JP6786234B2 - Distributed storage system, distributed storage program and distributed storage method - Google Patents
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Description
本発明は、電子データの分散保存技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for distributed storage of electronic data.
従来、サーバに電子データを保存する場合、サーバのダウンに備えてバックアップを行うことが一般的である。また、一つのサーバに電子データを読み取り可能な状態で格納することはセキュリティ上の不安があるため、電子データを複数に分割して分割された各データでは意味を成さない状態にして分散保存する技術が提案されている。 Conventionally, when electronic data is stored in a server, it is common to perform a backup in case the server goes down. In addition, since there is a security concern in storing electronic data in a readable state on one server, the electronic data is divided into multiple pieces and each divided data is stored in a distributed state so that it does not make sense. Technology has been proposed.
例えば、特許文献1においては、単一のデータを複数の分割データに分割するデータ分割部と、前記複数の分割データをそれぞれ格納するN個(Nは複数)のサーバと、前記(N−1)個の前記サーバに格納された前記複数の分割データに基づいて、前記単一のデータを復元するデータ復元部とを備えたデータの分散保存システムが提案されている。 For example, in Patent Document 1, a data dividing unit that divides a single data into a plurality of divided data, N (N is a plurality of) servers that store the plurality of divided data, and the above (N-1). A data distribution storage system including a data restoration unit that restores the single data based on the plurality of divided data stored in the server has been proposed.
この特許文献1によれば、分割データのそれぞれを必ず複数のサーバに記憶させるようにすることで、いずれかのサーバがダウンした場合であっても他の残りのサーバで元データを復元することができるが、数多くのサーバにデータを分散させると、これを集約して元データを生成する際に、サーバの一つ一つから該当データを集約するのに時間を要してしまうという問題があった。 According to this Patent Document 1, by making sure that each of the divided data is stored in a plurality of servers, even if one of the servers goes down, the original data can be restored by the other remaining servers. However, if the data is distributed to many servers, it will take time to aggregate the relevant data from each server when the original data is generated by aggregating the data. there were.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、分散データを集約して元データを復元する際に、複数のサーバから高速に分散データを集約可能なサーバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a server capable of aggregating distributed data at high speed from a plurality of servers when aggregating distributed data and restoring the original data. ..
本発明に係る分散保存システムは、代表サーバと複数の副サーバとを備え、これらの代表サーバ及び複数の副サーバが通信ネットワークを介して相互に通信可能な分散保存システムであって、代表サーバは、保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割手段と、同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存手段と、前記分散保存手段においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成手段と、元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集手段と、並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元手段とを含むことを特徴とする。 The distributed storage system according to the present invention includes a representative server and a plurality of sub-servers, and the representative server and the plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network. , A dividing means that divides the original data to be saved into a plurality of divided data, and a distributed saving means that distributes the divided data to a plurality of sub-servers so that the same divided data is assigned to two or more sub-servers. , The storage destination record information generation means that generates the storage destination record information that records which divided data is stored in which secondary server in the distributed storage means, and the storage destination record when there is a request to restore the original data. Includes a parallel collection means that simultaneously collects the divided data that composes the original data from multiple sub-servers in parallel using information, and a restoration means that restores the original data by combining the divided data collected in parallel. It is characterized by.
本発明に係る分散保存プログラムは、代表サーバ及び複数の副サーバが通信ネットワークを介して相互に通信可能な分散保存システムにおける代表サーバに各種機能を実現させるための分散保存プログラムであって、保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割機能と、同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存機能と、前記分散保存手段においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成機能と、元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集機能と、並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元機能とを実現させることを特徴とする。 The distributed storage program according to the present invention is a distributed storage program for realizing various functions in a distributed storage system in which a representative server and a plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network, and is a storage target. A division function that divides the original data of the above into a plurality of division data, a distributed storage function that distributes the divided data to a plurality of sub-servers so that the same divided data is assigned to two or more sub-servers, and the distribution. The save destination record information generation function that generates the save destination record information that records which divided data was saved in which sub server in the save means, and the save destination record information are used when there is a request to restore the original data. It is characterized by realizing a parallel collection function that simultaneously collects the divided data that composes the original data from multiple sub-servers in parallel, and a restoration function that restores the original data by combining the divided data collected in parallel. And.
本発明に係る分散保存方法は、代表サーバ及び複数の副サーバが通信ネットワークを介して相互に通信可能な分散保存システムにおいてデータを分散保存するための分散保存方法であって、代表サーバは、保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割処理と、同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存処理と、前記分散保存手段においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成処理と、元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集処理と、並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元処理とを含むことを特徴とする。 The distributed storage method according to the present invention is a distributed storage method for distributed storage of data in a distributed storage system in which a representative server and a plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network, and the representative server stores the data. A division process that divides the target original data into a plurality of divided data, a distributed storage process that distributes the divided data to a plurality of sub-servers so that the same divided data is assigned to two or more sub-servers, and the above-mentioned The storage destination record information generation process for generating the storage destination record information that records which divided data is stored in which secondary server in the distributed storage means, and the storage destination record information when there is a request to restore the original data. It is characterized by including a parallel collection process that simultaneously collects the divided data that composes the original data from multiple sub-servers in parallel, and a restoration process that restores the original data by combining the divided data collected in parallel. And.
本発明によれば、分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成して、元データの復元要求があった場合にこの保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集するようにしたので、複数のサーバから高速に分散データを集約することが可能となる。 According to the present invention, the storage destination record information that records which sub-server the divided data is stored in is generated, and when there is a request to restore the original data, the original data is configured by using this storage destination record information. Since the divided data to be collected is collected from a plurality of sub-servers in parallel at the same time, it is possible to aggregate the distributed data from a plurality of servers at high speed.
[一実施の形態]
以下、図面を参照しながら、第1の実施の形態に係る分散保存システム100の例について説明する。分散保存システム100は、代表サーバ10と複数の副サーバ20a〜20nで構成され、これらが通信ネットワークを介して相互に通信可能に構成されている。
[One Embodiment]
Hereinafter, an example of the distributed storage system 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The distributed storage system 100 is composed of a
図1は、本発明の分散保存システム100における代表サーバ10の構成を表したブロック図である。この図1に示すように、代表サーバ10は、保存する元データを複数の分割データに分割する分割部11と、同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させ、かつ、セキュリティ上の安全性のために1つの副サーバに全ての分割データが保存されないように分散させて保存させる分散保存部12と、どの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成部13と、元データの復元要求があった場合に保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集部14と、並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元部15と、これらの各部における処理を制御する制御部16と、保存先記録情報を含む必要な情報を記憶する記憶部17とで構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
図6は、保存先記録情報の一例を表した説明図である。保存先記録情報生成部13において生成される保存先記録情報は、例えば、元データの名称、分割データの名称、保存先の場所、保存した内容、データ収集履歴、収集失敗履歴などが記録されており、各分割データがどの副サーバに保存されているかを参照することが可能となる。それ以外にも、データ収集履歴、収集失敗履歴などが記録されるので、例えば、データ収集履歴に基づいてどの副サーバ20の利用率が高いかを参照したり、ダウンした可能性のある副サーバ20を収集失敗履歴から特定したりすることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of storage destination record information. The save destination record information generated by the save destination record
副サーバ20a〜20nは、図示を省略するが、代表サーバ10と通信ネットワークを介して相互に通信可能に構成し、少なくとも、各種の制御機能を備えた制御部と、分割データを保存する記憶部とを備えたものである必要がある。実際上は、図1に示した代表サーバ10とほぼ同様の構成を備えさせた上で、機能上副サーバ20として機能させることが現実的である。
Although not shown, the
図2は、元データを分散保存する場合の例について説明した説明図である。この図2に示すように、代表サーバ10において、元データABCの分割が行われる。元データABCは、分割部11において、例えば、分割データA、分割データB、分割データCの3つに分割される。この際、単に分割するだけでなく、暗号化処理を行って各分割データから情報内容を参照不可とすることが好ましい。暗号化の方法には様々なものが採用可能であり、暗号化及び復号化に共通の鍵を必要とする方法を採用する場合には、別途鍵を管理する必要がある。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example in which the original data is distributed and stored. As shown in FIG. 2, the original data ABC is divided in the
分割後、分割データA〜Cは、分散保存部12において、同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させ、かつ、セキュリティ上の安全性のために1つの副サーバに全ての分割データが保存されないように分散させて保存する。図2の例では、副サーバ20a〜20cのうち、副サーバ20aに対して分割データA、Bを保存し、副サーバ20bに対して分割データB、Cを保存し、副サーバ20cに対して分割データC、Aを保存している。同時に、保存先記録情報生成部13において、どの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成して記憶部17に記憶させる。
After the division, the divided data A to C distribute the divided data to a plurality of sub-servers so that the same divided data can be assigned to two or more sub-servers in the
図3は、元データを復元する場合の例について説明した説明図である。この図3に示すように、代表サーバ10に対して元データABCの復元要求がなされると、代表サーバ10の並列収集部14は、保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバ20a〜20cから同時に並列的に収集する。このとき、同一の分割データが割り当てられた2以上の副サーバに対して同時に収集命令を送信し、回答があった副サーバ或いは回答が最も速かった副サーバから当該分割データを収集するようにする。或いは、回答があった副サーバのうち最も回線速度が速い副サーバから当該分割データを収集するようにしてもよい。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example in the case of restoring the original data. As shown in FIG. 3, when the
このようにして、全ての分割データA〜Cの収集が完了すると、復元部15において、分割データA〜Cを結合して元データABCの復元が行われる。また、分割時に暗号化処理が行われていた場合には、この復元部15において復号化処理が同時に行われる。このようにして元データABCを得ることができる。
When the collection of all the divided data A to C is completed in this way, the
図4は、元データを分散保存する場合の流れを表したフローチャート図である。先ず、代表サーバ10がデータの分散保存要求を受け付ける(S01)。この要求があった場合、現状の分散保存システム100において実際に保存先として指定可能な副サーバの数nを確認する(S02)。このとき、副サーバ20が2以上存在すれば分散保存が可能であるが、3以上の副サーバ20が存在することが好ましい。分散保存が可能である場合には、元データを2以上の任意の個数に分割する(S03)。分割個数については、データ容量に基づいて決定してもよいし、依頼者の希望する個数に分割するようにしてもよい。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow when the original data is distributed and stored. First, the
分割後、複数の副サーバに分散保存するが、このとき、副サーバ20の一つがダウンしてしまっても元データを復元できるようにするために1つの分割データが2以上の副サーバ20に保存されるようにし、かつ、セキュリティ上の安全性のために1つの副サーバ20に全ての分割データが保存されないように分散させて保存させる(S04)。そして、このようにして分散させた全ての分割データの保存先を記録した保存先記録情報を生成して記憶部17に記憶させる(S05)。 After the division, the data is distributed and saved in a plurality of sub-servers. At this time, one divided data is stored in two or more sub-servers 20 so that the original data can be restored even if one of the sub-servers 20 goes down. The data is stored, and for security reasons, the data is distributed and stored in one sub-server 20 so that all the divided data are not stored (S04). Then, the storage destination recording information recording the storage destinations of all the divided data distributed in this way is generated and stored in the storage unit 17 (S05).
図5は、元データを復元する場合の流れを表したフローチャート図である。先ず、代表サーバ10が元データの復元要求を受け付ける(S11)。この要求があった場合、保存先記録情報に基づいて、分割データ毎に保存先の副サーバ全てに収集命令を送信する(S12)。そして、分割データ毎に最適な副サーバから分割データを収集する(S13)。最適な副サーバの条件は、回答が最も速かった副サーバとしてもよいし、最も回線速度が速い副サーバとしてもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow when the original data is restored. First, the
分割データ毎に最適な副サーバを決定し、全ての分割データの収集を並列的に実行する(S13)。並列的に収集することで、一つずつ収集するよりも高速に全分割データを収集することが可能となる。全ての分割データの収集が完了したら、それらを結合して元データを復元する(S14)。 The optimum sub-server is determined for each divided data, and all the divided data are collected in parallel (S13). By collecting in parallel, it is possible to collect all divided data at a higher speed than collecting one by one. When the collection of all the divided data is completed, they are combined to restore the original data (S14).
最適な副サーバを選択する処理について更に詳しく説明すると、分割データ毎に保存先の副サーバ全てに収集命令を送信したときに、複数の副サーバから回答があったときの処理が問題となる。1つの方法としては、回答が最も速かった副サーバとするものがあるが、この場合、結果として収集速度が遅くなる可能性がある。そこで、回答のあった副サーバとの通信速度を比較して回線速度の速い副サーバを選択するようにすると、より収集速度を向上させることが可能となる。 To explain the process of selecting the optimum sub-server in more detail, the process of receiving answers from a plurality of sub-servers when a collection instruction is sent to all the sub-servers of the storage destination for each divided data becomes a problem. One method is to use the sub-server with the fastest response, but in this case, the collection speed may be slowed down as a result. Therefore, if the communication speed with the sub-server that responded is compared and the sub-server with the faster line speed is selected, the collection speed can be further improved.
さらには、他の分割データの収集との兼ね合いを調整するために、回線速度が速いとしても他の分割データを収集中の副サーバは候補から除外するようにすることで、結果として全ての分割データの収集が早まる。このような調整を行って、最適な副サーバを選択するようにすることで、全ての分割データの収集を高速に行うことが可能となる。 Furthermore, in order to adjust the balance with the collection of other divided data, even if the line speed is fast, the sub-server collecting other divided data is excluded from the candidates, and as a result, all the divisions are performed. Data collection is faster. By making such adjustments and selecting the most suitable sub-server, it is possible to collect all the divided data at high speed.
以上のように、本発明に係る分散保存システム100によれば、分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成して、元データの復元要求があった場合にこの保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集するようにしたので、複数の副サーバから高速に分散データを集約することが可能となる。また、同じ分割データを複数の副サーバに保存するようにし、収集時には、回答が最も速かった副サーバであったり、回線速度の速い副サーバであったりを選択するようにすることで、最適な副サーバを選択して分割データの高速収集を可能にしている。 As described above, according to the distributed storage system 100 according to the present invention, when there is a request to restore the original data, the storage destination recording information that records which sub-server the divided data is stored in is generated. Since the divided data constituting the original data is collected in parallel from a plurality of sub-servers at the same time using the storage destination record information, it is possible to aggregate the distributed data from a plurality of sub-servers at high speed. In addition, the same divided data is saved in multiple sub-servers, and at the time of collection, it is optimal to select the sub-server with the fastest response or the sub-server with the fastest line speed. A secondary server is selected to enable high-speed collection of divided data.
第1の実施の形態においては、分割データの保存先は副サーバ20として代表サーバ10は使用していなかったが、代表サーバ10の記憶部17も分割データの分散先の一つとしてもよい。
In the first embodiment, the
第1の実施の形態においては、代表サーバ10と副サーバ20というように主従関係を持たせて説明したが、代表サーバ10と副サーバ20を同様に構成して、いずれもが同じように機能するようにしてもよい。そして、副サーバ20に対して元データの復元要求があった場合には、当該元データを分割処理した代表サーバ10に保存先記録情報の送信を要求して、受信した保存先記録情報に基づいて副サーバ20で復元処理を行うようにしてもよい。また、このときに、予め代表サーバ10と副サーバ20の間で保存先記録情報を共有するようにしておけば、分割処理を行っていないサーバにおいても即座に復元処理に移行することが可能となる。
In the first embodiment, the
本発明は、例えば、医療分野において電子カルテをサーバで管理するような場合に、暗号化と分散保存によって改竄防止とデータのバックアップを実現しつつ、利用時に高速収集して利用者にストレスを与えない電子カルテの管理に有用である。 According to the present invention, for example, when an electronic medical record is managed by a server in the medical field, falsification prevention and data backup are realized by encryption and distributed storage, and high-speed collection at the time of use gives stress to the user. Useful for managing no electronic medical records.
100 分散保存システム
10 代表サーバ
11 分割部
12 分散保存部
13 保存先記録情報生成部
14 並列収集部
15 復元部
16 制御部
17 記憶部
20、20a〜20n 副サーバ
100 Distributed
Claims (5)
代表サーバは、保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割手段と、
同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存手段と、
前記分散保存手段においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成手段と、
元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集手段と、
並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元手段とを含み、
前記並列収集手段は、前記保存先記録情報に基づき、同一の分割データが割り当てられた2以上の副サーバに対して同時に収集命令を送信し、当該分割データを、回答があった副サーバのうち他の分割データを収集中の副サーバ以外の最も回線速度が速い副サーバから収集する
ことを特徴とする分散保存システム。 It is a distributed storage system that includes a representative server and a plurality of sub-servers, and these representative servers and a plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network.
The representative server is a division means that divides the original data to be saved into a plurality of division data, and
A distributed storage means for distributing and storing the divided data among a plurality of sub-servers so that the same divided data can be assigned to two or more sub-servers.
A storage destination record information generation means for generating storage destination record information that records which divided data is stored in which secondary server in the distributed storage means.
When there is a request to restore the original data, a parallel collection means that simultaneously collects the divided data that constitutes the original data from a plurality of sub-servers using the storage destination record information, and
And restoring means for combining the divided data in parallel to collect restore the original data seen including,
Based on the storage destination record information, the parallel collection means simultaneously transmits a collection command to two or more sub-servers to which the same divided data is assigned, and the divided data is transmitted to the sub-servers that responded. A distributed storage system characterized by collecting other divided data from the secondary server with the fastest line speed other than the secondary server that is collecting the data .
前記復元手段は、暗号化処理が行われた分割データを復号化処理して結合する機能を有している
ことを特徴とする請求項1記載の分散保存システム。 The dividing means has a function of performing an encryption process when dividing the original data into a plurality of divided data.
The distributed storage system according to claim 1, wherein the restoration means has a function of decrypting and combining the divided data that has been encrypted.
保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割機能と、
同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存機能と、
前記分散保存機能においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成機能と、
元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集機能と、
並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元機能とを実現させ、
前記並列収集機能では、前記保存先記録情報に基づき、同一の分割データが割り当てられた2以上の副サーバに対して同時に収集命令を送信し、当該分割データを、回答があった副サーバのうち他の分割データを収集中の副サーバ以外の最も回線速度が速い副サーバから収集する機能を
実現させることを特徴とする分散保存プログラム。 It is a distributed storage program for realizing various functions on the representative server in a distributed storage system in which a representative server and a plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network.
A division function that divides the original data to be saved into multiple division data,
A distributed save function that distributes and saves divided data to multiple sub-servers so that the same divided data can be assigned to two or more sub-servers.
A storage destination record information generation function that generates storage destination record information that records which divided data is stored in which secondary server in the distributed storage function , and
When there is a request to restore the original data, a parallel collection function that simultaneously collects the divided data that composes the original data from multiple sub-servers using the save destination record information, and
Realize a restoration function that restores the original data by combining the divided data collected in parallel ,
In the parallel collection function, based on the storage destination record information, a collection command is simultaneously transmitted to two or more sub-servers to which the same divided data is assigned, and the divided data is sent to the sub-servers that responded. A distributed storage program characterized by realizing the function of collecting other divided data from the secondary server with the fastest line speed other than the secondary server that is collecting the data .
代表サーバは、保存対象の元データを複数の分割データに分割する分割処理と、
同一の分割データが2以上の副サーバに割り当てられるように分割データを複数の副サーバに分散させて保存する分散保存処理と、
前記分散保存処理においてどの分割データをどの副サーバに保存したかを記録した保存先記録情報を生成する保存先記録情報生成処理と、
元データの復元要求があった場合に、前記保存先記録情報を用いて元データを構成する分割データを複数の副サーバから同時に並列的に収集する並列収集処理と、
並列的に収集した分割データを結合して元データを復元する復元処理とを実行し、
前記並列収集処理では、前記保存先記録情報に基づき、同一の分割データが割り当てられた2以上の副サーバに対して同時に収集命令を送信し、当該分割データを、回答があった副サーバのうち他の分割データを収集中の副サーバ以外の最も回線速度が速い副サーバから収集する処理を
実行することを特徴とする分散保存方法。 A distributed storage method for distributed storage of data in a distributed storage system in which a representative server and a plurality of sub-servers can communicate with each other via a communication network.
The representative server has a division process that divides the original data to be saved into multiple divided data, and
Distributed storage processing that distributes and saves the divided data to multiple sub-servers so that the same divided data is assigned to two or more sub-servers.
In the distributed storage process , a storage destination record information generation process that generates storage destination record information that records which divided data is stored in which secondary server, and a storage destination record information generation process.
When there is a request to restore the original data, a parallel collection process that simultaneously collects the divided data that composes the original data from multiple sub-servers using the save destination record information, and
Execute the restoration process that restores the original data by combining the divided data collected in parallel ,
In the parallel collection process, a collection command is simultaneously transmitted to two or more sub-servers to which the same divided data is assigned based on the storage destination record information, and the divided data is transmitted to the sub-servers that responded. The process of collecting other split data from the secondary server with the fastest line speed other than the secondary server that is collecting
A distributed storage method characterized by execution .
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