JPH06332625A - Data multiplexing method for file and data processing system - Google Patents
Data multiplexing method for file and data processing systemInfo
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- JPH06332625A JPH06332625A JP5125773A JP12577393A JPH06332625A JP H06332625 A JPH06332625 A JP H06332625A JP 5125773 A JP5125773 A JP 5125773A JP 12577393 A JP12577393 A JP 12577393A JP H06332625 A JPH06332625 A JP H06332625A
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- Prior art keywords
- file
- data
- multiplexed
- drives
- files
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Landscapes
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファイルシステムの性
能および信頼性向上に係わり、特に多数のディスクドラ
イブ装置が接続されたデータ処理システムにおいて、フ
ァイルシステムの高速化に好適なファイルのデータ多重
化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement in performance and reliability of a file system, and particularly in a data processing system to which a large number of disk drive devices are connected, data multiplexing of files suitable for speeding up the file system. Regarding the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のファイルのデータ多重化方法に関
する第1の従来技術は、第14回VLDBコンファレン
ス予稿集(1988年)の「ディスク・シャドゥイン
グ」第331−338頁("Disk Shadowing", Proceedin
gs of the 14th VLDB Conference(1988), pp331−338)
に記載されている。2. Description of the Related Art A first conventional technique relating to a conventional data multiplexing method for files is the "Disk Shadowing", pp. 331-338 of the 14th VLDB Conference Proceedings (1988). Proceedin
gs of the 14th VLDB Conference (1988), pp331-338)
It is described in.
【0003】この第1の従来技術は、磁気ディスク装置
単位のミラーリング方法を開示している。基本的なミラ
ーリングとは、ディスク装置2台がペアとなり、2台は
全く同一のデータを保持する。上記文献では3台以上の
多重化を特別にシャドゥイングと呼んでいるが、ここで
は3台以上の多重化もミラーリングと呼ぶことにする。
ミラーリングの動作を説明する。データのwrite時
は複数台のディスク装置のそれぞれに同一データを同一
アドレスに書き込んで多重化し、read時は任意のデ
ィスク装置からデータを読み込む。This first prior art discloses a mirroring method for each magnetic disk device. Basic mirroring means that two disk devices are paired and the two hold the same data. In the above document, multiplexing of three or more units is specifically called shadowing, but here, multiplexing of three or more units is also called mirroring.
The operation of mirroring will be described. When writing data, the same data is written in the same address in each of a plurality of disk devices and multiplexed, and when reading, the data is read from an arbitrary disk device.
【0004】したがって、単一ディスク装置にデータを
格納する場合に比べて、複数のreadを並列に処理で
きるため、単位時間あたりの入出力処理数である入出力
スループットが向上する。さらに、シーク時間の短いデ
ィスク装置を選んでデータを読み込むことができるの
で、readの入出力時間を短縮することができる。w
riteは、複数台のディスク装置への入出力起動オー
バヘッドと全部のディスク装置の書き込み終了を待つオ
ーバヘッドのために、入出力スループットと入出力時間
については性能低下となる。しかし、writeの性能
低下はreadの性能向上に比べはるかに小さいので、
readとwriteの実行数が同じでも、単一ディス
ク装置の場合より平均的な性能は向上する。Therefore, as compared with the case of storing data in a single disk device, a plurality of reads can be processed in parallel, so that the input / output throughput, which is the number of input / output processes per unit time, is improved. Furthermore, since it is possible to read data by selecting a disk device with a short seek time, it is possible to shorten the read input / output time. w
In the write, the input / output throughput and the input / output time are degraded due to the input / output start overhead for a plurality of disk devices and the overhead for waiting for the writing of all the disk devices. However, the performance degradation of write is much smaller than the performance enhancement of read, so
Even if the number of read and write executions is the same, the average performance is improved compared to the case of a single disk device.
【0005】ミラーリングのもう一つの利点は、信頼性
および可用性の向上である。同一データのコピーが複数
あるので、一つのディスク装置に障害が発生しても、他
のディスク装置のコピーデータにアクセスすることがで
きるのでデータは失われない。ミラーリングの指定は、
システム管理者が決定し、コンソールからシステムコマ
ンドを投入することにより設定される。このミラーリン
グは、ディスク制御装置のハードウェアと制御ソフトウ
ェアにより実現されることが多いが、オペレーティング
システム(OS)により実現されている例もある。Another advantage of mirroring is increased reliability and availability. Since there are multiple copies of the same data, even if a failure occurs in one disk device, the copy data of another disk device can be accessed, so that the data is not lost. The designation of mirroring is
It is set by the system administrator and by issuing a system command from the console. This mirroring is often realized by the hardware and control software of the disk control device, but there are also examples in which it is realized by the operating system (OS).
【0006】磁気ディスク領域単位のデータ多重化方法
である第2の従来技術は、オレイリー・アソシエイツ社
(O'Reilly & Associates,Inc.)刊の「ガイド・トゥー
OSF/1:テクニカル・シノプシス」(1991年)
第7−1頁から第7−10頁(Guide to OSF/1: A Tech
nical Synopsis (1991), pp7−1−7−10)に述べられて
いる。The second conventional technique, which is a data multiplexing method in units of magnetic disk areas, is the "Guide to OSF / 1: Technical Synopsys"(O'Reilly& Associates, Inc.) published by O'Reilly & Associates, Inc. 1991)
Pages 7-1 to 7-10 (Guide to OSF / 1: A Tech
nical Synopsis (1991), pp7-1-1-10).
【0007】この第2の従来技術では、ディスク装置全
体ではなく、論理ボリュームという概念により、ディス
ク領域単位でミラーリングを行なう。ディスクをエクス
テントと呼ぶ固定長領域に分割し、一つの論理エクステ
ントに対して一つまたは複数の物理エクステントを対応
させる。対応させる物理エクステントは、どの物理ディ
スク装置のものでもよく、一つの論理エクステントに異
なる物理ディスク装置の物理エクステントを対応させて
よい。論理エクステントを集めて、一つの仮想的なディ
スク装置としたものをディスクの論理ボリュームと呼
ぶ。一つの論理エクステントに対して一つまたは複数の
物理エクステントを対応させた場合がミラーリングとな
る。ミラーリングの場合の動作を説明する。論理エクス
テントへのwrite時は、対応する複数の物理エクス
テントのそれぞれに同一データを同一エクステント内相
対アドレスに書き込んで多重化し、read時は任意の
物理エクステントからデータを読み込む。In the second conventional technique, mirroring is performed in disk area units based on the concept of a logical volume rather than the entire disk device. The disk is divided into fixed-length areas called extents, and one logical extent is associated with one or more physical extents. The physical extent to be associated may be that of any physical disk device, and one logical extent may be associated with the physical extents of different physical disk devices. A system that collects logical extents into one virtual disk device is called a disk logical volume. Mirroring is performed when one or more physical extents are associated with one logical extent. The operation in the case of mirroring will be described. When writing to a logical extent, the same data is written to each of a plurality of corresponding physical extents at relative addresses within the same extent and multiplexed, and when reading, data is read from an arbitrary physical extent.
【0008】したがって、この論理ボリュームという方
法は、ディスク装置を部分的にミラーリングすることが
できる。ミラーリングの指定は第1の従来技術と同様
に、システム管理者が決定し、コンソールからシステム
コマンドを投入することにより設定される。この論理ボ
リュームのミラーリングの利点は、第1の従来技術で述
べた性能、信頼性、可用性の他に、ディスク装置の重要
な領域のみ多重化できるので、多重化に要するディスク
容量が小さくできるという利点がある。この例ではミラ
ーリングは、OSにより実現されている。Therefore, this logical volume method can partially mirror the disk device. The designation of mirroring is determined by the system administrator and set by issuing a system command from the console, as in the first conventional technique. The advantage of this mirroring of the logical volume is that, in addition to the performance, reliability, and availability described in the first conventional technique, only the important area of the disk device can be multiplexed, so that the disk capacity required for the multiplexing can be reduced. There is. In this example, the mirroring is realized by the OS.
【0009】磁気ディスク装置ではなく、ファイル単位
でデータを多重化する第3の従来技術は、アディソン・
ウェスレー社(Addison−Wesley Publishing Company
)刊の「オペレーティングシステム・コンセプト第3
版」(1991年)第507頁から第508頁(Operati
ng System Concept Third Edition (1991), pp507−50
8)に述べられている。The third conventional technique for multiplexing data in file units rather than in the magnetic disk drive is Addison
Wesley Publishing Company
) Published "Operating system concept 3rd
Edition "(1991) pp. 507-508 (Operati
ng System Concept Third Edition (1991), pp507−50
8).
【0010】この第3の従来技術のファイル単位でのデ
ータ多重化方法は、レプリケーションと呼ばれる。レプ
リケーションは、分散システムにおいて信頼性と可用性
の向上に用いられる。マスタファイルと同一の内容を保
持するレプリカと呼ぶファイルをマスタファイルとは異
なるデータ処理システムの磁気ディスク装置に格納す
る。マスタファイルがあるコンピュータシステムに障害
が発生した場合、レプリカにアクセスすることによりア
クセス不能の状態を回避することができる。ファイルへ
のwrite時は、マスタファイルにデータを書き込
み、対応する一つまたは複数のレプリカのそれぞれに同
一データに書き込んで多重化し、read時はマスタフ
ァイルまたは任意のレプリカからデータを読み込む。分
散システムにおいて、レプリカに多重にwriteを発
行するのは、大きなオーバヘッドである。したがって、
マスタファイルの更新をレプリカに反映する方法すなわ
ち一致制御方法は、上記のマスタファイルと同時にwr
iteを実行する一致性の高い方法の他に、一定時間間
隔ごとにまとめて更新データをレプリカに書き込むとい
った一致性の低い方法がある。レプリカの指定は、シス
テム管理者がシステムコマンドを投入することにより行
なうが、ファイルへのアクセスを要求するデータ処理シ
ステムに、キャッシングを目的として作成されるレプリ
カは、アクセス要求時にOSにより自動的に作成され
る。これをキャッシュ・レプリケーションと呼ぶ。The data multiplexing method in units of files according to the third prior art is called replication. Replication is used in distributed systems to improve reliability and availability. A file called a replica that holds the same contents as the master file is stored in a magnetic disk device of a data processing system different from that of the master file. If the computer system containing the master file fails, the inaccessible state can be avoided by accessing the replica. When writing to a file, the data is written to the master file, the same data is written to each of the corresponding one or a plurality of replicas for multiplexing, and at the time of reading, the data is read from the master file or any replica. In a distributed system, issuing multiple write to replicas is a large overhead. Therefore,
The method of reflecting the update of the master file in the replica, that is, the matching control method, is performed at the same time as the master file by wr.
In addition to the method with high consistency in executing ite, there is a method with low consistency in which update data is collectively written at fixed time intervals in the replica. The replica is specified by the system administrator by issuing a system command. The replica created for the purpose of caching in the data processing system that requests the access to the file is automatically created by the OS when the access is requested. To be done. This is called cache replication.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記第1および第2の
従来技術のミラーリングは、システム管理者があらかじ
め負荷を予測して設定する静的なデータ多重化であり、
負荷が高くなる可能性のあるすべてのファイルを格納す
るファイル記憶装置をあらかじめ多重化するため、シス
テム全体の記憶装置数と記憶容量が多量に必要になると
いう第1の問題点があった。ある時点を考えると、上記
のファイルのすべてが使用されているということはまれ
であり、その場合には使用されていないファイルの多重
化データを格納する記憶装置とその記憶容量は全く無駄
のものとなっている。必要な時に必要なだけ、多重化の
ための記憶容量を使用することが望ましい。The mirroring of the above-mentioned first and second prior arts is static data multiplexing in which the system administrator predicts and sets the load in advance.
There is a first problem that a large number of storage devices and a large storage capacity are required for the entire system because the file storage devices for storing all the files that may have a high load are multiplexed in advance. At some point, it is rare that all of the above files are in use, in which case the storage that stores the multiplexed data for the unused files and their storage capacity is completely wasted. Has become. It is desirable to use storage capacity for multiplexing as needed and when needed.
【0012】また、性能向上を目的としたデータ多重化
は複数の形態があり、プログラムのファイル入出力の特
徴、すなわち入出力特性により、適合する形態と適合し
ない形態とがある。例えば、ミラーリングにおいても、
readに比べてwrite回数が多ければデータを2
重化するのが良く、read回数が多ければデータを3
重化以上にするのが良い。1回のreadのデータ量が
大きく、高速転送を必要とするならば、データを固定長
のブロックに区切り、複数の記憶装置に巡回的にブロッ
クを割り当てるストライピングと呼ばれる形態が適合し
ている。一方、一つのファイルでも入出力特性は入出力
を発行するプログラムにより異なるのが通常である。し
たがって、これらの従来技術の静的なデータ多重化は、
設定時に想定した入出力特性と異なる特性の場合は性能
が低下するという第2の問題点があった。Further, there are a plurality of forms of data multiplexing for the purpose of improving the performance, and there are forms that are compatible and forms that are not compatible depending on the characteristics of the file input / output of the program, that is, the input / output characteristics. For example, in mirroring,
If the number of writes is larger than read, the data is 2
Duplication is good, and if the number of reads is large, the data will be 3
It is better to make it more than heavy. If the data amount of one read is large and high-speed transfer is required, a form called striping in which the data is divided into fixed-length blocks and blocks are cyclically allocated to a plurality of storage devices is suitable. On the other hand, the input / output characteristics of a single file usually differ depending on the program issuing the input / output. Therefore, these prior art static data multiplexes
There is a second problem that the performance deteriorates when the characteristics are different from the input / output characteristics assumed at the time of setting.
【0013】第3の従来技術のレプリケーションは、異
なるデータ処理システムに多重化データを格納して、信
頼性を向上させることを目的としており、入出力の性能
向上を考慮していない。異なるデータ処理システムにあ
るレプリカへの入出力は、ネットワークを介して転送す
るオーバヘッドがあるため時間がかかり、性能は向上し
ないという第3の問題点があった。The third prior art replication aims at storing multiplexed data in different data processing systems to improve reliability and does not consider improvement of input / output performance. The third problem is that the input / output to / from the replicas in different data processing systems takes time because of the overhead of transferring via the network, and the performance is not improved.
【0014】また、レプリケーションはミラーリングと
同様にセンタ管理者が負荷が高くなる可能性のあるすべ
てのファイルをあらかじめ多重化するため、システム全
体の記憶容量が多量に必要になる前記第1の問題点もあ
った。さらに、ミラーリングと同様に静的なデータ多重
化であるため、入出力特性の変化に対応できない前記第
2の問題点もあった。Further, in the replication, as in the case of the mirroring, the center administrator pre-multiplexes all the files that may be overloaded, so that the storage capacity of the entire system is required to be large. There was also. Further, as in the case of mirroring, since the data multiplexing is static, there is the second problem that it cannot cope with changes in input / output characteristics.
【0015】第3の従来技術の変形であるキャッシュ・
レプリケーションは、ファイルのアクセス要求時に要求
元のデータ処理システムにキャッシング用レプリカを作
成する動的なデータ多重化を行なうため、前記第1の問
題点はない。しかし、キャッシング用レプリカは単純な
2重化であり、入出力特性は考慮していない。したがっ
て、第3の従来技術にも前記第2の問題点があった。さ
らに、キャッシュ・レプリケーションは、入出力要求を
ファイルを有するデータ処理システムにネットワークを
介して転送するオーバヘッドをなくしてアクセス性能を
向上させる。しかし、キャッシュ用レプリカはそれを有
するデータ処理システム以外からはアクセスできないの
で、マスタ・ファイルを有するデータ処理システムにと
っては入出力性能の向上にはつながらないという第4の
問題点があった。A cache, which is a modification of the third prior art,
The replication does not have the first problem because it performs dynamic data multiplexing by creating a caching replica in the requesting data processing system when a file access request is made. However, the caching replica is a simple duplication and does not consider the input / output characteristics. Therefore, the third conventional technique also had the second problem. In addition, cache replication improves access performance by eliminating the overhead of transferring I / O requests to a data processing system having files over a network. However, since the cache replica cannot be accessed by any data processing system other than the cache replica, the fourth problem is that the data processing system having the master file does not improve the input / output performance.
【0016】本発明の目的は、複数のファイル記憶装置
が制御装置を介して接続されたデータ処理システムにお
いて、高性能の入出力特性を実現するファイルデータの
多重化方法及びデータ処理システムを提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a file data multiplexing method and a data processing system for realizing high-performance input / output characteristics in a data processing system in which a plurality of file storage devices are connected via a control device. Especially.
【0017】本発明の他の目的は、複数のファイル記憶
装置が制御装置を介して接続されたデータ処理システム
において、必要記憶容量の少ないファイルシステムを実
現するファイルのデータ多重化方法及びデータ処理シス
テムを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a file data multiplexing method and a data processing system for realizing a file system having a small required storage capacity in a data processing system in which a plurality of file storage devices are connected via a control device. To provide.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ファイ
ルのオープン要求があった時、このファイルの少なくと
も一部の領域のデータを多重化して複数のドライブ(フ
ァイル記憶装置)に分散配置し、このファイルのクロー
ズ時に、前記多重化データを消去することにある。A feature of the present invention is that when a file open request is issued, data in at least a part of the file is multiplexed and distributed to a plurality of drives (file storage devices). , When the file is closed, the multiplexed data is erased.
【0019】本発明の他の特徴は、オープン中のファイ
ルの使用頻度が所定値以上の時、このファイルの全体ま
たは部分領域のデータを多重化して複数のドライブに分
散配置し、このファイルのクローズ時に多重化データを
消去することにある。Another feature of the present invention is that when the frequency of use of an open file is equal to or higher than a predetermined value, the data of the entire or partial area of this file is multiplexed and distributed to a plurality of drives, and the file is closed. Sometimes it is to erase multiplexed data.
【0020】[0020]
【作用】本発明によれば、オープンしているファイルの
全体または部分領域のデータを多重化して複数のドライ
ブに分散配置する。それらのファイルに対するライト
(write)時は、多重に分散配置したすべてのファ
イル領域にデータを書き込み、リード(read)時
は、多重化された任意のファイル領域からデータを読み
込む。read時は、複数のファイル領域がアクセス可
能ならば、最もシーク時間の短いものからデータを読み
込むことができ、入出力時間を短縮できる。またrea
dは、分散配置されたドライブの数まで並列に実行する
ことができ、入出力スループットを向上させることがで
きる。According to the present invention, the data of the entire or partial area of an open file is multiplexed and distributed and arranged in a plurality of drives. When writing (writing) to those files, data is written in all of the file areas that are distributed in a multiplex manner, and when reading (reading), data is read from any of the multiplexed file areas. At the time of reading, if a plurality of file areas are accessible, data can be read from the one having the shortest seek time, and the input / output time can be shortened. Also rea
The d can be executed in parallel up to the number of distributed drives, and the input / output throughput can be improved.
【0021】さらに、ファイルのオープン時もしくはオ
ープン中にデータ多重化を行なうので、オープンするプ
ログラムの入出力特性に応じたデータ多重度および配置
するドライブ数が選択でき、入出力性能を向上させるこ
とができる。Further, since the data multiplexing is performed at the time of opening the file or during the file opening, the data multiplexing degree and the number of drives to be arranged can be selected according to the input / output characteristics of the program to be opened, and the input / output performance can be improved. it can.
【0022】一方、ファイルのオープン時もしくはオー
プン中にデータ多重化を行ない、その多重化データをク
ローズ時に消去するので、一時にオープンするファイル
分の多重化に要する記憶容量のみ用意すればよく、シス
テムのファイル記憶容量を小さくすることができる。On the other hand, since the data is multiplexed at the time of opening the file or during the file is opened and the multiplexed data is erased at the time of closing, it is sufficient to prepare only the storage capacity required for the multiplexing of the files to be opened at a time. The file storage capacity of can be reduced.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 〈実施例1〉まず、第一の実施例を図1〜図14により
説明する。第一の実施例は、複数の磁気ディスク装置
(ドライブ)がディスク制御装置を介して接続されるデ
ータ処理システムにおいて、オペレーティングシステム
(OS)が本発明を実施する例である。したがって、O
Sのファイルシステムに本発明の方法を組み込む。ファ
イルシステムは、現在の主流OSであるUNIXのそれ
を前提とする。UNIXのファイルシステムについて
は、プレンティスホール社 (Prentice−Hall, Inc.) 刊
「デザイン・オブ・UNIXオペレーティングシステ
ム」(The Design of The UNIX Operating System (198
6)) に記述されている。UNIXのファイルシステムに
処理を追加する構造で本発明を実施するので、発明に直
接関与しないファイルシステムの詳細の記述は省略す
る。すなわち、オープン、クローズ、リード、ライトと
いった従来からあるファルシステムのシステムコールに
本発明のための処理を追加し、本来の機能の処理につい
ては従来のシステムコールに対応する処理ルーチンをコ
ールする形で実現する。また、いくつかの新たな処理プ
ログラムを追加する。第一実施例においては、一定時間
ごとに起動されるプログラムがファイルやファイル記憶
装置の使用状況に基づいてデータを多重化、すなわちミ
ラーファイルを作成する決定を行なう。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. <Embodiment 1> First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. The first embodiment is an example in which an operating system (OS) implements the present invention in a data processing system in which a plurality of magnetic disk devices (drives) are connected via a disk control device. Therefore, O
The method of the present invention is incorporated into the file system of S. The file system is based on that of UNIX, which is the current mainstream OS. For the UNIX file system, refer to "The Design of the UNIX Operating System (198) published by Prentice-Hall, Inc.
6)). Since the present invention is implemented with a structure in which processing is added to the UNIX file system, detailed description of the file system not directly related to the invention will be omitted. That is, the processing for the present invention is added to the existing system call of the far system such as open, close, read, and write, and the processing of the original function is performed by calling the processing routine corresponding to the conventional system call. To be realized. Also, add some new processing programs. In the first embodiment, a program started at regular intervals makes a decision to multiplex data, that is, to create a mirror file, based on the usage status of files and file storage devices.
【0024】まず、第一実施例のハードウェア構成を説
明する。図1は、データ処理システムの構成図である。
ハードウェア構成をまず説明する。命令プロセッサ(I
P)1,2と入出力プロセッサ(IOP)4が主記憶装
置(MS)3に接続される。IOP4には、ディスク制
御装置(DKC)5,6が接続され、DKC5,6には
ディスク駆動装置(DKU)7,8,9,10,11,
12が接続される。DKUは、一つのスピンドルからな
るディスクドライブであり、一つのDKUがOS22か
らは一つのボリュームとして管理される。IOP4は、
命令プロセッサ1,2からチャネルプログラムというI
OPのプログラムの起動を受けてI/Oを実行し、I/
O完了を入出力機器から受け取ると、命令プロセッサ
1,2に対してI/O割り込みを発生させて知らせる。
DKC5,6は、IOP4からのデータの書き込みや読
み込みコマンドに応答して、DKUを制御して磁気ディ
スクI/Oを行なう。このIOP、DKC、DKUのI
/Oハードウェア構成は、メインフレームコンピュータ
においては公知のものである。First, the hardware configuration of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram of a data processing system.
The hardware configuration will be described first. Instruction processor (I
P) 1, 2 and the input / output processor (IOP) 4 are connected to the main memory (MS) 3. A disk control unit (DKC) 5, 6 is connected to the IOP 4, and a disk drive unit (DKU) 7, 8, 9, 10, 11,
12 are connected. The DKU is a disk drive including one spindle, and one DKU is managed by the OS 22 as one volume. IOP4 is
From the instruction processors 1 and 2, the channel program I
I / O is executed in response to the activation of the OP program, and I / O
When the O completion is received from the input / output device, the instruction processors 1 and 2 are notified by generating an I / O interrupt.
The DKCs 5 and 6 control the DKU and perform magnetic disk I / O in response to a data write or read command from the IOP 4. I of this IOP, DKC, DKU
The / O hardware configuration is well known in mainframe computers.
【0025】次に、第一実施例のソフトウェア構成を説
明する。データ処理システムには、I/Oを発行する応
用プログラム21とそれを処理するOS22が動作す
る。OS22は、ファイルシステム26とディスクドラ
イバ27のプログラムモジュールと、MS3のボリュー
ム制御テーブル31とファイル制御テーブル32、DK
Uのボリューム管理ブロック33、OSバッファ40の
データ構造を有する。ファイルシステム26は、入出力
機器の特性から独立した抽象的なファイルの概念と操作
を実現するソフトウェアである。Next, the software configuration of the first embodiment will be described. An application program 21 that issues I / O and an OS 22 that processes the application program 21 operate in the data processing system. The OS 22 includes a file system 26, a program module of the disk driver 27, a volume control table 31 and a file control table 32 of the MS 3, and a DK.
It has the data structure of the U volume management block 33 and the OS buffer 40. The file system 26 is software that realizes the concept and operation of an abstract file that is independent of the characteristics of the input / output device.
【0026】そしてOS22は、それぞれファイルのオ
ープン、クローズ、リード、ライト、ディスクブロック
の割り当て、多重化の決定、ミラーファイルの作成、ミ
ラーファイルの消去を行なうOpenプログラム41、
Closeプログラム42、Readプログラム43、
Writeプログラム44、Allocプログラム4
5、多重化プログラム46、ミラー作成プログラム4
7、ミラー消去プログラム48を有する。ディスクドラ
イバ27は、ディスク装置の特性を意識したI/O処理
を行なうソフトウェアである。ファイルシステム26
は、ディスクドライバ27を下位モジュールとしてコー
ルして、抽象的なファイル機能を実現する。ドライバ2
7にも、OpenやReadといったファイルに関する
システムコールに対応するプログラムのエントリがあ
り、磁気ディスクの特性に依存したI/O処理を行な
う。The OS 22 opens the file, closes the file, reads the file, writes the file, allocates the disk block, determines the multiplexing, creates the mirror file, and deletes the mirror file.
Close program 42, Read program 43,
Write program 44, Alloc program 4
5, multiplexing program 46, mirror creation program 4
7. It has a mirror erasing program 48. The disk driver 27 is software that performs I / O processing in consideration of the characteristics of the disk device. File system 26
Calls the disk driver 27 as a lower module to realize an abstract file function. Driver 2
7 also has an entry of a program corresponding to a system call related to a file such as Open or Read, and performs I / O processing depending on the characteristics of the magnetic disk.
【0027】本実施例は、ファイルシステム26の上記
プログラムに処理を追加しドライバ27は変更しないの
で、ドライバ27の中の処理については説明しない。フ
ァイルのデータは、DKUに格納される。オリジナルの
ファイルをマスタファイル34と呼び、マスタファイル
34と同じ内容を持つ多重化データのファイルをミラー
ファイル35,36,38,39と呼ぶ。In this embodiment, processing is added to the program of the file system 26 and the driver 27 is not changed, so the processing in the driver 27 will not be described. The file data is stored in the DKU. The original file is called a master file 34, and the files of multiplexed data having the same contents as the master file 34 are called mirror files 35, 36, 38, 39.
【0028】分割ミラーファイル38,39は、図2に
示すように、いわゆるストライピングしたファイルであ
り、ファイルデータ301のブロック302を循環的に
複数のDKU02,12に配置する。アクセスするデー
タ長が大きい場合は、複数のDKU02,12が並列に
動作できるので、データ転送速度が向上する。例えば、
ブロック0とブロック1のリード要求を応用プログラム
21が発行した場合は、DKU02とDKU12が並列
に読み込み動作を行なえるので、データ転送速度は2倍
となる。As shown in FIG. 2, the split mirror files 38 and 39 are so-called striped files, and the block 302 of the file data 301 is cyclically arranged in a plurality of DKUs 02 and 12. When the data length to be accessed is large, the plurality of DKUs 02 and 12 can operate in parallel, which improves the data transfer rate. For example,
When the application program 21 issues a read request for block 0 and block 1, the data transfer rate is doubled because the DKU02 and DKU12 can perform the read operation in parallel.
【0029】図3は、ボリューム管理ブロック33の構
成図である。OS22は、一つのDKUを一つのボリュ
ームとして管理する。ボリュームのディスク領域は、ボ
リューム管理ブロック33、ファイルノード領域59、
データ領域62の3領域に分割される。ボリューム管理
ブロック33は、以下のフィールドを有する。先頭空き
ブロックアドレス56がデータ領域の空きブロック64
のリストを指し、先頭空きノードインデクス58が空き
ファイルノード60のリストを指す。ファイルシステム
26がファイルを作成する時にこれらのリストから、空
きを探して使用する。FIG. 3 is a block diagram of the volume management block 33. The OS 22 manages one DKU as one volume. The disk area of the volume includes a volume management block 33, a file node area 59,
The data area 62 is divided into three areas. The volume management block 33 has the following fields. The first free block address 56 is a free block 64 in the data area
, The top free node index 58 points to the list of free file nodes 60. When the file system 26 creates a file, the list is searched for an empty space and used.
【0030】図4は、ファイルノード61の構成図であ
る。ファイルノード61は、一つのファイルの情報を保
持する。所有者識別子などの従来からある基本情報のフ
ィールド71,72,73,74に以下の情報のフィー
ルドを加える。アドレステーブル77はファイルに割り
当てられた複数のブロック63のアドレス79を保持す
るための従来からある情報であるが、本発明のために、
各ブロック63が存在するボリュームの識別子のフィー
ルド78を設けた。ミラーリードリスト76は、ミラー
ファイルを持つ場合にミラーのファイルノードのリスト
を指す。FIG. 4 is a block diagram of the file node 61. The file node 61 holds information on one file. The following fields of information are added to the fields 71, 72, 73, 74 of the basic information such as the owner identifier. The address table 77 is conventional information for holding the addresses 79 of the plurality of blocks 63 assigned to the file.
A field 78 for the identifier of the volume in which each block 63 exists is provided. The mirror read list 76 indicates a list of file nodes of the mirror when it has a mirror file.
【0031】図5は、ボリューム制御テーブル31の構
成図である。ボリュームごとにエントリ81があり、オ
ープン中のファイル数を保持するオープン数85、ボリ
ュームの現在のヘッド位置をあらわすシーク位置86、
当該ボリュームに対するリード発行回数をあらわすre
ad回数87、ライト発行回数をあらわすwrite回
数88、ボリューム管理ブロック33キャッシングす
る、すなわち主記憶に常駐化するための領域89のフィ
ールドを有する。read回数87とwrite回数8
8は、多重化プログラム47が一定時間間隔ごとにリセ
ットする。FIG. 5 is a block diagram of the volume control table 31. There is an entry 81 for each volume, the number of opens 85 that holds the number of open files, seek position 86 that represents the current head position of the volume,
Re that indicates the number of read issues for the volume
It has fields of an ad count of 87, a write count of 88 indicating the number of write issuances, and a volume management block 33 for caching, that is, an area 89 for resident in the main memory. 87 read and 8 write
8, the multiplexing program 47 is reset at regular time intervals.
【0032】図6は、ファイル制御テーブル32の構成
図である。当該ファイルをオープン中の数をあらわすオ
ープン数94、当該ファイルがミラーに関してどういう
状態にあるかを示すミラー状態コード95、当該ファイ
ルに対するリード発行回数をあらわすread回数9
6、ライト発行回数をあらわすwrite回数97、リ
ードおよびライト要求の平均データ長をあらわすアクセ
スデータ長98、ファイルノードをキャッシングする領
域99のフィールドを有する。read回数96とwr
ite回数97とアクセスデータ長98は、多重化プロ
グラム47が一定時間間隔ごとにリセットする。アクセ
スデータ長98は、ミラーファイルを作成する時にスト
ライピングするか否かの判断に使用する。FIG. 6 is a block diagram of the file control table 32. An open number 94 that indicates the number of open files, a mirror status code 95 that indicates what state the file is in with respect to a mirror, and a read number 9 that indicates the number of reads issued to the file.
6, a write count 97 indicating the number of write issuances, an access data length 98 indicating an average data length of read and write requests, and an area 99 for caching a file node. 96 read times and wr
The number of times 97 and the access data length 98 are reset by the multiplexing program 47 at regular time intervals. The access data length 98 is used to determine whether or not striping is performed when creating a mirror file.
【0033】次に、第一実施例の動作の説明を図1およ
び図7〜14により説明する。まず、Openプログラ
ム41の動作を図7により説明する。通常のファイルオ
ープン処理(ステップ101)を行なった後で、ファイ
ル制御テーブル32の当該ファイルのエントリを探し、
なければ確保して初期化し(ステップ102)、ボリュ
ーム制御テーブル31とファイル制御テーブル32のオ
ープン数85,94をインクリメントする(ステップ1
03)。これで、ボリュームごとに現在オープンしてい
るファイルの数とファイルごとにオープンされている数
を保持する。Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. First, the operation of the Open program 41 will be described with reference to FIG. After performing the normal file open process (step 101), search for an entry of the file in the file control table 32,
If not, it is secured and initialized (step 102), and the open numbers 85 and 94 of the volume control table 31 and the file control table 32 are incremented (step 1).
03). This will keep the number of files currently open per volume and the number of files open per file.
【0034】Closeプログラム42の動作を図8に
より説明する。通常のファイルクローズ処理(ステップ
111)を行なった後で、ボリューム制御テーブル31
とファイル制御テーブル32のオープン数85,94を
デクリメントする(ステップ112)。オープン数94
がゼロでないならば(ステップ113)、まだオープン
中の応用プログラム21があるということであり、ミラ
ーファイルを消去せずに処理をおわる。オープン数94
がゼロならば(ステップ113)、ファイル制御テーブ
ル32の当該エントリを初期化する(ステップ11
4)。当該ファイルのミラーファイルがある場合は、ミ
ラーファイルをミラー消去プログラム48をコールして
消去する(ステップ115〜116)。具体的には、ク
ローズ対象のファイルノード61のミラーノードリスト
74からミラーファイルのファイルノードを見つけ、ミ
ラーファイルを消去し、ミラーファイルのファイルノー
ドをミラーノードリスト74のチェインからはずす。The operation of the Close program 42 will be described with reference to FIG. After performing the normal file close processing (step 111), the volume control table 31
Then, the open numbers 85 and 94 of the file control table 32 are decremented (step 112). Number of open 94
If is not zero (step 113), it means that there is an application program 21 that is still open, and the processing ends without deleting the mirror file. Number of open 94
If is zero (step 113), the entry in the file control table 32 is initialized (step 11).
4). If there is a mirror file of the file, the mirror file is erased by calling the mirror erasing program 48 (steps 115 to 116). Specifically, the file node of the mirror file is found from the mirror node list 74 of the file node 61 to be closed, the mirror file is deleted, and the file node of the mirror file is removed from the chain of the mirror node list 74.
【0035】Readプログラム43の動作を図9によ
り説明する。当該ボリュームがビジーか、ミラーファイ
ル35,36の方がシーク時間を短縮できる場合(ステ
ップ121〜122)、シーク距離が最も短いミラーフ
ァイルを選択して(ステップ125)、それに対してリ
ードを発行する(ステップ126)。ビジーの場合にミ
ラーファイルにアクセスするのは、待ち時間の発生を回
避するためである。ビジーでない場合は、マスタファイ
ルとミラーファイルで最もシーク距離の短いボリューム
を選択してI/Oの実行時間を短縮するためである。リ
ード要求のデータ長が大きく分割ミラーファイル38,
39がある場合は(ステップ121〜123)、分割ミ
ラーファイルに対してリードを発行する(ステップ12
6)。リード要求のデータ長が大きければ、ストライピ
ングの効果があるため、分割ミラーファイル38,39
から並列にデータを読み込んだ方がI/Oの実行時間を
短縮できる。The operation of the Read program 43 will be described with reference to FIG. If the volume is busy or if the seek time of the mirror files 35 and 36 can be shortened (steps 121 to 122), the mirror file with the shortest seek distance is selected (step 125) and a read is issued to it. (Step 126). The reason why the mirror file is accessed when it is busy is to avoid waiting time. This is because when it is not busy, the I / O execution time is shortened by selecting the volume having the shortest seek distance between the master file and the mirror file. The data length of the read request is large and the split mirror file 38,
If there is 39 (steps 121 to 123), a read is issued to the split mirror file (step 12).
6). If the data length of the read request is large, striping is effective, so the split mirror files 38, 39
It is possible to shorten the I / O execution time by reading the data in parallel.
【0036】上記条件のいずれにもあてはまらない場合
は、マスタファイル34にリードを発行する(ステップ
124)。その後、ボリューム制御テーブル31とファ
イル制御テーブル32のread回数87,96をイン
クリメントし、シーク位置86、アクセスデータ長98
を今回のリードに合わせて更新する(ステップ127〜
129)。アクセスデータ長98は、read回数96
およびwrite回数97でカウントしたアクセスの平
均データ長となるよう計算する。If none of the above conditions are met, a read is issued to the master file 34 (step 124). After that, the read counts 87 and 96 of the volume control table 31 and the file control table 32 are incremented, and the seek position 86 and the access data length 98 are set.
Is updated according to the lead this time (step 127-
129). The access data length 98 is 96 read times.
And the number of writes 97 is calculated so that the average data length of access is obtained.
【0037】Writeプログラム44の動作を図10
により説明する。当該マスタファイル34に対して、通
常のファイルライト処理(ステップ141)を行なった
後で、当該マスタファイル34にミラーがある場合は、
すべてのミラーファイル35,36,38,39に対し
て通常のファイルライト処理を発行する(ステップ14
2〜143)。その後、ボリューム制御テーブル31と
ファイル制御テーブル32のwrite回数88,97
をインクリメントし、シーク位置86、アクセスデータ
長98を今回のライトに合わせて更新する(ステップ1
44〜146)。このように、すべてのミラーファイル
にライトを実行することによって、マスタファイルとミ
ラーファイルのデータの整合性が保たれる。The operation of the Write program 44 is shown in FIG.
Will be described. After the normal file write process (step 141) is performed on the master file 34, if the master file 34 has a mirror,
A normal file write process is issued to all mirror files 35, 36, 38, 39 (step 14).
2-143). After that, the write count of the volume control table 31 and the file control table 32 is 88,97.
Is incremented and the seek position 86 and the access data length 98 are updated in accordance with the current write (step 1
44-146). In this way, by executing the write to all the mirror files, the data consistency between the master file and the mirror files is maintained.
【0038】Allocプログラム45の動作を図11
により説明する。Allocプログラム45は、ファイ
ルシステム26がファイルに新たなデータをライトする
時にコールされ、ボリュームのデータ領域62の空きブ
ロック64をファイルに割り当てる。当該ボリュームに
空きブロックがないならば(ステップ161)、当該ボ
リュームのミラーファイルのひとつを選択して消去する
ことにより、空きブロックを作る(ステップ162)。
その後、ボリューム管理ブロック33の空きブロックリ
スト56から空きブロックをアンチェインして、通常の
アロケート処理を行なう(ステップ163)。アロケー
トすると、ファイルノード61のアドレステーブル77
のボリューム識別子78とブロックアドレス79が設定
される。このように、ミラーファイルに割り当てられた
データ領域62のブロックは準空き領域として、空き領
域がなくなった場合は、新しいブロックのために空き領
域として使用される。The operation of the Alloc program 45 is shown in FIG.
Will be described. The Alloc program 45 is called when the file system 26 writes new data to the file, and allocates the empty block 64 of the data area 62 of the volume to the file. If there is no free block in the volume (step 161), one of the mirror files of the volume is selected and erased to create a free block (step 162).
After that, the free blocks are unchained from the free block list 56 of the volume management block 33, and the normal allocation processing is performed (step 163). When allocated, the address table 77 of the file node 61
The volume identifier 78 and the block address 79 are set. In this way, the block of the data area 62 assigned to the mirror file is used as a semi-empty area, and when the free area is exhausted, it is used as a free area for a new block.
【0039】次に、本発明により新設するファイルシス
テム26のプログラム46,47,48の動作を図12
〜図14で説明する。まず、多重化プログラム46の動
作を図12により説明する。多重化プログラム46は、
タイマ割り込みにより一定時間間隔で起動する。ファイ
ル制御テーブル32のすべての有効エントリ、すなわ
ち、オープンされているすべてのファイルについて、以
下のステップを行なう。次の有効エントリをフェッチ
し、そのエントリのファイルが格納されているボリュー
ムに対するボリューム制御テーブル31のエントリをフ
ェッチする(ステップ181〜182)。ボリュームの
read回数87またはファイルのread回数96を
ミラーファイル数で割った値がそれぞれの閾値より大き
く、かつファイルのアクセスデータ長98が閾値より大
きい場合は(ステップ183)、ストライピング(分割
ミラーファイル38,39)が有効と判断し、当該ファ
イルに対して分割指定でミラー作成プログラム47をコ
ールする(ステップ185)。Next, the operation of the programs 46, 47 and 48 of the file system 26 newly provided according to the present invention will be described with reference to FIG.
~ It demonstrates in FIG. First, the operation of the multiplexing program 46 will be described with reference to FIG. The multiplexing program 46
It is activated at fixed time intervals by a timer interrupt. The following steps are performed for all valid entries in the file control table 32, i.e. for all open files. The next valid entry is fetched, and the entry of the volume control table 31 for the volume in which the file of that entry is stored is fetched (steps 181-282). If the value obtained by dividing the volume read count 87 or the file read count 96 by the number of mirror files is larger than the respective threshold value and the file access data length 98 is larger than the threshold value (step 183), striping (split mirror file 38) is performed. , 39) is valid, and the mirror creation program 47 is called with a division designation for the file (step 185).
【0040】ボリュームのread回数87またはファ
イルのread回数96をミラーファイル数で割った値
がそれぞれの閾値より大きい場合は(ステップ18
4)、ミラーファイル35,36が有効と判断し、当該
ファイルに対して分割指定なしでミラー作成プログラム
47をコールする(ステップ186)。上記条件のいず
れにもあてはまらない場合は、ミラーファイルも分割ミ
ラーファイルも作成しない。そして、ファイルのrea
dおよびwrite回数96,97とアクセスデータ長
98をリセットする(ステップ187)。ファイル制御
テーブル32のすべての有効エントリについて上記の処
理が終了したならば(ステップ188)、ボリューム制
御テーブル31のすべての有効エントリについて、re
ad回数87,88をリセットする(ステップ18
9)。本プログラム46の起動ごとに上記データをリセ
ットすることにより、read回数87,96は最近の
read頻度、アクセスデータ長98は最近の平均アク
セスデータ長をあらわすことになる。したがって、シス
テムの動的な負荷変動に応じたデータ多重化が可能にな
る。If the value obtained by dividing the volume read count 87 or the file read count 96 by the number of mirror files is larger than the respective thresholds (step 18
4), it is determined that the mirror files 35 and 36 are valid, and the mirror creation program 47 is called for the files without specifying division (step 186). If none of the above conditions are met, neither mirror file nor split mirror file is created. And file rea
The number of times of d and write 96, 97 and the access data length 98 are reset (step 187). When the above process is completed for all valid entries in the file control table 32 (step 188), re-validates for all valid entries in the volume control table 31.
Reset the number of ads 87, 88 (step 18
9). By resetting the above data each time the program 46 is started, the read counts 87 and 96 represent the latest read frequency, and the access data length 98 represents the latest average access data length. Therefore, it is possible to multiplex data according to the dynamic load change of the system.
【0041】ミラー作成プログラム47の動作を図13
により説明する。当該ファイルのミラーがなく、ボリュ
ーム制御テーブル31のread回数87+write
回数88が閾値より小さいボリュームを検索する(ステ
ップ201)。該当ボリュームがない場合はリターンす
る。該当ボリュームがありかつミラーファイルを作成で
きる空きブロックがあり、分割指定がある場合は(ステ
ップ202〜203)、該当ボリューム2個を選択し、
該当ボリュームに対して通常の分割ファイルの作成処理
を行なう(ステップ205〜206)。すなわち、分割
ミラーファイル38,39を作成する。分割指定がない
場合は、該当ボリュームに対して通常のファイルの作成
処理を行なう(ステップ204)。すなわち、ミラーフ
ァイル35,36を作成する。マスタファイル34の内
容を作成したファイルにコピーし(ステップ207)、
作成したミラーファイルのファイルノード61をマスタ
ファイルのミラーノードリスト76にチェインする(ス
テップ208)。マスタファイルのミラー状態コード9
5を分割指定の場合は”分割ミラー”に、分割指定なし
の場合は”ミラー”に設定する(ステップ209)。The operation of the mirror creation program 47 is shown in FIG.
Will be described. There is no mirror of the file and the read count of the volume control table 31 is 87 + write.
A volume whose number of times 88 is smaller than the threshold is searched (step 201). If there is no corresponding volume, return is made. If there is a corresponding volume and there is a free block where a mirror file can be created, and there is a division designation (steps 202 to 203), select two corresponding volumes,
Normal division file creation processing is performed for the volume (steps 205 to 206). That is, the split mirror files 38 and 39 are created. If there is no designation of division, normal file creation processing is performed for the volume (step 204). That is, the mirror files 35 and 36 are created. Copy the contents of the master file 34 to the created file (step 207),
The file node 61 of the created mirror file is chained to the mirror node list 76 of the master file (step 208). Master file mirror status code 9
5 is set to "split mirror" if split is designated, and to "mirror" if split is not designated (step 209).
【0042】ミラー消去プログラム48の動作を図14
により説明する。当該ファイルのミラーノードリスト7
6からミラーファイルのファイルノードをもとめる(ス
テップ221)。ミラーファイルがある場合は(ステッ
プ222)、当該ファイルに対して通常のファイル消去
処理を行ない(ステップ223)、ステップ222に戻
る。ミラーファイルがない場合は、ミラー状態コード9
5を”ミラーなし”に設定する(ステップ224)。The operation of the mirror erase program 48 is shown in FIG.
Will be described. Mirror node list of the file 7
The file node of the mirror file is obtained from 6 (step 221). If there is a mirror file (step 222), a normal file erasing process is performed on the file (step 223), and the process returns to step 222. Mirror status code 9 if there is no mirror file
5 is set to "no mirror" (step 224).
【0043】〈実施例2〉次に、第一の実施例の一部を
変形した第二の実施例について図15〜17を用いて説
明する。図15は、本実施例のデータ構成図である。第
一の実施例では、ミラーファイル35,36および分割
ミラーファイル38,39を作成した時にマスタファイ
ル34からデータをコピーしていた。すなわち、マスタ
ファイル34からブロック単位で主記憶3のOSバッフ
ァ40に読み込み、ミラーファイルに書き込んでいた。
本実施例では、コピーのオーバヘッドを軽減するため、
リード要求の処理時にOSバッファ40に読み込んだブ
ロック311をミラーファイル35に書き込む。したが
って、ミラーファイル35はマスタファイル34の全体
ではなく部分的なデータを保持することになるが、re
adのアクセスに局所性があるならば部分的なミラーフ
ァイルでも性能を向上させることができる。また、コピ
ーに要するオーバヘッドは、OSバッファ40からの書
き込みのみであり、第一の実施例より小さい。本実施例
では、第一の実施例のReadプログラム43とミラー
作成プログラム47のみを変更する。<Embodiment 2> Next, a second embodiment obtained by partially modifying the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a data configuration diagram of this embodiment. In the first embodiment, data is copied from the master file 34 when the mirror files 35 and 36 and the split mirror files 38 and 39 are created. That is, the master file 34 is read in block units into the OS buffer 40 of the main memory 3 and written in the mirror file.
In this embodiment, in order to reduce the copy overhead,
The block 311 read in the OS buffer 40 at the time of processing the read request is written in the mirror file 35. Therefore, the mirror file 35 holds a part of the data of the master file 34, but not the whole of the master file 34.
If the access of ad is local, the performance can be improved even with a partial mirror file. Further, the overhead required for copying is only writing from the OS buffer 40, which is smaller than that in the first embodiment. In this embodiment, only the Read program 43 and the mirror creating program 47 of the first embodiment are changed.
【0044】Readプログラム43の動作を図16に
より説明する。当該ボリュームがビジーかつミラーファ
イルに対象ブロックがあるか、ミラーファイル35,3
6の方がシーク時間を短縮できかつミラーファイルに対
象ブロックがある場合(ステップ401〜402)、シ
ーク距離が最も短いミラーファイルを選択して(ステッ
プ405)、それに対してリードを発行する(ステップ
406)。ビジーの場合にミラーファイルにアクセスす
るのは、待ち時間の発生を回避するためである。The operation of the Read program 43 will be described with reference to FIG. Whether the volume is busy and there is a target block in the mirror file,
When the seek time is shorter in 6 and the target block exists in the mirror file (steps 401 to 402), the mirror file having the shortest seek distance is selected (step 405) and a read is issued to it (step 405). 406). The reason why the mirror file is accessed when it is busy is to avoid waiting time.
【0045】ビジーでない場合は、マスタファイルとミ
ラーファイルで最もシーク距離の短いボリュームを選択
してI/Oの実行時間を短縮するためである。リード要
求のデータ長が大きく分割ミラーファイル38,39に
対象ブロックがある場合は(ステップ401〜40
3)、分割ミラーファイルに対してリードを発行する
(ステップ406)。リード要求のデータ長が大きけれ
ば、ストライピングの効果があるため、分割ミラーファ
イル38,39から並列にデータを読み込んだ方がI/
Oの実行時間を短縮できる。上記条件のいずれにもあて
はまらない場合は、マスタファイル34にリードを発行
する(ステップ404)。その後、ボリューム制御テー
ブル31とファイル制御テーブル32のread回数8
7,96をインクリメントし、シーク位置86、アクセ
スデータ長98を今回のリードに合わせて更新する(ス
テップ407〜409)。そして、当該ファイルのミラ
ー状態コードが”部分ミラー”または”部分分割ミラ
ー”の場合は(ステップ410)、当該ファイルのミラ
ーファイルに対してステップ404で読み込み、OSバ
ッファ40にあるブロック311をミラーファイルに書
き込む(ステップ411)。This is because when the volume is not busy, the volume with the shortest seek distance is selected from the master file and the mirror file to shorten the I / O execution time. When the data length of the read request is large and the target block exists in the split mirror files 38 and 39 (steps 401 to 40).
3) Issue a read to the split mirror file (step 406). If the data length of the read request is large, striping is effective, so it is better to read the data in parallel from the split mirror files 38 and 39.
The execution time of O can be shortened. If none of the above conditions are met, a read is issued to the master file 34 (step 404). After that, the read count of the volume control table 31 and the file control table 32 is 8
7 and 96 are incremented, and the seek position 86 and the access data length 98 are updated according to the current read (steps 407 to 409). When the mirror status code of the file is "partial mirror" or "partial split mirror" (step 410), the mirror file of the file is read in step 404, and the block 311 in the OS buffer 40 is set as the mirror file. (Step 411).
【0046】ミラー作成プログラム47の動作を図17
により説明する。当該ファイルのミラーがなく、ボリュ
ーム制御テーブル31のread回数87+write
回数88が閾値より小さいボリュームを検索する(ステ
ップ421)。該当ボリュームがない場合はリターンす
る。該当ボリュームがありかつミラーファイルを作成で
きる空きブロックがあり、分割指定がある場合は(ステ
ップ422〜423)、該当ボリューム2個を選択し、
該当ボリュームに対して通常の分割ファイルの作成処理
を行なう(ステップ425〜426)。すなわち、分割
ミラーファイル38,39を作成する。分割指定がない
場合は、該当ボリュームに対して通常のファイルの作成
処理を行なう(ステップ424)。すなわち、ミラーフ
ァイル35,36を作成する。作成したミラーファイル
のファイルノード61をマスタファイルのミラーノード
リスト76にチェインする(ステップ427)。マスタ
ファイルのミラー状態コード95を分割指定の場合は”
部分分割ミラー”に、分割指定なしの場合は”部分ミラ
ー”に設定する(ステップ428)。The operation of the mirror creation program 47 is shown in FIG.
Will be described. There is no mirror of the file and the read count of the volume control table 31 is 87 + write.
A volume whose number of times 88 is smaller than the threshold is searched (step 421). If there is no corresponding volume, return is made. If there is a corresponding volume and there is a free block where a mirror file can be created and there is a division designation (steps 422 to 423), select two corresponding volumes,
Normal division file creation processing is performed for the volume (steps 425 to 426). That is, the split mirror files 38 and 39 are created. If no division is designated, a normal file creation process is performed for the volume (step 424). That is, the mirror files 35 and 36 are created. The file node 61 of the created mirror file is chained to the mirror node list 76 of the master file (step 427). When the mirror status code 95 of the master file is specified to be split, "
It is set to "partial split mirror" and to "partial mirror" if no split is designated (step 428).
【0047】〈実施例3〉次に、第三の実施例を説明す
る。第三実施の例は、第一実施例とほぼ同様の構成を持
ち、ほぼ同様の動作をするが、データを多重化する契機
が異なっている。第一実施例においては、一定時間ごと
に起動されるプログラムがファイルやファイル記憶装置
の使用状況に基づいてデータを多重化するが、第三実施
例では、ファイルのオープンの時にデータを多重化、す
なわちミラーファイルを作成する。<Third Embodiment> Next, a third embodiment will be described. The third embodiment has almost the same configuration as the first embodiment and operates in almost the same manner, but the trigger for multiplexing the data is different. In the first embodiment, the program started at regular intervals multiplexes data based on the usage status of files and file storage devices, but in the third embodiment, data is multiplexed when the file is opened, That is, a mirror file is created.
【0048】第三の実施例の構成を図18により説明す
る。図に示すように、その構成は第一実施例とほぼ同じ
である。相違点は、多重化プログラム46がなくなり、
リセットプログラム49が追加されていることと、ファ
イル制御テーブル33がDKU11に格納されることで
ある。ファイル制御テーブル32は、オープン時に多重
化すべきファイルが登録されるテーブルであり、システ
ムが停止している時はDKU11に格納され、次のシス
テム起動時に主記憶装置3に読み込まれる。The structure of the third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the configuration is almost the same as that of the first embodiment. The difference is that the multiplexing program 46 disappears,
The reset program 49 is added and the file control table 33 is stored in the DKU 11. The file control table 32 is a table in which files to be multiplexed at the time of opening are registered. The file control table 32 is stored in the DKU 11 when the system is stopped and read into the main storage device 3 at the next system startup.
【0049】第三実施例の動作は、Openプログラム
41とリセットプログラム49のみが第一実施例と異な
る。さらに、ファイル制御テーブル32,33にオープ
ン時に多重化すべきファイルをシステム管理者が登録お
よび削除する動作が追加される。この登録と削除は、シ
ステム管理者がコンソール端末からファイルを指定する
コマンドを入力することにより行なう。この処理は、特
別なものではないので処理フローは省略する。The operation of the third embodiment differs from that of the first embodiment only in the Open program 41 and the reset program 49. Further, the system control administrator adds and deletes the files to be multiplexed at the time of opening to the file control tables 32 and 33. This registration and deletion is performed by the system administrator by entering a command to specify a file from the console terminal. Since this processing is not special, the processing flow is omitted.
【0050】Openプログラム41の動作を図19に
より説明する。通常のファイルオープン処理(ステップ
501)を行なった後で、当該ファイルがファイル制御
テーブル32に登録されているならば(ステップ50
2)、ボリューム制御テーブル31とファイル制御テー
ブル32のオープン数85,94をインクリメントする
(ステップ503)。これで、ボリュームごとに現在オ
ープンしているファイルの数とファイルごとにオープン
されている数を保持する。その後、当該ファイルに対し
てミラー作成プログラム47をコールする(ステップ5
04)。The operation of the Open program 41 will be described with reference to FIG. If the file is registered in the file control table 32 after performing the normal file open process (step 501) (step 50)
2) Increment the open numbers 85 and 94 of the volume control table 31 and the file control table 32 (step 503). This will keep the number of files currently open per volume and the number of files open per file. After that, the mirror creation program 47 is called for the file (step 5).
04).
【0051】リセットプログラム49の動作を図20に
より説明する。本プログラムは、タイマ割り込みにより
一定時間間隔で起動する。ボリューム制御テーブル31
すべての有効エントリのreadおよびwrite回数
87,88をリセットし(ステップ521)、ファイル
制御テーブル32すべての有効エントリのreadおよ
びwrite回数96,97とアクセスデータ長98を
リセットする(ステップ522)。本プログラムの起動
ごとに上記データをリセットすることにより、read
回数87,96は最近のread頻度、アクセスデータ
長98は最近の平均アクセスデータ長をあらわすことに
なる。したがって、システムの動的な負荷変動に応じた
データ多重化方法の選択が可能になる。The operation of the reset program 49 will be described with reference to FIG. This program is started at regular time intervals by a timer interrupt. Volume control table 31
The read and write counts 87 and 88 of all valid entries are reset (step 521), and the read and write counts 96 and 97 and access data length 98 of all valid entries of the file control table 32 are reset (step 522). By resetting the above data each time this program is started, read
The numbers 87 and 96 represent the recent read frequency, and the access data length 98 represents the recent average access data length. Therefore, it becomes possible to select the data multiplexing method according to the dynamic load fluctuation of the system.
【0052】〈実施例4〉次に、第四の実施例を説明す
る。この実施例は、第三の実施例の処理をOSではな
く、OSと応用プログラムの間に位置するライブラリプ
ログラムで行なうものである。これは、本発明が必ずし
もOSで実施しなくても良いということを示すものであ
る。<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment will be described. In this embodiment, the processing of the third embodiment is performed not by the OS but by the library program located between the OS and the application program. This indicates that the present invention does not necessarily have to be implemented in the OS.
【0053】第四実施例の構成を図21により説明す
る。図21に示すように、本発明に必要な処理プログラ
ムとテーブルは第一実施例ではOSに含まれていたが、
第四実施例では、ライブラリプログラム24に含まれ
る。ライブラリプログラム24は、従来のOS22のシ
ステムコールをコールしてファイルシステムの処理を行
なう。第四の実施例の動作は、第三の実施例の処理と同
じである。ただし、通常のファイルのオープン、クロー
ズ、リード、ライト処理をコールするという処理が、O
Sのすべてファイルのオープン、クローズ、リード、ラ
イト処理をコールするに変更する。The structure of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 21, the processing programs and tables necessary for the present invention were included in the OS in the first embodiment.
In the fourth embodiment, it is included in the library program 24. The library program 24 performs a file system process by calling a system call of the conventional OS 22. The operation of the fourth embodiment is the same as the processing of the third embodiment. However, the normal file open, close, read, and write processing calls
Change to call all open, close, read, and write process of S.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明によれば、オープンしているファ
イルの全体または部分領域のデータを多重化して複数の
ファイル記憶装置に分散配置するので、read時、複
数のファイル領域がアクセス可能ならば、最もシーク時
間の短いものからデータを読み込むことができ、入出力
時間を短縮できる。またreadは、分散配置されたフ
ァイル記憶装置の数まで並列に実行することができ、入
出力スループットを向上させることができる。According to the present invention, the data of all or a partial area of an open file is multiplexed and distributed in a plurality of file storage devices. Therefore, if a plurality of file areas are accessible at the time of read. , The data can be read from the one with the shortest seek time, and the input / output time can be shortened. Further, the read can be executed in parallel up to the number of distributed file storage devices, and the input / output throughput can be improved.
【0055】短いデータ長のアクセス要求が多数ある場
合は、個々のアクセス要求がそれぞれ異なるファイル記
憶装置で独立に実行され、より多数のアクセス要求が処
理される。長いデータ長のアクセス要求の場合は、一つ
のアクセス要求が複数のファイル記憶装置で並列に実行
され、長いデータ長でもアクセス要求が高速に処理され
る。When there are many access requests of short data length, each access request is independently executed in a different file storage device, and a larger number of access requests are processed. In the case of an access request with a long data length, one access request is executed in parallel by a plurality of file storage devices, and the access request is processed at high speed even with a long data length.
【0056】さらに、オープン中にデータ多重化を行な
うので、オープンするプログラムの入出力特性に応じた
データ多重度および配置するファイル記憶装置の数が選
択でき、入出力性能を向上させることができる。例え
ば、readのみを発行する場合は、データ多重度nを
大きくしてn台のファイル記憶装置に分散配置すること
により、readの入出力スループットをn倍にするこ
とができる。Furthermore, since data multiplexing is performed during opening, the data multiplicity and the number of file storage devices to be arranged can be selected according to the input / output characteristics of the program to be opened, and the input / output performance can be improved. For example, when only read is issued, the input / output throughput of read can be increased by n times by increasing the data multiplicity n and distributively arranging it in n file storage devices.
【0057】また、readのデータ長dが長い場合
は、ファイルのデータをd/mの長さのブロックに分割
して、m台のファイル記憶装置にストライピングするこ
とにより、readの入出力時間を1/mに短縮するこ
とができる。したがって、高性能なファイルシステムを
実現することができる。When the read data length d is long, the file data is divided into blocks each having a length of d / m and striped to m file storage devices to reduce the read I / O time. It can be shortened to 1 / m. Therefore, a high performance file system can be realized.
【0058】一方、ファイルのオープン中にデータ多重
化を行ない、その多重化データをクローズ時に消去する
ので、一時にオープンするファイル分の多重化に要する
記憶容量のみ用意すればよく、システムのファイル記憶
容量を小さくすることができる。On the other hand, since the data is multiplexed while the file is open and the multiplexed data is erased when the file is closed, it is sufficient to prepare only the storage capacity required for multiplexing the files to be opened at a time. The capacity can be reduced.
【0059】さらに、使用されているファイルの部分の
み多重化するが、ファイルの最近更新された部分が多重
化されているので、定期的なファイルのバックアップが
行なわれているシステムでは、従来のミラーリングとほ
ぼ同等の信頼性をより小さい冗長データ用記憶容量で実
現できる。Further, only the part of the file used is multiplexed, but since the recently updated part of the file is multiplexed, the conventional mirroring is used in the system in which the backup of the file is performed regularly. It is possible to achieve the same level of reliability with a smaller redundant data storage capacity.
【図1】第一実施例のデータ処理システムの構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a data processing system according to a first embodiment.
【図2】第一実施例の分割ミラーファイルの構造図であ
る。FIG. 2 is a structural diagram of a split mirror file of the first embodiment.
【図3】第一実施例のボリューム管理ブロックの構造図
である。FIG. 3 is a structural diagram of a volume management block of the first embodiment.
【図4】第一実施例のファイルノードの構造図である。FIG. 4 is a structural diagram of a file node according to the first embodiment.
【図5】第一実施例のボリューム制御テーブルの構造図
である。FIG. 5 is a structural diagram of a volume control table of the first embodiment.
【図6】第一実施例のファイル制御テーブルの構造図で
ある。FIG. 6 is a structural diagram of a file control table according to the first embodiment.
【図7】第一実施例のOpenプログラムのフローチャ
ートである。FIG. 7 is a flowchart of an Open program of the first embodiment.
【図8】第一実施例のCloseプログラムのフローチ
ャートである。FIG. 8 is a flowchart of a Close program according to the first embodiment.
【図9】第一実施例のReadプログラムのフローチャ
ートである。FIG. 9 is a flowchart of a Read program according to the first embodiment.
【図10】第一実施例のWriteプログラムのフロー
チャートである。FIG. 10 is a flowchart of a Write program according to the first embodiment.
【図11】第一実施例のAllocプログラムのフロー
チャートである。FIG. 11 is a flowchart of an Alloc program of the first embodiment.
【図12】第一実施例の多重化プログラムのフローチャ
ートである。FIG. 12 is a flowchart of a multiplexing program of the first embodiment.
【図13】第一実施例のミラー作成プログラムのフロー
チャートである。FIG. 13 is a flowchart of a mirror creating program according to the first embodiment.
【図14】第一実施例のミラー消去プログラムのフロー
チャートである。FIG. 14 is a flowchart of a mirror erasing program of the first embodiment.
【図15】第二の実施例のデータ構成図である。FIG. 15 is a data configuration diagram of the second embodiment.
【図16】第二の実施例のReadプログラムのフロー
チャートである。FIG. 16 is a flowchart of a Read program according to the second embodiment.
【図17】第二の実施例のミラー作成プログラムのフロ
ーチャートである。FIG. 17 is a flowchart of a mirror creating program according to a second embodiment.
【図18】第三実施例のデータ処理システムの構成を示
すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a data processing system of a third embodiment.
【図19】第三実施例のOpenプログラムのフローチ
ャートである。FIG. 19 is a flowchart of the Open program of the third embodiment.
【図20】第三実施例のリセットプログラムのフローチ
ャートである。FIG. 20 is a flow chart of a reset program of the third embodiment.
【図21】第四実施例のデータ処理システムの構成を示
すブロック図である。FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of a data processing system of a fourth embodiment.
3…主記憶装置、4…入出力プロセッサ、5,6…ディ
スク制御装置、7,8,9,10,11,12…ディス
ク駆動装置、22…OS、26…ファイルシステム、2
7…ドライバ、32…ファイル制御テーブル、33…ボ
リューム管理ブロック、34…マスタファイル、35,
36,37,38,39…ミラーファイル、40…OS
バッファ3 ... Main storage device, 4 ... Input / output processor, 5, 6 ... Disk control device, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ... Disk drive device, 22 ... OS, 26 ... File system, 2
7 ... Driver, 32 ... File control table, 33 ... Volume management block, 34 ... Master file, 35,
36, 37, 38, 39 ... Mirror file, 40 ... OS
buffer
Claims (12)
されたデータ処理システムにおけるファイルのデータ多
重化方法において、 ファイルのオープン要求があった時、該ファイルの少な
くとも一部の領域のデータを多重化して前記複数のドラ
イブに分散配置し、 該ファイルのクローズ時に、該ファイルの前記多重化デ
ータを消去することを特徴とするファイルのデータ多重
化方法。1. A data multiplexing method for a file in a data processing system to which a plurality of drives for storing a file are connected. When a file open request is issued, data in at least a part of the area of the file is multiplexed. A data multiplexing method for a file, wherein the multiplexed data of the file is erased when the file is closed.
ルのミラーファイルを作成して前記データの多重化を行
うことを特徴とする請求項1記載のファイルのデータ多
重化方法。2. The data multiplexing method for a file according to claim 1, wherein a mirror file of the file is created and the data is multiplexed when an open request is made for the file.
されたデータ処理システムにおけるファイルのデータ多
重化方法において、 オープン中のファイルの使用頻度が所定値以上の時、該
ファイルの少なくとも一部の領域のデータを多重化して
前記複数のドライブに分散配置し、 該ファイルのクローズ時に、該ファイルの前記多重化デ
ータを消去することを特徴とするファイルのデータ多重
化方法。3. A data multiplexing method of a file in a data processing system to which a plurality of drives for storing a file are connected, wherein at least a part of the area of the file when the usage frequency of the file being opened is a predetermined value or more. The data multiplexing method for a file, characterized in that the data is multiplexed and distributed to the plurality of drives, and the multiplexed data of the file is erased when the file is closed.
値以上の時、該複数のファイルの少なくとも一部のデー
タを多重化することを特徴とする請求項3記載のファイ
ルのデータ多重化方法。4. The file data multiplexing method according to claim 3, wherein at least a part of the data of the plurality of files is multiplexed when the total number of the plurality of opened files is equal to or more than a predetermined value. .
が所定時間内に所定値を超えた時、該複数のファイルの
少なくとも一部のデータを多重化することを特徴とする
請求項3記載のファイルのデータ多重化方法。5. The data of at least a part of the plurality of files is multiplexed when the number of read times of the opened specific file exceeds a predetermined value within a predetermined time. File data multiplexing method.
て、前記多重化データを複数のドライブに、データをス
トライピングして、格納することを特徴とする請求項1
または3記載のファイルのデータ多重化方法。6. In the distributed arrangement to the plurality of drives, the multiplexed data is stored in a plurality of drives by striping the data.
Alternatively, the data multiplexing method of the file described in 3.
て、オープンされているファイル数が少ないドライブ
に、前記多重化データを格納することを特徴とする請求
項1または3記載のファイルのデータ多重化方法。7. The data multiplexing of files according to claim 1, wherein in the distributed arrangement to the plurality of drives, the multiplexed data is stored in a drive having a small number of open files. Method.
て、データ処理システムの主記憶装置に設けられたバッ
ファに読み込まれたデータを前記ドライブの多重化デー
タ領域に書き込むことを特徴とする請求項1または3記
載のファイルのデータ多重化方法。8. In the distributed arrangement of the plurality of drives, the data read in the buffer provided in the main storage device of the data processing system is written in the multiplexed data area of the drive. Alternatively, the data multiplexing method of the file described in 3.
されたデータ処理システムにおけるファイルのデータ多
重化方法において、 ファイルのオープン要求があった時、該ファイルの少な
くとも一部の領域のデータを多重化し、前記複数のドラ
イブの空き領域に該多重化データを格納し、 該ドライブの多重化データを格納していない空き領域が
なくなった場合に、該多重化データの格納領域を空き領
域として使用することを特徴とするファイルのデータ多
重化方法。9. A data multiplexing method for a file in a data processing system to which a plurality of drives for storing a file are connected. When a file open request is issued, data in at least a part of the area of the file is multiplexed. Storing the multiplexed data in the empty areas of the plurality of drives and using the multiplexed data storage area as an empty area when there is no free area in the drive where the multiplexed data is not stored. Data multiplexing method for files characterized by:
続されたデータ処理システムにおけるファイルのデータ
多重化方法において、 オープン中のファイルの使用頻度が所定値以上の時、該
ファイルの少なくとも一部の領域のデータを多重化し、
前記複数のドライブの空き領域に該多重化データを格納
し、 該ドライブの多重化データを格納していない空き領域が
なくなった場合に、該多重化データの格納領域を空き領
域として使用することを特徴とするファイルのデータ多
重化方法。10. In a data multiplexing method for a file in a data processing system to which a plurality of drives for storing a file are connected, at least a part of the area of the file when the usage frequency of the file being opened is a predetermined value or more. Data of
The multiplexed data is stored in the empty areas of the plurality of drives, and when there is no empty area of the drives in which the multiplexed data is not stored, the multiplexed data storage area is used as an empty area. Data multiplexing method for characteristic files.
記憶装置及び命令処理プロセッサに接続されたデータ処
理システムにおいて、 前記主記憶装置が、前記命令処理プロセッサからファイ
ルのオープン要求があった時、該ファイルの少なくとも
一部の領域のデータを多重化して前記複数のドライブに
分散配置する手段と、該ファイルのクローズ時に、該フ
ァイルの前記多重化データを消去する手段とを備えたこ
とを特徴とするデータ処理システム。11. A data processing system in which a plurality of drives for storing a file are connected to a main storage device and an instruction processor, wherein the main storage device receives a file open request from the instruction processor. A means for multiplexing data in at least a part of an area of the file and dispersively arranging the data in the plurality of drives; and a means for erasing the multiplexed data of the file when the file is closed. Data processing system.
記憶装置及び命令処理プロセッサに接続されたデータ処
理システムにおいて、 前記主記憶装置が、前記命令処理プロセッサによりオー
プンされているファイルの使用頻度が所定値以上の時、
該ファイルの少なくとも一部の領域のデータを多重化し
て前記複数のドライブに分散配置する手段と、該ファイ
ルのクローズ時に、該ファイルの前記多重化データを消
去する手段とを備えたことを特徴とするデータ処理シス
テム。12. In a data processing system in which a plurality of drives for storing files are connected to a main memory device and an instruction processor, the main memory device has a predetermined usage frequency of a file opened by the instruction processor. When it is more than the value,
And a means for multiplexing data in at least a part of the area of the file to disperse the data in the plurality of drives, and a means for erasing the multiplexed data of the file when the file is closed. Data processing system.
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