JP6646338B2 - 分散装置および分散方法 - Google Patents

Description

本発明は、分散装置および分散方法に関する。

一般に、大規模なデータを複数のデータベース（ＤＢ）に分散させて収容する分散ＤＢシステムが知られている。例えば、ユーザの要求に対する処理を要求ごとに所定のＷｅｂサーバが実行するシステムにおいて、各ＷｅｂサーバのＤＢに各要求の処理に必要なデータが収容される（特許文献１参照）。

分散ＤＢシステムの中には、ユーザが処理を要求したサーバのＤＢに、要求の処理に必要なデータが収容されていない場合がある。その場合に、ユーザが要求したサーバと所望のデータが収容されているサーバとの間で連携してＤＢ間通信を行って所望のデータを取得する必要がある。例えば、電話サービスにおいて、都道府県別に用意されたＤＢに加入者のデータが収容されている場合に、都道府県間通話の際にはＤＢ間通信により宛先ユーザのデータが取得される。

特開２０１４−０９６１１３号公報

しかしながら、ＤＢ間の通信量が増加して輻輳すると、要求から処理結果の出力までの遅延すなわちＴＡＴ（Turn Around Time）遅延や処理失敗等が発生する恐れがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＤＢ間通信を低減して高効率な分散ＤＢシステムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る分散装置は、同一のコミュニティに属するデータを同一のデータベースに収容するとともに、異なるコミュニティに属するデータを複数のデータベースに分散して収容するデータベースシステムにおいて、各コミュニティからデータベースに対するデータの要求に伴う通信量を取得する取得部と、取得された前記通信量のうち、前記コミュニティ間での通信量が多い順に、同一のデータベースに収容するコミュニティの組み合わせを決定する決定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＤＢ間通信を低減して高効率な分散ＤＢシステムを提供することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る分散装置の処理対象を説明するための説明図である。 図２は、本実施形態の分散装置の処理概要を説明するための説明図である。 図３は、本実施形態に係る分散装置の概略構成を示す模式図である。 図４は、作成部の処理について説明するための説明図である。 図５は、作成部の処理について説明するための説明図である。 図６は、決定部の処理について説明するための説明図である。 図７は、決定部の処理について説明するための説明図である。 図８は、分散処理の効果を説明するための説明図である。 図９は、本実施形態の分散処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、分散プログラムを実行するコンピュータを例示する図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

［分散装置の処理概要］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る分散装置の処理対象について説明する。本実施形態において、分散装置は、例えば電話サービスの加入者のデータを、加入者の属する都道府県等のコミュニティ単位で複数のＤＢに分散して収容する分散ＤＢシステムを処理対象とする。図１に例示する分散ＤＢシステム１では、コミュニティＡ、コミュニティＢおよびコミュニティＣに属するデータがＤＢ＃１に収容され、コミュニティＤ、コミュニティＥおよびコミュニティＦに属するデータがＤＢ＃２に収容されている。

ここで、コミュニティＡに属する加入者がコミュニティＢに属する加入者宛に発呼した場合に取得される宛先の加入者のデータは、コミュニティＡに属するデータＡと同一のＤＢ＃１に収容されている。このように、コミュニティＡからコミュニティＢに属するデータＢが要求された場合、所望のデータＢは、要求元のコミュニティＡが要求するＤＢ＃１と同一のＤＢに収容されているため、図１に破線で示すようにＤＢ＃１内におけるＤＢ内通信により取得される。

一方、コミュニティＣに属する加入者がコミュニティＤに属する加入者を宛先にして発呼した場合等、コミュニティＣからコミュニティＤに属するデータが要求された場合、所望のデータＤはコミュニティＣが要求するＤＢ＃１とは異なるＤＢ＃２に収容されている。したがって、所望のデータＤは、図１に一点鎖線で示すように、ＤＢ＃１とＤＢ＃２との間で連携してＤＢ間通信を行うことにより取得される。

このようなＤＢ間通信が行われている間には、要求元の処理が待たされる。また、ＤＢ間の通信量が増えて輻輳すると、ＴＡＴ遅延が発生したり処理が失敗に終わったりする恐れが生じる。そこで、本実施形態の分散装置は、コミュニティ間での通信量が多いコミュニティ同士のデータを同一のＤＢに収容するように、同一のＤＢにデータを収容するコミュニティの組み合わせを決定することにより、ＤＢ間通信を低減する。なお、コミュニティには、都道府県の他、市、会社、または部門等が例示される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る分散装置の処理概要について説明する。図２（ａ）は、各コミュニティのコミュニティ内でのデータの要求に伴う通信量およびコミュニティ間でのデータの要求に伴う通信量を示す。図２（ａ）において、要求元のコミュニティが列方向に示され、要求先のコミュニティが行方向に示されている。図２（ａ）には、例えば、コミュニティＡのコミュニティ内通信量が１であり、コミュニティＡからコミュニティＣへのコミュニティ間通信量が８であることが例示されている。

ここで、ＤＢ内通信には、コミュニティ内での通信と同一ＤＢに収容されたコミュニティ間での通信とが含まれる。図２（ｂ）は、図２（ａ）に例示された通信量のうち、各コミュニティのＤＢ内通信になり得る通信量を例示している。例えば、コミュニティＡについて、ＤＢ内通信になり得る通信量は、図２（ａ）の要求元がコミュニティＡの行の通信量を合計し、１＋１＋８＋７＋７＋２＝２６と集計される。

また、ＤＢ間通信には、異なるＤＢに収容されたコミュニティ間での通信が含まれる。図２（ｃ）は、図２（ａ）に例示された通信量のうち、各コミュニティ間での通信量を例示している。すなわち、図２（ｃ）は、ＤＢ間通信になり得る通信量を例示している。例えば、コミュニティＡとコミュニティＣとの交点におけるコミュニティ間通信量は、上述したように８である。

なお、分散ＤＢシステム１が稼働する以上、ＤＢ内通信を低減することはできない。ただし、ＤＢ内通信がいずれかのＤＢに偏って発生することにより、ＤＢ内通信の輻輳が発生する恐れがある。そこで、本実施形態の分散装置は、まず、図２（ｂ）に例示したＤＢ内通信になり得る通信量のばらつきを低減するように、コミュニティを組み合わせたコミュニティサブグループを作成する。

次に、分散装置は、各通信量が平準化されたコミュニティサブグループについて、図２（ｃ）と同様に、ＤＢ間通信になり得るコミュニティサブグループ間通信量を集計し、コミュニティサブグループ間通信量が多い順にコミュニティサブグループを組み合わせる。これにより、コミュニティ間での通信量が多いコミュニティ同士のデータを同一のＤＢに収容して、ＤＢ間通信を低減する。

［分散装置の構成］
次に、図３を参照して、本実施形態に係る分散装置の概略構成を説明する。図３に示すように、本実施形態に係る分散装置１０は、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータで実現され、入力部１１と出力部１２と通信制御部１３と、記憶部１４と、制御部１５とを備える。この分散装置１０は、後述する分散処理を実行して、コミュニティ間の通信量が多いコミュニティ同士のデータを同一のＤＢに収容するように、同一のＤＢにデータを収容するコミュニティの組み合わせを決定する。

入力部１１は、キーボードやマウス等の入力デバイスを用いて実現され、操作者による入力操作に対応して、制御部１５に対して各種指示情報を入力する。出力部１２は、液晶ディスプレイなどの表示装置、プリンター等の印刷装置、情報通信装置等によって実現され、後述する分散処理の結果等を操作者に対して出力する。

通信制御部１３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等で実現され、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの電気通信回線を介した管理サーバ等の外部の装置と制御部１５との通信を制御する。

記憶部１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部１４には、分散装置１０を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行中に使用されるデータなどが予め記憶され、あるいは処理の都度一時的に記憶される。記憶部１４は、通信制御部１３を介して制御部１５と通信する構成でもよい。

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置がメモリに記憶された処理プログラムを実行することにより、図３に例示するように、取得部１５ａ、作成部１５ｂおよび決定部１５ｃとして機能する。

取得部１５ａは、同一のコミュニティに属するデータを同一のＤＢに収容するとともに、異なるコミュニティに属するデータを複数のＤＢに分散して収容する分散ＤＢシステム１において、各コミュニティからＤＢに対するデータの要求に伴う通信量を取得する。

具体的に、取得部１５ａは、例えば分散ＤＢシステム１の管理サーバ等から入力部１１または通信制御部１３を介して、各コミュニティのコミュニティ内でのデータの要求に伴う通信量およびコミュニティ間でのデータの要求に伴う通信量（図２参照）を取得する。

作成部１５ｂは、複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成し、取得された通信量（図２参照）のうち、各コミュニティサブグルーブからの通信量の全コミュニティサブグループ内でのばらつきを低減させる。

具体的に、図４および図５を参照して、作成部１５ｂの処理について説明する。作成部１５ｂは、図４に例示するように、以下に説明するグルーピング法を適用して、各コミュニティサブグループの通信量のばらつきが低減するように、複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成する。

図５は、グルーピング法を説明するための説明図である。ここでは、図５（ａ）に例示するように、昇順にソートしたグルーピング法の対象データのデータサイズが、ｙ＝ｆ（ｘ）で表され、標準偏差が０．８８である場合について説明する。グルーピング法では、図５（ｂ）に例示するように、データサイズの差分値の重心を求め、データサイズの差分値が重心より小さいデータのデータ数と重心より大きいデータとのデータ数との比率を算出する。図５（ｂ）に示す例では、重心より小さいデータのデータ数と重心より大きいデータのデータ数との比が２６．４対１３．６、すなわち２対１であった。

その場合に、グルーピング法では、図５（ｃ）に例示するように、重心より小さいデータのうちの２つと重心より大きいデータのうちの１つとの３つのデータを組み合わせたサブグループを作成する。これにより、各サブグループのデータサイズを平準化することができる。図５（ｃ）に示す例では、各サブグループのデータサイズｙが大凡ａと定数になり、標準偏差が０．１２になった。このように、グルーピング法によれば、データサイズのばらつきを低減するように、サブグループを作成することができる。

決定部１５ｃは、取得された通信量（図２参照）のうち、作成されたコミュニティサブグループ間での通信量が多い順に、同一のＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを決定する。

具体的に、図６および図７を参照して、決定部１５ｃの処理について説明する。決定部１５ｃは、図６に例示するように、作成部１５ｂが作成したコミュニティサブグループを対象に、コミュニティサブグループ間通信量を集計する。また、決定部１５ｃは、コミュニティサブグループ間通信量が多い順に、要求元および要求先の２つのコミュニティサブグループの組み合わせを同一のＤＢに収容するコミュニティグループとして決定する。

図６に示す例では、コミュニティサブグループ１からコミュニティサブグループ２への通信量が最多であることから、コミュニティサブグループ１とコミュニティサブグループ２とは同一のＤＢに収容されることが決定する。決定されたこのコミュニティサブグループ１とコミュニティサブグループ２とを組み合わせたコミュニティグループをコミュニティグループＡとする。

また、組み合わせが決定したコミュニティサブグループ１およびコミュニティサブグループ２を除いて、次に通信量が多いのは、コミュニティサブグループ４からコミュニティグループ３への通信量であることが例示されている。したがって、コミュニティサブグループ３とコミュニティサブグループ４とを同一のＤＢに収容することが決定する。決定されたコミュニティサブグループ３とコミュニティサブグループ４とを組み合わせたコミュニティグループをコミュニティグループＢとする。

決定部１５ｃは、図７に例示するように、決定したコミュニティグループを対象に、図６に示した例と同様に、コミュニティグループ間での通信量が多い順に、２つのコミュニティグループの組み合わせを同一のＤＢに収容するコミュニティグループとして決定する。決定部１５ｃは、この処理を繰り返し、分散させるＤＢの数のコミュニティグループを作成する。

図７に示す例では、コミュニティサブグループ１とコミュニティサブグループ２とを組み合わせてコミュニティグループＡとする。また、コミュニティサブグループ３とコミュニティサブグループ４とを組み合わせてコミュニティグループＢとする。そして、一次組として決定したコミュニティグループＡとコミュニティグループＢとの間の通信量が最多であることから、コミュニティグループＡとコミュニティグループＢとを同一のＤＢに収容するものと決定する。同様に、コミュニティグループＤとコミュニティグループＥとを同一のＤＢに収容するものと決定する。

また、決定部１５ｃは、決定結果を適当な形式で出力部１２に出力する。例えば、各ＤＢに収容されるコミュニティを一覧可能に表示する。あわせて、各ＤＢのＤＢ間通信量を表示してもよい。

なお、作成部１５ｂの処理は必ずしも実施されなくてもよい。その場合、決定部１５ｃは、コミュニティサブグループ間に代えて、コミュニティ間での通信量（図２（ｃ）参照）が多い順に、同一のＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを決定する。

すなわち、決定部１５は、コミュニティ間での通信量が多い順に、２つのコミュニティの組み合わせを同一のＤＢに収容するコミュニティグループとして決定する。そして、上記と同様に、決定したコミュニティグループを対象に、コミュニティグループ間での通信量が多い順に、２つのコミュニティグループの組み合わせを同一のＤＢに収容するコミュニティグループとして決定する。作成部１５ｂは、この処理を繰り返し（図７参照）、分散させるＤＢの数のコミュニティグループを作成する。その場合にも、図８（ａ）に例示するように、従来と比較してＤＢ＃１からＤＢ＃２へのＤＢ間通信量およびＤＢ＃２からＤＢ＃１へのＤＢ間通信量が低減される。

本実施形態では、作成部１５ｂの処理によりＤＢ内通信になりうる通信量のばらつきを低減した上で、決定部１５ｃの処理が実施されるので、図８（ｂ）に例示するように、ＤＢ間通信量のばらつきがさらに低減される。

［分散処理］
次に、図９を参照して、分散装置１０の分散処理について説明する。図９のフローチャートは、例えば、分散処理の開始を指示する操作入力があったタイミングで開始される。

まず、取得部１５ａが、分散ＤＢシステム１の管理サーバ等から、各コミュニティのコミュニティ内でのデータの要求に伴う通信量およびコミュニティ間でのデータの要求に伴う通信量を取得する（ステップＳ１）。

次に、作成部１５ｂが、各コミュニティサブグループでの通信量のばらつきが低減するように、複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成する（ステップＳ２）。

次に、決定部１５ｃが、作成されたコミュニティサブグループ間での通信量が多い順に、同一のＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを決定する（ステップＳ３）。また、決定部１５ｃが適当な形式で結果を出力する（ステップＳ４）。これにより、一連の分散処理が終了する。

以上、説明したように、本実施形態の分散装置１０では、取得部１５ａが、同一のコミュニティに属するデータを同一のＤＢに収容するとともに、異なるコミュニティに属するデータを複数のＤＢに分散して収容する分散ＤＢシステム１において、各コミュニティからＤＢに対するデータの要求に伴う通信量を取得する。また、決定部１５ｃが、取得された通信量のうち、コミュニティ間での通信量が多い順に、同一のＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを決定する。

これにより、本実施形態の分散装置１０の分散処理によれば、ＤＢ間通信が低減されるので、ＴＡＴ遅延や処理失敗等の発生が抑制される。このように、高効率な分散ＤＢシステムを提供することができ、増設可能なＤＢ数に対する制約を抑えることができる。

また、作成部１５ｂが、複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成し、各コミュニティサブグルーブからの通信量の全コミュニティサブグループ内でのばらつきを低減させる。その場合、決定部１５ｃが、作成されたコミュニティサブグループ間での通信量が多い順に、同一のＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを決定する。これにより、ＤＢ内通信になり得る通信量のばらつきが低減されるので、さらにＤＢ間通信量のばらつきが低減される。

［プログラム］
上記実施形態に係る分散装置１０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。一実施形態として、分散装置１０は、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして上記の分散処理を実行する分散プログラムを所望のコンピュータにインストールさせることによって実装できる。例えば、上記の分散プログラムを情報処理装置に実行させることにより、情報処理装置を分散装置１０として機能させることができる。ここで言う情報処理装置には、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータが含まれる。また、その他にも、情報処理装置にはスマートフォン、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handyphone System）などの移動体通信端末、さらには、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などのスレート端末などがその範疇に含まれる。また、ユーザが使用する端末装置をクライアントとし、当該クライアントに上記の分散処理に関するサービスを提供するサーバ装置として実装することもできる。例えば、分散装置１０は、各コミュニティからデータを要求する通信量を入力とし、同一ＤＢに収容するコミュニティの組み合わせを出力する分散処理サービスを提供するサーバ装置として実装される。この場合、分散装置１０は、Ｗｅｂサーバとして実装することとしてもよいし、アウトソーシングによって上記の分散処理に関するサービスを提供するクラウドとして実装することとしてもかまわない。以下に、分散装置１０と同様の機能を実現する分散プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。

図１０に示すように、分散プログラムを実行するコンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１およびＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０３１に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１０４１に接続される。ディスクドライブ１０４１には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０には、例えば、マウス１０５１およびキーボード１０５２が接続される。ビデオアダプタ１０６０には、例えば、ディスプレイ１０６１が接続される。

ここで、図１０に示すように、ハードディスクドライブ１０３１は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４を記憶する。上記実施形態で説明した各テーブルは、例えばハードディスクドライブ１０３１やメモリ１０１０に記憶される。

また、分散プログラムは、例えば、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュール１０９３として、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した分散装置１０が実行する各処理が記述されたプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。

また、分散プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータ１０９４として、例えば、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して、上述した各手順を実行する。

なお、分散プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ１０４１等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、分散プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 分散データベース（ＤＢ）システム
１０ 分散装置
１１ 入力部
１２ 出力部
１３ 通信制御部
１４ 記憶部
１５ 制御部
１５ａ 取得部
１５ｂ 作成部
１５ｃ 決定部

Claims (3)

1. 同一のコミュニティに属するデータを同一のデータベースに収容するとともに、異なるコミュニティに属するデータを複数のデータベースに分散して収容するデータベースシステムにおいて、各コミュニティからデータベースに対するデータの要求に伴う通信量を取得する取得部と、
   複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成し、取得された前記通信量のうち、各コミュニティサブグルーブからの通信量の全コミュニティサブグループ内でのばらつきを低減させる作成部と、
   取得された前記通信量のうち、作成された前記コミュニティサブグループ間での通信量が多い順に、同一のデータベースに収容するコミュニティの組み合わせを決定する決定部と、
   を備えることを特徴とする分散装置。
2. 前記決定部は、２つの前記コミュニティサブグループの組み合わせを同一のデータベースに収容するコミュニティグループとして決定し、決定された該コミュニティグループ間での通信量が多い順に、２つの該コミュニティグループの組み合わせを同一のデータベースに収容するコミュニティグループとして決定する処理を繰り返し、分散させる前記データベースの数のコミュニティグループを決定することを特徴とする請求項１に記載の分散装置。
3. 分散装置で実行される分散方法であって、
   同一のコミュニティに属するデータを同一のデータベースに収容するとともに、異なるコミュニティに属するデータを複数のデータベースに分散して収容するデータベースシステムにおいて、各コミュニティからデータベースに対するデータの要求に伴う通信量を取得する取得工程と、
   複数のコミュニティを組み合わせてコミュニティサブグループを作成し、取得された前記通信量のうち、各コミュニティサブグルーブからの通信量の全コミュニティサブグループ内でのばらつきを低減させる作成工程と、
   取得された前記通信量のうち、作成された前記コミュニティサブグループ間での通信量が多い順に、同一のデータベースに収容するコミュニティの組み合わせを決定する決定工程と、
   を含んだことを特徴とする分散方法。