(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバスと、
前記第１のバスに接続される主記憶装置と、
前記第１のバスに接続され、外部の通信路へ連続データを出力する通信制御装置と、
連続データを記憶し所望の連続データを読み出すことが可能なアーカイブ装置と、
前記アーカイブ装置から読み出された連続データを転送する前記第１バスから独立した第２のバスと、
前記第２のバスからの連続データを一時保持するための複数のバッファ記憶装置と、
連続データを記憶する複数のデータ記憶装置と、
前記第１のバスと前記データ記憶装置の一つと前記バッファ記憶装置の一つと接続されており、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記第１のバスを介して前記主記憶装置または前記通信制御装置へ、前記バッファ記憶装置を介することなく直接送信する手段と、接続される前記バッファ記憶装置から一時保持された連続データを読み出して前記データ記憶装置へ書き込む手段とをそれぞれ有する複数のデータ記憶制御装置とを備えたことを特徴とする連続データサーバ装置。
【請求項２】
第１のバスと、
前記第１のバスに接続される主記憶装置と、
前記第１のバスに接続され、外部の通信路へ連続データを出力する通信制御装置と、
連続データを記憶可能なアーカイブ装置と、
前記アーカイブ装置へ書き込む連続データを転送する前記第１バスから独立した第２のバスと、
前記第２のバスを介して、前記アーカイブ装置へ書き込むための連続データを一時保持するための複数のバッファ記憶装置と、
連続データを記憶する複数のデータ記憶装置と、
前記第１のバスと前記データ記憶装置の一つと前記バッファ記憶装置の一つと接続されており、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記第１のバスを介して前記主記憶装置または前記通信制御装置へ、前記バッファ記憶装置を介することなく直接送信する手段と、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記バッファ記憶装置へ一時保持するために連続データを書き込む手段とをそれぞれ有する複数のデータ記憶制御装置とを備えたことを特徴とする連続データサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオサーバ等のデータファイルサーバにおいてビデオファイルなどの一連の連続データからなるデータファイルを蓄積・配信するための連続データサーバ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像や音声のような連続データを扱う連続データサーバ計算機は、記憶装置に記憶した連続データを読み出し、端末装置に対して時間に同期しながらリアルタイムに連続的にデータを配信すなわち送り出す機能を持つ。このような連続データサーバ計算機は、複数の映画等のビデオデータを記憶し、端末からのリクエストに応じて任意の映画を送り出すビデオ・オン・デマンドや、ネットワークを介して映像による商品情報を提供するオンライン・ショッピングなどの分野で使用される。このような連続データサーバ計算機には、同時に多数のユーザに対して、それぞれ異なる連続データの送り出しを行なう能力が要求される。
【０００３】
従来の連続データサーバ計算機は図２に示すような構成を持つ。すなわち、ユーザあるいはアプリケーションプログラムによって発せられた連続データへのアクセス要求は、プロセス間通信やネットワークを経由した通信等の手段によって中央制御装置１０に伝えられる。中央制御装置１０は要求された連続データの読み出しを各データ記憶制御装置１１に伝える。データ記憶制御装置１１は指示された連続データをデータ記憶装置１２から読み出して主記憶装置１３に書き込む。その後中央制御装置１０は主記憶装置１３上のデータの送り出しを通信制御装置１４に指示する。指示された連続データがデータ記憶装置１２上に存在しない場合は、アーカイブ装置１５から読み出す。
【０００４】
連続データサーバ計算機において連続データを記憶するデータ記憶装置には、ディスク装置を用いることが多い。ディスク装置としては磁気ディスク装置を用いる場合が多いが、光ディスクや光磁気ディスク装置等を用いる場合もある。ディスク装置以外にも、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等の半導体記憶装置を用いることもある。
【０００５】
データ記憶装置としてディスクを用いる場合、特定のディスク装置に記憶している連続データの異なる部分へ同時に多数のユーザからのアクセスが集中すると、ディスクのアクセス速度が隘路となり、すべてのユーザにリアルタイムでデータを送り出すことができなくなる。連続データとして一台の磁気ディスクにビデオが入っている場合、一本のビデオを多数のユーザが一分おきにずれて見るような場合がこれに相当する。
【０００６】
例えば映像データの場合、ひとりのユーザの端末に対して平均１．５Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ  の速度で連続データを送り出すものとする。この映像データを記憶する磁気ディスク装置が最大２ＭＢｙｔｅ／ｓｅｃの速度でデータを読み出せるものとすると、１台の磁気ディスク装置からは最大１０ユーザへの送り出ししかすることができない。
【０００７】
このようなディスク装置のネックを解消する手法としてストライピングと呼ぶ技法が用いられる。ストライピング技法は複数台のディスク装置を用いて全体のデータ転送能力（総バンド幅）を大きくする。さらにひとつの連続データを分割して複数台のディスク装置に記憶することによって、同一の連続データへ多数のユーザが同時にアクセスすることを可能にする。
【０００８】
ｎ台のディスク装置にストライピングを行なっている場合、ｎ台のディスクに記憶したデータの排他的論理和をとり、その値をパリティとしてｎ＋１台目のディスクに記憶することにより、ｎ＋１台のディスク装置の内の１台が故障した場合でも他のディスク装置のデータの排他的論理和を計算することで復旧できる。この技法はＲＡＩＤとして広く知られている。
【０００９】
ストライピングを行うことで、複数のユーザが同一の連続データの異なる部分へアクセスするような最悪の場合にも対処できるバンド幅の広い記憶装置を構成することが可能になる。しかし図２のように１台の計算機に複数のディスク装置を接続し、ストライピングでバンド幅を稼いだとしても、その計算機の持つバスの転送速度によって同時にアクセスできるユーザ数は限定されてしまう。
【００１０】
連続データサーバ装置は、連続データの利用頻度に応じて異なる記憶装置に記録することによって、コスト性能比の良いシステムを構成することが可能なことは広く知られている。
【００１１】
すなわち、利用頻度の高いデータは磁気ディスク装置などの容量当りの記録コストは高いがアクセス速度の速いデータ記憶装置に記録する。ここでアクセス速度とは、データの要求を受け取ってからそのデータの送り出しを開始するまでの頭出しに要する時間である。これらの装置はオンラインで接続されているので、頭出し時間を短くすることができる。
【００１２】
極端に利用頻度の高いデータの場合には、半導体メモリのようなさらに記録コストは高いがアクセス速度の非常に高いデータ記憶装置を用いる場合もある。
一方、利用頻度の低いデータはアーカイブ装置に記録管理する。アーカイブ装置は磁気テープや光ディスクあるいは光磁気ディスクのような容量当たりの記録コストは低いがアクセス速度の遅い記憶装置である。これらの記憶装置は通常、データを記録するテープあるいはディスクがリムーバブルになっている。
【００１３】
すなわち、記録媒体はデータの読み書きを行う駆動装置から取り外せる構造になっている。そのため容量当たりの記録コストは記憶媒体のみの価格になるため、リムーバブルでない磁気ディスク装置等に比べると低コストになる。しかし、データの要求を受け取るとそのデータの記録されている記録媒体を駆動装置に装着しなければ読み出せないため、アクセス速度は遅くなる。
【００１４】
連続データサーバ装置は、アクセス頻度の高い連続データは複数台の磁気ディスク装置等のデータ記憶装置に記録する。アクセス頻度の低いビデオデータは光ディスク等を用いたアーカイブ装置に記録する。磁気ディスク装置に記録していない連続データの要求がくると、アーカイブ装置からデータ記憶装置に連続データを読み出してくる。
【００１５】
アーカイブ装置からデータ記憶装置に読み出されてきた連続データは、読み出しを続けながらユーザに送り出す方式と、読み終ってからユーザに送り出す方式がある。読み出しながら送る方式では、ユーザからの要求が来てから連続データが送り出されるまでの時間は短いが、早送りなどのトリックプレイが制限される。読み終ってから送り出す方式では、ユーザからの要求が来てから連続データが送り出されるまでの時間は大きくなるが、完全にデータ記憶装置に入ってから送り出すためトリックプレイ等の制限はなくなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、アーカイブ装置とデータ記憶装置の間で連続データを転送する場合には、連続データを一時的に主記憶装置に書き込むため、本来の連続データの配信に使用できる主記憶装置の領域が減少するという問題点があった。
【００１７】
また、アーカイブ装置とデータ記憶装置の間で連続データを転送する場合には、連続データをアーカイブ装置と主記憶装置の間で転送する時と主記憶装置とデータ記憶装置の間で転送する時にバスを占有するため、本来の連続データの配信に使用できるバスの占有時間が減少するという問題点があった。
【００１８】
これによって、アーカイブ装置とデータ記憶装置の間で連続データを転送している間は、配信できる連続データの数（ストリーム数）が低下するという問題点があった。
【００１９】
さらに同様の理由によって、特定のデータ記憶装置に対してアーカイブ装置から読み出した連続データを書き込む場合、他のデータ記憶装置から読み出して配信できる連続データの数が制限されるという問題点があった。
【００２０】
特に、ＲＡＩＤ構成のデータ記憶装置を用いる連続データサーバ装置において、故障したデータ記憶装置を修理して、そのデータ記憶装置に記憶すべきデータをアーカイブ装置から読み出して書き込む作業を続けながら、一方ではＲＡＩＤのパリティを用いて故障したデータ記憶装置に記憶した連続データを復元しながら配信を行なう場合、故障発生前と後では配信できるストリーム数が減少してしまうという問題点があった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係る連続データサーバ装置は、第１のバスと、前記第１のバスに接続される主記憶装置と、前記第１のバスに接続され、外部の通信路へ連続データを出力する通信制御装置と、連続データを記憶し所望の連続データを読み出すことが可能なアーカイブ装置と、前記アーカイブ装置から読み出された連続データを転送する前記第１バスから独立した第２のバスと、前記第２のバスからの連続データを一時保持するための複数のバッファ記憶装置と、連続データを記憶する複数のデータ記憶装置と、前記第１のバスと前記データ記憶装置の一つと前記バッファ記憶装置の一つと接続されており、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記第１のバスを介して前記主記憶装置または前記通信制御装置へ、前記バッファ記憶装置を介することなく直接送信する手段と、接続される前記バッファ記憶装置から一時保持された連続データを読み出して前記データ記憶装置へ書き込む手段とをそれぞれ有する複数のデータ記憶制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明（請求項２）に係る連続データサーバ装置は、第１のバスと、前記第１のバスに接続される主記憶装置と、前記第１のバスに接続され、外部の通信路へ連続データを出力する通信制御装置と、連続データを記憶可能なアーカイブ装置と、前記アーカイブ装置へ書き込む連続データを転送する前記第１バスから独立した第２のバスと、前記第２のバスを介して、前記アーカイブ装置へ書き込むための連続データを一時保持するための複数のバッファ記憶装置と、連続データを記憶する複数のデータ記憶装置と、前記第１のバスと前記データ記憶装置の一つと前記バッファ記憶装置の一つと接続されており、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記第１のバスを介して前記主記憶装置または前記通信制御装置へ、前記バッファ記憶装置を介することなく直接送信する手段と、接続される前記データ記憶装置から連続データを読み出して、前記バッファ記憶装置へ一時保持するために連続データを書き込む手段とをそれぞれ有する複数のデータ記憶制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の連続データサーバ装置及び連続データ転送方法では、複数のデータ記憶制御装置それぞれと、アーカイブ装置の組合せに対して、それぞれ１つ以上の専用のバッファ記憶装置を設ける。すなわち、アーカイブ装置からあるデータ記憶制御装置を介して対応するデータ記憶装置に連続データを転送する場合に、あるいは、あるデータ記憶装置から対応するデータ記憶制御装置を介してアーカイブ装置に連続データを転送する場合に、そのデータ記憶制御装置とアーカイブ装置の間の専用のバッファ記憶装置を用いる。
【００２６】
このようにすれば、アーカイブ装置とデータ記憶制御装置の間の連続データ転送時に、他のデータ記憶制御装置が使用する主記憶装置やバッファ記憶装置やバスを利用しないので、連続データの配信処理に対して、同時に配信できる連続データの数（ストリーム数）が減少するといったような影響を与えることがなくなる。すなわち、配信処理に対する影響を最小限にしたアーカイブ装置とデータ記憶装置の間の連続データ転送が可能となる。
【００２７】
本発明の連続データサーバ装置では、連続データを記憶するデータ記憶装置としては、具体的にはディスク装置を用いることができる。ディスク装置としては磁気ディスク装置を用いる場合が多いが、光ディスクや光磁気ディスク装置等を用いる場合もある。ディスク装置以外にも、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等の半導体記憶装置を用いることもできる。
【００２８】
データ記憶制御装置としては、具体的にはＳＣＳＩコントローラを用いる事ができる。１台のＳＣＳＩコントローラには複数台のＳＣＳＩインタフェースを持ったディスク装置を接続することができる。他にも、ＦＩＢＥＲ  ＣＨＡＮＮＥＬ  などディスク装置を接続する為の各種のインタフェース装置を用いる事ができる。
【００２９】
アーカイブ装置としては、具体的には磁気テープや光ディスクあるいは光磁気ディスクのような容量当たりの記録コストは低いがアクセス速度の遅い記憶装置を用いる事ができる。これらの記憶装置は通常、データを記録するテープあるいはディスクがリムーバブルになっている。すなわち、記録媒体はデータの読み書き或いは読み出しのみを行う駆動装置から取り外せる構造になっている。そのため容量当たりの記録コストは記憶媒体のみの価格になるため、リムーバブルでない磁気ディスク装置等に比べると低コストになる。しかし、データの要求を受け取るとそのデータの記録されている記録媒体を駆動装置に装着しなければ読み出せないため、アクセス速度は遅くなる。
【００３０】
バッファ記憶装置としては、具体的には半導体メモリを用いることができる。なお、アーカイブ装置とデータ記憶制御装置の間の連続データ転送と並行して、ユーザあるいはアプリケーションプログラムによって発せられた連続データへのアクセス要求に従い、該当する連続データが、データ記憶制御装置によりデータ記憶装置から読み出され、主記憶装置にいったん蓄積された後、通信制御装置により通信路へ送出されるが、アーカイブ装置とバッファ記憶装置との間を接続するパスと、データ記憶制御装置と主記憶装置と通信制御装置との間を接続するパスとは、互いに独立して設けることが好ましい。また、各データ記憶制御装置と対応するバッファ記憶装置との間を接続するパスは、それぞれ独立して設けることが好ましい。この場合、一つのバッファ記憶装置は、対応するデータ記憶制御装置との間のパスと、アーカイブ装置との間のパスの双方に接続するように、機能的に２つのポートを有するメモリにより構成すると良い。
【００３１】
（具体例１）
本発明の具体的な実施の形態の例を、図１に示す構成図及び図３に示す中央制御装置の動作手順を用いて、説明する。
【００３２】
指示された連続データがデータ記憶装置１２上に存在せず、アーカイブ装置１５から読み出す場合（Ｓ１ＹＥＳ  ，Ｓ３ＹＥＳ  ）、中央制御装置１６はアーカイブ装置１５に、どの連続データのどの部分をどのバッファ記憶装置１７に書き込むかを指示する（Ｓ４，Ｓ５）。アーカイブ装置１５は指示された連続データを読み出して、指示されたバッファ記憶装置１７に書き込む。書き込みが完了するとアーカイブ装置１５は中央制御装置１６にそのことを知らせる。その後、中央制御装置１６は、読み出した連続データを書き込むデータ記憶装置１２に接続しているデータ記憶制御装置１１に対して、アーカイブ装置１５がバッファ記憶装置１７に書き込んだ内容をそのデータ記憶装置１２の指定した位置に書き込むように指示する（Ｓ６）。Ｓ５及びＳ６を要求された連続データについての処理が終了するまで繰り返す。
【００３３】
ここで、ユーザからのアクセス要求に基づいて連続データが指示された場合は、アーカイブ装置１５から読み出した連続データは、バッファ記憶装置１７へ書き込まれる（Ｓ４，Ｓ５）と共に主記憶装置１３へも書き込まれ、通信制御装置１４を介してユーザへ送出される。
【００３４】
データ記憶装置１２に記憶している連続データをアーカイブ装置１５に書き込む場合（Ｓ１ＹＥＳ  ，Ｓ３ＮＯ）は、逆の経路で連続データが流れる（Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【００３５】
なお、図１におけるデータ記憶制御装置１１のそれぞれが、図６のように構成されていても良い。すなわち、それぞれ対応するデータ記憶装置１２からの読み出し及び書き込みを行うデータ記憶制御部１０１が複数集まって、一つのデータ記憶制御装置１１を構成していても良い。
【００３６】
アーカイブ装置は図４に示すように、複数の記録媒体２７とそれを格納する棚２６、記録媒体に記録された連続データの読み出しや場合によっては書き込みを行う駆動装置（ドライブとも呼ばれる）２４、棚にある記録媒体を駆動装置に装着するためのロボット装置２３、駆動装置とロボット装置を制御する制御装置２５から構成される。記録媒体は具体的には光ディスクや光磁気ディスク、磁気テープなどである。制御装置はどの連続データがどの記憶媒体に入っているかを管理し、アクセス要求に従ってどの記録媒体をどの駆動装置で読み出しあるいは書き込みするかを決定し、必要な記録媒体の駆動装置への装着をロボット装置に指示する。さらに、駆動装置で読み出した連続データを要求元の計算機（バス２０、バス２１）に送り出す働き、および要求元の計算機（バス２１）から送られて来た連続データを駆動装置によって書き込む働きを持つ。
【００３７】
（具体例２）
本発明の別の実施形態の例を図５に示す。
本例の連続データサーバ装置は、データ記憶制御装置１１と通信制御装置１４とバッファ記憶装置１８を図５のように接続する。つまり、すべてのデータ記憶制御装置１１とすべての通信制御装置１４の組み合せに対して、そのデータ記憶制御装置１１とその通信制御装置１４に接続されたバッファ記憶装置１８を設ける。このバッファ記憶装置１８の集合は、図１における主記憶装置１３に対応する役割を果たすが、このような構成により、任意のデータ記憶制御装置と任意の通信制御装置との間には、その間の連続データの受渡しに用いる専用のバッファ記憶装置を設けることができ、データ記憶制御装置とバッファ記憶装置の間のデータパス（１９）およびバッファ記憶装置と通信制御装置の間のデータパス（２２）の双方が多重化され、データパスのデータ転送能力を高めることができる。この構成については、特願平７ー２９７４９号に詳しい。
【００３８】
本例では、この構成に加えさらに、アーカイブ装置１５と各データ記憶制御装置１１のすべての組合せに対して、そのデータ記憶制御装置１１とアーカイブ装置１５に接続されたバッファ記憶装置１７を設ける。このような構成により、アーカイブ装置と任意のデータ記憶制御装置との間には、その間の連続データの受渡しに用いる専用のバッファ記憶装置を設けることができ、アーカイブ装置とデータ記憶制御装置の間のデータパス（１９）が多重化され、データパスのデータ転送能力を高めることができる。また、通信制御装置からの連続データの配信処理に影響を与えずに、アーカイブ装置とデータ記憶制御装置の間で連続データの転送を行なうことができる。
【００３９】
図５の連続データサーバ装置におけるバッファ記憶装置１７の用い方は、図３に示したと同様であり、中央制御装置１６はアーカイブ装置１５に、どの連続データのどの部分をどのバッファ記憶装置１１に書き込むかを指示する。アーカイブ装置１５は指示された連続データを読み出して、指示されたバッファ記憶装置１１に書き込む。書き込みが完了するとアーカイブ装置１５は中央制御装置１６にそのことを知らせる。その後、中央制御装置１６は、読み出した連続データを書き込むデータ記憶装置１２に接続しているデータ記憶制御装置１１に対して、アーカイブ装置１５がバッファ記憶装置１７に書き込んだ内容をそのデータ記憶装置１２の指定した位置に書き込むように指示する。
【００４０】
データ記憶装置１２に記憶している連続データをアーカイブ装置１５に書き込む場合は、逆の経路で連続データが流れる。
アーカイブ装置１５の構成は、図４に示したと同様である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、    本発明の連続データサーバ装置を用いれば、アーカイブ装置からの読み出しや、アーカイブ装置への書き込み時にも、同時に配信可能な連続データの数を減らすことなく連続データの配信を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続データサーバ装置の構成例を示す図。
【図２】従来の連続データサーバ装置を示す図。
【図３】本実施形態の中央制御装置の動作手順を示すフローチャート。
【図４】本実施形態のアーカイブ装置の構成例を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る連続データサーバ装置の構成例を示す図。
【図６】データ記憶制御装置の他の構成例を示す図。
【符号の説明】
１０、１６…中央制御装置
１１…データ記憶制御装置
１２…データ記憶装置
１３…主記憶装置
１４…通信制御装置
１５…アーカイブ装置
１７、１８…バッファ記憶装置
１９、２０、２１、２２…バス
２３…ロボット装置
２４…駆動装置
２５…制御装置
２６…棚
２７…記憶媒体
【図１】
0003570798.tif 000002
【図２】
0003570798.tif 000003
【図３】
0003570798.tif 000004
【図４】
0003570798.tif 000005
【図５】
0003570798.tif 000006
【図６】
0003570798.tif 000007