JP2011002970A - 分散データ管理システム、データ管理装置、データ管理方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マルチマスタ状態になったときに、マスタ調停が行われて、新しいマスタ(レプリカR4)が選定された場合、レプリカR4は、「新たにマスタが選定され、かつ、その新たに選定されたマスタが旧マスタと異なる場合」に該当するので、マスタ世代番号を更新する。そして、レプリカR2,R3が、旧マスタ(データベース装置10A)および新しいマスタ(レプリカR4)から同じ議題番号「100」を含むProposeを受信した時に、マスタ世代番号の大きい方に基づいて、ログ更新およびブロック更新を行う。
【選択図】 図2
Description
本実施形態における分散データベースシステム1は、図1に示すように、例えば、5台のデータベース装置10(10A,10B,10C,10D,10E)とクライアント端末20とが、ネットワーク30を介して、通信可能に接続されている。なお、図1では、データベース装置10は5台記載しているが、3台以上であれば5台以外でも構わない。また、クライアント端末20は、図1では1台しか記載されていないが、2台以上であっても構わない。なお、データベース装置10は、特許請求の範囲に記載したデータ管理装置である。
始めに、本実施形態の概要について、図2を用いて説明する。図2において、縦方向の下に向かって時間が経過するものとする。そして、5台のデータベース装置10A,10B,10C,10D,10Eの中、データベース装置10Aがマスタとして動作し、残りの4台のデータベース装置10B,10C,10D,10Eがレプリカとして動作しているものとする。ここで、データベース装置10A,10Bとデータベース10C,10D,10Eとの間で、ネットワーク30が分断したものとする。なお、以降の説明では、データベース装置10Aをマスタ、データベース装置10B,10C,10D,10EをそれぞれレプリカR1,R2,R3,R4と称することもある。
次に、データベース装置10(10A,10B,10C,10D,10E)の構成および機能について、図3を用いて説明する。図3に示すように、各データベース装置10は、処理部11および記憶部14を備える。処理部11は、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)とメインメモリとで構成され、記憶部14に格納されているアプリケーションプログラムをメインメモリに展開して、各機能を具現化する。そして、処理部11は、図示しない通信部を介して、クライアント端末20(図1参照)からの処理要求を受け付け、その処理要求に対する応答を返信する。記憶部14は、キャッシュメモリや二次記憶部等で構成され、各種プログラムや処理部11の演算結果やデータベース装置10間で送受信したメッセージを記憶する。
次に、本実施形態のレプリカにおけるマスタ選定処理の流れについて、図4を用いて説明する(適宜図3参照)。なお、本実施形態では、マスタ調停は、分散調停プロトコルの第1〜第3のフェーズ(Prepare/Propose/Commit)を用いて実行する。
次に、マスタによるデータの複製処理について、マスタが自身の二次記憶部にデータを複製する場合およびマスタがレプリカにデータを複製する場合について説明する(適宜図1,3参照)。
レプリカにおける処理の流れについて、図5を用いて説明する(適宜図3参照)。なお、レプリカは、受信したマスタ世代番号および受信した議題番号を記憶部14に記憶しているが、以降の説明では、記憶部14に記憶している中で最大のマスタ世代番号gを「記憶部で最大のマスタ世代番号gm」、および記憶部14に記憶している中で最大の議題番号iを「記憶部で最大の議題番号im」と称す。
図2を具体例として、レプリカR2,R3,R4(データベース装置10C,10D,10E)における本実施形態の処理の流れを説明する(適宜図4,図5、図6参照)。レプリカR2,R3,R4は、議題番号「98」まで調停済みであり、マスタ(データベース装置10A)のマスタ世代番号が「200」であるものとする。図4に示すように、レプリカR4は、ネットワーク30の分断にともなって、マスタからのリースパケットをリースタイム時間以内に受信できなかったため、マスタ調停を開始する。第1のフェーズ(Prepareフェーズ)では、レプリカR4は、新規議題番号「99」を発行し、Prepare(g,i,n,v)をすべてのデータベース装置10に送信する。レプリカR2,R3は、図5に示すステップS501では、受信したマスタ世代番号gと記憶部で最大のマスタ世代番号gmとが等しいので、ステップS502で分散調停プロトコルを用いた応答PrepareACKを、レプリカR4へ返信する。
10(10A,10B,10C、10D,10E) データベース装置(データ管理装置)
11 処理部
12 分散調停プロトコル処理部
13 マスタ世代番号処理部
14 記憶部
30 ネットワーク
121 運転状態管理部
122 基本処理部
123 ブロック管理部
124 ログ管理部
125 議題管理部
126 議題調停部
131 マスタ世代番号更新処理部
132 送信処理部
133 比較処理部
134 否定処理部
135 更新処理部
136 再送要求処理部
137 補正処理部
Claims (12)
- 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムであって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
を備え、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より小さい場合、受信した前記情報に対する否定の応答を前記新しいマスタに選定されたレプリカに返信する、または、受信した前記情報を破棄する否定処理部と、
を備える
ことを特徴とする分散データ管理システム。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムであって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
を備え、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号に等しい場合、受信した前記情報に含まれる議題番号と前記記憶部に記憶される議題番号とを比較し、受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号以下のとき、受信した前記情報に含まれる議題番号と議題内容とを記憶する更新処理部、および受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号より大きいとき、前記記憶部において前記受信した前記情報に含まれる議題番号より小さい範囲の議題番号の中で欠番の議題番号に関連付けられた議題内容の再送を前記新しいマスタに選定されたレプリカに要求する再送要求処理部と、
を備える
ことを特徴とする分散データ管理システム。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムであって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
を備え、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より大きい場合、受信した前記情報に含まれる前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容の取得要求である問い合わせ通知を、自身以外のデータ管理装置に送信し、前記自身以外のデータ管理装置から前記問い合わせ通知に対する応答として、前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容およびその議題内容の議題番号を受信し、当該受信した応答に含まれる議題内容とその議題内容に付けられた議題番号とを前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶しているマスタ世代番号を受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号に更新する補正処理部と、
を備える
ことを特徴とする分散データ管理システム。 - 前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置の補正処理部は、
前記問い合わせ通知に対する応答に含まれる議題内容とその議題内容に付けられた議題番号とを前記記憶部に記憶する場合、
前記議題内容と、その議題内容に付けられた議題番号と同一の議題番号に付けられた、既に前記記憶部に記憶している議題内容とが異なる場合、当該記憶している議題内容を、前記受信した議題内容で上書きする
ことを特徴とする請求項3に記載の分散データ管理システム。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理装置であって、
議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部と、
自身がレプリカから新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より小さい場合、受信した前記情報に対する否定の応答を前記新しいマスタに選定されたレプリカに返信する、または、受信した前記情報を破棄する否定処理部と、
を備える
ことを特徴とするデータ管理装置。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理装置であって、
議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部と、
自身がレプリカから新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号に等しい場合、受信した前記情報に含まれる議題番号と前記記憶部に記憶される議題番号とを比較し、受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号以下のとき、受信した前記情報に含まれる議題番号と議題内容とを記憶する更新処理部、および受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号より大きいとき、前記記憶部において前記受信した前記情報に含まれる議題番号より小さい範囲の議題番号の中で欠番の議題番号に関連付けられた議題内容の再送を前記新しいマスタに選定されたレプリカに要求する再送要求処理部と、
を備える
ことを特徴とするデータ管理装置。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理装置であって、
議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部と、
自身がレプリカから新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理部と、
前記議題内容を作成する議題内容作成部と、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理部と、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理部と、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理部と、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より大きい場合、受信した前記情報に含まれる前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容の取得要求である問い合わせ通知を、自身以外のデータ管理装置に送信し、前記自身以外のデータ管理装置から前記問い合わせ通知に対する応答として、前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容およびその議題内容の議題番号を受信し、当該受信した応答に含まれる議題内容とその議題内容に付けられた議題番号とを前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶しているマスタ世代番号を受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号に更新する補正処理部と、
を備える
ことを特徴とするデータ管理装置。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理方法であって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理、
前記議題内容を作成する議題内容作成処理、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理、および、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理、
を実行し、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理、および、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より小さい場合、受信した前記情報に対する否定の応答を前記新しいマスタに選定されたレプリカに返信する、または、受信した前記情報を破棄する否定処理、
を実行する
ことを特徴とするデータ管理方法。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理方法であって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理、
前記議題内容を作成する議題内容作成処理、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理、および、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理、
を実行し、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理、および、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号に等しい場合、受信した前記情報に含まれる議題番号と前記記憶部に記憶される議題番号とを比較し、受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号以下のとき、受信した前記情報に含まれる議題番号と議題内容とを記憶する更新処理および受信した前記情報に含まれる議題番号が前記記憶部に記憶される議題番号より大きいとき、前記記憶部において前記受信した前記情報に含まれる議題番号より小さい範囲の議題番号の中で欠番の議題番号に関連付けられた議題内容の再送を前記新しいマスタに選定されたレプリカに要求する再送要求処理、
を実行する
ことを特徴とするデータ管理方法。 - 複数のデータ管理装置がネットワークを介して相互に通信可能に接続され、前記データ管理装置の中の1台をマスタとし、前記マスタ以外の他のデータ管理装置をマスタと同じデータを保持するレプリカとして動作させる分散データ管理システムにおいて用いられるデータ管理方法であって、
各前記データ管理装置は、議題番号と前記議題番号に関連付けられた議題内容と前記マスタのマスタ世代番号と前記マスタを選定したときの議題内容に付けられた議題番号とを記憶する記憶部を備えており、
前記レプリカは、
新しいマスタに選定されたときに、前記記憶部に記憶されたマスタ世代番号を増加するように更新するマスタ世代番号更新処理、
前記議題内容を作成する議題内容作成処理、
前記議題内容作成部によって新たに作成された議題内容に対して、議題番号を増加するように更新する議題番号更新処理、および、
前記更新された議題番号、当該議題番号に関連付けられた議題内容、前記更新されたマスタ世代番号、および前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号を含む情報を、新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置に送信する送信処理、
を実行し、
前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置は、
前記新しいマスタに選定されたレプリカから受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号と、前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号とを比較する比較処理、および、
受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号が前記記憶部に記憶されるマスタ世代番号より大きい場合、受信した前記情報に含まれる前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容の取得要求である問い合わせ通知を、自身以外のデータ管理装置に送信し、前記自身以外のデータ管理装置から前記問い合わせ通知に対する応答として、前記マスタを選定したときの議題内容に付けた議題番号より大きい議題番号の議題内容およびその議題内容の議題番号を受信し、当該受信した応答に含まれる議題内容とその議題内容に付けられた議題番号とを前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶しているマスタ世代番号を受信した前記情報に含まれるマスタ世代番号に更新する補正処理、
を実行する
ことを特徴とするデータ管理方法。 - 前記新しいマスタに選定されたレプリカ以外のデータ管理装置の補正処理部は、
前記問い合わせ通知に対する応答に含まれる議題内容とその議題内容に付けられた議題番号とを前記記憶部に記憶する場合、
前記議題内容と、その議題内容に付けられた議題番号と同一の議題番号に付けられた、既に前記記憶部に記憶している議題内容とが異なる場合、当該記憶している議題内容を、前記受信した議題内容で上書きする
ことを特徴とする請求項10に記載のデータ管理方法。 - 請求項8ないし請求項11のいずれか一項に記載のデータ管理方法を、コンピュータとしてのデータ管理装置に実行させるためのプログラム。
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CSNG200600684050; 荒木拓也ほか2名: 'マスターレスなDB同期システムとシームレスな動画視聴システムへの応用' 情報処理学会研究報告 第2006巻 第14号, 20060217, pp.299〜304, 社団法人情報処理学会 * |
CSNG200600924058; 堀井洋ほか2名: 'PAXOS ConsensusによるOLTP高可用化機構の提案とその実装' 情報処理学会研究報告 第2006巻 第78号, 20060714, pp.467〜474, 社団法人情報処理学会 * |
CSNG200900348020; 安倍広多: 'P2Pシステム上での安定したサービス提供基盤musasabi' 情報処理学会研究報告 第2009巻 第21号, 20090226, pp.131〜136, 社団法人情報処理学会 * |
JPN6013016034; 荒木拓也ほか2名: 'マスターレスなDB同期システムとシームレスな動画視聴システムへの応用' 情報処理学会研究報告 第2006巻 第14号, 20060217, pp.299〜304, 社団法人情報処理学会 * |
JPN6013043143; 安倍広多: 'P2Pシステム上での安定したサービス提供基盤musasabi' 情報処理学会研究報告 第2009巻 第21号, 20090226, pp.131〜136, 社団法人情報処理学会 * |
JPN6013043144; 堀井洋ほか2名: 'PAXOS ConsensusによるOLTP高可用化機構の提案とその実装' 情報処理学会研究報告 第2006巻 第78号, 20060714, pp.467〜474, 社団法人情報処理学会 * |
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