JP2021086289A - 分散ストレージシステムおよび分散ストレージシステムのパリティ更新方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1において、分散ストレージシステム100は、1又は複数のクライアント110と、分散ストレージ130と、フロントエンドネットワーク120とを備える。クライアント110と分散ストレージ130は、フロントエンドネットワーク120を介して接続されている。クライアント110は、分散ストレージ130にI/O要求(データのリード要求またはライト要求)を実施し、分散ストレージ130は、クライアント110からのI/O要求を処理する。クライアント110は、例えば、ホストサーバである。
図3において、EC情報テーブル275は、ファイル名と、Placement Groupと、ストライプのデータユニット数と、ストライプのパリティユニット数と、誤り訂正符号種別のエントリを含む。
図4において、マップ情報テーブル270には、Placement Groupと、当該Placement Groupに所属するファイルデータのデータ配置情報の対応関係が記載される。マップ情報テーブル270は、Placement Groupと、データ配置情報のエントリを含む。
図5において、図1のストレージノード140が、クライアント110からのI/O要求をI/O受付ノードとして受け付けたものとする。このとき、図2のゲートウェイ263は、ライト対象データのEC情報275を検索して特定する(310)。
図6において、複数のストレージノード400〜409からクラスタが構成され、ストレージノード400がI/O受付ノードであるものとする。また、ストレージノード401〜403が、当該ライトI/O要求に関連する旧データユニット(旧D)430〜432を格納し、ストレージノード404〜406が当該ライトI/O要求に関連する旧パリティユニット(旧P)440〜442を格納し、ストレージノード407〜409が、当該ライトI/O要求に関連する更新対象外データユニット(未更新D)450〜452を格納しているものとする。図6では、当該ライトI/O要求に関連しないストレージノードは図示していない。
(P12)符号化器410にて、w個の新データユニット420と、(k−w)個の更新対象外データユニット407〜409を合わせた全ストライプから、m個の新パリティユニット(新P)425を計算する。
(P13)w個の新データユニット420と、m個の新パリティユニット425をそれぞれの格納ノードに転送して更新する。
図7において、図6のストレージノード400〜409と同様のデータ配置条件で、I/O受付ノードがRMWによるパリティ計算を実施するものとする。このとき、ストレージノード400は、以下のようにI/O処理する。
(P22)符号化器410にて、w個の新データユニット420と、w個の旧データユニット430〜432と、m個の旧パリティユニット440〜442から、m個の新パリティユニット425を計算する。
(P23)w個の新データユニット420と、m個の新パリティユニット425をそれぞれの格納ノードに転送して更新する。
図8において、図6のストレージノード400〜409と同様のデータ配置条件で、旧データユニット格納ノードがRMWによるパリティ計算を実施するものとする。旧データユニット格納ノードであるストレージノード401は、符号化器411を備える。このとき、ストレージノード401は、以下のようにI/O処理する。
(P32)符号化器411にて、w個の新データユニット420と、(w−1)個の旧データユニット430〜432と、m個の旧パリティユニット440〜442から、m個の新パリティユニット425を計算する。
(P33)(w−1)個の新データユニット420と、m個の新パリティユニット425をそれぞれの格納ノードに転送して更新する。ここで、旧データユニット430に対応する新データユニット1個分は、ストレージノード401のローカルドライブへの書き込みとするためネットワーク転送は不要となる。
図9において、図6のストレージノード400〜409と同様のデータ配置条件で、I/O受付ノードが中間パリティ725を計算し、旧パリティユニット格納ノードが中間パリティ725を使ってRMWによるパリティ計算を実施するものとする。旧パリティユニット格納ノードである各ストレージノード404〜406は、符号化器414〜416を備える。
(P42)符号化器411にて、w個の新データユニット420と、w個の旧データユニット430〜432から、m個の中間パリティユニット725を計算する。
(P43)m個の中間パリティユニットをそれぞれ対応する旧パリティユニット格納ノードに転送する。
(P44)それぞれの旧パリティユニット格納ノードの符号化器414〜416にて、m個の旧パリティユニット440〜442と、中間パリティユニット725から、m個の新パリティユニット425を計算して更新する。また、w個の新データユニット420をそれぞれの旧データユニット格納ノードに転送して更新する。
図10において、ストレージノードに分散配置済のデータユニットおよびパリティユニットをそれぞれ旧Dおよび旧P、更新ライト時のI/O受付ノードで受け付けられたデータユニットを新D、更新対象外データユニットを未更新Dとすると、I/O受付ノードでのデータ配置条件は、(A)旧Dなし、かつ旧Pなし、かつ未更新Dなしの場合、(B)旧Dありの場合、(C)旧Pありの場合、(D)未更新Dの場合の4通りある。
図11において、テーブル1100は、テーブル1000と同様のデータ配置条件およびパリティ計算ノードの全ての組み合わせについて、中間パリティ使用時のRMWによるパリティ計算についてネットワーク転送量を示す。ここで、テーブル1100の(A)(a−1−int.P)の場合のネットワーク転送量は、図9の方法で計算できる。この方法以外の場合についても、同様に計算することができる。
2w+2m>k+mかつ3w+2m−2>k+m
となる。
w>(k−m)/2かつw>(k−m+2)/3
という式が得られる。上記の式から、図10のテーブル1000の(A)の場合について、k−m>=4のときw>(k−m)/2
k−m<4のときw>(k−m+2)/3
という切り替え判定式が得られる。
図12において、切り替え判定式1200は、図10のテーブル1000の(A)、(B)、(C)および(D)の場合について、全ストライプによるパリティ計算へ切り替える条件を示す。
図13において、切り替え判定式1300は、図11のテーブル1100の(A)、(B)、(C)および(D)の場合について、中間パリティを使った場合における全ストライプによるパリティ計算への切り替え条件を示す。
3w+2m−2>=2w+2m
となる。この判定式の左辺がwとなるように変形すると、w>=2となる。wは1以上であるため、(a−2)あるいは(a−3)の場合と判定されるのはw=1という条件となる。
図14において、ノード位置判定式1400は、図10のテーブル1000の(A)、(B)、(C)および(D)の場合について、RMWによるパリティ計算におけるパリティ計算ノード位置を示す。
図15において、ノード位置判定式1500は、図11のテーブル1100の(A)、(B)、(C)および(D)の場合について、中間パリティを使った場合のRMWによるパリティ計算におけるパリティ計算ノード位置を示す。
Claims (10)
- プロセッサと、記憶ドライブと、を有するノードを複数備え、
データユニットとそれを修復するためのパリティユニットでストライプを構成し、
ストライプを構成する各ユニットをそれぞれの別のノードの記憶ドライブに格納する分散ストレージシステムにおいて、
前記プロセッサは、
前記データユニットを更新ライトした場合に、同じストライプ内のパリティユニットを更新し、
前記更新ライト後のストライプ内の全部のデータユニットに基づいて、前記パリティユニットを計算して更新する第1のパリティ更新方法と、
更新ライトを行ったデータユニットと、前記更新ライト前のデータユニットと、パリティユニットと、に基づいて、前記パリティユニットを計算して更新する第2のパリティ更新方法と、
を実行可能であり、
前記パリティ更新にかかる前記ノード間のデータ通信量に基づいて、前記第1のパリティ更新方法と、第2のパリティ更新方法とを切り替える分散ストレージシステム。 - 前記ストライプのデータユニット数、前記ストライプのパリティユニット数、前記ストライプ内の更新ライトのデータユニット数、及び、更新ライト要求を受信したノードが有している前記ユニットの種類に基づいて、前記更新ライト時におけるデータ通信量を計算する請求項1に記載の分散ストレージシステム。
- 前記データ通信量に基づいて、パリティ計算方法とともに、前記パリティ計算を行うノードを選択する請求項2に記載の分散ストレージシステム。
- 前記更新ライト要求を受信したノードが有している前記ユニットの種類は、更新ライト対象のデータユニット、更新ライト非対象のデータユニット、パリティユニット、及び、これらをいずれも有しない、を含む請求項2に記載の分散ストレージシステム。
- 前記パリティを計算するストレージノードは、前記更新ライト要求を受付けたノード、前記更新ライト対象のデータユニットが格納されたストレージノードおよび前記パリティユニットが格納されたストレージノードの中から選択する請求項3に記載の分散ストレージシステム。
- さらに中間パリティの使用の可否に基づいて、前記パリティ計算方法を切り替える請求項1に記載の分散ストレージシステム。
- 前記中間パリティが使用可能な場合、
前記第2のパリティ計算方法におけるデータ通信量の計算方法は、中間パリティの使用可否で変更される
請求項6記載の分散ストレージシステム。 - 前記更新ライトを受信したノードが、前記データ通信量を計算して前記パリティ更新方法を選択する請求項1記載の分散ストレージシステム。
- 前記ストライプに応じて、そのデータユニット及びパリティユニットを格納するノードが異なっており、
前記ストライプごとに前記パリティ更新方法を選択する請求項8記載の分散ストレージシステム。 - プロセッサと、記憶ドライブと、を有するノードを複数備え、
データユニットとそれを修復するためのパリティユニットでストライプを構成し、
ストライプを構成する各ユニットをそれぞれの別のノードの記憶ドライブに格納する分散ストレージシステムのパリティ更新方法において、
前記プロセッサは、
前記データユニットを更新ライトした場合に、同じストライプ内のパリティユニットを更新し、
前記更新ライト後のストライプ内の全部のデータユニットに基づいて、前記パリティユニットを計算して更新する第1のパリティ更新方法と、
更新ライトを行ったデータユニットと、前記更新ライト前のデータユニットと、パリティユニットと、に基づいて、前記パリティユニットを計算して更新する第2のパリティ更新方法と、
を実行可能であり、
前記パリティ更新にかかる前記ノード間の通信量に基づいて、前記第1のパリティ更新方法と、第2のパリティ更新方法とを切り替える分散ストレージシステムのパリティ更新方法。
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