JP2016189105A - ストレージシステム - Google Patents
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Abstract
Description
複数の記憶装置を備えており、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部を備えた、
という構成をとる。
複数の記憶装置を備えた情報処理装置に、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部、
を実現させる、
という構成をとる。
複数の記憶装置を備えたストレージシステムによるデータ記憶方法であって、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
という構成をとる。
本発明におけるストレージシステムは、分散ファイルシステムを形成している。図1は、ストレージシステムである分散ファイルシステムの外観図である。分散ファイルシステム(以下、「分散FS」ともいう。)は、複数のノード1〜3(3)が公開する記憶領域(Brick(1〜N))を1つにまとめて、クライアント2からは1つのファイルシステムとしてみせる記憶装置である。各ノード3をとりまとめた総体を、分散FSクラスタ1又はクラスタと本発明では呼ぶこととする。また、分散FSとして公開された記憶領域に対し、ファイルを格納し、読み出すコンピュータを、クライアント2と呼ぶこととする。
種別フラグ:ハッシュ値:ハッシュコンテンツ
をエントリとして持つ表で実現できる。
・ファイルのパス名からハッシュ値を算出する機能:
Hash(path_name) = SHA1(path_name)
具体的な算出方法:
ファイルのパス名をpath_nameとしたとき、ハッシュ関数の一例として本発明ではSHA1を用いてハッシュ値Hath(path_name) を計算し、計算した値をHash(path_name)とする。
OwnerNodeHash(path_name)
具体的な算出方法:
ファイルのパス名のハッシュ値を得たのち、DHTを元にConsistency Hashing法で担当するノードを確定し、そのハッシュ値を得る。
NodeHash(node_info)
具体的な算出方法:
ノードの識別子(例えばノードが使用する通信のソースIPアドレス、ソースポート番号を組み) をキーにしてハッシュ値を計算する。IPアドレス、ポート番号の他にノードを識別する手段があればそれを代わりに使用してもよい。
NodeInfo(hash_no)
具体的な算出方法:
hash_noをキーにしてDHTを検索する。種別がノードでハッシュ値にhash_noを持つエントリが存在すれば、そのエントリが該当の担当ノードである。ハッシュコンテンツ内のノード情報(IPアドレス、ポート番号) を返却する。
NextNodeHash(hash_no)
具体的な算出方法:
hash_no +1をキーにして後方に向かってDHTを検索する (OwnerNodeHash(hash_no + 1) と同義)。該当する担当ノードが次の担当ノードなのでそのハッシュ値を返却する。
PrevNodeHash(hash_no)
具体的な算出方法:
hash_no -1をキーに前方に向かってDHTを検索する。なお、検索の方向は、ハッシュ値が大きくなる方向を後方と呼ぶ。小さくなる方向を前方と呼ぶ。種別がノードで最初に検出したノードが前方の担当ノードなので、そのハッシュ値を返却する。
ノードのハッシュ値:ノード識別情報(IPアドレス:ポート番号)
のように、ファイルのハッシュ情報を除去したテーブルで管理でき、ノード情報検索の高速化が期待できる。
・ファイルのパス名からDHT管理機能40を使い、ファイルのハッシュ値を得る。次にファイルのハッシュ値とオフセットから自ノードが担当するChunkデータか否かを判断する機能
・自ノードが該当Chunkを担当する場合、ファイルのパス名に応じて、下位レイヤのファイルシステムを使い、スパースファイルとしてデータを格納する機能、またはデータを読出す機能
・自ノードが冗長化データを格納する対象か否かを判断する機能
・自ノードが冗長化データを格納する対象だった場合、ファイルのパス名に応じ、下位レイヤのファイルシステムを使って、スパースファイルとしてデータを格納・読出す機能
次に、上述した構成の動作を説明する。本発明では、データの冗長性を確保したうえで、データを分散FSクラスタ1内の複数のノード3に分散して格納する。具体的には、次のような形でデータを保存する。
時刻t2で、ノードNがダウン中に、Chunkが更新されたとする。このとき、ノードNはダウン中のため更新できないが、ノード(N+1)は、更新された(A+1)を圧縮した(A+1)’を保存する。
時刻t3は、ノードNが復旧に成功した状態である。この状態ではノードNが持つ情報がノード(N+1)よりも古く、そのままノードNの情報を読み出す場合は問題となる。このため、本発明では、いかに説明するようにして、ノード(N+1)にある新しいデータを読み出す。
時刻t4は、次に新しい更新が発生した状態である。
時刻t0は、追加ノードN'がクラスタに登録された直後の状態を示す。この時はまだ、ChunkD2に対応するデータがノードN'には存在していない。データの更新を行わないとノードN'にはデータが持てない。
時刻t1は、ChunkD2に対し更新された(A→A+1)ことを表している。最初に非圧縮データの担当ノードN'に更新がなされる。つまり、ノードが追加されることにより、ハッシュ空間においてハッシュ値が大きくなる方向にChunkに対して一番目に位置することとなったノードN'に、ChunkD2を格納することとなる。
時刻t0は、ノードN'が追加された直後を示す。この時はまだ、ChunkD1に対応するデータがノードN'には存在していない。データの更新を行わないとノードN'にはデータが持てない。
時刻t2は、圧縮データを次のノードN'へ格納した状態を示す。つまり、ノードが追加されることにより、ハッシュ空間においてハッシュ値が大きくなる方向にChunkに対して二番目に位置することとなったノードN'に、ChunkD1の圧縮データ(冗長データ)を格納することとなる。
時刻t0は、ノードNを分散FSクラスタから削除する前の状態である。
時刻t1は、ノードNを分散FSクラスタから削除した状態である。
時刻t0は、ノードNを分散FSクラスタから削除する前の状態である。
時刻t1は、ノードNを分散FSクラスタから削除した状態である。
時刻t2は、着目するChunkD1に対し更新を行った状態である。非圧縮データの担当ノードであるノード(N-1)上で、データが更新される。
まず、分散FSクラスタ1へのクライアント2のマウントについて説明する。クライアント2は、分散FS領域をマウントすることで、ファイルがアクセス可能となる。マウントを行った時、ノード3からDHTのコピーを行う。なお、本実施形態では、クライアント2側でノード3を選択し分散アクセスできるようにしているが、指定したノード3から宛先を教えてもらう分散方法も考えられる。
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。以下、本発明におけるストレージシステム(図22参照)、プログラム、データ記憶方法の構成の概略を説明する。但し、本発明は、以下の構成に限定されない。
複数の記憶装置を備えたストレージシステムであって、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部を備えた、
ストレージシステム。
付記1に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、前記記憶対象データを複数の分割データに分割し、当該各分割データを各記憶装置に分散して記憶すると共に、所定の記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。
付記2に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、複数の記憶装置を順序付けて管理し、当該順序付けられた前記各記憶装置の間に前記各分割データがそれぞれ位置するよう設定されており、前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置する記憶装置に当該分割データを格納し、当該一番目に位置する記憶装置からさらに特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、前記一番目に位置する記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。
付記3に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序の位置に前記記憶装置が追加されることにより、当該追加された記憶装置が前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置することとなった場合に、当該分割データを当該追加された記憶装置に記憶し、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。
付記3又は4に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序の位置に前記記憶装置が追加されることにより、当該追加された記憶装置が前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった場合に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該追加された記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。
付記4又は5に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、前記記憶装置が追加されることにより、別の記憶装置に記憶しなおした前記分割データ及び/又は前記圧縮データを、記憶しなおす前に記憶されていた記憶装置から削除する、
ストレージシステム。
付記3乃至6のいずれかに記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序に位置する前記記憶装置が削除された場合に、当該削除された記憶装置に記憶されていた前記分割データを、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置することとなった記憶装置に記憶し、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった記憶装置に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。
付記3乃至7のいずれかに記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序に位置する前記記憶装置が削除された場合に、当該削除された記憶装置に記憶されていた前記圧縮データを、当該圧縮データに対応する前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。
複数の記憶装置を備えた情報処理装置に、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部、
を実現させるためのプログラム。
付記9に記載のプログラムであって、
前記データ管理部は、前記記憶対象データを複数の分割データに分割し、当該各分割データを各記憶装置に分散して記憶すると共に、所定の記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
プログラム。
付記9.1に記載のプログラムであって、
前記データ管理部は、複数の記憶装置を順序付けて管理し、当該順序付けられた前記各記憶装置の間に前記各分割データがそれぞれ位置するよう設定されており、前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置する記憶装置に当該分割データを格納し、当該一番目に位置する記憶装置からさらに特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、前記一番目に位置する記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
プログラム。
複数の記憶装置を備えたストレージシステムによるデータ記憶方法であって、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
データ記憶方法。
付記10に記載のデータ記憶方法であって、
前記記憶対象データを複数の分割データに分割し、当該各分割データを各記憶装置に分散して記憶すると共に、所定の記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
データ記憶方法。
付記10.2に記載のデータ記憶方法であって、
複数の記憶装置を順序付けて管理し、当該順序付けられた前記各記憶装置の間に前記各分割データがそれぞれ位置するよう設定されており、前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置する記憶装置に当該分割データを格納し、当該一番目に位置する記憶装置からさらに特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、前記一番目に位置する記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
データ記憶方法。
2 クライアント
21 分散ファイルシステムモジュール
22 ファイルシステム
23 二次記憶装置
24 ネットワーク
25 ネットワーク装置
26 アプリケーションプログラム
27 OS
3 ノード
31 分散ファイルシステム
32 ファイルシステム
33 二次記憶装置
34 ネットワーク
35 ネットワーク装置
321 圧縮データ管理機構
322 ファイルシステム機構
323 エクステント
324 圧縮フラグ
40 DHT管理機能
41 DHT
42 ノード管理機能
43 分散ファイルアクセス機能
44 分散ファイルシステム管理機能
45 auditor
50 DHT管理機能
51 DHT
52 分散ファイルアクセス機能
100 ストレージシステム
101 データ管理部
110 記憶装置
Claims (10)
- 複数の記憶装置を備えたストレージシステムであって、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部を備えた、
ストレージシステム。 - 請求項1に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、前記記憶対象データを複数の分割データに分割し、当該各分割データを各記憶装置に分散して記憶すると共に、所定の記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。 - 請求項2に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、複数の記憶装置を順序付けて管理し、当該順序付けられた前記各記憶装置の間に前記各分割データがそれぞれ位置するよう設定されており、前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置する記憶装置に当該分割データを格納し、当該一番目に位置する記憶装置からさらに特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、前記一番目に位置する記憶装置に記憶した前記分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。 - 請求項3に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序の位置に前記記憶装置が追加されることにより、当該追加された記憶装置が前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置することとなった場合に、当該分割データを当該追加された記憶装置に記憶し、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置する記憶装置に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。 - 請求項3又は4に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序の位置に前記記憶装置が追加されることにより、当該追加された記憶装置が前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった場合に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、当該追加された記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。 - 請求項4又は5に記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、前記記憶装置が追加されることにより、別の記憶装置に記憶しなおした前記分割データ及び/又は前記圧縮データを、記憶しなおす前に記憶されていた記憶装置から削除する、
ストレージシステム。 - 請求項3乃至6のいずれかに記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序に位置する前記記憶装置が削除された場合に、当該削除された記憶装置に記憶されていた前記分割データを、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で一番目に位置することとなった記憶装置に記憶し、当該分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった記憶装置に、当該分割データと同一のデータを圧縮した圧縮データを記憶する、
ストレージシステム。 - 請求項3乃至7のいずれかに記載のストレージシステムであって、
前記データ管理部は、所定の順序に位置する前記記憶装置が削除された場合に、当該削除された記憶装置に記憶されていた前記圧縮データを、当該圧縮データに対応する前記分割データの位置に対して特定方向に沿った順序で二番目に位置することとなった記憶装置に記憶する、
ストレージシステム。 - 複数の記憶装置を備えた情報処理装置に、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶するデータ管理部、
を実現させるためのプログラム。 - 複数の記憶装置を備えたストレージシステムによるデータ記憶方法であって、
記憶対象データを所定の記憶装置に記憶すると共に、当該所定の記憶装置に記憶した記憶対象データと同一のデータを圧縮した圧縮データを、前記所定の記憶装置とは異なる記憶装置に記憶する、
データ記憶方法。
Priority Applications (1)
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