JP2014513852A - クラスタデータグリッドにおける拡張可能な中央集中型動的リソース分散 - Google Patents
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Abstract
Description
この特許文献の開示の一部分は、著作権保護の対象である資料を含む。著作権者は、特許商標庁の特許ファイルまたは記録に見られるような特許文献または特許の開示の任意の者による完全な複製に対しては異議がないが、それ以外の件についてはそれが何であっても全ての著作権を留保する。
本発明は、分散コンピューティング環境におけるデータキャッシング技術に関し、特に、クラスタネットワークのメンバ間でのデータのパーティショニングに関する。
分散コンピューティングおよび分散アルゴリズムは、性能と負荷容量の増加、高い利用可能性および障害迂回、ならびに、データへのより迅速なアクセスという理由から、多様な背景において、普及してきている。分散コンピューティングは、典型的には、アプリケーションの実行のようなタスクを解決し、複雑な計算問題を解き、または、ユーザに様々なサービスへのアクセスを提供するための、互いに通信する、多くの自律型コンピュータ(ノードとも呼ばれる)を含む。コンピュータノードの各々は、典型的にはその独自のプロセッサと、メモリと、他のノードへの通信リンクとを含む。コンピュータは、特定の場所(たとえば、クラスタネットワーク)内に位置してもよく、または、インターネット等の広域ネットワーク(LAN)を介して接続してもよい。たいていの場合、分散コンピュータは、互いに通信するために、かつ、タスク処理およびデータマネジメントを連係させるために、メッセージを利用する。
発明の様々な実施の形態に従うと、パーティショニングを実行する実際のメカニクスは分散アルゴリズムのままでありながら、クラスタノード間におけるデータのパーティショニングの決定部は集中化される。中央の分散コーディネータは、分散プランを生成する、中央集中型のロジックまたはアルゴリズム(ストラテジ)を実行し得る。分散プランは、データがクラスタの全てに亘ってどのようにパーティショニングされるかを制御する。この分散プランを実行するための作業は、すべてのメンバによって、個別にかつ非同期的に、分散アルゴリズムに従って、実行される。分散プランは、クラスタのすべてのメンバに通信することが可能で、そして、各メンバは、当該各メンバがそれ自体のみに関連付けるように、パーティショニングを実行する。たとえば、分散アルゴリズムに従って、あるノードは分散プランに照らして特定のパーティションを取得して、そのデータを取得するのに必要なステップを実行する必要があると判断してもよい一方で、他のノードはそれらの特定のノードに関連する他の個々のパーティションの転送を非同期で実行していてもよい。このように、データ分散のための中央集中型の管理および制御を同時に実現可能にしながら、単一の連係点によって引き起こされるボトルネックを回避できる。
クラスタ化されたデータ・グリッド内の機能の一つは、様々なクラスタ要素(ノード)間のデータストレージパーティションの分散を維持し、達成することである。この背景において、分散は、データストレージを提供する所与のクラスタ要素サーバ上の基本データおよびバックアップコピーのデータの両者の配列と考えることができる。
コンピュータノードのクラスタにわたって分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
上記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、上記グローバル状態へのアクセスを提供する中央の分散コーディネータとなる上記コンピュータノードの1つを特定することと、
上記コンピュータノードの間の上記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することと、
上記パーティションの分散に対する上記変更に基づいて、上記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全てに、上記分散プランへのアクセスを提供することと、
上記新たな分散プランを実施するために、上記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するために分散アルゴリズムを使用することとを含む。
上記分散コーディネータによってプラガブルな分散ロジックモジュールを呼び出すことを含み、上記プラガブルな分散ロジックモジュールは、コンピュータノードのクラスタの間で上記パーティションを分散するために利用されるアルゴリズムを調節するためにランタイムで切り替えられ得る。
送信者ノードと受信者ノードとの間の直接的な非同期通信の結果として、2つのコンピュータノード間を二地点間で個々のパーティションの転送を実行することを含み、上記分散コーディネータは上記パーティションの転送の命令に関与しない。
所与の各コンピュータノード毎に、上記所与のコンピュータノード上に位置する基本パーティションに関連付けられたバックアップパーティションを含むことを許される多数のコンピュータノードを限定する。
データセットの複数のパーティションを記憶しているコンピュータノードのクラスタを含み、上記パーティションは、コンピュータノードの上記クラスタにわたって分散しており、さらに、
コンピュータノードから選択された分散コーディネータを含み、上記分散コーディネータは、上記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、上記コンピュータノードの間の上記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的にグローバル状態を分析し、上記変更に基づいて新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全てに上記分散プランへのアクセスを提供し、
コンピュータノードの上記クラスタは、上記分散コーディネータによって生成された上記新たな分散プランを実行するために上記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独室して判断するための分散アルゴリズムを使用する。
送信者ノードと受信者ノードとの間の直接的な非同期通信の結果として、2つのコンピュータノード間を二地点間で個々のパーティションを送信することを有し、上記分散コーディネータは上記パーティションの転送の命令に関与しない。
所与の各コンピュータノードに対して、上記所与のコンピュータノード上に位置する基本パーティションに関連付けられたバックアップパーティションを含むことを許可されるコンピュータノードの数を限定する。
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
上記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、上記グローバル状態へのアクセスを提供する中央の分散コーディネータとなるように上記コンピュータノードの1つを特定することと、
上記コンピュータノードの間での上記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによりクラスタのグローバル状態を分析することと、
上記パーティションの分散に対する上記変更に基づいて、上記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全てに、上記分散プランへのアクセスを提供することと、
上記新たな分散プランを実施するために上記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するために分散アルゴリズムを使用することとを含む。
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶するための手段と、
上記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、上記グローバル状態へのアクセスを提供する中央の分散コーディネータとなるように上記コンピュータノードの1つを指定するための手段と、
上記コンピュータノードの間の上記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析するための手段と、
上記パーティションの分散に対する上記変更に基づいて、上記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全てに、上記分散プランへのアクセスを提供するための手段と、
上記新たな分散プランを実施するために上記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して決定するために分散アルゴリズムを使用するための手段とを含む。
上記分散コーディネータによってプラガブルな分散ロジックモジュールを呼び出すための手段を有し、上記プラガブルな分散ロジックモジュールは、コンピュータノードのクラスタの間で上記パーティションを分散するために利用されるアルゴリズムを調節するためにランタイムで切り替えられ得る。
送信者ノードと受信者ノードとの間の直接的な非同期通信の結果として、2つのコンピュータノード間を二地点間で個々のパーティションを送信するための手段を有し、上記分散コーディネータは上記パーティションの転送の命令に関与しない。
所与の各コンピュータノードに対して、上記所与のコンピュータノード上に位置する基本パーティションに関連付けられたバックアップパーティションを含むことを許される多数のコンピュータノードを限定する。
Claims (18)
- 拡張可能な集中型の動的なリソース分散を提供するためにコンピュータで実現される方法であって、前記方法は、
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
前記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、前記グローバル状態へのアクセスを提供する中央分散コーディネータとなる前記コンピュータノードの1つを指定することと、
前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することと、
前記パーティションの分散に対する前記変更に基づいて、前記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタ中のすべてのコンピュータノードに、前記分散プランへのアクセスを提供することと、
前記新たな分散プランを実施するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するための分散アルゴリズムを使用することとを含む、方法。 - 前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することは、
前記分散コーディネータによってプラガブルな分散ロジックモジュールを呼び出すことを含み、前記プラガブルな分散ロジックモジュールは、コンピュータノードのクラスタの間で前記パーティションを分散するために利用されるアルゴリズムを調節するためにランタイムで切り替えられ得る、請求項1に記載の方法。 - 分散アルゴリズムを使用することは、さらに、
送信ノードと受信ノードとの間の直接的な非同期通信の結果として、コンピュータノードのクラスタにおける2つのコンピュータノード間で二地点間での個々のパーティションの転送を実行することを含み、前記分散コーディネータは前記パーティションの転送の命令に関与しない、請求項1または2に記載の方法。 - 前記クラスタのグローバル状態は、クラスタ内の各コンピュータノードに対して前記パーティションのうちどれが割り当てられるかを示す情報を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記クラスタのグローバル状態は、クラスタ内の各コンピュータノードに対する現在の処理負荷を示す情報を含み、現在の処理負荷は、前記分散コーディネータにランタイムフィードバックの統計を定期的に送信する前記各コンピュータノードによって決定される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記クラスタのグローバル状態は、クラスタ内の各コンピュータノードのメモリ容量とプロセッサ容量とを示す情報を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数のパーティションは、さらに、基本パーティションの組とバックアップパーティションの組とを有し、分散コーディネータは、各基本パーティションが当該基本パーティションに関連付けられたバックアップパーティションとは異なる物理的ノード上に位置されることを確実にする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 分散コーディネータによって生成された新たな分散プランは、所与の各コンピュータノード毎に限られた数のコンピュータノード、前記所与のコンピュータノード上に位置する基本パーティションに関連付けられたバックアップパーティションを含むことを許される制限を課す、請求項7に記載の方法。
- 前記分散コーディネータは、前記クラスタ内のコンピュータノードの間での前記パーティションの分散のための単一の調節点を提供する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記新しい分散プランは、特定のパーティションが前記クラスタ内の指定されたコンピュータノード上に位置することを特定する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 1つ以上のコンピュータによって実行されると前記1つ以上のコンピュータに請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。
- 請求項11に記載のコンピュータプログラムを格納する、コンピュータ可読記憶媒体。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法のすべてのステップを実行するように構成された1つ以上のコンピュータを含む装置。
- 拡張可能な集中型の動的なリソース分散を提供するためのシステムであって、前記システムは、
データセットの複数のパーティションを記憶しているコンピュータノードのクラスタを含み、前記パーティションは、コンピュータノードの前記クラスタに亘って分散しており、さらに、
コンピュータノードから選択された分散コーディネータを含み、前記分散コーディネータは、前記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的にグローバル状態を分析し、前記変更に基づいて新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタ内のすべてのコンピュータノードに前記分散プランへのアクセスを提供し、
コンピュータノードの前記クラスタは、前記分散コーディネータによって生成された前記新たな分散プランを実行するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するための分散アルゴリズムを使用する、システム。 - 以下のステップの組を実行するために1つ以上のプロセッサによって実行可能な命令の1つ以上のシーケンスを格納する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記ステップは、
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
前記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、前記グローバル状態へのアクセスを提供する中央分散コーディネータとなる前記コンピュータノードの1つを指定することと、
前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することと、
前記パーティションの分散に対する前記変更に基づいて、前記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタ内のすべてのコンピュータノードに、前記分散プランへのアクセスを提供することと、
前記新たな分散プランを実施するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するための分散アルゴリズムを使用することとを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 拡張可能な集中型の動的なリソース分散を提供するための方法であって、前記方法は、
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することととを含み、前記分散コーディネータは前記コンピュータノードの中の1つであり、さらに、
前記パーティションの分散に対する前記変更に基づいて、前記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全体に、前記分散プランへのアクセスを提供することと、
前記新たな分散プランを実施するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するための分散アルゴリズムを使用することとを含む、方法。 - 以下のステップの組を実行するために1つ以上のプロセッサによって実行可能な命令の1つ以上のシーケンスを格納する、不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ステップの組は、
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
前記クラスタのグローバル状態を示す情報を収集し、前記グローバル状態へのアクセスを提供する中央分散コーディネータとなるように前記コンピュータノードの1つを指定することと、
前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによりクラスタのグローバル状態を分析することと、
前記パーティションの分散に対する前記変更に基づいて、前記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全てに、前記分散プランへのアクセスを提供することと、
前記新たな分散プランを実施するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するために分散アルゴリズムを使用することとを含む、不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体。 - プロセッサに、以下のステップの組を実行させるためのプログラムであって、前記ステップの組は、
コンピュータノードのクラスタに亘って分散しているデータセットの複数のパーティションを記憶することと、
前記コンピュータノードの間での前記パーティションの分散に対して変更を加えるべきであるかどうかを判断するために、定期的に、分散コーディネータによるクラスタのグローバル状態を分析することととを含み、前記分散コーディネータは前記コンピュータノードの中の1つであり、
前記パーティションの分散に対する前記変更に基づいて、前記分散コーディネータによって、新たな分散プランを生成し、コンピュータノードのクラスタの全体に、前記分散プランへのアクセスを提供することと、
前記新たな分散プランを実施するために前記ノードに関連付けられた個々のパーティション転送をどのように実行するかをクラスタ内の各ノードによって独立して判断するために分散アルゴリズムを使用することとを含む、プログラム。
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