JP5962269B2 - 評価装置,分散格納システム,評価方法及び評価プログラム - Google Patents
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Description
データスパイクとは、特定の人気のあるデータに極端にアクセスが集中することで、このデータスパイクが発生すると、人気データを持つサーバにのみアクセスが集中することになりそのサーバのレスポンス性能が低下してしまう。
ここで、データの人気度Pは、データへのアクセス回数をC、データを持つサーバへの合計アクセス回数をNとすると、P=C/Nで求めることができる。ただし、N=ΣiCiである。しかしながら、人気度Pを誤差なく求めようとすると、データごとにアクセス回数を記録する必要があるのでメモリ消費量がデータの個数に比例して増加する。そのため、ビッグデータのような膨大な数のデータを扱う分散ストレージシステム上でこの手法を採用すると、メモリ消費量が膨大になってしまうという問題がある。
図6はSpace SavingアルゴリズムにおけるStream-Summaryデータ構造を例示する図、図7はそのカウント更新アルゴリズムを例示する図である。
Stream-Summaryは、データ名及びカウントからなる要素(最大で1/ε個)と、それを管理するバケットとを備えるデータ構造である。各バケットはカウントが同じ要素をリスト構造で管理しており、バケットは管理している要素のカウント値で昇順にソートされたソート済みリスト(図示省略)によって管理される。
図8はSpace Savingアルゴリズムによる処理を説明するフローチャートである。
先ず、ステップA1において、所定の停止条件があるか否かを確認し、停止条件がある場合には(ステップA1のYESルート参照)、処理を終了する。停止条件がない場合には(ステップA1のNOルート参照)、次に、ステップA2において、データDへのアクセスがあったか否かを確認する。
データDへのアクセスがあった場合には(ステップA2のYESルート参照)、ステップA3において、データDがStream-Summaryに要素として含まれているか否かを確認する。
データDがStream-Summaryに含まれていない場合には(ステップA3のNOルート参照)、ステップA4において、Stream-Summaryの要素数に空きがあるかを調べる。すなわち、Stream-Summaryの要素数が1/εよりも小さいか否かを確認する。要素数が1/εよりも小さい場合には(ステップA4のYESルート参照)、Stream-Summaryの最大要素数に達していないので、ステップA6において、データDをカウント=1としてStream-Summaryに追加する。その後、ステップA1に戻る。
Space Saving アルゴリズムは動作開始時点から現時点までのすべてのカウントをもとにして人気度の推定を行なう。従って、動作開始時点から十分なアクセスがあった後に発生する突発的なデータスパイクを敏感に検出することができない。データスパイクが引き起こすはずの人気度の変動がデータスパイク発生前の過去の人気度に引きずられて小さくなってしまうからである。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。
分散ストレージシステム1は、図2に示すように、管理サーバ10,プロキシサーバ40,クライアント60及びストレージサーバノード(ストレージ装置)30−1〜30−6を備える。ただし、図1中においては、便宜上、クライアント60及びプロキシサーバ40の図示を省略している。
分散ストレージシステム1は、複数のストレージサーバノード30−1〜30−6がそれぞれ有するディスク領域をまとめて、あたかも一つのストレージのように取り扱うことを可能とする。この分散ストレージシステム1においては、複数のデータファイル(データ,コンテンツ)を複数のストレージサーバノード30−1〜30−6に分散して配置される。
ストレージサーバノード30は、サーバ機能を備えたコンピュータであり、記憶装置34を備える。
この記憶装置34には、各クライアント60からリードもしくはライトされるデータファイルが格納される。
図2に示す例においては、本分散ストレージシステム1に6つのストレージサーバノード30が備えられているが、これに限定されるものではなく、5つ以下もしくは7以上のストレージサーバノード30をそなえてもよい。
プロキシサーバ40は、クライアント60に代わってストレージサーバノード30へのデータアクセスを行なう。各プロキシサーバ40は、サーバ機能を備えたコンピュータ等の情報処理装置であり、互いに同様の構成を備える。図1及び図2に示す例においては、分散ストレージシステム1に2つのプロキシサーバ40が備えられているが、これに限定されるものではなく、1つもしくは3以上のプロキシサーバ40をそなえてもよい。
管理サーバ10は、サーバ機能を備えたコンピュータ等の情報処理装置であり、本分散ストレージシステム1における各種設定や制御を行なう。
管理サーバ10は、図1に示すように、Central Processing Unit(CPU)101,Random Access Memory(RAM)102,Read Only Memory(ROM)103,キーボード104,ポインティングデバイス105,記憶装置106及び表示装置107を備える。
キーボード104及びポインティングデバイス105は利用者が各種入力操作を行なう入力装置である。ポインティングデバイス105は、例えば、タッチパッドやマウスである。ディスプレイ107は、各種情報やメッセージを表示する出力装置である。
なお、キーボード104やポインティングデバイス105及びディスプレイ107としての機能は、これらの機能をそなえたタッチパネルディスプレイで実現してもよく、種々変形して実施することができる。
なお、これらの人気度推定部19,カウント合計値管理部13,シュリンク処理部14及びデータ管理部18としての機能を実現するためのプログラム(評価プログラム)は、例えばフレキシブルディスク,CD(CD−ROM,CD−R,CD−RW等),DVD(DVD−ROM,DVD−RAM,DVD−R,DVD+R,DVD−RW,DVD+RW,HD DVD等),ブルーレイディスク,磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
データ管理部18は、本分散ストレージシステム1に備えられた複数のストレージサーバノード30間において、一部のストレージサーバノード30に負荷が集中することのないように、人気度の高いデータを複数のストレージサーバノード30に分散して再配置(移動)させる。
また、データ管理部18は、ストレージサーバノード30間でデータの再配置を行なった場合には、プロキシサーバ40に対して、データの再配置の結果を通知し、分散表41を更新させる。
クライアント60から、ストレージサーバノード30のコンテンツに対してアクセスが行なわれると、ストレージサーバノード30もしくはプロキシサーバ40は、少なくともアクセスが行なわれたデータを識別する情報を管理サーバ10に対して通知する。
バケット管理部11は、バケット情報15の作成や削除を行ない、又、同じカウント値が同じ要素を管理する。バケット管理部11は、バケットを、各バケットが持つ要素のカウント値でソートしたソート済みリスト(図示省略)で管理する。
後述の如くシュリンク処理部14がデータのカウント値を変更することにより、Stream-Summaryデータ構造において隣接するバケットにおいて、互いに同じカウントのデータを有することになる場合がある。この場合、バケット管理部11が、変更後の各データのカウント値に応じてバケットへの関連付けを再度行なうことにより、変更前は異なるバケットのデータが同じバケットに関連付けられる場合がある。以下、変更後の各データのカウント値に応じてバケットへの関連付けを再度行なうことにより、変更前はバケットが異なっていたデータを同一のバケットに関連付けることを、バケットをマージすると言う場合がある。
要素管理部12は、前述したRAM102の要素情報16を用いて、Stream-Summaryデータ構造における要素を管理する。Stream-Summaryデータ構造において、最大誤差εとした場合に、要素管理部12は、最大で1/ε個の要素を管理する。すなわち、要素情報16においては、最大で1/ε個の要素が登録される。
すなわち、要素管理部12は、データへのアクセスが行なわれる度に、そのカウント値を更新する。なお、データに対してアクセスが行なわれたことは、プロキシサーバ40から取得されてもよく、又、各ストレージサーバノード30から通知されてもよい。
カウント合計値管理部13は、前述したRAM102のカウント合計値Nを用いて、各データのカウント値の合計を管理する。カウント合計値管理部13は、要素管理部12によって管理されている1/ε個の全てのデータの各カウント値を合計し、RAM102にカウント合計値Nとして格納する。
シュリンク処理部(処理部)14は、カウント合計値Nを予め設定された閾値Ntと比較し、カウント合計値Nが閾値Ntよりも大きくなった場合に、要素情報16に登録された全てのデータのカウント値を一律に小さくする。具体的には、シュリンク処理部14は、各データのカウント値を(1−α)倍することで縮小(シュリンク)させて更新する。ただし、0<α<1である。例えば、α=0.875もしくは7/8である。
また、シュリンク処理部14は、各データのカウント値を(1−α)倍した結果において、小数点以下を繰り上げる。以下、各データのカウント値を(1−α)倍して縮小することをカウントシュリンクという場合がある。
上述の如く構成された、実施形態の一例としての分散ストレージシステム1におけるカウンタ値の更新手法を、図3に示すフローチャート(ステップB1〜B9)に従って説明する。
データDへのアクセスがない場合には(ステップB2のNOルート参照)、ステップB1に戻る。
データDがStream-Summaryに要素として含まれていた場合(ステップB3のYESルート参照)、ステップB5において、その要素のカウントをインクリメントする。又、このカウントのインクリメントにより、データDを管理するバケットが変更される際はデータDを管理するバケットの変更を行なう。
カウント合計値Nが閾値Ntに達している場合には(ステップB8のYESルート参照)、ステップB9において、シュリンク処理部14が、要素情報16に登録されている 全てのデータのカウント値を(1−α)倍することにより、各カウント値を縮小する(カウントシュリンク)。その後、ステップB1に戻る。
次に、実施形態の一例としての分散ストレージシステム1におけるシュリンク処理部14によるカウントシュリンク処理を、図5を参照しながら、図4に示すフローチャート(ステップC1〜C4)に従って説明する。図5はカウントシュリンク処理のアルゴリズムを例示する図である。なお、この図5に示す例においては、カウントシュリンク処理をプログラムの形式で示している。
その後、ステップC2において、バケット管理部11が、ステップC1においてカウント値の縮小を行なったことにより同じカウントの要素を管理するバケットが生じたかを確認する(図5の矢印P4参照)。
同じカウントの要素を管理するバケットがない場合には(ステップC2のNOルート参照)、ステップC3において、カウント合計値Nを“totalCount”の値を用いて更新する(図5の矢印P6参照)。その後、処理を終了する。
これにより、各データの人気度P(=C/N)を算出するための除数であるカウント合計値Nが縮小されるので、各データのカウント値Cの変動が人気度Pに反映され易くなり、データスパイクを検出し易くすることができる。すなわち、過去のアクセスが人気度に与える影響を小さくして、データスパイクが引き起こす人気度の変動を大きくすることができる。つまり、最近の人気度が重視されるよう、時間軸に沿った人気度の重み付けを実現することができる。
例えば、上述した実施形態においては、管理サーバ10に、人気度推定部19,カウント合計値管理部13,シュリンク処理部14及びデータ管理部18としての機能を備えているが、これに限定されるものではない。これらの人気度推定部19,カウント合計値管理部13,シュリンク処理部14及びデータ管理部18としての機能の少なくとも一部を、ストレージサーバノード30に備えてもよい。
また、上述した実施形態においては、人気度推定部19が、各データについての人気度を、評価値推定アルゴリズムとしてSpace Savingアルゴリズムを用いて推定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、Space Savingアルゴリズム以外の評価値推定アルゴリズムを用いて人気度の推定を行なってもよく、シュリンク処理部14は、この評価値推定アルゴリズムにおいて用いられるデータのカウント値を小さくしてもよい。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価装置において、
前記評価対象コンテンツに対するカウント値と前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出する算出部と、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が所定値に達したかを確認する確認部と、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツの各カウント値を縮小する処理部と、
を備えることを特徴とする評価装置。
前記処理部が、前記複数のコンテンツに対する各カウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、それぞれ縮小することを特徴とする付記1記載の評価装置。
(付記3)
前記処理部が、前記複数のコンテンツに対する縮小後のカウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にすることを特徴とする付記1又は2記載の評価装置。
前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なうことを特徴とする付記1〜3のいずれか1項に記載の評価装置。
複数のコンテンツを分散して格納する複数のノード装置と、
前記複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツに対するアクセス数と、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出する算出部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数の合計値が所定値に達したかを確認する確認部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツの各アクセス数を縮小する処理部と、
を備えることを特徴とする分散格納システム。
前記処理部が、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、それぞれ縮小することを特徴とする付記5記載の分散格納システム。
(付記7)
前記処理部が、前記複数のコンテンツに対する縮小後の各アクセス数を小数点以下を切り上げることで整数値にすることを特徴とする付記5又は6記載の分散格納システム。
前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なうことを特徴とする付記5〜7のいずれか1項に記載の分散格納システム。
複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価方法において、
コンピュータが、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が所定値に達したかを確認し、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツの各カウント値を縮小し、
前記評価対象コンテンツに対するカウント値と前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出することを特徴とする評価方法。
前記複数のコンテンツの各カウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより縮小することを特徴とする付記9記載の評価方法。
(付記11)
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にすることを特徴とする付記9又は10記載の評価方法。
前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なうことを特徴とする付記9〜11のいずれか1項に記載の評価方法。
複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が所定値に達したかを確認させ、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツの各カウント値を縮小させ、
前記評価対象コンテンツに対するカウント値と前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出させることを特徴とする評価プログラム。
前記複数のコンテンツの各カウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより縮小させることを特徴とする付記13記載の評価プログラム。
(付記15)
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にさせることを特徴とする付記13又は14記載の評価プログラム。
前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なわせることを特徴とする付記13〜15のいずれか1項に記載の評価プログラム。
複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記評価プログラムが、コンピュータに、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が所定値に達したかを確認させ、
前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツの各カウント値を縮小させ、
前記評価対象コンテンツに対するカウント値と前記複数のコンテンツに対する各カウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出させることを特徴とする評価プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
前記複数のコンテンツの各カウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより縮小させることを特徴とする、付記17記載の評価プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
(付記19)
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にさせることを特徴とする付記17又は18記載の評価プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各カウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なわせることを特徴とする付記17〜19のいずれか1項に記載の評価プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
10 管理サーバ(評価装置)
11 バケット管理部
12 要素管理部
13 カウント合計値管理部
14 シュリンク処理部(処理部)
15 バケット情報
16 要素情報
18 データ管理部
30−1〜30−6,30 ストレージサーバノード
40 プロキシサーバ
50 LAN
51 ネットワーク
60 クライアント
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 キーボード
105 ポインティングデバイス
34,106 記憶装置
107 ディスプレイ
Claims (8)
- 複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価装置において、
前記評価対象コンテンツに対するアクセス数のカウント値と前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出する算出部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が所定値に達したかを確認する確認部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を縮小する処理部と、
を備えることを特徴とする評価装置。 - 前記処理部が、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各アクセス数のカウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にすることを特徴とする請求項1記載の評価装置。 - 前記評価値推定アルゴリズムは、Space Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各アクセス数のカウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なうことを特徴とする請求項1または2記載の評価装置。 - 複数のコンテンツを分散して格納する複数のノード装置と、
前記複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツに対するアクセス数のカウント値と、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出する算出部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が所定値に達したかを確認する確認部と、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を縮小する処理部と、
を備えることを特徴とする分散格納システム。 - 前記処理部が、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各アクセス数のカウント値の小数点以下を切り上げることで整数値にすることを特徴とする請求項4記載の分散格納システム。 - 前記評価値推定アルゴリズムはSpace Savingアルゴリズムであり、
前記複数のコンテンツに対する縮小後の各アクセス数のカウント値に合わせて、前記Space SavingアルゴリズムのStream-Summaryデータ構造におけるバケットの関連付けを行なうことを特徴とする請求項4または5記載の分散格納システム。 - 複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価方法に
おいて、
コンピュータが、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が所定値に達したかを確認し、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を縮小し、
前記評価対象コンテンツに対するアクセス数のカウント値と前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出することを特徴とする評価方法。 - 複数のコンテンツのうちの評価対象コンテンツについての評価値を推定する評価プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が所定値に達したかを確認させ、
前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値が前記所定値に達した場合に、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を(1−α)倍(ただし、0<α<1)することにより、前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値を縮小させ、
前記評価対象コンテンツに対するアクセス数のカウント値と前記複数のコンテンツに対する各アクセス数のカウント値の合計値とに基づき、評価値推定アルゴリズムを用いて前記評価対象コンテンツの評価値を算出させることを特徴とする評価プログラム。
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