JP6246210B2 - ミドルウェアマシン環境でインターネットプロトコル（ｉｐ）アドレスおよびノード名の整合性を確実にするためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

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発明の分野
この発明は、一般にコンピュータシステムに関し、特にミドルウェアマシン環境に関する。

背景
相互接続ネットワークは、次世代のスーパーコンピュータ、クラスタおよびデータセンターにおいて有益な役割を果たす。たとえば、インフィニバンド（InfiniBand：ＩＢ）技術は、クラウド・コンピューティング・ファブリックの基盤として増加したデプロイメント（deployment）を見てきた。より大きいクラウド・コンピューティング・アーキテクチャが導入されるにつれて、伝統的なネットワークおよびストレージに関連する性能および管理上の障害が、かなりの問題となっている。

これが、この発明の実施形態が取組もうとしている一般的領域である。

概要
ここに説明されるのは、同じリモートピアのために複数の無関係のＩＰアドレスを介してリモートトランザクションを行なう際のインターネットプロトコル（Internet Protocol：ＩＰ）アドレスおよびノード名の整合性を確実にし得るシステムおよび方法である。このシステムは、連携するピアノードがすべて、任意の時点で名前およびＩＰアドレスが完全に一致することを確実にし得る。特に、ネットワーク構成が動的に更新され得る場合、システムは、どのアドレスを使用すべきかについての古くなったビューをピアノードが有するために、そのような更新が整合性のないトランザクションまたは失敗したトランザクションをもたらすということがないことを確実にし得る。さらに、トランザクションを開始するピアノードは、各分散トランザクションが整合性のあるアドレス情報を使用して実行されることを確実にするために、他のピアノードがすべて、システム構成全体のまったく同じビューを有することを検証できる。

この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、高可用性通信を使用して分散トランザクションをサポートする図である。 この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にする図である。 この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、ネットワーク構成が変化した場合に分散トランザクションをサポートする図である。 この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にするための例示的なフローチャートを示す図である。 この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にするための例示的な機能ブロック図である。 この発明の一実施形態に従ったピアノードを示す図である。

詳細な説明
この発明を、同じ参照符号が同様の要素を示す添付図面の図において、限定的ではなく例示的に説明する。なお、この開示における「ある」または「１つの」または「いくつかの」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態とは限らず、そのような言及は少なくとも１つを意味する。

以下のようなこの発明の説明は、コンピュータネットワークの一例として、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを使用する。他のタイプのコンピュータネットワークが限定なしで使用可能であることは、当業者には明らかであろう。

ここに説明されるのは、ミドルウェアマシン環境で、ＩＰアドレスおよびノード名の整合性といったシステム構成の整合性を確実にすることができるシステムおよび方法である。

図１は、この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、高可用性通信を使用して分散トランザクションをサポートする図を示す。図１に示すように、ミドルウェアマシン環境１００は、異なるサブネット、たとえばサブネットＡ１１１〜Ｃ１１３を介して相互接続する１つ以上のピアノードＡ１０１〜Ｄ１０４を含み得る。各ピアノードＡ１０１〜Ｄ１０４は、異なるＩＰアドレス、たとえばＩＰアドレス１２１〜１２４、およびさまざまなネットワークインターフェイス、たとえばネットワークインターフェイス１３１〜１３４に関連付けられ得る。

この発明の一実施形態によれば、ミドルウェアマシン環境１００において、複数のネットワーク（またはサブネット）を介して、複数のローカルネットワークインターフェイスならびに複数の独立したローカルおよびリモートＩＰアドレスを介して高可用性通信を使用して、さまざまな分散トランザクションを行なうかまたは実装することができる。

さらに、連携するピアノードＡ１０１〜Ｄ１０４はすべて、そのようなピアごとに関連する名前およびＩＰアドレスについて、任意の時点で完全に一致し得る。加えて、ネットワーク構成、たとえば、ネットワーク構成１１０が動的に更新される場合、そのような更新が整合性のないトランザクションまたは失敗したトランザクションをもたらさないことを確実にすることが、有益である。なぜなら、ピアの中には、どのアドレスを使用すべきかについての古くなったビューを有するものがあるためである。

図２は、この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にする図を示す。図２に示すように、ミドルウェアマシン環境２００において、ピアノードＡ２０１は、１つ以上のリモートピアノード、たとえばピアノードＢ２０２との分散トランザクション２１０を開始できる。ここでは、ピアノードＡ２０１はネットワークアドレス２１１〜２１２に関連付けられ、ピアノード２０２はネットワークアドレス２２１〜２２３に関連付けられている。

分散トランザクション２１０が整合性のあるアドレス情報を使用して実行可能であることを確実にするために、ピアノードＡ２０１は、ピアノードＢ２０２といった他のピアノードがすべて、システム構成２２０全体のまったく同じビューをそれ自体として有することを検証できる。

この発明の一実施形態によれば、分散トランザクション２１０を開始するピアノードＡ２０１によってチェックされるべき情報は、各ピアノードに関連付けられた１つ以上の一意的な名前、 ネットワークのリスト、および個々のネットワークを介して各ピアノードに到達するはずであるＩＰアドレスを含み得る。

さらに、各リモートピアノード（たとえば、ピアノードＢ２０２）は、応答する前に、それ自体についての情報がローカルＯＳ／ネットワーキング構成２３０と整合していることを確実にし得る。このため、システムは、管理者エラーが分散トランザクションの整合性のある実行を妨げないことが保証され得る。

図３は、この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、ネットワーク構成が変化した場合に分散トランザクションをサポートする図を示す。図３に示すように、ピアノードＡ３０１〜Ｃ３０３を伴うミドルウェアマシン環境３００において、分散トランザクションが実行可能である。ここでは、ピアノードＡ３０１はネットワークアドレス３１１に関連付けられ、一方、ピアノードＢ３０２はネットワークアドレス３２１〜３２２に関連付けられ、ピアノードＣ３０３はネットワークアドレス３３１〜３３３に関連付けられ得る。

この発明の一実施形態によれば、ネットワーク構成３２０の変更が生じた場合、システムは、次の分散トランザクションが実行され得る前に、連携するピアノードＡ３０１〜Ｃ３０３をすべて同期させることができる。加えて、必要とされる整合性が達成可能である限り、ネットワーク構成３２０の更新は自動であってもよく、または手動であってもよい。

さらに、ネットワーキングアドレス情報の潜在的変化を有する一定の一組の連携するピアノードＡ３０１〜Ｃ３０３にとって、各分散トランザクションの一部としてシステムによって実行される頑強な整合性チェックは、すべての連携するピアノードＡ３０１〜Ｃ３０３間でネットワーク構成が整合してしない期間の間、分散トランザクションが首尾よく開始されないことを確実にするのに十分であり得る。

また、一組の連携するノードＡ３０１〜Ｃ３０３が、メンバ−ノードのリスト自体の点で同期していないかもしれない状況があり得る。頑強な整合性チェックは、連携する各ノードＡ３０１〜Ｃ３０３が、どのアドレスが各ノードに関連付けられているかに加えて、ノードの組全体が何かについての同じビューを有することができる、ということを確実にし得る。たとえば、連携するピアノードのリストが変更されることになっている場合、システムは、上述のスキームを使用して、ネットワーク構成３２０の変更（または不整合性）を検出することができる。

この発明の一実施形態によれば、ネットワーク構成３２０の変更（または不整合性）は同期して検出可能であり、次のトランザクションが起こることを可能にするために、構成情報全体を適宜チェックし、更新することが可能である。

図３に示すように、分散トランザクションの実行中、ネットワークアドレス３３１は動的に変更可能である。ネットワーク構成３２０のこの変更（または不整合性）は、分散トランザクション中、関連するアドレスがもはや使用されなくなった（または、関連するアドレスが全く使用されなくなった）後で、生じるかもしれない。これらの場合、ネットワーク構成３２０の変更（または不整合性）は、トランザクションを行なうための問題を引き起こさないかもしれない。

加えて、ネットワーク構成３２０の変更は、アドレスがまだ使用されている間、またはそれが使用される前に生じるかもしれない。そのような場合、問題は、リモート動作の一部としての明示的チェック動作を介して、アドレスプローブ動作によって検出されるか、または、実際の通信中、通信障害（たとえばＴＣＰタイムアウト）として扱われてもよい。

図４は、この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にするための例示的なフローチャートを示す。図４に示すように、ステップ４０１で、ピアノードは、各々が複数のネットワークアドレスに関連付けられた１つ以上のリモートピアノードとの１つ以上の分散トランザクションを開始できる。次に、ステップ４０２で、ピアノードは、各リモートピアノードがシステム構成の同じビューを有することを検証できる。さらに、ステップ４０３で、システムは、リモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、分散トランザクションを実行できる。

図５は、この発明の一実施形態に従って、ミドルウェアマシン環境で、分散トランザクションをサポートするために整合性のあるアドレス情報を確実にするための例示的な機能ブロック図を示す。図５に示すように、各ピアノードは、ネットワークマネージャ５０１と、ネットワークインターフェイス５０２と、トランザクション実行モジュール５０３と、検証モジュール５０４とを含む。ネットワークマネージャ５０１はシステム構成を管理し、システム構成は、すべての連携するピアノードに関係しており、１つ以上の一意的な名前と、ネットワークのリストと、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスとを含む。ネットワークインターフェイス５０２は、１つ以上のリモートピアノードとの間で信号を送受信するための物理層として作用する。

任意の明示的なまたは暗示的な事象に応答して、トランザクション実行モジュール５０３は、１つ以上のリモートピアノードとの分散トランザクションを開始する。各分散トランザクションは、複数のネットワークアドレスに関連付けられている。検証モジュール５０４は、１つ以上のリモートピアノードがすべて、システム構成の同じビューを有することを検証する。例示的な一実現化例として、検証モジュール５０４は、それ自体のピアノードにおけるネットワークマネージャ５０１からシステム構成を取得し、１つ以上のリモートピアノードからシステム構成を取得して、次に、整合性のあるアドレス情報を確実にするためにそれらを互いに比較する。

トランザクション実行モジュール５０３が一旦、検証モジュール５０４から検証の好結果を受信すると、トランザクション実行モジュール５０３は、１つ以上のリモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、分散トランザクションを実行し始める。

図６は、この発明の一実施形態に従ったピアノード６００を示す。図６に示すように、ピアノード６００は、各々が複数のネットワークアドレスに関連付けられた１つ以上のリモートピアノードとの分散トランザクションを開始するように構成された開始ユニット６０２と、１つ以上のリモートピアノードがすべて、システム構成の同じビューを有することを検証するように構成された検証ユニット６０４と、１つ以上のリモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、分散トランザクションを実行するように構成された実行ユニット６０６とを含む。

一例では、システム構成は、各ピアノードに関連付けられた１つ以上の一意的な名前、 ネットワークのリスト、および各ピアノードに到達するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスのうちの少なくとも１つを含む。

一例では、応答する前に、１つ以上のリモートピアノードは、ローカルシステム構成情報がローカルＯＳ／ネットワーキング構成と整合しているかどうかをチェックする。

別の例では、ネットワーク構成の変更が生じた場合、１つ以上の次の分散トランザクションが実行され得る前に、１つ以上の連携するピアノードは同期される。

さらに別の例では、連携するピアノード間でネットワーク構成が整合してしない期間の間、分散トランザクションは開始されない。

一例では、ピアノード６００は、連携するピアのリストの変更を検出するように構成された検出ユニット６０８をさらに含む。

一例では、１回以上のネットワーク構成更新は、自動でまたは手動で行なわれる。
たとえば、１回以上のネットワーク構成更新は、ピアノードまたは任意のリモートピアノードがシステム構成の古くなったビューを有することを引き起こさない。

一例では、分散トランザクションの実行中、ネットワークアドレスは動的に変更される。

なお、点線によって示されたユニットは任意である。ここに開示されたさまざまなユニットは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実現または実行されてもよい。それらは、ここに説明された機能を行なうよう設計された、汎用のシングルまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor：ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、個別のゲートまたはトランジスタロジック、個別のハードウェアコンポーネント、もしくはそれらの任意の組合せで実現または実行されてもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、もしくは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実現されてもよい。いくつかの実現化例では、ユニットは、所与の機能に特有の回路によって実現されてもよい。

この発明は、この開示の教示に従ってプログラミングされた１つ以上のプロセッサ、メモリ、および／またはコンピュータ読取可能な記憶媒体を含む、従来の汎用または専用デジタルコンピュータ、コンピューティングデバイス、マシン、またはマイクロプロセッサを１つ以上用いて、都合よく実現されてもよい。ソフトウェア技術の当業者には明らかであるように、適切なソフトウェアコーディングが、この開示の教示に基づいて、熟練したプログラマらによって容易に準備可能である。

いくつかの実施形態では、この発明は、この発明のプロセスのうちのいずれかを行なうようにコンピュータをプログラミングするために使用可能な命令が格納された記憶媒体またはコンピュータ読取可能な媒体である、コンピュータプログラム製品を含む。この記憶媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、マイクロドライブ、および光磁気ディスクを含むあらゆるタイプのディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＶＲＡＭ、フラッシュメモリデバイス、磁気カードまたは光カード、ナノシステム（分子メモリＩＣを含む）、もしくは、命令および／またはデータを格納するのに好適なあらゆるタイプの媒体またはデバイスを含み得るものの、それらに限定されない。

この発明の前述の説明は、例示および説明のために提供されてきた。それは、包括的であるよう、または、この発明を開示された形態そのものに限定するよう意図されてはいない。当業者には、多くの修正および変形が明らかであろう。修正および変形は、開示された特徴の任意の組合せを含む。実施形態は、この発明の原理およびその実際の応用を最良に説明するために選択され説明されており、それにより、当業者が、考えられる特定の用途に適したさまざまな実施形態に関する、およびさまざまな修正を有するこの発明を理解できるようにする。この発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物によって定義されることが意図されている。

Claims (12)

1. ミドルウェアマシン環境で分散トランザクションをサポートするための方法であって、
   各々が複数のネットワークアドレスに関連付けられた１つ以上のリモートピアノードとの分散トランザクションを、ピアノードを介して開始するステップと、
   前記１つ以上のリモートピアノードがすべて、ネットワーク構成を含むシステム構成を示す情報であって前記ピアノードが有する情報と同じ情報を有することを、情報を互いに比較することにより、前記ピアノードを介して検証するステップと、
   前記１つ以上のリモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、前記分散トランザクションを実行するステップとを含む、方法。
2. ミドルウェアマシン環境で分散トランザクションをサポートするためのシステムであって、
   １つ以上のマイクロプロセッサと、
   前記１つ以上のマイクロプロセッサ上で実行されるピアノードとを含み、前記ピアノードは、
   各々が複数のネットワークアドレスに関連付けられた１つ以上のリモートピアノードとの分散トランザクションを開始し、
   前記１つ以上のリモートピアノードがすべて、ネットワーク構成を含むシステム構成を示す情報であって当該ピアノードが有する情報と同じ情報を有することを、情報を互いに比較することにより、検証し、
   前記１つ以上のリモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、前記分散トランザクションを実行するように動作する、システム。
3. 前記システム構成を示す情報は、
   各ピアノードに関連付けられた１つ以上の一意的な名前、
   各ピアノードが相互に通信するための１つ以上のネットワークを示すリスト、および
   各ピアノードに到達するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 応答する前に、前記１つ以上のリモートピアノードは、当該リモートピアノードにおける前記システム構成を示す情報が、１つ以上のリモートピアノードから受信する前記システム構成を示す情報と整合しているかどうかをチェックする、請求項２または３に記載のシステム。
5. 連携するピアノード間でネットワーク構成が整合してしない期間の間、前記分散トランザクションは開始されない、請求項２〜４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記ネットワーク構成の変更が生じた場合、次の分散トランザクションが実行され得る前に、１つ以上の連携するピアノードの前記システム構成を示す情報は同期して更新される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ピアノードは、連携するピアノードのリストの変更を検出するように動作する、請求項２〜６のいずれか１項に記載のシステム。
8. １回以上のネットワーク構成更新が、自動でまたは手動で行なわれる、請求項２〜７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記分散トランザクションの実行中、ネットワークアドレスのうちの１つ以上が動的に変更される、請求項２〜８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 命令を含む機械読取可能なプログラムであって、前記命令は、実行されると、
    各々が複数のネットワークアドレスに関連付けられた１つ以上のリモートピアノードとの分散トランザクションを、ピアノードを介して開始するステップと、
    前記１つ以上のリモートピアノードがすべて、ネットワーク構成を含むシステム構成を示す情報であって当該ピアノードが有する情報と同じ情報を有することを、情報を互いに比較することにより、ピアノードを介して検証するステップと、
    リモートピアノードに関連付けられた複数のネットワークアドレスを介して、前記分散トランザクションを実行するステップとを、システムに行なわせる、機械読取可能なプログラム。
11. 前記ネットワーク構成の変更が生じた場合、次の分散トランザクションが実行され得る前に、１つ以上の連携するピアノードの前記システム構成を示す情報は同期して更新される、請求項１に記載の方法。
12. 前記ネットワーク構成の変更が生じた場合、次の分散トランザクションが実行され得る前に、１つ以上の連携するピアノードの前記システム構成を示す情報は同期して更新される、請求項１０に記載の機械読取可能なプログラム。

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