JPH1165916A - ネットワーク用キャッシュ管理方法 - Google Patents

ネットワーク用キャッシュ管理方法

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JPH1165916A
JPH1165916A JP9222134A JP22213497A JPH1165916A JP H1165916 A JPH1165916 A JP H1165916A JP 9222134 A JP9222134 A JP 9222134A JP 22213497 A JP22213497 A JP 22213497A JP H1165916 A JPH1165916 A JP H1165916A
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JP
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storage device
speed storage
low
network
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JP9222134A
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Kenichi Yoshida
健一 吉田
Yasuhide Mori
靖英 森
Norifumi Nishikawa
記史 西川
Takashi Hosokawa
貴史 細川
Hiroshi Tsuji
洋 辻
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Hitachi Ltd
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    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/12—Replacement control
    • G06F12/121—Replacement control using replacement algorithms
    • G06F12/123—Replacement control using replacement algorithms with age lists, e.g. queue, most recently used [MRU] list or least recently used [LRU] list
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ネットワーク上のデータ転送を、ネットワーク
の各所のキャッシュにデータを記憶しておき、２度目以
降の検索処理を、キャッシュを使って処理することで、
転送量を減らすことが行われている。ディスク装置の速
度がシステムのボトルネックになる問題を解消するこ
と。 【解決手段】ネットワーク上でのデータ転送の統計情報
を取り、ディスクなどの低速な記憶装置に転送データを
記憶する時に、アクセス頻度の高いデータだけを記憶
し、アクセス頻度の低いものは廃棄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は計算機ネットワーク
に係わり、特に従来はLeast Recently Used(ＬＲＵ)方
式で行われていたキャッシュの内容管理を行う仕組みに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ネットワーク上のデータ転送量の
増加に対して、転送されるデータのコピー(以下キャッ
シュという)をネットワークの各所に記憶しておき、２
度目以降の検索処理を、キャッシュを使って処理するこ
とで、データ転送量を減らすことが行われていた。ま
た、このキャッシュの内容管理は通常ＬＲＵ方式を用い
ていた。
【０００３】ＬＲＵ方式でキャッシュの内容管理を行う
場合、通常メモリなどの高速・小容量の記憶装置に収ま
らないデータは、ディスクなどの低速・大容量の記憶装
置に記憶し、さらに収まらない場合は、最長未使用デー
タを廃棄する。すなわち、もっとも最近アクセスされた
データが高速の記憶装置に記憶され、次に新しいデータ
が低速の記憶装置に記憶され、もっとも未使用期間の長
いデータが廃棄される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＬＲＵ方
式によるキャッシュの内容管理は、２回目以降のデータ
アクセスが比較的良く記憶装置内に保存されている事が
知られている。しかし、World Wide Web (WWW) などネ
ットワーク・データのキャッシュ制御に使った場合、大
容量のディスク装置が必要になるとともに、ディスク装
置の速度がシステムのボトルネックになるという問題が
あった。すなわち、ＬＲＵ方式だけでは、高速な記憶装
置であるメモリから低速の記憶装置であるディスクにデ
ータを移す操作が多くなり、ディスク装置の速度がシス
テム性能のボトルネックとなる。
【０００５】本発明の目的は、上記のような、ディスク
装置の速度というボトルネックを無くし、大容量のネッ
トワーク・データを高速に転送可能なキャッシュ技術を
提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ネットワー
ク上でのデータ転送の統計情報を取り、ディスクなどの
低速な記憶装置に転送データを記憶する時に、アクセス
頻度の高いデータだけを記憶し、アクセス頻度の低いも
のは廃棄することで達成される。すなわち、ネットワー
ク上のデータは高頻度でアクセスされるデータと、低頻
度でアクセスされるデータに２分されるので、ＬＲＵ方
式により高速の記憶装置にデータが記憶されている時
に、アクセス回数を計測しておき、ＬＲＵ方式によれ
ば、低速の記憶装置にデータが移される時に、アクセス
回数が低頻度なデータは、低速記憶装置に移さず廃棄す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を使って本発明の１実
施例を詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明を適用したネットワークの構
成とデータ転送の例を示した図である。図でデータベー
ス装置１はユーザーの検索した情報を記憶しているデー
タベースであり、通常の計算機で良い。接続装置２1、
２2はネットワークの上でデータを転送する装置であ
り、近年データ量の増えているＷＷＷの場合キャッシン
グプロキシイ（caching proxy）と呼ばれている計算機
である。接続装置メモリ2a,接続装置ディスク2bは、そ
れぞれキャッシングプロキシイ用計算機のメモリとディ
スク装置である。WWWの場合、検索用端末３1、３2、３3
は表示用ソフト（通常ブラウザと呼ばれる）を備えたパ
ソコンである。検索用端末メモリ3a, 検索端末用ディス
ク3bは、それぞれ検索用パソコンのメモリとディスクで
ある。
【０００９】ＷＷＷにおいて利用者が検索用端末３1か
らデータを検索表示させる場合、検索内容として指定さ
れたＷＷＷサーバーはデータベース１に相当し、データ
ベース１に記憶されたデータが接続装置２1を経由して
検索用端末３1に転送され（図１で転送パターン１
１）、検索用端末３1の画面に表示される。この時デー
タ通信量を削減するため、転送内容のコピー（通常キャ
ッシュと呼ぶ）が作成され、接続装置２1および検索用
端末３1の記憶装置内に保持される。同一利用者が再度
同じデータを検索要求した場合、検索用端末３1のキャ
ッシュから要求されたデータが取り出され表示される
（転送パターン１２）。この場合、ネットワーク上での
データ転送は不要である。また、同じ接続装置２1を利
用する、違う利用者が検索用端末３2を使用して、同じ
データを要求した場合は、接続装置２1のキャッシュか
らデータが取り出される（転送パターン１３）。この場
合、データベース１と接続装置２1との間ではデータを
転送する必要がない。接続装置２2を使用する利用者が
検索用端末３3を使用して行う検索要求や、違うデータ
に対する検索要求はデータベース１で処理され、検索用
端末３3に転送され（図１で転送パターン１４）、検索
用端末３3の画面に表示される。この場合、データ転送
は削減されない。
【００１０】利用者が検索用端末を使用して、データの
検索を要求した場合は、まず、検索用端末自体がデータ
を持っていないかをチェックし、持っていれば転送パタ
ーン１２によるデータの利用が行われ、持っていなけれ
ば、接続装置のキャッシュからデータを取り出す事が出
来るかチェックされる。接続装置のキャッシュからデー
タを取り出すことが出来れば、転送パターン１３により
データが得られる。これが出来ないときは、データベー
スまでさかのぼった検索が行われて接続装置を介してデ
ータ転送が行われる（転送パターン１１、１２）。
【００１１】図３は接続装置２、検索用端末３のそれぞ
れのメモリ内のキャッシュ領域とディスク上のキャッシ
ュ領域をそれぞれＬＲＵ方式により管理するアルゴリズ
ムの実施例である。図２は、本実施例に採用されるデー
タ構造の具体例を示す。データはポインタ情報4a、頻度
情報４ｂおよびデータ本体４ｃとよりなる。これらのう
ち、ポインタ情報4aは、通常のＬＲＵ方式を行うための
情報を簡約して示したものであり、データ本体4cは転送
されるデータそのものである。頻度情報４ｂは本発明の
実施例に必要なデータである。ポインタ情報4aは、後述
するように、データのアクセスに対応して、当該データ
をメモリー管理用ＬＲＵの先頭に移動したとき、この事
が記録され、先に先頭にあったデータは次位に繰り下が
る。
【００１２】図３に例示したアルゴリズムにおいて、メ
モリ内あるいはディスク内それぞれにデータがあるうち
は従来のＬＲＵ方式と同じ処理が行われる。すなわち、
まず、アクセスされたデータがメモリー管理用ＬＲＵに
登録済みであるか、ディスク管理用ＬＲＵに登録済みで
あるか、あるいは、メモリー管理用ＬＲＵに未登録であ
るかチェックされ、その結果に応じて、処理５ａ，６
ａ，７ａのいずれかが行われるが、ここで行われる処理
はデータのアクセスがあったことに対応するので、当該
データをメモリー管理用ＬＲＵの先頭に移動する（５
ａ，６ａ）か、登録する（７ａ）かである。ついで、当
該データの頻度情報４ｂに１を加える。ディスク管理用
ＬＲＵに登録済みであったか、あるいは、メモリー管理
用ＬＲＵに未登録であったデータがメモリー管理用ＬＲ
Ｕに登録された結果、メモリ内のキャッシュからデータ
があふれることになる。このデータは、従来のＬＲＵ方
式であれば、ディスク上のキャッシュ領域に無条件に移
されるが、本発明によれば、メモリ内のキャッシュ領域
にあった期間のアクセス回数に応じてディスク上のキャ
ッシュ領域に移すか廃棄されるかが決定される。すなわ
ち、メモリー管理用ＬＲＵの末尾のデータの頻度情報を
チェックして、これが規定回数以上（例えば２回）アク
セスのあったデータのみディスク領域にコピー（処理 9
a）され、規定回数に満たないデータは廃棄（処理8a）
される。
【００１３】WWWなどネットワーク上を転送されるのデ
ータは、高頻度でアクセスされるデータと、低頻度でア
クセスされるデータに２分されるので、上記のようにＬ
ＲＵ方式により高速の記憶装置にデータが記憶されてい
る時に、アクセス回数を計測しておき、ＬＲＵ方式によ
れば、低速の記憶装置にデータが移される時に、アクセ
ス回数が低頻度なデータは、低速記憶装置に移さず廃棄
することによりディスクアクセスの回数を低減できる。
【００１４】以上の実施例では、アクセス回数のみでデ
ィスクに記憶するか否か判断していた。しかし、近年モ
ーバイル環境が重要視されており、検索用端末３をネッ
トワークから切り離し、オフライン検索する場合も増え
ている。この場合、検索用端末３のキャッシュ管理は、
図３の頻度によるディスクへの記憶基準の他に、外出先
でオフライン検索する可能性の高いデータを別途指定
し、指定されたデータは低頻度であってもディスクに記
憶するようにして良い。すなわち、オンラインでアクセ
スするデータとオフラインでアクセスするデータの性格
種類が異なるような場合、検索用端末３をオンラインで
使用した結果、オフラインでアクセスする性格のデータ
へのアクセスが減るから、頻度が低いものとして廃棄さ
れることになってしまう可能性がある。この様な事態を
防止するためには、このやり方が有用である。
【００１５】さらにデータによっては、即時性が強く要
求される種類のデータもある。このようなデータも別途
指定し、指定されたデータは低頻度であってもキャッシ
ュに記憶するようにして良い。
【００１６】また上記実施例では説明を簡単にするた
め、メモリ管理用のＬＲＵのデータ構造も、ディスク管
理用のＬＲＵのデータ構造も同じく図２に例示されたも
のとして説明を行ったが、ディスク管理用のＬＲＵ構造
には頻度情報4bは不要であり、省略しても良い。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ディスク装置の速度と
いうボトルネックを無くし、大容量のネットワーク・デ
ータを高速に転送可能なキャッシュ技術を提供する事が
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したネットワークの構成とデータ
転送の例を示した図。
【図２】本実施例に採用されるデータ構造の具体例を示
す図。
【図３】接続装置２、検索用端末３のそれぞれのメモリ
内のキャッシュ領域とディスク上のキャッシュ領域をそ
れぞれＬＲＵ方式により管理するアルゴリズムの実施例
を示す図。
【符号の説明】
１：データベース装置、２：接続装置、2a：接続装置メ
モリ、2b：接続装置ディスク、３：検索用端末、3a：検
索用端末メモリ、3b：検索用端末ディスク、4a：ポイン
タ情報、4b：頻度情報、4c：データ本体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 貴史 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 辻 洋 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データベース装置と、検索用端末と、それ
    らの間を接続する低速の記憶装置と高速の記憶装置を持
    つ接続装置より構成されたネットワーク・システムに適
    用されるキャッシュ管理方法であって、前記接続装置が
    ネットワーク上でデータ転送を中継する際に、高速の記
    憶装置の記憶容量を越えるデータについて所定の基準を
    満たすデータのみを低速記憶装置に記憶することを特徴
    とするネットワーク用キャッシュ管理方法。
  2. 【請求項２】前記データを低速記憶装置に記憶する基準
    が転送回数が一定以上である請求項１記載のネットワー
    ク用キャッシュ管理方法。
  3. 【請求項３】前記前記データを低速記憶装置に記憶する
    基準が事前に準備したデータベースの登録情報のひとつ
    である請求項１記載のネットワーク用キャッシュ管理方
    法。
  4. 【請求項４】データベース装置と、検索用端末と、それ
    らの間を接続する低速の記憶装置と高速の記憶装置を持
    つ接続装置より構成されたネットワーク・システムに適
    用される接続装置であって、該接続装置がネットワーク
    上でデータ転送を中継する際に、高速の記憶装置の記憶
    容量を越えるデータについて所定の基準を満たすデータ
    のみを低速記憶装置に記憶することを特徴とする接続装
    置。
  5. 【請求項５】データベース装置と、低速の記憶装置と高
    速の記憶装置を持つ検索用端末と、それらの間を接続す
    る接続装置より構成されたネットワーク・システムに適
    用されるキャッシュ管理方法であって、前記検索用端末
    がネットワークからデータを取得した際に、高速の記憶
    装置の記憶容量を越えるデータについて別途定めた基準
    を満たすデータのみを低速記憶装置に記憶することを特
    徴とするネットワーク用キャッシュ管理方法。
  6. 【請求項６】前記データを低速記憶装置に記憶する基準
    が転送回数が一定以上である請求項５記載のネットワー
    ク用キャッシュ管理方法。
  7. 【請求項７】前記データを低速記憶装置に記憶する基準
    が事前に準備したデータベースの登録情報のひとつであ
    る請求項５記載のネットワーク用キャッシュ管理方法。
  8. 【請求項８】前記データベースの登録情報がオフライン
    検索のための情報であることを示すものであり且所定の
    基準に達しなくても当該データを低速記憶装置に記憶す
    べきことを指示するものである請求項５記載のネットワ
    ーク用キャッシュ管理方法。
  9. 【請求項９】データベース装置と、低速の記憶装置と高
    速の記憶装置を持つ検索用端末と、それらの間を接続す
    る接続装置より構成されたネットワーク・システムに適
    用される検索用端末であって、該検索用端末がネットワ
    ークからデータを取得した際に、高速の記憶装置の記憶
    容量を越えるデータについて別途定めた基準を満たすデ
    ータのみを低速記憶装置に記憶することを特徴とする検
    索用端末。
JP9222134A 1997-08-19 1997-08-19 ネットワーク用キャッシュ管理方法 Pending JPH1165916A (ja)

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JP9222134A JPH1165916A (ja) 1997-08-19 1997-08-19 ネットワーク用キャッシュ管理方法
US09/136,069 US6282616B1 (en) 1997-08-19 1998-08-19 Caching managing method for network and terminal for data retrieving

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