JPH08305498A - データ転送装置 - Google Patents

データ転送装置

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JPH08305498A
JPH08305498A JP7111637A JP11163795A JPH08305498A JP H08305498 A JPH08305498 A JP H08305498A JP 7111637 A JP7111637 A JP 7111637A JP 11163795 A JP11163795 A JP 11163795A JP H08305498 A JPH08305498 A JP H08305498A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ転送装置において、ディスク装置を柔
軟に拡張するとともに、負荷の集中を解消して転送性能
を向上させる。 【構成】 ストライピングされたストリームデータがデ
ィスク制御装置２００を介してディスク装置９００から
読み出されると、予め特定されたストリーム生成制御回
路４００内のストリーム記憶回路４２０に保持される。
そして、この保持されたストリームデータが通信制御回
路６００を介して各処理装置に転送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ転送装置に関
し、特に動画データをディスク装置から各処理装置に転
送するデータ転送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ある伝送路を経由して、画像データ、音
声データ及びテキストデータ等をテレビジョンやパーソ
ナルコンピュータに転送するシステムは、一般にマルチ
メディアシステムとよばれる。このマルチメディアシス
テムの一つとして、動画データを扱うものを特に動画デ
ータ供給システムとよぶ。この動画データ供給システム
は、ディスク装置等の記憶媒体に格納された複数の動画
データを、複数の処理装置に供給することを目的とした
システムである。すなわち、この動画データ供給システ
ムは、記憶媒体からの読出し動作を主要動作とする。こ
のため、動画データ供給システムは、一般にビデオサー
バとよばれるデータ転送装置を含んで構成される。
【０００３】一般に、システムが扱うデータの転送量
は、そのシステムの種類によって異なる。例えば、テレ
ビ会議システムでは、利用者数は相互にリアルタイムに
コミュニケーションできる程度の規模に限られており、
データ転送量もそれに対応する程度に限られる。しか
し、動画データ供給システムでは、利用者の数には特に
制限がなく、高いデータ転送性能が要求される。
【０００４】一般に、動画データ供給システムの転送デ
ータには動画データと音声データがある。これら動画デ
ータ及び音声データはデータ圧縮されてデータ転送装置
内のディスク装置に格納される。データ転送装置は、プ
ロセッサ及び記憶回路を有し、これらに接続する入出力
制御回路と、さらにこの入出力制御回路に接続するディ
スク装置とを有している。これにより、複数のディスク
装置から並列に読み出したデータを、順序制御した後
に、一定の転送レートでネットワーク等の外部インター
フェイスに送出する。
【０００５】この動画データ供給システムの動作の流れ
としては、まず最初にディスク装置から動画データ及び
音声データを読み出してデータ処理装置内の記憶回路に
書き込み、次にこの記憶回路に書き込まれたデータを外
部の各処理装置に送出する。また、転送すべき動画デー
タ及び音声データが複数ある場合には、これらの間の調
停制御を行う。上記ディスク装置からデータを読み出し
て記憶回路に書き込む処理の一部は、プロセッサ配下の
入出力制御回路において行われる。また、上記記憶回路
に書き込まれたデータをネットワークに送出する処理の
一部は、プロセッサ配下の通信制御回路で行われる。
【０００６】一方、プロセッサの役割は、上記２種類の
制御回路では処理されない部分の処理を行うこと、ディ
スク装置からの読出し動作とネットワークへの送出動作
の各々の動作に関してその調停を行うこと、記憶回路の
割当て管理をすること、及び、一連のデータの各々に対
してフロー制御をおこなうことにある。
【０００７】図４を参照すると、データは、各ディスク
装置にまたがるように順々に割り当てられる。以下、こ
の一連のデータの流れをストリームデータという。この
ように、ストリームデータをあるデータ単位毎に複数の
異なるディスク装置に格納して、読出しの際にそれら複
数のディスク装置から並列に読み出す技術は、一般にス
トライピング技術とよばれている。
【０００８】図５を参照すると、従来技術によるデータ
転送装置１１０は、入出力バス３１０とシステムバス５
１０とを有している。入出力バス３１０には、各ディス
ク装置９００に対応して設けられたディスク制御回路２
００と、ストリームデータを他の処理装置に転送する通
信制御回路６００とが接続されている。また、システム
バス５１０には、プロセッサ５２０と記憶回路５３０が
接続されている。また、入出力バス３１０とシステムバ
ス５１０はバス制御回路３５０を介して接続されてい
る。
【０００９】ディスク装置９００から読み出されたスト
リームデータは、ディスク制御回路２００からバス制御
回路３５０を介して記憶回路５３０に一旦格納される。
そして、この記憶回路５３０に格納されたストリームデ
ータは再びバス制御回路３５０を介して通信制御回路６
００によって外部の処理装置に転送される。
【００１０】この一連の処理においては、入出力バス３
１０及びシステムバス５１０をそれぞれ２回使用しなけ
ればならない。この際、入出力バス３１０及びシステム
バス５１０において、ストリームデータ同士の競合が発
生するおそれがある。従って、入出力バスの性能はディ
スク装置とのインターフェイスの転送速度より充分に高
い転送速度を要求される。また、システムバスはプロセ
ッサの実行にも使用されるため、入出力バスよりさらに
高速であることが要求される。
【００１１】図４で示した従来構成の場合、ディスク装
置からのすべてのストリームデータは、入出力バス３１
０とバス制御回路３５０を経由して記憶回路５３０に格
納される。そして、プロセッサ５２０は記憶回路５３０
に格納されたストリームデータをシステムバス５１０を
介して読み出して、再びバス制御回路３５０及び入出力
バス３１０を介して通信制御回路６００に転送する。従
って、ストリームデータを生成するために多くの時間を
要し、また、システムバス５１０、バス制御回路３５０
及び入出力バス３１０の負荷が大きいためにストリーム
を送出する際のスループット性能も低下する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
入出力バス及びシステムバスの性能はデータ転送装置毎
に固定されているため、ディスク容量を拡大するために
ディスク装置９００の数を増やす必要がある場合、デー
タ転送性能は入出力バス３１０及びシステムバス５１０
の性能によって制限されてしまう。さらに、プロセッサ
５２０は、上述のように、ディスク制御やネットワーク
への入出力制御を行うための種々の処理を行っているこ
とから、ディスク装置の接続容量が多くなるとその処理
に対するプロセッサ５２０の処理能力が不足し、これが
システム全体で見た場合の性能上の制限となるおそれが
ある。
【００１３】本発明の目的は、上記制限を克服し、デー
タ転送装置において柔軟なディスク装置の拡張を可能に
して、システム全体として保持する総データ転送能力を
柔軟に向上させることにある。
【００１４】また、本発明の他の目的は、データ転送装
置内の負荷の集中を解消して転送性能を向上させること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のデータ転送装置は、複数のディスク装置から
データを読み出して他の処理装置に転送するデータ転送
装置において、前記複数のディスク装置に接続するバス
と前記他の処理装置に接続するバスとを分離し、前記両
バス間を記憶手段を介して接続して構成される。
【００１６】また、本発明の他のデータ転送装置は、複
数のディスク装置からデータを読み出して他の処理装置
に転送するデータ転送装置において、前記複数のディス
ク装置に接続する第１のバスと、前記他の処理装置に接
続する第２のバスと、前記第１のバスを介して受け取っ
た前記複数のディスク装置からのデータを保持し前記第
２のバスに出力するデータストリーム生成制御手段とを
含む。
【００１７】また、本発明の他のデータ転送装置は、複
数のディスク装置からデータを読み出して他の処理装置
に転送するデータ転送装置において、前記複数のディス
ク装置に対応して設けられ前記ディスク装置からのデー
タの読出しを行う複数のディスク制御手段と、この複数
のディスク制御手段に接続する第１のバスと、前記他の
処理装置に接続する第２のバスと、前記第１のバスを介
して受け取ったデータを保持し前記第２のバスに出力す
るデータストリーム生成制御手段とを含む。
【００１８】また、本発明の他のデータ転送装置は、複
数のディスク装置からデータを読み出してネットワーク
に転送するデータ転送装置において、前記複数のディス
ク装置に対応して設けられ前記ディスク装置からのデー
タの読出しを行う複数のディスク制御手段と、この複数
のディスク制御手段に接続する第１のバスと、前記ネッ
トワークに接続し通信制御を行う少なくとも１つの通信
制御手段と、この通信制御手段に接続する第２のバス
と、前記第１のバスを介して受け取ったデータを保持し
前記第２のバスに出力するデータストリーム生成制御手
段とを含む。
【００１９】また、本発明の他のデータ転送装置におい
て、前記データストリーム生成制御手段は、前記複数の
ディスク装置からのデータの集合を少なくとも一つ記憶
する記憶手段を含む。
【００２０】また、本発明の他のデータ転送装置におい
て、前記通信制御手段は、データリンク層及び物理層に
関する処理を行う。
【００２１】
【実施例】次に本発明のデータ処理装置の一実施例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１を参照すると、本発明の一実施例であ
るデータ処理装置１００は、ディスクバス３００と通信
バス５００を有している。ディスクバス３００には、各
ディスク装置９００に対応して設けられたディスク制御
回路２００が接続されている。また、通信バス５００に
は、外部からの指令を受けてデータ転送装置１００内の
制御を行う統括制御回路８００と、各処理装置に対応し
て設けられた通信制御回路６００とが接続されている。
また、ディスクバス３００と通信バス５００は、ストリ
ーム生成制御回路４００を介して接続されている。
【００２３】各ディスク制御回路２００は、ディスク装
置９００との間で読出しまたは書込みを行う。
【００２４】ストリーム制御回路４００は内部に記憶回
路を有し、ディスク装置９００からディスク制御回路２
００を介して受け取ったデータをその記憶回路に保持す
る。
【００２５】このデータ転送装置１００は、外部からデ
ータの読み出し指令を受けると、統括制御回路８００に
よってディスク装置９００からのデータの読み出しを開
始する。読み出されたデータは、ディスク制御回路２０
０を介してあるストリーム生成制御回路４００内の記憶
回路に保持される。そして、このストリーム生成制御回
路４００内の記憶回路に保持されたデータはストリーム
を形成して、通信制御回路６００を介して要求のあった
処理装置へ転送される。
【００２６】通信制御回路６００は、統括制御回路８０
０の指示により、ストリーム生成制御回路４００内の記
憶回路に保持されるデータをストリームデータとしてネ
ットワークに対して出力する。
【００２７】動画データ供給システムにおいては、上述
のようにストリームデータが各ディスク装置９００にス
トライピングされて格納されているために、ストリーム
データを読み出す際には、各ディスク制御装置２００は
接続するディスク装置９００からの読出しを並列に行
う。この場合の各ストリームデータについての読出し指
示は、ストリーム生成制御回路４００のいずれか一つが
各ディスク制御回路２００に対して行うことによって実
行される。ストリーム生成制御回路４００は、各ディス
ク制御回路２００から読み出された一つのストリームデ
ータを、ストリーム生成制御回路４００のいずれか一つ
の内部の記憶回路に格納する。その際、ストリームデー
タは、読み出されたデータ毎に整列される。各ストリー
ム生成制御回路４００は、複数のストリームデータをそ
の内部の記憶回路に格納できるように構成される。いず
れのストリームデータをどのストリーム生成制御回路４
００に対応させるかは、統括制御回路８００によって制
御される。
【００２８】次に本発明のデータ転送装置の上記一実施
例における動作について説明する。
【００２９】各ストリームデータの行き先の処理装置を
指示されると、統括制御回路８００は、特定のストリー
ムデータを各処理装置に出力する処理を開始する。統括
制御回路８００は、各ストリーム生成制御回路４００の
状態を監視し、後述する基準によってストリーム生成制
御回路４００の一つを選択して、通信バス５００を介し
て、ストリームの生成を指示する。ストリームの生成を
指示されたストリーム生成制御回路４００は、特定のス
トリームデータを通信制御回路６００に送出するため
に、ディスクバス３００を介して各ディスク制御回路２
００に対して、データの読出しを指示する。これに対し
て、各ディスク制御回路２００は、指示されたストリー
ムデータを各単位毎に、対応するディスク装置９００か
ら読み出して、ストリーム生成制御回路４００に転送す
る。
【００３０】ストリーム生成制御回路４００は、転送さ
れたストリームデータの単位に対して、内部の記憶回路
の特定アドレスを割り当て、各ディスク制御回路２００
から送られてきたストリームデータの単位を格納する。
指示されたストリームデータは、上述のように各ディス
ク装置９００において、ストライピングによって格納さ
れているものとする。上述のようにストリーム生成制御
回路４００が各ディスク制御回路２００に対して同時に
読出しリクエストを発行すると、読み出されたストリー
ムデータの単位のそれぞれが対応するストリーム生成制
御回路４００に転送される。そして、この読み出された
ストリームデータの単位のそれぞれが対応するストリー
ム生成制御回路４００内の記憶回路に格納されることに
よって実現される。
【００３１】ここで、ディスク装置９００にリクエスト
を発行してからデータが返ってくるまでの応答時間はデ
ィスク装置９００の状態によって異なるため、各ストリ
ームデータの単位はディスク制御回路２００から順番に
ストリーム生成制御回路４００に入力されるとは限らな
い。このストリームデータの単位を整列するために、ス
トリーム生成制御回路４００内の記憶回路の領域をディ
スク制御装置２００毎に固定し、特定の領域から順番に
通信制御装置６００に送出する。
【００３２】図２を参照すると、ストリーム生成制御回
路４００は、ストリームデータを保持するためのストリ
ーム記憶回路４２０を含んでいる。ストリーム記憶回路
４２０は、ここでは４つに区切られ、４ストリーム分の
データを保持するように構成されている。各ディスク制
御装置２００からのストリームデータの単位は、その到
着順序に拘わらず、予め定められたアドレスに保持され
ていく。
【００３３】ストリーム生成制御回路４００は、各ディ
スク制御回路２００からのストリームデータの単位が格
納されるべきアドレスを定める。ここで、あるストリー
ムデータが５台のディスク装置９００にストライピング
されているとすると、それぞれのストリームデータ単位
は、ストリーム記憶回路４２０のアドレスａからｅにそ
れぞれ割り当てられる。このアドレスａからｅまでの格
納が全て完了すると、ストリーム生成制御回路４００
は、ストリーム記憶回路４２０に格納されているデータ
を、アドレスａから順番に通信制御回路６００に転送す
る。通信制御回路６００は対応する処理装置に当該デー
タを転送する。
【００３４】ここで、図２のストリーム制御回路４００
の場合には、アドレスａからアドレスｅまでのデータに
ついての通信制御回路６００への転送が完了した時点
で、次のリクエストが各ディスク制御装置に発行される
ことになる。一方、ストリーム生成制御回路４００を図
３のように構成すれば、ディスクバス３００とストリー
ム記憶回路４２０との間に設けた入力バッファ４１０か
らストリーム記憶回路４２０にデータが転送された段階
で、各ディスク制御装置２００に対する次のリクエスト
を発行することが可能になる。
【００３５】ストリーム生成制御回路４００から通信制
御回路６００への転送は、統括制御回路８００が行う。
ストリーム生成制御回路４００は、アドレスｅにデータ
が格納された時点で、統括制御回路８００に割込み信号
を送出して、通信制御回路６００への送信準備が整った
ことを伝達する。統括制御回路８００は、ネットワーク
プロトコルの上位プロトコルに関する処理、すなわち、
応用層、プレゼンテーション層、セッション層、トラン
スポート層及びネットワーク層に関する処理を行う。一
方、通信制御回路６００は、ネットワークプロトコルの
上位プロトコルに関する処理、すなわち、データリンク
層及び物理層に関する処理を行う。
【００３６】また、ストリーム生成制御回路４００内の
ストリーム記憶回路４２０に格納されたストリームデー
タに対して、いずれの通信制御回路６００を割り当てる
かという選択は統括制御回路８００が管理する。統括制
御回路８００は、複数の通信制御回路６００の内、転送
動作負荷が最小の通信制御回路６００を選択すべきであ
る。もし、特定の通信制御回路６００に負荷が集中する
とその部分に輻輳が集中し、いわゆるホットスポット現
象を生じ、転送性能の低下の大きな原因となるからであ
る。統括制御回路８００は、通信制御回路６００に対す
るストリーム割当てを決定し、全ての通信制御回路６０
０内に現存するストリーム数を保持する。これにより、
統括制御回路８００は、「ストリーム数が最小である通
信制御回路６００を選択する」というアルゴリズムに従
って、新たに発生したストリームの割り当てを決定する
ことができる。従って、もしある通信制御回路６００が
処理しているストリーム数が他の通信制御部より少ない
場合、統括制御回路８００は、その通信制御回路６００
を選択し、ストリーム生成制御回路４００に対して通信
制御回路６００への送信を指示する。このとき、ストリ
ーム生成制御回路４００は、そのストリーム記憶回路４
２０内に生成されたストリームデータを、指定された通
信制御装置６００に送出する。この際、このストリーム
データには、各種ネットワークプロトコル転送情報が付
加される。
【００３７】以上が、ストリームデータが単一である場
合の、ディスク装置から各処理装置への転送処理の流れ
である。ストリームデータが複数の場合には、上記単一
ストリームの転送処理が複数並列に実行されることにな
る。統括制御回路８００は、常に各ストリーム生成制御
回路４００で処理中のストリーム数の状態情報を保持
し、どのストリーム生成制御回路４００が最小のストリ
ーム数を処理中であるかという判断を行う。これは、統
括制御回路８００が各ストリーム生成制御回路４００に
対するストリーム発生要求を行うためである。このた
め、複数のストリーム生成要求は各ストリーム生成制御
回路４００に平均して分配されることになる。各ストリ
ーム生成制御回路４００は、それぞれ他のストリーム生
成制御回路４００の干渉なしに、独立してディスク制御
回路２００に対して対応するストリームデータの読出し
を指示する。ディスクバス３００の使用権は時分割で各
リクエストに割当てられる。
【００３８】このように、本発明の一実施例のデータ転
送装置では、ディスク装置９００からのデータはストリ
ーム生成制御回路４００内に格納されるため、ディスク
バス３００上の負荷は、ディスク制御回路２００からの
データ転送のみである。さらに、通信バス５００におけ
る負荷は、ストリーム生成制御回路４００から通信制御
回路６００への転送のみである。従って、データ転送装
置内の負荷が分散される。また、ストリーム生成制御回
路４００と通信制御回路６００の数量を変更することが
容易になり、柔軟にシステムの処理能力を向上させるこ
とが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よると、ディスク制御回路側のバスと通信制御側のバス
とに分けて両バス間を接続するストリーム生成制御回路
にストリームデータを保持するように構成したことによ
り、データ転送装置内の負荷が分散され、また、柔軟な
処理能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ転送装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例のデータ転送装置内のストリ
ーム生成制御回路の一構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施例のデータ転送装置内のストリ
ーム生成制御回路の他の構成を示す図である。
【図４】ストリームデータをディスク装置に格納する際
のストライピング技術を説明するための図である。
【図５】従来技術によるデータ転送装置の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
１００，１１０ データ転送装置 ２００ ディスク制御回路 ３００ ディスクバス ３１０ 入出力バス ３５０ バス制御回路 ４００ ストリーム生成制御回路 ４１０ 入力バッファ ４２０ ストリーム記憶回路 ５００ 通信バス ５１０ システムバス ５２０ プロセッサ ５３０ 記憶回路 ６００ 通信制御回路 ８００ 統括制御回路 ９００ ディスク装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のディスク装置からデータを読み出
    して他の処理装置に転送するデータ転送装置において、 前記複数のディスク装置に接続するバスと前記他の処理
    装置に接続するバスとを分離し、前記両バス間を記憶手
    段を介して接続したことを特徴とするデータ転送装置。
  2. 【請求項２】 複数のディスク装置からデータを読み出
    して他の処理装置に転送するデータ転送装置において、 前記複数のディスク装置に接続する第１のバスと、 前記他の処理装置に接続する第２のバスと、 前記第１のバスを介して受け取った前記複数のディスク
    装置からのデータを保持し前記第２のバスに出力するデ
    ータストリーム生成制御手段とを含むことを特徴とする
    データ転送装置。
  3. 【請求項３】 複数のディスク装置からデータを読み出
    して他の処理装置に転送するデータ転送装置において、 前記複数のディスク装置に対応して設けられ前記ディス
    ク装置からのデータの読出しを行う複数のディスク制御
    手段と、 この複数のディスク制御手段に接続する第１のバスと、 前記他の処理装置に接続する第２のバスと、 前記第１のバスを介して受け取ったデータを保持し前記
    第２のバスに出力するデータストリーム生成制御手段と
    を含むことを特徴とするデータ転送装置。
  4. 【請求項４】 複数のディスク装置からデータを読み出
    してネットワークに転送するデータ転送装置において、 前記複数のディスク装置に対応して設けられ前記ディス
    ク装置からのデータの読出しを行う複数のディスク制御
    手段と、 この複数のディスク制御手段に接続する第１のバスと、 前記ネットワークに接続し通信制御を行う少なくとも１
    つの通信制御手段と、 この通信制御手段に接続する第２のバスと、 前記第１のバスを介して受け取ったデータを保持し前記
    第２のバスに出力するデータストリーム生成制御手段と
    を含むことを特徴とするデータ転送装置。
  5. 【請求項５】 前記データストリーム生成制御手段は、
    前記複数のディスク装置からのデータの集合を少なくと
    も一つ記憶する記憶手段を含むことを特徴とする請求項
    ４記載のデータ転送装置。
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