JP6088452B2 - データベースシステムおよびデータ更新方法 - Google Patents

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Description

本発明は、データベースを更新するデータベースシステム、およびデータ更新方法に関する。
近年のクラウドコンピューティングの発展に伴い、DBサーバが遠隔地に配置されることが想定される。そのため、データ操作機能を持つ端末から送信されたリクエストが、ネットワーク遅延などにより、遠隔地に配置されたDBサーバで到達順序が変わる場合がある。
引用文献1には、複数のコンピュータを備えるクラスタ構成のメッセージ受信システムにおいて、順序番号にしたがって複数のメッセージをメッセージ処理システムに送信する技術が記載されている。
特許第3856756号公報
ネットワーク遅延などにより、データ操作装置側で送信したリクエストの送信順と異なる順番でリクエストがDBサーバに到達する場合がある。すなわち、遠隔地のDBサーバにリクエストを送信する場合、ネットワークの状況によって、リクエストの到達順序が保証されないという課題がある。リクエストの送信順と異なる順番でリクエストがDBサーバに到達し、この到達順でデータの更新が行われると、データの不整合、矛盾が発生してしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、データ更新のリクエストが送信順と異なってDBサーバに受信された場合であっても、リクエストの送信順にデータの更新を行うことにある。
上記の課題を解決するため、本発明は、データ操作装置と、少なくとも1つのデータベースサーバとを備えるデータベースシステムであって、前記データ操作装置は、データベースサーバ毎に、前回の更新データを用いて所定のハッシュ関数により生成された第1の変更前情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から宛先のデータベースサーバに対応する第1の変更前情報を取得し、当該第1の変更前情報を付加したデータ更新リクエストを、前記宛先のデータベースサーバに送信する送信手段と、前記データ更新リクエストに含まれる更新データを用いて前記所定のハッシュ関数により第1の変更前情報を生成し、生成した第1の変更前情報で前記記憶手段の前記宛先のデータベースの第1の変更前情報を更新する更新手段と、を備え、各データベースサーバは、前記データ更新リクエストを受信すると、当該データ更新リクエストでデータベースを更新する前の更新前データを用いて前記所定のハッシュ関数により第2の変更前情報を生成し、生成した第2の変更前情報と、前記データ更新リクエストに含まれる第1の変更前情報が一致するか否かを判別するチェック手段と、第1の変更前情報と第2の変更前情報が一致する場合に、前記データ更新リクエストに含まれる更新データで前記データベースを更新するデータ更新手段と、を備える。
上記データベースシステムにおいて、第1の変更前情報と第2の変更前情報とが一致しない場合、前記データベースサーバのデータ更新手段は、エラーの応答を前記データ操作装置に送信し、前記データ操作装置の更新手段は、前記エラーの応答を受信した場合、前記記憶手段の前記更新した第1の変更前情報を更新前の状態に戻すこととしてもよい。
本発明は、データ操作装置と、少なくとも1つのデータベースサーバとを備えるデータベースシステムが行うデータ更新方法であって、前記データ操作装置は、データベースサーバ毎に、前回の更新データを用いて所定のハッシュ関数により生成された第1の変更前情報を記憶する記憶部から、宛先のデータベースサーバに対応する第1の変更前情報を取得し、当該第1の変更前情報を付加したデータ更新リクエストを、前記宛先のデータベースサーバに送信する送信ステップと、前記データ更新リクエストに含まれる更新データを用いて前記所定のハッシュ関数により第1の変更前情報を生成し、生成した第1の変更前情報で前記記憶部の前記宛先のデータベースの第1の変更前情報を更新する更新ステップと、を行い、各データベースサーバは、前記データ更新リクエストを受信すると、当該データ更新リクエストでデータベースを更新する前の更新前データを用いて前記所定のハッシュ関数により第2の変更前情報を生成し、生成した第2の変更前情報と、前記データ更新リクエストに含まれる第1の変更前情報が一致するか否かを判別するチェックステップと、第1の変更前情報と第2の変更前情報が一致する場合に、前記データ更新リクエストに含まれる更新データで前記データベースを更新するデータ更新ステップと、を行う。
上記データ更新方法において、前記データベースサーバは、第1の変更前情報と第2の変更前情報とが一致しない場合、エラーの応答を前記データ操作装置に送信するステップをさらに行い、前記データ操作装置は、前記エラーの応答を受信した場合、前記更新ステップで更新した前記記憶部の第1の変更前情報を、更新前の状態に戻す更新取消ステップをさらに行うこととしてもよい。
本発明によれば、データ更新のリクエストが送信順と異なってDBサーバに受信された場合であっても、リクエストの送信順にデータの更新を行うことができる。
本発明の実施の形態におけるデータベースシステムの構成図である。 ハッシュ値テーブルの一例を示す図である。 本実施形態のデータ更新方法を示すシーケンス図である。 本実施形態の比較例のデータ更新方法を示すシーケンス図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態のデータベースシステムの構成図である。本実施形態のデータベースシステムは、データ操作装置1と、少なくとも1つのDBサーバ2(データベースサーバ)とを備え、データ操作装置1と各DBサーバ2とは、ネットワークを介して接続され、通信可能である。
なお、図1のデータベースシステムは、複数のDBサーバ2を備えることとするが、DBサーバ2は、1つであってもよい。また、本実施形態のデータベースシステムは、例えば、加入者情報を一元管理する加入者情報データベースシステム(HSS:Home Subscriber Server)など、大容量のデータベースなどに適用することができる。
図示するデータ操作装置1は、リクエスト受付部11と、リクエスト送信部12と、テーブル更新部13と、ハッシュ値テーブル14と、リクエスト記憶部15とを備える。
リクエスト受付部11は、図示しない外部装置またはシステム管理者から入力されたデータ更新のリクエストを受け付けて、リクエスト記憶部15に記憶する。リクエスト受付部11が各リクエストに送信順番(シーケンス番号)を設定する、または、各リクエストに送信順番が設定されていることなどにより、リクエスト記憶部15に記憶された各リクエストには、送信順番が設定されているものとする。
リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14から宛先のDBサーバ2に対応する変更前情報を取得し、当該変更前情報を付加したリクエストを、宛先のDBサーバ2に送信する。本実施形態では、変更前情報として、ハッシュ関数により生成されるハッシュ値を用いることとする。同じデータからは必ず同じハッシュ値が生成され、一方、少しでもデータが異なるとまったく異なるハッシュ値が生成されるため、ハッシュ値を用いてデータの同一性を担保することができる。なお、変更前情報は、ハッシュ値に限定されるものではなく、データの同一性を担保できるものであればハッシュ値以外のものであってもよい。
テーブル更新部13は、リクエストに含まれる更新データを用いて変更前情報を生成し、ハッシュ値テーブル14の宛先のDBサーバ2の変更前情報を更新する。なお、テーブル更新部13は、DBサーバ2から更新エラーの通知を受信すると、ハッシュ値テーブル14の変更前情報を更新前の状態に戻す。
ハッシュ値テーブル14には、DBサーバ2毎に、更新データを用いて生成された変更前情報が記憶される。リクエスト記憶部15には、リクエスト受付部11が受け付けたリクエストが送信順番とともに記憶される。
図示する各DBサーバ2は、チェック部21と、データ更新部22と、DB(データベース)23とを備える。チェック部21は、データ操作装置1からリクエストを受信すると、DB23の更新前のデータを用いて変更前情報を生成し、リクエストに含まれる変更前情報と一致するか否かを判別する。データ更新部22は、変更前情報が一致する場合に、リクエストに含まれる更新データでDB23を更新する。
図2は、データ操作装置1のハッシュ値テーブル14の一例を示す図である。図示するハッシュ値テーブル14は、DBサーバ2と、更新データを用いて生成された変更前情報(ハッシュ値)とが対応付けて記憶されている。
上記説明した、データ操作装置12およびDBサーバ2は、例えば、CPUと、メモリと、ハードディスク等の外部記憶装置と、入力装置と、出力装置とを備えた汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、CPUがメモリ上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、各部の各機能が実現される。例えば、データ操作装置1およびDBサーバ2の各機能は、データ操作装置1用のプログラムの場合はデータ操作装置1のCPUが、そして、DBサーバ2用のプログラムの場合はDBサーバ2のCPUがそれぞれ実行することにより実現される。
また、データ操作装置1用のプログラムおよびDBサーバ2用のプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD−ROMなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。
次に、本実施形態の処理について説明する。
図3は、本実施形態のデータ更新方法のシーケンス図である。
図示する例では、データ操作装置1は、各DBサーバ2のデータを更新するためのリクエスト(データ更新リクエスト)を、リクエスト1からリクエスト4の順番で、各DBサーバ2に送信する。リクエストには、宛先のDBサーバ2と、ハッシュ値(変更前情報)と、当該リクエストで更新される更新後の更新データとが含まれる。ハッシュ値は、宛先のDBサーバ2に、前回送信したリクエストに含まれる更新データを用いて生成したハッシュ値である。なお、リクエスト1〜4は、リクエスト記憶部15に送信順番(シーケンス番号)とともに記憶されているものとする。
データ操作装置1のリクエスト送信部12は、最初に、宛先(DBサーバ[1])および更新データ(データA)を含むリクエスト1を、宛先のDBサーバ[1]に送信する(S11)。このとき、リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14を参照し、当該リクエスト1の宛先のDBサーバ[1]に対応するハッシュ値(図示する例では、データXのハッシュ値)を取得し、リクエスト1に付加して送信する。なお、ハッシュ値は、今回のリクエスト1により更新する前のDBサーバ[1]のDB23の更新前データのハッシュ値である。
そして、データ操作装置1のテーブル更新部13は、S11で送信したリクエスト1の更新データ(データA)のハッシュ値を生成し、ハッシュ値テーブル14の宛先のDBサーバ[1]のハッシュ値を更新する。
DBサーバ1のチェック部21は、リクエスト1を受信すると、リクエスト1でデータを更新する前の更新前データ(現時点のデータ)を取得し、当該更新前データのハッシュ値を生成する。そして、チェック部21は、データ操作装置1から受信したリクエスト1に含まれるハッシュ値と、生成したハッシュ値とを比較し、両者が一致するか否かを判別する。
ハッシュ値が一致する場合、データ更新部22は、更新前データ(データX)を、リクエスト1に含まれる更新データ(データA)に更新する(S12)。そして、データ更新部22は、更新に成功した旨の確認通知をデータ操作装置1に送信する(S13)。
そして、データ操作装置1のリクエスト送信部12は、次の送信順のリクエスト2(宛先:DBサーバ[2]、更新データ:データB)を、宛先のDBサーバ[2]に送信する(S14)。このとき、リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14を参照し、当該リクエスト2の宛先のDBサーバ[2]に対応するハッシュ値(図示する例では、データYのハッシュ値)を取得し、リクエスト2に付加して送信する。なお、ハッシュ値は、今回のリクエスト2により更新する前のDBサーバ[2]のDB23の更新前データのハッシュ値である。
そして、データ操作装置1のテーブル更新部13は、S14で送信したリクエスト2の更新データ(データB)のハッシュ値を生成し、ハッシュ値テーブル14の宛先のDBサーバ[2]のハッシュ値を更新する。
DBサーバ1のチェック部21は、リクエスト2を受信すると、リクエスト2でデータを更新する前の更新前データを取得し、当該更新前データのハッシュ値を生成する。そして、チェック部21は、データ操作装置1から受信したリクエスト2に含まれるハッシュ値と、生成したハッシュ値とを比較し、ハッシュ値が一致する場合、データ更新部22は、更新前データ(データY)を、リクエスト2に含まれる更新データ(データB)に更新する(S15)。そして、データ更新部22は、更新に成功した旨の確認通知をデータ操作装置1に送信する(S16)。
そして、データ操作装置1のリクエスト送信部12は、次の送信順のリクエスト3(宛先:DBサーバ[1]、更新データ(データC))を、宛先のDBサーバ[1]に送信する(S17)。このとき、リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14を参照し、当該リクエスト3の宛先のDBサーバ[1]に対応するハッシュ値(図示する例では、データAのハッシュ値)を取得し、リクエスト3に付加して送信する。
そして、データ操作装置1のテーブル更新部13は、S17で送信したリクエスト3の更新データ(データC)のハッシュ値を生成し、ハッシュ値テーブル14の宛先のDBサーバ[1]のハッシュ値を更新する。
また、データ操作装置1のリクエスト送信部12は、次の送信順のリクエスト4(宛先:DBサーバ[1]、更新データ:データD)を、宛先のDBサーバ[1]に送信する(S18)。このとき、リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14から当該リクエスト4の宛先のDBサーバ[1]に対応するハッシュ値を取得するが、この時点においてハッシュ値は、前回送信したリクエスト3のデータCのハッシュ値である。リクエスト送信部12は、データCのハッシュ値を含めたリクエスト4をDBサーバ1に送信する。
そして、データ操作装置1のテーブル更新部13は、S18で送信したリクエスト4の更新データ(データD)のハッシュ値を生成し、ハッシュ値テーブル14の宛先のDBサーバ[1]のハッシュ値を更新する。
DBサーバ[1]では、ネットワーク遅延により、データ操作装置1の送信順とは異なり、リクエスト4が先にDBサーバ[1]に到達し、その後にリクエスト3がDBサーバ[1]に到達するものとする。
DBサーバ1のチェック部21は、先にリクエスト4を受信すると、リクエスト4でデータを更新する前の更新前データ(図示する例では、データA)を取得し、当該更新前データのハッシュ値を生成する。そして、チェック部21は、データ操作装置1から受信したリクエスト4に含まれるハッシュ値(図示する例では、データCのハッシュ値)と、生成したハッシュ値(図示する例では、データAのハッシュ値)とを比較し、ハッシュ値が一致しない旨のエラーをデータ更新部22に通知する。これにより、データ更新部22は、データ更新を行うことなく、エラーの確認応答をデータ操作装置1に送信する(S20)。
データ操作装置1のテーブル更新部13は、エラーの確認応答を受信すると、S18でリクエスト4を送信した際に更新したハッシュ値テーブル14を元の状態に戻す。図示する例では、テーブル更新部13は、ハッシュ値テーブルのリクエスト4の宛先のDBサーバ[1]のデータDのハッシュ値を、データCのハッシュ値に戻す。
その後、リクエスト3がDBサーバ1に到達する。DBサーバ1のチェック部21は、 リクエスト3を受信すると、リクエスト3でデータを更新する前の更新前データ(図示する例では、データA)を取得し、当該更新前データのハッシュ値を生成する。そして、チェック部21は、データ操作装置1から受信したリクエスト3に含まれるハッシュ値(図示する例では、データAのハッシュ値)と、生成したハッシュ値(図示する例では、データAのハッシュ値)とを比較し、両者が一致するか否かを判別する。
ここでは、ハッシュ値が一致するため、データ更新部22は、更新前データ(データA)を、リクエスト3に含まれる更新データ(データC)に更新する(S21)。そして、データ更新部22は、更新に成功した旨の確認通知をデータ操作装置1に送信する(S22)。
そして、データ操作装置1のリクエスト送信部12は、S20でエラーの確認応答を受信したリクエスト4をDBサーバ1に再送する(S23)。このとき、リクエスト送信部12は、ハッシュ値テーブル14からリクエスト4の宛先のDBサーバ[1]に対応するハッシュ値を取得するが、この時点においてハッシュ値は、S18と同様に、リクエスト3のデータCのハッシュ値である。リクエスト送信部12は、データCのハッシュ値を含めたリクエスト4をDBサーバ[1]に送信する。そして、テーブル更新部13は、リクエスト4のデータDのハッシュ値を生成し、ハッシュ値テーブルのDBサーバ[1]の宛先)のハッシュ値を更新する。
DBサーバ1のチェック部21は、リクエスト4を受信すると、リクエスト4でデータを更新する前の更新前データ(図示する例では、データC)を取得し、当該更新前データのハッシュ値を生成する。そして、チェック部21は、受信したリクエスト4に含まれるハッシュ値(図示する例では、データCのハッシュ値)と、生成したハッシュ値とを比較する。ここでは、両者が一致するため、データ更新部22は、更新前データ(データC)を、リクエスト4に含まれる更新データ(データD)に更新し(S24)、更新に成功した旨の確認通知をデータ操作装置1に送信する。
以上説明した本実施形態では、ネットワーク遅延などにより、データ操作装置1側の送信順と異なる順番でリクエストが各DBサーバ2に到達した場合であっても、データ操作装置1側の送信順でデータの更新が行われる。
図4は、本実施形態の比較例のデータ更新方法のシーケンス図である。
比較例では、データ操作装置は、リクエストに更新データのハッシュ値を付加することなく、リクエスト1からリクエスト4の順番で、各DBサーバに送信する。各DBサーバは、データ操作装置から受信したリクエストを、受信した順番で処理する。
すなわち、データ操作装置は、データAの更新データを含むリクエスト1をDBサーバ[1]に送信し(S31)、DBサーバ[1]は、更新前のデータXをデータAに更新し(S32)し、確認通知をデータ操作装置に送信する(S33)。そして、データ操作装置は、次の送信順のデータBの更新データを含むリクエスト2をDBサーバ[2]に送信し(S34)、DBサーバ[2]は、更新前のデータYをデータBに更新し(S35)し、確認通知をデータ操作装置に送信する(S36)。
そして、データ操作装置は、次の送信順のデータCの更新データを含むリクエスト3をDBサーバ[1]に送信し(S37)、そして、次の送信順のデータDの更新データを含むリクエスト4をDBサーバ[1]に送信する(S38)。このとき、DBサーバ[1]では、リクエスト4がリクエスト3より先に到達する。DBサーバ[1]は、リクエストを受信した順番でデータの更新を行うため、更新前のデータAをデータDで更新してしまい(S39)、確認通知をデータ操作装置に送信する(S40)。その後、DBサーバ[1]は、リクエスト3を受信し、更新前のデータDをデータCに更新しようとするが、論理矛盾が発生し更新エラーとなり(S41)、エラーの論理確認通知をデータ操作装置に送信する(S41)。
このように、比較例では、ネットワーク遅延によりデータ操作装置側のリクエストの送信順と異なってDBサーバに受信された場合、データの更新順序が保証されない。
これに対し、本実施形態では、前回のリクエストで送信した更新データのハッシュ値(変更前情報)を付加したリクエストを送信し、DBサーバでハッシュ値をチェックすることで、ネットワーク遅延などにより、データ操作装置1側の送信順と異なる順番でリクエストが各DBサーバ2に到達した場合であっても、データ操作装置1側の送信順でデータの更新を行うことができる。すなわち、常にリクエストの送信順(シーケンシャル)にデータ更新が行われるため、安定的なデータベースの運用を行うことができる。
また、本実施形態では、変更前情報として、前回のリクエストで送信した更新データのハッシュ値をリクエストに付加して送信する。前回の更新データをそのまま送信する場合と比較して、ネットワークのデータ伝送量を低減することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
1 :データ操作装置
11:リクエスト受付部
12:リクエスト送信部
13:テーブル更新部
14:ハッシュ値テーブル
15:リクエスト記憶部
2 :DBサーバ
21:チェック部
22:データ更新部
23:DB

Claims (4)

  1. データ操作装置と、少なくとも1つのデータベースサーバとを備えるデータベースシステムであって、
    前記データ操作装置は、
    データベースサーバ毎に、前回の更新データを用いて所定のハッシュ関数により生成された第1の変更前情報を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段から宛先のデータベースサーバに対応する第1の変更前情報を取得し、当該第1の変更前情報を付加したデータ更新リクエストを、前記宛先のデータベースサーバに送信する送信手段と、
    前記データ更新リクエストに含まれる更新データを用いて前記所定のハッシュ関数により第1の変更前情報を生成し、生成した第1の変更前情報で前記記憶手段の前記宛先のデータベースの第1の変更前情報を更新する更新手段と、を備え、
    各データベースサーバは、
    前記データ更新リクエストを受信すると、当該データ更新リクエストでデータベースを更新する前の更新前データを用いて前記所定のハッシュ関数により第2の変更前情報を生成し、生成した第2の変更前情報と、前記データ更新リクエストに含まれる第1の変更前情報が一致するか否かを判別するチェック手段と、
    第1の変更前情報と第2の変更前情報が一致する場合に、前記データ更新リクエストに含まれる更新データで前記データベースを更新するデータ更新手段と、を備えること
    を特徴とするデータベースシステム。
  2. 請求項1記載のデータベースシステムであって、
    第1の変更前情報と第2の変更前情報とが一致しない場合、前記データベースサーバのデータ更新手段は、エラーの応答を前記データ操作装置に送信し、
    前記データ操作装置の更新手段は、前記エラーの応答を受信した場合、前記記憶手段の前記更新した第1の変更前情報を更新前の状態に戻すこと
    を特徴とするデータベースシステム。
  3. データ操作装置と、少なくとも1つのデータベースサーバとを備えるデータベースシステムが行うデータ更新方法であって、
    前記データ操作装置は、
    データベースサーバ毎に、前回の更新データを用いて所定のハッシュ関数により生成された第1の変更前情報を記憶する記憶部から、宛先のデータベースサーバに対応する第1の変更前情報を取得し、当該第1の変更前情報を付加したデータ更新リクエストを、前記宛先のデータベースサーバに送信する送信ステップと、
    前記データ更新リクエストに含まれる更新データを用いて前記所定のハッシュ関数により第1の変更前情報を生成し、生成した第1の変更前情報で前記記憶部の前記宛先のデータベースの第1の変更前情報を更新する更新ステップと、を行い、
    各データベースサーバは、
    前記データ更新リクエストを受信すると、当該データ更新リクエストでデータベースを更新する前の更新前データを用いて前記所定のハッシュ関数により第2の変更前情報を生成し、生成した第2の変更前情報と、前記データ更新リクエストに含まれる第1の変更前情報が一致するか否かを判別するチェックステップと、
    第1の変更前情報と第2の変更前情報が一致する場合に、前記データ更新リクエストに含まれる更新データで前記データベースを更新するデータ更新ステップと、を行うこと
    を特徴とするデータ更新方法。
  4. 請求項3記載のデータ更新方法であって、
    前記データベースサーバは、第1の変更前情報と第2の変更前情報とが一致しない場合、エラーの応答を前記データ操作装置に送信するステップをさらに行い、
    前記データ操作装置は、前記エラーの応答を受信した場合、前記更新ステップで更新した前記記憶部の第1の変更前情報を、更新前の状態に戻す更新取消ステップをさらに行うこと
    を特徴とするデータ更新方法。
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