JP5558318B2 - Distributed management network system - Google Patents
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本発明は、構造化オーバレイネットワークにおいて、複数のノードにデータを分散して管理させる分散管理システムに関する。 The present invention relates to a distributed management system that distributes and manages data to a plurality of nodes in a structured overlay network.
構造化オーバレイは、コンピュータネットワーク上の各ノードに一意となるノードIDを割り当て、このIDに基づいてアプリケーション層で構築されるネットワーク技術である。 Structured overlay is a network technology that assigns a unique node ID to each node on a computer network and is constructed in the application layer based on this ID.
構造化オーバレイは、耐障害性および拡張性に優れていることから、大規模自律分散システムの基盤技術として期待されており、その代表的な適用例として分散ハッシュテーブル(Distributed Hash Table、以下「DHT」という)が知られている。 A structured overlay is expected to be a fundamental technology for large-scale autonomous distributed systems because of its excellent fault tolerance and scalability. A typical application example is a distributed hash table (hereinafter referred to as “DHT”). ") Is known.
DHTは、ハッシュテーブルを複数のノードで分散管理する技術である。DHTでは、データのハッシュ値から、そのデータを管理するノードが一意に定まるため、対象とするデータに対する非常に高い探索成功率と探索効率を持つ。 DHT is a technique for managing a hash table in a distributed manner by a plurality of nodes. In DHT, the node that manages the data is uniquely determined from the hash value of the data, and thus has a very high search success rate and search efficiency for the target data.
DHTは、ファイル配信分野を中心に実用化が進められてきたが(非特許文献1、2参照)、近年、VoIP(Voice over IP)システムにも適用されている(非特許文献3〜7参照)。
Although DHT has been put into practical use mainly in the field of file distribution (see Non-Patent
さらに、社内/構内に閉じた自営網でのVoIPシステムも、DHTの利用により低コストで構築することが可能となっている。しかし、DHTは、アプリケーション層のネットワークトポロジと下位層のネットワークトポロジとの相違に起因するデータ検索時の遅延伸長(以下、「Lookup遅延」という)が問題点の1つとして指摘されている(非特許文献8参照)。 Further, a VoIP system in a private network closed in the office / premises can be constructed at low cost by using DHT. However, DHT has been pointed out as one of the problems of delay expansion at the time of data retrieval (hereinafter referred to as “Lookup delay”) due to the difference between the network topology of the application layer and the network topology of the lower layer. (See Patent Document 8).
このLookup遅延を解消するものとして、ノード同士の物理的な近接さを考慮するものがあり、なかでも、Proximity Identifier Selection(以下「PIS」という)という技術が知られている(非特許文献6、9〜11参照)。 In order to eliminate the Lookup delay, there is a technique that considers physical proximity between nodes, and among them, a technique called Proximity Identifier Selection (hereinafter referred to as “PIS”) is known (Non-Patent Document 6, 9-11).
PISは、ノード同士の物理的な近接差を考慮したNode-IDを各ノードに付与することでLookup遅延の低減を図る技術である(非特許文献6参照)。PISは、実装が容易であり、使用する構造化オーバレイのルーティングアルゴリズムから独立しており、ノード間の周期的なメッセージの送受信が不要なため、ネットワークに負荷を与えないという利点を有する。 PIS is a technique for reducing Lookup delay by giving each node a Node-ID that takes into account the physical proximity difference between the nodes (see Non-Patent Document 6). PIS is easy to implement, is independent of the structured overlay routing algorithm used, and does not require periodic message transmission / reception between nodes, and therefore has the advantage of not burdening the network.
このPISを適用する技術として、distributed binning(非特許文献9参照)、LDHT(Locality-aware Distributed Hash Table)(非特許文献10参照)、LPDHT(Locality-Aware and Partition-Space DHT)(非特許文献6参照)およびLocation-based node IDs(非特許文献11参照)が知られている。 As techniques for applying this PIS, distributed binning (see Non-Patent Document 9), LDHT (Locality-aware Distributed Hash Table) (see Non-Patent Document 10), LPDHT (Locality-Aware and Partition-Space DHT) (Non-Patent Document) 6) and Location-based node IDs (see Non-Patent Document 11) are known.
distributed binningでは、各ノードがネットワーク上に散在するLandmarkに対するRTT(Round Trip Time)を計測し、RTTの小さい順にLandmarkに序列をつける。このLandmarkの序列のことを"bin"と呼ぶ。distributed binningでは、RTTに応じたレベルをLandmarkに付与することでbinを数値化し、それをNode-IDとして使用している。 In distributed binning, each node measures RTT (Round Trip Time) for Landmarks distributed on the network, and ranks the Landmarks in ascending order of RTT. This order of Landmark is called "bin". In distributed binning, bins are quantified by assigning a level corresponding to RTT to Landmark and used as a Node-ID.
例えば、RTTが0〜100msのときには、レベル0、100から200msのときには、レベル1、200ms以上のときには、レベル2と定義した場合には、あるノードからLandmark l1,l2,l3に対するRTTがそれぞれ232ms、51ms、117msとすると、このノードのbinは"l2, l3, l1"となり、数値化されたbinは"012"となり、これをNode-IDのPrefixとして使用される。
For example, when the RTT is 0 to 100 ms, when the level is 0, 100 to 200 ms, when the
LDHTでは、各ノードはWHOIS query/responseにより自身のAS(Autonomous System)番号を取得し、取得したAS番号をNode-IDのPrefixとして使用する。LPDHTおよびLocation-based node IDsでは、地理ドメインおよび2次元の地理エリアに番号をマップして、マップした番号をNode-IDのPrefixとして使用する。 In LDHT, each node acquires its own AS (Autonomous System) number by WHOIS query / response, and uses the acquired AS number as a prefix of Node-ID. In LPPDHT and Location-based node IDs, numbers are mapped to geographic domains and two-dimensional geographic areas, and the mapped numbers are used as prefixes for Node-IDs.
しかしながら、distributed binningにおいては、数値化されたbinのカテゴリによりノード密度に大きな偏りが生じることにより、ノード間のオーバレイパス長が短くなるため、ノードが管理するデータ量の偏りが大きくなってしまうといった課題があった。 However, in distributed binning, a large deviation in node density is caused by the bin bins that are quantified, resulting in a short overlay path length between nodes, resulting in a large deviation in the amount of data managed by the node. There was a problem.
また、LDHTにおいては、AS番号をそのままPrefixに利用するため、distributed binningと同様に、ノードが管理するデータ量の偏りが大きくなってしまうといった課題があった。 Also, in LDHT, since the AS number is used as it is for the prefix, there is a problem that the deviation in the amount of data managed by the node becomes large as in distributed binning.
また、LPDHTやLocation-based node IDsにおいては、2次元の地理情報をそのままNode-IDのPrefixとして用いるため、ビルのような立体環境で高密度にノードが存在する自営網のような小規模ネットワークに適用することが困難であるといった課題があった。 Also, in LPDHT and Location-based node IDs, two-dimensional geographic information is used as it is as a Node-ID prefix, so a small network such as a private network in which nodes exist in a three-dimensional environment such as a building at high density. There was a problem that it was difficult to apply to this.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、立体環境の小規模ネットワークに適用することができ、ノードが管理するデータ量の偏りを抑制することができる分散管理ネットワークシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and can be applied to a small-scale network in a three-dimensional environment, and can be applied to a small-scale network in a three-dimensional environment and can suppress a deviation in the amount of data managed by a node. The purpose is to provide a system.
本発明の分散管理ネットワークシステムは、少なくとも1つのブートストラップノードを含み、ネットワークに接続された複数のノードを備え、前記ノードが、一意な属性情報のハッシュ値に基づいたノードIDを有し、仮想円周上に前記ノードIDに応じてマッピングされ、前記仮想円周上にマッピングされた位置と、前記仮想円周上にハッシュ値に応じてマッピングされたデータの位置とに基づいて、該データを管理するノードが決定される分散管理ネットワークシステムにおいて、前記ブートストラップノードは、ユニークに割り当てられた固定長のプレフィックスで前記ノードIDの先頭の一部を上書きし、前記ノードの中でブートストラップノード以外の非ブートストラップノードは、前記ネットワーク上で最も近いブートストラップノードのプレフィックスの先頭の一部のビットが同一な可変長のプレフィックスで前記ノードIDの先頭の一部を上書きし、前記非ブートストラップノードのプレフィックスのビット長は、該非ブートストラップノードに前記ネットワーク上で最も近いブートストラップノードが前記仮想円周上にマッピングされた位置と、前記仮想円周上で該非ブートストラップノードを該ブートストラップノードと挟むようにマッピングされたブートストラップノードの位置との間の距離が長くなるに連れて短くなるように定められる構成を有している。 The distributed management network system of the present invention includes a plurality of nodes including at least one bootstrap node and connected to the network, the node having a node ID based on a hash value of unique attribute information, and a virtual Based on the position mapped on the circumference according to the node ID and mapped on the virtual circumference and the position of the data mapped on the virtual circumference according to the hash value, the data is In a distributed management network system in which a node to be managed is determined, the bootstrap node overwrites a part of the head of the node ID with a uniquely assigned fixed-length prefix, and is other than the bootstrap node in the node The non-bootstrap node is the closest bootstrap node on the network. The prefix of the node ID is overwritten with the prefix of the node ID with a prefix having the same variable length, and the bit length of the prefix of the non-bootstrap node is set to the non-bootstrap node on the network. Between the position at which the nearest bootstrap node is mapped on the virtual circumference and the position of the bootstrap node mapped to sandwich the non-bootstrap node with the bootstrap node on the virtual circumference. It has a configuration that is determined so as to become shorter as the distance becomes longer.
この構成により、本発明の分散管理ネットワークシステムは、仮想円周上にノードを集中させないようにマッピングすることができるため、ノードが管理するデータ量の偏りを抑制することができる。 With this configuration, the distributed management network system of the present invention can perform mapping so that the nodes are not concentrated on the virtual circumference, so that it is possible to suppress a bias in the amount of data managed by the nodes.
また、本発明の分散管理ネットワークシステムは、ノードを仮想円周上にマッピングした上で、データを管理させるノードを決定するため、立体環境の小規模ネットワークに適用することができる。 In addition, the distributed management network system of the present invention can be applied to a small-scale network in a three-dimensional environment in order to determine a node for managing data after mapping nodes on a virtual circumference.
なお、前記ブートストラップノードは、前記ネットワーク内に1から連続して割り当てられたブートストラップノード番号から1を減じた値のビット位置を上位と下位とを反転させたプレフィックスで前記ノードIDの先頭の一部を上書きするようにしてもよい。 The bootstrap node has a prefix obtained by inverting the upper and lower bit positions of a value obtained by subtracting 1 from the bootstrap node number assigned consecutively from 1 in the network. A part may be overwritten.
この構成により、本発明の分散管理ネットワークシステムは、仮想円周上にブートストラップノードを集中させないようにマッピングすることができる。 With this configuration, the distributed management network system of the present invention can perform mapping so that bootstrap nodes are not concentrated on the virtual circumference.
また、前記非ブートストラップノードのプレフィックスの長さは、前記ブートストラップノードが前記仮想円周を実質的に等分するようにマッピングされた場合には、すべて等しくなるように定められるようにしてもよい。 Further, the lengths of the prefixes of the non-bootstrap nodes may be determined to be all equal when the bootstrap nodes are mapped so as to substantially divide the virtual circumference. Good.
この構成により、本発明の分散管理ネットワークシステムは、仮想円周上におけるブートストラップノード間で実質的に等分するように非ブートストラップノードをマッピングすることができる。 With this configuration, the distributed management network system of the present invention can map non-bootstrap nodes so as to be substantially equally divided between bootstrap nodes on the virtual circumference.
また、前記ブートストラップノードが前記仮想円周を実質的に等分するようにマッピングされなかった場合には、前記仮想円周上における前記ブートストラップノード間の長さが長い領域にマッピングされた非ブートストラップノードのプレフィックスの長さは、前記仮想円周上における前記ブートストラップノード間の長さが短い領域にマッピングされた非ブートストラップノードのプレフィックスのビット長より1ビット短くなるように定められるようにしてもよい。 Further, when the bootstrap node is not mapped so as to substantially divide the virtual circumference, the non-map mapped to a region where the length between the bootstrap nodes on the virtual circumference is long. The length of the prefix of the bootstrap node is determined to be 1 bit shorter than the bit length of the prefix of the non-bootstrap node mapped in the region where the length between the bootstrap nodes is short on the virtual circumference. It may be.
この構成により、本発明の分散管理ネットワークシステムは、仮想円周上におけるブートストラップノード間で非ブートストラップノードを集中させないようにマッピングすることができる。 With this configuration, the distributed management network system of the present invention can perform mapping so that non-bootstrap nodes are not concentrated between bootstrap nodes on a virtual circumference.
本発明は、立体環境の小規模ネットワークに適用することができ、ノードが管理するデータ量の偏りを抑制することができる分散管理ネットワークシステムを提供することができる。 The present invention can be applied to a small-scale network in a three-dimensional environment, and can provide a distributed management network system that can suppress a deviation in the amount of data managed by a node.
以下に、本発明の実施の形態に係る分散管理ネットワークシステムについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a distributed management network system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る分散管理ネットワークシステム1は、登録サーバ2と、登録サーバ2に自営網3を介して接続されたルータ4a、4bと、ルータ4aに接続されたL2スイッチ5aと、ルータ4bに接続されたL2スイッチ5b、5cと、L2スイッチ5aに接続されたノード6a、7a〜7cと、L2スイッチ5bに接続されたノード6b、ノード7d、7eと、L2スイッチ5cに接続されたノード7f〜7hとを備えている。
As shown in FIG. 1, a distributed
なお、図1に示す、分散管理ネットワークシステム1の構成は、一例に過ぎず、本発明の分散管理ネットワークシステムは、少なくとも1つのブートストラップノードを含む複数のノードを備えていればよい。
The configuration of the distributed
各ルータ4a、4bは、サブネットワークを構成するための一般的なルータによって構成されている。また、各L2スイッチ5a〜5cは、一般的なL2スイッチによって構成されている。
Each
なお、図1において、2つのルータ4a、4bと、3つのL2スイッチ5a〜5cが図示されているが、ルータおよびL2スイッチは、分散管理ネットワークシステム1のネットワーク構成によって適宜設けられる。
In FIG. 1, two
また、本実施の形態において、各ノード6a、6bは、それぞれブートストラップノードを構成し、以下、総称して「ブートストラップノード6」と記載し、各ノード7a〜7hは、ブートストラップノード以外の非ブートストラップノードを構成し、以下、総称して「非ブートストラップノード7」と記載し、ブートストラップノード6および非ブートストラップノード7を総称して「ノード」と記載する。
In the present embodiment, each of the
登録サーバ2は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、ハードディスク装置と、ノード6、7と自営網3を介して通信するための通信モジュールとを備えた一般的なコンピュータ装置によって構成されている。
The
ROMやハードディスク装置には、当該コンピュータ装置を登録サーバ2として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMやハードディスク装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、登録サーバ2として機能する。
A program for causing the computer device to function as the
登録サーバ2のハードディスク装置には、ブートストラップノード6のURI(Uniform Resource Identifier)がリスト化されたブートストラップリスト8が格納されている。ブートストラップリスト8は、ブートストラップノード6のURIを要素とした一次元のリストによって構成される。
The hard disk device of the
ブートストラップノード6は、基本的には1つのサブネットに1つずつ配置される。サブネット内のノード数が少ない場合には、ネットワーク的に近接した複数のサブネットに対して1つのブートストラップノード6を配置してもよい。 The bootstrap nodes 6 are basically arranged one by one in one subnet. When the number of nodes in the subnet is small, one bootstrap node 6 may be arranged for a plurality of subnets that are close to each other in the network.
各ノードが構造化オーバレイを構成するときのシーケンスは、IETF P2PSIPに準拠する(非特許文献4参照)。すなわち、ノードがオーバレイに参加する場合には、起動時に、登録サーバ2にアクセスし、ブートストラップリスト8を入手する。
The sequence when each node constitutes the structured overlay conforms to IETF P2PSIP (see Non-Patent Document 4). That is, when the node participates in the overlay, the
非ブートストラップノード7は、ブートストラップリスト8に基づいて、各ブートストラップノード6にエコー要求パケットを送信し、これに応じて返信されたエコー応答に含まれるTTL(Time to live)またはRTTに基づいて、ネットワーク上で最も近いブートストラップノード6を選択し、選択したブートストラップノード6を介してメッセージやデータの送受信を行うようになっている。
The
ブートストラップリスト8の各要素に該当するブートストラップノード6は、全て稼動状態にあり、長期間オーバレイに参加した状態を維持するのに対して、非ブートストラップノード7は、オーバレイに対して必要に応じて参加および脱退してもよい。
The bootstrap nodes 6 corresponding to the elements of the
図2に示すように、各ノードは、CPU10と、RAM11と、ROM12と、ハードディスク装置13と、キーボード装置やポインティングデバイス等よりなる入力装置14と、表示装置15と、登録サーバ2や他のノードと自営網3を介して通信するための通信モジュール16とを備えた一般的なコンピュータ装置によって構成されている。
As shown in FIG. 2, each node includes a
ROM12やハードディスク装置13には、当該コンピュータ装置をノードとして機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPU10がRAM11を作業領域としてROM12やハードディスク装置13に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、ノードとして機能する。
The
また、ハードディスク装置13には、分散管理ネットワークシステム1において分散管理するデータに加えて、当該ノードの一意な属性情報のハッシュ値に基づいたノードIDが格納されている。
The
本実施の形態において、各ノードは、分散管理ネットワークシステム1でユニークかつ固定的に割り当てられたIPアドレスのハッシュ値の先頭にプレフィックスを上書きすることによってノードIDを生成し、生成したノードIDをハードディスク装置13に記憶するようになっている。
In the present embodiment, each node generates a node ID by overwriting a prefix at the beginning of the hash value of the IP address uniquely and fixedly assigned in the distributed
分散管理ネットワークシステム1を構成するブートストラップノード6の最大数MBN(Maximum Bootstrap node Number)を256とすると、ブートストラップノード6は、8ビットのプレフィックスを生成するようになっている。なお、MBNは、ブートストラップノード6の増設を考慮し、分散管理ネットワークシステム1を構成するブートストラップノード6の数より多い2の冪乗よりなる。
If the maximum number MBN (Maximum Bootstrap node Number) of the bootstrap nodes 6 constituting the distributed
具体的には、図3に示すように、ブートストラップノード6は、自営網3内に1から連続して割り当てられたブートストラップノード番号、すなわち、ブートストラップリスト8における自己のURIの登録番号から1を減じた値のビット位置を上位と下位とを反転させたプレフィックスを生成するようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the bootstrap node 6 determines the bootstrap node number continuously assigned from 1 in the
ブートストラップノード6は、例えば160ビットのハッシュ値の先頭に、生成したプレフィックスを上書きし、プレフィックスを上書きしたハッシュ値をノードIDとしてハードディスク装置13に格納するようになっている。
For example, the bootstrap node 6 overwrites the generated prefix at the beginning of a 160-bit hash value, and stores the hash value with the prefix overwritten in the
図4(a)に示すように、各ノードは、仮想円周上にノードIDに応じて各ノードをマッピングするようになっている。なお、図4(a)においては、発明を理解しやすくするために、ブートストラップノード6のみがマッピングされた例が示されている。 As shown in FIG. 4A, each node maps each node according to the node ID on the virtual circumference. 4A shows an example in which only the bootstrap node 6 is mapped in order to facilitate understanding of the invention.
図4(a)において、ブートストラップリスト8において先頭に登録されているブートストラップノードPb(1)は、0x00のプレフィックスが上書きされたノードIDに応じた位置にマッピングされ、次に登録されているブートストラップノードPb(2)は、0x80のプレフィックスが上書きされたノードIDに応じた位置にマッピングされ、末尾に登録されているブートストラップノードPb(3)は、0x40のプレフィックスが上書きされたノードIDに応じた位置にマッピングされている。
In FIG. 4A, the bootstrap node Pb (1) registered first in the
この例においては、ブートストラップノードPb(1)のノードIDより大きくブートストラップノードPb(3)のノードID以下のハッシュ値が得られるデータは、ブートストラップノードPb(3)によって管理される。 In this example, data from which a hash value greater than the node ID of the bootstrap node Pb (1) and less than the node ID of the bootstrap node Pb (3) is obtained is managed by the bootstrap node Pb (3).
同様に、ブートストラップノードPb(3)のノードIDより大きくブートストラップノードPb(2)のノードID以下のハッシュ値が得られるデータは、ブートストラップノードPb(2)によって管理され、ブートストラップノードPb(2)のノードIDより大きい、または、ブートストラップノードPb(1)のノードID以下のハッシュ値が得られるデータは、ブートストラップノードPb(1)によって管理される。 Similarly, data for which a hash value greater than the node ID of the bootstrap node Pb (3) and less than the node ID of the bootstrap node Pb (2) is obtained is managed by the bootstrap node Pb (2), and the bootstrap node Pb Data for which a hash value greater than the node ID of (2) or less than or equal to the node ID of the bootstrap node Pb (1) is obtained is managed by the bootstrap node Pb (1).
非ブートストラップノード7は、ネットワーク上で最も近いブートストラップノード6のプレフィックスの先頭の一部のビットが同一な可変長のプレフィックスを生成するようになっている。
The
具体的には、非ブートストラップノード7は、ブートストラップノード6が仮想円周を実質的に等分するようにマッピングされている場合、すなわち、分散管理ネットワークシステム1を構成するブートストラップノード6の数NB(Number of Bootstrap nodes)が2の冪乗である場合には、ビット長が等しいプレフィックスを生成するようになっている。ここで、指数をmとすると、プレフィックスのビット長は、mとなる。
Specifically, the
一方、ブートストラップノード6が仮想円周を実質的に等分するようにマッピングされていない場合には、仮想円周上におけるブートストラップノード6間の長さが長い領域にマッピングされた非ブートストラップノード7のプレフィックスのビット長は、仮想円周上におけるブートストラップノード6間の長さが短い領域にマッピングされた非ブートストラップノード7のプレフィックスのビット長より1ビット短くなるように定められる。
On the other hand, when the bootstrap node 6 is not mapped so as to divide the virtual circumference substantially equally, the non-bootstrap mapped to the region where the length between the bootstrap nodes 6 on the virtual circumference is long. The bit length of the prefix of the
より具体的には、ブートストラップノード6が仮想円周を実質的に等分するようにマッピングされたブートストラップノード6の数(すなわち、NBを超えない最小の2m)より大きいブートストラップノード番号のブートストラップノード6は、仮想円周が実質的に等分された後に、仮想円周上にマッピングされるため、次のブートストラップノード6との間の長さが短くなる。
More specifically, the bootstrap node number that is greater than the number of bootstrap nodes 6 mapped so that the bootstrap node 6 substantially divides the virtual circumference (ie, the
したがって、非ブートストラップノード7は、ネットワーク上で最も近いブートストラップノード6のブートストラップノード番号NCB(Number of Connecting Bootstrap node)に対して、NCB>2m(以下、「第1条件」ともいう)が成立する場合には、ビット長がm+1のプレフィックスを生成するようになっている。
Accordingly, the
また、NBを超えない最小の2mにブートストラップノード番号を加算した値がNB以下のブートストラップノード6は、仮想円周が実質的に等分された後に仮想円周上にマッピングされるブートストラップノード6の直前にマッピングされているため、次のブートストラップノード6との間の長さが短くなる。
In addition, the bootstrap node 6 in which the value obtained by adding the bootstrap node number to the
したがって、非ブートストラップノード7は、2m+NCB≦NB(以下、「第2条件」ともいう)が成立する場合には、ビット長がm+1のプレフィックスを生成するようになっている。
Therefore, the
また、非ブートストラップノード7は、NCBおよびNBが第1条件および第2条件の何れも成立しない場合には、ビット長がmのプレフィックスを生成するようになっている。
In addition, the
例えば、図4(b)において、ブートストラップノードPb(1)およびブートストラップノードPb(2)は、仮想円周を実質的に2等分するようにマッピングされており、ブートストラップノードPb(3)は、仮想円周が実質的に2等分された後に仮想円周上にマッピングされている。 For example, in FIG. 4B, the bootstrap node Pb (1) and the bootstrap node Pb (2) are mapped so as to substantially bisect the virtual circumference, and the bootstrap node Pb (3 ) Is mapped onto the virtual circumference after the virtual circumference is substantially divided into two equal parts.
このため、NCBが3の非ブートストラップノードPn(3)は、第1条件が成立し、ビット長がm+1、すなわち、ブートストラップノードPb(3)の先頭の2ビットからプレフィックス"01"を生成する。
Therefore, the non-bootstrap node Pn (3) with
また、NCBが1の非ブートストラップノードPn(1)は、ブートストラップノードPb(3)の直前にマッピングされるため、第2条件が成立し、ビット長がm+1、すなわち、ブートストラップノードPb(1)の先頭の2ビットからプレフィックス"00"を生成する。 Further, since the non-bootstrap node Pn (1) with NCB of 1 is mapped immediately before the bootstrap node Pb (3), the second condition is satisfied and the bit length is m + 1, that is, the bootstrap node Pb ( A prefix “00” is generated from the first two bits of 1).
また、NCBが2の非ブートストラップノードPn(2a)〜Pn(2c)は、第1条件および第2条件の何れも成立しないため、ビット長がm、すなわち、ブートストラップノードPb(2)の先頭の1ビットからプレフィックス"1"を生成する。 Further, since the non-bootstrap nodes Pn (2a) to Pn (2c) having NCB of 2 satisfy neither the first condition nor the second condition, the bit length is m, that is, the bootstrap node Pb (2) A prefix “1” is generated from the first bit.
以上のように構成された非ブートストラップノード7のプレフィックスビット長決定動作を図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。非ブートストラップノード7は、指数mの初期値を0として(ステップS1)、以下の処理を実行する。
The prefix bit length determination operation of the
まず、非ブートストラップノード7は、ブートストラップノード6の数NBが2mであるか否かを判断する(ステップS2)。ここで、NBが2mであると判断した場合には、非ブートストラップノード7は、プレフィックスのビット長plefix_pをmに定め(ステップS3)、プレフィックスビット長決定動作を終了する。
First, the
一方、NBが2m乗でないと判断した場合には、非ブートストラップノード7は、2m<NB<2m+1が成立しているか否かを判断する(ステップS4)。ここで、2m<NB<2m+1が成立していないと判断した場合には、非ブートストラップノード7は、mをインクリメントし(ステップS5)、ステップS2を実行する。
On the other hand, when it is determined that NB is not 2 m , the
一方、2m<NB<2m+1が成立していると判断した場合には、非ブートストラップノード7は、ネットワーク上で最も近いブートストラップノード6のブートストラップノード番号NCBが2mより大きい、すなわち、NCB>2m、または2m+NCB≦NBの何れか一方の条件が成立しているか否かを判断する(ステップS6)。
On the other hand, if it is determined that 2 m <NB <2 m + 1 holds, the
ここで、NCB>2mまたは2m+NCB≦NBの何れか一方の条件が成立していると判断した場合には、非ブートストラップノード7は、プレフィックスのビット長plefix_pをm+1に定め(ステップS7)、プレフィックスビット長決定動作を終了する。
If it is determined that either one of the conditions NCB> 2 m or 2 m + NCB ≦ NB is satisfied, the
一方、NCB>2mまたは2m+NCB≦NBの何れの条件も成立していないと判断した場合には、非ブートストラップノード7は、プレフィックスのビット長plefix_pをmに定め(ステップS3)、プレフィックスビット長決定動作を終了する。
On the other hand, if it is determined that neither of the conditions NCB> 2 m or 2 m + NCB ≦ NB is satisfied, the
このように、本発明の一実施の形態に係る分散管理ネットワークシステム1は、仮想円周上にノードを集中させないようにマッピングすることができるため、ノードが管理するデータ量の偏りを抑制することができる。
As described above, the distributed
また、分散管理ネットワークシステム1は、ノードを仮想円周上にマッピングした上で、データを管理させるノードを決定するため、立体環境の小規模ネットワークに適用することができる。
In addition, the distributed
本発明の分散管理ネットワークシステムは、構造化オーバレイネットワークにおいて、複数のノードにデータを分散して管理させるシステムとして利用することができる。 The distributed management network system of the present invention can be used as a system for managing data distributed to a plurality of nodes in a structured overlay network.
1 分散管理ネットワークシステム
2 登録サーバ
3 自営網
4a、4b ルータ
5a〜5c L2スイッチ
6、6a、6b、Pb ブートストラップノード
7、7a〜7h、Pn 非ブートストラップノード
8 ブートストラップリスト
10 CPU
11 RAM
12 ROM
13 ハードディスク装置
14 入力装置
15 表示装置
16 通信モジュール
DESCRIPTION OF
11 RAM
12 ROM
13
Claims (4)
前記ノードが、一意な属性情報のハッシュ値に基づいたノードIDを有し、仮想円周上に前記ノードIDに応じてマッピングされ、前記仮想円周上にマッピングされた位置と、前記仮想円周上にハッシュ値に応じてマッピングされたデータの位置とに基づいて、該データを管理するノードが決定される分散管理ネットワークシステムにおいて、
前記ブートストラップノードは、ユニークに割り当てられた固定長のプレフィックスで前記ノードIDの先頭の一部を上書きし、
前記ノードの中でブートストラップノード以外の非ブートストラップノードは、前記ネットワーク上で最も近いブートストラップノードのプレフィックスの先頭の一部のビットが同一な可変長のプレフィックスで前記ノードIDの先頭の一部を上書きし、
前記非ブートストラップノードのプレフィックスのビット長は、該非ブートストラップノードに前記ネットワーク上で最も近いブートストラップノードが前記仮想円周上にマッピングされた位置と、前記仮想円周上で該非ブートストラップノードを該ブートストラップノードと挟むようにマッピングされたブートストラップノードの位置との間の距離が長くなるに連れて短くなるように定められることを特徴とする分散管理ネットワークシステム。 A plurality of nodes including at least one bootstrap node and connected to a network;
The node has a node ID based on a hash value of unique attribute information, is mapped according to the node ID on a virtual circumference, and is mapped on the virtual circumference; and the virtual circumference In the distributed management network system in which a node that manages the data is determined based on the position of the data mapped according to the hash value above,
The bootstrap node overwrites a part of the head of the node ID with a uniquely assigned fixed-length prefix,
Among the nodes, the non-bootstrap nodes other than the bootstrap node are a part of the head of the node ID with a variable length prefix having the same part of the head of the prefix of the bootstrap node closest to the network. Overwrite
The bit length of the prefix of the non-bootstrap node is such that the bootstrap node closest to the non-bootstrap node on the network is mapped on the virtual circumference and the non-bootstrap node on the virtual circumference. A distributed management network system, characterized in that the distance between the bootstrap node and the position of the bootstrap node mapped so as to be sandwiched between the bootstrap node is determined so as to become shorter.
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