DE4218025C2 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Zuordnung von Datenspeichereinrichtungen in einem Computersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur automatischen Zuordnung von für das Speichern von verschiedenen Dateien jeweils geeigneten Datenspeichereinrichtungen in einem Computersystem mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Datenspeichereinrichtungen.

Umfangreiche, kommerzielle Computersysteme die manchmal auch als Datencenter bezeichnet werden, haben typischerwei­ se mehrere Arten von Datenspeichergeräten und -einrichtun­ gen. Solche Datenspeichereinrichtungen umfassen sog. Fest­ körperplatten (RAM-Platten), billige und langsame Magnet­ platten, teure und schnelle Magnetplatten, gestreifte Disketten (striped disks), Schattenplatten (shadowed disks), optische Platten, Bandlaufwerke u. s. w.

Datencenter mit einer großen Vielfalt von Speichereinrich­ tungen benötigen ausgeklügelte Verfahren zum Verwalten der Speicher. Zudem wird von Benutzern und Entwicklern von An­ wendungen bzw. Programmen verlangt, intelligent darüber zu entscheiden, wo ihre Dateien zu plazieren bzw. unterzu­ bringen sind. Anders ausgedrückt müssen sie entscheiden, welche Art von Speicher für die Dateien, die sie erzeugt haben, am besten geeignet ist.

Viele Speicherverwaltungssysteme werden zusätzlich zu den Dateisystemen und den Betriebssystemen, die in dem Computer­ system eingesetzt werden, aufgebaut. In vielen Fällen defi­ nieren oder unterstützen die Speicherverwaltungssysteme ein bestimmtes Speichermodell und verwenden das zugrundelie­ gende Dateisystem als Speicher-Server, der ganz einfach spezifizierte Dateien spezifizierten Einrich­ tungen bzw. Vorrichtungen zuführt.

Z. B. ist bei den bekannten, auf UNIX basierenden Systemen jedes Filesystem bzw. Dateisystem einer einzelnen Platte (oder einem logischen Bereich) zugeordnet. Wenn ein Anwen­ dungsprogramm eine Datei auf einer bestimmten Art von Platte (z. B. einem Schattensatz) erstellen muß, dann muß es das geeignete Dateisystem wählen. Tatsächlich impliziert der Name, der der Datei durch die Anwendung zugeordnet ist, auf welcher Platte die Datei unterzubringen ist.

Aus EP 0 456 491 ist ein Verwaltungssystem für eine verteilte Datenbank bekannt, bei dem die Datensuchzeit in einer Datensuchzeit-Speichereinrichtung in Verbindung mit einem entsprechenden Adressbereich gespeichert wird, in dem die speziellen Daten gespeichert sind.

Aus US 4 996 664 ist ein Dateisystem bekannt, das Bildinformationen, die in einer Mikrofilm-Datei gespeichert sind, und Bildinformationen, die auf einer Diskette gespeichert sind, aufgrund gemeinsamer Eingangsinformationen wiedergewinnen kann.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, um die bekannten Dateisysteme so zu verbessern, daß sie Verwaltungsfunktionen durchführen und mit der Speicherverwaltungssoftware kommunizieren können.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 näher beschriebene Vorrichtung sowie durch das in Anspruch 6 näher beschriebene Verfahren gelöst.

Demnach wird ein Speicherauswahlverfahren in einem Dateisy­ stem zum Einsatz in einem Computersystem mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Datenspeichereinrichtungen angegeben, bei dem jeder Datenspeichereinrichtung eine Be­ rechtigungsklasse bzw. Dienstklasse zuge­ wiesen wird, die auf den Betriebseigenschaften der Einrich­ tung beruht. Typischerweise sind die Berechtigungs- oder Betriebseigenschaften, die dazu verwendet werden, um zwi­ schen den Berechtigungsklassen zu unterscheiden auf der Basis der Zugriffsgeschwindigkeit, der Zuverlässigkeit des Geräts, der Verfügbarkeit u. s. w. gegeben.

Wenn Anwendungsprogramme und Benutzer eine neue Datei ab­ speichern wollen und dabei nicht eine bestimmte physikali­ sche Einrichtung oder einen logischen Bereich spezifizieren wollen, spezifiziert das Anwendungsprogramm oder der Benut­ zer eine Datenspeicherdienstklasse. Das Dateisystem ver­ gleicht die spezifizierte Dienstklasse mit den Dienst­ klassen, die seinen Datenspeichergeräten zugewiesen sind, und weist dann Speicherplatz für die neue Datei auf irgend­ einem seiner Datenspeichergeräte zu, das die nachgefragte Dienststufe zur Verfügung stellt.

Mit der Verwendung des Konzepts der Einteilung der verfüg­ baren Datenspeichereinrichtungen in "Dienstklassen" stellt die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise einen allgemei­ nen Mechanismus zum Zuordnen von Datenspeicherplatz für neu erstellte Dateien, aber auch für nachfolgende Aktuali­ sierungen und Hinzufügungen zu den Dateien auf der Basis einer spezifizierten Dienstklasse zur Verfügung, wodurch die Benutzer und Anwendungsprogramme davon befreit werden, das bestimmte Datenspeichergerät auszuwählen und zu spezifi­ zieren, auf dem jede neue Datei abgespeichert werden soll.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Weitere Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfin­ dung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersicht­ lich.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Computersystems mit mehreren Datenspeichereinrichtungen und einem Dateiverwaltungssystem;

Fig. 2 eine Datenstruktur für eine Dienstklassentabelle;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Dateisystems zeigt, wenn eine neue Platte hinzugefügt wird;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Dateisystems zeigt, wenn ein Speicherplatz bzw. -bereich einer neuen Datei zugewiesen wird;

Fig. 5 ein Blockdiagramm von bestimmten Komponenten eines Datenspeichermanagementmoduls;

Fig. 6 ein Blockdiagramm von bestimmten Komponenten eines Dateisystemmoduls und ihre Dialoge bzw. Verbindungen mit anderen Komponenten des Computersystems.

In Fig. 1 wird ein Computersystem 100 mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) gezeigt, die mittels eines Sy­ stembusses 104 mit einem Sekundärspeicher (z. B. Magnet­ plattenspeichereinrichtungen 106 bis 110), einem Primär­ speicher 112 (z. B. einem Hochgeschwindigkeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM "Random Access Memory")), einem Manager für virtuellen Speicher 114 und mit einem oder mehreren Benutzerschnittstellen 120 verbunden ist. Im Primärspeicher 112 sind gegenwärtig auszuführende Anwen­ dungsprogramme 122 gespeichert, aber auch die Betriebs­ systemsoftware, wie z. B. der Dateimanager 124 des Computers, der auch als Dateisystem bzw. Vorrichtung zur automatischen Zuordnung von für das Speichern von verschiedenen Dateien jeweils geeigneter Datenspeichereinrichtungen bezeichnet wird, und das Daten­ speicherverwaltungsprogramm 126 und zugeordnete Datenstruk­ turen 130.

Aus Fig. 2 ist es ersichtlich, daß eine Funktion, die von dem Dateisystem 124 durchgeführt wird, darin besteht, eine Datenstruktur zu erzeugen, die als Dienstklassentabelle 130 bezeichnet wird. Die Dienstklassentabelle 130 in der bevorzugten Ausführungsform listet mehrere unterschiedliche "Klassen" von Datenspeicherdiensten auf. Somit hat jede Dienstklasse einen entsprechenden Satz von "Dienstattributen", die Arten von Diensten ent­ sprechen, welche von den Datenspeichereinrichtungen in dieser Dienstklasse zur Verfügung gestellt werden. Für jede dieser Dienstklassen stellt die Dienstklassentabelle auch eine Geräteliste 150 der Datenspeichereinrichtungen des Computersystems zur Verfügung, die die jeweilige Dienst­ klasse unterstützen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Dienstklassentabelle 130. Das oberste Datenfeld 132 in der Tabelle zeigt die Anzahl der Dienstklassen an, die gegenwärtig definiert sind und in diesem Beispiel fünf Dienstklassen betragen. Die anderen Einträge 140 bis 148 der Tabelle geben unterschied­ liche Dienstklassen an. Jede Dienstklasse wird mittels einer binären Zahl identifiziert, wobei jedes Bit der binären Zahl eine Art von Datenspeicherdienst wiedergibt, was auch als Dienstattribut der Dienstklasse bezeichnet wird. Nur zum Zweck der Erläuterung eines einfachen Bei­ spiels hat die Dienstklassentabelle 130 der Fig. 2 Dienst­ klassenzahlen mit nur 8 Bits. In diesem Beispiel sind die Bedeutungen, die den Dienstklassenbits zugewiesen sind, wie folgt:

Bit#
Datenspeicherdienst
0	Zugriffszeit unter 20 Millisekunden
1	Schattendiskette
2	tägliche Bandsicherung (tape backup)
3	7 × 24 Verfügbarkeit
4-7	nicht verwendet

Jedes Bit in einem Dienstklassenidentifizierer, das auf "1" gesetzt ist, bedeutet, daß die Datenspeichereinrichtun­ gen in der Klasse einen dementsprechenden Datenspeicher­ dienst zur Verfügung stellen. Im Beispiel nach Fig. 2 gibt der erste Dienstklasseneintrag für die Dienstklasse 0000 0001 Festplatten bzw. Festplattenlaufwerke mit einer Zu­ griffszeit unter 20 Millisekunden an. Die gespeicherte Liste 150 gibt sechs Datenspeichereinrichtungen an, die dieser Dienstklasse zugewiesen sind, was bedeutet, daß das Computersystem 100 sechs Festplatten hat, die die Speicher­ dienste zur Verfügung stellen, welche mit dieser Dienst­ klasse verbunden sind.

Der Eintrag 142, der ein "Blind(dummy)"- oder "Zwischen­ (cached)"-Eintrag ist, der einen Untersatz der Dienste des Eintrags 146 darstellt, wird weiter unten erläutert. Zu anfangs wird angenommen, daß der Eintrag 142 noch nicht erstellt worden ist.

Der Eintrag 144 für die Dienstklasse 0000 0101 gibt Fest­ platten mit einer Zugriffszeit unter 20 Millisekunden und eine tägliche Bandsicherung wieder, wofür fünf Platten auf­ gelistet sind.

Der Eintrag 146 für die Dienstklasse 0000 0111 steht für Festplatten mit Zugriffszeiten unter 20 Millisekunden, ei­ ne tägliche Bandsicherung und einer Schatten-Platte (d. h., gespeicherte Daten werden gleichzeitig auf zwei Platten gespeichert), wofür vier Platten aufgelistet sind.

Der Eintrag 148 für die Dienstklasse 0000 1100 steht für Festplatten mit 7 × 24 Verfügbarkeit und eine Schatten-Platte.

Gemäß Fig. 3 wird jedesmal dann, wenn eine Datenspeicherein­ richtung 106 bis 110 dem Computersystem 100 hinzugefügt wird, ein Systemverwalter das Datenspeicherverwaltungspro­ gramm 126 laufen lassen, um den Namen der Einrichtung und die Dienstklasse zu spezifizieren. Unter Verwendung des spezifizierten Einrichtungsnamens und der spezifizierten Dienstklasse als Parameter ruft das Datenspeicherverwal­ tungsprogramm 126 das Dateisystem 124 auf. Das Dateisystem 124 führt dann die Prozedur nach Fig. 3 zum Erzeugen neuer Dienstklassen durch, um der Klassentabelle 130 für die neue Datenspeichereinrichtung einen Eintrag hinzuzufügen.

Der Verwalter muß wissen, welche Dienste von dem neu einge­ richteten Laufwerk bzw. der neu eingerichteten Platte unter­ stützt werden und liefert dem Programm eine Liste der Dien­ ste, die von dem Laufwerk (Schritt 160) unterstützt werden. Wenn es bereits eine Dienstklasse gibt, die den aufgeliste­ ten Satz an Diensten (Schritte 162 und 164) unterstützt, wird der neue Plattenlaufwerksidentifizierer einfach der Einrichtungsliste 150 hinzugefügt (Schritt 166). In der bevorzugten Ausführungsform weist das Datenspeicherverwal­ tungsprogramm 126 eine Benutzerschnittstelle auf, die den Verwalter (Administrator) in die Lage versetzt, die Dienst­ klasseninformationen für eine neu eingerichtete Einrichtung einfach zu spezifizieren, wie z. B. durch das Auswählen der relevanten Dienste aus einer angezeigten Liste. Das Daten­ speicherverwaltungsprogramm 126 überträgt die Dienstklassen­ informationen an das Dateisystem 126 als Kette binärer Wer­ te mit Bits, die für die spezifizierten Dienste gesetzt wurden.

Neue Dienstklassen werden zu diesem Zeitpunkt hinzugefügt, wenn die neu hinzugefügte Datenspeichereinrichtung einen Dienst unterstützt, oder eine Kombination von Diensten un­ terstützt, die von keinem der anderen Datenspeichereinrichtungen des Systems (Schritt 164 und 168) zur Verfügung ge­ stellt werden. Wenn das System z. B. vorher keine Laufwerke bzw. Plätten hatte, die die Dienste A und B und C unterstüt­ zten, wird eine neue Dienstklasse von dem Dateisystem 124 erstellt, um die neue Einrichtung einzubinden. Ganz ähnlich wird vorgegangen, wenn ein neu hinzugefügtes Laufwerk die Dienste C und D unterstützt, wohingegen alle vorher einge­ richteten Laufwerke, die die Dienste C und D unterstützen, auch den Dienst E unterstützen, dann wird eine neue Dienst­ klasse erzeugt, damit das neue Laufwerk bzw. die neue Platte in geeigneter Weise klassifiziert werden kann.

Gemäß Fig. 4 wählt, wenn ein Benutzer oder ein Anwendungs­ programm (die nachfolgend ganz allgemein mit Anwendung be­ zeichnet werden) die neue Datei erstellt, die Anwendung nicht direkt das spezifische Laufwerk aus, das verwendet werden soll. Stattdessen spezifiziert die Anwendung einen Dateinamen (FN), mit der Ausnahme des Laufwerksnamens, und eine Dienstklasse (SC), die von dem Dateisystem als eine Liste mit Datenspeicherdiensten interpretiert wird, die entweder benötigt oder von der Anwendung gewünscht (Schritt 180) werden. Das Dateisystemprogramm durchsucht bzw. durch­ läuft die Dienstklassentabelle 130 nach einem Dienstklassen­ eintrag, der mit den nachgefragten Diensten (Schritt 182) übereinstimmt oder zu diesen paßt. Wenn es eine Dienst­ klasse gibt, die mit dem aufgelisteten Satz an Diensten (Schritt 184) übereinstimmt, dann wählt das Dateisystem eine Einrichtung aus dieser Geräteliste der Dienstklassen 150 aus, die einen ausreichend freien Speicherbereich zum Speichern der neuen Datei (186) hat. Die Datei wird dann in der ausgewählten Einrichtung abgespeichert.

Wenn es keine Dienstklasse gibt, die mit dem aufgelisteten Satz an Diensten (Schritt 184) übereinstimmt, es aber eine Dienstklasse (die als Supersatzklasse bezeichnet wird) gibt, die nicht nur die nachgefragten Dienste, sondern auch weitere Dienste zusätzlich (Schritt 188) bedient, dann er­ zeugt das Dateisystem einen neuen "Blind"-(dummy) oder "Zwischen"-(cached) Eintrag in der Dienstklassentabelle, die den nachgefragten Satz an Diensten (Schritt 190) wieder­ gibt. Diesbezüglich wird auf den beispielhaften Eintrag 142 der Fig. 2 verwiesen, der auf den Eintrag 146 als seine alternative Klasse verweist. Eine Dateispeichernachfrage nach der Dienstklasse 0000 0011 wird durch eine Zuweisung von Speicherplatz in irgendeiner Speichereinrichtung der Dienstklasse 0000 0111 erfüllt, da alle nachgefragten Spei­ cherdienste bereitgestellt werden, auch wenn dies unter möglicherweise höherem Aufwand und höheren Kosten als ange­ nommen geschieht, da die ausgewählte Speichereinrichtung auch zusätzliche Dienste unterstützt, die nicht nachgefragt wurden.

Wann immer eine Nachfrage durch das Dateisystem nach einem Dateispeicher in einer Dienstklasse empfangen wird, der bzw. die noch nicht existiert, wird ein neuer Zwischen- Dienstklasseneintrag erzeugt, wenn es eine Supersatzklasse der nachgefragten Klasse gibt. Datenspeichereinrichtungen in der Supersatzklasse werden dazu verwendet, Speicherplatz zuzuweisen, wann immer nach der Zwischen-Dienstklasse nach­ gefragt wird. Zwischen-Dienstklasseneinträge werden in der Dienstklassentabelle 130 unter der Annahme erzeugt, daß es eine gute Chance dafür gibt, daß es weitere Nachfragen nach derselben Klasse geben wird, so daß das Hinzufügen der Zwischen-Klasse zu der Dienstklassentabelle 130 die Ge­ schwindigkeit verbessert, indem die Notwendigkeit beseitigt wird, die Suche nach der Supersatzklasse immer dann auszu­ führen, wenn nach der Zwischen-Klasse nachgefragt bzw. diese aufgerufen wird.

In der bevorzugten Ausführungsform kann eine Zwischen-Klas­ se nicht als eine Ersatzklasse oder alternative Klasse (alternate class) verwendet werden. Dies verhindert lange Ketten aus Zwischen-Klassen und den damit verbundenen er­ höhten Verwaltungsaufwand des Absuchens und des Durch­ suchens solcher Ketten.

Im Beispiel nach Fig. 2 haben alle Festplatten des Compu­ tersystems 100 mit einer Zugriffszeit unter 20 Millisekun­ den und einer Schatten-Platte auch eine tägliche Bandsiche­ rung, was durch den Eintrag 146 in der Dienstklassentabelle 130 angegeben wird. Deshalb, wenn die Dienstklasse, die von einer Anwendung nachgefragt wird, nur zwei gesetzte Bits hat, und zwar für die Zugriffszeit kleiner als 20 Mil­ lisekunden und für die Schattenplatte, wird die Nachfrage erfüllt, indem der Zwischen-Dienstklasseneintrag 142 verwen­ det wird, der auf den Ersatzklasseneintrag 146 zeigt, und indem dann Speicherplatz einer der Platten bzw. Laufwer­ ke, die in der Liste der Einrichtung 150 für den Eintrag 146 aufgelistet sind, zugewiesen wird.

Gemäß Fig. 5 enthält das Datenspeicherverwaltungsprogramm 126 ein Schemadefinitionsprogramm 204, das von dem Computer­ systemverwalter verwendet wird, um Werte in einem Dienst­ klassenschema 206 bzw. Dienstklassenplan zu setzen, der Einträge 208 hat, die die Bedeutung jedes Bits des Dienst­ klassenidentifizierers definieren (der in der Dienstklassen­ tabelle 130 und in Nachfragen durch die Anwendungen nach dem Dateisystem verwendet wird). In der bevorzugten Ausfüh­ rungsform hat jeder Dienstklassenidentifizierer (der auch Dienstklassennummer genannt wird) 128 Bits. Somit definiert das Schema 206 den Gebrauch der 128 Bits in jedem Dienst­ klassenidentifizierer. Die Bits jedes Dienstklassenidentifi­ zierers sind in vier Untersätze, wie folgt, unterteilt:
Vierundsechzig Bits werden dauerhaft von dem Verkäufer des Betriebssystems definiert und vierundsechzig Bits können vom Käufer oder Lizenznehmer des Computersystems definiert werden. Zudem geben zweiunddreißig Bits in jeder Hälfte des Schemas "erforderliche" Dienste an, wohingegen die anderen zweiunddreißig Bit "optionale" Dienste wiedergeben.

Ein Beispiel für einen "kundenerforderlichen Dienst" ist ein spezielles Laufwerk, das nur von einer Abteilung einer Firma verwendet wird. Die Mitglieder der Abteilung können den Einsatz dieses Laufwerks bzw. dieser Platte sicherstel­ len, indem sie das geeignete "kundenerforderliche" Dienst- Bit in dem nachgefragten Dienstklassenidentifizierer setzen.

Ein Beispiel für einen "kundenoptionalen Dienst", der in Fig. 5 gezeigt wird, ist das Vorsehen eines bestimmten Niveaus der Datensicherheit, wie z. B. eine Plattenspeicher­ einrichtung, die automatisch alle auf der Platte gespeicher­ ten Daten verschlüsselt.

Ein Beispiel für einen "standardoptionalen" Dienst ist der schnelle Zugriff (d. h. eine Zugriffszeit unter 20 Millise­ kunden), der ebenfalls ein erforderlicher Dienst ist. Somit kann eine Anwendung den Einsatz einer Schatten-Platte erfor­ dern, während aber optional eine schnelle Zugriffszeit er­ wünscht wird. Um nach dieser Art der Datenspeicherung zu fragen, sendet die Anwendung eine Nachfrage an das Dateisy­ stem mit einem Identifizierer für die nachgefragte Dienst­ klasse, der ein gesetztes, erforderliches Dienstbit für eine Schatten-Platte und ein gesetztes, optionales Dienst­ bit für schnellen Zugriff hat.

In der Dienstklassentabelle 130 bedeutet jedes Bit eines Dienstklassenidentifizierers, das auf "1" gesetzt ist, daß die Datenspeichereinrichtungen dieser Dienstklasse den ent­ sprechenden Datenspeicherdienst bereitstellen. In einer Datenspeichernachfrage, die von einem Anwendungsprogramm an das Dateisystem 124 gesendet wurde, gibt jedes Bit der nach­ gefragten Dienstklasse, das auf "1" gesetzt ist, entweder einen erforderlichen Dienst oder einen optionalen Dienst an, der von der Anwendung nachgefragt wird.

Die Verwendung von erforderlichen Diensten und optionalen Diensten ist wie folgt. Wenn eine Anwendung nach einem Spei­ cher in einer spezifizierten Dienstklasse nachfragt, dann muß das Dateisystem Speicherplatz einer Speichereinrich­ tung, die alle Dienste bereitstellt, die durch die "erfor­ derlichen" Bits in der spezifizierten Dienstklasse wieder­ gegeben sind. Die "erforderlichen" Bits enthalten sowohl standarderforderliche Dienstbits als auch kundenerforder­ liche Dienstbits, die auf "1" durch die Anwendung gesetzt worden sind.

Immer dann, wenn mehr als eine Dienstklasse alle nachgefrag­ ten erforderlichen Dienste bereitstellt, wählt das Datei­ system eine dieser Dienstklassen in Übereinstimmung mit vordefinierten Kriterien zum Maximieren übereinstimmender optionaler Diensteigenschaften der Nachfrage mit den optio­ nalen Diensteigenschaften der verfügbaren Dienstklassen aus. Z. B. kann das Dateisystem diejenige Dienstklasse aus­ wählen, die die größte Anzahl der nachgefragten optionalen Diensteigenschaften erfüllt. Eine bevorzugte Auswahltechnik oder bevorzugte Kriterien bestehen darin, Prioritäten optio­ nalen Diensten zuzuweisen, und dann eine Datenspeicherein­ richtung einer Dienstklasse mit optionalen Diensteigenschaf­ ten auszuwählen, wie sie in der Dienstklassentabelle be­ zeichnet sind, die am besten in den nachgefragten optiona­ len Diensten in Übereinstimmung mit den zugewiesenen Priori­ täten übereinstimmt oder zu ihnen paßt.

Der Schritt 186 der Fig. 4 gibt an, daß das Dateisystem 124 eine Datenspeichereinrichtung auswählt, indem nicht nur eine Dienstklasse ausgewählt wird, sondern auch indem die Datenspeichereinrichtungen der ausgewählten Klasse nach ausreichend freiem Speicherplatz für das Speichern einer neuen Datei überprüft werden. Fig. 6 ist ein konzeptionel­ les Diagramm dafür, wie das Dateisystem 124 den freien Spei­ cherplatz findet, der auf jeder Datenspeichereinrichtung des Computersystems verfügbar ist. Wie gezeigt wird, sendet ein Anwendungsprogramm 220 eine Dateizuweisungsnachfrage 222 mit einem Dateinamen FN und einer nachgefragten Dienst­ klasse SC an das Dateisystem 124. Die Einrichtungsauswahl­ routine 224 bestimmt, welche Datenspeichereinrichtung zu verwenden ist, und weist Datenspeicher auf der Einrichtung zum Speichern der Anwendungsdatei zu.

Das Flußdiagramm nach Fig. 4 zeigt die Prozedur, die von der Einrichtungsauswahlroutine 224 verwendet wird, um eine Dienstklasse auszuwählen. Der Schritt 186 der Fig. 4 arbei­ tet folgendermaßen. Für jede Datenspeichereinrichtung, wie z. B. ein Plattenlaufwerk 230, unterhält das Dateisystem eine Bit-Map 232 oder einen äquivalenten Satz von Daten, der den gesamten freien Speicherraum auf dem Lauf­ werk angibt. Im Fall einer Festplatte zeigt der Bitplan 232 typischerweise freie Speicher-Cluster einer vorgegebenen Größe an.

Das Dateisystem 124 unterhält im Primärspeicher eine Tabel­ le für freien Speicherraum (die manchmal als aufgepackte Plattentabelle (mounted disk table) bezeichnet wird) 240, die für jede Datenspeichereinrichtung des Computersystems einen separaten Satz oder Eintrag 242 aufweist. Der Datensatz 242 zeigt auf eine Verbindungsliste mit Deskriptoren für freien Speicher 244, wobei jeder dieser Deskriptoren einen zusammenhängenden Satz freier Speicher-Cluster angibt. Da der Bereich des Primärspeichers, der dieser Funktion gewidmet werden kann, beschränkt ist, werden die Deskripto­ ren für freien Speicher 244 in einem Cache-Speicher 246 festgelegter Größe abgespeichert, der einen Untersatz des verfügbaren freien Speichers angibt. Plattenspeicherplatz wird von den Deskriptoren für freien Speicherplatz 244 den Dateien zugewiesen und die Deskriptoren für freien Spei­ cher, die im Cache-Speicher 246 gespeichert sind, werden aktualisiert, wenn Speicherplatz auf den verschiedenen Spei­ chereinrichtungen verwendet wird und/oder aufgegeben wird. Jeder Datensatz 242 enthält typischerweise auch ein Zeichen (flag), das entweder angibt, ob die Einrichtung voll ist (z. B. wenn sie weniger als einen vorgegebenen Bereich frei­ en Platzes hat) oder einen numerischen Wert angibt, der die Anzahl der freien Speicherbereiche angibt, die auf der Ein­ richtung verbleiben bzw. vorhanden sind.

Die Einrichtungsauswahlroutine 224 verwendet die Daten in der Tabelle für freien Speicherplatz 240, um sicherzustel­ len, daß ausreichend verfügbarer Speicherplatz auf der aus­ gewählten Datenspeichereinrichtung vorhanden ist, um eine zusätzliche Datei abspeichern zu können.

Eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß Steuerroutinen für die Dienstklassen in dem Dateisystem unabhängig von irgendwelchen Speichermanage­ mentvorgaben sind. Das Dateisystem verwendet die Dienstklassen einfach als einen Musteranpassungsmechanismus zum Aus­ wählen von Speichereinrichtungen. Es ist Aufgabe des Spei­ cherverwaltungsprogramms und des Systemverwalters, die Be­ deutung der Bits der Dienstklassen zu bestimmen. Dies er­ laubt es, daß unterschiedliche Speichervorgaben bzw. Verwal­ tungen implementiert werden können, indem der Dienstklassen­ mechanismus verwendet wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann jedem Satz von Diensten ein individueller numeri­ scher Wert zugeordnet werden. Dies erlaubt 2^N mögliche Dien­ ste und nicht nur N Dienste wie bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung (wobei N die Anzahl der Bits in jedem Dienstklassenidentifizierer ist). Diese Lösung ist jedoch nicht in der Lage, die nachfolgende Situ­ ation zu beherrschen. Eine Anwendung hat den Dienst FAST (Schnell) für alle Dateien spezifiziert, die durch die An­ wendung erstellt werden. Die Anwendung wird jedoch an eine Firma verkauft, die in großem Maße darüber besorgt ist, ihre Daten zu verlieren, so daß alle ihre Plattenlaufwerke bzw. Platten FAST und AVAILABLE (verfügbar) sind (z. B. schnelle Schatten-Platten). Bei Verwendung dieser anderen Lösung würde die Dienstklasse für FAST unterschiedlich zu der Dienstklasse für FAST und AVAILABLE sein. Die Lösung gemäß der bevorzugten Ausführungsform bewerkstelligt diese Situation leicht, da FAST + AVAILABLE eine Supersatz-Klasse für FAST ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung zur automatischen Zuordnung von für das Speichern von verschiedenen Dateien jeweils geeigneten Datenspeichereinrichtungen in einem Computersystem mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Datenspeichereinrichtungen enthält ein Verwaltungsprogramm, das einen Satz von Dienst­ eigenschaften definiert, die kennzeichnend für Betriebs­ eigenschaften von Datenspeichereinrichtungen sind. Eine Dienstklassentabelle speichert Daten, die angeben, welche der Dienstattribute jede der Speichereinrichtungen kenn­ zeichnen. Das Verwaltungsprogramm fügt der Dienstklassen­ tabelle Daten hinzu, wenn zusätzliche Datenspeichereinrich­ tungen dem Computersystem hinzugefügt werden. Ein Auswahl­ programm für Speichereinrichtungen antwortet auf Dateizuwei­ sungsnachfragen, die einen Satz von Dienstattributen spezifizieren, indem der spezifizierte Satz von Dienstattributen mit den Daten, die in der Dienstklassentabelle gespeichert sind, verglichen wird und indem eine der Daten­ speichereinrichtungen in Übereinstimmung mit vordefinierten Übereinstimmungskriterien für Dienstattribute ausge­ wählt wird. Die Dienstattribute, die von dem Datei­ system verwendet werden, können erforderliche Dienstattribute und optionale Dienstattribute umfassen. In diesem Fall enthalten die vordefinierten Übereinstimmungs­ kriterien für Dienstattribute Kriterien, die es erfor­ dern, daß die erforderlichen Dienstattribute der ausge­ wählten Datenspeichereinrichtung, wie sie in der Dienst­ klassentabelle angegeben werden, mit allen erforderlichen Dienstattributen übereinstimmen, die in der entsprechen­ den Dateizuweisungsnachfrage spezifiziert sind. Zudem gibt es vordefinierte Kriterien zum Maximieren der Übereinstim­ mung spezifizierter optionaler Dienstattribute mit den optionalen Dienstattributen der ausgewählten Daten­ speichereinrichtung.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur automatischen Zuordnung von für das Speichern von verschiedenen Dateien jeweils geeigneten Datenspeichereinrichtungen in einem Computersystem (100) mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Daten­ speichereinrichtungen (106, 108, . . ., 110), mit
einer Schemaeinrichtung zum Definieren und Speichern eines Satzes von Dienstattributen als Dienstklassenschema (206), wobei jedes Dienstattribut eine unterschiedliche Betriebseigenschaft der Datenspeichereinrichtungen (106, 108, . . ., 110) spezifiziert;
einer Dienstklassen-Tabelleneinrichtung zum Speichern von Daten in Form einer Dienstklassen-Tabelle (130), die angeben, welches der Dienstattribute die unterschiedlichen Betriebseigenschaften für jede der Datenspeichereinrichtungen (106, 108, . . ., 110) spezifiziert;
einer Verwaltungseinrichtung, die mit der Dienstklassen-Tabelleneinrichtung und der Schemaeinrichtung verbunden ist, zum Hinzufügen von Daten zu der Dienstklassen-Tabelle (130), wenn zusätzliche Datenspeichereinrichtungen dem Computersystem (100) hinzugefügt werden; und
einer Speichereinrichtungs-Auswahleinrichtung, die mit der Dienstklassen- Tabelleneinrichtung verbunden ist, zum automatischen Auswählen einer der vorhandenen Datenspeichereinrichtungen als Antwort einer Dateizuweisungs­ anfrage, die einen Teil des Satzes (Subset) der Dienstattribute spezifiziert, wobei der Subset der Dienstattribute mit den Daten verglichen wird, die in der Dienstklassen-Tabelleneinrichtung gespeichert sind, und wobei die auszuwählende Datenspeichereinrichtung basierend auf diesem Vergleich identifiziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Satz von Dienstattributen erforderliche und optionale Dienstattribute umfasst;
daß die Tabelleneinrichtung für Dienstklassen angibt, wel­ che der erforderlichen und welche der optionalen Dienstattribute jede der Speichereinrichtungen charakterisieren; und
daß vordefinierte Übereinstimmungskriterien für Dienst­ attribute, die von der Auswahleinrichtung für Speicher­ einrichtungen für den Vergleich verwendet werden, Kriterien enthalten, die es erfordern, daß die erforderlichen Dienstattribute einer ausgewählten Datenspeichereinrichtung, wie sie in der Tabelleneinrichtung für Dienstklassen bezeichnet werden, mit allen erforderlichen Dienstattributen übereinstim­ men, die in der entsprechenden Dateizuweisungsnachfrage spezifiziert sind, und auch Kriterien zum Maximieren enthal­ ten, daß spezifizierte optionale Dienstattribute mit den optionalen Dienstattributen der ausgewählten Daten­ speichereinrichtung übereinstimmen, wie sie in der Tabellen­ einrichtung für Dienstklassen bezeichnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die optionalen Dienstattribute zugeordnete Priori­ täten sind und
daß, wenn eine Vielzahl von Datenspeichereinrichtungen er­ forderliche Dienstattribute haben, wie sie in der Tabel­ leneinrichtung für Dienstkassen bezeichnet sind, die mit erforderlichen Dienstattributen, die in einer Dateizuwei­ sungsnachfrage spezifiziert werden, übereinstimmen, vordefinierte Übereinstimmungskriterien für Dienstattribute, die von der Auswahleinrichtung für Speichereinrichtungen für den Vergleich verwendet werden, Kriterien zum Auswählen einer speziellen Datenspeichereinrich­ tung mit optionalen Dienstattributen enthalten, wie sie in der Tabelleneinrichtung für die Klassen bezeichnet sind, welche am besten mit den optionalen Dienstattributen, die in der Dateizuweisungsnachfrage spezifiziert sind, in Über­ einstimmung mit den zugewiesenen Prioritäten übereinstimmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung für freien Speicherplatz zum Bereit­ stellen von Verfügbarkeitsdaten über Speicherplatz vorge­ sehen ist, die die Verfügbarkeit von Speicherplatz in jeder Speichereinrichtung zum Speichern zusätzlicher Dateien ange­ ben; und
daß die Auswahleinrichtung für Speichereinrichtungen weiter­ hin mit der Einrichtung für freien Speicherplatz gekoppelt ist und vordefinierte Übereinstimmungskriterien für Dienstattribute, die von der Auswahleinrichtung für Speichereinrichtungen für den Vergleich verwendet werden, Kriterien enthal­ ten, die es erfordern bzw. die verlangen, daß die Verfüg­ barkeitsdaten für Speicherplatz in der Einrichtung für freien Speicherplatz einen ausreichend verfügbaren Speicher­ platz in der ausgewählten Datenspeichereinrichtung angeben, damit eine zusätzliche Datei abgespeichert werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die spezielle Daten­ speichereinrichtung mehrere unterschiedliche Betriebseigenschaften aufweist und die Daten, die in der Tabelleneinrichtung für Dienstklassen gespeichert sind, für die spezielle Datenspeichereinrichtung eine Vielzahl der Sätze von Dienstattributen angeben.

6. Verfahren zur automatischen Zuordnung von für das Speichern von ver­ schiedenen Dateien jeweils geeigneten Datenspeichereinrichtungen in einem Computersystem mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Datenspei­ chereinrichtungen mit den Verfahrensschritten:
Definieren und Speichern eines Satzes von Dienstattributen als Dienstklassen­ schema, wobei jedes Dienstattribut eine unterschiedliche Betriebseigenschaft der Datenspeichereinrichtungen spezifiziert;
Speichern von Daten in Form einer Dienstklassen-Tabelle, die angeben, welches der Dienstattribute die unterschiedlichen Betriebseigenschaften für jede der Daten­ speichereinrichtungen spezifiziert;
Hinzufügen von Daten zu der Dienstklassen-Tabelle, wenn zusätzliche Datenspei­ chereinrichtungen dem Computersystem hinzugefügt werden; und
automatisches Auswählen einer der vorhandenen Datenspeichereinrichtungen als Antwort einer Dateizuweisungsanfrage, die einen Teil des Satzes (Subset) der Dienstattribute spezifiziert, wobei der Subset der Dienstattribute mit den Daten verglichen wird, die in der Dienstklassen-Tabelle gespeichert sind, und wobei die auszuwählende Datenspeichereinrichtung basierend auf diesem Vergleich identi­ fiziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Satz von Dienstattributen erforderliche und optionale Dienstattribute enthält;
die Dienstklassentabelle Daten enthält, die angeben, welche der erforderlichen Dienstattribute jede der un­ terschiedlichen Speichereinrichtungen charakterisieren; und
vordefinierte Übereinstimmungskriterien für Dienstattribute, die für den Vergleich verwendet werden, Kriterien enthalten, die verlangen, daß die erfor­ derlichen Dienstattribute der ausgewählten Datenspei­ chereinrichtungen, wie sie durch die Daten in der Dienst­ klassentabelle angegeben werden, mit allen erforderlichen Dienstattributen übereinstimmen, die in der entsprechenden Dateizuwei­ sungsnachfrage spezifiziert werden, und auch Krite­ rien zum Maximieren enthalten, daß spezifizierte optionale Dienstattribute mit den optionalen Dienstattributen der ausgewählten Datenspeichereinrichtung über­ einstimmen, welche durch die Daten in der Dienstklassenta­ belle angegeben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die optionalen Dienstattribute zugewiesene Prioritäten sind und daß, wenn eine Vielzahl von Datenspeichereinrichtungen erforderliche Dienstattribute haben, wie sie in der Dienstklassentabelle angegeben werden, die mit den erforderlichen Dienstattributen übereinstimmen, welche in einer Dateizuweisungs­ nachfrage spezifiziert werden, die vordefinierten Über­ einstimmungskriterien für Dienstattribute Kriterien zum Auswählen einer Datenspeichereinrichtung mit optionalen Dienstattributen enthalten, wie sie durch die Daten in der Dienstklassentabelle angegeben werden, die am besten mit den optionalen Dienstattributen in Übereinstimmung mit den zugewiesenen Prioritäten übereinstimmen, welche in der Dateizuweisungsnachfrage spezifiziert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem Speicherplatz-Verfügbarkeits­ daten gespeichert und aufrechterhalten werden, die die Ver­ fügbarkeit von Speicherplatz in jeder der Speichereinrich­ tungen zum Speichern zusätzlicher Dateien angeben; und bei dem die vordefinierten Übereinstimmungskriterien für Dienstei­ genschaften Kriterien enthalten, die erfordern, daß die Speicherplatzverfügbarkeitsdaten einen ausreichend verfügba­ ren Speicherplatz in der ausgewählten Datenspeichereinrich­ tung angeben, um eine zusätzliche Datei speichern zu können.