JP2014041550A - データ移行処理システムおよびデータ移行処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クラスタを構成するデータ移行処理システム100の各ノード1は、メッセージ処理の対象となるデータを、原本データを記憶する所有者ノードと、当該データの複製を記憶する1つ以上のバディ(複製ノード)とに記憶する。各ノード1は、そのデータに所有者ノードの識別子およびバディの識別子を含むノード情報を付して記憶する。そして、クラスタを構成するノード1に離脱や追加が発生すると、既存の各ノード1は、そのデータについての離脱や追加の発生後の所有者ノードとバディとを特定し、そのデータに付したノード情報と比較して、一致しないデータを移行処理が必要なデータとして抽出し、所定のタイミングで移行処理を実行する。
【選択図】図2
Description
まず、本実施形態に係るデータ移行処理システム100を含む分散処理システム1000の全体構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るデータ移行処理システム100を含む分散処理システム1000の全体構成を示す図である。
また、本実施形態に係るデータ移行処理システム100では、ノード1の離脱時と追加時において共に同様の仕組みでデータの再冗長化処理、再配置処理を実行するため、ノード離脱後にデータの再冗長化処理を実行する例を主として説明する。
次に、本実施形態に係るデータ移行処理システム100の処理概要について説明する。
図2は、本実施形態に係るデータ移行処理システム100を構成する各ノード1による、データの再冗長化処理(複製数:1)の概要を説明するための図である。図2(a)は、再冗長化処理前の初期状態を示し、図2(b)は、ノード1(ここでは、ノード「4」)の減設(離脱)後の状態を示し、図2(c)は、データの再冗長化処理を実行した状態を示す。
このとき、各ノード1は、自身に格納する各データに、所有者ノードの識別子とバディの識別子とを付与する(ステップS1)。なお、この所有者ノードの識別子とバディ(複製ノード)の識別子とを併せてノード情報と称する。
各ノード1が、シミュレーションを実施する所定のタイミングは、複数のパラメータを設定することにより決定される。このパラメータには、例えば、データ移行処理スレッド数(データ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)を並列で実行できる最大スレッド数)、データ移行処理実行間隔(データ移行処理を実行した直後の待機時間)、シミュレーション最大個数(各スレッドがシミュレーションを連続で実行する最大個数)等により決定される。なお、これらのパラメータの詳細は後記する。
以下、本実施形態に係るデータ移行処理システム100を構成するノード1の構成例について、具体的に説明する。
ノード1は、図1に示したように、振り分け装置4と通信可能に接続されると共に、クラスタを構成する自身以外の他のノード1とも通信可能に接続される。そして、クライアント2からのメッセージを受信し、サービスを提供する。また、このノード1は、クラスタを構成するノード1に離脱または追加があった場合に、移行が必要なデータについて、再冗長化処理または再配置処理を実行する。
このノード1は、図3に示すように、制御部10と、入出力部11と、メモリ部12と、記憶部13とを含んで構成される。
このノード識別子401は、コンシステントハッシュ法のID空間上でのノードIDに対応する。また、コンシステントハッシュ法において仮想IDを用いる場合には、ノード識別子401は、仮想ID毎に割り当てられ、ノード識別子管理テーブル400に登録される。そして、このノード識別子管理テーブル400では、例えば、ノード識別子401を昇順に並べることにより、コンシステントハッシュ法のID空間におけるID(または仮想ID)を昇順に並べて管理することができる。つまり、ノード識別子管理テーブル400において、ノード識別子を昇順に並べたときの次のノード1が、ID空間上での右隣(時計回りに次)のノード1となる。
例えば、図4においては、コンシステントハッシュ法のID空間に基づくデータ識別子が「0」から「56」であるデータについては、同図の第1行目が指すノード(ノード識別子「56」、アドレス「192.168.0.24」であるノード)が「所有者ノード」として担当し、次の第2行目が指すノード(ノード識別子「172」、アドレス「192.168.1.25」)がバディとして担当することを示す。同様に、データ識別子が「56」に1を加えた「57」から「172」であるデータについては、第2行目が指すノードが「所有者ノード」として担当し、次の第3行目が指すノードがバディとして担当することを示す。
このようにして、このノード識別子管理テーブル400に基づき、データとその所有者ノードとバディとが対応付けられる。
なお、このノード識別子401は、ノード識別子管理部101が各ノード1に対して付与することもできるし、他のノード1や外部装置(例えば、振り分け装置4等)が生成したノード識別子管理テーブル400を受信して格納することも可能である。
なお、メッセージ処理部102は、クラスタを構成するノード1に離脱や追加があった場合において、データの再冗長化や再配置が実行される以前に、データ移行の対象となるデータに関するメッセージを受信したときには、そのメッセージの処理を実行すると共に、そのデータのデータ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)を実行する。
よって、ノード情報付与部104は、新規にデータを登録する際と、ノード1の離脱や追加等によりデータの再冗長化処理または再配置処理を実行する際に、対象となるデータに対し、ノード情報を付与する。
本処理の契機は、上述のように、ノード識別子管理テーブル400(図4参照)の変更であるが、別の実施形態では、一部のノード1または外部装置(例えば、システム管理装置)が他の各ノード1に対して再冗長化処理または再配置処理の開始要求メッセージを送信することとして、当該他の各ノード1はそのメッセージを受信することを本処理の契機にするようにしてもよい。
なお、ノード1が追加された場合には、(2)の原本データが消失した複製データは、存在しないため、そのノード1が原本として管理しているデータ(原本データ)のみが抽出される。
データ移行処理スレッド数とは、再冗長化処理や再配置処理を並列で実行できる最大スレッド数である。このデータ移行処理スレッド数に大きな値を設定すると、データ移行処理にかかる時間を短縮することができるが、ノード1の処理負荷は大きくなる。これに対し、データ移行処理スレッド数に小さな値を設定すると、データ移行処理にかかる時間は増加するが、ノード1の処理負荷は小さくなる。
データ移行処理実行間隔とは、各スレッドで、データ移行処理部106がデータ移行対象データの検出処理(図6)を実行した結果、データ移行対象データが検出され、データ移行処理部106が、そのデータ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)を実行した後に待機する時間を指す。
シミュレーション最大個数とは、各スレッドが前記したシミュレーション(変更後のノード識別子管理テーブル400(図4参照)に基づく、所有者ノードとバディの特定)を含むデータ移行対象データの検出処理を連続で実行する個数を指す。データ移行処理部106は、データ移行対象データの検出処理を連続で実行した後に、所定の時間待機し、その後、再びシミュレーションを含むデータ移行対象データの検出処理を開始する。
このシミュレーション最大個数を少なく設定する、または、データ移行処理実行間隔を長く設定することで、ノード1は、処理負荷を抑えながら徐々にデータ移行処理を実行することが可能となる。
なお、このデータ移行処理スレッド数、データ移行処理実行間隔、シミュレーション最大個数の各パラメータは、データ移行パラメータ管理部107により、すべて設定されてもよいし、いずれか1つでもよいし、各パラメータを任意に組み合わせて設定されてもよい。
また、このデータ移行パラメータ管理部107により設定されたパラメータにより調整される所定のタイミングでのデータ移行処理の詳細については、図7を参照して後記する。
なお、データ300の各データには、そのデータのデータ識別子、所有者ノードのノード識別子および、バディのノード識別子が含まれる。
次に、本実施形態に係るデータ移行処理システム100において、データ移行処理を実行する場合の処理の流れについて説明する。
図5は、本実施形態に係るデータ移行処理システム100において、各ノード1が実行するデータ移行処理の全体の流れを示すフローチャートである。
なお、死活監視部103は、他のノード1との間での死活監視信号の送受信ではなく、外部装置(例えば、振り分け装置4)や他のノード1が検知したノード1の離脱や追加の発生情報を受信することにより、ノード1の離脱や追加の情報を取得するようにしてもよい。
具体的には、ノード識別子管理部101は、クラスタを構成する複数のノード1において、あるノード1が離脱した場合には、そのノード1のノード識別子401とアドレス402とを含むレコードを削除する。また、ノード識別子管理部101は、クラスタを構成する複数のノード1において、新たなノード1が追加された場合には、そのノード1のノード識別子401とアドレス402とを含むレコードを新規に登録する。
具体的には、データ抽出部105は、(1)自身が原本として管理しているデータ(原本データ)、および、(2)自身が複製として管理しているデータ(複製データ)のうち原本データが消失した複製データを、データ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)が必要か否かの判定対象となるデータ(判定対象データ)として抽出し、その抽出したデータのデータ識別子を、抽出データ管理テーブル200に格納する。
なお、データ移行パラメータ管理部107により設定される所定のタイミングについては、図7において説明する。
このようにすることで、ノード1は、メッセージを受信したことにより、それ以降も利用可能性が高いと予測されるデータについては、そのデータに関するメッセージ処理を実行すると共に、データ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)を行い、冗長度の減少の回復や、データの適正な配置を迅速に達成することができる。
次に、図5のステップS15において、ノード1のデータ移行処理部106が実行するデータ移行対象データの検出処理について詳細に説明する。
図6は、本実施形態に係るノード1のデータ移行処理部106が行うデータ移行対象データの検出処理の流れを示すフローチャートである。
次に、図7を参照して、データ移行パラメータ管理部107により設定されるパラメータに基づく、データ移行処理の所定のタイミングについて説明する。
図7においては、データ移行パラメータ管理部107に設定されるパラメータの例として、データ移行処理スレッド数、データ移行処理実行間隔、および、シミュレーション最大個数が設定されている例を示す。
また、各スレッドにおいて、データ移行処理部106が、抽出データ管理テーブル200から判定対象データを取得すると(ステップS30)、データ移行対象データの検出処理を実行し(ステップS31)、データ移行対象データが検出された場合には、そのままデータ移行処理(再冗長化処理または再配置処理)を実行する(ステップS32)。
次に、本実施形態に係るデータ移行処理システム100の変形例1について説明する。
図8は、本実施形態の変形例1に係るノード1aの構成例を示す機能ブロック図である。
図3に示した本実施形態に係るノード1との違いは、制御部10に、ノード負荷監視部108を追加して備えていることである。
そして、ノード負荷監視部108は、ノード1a自身の処理負荷が所定値以下になった場合に、データ移行処理部106に処理開始情報を出力することにより、データ移行処理部106によるデータ移行処理を再開させる。例えば、データ移行処理部106が、図7のステップS30で示した判定対象データの取得処理を再開することにより、データ移行処理を実行する。
次に、本実施形態に係るデータ移行処理システム100の変形例2について説明する。
図9は、本実施形態の変形例2に係るノード1bの構成例を示す機能ブロック図である。
図8に示した本実施形態の変形例1に係るノード1aとの違いは、制御部10にデータ移行パラメータ管理部107を備えていないことである。
そして、ノード負荷監視部108は、ノード1b自身の処理負荷(例えば、CPU使用率、メモリ使用率等)を監視し、その処理負荷に対し予め設定された所定値を超えた場合に、データ移行処理部106に処理中断情報を出力することにより、データ移行処理部106によるデータ移行処理を中断させる。また、ノード負荷監視部108は、ノード1b自身の処理負荷が所定値以下になった場合に、データ移行処理部106に処理開始情報を出力することにより、データ移行処理部106によるデータ移行処理を再開させる。
2 クライアント
3 ロードバランサ
4 振り分け装置
10 制御部
11 入出力部(入力部)
12 メモリ部
13 記憶部
100 データ移行処理システム
101 ノード識別子管理部
102 メッセージ処理部
103 死活監視部
104 ノード情報付与部
105 データ抽出部
106 データ移行処理部
107 データ移行パラメータ管理部
108 ノード負荷監視部
200 抽出データ管理テーブル
300 データ(サービス対象データ)
400 ノード識別子管理テーブル(ノード識別子管理情報)
1000 分散処理システム
Claims (7)
- クラスタを構成する複数のノードのいずれかが、クライアントにサービスを提供するためのデータを原本データとして記憶する所有者ノード、または、前記データの複製データを記憶する1つ以上の複製ノードとして割り当てられて記憶するデータ移行処理システムであって、
前記データ移行処理システムを構成する前記複数のノードそれぞれは、
前記ノードに固有な識別子であるノード識別子を、前記クラスタを構成する複数のノードについて、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとが対応付けられたノード識別子管理情報が記憶される記憶部と、
前記原本データを記憶する前記所有者ノードのノード識別子および前記複製データを記憶する前記複製ノードのノード識別子を、前記原本データおよび前記複製データそれぞれに、ノード情報として付与するノード情報付与部と、
前記ノードの離脱または追加を検知して、前記ノード識別子管理情報を、前記ノードの離脱または追加に応じた、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとの新たな対応付けに変更して格納させるノード識別子管理部と、
変更された前記ノード識別子管理情報に基づいて、自身が記憶している前記原本データ、および、前記原本データが消失した自身が記憶している複製データを、前記所有者ノードまたは前記複製ノードを変更するために行うデータ移行が必要か否かの判定対象となるデータを示す判定対象データとして抽出するデータ抽出部と、
前記データ移行による前記ノード自身の処理負荷を抑制するように設定されたパラメータに基づく所定のタイミングのときに、前記抽出した判定対象データについて、前記変更されたノード識別子管理情報に対応した所有者ノードおよび複製ノードを特定し、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードそれぞれのノード識別子が、前記ノード情報と比較して一致しない場合に、当該抽出した判定対象データを、前記データ移行が必要なデータを示すデータ移行対象データとして検出し、前記検出したデータ移行対象データを、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードに移行するデータ移行処理部と、
を備えることを特徴とするデータ移行処理システム。 - 前記パラメータは、
前記データ移行を並列で実行できる最大スレッド数を示すデータ移行処理スレッド数、前記データ移行を実行した後の待機時間を示すデータ移行処理実行間隔、前記データ移行対象データの検出処理を連続で実行する個数を示すシミュレーション最大個数、の少なくとも1つであること
を特徴とする請求項1に記載のデータ移行処理システム。 - 前記複数のノードそれぞれは、
前記ノード自身の処理負荷を監視し、前記処理負荷が所定値を超えた場合に、前記データ移行処理部に処理中断情報を出力するノード負荷監視部を、さらに備え、
前記データ移行処理部は、前記処理中断情報を受け取ると、前記データ移行を中断すること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のデータ移行処理システム。 - クラスタを構成する複数のノードのいずれかが、クライアントにサービスを提供するためのデータを原本データとして記憶する所有者ノード、または、前記データの複製データを記憶する1つ以上の複製ノードとして割り当てられて記憶するデータ移行処理システムであって、
前記データ移行処理システムを構成する前記複数のノードそれぞれは、
前記ノードに固有な識別子であるノード識別子を、前記クラスタを構成する複数のノードについて、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとが対応付けられたノード識別子管理情報が記憶される記憶部と、
前記原本データを記憶する前記所有者ノードのノード識別子および前記複製データを記憶する前記複製ノードのノード識別子を、前記原本データおよび前記複製データそれぞれに、ノード情報として付与するノード情報付与部と、
前記ノードの離脱または追加を検知して、前記ノード識別子管理情報を、前記ノードの離脱または追加に応じた、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとの新たな対応付けに変更して格納させるノード識別子管理部と、
変更された前記ノード識別子管理情報に基づいて、自身が記憶している前記原本データ、および、前記原本データが消失した自身が記憶している複製データを、前記所有者ノードまたは前記複製ノードを変更するために行うデータ移行が必要か否かの判定対象となるデータを示す判定対象データとして抽出するデータ抽出部と、
前記抽出した判定対象データについて、前記変更されたノード識別子管理情報に対応した所有者ノードおよび複製ノードを特定し、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードそれぞれのノード識別子が、前記ノード情報と比較して一致しない場合に、当該抽出した判定対象データを、前記データ移行が必要なデータを示すデータ移行対象データとして検出し、前記検出したデータ移行対象データを、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードに移行するデータ移行処理部と、
前記ノード自身の処理負荷を監視し、前記処理負荷が所定値を超えた場合に、前記データ移行処理部に処理中断情報を出力するノード負荷監視部と、を備え、
前記データ移行処理部は、前記処理中断情報を受け取ると、前記データ移行を中断すること
を特徴とするデータ移行処理システム。 - 前記複数のノードそれぞれは、
前記クライアントから前記データによる前記サービスの提供を要求するメッセージを受信した場合に、前記メッセージの処理を実行すると共に、前記サービスの対象となるデータが前記データ移行対象データである場合に、前記サービスの対象となるデータを、前記変更されたノード識別子管理情報に対応した所有者ノードおよび複製ノードに移行するメッセージ処理部を、さらに備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のデータ移行処理システム。 - クラスタを構成する複数のノードのいずれかが、クライアントにサービスを提供するためのデータを原本データとして記憶する所有者ノード、または、前記データの複製データを記憶する1つ以上の複製ノードとして割り当てられて記憶するデータ移行処理システムのデータ移行処理方法であって、
前記データ移行処理システムを構成する前記複数のノードそれぞれは、
前記ノードに固有な識別子であるノード識別子を、前記クラスタを構成する複数のノードについて、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとが対応付けられたノード識別子管理情報が記憶される記憶部を備えており、
前記原本データを記憶する前記所有者ノードのノード識別子および前記複製データを記憶する前記複製ノードのノード識別子を、前記原本データおよび前記複製データそれぞれに、ノード情報として付与するステップと、
前記ノードの離脱または追加を検知して、前記ノード識別子管理情報を、前記ノードの離脱または追加に応じた、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとの新たな対応付けに変更して格納させるステップと、
変更された前記ノード識別子管理情報に基づいて、自身が記憶している前記原本データ、および、前記原本データが消失した自身が記憶している複製データを、前記所有者ノードまたは前記複製ノードを変更するために行うデータ移行が必要か否かの判定対象となるデータを示す判定対象データとして抽出するステップと、
前記データ移行による前記ノード自身の処理負荷を抑制するように設定されたパラメータに基づく所定のタイミングのときに、前記抽出した判定対象データについて、前記変更されたノード識別子管理情報に対応した所有者ノードおよび複製ノードを特定し、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードそれぞれのノード識別子が、前記ノード情報と比較して一致しない場合に、当該抽出した判定対象データを、前記データ移行が必要なデータを示すデータ移行対象データとして検出し、前記検出したデータ移行対象データを、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードに移行するステップと、
を実行することを特徴とするデータ移行処理方法。 - クラスタを構成する複数のノードのいずれかが、クライアントにサービスを提供するためのデータを原本データとして記憶する所有者ノード、または、前記データの複製データを記憶する1つ以上の複製ノードとして割り当てられて記憶するデータ移行処理システムのデータ移行処理方法であって、
前記データ移行処理システムを構成する前記複数のノードそれぞれは、
前記ノードに固有な識別子であるノード識別子を、前記クラスタを構成する複数のノードについて、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとが対応付けられたノード識別子管理情報が記憶される記憶部を備えており、
前記原本データを記憶する前記所有者ノードのノード識別子および前記複製データを記憶する前記複製ノードのノード識別子を、前記原本データおよび前記複製データそれぞれに、ノード情報として付与するステップと、
前記ノードの離脱または追加を検知して、前記ノード識別子管理情報を、前記ノードの離脱または追加に応じた、前記データと前記所有者ノードおよび前記複製ノードとの新たな対応付けに変更して格納させるステップと、
変更された前記ノード識別子管理情報に基づいて、自身が記憶している前記原本データ、および、前記原本データが消失した自身が記憶している複製データを、前記所有者ノードまたは前記複製ノードを変更するために行うデータ移行が必要か否かの判定対象となるデータを示す判定対象データとして抽出するステップと、
前記抽出した判定対象データについて、前記変更されたノード識別子管理情報に対応した所有者ノードおよび複製ノードを特定し、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードそれぞれのノード識別子が、前記ノード情報と比較して一致しない場合に、当該抽出した判定対象データを、前記データ移行が必要なデータを示すデータ移行対象データとして検出し、前記検出したデータ移行対象データを、前記特定した所有者ノードおよび複製ノードに移行するステップと、
前記ノード自身の処理負荷を監視し、前記処理負荷が所定値を超えた場合に、前記データ移行を中断させるステップと、を実行すること
を特徴とするデータ移行処理方法。
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