JP4597038B2 - 計算機システム、帯域制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ストレージ装置、計算機及び管理計算機を含む計算機システムに関し、特に、計算機とストレージ装置とを接続するネットワークの帯域制御の技術に関する。

複数の計算機が同一のネットワークを共用する計算機システムでは、一部の計算機がネットワークに多大な負荷をかけると、ネットワークが輻輳する。そのため、その他の計算機の処理に遅延が生ずる。

そこで、この問題を解決する技術が、特許文献１に開示されている。この技術では、計算機が実行するアプリケーションの種類に応じて、計算機に割り当てられる帯域が決定される。
特開２００５−５１８１１号公報

しかし、従来技術によると、割り当て帯域を決定する際に、計算機の操作状況が考慮されない。一般的に、計算機は、ユーザに操作されている時又はユーザに操作されていない時のどちらの状況であっても、動作し続ける。

例えば、ファイルを検索するアプリケーションを実行する計算機は、ユーザに操作されていない時に、ファイルのインデックスを作成する。この場合、当該計算機は、ユーザに操作されていないので、迅速な応答を要求しない。それにも関わらず、当該計算機は、ネットワークに多大な負荷をかけている。これによって、ユーザに操作されている計算機の処理に遅延が生じるという問題があった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、計算機の状況に応じた適切な帯域をそれぞれの計算機に割り当てる計算機システムを提供することを目的とする。

本発明の代表的な実施の形態は、一つ以上のストレージ装置と、前記ストレージ装置にネットワークを介して接続される複数のホスト計算機と、前記ホスト計算機に接続される管理計算機と、を備える計算機システムであって、前記ストレージ装置は、前記ネットワークに接続される第１インタフェースと、前記第１インタフェースに接続される第１プロセッサと、前記第１プロセッサに接続される第１メモリと、前記ホスト計算機から書き込みを要求されるデータを格納するディ スクドライブと、を備え、前記ホスト計算機は、前記ネットワークに接続される第２インタフェースと、前記第２インタフェースに接続される第２プロセッサと、前記第２プロセッサに接続される第２メモリと、を備え、前記管理計算機は、前記ホスト計算機に接続される第３インタフェースと、前記第３インタフェースに接続される第３プロセッサと、前記第３プロセッサに接続される第３メモリと、を備え、前記第２プロセッサは、当該第２プロセッサを備える前記ホスト計算機の状況を監視し、前記監視しているホスト計算機が優先して動作する必要がある優先状況であるか否かを判定し、優先状況であると判定すると、優先帯域で通信し、優先状況でないと判定すると、優先状況である他のホスト計算機に優先帯域を割り当てた残りの帯域の一部又は全部である非優先帯域で通信し、ｉＳＣＳＩコマンドの送信タイミングを前記ｉＳＣＳＩコマンド単位で決定することによって帯域を制御することを特徴とする。

本発明の代表的な実施の形態によれば、計算機の状況に応じた適切な帯域がそれぞれの計算機に割り当てられる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の計算機システムのブロック図である。

計算機システムは、計算機１、ネットワーク２、ストレージ装置３及び帯域管理サーバ５を含む。

計算機１は、図２で詳細を説明するが、ストレージ装置３にデータを読み書きする。ストレージ装置３は、図３で詳細を説明するが、計算機１に書き込みを要求されたデータを記憶する。また、ストレージ装置３は、複数の入出力ポート４を備え、入出力ポート４を介してネットワーク２と接続する。

ネットワーク２は、計算機１、ストレージ装置３及び帯域管理サーバ５を相互に接続する。例えば、ネットワーク２は、ルータ及びネットワークスイッチ等によって構成されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。

帯域管理サーバ５は、図２で詳細を説明するが、ネットワーク２の帯域を制御する。

図２は、第１の実施の形態の計算機１のブロック図である。

計算機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００、メモリ１０１、内部バス１０５、通信回路インタフェース１０６及び入力装置１０７を備える。ＣＰＵ１００、メモリ１０１、通信回路インタフェース１０６及び入力装置１０７は、内部バス１０５によって相互に接続されている。

ＣＰＵ１００は、メモリ１０１に記憶されているプログラムを実行することによって各種処理を実行する。

メモリ１０１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成される。メモリ１０１には、ＣＰＵ１００によって実行されるプログラム等が記憶される。具体的には、メモリ１０１には、アプリケーション１０、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１４及び帯域情報管理テーブル１１が記憶されている。

アプリケーション１０及びＯＳ１４については、図３で詳細を説明する。また、帯域情報管理テーブル１１については、図４で詳細を説明する。

通信回路インタフェース１０６は、ネットワーク２と接続する。入力装置１０７には、ユーザから情報が入力される。そして、入力装置１０７は、入力された情報をＣＰＵ１００に送る。入力装置１０７は、例えば、キーボード又はマウス等である。

図３は、第１の実施の形態の計算機システムの機能に関するブロック図である。

計算機１は、アプリケーション１０、ＯＳ１４及び帯域情報管理テーブル１１をメモリ１０１に記憶している。

アプリケーション１０は、各種処理を実行する。例えば、アプリケーション１０は、ストレージ装置３のディスク２９へのデータの書き込みを、ＯＳ１４に指示する。また、アプリケーション１０は、ストレージ装置３のディスク２９からのデータの読み出しを、ＯＳ１４に指示する。

ＯＳ１４は、計算機１の全体を制御する。例えば、ＯＳ１４は、アプリケーション１０からの指示を受けると、ディスクアクセス要求を発行する。なお、ディスクアクセス要求は、データの書込要求又は読出要求等である。また、ＯＳ１４は、入力装置ドライバ２０及びｉＳＣＳＩイニシエータ２１を含む。

入力装置ドライバ２０は、入力装置１０７から入力された情報を処理する。具体的には、入力装置ドライバ２０は、入力装置から入力された情報を、起動状況ユーザ状況取得部２２に通知する。

ｉＳＣＳＩイニシエータ２１は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いて、ストレージ装置３及び帯域管理サーバ５と通信する。例えば、ｉＳＣＳＩイニシエータ２１は、ＯＳ１４が発行したディスクアクセス要求を、ネットワーク２を介してストレージ装置３に送信する。また、ｉＳＣＳＩイニシエータ２１は、ストレージ装置３からディスクアクセスの結果を受信し、受信した結果をアプリケーション１０に送る。なお、ディスクアクセスの結果は、ディスク２９から読み出したデータ等を含む。

また、ｉＳＣＳＩイニシエータ２１は、起動状況ユーザ状況取得部２２、送信・受信レート制御部２３、帯域情報管理テーブル１１及び帯域情報受信部２５を含む。

起動状況ユーザ状況取得部２２は、入力装置ドライバ２０から通知された情報に基づいて、計算機１の起動状況及び計算機１のユーザの操作状況を監視する。そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、監視している状況に変化が生じると、帯域情報管理テーブル更新パケット（図５）を帯域管理サーバ５へ送信する。

なお、起動状況ユーザ状況取得部２２は、入力装置ドライバ２０から通知された情報以外の情報に基づいて、計算機１のユーザの操作状況を監視してもよい。

例えば、起動状況ユーザ状況取得部２２は、ユーザが計算機１の近くに存在する時には、計算機１が操作されていると判定する。一方、起動状況ユーザ状況取得部２２は、ユーザが計算機１の近くに存在しない時には、計算機１が操作されていないと判定する。なお、起動状況ユーザ状況取得部２２は、カメラが計算機の周辺を撮像した画像等を用いて、ユーザが計算機１の近くに存在するかどうかを判定する。他にも、起動状況ユーザ状況取得部２２は、センサネットシステム又はセキュリティカードリーダ等からの情報を用いて、ユーザが計算機１の近くに存在するかどうかを判定する。

送信・受信レート制御部２３は、ｉＳＣＳＩプロトコルを用いて、ストレージ装置３と通信する。更に、送信・受信レート制御部２３は、ｉＳＣＳＩパケットの送受信を制御することによって、ネットワーク２の帯域を制御する。

帯域情報管理テーブル１１は、図４で後述するが、当該計算機システムに備えられている計算機１の状況を管理する。なお、帯域情報管理テーブル１１は、帯域管理サーバ５の帯域情報管理テーブル２４と同一である。

帯域情報受信部２５は、帯域情報管理テーブル更新パケット（図５）を帯域管理サーバ５から受信する。そして、帯域情報受信部２５は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケットに基づいて、帯域情報管理テーブル１１を更新する。これによって、帯域情報受信部２５は、計算機１の帯域情報管理テーブル１１と帯域管理サーバ５の帯域情報管理テーブル２４とを同期化する。

なお、本実施の形態をディスクレスシステムに適用する場合、計算機１のＣＰＵ１００は、プログラム及びデータをストレージ装置３のディスク２９から読み込む。そして、ＣＰＵ１００は、読み込んだプログラム及びデータをメモリ１０１に格納する。また、ＣＰＵ１００は、メモリ１０１に記憶されている演算結果を、ストレージ装置３のディスク２９に格納する。

ストレージ装置３は、ディスクコントローラ２７及びディスク２９を備える。

ディスクコントローラ２７は、ディスク２９に対してデータを読み書きする。また、ディスクコントローラ２７は、入出力ポート４及び要求バッファ２８を含む。

入出力ポート４は、ネットワーク２と接続する。要求バッファ２８は、計算機１からのディスクアクセス要求を一時的に記憶する。

ディスク２９は、計算機１に書き込みを要求されたデータ等を記憶する。

ディスクコントローラ２７は、計算機１からディスクアクセス要求を受信すると、受信したディスクアクセス要求を要求バッファ２８に格納する。次に、ディスクコントローラ２７は、要求バッファ２８に記憶されているディスクアクセス要求に基づいて、ディスク２９に対してデータを読み書きする。次に、ディスクコントローラ２７は、読み書きの結果（ディスクアクセスの結果）を、計算機１に送信する。そして、ディスクコントローラ２７は、当該ディスクアクセス要求を、要求バッファ２８から削除する。

帯域管理サーバ５は、ＣＰＵ、メモリ及びインタフェースを備える。ＣＰＵは、メモリに記憶されているプログラムを実行することによって、各種処理を行う。インタフェースは、ネットワーク２と接続する。

メモリには、ＣＰＵによって実行されるプログラム等が記憶される。具体的には、メモリには、帯域情報管理テーブル２４及び起動状況ユーザ状況管理部２６が記憶されている。

帯域情報管理テーブル２４は、図４で後述するが、当該計算機システムに備えられている計算機１の状況を管理する。なお、帯域情報管理テーブル２４は、計算機１の帯域情報管理テーブル１１と同一である。

起動状況ユーザ状況管理部２６は、図８で後述するが、帯域情報管理テーブル２４を更新する。

図４は、第１の実施の形態の帯域情報管理テーブル１１、２４の構成図である。

帯域情報管理テーブル１１、２４は、計算機アドレス１１０、計算機状況１１１及び起動中必要帯域１１２を含む。

計算機アドレス１１０は、計算機１のＩＰアドレスである。

計算機状況１１１は、当該計算機１が停止中、操作あり又は操作なしのいずれの状況であるかを示す。具体的には、当該計算機１が起動していない場合、計算機状況１１１には「停止中」が格納される。また、当該計算機１が起動中であり且つ所定の時間内に操作されている場合、計算機状況１１１には「操作あり」が格納される。また、当該計算機１が起動中であり且つ所定の時間内に操作されていない場合、計算機状況１１１には「操作なし」が格納される。

起動中必要帯域１１２は、当該計算機１が起動中に必要とする帯域である。

図５は、第１の実施の形態の帯域情報管理テーブル更新パケット１２の説明図である。

帯域情報管理テーブル更新パケット１２は、ＩＰアドレス領域１２０、計算機状況領域１２１及び起動中必要帯域領域１２２を含む。

ＩＰアドレス領域１２０には、状況が変化した計算機のＩＰアドレスが格納される。計算機状況領域１２１には、当該計算機の変化後の状況が格納される。具体的には、計算機状況領域１２１には、当該計算機が停止中、操作あり又は操作なしのいずれかが格納される。

起動中必要帯域領域１２２には、当該計算機１が起動中に必要とする帯域が格納される。

なお、帯域情報管理テーブル更新パケット１２は、計算機１の起動状況ユーザー状況取得部２２から帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６に送信される。また、帯域情報管理テーブル更新パケット１２は、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６から、計算機１の帯域情報受信部２５に送信される。

図６は、第１の実施の形態のｉＳＣＳＩプロトコルのｉＳＣＳＩパケット１３の説明図である。

本説明図のｉＳＣＳＩパケット１３は、計算機１からストレージ装置３へ送信される書込要求である。

ｉＳＣＳＩパケット１３は、ｉＳＣＳＩヘッダ１３０及び書込データ１３１を含む。ｉＳＣＳＩヘッダ１３０は、図７で後述するが、当該ｉＳＣＳＩパケット１３に関する情報を含む。書込データ１３１は、ストレージ装置３のディスク２９へ書き込みを要求するデータである。

計算機１は、ストレージ装置３へｉＳＣＳＩパケット１３を送信する際に、当該ｉＳＣＳＩパケット１３の書込データ１３１をＩＰパケットの最大サイズに収まる大きさに分割する。本説明図では、計算機１は、ｉＳＣＳＩパケット１３の書込データ１３１を、四つのデータ１３３に分割する。

次に、計算機１は、分割したデータ１３３及び当該ｉＳＣＳＩパケット１３のｉＳＣＳＩヘッダ１３０のそれぞれにＩＰヘッダ１３２を付加することによって、ＩＰパケットを作成する。そして、計算機１は、作成したＩＰパケットを、ネットワーク２を介してストレージ装置３へ送信する。

次に、ｉＳＣＳＩパケット１３が、読出要求の結果を送信するパケットの場合を説明する。この場合、ｉＳＣＳＩパケット１３は、書込データ１３１の代わりに、読出データを含む。なお、読出データは、ストレージ装置３のディスク２９から読み出したデータである。

ストレージ装置３は、計算機１へｉＳＣＳＩパケット１３を送信する際に、当該ｉＳＣＳＩパケット１３の読出データを、ＩＰパケットの最大サイズに収まる大きさのデータ１３３に分割する。

次に、ストレージ装置３は、分割したデータ１３３及び当該ｉＳＣＳＩパケット１３のｉＳＣＳＩヘッダ１３０のそれぞれにＩＰヘッダ１３２を付加することによって、ＩＰパケットを作成する。そして、ストレージ装置３は、作成したＩＰパケットを、ネットワーク２を介して計算機１へ送信する。

次に、ｉＳＣＳＩパケット１３が、読出要求の場合を説明する。この場合、計算機１は、ｉＳＣＳＩパケット１３を分割せずにＩＰヘッダ１３２を付加することによって、ＩＰパケットを作成する。そして、計算機１は、作成したＩＰパケットを、ネットワーク２を介してストレージ装置３へ送信する。

図７は、第１の実施の形態のｉＳＣＳＩパケット１３のｉＳＣＳＩヘッダ１３０の説明図である。

ｉＳＣＳＩヘッダ１３０は、種別１３５及び転送サイズ１３６を含む。

種別１３５には、当該ｉＳＣＳＩパケット１３の種類が格納される。例えば、種別１３５は、当該ｉＳＣＳＩパケット１３が書込要求又は読出要求のいずれであるかを示す。

転送サイズ１３６は、当該パケットによって転送されるデータの大きさを示す。例えば、当該ｉＳＣＳＩパケット１３が書込要求の場合、転送サイズ１３６は、当該ｉＳＣＳＩパケット１３に含まれる書込データ１３１の大きさとなる。また、当該ｉＳＣＳＩパケット１３が読出要求の場合、転送サイズ１３６は、当該ｉＳＣＳＩパケット１３の応答に含まれる読出データの大きさとなる。

図８は、第１の実施の形態の帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６の処理のフローチャートである。

計算機１の起動状況ユーザ状況取得部２２は、計算機１の起動状況及び計算機１のユーザの操作状況を監視している。そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、これらの状況が変化すると、帯域情報管理テーブル更新パケット１２（図５）を、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６へ送信する。

例えば、計算機１に電源が入れられると、当該計算機１のＯＳ１４が起動する。すると、ＯＳ１４は、ｉＳＣＳＩイニシエータ２１を起動する。次に、ｉＳＣＳＩイニシエータ２１の起動状況ユーザ状況取得部２２は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を作成する。

具体的には、起動状況ユーザ状況取得部２２は、自身を備える計算機１のＩＰアドレスを、帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、「操作なし」を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、予め設定されている起動中必要帯域を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納する。

そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、作成した帯域情報管理テーブル更新パケット１２を、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６に送信する。

また、起動状況ユーザ情報取得部２２は、入力装置ドライバ２０から通知された情報に基づいて、計算機１のユーザの操作状況を監視する。そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、操作状況に変化が生じると、帯域情報管理テーブル更新パケット（図５）を帯域管理サーバ５へ送信する。

例えば、計算機１が「操作あり」の状況である場合を説明する。この場合、起動状況ユーザ情報取得部２２は、入力装置１０７が所定の時間以上操作されないと、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を作成する。

具体的には、起動状況ユーザ状況取得部２２は、自身を備える計算機１のＩＰアドレスを、帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、「操作なし」を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、予め設定されている起動中必要帯域を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納する。

そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、作成した帯域情報管理テーブル更新パケット１２を、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６に送信する。

また、計算機１が「操作なし」の状況である場合を説明する。この場合、起動状況ユーザ情報取得部２２は、入力装置１０７が操作されると、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を作成する。

具体的には、起動状況ユーザ状況取得部２２は、自身が属す計算機１のＩＰアドレスを、帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、「操作あり」を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納する。次に、起動状況ユーザ状況取得部２２は、予め設定されている起動中必要帯域を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納する。

そして、起動状況ユーザ状況取得部２２は、作成した帯域情報管理テーブル更新パケット１２を、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６に送信する。

帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を、計算機１の起動状況ユーザ状況取得部２２から受信する（１６０）。

次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納されているＩＰアドレスを抽出する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル２４の計算機アドレス１１０とが一致するレコードが、帯域情報管理テーブル２４に存在するかどうかを判定する。

アドレスが一致するレコードが存在しない場合、起動状況ユーザ状況管理部２６は、抽出したＩＰアドレスに対応する計算機１の情報が帯域情報管理テーブル２４に登録されていないと判定し、ステップ１６５に進む。

一方、アドレスが一致するレコードが存在すると、起動状況ユーザ状況管理部２６は、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル２４の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを帯域情報管理テーブル２４から選択する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、選択したレコードから、計算機状況１１１を抽出する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、抽出した計算機状況１１１が「停止中」であるかどうかを判定する（１６１）。

計算機状況１１１が「停止中」であると、起動状況ユーザ状況管理部２６は、ステップ１６５に進む。

一方、計算機状況１１１が「停止中」でないと、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の送信元の計算機１が帯域情報管理テーブル１２を記憶していると判定する。そのため、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル１２のすべてを当該計算機１に送信する必要がない。

そこで、起動状況ユーザ状況管理部２６は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２に基づいて、帯域情報管理テーブル２４を更新する（１６３）。

具体的には、起動状況ユーザ状況管理部２６は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納されているＩＰアドレスを抽出する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル２４の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを、帯域情報管理テーブル２４から選択する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、選択したレコードの計算機状況１１１に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を格納する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、選択したレコードの起動中必要帯域１１２に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を格納する。

次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル２４から、すべてのレコードの計算機アドレス１１０を抽出する。次に、抽出した計算機アドレス１１０に対して、ステップ１６０で受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２を転送する（１６４）。そして、起動状況ユーザ状況管理部２６は、ステップ１６０に戻る。

計算機１の帯域情報受信部２５は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を受信する。そして、帯域情報受信部２５は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２に基づいて、帯域情報管理テーブル１１を更新する。

具体的には、帯域情報受信部２５は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納されているＩＰアドレスを抽出する。次に、帯域情報受信部２５は、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル１１の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを、帯域情報管理テーブル１１から選択する。次に、帯域情報受信部２５は、選択したレコードの計算機状況１１１に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を格納する。次に、帯域情報受信部２５は、選択したレコードの起動中必要帯域１１２に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を格納する。

一方、帯域管理サーバ５の起動状況ユーザ状況管理部２６は、ステップ１６５に進むと、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２に基づいて、帯域情報管理テーブル２４を更新する。

まず、起動状況ユーザ状況管理部２６が、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスが帯域情報管理テーブル２４に登録されていないとステップ１６１で判定した場合を説明する。

この場合、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル２４に新たなレコードを追加する。次に、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスを、新たなレコードの計算機アドレス１１０に格納する。次に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を、新たなレコードの計算機状況１１１に格納する。次に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を、新たなレコードの起動中必要帯域１１２に格納する。

次に、起動状況ユーザ状況管理部２６が、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスに対応する計算機１が「停止中」であるとステップ１６１で判定した場合を説明する。

この場合、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル２４の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを、帯域情報管理テーブル２４から選択する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、選択したレコードの計算機状況１１１に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を格納する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、選択したレコードの起動中必要帯域１１２に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を格納する。

次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル２４のすべてのレコードに関する情報を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスに対して送信する（１６６）。

ここでは、起動状況ユーザ状況管理部２６は、帯域情報管理テーブル２４のすべてのレコードを順番に選択する。次に、選択したレコードに基づいて、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を作成する。具体的には、選択したレコードの計算機アドレス１１０を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納する。次に、選択したレコードの計算機状況１１１を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納する。次に、選択したレコードの起動中必要帯域１１２を、帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納する。

次に、起動状況ユーザ状況管理部２６は、作成した帯域情報管理テーブル更新パケット１２を、計算機１の帯域情報受信部２５に送信する。そして、起動状況ユーザ状況管理部２６は、ステップ１６４に進む。

計算機１の帯域情報受信部２５は、帯域情報管理テーブル更新パケット１２を受信する。そして、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２に基づいて、帯域情報管理テーブル１１を更新する。

具体的には、帯域情報受信部２５は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２のＩＰアドレス領域１２０に格納されているＩＰアドレスを抽出する。次に、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル１１の計算機アドレス１１０とが一致するレコードが、帯域情報管理テーブル１１に存在するかどうかを判定する。

アドレスが一致するレコードが存在すると、帯域情報受信部２５は、抽出したＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル１１の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを帯域情報管理テーブル１１から選択する。次に、選択したレコードの計算機状況１１１に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を格納する。次に、選択したレコードの起動中必要帯域１１２に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を格納する。

一方、アドレスが一致するレコードが存在しないと、帯域情報受信部２５は、帯域情報管理テーブル１１に新たなレコードを追加する。次に、帯域情報管理テーブル更新パケット１２から抽出したＩＰアドレスを、新たなレコードの計算機アドレス１１０に格納する。次に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の計算機状況領域１２１に格納されている値を、新たなレコードの計算機状況１１１に格納する。次に、受信した帯域情報管理テーブル更新パケット１２の起動中必要帯域領域１２２に格納されている値を、新たなレコードの起動中必要帯域１１２に格納する。

この処理によって、すべての計算機１の帯域情報管理テーブル１１には、帯域管理サーバ５の帯域情報管理テーブル２４と同一の値が格納される。

図９は、第１の実施の形態の計算機１の送信・受信レート制御部２３の処理のフローチャートである。

ＯＳ１４は、アプリケーション１０からディスクアクセスを指示されると、ディスクアクセス要求を発行する。次に、ＯＳ１４は、発行したディスクアクセス要求をｉＳＣＳＩイニシエータ２１に送信する。

なお、ディスクアクセス要求は、データの書込要求又はデータの読出要求である。書込要求には、要求の種別、書込データのサイズ及び書込データが含まれる。また、読出要求には、要求の種別及び読出データのサイズが含まれる。なお、要求の種別は、当該アクセス要求が書込要求又は読出要求のいずれであるかを示す。

ｉＳＣＳＩイニシエータ２１の送信・受信レート制御部２３は、ＯＳ１４からディスクアクセス要求を受信する（１４０）。

次に、送信・受信レート制御部２３は、予め設定された単位時間が経過したかどうかを判定する（１４１）。具体的には、送信・受信レート制御部２３は、現在の時刻と基準時刻との差が単位時間以上となったかどうかを判定することによって、単位時間が経過したかどうかを判定する。なお、基準時刻は、単位時間を測定するための時刻であり、直前に単位時間を経過した時の時刻となる。

単位時間が経過していないと、送信・受信レート制御部２３は、そのままステップ１４３に進む。

一方、単位時間が経過すると、送信・受信レート制御部２３は、測定している送信データ量及び受信データ量を０に設定する（１４２）。これによって、送信・受信レート制御部２３は、単位時間の始まりからの送信データ量及び受信データ量を測定する。つまり、送信・受信レート制御部２３は、送信データ量及び受信データ量を単位時間ごとに測定する。次に、送信・受信レート制御部２３は、現在の時刻を基準時刻に設定する。

次に、送信・受信レート制御部２３は、自身を備える計算機１のＩＰアドレスと帯域情報管理テーブル１１の計算機アドレス１１０とが一致するレコードを、帯域情報管理テーブル１１から選択する。次に、選択したレコードから、計算機状況１１１を抽出する。そして、抽出した計算機状況１１１が「操作あり」であるかどうかを判定する。

計算機状況１１１が「操作あり」の場合、送信・受信レート制御部２３は、選択したレコードから、起動中必要帯域１１２を抽出する。そして、抽出した起動中必要帯域１１２を、割当帯域とする。

一方、計算機状況１１１が「操作なし」の場合、送信・受信レート制御部２３は、帯域情報管理テーブル１１の計算機状況１１１に「操作あり」が格納されているすべてのレコードを、帯域情報管理テーブル１１から選択する。そして、選択したすべてのレコードの起動中必要帯域１１２の合計Ａを算出する。次に、送信・受信レート制御部２３は、当該計算機システムが利用可能なネットワーク２の帯域Ｂを取得する。なお、当該計算機システムが利用可能なネットワーク２の帯域Ｂは、予め設定されている。

次に、送信・受信レート制御部２３は、帯域情報管理テーブ１１の計算機状況１１１に「操作なし」が格納されているレコードの数Ｃを求める。

そして、送信・受信レート制御部２３は、以下の式（１）によって、割当帯域を求める（１４３）。

割当帯域＝（Ｂ−Ａ）÷Ｃ・・・（１）

また、送信・受信レート制御部２３は、式（１）以外の方法によって、割当帯域を求めてもよい。例えば、送信・受信レート制御部２３は、ＢからＡを減算する。そして、送信・受信レート制御部２３は、求めた値を、帯域情報管理テーブル１１の計算機状況１１１に「操作なし」が格納されているレコードの起動中必要帯域１１２の比に応じて分けてもよい。

送信・受信レート制御部２３は、割当帯域を求めると、ステップ１４０で受信したディスクアクセス要求が読出要求又は書込要求のいずれであるかを判定する（１４４）。

ディスクアクセス要求が読出要求の場合、送信・受信レート制御部２３は、当該ディスクアクセス要求から転送サイズを抽出する。次に、送信・受信レート制御部２３は、測定している受信データ量に、抽出した転送サイズを加算する。そして、送信・受信レート制御部２３は、求めた値がステップ１４３で求めた割当帯域より大きいかどうかを判定する。これによって、送信・受信レート制御部２３は、当該ディスクアクセス要求を送信した場合、割当帯域を超過するかどうかを判定する（１４５）。これによって、送信・受信レート制御部２３は、ｉＳＣＳＩパケットであるディスクアクセス要求単位で割当帯域を超過するかどうかを判定できる。

割当帯域を超過しない場合、送信・受信レート制御部２３は、ディスクアクセス処理を行う（１４６）。具体的には、送信・受信レート制御部２３は、ディスクアクセス要求をｉＳＣＳＩプロトコルでストレージ装置３に送信する。次に、送信・受信レート制御部２３は、送信したディスクアクセス要求の応答を受信する。そして、送信・受信レート制御部２３は、受信した応答を、ＯＳ１４に送信する。

一方、割当帯域を超過する場合、送信・受信レート制御部２３は、単位時間が経過するまで待機する（１４８）。そして、送信・受信レート制御部２３は、ステップ１４１に戻る。

一方、送信・受信レート制御部２３は、ステップ１４４においてディスクアクセス要求が書込要求であると判定すると、当該ディスクアクセス要求から転送サイズを抽出する。次に、送信・受信レート制御部２３は、測定している送信データ量に、抽出した転送サイズを加算する。そして、送信・受信レート制御部２３は、求めた値がステップ１４３で求めた割当帯域より大きいかどうかを判定する。これによって、送信・受信レート制御部２３は、当該ディスクアクセス要求を送信した場合、割当帯域を超過するかどうかを判定する（１４７）。これによって、送信・受信レート制御部２３は、ｉＳＣＳＩパケットであるディスクアクセス要求ごとに割当帯域を超過するかどうかを判定できる。

割当帯域を超過しない場合、送信・受信レート制御部２３は、ディスクアクセス処理を行う（１４６）。

一方、割当帯域を超過する場合、送信・受信レート制御部２３は、単位時間が経過するまで待機する（１４８）。そして、送信・受信レート制御部２３は、ステップ１４１に戻る。

以上のように、本実施の形態の計算機システムは、ユーザによって使用されている計算機１を優先して、割当帯域を決定する。

また、計算機１は、ｉＳＣＳＩパケットを複数のＩＰパケットに分割して、送受信する。このとき、計算機１は、分割したＩＰパケットごとに送信タイミングを決定すると、一つのｉＳＣＳＩパケットを送信する途中で、待機する可能性がある。そのため、計算機１からのｉＳＣＳＩパケットを受信するストレージ装置３は、ｉＳＣＳＩパケット受信用のバッファを備える必要がある。

しかし、本実施の形態の計算機１は、ｉＳＣＳＩパケットごとに送信タイミングを決定することによって、帯域制御している。そのため、本実施の形態のストレージ装置３は、ｉＳＣＳＩパケット受信用のバッファを備える必要がない。

また、本実施の形態は、ディスクレスシステムに適用されると好適である。ディスクレスシステムは、計算機及びストレージ装置を含む。計算機は、ＯＳ及びアプリケーション等のプログラムを、ハードディスク等の副記憶装置でなく、ネットワークを介して接続されているストレージ装置に格納する。そして、計算機は、プログラムを実行する時には、ストレージ装置に格納されているプログラムを、ネットワークを介してメモリに読み込む。これによって、計算機は、ＨＤＤなどの副記憶装置を内蔵せずに動作できる。

しかし、ディスクレスシステムでは、ネットワークが輻輳すると、計算機の動作が不安定になる。なぜなら、計算機は、プログラムを実行する際に、副記憶装置でなく、ネットワーク経由でストレージ装置にアクセスするからである。

本実施の形態の計算機システムでは、ユーザによって使用されている計算機１には優先的に帯域が割り当てられている。そのため、ユーザによって使用されている計算機１の動作は、不安定にならない。よって、本実施の形態の計算機システムは、ディスクレスシステムに適用されると好適である。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、計算機１が、帯域管理サーバ５の機能を備える。

図１０は、第２の実施の形態の計算機システムのブロック図である。

第２の実施の形態の計算機システムは、帯域管理サーバ５を含まない。第２の実施の形態の計算機システムのそれ以外の構成は、第１の実施の形態の計算機システムと（図１）と同一である。同一の構成には同一の番号を付すことによって、説明を省略する。

図１１は、第２の実施の形態の計算機１の機能に関するブロック図である。

第２の実施の形態の計算機１のＯＳ１４のｉＳＣＳＩイニシエータ２１には、起動状況ユーザ状況管理部２６が含まれる。なお、すべての計算機１が、起動状況ユーザ状況管理部２６を備えていてもよいし、一部の計算機が１が起動状況ユーザ状況管理部２６を備えていてもよい。第２の実施の形態の計算機１のそれ以外の構成は、第１の実施の形態の計算機（図３）と同一である。同一の構成には同一の番号を付すことによって、説明を省略する。

まず、すべての計算機１が起動状況ユーザ状況管理部２６を備えている場合の処理を説明する。この場合、計算機１は、自身の起動状況又は操作状況が変化すると、自身の帯域情報管理テーブル１１を更新する。そして、計算機１は、帯域情報管理テーブル更新パケット（図５）を、すべての計算機１に送信する。すると、帯域情報管理テーブル更新パケットを受信した計算機１は、当該帯域情報管理テーブル更新パケットを参照して、帯域情報管理テーブル１１を更新する。

次に、一台の計算機１のみが起動状況ユーザ状況管理部２６を備えている場合の処理を説明する。この場合、計算機１は、自身の起動状況又は操作状況が変化すると、自身の帯域情報管理テーブル１１を更新する。そして、計算機１は、帯域情報管理テーブル更新パケット（図５）を、起動状況ユーザ状況管理部２６を備える計算機１に送信する。

すると、起動状況ユーザ状況管理部２６を備える計算機１は、当該帯域情報管理テーブル更新パケットを参照して、帯域情報管理テーブル１１を更新する。次に、起動状況ユーザ状況管理部２６を備える計算機１は、受信した帯域情報管理テーブル更新パケットをすべての計算機１に転送する。

帯域情報管理テーブル更新パケットを受信した計算機１は、当該帯域情報管理テーブル更新パケットを参照して、帯域情報管理テーブル１１を更新する。

これによって、第２の実施の形態の計算機システムは、帯域管理サーバ５を備えていないが、すべての計算機１の帯域情報管理テーブル１１を同期化できる。

第２の実施の形態の計算機システムのそれ以外の処理は、第１の計算機システムの処理（図９）と同一である。よって、説明を省略する。

第１の実施の形態の計算機システムのブロック図である。 第１の実施の形態の計算機のブロック図である。 第１の実施の形態の計算機システムの機能に関するブロック図である。 第１の実施の形態の帯域情報管理テーブルの構成図である。 第１の実施の形態の帯域情報管理テーブル更新パケットの説明図である。 第１の実施の形態のｉＳＣＳＩプロトコルのｉＳＣＳＩパケットの説明図である。 第１の実施の形態のｉＳＣＳＩパケットのｉＳＣＳＩヘッダの説明図である。 第１の実施の形態の帯域管理サーバの起動状況ユーザ状況管理部の処理のフローチャートである。 第１の実施の形態の計算機の送信・受信レート制御部の処理のフローチャートである。 第２の実施の形態の計算機システムのブロック図である。 第２の実施の形態の計算機の機能に関するブロック図である。

符号の説明

１ 計算機
２ ネットワーク
３ ストレージ装置
４ 入出力ポート
５ 帯域管理サーバ
１０ アプリケーション
１１ 帯域情報管理テーブル
１４ ＯＳ
２１ ｉＳＣＳＩイニシエータ
２２ 起動状況ユーザ状況取得部
２３ 送信・受信レート制御部
２４ 帯域情報管理テーブル
２５ 帯域情報受信部
２６ 起動状況ユーザ状況管理部
２７ ディスクコントローラ
２８ 要求バッファ
２９ ディスク
１００ ＣＰＵ
１０１ メモリ
１０５ 内部バス
１０６ 通信回路インタフェース
１０７ 入力装置

Claims (18)

1. 一つ以上のストレージ装置と、前記ストレージ装置にネットワークを介して接続される複数のホスト計算機と、前記ホスト計算機に接続される管理計算機と、を備える計算機システムであって、
   前記ストレージ装置は、前記ネットワークに接続される第１インタフェースと、前記第１インタフェースに接続される第１プロセッサと、前記第１プロセッサに接続される第１メモリと、前記ホスト計算機から書き込みを要求されるデータを格納するディスクドライブと、を備え、
   前記ホスト計算機は、前記ネットワークに接続される第２インタフェースと、前記第２インタフェースに接続される第２プロセッサと、前記第２プロセッサに接続される第２メモリと、を備え、
   前記管理計算機は、前記ホスト計算機に接続される第３インタフェースと、前記第３インタフェースに接続される第３プロセッサと、前記第３プロセッサに接続される第３メモリと、を備え、
   前記第２プロセッサは、
   当該第２プロセッサを備える前記ホスト計算機の状況を監視し、
   前記監視しているホスト計算機が優先して動作する必要がある優先状況であるか否かを判定し、
   優先状況であると判定すると、優先帯域で通信し、
   優先状況でないと判定すると、優先状況である他のホスト計算機に優先帯域を割り当てた残りの帯域の一部又は全部である非優先帯域で通信し、
   ｉＳＣＳＩコマンドの送信タイミングを前記ｉＳＣＳＩコマンド単位で決定することによって帯域を制御することを特徴とすることを特徴とする計算機システム。
2. 前記第２プロセッサは、
   単位時間の経過毎に前記判定を行い、
   前記ｉＳＣＳＩコマンドの要求帯域が前記非優先帯域を超過する場合、前記単位時間が経過するまで待機することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
3. 前記ホスト計算機は、入力装置を備え、
   前記第２プロセッサは、
   前記入力装置の操作状況を監視し、
   前記入力装置が操作されている時には、優先状況であると判定し、
   前記入力装置が操作されていない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項２に記載の計算機システム。
4. 前記第２プロセッサは、
   当該第２プロセッサを備える前記ホスト計算機が使用中の時には、優先状況であると判定し、
   当該第２プロセッサを備える前記ホスト計算機が使用中でない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項２に記載の計算機システム。
5. 前記第２メモリは、
   前記複数のホスト計算機の状況及び前記複数のホスト計算機の優先帯域を示す帯域管理情報を記憶し、
   前記第２プロセッサは、
   優先状況でないと判定すると、前記帯域管理情報を参照して、優先状況である他のホスト計算機に割り当てる優先帯域の合計を求め、
   前記ネットワークの帯域から、前記求めた優先帯域の合計を減算することによって、前記ネットワークの残り帯域を求め、
   前記求めた残り帯域を、優先状況でない前記ホスト計算機で分けることによって、非優先帯域を求め、
   前記求めた非優先帯域で通信することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
6. 前記第２プロセッサは、前記監視しているホスト計算機の状況を、前記第３プロセッサに通知し、
   前記第３プロセッサは、前記通知されたホスト計算機の状況を、すべてのホスト計算機の第２メモリに記憶されている帯域管理情報に反映することを特徴とする請求項５に記載の計算機システム。
7. 一つ以上のストレージ装置と、前記ストレージ装置にネットワークを介して接続される複数のホスト計算機と、前記ホスト計算機に接続される管理計算機と、を備える計算機システムにおける帯域制御方法であって、
   前記ホスト計算機は、
   当該ホスト計算機の状況を監視し、
   当該ホスト計算機が優先して動作する必要がある優先状況であるか否かを判定し、
   優先状況であると判定すると、優先帯域で通信し、
   優先状況でないと判定すると、優先状況である他のホスト計算機に優先帯域を割り当てた残りの帯域の一部又は全部である非優先帯域で通信し、
   ｉＳＣＳＩコマンドの送信タイミングを前記ｉＳＣＳＩコマンド単位で決定することによって、帯域を制御することを特徴とする帯域制御方法。
8. 前記ホスト計算機は、
   単位時間の経過毎に前記判定を行い、
   前記ｉＳＣＳＩコマンドの要求帯域が前記非優先帯域を超過する場合、前記単位時間が経過するまで待機することを特徴とする請求項７に記載の帯域制御方法。
9. 前記ホスト計算機は、入力装置を備え、
   前記入力装置が操作されている時には、優先状況であると判定し、
   前記入力装置が操作されていない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項８に記載の帯域制御方法。
10. 前記ホスト計算機は、
    使用されている時には、優先状況であると判定し、
    使用されていない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項８に記載の帯域制御方法。
11. 前記ホスト計算機は、
    前記複数のホスト計算機の状況及び前記複数のホスト計算機の優先帯域を示す帯域管理情報を記憶し、
    優先状況でないと判定すると、前記帯域管理情報を参照して、優先状況である他のホスト計算機に割り当てる優先帯域の合計を求め、
    前記ネットワークの帯域から、前記求めた優先帯域の合計を減算することによって、前記ネットワークの残り帯域を求め、
    前記求めた残り帯域を、優先状況でない前記ホスト計算機で分けることによって、非優先帯域を求め、
    前記求めた非優先帯域で通信することを特徴とする請求項７に記載の帯域制御方法。
12. 前記ホスト計算機は、当該ホスト計算機の状況を、前記管理計算機に通知し、
    前記管理計算機は、前記通知された状況を、すべてのホスト計算機の帯域管理情報に反映することを特徴とする請求項１１に記載の帯域制御方法。
13. 複数のホスト計算機が接続されるネットワークを介して前記ストレージ装置に接続されるホスト計算機が実行するプログラムであって、
    当該プログラムを実行するホスト計算機の状況を監視する処理と、
    前記監視しているホスト計算機が優先して動作する必要がある優先状況であるか否かを判定する処理と、
    優先状況であると判定すると、優先帯域で通信する処理と、
    優先状況でないと判定すると、優先状況である他のホスト計算機に優先帯域を割り当てた残りの帯域の一部又は全部である非優先帯域で通信する処理と、を含み、
    優先帯域で通信する処理及び非優先帯域で通信する処理では、ｉＳＣＳＩコマンドの送信タイミングを前記ｉＳＣＳＩコマンド単位で決定することによって、帯域を制御することを特徴とするプログラム。
14. 前記非優先帯域で通信する処理では、
    単位時間の経過毎に前記判定を行い、
    前記ｉＳＣＳＩコマンドの要求帯域が前記非優先帯域を超過する場合、前記単位時間が経過するまで待機することを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記ホスト計算機は、入力装置を備え、
    前記優先状況であるかどうかを判定する処理では、
    前記入力装置が操作されている時には、優先状況であると判定し、
    前記入力装置が操作されていない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。
16. 前記優先状況であるかどうかを判定する処理では、
    前記プログラムを実行するホスト計算機が使用されている時には、優先状況であると判定し、
    前記プログラムを実行するホスト計算機が使用されていない時には、優先状況でないと判定することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。
17. 前記ホスト計算機は、前記複数のホスト計算機の状況及び前記複数のホスト計算機の優先帯域を示す帯域管理情報を記憶し、
    非優先帯域で通信する処理では、
    優先状況でないと判定すると、前記帯域管理情報を参照して、優先状況である他のホスト計算機に割り当てる優先帯域の合計を求め、
    前記ネットワークの帯域から、前記求めた優先帯域の合計を減算することによって、前記ネットワークの残り帯域を求め、
    前記求めた残り帯域を、優先状況でない前記ホスト計算機で分けることによって、非優先帯域を求め、
    前記求めた非優先帯域で通信することを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
18. 更に、前記監視しているホスト計算機の状況を、すべてのホスト計算機の帯域管理情報に反映する処理を含むことを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。

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