JP4980619B2 - ファイル管理システム - Google Patents

Description

本発明は、データファイルを複数の記憶領域に分散記憶するファイル管理システムに関し、より詳しくは、データファイルの耐障害性を高めるための技術に係わる。

従来より、データファイルを複数のデータファイル断片に分割し、電気通信回線に接続されている複数のストレージデバイスにデータファイル断片を分散記憶するファイル管理システムが知られている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００４−１０２４５０号公報

しかしながら、従来のファイル管理システムは、電気通信回線に接続されているストレージデバイスに対してデータファイルを単に分散記憶する構成となっているために、データファイルの耐障害性を高めることが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、データファイルの耐障害性を高めることが可能なファイル管理システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るファイル管理システムの特徴は、電気通信回線を介して互いに接続された、デジタル形態のデータの記憶領域を有する複数の電子機器と、電気通信回線に接続され、少なくとも２つ以上の電子機器の記憶領域にデータファイルを分散記憶すると共に、データファイルの復元要求に応じて各電子機器の記憶領域に記憶されているデータファイル断片を収集することによりデータファイルを復元する制御装置とを備え、前記制御装置は、データファイルを分散記憶する際、各電子機器の前記電気通信回線からの離脱可能性を参照し、前記電気通信回線と各電子機器間の接続が物理的に切断され又は各電子機器の電源がオフ状態になることにより前記電気通信回線と各電子機器間の接続が電気的に切断されるという離脱係数に基づいて離脱可能性が低い電子機器の記憶領域にデータファイル断片を分散記憶し、データファイル断片を記憶させる複数の電子機器の電気通信回線からの離脱係数のうち最も離脱可能性が高い離脱係数又は平均的な離脱係数に従ってデータファイルの冗長度を制御する。

本発明に係るファイル管理システムによれば、各電子機器の電気通信回線からの離脱可能性を参照してデータファイル断片を電子機器の記憶領域に分散記憶するので、データファイルの耐障害性を高めることができる。

本発明に係るファイル管理システムは、例えば、設備系ネットワークやホームネットワーク等の固有のネットワーク環境に接続された電子機器の機能をオブジェクト化し、インターネット等の電気通信回線を介して電子機器をオブジェクトベースで制御，監視する機器埋込型のネットワーク技術（ＥＭＩＴ：Embedded Micro Internetworking Technology）を利用したデバイス制御システムに適用することができる。以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるファイル管理システムの構成と動作について詳しく説明する。

〔ファイル管理システムの構成〕
本発明の実施形態となるファイル管理システム１は、図１に示すように、クライアント端末装置２と制御装置３とを備え、クライアント端末装置２と制御装置３は電気通信回線４を介して相互に情報通信可能なように構成されている。また、制御装置３は、電気スタンドやエアコンディショナー等の複数の電子機器６が接続されているフィールドバス５に接続され、フィールドバス５を介して各電子機器６を制御可能なように構成されている。

上記制御装置３は、図２に示すように、クライアント端末装置２に対しウェブインタフェースを提供するウェブサーバー１１と、クライアント端末装置２から電子機器６へのアクセス環境を提供するデバイスアクセスサーバー１２と、各電子機器６が提供可能なサービスとサービス提供時に必要となるデータの情報が記述されたサービス情報１３と、クライアント端末装置２から電子機器６へのアクセスを制御するデバイスアクセスコントローラ１４と、通信ポート１５を介して電子機器６と通信する通信モジュール１６を備える。

上記電子機器６は、図２に示すように、埋込型コンピュータ２１を備え、埋込型コンピュータ２１は、通信ポート２２ａを介して入力装置２３から入力されたデータに応じて各種処理を実行すると共に通信ポート２２ｂを介して出力装置２４に処理結果を出力する埋込型アプリケーションプログラム２５と、電子機器６の特性や能力に関する情報が記載された能力テーブル２６と、電子機器６が提供可能なサービスに関する情報が記載されたサービステーブル２７と、埋込型コンピュータ２１に対するインタフェースを提供する埋込型インターフェースモジュール２８と、通信ポート２９を介して制御装置３と通信する通信モジュール３０とを備える。

なお、上記能力テーブル２６には、以下の表１に示すように、埋込型コンピュータ２１がサポートするインタフェース定義（１Ａ）、バイト配列形式（１Ｂ）、装置識別（１Ｃ）、装置アドレス（１Ｄ）、使用するソフトウエアのバージョン番号（１Ｅ）、通信プロトコル・バージョン番号（１Ｆ）、最大通信パケット・サイズ（１Ｇ）、非揮発性記憶装置の有無（１Ｈ）、非揮発性記憶装置の大きさ及びその開始アドレス（１Ｉ）、静的ファイル・システムの有無（１Ｊ）、動的ファイル・システムの有無（１Ｋ）が記載されている。

また、上記サービステーブル２７には、以下の表２に示すように、電子機器６が提供するサービスの名称又は識別情報、サービスの種類（例えば、それが機能、変数、イベントまたはファイル等であるか否か）、入力パラメータの種類、リターンの種類、及びサービスのアドレス等の情報を含む。

そして、このような構成を有するファイル管理システム１は、以下に示す第１及び第２の実施形態となるファイル管理処理を実行することにより、データファイルの耐障害性を高める。以下、図３〜図５に示すフローチャートを参照して、第１〜第３の実施形態となるファイル管理処理を実行する際のファイル管理システム１の動作について詳しく説明する。

〔ファイル管理処理〕

始めに、図３を参照して、本発明の第１の実施形態となるファイル管理処理を実行する際のファイル管理システム１の動作について説明する。

図３に示すフローチャートは、クライアント端末装置２から制御装置３に対しデータファイルの分散記憶要求が入力され、制御装置３が一時的にデータファイルを記憶するのに応じて開始となり、ファイル管理処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、制御装置３が、予め記憶している冗長係数をデータファイルに乗ずることにより冗長化ファイルを生成する。なお、本明細書中において「冗長係数」とは、１以上の実数を意味し、データファイルに冗長係数ｒを乗ずることによりデータファイルがｒ回含まれる冗長化ファイルが生成される。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御装置３が、ステップＳ１の処理により生成された冗長化ファイルを複数のファイル断片に分割する。なお、制御装置３は、冗長化ファイルを１バイト単位でランダムに並び替えた後に、先頭から３２バイト毎に分割してファイル断片を作成する等、冗長化ファイルにスクランブル処理を施した後に複数のファイル断片に分割するようにしてもよい。但しこの場合には、冗長化ファイルを元の状態に戻すためのテーブルを作成するものとする。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置３が、各電子機器６の離脱係数に関する情報を取得する。なお、本明細書中において「離脱」とは、フィールドバス５と電子機器６間の接続が物理的に切断される場合と、電子機器６の電源がオフ状態になることによりフィールドバス５と電子機器６間の接続が電気的に切断される場合のいずれの場合も含むものとする。また、「離脱係数」とは、フィールドバス５からの電子機器６の離脱可能性を示す０〜１の範囲の実数であり、“１”は１日の中で電子機器６が離脱する時間が必ずあり、“０”は離脱する時間が全くないことを示す。また、各電子機器６の離脱係数に関する情報は、予め制御装置３に記憶しておいてもよいし、処理を実行する度毎に各電子機器６の能力テーブル２６から取得するようにしてもよい。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御装置３が、電子機器６毎に値Ｒ（＝１−離脱係数）を算出し、算出された値Ｒの比にしたがって記憶させるファイル断片数を電子機器６毎に算出し、算出された数のファイル断片を電子機器６毎に分散記憶する。具体的には、ある電子機器６の離脱係数が０．６であり、ファイル断片が１６個ある場合、制御装置３は、その電子機器６に６（＝１６×（１−０．６））個のファイル断片を記憶させる。このような処理によれば、フィールドバス５からの離脱可能性が低い電子機器６にファイル断片が多く記憶されるようになるので、ファイル断片が離脱可能性が高い電子機器６に記憶されることにより、データファイルの復元が困難になることを防止し、データファイルの耐障害性を高めることができる。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連のファイル管理処理は終了する。

なお、クライアント端末装置２からデータファイルの復元要求があった場合、制御装置３は、各電子機器６からファイル断片を収集し、収集したファイル断片を結合することにより元のファイルを復元する。但し、ファイル断片が記憶されている電子機器６がフィールドバス５から離脱している場合には、ファイル断片が足りず、元のファイルを復元することができないので、データファイルのセキュリティを向上させることができる。

次に、図４に示すフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態となるファイル管理処理を実行する際のファイル管理システム１の動作について説明する。

図４に示すフローチャートは、クライアント端末装置２から制御装置３に対しデータファイルの分散記憶要求が入力され、制御装置３が一時的にデータファイルを記憶するのに応じて開始となり、ファイル管理処理はステップＳ１１の処理に進む。なお、ステップＳ１１，１２の処理は、上記ステップＳ１，２の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略し、ステップＳ１３以後の処理についてのみ説明する。

ステップＳ１３の処理では、制御装置３が、ステップＳ１２の処理により作成されたファイル断片を隣接する電子機器６の数に分けることにより隣接する電子機器６の数分のファイル断片集合を作成し、作成されたファイル断片集合を隣接する電子機器６に転送する。なお、隣接する電子機器６は、制御装置３及び各電子機器６毎に予め決められているものとする。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４の処理では、電子機器６が、自身の値Ｒ（＝１−離脱係数）を算出し、転送されたファイル断片集合を構成するファイル断片の中から算出された値Ｒの比に比例した数のファイル断片を抽出し、抽出されたファイル断片を記憶する。具体的には、電子機器６の離脱係数が０．６であり、ファイル断片が１６個ある場合、電子機器６は４（＝１６×（１−０．６））個のファイルを抽出，記憶する。このような処理によれば、フィールドバス５からの離脱可能性が低い電子機器６にファイル断片が多く記憶されるようになるので、ファイル断片が離脱可能性が高い電子機器６に記憶されることにより、データファイルの復元が困難になることを防止し、データファイルの耐障害性を高めることができる。これにより、ステップＳ１４の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ１５の処理に進む。

ステップＳ１５の処理では、電子機器６が、転送されたファイル断片集合を構成する全てのファイル断片を記憶したか否かを判別する。そして、判別の結果、全てのファイル断片を記憶した場合、一連のファイル管理処理は終了する。一方、全てのファイル断片を記憶していない場合には、電子機器６はファイル管理処理をステップＳ１６の処理に進める。

ステップＳ１６の処理では、電子機器６が、ファイル断片集合の転送回数が最大転送回数以上になっているか否かを判別する。そして、判別の結果、最大転送回数以上である場合、電子機器６はファイル管理処理をステップＳ１８の処理に進める。一方、最大転送回数以上でない場合には、電子機器６はファイル管理処理をステップＳ１７の処理に進める。なお、上記最大転送回数とは、ループ回数を制限するために予め与えられた整数値である。

ステップＳ１７の処理では、電子機器６が、記憶できなかった残りのファイル断片を自身に隣接する電子機器６の数に分けることにより自身の隣接する電子機器６の数分のファイル断片集合を作成し、作成されたファイル断片集合を自身に隣接する電子機器６に転送する。これにより、ステップＳ１７の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ１４の処理に戻る。

ステップＳ１８の処理では、電子機器６が、記憶できなかった残りのファイル断片を制御装置３に転送する。これにより、ステップＳ１８の処理は完了し、ファイル管理処理はステップ１９の処理に進む。

ステップＳ１９の処理では、制御装置３が、電子機器６から転送された残りのファイル断片を記憶する。これにより、ステップＳ１９の処理は完了し、一連のファイル管理処理は終了する。

次に、図５を参照して、本発明の第３の実施形態となるファイル管理処理を実行する際のファイル管理システム１の動作について説明する。

図５に示すフローチャートは、クライアント端末装置２から制御装置３に対しデータファイルの分散記憶要求が入力され、制御装置３が一時的にデータファイルを記憶するのに応じて開始となり、ファイル管理処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ２１の処理では、制御装置３が、各電子機器６の離脱係数に関する情報を取得する。これにより、ステップＳ２１の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ２２の処理に進む。

ステップＳ２２の処理では、制御装置３が、ステップＳ２１の処理により取得された離脱係数に従って冗長係数を決定する。具体的には、制御装置３は、最も大きい離脱係数（最も離脱可能性が高い）の値に従って冗長係数を決定したり、取得された離脱係数の平均値に従って冗長係数を決定する。このような処理によれば、ファイル断片を記憶させる電子機器６のフィールドバス５からの離脱可能性が高い場合であっても、データファイルの冗長度を高くすることにより、データファイルの復元が困難になることを防止できるので、データファイルの耐障害性を高めることができる。これにより、ステップＳ２２の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ２３の処理に進む。

ステップＳ２３の処理では、制御装置３が、ステップＳ２２の処理により決定された冗長係数をデータファイルに乗ずることにより冗長化ファイルを生成する。これにより、ステップＳ２３の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ２４の処理に進む。

ステップＳ２４の処理では、制御装置３が、ステップＳ２３の処理により生成された冗長化ファイルを複数のファイル断片に分割する。これにより、ステップＳ２４の処理は完了し、ファイル管理処理はステップＳ２５の処理に進む。

ステップＳ２５の処理では、制御装置３が、ステップＳ２１の処理において離脱係数に関する情報を取得した電子機器６にファイル断片を分散記憶する。これにより、ステップＳ２５の処理は完了し、一連のファイル管理処理は終了する。

なお、上記実施形態では、各電子機器６の離脱係数に従ってデータファイル全体の冗長度を決定したが、データファイルを複数のファイル断片に分割した後に、離脱係数が大きい電子機器６が記憶するファイル断片の冗長度を高くする等、電子機器６の離脱係数に従ってその電子機器６が記憶するファイル断片の冗長度を制御するようにしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となるファイル管理システム１は、フィールドバス５を介して互いに接続された、デジタル形態のデータの記憶領域を有する複数の電子機器６と、フィールドバス５に接続され、少なくとも２つ以上の電子機器６の記憶領域にデータファイルを分散記憶すると共に、データファイルの復元要求に応じて各電子機器６の記憶領域に記憶されているファイル断片を収集することによりデータファイルを復元する制御装置３とを備え、制御装置３は、データファイルを分散記憶する際、フィールドバス５からの離脱可能性が低い電子機器６にデータファイル断片を分散記憶する、又は、データファイル断片を記憶させる電子機器６のフィールドバス５からの離脱可能性にしたがってデータファイルの冗長度を制御するので、データファイルの耐障害性を高めることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となるファイル管理システムの構成を示す模式図である。 図１に示す制御装置と電子機器の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態となるファイル管理処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明の第２の実施形態となるファイル管理処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明の第３の実施形態となるファイル管理処理の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１：ファイル管理システム
２：クライアント端末装置
３：制御装置
４：電気通信回線
５：フィールドバス
６：電子機器

Claims (1)

1. 電気通信回線を介して互いに接続された、デジタル形態のデータの記憶領域を有する複数の電子機器と、
   前記電気通信回線に接続され、少なくとも２つ以上の前記電子機器の記憶領域にデータファイルを分散記憶すると共に、データファイルの復元要求に応じて各電子機器の記憶領域に記憶されているデータファイル断片を収集することによりデータファイルを復元する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、データファイルを分散記憶する際、各電子機器の前記電気通信回線からの離脱可能性を参照し、前記電気通信回線と各電子機器間の接続が物理的に切断され又は各電子機器の電源がオフ状態になることにより前記電気通信回線と各電子機器間の接続が電気的に切断されるという離脱係数に基づいて離脱可能性が低い電子機器の記憶領域にデータファイル断片を分散記憶し、データファイル断片を記憶させる複数の電子機器の電気通信回線からの離脱係数のうち最も離脱可能性が高い離脱係数又は平均的な離脱係数に従ってデータファイルの冗長度を制御すること
   を特徴とするファイル管理システム。

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