JPH06259478A - 分散データベースのデータ再配置方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、一旦配置されたデータに対して、計
算機リソース状況とアクセス分布に従ったデータベース
の分割条件を設定し、この分割条件に従う再配置を行な
うことで、負荷を効率良く分散することを特徴とする。 【構成】全サイトの計算機リソース状況を格納する計算
機リソース管理手段２１と、全サイトのアクセスログか
らデータのアクセス回数の分布を得るアクセス分布生成
手段１７と、計算機リソース管理手段２１によって得ら
れる計算機リソース状況と上記アクセス分布生成手段に
よって得られるアクセス分布とをもとに分割条件を生成
する分割条件生成手段１８と、分割条件生成手段１８生
成されたデータ分割条件に合致するようにデータを移動
させるデータ移動手段１９とを具備してなることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の計算機サイトに
データを分割配置する分散データベース管理システムに
適用される分散データベースのデータ再配置方式に係
り、特に計算機リソース状況とアクセス分布に従ってデ
ータベースの分割条件を設定し、この分割条件に従う再
配置を行なうことで、複数の各計算機サイトに効率良く
負荷を分散配置する負荷分散機能を実現した分散データ
ベースのデータ再配置方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子計算機システムにより実現される分
散データベースシステムは、物理的に分かれたデータベ
ースを協調して利用することで、より高度な情報を得、
計算機の負荷を分散させることができるといった利点が
ある。データの分割／配置の方法によって、計算機の負
荷を効果的に分散し、計算機の性能を充分に活かすこと
ができることが可能となる。従来の技術による、データ
ベースの分散配置の例を示す。データの分割は、インデ
ックスの値による条件を定め、その条件に基づいて分散
する。

【０００３】データに、サイトに依存する情報が含まれ
るかあるいは検索方法が定まる場合、各サイトに依存性
の高いデータを配置するように、データベースの分割配
置方式を決めることができる。例えば、銀行データベー
スなどでは、各口座に対してその口座のある支店に基づ
いてデータを配置する。分割条件は、支店（通常は支店
コード）によって各サイトへのデータの配置が決まる。
これにより、ある口座に関するデータへのアクセスがあ
る場合、その口座の支店コードを識別することで上記口
座に関するデータの存在するサイトを知ることができ
る。

【０００４】しかし、データにサイトへの依存性がない
場合、データベース管理者（ＤＢＡ）はデータの分割／
配置条件を決定し、カタログ等に格納し管理する。その
条件も、インデックスの値を用い、ＤＢＡが適当に決
め、直接カタログに書き込む。

【０００５】例えば、図２のような通信路により相互に
接続された３つのサイト（サイトＡ，サイトＢ，サイト
Ｃ）に、既存のデータを配置する。データベースに於い
て、最も良く利用されるインデックスをＩ（１≦Ｉ≦１
００万）とする。ＤＢＡはデータをＩの値を基に、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 ３３０，０００ サイトＢ： Ｉ＝３３０，００１〜 ６６０，０００ サイトＣ： Ｉ＝６６０，００１〜１，０００，０００ のように等分割するように決めたとする。ＤＢＡはこの
条件をカタログに登録し、データはこの条件に合うよう
に配置される。一般に、サイト数がＮ個であったとき、
各サイトに均等に配置するように、ＤＢＡが次のインデ
ックスｉに基づく分割条件を作成し格納しておく。

【０００６】インデックスｉのデータは、ｍｏｄ（ｉ／
Ｎ）番目のサイトに格納し、入力されたデータは、その
都度、どのサイトに配置されるかがこの分割条件に基づ
いて計算され、そのサイトに送られて格納される。

【０００７】しかし、計算機の性能がサイトによって異
なる場合、負荷を効率良く分散して、計算機を使用する
ことができないので、各サイトの計算機の性能に応じ
て、データベースの処理量を分散するようにデータを配
置する分散データベースのデータ分割方式として、既に
同一出願人により出願された特願平４−３５０９０号
（分散データベースのデータ分割管理方式）がある。こ
の方式では、例えば、３つのサイトからなる分散データ
ベースに於いて、そのそれぞれの計算機の主記憶量が次
のようになっていたとする。

【０００８】処理の速度は、おおよそ主記憶量が大きく
なるほど速くなる。よって、各サイトにある同じ処理を
させると、サイトＡで１０msecで行なわれる処理は、サ
イトＢで１００msec、サイトＣで１msecで行なわれるこ
とになる。データへのアクセスがデータによって均等で
ある場合、各サイトに於けるデータベースの処理量はデ
ータ量に比例するので、主記憶量に比例して全てのデー
タを配置することを選択したとする。サイト毎の主記憶
の比率は、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：１：１００ となっており、データをこの比率で分散する。良く使用
されるインデックスＩを抽出し、Ｉの値が１≦Ｉ≦１０
００万であることと、上記の比を用い、分割条件生成手
段は サイトＡ： Ｉ＝ １〜 ９００，０００ サイトＢ： Ｉ＝ ９００，００１〜 １，０００，０００ サイトＣ： Ｉ＝１，０００，００１〜 １０，０００，０００ のように、データベース処理の性能を負荷分散できるよ
うな配置のための分散条件を決定する。データ量とデー
タベース処理量は比例するので、サイトごとのデータベ
ース処理量の比率も、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：１：１００ となる。各サイトに於いてある処理を行なった場合の処
理時間は、通常、主記憶量に反比例するので、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：１００：１ となる。

【０００９】ある時間内に、サイトＡで１００件の処理
が１件平均１０msecで行われたとすると、サイトＢでは
１０件の処理が１００msecで、サイトＣでは１０００件
の処理が平均１msecで行われたことになる。因って、各
サイトのデータベース処理にかかる時間は、それぞれ約
１msecとなり、効率良く負荷分散がなされていると言え
る。しかし、データへのアクセスがデータによって不均
等で、ある一定時間での各サイトのデータベース処理件
数が、 サイトＡ： ５００万件 サイトＢ： ３０万件 サイトＣ： ２５０万件 のようになっていたとすると、データベースの処理量は
データ量に一致せず、データベース処理にかかる時間
は、それぞれ、 サイトＡ： ５０ sec サイトＢ： ３０ sec サイトＣ： ２．５sec となり、最適な負荷分散がなされていない。

【００１０】また、一旦分散配置したデータを、再配置
する際、ＤＢＡが、分散条件に合うように、移動するデ
ータの決定や、移動場所等を決定し、手動で移動させな
ければならないことから、作業が繁雑であるという問題
があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の負荷
分散方式では、データへのアクセスがデータによって均
等でない場合に、負荷を効率良く分散して計算機を効率
良く利用することができないという問題があった。ま
た、一旦配置したデータを移動する作業がＤＢＡにとっ
て繁雑であるという問題があった。

【００１２】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
複数の計算機サイトにデータを分割配置する分散データ
ベース管理システムに於いて、システムで認識したリソ
ース状況とアクセス分布に従ってデータベースの分割条
件を設定し、この分割条件に従う再配置を行なうこと
で、各計算機サイトに負荷を効率良く分散配置すること
ができ、ＤＢＡにかかる作業負担を大幅に軽減できる分
散データベースのデータ再配置方式を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明による分散デー
タベースでは、全サイトの計算機リソース状況を格納す
る計算機リソース管理手段と、自サイトのデータへのア
クセス記録（ログ）を蓄えるアクセスログ蓄積手段と、
全サイトのアクセスログからデータのアクセス回数の分
布を得るアクセス分布生成手段と、上記計算機リソース
管理手段によって得られた計算機リソース状況と上記ア
クセス分布生成手段によって得られるアクセス分布から
分割条件を生成する分割条件生成手段と、データ分割条
件生成手段によって導かれるデータの分割条件を格納す
る分割条件記憶手段と、データ分割条件に合致するよう
にデータを移動させるデータ移動手段とを備え、システ
ムが計算機リソース状況とアクセス分布に従って負荷分
散を図るような再分割／配置管理を行うことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】上記した本発明の構成において、システムは、
計算機リソース管理手段から取り出した各サイトのリソ
ース状況と、アクセス分布生成手段で得たアクセス分布
から、分割条件生成手段によって分割条件を生成し、分
割条件記憶手段に格納して、この分割条件に合致するよ
うにデータを移動させる。

【００１５】このように、リソース状況とアクセスログ
から分割条件を生成するので、計算機リソース状況とデ
ータのアクセス回数に応じた、負荷分散のバランスが図
られ、各サイトの性能を十分に活かすことができる。

【００１６】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は実施例に於けるシステム内のサイトの構成を
示すブロック図である。

【００１７】システム内の計算機サイト１１には、計算
機リソース状況を格納し管理する計算機リソース管理手
段２１と、自サイトのデータへのアクセス記録（ログ）
を蓄えるアクセスログ蓄積手段１６と、全サイトのアク
セスログからデータのアクセス回数の分布を得るアクセ
ス分布生成手段１７と、上記計算機リソース管理手段に
よって得られた計算機リソース状況と上記アクセス分布
生成手段１７によって得られるアクセス分布から分割条
件を生成する分割条件生成手段１８と、上記分割条件生
成手段１８によって導かれるデータ分割条件を格納する
分割条件記憶手段２２と、データ分割条件に合致するよ
うにデータを移動させるデータ移動手段１９とが設けら
れる。尚、１２は他の計算機サイトとの間のデータ授受
に供される通信路、１３は通信路１２を介して他の計算
機サイトとの間でデータを送受する通信手段、１４は計
算機サイト１１のシステム制御を司るＣＰＵ、１５はデ
ータベース（ＤＢ）、２０はアクセスログである。

【００１８】図２は上記実施例のシステム構成例を示し
たもので、図中、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃはそれぞれ通
信路２４、及び通信ネットワーク２５を介して相互に接
続された計算機サイト（サイトＡ，Ｂ，Ｃ）であり、そ
れぞれ図１に示すような、ＣＰＵをそれぞれにもつ計算
機サイト１１と同等の構成をなす。尚、図１に示す計算
機リソース管理手段２１は少なくともシステム内のいず
れかのサイトに設けた構成であってよい。図３は上記実
施例の処理動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【００１９】図３に於いて、Ｓ1 は全サイトのアクセス
ログを収集しデータのアクセス回数の分布を得るステッ
プであり、アクセス分布生成手段１７の処理により実現
される。Ｓ2 はアクセス分布と計算機リソースの状況か
ら分割条件を生成するステップであり、分割条件生成手
段１８の処理により実現される。Ｓ3 は生成した分割条
件をカタログ等へ蓄積し格納するステップであり、分割
条件記憶手段２２により実現される。Ｓ4 は新しく得ら
れた分割条件に沿ってデータを移動する処理ステップで
あり、データ移動手段１９の処理により実現される。図
４は上記実施例に於いて負荷分散を主記憶の大きさに従
って行なう場合の処理動作の流れを説明するための図で
ある。ここで、上記各図を参照して本発明の実施例に於
ける動作を説明する。

【００２０】ここでは、本発明の実施例に於ける動作に
ついて、図４の例を用いて説明する。ここで用いる分散
データベースは、図２に示すように、通信路により相互
に接続された３つのサイト（サイトＡ，Ｂ，Ｃ）からな
るものとする。

【００２１】まず、従来例で述べたように、データベー
ス処理を主に行なっているシステムの場合、データベー
ス処理に割り当てた主記憶量が取りが多いシステムのほ
うがデータベース処理性能が高いという傾向がある。そ
こで、主記憶量に比例して、全てのデータを配置すると
いうことで、負荷分散を図る。 計算機リソース管理手段からわかるサイトごとの主記憶
の比率 Ａ：Ｂ：Ｃ＝２：３：５ に従って、データを分散していたとする。例えば、分割
条件を、良く使用されるインデックスＩ（１≦Ｉ≦１０
０万）の値を基に、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 ２００，０００ サイトＢ： Ｉ＝２００，００１〜 ５００，０００ サイトＣ： Ｉ＝５００，００１〜１，０００，０００ のように、設定されていたとする。

【００２２】各サイトに於いては、それぞれのデータに
対するアクセス回数をアクセスログ２０に記録してお
く。すると、ある期間の間、この分散データベースを利
用することで、データのアクセス頻度がわかる。本発明
に於いては、使用中の分散データベースに対して、最適
負荷分散が成されるように、再配置を行なう。この再配
置は、一定時間や一定アクセス回数などを目安に、定期
的に実行するか、ＤＢＡの命令で実行することができ
る。

【００２３】本発明の実施例に於ける再分割方法の決定
の手順を説明する。まず、図３に示すステップＳ1 の処
理で、各サイトのアクセスログを集め、集められたアク
セスログからアクセス分布を生成し、ここで、インデッ
クスＩの値によって、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 １００．０００ ：２００万回 Ｉ＝１００，００１〜 ２００，０００ ：１００万回 サイトＢ： Ｉ＝２００，００１〜 ３００，０００ ： ５０万回 Ｉ＝３００，００１〜 ４００，０００ ： ５０万回 Ｉ＝４００，００１〜 ５００，０００ ： ５０万回 サイトＣ： Ｉ＝５００，００１〜 ６００，０００ ： ５０万回 Ｉ＝６００，００１〜 ７００，０００ ： ５０万回 Ｉ＝７００，００１〜 ８００，０００ ：１００万回 Ｉ＝８００，００１〜 ９００，０００ ：３００万回 Ｉ＝９００，００１〜１０００，０００ ： ５０万回 のようにアクセス回数があったとする。次に、図３に示
すステップＳ2 の処理で、各サイトのアクセス回数の合
計は Ａ：Ｂ：Ｃ＝３００万：１５０万：５５０万 ＝ ６ ： ３ ： １１ となっており、主記憶量の比が Ａ：Ｂ：Ｃ＝ ２ ： ３ ： ５ であるので、この分割条件では最適負荷分散がなされて
いない。集められたアクセスログから、アクセス回数の
合計は１０００万回であり、これを主記憶量に比例させ
ると、 Ａ：Ｂ：Ｃ＝２００万：３００万：５００万 のようになる。このようなアクセス回数となるように、
アクセス分布を用いて、分割条件を求め、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 １００，０００ サイトＢ： Ｉ＝１００，００１〜 ６００，０００ サイトＣ： Ｉ＝６００，００１〜１，０００，０００ のように設定する。

【００２４】各サイトに於いて、ある処理を行なった場
合の処理時間は、主記憶量に反比例するので、サイトＡ
では、２００件の処理が平均１５msecで行なわれたとす
ると、サイトＢでは、３００件の処理が１件平均１０ms
ecで、サイトＣでは、５００件の処理が平均６msecで行
なわれることになり、各サイトのデータベース処理にか
かる時間は、それぞれ３msecとなり、効率良く負荷分散
が行なわれることになる。このように新しい分割条件が
求まったならば、図３に示すステップＳ4 の処理によ
り、データ移動手段１９を用いて再配置を行なう。ま
ず、前の分割条件、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 ２００，０００ サイトＢ： Ｉ＝２００，００１〜 ５００，０００ サイトＣ： Ｉ＝５００，００１〜１，０００，０００ と、新しい分割条件、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 １００，０００ サイトＢ： Ｉ＝１００，００１〜 ６００，０００ サイトＣ： Ｉ＝６００，００１〜１，０００，０００

【００２５】を比較し、Ｉ＝１００，００１〜２００，
０００のデータをサイトＡからサイトＢへ、Ｉ＝５０
０，００１〜６００，０００のデータをサイトＣからサ
イトＢへ移動することを決定する。次に、移動する、サ
イトＡのＩ＝１００，００１〜２００，０００と、サイ
トＣのＩ＝５００，００１〜６００，０００のデータに
参照ロックをかける。サイトＢにＩ＝１００，００１〜
２００，０００と、Ｉ＝５００，００１〜６００，００
０のデータをコピーする。この際、分割条件記憶手段２
２に於ける分割条件の古いものを消去し、新しい分割条
件とする。

【００２６】サイトＡからＩ＝１００，００１〜２０
０，０００のデータ、サイトＣからＩ＝５００，００１
〜６００，０００のデータをそれぞれ消去する。ここ
で、データの移動が完成し、上記参照ロックを解放す
る。よって、システム運用中であっても、データの再配
置を行なうことができる。

【００２７】また、データの物理的な配置は分割条件記
憶手段２２で管理するため、アプリケーションプログラ
ムはデータの物理的な配置を知る必要がなく実行でき、
再配置を行なった後も、アプリケーションプログラムを
変更する必要はない。

【００２８】データベース処理性能に関わる計算機リソ
ース状況には、ＣＰＵ性能、外部記憶装置、通信性能等
があり、ＤＢＡがデータの特性にあわせて、どの条件を
使用するか決定することができる。例えば、ＣＰＵ性能
によって、データを分散するとし、各サイトのＭＩＰＳ
値の比 Ａ：Ｂ：Ｃ＝３：２：５ に基づいて、データを分散する。この時、アクセス回数
の合計１０００万回が Ａ：Ｂ：Ｃ＝３００万：４００万：３００万 となるように分割条件を生成すると、 サイトＡ： Ｉ＝ １〜 ２００，０００ サイトＢ： Ｉ＝２００，００１〜 ６００，０００ サイトＣ： Ｉ＝６００，００１〜１，０００，０００ となり、この分割条件に基づいて、再配置を行なう。

【００２９】上記したように、一旦配置されたデータに
対し、計算機リソース状況に従ったデータベースの分割
条件を設定でき、この分割条件に従う再配置を行なうこ
とで、負荷を効率良く分散することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
複数の計算機サイトにデータを分割配置する分散データ
ベース管理システムに於いて、一旦、配置されたデータ
に対して、計算機リソース状況に従ったデータベースの
分割条件を設定でき、この分割条件をもとに再配置する
ことで、負荷を効率良く分散することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於ける計算機サイトの構成
を示すブロック図。

【図２】上記実施例のシステム構成例を示すブロック
図。

【図３】上記実施例に於ける処理動作を説明するための
フローチャート。

【図４】上記実施例に於いて負荷分散を主記憶の大きさ
に従って行なう場合の処理動作の流れを説明するための
図。

【符号の説明】

１１…計算機サイト、１２…通信路、１３…通信手段、
１４…ＣＰＵ、１５…データベース（ＤＢ）、１６…ア
クセスログ蓄積手段、１７…アクセス分布生成手段、１
８…分割条件生成手段、１９…データ移動手段、２０…
アクセスログ、２１…リソース管理手段、２２…分割条
件記憶手段、２３ａ…サイトＡ、２３ｂ…サイトＢ、２
３ｃ…サイトＣ、２４…通信路、２５…通信ネットワー
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信路を介して相互に接続される複数の
   計算機サイト上に構築され、自サイトのデータへのアク
   セスログを記録するアクセスログ蓄積手段、及びデータ
   を分割する条件を格納する分割条件記憶手段を有して、
   上記分割条件記憶手段に格納された条件に従い上記計算
   機サイトにデータを分割配置する分散データベースシス
   テムに於いて、 全サイトの計算機リソース状況を格納する計算機リソー
   ス管理手段と、 全サイトのアクセスログからデータのアクセス回数の分
   布を得るアクセス分布生成手段と、 上記計算機リソース管理手段によって得られる計算機リ
   ソース状況と上記アクセス分布生成手段によって得られ
   るアクセス分布とをもとに分割条件を生成する分割条件
   生成手段と、 上記分割条件生成手段で生成されたデータ分割条件に合
   致するようにデータを移動させるデータ移動手段とを具
   備してなることを特徴とする分散データベースのデータ
   再配置方式。