(57)【要約】【課題】ファイバ・チャネルで接続された複数の計算機と磁気ディスク装置との間でファイル共有をするストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）において、広帯域のファイバ・チャネルの通信帯域を確保しつつ、そのＳＡＮの使用範囲を広域化したストレージグリッド（広域広帯域共有ファイル・システム）を提供する。【解決手段】複数のファイバ・チャネル３４と４０との間に１対のＷＤＭ装置２０、２２を用い、この装置間では２本以下のＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８でその複数のファイバ・チャネルとファイル共有のための管理情報を伝送するネットワークとして通信させるようにする。更に、計算機１０とＷＤＭ装置２０の間にファイバ・チャネル・スイッチ１６を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の計算機と、少なくとも１つの磁気ディスク装置と、少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと、前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと前記複数の計算機との間及び前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと前記少なくとも１つの磁気ディスク装置との間を結合してこれらの間でデータを伝送するための複数の光ファイバ・ケーブルとを備え、前記複数の計算機は相互にファイル共有の管理情報を伝送する計算機システムにおいて、
前記複数の計算機の内の少なくとも１つの計算機と前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチとの間の複数の光ファイバ・ケーブルに少なくとも１つの１対の波長分割多重装置を介挿し、
前記少なくとも１対の波長分割多重装置の間に少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルを介挿し、
前記波長分割多重装置のそれぞれは、当該波長分割多重装置に結合された前記複数の光ファイバ・ケーブルのそれぞれを介して受け取ったそれぞれの光を前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルで伝送するに適し且つ互いに異なる波長の光に変換して、前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルに出力し、且つ前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルから受け取った波長の異なる光を前記波長分割多重装置に結合された前記複数の光ファイバ・ケーブルで伝送するに適した波長の光に変換し、
前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルは、前記波長分割多重装置から出力された波長の異なる複数の光を伝送する
ことを特徴とする計算機システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの計算機と当該少なくとも１つの計算機側に設けられた前記波長分割多重装置との間の複数の光ファイバ・ケーブルに別の少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチを介挿することを特徴とする請求項１記載の計算機システム。
【請求項３】
前記複数の計算機間でファイル共有の管理情報を伝送するためのネットワークを更に設け、
前記ネットワークの一部が、前記少なくとも１対の波長分割多重装置及び前記少なくとも１対の波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルにより構成されて、前記ファイル共有の管理情報が前記少なくとも１つの波長分割多重装置及び前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルを介して伝送されることを特徴とする請求項１又は２記載の計算機システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の計算機と磁気ディスク装置とを複数の光ファイバ・ケーブル（ファイバ・チャネル）で接続し、ファイル共有ができる共有ファイル・システム（クラスター・ファイル・システム）が可能な計算機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の計算機と磁気ディスク装置との間でのファイル共有の方法にはネットワーク・ファイル・システム（ＮＦＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｆｉｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍ））があるが、その帯域はネットワーク・ファイル・システムの通信で使用するネットワークのインタフェースの中で最も帯域の狭いものに制限される。
【０００３】
１つの磁気ディスク装置に複数の計算機から複数の光ファイバ・ケーブル（ファイバ・チャネル）を結び各計算機から広帯域でファイル共有を行えるクラスター・ファイル・システムの使用範囲はファイバ・チャネルの通信可能距離（通常１０ｋｍ程度）又は光増幅器を使用してもその数倍しか期待できない。但し、広帯域を確保するために必要な光ファイバ・ケーブル（ファイバ・チャネル）を複数確保し、且つ、複数の計算機間でファイル共有の管理情報を伝送するためのネットワークも確保しなければ実現できない。
【０００４】
即ち、複数の計算機と磁気ディスク装置との間で広帯域でのファイル共有をするためには、ファイバ・チャネルの通信可能距離（通常１０ｋｍ程度）の範囲内で複数本の光ファイバ・ケーブルを接続させるか、光増幅器を付けてその通信可能距離まで複数本の光ファイバ・ケーブルを延長させなければならない。更に、複数の計算機間でファイル共有の管理情報を伝送するためのネットワーク用の光ファイバ・ケーブルも同様に延長させなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＦＳによるファイル共有は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットを介して広域な利用が可能である。しかし、通信プロトコルのオーバーヘッド、サーバの性能、ネットワーク帯域、及びネットワーク・トラフィックによる影響を受ける。このため、ＮＦＳでの通信帯域は、ＮＦＳの通信で使用するネットワークの中で最も帯域の狭いネットワークの理論的な通信帯域が上限であり、そして実際にはその５割も期待できない。
【０００６】
また、ファイバ・チャネルでの広帯域な通信を確保するためには、光ファイバ・ケーブルを計算機から磁気ディスク装置までファイバ・チャネル数の２倍の数が少なくとも必要となっている。
【０００７】
更に、遠隔地の計算機とは、これまでＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットを介して、その接続に用いる通信帯域の範囲でのファイル共有しかできなかった。
本発明は、複数のファイバ・チャネルで接続された複数の計算機と磁気ディスク装置との間で磁気ディスクを共有するストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）（Ｓｔｏｒａｇｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に、更に広帯域のファイル共有をする機能が加わったクラスター・ファイル・システムにおいて、広帯域のファイバ・チャネルの通信帯域を確保し、且つ好ましくはそのクラスター・ファイル・システムの使用範囲を広域化した、ストレージグリッドのための計算機システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、複数の計算機と、少なくとも１つの磁気ディスク装置と、少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと、前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと前記複数の計算機との間及び前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチと前記少なくとも１つの磁気ディスク装置との間を結合してこれらの間でデータを伝送するための複数の光ファイバ・ケーブルとを備え、前記複数の計算機は相互にファイル共有の管理情報を伝送する計算機システムにおいて、前記複数の計算機の内の少なくとも１つの計算機と前記少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチとの間の複数の光ファイバ・ケーブルに少なくとも１つの１対の波長分割多重装置を介挿し、前記少なくとも１対の波長分割多重装置の間に少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルを介挿し、前記波長分割多重装置のそれぞれは、当該波長分割多重装置に結合された前記複数の光ファイバ・ケーブルのそれぞれを介して受け取ったそれぞれの光を前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルで伝送するに適し且つ互いに異なる波長の光に変換して、前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルに出力し、且つ前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルから受け取った波長の異なる光を前記波長分割多重装置に結合された前記複数の光ファイバ・ケーブルで伝送するに適した波長の光に変換し、前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルは、前記波長分割多重装置から出力された波長の異なる複数の光を伝送することを特徴とする計算機システムにより解決される。
【０００９】
本発明の一局面によれば、前記少なくとも１つの計算機と当該少なくとも１つの計算機側に設けられた前記波長分割多重装置との間の複数の光ファイバ・ケーブルに別の少なくとも１つのファイバ・チャネル・スイッチを介挿することが好ましい。
【００１０】
本発明の別の局面によれば、前記複数の計算機間でファイル共有の管理情報を伝送するためのネットワークを更に設け、前記ネットワークの一部が、前記少なくとも１対の波長分割多重装置及び前記少なくとも１対の波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルにより構成されて、前記ファイル共有の管理情報が前記少なくとも１つの波長分割多重装置及び前記少なくとも１つの波長分割多重装置間光ファイバ・ケーブルを介して伝送されることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を、図面を参照して以下に説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態の計算機システムの構成を示すブロック図である。図１において、参照番号１０及び１２は計算機を、参照番号１４は磁気ディスク装置を、参照番号１６及び１８は接続インタフェースの１つであるファイバ・チャネル・スイッチ（Ｆｉｂｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ−ＳＷ）を、参照番号２０及び２２は１対の波長分割多重装置（ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）装置）を、参照番号２４及び２６は接続インタフェースの１つであるギガビット・イーサネット・スイッチ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＳＷ）をそれぞれ示す。そして、第１の計算機１０とファイバ・チャネル・スイッチ１６との間は光ファイバ・ケーブル３０により接続され、第１の計算機１０とギガビット・イーサネット・スイッチ２４との間はメタル・ケーブル（カテゴリー５）３２により接続され、ファイバ・チャネル・スイッチ１６とＷＤＭ装置２０との間は光ファイバ・ケーブル３４により接続され、ギガビット・イーサネット・スイッチ２４と１対のＷＤＭ装置のうちの一方のＷＤＭ装置２０との間は光ファイバ・ケーブル３６により接続され、１対のＷＤＭ装置２０と２２との間はＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８により接続され、１対のＷＤＭ装置のうちの他方のＷＤＭ装置２２とファイバ・チャネル・スイッチ１８との間は光ファイバ・ケーブル４０により接続され、第２の計算機１２とファイバ・チャネル・スイッチ１８との間は光ファイバ・ケーブル４２により接続され、ファイバ・チャネル・スイッチ１８と磁気ディスク装置１４との間は光ファイバ・ケーブル４４により接続され、計算機１２とギガビット・イーサネット・スイッチ２６との間はメタル・ケーブル４８により接続され、ギガビット・イーサネット・スイッチ２６と他方のＷＤＭ装置２２との間は光ファイバ・ケーブル４６により接続されている。
【００１２】
図１において、１対のＷＤＭ装置２０及び２２、その間のＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８及びファイバ・チャネル・スイッチ１６を除いた構成、即ち、光ファイバ・ケーブル３０と３４とを、そして光ファイバ・ケーブル３４と４０とを、そして光ファイバ・ケーブル３６と４６とをそれぞれ直接接続した構成は、従来の技術で説明した構成と同じである。光ファイバ・ケーブル３０、３４、４０、４２及び４４は、複数の光ファイバ・ケーブルを表し、用途によっては必要な帯域を確保するため相当数の光ファイバ・ケーブルが配設される。一方、１対のＷＤＭ装置２０と２２との間の光ファイバ・ケーブル３８は後述するように波長の異なる複数の光を伝送できるので、１本又は２本の光ファイバ・ケーブルで構成されている。光ファイバ・ケーブル３８には、通信事業者のダーク・ファイバ等を用い得る。
【００１３】
ＷＤＭ装置２０、２２は、ファイバ・チャネル・スイッチ１６、１８、ギガビット・イーサネット・スイッチ２４、２６、高速イーサネット（Ｆａｓｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）（非同期転送モード）などの接続インタフェースを有し、ＷＤＭ装置間、例えば、ＷＤＭ装置２０と２２との間の１本又は２本の光ファイバ・ケーブル３８の中を複数の波長で流し、広域広帯域（例えば、〜１００Ｇｂｐｓのオーダ）通信を実現するものである。複数の計算機（例えば計算機１０及び１２）と磁気ディスク装置（例えば、磁気ディスク装置１４）との間でパラレルＩ／Ｏ（パラレル入力／出力）とファイル共有が可能なソフトウエアとしてＳＧＩ製ＣＸＦＳ（クラスター・エクステンド・ファイル・システム）があり、本実施形態においては、このファイル・システムを用いて共有ファイル・システムを構築している。これにより、ファイバ・チャネル・スイッチ−ＷＤＭ装置間（例えば、計算機１０側のファイバ・チャネル・スイッチ１６、光ファイバ・ケーブル３４及びＷＤＭ装置２０の間）のパラレルＩ／Ｏとギガビット・イーサネット・スイッチ−ＷＤＭ装置間（例えば、ギガビット・イーサネット・スイッチ２４、光ファイバ・ケーブル３６及びＷＤＭ装置２０の間）のファイル共有管理のための通信がＷＤＭ（波長分割多重）の技術により１又は２本の光ファイバ・ケーブル３８を介して、その通信帯域を確保して通信され、更に対向にあるファイバ・チャネル・スイッチ−ＷＤＭ装置間（例えば、ファイバ・チャネル・スイッチ１８、光ファイバ・ケーブル４０及びＷＤＭ装置２２の間）のパラレルＩ／Ｏとギガビット・イーサネット・スイッチ−ＷＤＭ装置間（例えば、ギガビット・イーサネット・スイッチ２６、光ファイバ・ケーブル４６及びＷＤＭ装置２２の間）のファイル共有管理のための通信に繋がり、ＷＤＭ装置の通信可能な範囲まで複数の計算機（例えば、計算機１０）と磁気ディスク装置（例えば、磁気ディスク装置１４）間を広域化し、パラレルＩ／Ｏ（広帯域Ｉ／Ｏ）とファイル共有が可能となる。
【００１４】
ＷＤＭ装置２０及び２２のそれぞれは、複数の光ファイバ・ケーブル３４、３６、４０、４６のそれぞれで伝送されたそれぞれの光を１又は２本のＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８で伝送するに適し且つ互いに異なる波長の光に変換して、該ＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８に出力し、且つ該ＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８から受け取った波長の異なる光を複数の光ファイバ・ケーブル３４、３６、４０、４６で伝送するに適した波長の光に変換する。ＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８は、ＷＤＭ装置２０及び２２から出力された波長の異なる複数の光を伝送する。
【００１５】
ファイバ・チャネル・スイッチ１６及び１８は、例えば、１０ｋｍ以下の比較的距離が短いときには、伝送すべきデータを、複数のビットを１フレームとしてフレーム毎に送り、受け手側のファイバ・チャネル・スイッチは受信する度に受領信号を送り側のファイバ・チャネル・スイッチに返し、送り側のファイバ・チャネル・スイッチは、その受領信号を受け取ると、次のフレームを送るように動作する。受け手側のファイバ・チャネル・スイッチは、受け取った１フレームのデータを更に送るべき先の磁気ディスク装置１４、又は計算機１０あるいは１２に送る。一方、伝送距離が例えば１０ｋｍを超える長距離の場合、ファイバ・チャネル・スイッチは、１フレーム毎に受領信号を受け取った後で次のフレームを送ると、データの送信と受領信号の受信の伝送時間が無視しえなくなり、データの伝送速度が許容できなくなるほど低下する。そこで、ファイバ・チャネル・スイッチは、複数のフレームを連続的に送り、ファイバ・チャネル・スイッチに備えられているバッファに一時的に格納し、受け取ったフレームに対応して次々に受領信号を送り側のファイバ・チャネル・スイッチに送る。受け手側のファイバ・チャネル・スイッチはそのバッファに一時的に格納されたフレームを１フレーム毎に送るべき先の磁気ディスク装置１４、又は計算機１０あるいは１２に送る。
【００１６】
本実施形態では、ＷＤＭ装置２０及び２２を用いることにより、ＷＤＭ装置２０と２２との間では２本以下の光ファイバ・ケーブル３８で多数のファイバ・チャネルとして通信させ、共有ファイル・システムの広域広帯域での利用が可能となり、更に計算機１０とＷＤＭ装置２０との間にファイバ・チャネル・スイッチ１６を設けることにより、ファイバ・チャネルの通信可能距離より長いＷＤＭ装置の通信可能な範囲まで拡張可能となる。
【００１７】
図１に示す実施形態においては、１つの計算機１０と磁気ディスク装置１４との間に１対のＷＤＭ装置２０及び２２及びＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８を備える構成を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。複数の計算機があり、それぞれがファイバ・チャネルを介して磁気ディスク装置１４に接続される場合に、これらの計算機が広域広帯域共有ファイル・システムの環境にあるようにするため、本発明は、それぞれのファイバ・チャネルの中間に１対のＷＤＭ装置及びＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブルを設け得る。
【００１８】
計算機１０と計算機１２とをメタル・ケーブル３２、４８、ギガビット・イーサネット・スイッチ２４及び２６、光ファイバ・ケーブル３６及び４６を介して両者の計算機間でファイル共有のための管理情報のデータ伝送を行うため、ファイバ・チャネルと同様にＷＤＭ装置２０及び２２及びＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル３８を利用した。しかし、この内、ギガビット・イーサネット・スイッチ２４及び２６、光ファイバ・ケーブル３６及び４６は、ファースト・イーサネット・スイッチとメタル・ケーブル（カテゴリー５）でも代替可能であり、ＷＤＭ装置間の２次側に計算機が１台しかない場合には必須の構成ではないことに留意されたい。
【００１９】
【実施例】
日本原子力那珂研究所（茨城県那珂郡那珂町）と同東海研究所（茨城県那珂郡東海村）間の自営光ファイバ・ケーブル（約１０ｋｍ）を用い、その両端に図１に示すように１対のＷＤＭ装置２０及び２２、計算機１０（ＳＧＩ製Ｏｎｙｘ３２００）、計算機１２（ＳＧＩ製Ｏｒｉｇｉｎ３８００）及び他の計算機（図１に図示せず）、ファイバ・チャネル・スイッチ１６、１８を設置し、那珂研究所設置の磁気ディスク装置１４（ＳＧＩ製ＴＰ９１００：１５．５ＴＢ）に対し、遠隔地にある東海研究所の計算機１０（ＳＧＩ製Ｏｎｙｘ３２００）からローカル・イメージでのパラレルＩ／Ｏとファイル共有を実現した。
【００２０】
更に、必要ならば、理論的には、光ファイバ・ケーブル３４、４０の本数を増やし、更には、光ファイバ・ケーブル３８の本数と現在のＷＤＭ装置２０、２２の台数を２対、３対と増やす多重化により、ギガビット・イーサネットの数１０倍〜１００倍程度の更に高速なデータ転送が可能になる。
【００２１】
また、上記実施例では、光ファイバ・ケーブル３８として１０ｋｍのものを用いたが、ＷＤＭ装置の仕様としては更に長距離のデータ転送が可能であるため、通信事業者のダーク・ファイバを用いれば、更に広域のストレージグリッド（広域広帯域共有ファイル・システム）を構築することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、磁気ディスク装置と計算機との間を接続するファイバ・チャネル通信路上にＷＤＭ装置を用いることにより、今まで用いられていた多数の光ファイバ・ケーブルを極めて少数、例えば好適な実施形態では１本ないし２本の光ファイバ・ケーブルで広帯域のファイバ・チャネルの通信帯域を確保することができる。更に、共有ファイル・システムの広域広帯域での利用がファイバ・チャネルの通信可能距離より長いＷＤＭ装置の通信可能な範囲まで拡張可能となり、望ましいストレージグリッド（広域広帯域共有ファイル・システム）が実現できる。
【００２３】
ＷＤＭ装置間の光ファイバ・ケーブルを極めて少数、好適な実施形態では２本以下で多数のファイバ・チャネル分の帯域を確保できる利用技術、及び、例えば、第２種通信事業者がサービスしているダーク・ファイバ等の光ファイバ・ケーブルの利用により、遠隔地であってもローカル・ディスク・イメージで磁気ディスク装置に対しパラレルＩ／Ｏによる高速アクセスとファイル共有が可能になり、また広域に分散配置している計算機間でファイルを共有し、必要なデータを高速に利用できるようになる。
【００２４】
また、使用中の光ファイバ・ケーブルであっても、その使用中の光ファイバ・ケーブルの両端にＷＤＭ装置を接続し、その通信をＷＤＭ装置に取り込むことにより、新たな光ファイバ・ケーブルの敷設や通信事業者等のダーク・ファイバの利用なしに、既存の通信を継続しながら望ましいストレージグリッドが低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好適な実施形態の計算機システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１２  計算機
２０、２２  ＷＤＭ装置
１４  磁気ディスク装置
１６、１８  ファイバ・チャネル・スイッチ
３０、３４、３６、４０、４２、４４、４６  光ファイバ・ケーブル（ファイバ・チャネル）
３２、４８  メタル・ケーブル
３８  ＷＤＭ装置間光ファイバ・ケーブル
【図１】
2004254220.tif 000003