JP2009116855A - 分散ストレージ管理プログラム、分散ストレージ管理装置、および分散ストレージ管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】再構成を予定している記憶装置の複数通りの台数の公倍数Mを取得し、任意のファイル群を、公倍数M個分のクラスに十分均等に割り当てる。そして、記憶装置の台数を、複数通りの台数のうち現在の台数とは異なる他の台数に変更する場合、割り当てられた割当結果に基づいて、ファイル群をクラス単位で他の台数の記憶装置に均等になるように割り当てる。このように、記憶装置の台数変更時におけるファイルの再配置をクラス単位でおこなうことにより、再配置が必要となるファイル数を少なくすることができる。
【選択図】図5
Description
まず、本実施の形態にかかるストレージシステムのシステム構成について説明する。図1は、本実施の形態にかかるストレージシステムのシステム構成図である。図1において、ストレージシステム100は、分散ストレージ管理装置101と、複数のサーバ102−1〜102−nとがインターネット、LAN、WANなどのネットワーク110を介して相互に交信可能に接続されている。
つぎに、図1に示した分散ストレージ管理装置101、サーバ102−1〜102−nおよび外部装置103−1〜103−n(ここでは、単に「コンピュータ装置」という)のハードウェア構成について説明する。図2は、本実施の形態にかかるコンピュータ装置のハードウェア構成を示す説明図である。
(分散ストレージ管理装置101の機能的構成)
つぎに、実施の形態1にかかる分散ストレージ管理装置101の機能的構成について説明する。図3は、分散ストレージ管理装置の機能的構成を示すブロック図である。図3において、分散ストレージ管理装置101は、取得部301と、ファイル割当部302と、クラス割当部303と、作成部304と、配信部305と、を含む構成である。
つぎに、実施の形態1にかかる分散ストレージ管理装置101の分散ストレージ処理手順について説明する。図5は、実施の形態1にかかる分散ストレージ管理装置の分散ストレージ処理手順を示すフローチャートである。図5のフローチャートにおいて、まず、取得部301により、再構成を予定している記憶装置の台数の公倍数Mを取得したか否かを判断する(ステップS501)。
まず、ストレージサービスの運用を開始する前の稼働前準備について説明する。稼働前準備として、ストレージシステム100の管理者により、再構成を予定しているディスク装置D1〜Dnの複数通りの台数を設定する。ここでは、複数通りの台数{2,4,6}が設定されている。この結果、取得部301により、これら複数通りの台数{2,4,6}の最小公倍数M(M=12)が取得される。
以下、図6を用いて実施例1における分散ストレージ処理の概要について説明する。図6は、実施の形態1の実施例1における分散ストレージ処理の概要を示す説明図である。図6において、サーバ102−1,102−2に備えられたディスク装置D1,D2にファイルf1〜f24が記憶されている。
つぎに、実施例1における分散ストレージ処理手順について説明する。図7は、実施の形態1の実施例1における分散ストレージ処理手順を示すフローチャートである。図7のフローチャートにおいて、まず、再構成を予定しているディスク装置D1〜Dnの複数通りの台数の入力を受け付けたか否かを判断する(ステップS701)。
以下、図8を用いて実施例2における分散ストレージ処理の概要について説明する。図8は、実施の形態1の実施例2における分散ストレージ処理の概要を示す説明図である。図8において、4台のディスク装置D1〜D4にファイルf1〜f24がクラスC1〜C12単位で均等に記憶されている。
つぎに、実施例2における分散ストレージ処理手順について説明する。ここでは、ディスク装置D1〜Dnの台数を減らす変更指示があった場合における、それ以降の処理手順について説明する。図9は、実施の形態1の実施例2における分散ストレージ処理手順を示すフローチャートである。
つぎに、サーバ102−1〜102−nの情報処理手順について説明する。ここでは、新規ファイルfiの書込要求があった場合における書込処理手順を例に挙げて説明する。図11は、サーバの書込処理手順を示すフローチャートである。
つぎに、実施の形態2にかかる分散ストレージ管理装置101について説明する。実施の形態1では、再構成を予定している記憶装置の台数を予め決めておく必要があったが、実施の形態2では、再構成を予定している記憶装置の台数を決めることなくファイルの再配置を最小化する手法を提案する。
(A−2)各記憶装置に付与されているディスク番号(例えば、D1〜Dn)の小さいものからr台の記憶装置に割り当てるクラス数を(q+1)個、残余の記憶装置に割り当てるクラス数をq個に決定する。
(2)変更後(増設後)において、増設対象の記憶装置に割り当てるクラス数は、既存の記憶装置のクラス数以下である。
(3)既存の記憶装置のクラス数は、変更前(増設前)に比べて増加しない。
(B−2)増設対象となる(b−a)台の記憶装置に割り当てられているクラス数を0個として、b台の記憶装置を割り当てられているクラス数が降順となるようにソートする。
(B−3)ソートされたb台の記憶装置の先頭からr1台の記憶装置に割り当てるクラス数を(q1+1)個、残余の記憶装置に割り当てるクラス数をq1個に決定する。
(5)既存の記憶装置のうち、縮退対象の記憶装置以外の記憶装置のクラス数は、変更前(縮退前)に比べて減少しない。
(C−2)変更後(縮退後)のa台の記憶装置を、変更前(縮退前)の時点で割り当てられているクラス数が降順となるようにソートする。
(C−3)ソートされたa台の記憶装置の先頭からr2台の記憶装置に割り当てるクラス数を(q2+1)個、残余の記憶装置に割り当てるクラス数をq2個に決定する。
まず、ストレージサービスの運用を開始する前の稼働前準備について説明する。稼働前準備として、ストレージシステム100の管理者により、ファイル群を割り当てる任意のクラス数Mを設定する。ここでは、クラス数Mとして「17」が設定されている。この結果、取得部301により、クラス数M(M=17)が取得される。
以下、図13を用いて実施の形態2の実施例4における分散ストレージ処理の概要について説明する。図13は、実施の形態2の実施例4における分散ストレージ処理の概要を示す説明図である。
つぎに、実施の形態2の実施例4における分散ストレージ処理手順について説明する。まず、稼働前準備処理の具体的な処理手順について説明する。なお、クラス数Mを初期状態のディスク装置D1〜D5の台数a(a=5)で割ったときの商を「q」、余りを「r」とする。
以下、図16を用いて実施の形態2の実施例5における分散ストレージ処理の概要について説明する。図16は、実施の形態2の実施例5における分散ストレージ処理の概要を示す説明図である。
つぎに、実施の形態2の実施例5における分散ストレージ処理手順について説明する。なお、稼働前準備処理の具体的な処理手順については実施例4と同様のため説明を省略する。
つぎに、実施の形態3にかかる分散ストレージ管理装置101について説明する。実施の形態1,2では、クラス数Mとして運用開始前に何らかの固定値を決める必要があったが、実施の形態3では、実際に使用する記憶装置の台数に応じてクラス数Mを動的に変更する手法を提案する。
(7)2つのファイルがC(i+1)()で同じクラスに割り当てられるなら、その2つのファイルはC(i)()でも同じクラスに割り当てられる。
まず、ストレージサービスの運用を開始する前の稼働前準備について説明する。稼働前準備として、まず、クラス数の均等性を表わす均等性係数Xを決定する。ここでは、均等性係数Xとして「10」が決定されている。この結果、取得部301により、均等性係数X(X=10)が取得される。
C2(ファイル)=SHA1(ファイル名)の上位2バイトの値
C3(ファイル)=SHA1(ファイル名)の上位3バイトの値
以下、図18を用いて実施の形態3の実施例6における分散ストレージ処理の概要について説明する。図18は、実施の形態3の実施例6における分散ストレージ処理の概要を示す説明図である。
つぎに、実施の形態3の実施例6における分散ストレージ処理手順について説明する。まず、稼働前準備処理の具体的な処理手順について説明する。なお、初期状態のディスク装置D1〜Dnを、ディスク装置D1〜D20の20台(a=20)とする。
再構成を予定している記憶装置の台数の公倍数Mを取得する取得手段、
所定のアルゴリズムに従って、前記記憶装置に記憶されているファイル群を、前記取得手段によって取得された公倍数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段、
現在の台数から成る前記記憶装置を現在の台数とは異なる他の台数から成る記憶装置に変更する場合、前記クラスと割り当てられる記憶装置との対応関係を有する割当テーブルに従って、前記ファイル割当手段で割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段、
として機能させることを特徴とする分散ストレージ管理プログラム。
ファイル群を割り当てるクラスのクラス数Mを取得する取得手段、
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段、
前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当手段によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段、
として機能させることを特徴とする分散ストレージ管理プログラム。
前記ファイル群が現在の台数から成る記憶装置に記憶されている場合、前記クラスと現在使用されている記憶装置との対応関係を有する割当テーブルを参照して、前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数からなる記憶装置に割り当てることを特徴とする付記2に記載の分散ストレージ管理プログラム。
再構成を予定している記憶装置の台数の公倍数Mを取得し、
前記ファイル割当手段は、
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得された公倍数M個分のクラスに割り当て、
前記クラス割当手段は、
前記記憶装置の使用台数をa台からb台(ただし、a<b)に変更する場合、a台の記憶装置にそれぞれ割り当てられているM/a個のクラスのうち、(M/a−M/b)個のクラスを、変更対象となる(b−a)台の記憶装置にそれぞれ割り当てることを特徴とする付記2または3に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記記憶装置の使用台数をb台からa台(ただし、a<b)に変更する場合、変更対象となる(b−a)台の記憶装置に割り当てられている(M×(1−a/b))個のクラスを、a台の記憶装置に(M/a−M/b)個のクラスずつそれぞれ割り当てることを特徴とする付記4に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記クラス割当手段によって割り当てられた割当結果に基づいて、前記クラスと当該クラスが割り当てられた記憶装置との対応関係を有する割当テーブルを作成する作成手段、
前記作成手段によって作成された割当テーブルを、前記記憶装置に対するファイルのリード/ライトを制御する情報処理装置に配信する配信手段として機能させることを特徴とする付記2〜5のいずれか一つに記載の分散ストレージ管理プログラム。
再構成を予定している記憶装置の複数通りの台数ごとに、前記クラスと当該クラスが割り当てられる記憶装置との対応関係を有する割当テーブルを作成することを特徴とする付記6に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記記憶装置の使用台数をa台からb台(ただし、a<b)に変更する場合、変更対象となる(b−a)台の記憶装置に割り当てられているクラス数を0個として、前記b台の記憶装置に割り当てられているクラス数が降順となるようにソートした結果、前記b台の記憶装置のうち、先頭からr台(ただし、rは、Mをaで割った余り)の記憶装置に(q+1)個(ただし、qは、Mをaで割った商)のクラスを割り当てるとともに、残余の記憶装置にq個のクラスを割り当てることを特徴とする付記2に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記記憶装置の使用台数をb台からa台(ただし、a<b)に変更する場合、前記a台の記憶装置を変更前の時点で割り当てられているクラス数が降順となるようにソートした結果、前記a台の記憶装置のうち、先頭からr台(ただし、rは、Mをaで割った余り)の記憶装置に(q+1)個(ただし、qは、Mをaで割った商)のクラスを割り当てるとともに、残余の記憶装置にq個のクラスを割り当てることを特徴とする付記8に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記クラス割当手段によって割り当てられた割当結果に基づいて、前記クラスと当該クラスが割り当てられる記憶装置との対応関係を有する割当テーブルを作成する作成手段、
前記作成手段によって作成された割当テーブルを、前記記憶装置に対するファイルのリード/ライトを制御する情報処理装置に配信する配信手段として機能させることを特徴とする付記8または9に記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記ファイル群を割り当てるクラスの複数のクラス数{M1,M2,…,Mn}を取得し、
前記ファイル割当手段は、
前記取得手段によって取得された複数のクラス数{M1,M2,…,Mn}の中から、前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数に応じて選択されたクラス数M個分のクラスに割り当てることを特徴とする付記8〜10のいずれか一つに記載の分散ストレージ管理プログラム。
前記ファイル割当手段は、
前記複数のクラス数{M1,M2,…,Mn}の中から、前記記憶装置に割り当てられるクラス数の均等性を表わす係数Xと、前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数とを掛け合わせた値よりも大きくなる最小のクラス数Mを選択することを特徴とする付記11に記載の分散ストレージ管理プログラム。
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段と、
前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当手段によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段と、
を備えることを特徴とする分散ストレージ管理装置。
前記制御手段により、ファイル群を割り当てるクラスのクラス数Mを取得する取得工程と、
前記制御手段により、所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得工程によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当工程と、
前記制御手段により、前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当工程によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当工程と、
を実行することを特徴とする分散ストレージ管理方法。
101 分散ストレージ管理装置
102−1〜102−n サーバ
103−1〜103−n 外部装置
301 取得部
302 ファイル割当部
303 クラス割当部
304 作成部
305 配信部
400,1200 割当テーブル
C1〜C12 クラス
D1〜Dn ディスク装置
f1〜f24,fi,fj ファイル
Claims (7)
- コンピュータを、
再構成を予定している記憶装置の台数の公倍数Mを取得する取得手段、
所定のアルゴリズムに従って、前記記憶装置に記憶されているファイル群を、前記取得手段によって取得された公倍数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段、
現在の台数から成る前記記憶装置を現在の台数とは異なる他の台数から成る記憶装置に変更する場合、前記クラスと割り当てられる記憶装置との対応関係を有する割当テーブルに従って、前記ファイル割当手段で割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段、
として機能させることを特徴とする分散ストレージ管理プログラム。 - コンピュータを、
ファイル群を割り当てるクラスのクラス数Mを取得する取得手段、
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段、
前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当手段によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段、
として機能させることを特徴とする分散ストレージ管理プログラム。 - 前記取得手段は、
再構成を予定している記憶装置の台数の公倍数Mを取得し、
前記ファイル割当手段は、
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得された公倍数M個分のクラスに割り当て、
前記クラス割当手段は、
前記記憶装置の使用台数をa台からb台(ただし、a<b)に変更する場合、a台の記憶装置にそれぞれ割り当てられているM/a個のクラスのうち、(M/a−M/b)個のクラスを、変更対象となる(b−a)台の記憶装置にそれぞれ割り当てることを特徴とする請求項2に記載の分散ストレージ管理プログラム。 - 前記クラス割当手段は、
前記記憶装置の使用台数をb台からa台(ただし、a<b)に変更する場合、変更対象となる(b−a)台の記憶装置に割り当てられている(M×(1−a/b))個のクラスを、a台の記憶装置に(M/a−M/b)個のクラスずつそれぞれ割り当てることを特徴とする請求項3に記載の分散ストレージ管理プログラム。 - 前記クラス割当手段は、
前記記憶装置の使用台数をa台からb台(ただし、a<b)に変更する場合、変更対象となる(b−a)台の記憶装置に割り当てられているクラス数を0個として、前記b台の記憶装置に割り当てられているクラス数が降順となるようにソートした結果、前記b台の記憶装置のうち、先頭からr台(ただし、rは、Mをaで割った余り)の記憶装置に(q+1)個(ただし、qは、Mをaで割った商)のクラスを割り当てるとともに、残余の記憶装置にq個のクラスを割り当てることを特徴とする請求項2に記載の分散ストレージ管理プログラム。 - ファイル群を割り当てるクラスのクラス数Mを取得する取得手段と、
所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得手段によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当手段と、
前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当手段によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当手段と、
を備えることを特徴とする分散ストレージ管理装置。 - 制御手段および記憶手段を備えるコンピュータが、
前記制御手段により、ファイル群を割り当てるクラスのクラス数Mを取得する取得工程と、
前記制御手段により、所定のアルゴリズムに従って、前記ファイル群を前記取得工程によって取得されたクラス数M個分のクラスに割り当てるファイル割当工程と、
前記制御手段により、前記ファイル群を記憶させる記憶装置の使用台数を現在の台数から他の台数に変更する場合、前記ファイル割当工程によって前記クラス数M個分のクラスにそれぞれ割り当てられたファイル群を、前記クラス単位で前記他の台数から成る記憶装置に割り当てるクラス割当工程と、
を実行することを特徴とする分散ストレージ管理方法。
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