクライアント２−１は、前記ファイル
管理情報を基に、共有ディスク８−１へアクセスしてフ
ァイル１をリードする。そして、リードが終了したらそ
のファイル１のデータをキャッシュメモリ６−１に格納
する。また、ファイル２のファイル管理情報を受け取っ
たクライアント２−２は、前記ファイル管理情報を基
に、共有ディスク８−１へアクセスしてファイル２をリ
ードする。そして、リードが終了したらそのファイル２
のデータをキャッシュメモリ６−２に格納する。

【００７５】クライアント２−２は前記ファイル２のリ
ードが終了した後、更に、同じファイル２にライトする
ため、サーバー１へファイル管理情報を要求すると、こ
の時もサーバー１は排他制御を行うことなく、メモリ９
からファイル２のファイル管理情報を検索してクライア
ント２−２へ転送する。ファイル２のファイル管理情報
を受け取ったクライアント２−２は、前記ファイル管理
情報を基に、共有ディスク８−１へアクセスしてファイ
ル２をライトする。そして、ライトが終了したらそのフ
ァイル２のデータをキャッシュメモリ６−２に格納す
る。

【００７６】§６：例４の説明・・・図１２、図１３参
照 図１２は例４の説明図であり、図１３は例４の制御シー
ケンスである。以下、図１２、図１３に基づき、例４に
ついて説明する。この例は、前記図２に示した分散シス
テム上にある、２つのクライアント２−１、２−２が共
有する２つの共有ディスク８−１、８−２を対象として
ファイルのリード／ライトを行う例である。この場合、
共有ディスク８−１はクライアント２−１、２−２に接
続されており、いずれのクライアントからも直接制御で
きるようになっている。そして、共有ディスク８−１に
はファイル１を格納する。この場合、クライアント２−
１、２−２共に同じファイル１にリード／ライトする
が、それぞれ協調的に働くのでどこをリード／ライトす
るかをサーバー１が事前に知っているものとする。この
ため、サーバー１は、前記ファイル１、２へのアクセス
時に、クライアント２−１、２−２からのファイル管理
情報の要求があっても排他制御は行わない。

【００７７】以下、図１３に基づいて具体的に説明す
る。例えば、クライアント２−１がファイル１をリード
するため、サーバー１へファイル管理情報を要求する。
続いてクライアント２−２がファイル１をリードするた
め、サーバー１へファイル管理情報を要求したとする。
この時、サーバー１は、ファイル１が２つのクライアン
ト２−１、２−２で共有されるので、排他制御は行わな
い。

【００７８】従って、サーバー１は、メモリ９からファ
イル１のファイル管理情報を検索してクライアント２−
１へ転送し、続いてファイル１のファイル管理情報をク
ライアント２−２へ転送する。このようにしてファイル
１のファイル管理情報を受け取ったクライアント２−１
は、前記ファイル管理情報を基に、共有ディスク８−１
へアクセスしてファイル１をリードするが、ファイル１
のオフセット０から１００バイト分のデータのみをリー
ドする。そして、リードが終了したらそのファイル１の
データをキャッシュメモリ６−１に格納する。

【００７９】また、前記のようにしてファイル１のファ
イル管理情報を受け取ったクライアント２−２は、前記
ファイル管理情報を基に、共有ディスク８−１へアクセ
スしてファイル１をリードするが、ファイル１のオフセ
ット１０Ｋから１Ｋバイト分のデータのみをリードす
る。そして、リードが終了したらそのファイル１のデー
タをキャッシュメモリ６−１に格納する。

【００８０】§７：記録媒体とプログラムの説明 前記のように、サーバー１では、ファイル管理を行うた
めのファイル管理情報を保持してファイル管理を行い、
クライアントからの要求に応じて、前記保持しているフ
ァイル管理情報の中から要求のあったファイルの管理情
報を検索し、そのファイル管理情報をネットワーク３を
介して要求元のクライアントへ転送する。また、各クラ
イアント２−１〜２−３では、サーバー１から受け取っ
たファイル管理情報を基に、ネットワーク３を介するこ
となく、前記共有ディスクを直接制御して、該当するフ
ァイルへのアクセスを行う。

【００８１】前記サーバー１（計算機）、及びクライア
ント２−１〜２−３（計算機）等が行う処理は、サーバ
ー１、及びクライアント２−１〜２−３内のＣＰＵがプ
ログラムを実行することにより次のようにして実現す
る。前記サーバー１、及びクライアント２−１〜３−３
にはディスク装置が設けてあり、このディスク装置の記
憶媒体に、前記処理を実現するためのプログラムやその
他の各種データ等を格納しておく。そして、前記処理を
行う場合は、ＣＰＵの制御によりディスク装置の記憶媒
体に格納されている前記プログラムやデータを読み出し
て計算機本体内のメモリに取り込む。

【００８２】その後、ＣＰＵが前記メモリに格納してあ
るプログラムの内、必要なプログラムから順次読み出し
て実行することにより前記処理を行う。なお、前記ディ
スク装置の記憶媒体に格納するプログラムは、次のよう
にして格納（記憶）する。

【００８３】：フレキシブルディスク（フロッピィデ
ィスク）に格納されているプログラム（他の装置で作成
したプログラムデータ）を、サーバー１やクライアント
２−１〜２−３本体に設けたフレキシブルディスクドラ
イブ装置により読み取り、ディスク装置の記憶媒体に格
納する。

【００８４】：光磁気ディスク、或いはＣＤ−ＲＯＭ
等の記憶媒体に格納されているデータを、前記サーバー
１やクライアント２−１〜２−３に設けたドライブ装置
により読み取り、ディスク装置の記憶媒体に格納する。

【００８５】：ＬＡＮ等の通信回線を介して他の装置
から伝送されたデータを前記サーバー１やクライアント
２−１〜２−３の装置本体で受信し、そのデータをディ
スク装置の記憶媒体に格納する。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ：複数の計算機が共有ディスクを共有し、その上に
ファイルを読み書きすることが可能になる。この場合、
ネットワーク上をファイルデータが通らないので、従来
例に比べて高速処理が可能になる。また、サーバーは、
ファイル管理のみを行えば良いから、サーバーの負荷が
少なくなり、一サーバー当たりの管理可能なクライアン
ト数を増やすことが可能になる。更に、分散環境である
ため、計算機の通過が比較的容易にできる。

【００８７】(2) ：クライアントはサーバーから受け取
ったファイル管理情報を使用して共有ディスク上のファ
イルにアクセスすることができる。従って、共有するデ
ィスク上のファイルデータを、それぞれのクライアント
で共有することが簡単にできる。

【００８８】(3) ：サーバーはファイル毎に排他制御を
行うことができるので、クライアントの書き込み／読み
出しは、お互いのデータを壊すことなく行うことが保証
される。

【００８９】(4) ：サーバーは、どのクライアントがど
のファイルのキャッシュデータを持っているかを知って
いるので、クライアントが或るファイルを書いた時、他
のクライアントに対し、そのファイルのキャッシュデー
タを捨てさせることができる。このことにより、クライ
アント上のプロセスが読むデータの最新性が保証され
る。

【００９０】(5) ：サーバーは、共有ディスクのハード
ウェアを単位として排他制御できるので、クライアント
はそのハードウェアを占有して使うことができる。この
ため、装置の性能の向上が期待できる。

【００９１】前記効果の他、各請求項に対応して次のよ
うな効果がある。 (6) ：請求項１では、ファイル管理用計算機のファイル
管理手段は、ファイル管理を行うためのファイル管理情
報を保持してファイル管理を行い、他の計算機からの要
求に応じて、前記保持しているファイル管理情報の中か
ら要求のあったファイルの管理情報を検索し、そのファ
イル管理情報をネットワークを介して要求元の計算機へ
転送する。

【００９２】その後、他の計算機のファイルアクセス制
御手段は、ファイル管理用計算機から受け取ったファイ
ル管理情報を基に、ネットワークを介することなく共有
ディスクを直接制御して、該当するファイルへのアクセ
スを行う。

【００９３】このようにすれば、ファイル管理用計算機
はファイル管理のみを行えば良いから、従来例に比べて
ファイル管理用計算機の負荷が少なくなる。その結果、
一つのファイル管理用計算機（サーバー１）当たり、管
理出来る他の計算機の数を増やすことが可能になる。

【００９４】また、ファイルデータはネットワークを経
由することなく、共有ディスクから直接他の計算機へ転
送されるので、ネットワーク３を経由する場合に比べて
ファイルデータの転送時間が極めて短くなり、処理の高
速化を図ることができる。

【００９５】(7) ：請求項２では、ファイル管理用計算
機のファイル単位排他制御手段は、他の計算機からファ
イル管理情報の要求を受けた場合、他の計算機同士をフ
ァイルのアクセスに関してファイル単位で排他制御す
る。このようにファイル管理用計算機は、ファイル毎に
排他制御するので、他の計算機によるファイルのリード
／ライトは、互いのデータを壊さないことが保証され
る。

【００９６】(8) ：請求項３では、ファイル管理用計算
機の物理的単位排他制御手段は、他の計算機からファイ
ル管理情報の要求を受けた場合、他の計算機同士をファ
イルのアクセスに関して共有ディスクの物理的な単位
（ハードウェア単位）で排他制御する。

【００９７】このようにファイル管理用計算機は、共有
ディスクの物理的な単位で排他制御するので、他の計算
機によるファイルのリード／ライトは、互いのデータを
壊さないことが保証される。また、ファイル管理用計算
機は、ハードウェアを単位として排他制御しているの
で、他の計算機は、そのハードウェアを占有して使うこ
とで、装置性能の向上を図ることができる。

【００９８】(9) ：請求項４では、ファイル管理用計算
機以外の他の計算機のファイルデータ保持手段は、共有
ディスクから読み出したファイルデータをメモリ上に保
持する。そして、ファイル管理用計算機のファイルデー
タ保証制御手段は、ファイル管理用計算機以外の計算機
により共有ディスク上のファイルに対してデータの書き
込みがあった場合に、共有ディスク上のファイルデータ
と、前記メモリ上のファイルデータとの一貫性を保証す
る制御を行う。このようにすれば、前記他の計算機上の
プロセスが読むファイルデータの最新性が保証される。

【００９９】(10)：請求項５では、記録媒体のプログラ
ムを読み出して実行することにより、ファイル管理用計
算機側では、ファイル管理を行うためのファイル管理情
報を保持してファイル管理を行い、他の計算機からの要
求に応じて、保持しているファイル管理情報の中から要
求のあったファイルの管理情報を検索し、そのファイル
管理情報をネットワークを介して要求元の計算機へ転送
する制御を行う。

【０１００】また、他の計算機側では、ファイル管理用
計算機から受け取ったファイル管理情報を基に、前記ネ
ットワークを介することなく前記共有ディスクを直接制
御して、該当するファイルへのアクセスを行う。

【０１０１】このようにすれば、ファイル管理用計算機
はファイル管理のみを行えば良いから、従来例に比べて
ファイル管理用計算機の負荷が少なくなる。その結果、
一つのファイル管理用計算機当たり、管理出来る他の計
算機の数を増やすことが可能になる。また、ファイルデ
ータは、ネットワークを経由することなく、共有ディス
クから直接他の計算機へ転送されるので、ネットワーク
を経由する場合に比べて、ファイルデータの転送時間が
極めて短くなり、処理の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施の形態におけるシステム構成図である。

【図３】実施の形態におけるファイル管理情報例であ
る。

【図４】実施の形態における共有ディスクからの読み出
し制御シーケンスである。

【図５】実施の形態におけるクライアント間の排他制御
シーケンスである。

【図６】実施の形態における例１の説明図である。

【図７】実施の形態における例１の制御シーケンスであ
る。

【図８】実施の形態における例２の説明図である。

【図９】実施の形態における例２の制御シーケンスであ
る。

【図１０】実施の形態における例３の説明図である。

【図１１】実施の形態における例３の制御シーケンスで
ある。

【図１２】実施の形態における例４の説明図である。

【図１３】実施の形態における例４の制御シーケンスで
ある。

【図１４】従来例１の説明図である。

【図１５】従来例１の制御シーケンスである。

【図１６】従来例２の説明図である。

【符号の説明】

１ サーバー ２−１〜２−３ クライアント ３ ネットワーク ４−１〜４−３ 磁気ディスク ５、６−１〜６−３ キャッシュメモリ ８−１〜８−２ 共有ディスク ９ メモリ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の計算機がネットワークで結合された
   分散システムにおけるそれぞれの計算機、或いは一部の
   計算機から、前記ネットワークを介することなく、直接
   制御できる共有ディスクを有し、前記計算機が前記共有
   ディスクを制御してファイルへのアクセスを行う分散シ
   ステムにおける共有ファイルシステムであって、 前記結合された計算機に対し、共有ディスク上のデータ
   をファイルとして見せるために、前記計算機の内の一つ
   をファイル管理用計算機に設定すると共に、 前記ファイル管理用計算機は、前記ファイル管理を行う
   ためのファイル管理情報を保持してファイル管理を行
   い、他の計算機からの要求に応じて、前記保持している
   ファイル管理情報の中から要求のあったファイルの管理
   情報を検索し、そのファイル管理情報をネットワークを
   介して要求元の計算機へ転送するファイル管理手段を備
   え、 前記他の計算機は、ファイル管理用計算機から受け取っ
   たファイル管理情報を基に、前記ネットワークを介する
   ことなく前記共有ディスクを直接制御して、該当するフ
   ァイルへのアクセスを行うファイルアクセス制御手段を
   備えていることを特徴とした分散システムにおける共有
   ファイルシステム。
2. 【請求項２】前記ファイル管理用計算機は、 他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた場合、
   他の計算機同士を、ファイルのアクセスに関してファイ
   ル単位で排他制御するファイル単位排他制御手段を備え
   ていることを特徴とした請求項１記載の分散システムに
   おける共有ファイルシステム。
3. 【請求項３】前記ファイル管理用計算機は、 他の計算機からファイル管理情報の要求を受けた場合、
   他の計算機同士を、ファイルのアクセスに関して共有デ
   ィスクの物理的な単位で排他制御する物理的単位排他制
   御手段を備えていることを特徴とした請求項１記載の分
   散システムにおける共有ファイルシステム。
4. 【請求項４】前記ファイル管理用計算機以外の他の計算
   機は、前記共有ディスクから読み出したファイルデータ
   をメモリ上に保持するファイルデータ保持手段を備える
   と共に、 前記ファイル管理用計算機は、前記ファイル管理用計算
   機以外の計算機により共有ディスク上のファイルに対し
   てデータの書き込みがあった場合に、共有ディスク上の
   ファイルデータと、前記メモリ上のファイルデータとの
   一貫性を保証する制御を行うファイルデータ保証制御手
   段を備えていることを特徴とした請求項１記載の分散シ
   ステムにおける共有ファイルシステム。
5. 【請求項５】複数の計算機がネットワークで結合された
   分散システムにおけるそれぞれの計算機、或いは一部の
   計算機から、前記ネットワークを介することなく、直接
   制御できる共有ディスクを有し、前記計算機が前記共有
   ディスクを制御してファイルへのアクセスを行う分散シ
   ステムにおける計算機に、 ファイル管理を行うためのファイル管理情報を保持して
   ファイル管理を行い、他の計算機からの要求に応じて、
   前記保持しているファイル管理情報の中から要求のあっ
   たファイルの管理情報を検索し、そのファイル管理情報
   をネットワークを介して要求元の計算機へ転送するファ
   イル管理用計算機側の手順と、 ファイル管理用計算機から受け取ったファイル管理情報
   を基に、前記ネットワークを介することなく前記共有デ
   ィスクを直接制御して、該当するファイルへのアクセス
   を行う他の計算機側の手順と、 を実行させるためのプログラムを記録した計算機読み取
   り可能な記録媒体。