JP2010507876A - ネットワークデータストレージシステムおよびそのデータアクセス方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)データが最も貴重な財産となる。データの紛失は、企業に計り知れない損失および壊滅的な損失さえもたらす。
(2)データの総量が爆発的に増えている。
(3)24時間対応のサービスが大勢を占めている。電子商取引および大部分のネットワークサービスアプリケーションにおいて、365×24時間のサービスが標準となり、優れたハイアベイラビリティが現在のデジタルストレージシステムに求められている。
(4)ストレージの管理と保守には集中化、自動化、インテリジェント化が要求されている。
(5)ストレージ技術はプラットフォーム独立である必要がある。
(1)コンピュータの帯域幅の制限:コンピュータ技術の発展は、コンピュータのバス帯域幅の増加を誘引しているが、今日のストレージアプリケーションの帯域幅の要求には追いつかない。
(2)ホストのメモリ容量の制限:コンピュータのメモリ容量は限られており、大量のデータアクセス要求が連続した場合、コンピュータのメモリ容量がすぐに飽和になり、残されたデータ転送要求を処理できなくなる。
(3)ファイルシステムの管理へのオーバーヘッドもデータアクセス時間を増加させる可能性がある。
(1)ネットワークデータを格納する本開示のシステムは、データを分散型の方法で三層構造のネットワークノードに格納し、統一されたアクセス管理とルーティングを提供することによって、リニアな拡張およびアップグレードをサポートする。従って、既存技術と比較すると、本開示のシステムは、より良い拡張性とより低い拡張コストとを有する。
(2)本開示のネットワークデータにアクセスするメカニズムは、上記分散型データ格納システムに基づき、二段階の経路演算方法を採用する。これにより、データファイルの位置をクライアントに対して透明化することができる。三層構造の分散型設計は、中間層のデータ管理ノードがデータアクセスに対する処理操作を共有することを可能にするので、巧みに三層構造を構成することにより、ネットワークデータのアクセス性能を改善することができる。
(3)本開示は、ジャーナリング技術をさらに採用して、トランザクション処理をサポートし、ネットワークデータアクセスの一貫性および完全性を改善する。
(4)本開示は、ロック管理機能をさらに採用して、ネットワークファイルシステム内のファイルロック失敗の問題を解決する。
Claims (21)
- データユニットを格納するために用いられるデータノードと、
経路情報を格納、管理するために用いられ、クライアントのデータ処理要求に従って、経路情報を提供するメタデータノードと、
前記クライアントのデータアクセス要求に従って、前記データノードにおける要求されたデータユニットを処理するために用いられるデータ管理ノードと
を備えることを特徴とするネットワークデータを格納するシステム。 - 前記メタデータノード、前記データ管理ノード、および前記データノードは、互いにツリー構造内で接続され、
前記メタデータノードは、前記ツリー構造のルートノードであり、前記ルートノードは、下で1つまたは複数のデータ管理ノードと接続しており、
各データ管理ノードは、下で1つまたは複数のデータノードと接続することを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記メタデータノードに格納された前記経路情報は、
前記メタデータノードから前記データ管理ノードまでの経路に関する経路情報と、
前記データ管理ノードから前記データノードまでの経路に関する経路情報と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記メタデータノードは、前記データユニットの経路演算方法をさらに格納し、前記経路演算方法は、前記データユニットを格納する前記データノードの識別子および前記データユニットの前記データノードにおける位置情報を計算するためのものであることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記データ管理ノードは、データアクセスサービスおよび/またはその中に配置された冗長性ストラテジーを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記データノードに格納された前記データユニットは、業務アプリケーション向けの最小データセットであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記データユニットは、内部に複数のファイルおよび/またはディレクトリを含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記データユニット内のファイルは、データファイルおよび/またはインデックスファイルを含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記システムは、ログファイルを格納するために用いられ、ログ管理サービスを提供するログ管理ノードをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、ロックファイルを格納するために用いられ、ロック管理サービスを提供するロックノードをさらに備えることを特徴とする請求項1または9に記載のシステム。
- クライアント内で、データユニットへのアクセスの要求をメタデータノードに送信し、前記メタデータノードからデータ管理ノードの経路情報を受信するステップと、
前記クライアント内で、前記データ管理ノードの前記経路情報に従って、前記データユニットへのアクセスの要求を前記データ管理ノードに送信するステップと、
前記データ管理ノード内で、前記要求を受信した後、前記データユニットを格納するデータノードの経路情報を前記メタデータノードから取得し、前記データノードの前記経路情報および前記クライアントにより要求された操作に従って、前記データノードにおける前記データユニットを処理するステップと
を備えることを特徴とするネットワークデータにアクセスする方法。 - 前記クライアントから前記データユニットへのアクセスの要求を受信した後、前記メタデータノードは、前記データ管理ノードの経路情報を前記クライアントに、
前記メタデータノード内で、前記データユニットへのアクセス要求から前記データユニットの情報を取得し、前記データユニットの情報および前記データユニットの識別子との間のマッピング関係に基づき、前記データユニットの識別子を取得するステップと、
前記データユニットの経路演算方法に基づき、前記データユニットの識別子から前記データユニットを格納する前記データノードの識別子を計算するステップと、
前記データノードの識別子と前記データ管理ノードの識別子との間のマッピング関係に基づき、前記データ管理ノードの識別子を取得し、前記クライアントに前記データ管理ノードの識別子を提供するステップと
を備える過程を用いて、送信することを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記メタデータノードは、前記データノードの前記経路情報を前記データ管理ノードに、
前記管理ノードから送信された要求から前記データユニットの識別子を取得するステップと、
前記データユニットの経路演算方法に従い、前記データユニットの前記識別子に基づいて、前記データユニットを格納する前記データノードの識別子および前記データユニットの前記データノードにおける位置情報を計算するステップと、
前記データノードの前期識別子および前記位置情報を前記データ管理ノードに提供するステップと
を備える手順を用いて提供することを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記データ管理ノードは、格納操作を計算操作から分離することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記格納操作は、格納ジョブキューに対応するスレッドプールを使用して実行され、前記計算操作は、計算ジョブキューに対応するスレッドプールを使用して実行されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記方法は、前記データ管理ノードからデータ操作コマンドを受けた後、前記操作コマンドに従い、前記データノードのローカルのファイルシステムを利用して、前記データノードで前記データユニットを処理するステップをさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記データユニットは一意識別子を有することを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の方法。
- 前記データユニットの識別子は、前記データユニットを格納する前記データノードの識別子および前記データユニットの前記データノードにおける位置情報を用いて、マッピングを介して計算されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記データノードにおける前記データユニットを処理するステップは、
書き込み用ブロックのコピーをログファイルに提示するステップと、
前記書き込み用ブロックのコピーを前記ログファイルに成功して提示した後、前記データノードにおける前記ローカルのファイルシステムに前記書き込み用ブロックを提示するステップと、
前記書き込み用ブロックを前記ファイルシステムへ成功して提示した場合、前記ログファイルから前記ブロックのコピーを消去するか、さもなければ前記コピーを保持するステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記方法は、前記システムが異常状態から正常状態に復帰したときに、前記ログファイルに記録された前記ブロックのコピーに従い、データ復旧を実行することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記方法は、前記データノードのファイルロックおよび/または前記ネットワークファイルシステムのファイルロックを利用して、前記データユニットへのアクセスをロック保護するステップをさらに備えることを特徴とする請求項11または19に記載の方法。
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