JP4693540B2 - データベース再構成装置、およびデータベース再構成プログラム - Google Patents

Description

本発明はデータベースの再構成を行うためのデータベース再構成装置およびデータベース再構成プログラムに関し、特にオンラインでの業務の定時時間を短縮させたデータベース再構成装置およびデータベース再構成プログラムに関する。

データベースの容量が不足した場合には、そのデータベースの再構成が行われる。ただし、データベースの物理的な再構成を行うためには、データを一時的に退避して再格納する必要がある。そして、データベースの規模が大きくなるとデータの待避と再格納に長い時間を要する。そのため、常に一定時間内でのレスポンスを保証する必要があるオンラインでの業務と並行で、データベースの再構成を実施するのは難しかった。

一般的には、オンライン稼動中にデータベースの物理的な再構成を行うことを諦め、週末などのオンライン停止時間帯にデータベースの容量拡張を実施していた。この場合、予想以上のオンライン業務が発生すると、オンライン業務の稼働中にデータベースが容量不足に陥る危険性があった。オンライン稼動中にデータベースの容量不足が発生すると、容量不足が発生した以降のオンライン取引は不可となり、ユーザ等に多大な迷惑をかけてしまう。

そこで、一般的には、週末までデータベースの容量不足が発生しないように、記憶容量に余裕を持たせていた。この場合、必要以上の記憶容量をデータベースに確保しておくこととなり、資源の利用効率の低下を招いていた。

なお、サービス停止時間をできるだけ短く抑えて、データベースの再構成を行うための様々な技術も考えられている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
特開平６−７５８４０号公報 特開平１０−２０７７５４号公報 特開２００３−６０２０号公報

しかし、特許文献１−３に記載された各発明では、データベースの再構成中に提供されたサービスに対応する更新ログを保存しておき、その更新ログを再構成後のデータベースに反映させる必要がある。そのため、更新ログを反映させる間サービスが停止してしまうことは避けられない。しかも、データベースの規模が大きくなるほどデータの移行にも時間を要し、更新ログのデータ量も肥大化する。その結果、更新ログの反映に必要な時間も長くなり、サービス停止期間も長期化してしまう。

なお、本出願人は、特願２００４−１３２３５０号として、サービスを停止させずにデータベース再構成を行うことができるデータベース再構成方法の発明を出願している。ただし、この発明で対象としているデータベースは、インデックスによって管理されたデータベースである。全てのデータベースがインデックスにより管理されているわけではないため、当該発明では適用できるデータベースが限定されてしまう。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、データベースの管理方法に依存せずに、且つ実用上オンラインでのサービスを停止させずにデータベースを移行させることができるデータベース再構成装置、およびデータベース再構成プログラムを提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、図１に示すようなデータベース再構成装置が提供される。本発明に係るデータベース再構成装置は、第１のボリューム１内の現用データベース１ａを第２のボリューム２に移行させるために以下の機能を有する。

現用データベースアクセス手段３は、オンライン電文が入力されると、現用データベース１ａのデータ構造を定義する現用スキーマ３ａを使用して、現用データベース１ａに対して物理位置を指定してアクセスする。切替先データベース作成手段４は、第２のボリューム２に切替先データベース２ａを作成し、切替先データベース２ａのデータ構造を定義する切替先スキーマ５ａを生成する。切替先データベースアクセス手段５は、オンライン電文が入力されると、切替先スキーマ５ａを使用して、切替先データベース２ａに対して物理位置を指定してアクセスする。コピー手段６は、現用データベース１ａ内のデータを切替先データベース２ａにコピーする。データ更新手段７は、コピー手段６によるコピー処理中に現用データベースアクセス手段３により現用データベース１ａへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば現用データベース１ａに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば現用データベース１ａと切替先データベース２ａとに対してデータ更新処理を行う。切替手段８は、コピー手段６によるコピー処理中のオンライン電文を現用データベースアクセス手段３に振り分け、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を切替先データベースアクセス手段５に切り替える。

このようなデータベース再構成装置によれば、切替先データベース作成手段４により、第２のボリューム２に切替先データベース２ａが作成され、切替先データベース２ａのデータ構造を定義する切替先スキーマ５ａが生成される。そして、コピー手段６により、現用データベース１ａ内のデータが切替先データベース２ａにコピーされる。コピー手段６によるコピー処理中は、切替手段８によりオンライン電文が現用データベースアクセス手段３に振り分けられる。すると、現用データベースアクセス手段３により、現用データベース１ａのデータ構造を定義する現用スキーマ３ａを使用して、現用データベース１ａに対して物理アドレスを指定したアクセスが行われる。このとき、データ更新手段７により、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かが判断され、未コピーであれば現用データベース１ａに対してデータ更新処理が行われ、コピー済であれば現用データベース１ａと切替先データベース２ａとに対してデータ更新処理が行われる。その後、コピーが完了すると、切替手段８により、オンライン電文の振り分け先が切替先データベースアクセス手段５に切り替えられる。以後、オンライン電文が切替先データベースアクセス手段５に入力され、切替先データベースアクセス手段５により、切替先スキーマ５ａを使用して切替先データベース２ａに対して物理位置を指定したアクセスが行われる。

本発明では、データのコピー中にコピー済のデータに対する物理位置を指定したデータ更新アクセスがあると、現用データベースと切替先データベースとに対してデータ更新処理を行い、コピー完了後にオンライン電文の振り分け先を切替先データベースアクセス手段に切り替えるようにした。これにより、データベースのデータ構造に依存することなく、実用上オンラインサービスを停止させずにデータベースを移行することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の概略を示す図である。本発明に係るデータベース再構成装置は、第１のボリューム１内の現用データベース１ａを第２のボリューム２に移行させるために、現用データベースアクセス手段３、切替先データベース作成手段４、切替先データベースアクセス手段５、コピー手段６、データ更新手段７、および切替手段８を有する。

現用データベースアクセス手段３は、オンライン電文が入力されると、現用データベース１ａのデータ構造を定義する現用スキーマ３ａを使用して、現用データベース１ａに対して物理位置を指定してアクセスする。すなわち、現用データベースアクセス手段３は、現用スキーマ３ａによって、オンライン電文で示されるデータの第１のボリューム１内の物理的位置を認識し、該当する位置のデータにアクセスする。

切替先データベース作成手段４は、第２のボリューム２に切替先データベース２ａを作成し、切替先データベース２ａのデータ構造を定義する切替先スキーマ５ａを生成する。
切替先データベースアクセス手段５は、オンライン電文が入力されると、切替先スキーマ５ａを使用して、切替先データベース２ａに対して物理位置を指定してアクセスする。すなわち、切替先データベースアクセス手段５は、切替先スキーマ５ａによって、オンライン電文で示されるデータの第２のボリューム２内の物理的位置を認識し、該当する位置のデータにアクセスする。

コピー手段６は、現用データベース１ａ内のデータを切替先データベース２ａにコピーする。例えば、コピー手段６は、第１のボリューム１内の現用データベース１ａの領域における開始アドレスに対応するデータから順にコピー処理を行う。この場合、コピー手段６は、最後にコピーしたデータのアドレスを最終コピーアドレス情報として設定しておくことで、コピーの進捗状況をデータ更新手段７に知らせる。

データ更新手段７は、コピー手段６によるコピー処理中に現用データベースアクセス手段３により現用データベース１ａへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断する。例えば、データ更新手段７は、データ更新アクセスの対象となるアドレスが、最終コピーアドレス情報に設定されたアドレス以下の場合、該当するデータがコピー済であると判断する。一方、データ更新手段７は、データ更新アクセスの対象となるアドレスが、最終コピーアドレス情報に設定されたアドレスより大きい場合、該当するデータが未コピーであると判断する。

アクセス対象のデータが未コピーであれば、データ更新手段７は、現用データベース１ａに対してデータ更新処理を行う。また、アクセス対象のデータがコピー済であれば、データ更新手段７は、現用データベース１ａと切替先データベース２ａとに対してデータ更新処理を行う。

切替手段８は、コピー手段６によるコピー処理中のオンライン電文を現用データベースアクセス手段３に振り分ける。そして、切替手段８は、コピー手段６によるコピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を切替先データベースアクセス手段５に切り替える。

このようなデータベース再構成装置によれば、切替先データベース作成手段４により、第２のボリューム２に切替先データベース２ａが作成され、切替先データベース２ａのデータ構造を定義する切替先スキーマ５ａが生成される。そして、コピー手段６により、現用データベース１ａ内のデータが切替先データベース２ａにコピーされる。

コピー手段６によるコピー処理中に入力されたオンライン電文は、切替手段８により現用データベースアクセス手段３に振り分けられる。すると、現用データベースアクセス手段３により、現用データベース１ａのデータ構造を定義する現用スキーマ３ａを使用して、現用データベース１ａに対して物理アドレスを指定したアクセスが行われる。このとき、データ更新手段７により、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かが判断され、未コピーであれば現用データベース１ａに対してデータ更新処理が行われ、コピー済であれば現用データベース１ａと切替先データベース２ａとに対してデータ更新処理が行われる。

その後、コピーが完了すると、切替手段８により、オンライン電文の振り分け先が切替先データベースアクセス手段５に切り替えられる。以後、オンライン電文が切替先データベースアクセス手段５に入力され、切替先データベースアクセス手段５により、切替先スキーマ５ａを使用して切替先データベース２ａに対して物理位置を指定したアクセスが行われる。

このようにして、データベースのデータ構造に依存せずに、実用上オンライン業務を停止させずにデータベースを移行することができる。すなわち、サービスの停止時間は、オンライン電文の振り分け先を切替先データベースアクセス手段５へ切り替えるための切替処理の時間のみでよい。そのため、大規模のデータベースであっても、サービス停止時間は極めて短時間で済む。その結果、実用上、オンラインのサービスが停止させずに済む。

また、現用データベースアクセス手段３から出力されたデータ更新アクセス（物理アドレスが指定されている）の対象がコピー済のデータであれば、現用データベース１ａと切替先データベース２ａとに対するデータの同期更新が行われる。そのため、スキーマを使用したデータベースアクセスからハードウェア寄りの機能によってデータベース再構成が実現される。すなわち、物理アドレスを指定したボリュームアクセスは、ＯＳ(Operating System)の管理範囲であり、データベース用のアプリケーションソフトウェアに依存しない。そのため、上位のアプリケーションソフトウェアによるデータベース管理手法に関係なく、データベースの再構成が可能となる。

次に、本実施の形態の詳細を説明する。
図２は、本実施の形態のシステム構成例を示す図である。本実施の形態のシステムでは、複数のノード１００，１００ａ，・・・によってクラスタが組まれている。各ノード１００，１００ａ，・・・は、オンライン電文によって入力された処理要求に応じて、データベースアクセスを伴うデータ処理を行うコンピュータである。また、各ノード１００，１００ａ，・・・は、共用可能なシステム記憶部２１０に接続されており、システム記憶部２１０を介して情報を共有する。

さらに、各ノード１００，１００ａ，・・・は、第１のボリューム２２０と第２のボリューム２３０とに接続されている。第１のボリューム２２０と第２のボリューム２３０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）内に定義されたデータ記憶領域である。第１のボリューム２２０には、現用データベース（ＤＢ）２２１が構築されている。また、第２のボリューム２３０には、データベース再構成時に切替先ＤＢ２３１が構築される。

各ノード１００，１００ａ，・・・は、ロードバランサ２４０を介して、オンライン電文を受け付ける。ロードバランサ２４０は、各ノード１００，１００ａ，・・・の負荷を監視している。そして、ロードバランサ２４０は、端末装置２１，２２，・・・からのオンライン電文をネットワーク１０を介して受け取り、そのオンライン電文を各ノード１００，１００ａ，・・・の負荷に応じて、適切なノードにオンライン電文を転送する。

端末装置２１，２２，・・・は、ユーザが使用するコンピュータである。
図３は、本実施の形態に用いるノードのハードウェア構成例を示す図である。ノード１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０９を介してＲＡＭ(Random Access Memory)１０２、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、通信インタフェース１０６、システム内通信インタフェース１０７、およびディスクインタフェース１０８が接続されている。

ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳのプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。

グラフィック処理装置１０４には、モニタ１１が接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をモニタ１１の画面に表示させる。入力インタフェース１０５には、キーボード１２とマウス１３とが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１２やマウス１３から送られてくる信号を、バス１０９を介してＣＰＵ１０１に送信する。

通信インタフェース１０６は、各種ネットワークに接続されている。通信インタフェース１０６は、接続されたネットワークを介して、他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。

システム内通信インタフェース１０７は、システム記憶部２１０に接続され、システム記憶部２１０に対するデータの入出力を行う。ディスクインタフェース１０８は、第１のボリューム２２０と第２のボリューム２３０に対するデータの入出力を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。なお、図３には、ノード１００のハードウェア構成を示したが、他のノード１００ａ，・・・も同様のハードウェアで実現することができる。

図４は、ノードが有するデータベース再構成機能を示すブロック図である。ノード１００には、現用ＤＢ２２１のデータ構造を定義した現用スキーマ１１１と、切替先ＤＢ２３１のデータ構造を定義した切替先スキーマ１１２とが設けられている。なお、現用スキーマ１１１は、現用ＤＢ２２１を用いたシステム運用開始時に予め用意される。また、切替先スキーマ１１２は、現用ＤＢ２２１から切替先ＤＢ２３１へのデータベース再構成を行う際に、管理者等によってノード１００内に設定される。

現用ジョブ１２１は、オンライン電文による処理要求に基づいて、現用スキーマ１１１を使用して現用ＤＢ２２１にアクセスする。切替先ジョブ１２２は、オンライン電文による処理要求に基づいて、切替先スキーマ１１２を使用して切替先ＤＢ２３１にアクセスする。

ＤＢ容量不足検出部１３０は、現用ＤＢ２２１の使用状況を監視し、空き容量が不足しているか否かを随時判断する。例えば、ＤＢ容量不足検出部１３０は、常時確保すべき空き容量（最低空き容量）が予め設定されており、現用ＤＢ２２１が構築された第１のボリューム２２０内の空き容量が最低空き容量以下となったとき、容量不足と判断する。容量不足になると、ＤＢ容量不足検出部１３０は、その旨を切替先ＤＢ作成部１４０に通知する。

切替先ＤＢ作成部１４０は、現用ＤＢ２２１の容量不足が通知されると、初期化済みの切替先ＤＢ２３１を第２のボリューム２３０に作成する。なお、切替先ＤＢ２３１は、物理構造（収容ボリューム・物理位置・容量）については、現用ＤＢ２２１から変更されている。例えば、データベース容量が拡大されている。このとき、切替先ＤＢ作成部１４０は、切替先ＤＢ２３１を含む切替先スキーマ１１２をシステムに組み込む。

エクステントコピー処理部１５０は、オンライン処理を稼働させたまま、現用ＤＢ２２１から初期化済みの切替先ＤＢ２３１へのデータのコピーを行う。このように、再構成後の初期化済み切替先ＤＢ２３１に対して、現用ＤＢ２２１のデータをコピーすることにより、初めてオンライン電文に基づくデータベースアクセスの対象を、再構成後の切替先ＤＢ２３１とすることができる。このようなオンライン処理中のエクステントコピーを実現するために、エクステントコピー処理部１５０には、データコピー部１５１、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２、およびクラスタ間通信部１５３が設けられている。

データコピー部１５１は、切替先ＤＢ２３１が作成されると、現用ＤＢ２２１内のデータを切替先ＤＢ２３１にコピーする。
Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、ＤＢ更新を伴うオンライン処理中のデータコピーを可能とするために、コピー中およびコピー後の現用ＤＢ２２１への更新Ｉ／Ｏをインタセプトして、切替先ＤＢ２３１に同期反映する。具体的には、エクステントコピーは、初期コピーフェーズと等価維持フェーズとの２つのフェーズからなる。

初期コピーフェーズでは、現用ＤＢ２２１から切替先ＤＢ２３１へ、順次、一定の単位（例えばトラック単位）でデータをコピーする。この間に現用ジョブ１２１から現用ＤＢ２２１に対する更新Ｉ／Ｏが発生すると、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、アクセス対象のデータ領域がコピー済み領域か否かを判断する。未コピーであれば、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ＤＢ２２１に対して、更新Ｉ／Ｏを実施する。また、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、コピー済み領域ならば、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とに同期反映する。

等価維持フェーズでは、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ＤＢ２２１に対する更新要求は、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とに同期反映する。
クラスタ間通信部１５３は、他のノード１００ａのエクステントコピー処理部１５０ａと通信し、エクステントコピーに関する情報の受け渡しを行う。例えば、クラスタ間通信部１５３は、エクステントコピーが開始されると、その旨をノード１００ａのエクステントコピー処理部１５０ａに通知する。これにより、ノード１００ａにおいても、現用ＤＢ２２１に対する更新Ｉ／Ｏが発生した際に、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とに対する同期反映が行われる。また、クラスタ間通信部１５３は、データコピー部１５１によるコピーの進捗状況を示す情報を、ノード１００ａのエクステントコピー処理部１５０に渡す。これにより、他のノード１００ａにおいても、更新Ｉ／Ｏの対象となるデータがコピー済か否かを判断できる。

スキーマ切替部１６０は、コピーを行った切替先ＤＢ２３１をオンラインで有効とするために、ジョブで使用するスキーマを、現用スキーマ１１１から切替先スキーマ１１２に変更する。なお、スキーマの切替先はオンライン取引を継続しながら行う必要があるが、１ジョブでは世代の異なるスキーマを同時に使用することはできない。そこで、スキーマ切替部１６０は、それぞれのスキーマに対応した現用ジョブ１２１と切替先ジョブ１２２とを並行して、予め立ち上げておく。そして、スキーマ切替部１６０は、データのコピーが終了すると、オンライン電文の振り分け先ジョブを、切替先ジョブ１２２に切り替える。これにより、スキーマの切替が実現できる。

また、オンライン電文の振り分け先ジョブを切り替える際には、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１の更新状態が等価となっている必要がある。そのため、スキーマ切替部１６０は、ジョブを切り替える際には、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１への更新を瞬間的に抑止する。ジョブ切替時の処理は、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１への更新Ｉ／Ｏを完了させ、オンライン電文の振り分けを行うのみである。そのため、更新の抑止時間は非常に短時間で済む。

コピーの進捗状況は、コピー中アドレス簿１７０で管理される。コピー中アドレス簿１７０には、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１との範囲を示す情報、および現用ＤＢ２２１のうちコピーが完了した領域を示す情報が格納される。このコピー中アドレス簿１７０は、クラスタ間通信部１５３によって、他のノード１００ａとの間で共有される。

図５は、コピー中アドレス簿の内容を示す図である。コピー中アドレス簿１７０には、複写元エクステント範囲情報１７１、複写先エクステント範囲情報１７２、および最終コピー済アドレス情報１７３が含まれている。

複写元エクステント範囲情報１７１には、現用ＤＢ２２１のデータ格納領域を示す情報が設定されている。例えば、第１のボリューム２２０内での現用ＤＢ２２１の開始アドレス、および現用ＤＢ２２１の容量によって、現用ＤＢ２２１の範囲が示される。

複写先エクステント範囲情報１７２は、切替先ＤＢ２３１のデータ格納領域を示す情報が設定されている。例えば、第２のボリューム２３０内での切替先ＤＢ２３１の開始アドレス、および切替先ＤＢ２３１の容量によって、切替先ＤＢ２３１の範囲が示される。

最終コピー済アドレス情報１７３は、現用ＤＢ２２１のうち、コピー済のデータの範囲を示している。本実施の形態では、現用ＤＢ２２１内のデータが、開始アドレスの位置から順番に切替先ＤＢ２３１にコピーされる。そこで、最終コピー済アドレス情報１７３には、最後にコピーされたデータのアドレスが設定される。これにより、最終コピー済アドレス情報１７３より小さい値のアドレスの領域はコピー済であり、大きい値のアドレスの領域は未コピーであることが判別できる。

次に、エクステントコピーの処理手順について、図６を参照して説明する。
図６は、エクステントコピー処理の手順を示すフローチャートである。以下、図６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ１１］ＤＢ容量不足検出部１３０は、現用ＤＢ２２１が設けられた第１のボリューム２２０において、空き容量の不足が検出されたか否かを判断する。空き容量の不足が検出された場合、処理がステップＳ１２に進められる。空き容量が十分にある場合、ステップＳ１１の処理が繰り返され、現用ＤＢ２２１の監視が継続される。

［ステップＳ１２］切替先ＤＢ作成部１４０は、第２のボリューム２３０に切替先ＤＢ２３１を作成し、その切替先ＤＢ２３１を初期化する。
［ステップＳ１３］切替先ＤＢ作成部１４０は、切替先ＤＢ２３１のデータ構造を定義した切替先スキーマ１１２をシステムに組み込む。

［ステップＳ１４］データコピー部１５１は、現用ＤＢ２２１から切替先ＤＢ２３１へ、データコピーを開始する。
［ステップＳ１５］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ジョブ１２１から更新Ｉ／Ｏが発生したか否かを判断する。更新Ｉ／Ｏが発生した場合、処理がステップＳ１６に進められる。更新Ｉ／Ｏが発生していなければ、処理がステップＳ１９に進められる。

［ステップＳ１６］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、更新Ｉ／Ｏの対象となる記憶領域のデータが、切替先ＤＢ２３１にコピー済か否かを判断する。コピー済であれば、処理がステップＳ１８に進められる。未コピーであれば、処理がステップＳ１７に進められる。

［ステップＳ１７］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ＤＢ２２１に対して、更新Ｉ／Ｏに応じたデータの書き込みを行い、データの内容を反映させる。その後、処理がステップＳ１９に進められる。

［ステップＳ１８］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とに対して、更新Ｉ／Ｏに応じたデータの書き込みを行い、データの内容を同期反映させる。

［ステップＳ１９］スキーマ切替部１６０は、エクステントコピーが完了し、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とが等価状態になったか否かを判断する。等価になった場合、処理がステップＳ２０に進められる。等価になっていない場合、処理がステップＳ１５に進められる。

［ステップＳ２０］スキーマ切替部１６０は、端末装置２１，２２，・・・から送られるオンライン電文の振り分けを抑止する。
［ステップＳ２１］スキーマ切替部１６０は、オンライン電文の振り分け先を、切替先スキーマ１１２に基づいてデータベースアクセスを行う切替先ジョブ１２２に切り替える。

［ステップＳ２２］スキーマ切替部１６０は、オンライン電文の振り分けの抑止を解除する。
このようにして、オンライン業務を実質的には停止させずにデータベースを再構成することができる。

図７は、エクステントコピーによるＤＢ容量拡張状況を示す図である。図７に示すように、第１のボリューム２２０には、拡張対象エクステントとして、現用ＤＢ２２１が構築されている。第１のボリューム２２０内に空き容量が所定値以下になると、第２のボリューム２３０に容量を拡張した切替先ＤＢ２３１が作成される。図７では、拡張分の記憶領域が網掛で示されている。作成された切替先ＤＢ２３１は初期化され、対応する切替先スキーマ１１２がシステムに組み込まれる。

その後、現用ＤＢ２２１内のデータが切替先ＤＢ２３１内にコピーされる。現用ＤＢ２２１から切替先ＤＢ２３１へのデータのコピーは、ＨＤＤ内のトラック単位で行われる。この際、第１のボリューム２２０でのデータの物理位置と第２のボリューム２３０でのデータの物理位置とは、異なる値となる。そして、現用ＤＢ２２１の最終トラックについては、エンドオブファイル（ＥＯＦ）レコード（終端であることを示すレコード）までをコピーし、終了する。

また、データのコピー中もオンラインでの業務を継続させるため、更新Ｉ／Ｏの対象となる領域のデータがコピーされていれば、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１との両方に対して、更新すべきデータが同期的に反映される。

具体的には、最終コピー済アドレス情報１７３に設定されている「アドレスＢ」と更新Ｉ／Ｏで指定された「アドレスＣ」とを比較し、「アドレスＢ」≧「アドレスＣ」であれば、コピー済の領域への更新であることが分かる。また、「アドレスＢ」＜「アドレスＣ」であれば、未コピーの領域への更新である。

更新済の領域への更新Ｉ／Ｏを行う場合、第１のボリューム２２０における「アドレスＣ」の領域に、データ２２１ａが書き込まれる。そして、切替先ＤＢ２３１に対しても同期反映される。

同期反映においては、現用ＤＢ２２１の開始位置を示す「アドレスＡ」と更新Ｉ／Ｏで指定された「アドレスＣ」との差分から、「相対アドレスＤ」が求められる。そして、第２のボリューム２３０における切替先ＤＢ２３１の開始位置を示す「アドレスＥ」に「相対アドレスＤ」を加算した「アドレスＦ」（物理位置＋相対位置）の領域に、データ２２１ａと同じ内容のデータ２３１ａが書き込まれる。

次に、エクステントコピーにおける初期コピーフェーズと等価維持フェーズとについて説明する。
図８は、初期コピーフェーズを示す図である。初期コピーフェーズでは、第１のボリューム２２０内の「アドレスＡ」のデータから順に、第２のボリューム２３０にコピーされる。第２のボリューム２３０に対して、「アドレスＥ」から順にコピー対象のデータが書き込まれる。図８では、コピー済のデータが網掛で示されている。

初期フェーズの間に、コピー済の領域に対する更新Ｉ／Ｏが発行されると、第１のボリューム２２０内にデータが書き込まれると共に、その領域に対応する第２のボリューム２３０内の領域に、同じデータが同期反映される。すなわち、初期コピー中のコピー済み領域に対する更新Ｉ／Ｏが、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２でインタセプトされる。そして、Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２によって切替先ＤＢ２３１の該当箇所への更新Ｉ／Ｏのチャネルプログラムが作成され、そのプログラムが実行される。このような、二重化制御によって、同期反映が実現される。

また、初期フェーズの間に未コピーの領域に対する更新Ｉ／Ｏが発行されると、第１のボリューム２２０内にのみデータが書き込まれる。
図９は、等価維持フェーズを示す図である。等価性維持中も、現用ＤＢ２２１に対する更新Ｉ／Ｏが切替先ＤＢ２３１に同期反映される。初期コピー完了後は、常に等価性を維持している。そして、スキーマ切替部１６０に対するコマンド等の指示により、瞬時にデータベースを切り替えることが可能となる。

以下に、エクステントコピーの処理手順を、フローチャートを参照して説明する。
図１０は、エクステントコピーの処理手順を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、以下の処理は、特に断らない限り、代表となるノード（以下の例では、ノード１００）で実行される処理である。

［ステップＳ３１］データコピー部１５１は、コピー中アドレス簿１７０を初期設定する。具体的には、データコピー部１５１は、コピー中アドレス簿１７０を生成し、複写元エクステント範囲情報１７１に現用ＤＢ２２１の先頭アドレスおよび容量を設定する。また、データコピー部１５１は、コピー中アドレス簿１７０の複写先エクステント範囲情報１７２に、切替先ＤＢ２３１の先頭アドレスと容量とを設定する。

［ステップＳ３２］データコピー部１５１は、現用ＤＢ２２１の先頭アドレスをコピー中アドレス簿１７０の最終コピー済アドレス情報１７３に設定する。
［ステップＳ３３］データコピー部１５１は、Ｉ／Ｏ静止処理を行う。この処理は、クラスタ間通信部１５３で互いに同期を取った上で、クラスタを構成する全てのノード１００，１００ａ，・・・で実行される。

［ステップＳ３４］データコピー部１５１は、現用ＤＢ２２１からデータを読み込む。
［ステップＳ３５］データコピー部１５１は、ステップＳ３４で読み込んだデータを、切替先ＤＢ２３１へ書き込む。

［ステップＳ３６］データコピー部１５１は、コピーしたデータの次のデータのアドレスを、コピー中アドレス簿１７０の最終コピー済アドレス情報１７３に設定する。
［ステップＳ３７］データコピー部１５１は、Ｉ／Ｏ静止解除処理を行う。この処理は、クラスタ間通信部１５３で互いに同期を取った上で、クラスタを構成する全てのノード１００，１００ａ，・・・で実行される。

［ステップＳ３８］データコピー部１５１は、コピー終了か否かを判断する。ＥＯＦファイルまでコピーが終了した場合には、エクステントコピーが終了と判断される。コピーが終了した場合、処理が終了する。コピーが終了していない場合、処理がステップＳ３３に進められる。

次に、コピー中の更新Ｉ／Ｏに応じたデータ更新処理手順を説明する。
図１１は、更新Ｉ／Ｏの処理手順を示すフローチャートである。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、ノード１００内の処理として説明するが、クラスタを構成する他のノード１００ａ，・・・でも同様の処理が行われる。

［ステップＳ４１］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ジョブ１２１から更新Ｉ／Ｏが出力されると、Ｉ／Ｏ静止中か否かを判断する。Ｉ／Ｏ静止中であれば、処理がステップＳ４２に進められる。Ｉ／Ｏ静止中でなければ、処理がステップＳ４３に進められる。

［ステップＳ４２］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、Ｉ／Ｏ静止が解除されるのを待つ。Ｉ／Ｏ静止が解除されたら、処理がステップＳ４３に進められる。
［ステップＳ４３］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、アクセス先の「アドレスＣ」と最終コピー済の「アドレスＢ」とを比較する（図７参照）。「アドレスＣ」が「アドレスＢ」以下であれば、処理がステップＳ４４に進められる。「アドレスＣ」が「アドレスＢ」を超えていれば、処理がステップＳ４６に進められる。

［ステップＳ４４］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、切替先ＤＢ２３１へのＩ／Ｏ用チャネルプログラムの作成処理を行う。詳細には、以下の手順でＩ／Ｏ用チャネルプログラムが作成される（アドレスに関しては、図７参照）。
・切替先ＤＢ２３１の開始アドレス「アドレスＥ」を取得する。
・現用ＤＢ２２１の開始アドレス「アドレスＡ」からアクセス対象のアドレス「アドレスＣ」までの相対アドレスを示す「相対アドレスＤ」を求める。
・切替先ＤＢ２３１の該当アドレス「アドレスＦ」を求める（「アドレスＥ」＋「相対アドレスＤ」）。
・切替先ＤＢ２３１のＩ／Ｏ用チャネルプログラムを作成する（現用ＤＢ２２１用のチャネルプログラムを元に、アドレスの情報を切替先ＤＢ２３１に合わせて変更する）。

［ステップＳ４５］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、Ｉ／Ｏ用チャネルプログラムを用いて、切替先ＤＢ２３１に対するデータ更新処理を実行する。
［ステップＳ４６］Ｉ／Ｏインタセプト・反映部１５２は、現用ＤＢ２２１に対するデータ更新処理を実行する。

このようにして、エクステントコピー中であっても、オンライン電文に応じた更新Ｉ／Ｏが可能となる。以下、エクステントコピーの処理状態に応じたオンライン電文の取り扱いの違いについて説明する。

図１２は、ジョブ切替前のオンライン電文の取り扱いを示す図である。ジョブ切替前の状態で端末装置２１からオンライン電文が出力されると、スキーマ切替部１６０は、オンライン電文を現用ジョブ１２１に振り分ける。現用ジョブ１２１は、現用スキーマ１１１によって現用ＤＢ２２１のデータ構造を認識し、オンライン電文に応じたＩ／Ｏアクセスを現用ＤＢ２２１に対して行う。

その後、エクステントコピーが開始されると、スキーマ切替部１６０は、切替先ジョブ１２２を立ち上げる。
図１３は、ジョブ切替中のオンライン電文の取り扱いを示す図である。ジョブ切替中は、スキーマ切替部１６０は、現用ＤＢ２２１と切替先ＤＢ２３１とに対する更新Ｉ／Ｏが、等価維持フェーズで処理されていることを確認する。そして、スキーマ切替部１６０は、端末装置２１から出されるオンライン電文を抑止する。オンライン電文抑止中は、スキーマ切替部１６０によって、端末装置２１へエラー応答が返される。

その後、スキーマ切替部１６０は、エクステントコピーの等価維持フェーズを解除し、電文振り分け先を、現用ジョブ１２１から切替先ジョブ１２２に変更する。そして、スキーマ切替部１６０は、オンライン電文の抑止を解除する。

なお、電文振り分け先を切り替える間、端末装置２１からオンライン電文に対してエラーが返されることになるが、電文振り分け先の切り替えは、短時間で完了できる。そのため、エラー応答を受けた端末装置２１でオンライン電文の再送を行えば、その時点で電文振り分け先の切替が完了している。そのため、短時間のオンライン処理でエラーが発生するのみであり、オンラインサービスが実質的に停止することはない。

図１４は、切替後のオンライン電文の取り扱いを示す図である。端末装置２１から出力されたオンライン電文は、スキーマ切替部１６０によって切替先ジョブ１２２に振り分けられる。切替先ジョブ１２２が、オンライン電文に応じた処理を切替先ＤＢ２３１に対して行う。

このとき、現用ジョブ１２１は、スキーマ切替部１６０によって停止される。また、切替元であった現用ＤＢ２２１はデータコピー部１５１によって削除され、現用ジョブ１２１が使用していた現用スキーマ１１１は、スキーマ切替部１６０によって削除される。

これにより、以後、切替先ＤＢ２３１が現用のデータベースとして使用される。
以上説明したようにして、本実施の形態ではデータベースの管理構造に依存せずにデータベースの再構成が可能となる。しかも、大規模なデータベースであってもオンラインのサービスを実質的に停止させることがない。すなわち、サービスが停止するのはスキーマ切替処理の間のみであるため、データベースの規模に関係なく短時間で済む。

なお、上記の実施の形態では、データベースの容量を拡張する場合について説明したが、本実施の形態に係る処理は、それ以外のデータベース再構成にも適用できる。例えば、データベースの容量を変えずに、ボリュームの変更（例えば、高速アクセス可能なボリュームへのデータベースの移行）のみを目的としたデータベース再構成にも適用できる。また、データベースの分割を伴うデータベース再構成にも適用できる。さらに、データベースの統合を伴うデータベース再構成にも適用できる。

また、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各ノードが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
以上説明した実施の形態の主な技術的特徴は、以下の付記の通りである。

（付記１） 第１のボリューム内の現用データベースを第２のボリュームに移行させるデータベース再構成装置において、
オンライン電文が入力されると、前記現用データベースのデータ構造を定義する現用スキーマを使用して、前記現用データベースに対して物理位置を指定してアクセスする現用データベースアクセス手段と、
前記第２のボリュームに切替先データベースを作成し、前記切替先データベースのデータ構造を定義する切替先スキーマを生成する切替先データベース作成手段と、
オンライン電文が入力されると、前記切替先スキーマを使用して、前記切替先データベースに対して物理位置を指定してアクセスする切替先データベースアクセス手段と、
前記現用データベース内のデータを前記切替先データベースにコピーするコピー手段と、
前記コピー手段によるコピー処理中に前記現用データベースアクセス手段により前記現用データベースへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば前記現用データベースに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば前記現用データベースと前記切替先データベースとに対してデータ更新処理を行うデータ更新手段と、
前記コピー手段によるコピー処理中のオンライン電文を前記現用データベースアクセス手段に振り分け、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を前記切替先データベースアクセス手段に切り替える切替手段と、
を有することを特徴とするデータベース再構成装置。

（付記２） 前記コピー手段は、前記第１のボリューム内の前記現用データベースの領域における開始アドレスに対応するデータから順にコピー処理を行い、最後にコピーしたデータのアドレスを最終コピーアドレス情報に設定し、
前記データ更新手段は、前記データ更新アクセスの対象となるアドレスが、前記最終コピーアドレス情報に設定されたアドレス以下の場合、該当するデータがコピー済であると判断し、前記データ更新アクセスの対象となるアドレスが、前記最終コピーアドレス情報に設定されたアドレスより大きい場合、該当するデータが未コピーであると判断する、
ことを特徴とする付記１記載のデータベース再構成装置。

（付記３） 前記スキーマ切替手段は、前記コピー手段によるコピー処理が完了後、オンライン電文の受け付けを一時的に抑止し、オンライン電文の振り分け先の切替後、オンライン電文の抑止を解除することを特徴とする付記１記載のデータベース再構成装置。

（付記４） 前記コピー手段は、コピー中のデータに対するアクセスを静止状態とし、
前記データ更新手段は、アクセス先のデータへのアクセスが静止中の場合、静止状態の解除を待ってアクセス処理を続行することを特徴とする付記１記載のデータベース再構成装置。

（付記５） 第１のボリューム内の現用データベースを第２のボリュームに移行させるためのデータベース再構成プログラムにおいて、
コンピュータを、
オンライン電文が入力されると、前記現用データベースのデータ構造を定義する現用スキーマを使用して、前記現用データベースに対して物理位置を指定してアクセスする現用データベースアクセス手段、
前記第２のボリュームに切替先データベースを作成し、前記切替先データベースのデータ構造を定義する切替先スキーマを生成する切替先データベース作成手段、
オンライン電文が入力されると、前記切替先スキーマを使用して、前記切替先データベースに対して物理位置を指定してアクセスする切替先データベースアクセス手段、
前記現用データベース内のデータを前記切替先データベースにコピーするコピー手段、
前記コピー手段によるコピー処理中に前記現用データベースアクセス手段により前記現用データベースへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば前記現用データベースに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば前記現用データベースと前記切替先データベースとに対してデータ更新処理を行うデータ更新手段、
前記コピー手段によるコピー処理中のオンライン電文を前記現用データベースアクセス手段に振り分け、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を前記切替先データベースアクセス手段に切り替える切替手段、
として機能させることを特徴とするデータベース再構成プログラム。

（付記６） 第１のボリューム内の現用データベースを第２のボリュームに移行させるためのデータベース再構成方法において、
切替先データベース作成手段が、前記第２のボリュームに切替先データベースを作成し、前記切替先データベースのデータ構造を定義する切替先スキーマを生成し、
コピー手段が、前記現用データベース内のデータを前記切替先データベースにコピーし、
切替手段が、前記コピー手段によるコピー処理中のオンライン電文を現用データベースアクセス手段に振り分け、
前記現用データベースアクセス手段が、オンライン電文が入力されると、前記現用データベースのデータ構造を定義する現用スキーマを使用して、前記現用データベースに対して物理位置を指定してアクセスし、
データ更新手段が、前記コピー手段によるコピー処理中に前記現用データベースアクセス手段により前記現用データベースへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば前記現用データベースに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば前記現用データベースと前記切替先データベースとに対してデータ更新処理を行い、
前記切替手段が、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を切替先データベースアクセス手段に切り替え、
前記切替先データベースアクセス手段が、オンライン電文が入力されると、前記切替先スキーマを使用して、前記切替先データベースに対して物理位置を指定してアクセスする、
ことを特徴とするデータベース再構成方法。

本実施の形態の概略を示す図である。 本実施の形態のシステム構成例を示す図である。 本実施の形態に用いるノードのハードウェア構成例を示す図である。 ノードが有するデータベース再構成機能を示すブロック図である。 コピー中アドレス簿の内容を示す図である。 エクステントコピー処理の手順を示すフローチャートである。 エクステントコピーによるＤＢ容量拡張状況を示す図である。 初期コピーフェーズを示す図である。 等価維持フェーズを示す図である。 エクステントコピーの処理手順を示すフローチャートである。 更新Ｉ／Ｏの処理手順を示すフローチャートである。 ジョブ切替前のオンライン電文の取り扱いを示す図である。 ジョブ切替中のオンライン電文の取り扱いを示す図である。 切替後のオンライン電文の取り扱いを示す図である。

符号の説明

１ 第１のボリューム
１ａ 現用データベース
２ 第２のボリューム
２ａ 切替先データベース
３ 現用データベースアクセス手段
３ａ 現用スキーマ
４ 切替先データベース作成手段
５ 切替先データベースアクセス手段
５ａ 切替先スキーマ
６ コピー手段
７ データ更新手段
８ 切替手段

Claims (5)

1. 第１のボリューム内の現用データベースを第２のボリュームに移行させるデータベース再構成装置において、
   オンライン電文が入力されると、前記現用データベースのデータ構造を定義する現用スキーマを使用して、前記現用データベースに対して物理位置を指定してアクセスする現用データベースアクセス手段と、
   前記第２のボリュームに切替先データベースを作成し、前記切替先データベースのデータ構造を定義する切替先スキーマを生成する切替先データベース作成手段と、
   オンライン電文が入力されると、前記切替先スキーマを使用して、前記切替先データベースに対して物理位置を指定してアクセスする切替先データベースアクセス手段と、
   前記現用データベース内のデータを前記切替先データベースにコピーするコピー手段と、
   前記コピー手段によるコピー処理中に前記現用データベースアクセス手段により前記現用データベースへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば前記現用データベースに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば前記現用データベースと前記切替先データベースとに対してデータ更新処理を行うデータ更新手段と、
   前記コピー手段によるコピー処理中のオンライン電文を前記現用データベースアクセス手段に振り分け、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を前記切替先データベースアクセス手段に切り替える切替手段と、
   を有することを特徴とするデータベース再構成装置。
2. 前記コピー手段は、前記第１のボリューム内の前記現用データベースの領域における開始アドレスに対応するデータから順にコピー処理を行い、最後にコピーしたデータのアドレスを最終コピーアドレス情報に設定し、
   前記データ更新手段は、前記データ更新アクセスの対象となるアドレスが、前記最終コピーアドレス情報に設定されたアドレス以下の場合、該当するデータがコピー済であると判断し、前記データ更新アクセスの対象となるアドレスが、前記最終コピーアドレス情報に設定されたアドレスより大きい場合、該当するデータが未コピーであると判断する、
   ことを特徴とする請求項１記載のデータベース再構成装置。
3. 前記スキーマ切替手段は、前記コピー手段によるコピー処理が完了後、オンライン電文の受け付けを一時的に抑止し、オンライン電文の振り分け先の切替後、オンライン電文の抑止を解除することを特徴とする請求項１記載のデータベース再構成装置。
4. 前記コピー手段は、コピー中のデータに対するアクセスを静止状態とし、
   前記データ更新手段は、アクセス先のデータへのアクセスが静止中の場合、静止状態の解除を待ってアクセス処理を続行することを特徴とする請求項１記載のデータベース再構成装置。
5. 第１のボリューム内の現用データベースを第２のボリュームに移行させるためのデータベース再構成プログラムにおいて、
   コンピュータを、
   オンライン電文が入力されると、前記現用データベースのデータ構造を定義する現用スキーマを使用して、前記現用データベースに対して物理位置を指定してアクセスする現用データベースアクセス手段、
   前記第２のボリュームに切替先データベースを作成し、前記切替先データベースのデータ構造を定義する切替先スキーマを生成する切替先データベース作成手段、
   オンライン電文が入力されると、前記切替先スキーマを使用して、前記切替先データベースに対して物理位置を指定してアクセスする切替先データベースアクセス手段、
   前記現用データベース内のデータを前記切替先データベースにコピーするコピー手段、
   前記コピー手段によるコピー処理中に前記現用データベースアクセス手段により前記現用データベースへのデータ更新アクセスがあると、アクセス先のデータのコピーが済んでいるか否かを判断し、未コピーであれば前記現用データベースに対してデータ更新処理を行い、コピー済であれば前記現用データベースと前記切替先データベースとに対してデータ更新処理を行うデータ更新手段、
   前記コピー手段によるコピー処理中のオンライン電文を前記現用データベースアクセス手段に振り分け、コピーが完了するとオンライン電文の振り分け先を前記切替先データベースアクセス手段に切り替える切替手段、
   として機能させることを特徴とするデータベース再構成プログラム。
   
   

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