JP6687558B2 - 情報処理システム及びデータ同期方法 - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理システム及びデータ同期方法に関する。
従来、通信等に関するサービスを提供するシステムであって、通常時にサービスを提供する現用系、及び現用系に障害が発生した際にサービスを提供する予備系を有する冗長構成のシステムが知られている。また、冗長構成のシステムの現用系と予備系との間でデータの同期(コピー)を行う技術として、同期開始後に発生したデータを一時領域に退避させ、同期完了後に一時領域に退避させたデータをさらに差分として同期させる方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2013−46345号公報
しかしながら、従来の技術には、輻輳の発生を回避しつつ現用系と予備系のデータの同期を行うことができない場合があるという問題があった。例えば、データの同期を一括で行う場合、同期中に発生したデータが一時領域の容量を超過し、超過したデータが破棄されてしまうことがあった。従来の技術では、このような輻輳の発生を回避することは困難であった。
本発明の情報処理システムは、サービスを提供する際に用いられるデータであるシステムデータを記憶する現用系サーバと、前記現用系サーバに障害が発生した場合に前記現用系サーバの代わりに前記サービスの提供を行う予備系サーバと、を有する情報処理システムであって、前記現用系サーバは、前記システムデータを、複数のブロックに分けて記憶するデータ記憶部と、前記複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する更新要求記憶部と、前記データ記憶部に記憶された前記複数のブロックのうちの所定のブロックの前記システムデータを前記予備系サーバに同期させる一括同期処理を開始し、前記更新要求記憶部を参照し、前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求の前記更新要求記憶部における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、前記一括同期処理を停止する一括同期処理部と、前記一括同期処理が停止された際に、前記所定のブロックの前記システムデータに対する前記更新要求に従う更新処理を、前記現用系サーバの前記システムデータ及び前記予備系サーバに同期された前記システムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する差分同期処理部と、を有することを特徴とする。
本発明のデータ同期方法は、サービスを提供する際に用いられるデータであるシステムデータを記憶する現用系サーバと、前記現用系サーバに障害が発生した場合に前記現用系サーバの代わりに前記サービスの提供を行う予備系サーバと、を有する情報処理システムで実行されるデータ同期方法であって、前記現用系サーバは、前記システムデータを、複数のブロックに分けて記憶するデータ記憶部と、前記複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する更新要求記憶部と、を有し、前記現用系サーバが、前記データ記憶部に記憶された前記複数のブロックのうちの所定のブロックの前記システムデータを前記予備系サーバに同期させる一括同期処理を開始し、前記更新要求記憶部を参照し、前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求の前記更新要求記憶部における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、前記一括同期処理を停止する一括同期処理工程と、前記現用系サーバが、前記一括同期処理が停止された際に、前記所定のブロックの前記システムデータに対する前記更新要求に従う更新処理を、前記現用系サーバの前記システムデータ及び前記予備系サーバに同期された前記システムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する差分同期処理工程と、を含んだことを特徴とする。
本発明によれば、輻輳の発生を回避しつつ現用系と予備系のデータの同期を行うことができる。
図1は、第1の実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図2は、一括同期処理について説明するための図である。 図3は、差分同期処理について説明するための図である。 図4は、更新要求の滞留について説明するための図である。 図5は、プロセスへの処理の割り当てについて説明するための図である。 図6は、第1の実施形態に係る情報処理システムの処理の流れを示すフローチャートである。 図7は、プログラムが実行されることにより現用系サーバ及び予備系サーバが実現されるコンピュータの一例を示す図である。
[第1の実施形態の構成]
以下に、本願に係る情報処理システム及びデータ同期方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。まず、図1を用いて、第1の実施形態に係る情報処理システムの構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示す図である。図1に示すように、情報処理システム1は、現用系サーバ10及び予備系サーバ20を有する。
ここで、情報処理システム1は、例えば通信サービスを提供するためのシステムであり、呼制御等を行う。通常、情報処理システム1における呼制御等のサービス提供のための処理は、現用系サーバ10によって行われる。一方、現用系サーバ10に障害が発生した場合、サービス提供のための処理を行うサーバが現用系サーバ10から予備系サーバ20に切り替えられる。このように、情報処理システム1は、冗長構成を持っている。
上述のような切り替えが行われた場合に、予備系サーバ20がすぐにサービスの提供を行うことができるようにするためには、現用系サーバ10と予備系サーバ20との間でサービス提供のためのデータを同期させておく必要がある。以降、情報処理システム1に含まれる各処理部について説明しつつ、情報処理システム1におけるデータの同期方法について説明する。なお、サービス提供のための処理を行うサーバが予備系サーバ20に切り替わった後は、予備系サーバ20を現用系として機能させることができる。この場合、予備系サーバ20の各処理部は現用系サーバ10の各処理部と同様の処理を行う。
図1に示すように、現用系サーバ10は、制御部11を有する。制御部11は、現用系サーバ10全体を制御する。制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等の電子回路や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路である。また、制御部11は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、内部メモリを用いて各処理を実行する。また、制御部11は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部11は、割当部111、一括同期処理部112及び差分同期処理部113を有する。
また、図1に示すように、現用系サーバ10は、記憶部12を有する。記憶部12は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、光ディスク等の記憶装置である。なお、記憶部12は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、NVSRAM(Non Volatile Static Random Access Memory)等のデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。記憶部12は、現用系サーバ10で実行されるOS(Operating System)や各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部12は、プログラムの実行で用いられる各種情報を記憶する。また、記憶部12は、システムデータ記憶部121及び更新要求記憶部122を有する。
情報処理システム1においては、現用系サーバ10の記憶部12のシステムデータ記憶部121のデータと、予備系サーバ20の記憶部22のシステムデータ記憶部221との間でデータの同期処理が行われる。ここで、情報処理システム1において行われるデータの同期処理には、一括同期処理及び差分同期処理がある。
図2を用いて、一括同期処理について説明する。図2は、一括同期処理について説明するための図である。まず、図2に示すようにシステムデータ記憶部121は、サービスを提供する際に用いられるデータであるシステムデータを、複数のブロックに分けて記憶している。一括同期処理では、現用系サーバ10のシステムデータ記憶部121の各ブロックのデータを、予備系サーバ20のシステムデータ記憶部221に一括で同期させる。一括同期処理は、例えば系の組み込みといった、システムに対する工事等が行われる際に実行される。また、一括同期処理が行われる際の処理負荷は非常に大きく、従来、一括同期処理が実行されている間は、情報処理システム1の冗長性が担保されないことがあった。
図3を用いて、差分同期処理について説明する。図3は、差分同期処理について説明するための図である。情報処理システム1では、現用系サーバ10に対して、システムデータに対する更新要求が送信される。このとき、差分同期処理では、更新要求に従って現用系サーバ10のシステムデータ記憶部121のシステムデータが更新され、さらに、予備系サーバ20のシステムデータ記憶部221のシステムデータに対して同様の更新が行われる。
差分同期処理では、1回に同期するデータ量は一括同期処理と比べて非常に小さいが、差分同期処理において輻輳が発生した場合はサービスに与える影響が大きい。例えば、輻輳が発生した場合、更新要求が破棄されてしまう場合が考えられ、このような場合、サービスの提供を正常に行うことが困難になる。また、差分同期処理が発生する回数は、更新要求等の量に依存するため、一括同期処理の発生回数と比べて流動的である。
一括同期処理が開始されると、現用系サーバ10のシステムプロセスが占有されてしまう場合がある。一方で、一括同期処理中であってもサービスの提供は継続されるため、現用系サーバ10には更新要求が送信される。ここで、図4に示すように、現用系サーバ10は、一括同期処理のためにシステムプロセスが占有されている間は、更新要求に従った処理を行うことができないため、更新要求を更新要求記憶部222に一時的に記憶させる。図4は、更新要求の滞留について説明するための図である。
このように、一括同期処理開始後は、プロセス捕捉にあたり差分同期処理が一括同期処理と競合するため、処理が滞留することになる。さらに、更新要求記憶部222の容量を超える量の更新要求が発生した場合、当該更新要求は輻輳分となり、破棄される場合がある。
ここで、図5を用いて、本実施形態の情報処理システム1によるプロセスへの処理の割り当てについて説明する。図5は、プロセスへの処理の割り当てについて説明するための図である。ここで、制御部11は、複数のプロセスで構成されている。そして、割当部111は、一括同期処理又は差分同期処理にプロセスを割り当てる。このとき、一括同期処理部112による処理は、割当部111によって一括同期処理にプロセスが割り当てられることで実行される。また、差分同期処理部113による処理は、割当部111によって差分同期処理にプロセスが割り当てられることで実行される。
システムデータ記憶部121は、システムデータを、複数のブロックに分けて記憶する。更新要求記憶部122は、複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する。一括同期処理部112は、システムデータ記憶部121に記憶された複数のブロックのうちの所定のブロックのシステムデータを予備系サーバ20に同期させる一括同期処理を開始し、更新要求記憶部122を参照し、所定のブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求の更新要求記憶部122における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、一括同期処理を停止する。差分同期処理部113は、一括同期処理が停止された際に、所定のブロックのシステムデータに対する更新要求に従う更新処理を、現用系サーバ10のシステムデータ及び予備系サーバ20に同期されたシステムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する。
さらに、差分同期処理部113は、差分同期処理を開始した後、滞留時間が閾値を超過している差分同期処理がなくなった場合、差分同期処理を停止する。そして、一括同期処理部112は、差分同期処理が停止された場合、一括同期処理を再開する。
ここで、割当部111、一括同期処理部112及び差分同期処理部113の処理を、図5を用いて具体的に説明する。まず、割当部111は、あらかじめ設定されている滞留時間の閾値を参照することができることとする。また、割当部111は、プロセス11a又は11bのいずれかを割り当てる。なお、図5のプロセス11a及びプロセス11bの目盛りは1単位の時間を表している。また、プロセス11bの下部に記載された数値は、任意の単位の時刻を表している。例えば、1つの目盛りは1msを表す。
割当部111は、一括同期処理の開始トリガを検知すると、一括同期処理にプロセスを割り当てる。図5の例では、割当部111は、時刻4からブロックAの一括同期処理にプロセス11aに割り当てる。そして、時刻4〜19において、一括同期処理部112は、ブロックAの一括同期処理を実行する。
さらに、時刻22において、割当部111は、ブロックCの一括同期処理にプロセス11aに割り当てる。そして、一括同期処理部112は、時刻22からブロックAの一括同期処理を実行する。
ここで、時刻27において、ブロックCのシステムデータに対する未実行の更新要求の滞留時間が所定の閾値を越えたとする。このとき、割当部111は、プロセス11aに一定時間を待ち時間として挿入する。そして、一括同期処理部112は、ブロックCの一括同期処理を停止する。例えば、更新要求の滞留時間の所定の閾値は、12単位時間であってもよい。また、割当部111は、待ち時間として2単位時間を挿入することができる。さらに、割当部111は、待ち時間を挿入したプロセスを、ブロックCの差分同期処理に割り当てる。そして、差分同期処理部113は、ブロックCの差分同期処理を開始する。
さらに、差分同期処理部113がブロックCの差分同期処理を開始した後、待ち時間として挿入された2単位の時間が経過した場合、差分同期処理部113は、ブロックCの差分同期処理を停止する。そして、割当部111は、時刻30からブロックAの一括同期処理にプロセス11aに割り当てる。そして、一括同期処理部112は、ブロックCの一括同期処理を再開する。
前述の通り、現用系サーバ10に障害が発生した場合、サービス提供のための処理を行うサーバが現用系サーバ10から予備系サーバ20に切り替えられる。このため、予備系サーバ20の制御部21、割当部211、一括同期処理部212、差分同期処理部213、記憶部22、システムデータ記憶部221及び更新要求記憶部222は、それぞれ現用系サーバ10の対応する機能部と同様の機能を有する。
[第1の実施形態の処理]
図6を用いて、情報処理システム1の処理の流れについて説明する。図6は、第1の実施形態に係る情報処理システムの処理の流れを示すフローチャートである。図6に示すように、まず、割当部111は、一括同期処理の開始トリガを検知すると(ステップS101)、割当部111は、一括同期処理にプロセスを割り当てる。ここで、一括同期処理部112は、一括同期処理を開始する(ステップS102)。
そして、一括同期処理部112による一括同期が完了した場合(ステップS103、Yes)、データ同期処理は完了する。この後、割当部111は、差分同期処理の滞留分がある場合は、差分同期処理にプロセスを割り当てる。また、差分同期処理の滞留分がない場合は、割当部111は、次の一括同期処理の開始トリガを検知するまで待機する。
一括同期が完了する(ステップS103、Yes)か、差分同期処理の滞留時間が閾値を超過するまで(ステップS104、No)、一括同期処理部112は一括同期処理を続行する。一方、一括同期処理部112による一括同期が完了しておらず(ステップS103、No)、差分同期処理の滞留時間が閾値を超過した場合(ステップS104、Yes)、一括同期処理部112は、実行中の一括同期処理を停止する(ステップS105)。そして、割当部111は、差分同期処理にプロセスを割り当てる。そして、差分同期処理部113は、差分同期処理を開始する(ステップS106)。
差分同期処理部113は、滞留時間が閾値を超過している差分同期処理がなくなるまで(ステップS107、No)、差分同期処理を実行する。一方、差分同期処理の開始後、滞留時間が閾値を超過している差分同期処理がなくなると(ステップS107、Yes)、差分同期処理部113は、差分同期処理を停止する(ステップS108)。その後、一括同期処理部112は、一括同期処理を再び開始する(ステップS102)。
[第1の実施形態の効果]
システムデータ記憶部121は、システムデータを、複数のブロックに分けて記憶する。更新要求記憶部122は、複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する。一括同期処理部112は、システムデータ記憶部121に記憶された複数のブロックのうちの所定のブロックのシステムデータを予備系サーバ20に同期させる一括同期処理を開始し、更新要求記憶部122を参照し、所定のブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求の更新要求記憶部122における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、一括同期処理を停止する。差分同期処理部113は、一括同期処理が停止された際に、所定のブロックのシステムデータに対する更新要求に従う更新処理を、現用系サーバ10のシステムデータ及び予備系サーバ20に同期されたシステムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する。このように、ブロック単位の一括同期完了を待たずに、滞留時間が閾値を超過した差分同期を処理することで、輻輳の発生を回避しつつ現用系と予備系のデータの同期を行うことができるようになる。特に、一括同期のブロックサイズが非常に大きい場合であっても、定期的に差分同期は処理されていくため、リアルタイムの処理が要求されるサービスにおいて有効である。
差分同期処理部113は、差分同期処理を開始した後、滞留時間が閾値を超過している更新要求がなくなった場合、差分同期処理を停止してもよい。このとき、一括同期処理部112は、差分同期処理が停止された場合、一括同期処理を再開する。これにより、必要な分の差分同期を定期的に処理しつつ、一括同期処理を処理していくことが可能となる。
[システム構成等]
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
[プログラム]
一実施形態として、情報処理システム1の現用系サーバ10及び予備系サーバ20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データ同期を実行するデータ同期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、上記のデータ同期プログラムを情報処理装置に実行させることにより、情報処理装置を情報処理システム1の現用系サーバ10又は予備系サーバ20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、デスクトップ型又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)等の移動体通信端末、さらには、PDA(Personal Digital Assistant)等のスレート端末等がその範疇に含まれる。
また、情報処理システム1は、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情報処理に関するサービスを提供する情報処理サーバ装置として実装することもできる。例えば、情報処理サーバ装置は、ユーザの第1のソースコードへの入力内容を入力とし、第2のソースコードを出力とする情報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、情報処理サーバ装置は、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データ同期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。
図7は、プログラムが実行されることにより現用系サーバ及び予備系サーバが実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ1000は、例えば、メモリ1010、CPU1020を有する。また、コンピュータ1000は、ハードディスクドライブインタフェース1030、ディスクドライブインタフェース1040、シリアルポートインタフェース1050、ビデオアダプタ1060、ネットワークインタフェース1070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及び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1090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1100に接続される。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、ディスクドライブ1100に挿入される。シリアルポートインタフェース1050は、例えばマウス1110、キーボード1120に接続される。ビデオアダプタ1060は、例えばディスプレイ1130に接続される。
ハードディスクドライブ1090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、プログラムデータ1094を記憶する。すなわち、現用系サーバ10及び予備系サーバ20の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール1093として実装される。プログラムモジュール1093は、例えばハードディスクドライブ1090に記憶される。例えば、現用系サーバ10及び予備系サーバ20における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール1093が、ハードディスクドライブ1090に記憶される。なお、ハードディスクドライブ1090は、SSDにより代替されてもよい。
また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ1094として、例えばメモリ1010やハードディスクドライブ1090に記憶される。そして、CPU1020が、メモリ1010やハードディスクドライブ1090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に読み出して実行する。
なお、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1090に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ1100等を介してCPU1020によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール1093及びプログラムデータ1094は、ネットワーク(LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等)を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール1093及びプログラムデータ1094は、他のコンピュータから、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。
1 情報処理システム
10 現用系サーバ
11、21 制御部
12、22 記憶部
20 予備系サーバ
111、211 割当部
112、212 一括同期処理部
113、213 差分同期処理部
121、221 システムデータ記憶部
122、222 更新要求記憶部

Claims (3)

  1. サービスを提供する際に用いられるデータであるシステムデータを記憶する現用系サーバと、前記現用系サーバに障害が発生した場合に前記現用系サーバの代わりに前記サービスの提供を行う予備系サーバと、を有する情報処理システムであって、
    前記現用系サーバは、
    前記システムデータを、複数のブロックに分けて記憶するデータ記憶部と、
    前記複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する更新要求記憶部と、
    前記データ記憶部に記憶された前記複数のブロックのうちの所定のブロックの前記システムデータを前記予備系サーバに同期させる一括同期処理を開始し、前記更新要求記憶部を参照し、前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求の前記更新要求記憶部における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、前記一括同期処理を停止する一括同期処理部と、
    前記一括同期処理が停止された際に、前記更新要求記憶部に記憶された前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求に従う更新処理を、前記現用系サーバの前記システムデータ及び前記予備系サーバに同期された前記システムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する差分同期処理部と、
    を有することを特徴とする情報処理システム。
  2. 前記差分同期処理部は、前記差分同期処理を開始した後、前記滞留時間が前記所定の閾値を超過している前記更新要求がなくなった場合、前記差分同期処理を停止し、
    前記一括同期処理部は、前記差分同期処理が停止された場合、前記一括同期処理を再開することを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。
  3. サービスを提供する際に用いられるデータであるシステムデータを記憶する現用系サーバと、前記現用系サーバに障害が発生した場合に前記現用系サーバの代わりに前記サービスの提供を行う予備系サーバと、を有する情報処理システムで実行されるデータ同期方法であって、
    前記現用系サーバは、
    前記システムデータを、複数のブロックに分けて記憶するデータ記憶部と、
    前記複数のブロックのいずれかのブロックのシステムデータに対する未実行の更新要求を一時的に記憶する更新要求記憶部と、
    を有し、
    前記現用系サーバが、前記データ記憶部に記憶された前記複数のブロックのうちの所定のブロックの前記システムデータを前記予備系サーバに同期させる一括同期処理を開始し、前記更新要求記憶部を参照し、前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求の前記更新要求記憶部における滞留時間が所定の閾値を越えた場合、前記一括同期処理を停止する一括同期処理工程と、
    前記現用系サーバが、前記一括同期処理が停止された際に、前記更新要求記憶部に記憶された前記所定のブロックの前記システムデータに対する未実行の前記更新要求に従う更新処理を、前記現用系サーバの前記システムデータ及び前記予備系サーバに同期された前記システムデータの両方に対して行う差分同期処理を開始する差分同期処理工程と、
    を含んだことを特徴とするデータ同期方法。
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