JPH11242641A - ノード及びノード間通信方法及びプログラム記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ノード及びノード間通信方法に関
し、ＣＰＵのオーバヘッドの小さい通信を行うノードを
提供することを目的とする。 【解決手段】 プロセス２は、メッセージ１１の受信待
ちの状態の場合に、ネットワークドライバ６に対して直
接所定の制御信号を発行して休眠すると共に、ネットワ
ークドライバ６からの受信割込みにより休眠から復帰し
てネットワークハードウェア８に対して直接メッセージ
到着確認を発行する。ネットワークドライバ６は、ネッ
トワークハードウェア８からのハードウェア割込みの内
のハードウェア受信割込みのみを受け取り、受信待ちプ
ロセス２に対して受信割込みを生じる。ネットワークハ
ードウェア８は、メッセージ１１を受信した場合にハー
ドウェア受信割込みをネットワークドライバ６に発生さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノード及びノード
間通信方法及びプログラム記憶媒体に関し、特に、プロ
セスがネットワークハードウェアを用いて通信を行うノ
ード及びノード間通信方法及びプログラム記憶媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複数のプロセスの間において情報（メッ
セージ）の送受信を行うプロセス間通信が、同一のコン
ピュータ上に限らず、コンピュータネットワークに接続
されたノードである異なるコンピュータ間においても、
ネットワークを介して行われている。

【０００３】一般に、コンピュータネットワークにおい
て、これを構成するノード間の通信はＴＣＰ／ＩＰを利
用した通信（ＴＣＰ／ＩＰ通信）によって行われる。Ｔ
ＣＰ／ＩＰ通信において、通信を行うプロセスはメッセ
ージの受信待ち合わせをする必要がある。ＴＣＰ／ＩＰ
通信におけるメッセージの受信待ち合わせは、例えば、
受信待ちの状態のプロセス（受信待ちプロセス）の発行
するポールシステムコールと呼ばれるシステムコールを
用いてカーネル内で実行される。

【０００４】この方式によれば、図７に示すように、受
信待ちプロセス１０２はＯＳ１０４に対してポールシス
テムコールを発行して休眠（スリープ）する。メッセー
ジがネットワークハードウェア１０８に到着すると、ネ
ットワークハードウェア１０８はＯＳ１０４に対してハ
ードウェア割込み１１０を起こす。このハードウェア割
込み１１０に応じて、ＯＳ１０４は種々のドライバ１０
６及び１０７を順に呼び出す。呼び出されたドライバ１
０６及び１０７の内のネットワークドライバ１０６は、
自己への割込みであることを認識して、ＯＳ１０４に応
答を返すと共に、カーネル１０５に制御を渡す。カーネ
ル１０５は、そのＴＣＰ／ＩＰ（プロセス）１１１にお
いてメッセージ処理を行った後、受信待ちプロセス１０
２を調べて、待っている全ての受信待ちプロセス１０２
を受信割込みによって起こす。これにより、メッセージ
の受信の待ち合わせを実現する。

【０００５】また、ＴＣＰ／ＩＰ通信とは別に、ノード
間通信におけるメッセージの受信の待ち合わせには、例
えば、受信待ちプロセス１０２によるビジーウェイト処
理による方式がある。

【０００６】ノード間通信ではユーザのプロセス１０２
がカーネル１０５を介することなくネットワークハード
ウェア１０８を直接用いて通信を行う。そこで、この方
式によれば、受信の待ち合わせも、プロセス１０２がカ
ーネル１０５を介することなくネットワークハードウェ
ア１０８を直接用いる。即ち、受信待ちプロセス１０２
がビジーウェイト状態になり、ネットワークハードウェ
ア１０８に対して直接メッセージ到着確認を送り、ネッ
トワークハードウェア１０８からメッセージ未到着が返
されると、メッセージが到着するまでメッセージ到着確
認の送信を繰り返す。

【０００７】更に、カーネル１０５を介することなく受
信待ち合わせをする他の方式として、ネットワークドラ
イバ１０６からのシグナルにより受信待ちプロセス１０
２がメッセージ到着通知を受ける方式もある。

【０００８】この方式によれば、ネットワークドライバ
１０６からのシグナルの受信までの間、受信待ちプロセ
ス１０２は休眠状態に入る。このため、休眠の間は受信
待ちプロセス１０２がＣＰＵを使用しない。メッセージ
が到着すると、ネットワークハードウェア１０８からネ
ットワークドライバ１０６に対して割込みを生じ、これ
に応じてネットワークドライバ１０６が受信待ちプロセ
ス１０２にシグナルを送信する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ＴＣＰ／ＩＰ通信にお
けるポールシステムコールを用いた受信待ち合わせ方式
によれば、カーネル１０５を介してメッセージ受信を行
うため、この分ＣＰＵのオーバヘッドが大きくなる。

【００１０】また、ノード間通信におけるビジーウェイ
ト処理による受信待ち合わせ方式によれば、メッセージ
到着までの時間が長い場合には、当該到着までＣＰＵを
無駄に使用することになる。

【００１１】更に、ネットワークドライバ１０６からの
シグナルによる受信待ち合わせ方式によれば、当該シグ
ナル受信までの間は受信待ちプロセス１０２が休眠状態
でよいため、ＣＰＵの使用効率は良い。しかし、１回に
１プロセスしか受信待ち合わせをすることができない。
また、ネットワークハードウェア１０８からネットワー
クドライバ１０６に対して割込みを生じる場合に、ネッ
トワークドライバ１０６が割込みの種類に関係なく全て
の割込みを受信していたため、ネットワークドライバ１
０６で処理できない割込み（エラー割込み）まで受信し
てしまっていた。このため、ネットワークドライバ１０
６はハードウェアに対して無駄なアクセスを行うことに
なり、ＣＰＵのオーバヘッドを大きくする原因になって
いた。

【００１２】本発明は、ＣＰＵのオーバヘッドの小さい
通信を行うノードを提供することを目的とする。また、
本発明は、通信の状態に応じて適切な通信モードでの通
信を行うノードを提供することを目的とする。

【００１３】また、本発明は、ＣＰＵのオーバヘッドの
小さいノード間通信方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ＣＰＵのオーバヘッドの小さい通信を
行うノードを実現するプログラムを記憶したプログラム
記憶媒体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図であり、本発明によるノードの構成を示す。本発明の
ノードは、プロセス２、ネットワークドライバ６及びネ
ットワークハードウェア８とを備える。

【００１５】プロセス２は、メッセージの受信待ちの状
態の場合に、ネットワークドライバ６に対して直接所定
の制御信号（入出力制御関数又はｉｏｃｔｌ）を発行し
て休眠すると共に、ネットワークドライバ６からの受信
割込みにより休眠から復帰してネットワークハードウェ
ア８に対して直接メッセージ獲得要求を発行する。ネッ
トワークドライバ６は、ネットワークハードウェア８か
らのハードウェア割込みの内のハードウェア受信割込み
を受け取り、受信待ちプロセス２に対して受信割込みを
生じる。ネットワークハードウェア８は、メッセージを
受信した場合にハードウェア受信割込みをネットワーク
ドライバ６に生じる。

【００１６】本発明のノードによれば、受信待ちのプロ
セス２は、当該メッセージの到着まで休眠するので、メ
ッセージの到着までＣＰＵを使用しない。従って、メッ
セージ到着までの時間が長い場合でも、受信待ちのプロ
セス２が当該到着までＣＰＵを無駄に使用することがな
いので、この分ＣＰＵのオーバヘッドを小さくできる。
また、ネットワークドライバ６からの受信割込みにより
休眠から復帰するので、カーネル５を介することがな
い。従って、カーネル５を介してのメッセージ受信は行
なわないため、この分ＣＰＵのオーバヘッドを小さくで
きる。更に、ネットワークドライバ６は、ハードウェア
受信割込みを受け取り、自己が処理できない割込みは受
信しない。従って、ネットワークドライバ６がネットワ
ークハードウェア８に対して無駄なアクセスを行うこと
がなく、この分ＣＰＵのオーバヘッドを小さくできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図２はノード説明図であり、本発
明の適用されるノード３０の構成を示す。ノード３０の
各々は、ネットワーク４０に接続されたネットワークハ
ードウェア８と、ネットワークハードウェア８上で動作
するＯＳ（オペレーティングシステム）４と、ＯＳ４上
で動作するアプリケーション１とを備える。

【００１８】ノード３０はネットワークハードウェア８
を介してネットワーク４０と接続される。ネットワーク
ハードウェア８は、コンピュータネットワーク又はデー
タ網を構成するネットワーク４０に接続され、このネッ
トワーク４０を介して他のノード３０（のネットワーク
ハードウェア８）と接続され、これとの間でのデータ
（メッセージ１１）の送受信を行うハードウェアであ
る。

【００１９】ＯＳ４は、当該ノード３０であるコンピュ
ータの制御プログラムである。当該ノード３０であるコ
ンピュータは、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ、入出力
装置等を備える。ＯＳ４はこのメモリ上に常駐し、ＣＰ
Ｕ上において実行される。ＯＳ４はネットワークハード
ウェア８とアプリケーション１との間に位置する。

【００２０】カーネル５は、ＯＳ４の主要な部分（核）
であり、カーネル５のプロセスはＣＰＵ上で実行され
る。カーネル５は複数のドライバ６及び７を有する。ド
ライバ６及び７はデータの入出力（ｉｏ）を実行するネ
ットワーク４０、ハードディスク、入出力装置等の各種
の機器（デバイス）毎に設けられ、対応する各種の機器
を制御するためのモジュールである。ネットワークドラ
イバ６は、カーネル５内のデバイスドライバの１つであ
り、ネットワークハードウェア８を制御するデバイスド
ライバである。なお、説明の便宜上、ネットワークドラ
イバ６とそれ以外の他のドライバ７とを区別して説明す
る。

【００２１】ＯＳ４又はカーネル５とネットワークハー
ドウェア８との間において、ネットワークハードウェア
８側からのインタフェースは割込みである。後述するハ
ードウェア受信割込みはこの割込みの一種である。ＯＳ
４又はカーネル５側からのインタフェースは各種の制御
信号である。

【００２２】アプリケーション１は、複数のユーザのプ
ロセス２及び３からなる。プロセス２及び３は、ユーザ
プログラムであり、例えばあるノード３０であるコンピ
ュータ上で実行され、当該プログラムに記述された所定
の処理を実行する。なお、説明の便宜上、他のノード３
０（のプロセス３）からのメッセージ１１の受信待ちの
状態にある（又はサーバである）プロセス２とそれ以外
の（又はクライアントである）他のプロセス３とを区別
して説明する。プロセス２は、他のノード３０上のプロ
グラムである他のプロセス３から、あるメッセージ１１
を受信し読み込む処理を実行する。他のプロセス３は、
他のノード３０上のプログラムであるプロセス２へ、メ
ッセージ１１を送信する。

【００２３】プロセス２とＯＳ４又はカーネル５との間
において、プロセス２又は３側からのインタフェースは
システムコール９である。後述する入出力制御関数はシ
ステムコール９の一種であり、データの入出力（ｉｏ）
を実行するネットワークハードウェア８を制御するネッ
トワークドライバ６へのインタフェースである。ＯＳ４
又はカーネル５側からのインタフェースは割込みであ
る。後述する受信割込みもこの一種である。

【００２４】ノード３０（ノード＃０及び＃１）の間に
おいてノード間通信が行われる。このノード間通信はソ
ケットを用いて行うネットワーク４０を介したプロセス
間通信であり、プロセス２及び３が直接ネットワークハ
ードウェア８を用いて行う通信である。

【００２５】例えば、当該コンピュータネットワークが
サーバクライアントシステムであり、ノード＃０（又は
プロセス２）がサーバとして働き、ノード＃１（又はプ
ロセス３）がクライアントである。クライアントである
ノード＃１におけるプロセス３は、サーバであるノード
＃０におけるプロセス２に対して、プロトコルに従って
所定のサービスを要求するメッセージ（リクエスト）１
１を送信する。サーバであるプロセス２は、クライアン
トであるプロセス３からの要求のメッセージ１１の受信
を待つ。即ち、サーバであるプロセス２は、クライアン
トであるプロセス３からの要求のメッセージ１１を受信
するまで、受信待ちの状態にある。受信待ちの状態にお
いて、プロセス２は他のノード＃１上のプロセス３にア
クセスすることはできない。

【００２６】受信待ちの状態において、プロセス２は、
自ノード＃０のＯＳ４のカーネル５を介することなく、
直接、自ノード＃０のネットワークハードウェア８にメ
ッセージ到着確認又はメッセージ獲得要求を発行する。
その時点で、当該メッセージ１１がネットワークハード
ウェア８に到着していれば、プロセス２はこれを受信す
る。当該メッセージ１１を受信すると、サーバであるプ
ロセス２は、当該要求のメッセージ１１に応じて所定の
処理を行い、必要に応じてプロトコルに従って所定の返
答をクライアントであるプロセス３に返す。

【００２７】なお、図２において、クライアントである
ノード＃１はサーバであるノード＃０と同様の構成を有
するので、その詳細な図示は省略した。従って、ノード
＃１におけるプロセス３は、ノード＃０におけるプロセ
ス２に対してメッセージ（リクエスト）１１を送信した
後、プロセス２からの返答を待つ受信待ちの状態にあ
る。即ち、ノード＃１におけるプロセス３は、受信待ち
プロセス２となり、ノード＃０におけるプロセス２と全
く同様の処理を同様の順で実行する。これにより、ノー
ド＃０（のプロセス２）とノード＃１（のプロセス３）
との間で本発明のノード間通信が行われる。

【００２８】図３は、ノード説明図であり、本発明のノ
ード３０の構成の概略を示す。なお、このノード３０
は、図２に示すノード＃０であり、サーバである。ま
た、ノード３０において、カーネル５及びネットワーク
ドライバ６等はプロセスとして、プロセス２及び３と同
様に、そのＣＰＵとメモリとからなる処理装置３１にお
いて実行される。

【００２９】サーバであるノード３０の所定のプロセス
３は、予め定められた所定のサービスをクライアントに
提供するために、クライアントからのサービス要求のメ
ッセージ１１の受信待ちの状態に入る。即ち、受信待ち
プロセス２となる。受信待ちプロセス２は、ビジーウェ
イト処理又は休眠処理のいずれかを実行する。即ち、受
信待ちの状態においては、ビジーウェイトモード又は休
眠モードのいずれかで動作する。このために、プロセス
２はビジーウェイト処理手段１２及び休眠処理手段１４
を備える。

【００３０】ビジーウェイト処理手段１２又はビジーウ
ェイトモードは、ネットワークハードウェア８に対して
直接メッセージ到着確認を発行するビジーウェイト処理
を実行する。ビジーウェイト処理手段１２は、メッセー
ジ到着確認を発行した後、予め定められた所定の時間内
にネットワークハードウェア８からメッセージ到着の返
答があったか否かを調べ、メッセージ到着の場合にはネ
ットワークハードウェア８に到着しているメッセージ２
２を受信待ちプロセス２の有するメモリ空間１５内に複
写してメッセージ１８として保持する。

【００３１】プロセス２は、ネットワークドライバ６か
らの受信割込みにより休眠から復帰して、メッセージ獲
得要求を発行する。この時点で、後述するように、メッ
セージ１１はネットワークハードウェア８に到着してい
る。従って、休眠後の受信待ちプロセス２は、メッセー
ジ獲得要求発行後、直ちにネットワークハードウェア８
から当該メッセージ１１（２２）を受信することができ
る。これにより、プロセス２は、休眠から復帰後、直ち
に所定のサービスを提供することができる。

【００３２】メモリ空間１５上のメッセージ１８は、受
信待ちの状態から脱出したプロセス２（その時点ではプ
ロセス３）によって参照される。プロセス２（３）は、
例えば、メッセージ１８がサービス要求であれば、当該
要求の内容に従って、当該要求を発行したノード＃１上
のプロセス３に対する所定のサービスを実行する。な
お、メモリ空間１５は、ノード３０の有するメモリ上に
当該プロセス２（その時点ではプロセス３）の生成の際
に、これと同時に獲得される。

【００３３】休眠処理手段１４又は休眠モードは、ネッ
トワークドライバ６に対して直接所定の制御信号である
入出力制御関数を発行して休眠（スリープ）し、ネット
ワークドライバ６からの受信割込みにより休眠から復帰
する休眠処理を実行する。休眠処理手段１４が休眠から
復帰すると、プロセス２はネットワークハードウェア８
に対して直接メッセージ獲得要求及びメッセージ複写要
求を発行する。

【００３４】受信待ちプロセス２が、ビジーウェイト処
理又は休眠処理のいずれを実行するかは、プロセス２自
体が定める。この例においては、プロセス２は、ビジー
ウェイト処理手段１２によるビジーウェイト処理を所定
の回数だけ繰り返した後、休眠処理手段１４による休眠
処理に入る（移行する）。このために、プロセス２は判
定処理手段１３を備える。

【００３５】判定処理手段１３は、判定処理を行うため
に、受信待ちプロセス２の有するメモリ空間１５内に、
カウンタ１６及びシステムパラメータ１７を有する。カ
ウンタ１６は、その初期値を「０」として、判定処理手
段１３によってインクリメントされリセットされる。シ
ステムパラメータ１７の値（パラメータ値）は、当該コ
ンピュータネットワークの性能等を考慮して予め所定の
値に設定され、例えば１００以下の整数値とされる。な
お、パラメータ値は各ノード３０毎に同一でも異なって
いても良い。

【００３６】ビジーウェイト処理手段１２においてネッ
トワークハードウェア８からメッセージ到着の返答がな
い場合、ビジーウェイト処理に続けて、判定処理手段１
３による判定処理が実行される。判定処理手段１３は、
カウンタ１６内のカウント値をインクリメント（＋１）
した後、インクリメントしたカウント値とシステムパラ
メータ１７内のパラメータ値とをメモリ空間１５から読
み出してこれらを比較する。

【００３７】カウント値がパラメータ値以下である場
合、判定処理手段１３は、直ちにビジーウェイト処理の
実行を命令する。これにより、ビジーウェイト処理が繰
り返される。カウント値がパラメータ値よりも大きい場
合、判定処理手段１３は、直ちに休眠処理の実行を命令
する。従って、判定処理の結果に応じて休眠処理手段１
４が実行され、この結果、プロセス２はＣＰＵの使用権
を解放して休眠状態（ＣＰＵを使用せずに所定の割込み
を待つ状態）に入る。従って、プロセス２は休眠から復
帰するまで処理装置３１のＣＰＵを占有することはな
い。なお、休眠処理に入る前に、判定処理手段１３（又
は休眠処理手段１４）は、カウンタ１６のカウント値を
リセットする（「０」とする）。

【００３８】ネットワークドライバ６は受信待ちプロセ
ス２からの入出力制御関数を受信する。受信待ちプロセ
ス２は、図示しないが、アプリケーション１内において
同時に複数個存在する。ネットワークドライバ６は、複
数の受信待ちプロセス２から受信した入出力制御関数を
格納するために、自己（又はカーネル５）の有するメモ
リ空間２０内にプロセスキュー２１を有する。ネットワ
ークドライバ６は、入出力制御関数を受信すると、これ
らを発行した受信待ちプロセス２をその受信の順にプロ
セスキュー２１に繋ぐ。

【００３９】なお、受信した入出力制御関数を格納でき
るものであれば、プロセスキュー２１に代えて、テーブ
ル等どのような形式のものを採用しても良い。また、メ
モリ空間２０は、ノード３０の有するメモリ上に当該ネ
ットワークドライバ６の生成の際に、これと同時に獲得
される。

【００４０】ネットワークドライバ６はネットワークハ
ードウェア８からのハードウェア受信割込みを受け取
る。この時、ネットワークドライバ６は、ネットワーク
ハードウェア８からのハードウェア割込みの内、ハード
ウェア受信割込みのみを受け取り、他のハードウェア割
込みを受け取らない。これにより、ネットワークドライ
バ６におけるエラー割込みの発生を防止できる。

【００４１】ネットワークドライバ６は、ハードウェア
受信割込みを受け取ると、入出力制御関数を発行して休
眠している複数の受信待ちプロセス２に対して受信割込
みを発生する。このために、ネットワークドライバ６
は、プロセスキュー２１に繋がれている複数の受信待ち
プロセス２をその先頭から順に読み出して、当該プロセ
ス２に対して受信割込みを発生する。従って、ネットワ
ークドライバ６は、入出力制御関数を発行して休眠して
いる複数の受信待ちプロセス２に代わって、メッセージ
１１の到着確認を行う。入出力制御関数は、当該到着確
認の監視の交替のために、これを望むプロセス２が発行
する制御信号である。

【００４２】この受信割込みの発生したプロセス２は、
前述したように、休眠処理から復帰する。但し、処理の
複雑化を避けるために、プロセス２は到着を待っている
メッセージ１１の内容毎に異なる入出力制御関数を発行
することはなく、一方、ネットワークドライバ６もネッ
トワークハードウェア８からのハードウェア受信割込み
を区別できない。即ち、入出力制御関数は各プロセス２
に共通の１種類のみであり、ハードウェア受信割込みも
１種類のみである。

【００４３】従って、受信割込みの発生したプロセス２
は、自己のメモリ空間１５にメッセージ１８を獲得して
始めて、それが到着を待っていたメッセージか否かを知
る。到着を待っていたメッセージ１１である場合、プロ
セス２は当該メッセージ１８に従った処理を実行する。
到着を待っていたメッセージ１１でない場合、プロセス
２は、再度、ビジーウェイト処理をパラメータ値に定め
られた回数だけ実行した後休眠処理に入る。

【００４４】ネットワークハードウェア８は、ネットワ
ーク４０を介して他のノード３０からのメッセージ１１
を受信した場合、これを自己の有するメモリ（図示せ
ず）に複写してメッセージ２２として保持し、この後、
ハードウェア受信割込みをネットワークドライバ６に生
じる。このハードウェア受信割込みは、メッセージ１１
を受信した場合にのみ発生され、ネットワークハードウ
ェア８が他のドライバ７に対して生じる他のハードウェ
ア割込みと区別される。一方、ネットワークハードウェ
ア８は、メッセージ１１の受信によりハードウェア受信
割込みを発生させるのみで、メッセージ１１の内容の判
別は行わない。

【００４５】ネットワークハードウェア８は、受信待ち
プロセス２の発行するメッセージ到着確認を受信する
と、メッセージ１１が到着していれば（メッセージ２２
があれば）到着の返答を、到着していなければ未到着の
返答を返す。ネットワークハードウェア８は、プロセス
２からのメッセージ獲得及びメッセージ複写の要求があ
ると、各々、メッセージ２２のアドレス（又はポイン
タ）及び到着しているメッセージ２２をプロセス２に対
して送信する。

【００４６】本発明のノード３０及びノード３０間にお
けるノード間通信は、以上に述べた処理を当該ノード３
０であるコンピュータに実現させるプログラムによって
実現される。従って、本発明は当該プログラムを格納し
たプログラム記憶媒体をも提供する。

【００４７】本発明に従うノード３０は当該プログラム
をノード３０にインストールすることによって実現され
る。当該プログラムのインストールは、各ノード３０毎
に、別個独立に行われる。従って、ノード間通信を行っ
ている相手方のノード３０が本発明に従うか否かにかか
わらず、当該プログラムをインストールされたノード３
０は、本発明に従って以上に述べた処理を実行する。

【００４８】図４は、ノード間通信説明図であり、本発
明のノード３０におけるノード間通信の概略をその実行
の順に示す。サーバであるノード３０（＃０）のプロセ
ス３は受信待ちの状態に入り、受信待ちプロセス２とな
る。受信待ちプロセス２のビジーウェイト処理手段１２
は、カーネル５及びネットワークドライバ６を介するこ
となく、直接、ネットワークハードウェア８に対してメ
ッセージ到着確認を発行する。プロセス２は、メッセー
ジ１１（２２）が到着していれば、ネットワークハード
ウェア８から当該メッセージ１１（２２）を受け取り複
写してメッセージ１８を得る。

【００４９】一方、メッセージ１１（２２）が到着して
いなければ、プロセス２は、判定処理手段１３により、
システムパラメータ１７において定められた回数だけメ
ッセージ到着確認の発行を繰り返す。この後、プロセス
２の休眠処理手段１４は、カーネル５を介することな
く、直接、ネットワークドライバ６に対して入出力制御
関数を発行して休眠する。この入出力制御関数を発行し
た受信待ちプロセス２はプロセスキュー２１の最後尾に
繋がれる。

【００５０】その後、ネットワークハードウェア８が、
他のノード３０（＃１）のプロセス３からのメッセージ
１１を受信した場合、ハードウェア受信割込みをネット
ワークドライバ６に生じる。ネットワークハードウェア
８は、他のハードウェア割込みを受け付けないので、エ
ラー割込みは発生しない。ハードウェア受信割込みの発
生に応じて、ネットワークドライバ６は、プロセスキュ
ー２１に繋がれた入出力制御関数を発行して休眠してい
る複数のプロセス２に対して、順に受信割込みを生じ
る。

【００５１】休眠している受信待ちプロセス２は、ネッ
トワークドライバ６からの受信割込みにより休眠から復
帰して、ネットワークハードウェア８に対して直接メッ
セージ獲得要求を発行する。

【００５２】この時点では、メッセージ１１がネットワ
ークハードウェア８に到着しているので、プロセス２の
ビジーウェイト処理手段１２は、メッセージ１１（２
２）の複写を行いメッセージ１８を自己のメモリ空間１
５に得ることができる。この処理はプロセスキュー２１
に繋がれた入出力制御関数を発行した複数のプロセス２
に対して順に連続して実行される。従って、複数のプロ
セス２が、実質的に同時にメッセージ１１（１８）を受
信することができる。

【００５３】図５は、ノード間通信処理フローであり、
当該通信においてノード３０（＃０）のプロセス２、ネ
ットワークドライバ６、ネットワークハードウェア８が
実行する処理を示す。

【００５４】受信待ちプロセス２が、ネットワークハー
ドウェア８に対してメッセージ到着確認を発行して、メ
ッセージの到着の有無を問い合わせる（ステップ１）。
これを受けたネットワークハードウェア８は、メッセー
ジ１１（２２）が到着していれば到着の返答を返し、到
着していなければ未到着の返答を返す。

【００５５】この返答を受信したプロセス２は、これを
調べてメッセージ１１が到着したか否かを知る（ステッ
プ２）。メッセージ１１が到着している場合、プロセス
２は、ネットワークハードウェア８に対してメッセージ
獲得要求を発行する（ステップ３）。これを受けたネッ
トワークハードウェア８は、当該メッセージ２２（１
１）の自メモリ内のアドレス（又はポインタ）を返す。

【００５６】プロセス２は、ネットワークハードウェア
８に対して当該アドレス（又はポインタ）を指定してメ
ッセージ２２についてのメッセージ複写要求を発行する
（ステップ４）。

【００５７】プロセス２は、当該メッセージ２２（１
１）を複写してメッセージ１８を得て処理を終了する
（ステップ５）。この後、プロセス２はメッセージ１８
の内容に応じたサービスを他のノード３０（＃１）のプ
ロセス３に提供する。

【００５８】一方、ステップ２においてメッセージ１１
が到着していない場合、プロセス２は、カウンタ１６を
インクリメントする（ステップ６）。プロセス２は、イ
ンクリメントした最新のカウント値とシステムパラメー
タ１７のパラメータ値とを比較する（ステップ７）。

【００５９】カウント値がパラメータ値以下である場
合、プロセス２は、ステップ１以下を繰り返す。即ち、
カウント値がパラメータ値より大きくなるまで、ビジー
ウェイト処理が繰り返される。

【００６０】一方、ステップ７においてカウント値がパ
ラメータ値より大きい場合、プロセス２は、ネットワー
クドライバ６に対して入出力制御関数を発行する（ステ
ップ８）。この入出力制御関数を発行したプロセス２は
プロセスキュー２１に繋がれる。

【００６１】この後、プロセス２はＣＰＵの使用権を解
放して休眠状態に入る（ステップ９）。ネットワークハ
ードウェア８にメッセージ１１が到着すると、ネットワ
ークハードウェア８がネットワークドライバ６にハード
ウェア受信割込みを発生する（ステップ１０）。

【００６２】このハードウェア割込みの発生に応じて、
ネットワークドライバ６は、プロセスキュー２１に繋が
れた入出力制御関数を発行した（メッセージ１１の受信
待ちをしている）複数のプロセス２に受信割込みを発生
する（ステップ１１）。この受信割込みを受けたプロセ
ス２は、休眠状態から復帰して、ステップ２以下を繰り
返す。即ち、プロセス２は、休眠状態からの復帰により
ステップ２において常にメッセージ１１が到着している
状態となるので、メッセージ獲得要求を発行し（ステッ
プ３）、メッセージ２２（１１）のアドレスを受け取
り、メッセージ複写要求を発行し（ステップ４）、メッ
セージ２２（１１）を複写してメッセージ１８を得て処
理を終了する（ステップ５）。

【００６３】図６は、ノード間通信手順説明図であり、
図５のノード間通信処理フローに従って実行されるノー
ド通信における処理手順を示す。サーバであるノード３
０（＃０）上のプロセス２が、クライアントである他の
ノード３０（＃１）上の他のプロセス３からのサービス
要求のメッセージ１１の受信を待つ。受信待ちプロセス
２は、最初、ビジーウェイト処理を実行する。

【００６４】ビジーウェイト処理において、受信待ちプ
ロセス２は、ネットワークドライバ６を介することな
く、直接、ネットワークハードウェア８に対してメッセ
ージ到着確認を発行する。メッセージ１１が未到着だと
すると、これを受けたネットワークハードウェア８は、
未到着の返答を返す。

【００６５】そこで、再び、受信待ちプロセス２は直接
ネットワークハードウェア８に対してメッセージ到着確
認を発行する。この時点でも、当該メッセージが未到着
だとすると、ネットワークハードウェア８は、再び、未
到着の返答を返す。

【００６６】このビジーウェイト処理をシステムパラメ
ータ１７のパラメータ値の定める回数まで繰り返した
後、受信待ちプロセス２はビジーウェイト処理から脱出
して休眠処理に入る。

【００６７】休眠処理において、まず、受信待ちプロセ
ス２は、ネットワークドライバ６に対して入出力制御関
数（ｉｏｃｔｌ）を発行して休眠する。これにより、受
信待ちプロセス２がＣＰＵを占有することが防止でき
る。一方、受信待ちプロセス２の休眠中にネットワーク
ハードウェア８からハードウェア割込みがあっても、ネ
ットワークドライバ６はこれを受信しない。これによ
り、ネットワークドライバ６におけるエラー割込みの発
生を防止できる。

【００６８】メッセージ１１（２２）がネットワークハ
ードウェア８に到着すると、これを受けたネットワーク
ハードウェア８は、ネットワークドライバ６において受
信割込みを発生させる。ネットワークドライバ６はメッ
セージの到着を確認すると、プロセスキュー２１に繋が
れている入出力制御関数を発行した休眠している受信待
ちプロセス２に受信割込みを発生させる。

【００６９】この受信割込みに応じて、休眠していた受
信待ちプロセス２は、休眠状態から復帰して、ネットワ
ークドライバ６を介することなく、ネットワークハード
ウェア８に対してメッセージ獲得要求を発行する。

【００７０】この時点では、メッセージ２２（１１）が
到着しているので、これを受けたネットワークハードウ
ェア８は、メッセージ２２のアドレスを返す。そこで、
受信待ちプロセス２は直接ネットワークハードウェア８
に対して当該アドレスを指定してメッセージ複写要求を
発行する。ネットワークハードウェア８は到着している
メッセージ２２（１１）を受信待ちプロセス２に複写さ
せる。受信待ちプロセス２はメッセージ２２（１１）を
自己のメモリ空間１５に複写してメッセージ１８として
保持する。

【００７１】この後、受信待ちプロセス２は、メッセー
ジ１８の内容に応じたサービスを、クライアントである
他のノード３０（＃１）上の他のプロセス３提供する。
なお、休眠処理に入る前のビジーウェイト処理の実行中
に、ネットワークハードウェア８にメッセージ１１が到
着し、メッセージ到着確認に対して到着の返答が受信待
ちプロセス２に帰って来る場合がある。この場合、受信
待ちプロセス２は、上記の場合と同様に、ネットワーク
ハードウェア８に対してメッセージ獲得要求及びメッセ
ージ複写要求を発行し、ネットワークハードウェア８に
到着しているメッセージ２２（１１）を複写してメッセ
ージ１８として保持し、その内容に応じたサービスをク
ライアントである他のノード３０（＃１）上の他のプロ
セス３提供する。

【００７２】以上、本発明をその実施の態様により説明
したが、本発明はその主旨の範囲において種々の変形が
可能である。例えば、前述したように、プロセス２にお
いてビジーウェイト処理と休眠処理のいずれを実行する
かは、プロセス２自体が決定する。従って、プロセス２
が、ビジーウェイト処理と休眠処理とを、相互に移行す
ることなく独立に実行するようにしても良い。即ち、同
一のアプリケーション１において、あるプロセス２はビ
ジーウェイト処理のみを実行し、あるプロセス２は休眠
処理のみを実行するようにしても良い。なお、この場合
でも、プロセス２が自己の都合により、適宜、ビジーウ
ェイト処理と休眠処理とを相互に移行するようにしても
良い。

【００７３】また、プロセス２のビジーウェイト処理か
ら休眠処理への移行は、カウンタ１６等を用いた判定処
理によらずに、タイマを用いて切り換えることによって
実現しても良い。即ち、プロセス２が、自己のメモリ空
間１５にタイマを備え、ビジーウェイト処理の開始によ
りタイマをスタートし、このタイマのタイムアップによ
りビジーウェイト処理から休眠処理に移行するようにし
ても良い。なお、タイマは休眠処理に移行する際にリセ
ットされる。

【００７４】更に、プロセス２においてビジーウェイト
処理と休眠処理のいずれを実行するかを、カーネル５が
ノード間通信の状態に応じてプロセス２に指示しても良
い。例えば、ネットワーク４０が混雑している場合に
は、重要なサービスを提供するプロセス２のみにビジー
ウェイト処理の実行を許し、他のプロセス２については
休眠処理を実行させて必要なメッセージが到着した時に
のみ復帰させるようにしても良い。

【００７５】また、本発明は、以上に述べた処理を当該
ノード３０であるコンピュータに実現させるプログラム
を格納したプログラム記憶媒体を提供する。従って、当
該プログラム記憶媒体も本発明の技術的範囲に属するも
のである。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プロセスがネットワークハードウェアを用いて通信を行
うノードにおいて、ネットワークハードウェアからのハ
ードウェア受信割込みを生じたネットワークドライバか
らの受信割込みにより休眠から復帰したプロセスがネッ
トワークハードウェアに対して直接メッセージ獲得要求
を発行することにより、受信待ちのプロセスが当該メッ
セージの到着までＣＰＵを無駄に使用することを防止す
ることができ、カーネルを介してのメッセージ受信を無
くすことができ、更に、ネットワークドライバがネット
ワークハードウェアに対して無駄なアクセスを行うこと
を防止できるので、この分ＣＰＵのオーバヘッドを小さ
くでき、ノード間通信の性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】ノード説明図である。

【図３】ノード説明図である。

【図４】ノード間通信説明図である。

【図５】ノード間通信処理フローである。

【図６】ノード間通信手順説明図である。

【図７】従来技術説明図である。

【符号の説明】 １ アプリケーション ２ （受信待ち）プロセス ３ 他のプロセス ４ ＯＳ（オペレーティングシステム） ５ カーネル ６ ネットワークドライバ ７ 他のドライバ ８ ネットワークハードウェア ９ システムコール １０ 割込み １１ メッセージ

フロントページの続き (72)発明者 福井 恵右 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 内藤 雅行 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メッセージの受信待ちの状態の場合にネ
   ットワークドライバに対して直接所定の制御信号を発行
   して休眠すると共に、前記ネットワークドライバからの
   受信割込みにより休眠から復帰してネットワークハード
   ウェアに対して直接メッセージ獲得要求を発行するプロ
   セスと、 前記ネットワークハードウェアからのハードウェア割込
   みの内のハードウェア受信割込みを受け取り、受信待ち
   の状態のプロセスに対して受信割込みを発生させるネッ
   トワークドライバと、 メッセージを受信した場合にハードウェア受信割込みを
   ネットワークドライバに発生させるネットワークハード
   ウェアとを備えることを特徴とするノード。
2. 【請求項２】 前記ネットワークドライバが前記所定の
   制御信号を発行して休眠している複数の受信待ちの状態
   のプロセスに対して当該受信割込みを発生させることを
   特徴とする請求項１に記載のノード。
3. 【請求項３】 前記受信待ちの状態のプロセスが、 ネットワークハードウェアに対して直接メッセージ到着
   確認を発行するビジーウェイト処理を実行するビジーウ
   ェイト処理手段と、 ネットワークドライバに対して直接所定の制御信号を発
   行して休眠し、ネットワークドライバからの受信割込み
   により休眠から復帰する休眠処理を実行する休眠処理手
   段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のノー
   ド。
4. 【請求項４】 受信待ちの状態の前記プロセスが、前記
   ビジーウェイト処理を所定の回数だけ繰り返した後、前
   記休眠処理に入り、ネットワークドライバからの受信割
   込みにより休眠から復帰して、ネットワークハードウェ
   アに対して直接メッセージ獲得要求を発行することを特
   徴とする請求項３に記載のノード。
5. 【請求項５】 各々が、ネットワークに接続されたネッ
   トワークハードウェアと、前記ネットワークハードウェ
   ア上で動作するカーネルに設けられ前記ネットワークハ
   ードウェアを制御するネットワークドライバと、前記カ
   ーネル上で動作するプロセスとを備える複数のノードの
   間において行われるノード間通信であって、 受信待ちの状態のプロセスが、ネットワークドライバに
   対して直接所定の制御信号を発行して休眠し、 ネットワークハードウェアが、他のノードからのメッセ
   ージを受信した場合にハードウェア受信割込みをネット
   ワークドライバに発生させ、 ネットワークドライバが、ネットワークハードウェアか
   らのハードウェア割込みの内ハードウェア受信割込みを
   受け取り、前記所定の制御信号を発行して休眠している
   受信待ちの状態のプロセスに対して受信割込みを発生さ
   せ、 受信待ちの状態のプロセスが、ネットワークドライバか
   らの受信割込みにより休眠から復帰して、ネットワーク
   ハードウェアに対して直接メッセージ獲得要求を発行す
   ることを特徴とするノード間通信方法。
6. 【請求項６】 プロセスが、受信待ちの状態の場合に、
   ネットワークドライバに対して直接所定の制御信号を発
   行して休眠する処理と、 ネットワークハードウェアが、他のノードからのメッセ
   ージを受信した場合にハードウェア受信割込みをネット
   ワークドライバに発生させる処理と、 ネットワークドライバが、ネットワークハードウェアか
   らのハードウェア割込みの内ハードウェア受信割込みを
   受け取り、前記所定の制御信号を発行して休眠している
   受信待ちの状態のプロセスに対して受信割込みを発生さ
   せる処理と、 受信待ちの状態のプロセスが、ネットワークドライバか
   らの受信割込みにより休眠から復帰して、ネットワーク
   ハードウェアに対して直接メッセージ獲得要求を発行す
   る処理とを当該ノードであるコンピュータに実現させる
   プログラムを格納したことを特徴とするプログラム記憶
   媒体。