KR0175460B1 - 분산 실시간 데이타 베이스 관리시스템에서의 클라이언트-서버 구조를 이용한 데이터 일치성 보장 백업 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 교환기 백업 기능의 본래 목적인 데이터와 디스크의 데이터 일치성을 보장하고 실시간 시스템의 성능을 만족하면서 로그데이터의 손실에도 불구하고 백업 가능한 클라이언트-서버(Client-Server)구조를 갖는 백업 방법을 제공하는데 있다.
이러한 본 발명은, 첫째, 로드이 손상이나 프로세서간 통신 전송을 위한 백업 프로세서의 주소값 상실등 백업 클라이언트-서버(Client-Server)에 의한 백업 불가능의 경우에도 교환기 시스템의 성능을 저하시키지 않고 디스크와 메모리의 데이터 일치성을 유지시켜 항상 정확한 데이터로 교환기를 운용할 수 있도록 높은 신뢰성을 제공한다.
둘째, 교환기 운용상 최빈 시간을 이용한 메모리 데이터 덤프를 저남하는 오딧 클라이언트-서버(Client-Server) 시스템의 운용으로 신속하고 정확한 데이터 백업 방법을 교환기 시스템에 제공함으로써 교환기 시스템의 성능을 크게 향상 시킬 수 있다.

Description

분산 실시간 데이터베이스 관리시스템(DBMS)에서의 클라이언트-서버(Client-Server)구조를 이용한 데이터 일치성 보장 백업 방법
제1도는 ATM 교환시스템의 분산 구조를 갖는 주기억장치 DBMS의 구조도.
제2도는 분산 실시간 시스템인 ATM 교환시스템 상에서 백업기능을 처리하기 위한 관련 불럭간의 구성 및 메세지의 흐름을 나타낸 구조도.
제3도는 ATM 교환시스템의 백업기능을 처리하기 위한 전체적인 흐름도.
본 발명은 분산 실시간 데이터베이스 관리시스템(DBMS)에서의 클라이언트-서버(Client-Server)구조를 이요안 데이터 일치성 보장 백업방법에 관한 것이다.
종래의 교환 시스템은 데이터베이스를 사용하지 않고 각 응용 프로그램마다 데이터를 정의하여 사용하였기 때문에 빠른 응답이 가능하였으나, 동일한 데이터들이 여러곳에 중복되어 있어 유지보수와 운용관리가 어려웠다. 따라서, 중복된 데이터를 감소시켜 유지보수와 운용관리가 효율적으로 이루어지도록 하고, 필요한 정보를 쉽게 얻을 수 있도록 모든 응용 프로그램들이 사용하는 데이터를 한 곳에 모아 종합적으로 관리해 주는 DBMS(DataBase Management System)를 구죽하게 되었으며, DBMS의 핵심기술인 메모리와 디스크간의 데이터의 일치성을 보장하기 위한 백업기능이 절대적으로 필요하게 되었다. 이러한 필요성에 따라 구현된 초기의 백업기능은 방대한 양의 데이터를 처리하며, 실시간 시스템인 교환기의 특성을 만족시키지 못하고, 데이터 사이의 불일치를 발생시켜 교환기의 성능에 막대한 영향을 미치게 되었다.
따라서, 실시간 시스템인 교환기 데이터를 정확하게 유지시키고, 교환기 성능에 만족할 만한 백업 처리 속도를 갖도록 실시간 DBMS에서의 백업 기능이 요구되었다.
실시간 DBMS에서의 백업기능은 응용프로그램과 DBMS의 커널 부분인 DBKG와의 인터페이스를 담당하는 DB라이브러리가 DBKG에게 변경, 추가, 삭제 명령어의 처리 요구를 하게 되면, DB라이브러리로부터 명령어 처리를 요구받은 DBKG는 실질적으로 메모리의 DB상에서 해당 데이터를 변경, 추가, 삭제하며, 명령어가 추가, 삭제인 경우는 DB를 고나리하는 정보인 D/D(Directory/Dictionary) 내용도 변경한다. 이와동시에 디스크의 해당 DB에 백업시키기 위해 필요한 DB 및 D/D 변경 내용을 변경버퍼라는 미리 확보된 메모리 영역에 기록하여 둔다. DBKG에서 이와같은 작업을 완료하면, DB라이브러리로 완료되었음을 알리고, DB라이브러리는 변경버퍼를 DBSG로 전송한다.
DBSG는 전송된 변경버퍼를 받아 디스크의 DB에 적용할 수 있는 형태인 로그로 제작한다. 로그 제작이 완료되면 DBSG는 DB라이브러리에게 완료되었음을 알리고, DB라이브러리는 응용 프로그램에게 해당 명령어의 수행이 완료되었음을 알린다. 이와 동시에 DBSG는 제작된 로그를 디스크의 DB에 백업시키기 위하여 DBBG로 전송한다.
DBBG는 전송받은 로그를 로그 스풀이라는 로그 저장 장소에 저장해 놓으면, DBBG내의 백업을 담당하는 프로세스가 주기적으로 로그 스풀안에 로그가 있는지를 검사하여 로그가 존재하며 이 로그를 디스크의 DB에 적용시킨다.
그러나,이와 같은 방법은 DBSG내의 로그 스풀버퍼의 내용이 프로세서간 통신(IPC:Inter-Processor Communication)전송이나, 다른 운인에 의하여 손상을 받아 로그에서 데이터의 변경할 주소값을 나타내는 필드가 DB의 범위를 벗어나거나, 로그의 변경할 데이터의 크기값을 나타내는 필드가 IPC 전송 크기를 벗어나는 경우 또는 전송하고자 하는 백업 프로세서의 주소값을 갖는 DBSG내의 변수가 다른 원인에 의하여 손상을 받은 경우엔 DBBG의 백업프로세서로 로그를 전송하지 못하게 된다.
이런 결과로 DBSG내의 스풀버퍼에는 교환기의 많은 양의 데이터 변경 요구에 따라 로그가 계속 쌓이게 되며, DBSG의 스풀버퍼의 용량을 초과하게 되면 스플버퍼 풀(Spoolbuffer Full) 오류 메시지와 함께 응용프로그램상에서도 더 이상의 DB에 대한 변경, 삽입, 삭제 요구를 하지 못하게 된다.
따라서, 실시간의 특성을 만족시키며 방대한 양의 데이터를 변경해야만 하는 교환기 DBMS의 성능에 치명적인 영향을 미치게 된다. 따라서, 메모리와 디스크의 데이터 일치성을 유지하면서 실시간 시스템에 적용할 수 있는 백업 전용 클라이언트-서버(Client-Server)구조가 절실히 필요하게 되었다.
분산 실시간 DBMS에서 기존의 백업방식을 이용하는 경우 IPC전송이나 다른 원인에 의한 로그의 손상으로 로그가 변경할 데이터 주소값 필드와 로그의 데이터 크기 필드가 손상되거나, DBSG에서의 백업할 프로세서에 대한 정보값을 유실하는 경우, DBBG의 백업 프로세서로 데이터 백업이 이루어지지 못하고 교환기 데이터의 변경, 삽입, 삭제 요구를 실제적으로 수행하지 못하고, 교환기에 막대한 영향을 미쳐 교환기가 서비스를 중지해야 하는 상태를 유발시킴으로써, 교환기 자체의 신뢰도를 떨어뜨리는 경우가 발생한다. 이에 따라 IPC전송중에 로그가 손상되거나, 다른 요인에 의해 백업이 불가능한 경우에도 디스크와 메모리 사이의 데이터 일치성을 보장할 수 있는 백업전용 클라이언트-서버(Client-Server) 구조가 필요하게 되었다.
따라사, 본 발명의 목적은 교환기 백업 기능의 본래 목적인 데이터와 디스크의 데이터 일치성을 보장하고, 실시간 시스템의 성능을 만족하면서 로그 데이터의 손실에도 불구하고 백업 가능한 클라이언트-서버(Client-Server) 구조를 갖는 백업 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 비동기전달모드(ATM) 교환시스템의 실시간 데이터베이스 관리시스템에 적용되어 디스크와 메모리간의 데이터 일치성을 유지하기 위한 백업방법에 있어서, 백업 릴레이션에 대한 변경 요구가 수신되면 메모리 데이터베이스(DB)와 데이터 디렉토리/딕셔너리(D/D) 정보를 변경하고, 디스크 데이터베이스(DB)로의 백업을 위해 변경 버퍼에 상기 DB 및 D/D의 변경 내용을 기록한 다음, 상기 변경 버퍼를 백업 클라이언트로 전송하는 제1단계,
백업-클라이언트에서 상기 변경버퍼를 디스크 데이터베이스에 적용할 수 있는 형태인 로그로 제작하여 스풀버퍼내에 저장한 다음, 상기 저장된 로그의 손상이나, 운용유지보수 프로세서의 백업 서버로의 전송가능 여부를 확인하는 제2단계,
상기 제2단계에서 로그가 손상되지 않았고, 상기 백업 서버로의 전송이 가능한 경우에는 상기 저장된 로그를 상기 백업 서버로 전송하여 상기 백업 서버에 의해 디스크 데이터베이스를 갱신하도록 하는 제3단계, 및
상기 제2단계에서 로그의 전송이 불가능한 경우에는 오딧(Audit) 클라이언트를 이용해 변경할 릴레이션 정보를 오딧 서버로 전송하여 오딧 서버에 의해 디스크 데이터베이스에 수신한 정보를 덤프하도록 하는 제4단계를 포하만 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 비동기전달모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 교환시스템의 분산 구조를 갖는 주기억장치(Main Memory) DBMS의 구조도이다.
이 ATM 교환기는 ACS(ATM Central Switching Subsystem)(1)와 ALS(ATM Local Switching Subsystem)(2)의 2개의 서브 시스템을 구비한다.
ACS(1)는 시스템을 운용하고, 유지 및 관리하는 기능과 다양한 트래픽 정보, 통계 및 과금 정보를 유지하는 기능 등을 수행하며, OMP(Operation and Maintenance Processor)(3)를 구비하고 있다.
ALS(2)는 일반 가입자의 접속 처리를 수행하는 프로세서로서, 가입자 정합회로와 함께 가입자 서비스 요구에 따른 접속 제어를 수행하며, 접속 수락 제어, 폭주 제어(congestion contro)등의 트래픽 제어 기능을 수행한다. ALS(2)는 가입자에 따라 다수로 설치되며 CCCP(Call and Connection Control Processor)(4)를 구비하고 있다.
ISNM(Interconnection Switch Network Module)(5)각 ASNM(ATM Switch Network Module)(6)에 대한 스위치를 담당하고, ASNM(6)은 ALS(2)내의 가입자 스위치를 담당하는데, OMP(3)는 ISNM(5)의 한 포트에, 그리고 CCCP(4)는 ASNM(6)의 한 포트에 각각 IMI(Inter Module Interface) 링크를 통해 연결되어 메세지를 송수신한다.
CCCP들간의 통신은 ASN-ISNM-ASN의 3단 구조이고, OMP와 CCCP간의 통신은 ISNM-ASN의 2단 구조이다.
ATM DBMS 는 여러 프로세서에 분산되어 있는 데이터를 관리하기 위하여 각 프로세서에 분산되어 존재하고, 실시간 처리를 위해서 주기억장치에 상주하며, 데이터를 검색 및 변경하는 기능, 원격 데이터 처리 기능, 중복 데이터 처리 기능, 데이터 백업 기능, 데이터 회복 기능, 동시성 제어 기능, 트랜잭션 관리 기능 등을 제공하고 있다.
위의 프로세서들 중 OMP(3)의 DBMS는 DBKG(Database Kernel Group), DBBG(Database Backup Group), DBSG(Database Supporting Group), DBTG(Database Transaction Group), 그리고 DBQG(Database Query Group)의 5개 블럭을 구비하고, CCCP(4)의 DBMS는 DBKG, DBSG 와 DBTG 세개의 블럭을 구비한다. CCCP와 비교하여 OMP만의 차이점을 디스크가 장착되어 있다는 점과 운용자로부터 입력을 받을 수 있는 기능을 수행한다는 점이다. 따라서 OMP만이 디스크의 접근을 수행하는 DBBG 블럭과, 운용자 터미널과 ATM 교환기 시스템과의 인터페이스를 수행하는 DBQG 블럭을 구비한다.
DBMS의 각 블럭들은 응용 프로그램 또는 사용자로부터 직접 입력되는 요구들로부터 데이터를 조작하도록 하는 요청을 받아 수행하고, 그 결과를 되돌려 주는 역할을 분담한다. DBKG는 처리 요구가 들어온 데이터의 검색 및 변경 내용에 따라 실제로 데이터베이스 내의 데이터를 검색 및 변경, 동시성 제어, 로그 생성 기능 등을 담당한다. DBSG는 응용 프로그램 내에서 원경 데이터에 대한 검색 및 변경 요구를 처리하도록 DBKG에게 요구하는 기능과, 원격 데이터 처리를 위해 타 프로세서의 DBMS간의 통신 기능을 수행하고, DBBG는 운용자 터미널 또는 PC 상에서 발생하는 온라인(on-line) 대화형 질의어 처리 기능을 수행한다.
제2도는 분산 실시간 시스템인 ATM 교환시스템 상에서 백업기능을 처리하기 위한 관련 블럭간의 구성 및 메세지의 흐름을 나타낸 구조도이다.
응용 프로그램내에서 백업이 필요한 일반 릴레이션의 데이터에 대해 변경, 추가, 삭제 명령어를 사용하면 응용 프로그램과 DBMS의 커널 부분인 DBKG와의 인터페이스를 담당하는 DB 라이브러리(DBLIB)가 DBKG에게 해당 명령어의 처리를 요구한다.
DBLIB로부터 명령어 처리를 요구 받은 DBKG는 실질적으로 메모리의 DB상에서 해당 데이터를 변경, 추가, 삭제하고, 또한 명령어가 추가, 삭제인 경우는 DB를 관리하는 정보인 D/D(Dircetory/Dictionary)내용도 변경한다.
이와 동시에 디스크의 해당 DB에 백업시키기 위하여 필요한 DB 및 D/D 변경 내용을 변경 버퍼라는 미리 확보된 메모리 영역에 기록하여 둔다. DBKG에서 이와 같은 작업을 완료하면 DBLIB로 완료되었음을 알리고, DBLIB는 변경 버퍼를 DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)로 전송한다. DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)는 전송된 변경 버퍼를 받아 디스크의 DB에 적용할 수 있는 형태인 로그로 제작한다.
로그 제작이 완료되면 DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)는 DBLIB에게 완료되었음을 알리고, DBLIB는 응용 프로그램에서 해당 명령어의 수행이 완료 되었음을 알린다(1). 이와 동시에 DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)는 제작된 로그를 디스크의 DB에 백업시키기 위하여 DBBG의 백업 서버(Backup Server)로 전송한다(2). DBBG의 백업 서버(Backup Server)는 전송받는 로그를 로그 스풀이라는 로그 저장 장소에 저장해 놓으면 DBBG의 백업 서버(Backup Server)내에 백업을 담당하는 프로세스가 주기적으로 로그 스풀안에 로그가 있는지를 검사하여 로그가 존재하면 이 로그를 디스크의 DB에 적용시킨다.
그러나, (1)의 과정이 끝나고, (2)의 과정에서 제작된 로그의 주소값 필드 또는 로그의 크기값 필드가 손상된 경우나 백업할 프로세서의 주소값을 갖고 있는 릴레이션의 값이 손상되어 백업할 프로세서를 알 수 없을 경우에는, DBSGㄴ내의 백업 클라이언트(Backup Client)가 오딧 클라이언트(Audit Client)는 오딧 클라이언트(Audit Client)에게 변경되어야 하는 릴레이션에 대한 ID값을 전달한다. 오딧 클라이언트(Audit Client)는 전달받은 릴레이션에 대한 ID값을 저장하게 되고, 교환기의 운용시간중 최빈 사용 시간에 오딧 클라이언트(Audit Client)는 LDB 에서 변경을 요하는 해당 릴레이션을 릭어 OMP의 오딧 서버(Audit Server)에게 전달한다.
OMP의 오딧 서버(Audit Server)는 오딧 클라이언트(Audit Client)로부터 받은 릴레이션 데이터를 디스크(Disk)의 해당 프로세서의 PLD에 덤프(Dump)함으로써, 메모리와 디스크사이의 데이터 일치성을 완전하게 보장할 수 있도록 한다.
또한, 이 방법은 일단 오딧 클라이언트(Audit Client)가 구동되면, DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)는 자신의 스풀버퍼에 로그를 저장하지 않고, 변경될 릴레이션에 대한 정보를 오딧 클라이언트(Audit Client)에게 전달함으로써, 스풀버퍼가 용량을 초과하여 데이터 변경에 대한 요구를 받아들지 못하여 교환기의 서비스를 중지시켜야 하는 것을 방지 할 수 있다.
제3도는 ATM 교환시스템의 백업 기능을 처리하기 위한 전체적인 흐름도이다.
백업 기능 처리는 응용 프로그램으로부터 백업 릴레이션에 대한 변경요구를 받으면(101) 데이터베이스 라이브러리(DBLIB)는 DBKG에게 메모리 DB의 변경 요구를 한다(102).
DBKG는 데이터베이스(DB)에 실제적으로 변경을 수행하며, 변경 요구 내용이 데이터 추가, 삭제인 경우는 D/D 정보를 변경시킨다(103). DBKG는 디스크 DB의 백업을 위해 변경 버퍼에 DB 및 D/D 변경 내용을 기록한다(104). 그런 다음 DBKG는 DBLIB에게 작업이 완료되었음을 알리고(105), 작업완료를 수신한 DBLIB는(106) 변경버퍼를 DBSG의 백업 클라이언트로 전송한다(7). DBSG의 백업 클라이언트(Backup Client)는 전송받은 변경버퍼를(108) 디스크 DB에 적용할 수 있는 형태인 로그로 제작한다(109). DBSG 백업 클라이언트(Backup Client)는 DBLIB에게 로그제작이 성공적으로 끝났음을 알리고(110), 로그제작 완료를 전송받은 DBLIB는 응용프로그램에게 변경요구가 완료되었음을 알린다(111,112). DBSG 백업 클라이언트(Backup Client)는 OMP DBBG 백업 서버(Backup Server)에게 로그를 전송하기 위해 자신의 스풀버퍼내에 저장된 로그를 체크하며, 이 과정에서 로그가 손상되었거나 OMP DBBG 백업 서버(Backup Server)로의 IPC전송이 불가능한지를 검사한다(113).
로그가 손상도지 않았고, OMP DBBG 백업 서버(Backup Server)로의 IPC 전송도 가능한 경우엔 백업 클라이언트-서버(Backup Client-Server)를 이용한 데이터 백업을 진행하기 위해 OMP의 DBBG 백업 서버(Backup Server)로 로그를 전송한다(114).
로그를 수신한(115) OMP DBBG 백업 서버(Backup Server) 는 자신의 로그 스풀에 수신한 로그를 저장하고(116), DBSG 백업 클라이언트(Backup Client)에게 로그 전송이 완료되었음을 알린 후(117), 운용유지보수 프로세서의 디스크에 로그 수신내용을 백업한다(118).
한편, (113)의 과정에서 로그 수신이 불가능한 경우 DBSG 백업 클라이언트(Backup Client)은 오딧 클라이언트(Audit Client)를 구동하고(119), 오딧 클라이언트(Audit Client)에게 변경되어야 하는 릴레이션의 ID 값을 전송한다(120).
릴레이션의 ID 값을 수신한 오딧 클라이언트(Audit Client)는(121) LDB에서 변경할 릴레이션에 관한 정보를 읽어(122), 오딧 서버(Audit Server)에게 전송한다(123). LDB에서 변경할 릴레이션에 관한 정보를 수신한(124) 오딧 서버(Audit Server)는 오딧 클라이언트(Audit Client)에게 변경할 릴레이션의 정보전송이 완료되었음을 알리고(125), 운용 유지보수 디스크에 수신한 정보를 덤프(Dump) 함으로써(126), 디스크 데이터와 메모리 데이터의 일치성을 위한 백업을 완료한다.
따라서, 상기와 같이 수행되는 본 발명은 ATM 교환기의 분산 실시간 DBMS에 적용되어 다음과 같은 효과를 초래한다.
첫째, 로그의 손상이나 프로세서간 통신 전송을 위한 백업 프로세서의 주소값 상실등 백업 클라이언트-서버(Backup Client - Server)에 의한 백업이 불가능한 경우에도 교환 시스템의 성능을 저하시키지 않고 디스크와 메모리의 데이터 일치성을 유지시켜 항상 정확한 데이터로 교환기를 운용할 수 있도록 높은 신뢰성을 제공한다.
둘째, 교환기 운용상 최빈 시간을 이용한 메모리 데이터 덤프를 전담하는 오딧 클라이언트-서버(Audit Client - Server) 시스템의 운용으로, 신속하고 정확한 데이터 백업 방법을 교환 시스템에 제공함으로써, 교환 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

Claims (3)

  1. 비동기전달모드(ATM) 교환시스템의 실시간 데이터베이스 관리시스템에 적용되어 디스크와 메모리간의 데이터 일치성을 유지하기 위한 백업방법에 있어서, 백업 릴레이션에 대한 변경 요구가 수신되면 메모리 데이터베이스(DB)와 데이터 디렉토리/딕셔너리(D/D) 정보를 변경하고, 디스크 데이터베이스(DB)로의 백업을 위해 변경 버퍼에 상기 데이터베이스(DB) 및 데이터 디렉토리/딕셔너리(D/D)의 변경 내용을 기록한 다음, 상기 변경 버퍼를 백업 클라이언트로 전송하는 제1단계, 백업-클라이언트에서 상기 변경버퍼를 디스크 데이터베이스(DB)에 적용할 수 있는 형태인 로그로 제작하여 스풀버퍼내에 저장한 다음, 상기 저장된 로그의 손상이나, 운영유지보수 프로세서의 백업 서버로의 전송가능 여부를 확인하는 제2단계, 상기 제2단계에서 로그가 손상되지 않았고 상기 백업 서버로의 전송이 가능한 경우에는 상기 저장된 로그를 백업 서버로 전송하여 상기 백업 서버에 의해 디스크 데이터베이스(DB)를 갱신하도록 하는 제3단계; 및 상기 제2단계에서 로그의 전송이 불가능한 경우에는 오딧 클라이언트(Audit Client)를 이용해 변경할 릴레이션 정보를 오딧 서버로 전송하여 상기 오딧 서버에 의해 디스크 데이터베이스에 변경할 릴레이션 정보를 덤프하도록 하는 제4단계를 포함하는 데이터 일치성 보장을 위한 백업 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는, 상기 백업 클라이언트에서 상기 백업 서버로 저장된 로그를 전송하는 단계, 상기 로그를 수신한 상기 백업 서버에서 자신의 로그 스풀에 상기 로그를 정장한 다음, 상기 백업 클라이언트로 그 결과를 전송하는 단계, 및 상기 백업 서버에서 운용유지보수 프로세서의 디스크 데이터베이스에 로그 수신 내용을 백업하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 데이터 일치성 보장을 위한 백업 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제4단계는, 오딧 클라이언트를 구동하여 상기 오딧 클라이언트로 변경되어야 하는 릴에이션의 식별자(ID) 값을 전송하는 단계, 릴레이션의 ID 값을 수신한 상기 오딧 클라이언트가 변경할 릴레이션에 관한 정보를 읽어 오딧 서버로 전송하는 단계, 및 변경할 릴레이션에 관한 정보를 수신한 상기 오딧 서버가 상기 오딧 클라이언트로 전송 결과를 통보하고, 운용유지보수 프로세서의 디스크 데이터베이스에 변경할 릴레이션 정보를 덤프하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 데이터 일치성 보장을 위한 백업 방법.
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