JP2018018133A - 情報処理装置、ストリームストレージ制御プログラム、及びインデックスデータ参照方法 - Google Patents

情報処理装置、ストリームストレージ制御プログラム、及びインデックスデータ参照方法 Download PDF

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Abstract

【課題】インデックスデータの読み出し性能を向上すること。【解決手段】第1の記憶装置31にストリームデータを書き込み、第1の記憶装置31に書き込まれたストリームデータの検索に用いるインデックスデータを第1の記憶装置31及び第2の記憶装置32に書き込むストレージ制御部11と、インデックスデータを読み出す際に、第1の記憶装置31及び第2の記憶装置32のうち、より速くインデックスデータを読み出せる記憶装置からインデックスデータを読み出すリード制御部12とを有する、情報処理装置10が提供される。【選択図】図1

Description

本発明は、情報処理装置、ストリームストレージ制御プログラム、及びインデックスデータ参照方法に関する。
通信回線などのデータ伝送路を通じて時々刻々と流れるデータ(ストリームデータ)を蓄積するストレージシステム(ストリームストレージシステム)がある。例えば、IP(Internet Protocol)ネットワークを流れるパケットを捕捉してトラフィックの変化などを解析するパケットキャプチャを実施する際、解析対象となるパケットの蓄積にストリームストレージシステムが利用される。
ストリームストレージシステムでは、蓄積されたストリームデータの検索用にインデックスデータが生成される。生成されたインデックスデータは、ストリームデータと同じ記憶装置に格納される。ストリームストレージシステムでは、ストリームデータを読み出す際、そのストリームデータに対応するインデックスデータが参照され、そのインデックスデータに基づいて記憶装置に蓄積されているストリームデータの検索が実施される。
なお、実データの検索にメタデータを利用する方法が提案されている。この方法では、データ提供装置が実データと共にメタデータを提供し、データ格納部に予め格納してあるメタデータと、データ提供装置から提供を受けたメタデータとを比較し、その比較の結果に応じてデータ格納部のメタデータを更新する。
また、画像データの検索にインデックスデータを利用する方法が提案されている。この方法では、画像データに対するアクセスのキーになるインデックスデータを高速な記憶媒体(インデックス媒体)及び大容量の記憶媒体(画像媒体)に格納し、インデックス媒体に適当なインデックスデータがない場合に画像媒体のインデックスデータを利用する。
特開2007−122643号公報 実開昭58−51360号公報
ストリームストレージシステムでは、時々刻々と流れるストリームデータを記憶装置に蓄積するため、その記憶装置に対する書き込み負荷が高い傾向にある。そのため、ストリームデータを蓄積する記憶装置にインデックスデータを格納すると、ストリームデータの書き込み負荷が高い状況ではインデックスデータの読み出しに時間がかかることがある。
ストリームデータを蓄積する記憶装置(データボリューム)とは異なる他の記憶装置(インデックスボリューム)にインデックスデータを格納すれば、ストリームデータの書き込み負荷が高い状況でも、インデックスデータを高速に読み出すことができる。
但し、要求される性能やコストなどの理由から、多くの場合、データボリュームにはインデックスボリュームに比べてアクセス性能が高いハードウェアが利用される。そのため、インデックスボリュームを設けた場合でもデータボリュームをインデックスデータの格納に利用することでインデックスデータの読み出し性能を向上する余地がある。
1つの側面によれば、本開示の目的は、インデックスデータの読み出し性能を向上できる情報処理装置、ストリームストレージ制御プログラム、及びインデックスデータ参照方法を提供することにある。
1つの側面によれば、第1の記憶装置にストリームデータを書き込み、第1の記憶装置に書き込まれたストリームデータの検索に用いるインデックスデータを第1の記憶装置及び第2の記憶装置に書き込むストレージ制御部と、インデックスデータを読み出す際に、第1の記憶装置及び第2の記憶装置のうち、より速くインデックスデータを読み出せる記憶装置からインデックスデータを読み出すリード制御部とを有する、情報処理装置が提供される。
インデックスデータの読み出し性能を向上できる。
第1実施形態に係る情報処理装置の一例を示した図である。 第2実施形態に係るストリームストレージシステムの一例を示した図である。 第2実施形態に係るストリームデータの書き込み処理の流れを示したシーケンス図である。 書き込みリクエストの一例を示した図である。 インデックスデータの一例を示した図である。 インデックス管理テーブルの一例を示した図である。 第2実施形態に係るインデックスデータの書き込み方法について説明するための図である。 第2実施形態に係るクライアント装置の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。 第2実施形態に係るサーバ装置が有する機能の一例を示したブロック図である。 第2実施形態に係るインデックスデータの管理に関する処理の流れを示したフロー図である。 第2実施形態に係るイベントデータの検索に関する処理の流れを示した第1のフロー図である。 第2実施形態に係るイベントデータの検索に関する処理の流れを示した第2のフロー図である。 検索リクエストの一例を示した図である。 第2実施形態に係る速度情報の生成に関する処理の流れを示したフロー図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
<1.第1実施形態>
図1を参照しながら、第1実施形態について説明する。第1実施形態は、ストリームデータの検索に用いるインデックスデータを高速に読み出すことが可能なストリームストレージシステムに関する。図1は、第1実施形態に係る情報処理装置の一例を示した図である。図1に示した情報処理装置10は、第1実施形態に係る情報処理装置の一例である。
図1に示すように、情報処理装置10は、ストレージ制御部11、及びリード制御部12を有する。なお、情報処理装置10は、ネットワーク20に接続されている。また、情報処理装置10は、第1の記憶装置31、及び第2の記憶装置32に接続されている。
なお、情報処理装置10は、RAM(Random Access Memory)などの揮発性記憶装置(非図示)、或いは、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの不揮発性記憶装置(非図示)を有する。ストレージ制御部11、及びリード制御部12は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのプロセッサである。ストレージ制御部11、及びリード制御部12は、例えば、RAMやHDDなどに記憶されたプログラムを実行する。
第1の記憶装置31、及び第2の記憶装置32は、HDDやSSDなどの記憶装置である。また、第1の記憶装置31、及び第2の記憶装置32は、複数の記憶装置を組み合わせたRAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)装置であってもよい。
第1の記憶装置31は、ネットワーク20を流れるデータ(ストリームデータ)の格納に利用される記憶装置である。一方、第2の記憶装置32は、第1の記憶装置31に格納されたストリームデータの検索に用いるデータ(インデックスデータ)の格納に利用される記憶装置である。但し、第1の記憶装置31には、インデックスデータも格納される。
ストリームデータの書き込み処理は、書き込み重視(Write-Intensive)なワークロードである。そのため、第1の記憶装置31には、例えば、RAID0(ストライピング)に設定されたRAID装置が用いられる。なお、複数のHDDにパリティを分散配置するRAID5などのRAID装置を第1の記憶装置31に適用してもよい。一方、第2の記憶装置32は、第1の記憶装置31に比べて書き込み性能が重視されない。そのため、第2の記憶装置32は、第1の記憶装置31より読み書き性能の低い記憶装置でよい。
ストレージ制御部11は、第1の記憶装置31にストリームデータを書き込む。また、ストレージ制御部11は、第1の記憶装置31に書き込まれたストリームデータの検索に用いるインデックスデータを第1の記憶装置31及び第2の記憶装置32に書き込む。図1の例では、第1の記憶装置31の記憶領域31aにストリームデータ及びインデックスデータが書き込まれ、同じインデックスデータが第2の記憶装置32の記憶領域32aに書き込まれている。
上記のように、ストレージ制御部11は、インデックスデータを記憶領域31a、32aの両方に書き込む。そのため、リード制御部12は、記憶領域31a、32aのいずれからもインデックスデータを読み出すことができる。リード制御部12は、インデックスデータを読み出す際に、第1の記憶装置31及び第2の記憶装置32のうち、より速くインデックスデータを読み出せる記憶装置からインデックスデータを読み出す。
既に述べたように、第1の記憶装置31にはストリームデータが書き込まれるため、第1の記憶装置31は書き込み負荷の高い状態にあることが多い。そのため、ストリームデータが書き込まれている最中に第1の記憶装置31からインデックスデータを読み出そうとすると、インデックスデータの読み出しに長い時間がかかる。
一方、第2の記憶装置32には、第1の記憶装置31に比べて読み書き性能の低い記憶装置が採用されうる。この場合、第1の記憶装置31に書き込まれるストリームデータの流量が少なければ、第2の記憶装置32からインデックスデータを読み出すよりも、第1の記憶装置31からインデックスデータを読み出す方が早いことがある。そのため、リード制御部12は、上記のように、より速くインデックスデータを読み出せる記憶装置からインデックスデータを読み出す。
例えば、リード制御部12は、第1の記憶装置31において、現在書き込みが行われているストリームデータのアドレス(書き込みアドレス41)と、インデックスデータのアドレス(読み出しアドレス42)との間の距離を算出する。なお、書き込みアドレス41、読み出しアドレス42は、第1の記憶装置31における物理アドレス又は論理アドレスである。リード制御部12は、算出した距離に基づいて、第1の記憶装置31からインデックスデータを読み出すか、第2の記憶装置32からインデックスデータを読み出すかを決定する。
上記のように、第1の記憶装置31及び第2の記憶装置32の用途に応じて性能の異なる記憶装置が用いられうるため、第1実施形態では、両装置にインデックスデータを格納しておき、より速く読み出せる記憶装置からインデックスデータを読み出す方法を採る。この方法を適用することで、インデックスデータの読み出し性能が向上しうるため、ストリームデータの検索が高速化されうる。
以上、第1実施形態について説明した。
<2.第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。
[2−1.システム]
第2実施形態は、ストリームデータの検索に用いるインデックスデータを高速に読み出すことが可能なストリームストレージシステムに関する。図2は、第2実施形態に係るストリームストレージシステムの一例を示した図である。図2に示したストリームストレージシステム100は、第2実施形態に係るストリームストレージシステムの一例である。
図2に示すように、ストリームストレージシステム100は、クライアント装置110、サーバ装置130、及び記憶装置140、150を有する。クライアント装置110とサーバ装置130とはネットワーク120を介して接続されている。クライアント装置110、及びサーバ装置130は、後述するように、CPUなどの演算装置及びRAMなどのメモリを搭載するコンピュータである。ネットワーク120は、例えば、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)などの通信網である。
記憶装置140、150は、HDDやSSDなどの記憶装置、或いは、複数の記憶装置を組み合わせたRAID装置である。記憶装置140は、ストリームデータ及び該ストリームデータの検索に用いるインデックスデータの格納に利用される記憶装置である。一方、記憶装置150は、インデックスデータの格納に利用される記憶装置である。以下では、説明の都合上、記憶装置140をデータボリューム(Data Volume)、記憶装置150をインデックスボリューム(Index Volume)と呼ぶ場合がある。
(書き込み時の動作)
上記のように、ストリームストレージシステム100は、ストリームデータをデータボリュームに蓄積するシステムである。データボリュームに対するストリームデータの書き込みは、例えば、図3のような流れで実施される。図3は、第2実施形態に係るストリームデータの書き込み処理の流れを示したシーケンス図である。
(S101)クライアント装置110は、インターネットなどの広域通信網やLANなどの局域通信網を時々刻々と流れるストリームデータを捕捉する。例えば、クライアント装置110は、ストリームデータとして、IPネットワークを流れるパケット(IPパケット)を捕捉する。
また、クライアント装置110は、捕捉したストリームデータから共通の属性を有するデータの集合(イベントデータ)を抽出する。例えば、IPパケットには、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル番号(プロトコル種別を示す番号)などの情報が含まれる。上記の属性として、これらの情報(例えば、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル種別)を適用することができる。
例えば、クライアント装置110は、IPパケットをストリームデータとして捕捉し、捕捉したIPパケットのうち、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル種別が共通するIPパケットの集合をイベントデータとして抽出する。
(S102)クライアント装置110は、S101で抽出したイベントデータに識別情報(イベントデータID)を付与する。イベントデータIDは、対応するイベントデータを一意に特定するための識別情報である。また、クライアント装置110は、イベントデータの属性を示す情報(メタデータ)をイベントデータに付与する。
上述したIPパケットの例では、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル種別を示す情報などがメタデータとしてイベントデータに付与される。以下、イベントデータID及びメタデータが付与されたイベントデータを書き込みリクエストと呼ぶ場合がある。書き込みリクエストは、例えば、図4に示すような構造を有する。図4は、書き込みリクエストの一例を示した図である。
図4に示すように、書き込みリクエストは、イベントデータID、メタデータ、イベントデータを有する。図4の例では、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、通信プロトコル(プロトコル種別)の他に、開始時刻がメタデータに含まれている。この開始時刻は、イベントデータの書き込みに関する処理を開始する時刻であり、例えば、イベントデータの書き込みをサーバ装置130に依頼する時刻である。
(S103)クライアント装置110は、書き込みリクエストをサーバ装置130に送信し、データボリュームに対するイベントデータの書き込みを依頼する。
(S104)サーバ装置130は、クライアント装置110から受信した書き込みリクエストからイベントデータを抽出する。そして、サーバ装置130は、抽出したイベントデータをデータボリュームに格納する。
(S105)サーバ装置130は、クライアント装置110から受信した書き込みリクエストからメタデータ及びイベントデータIDを抽出する。そして、サーバ装置130は、抽出したメタデータに基づいて、データボリュームに格納したイベントデータの検索に用いるインデックスデータを生成する。なお、データボリューム及びインデックスボリュームに格納前のインデックスデータがある場合(サーバ装置130のメモリにある場合)、サーバ装置130は、そのインデックスデータを更新する。
イベントデータの検索に用いる検索キーを送信元IPアドレスに設定している場合、インデックスデータは、例えば、図5に示すような構造を有する。図5は、インデックスデータの一例を示した図である。この場合、インデックスデータは、送信元IPアドレスと、イベントデータIDとを対応付ける。つまり、このインデックスデータを参照すれば、指定した送信元IPアドレスに対応するイベントデータを特定することができる。
(S106)上述したように、インデックスデータは、データボリューム及びインデックスボリュームに格納される。但し、インデックスデータの格納は、例えば、前回格納した時点から所定の時間(例えば、1時間)が経過したタイミングで実施される。サーバ装置130は、この時間が経過するまでインデックスデータの格納を待つ。
なお、この時間が経過するまでの期間もS101〜S105の処理は継続的に実行される。そのため、所定の時間が経過するまでの期間、インデックスデータには、送信元IPアドレスなどの情報が継続的に追記される。
(S107、S108)上述した所定の時間が経過したタイミングで、サーバ装置130は、データボリュームにインデックスデータを格納する。また、サーバ装置130は、データボリュームに格納したインデックスデータと同じデータをインデックスボリュームに格納する。なお、サーバ装置130は、インデックスデータをインデックスボリュームに対して先に格納してもよい。
(S109)サーバ装置130は、インデックスデータを格納したデータボリューム上の場所を管理するためのインデックス管理テーブルを更新する。インデックス管理テーブルは、例えば、図6に示すような構造を有する。図6は、インデックス管理テーブルの一例を示した図である。インデックス管理テーブルは、図6に示すように、インデックスデータに情報が追加された時間帯と、インデックスデータが格納されたデータボリューム上のアドレス(格納アドレス)とを対応付ける。
上記のように、クライアント装置110が抽出したイベントデータは、継続的にサーバ装置130に送られてデータボリュームに格納される。また、イベントデータの検索に用いるインデックスデータは、イベントデータの格納に伴い逐次更新され、所定の期間が経過した後でデータボリューム及びインデックスボリュームの両方に格納される。そして、データボリュームに格納されたインデックスデータはインデックス管理テーブルを用いて管理される。
例えば、データボリュームがストライピング構成(RAID0)のHDD#1、#2で構築され、インデックスボリュームがHDD#3で構築されている場合、インデックスデータは、両ボリュームに対して図7のように格納される。図7は、第2実施形態に係るインデックスデータの書き込み方法について説明するための図である。
なお、図7において、HDD#1、#2、#3の表記をそれぞれ付した枠は、HDD#1、#2、#3の記憶領域を示している。また、斜線のハッチングが施されている部分はイベントデータが書き込まれている領域を示している。一方、ハッチングが施されている部分はインデックスデータが書き込まれている領域を示している。また、各記憶領域には、説明の都合上、枠の下側から順にデータが格納されるものとする。つまり、現在の書き込み位置はハッチングの上端に対応する。
上述したように、データボリュームに対してイベントデータが継続的に書き込まれる一方、インデックスデータは所定の時間間隔で書き込まれる。インデックスボリュームにはイベントデータが書き込まれないため、連続領域にインデックスデータが蓄積される。一方、データボリュームには、イベントデータを挟む形で断続的にインデックスデータが格納される。そのため、イベントデータの書き込み途中にデータボリュームのインデックスデータを読み出すと、HDDの読み書きヘッドのシーク動作が頻繁に発生する。
また、書き込みアドレスと読み出しアドレスとが離れているため、シーク動作の際にヘッドが長い距離を移動することになる。これらの理由から、イベントデータの書き込み負荷が高い状況では、インデックスデータをデータボリュームから読み出す際に長い時間がかかる。
但し、サーバ装置130はインデックスボリュームにインデックスデータを格納するため、イベントデータの書き込み負荷が高い状況ではインデックスボリュームからインデックスデータを読み出すことで、高速にインデックスデータを読み出せる。また、サーバ装置130はデータボリュームにもインデックスデータを格納するため、イベントデータの書き込み負荷が低い状況では、高性能なデータボリュームからインデックスデータを読み出すことで、高速にインデックスデータを読み出せる。
このように、第2実施形態に係るストリームストレージシステム100では、インデックスデータをデータボリュームとインデックスボリュームとに格納することでインデックスデータの読み出しを高速化する。以下では、クライアント装置110及びサーバ装置130のハードウェアや、インデックスデータを高速に読み出せる好適なボリュームを選択するサーバ装置130の機能などについて説明する。
[2−2.ハードウェア]
まず、図8を参照しながら、クライアント装置110のハードウェアについて説明する。図8は、第2実施形態に係るクライアント装置の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
クライアント装置110が有する機能は、例えば、図8に示すハードウェア資源を用いて実現することが可能である。つまり、クライアント装置110が有する機能は、コンピュータプログラムを用いて図8に示すハードウェアを制御することにより実現される。
図8に示すように、このハードウェアは、主に、CPU902と、ROM(Read Only Memory)904と、RAM906と、ホストバス908と、ブリッジ910とを有する。さらに、このハードウェアは、外部バス912と、インターフェース914と、入力部916と、出力部918と、記憶部920と、ドライブ922と、接続ポート924と、通信部926とを有する。
CPU902は、例えば、演算処理装置又は制御装置として機能し、ROM904、RAM906、記憶部920、又はリムーバブル記録媒体928に記録された各種プログラムに基づいて各構成要素の動作全般又はその一部を制御する。ROM904は、CPU902に読み込まれるプログラムや演算に用いるデータなどを格納する記憶装置の一例である。RAM906には、例えば、CPU902に読み込まれるプログラムや、そのプログラムを実行する際に変化する各種パラメータなどが一時的又は永続的に格納される。
これらの要素は、例えば、高速なデータ伝送が可能なホストバス908を介して相互に接続される。一方、ホストバス908は、例えば、ブリッジ910を介して比較的データ伝送速度が低速な外部バス912に接続される。また、入力部916としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネルなどが用いられる。
出力部918としては、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、又はELD(Electro-Luminescence Display)などのディスプレイ装置が用いられる。また、出力部918として、プリンタなどが用いられることもある。
記憶部920は、各種のデータを格納するための装置である。記憶部920としては、例えば、HDDなどの磁気記憶デバイスが用いられる。また、記憶部920として、SSDやRAMディスクなどの半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイスなどが用いられてもよい。
ドライブ922は、着脱可能な記録媒体であるリムーバブル記録媒体928に記録された情報を読み出し、又はリムーバブル記録媒体928に情報を書き込む装置である。リムーバブル記録媒体928としては、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどが用いられる。
接続ポート924は、例えば、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)など、外部接続機器930を接続するためのポートである。外部接続機器930としては、例えば、プリンタなどが用いられる。
通信部926は、ネットワーク932に接続するための通信デバイスである。通信部926としては、例えば、有線又は無線LAN用の通信回路、WUSB(Wireless USB)用の通信回路、光通信用の通信回路やルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用の通信回路やルータなどが用いられる。通信部926に接続されるネットワーク932は、有線又は無線により接続されたネットワークであり、例えば、インターネット、LANなどを含む。
以上、クライアント装置110のハードウェアについて説明した。なお、サーバ装置130が有する機能も図8に示したハードウェアを利用して実現することが可能である。そのため、サーバ装置130のハードウェアについては詳細な説明を省略する。
[2−3.機能]
次に、図9を参照しながら、サーバ装置130の機能について、さらに説明する。図9は、第2実施形態に係るサーバ装置が有する機能の一例を示したブロック図である。
図9に示すように、サーバ装置130は、記憶部131、R/W制御部132、インデックス管理部133、及び検索処理部134を有する。なお、記憶部131の機能は、上述したRAM906や記憶部920などを用いて実現できる。R/W制御部132、インデックス管理部133、及び検索処理部134の機能は、上述したCPU902などを用いて実現できる。
記憶部131には、インデックスデータ131a、インデックス管理テーブル131b、及び速度情報131cが格納される。
インデックスデータ131aは、イベントデータの検索に利用する属性(例えば、送信元IPアドレス)と、その属性を有するイベントデータのイベントデータIDとを対応付けるデータである(図5を参照)。
インデックス管理テーブル131bは、データボリュームにおけるインデックスデータ131aの格納アドレスと、そのインデックスデータ131aに情報(属性、イベントデータID)が蓄積された期間(時間帯)とを対応付けるテーブルである(図6を参照)。
速度情報131cは、データボリュームにおけるデータの読み出し速度RDを計算するための計算式及びその計算式に含まれるパラメータA1、A2、A3、A4などの情報である。また、速度情報131cは、インデックスボリュームにおけるデータの読み出し速度RIを含む。計算式は、例えば、下記の式(1)で与えられる。
Figure 2018018133
上記の式(1)において、WDは、データボリュームにおける現在(読み出し速度RDを評価する時点)の書き込み速度である。書き込み速度WDは、データボリュームに書き込まれるイベントデータの流量(単位時間当たりの書き込みデータ量)で近似できる。
Dは、シーク距離である。シーク距離Dは、書き込みアドレスと読み出しアドレスとの間の距離である。例えば、データボリュームからインデックスデータ131aを読み出す場合、そのインデックスデータ131aがあるアドレスが読み出しアドレスとなり、現在の書き込み位置(図7を参照)を示すアドレスが書き込みアドレスとなる。
なお、書き込みアドレス及び読み出しアドレスは、物理アドレスでもよいし、論理アドレスでもよい。パラメータA1、A2、A3、A4の計算方法については後述する。
R/W制御部132は、データボリュームに対するイベントデータの読み書きを制御する。また、R/W制御部132は、データボリューム及びインデックスボリュームに対するインデックスデータ131aの読み書きを制御する。
インデックス管理部133は、インデックスデータ131aの生成及び更新を実施する。また、インデックス管理部133は、R/W制御部132を制御して、記憶部131に格納されているインデックスデータ131aをデータボリューム及びインデックスボリュームに書き出す。また、インデックス管理部133は、インデックス管理テーブル131bの書き出しに伴ってインデックス管理テーブル131bを更新する。
検索処理部134は、イベントデータの検索条件を含む検索リクエストをクライアント装置110から受信する。そして、検索処理部134は、R/W制御部132を制御して、検索リクエストに含まれる検索条件を満たすインデックスデータ131aをデータボリューム又はインデックスボリュームから読み出す。このとき、検索処理部134は、速度情報131cを利用してデータボリュームにおけるデータの読み出し速度RDを計算し、読み出し速度が速いボリュームからインデックスデータ131aを読み出す。
検索処理部134は、読み出したインデックスデータ131aを参照し、検索リクエストに含まれる検索条件を満たすイベントデータIDのリストをクライアント装置110に返す。クライアント装置110は、このリストの中から所望のイベントデータに対応するイベントデータIDを選択し、選択したイベントデータIDを示す読み出しリクエストをサーバ装置130に送信する。
検索処理部134は、クライアント装置110から読み出しリクエストを受信する。そして、検索処理部134は、R/W制御部132を制御して、読み出しリクエストが示すイベントデータIDに対応するイベントデータをデータボリュームから読み出し、読み出したイベントデータをクライアント装置110に送信する。
上記のように、より読み出し速度が速いボリュームからインデックスデータ131aを読み出すことで、イベントデータの検索及び応答にかかる時間を短縮できる。
以上、サーバ装置130の機能について説明した。
[2−4.処理フロー]
次に、上記のサーバ装置130が実行する処理の流れについて説明する。
(インデックスデータの管理)
まず、図10を参照しながら、インデックス管理部133が実行するインデックスデータ131aの管理に関する処理の流れについて説明する。図10は、第2実施形態に係るインデックスデータの管理に関する処理の流れを示したフロー図である。
(S111)インデックス管理部133は、クライアント装置110からサーバ装置130が書き込みリクエスト(図4を参照)を受信したか否かを判定する。なお、書き込みリクエストには、書き込み対象のイベントデータと、そのイベントデータを識別するためのイベントデータIDと、そのイベントデータの属性を示すメタデータとが含まれる。書き込みリクエストを受信した場合、処理はS112へと進む。一方、書き込みリクエストを受信していない場合、処理はS113へと進む。
(S112)インデックス管理部133は、サーバ装置130が受信した書き込みリクエストからイベントデータID及びメタデータを抽出する。また、インデックス管理部133は、メタデータから、イベントデータの検索に利用する属性(例えば、送信元IPアドレス)の情報を抽出する。そして、インデックス管理部133は、抽出したイベントデータID及び属性の情報に基づいて、記憶部131にあるインデックスデータ131aを更新する。
例えば、図5に例示した内容のインデックスデータ131aが記憶部131にあり、クライアント装置110が、送信元IPアドレス「192.168.0.1」、イベントデータID「11」を含む書き込みリクエストを送信したとする。この場合、インデックス管理部133は、インデックスデータ131aの中で、送信元IPアドレス「192.168.0.1」に対応するイベントデータIDの欄に「11」を追記する。
(S113)インデックス管理部133は、前回格納時(前回、記憶部131にあるインデックスデータ131aをデータボリューム及びインデックスボリュームに格納した時点)から一定時間(例えば、1時間)が経過したか否かを判定する。前回格納時から一定時間が経過した場合、処理はS114へと進む。一方、前回格納時から一定時間が経過していない場合、処理はS111へと進む。
(S114)インデックス管理部133は、記憶部131にある現在のインデックスデータ131aを更新禁止に設定する。
(S115)インデックス管理部133は、R/W制御部132を制御して、記憶部131にある現在のインデックスデータ131aをデータボリューム及びインデックスボリュームに移動する。
(S116)インデックス管理部133は、S115でデータボリューム及びインデックスボリュームに移動したインデックスデータ131aに関する情報に基づいてインデックス管理テーブル131b(図6を参照)を更新する。
例えば、「2016/3/31 04:00−05:00」の時間帯にデータボリュームに格納されたイベントデータに関する情報を記録したインデックスデータ131aがデータボリューム及びインデックスボリュームに移動されたとする。また、インデックスデータ131aの格納先が「0x40004000−0x40008000」である場合、インデックス管理部133は、これらの時間帯及び格納先(格納先アドレス)の情報をインデックス管理テーブル131bに追記する。
(S117)インデックス管理部133は、インデックスデータ131aの更新禁止を解除し、記憶部131に新たなインデックスデータ131aを生成する。
(S118)ストリームストレージシステム100の動作を終了する場合、図10に示した一連の処理は終了する。一方、ストリームストレージシステム100の動作が継続する場合、処理はS111へと進む。
以上、インデックスデータ131aの管理に関する処理の流れについて説明した。
(イベントデータの検索)
次に、図11及び図12を参照しながら、検索処理部134によるイベントデータの検索に関する処理の流れについて説明する。図11は、第2実施形態に係るイベントデータの検索に関する処理の流れを示した第1のフロー図である。図12は、第2実施形態に係るイベントデータの検索に関する処理の流れを示した第2のフロー図である。
(S121)検索処理部134は、クライアント装置110から検索リクエストを受信する。検索リクエストは、イベントデータの検索条件となる属性などの情報を含む。
例えば、検索リクエストは、図13に示すように、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、通信プロトコル、時間帯などの情報を含む。図13は、検索リクエストの一例を示した図である。図13の例では、送信元IPアドレスに値が設定され、宛先IPアドレス及び通信プロトコルにワイルドカード「*」が設定されている。ワイルドカードは、任意の値が条件に合致することを意味する。
また、図13の例では、インデックスデータ131aに情報が蓄積された時間帯がさらに設定されている。図13に例示した検索リクエストは、検索条件として、送信元IPアドレスが「192.168.0.1」であり、かつ、時間帯が「2013/09/30 12:00−13:00」であることを示している。また、この検索リクエストは、宛先IPアドレス及び通信プロトコルについて条件を課さないことを示している。
(S122)検索処理部134は、インデックス管理テーブル131bを参照し、検索リクエストで指定された時間帯(指定時間帯)に対応するインデックスデータ131aの格納アドレスを特定する。つまり、検索処理部134は、指定時間帯に対応するインデックスデータ131aがデータボリュームのどの領域にあるかを特定する。
(S123)検索処理部134は、インデックスデータ131aが格納されている領域の始点を示す格納アドレス(読み出しアドレス)と、イベントデータの書き込み処理が実行されているデータボリュームのアドレス(書き込みアドレス)とを検出する。そして、検索処理部134は、書き込みアドレスと読み出しアドレスとの差(シーク距離D)を計算する。例えば、書き込みアドレスをXW、読み出しアドレスをXDとすると、検索処理部134は、|XD−XW|を計算し、計算結果をシーク距離Dとする(|…|は絶対値)。
(S124)検索処理部134は、現在のデータボリュームに対するイベントデータの流量(単位時間当たりの書き込みデータ量)から現在の書き込み速度WDを得る。そして、検索処理部134は、記憶部131にある速度情報131c及びS123で計算したシーク距離Dに基づき、上記の式(1)に従ってデータボリュームに対する現在の読み出し速度RDを計算する。
(S125)検索処理部134は、記憶部131にある予め格納されているインデックスボリュームの読み出し速度RIを参照し、データボリュームの読み出し速度RDがRIより大きいか否かを判定する。RDがRIより大きい場合、処理はS126へと進む。一方、RDがRIより大きくない場合、処理はS127へと進む。
なお、インデックスボリュームは、常時イベントデータが書き込まれるデータボリュームとは異なり、インデックスデータ131aの読み出し速度にイベントデータの書き込み負荷が影響を及ぼすことはない。そのため、事前にインデックスボリュームからデータを読み出す処理を実行し、その実行時に測定した読み出し速度RIをそのまま上記の判定に利用することができる。
(S126)検索処理部134は、R/W制御部132を制御し、S122で特定した格納アドレスに基づいて、データボリュームからインデックスデータ131aを読み出す。S126の処理が完了すると、処理はS128へと進む。
(S127)検索処理部134は、R/W制御部132を制御して、インデックスボリュームからインデックスデータ131aを読み出す。
(S128)検索処理部134は、読み出したインデックスデータ131aから、検索リクエストで指定されたイベントデータの属性(図13の例では送信元IPアドレス)に対応するイベントデータIDの集合を抽出する。そして、検索処理部134は、抽出した集合に含まれるイベントデータIDの一覧をクライアント装置110に送信する。
(S129)イベントデータIDの一覧を受信したクライアント装置110は、受信した一覧の中から所望のイベントデータIDを選択し、選択したイベントデータIDを指定する読み出しリクエストをサーバ装置130に送信する。検索処理部134は、クライアント装置110から読み出しリクエストを受信する。
(S130、S131)検索処理部134は、R/W制御部132を制御し、読み出しリクエストで指定されたイベントデータID(指定イベントデータID)に対応するイベントデータをデータボリュームから読み出す。そして、検索処理部134は、読み出したイベントデータをクライアント装置110に送信する。S131の処理が完了すると、図11及び図12に示した一連の処理は終了する。
以上、イベントデータの検索に関する処理の流れについて説明した。
(速度情報の生成)
次に、図14を参照しながら、速度情報131cの生成に関する処理の流れについて説明する。図14は、第2実施形態に係る速度情報の生成に関する処理の流れを示したフロー図である。
(S141)検索処理部134は、インデックスボリュームの読み出し速度RIを測定する。例えば、検索処理部134は、インデックスボリュームから一定量のデータを読み出し、その読み出しにかかる時間から単位時間当たりの読み出しデータ量(読み出し速度RI)を計算する。そして、検索処理部134は、インデックスボリュームにおける読み出し速度RIを記憶部131に格納する。
(S142、S148)検索処理部134は、パラメータnを1からNまで変えながらS142のステップとS148のステップとで挟まれたステップ群の処理を実行する。なお、Nは1以上の整数である。但し、後述するMとNとの積が4以上である。例えば、Mが2、Nが2に設定される。
(S143)検索処理部134は、データボリュームの書き込み速度をWnに設定する。但し、書き込み速度Wn(n=1,…,N)は、データボリュームに対するデータの流量(単位時間当たりに書き込まれるデータ量)であり、事前に値が決められる。例えば、実際に観測されるストリームデータの流量を基準に書き込み速度Wnが決められる。なお、W1、…、WNは互いに異なる値に設定される。
(S144、S147)検索処理部134は、パラメータmを1からMまで変えながらS144のステップとS147のステップとで挟まれたステップ群の処理を実行する。なお、Mは1以上の整数である。但し、MとNとの積が4以上である。
(S145)検索処理部134は、シーク距離をDmに設定する。Dmは任意に設定可能である。但し、D1、…、DMは互いに異なる正値に設定される。なお、ここで設定するシーク距離Dmは、読み出し速度RD(n,m)を測定する際に、データボリュームにデータを書き込むアドレスと、データボリュームからデータを読み出すアドレスとの間の距離になる。
(S146)検索処理部134は、R/W制御部132を制御し、データボリュームに対して書き込み速度Wnでデータを書き込むと共に、書き込みアドレスからシーク距離Dmだけ離れたアドレスにある所定量のデータを読み出す。そして、検索処理部134は、データの読み出しにかかった時間を計測し、計測した時間及び所定量に基づいて読み出し速度RD(n,m)を算出する。つまり、検索処理部134は、データボリュームに対するデータの読み書きを同時に実行して読み出し速度RD(n,m)を測定する。
(S149)S142からS148までのステップ群の処理を実行し終えると、パラメータn、mの各組み合わせについて、読み出し速度RD(n,m)が得られる。また、RD(n,m)、Wn、Dmの組み合わせを上記の式(1)に代入することで、パラメータA1、A2、A3、A4を未知数とするN×M個の式が得られる。
検索処理部134は、上記のN×M個の式を連立させて解くことでパラメータA1、A2、A3、A4を計算する。そして、検索処理部134は、計算したパラメータA1、A2、A3、A4を記憶部131に格納する。S149の処理が完了すると、図14に示した一連の処理は終了する。
以上、速度情報131cの生成に関する処理の流れについて説明した。
[2−5.変形例]
上記の説明では、データボリュームにおけるインデックスデータ131aの格納アドレスを物理アドレス又は論理アドレスで表現する方法について述べた。格納アドレスの表現方法は任意であり、ブロックデバイスにインデックスデータ131aを直接書き込む場合には物理アドレスを利用しうる。また、データボリュームが論理ボリュームである場合、論理アドレスを格納アドレスの表現として利用する方が容易である。
また、データボリュームにインデックスデータ131aを十分に格納可能な単一のデータファイルを生成し、そのデータファイルの先頭アドレスからのオフセットを格納アドレスの表現として利用することもできる。例えば、論理ボリュームに仮想ボリュームを生成し、その仮想ボリューム内の位置を示すアドレスを格納アドレスの表現として利用することができる。このような変形も第2実施形態の技術的範囲に属する。
また、上記の説明では、説明の都合上、データボリュームをストライピング構成にする場合について説明してきたが、データボリュームをRAID5などの他のRAIDレベルの構成にすることもできる。但し、データボリュームは、イベントデータ(ストリームデータ)の蓄積に利用される記憶領域であるため、書き込み速度を重視したRAIDレベルに設定することが好ましい。このような変形も第2実施形態の技術的範囲に属する。
以上、第2実施形態について説明した。
10 情報処理装置
11 ストレージ制御部
12 リード制御部
20 ネットワーク
31 第1の記憶装置
32 第2の記憶装置
31a、32a 記憶領域
41 書き込みアドレス
42 読み出しアドレス

Claims (6)

  1. 第1の記憶装置にストリームデータを書き込み、前記第1の記憶装置に書き込まれた前記ストリームデータの検索に用いるインデックスデータを前記第1の記憶装置及び第2の記憶装置に書き込むストレージ制御部と、
    前記インデックスデータを読み出す際に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置のうち、より速く前記インデックスデータを読み出せる記憶装置から前記インデックスデータを読み出すリード制御部と
    を有する、情報処理装置。
  2. 前記リード制御部は、前記インデックスデータを読み出す際に、前記第1の記憶装置への書き込みが行われているストリームデータのアドレスと、前記インデックスデータのアドレスとの間の距離に基づいて、前記第1の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すか、前記第2の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すかを決定する
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記リード制御部は、前記インデックスデータを読み出す際に、前記第1の記憶装置に対する書き込み処理が実行されているストリームデータの流量及び前記距離に基づいて、前記第1の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すか、前記第2の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すかを決定する
    請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記第2の記憶装置におけるデータの読み出し速度の情報と、前記ストリームデータの流量及び前記距離に基づいて前記第1の記憶装置におけるデータの読み出し速度を評価する評価式の情報とを記憶する記憶部をさらに有し、
    前記リード制御部は、前記インデックスデータを読み出す際に、前記評価式に基づいて算出した前記第1の記憶装置における前記インデックスデータの読み出し速度と、前記第2の記憶装置における前記データの読み出し速度とを比較した結果に応じて、前記第1の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すか、前記第2の記憶装置から前記インデックスデータを読み出すかを決定する
    請求項3に記載の情報処理装置。
  5. コンピュータに、
    第1の記憶装置にストリームデータを書き込み、
    前記第1の記憶装置に書き込まれた前記ストリームデータの検索に用いるインデックスデータを前記第1の記憶装置及び第2の記憶装置に書き込み、
    前記インデックスデータを読み出す際に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置のうち、より速く前記インデックスデータを読み出せる記憶装置から前記インデックスデータを読み出す
    処理を実行させる、ストリームストレージ制御プログラム。
  6. コンピュータが、
    第1の記憶装置にストリームデータを書き込み、
    前記第1の記憶装置に書き込まれた前記ストリームデータの検索に用いるインデックスデータを前記第1の記憶装置及び第2の記憶装置に書き込み、
    前記インデックスデータを読み出す際に、前記第1の記憶装置及び前記第2の記憶装置のうち、より速く前記インデックスデータを読み出せる記憶装置から前記インデックスデータを読み出す
    インデックスデータ参照方法。
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