JPH11265328A

JPH11265328A - 出力高速化装置及び方法

Info

Publication number: JPH11265328A
Application number: JP10068769A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Kokubu; 竜治國分
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-09-28
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: JP3307318B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータネットワークシステムにおい
て、DISKからLAN へのデータ転送のトランザクション性
能を向上する。【解決手段】 LAN(Local Area Network) （７）を制御
するNIC(Network Interface Card/Chip)（５）と、DISK
（８）を制御するSCSI(Small Computer System Interfa
ce) コントローラ（６）と、NIC （５）とSCSIコントロ
ーラ（６）とを接続するI/O バス（４）と、CPU （１）
と、メモリ（３）と、を有するコンピュータネットワー
クシステムであって、前記SCSIコントローラ（６）は、
DISK（８）のデータを直にNIC （５）に転送する手段を
有し、前記NIC （５）は、そのデータをネットワークの
フレームに加工し、メモリ（３）を介することなく、LA
N （７）にキャストする手段を有する、ことを特徴とす
る出力高速化装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、DISKからLAN(Loca
l Area Network) への出力を高速化する方法及び装置に
関し、特に、高度にインテリジェント化されたNIC(Netw
ork Interface Card/Chip)が、SCSI(Small Computer Sy
stem Interface) コントローラとのブロック転送を制御
することにより、DISKからLAN(Local Area Network) へ
の出力を高速化することに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ装置において、DISK
からLAN へのデータの送出は、DISKからメモリへ１セク
タずつ読み込んで、それからソフトウェアがフレームデ
ータを生成して、そのデータをNIC に読み込ませてLAN
上にキャストしていた。

【０００３】また、特開平９−２９８６２４号公報に
は、「画像データ転送装置」として、画像出力機に画像
メモリを設け、画像入力機から第２の画像メモリへの画
像データの転送と、第２の画像メモリから画像出力機へ
の画像データの転送とを同時に行わせる画像データ転送
装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術は、次のような問題点があった。

【０００５】第１の問題点は、DISKからのデータの読み
込みによるオーバーヘッドが大きいことである。

【０００６】その理由は、DISKから１セクタ分のデータ
を読み込む度にDMA を起動する必要があるからである。
DMA 自体に時間がかかり、更にDMA 終了の度にCPU に割
り込みが上がり、割り込み処理をしなければならない為
である。

【０００７】第２の問題点は、NIC がフレーム・データ
を読み込むことによるオーバーヘッドが大きいことであ
る。

【０００８】その理由は、フレーム・データをすべてソ
フトウェアが作成しなければならからである。この上、
NIC がフレーム・データを読み込む度にDMA が発生する
からである。更にDMA 終了の度にCPU に割り込みが上が
り、割り込み処理をしなければならない為である。

【０００９】また、上述した従来例の公報には、画像デ
ータの転送時に複数のバッファを用いることが記載され
ているに過ぎず、特に、ＮＩＣを用いた構成に関して
は、開示がない。

【００１０】［発明の目的］本発明は、以上の問題点を
解決する出力高速化方法を提供することを目的とし、コ
ンピュータネットワークシステムにおいて、DISKからLA
N へのデータ転送のトランザクション性能を向上するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、LAN (Local Area Network)
（７）を制御するNIC (Network Interface Card/Chip)
（５）を有するコンピュータネットワークシステムであ
って、前記NIC （５）は、前記LAN （７）を介して転送
すべきデータを、ネットワークのフレームに加工し、メ
モリを介することなく、LAN （７）にキャストする手段
を有する、ことを特徴とする出力高速化装置を提供する
ものである。

【００１２】また、LAN(Local Area Network) （７）を
制御するNIC(Network Interface Card/Chip)（５）と、
DISK（８）を制御するSCSI(Small Computer System Int
erface) コントローラ（６）と、NIC （５）とSCSIコン
トローラ（６）とを接続するI/O バス（４）と、CPU
（１）と、メモリ（３）と、を有するコンピュータネッ
トワークシステムであって、前記SCSIコントローラ
（６）は、DISK（８）のデータを直にNIC （５）に転送
する手段を有し、前記NIC （５）は、そのデータをネッ
トワークのフレームに加工し、メモリ（３）を介するこ
となく、LAN （７）にキャストする手段を有する、こと
を特徴とする出力高速化装置でもある。

【００１３】また、前記NIC （５）は、LAN コントロー
ラ（５１）と、フレームのヘッダ部のデータを保持する
ヘッダ用バッファ（５３）と、前記SCSIコントローラ
（６）からの転送データを保持する転送用バッファ（５
４）と、該ヘッダ用バッファ（５３）及び該転送用バッ
ファ（５４）から順次データを読み出して１つのフレー
ムとしてLAN （７）上にキャストする手段と、を有する
ことを特徴とする出力高速化装置でもある。

【００１４】また、前記SCSIコントローラ（６）は、メ
モリ（３）上に格納されたデータ転送情報であるスキャ
ッター・ギャザー・ディスクリプタ(SGD) を参照するこ
とにより、データ転送を行なう、ことを特徴とする出力
高速化装置でもある。

【００１５】また、前記スキャッター・ギャザー・ディ
スクリプタ(SGD) は、データを転送するアドレスを保持
するメモリ・アドレスと、DISK上の絶対ブロック・アド
レスを示すロジカル・ブロック・アドレスと、データ転
送するバイト数を示す転送長と、リストの終わりを示す
EOL と、を有することを特徴とする出力高速化装置でも
ある。

【００１６】また、本発明は、上記課題を解決するため
の手段として、・サーバに設けられた、以下の手段、クライアントが指
定したファイルの存在位置を基に、スキャッター・ギャ
ザーディスクリプタ(SGD) のリストを作成する手段、NI
C （５）に、ヘッダ情報とフレームのサイズと送出の回
数を与える手段、NIC （５）にフレームのキャストを指
示する手段、SCSIコントローラ（６）にデータの転送を
指示する手段、・SCSIコントローラ（６）に設けられた、以下の手段、
DMA によりメモリ（３）からSGD を1 エントリずつ得る
手段、該SGD を基に、NIC （５）にデータを転送する手
段、・NIC （５）に設けられた、以下の手段、前記SCSIコン
トローラ（６）からデータを受信して、バッファに格納
する手段、ヘッダ用バッファ（５３）及び転送用バッフ
ァ（５４）から順次データを読み出すことによりフレー
ムをLAN （７）上にキャストする手段、を有することを
特徴とする出力高速化装置でもある。

【００１７】また、前記転送用バッファ（５４）が、DI
SK（８）のセクタ・サイズより大きい場合、複数のデー
タ・ブロックを一度に送出するべく、前記SGD のメモリ
・アドレスに、転送用バッファ＋セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：整数 0,1,
2,…) を設定する、ことを特徴とする出力高速化装置でもあ
る。

【００１８】また、DISK（８）上の連続したセクタのデ
ータを転送する場合は、前記SGD の転送長を、セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：自然数 1,2,3,…) とする、ことを特徴とする出力高速化装置でもある。

【００１９】また、LAN （７）を制御するNIC （５）
と、DISK（８）を制御するSCSIコントローラ（６）と、
NIC （５）とSCSIコントローラ（６）を接続するI/O バ
ス（４）と、CPU （１）と、メモリ（３）と、を有する
コンピュータネットワークシステムにおいて、前記SCSI
コントローラ（６）は、DISK（８）のデータを直にNIC
（５）に転送し、前記NIC （５）は、そのデータをネッ
トワークのフレームに加工し、メモリ（３）を介するこ
となく、LAN （７）にキャストする、ことを特徴とする
出力高速化方法でもある。

【００２０】また、クライアントがサーバからファイル
をダウンロードする際に、クライアントが指定したDISK
（８）上のファイルを、LAN （７）にキャストするた
め、先ず、サーバは、指定されたファイルのファイル・
システムを解析するステップ( Ｆ２) ；該解析により該
当のファイルが、DISK（８）上のどのセクタに存在する
かを認識し、これを基に、スキャッター・ギャザー・デ
ィスクリプタ(SGD) のリストを作成するステップ（Ｆ
３) ；NIC （５）に、ヘッダ情報とフレームのサイズと
送出の回数を与えるステップ( Ｆ４) ；NIC （５）にフ
レームのキャストを指示するステップ( Ｆ５) ；それに
続いてSCSIコントローラ（６）にデータの転送を指示す
るステップ( Ｆ６) ；SCSIコントローラ（６）は、DMA
によりメモリ（３）からSGD を１エントリ得るステップ
( Ｆ７) ；SGD を基に、NIC （５）にデータを転送する
ステップ( Ｆ８) ；NIC （５）は、受信したデータによ
り、ヘッダ用バッファ（５３）及び転送用バッファ（５
４）から順次データを読み出すことにより、フレームを
LAN （７）上にキャストするステップ( Ｆ９) ；SCSIコ
ントローラ（６）は、EOL が1 かどうかを検査するステ
ップ( Ｆ１０)；この検査の結果、０ならば、前記DMA
によりメモリ（３）からSGD を１エントリ得るステップ
（Ｆ７）から再開し、1 ならば、終了するステップ( Ｆ
１１) ；を有することを特徴とする出力高速化方法でも
ある。

【００２１】［作用］本発明による出力高速化方法は、
高度にインテリジェント化されたNIC(Network Interfac
e Card/Chip)が、SCSI(Small Computer System Interfa
ce) コントローラとのブロック転送を制御することによ
り、DISKからLAN(Local Area Network) への出力を高速
化するものである。

【００２２】図１は、本発明のシステム構成図である
が、図１において、SCSIコントローラ６はDISK８のデー
タを直にNIC ５に転送する。NIC ５は、そのデータをネ
ットワークのフレームに加工し、LAN ７にキャストす
る。

【００２３】これにより、メモリ３を介すことなくデー
タを転送出来るので、トランザクション性能を向上する
ことができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２５】［構成の説明］図１は、本発明のシステム
構成図である。図１を参照すると、実施例のシステム
は、LAN ７を制御するNIC ５と、DISK８を制御するSCSI
コントローラ６を有している。NIC ５とSCSIコントロー
ラ６は、I/O バス４に接続されている。ホスト・ブリッ
ジ２は、CPU １とメモリ３とI/O バス４とを接続し、そ
れ等の間のアクセスを制御するクロスバ・スイッチであ
る。

【００２６】NIC ５は、メモリ３上のデータをネットワ
ークのフレームとしてLAN ７上にキャストする。逆にLA
N ７上のフレームをメモリ３上にライトする。

【００２７】同様に、SCSIコントローラ６は、メモリ３
上のデータをDISK８にライトしたり、逆にDISK８上のデ
ータをメモリ３にライトする。

【００２８】メモリ３のデータ転送には、DMA(Direct M
emory Access) を用い、CPU １を使用したソフトウェア
転送ではない。

【００２９】次に、NIC ５の詳細な構成について説明す
る。図２は、NIC ５の詳細な構成図である。

【００３０】図１におけるNIC ５は、図２に示すよう
に、LAN コントローラ５１とバッファ５２を有する。更
にバッファ５２は、ヘッダ用バッファ５３と転送用バッ
ファ５４を有する。

【００３１】ヘッダ用バッファ５３は、フレームのヘッ
ダ部のデータを保持する。

【００３２】転送用バッファ５４は、SCSIコントローラ
６からの転送データを保持する。

【００３３】ヘッダ用バッファ５３及び転送用バッファ
５４から順次データを読み出すことにより、NIC ５は、
読み出したデータを、１つのフレームとしてLAN ７上に
キャストすることが出来る。

【００３４】次に、SCSIコントローラ６の詳細な構成に
ついて説明する。

【００３５】図１におけるSCSIコントローラ６は、メモ
リ３上の、図３に示す様なスキャッター・ギャザー・デ
ィスクリプタ(SGD) のリストを解釈する。図３における
メモリ・アドレスは、データを転送するアドレスを保持
し、ロジカル・ブロック・アドレスは、DISK上の絶対ブ
ロック・アドレスを示し、転送長は、データ転送するバ
イト数を示し、EOL は、リストの終わりを示す。例え
ば、EOL が1 の場合、リストの終わりとする。

【００３６】メモリ・アドレスには、転送用バッファ５
４内のアドレスが設定される。

【００３７】［動作の説明］次に、図１のシステムの動
作について、図を参照して説明する。

【００３８】通常、クライアントがサーバからファイル
をダウンロードするには、サーバは、クライアントが指
定したDISK８上のファイルを、LAN ７にキャストしてい
くことになる。

【００３９】この過程を、図４のフローチャートを参照
しながら説明していく。

【００４０】先ず、サーバは、指定されたファイルのフ
ァイル・システムを解析する( ステップＦ２) 。

【００４１】ここで、該当のファイルが、DISK８上のど
のセクタに存在するかを認識していく。これを基に、図
３に示したスキャッター・ギャザー・ディスクリプタの
リストを作成する( ステップＦ３) 。

【００４２】セクタの位置を、図３のロジカル・ブロッ
ク・アドレスに設定していく。図３のメモリ・アドレス
には、転送用バッファ５４のエントリ・アドレスを設定
する。また、転送長には、セクタ・サイズを設定する。

【００４３】NIC ５にヘッダ情報とフレームのサイズと
送出の回数を与える( ステップＦ４) 。

【００４４】ヘッダ情報は、例えば、IEEE802 に準拠し
たものである。フレームのサイズは、ヘッダのサイズに
セクタ・サイズを加えたものである。送出の回数は、該
当のファイルが使用しているセクタの数である。

【００４５】NIC ５にフレームのキャストを指示する(
ステップＦ５) 。

【００４６】それに続いてSCSIコントローラ６にデータ
の転送を指示する( ステップＦ６)。

【００４７】このとき、SCSIコントローラ６に対して、
ステップＦ３で作成したスキャッター・ギャザー・ディ
スクリプタのリストのエントリ・アドレスを与える。

【００４８】SCSIコントローラ６は、DMA によりメモリ
３からSGD を1 エントリ得る( ステップＦ７) 。

【００４９】SGD を基に、SCSIコントローラ６は、NIC
５にデータを転送する( ステップＦ８) 。

【００５０】SGD で指定されたロジカル・ブロック・ア
ドレスより指定されたバイト数をリードし、NIC ５にそ
のデータを転送する。

【００５１】実際の転送は、以下の通りである。SCSIコ
ントローラ６がイニシエータとなり、NIC ５がターゲッ
トとなってI/O バス４を通じて転送する。イニシエータ
であるSCSIコントローラ６がレディをアサートし、ター
ゲットであるNIC ５がレディをアサートすると、データ
転送が行われる。

【００５２】I/O バス４がPCI ローカル・バスの場合、
図５に示すような高速・バック・ツー・バック・トラン
ザクションとなる。

【００５３】NIC ５は、ヘッダ用バッファ５３及び転送
用バッファ５４から順次データを読み出すことによりフ
レームをLAN ７上にキャストする( ステップＦ９) 。

【００５４】SCSIコントローラ６は、EOL が1 かどうか
を検査する( ステップＦ１０) 。

【００５５】この検査の結果、0 ならば、ステップＦ７
から再開し、1 ならば終了( ステップＦ１１) となる。

【００５６】なお、NIC ５が指示された転送回数と、SC
SIコントローラ６が実際に要求した転送回数が合わない
場合は、ステップＦ８の転送が失敗するだけであり、他
への影響は無い。

【００５７】［他の実施例］次に、本発明の他の実施例
について図面を参照して詳細に説明する。

【００５８】図２に示した転送用バッファ５４が、DISK
８のセクタ・サイズより大きい場合、複数のデータ・ブ
ロックを一度に送出することが出来る。

【００５９】このとき、図３に示したSGD のメモリ・ア
ドレスには、転送用バッファ５４＋セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：整数
0,1,2,…) を設定する。

【００６０】また、DISK８上の連続したセクタのデータ
を転送する場合は、図３に示したSGD の転送長を、セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：自然数 1,2,3,…) とすることにより対応出来る。

【００６１】これらにより、更に性能を向上させること
が出来る。

【００６２】

【発明の効果】第１の効果は、DISKからLAN へのデータ
の送出が高速化されることである。

【００６３】その理由は、メモリを介さずに直にSCSIコ
ントローラからNIC にデータが転送されるからである。

【００６４】第２の効果は、CPU の負荷が軽減されるこ
とである。

【００６５】その理由は、DISK上の複数のセクタのデー
タ転送が一度の指示で行えるため、データ転送の度に割
り込みが発生しないからである。

【００６６】第３の効果は、特別なハードウェアを必要
としないので、小型マシンにも適用できることである。

【００６７】その理由は、SCSIコントローラとNIC で全
ての処理を行っているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステム構成図である。

【図２】本発明の実施例のNIC ５の詳細な構成図であ
る。

【図３】本発明の実施例のSGD のメモリ・アドレスの構
成図である。

【図４】本発明の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】本発明の実施例の高速・バック・ツー・バック
・トランザクションのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ CPU ２ホスト・ブリッジ３メモリ４ I/O バス５ NIC ６ SCSIコントローラ７ LAN ８ DISK

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 LAN (Local Area Network)（７）を制御
するNIC (Network Interface Card/Chip) （５）を有す
るコンピュータネットワークシステムであって、前記NIC （５）は、前記LAN （７）を介して転送すべき
データを、ネットワークのフレームに加工し、メモリを
介することなく、LAN （７）にキャストする手段を有す
る、ことを特徴とする出力高速化装置。
【請求項２】 LAN(Local Area Network) （７）を制御
するNIC(Network Interface Card/Chip)（５）と、 DISK（８）を制御するSCSI(Small Computer System Int
erface) コントローラ（６）と、 NIC （５）とSCSIコントローラ（６）とを接続するI/O
バス（４）と、 CPU （１）と、メモリ（３）と、を有するコンピュータ
ネットワークシステムであって、前記SCSIコントローラ（６）は、DISK（８）のデータを
直にNIC （５）に転送する手段を有し、前記NIC （５）は、そのデータをネットワークのフレー
ムに加工し、メモリ（３）を介することなく、LAN
（７）にキャストする手段を有する、ことを特徴とする
出力高速化装置。
【請求項３】前記NIC （５）は、 LAN コントローラ（５１）と、フレームのヘッダ部のデータを保持するヘッダ用バッフ
ァ（５３）と、前記SCSIコントローラ（６）からの転送データを保持す
る転送用バッファ（５４）と、該ヘッダ用バッファ（５３）及び該転送用バッファ（５
４）から順次データを読み出して１つのフレームとして
LAN （７）上にキャストする手段と、を有することを特
徴とする請求項２記載の出力高速化装置。
【請求項４】前記SCSIコントローラ（６）は、メモリ（３）上に格納されたデータ転送情報であるスキ
ャッター・ギャザー・ディスクリプタ(SGD) を参照する
ことにより、データ転送を行なう、ことを特徴とする請
求項２記載の出力高速化装置。
【請求項５】前記スキャッター・ギャザー・ディスク
リプタ(SGD) は、データを転送するアドレスを保持する
メモリ・アドレスと、 DISK上の絶対ブロック・アドレスを示すロジカル・ブロ
ック・アドレスと、データ転送するバイト数を示す転送長と、リストの終わりを示すEOL と、を有することを特徴とす
る請求項２記載の出力高速化装置。
【請求項６】・サーバに設けられた、以下の手段、クライアントが指定したファイルの存在位置を基に、ス
キャッター・ギャザーディスクリプタ(SGD) のリストを
作成する手段、 NIC （５）に、ヘッダ情報とフレームのサイズと送出の
回数を与える手段、 NIC （５）にフレームのキャストを指示する手段、 SCSIコントローラ（６）にデータの転送を指示する手
段、・SCSIコントローラ（６）に設けられた、以下の手段、 DMA によりメモリ（３）からSGD を1 エントリずつ得る
手段、該SGD を基に、NIC （５）にデータを転送する手段、・NIC （５）に設けられた、以下の手段、前記SCSIコントローラ（６）からデータを受信して、バ
ッファに格納する手段、ヘッダ用バッファ（５３）及び転送用バッファ（５４）
から順次データを読み出すことによりフレームをLAN
（７）上にキャストする手段、を有することを特徴とす
る請求項２記載の出力高速化装置。
【請求項７】前記転送用バッファ（５４）が、DISK
（８）のセクタ・サイズより大きい場合、複数のデータ
・ブロックを一度に送出するべく、前記SGD のメモリ・アドレスに、転送用バッファ＋セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：整数 0,1,
2,…) を設定する、ことを特徴とする請求項５記載の出力高速
化装置。
【請求項８】 DISK（８）上の連続したセクタのデータ
を転送する場合は、前記SGD の転送長を、セクタ・サイズ×ｎ( ｎ：自然数 1,2,3,…) とする、ことを特徴とする請求項５記載の出力高速化装
置。
【請求項９】 LAN （７）を制御するNIC （５）と、 DISK（８）を制御するSCSIコントローラ（６）と、 NIC （５）とSCSIコントローラ（６）を接続するI/O バ
ス（４）と、 CPU （１）と、メモリ（３）と、を有するコンピュータ
ネットワークシステムにおいて、前記SCSIコントローラ（６）は、DISK（８）のデータを
直にNIC （５）に転送し、前記NIC （５）は、そのデータをネットワークのフレー
ムに加工し、メモリ（３）を介することなく、LAN
（７）にキャストする、ことを特徴とする出力高速化方
法。
【請求項１０】クライアントがサーバからファイルを
ダウンロードする際に、クライアントが指定したDISK
（８）上のファイルを、LAN （７）にキャストするた
め、先ず、サーバは、指定されたファイルのファイル・シス
テムを解析するステップ( Ｆ２) ；該解析により該当の
ファイルが、DISK（８）上のどのセクタに存在するかを
認識し、これを基に、スキャッター・ギャザー・ディス
クリプタ(SGD) のリストを作成するステップ（Ｆ３) ；
NIC （５）に、ヘッダ情報とフレームのサイズと送出の
回数を与えるステップ( Ｆ４) ；NIC （５）にフレーム
のキャストを指示するステップ( Ｆ５) ；それに続いて
SCSIコントローラ（６）にデータの転送を指示するステ
ップ( Ｆ６) ；SCSIコントローラ（６）は、DMA により
メモリ（３）からSGD を１エントリ得るステップ( Ｆ
７) ；SGD を基に、NIC （５）にデータを転送するステ
ップ( Ｆ８) ；NIC （５）は、受信したデータにより、
ヘッダ用バッファ（５３）及び転送用バッファ（５４）
から順次データを読み出すことにより、フレームをLAN
（７）上にキャストするステップ( Ｆ９) ；SCSIコント
ローラ（６）は、EOL が1 かどうかを検査するステップ
( Ｆ１０)；この検査の結果、０ならば、前記DMA によ
りメモリ（３）からSGD を１エントリ得るステップ（Ｆ
７）から再開し、1 ならば、終了するステップ( Ｆ１
１) ；を有することを特徴とする請求項９記載の出力高
速化方法。