JP2014142945A - 分散リソース管理のためのバランスしたコンシステント・ハッシュ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワークの取り外し又は追加によって、利用可能なノード610〜660の数が変動するとき、リソースの管理責任は、ノード610〜660間でのリソース管理責任の再分散を最小化することを見つけ出すことが出来るように、リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置が判定され、該リソース識別空間は複数の責任領域に分割される。また、各責任領域の管理責任が対応するノード610〜660に割り当てられ、責任の範囲のサイズは該割り当てられたノード610〜660の相対的能力によって決定される。
【選択図】図6
Description
図1は、本発明の実施例を具現化するのに適したマルチコンピュータ・ネットワーク・クラスタ構成を簡略化して示すブロック図である。クラスタ120は、該クラスタのメンバーである複数のコンピュータノード(compute node:計算ノード)110(1)〜110(n)を含む。コンピュータノード110(1)〜110(n)はネットワーク120によって結合されている。図示するように、コンピュータノード110(1)〜110(n)は、記憶ボリュームリソース140(1)〜140(n)へのアクセスを提供する記憶エリアネットワーク(SAN)130にも接続されている。別の例として、記憶リソースは、バスベースのコントローラを介して様々なコンピュータノードに直接的に結合されることができ、あるいは、例えばネットワークアクセス可能な記憶装置として結合されることができる。各コンピュータノード110(1)〜110(n)はSAN130の記憶プールへの同時アクセスを持つ。この記憶リソースへの同時アクセスが与えられたならば、データの完全さを保証するために記憶プールへの読み書きアクセスを調整する必要がある。
上述のように、ロックマネージャはロック処理によって保護されたデータにアクセスするためのリクエストに応答する。クラスタ環境において、ロックマネージャのようなリソースマネージャは、単一ポイントでの失敗が無いようにする又は減ずるために、クラスタのメンバーノード間で分散化されることが望まれる。
本発明の実施例は、バランスしたコンシステント・ハッシュ法の仕組みを使用して、マスターホストIDの決定に際しての計算を減少させるのみならず、当該クラスタ内の様々な生き残りノード間で再分散化されるべきマスターの数をも減少させる。リソース識別「空間(space)」は、それに対応付けられたマスターがクラスタ内で分散化されるべきである各リソース毎の識別子によって定義される。本発明の実施例は、クラスタ内の様々なロック名についてのハッシュ計算を実行し、そこからリソース識別空間の範囲を決定する。このリソース識別空間は、計算されたハッシュ値の最小値から最大値までの広がりを持つ。このリソース識別空間は、それから、クラスタメンバーノードの相対的能力に従い、複数のクラスタメンバーノード間で釣り合いよく振り分けられる。もし或るノードが当該クラスタから離れた又は加入したとするならば、リソース識別空間は、生き残りのクラスタメンバーノード間で再び釣り合いよく振り分けられる。
該アレイの合計重み(tot_weight)は、master_nidアレイのエントリの数である。そこで、上述の例では、tot_weightは4である。ロックリソース用のマスターは、該ロックの名前のハッシュ値を計算して該ハッシュ値をハッシュ値空間内の最大値(max_hash)で割り算し、その商を合計重みで掛け算し、その積をマスターノードID値をmaster_nidアレイから取り出すための指標(インデックス)として使用することにより、該master_nid内に表された1つのノードに対して割り当てられることができる。従って、master_nidアレイ用の指標に到達するための式は、
idx = (hashval/max_hash) * tot_weight
である。master_nidの指標のための上記式は、最大ハッシュ値に対するロック名のハッシュについての正規化された値を計算し、該正規化された値をmaster_nidアレイ内のエントリの合計数で乗算することであることが分かる。
idx = (hashval11* tot_weight)>> 11
hashval 11は、該ロック名についての計算されたハッシュ値の最下位11ビットである。hashval 11は、master_nidアレイの合計重みで乗算される。その計算結果は11ビットだけ右シフトされ、指標値を産出する。この実施例では、該11ビットと11ビットの右シフトは、再配置の最中に探索されることができるハッシュ値の或る選択された最大値に関係して選択される。
idx 2 = (((((hashval11)&0x3f)<<5│((hashval 11)>>6)) * tot_weight2) >> 11
上記式において、hashval 11はハッシュ値の最下位11ビットであり、tot_weight2はレベル2のマッピングテーブルのサイズである。再び、ハッシュ値の最下位11ビットの使用と11ビットの右シフトが、再配置されたマスターを探索するために使用されたテーブルサイズに関係する。
上記のように、本発明は、多様なコンピュータシステムとネットワークを使用して実装され得る。そのようなコンピュータシステムとネットワーク環境の一例が図8及び図9を参照して以下説明される。
本発明は、上述した利点及びその他の本来的にその中に持つ利点を奏するのに適している。上記では、本発明が説明され、図示され、かつ、発明の特定の実施例を参照して定義されているが、そのような参照は発明を限界づける意味合いを持つのではなく、そのような限界を暗示するものではない。本発明は、関係する当該技術分野の通常の熟練技術者にとって、かなりの変形と変更とその形態及び機能における等価物が可能である。ここで述べかつ図示した実施例は一例にすぎず、発明の範囲を網羅するものではない。
Claims (21)
- リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するステップと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割するステップと、ここで、前記責任領域の各々が1つの独特のネットワークノードに対応付けられていて、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含しており、
第1の責任領域内に配置された1つのリソース識別子に対応付けられた1つのリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てるステップと
を具備する方法。 - 前記リソース識別空間は名前空間である、請求項1に記載の方法。
- 1つのリソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちの1つのリソース識別子を計算するステップを更に具備する請求項2に記載の方法。
- iノード識別子を使用して前記1つのリソースの名前を引き出すステップを更に具備し、ここで、該リソースは、ファイルシステム内の1つのファイル及び1つの記憶位置のうち1つである、請求項3に記載の方法。
- 電子メールアドレスを使用して前記1つのリソースの名前を引き出すステップを更に具備し、ここで、該リソースは、メールボックス、該メールボックスに関連付けられた状態情報、該メールボックスに関連付けられたメタデータ、該メールボックスに関連付けられた管理情報、及び電子メールシステム内のメールデータのうち1つである、請求項3に記載の方法。
- 前記ネットワークノードの各々は、ネットワークノードの1クラスタ内の1メンバーである、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のリソース識別子のうちの1つによって識別される1つのリソースが前記ネットワークノードの1クラスタ内の全メンバーにアクセス可能である、請求項1に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するステップを更に具備する請求項1に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力を、プロセッサ能力とメモリ能力のうち1以上に関係付けるステップを更に具備する請求項8に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力を、ユーザ入力によって定義するステップを更に具備する請求項8に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力は、各他のネットワークノードに対して相対的に定義される、請求項8に記載の方法。
- 1つのネットワークノードがネットワークに参入又は離脱するとき、責任領域に対応付けするのに利用可能なネットワークノードの現在の数を使用して、前記分割するステップと前記割り当てるステップを第2の複数の責任領域において実行するステップを更に具備する請求項1に記載の方法。
- 前記第1の複数の責任領域と前記第2の複数の責任領域の間での責任領域の重複を最大にするステップを更に具備する請求項12に記載の方法。
- リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するように構成された、プロセッサによって実行可能な、第1の命令セットと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割するように構成された、プロセッサによって実行可能な、第2の命令セットと、ここで、前記責任領域の各々が1つの独特のネットワークノードに対応付けられていて、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含しており、
第1の責任領域内に配置された1つのリソース識別子に対応付けられた1つのリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てるように構成された、プロセッサによって実行可能な、第3の命令セットと
を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 前記リソース識別空間は名前空間である、請求項14に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 1つのリソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちの1つのリソース識別子を計算するように構成された、プロセッサによって実行可能な、第4の命令セットを更に具備する請求項15に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するように構成された、プロセッサによって実行可能な、第4の命令セットを更に具備する請求項1に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 複数のネットワークノードと、ここで、該複数のネットワークノード内の各ネットワークノードは、それぞれに対応するプロセッサと、該プロセッサに結合されたメモリと、該プロセッサに結合されたネットワークインタフェイスとを備えており、
前記複数のネットワークノードを互いに結合するように構成されたネットワークであって、前記ネットワークノードの前記ネットワークインタフェイスに結合される前記ネットワークと
を具備し、
前記各ネットワークノードの前記メモリが、
リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第1の命令セットと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第2の命令セットと、ここで、前記責任領域の各々が1つの独特のネットワークノードに対応付けられていて、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含しており、
第1の責任領域内に配置された1つのリソース識別子に対応付けられた1つのリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てるように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第3の命令セットと
を記憶していることを特徴とするシステム。 - 1つのリソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちの1つのリソース識別子を計算するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第4の命令セットを更に具備する請求項18に記載のシステム。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第4の命令セットを更に具備する請求項18に記載のシステム。
- リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するための手段と、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割するための手段と、ここで、前記責任領域の各々が1つの独特のネットワークノードに対応付けられていて、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含しており、
第1の責任領域内に配置された1つのリソース識別子に対応付けられた1つのリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てるための手段と
を具備する装置。
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