JP2002149467A - メモリオーバーヘッドを有すること無く複製されたデータベースにおいて書き込みコンフリクトを検出する方法 - Google Patents

メモリオーバーヘッドを有すること無く複製されたデータベースにおいて書き込みコンフリクトを検出する方法

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JP2002149467A
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Markus Baumeister
バオマイスター マルクス
Steffen Hauptmann
ハオプトマン シュテフェン
Karin Klabunde
クラブンデ カリン
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    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/10Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/1095Replication or mirroring of data, e.g. scheduling or transport for data synchronisation between network nodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/16Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/23Updating
    • G06F16/2308Concurrency control

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、データ損失を回避し、従って、分
散型ソフトウェアシステムの異なるユーザ、いわゆるク
ライアントがデータベースに同時に書き込みアクセスす
る場合にいわゆる損失更新問題を解決するソフトウェア
システムを有するネットワークを提供することを目的と
する。 【解決手段】 本発明は、ネットワークノード(1乃至
3)を有するネットワークと、データ管理システム(7
乃至9)を有し全てのネットワークノードにわたって分
散されたソフトウェアシステムとに係わり、このソフト
ウェアシステムは、データベース管理システム(7乃至
9)を有し、このデータベース管理システムは、クライ
アント(10乃至12)と呼ばれるユーザがデータオブ
ジェクトにアクセスするときデータオブジェクトの特徴
付けユニットを計算するために設けられ、特徴付けユニ
ットは、クライアント(10乃至12)に転送され、ク
ラインアント(10乃至12)は、特徴付けユニットを
記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークノー
ドを有するネットワーク、及び、データベース管理シス
テムを有し、ネットワークノード全体にわたって分散さ
れるソフトウェアシステムに関わる。
【0002】
【従来の技術】このようなネットワークは、Ralf Stein
metz (publishers) “Kommunikationin verteilten Sys
temen (KiVS) ”,11th ITG/GI Symposium, Darmstadt,
2−5March 1999, Stephan Abramowski, Heribert Baldu
s, Tobias Helbig: “Digitale Netze in Wohnungen−U
nterhaltungselektronik im Umbruch”, pp.340−351か
ら公知である。この刊行物では、本願で使用するソフト
ウェアを用いる、ホーム・エリアにおける将来のネット
ワークのための要件が記載される。データベース中の書
き込みコンフリクトがこのようなネットワークにおいて
どのようにして分散されたソフトウェアシステムで検出
されるかは更に説明しない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、データ損失
を回避し、従って、分散型ソフトウェアシステムの異な
るユーザ、いわゆるクライアントがデータベースに同時
に書き込みアクセスする場合にいわゆる損失更新問題を
解決するソフトウェアシステムを有するネットワークを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的は、クライアン
トと呼ばれるユーザがデータベース管理システムのデー
タオブジェクトにアクセスするとき、ソフトウェアシス
テムは、データオブジェクトの特徴付けユニットを計算
するために設けられるデータベース管理システムを有
し、特徴付けユニットはクライアントに転送され、クラ
イアントは特徴付けユニットを記憶する、冒頭段落に記
載するタイプのネットワークによって実現される。
【0005】ネットワークノード、及び、全てのネット
ワークノードにわたって分散されるソフトウェアシステ
ムを有するネットワークにおいて、データベース管理シ
ステムは(アプリケーション用の)プログラムとデータ
との間のインタフェースとしてデータ伝送を取り扱う。
タスクが、例えば、ユーザ及びアドミニストレーション
データの管理、並びに、ディジタルホームネットワーク
における装置のプレセットであるデータベースにおい
て、2人のクライアントからの2つの競争する読み出し
/書き込みアクセスから問題が生じ、この問題はしばし
ばデータ損失を結果として招き、いわゆる損失更新問題
として論文では呼ばれている。データ損失は、第1の書
き込みクライアントによって書き込まれるデータが、第
2の書き込みクライアントが第1のクライアントによっ
て書き込まれたデータを読むこと無く、第2の書き込み
クライアントによって上書きされることによって生ず
る。
【0006】データオブジェクトに対する各読み出しア
クセスでクライアント(例えば、アプリケーションが背
後にあるクライアント)はデータベース管理システムに
よって計算された特徴付けユニットと共に実際のデータ
オブジェクトを受信し、この特徴付けユニットはデータ
オブジェクトを、例えば、CRCチェックサム(巡回冗
長検査)又はハッシュ値の形態で特徴付け、このデータ
オブジェクトよりも相当小さい量のメモリ空間を必要と
する。クライアントがデータオブジェクトを変更するこ
とを意図する場合、書き込みアクセスがあるときに変更
されたデータオブジェクトと共にこの特徴付けユニット
をデータベース管理システムに送るよう、この特徴付け
ユニットを一時的に記憶する。
【0007】この書き込みアクセスが行われる前に、デ
ータベース管理システムは、クライアントによって伝達
される特徴付けユニットをデータベース管理システムに
よって計算される現在の特徴付けユニットと比較する。
2つの特徴付けユニットが適合する場合、クライアント
の書き込みアクセスは行われる。比較が負の結果を示し
特徴付けユニットが適合しない場合、データベース管理
システムは例えば、書き込みアクセスが拒絶される、又
は、データ一緒にすることが試みられるのような別のア
クションを実行する。
【0008】クライアントは、処理中にデータオブジェ
クトを変更し、分散された書き込み操作の場合、データ
ベース管理システムへのメッセージ中で特徴付けユニッ
トと共に変更のインジケーションを送る。
【0009】特徴付けユニットによって識別されるデー
タオブジェクトを有するネットワークにおいて、データ
への書き込みアクセスに関して中央で管理するユニット
を有することは必要でない。コンフリクトの検出は、書
き込み要求中に行われ、このために必要な追加情報は変
更されたデータを介して送信され得、そのために更なる
通信は必要でない。特徴付けユニットがデータベース中
に記憶されるデータから常に計算され得るため、書き込
みコンフリクトを検出する情報はデータベースに記憶さ
れる必要がない。結果として、データベース管理システ
ムは、ネットワークノードの故障の場合にデータを確保
するステータスデータを記憶する必要はなく、コンフリ
クトの検出のために最近記憶されたデータに関する時間
データを記憶する必要はない。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の面は、以下
に説明する実施例を参照して明らかになり明確になる。
【0011】図1は、バスシステム4によって複数のネ
ットワークノード1乃至3が互いと接続されるネットワ
ークを示す図である。バスシステム4は、任意のタイプ
のネットワークトポロジ又は通信システムでもよい。ネ
ットワークノード1乃至3は、無線のコネクション5及
び送受信局6を介してバスシステム4に接続されてもよ
い。この目的のために、例えば、赤外線、ウルトラシェ
ル、又は無線リンクが使用されてもよい。このようなネ
ットワークノードは、PC、及び、例えば、テレビジョ
ンセット、セットトップボックス、チューナ、カメラ、
ディジタルビデオレコーダ、CDプレーヤ等のような娯
楽用の電子機器の装置でもよい。
【0012】3つのネットワークノード1乃至3夫々に
は、データベース管理システム7乃至9と、少なくとも
1つのクライアント10乃至12とが分散されている。
更に、ネットワークノード1乃至3において分散された
データベース13乃至15があってもよい。
【0013】図2は、データオブジェクトへのクライア
ントの書き込みアクセス中の動作を明らかにする。本例
では、ネットワークノード1のクライアント(K1)、
及び、ネットワークノード2のクライアント(K2)
は、暗号鍵S1の下で記憶されているデータ(データ要
素)に夫々アクセスする。データベース中のデータオブ
ジェクトは、暗号鍵を用いて識別され得る。クライアン
ト10及びクライアント11夫々は、データオブジェク
トを読み出し、夫々のネットワークノードで局部的に変
更し、読み出されたデータオブジェクトを変更されたデ
ータオブジェクトで上書きすることを望み、それによっ
て変更がシステムを通じて持続される。
【0014】クライアント11は、暗号鍵S1を含む要
求16を介して分散型データベース管理システム(VD
BMS2)8に暗号鍵S1の下で記憶されているデータ
オブジェクトを求める。データベース管理システム8
は、例えば、そのローカル・データベース(DB2)1
4に要求16を、転送し、このローカル・データベース
は、返答17を介してデータオブジェクトをデータベー
ス管理システム8に返す。データベース管理システム8
は、データオブジェクト、及び、データオブジェクトか
ら計算される特徴付けユニットを含む返答17を伝達す
る。本例における特徴付けユニットは、チェックサムC
RC1から成る。
【0015】同様にして、クライアント10は、データ
ベース管理システム(VDBMS1)7を介して要求1
8によってローカル・データベース(DB1)13から
データオブジェクトを読み出す。ローカル・データベー
ス13から来るデータオブジェクトと共に、データベー
ス管理システム7によって与えられる返答19中のチェ
ックサム19もこのクライアント10に伝達される。2
つのローカル・データベース13及び14中のデータが
等しいため、クライアント10及び11夫々は同じ特徴
付けユニットCRC1を受信する。
【0016】クライアント10は、処理20中にデータ
オブジェクトを変更し、変更されたデータオブジェクト
を要求21において暗号鍵S1及び元のチェックサムC
RC1と共にデータベース管理システム7に送り、それ
により変更されたデータオブジェクトは暗号鍵S1の下
で記憶され得る。その後、データベース管理システム7
は、要求22を介して、暗号鍵S1下で記憶されている
データオブジェクトをローカル・データベース13に求
める。返答23において、データベース管理システム7
はローカル・データベース13から所望のデータオブジ
ェクトを受信し、自己問い合わせ24中にチェックサム
CRC1を計算する。
【0017】最近計算されたチェックサムCRC1が要
求21においてクライアント10がデータベース管理シ
ステム7に送ったチェックサムCRC1と適合する場
合、データはその間に変更されず、データオブジェクト
はいわゆる損失更新問題が発生することなくシステム全
体にわたって上書きされ得る。データのレプリカが存在
する場合、特徴付けユニットのチェックは2・フェーズ
コミットプロトコルの枠内で行われる。2・フェーズコ
ミットプロトコルは、分散型データベースと動作するい
わゆるトランザクション(データベースにアクセスする
操作のマッチングシーケンス)と使用される。変更及び
特徴付けユニットは、全てのレプリカの場所に送信さ
れ、複製されていない場合と同様にその場所で処理され
る。本例では、データベース管理システム7は従ってデ
ータベース管理システム8に変更要求25を送る。デー
タベース管理システム8は、要求26及びデータベース
14のリターン27を用いてローカル・データベースか
ら関心のあるデータを読み出す。その後、データベース
管理システム8は自己問い合わせ28を介して特徴付け
ユニットを計算する。この特徴付けユニットが送信され
た特徴付けユニットと適合する場合、データベース管理
システム8は書き込み操作を準備し、トランザクション
を実施することにコミットし、さもなければトランザク
ションの実施を阻止する。全てのレプリカの場所がコミ
ットする場合、書き込み操作30が実際に行われ、夫々
のデータベース13及び14によって確認31を介して
確認される。クライアント10は、返答32により、書
き込みデータオブジェクトのチェックサムの新しい値C
RC2を受信する。
【0018】その間に、処理33中、クライアント11
は、読み出した元のデータオブジェクトを局部的に変更
し、新しいコンテンツでデータオブジェクトを上書きす
るために、元々送られたチェックサムCRC1を含む要
求34をデータベース管理システム8に送る。データベ
ース管理システム8は、呼35を介してローカル・デー
タベース14に暗号鍵S1下で記憶されたデータオブジ
ェクトを求める。ローカル・データベース14は、クラ
イアントによって上書きされたデータオブジェクトを返
答36でデータベース管理システム8に返す。自己問い
合わせ37において、データベース管理システム8はこ
のデータオブジェクトのチェックサムCRC2を計算す
る。自己問い合わせ37は、要求34でクライアント1
1によって転送されたチェックサムCRC1と計算され
たチェックサムCRC2を比較し、チェックサムが適合
しないことを確立する。この理由により、クライアント
11はエラーメッセージ38を介して自身の書き込み操
作が誤ったことを通知される。データベース管理システ
ム8は、クライアント11がクライアント10によって
変更されたコンテンツを含むデータオブジェクトを読み
出していなく元々記憶されたデータオブジェクトだけを
知っていることを検知する。
【0019】クライアント11又はクライアント11の
背後にあるアプリケーションは、書き込みを破棄するか
新しいオブジェクトを読み出すかを判断し、変更し、再
び書き込んでもよい。チェックサムが2回目の読みの後
適合するため、書き込みアクセスはうまく実施され得
る。
【0020】或いは、分散型データベース管理システム
8は、様々な変更を合わす方法を管理し、損失更新問題
が発見された後これら方法を実行し、従って、この問題
にもかかわらず書き込みを可能にし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】複数のネットワークノードを有するネットワー
クを示す図である。
【図2】データオブジェクトへのクライアントの書き込
みアクセス中のアクションの順序を示すシグナリングフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1,2,3 ネットワークノード 4 バスシステム 5 無線コネクション 6 送受信局 7,8,9 分散型データベース管理システム 10,11,12 クライアント 13,14,15 分散型データベース 16,18,21,22,26,34 要求 17,19,23,32,36 応答 20,33 処理 24,28,37 自己問い合わせ 25 変更要求 27 リターン 30 書き込み操作 31 確認 35 呼 38 エラーメッセージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 シュテフェン ハオプトマン ドイツ連邦共和国,52064 アーヘン,ガ ルテンシュトラーセ 40 (72)発明者 カリン クラブンデ ドイツ連邦共和国,52064 アーヘン,ザ ナトーリウムシュトラーセ 13 Fターム(参考) 5B082 FA16 GA14 GB03 GB06 5B085 BA07 BG04 BG07 5B098 AA10 GA02 GD16 GD21 JJ03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネットワークノードと、全ての上記ネッ
    トワークノードにわたって分散されたソフトウェアシス
    テムとを有するネットワークであって、 上記ソフトウェアシステムは、データベース管理システ
    ムを有し、 上記データベース管理システムは、クライアントと呼ば
    れるユーザが上記データベース管理システムのデータオ
    ブジェクトにアクセスするときデータオブジェクトの特
    徴付けユニットを計算するために設けられ、 上記特徴付けユニットは、上記クライアントに転送さ
    れ、 上記クラインアントは、上記特徴付けユニットを記憶す
    るネットワーク。
  2. 【請求項2】 上記データベース管理システムは、上記
    クライアントで記憶される特徴付けユニットと実際の特
    徴付けユニットとを比較し、 上記データベース管理システムは上記特徴付けユニット
    が適合する場合に書き込みアクセスを実行し、 上記データベース管理システムは上記特徴付けユニット
    が適合しない場合に別の動作を実行することを特徴とす
    る請求項1記載のネットワーク。
  3. 【請求項3】 遠隔なデータベース管理システムは、分
    散型書き込み操作があるとき、変更の標識、及び、特徴
    付けユニットを夫々の合わさったメッセージ中で受信す
    ることを特徴とする請求項2記載のネットワーク。
JP2001289958A 2000-09-23 2001-09-21 メモリオーバーヘッドを有すること無く複製されたデータベースにおいて書き込みコンフリクトを検出する方法 Pending JP2002149467A (ja)

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