JP4504677B2 - 記憶装置から成る分散型ファイルシステム上の情報をトラッキングするためのメタデータを提供するシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本発明のシステムおよび方法は、シングルファイルシステムとしてアクセスされるスマート記憶ユニット(smart storage units)のセット間でデータの記憶を可能とする知的分散型ファイルシステムを提供する。知的分散型ファイルシステムは、各ファイルについて詳細なメタデータを追跡(track)し管理(manage)する。メタデータは、例えば、装置およびブロックロケーション情報の双方を含むファイルのデータブロックのロケーション、メタデータ及び/又はデータブロック(もしあれば)の冗長なコピーのロケーション、エラー訂正情報、アクセス情報、ファイルのネーム、ファイルのサイズ、ファイルのタイプ、等々のようなファイルに関する及び/又は上記ファイルを記述する任意のデータを含む。加えて、知的分散型ファイルシステムは、ファイルシステムによって管理される異なるファイル及び/又はデータブロックについて反復及び/又は冗長の異なるレベルを可能にし、システムがアクティブの間に冗長パラメータの変更を容易化し、そしてメタデータのリアルタイムな反復及び/又は移動を可能にする。さらに、各スマート記憶ユニットは、スマート記憶ユニットからファイルのデータを見つけ出し且つ収集することによりファイルリクエストに応じる。
説明のため、ここで知的分散型ファイルシステムが動作において使用されるシナリオの例を検討する。このシナリオの例において、知的分散型ファイルシステムは、インターネットウェブサイトを介して映画ダウンロードを提供するカンパニーによって使用される。このカンパニーは、ウェブサイトを介して顧客によってアクセスされる顧客情報、広告、映画予告のみならず、ダウンロード可能な映画のコピーを記憶し且つ管理するために知的分散型ファイルシステムを使用してもよい。データは、種々のレベルの保護で記憶され且つ高速アクセス用の多数のスマート記憶ユニットにわたって記憶されてもよい。
図1は、リモートファイルアクセスを提供するネットワークサーバ120と通信する知的分散型ファイルシステム110の一実施形態を図解する。知的分散型ファイルシステム110は、例えばNFSまたはCIFSのような種々のプロトコルを用いてネットワークサーバ120と通信してもよい。ユーザ130は、知的分散型ファイルシステム110によって管理されるファイルをリクエストするために、インターネット145のような通信媒体140を介してネットワークサーバ120と対話する。代表的な知的分散型ファイルシステム110は、スマート記憶ユニット114のセットおよびネットワークサーバ120と通信するスイッチコンポーネント125を利用する。知的分散型ファイルシステム110は、個々のファイルのデータブロックが多数のスマート記憶ユニット114に散らばることを可能にする。データが単一の装置に記憶されている場合よりも、このデータへのアクセスがより高いスループットを提供するように、データが記憶される。加えて、知的分散型ファイルシステム110は、種々の保護スキームを用いて記憶された種々のデータファイルを記憶するために使用されてもよい。
表1は、物理的記憶装置をアクセスするためにファイルリクエストが処理されるファイルシステムレイヤのセット例の一実施形態を例示する。代表的なファイルシステムレイヤは、ユーザレイヤ、バーチャルファイルシステムレイヤ、ローカルファイルシステムレイヤ、ローカルファイル記憶レイヤ、および記憶装置レイヤを含む。
一実施形態において、スマート記憶ユニット114は、プラグアンドプレイの、高密度な、ラックに実装可能な装置であり、それは、高スループットデータ配信のために最適化されている。スマート記憶ユニットは、単一のバーチャルファイルシステムを提供するために他の種々のスマート記憶ユニットと通信するように構成されている。より多くの記憶スペースが必要とされるほど、または、もし一つまたはそれ以上のスマート記憶ユニットが故障すれば、システム全体をダウンさせる必要なく、またはサービスの中断を生じることなく、追加のスマート記憶ユニットがインストールされ得る。
一実施形態において、スマート記憶ユニットは、例えば、インストール、パラメータ設定、知的分散型ファイルシステムのモニタリング、知的分散型ファイルシステム110上で発生するイベントのロギング(logging)、およびアップグレードのような管理タスクを実施するための管理モジュール320を備える。
代表的な処理モジュール330は、データファイルに対するリクエストを受信し、上記リクエストされたデータについてのローカル(local)及び/又はリモート(remote)で記憶されたメタデータを読み出し、且つ上記リクエストされたデータファイルの上記ローカル及び/又はリモートで記憶されたデータブロックを読み出すように構成されてもよい。加えて、処理モジュール330は、また、一つまたはそれ以上のリクエストされたデータブロックが壊れ又は失われるイベントにおいてデータ回復(data recovery)およびエラー訂正を実施する。
ブロック割り当て管理モジュール331は、ブロックをどこに割り当てるかを決定し、リードリクエストに応答してそのブロックの場所を見つけ、そして装置故障の復旧を実施する。そのブロックを割り付けるべき場所についての情報は、デフォルトパラメータとして設定されたポリシー(policy)、グラフィカルユーザインターフェイスまたはシェルインターフェイスシステム管理者によって設定されたポリシー、またはこれらの組み合わせによって決定されてもよい。一実施形態において、ブロック割り当て管理331は、ローカルファイルシステムレイヤに駐在し、そしてTCP/IPおよびイーサネット(登録商標)のような、及び/又はバークレイソフトウェアデザインユニバーサルファイルシステム(“BSD UFS”)の代わりに、標準のネットワーキングソフトウェアレイヤとともに動作する。
代表的なブロック割り当て管理331は、3つのサブモジュールと4つの故障回復モジュールを備える。
ブロックリクエスト翻訳モジュールは、入り来るリードリクエストを受信し、ネーム検索(name lookup)を実施し、適切な装置を見つけ出し、そしてその装置から出を取り出して、そのリクエストをかなえる。もし、データが直接的に利用可能であれば、ブロックリクエスト翻訳モジュールは、データのブロックがローカル記憶装置または他のスマート記憶ユニットの記憶装置に記憶されているかどうかにより、ローカルブロック管理モジュールまたはリモートブロック管理モジュールに送信する。
フォワード割り当てモジュールは、例えば冗長性、スペース、および性能のようなファクタに基づき、ライトリクエストについてどの装置のブロックが使用されるべきかを決定する。これらのパラメータは、システム管理者によって設定され、知的分散型ファイルシステム110に組み入れられた情報から導出され、知的分散型ファイルシステム110にロジックとして組み入れられてもよき、またはその組み合わせであってもよい。フォワード割り当てモジュール110は、知的分散型ファイルシステムを使用する他のスマート記憶ユニットから統計データ(statistics)を受信し、そしてそれらの統計データを、新たに入ってくるデータを置くのにどこが最良のロケーションであるかを決定するために使用する。統計データは、例えば、CPU稼働率、ネットワーク稼働率、およびディスク稼働率の計量(measurement)を含んで集められる。
故障回復モジュールは、装置故障のためにもはや利用できないデータを回復するために知的分散型ファイルシステム110をリアルタイムで再構成する。故障回復モジュールは、性能を維持しながらサービスを中断することなく再構成を実施し、そして短時間でデータを所望の冗長レベルに戻す。
ブロックキャッシュモジュール333は、データブロックのキャッシング、ネーム検索、およびメタデータのデータ構造を管理する。一実施形態において、ブロックキャッシュモジュール33は、BSDバーチャルファイルシステムのバッファキャッシュと共に又はその代わりに動作する。
ローカルブロック管理モジュール335は、記憶装置360上にローカルに記憶されたデータブロックの検索(retrieval)、記憶(storage)、および割り当て(allocation)を管理する。ローカルブロック管理モジュール335は、例えば、ネットワークカードのような、記憶装置360の他の部分にデータをディスクから移動させるために、ゼロコピーファイルリードを実施し、これにより性能を改善する。ローカルブロック管理モジュール335は、また、性能を上げるために、使用される記憶装置360に基づく修正を実施する。一実施形態において、ローカルブロック管理モジュール335は、ローカルファイル記憶レイヤに駐在し、そしてフリーBSDファストファイルシステムと共に及び/又はその代わりに動作してもよい。
リモートブロック管理モジュール337は、例えばブロックリクエスト、ブロック応答、およびリモート装置故障の検出を含む装置間の通信を管理する。一実施形態において、リモートブロック管理モジュール337は、ローカルファイルシステムレイヤに駐在する。
ブロック装置モジュール339は、ファイルシステムによって使用されるディスクハードウェアの特定の一部(piece)のためのデバイスドライバを務める。例えば、もし物理的記憶装置がATAディスクであれば、ブロックデバイスモジュール339はATAディスクドライバを務める。
キャッシュメモリまたはキャッシュ340は、例えば、1G RAMキャッシュのような本技術分野で知られている種々のプロダクトを用いることにより実施されてもよい。図3において図解されているキャッシュ340は、一定時間内に最近アクセスされた又はアクセスされるデータのブロックを記憶してもよい。キャッシュ340は、種々の他のタイプの装置のみならず、スタティックRAM装置、ダイナミックRAM装置、内部キャッシュ、ディスクキャッシュのような高速記憶機構を用いて実施されてもよい。代表的には、データは、不揮発性記憶装置をアクセスするのに要する時間よりも速くキャッシュ340からアクセスされる。キャッシュ340はデータを記憶し、もしスマート記憶ユニット114が記憶装置360からデータをアクセスする必要があれば、データが既に読み出されたかを知るために最初にキャッシュ340がチェックされる。従って、キャッシュ340の使用は、データブロックの読み出しにおいてスマート記憶ユニットの性能を改善する。
一実施形態において、スマート記憶ユニット310は、また、例えば、TCP/IPのようなプロトコルを用いて、入ってくるメッセージおよび出て行くメッセージトラヒックを処理するネットワークスタック350を備える。しかしながら、他のプロトコルまたはデータ構造がスタック350を実施するために使用されてもよいことが認識される。
記憶装置360は、データブロックを記憶するために使用される不揮発性記憶装置である。記憶装置360は、例えば、4 1.25GB ATA100装置、SCSI装置等のような本技術分野において知られている種々のプロダクトを用いて実施されてもよい。加えて、記憶装置360のサイズは、知的分散型ファイルシステムにおける全てのスマート記憶ユニット114について同一であってもよく、またはそれは異なるスマート記憶ユニット114についてサイズを変えるものであってもよい。
一実施形態において、スマート記憶ユニット114は、スマート記憶ユニット114が他のスマート記憶ユニット114と通信することを可能にするコンピュータ上で動作する。コンピュータは、例えば、ペンティアムプロセッサ、ペンティアムIIプロセッサ、ペンティアムプロプロセッサ、ペンティアムIVプロセッサ、xx86プロセッサ、アルファプロセッサ等のような一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサを用いた汎用のコンピュータであってもよい。
図4は、知的分散型ファイルシステムで使用されるディレクトリ構造の例を図解する。この例において、ROOTディレクトリは、“DFSR”と名づけられ、そしてサブディレクトリ
IMPORTANT、TEMP、およびUSERを備える。IMPORTANTサブディレクトリは、サブディレクトリPASSWORDSおよびCREDITCARDを備える。ファイルUSER.TXTおよびADMIN.TXTは、PASSWORDSサブディレクトリに記憶される。従って、USER.TXTファイルのアドレスは、
/DFSR/IMPORTANT/PASSWORDS/USER.TXT
である。
図5は、メタデータを記憶するためのデータ構造510の例を図解する。代表的なデータ構造510は、以下の情報を記憶する。
図7Aは、ディレクトリPASSWORDSについてのメタデータのサンプルセットを図解する。図7Aにおいて、データ構造は、PASSWORDSディレクトリについての情報を記憶する。ディレクトリは、2度ミラーされる(合計3つのコピー)。ディレクトリ構造は比較的小さいので(例えば、とれはブロック内に収まる)、使用される3つのダイレクトポインタのみが存在し、各コピーについては一つである。メタデータのサンプルセットは、使用されないブロックエントリ730のみならず、デバイス/ブロックナンバーペアを用いてデータブロックのロケーションを示すダイレクトエントリ720を備えるデータロケーションテーブル710を備える。
図7Bは、ファイルUSER.TXTについてのメタデータのサンプルセットを図解する。図7Bにおいて、データ構造は、USER.TXTファイルについての情報を記憶する。USER.TXTファイルデータについてデータブロックのそれぞれの一つのコピーが存在し、そしてデータは、3+1パリティスキームを用いて保護されている。USER.TXTについてのコンテンツデータは、サイズが45Kであり且つブロックサイズが8Kであり、従って全く使用されない6番目のデータブロックと共に6個のデータブロックが存在する。データロケーションテーブル710は、6個のデータのブロックが記憶720されたロケーションを示し、ここでデータのブロックは装置ナンバーおよびブロックナンバーによって参照され、そこでは最初のエントリが最初のデータブロックに対応する。さらに、コンテンツデータのためのパリティ情報のロケーションはパリティマップ740に記憶され、そのロケーションは、“パリティマップポインタ”のようなデータ構造の最後のロケーションによって指定される。USER.TXTファイルは、このように3+1パリティスキームを用いて記憶され、どの3個のデータのブロックについても、パリティデータのブロックが記憶される。この3+1パリティスキームには6個のブロックが存在するので、2つのパリティデータのブロックが存在する(6を3で除算して、最も近い整数にまるめ)。パリティマップは、両方のパリティデータのブロックが記憶されたロケーションを示し、ここでパリティデータのブロックは、装置ナンバーおよびブロックナンバーによって参照され、そしてそこでは、最初のエントリが最初のパリティデータのブロックに対応する。
知的分散型ファイルシステム110は、データがどのように記憶されるかについての柔軟性のみならず、多種多様なデータファイルについての記憶を提供してもよい。データファイルのミラーリングおよび冗長性は、知的分散型ファイルシステム110が異なるファイルのための冗長パラメータを変えることをサポートすることを可能にするファイルシステムレベルで実施される。例えば、いくつかのディレクトリは、ミラーされてもよく、保護されたパリティであってもよく、または全く保護されなくてもよい。
エントリ 装置 ブロック
1 7 127
図9は、サンプルデータロケーションテーブル910およびパリティマップ920、およびデータが記憶される対応する装置を図解する。図9の例は、同一のファイルからのデータについて、データが、装置上の変化するロケーションにどのように記憶され、データの“ストライプ(stripe)”が各装置上の異なるオフセットアドレスにわたって記憶され、そしてパリティデータが種々の装置に記憶されるかを示す。他の実施形態において、データは、各装置上の同一のオフセットアドレスに記憶されてもよい。
テ゛ィスクナンハ゛ー=(ロケーション/テ゛ィスクごとのフ゛ロックナンハ゛ー)のフロア(floor)
テ゛ィスク上のフ゛ロック=ロケーションMODテ゛ィスクごとのフ゛ロックナンハ゛ー
A.データの読み出し(Retrieving Data)
図10は、データを読み出すためのフローチャート(“データ読み出し処理”)の一実施形態を図解する。例えば、ディレクトリメタデータ、ファイルメタデータ、コンテンツデータ等の種々のデータタイプが取得されてもよい。
図11は、ネーム検索のための処理(“ネーム検索処理”)の一実施形態を図解する。スタートステートから始めると、ネーム検索処置は、ファイルネームを受信し(ブロック1110)、ルートディレクトリのメタデータを読み出し、そしてそのルートメタデータのロケーションをCURRENTとして設定する(ブロック1120)。一実施形態において、ルートディレクトリのデータは、図5のデータ構造のようなデータ構造に記憶されるが、種々のデータ構造がルートディレクトリのメタデータを記憶するために使用されてもよい。さらにまた、いくつかの実施形態において、ルートディレクトリのメタデータは、各スマート記憶ユニット114がルートディレクトリのメタデータと同一または類似のコピーを備えるように、各スマート記憶ユニット114で記憶されてもよい。他の実施形態において、ルートディレクトリのメタデータは、知的分散型ファイルシステム110における他のロケーションに記憶されてもよく、またはファイルリクエストと共にスマート記憶ユニット114に送信されてもよい。例えば、ミューテックス(mutexes)及び/又はセマフォ(semaphores)等によってロックすることのような、データの複数コピーの完全性を保証するための公知の技術が使用されてもよい。
図12は、ファイルリクエストを処理するためのフローチャートの一実施形態を図解する(“ファイルリクエスト処置”)。スタートステートから始めると、ファイルリクエスト処理は、ファイルを読み出すためのリクエストを受信する(ブロック1210)。一実施形態において、ファイルは、ロケーションおよびファイルネームを含むファイルのフルパスネームを用いて指示される。他の実施形態において、パスは、相対パス及び/又は他のデータ構造であってもよく、及び/又は、テーブルのような他のデータ構造は、ファイルのアドレスについての情報を記憶するために使用されてもよい。次に、ファイルリクエストは、図11に図解されるようなネーム検索処置を実施して(ブロック1220)、ファイルのメタデータのデータ構造のロケーションを決定する。
図13は、パリティ情報を発生するためのフローチャートの一実施形態を図解する(“パリティ発生処理”)。スタートステートから始めると、パリティ発生処理は、データのセットに関係するパリティスキーム情報を受信する(ブロック1310)。データのセットは、ファイルデータ、ファイルメタデータ、ディレクトリメタデータ、ファイルのサブセットなどを表してもよい。パリティ発生処理は、データのセットに関係するデータロケーション情報を受信する(ブロック1320)。次に、パリティデータの各セットについて(ブロック1330,1370)、パリティ発生処置は、データのセットを読み出す(ブロック1340)。例えば、もし、パリティが3+1であれば、パリティ発生処理は、図10に示されるようなデータ読み出し処理を用いて、最初の3つのデータのブロックを読み出す。次に、パリティ発生処理は、ビット毎、バイト毎、ブロック毎のベースでデータのXOR演算を実施するようにして、データのセットについてパリティデータを発生する。(ブロック1350)。そして、パリティ発生処理は、バッファにデータを記憶し、そしてデータのセットについてのパリティ情報が発生されるとブロック1330に戻る。パリティ情報が発生された後、パリティ発生処理は、パリティデータを記憶すべき場所を決定する(ブロック1380)。パリティ発生処理は、輪番パリティスキーム(rotating parity scheme)を使用してもよい。ここで、データの一連の各ストリップは、その輪番(rotation)における次の装置上に記憶される。パリティ発生処理は、パリティ情報がデータ情報と同時に失われていないことを装置故障のイベントにおいて保証するために現在のストライプについてデータを保持している装置のいずれよりむしろ異なる装置上にパリティブロックを割り当てる。パリティ発生処理は、また、パリティ記憶を考慮されることからいくつかの装置をふるい落とすために、記憶容量、CPU稼働率、およびネットワーク稼働率のような他のファクタを考慮に入れてもよい。そして、パリティ発生処理は、割り当てられたスペースにバッファされたデータを記憶し(ブロック1390)、パリティデータのロケーションをパリティマップに記録し(ブロック1395)、そしてエンドステートに戻る。
図14は、失われた又は壊れたデータを回復するためのフローチャートの一実施形態を図解する(“データ回復処理”)。スタートステートから始めると、データ回復処置は、使用されたパリティスキームに関する情報を受信する(ブロック1410)。そして、データ回復処理は、故障した又は壊れたディスク又はデータについての情報を受信する(ブロック1420)。次に、データ回復処理は、失われた又は壊れたデータが割り当てられたパリティブロックグループについてのアドレス情報を受信する(ブロック1430)。そして、データ回復処理は、利用可能なスマート記憶ユニットからデータブロックを読み出す(ブロック1440)。データは、図10のようなデータ読み出し処理を用いて読み出されてもよい。データ回復処理は、パリティスキームに従ってブロックをXORしてその結果をバッファに記憶するようにして、エラー訂正を実施する(ブロック1450)。バッファにあるデータは失われたデータを表す。そして、データ回復処理は、バッファにあるデータを戻し(ブロック1470)、そしてエンドステートに進む。
本発明のいくらかの実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、単なる例の目的にすぎず、且つ本発明の適用範囲を制限することを意図するものではない。従って、本発明の広がりおよび適用範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に従って規定されるべきである。
Claims (38)
- 分散型ファイルシステムであって、
それぞれが少なくとも一つのプロセッサと少なくとも一つの記憶装置と少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールとを備えた複数の知的記憶ユニットと、
前記複数の知的記憶ユニットの2以上の第1のサブセットに分散された複数のデータブロックからなるデータファイルと、
前記複数のデータブロックのそれぞれのロケーションを含み、前記データファイルに関連するメタデータと、
を備え、
前記メタデータは、前記複数のデータブロックのそれぞれとは異なる知的記憶ユニットであって前記複数の知的記憶ユニットのうちの一つの知的記憶ユニットに存在し、
前記複数の知的記憶ユニットのそれぞれの前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、
前記分散ファイルシステムのコンポーネントから前記データファイルに関連するリクエストを受け取り、
前記メタデータをリクエストして、前記異なる知的記憶ユニットから前記メタデータを受け取り、
前記リクエストに応答して少なくとも前記複数のデータブロックのサブセットについてのリードオペレーションまたはライトオペレーションを実行するように構成され、
前記複数のデータブロックのサブセットの1又は2以上は、他の知的記憶ユニットの記憶装置上に配置された分散型ファイルシステム。 - 第2のデータファイルを更に備え、前記メタデータは、更に、反復および冗長情報を含み、前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記第2のデータファイルとは異なる第1の前記データファイルについての冗長性および反復の異なるレベルを提供するように更に構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 前記反復情報はパリティ情報を備えた請求項2記載の分散型ファイルシステム。
- 前記複数の知的記憶装置の2以上のサブセットに分散された複数の誤り訂正ブロックからなる誤り訂正データを更に含み、前記パリティ情報は、前記複数の誤り訂正ブロックのそれぞれのロケーションを含む請求項3記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記複数のデータブロックの反復または冗長性の前記レベルを変更し、前記メタデータの前記反復および冗長情報をアップデートするように更に構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 前記反復または冗長性のレベルの変更は、前記データファイルのコピーであって複数のミラーデータブロックからなるコピーをリアルタイムに生成するステップと、前記複数のミラーデータブロックのそれぞれのロケーションを更に含むように前記メタデータをアップデートするステップとを含み、前記ミラーデータブロックは、前記複数の知的記憶ユニットの2以上のサブセットに分散された請求項5記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記複数のデータブロックをリアルタイムに移動し、前記メタデータにおける前記複数のデータブロックのそれぞれのロケーションをアップデートするように更に構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記複数のデータブロックをリアルタイムに反復し、前記複数の反復されたデータブロックのそれぞれのロケーションを更に含むように前記メタデータをアップデートするように構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記複数のデータブロックのサブセットについてのリクエストの高容量(high volume)に応じて少なくとも前記複数のデータブロックのサブセットを反復するように更に構成された請求項8記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、前記複数のデータブロックのサブセットを記憶するハードウェアの高利用(high utilization)に応じて少なくとも前記複数のデータブロックのサブセットを反復するように更に構成された請求項8記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、ライトリクエストよりも多くのリードリクエストを処理するように更に構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 前記少なくとも一つの実行可能なソフトウェアモジュールは、ブロックトランザクションを処理するように更に構成された請求項1記載の分散型ファイルシステム。
- 複数のモジュラー記憶装置間でデータファイルを記憶するためのバーチャルファイルシステムであって、
分散型メッセージングシステムと、
複数の記憶ユニットを備え、
前記記憶ユニットのそれぞれは、
前記分散型メッセージングシステムを通じて他の複数の記憶ユニットのそれぞれと通信し、
データブロックを記憶し、
複数のデータブロックからなるデータファイルであって、前記複数のデータブロックが、前記記憶ユニット上に記憶された前記複数のデータブロックの0又は1以上からなる、前記複数のデータブロックのローカルサブセットと、1又は2以上のリモート記憶ユニット上に記憶された前記複数のデータブロックの1又は2以上からなる、前記複数のデータブロックのリモートサブセットとを備えて構成された前記データファイルについてのリードリクエストを、当該バーチャルファイルシステムのコンポーネントから前記記憶ユニットで受信し、
前記複数のデータブロックの前記ローカルサブセット及び前記リモートサブセットのそれぞれのロケーションを含むメタデータを、前記複数のデータブロックの前記リモートサブセットを記憶する前記1又は2以上のリモート記憶ユニットのうちの少なくとも一つから読み出して、前記複数のデータブロックの前記リモートサブセットを記憶する前記1又は2以上のリモート記憶ユニットのうちの、全てではない、少なくとも一つに存在させ、
前記複数のデータブロックのローカルサブセットを読み出し、
前記1又は2以上のリモート記憶ユニットからの前記複数のデータブロックの前記リモートサブセットを、前記分散型メッセージングシステムを通じてリクエストし、
前記1又は2以上のリモート記憶ユニットからの前記複数のデータブロックの前記リモートサブセットのコピーを、前記分散型メッセージングシステムを通じて受信し、
前記リクエストされたデータファイルの前記複数のデータブロックの全てを戻すように構成されたバーチャルファイルシステム。 - 前記複数の記憶ユニットは、記憶装置および処理モジュールを備え、前記複数のデータブロックの前記ローカルサブセットは、前記記憶装置上に記憶され、且つ前記処理モジュールは、前記記憶装置から前記複数のデータブロックの前記ローカルサブセットを読み出す請求項13記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記複数の記憶ユニットのそれぞれと通信する負荷バランシングスイッチを更に備え、前記複数の記憶ユニットのそれぞれは、複数のデータブロックからなるデータファイルについてのライトリクエストを受信すると共に、前記ライトリクエストに応答して前記複数のデータブロックを記憶すべき前記複数の記憶ユニットの2以上のサブセットを決定するように更に構成された請求項13記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記複数の記憶ユニットのそれぞれは、1又は2以上のリモート記憶ユニットから受信された統計に基づいて前記ライトリクエストに応答して前記複数のデータブロックを分散するように更に構成された請求項15記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記ライトリクエストは、ミラー保護情報を備えた請求項16記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記複数の記憶ユニットのそれぞれは、前記複数の記憶ユニットの2以上のサブユニットに前記複数のデータブロックのコピーを分散し、前記コピーの分散が、前記ミラー保護情報に適合するように更に構成された請求項17記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記ライトリクエストはパリティ保護情報を備えた請求項16記載のバーチャルファイルシステム。
- 前記複数の記憶ユニットのそれぞれは、パリティデータを生成し、前記複数の記憶ユニットの2以上のサブユニットに前記パリティデータを分散し、前記パリティデータの生成と分散が前記パリティ保護情報に適合するように更に構成された請求項19記載のバーチャルファイルシステム。
- 分散ファイル記憶を提供するために複数のモジュラー記憶ユニットと通信するように構成されたモジュラー記憶ユニットであって、
データブロックを記憶するように構成された記憶モジュールと、
処理モジュールとを備え、
前記処理モジュールは、
ローカルに記憶されたデータブロックとリモートに記憶されたデータブロックを含む複数のデータブロックからなるデータファイルについてのリクエストを、転送コンポーネントから前記モジュラー記憶ユニットで受信し、
前記リクエストされたデータファイルに対応するファイルロケーションデータ構造を読み出し、
前記記憶モジュールから前記ローカルに記憶されたデータブロックを読み出し、
少なくとも二つの前記複数のモジュラー記憶ユニットからリモートに記憶されたデータブロックをリクエストし、
前記リクエストされリモートに記憶されたデータブロックを受信し、
前記リクエストされたデータファイルを戻すように構成され、
前記ファイルロケーションデータ構造は、前記ローカルに記憶されたデータブロックおよび前記リモートに記憶されたデータブロックのロケーションのリストを備え、前記リモートに記憶されたデータブロックが存在する前記複数のモジュラー記憶ユニットのうちの、全てではない、少なくとも一つに存在するモジュラー記憶ユニット。 - 前記データブロックは少なくとも二つの異なるサイズのものである請求項21記載のモジュラー記憶ユニット。
- 前記データブロックは同一サイズである請求項21記載のモジュラー記憶ユニット。
- 前記記憶モジュールは、不揮発性メモリ装置および揮発性メモリ装置を備えた請求項21記載のモジュラー記憶ユニット。
- 前記処理モジュールは、
前記リクエストされローカルに記憶されたデータブロックについて前記揮発性メモリ装置に問い合わせるステップと、
もし、前記リクエストされたデータブロックが見つからなければ、前記リクエストされローカルに記憶されたブロックについて前記不揮発性メモリ装置に問い合わせるステップとにより、
前記ローカルに記憶されたデータブロックを読み出すように更に構成された請求項24記載のモジュラー記憶ユニット。 - 前記処理モジュールは、前記読み出されたローカルに記憶されたデータブロックを、前記揮発性メモリ装置に記憶するように更に構成された請求項25記載のモジュラー記憶ユニット。
- 前記処理モジュールは、前記読み出されたローカルに記憶されたデータブロックおよび前記受信されたリモートに記憶されたデータブロックを結合して前記リクエストされたデータファイルを構成するように更に構成された請求項25記載のモジュラー記憶ユニット。
- 前記処理モジュールは、前記記憶モジュールに記憶するためのデータのブロックを受信するように更に構成された請求項22記載のモジュラー記憶ユニット。
- 分散型ファイルシステムであって、
相互に通信する複数の記憶ユニットと、
変化する冗長およびパリティ保護パラメータを使用するデータファイルおよびディレクトリであって2以上の複数の記憶ユニットのサブセットに記憶された複数のデータブロックからなる前記データファイルおよび前記ディレクトリについての情報を記憶するためのロケーションデータ構造であって、前記複数のデータブロックが記憶された前記複数の記憶ユニットの2以上のサブセットのうちの、全てではない、少なくとも一つに記憶された前記ロケーションデータ構造とを備え、
前記ロケーションデータ構造は、
前記対応するデータファイル又は前記対応するデータディレクトリについての冗長およびパリティ保護情報を備えるメタデータ部分と、
前記対応するディレクトリの子についてのロケーションデータ構造情報または前記対応するデータファイルの前記データファイルブロックについてのロケーション情報を備えるコンテンツ部分と
を備えた分散型ファイルシステム。 - 前記ロケーションデータ構造の前記メタデータ部分は、少なくとも、ネーム、アドレス、タイプ、サイズ、セキュリティ情報、ミラーリング情報、パリティ情報、データサイズ、ブロックサイズ、およびロケーション情報アドレスのうちの一つを備えた請求項29記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ロケーションデータ構造はディレクトリについての情報を備え、且つ前記ロケーションデータ構造の前記メタデータ部分は、ミラーリングパラメータおよびパリティパラメータを備えた請求項29記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ミラーリングパラメータは、少なくとも、前記ディレクトリの任意の子孫のミラーリングパラメータから決定される請求項31記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ミラーリングパラメータは、少なくとも、前記ディレクトリの任意の子孫の最大ミラーリングと適合(match)する請求項32記載の分散型ファイルシステム。
- 前記パリティパラメータは、前記ディレクトリの任意の子孫のパリティパラメータから決定される請求項31記載の分散型ファイルシステム。
- 前記パリティパラメータは、少なくとも、前記ディレクトリの任意の子孫の最大パリティ保護と適合(match)する請求項34記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ロケーションデータ構造の前記コンテンツ部分は、前記ディレクトリの前記子孫に対応するロケーションデータ構造のロケーションを備えた請求項31記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ロケーションデータ構造はデータファイルについての情報を記憶する請求項29記載の分散型ファイルシステム。
- 前記ロケーションデータ構造の前記コンテンツ部分は、前記データファイルブロックのそれぞれの前記ロケーションを備えた請求項37記載の分散型ファイルシステム。
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