JP6033805B2 - 分散リソース管理のためのバランスしたコンシステント・ハッシュ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施例を具現化するのに適したマルチコンピュータ・ネットワーク・クラスタ構成を簡略化して示すブロック図である。クラスタ120は、該クラスタのメンバーである複数のコンピュータノード(compute node:計算ノード)110(1)〜110(n)を含む。コンピュータノード110(1)〜110(n)はネットワーク120によって結合されている。図示するように、コンピュータノード110(1)〜110(n)は、記憶ボリュームリソース140(1)〜140(n)へのアクセスを提供する記憶エリアネットワーク(SAN)130にも接続されている。別の例として、記憶リソースは、バスベースのコントローラを介して様々なコンピュータノードに直接的に結合されることができ、あるいは、例えばネットワークアクセス可能な記憶装置として結合されることができる。各コンピュータノード110(1)〜110(n)はSAN130の記憶プールへの同時アクセスを持つ。この記憶リソースへの同時アクセスが与えられたならば、データの完全さを保証するために記憶プールへの読み書きアクセスを調整する必要がある。
上述のように、ロックマネージャはロック処理によって保護されたデータにアクセスするためのリクエストに応答する。クラスタ環境において、ロックマネージャのようなリソースマネージャは、単一ポイントでの失敗が無いようにする又は減ずるために、クラスタのメンバーノード間で分散化されることが望まれる。
本発明の実施例は、バランスしたコンシステント・ハッシュ法の仕組みを使用して、マスターホストIDの決定に際しての計算を減少させるのみならず、当該クラスタ内の様々な生き残りノード間で再分散化されるべきマスターの数をも減少させる。リソース識別「空間(space)」は、それに対応付けられたマスターがクラスタ内で分散化されるべきである各リソース毎の識別子によって定義される。本発明の実施例は、クラスタ内の様々なロック名についてのハッシュ計算を実行し、そこからリソース識別空間の範囲を決定する。このリソース識別空間は、計算されたハッシュ値の最小値から最大値までの広がりを持つ。このリソース識別空間は、それから、クラスタメンバーノードの相対的能力に従い、複数のクラスタメンバーノード間で釣り合いよく振り分けられる。もし或るノードが当該クラスタから離れた又は加入したとするならば、リソース識別空間は、生き残りのクラスタメンバーノード間で再び釣り合いよく振り分けられる。
該アレイの合計重み(tot_weight)は、master_nidアレイのエントリの数である。そこで、上述の例では、tot_weightは4である。ロックリソース用のマスターは、該ロックの名前のハッシュ値を計算して該ハッシュ値をハッシュ値空間内の最大値(max_hash)で割り算し、その商を合計重みで掛け算し、その積をマスターノードID値をmaster_nidアレイから取り出すための指標(インデックス)として使用することにより、該master_nid内に表された1つのノードに対して割り当てられることができる。従って、master_nidアレイ用の指標に到達するための式は、
idx = (hashval/max_hash) * tot_weight
である。master_nidの指標のための上記式は、最大ハッシュ値に対するロック名のハッシュについての正規化された値を計算し、該正規化された値をmaster_nidアレイ内のエントリの合計数で乗算することであることが分かる。
idx = (hashval11* tot_weight)>> 11
hashval 11は、該ロック名についての計算されたハッシュ値の最下位11ビットである。hashval 11は、master_nidアレイの合計重みで乗算される。その計算結果は11ビットだけ右シフトされ、指標値を産出する。この実施例では、該11ビットと11ビットの右シフトは、再配置の最中に探索されることができるハッシュ値の或る選択された最大値に関係して選択される。
idx 2 = (((((hashval11)&0x3f)<<5│((hashval 11)>>6)) * tot_weight2) >> 11
上記式において、hashval 11はハッシュ値の最下位11ビットであり、tot_weight2はレベル2のマッピングテーブルのサイズである。再び、ハッシュ値の最下位11ビットの使用と11ビットの右シフトが、再配置されたマスターを探索するために使用されたテーブルサイズに関係する。
上記のように、本発明は、多様なコンピュータシステムとネットワークを使用して実装され得る。そのようなコンピュータシステムとネットワーク環境の一例が図8及び図9を参照して以下説明される。
本発明は、上述した利点及びその他の本来的にその中に持つ利点を奏するのに適している。上記では、本発明が説明され、図示され、かつ、発明の特定の実施例を参照して定義されているが、そのような参照は発明を限界づける意味合いを持つのではなく、そのような限界を暗示するものではない。本発明は、関係する当該技術分野の通常の熟練技術者にとって、かなりの変形と変更とその形態及び機能における等価物が可能である。ここで述べかつ図示した実施例は一例にすぎず、発明の範囲を網羅するものではない。
Claims (20)
- リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するステップと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割するステップと、
前記責任領域の各々を、複数のネットワークノードのうちのネットワークノードに対応付けるステップであって、ネットワークノードの各々はネットワークノードのクラスタのメンバーであり、ネットワークノードの前記クラスタのうち1又は複数のネットワークノードは同質ではなく、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含する、ステップと、
第1の責任領域内に配置されたリソース識別子に対応付けられたリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てる割当てステップと
を具備し、
前記割当てステップは、バランスしたコンシステント・ハッシュ法を使用して、前記リソース識別子に割り当てられたロック処理の管理責任を前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに分配するステップを有し、
第1のネットワークノードがネットワークに参入又は離脱することを検出するステップであって、前記複数のリソース識別子のうちの少なくとも2つのリソース識別子は前記検出に応じて少なくとも2つの異なる責任領域に再割り当てされる、ステップと、
前記検出するステップに応じて、責任領域に対応付けするのに利用可能なネットワークノードの現在の数を使用して、前記分割するステップと前記割り当てるステップを第2の複数の責任領域において実行するステップと、
前記第1の複数の責任領域と前記第2の複数の責任領域の間でリソース管理責任を分散化するステップとを更に有するリソース管理方法。 - 前記リソース識別空間は名前空間である、請求項1に記載の方法。
- リソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちのリソース識別子を計算するステップを更に具備する請求項2に記載の方法。
- iノード識別子を使用して前記リソースの名前を引き出すステップを更に具備し、ここで、該リソースは、ファイルシステム内のファイル及び記憶位置のうち1つである、請求項3に記載の方法。
- 電子メールアドレスを使用して前記リソースの名前を引き出すステップを更に具備し、ここで、該リソースは、メールボックス、該メールボックスに関連付けられた状態情報、該メールボックスに関連付けられたメタデータ、該メールボックスに関連付けられた管理情報、及び電子メールシステム内のメールデータのうち1つである、請求項3に記載の方法。
- 前記割当てステップに応じて、第1のマップを生成するステップと、
前記再割り当てに応じて、前記第1のマップをアップデートするステップと、
前記再割り当てに応じて、第2のマップを生成するステップと、
前記再割り当てに応じて、ロック状態情報を前記複数のノードのうちの1以上のノードに送るステップと、
をさらに具備する請求項1に記載の方法。 - 前記複数のリソース識別子のうちの1つによって識別されるリソースが前記ネットワークノードの1クラスタ内の全メンバーにアクセス可能である、請求項1に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するステップを更に具備する請求項1に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力を、プロセッサ能力とメモリ能力のうち1以上に関係付けるステップを更に具備する請求項8に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力を、ユーザ入力によって定義するステップを更に具備する請求項8に記載の方法。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力は、各他のネットワークノードに対して相対的に定義される、請求項8に記載の方法。
- プロセッサに実行させる命令セットを有するプログラムであって、
リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定する第1の命令セットと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割し、前記責任領域の各々を、複数のネットワークノードのうちのネットワークノードに対応付けるように構成された第2の命令セットであって、ネットワークノードの各々はネットワークノードのクラスタのメンバーであり、ネットワークノードの前記クラスタのうち1又は複数のネットワークノードは同質ではなく、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含する、第2の命令セットと、
第1の責任領域内に配置されたリソース識別子に対応付けられたリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てる割当てステップを含むように構成された第3の命令セットと、
を有し、
前記割当てステップは、バランスしたコンシステント・ハッシュ法を使用して、前記リソース識別子に割り当てられたロック処理の管理責任を前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに分配するステップを有し、
第1のネットワークノードがネットワークに参入又は離脱することを検出するステップであって、前記複数のリソース識別子のうちの少なくとも2つのリソース識別子は前記検出に応じて少なくとも2つの異なる責任領域に再割り当てされる、ステップと、
前記検出するステップに応じて、責任領域に対応付けするのに利用可能なネットワークノードの現在の数を使用して、前記分割するステップと前記割り当てるステップを第2の複数の責任領域において実行するステップと、
前記第1の複数の責任領域と前記第2の複数の責任領域の間でリソース管理責任を分散化するステップとを含むように構成された第4の命令セットを更に有する、プログラム。 - 前記リソース識別空間は名前空間である、請求項12に記載のプログラム。
- リソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちのリソース識別子を計算するように構成された第5の命令セットを更に具備する、請求項13に記載のプログラム。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するように構成された第5の命令セットを更に具備する請求項12に記載のプログラム。
- 複数のネットワークノードであって、該複数のネットワークノード内の各ネットワークノードは、それぞれに対応するプロセッサと、該プロセッサに結合されたメモリと、該プロセッサに結合されたネットワークインタフェイスとを備えている、前記複数のネットワークノードと、
前記複数のネットワークノードを互いに結合するように構成されたネットワークであって、前記ネットワークノードの前記ネットワークインタフェイスに結合される前記ネットワークと
を具備し、
前記各ネットワークノードの前記メモリが、
リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な第1の命令セットと、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割し、前記責任領域の各々をネットワークノードに対応付け、ネットワークノードの各々はネットワークノードのクラスタのメンバーであり、ネットワークノードの前記クラスタのうち1又は複数のネットワークノードは同質ではなく、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な第2の命令セットと、
第1の責任領域内に配置されたリソース識別子に対応付けられたリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てる割当てステップを実行するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な第3の命令セットと、
を記憶しており、
前記割当てステップは、バランスしたコンシステント・ハッシュ法を使用して、前記リソース識別子に割り当てられたロック処理の管理責任を前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに分配するステップを有し、
前記各ネットワークノードの前記メモリが、
第1のネットワークノードがネットワークに参入又は離脱することを検出するステップであって、前記複数のリソース識別子のうちの少なくとも2つのリソース識別子は前記検出に応じて少なくとも2つの異なる責任領域に再割り当てされるステップと、
前記検出するステップに応じて、責任領域に対応付けするのに利用可能なネットワークノードの現在の数を使用して、前記分割するステップと前記割り当てるステップを第2の複数の責任領域において実行するステップと、
前記第1の複数の責任領域と前記第2の複数の責任領域の間でリソース管理責任を分散化するステップとを含むように構成された第4の命令セットを更に記憶していることを特徴とするシステム。 - リソースの名前をハッシュすることにより、前記複数のリソース識別子のうちのリソース識別子を計算するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な、第5の命令セットをネットワークノードの各々の前記メモリが更に具備し、前記リソース識別空間は名前空間である請求項16に記載のシステム。
- 前記対応付けられたネットワークノードの能力に基づき該対応付けられたネットワークノードに対する責任領域を決定するように構成された、前記ネットワークノードの前記プロセッサによって実行可能な第5の命令セットをネットワークノードの前記メモリが更に具備する請求項16に記載のシステム。
- リソース識別空間における複数のリソース識別子の配置を判定するための手段と、
前記リソース識別空間を第1の複数の個別の責任領域に分割し、前記責任領域の各々を複数のネットワークノードのうちのネットワークノードに対応付けるための手段であって、ネットワークノードの各々はネットワークノードのクラスタのメンバーであり、ネットワークノードの前記クラスタのうち1又は複数のネットワークノードは同質ではなく、全責任領域の合計が前記リソース識別空間の全てを包含している、手段と、
第1の責任領域内に配置されたリソース識別子に対応付けられたリソースに対する管理責任を、前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに割り当てるための割当手段であって、バランスしたコンシステント・ハッシュ法を使用して、前記リソース識別子に割り当てられたロック処理の管理責任を前記第1の責任領域に対応付けられた前記ネットワークノードに分配する、割当手段と、
ネットワークノードがネットワークに参入又は離脱することを検出するための手段であって、前記複数のリソース識別子のうちの少なくとも2つのリソース識別子は前記検出に応じて少なくとも2つの異なる責任領域に再割り当てされる、手段と、
前記検出に応じて、責任領域に対応付けするのに利用可能なネットワークノードの現在の数を使用して、前記分割と前記割り当てを第2の複数の責任領域において実行する手段と、
前記第1の複数の責任領域と前記第2の複数の責任領域の間でリソース管理責任を分散化する手段とを有する装置。 - 請求項12乃至15のいずれかに記載のプログラムを格納する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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