JPH07319748A - データ処理システム内で複写データ一貫性を維持するためのシステムおよび方法 - Google Patents

データ処理システム内で複写データ一貫性を維持するためのシステムおよび方法

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JPH07319748A
JPH07319748A JP7033239A JP3323995A JPH07319748A JP H07319748 A JPH07319748 A JP H07319748A JP 7033239 A JP7033239 A JP 7033239A JP 3323995 A JP3323995 A JP 3323995A JP H07319748 A JPH07319748 A JP H07319748A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データが複数のサーバに複写されるシステム
で、データ一貫性を維持するためのシステムおよび方
法。 【構成】 各サーバは、サーバに存在するデータ複製を
更新することができる。更新は、サーバごとにログ記録
される。サーバ・データ複製の調停を、所定の事象の発
生時に積極的に開始する。これらの事象には、予定時刻
の到達、クライアント・システムによるデータの要求、
サーバおよびネットワークの障害回復が含まれる。調停
は、ネットワーク区画あたりに多くとも１つのコーディ
ネータ・サーバが選択されることを保証するように選択
されたコーディネータ・サーバによって管理される。ロ
グ記録された更新を組み合わせ、データ複製を含むサー
バのそれぞれに送る。ログ記録された更新は、衝突が検
出されない限り適用される。衝突を集め、解決のために
分配する。調停は、サーバの間で、オペレーティング・
システムや物理ファイル・システムのタイプに無関係に
管理される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ管理に関し、具
体的には、単一クラスタまたは分散処理システムでの複
写データの管理に関する。さらに具体的に言うと、本発
明は、クラスタ構成または分散構成のいずれかにおける
データ複製のデータ一貫性（コヒーレンス）を維持する
ためのシステムおよび手順に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ・システムは、１つまたは
複数のコンピュータから構成できる。分散コンピュータ
・システムは、私用通信機構、ローカル・エリア・ネッ
トワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）
によって複数のコンピュータ・システムをリンクするこ
とによって作成される。リンクされたコンピュータのそ
れぞれは、通常、プロセッサ、入出力装置、揮発性記憶
装置および不揮発性記憶装置を有する。コンピュータの
うちのいくつかが、「サーバ」として指定される。サー
バは、「クライアント」と名付けられる他の１つまたは
複数のコンピュータにサービスを提供する。サーバは通
常、複数のコンピュータによって共用できる不揮発性
（たとえばハード・ディスク）記憶装置を提供する。サ
ーバは、共用処理資源と、高速プリンタやスキャナなど
の高価な周辺機器への共用アクセスを提供することもで
きる。
【０００３】サーバに常駐するデータの共用には、部署
または作業グループにとって、共通のデータ処理要件に
関する長所がある。しかし、ネットワークにまたがるデ
ータの分散は、ネットワークまたはサーバが故障停止を
経験する場合に問題を引き起こす可能性がある。さら
に、広域ネットワークを介するデータへのアクセスは、
コストが高くなり、アクセス時間が増加する可能性があ
る。
【０００４】分散システムの可用性と信頼性を高めるた
めの手法の１つが、複数のサーバでデータを複写するこ
とである。したがって、特定の共用データ・ファイル
を、１つまたは複数の他のサーバに複写またはコピーす
ることができる。その結果、クライアントは、異なる複
製をアクセスすることによって、サーバまたはネットワ
ーク・セグメントの障害から回復できる。
【０００５】複写ポリシーは、「楽観的」または「悲観
的」のいずれかとすることができる。悲観的複写ポリシ
ーでは、データの多くとも１つのコピーが書込み可能ま
たは更新可能であることが必要である。これによって、
データの１つのコピーだけが変更可能であり、そのコピ
ーは常に正しいと仮定されるので、データ一貫性が保証
される。悲観的ポリシーの下では、他の複製は「読取り
専用」と指定される。
【０００６】悲観的ポリシーによって、データ一貫性は
保証されるが、更新可能な複製の可用性は、クライアン
トのうちのいずれか１つに制限される。対照的に、楽観
的複写ポリシーでは、複数の複製を同時に更新すること
ができる。衝突する更新は、検出され、発生後に解決さ
れる。楽観的複写ポリシーは、より高い書込み可用性を
クライアント・システムに提供する。ユーザ間の書込み
共用すなわち、複数のユーザが同一データの複数の複製
を更新することは、頻繁ではないと仮定され、その結
果、潜在的な衝突の影響は最小であると仮定される。
【０００７】しかし、楽観的複写ポリシーは、サーバ障
害またはネットワーク障害に起因する、異なるサーバ上
の複製の間のデータの矛盾を引き起こす可能性がある。
矛盾を最小にし、タイムリーな形で矛盾を検出し、解決
するための複製更新の管理には、技術的な問題が存在す
る。
【０００８】既存の分散ファイル・システムは、この問
題に対して満足な解決を提供できなかった。Transarc C
orp.社のアンドリュー・ファイル・システム（Andrew F
ileSystem）（ＡＦＳ）と、オープン・ソフトウェア・
ファウンデーション（Open Software Foundation）（Ｏ
ＳＦ）の分散コンピューティング環境（DistributedCom
puting Environment）（ＤＣＥ）用の分散ファイル・シ
ステム（DistributedFile System）（ＤＦＳ）のそれぞ
れは、悲観的複写ポリシーを用いて複写データを実施し
ている。ＡＦＳとＤＦＳでは、多くとも１つの更新可能
な複製が許容され、これによって、データ衝突の問題を
回避しているが、可用性が犠牲になっている。
【０００９】カーネギー・メロン大学（Carnegie Mello
n University）で開発された研究プロジェクトであるＣ
ＯＤＡ分散ファイル・システムでは、楽観的複写ポリシ
ーが実施されている（M. Satyanarayanan他著、"CODA:
A Highly Available File System for a Distributed W
orkstation Environment", IEEE Transactions on Comp
uters, Vol. 39, No. 4, １９９０年４月を参照された
い）。クライアント・システムのデータ要求によって、
データに関する複製更新が開始される。この更新ポリシ
ーには、信頼に値しないと仮定されるクライアントによ
って制御されるという短所がある。また、このポリシー
は、クライアントが特定のデータを要求しない限り衝突
検出が行われないので、タイムリーではない。ＣＯＤＡ
の手法は、クライアント−サーバ接続の通信コストが高
い場合には、コストが高くなることも証明できる。
【００１０】ロータス（Lotus）社のノーツ（Notes）で
は、その特殊なデータベースの複製の複数の読取り／書
込みが可能である。複製は、定期的に調停されるが、通
常は高々１日に１回または２回である。複製の間で衝突
が検出されると、衝突を自動的に解決しようとせずに、
別の版が作成される。このため、衝突が発生した時に
は、必ず大量の手動による管理が必要になる。
【００１１】タイト（Tait）他による論文（"Server In
terface and Replica Management Algorithm for Mobil
e File System Clients", Computer Science Departmen
t, Columbia Universityを参照されたい）で、分散ファ
イル・システムでの複製保守管理の問題が研究されてい
る。この著者達は、移動するファイル・システム・クラ
イアントを含む環境では、複製保守管理に、レイジー
（lazy）・サーバに基づく更新動作を使用すべきである
と述べ、このレイジー・サーバに基づく更新のための解
決策を提示している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】したがって、複数の更
新可能な複製を許容するが、タイムリーで効率的な形で
衝突を識別し解決する、楽観的複写システムの作成に関
して、技術的問題が残されている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、楽観的複写を
使用するデータ処理システムでの複写データ一貫性の効
率的な維持という問題に対処するものである。本発明
は、システム・サーバに、それら自体の間で、複製の矛
盾を検出するための調整を行わせ、失効した複製または
衝突する複製を、データに関するクライアント要求を待
たずに検出するための更新プロトコルを開始させるシス
テムおよび方法を提供する。
【００１４】本発明は、通信媒体によって相互接続され
た複数のプロセッサと、それぞれが少なくとも１つのプ
ロセッサによって制御される複数の記憶装置とを有し、
データが、複数の記憶装置のうちの２つ以上に複写され
るデータ処理システムで、データの一貫性を維持するた
めのシステムを対象とする。このシステムには、複写デ
ータの更新を必要とする事象を検出する手段と、データ
の更新を調整する手段が含まれ、調整手段は、各データ
複製を、他のすべての複製の写しにする。
【００１５】したがって、本発明の一目的は、楽観的複
写ポリシーとサーバによって制御される衝突解決とを用
いる複写データ管理システムを提供することである。
【００１６】本発明のもう１つの目的は、１つまたは複
数のサーバが障害を起こした可能性があり、複数のサー
バが更新処理による更新を必要とする場合の、ネットワ
ーク内の更新を調整するサーバを１つだけ選択するため
の方法を提供することである。
【００１７】本発明のもう１つの目的は、データ一貫性
を効率的に維持する更新ポリシーを実施することであ
る。
【００１８】本発明のもう１つの目的は、人間による介
入なしにほとんどの衝突を解決する更新処理を実施する
ことである。
【００１９】本発明のもう１つの目的は、サーバのオペ
レーティング・システム、ネットワーク・プロトコル、
および物理ファイル・システム編成から独立な、データ
複写ポリシーを提供することである。
【００２０】本発明の前述その他の目的、特徴および長
所は、本発明の好ましい実施例の下記の具体的な説明か
ら明らかになる。なお、添付図面においては、同様の符
号が本発明の同様の部分を表す。
【００２１】
【実施例】本発明によるデータ処理システムを、図１に
示す。クラスタ化されたシステムまたは分散システムで
あるシステム１００全体には、ネットワーク１１８によ
って相互接続された複数のクライアントとサーバが含ま
れる。ネットワーク１１８は、小企業、企業の部署また
は同様の実体をサービスするローカル・エリア・ネット
ワーク（ＬＡＮ）とするか、地理的に分散した位置を相
互接続する広域ネットワーク構成要素を含めることがで
きる。ネットワーク１１８は、高速光ファイバ接続や計
算機のクラスタを接続する交換機など、私用ネットワー
クとすることもできる。本発明は、これらのどの場合に
も適用可能である。
【００２２】クラスタ化されたシステムまたは分散シス
テムであるシステム１００には、それぞれが不揮発性記
憶装置１０３、１０５および１０７を有するサーバ１０
２、１０４および１０６が含まれる。不揮発性記憶装置
は、磁気ハード・ディスク、光ディスクまたは同様の技
術とすることができる。サーバのそれぞれは、これらの
タイプの記憶装置のそれぞれを任意の台数だけ有するこ
とができる。サーバ・システムには、通常、１ギガバイ
トを超える容量を有する大量の不揮発性記憶装置が含ま
れる。
【００２３】クライアント・ワークステーション１０
８、１１２、１１４、および１１６は、ネットワークに
接続され、１つまたは複数のサーバ１０２、１０４およ
び１０６のサービスを使用することができる。クライア
ントは、それ自体の不揮発性記憶装置（たとえば１１
０）を有することができ、また、不揮発性記憶装置に関
して完全にサーバに依存することもできる。
【００２４】クライアントおよびサーバの数と構成を含
むシステム１００の構成は、１例として示されるものに
過ぎず、どのような形であれ本発明の範囲を制限する目
的のものではない。
【００２５】本発明は、ネットワーク上のサーバ内で実
施される。本発明によって使用されるサーバの例を、全
体的に符合２００として図２に示す。サーバは、IBM社
のPS/2 Model 95またはIBM社のRISC System/6000（IB
M、PS/2およびRISC System/6000はIBM Corporationの商
標である）などのコンピュータ・システムとすることが
できる。サーバ２００は、プロセッサ要素２０２を構成
する１つまたは複数のプロセッサまたはＣＰＵを有す
る。プロセッサ要素２０２は、揮発性記憶装置２０４へ
のアクセス権を有する。また、プロセッサは、ハード・
ディスク２０８などの不揮発性記憶装置へのアクセス
と、表示装置２１０、キーボード２１２およびポインテ
ィング装置２１４などの入出力装置へのアクセスとを制
御する、入出力ユニット２０６を制御する。ディスケッ
ト駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、他のマルチメディ
ア装置など、他の入出力装置を、入出力ユニットに接続
することができる。ネットワーク通信は、ネットワーク
制御装置２１６によって処理される。ネットワーク制御
装置２１６は、ネットワークやネットワーク上の他のサ
ーバへのアクセスを制御するのに必要なサービスを実行
する。物理ネットワークは、トークン・リング、イーサ
ネットまたは他のネットワークとすることができる。ネ
ットワーク・プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰ、Ｎｅｔｂｉ
ｏｓ、Ｎｅｔｗａｒｅ、または、ネットワークを介して
資源にアクセスできメッセージを伝送できるようにする
他のプロトコルとすることができる。
【００２６】本発明の実施態様は、クライアントまたは
サーバのオペレーティング・システム、クライアント−
サーバ・プロトコル、ネットワーク・プロトコルもしく
は物理ファイルシステムに依存しない。複写データは、
形式的なデータベース管理システム（ＤＢＭ）によって
管理される必要がない。したがって、本発明は、サーバ
のオペレーティング・システムが変化しうる、たとえば
ＡＩＸ、ＯＳ／２および他のオペレーティング・システ
ムの混合とすることのできる、異種環境で実施できる。
【００２７】本発明には、コンピュータ・プロセッサに
新規の処理を実行させるために記憶された命令を含むコ
ンピュータ・システムが含まれる。これらの命令は、ハ
ード・ディスク２０８などの不揮発性記憶装置に記憶す
るか、取外し可能媒体に記憶することができる。これら
の命令は、サーバを、本発明の処理を実施するのに必要
な形で構成された状態にする。
【００２８】図３を使用して、サーバでの複製調停処理
を説明する。ネットワーク内の各サーバは、ある時点
で、５つの状態のうちのどれか１つである。この５つの
状態と、その間の遷移を、図３に示す。サーバは、通常
は「遊休（アイドル）または走行」状態３０２である。
「遊休」とは、そのサーバが更新機能を実行しておら
ず、選出に参加していないことを指す。ハードウェア障
害またはソフトウェア障害に起因するサーバの障害が発
生すると、そのサーバは、障害状態または「ダウン（停
止）」状態３０１に移る。「ダウン」状態では、サーバ
は、クライアント要求をサービスすることができず、選
出処理や複製更新処理に参加することができない。その
システムが「遊休または走行」状態３０２に復元された
ならば、サーバは、選出状態３０４に移る。サーバは、
「更新事象」が検出された時にも、選出状態に移ること
ができる。選出状態３０４は、更新コーディネータ・サ
ーバの選出をもたらし、経路３１６に沿って「再編成」
状態３０６につながる。他のプロセッサが選出に参加し
ない場合、たとえば、他のサーバが既に再編成状態また
は更新状態である場合には、このサーバは、経路３１５
を介して「遊休または走行」状態３０２に戻る。「再編
成」状態３０６では、調整を行うサーバが、参加サーバ
から修正ログを集め、組み合わせ、組み合わされたログ
を参加サーバに送り返す。最後に、サーバのそれぞれ
は、「更新」状態３０８に移り、ここで更新が実行され
る。その更新の完了時に、サーバは、「遊休または走
行」状態３０２に戻る。サーバは、他のどの状態からで
も、「ダウン」状態３０１に移行することができる。
【００２９】好ましい実施例では、ファイルセットまた
はボリュームを、複数のサーバで楽観的に複写する。フ
ァイルセットは、ファイルシステムの部分木（サブツリ
ー）または情報ディレクトリとすることができる。ファ
イルセットの複製を記憶するサーバの組を、ファイルセ
ット記憶グループ（ＦＳＧ）と称する。複数のサーバを
有するシステムでは、各ファイルセット記憶グループ
に、複数のサーバを含めることができ、各サーバが、任
意の個数のファイルセットの複製を有することができ
る。各複製は、読取り／書込み可能（すなわち更新可
能）または読取り専用として指定することができる。
【００３０】読取り／書込み可能複製のデータに変化を
引き起こす動作のすべてが、不揮発性（永続）記憶装置
に維持される修正ログに入力される。ログ記録された動
作は、変化動作として知られ、これには、ディレクトリ
作成、ファイル名変更、ディレクトリ削除などの動作が
含まれる。あるサーバにあるファイルセット複製ごと
に、別々の修正ログが維持される。変化動作は、ファイ
ルセット記憶グループ内の他のサーバに、ネットワーク
を介して定常的に伝送されて、他のサーバが、同一の修
正を行い、複製の間のデータ一貫性を維持できるように
する。ネットワーク障害またはリモート・サーバ障害
は、特定のリモート・サーバでの変化動作の実行の失敗
をもたらす可能性がある。この失敗は、矛盾したデータ
につながる。
【００３１】図６に示されるように、修正ログの項目
は、データ一貫性を維持するためにファイルセット複製
を更新するための基礎である。したがって、ログ項目に
は、更新を達成するのに十分な情報を含めなければなら
ない。ログ項目には、通常、動作独立部分と動作依存部
分が含まれる。動作独立部分６０２には、好ましい実施
例では、更新のユーザＩＤ６０６と、トランザクション
の日付６０８が含まれる。動作依存部分６０４は、動作
によって変化する。図６に、store-log項目を示し、図
７に、create項目を示す。createログ項目は、ファイル
が作成されたディレクトリのファイルＩＤ７１０、作成
されるファイルの名前７１２、作成されるファイルのフ
ァイルＩＤ７１４、ファイルのオープン・モード７１
６、オープン・フラグ７１８およびファイル・バージョ
ン７２０からなる。
【００３２】複製の一貫性を保つためには、まず、更新
の欠けている複製を有するサーバの識別が必要であり、
次に、そのデータのない複製に適用するためにそのサー
バに必要な更新を伝送する必要がある。本発明の好まし
い実施例では、複製更新を行わなければならない時を判
定するために、積極的更新伝播プロトコルを実施する。
このプロトコルを積極的と称するのは、クライアント・
システムからのデータの要求を待たずにできる限り早く
障害の後の複製更新を行うように設計されているからで
ある。従来技術のシステムは、クライアントが失効デー
タを検出しない限り更新処理がトリガされないレイジー
・ポリシーを使用する。更新伝播プロトコルは、２つの
方法で更新をトリガする。第１の方法は、予定間隔また
は予定時刻での定期的更新である。第２の方法は、複製
更新を必要とするシステム事象の検出である。クライア
ント計算機は、信頼されておらず、処理能力が限られて
いる可能性があるので、クライアントはこの更新に参加
しない。
【００３３】予定更新は、特定の周期または時刻に定義
することができる。更新は、事象トリガ式とすることも
できる。たとえば、鼓動機構を使用して、ネットワーク
障害またはサーバ障害を検出し、そのような障害から回
復することができる。あるサーバが、ファイルセット記
憶グループ内の別のサーバからの鼓動パルスを指定され
た時間期間内に受け取らない場合、そのサーバは、ネッ
トワーク障害またはサーバ障害が発生したと仮定する。
その後、この障害からの回復を使用して、更新処理にト
リガをかける。しかし、好ましい実施例では、鼓動機構
が消費するはずのネットワーク資源のために、鼓動機構
を実施しない。
【００３４】更新伝播を引き起こすシステム事象には、
サーバ・クラッシュからの回復、部分的ネットワーク障
害に起因するネットワーク分割からの回復、および、ク
ライアントによるデータの要求が含まれる。サーバ障害
またはネットワーク障害からの回復は、鼓動機構を使用
して検出できる。クライアントによるデータの要求は、
サーバに、最も新しいコピーに関して他のサーバを探査
させる。複製のうちの１つまたは複数が失効状態である
ことをサーバが検出した場合、要求元のサーバが、更新
にトリガをかける。後者の場合、クライアントによるデ
ータの要求が、更新伝播のトリガをかける可能性がある
が、この更新は、従来技術システムの場合のようにクラ
イアントによって制御されるのではないことに留意され
たい。
【００３５】更新事象は、サーバに、選出処理を実行す
る選出状態３０４へ移らせる。選出状態で実行される選
出処理を、図４に詳細に示す。選出処理では、最も高い
優先順位を有するサーバが選出される修正「ブリー」・
アルゴリズムを実施する。各サーバに、ネットワーク内
で独自の優先順位を割り当てる。好ましい実施例では、
１を最高の優先順位として割り当てるが、他の優先順位
方式を使用することも可能である。サーバは、問題のフ
ァイルセットに関する更新処理に既に参加しているので
ない限り、選出処理に参加する資格を有する。このアル
ゴリズムを修正することによって、サーバ・スリープや
サーバのハードウェアおよびソフトウェアの障害を含む
多数のサーバ障害状態を処理できるようになる。
【００３６】この処理は、ステップ４０２から始まり、
即座にステップ４０４に進む。ファイルセット記憶グル
ープ内の各サーバは、Ｔ秒ごとに、そのファイルセット
記憶グループ内の他のより高い優先順位のサーバのすべ
てに、メッセージを同報通信する。あるサーバ、Ｂが、
指定された時間期間内により高い優先順位のサーバのう
ちのどれからも応答を受け取らない場合（ステップ４０
６）、このサーバは、より高い優先順位のサーバのすべ
てが障害を発生し、サーバＢがコーディネータになるこ
とができると仮定する。その後、サーバＢは、より低い
優先順位を有するすべてのサーバにメッセージを送り
（ステップ４１０）、サーバＢが特定のファイルセット
に対する更新のコーディネータであることを示し、その
後、更新処理を調整する（ステップ４１２）。
【００３７】Ｂより高い優先順位を有するサーバのうち
の１つまたは複数が、Ｂはコーディネータになれないと
応答する場合、Ｂは、指定された時間の間、より高い優
先順位のサーバからの、そのサーバが更新コーディネー
タになったというメッセージを待つ（ステップ４１
４）。メッセージを受け取らない場合（ステップ４１
６）、サーバＢは、より高い優先順位のプロセッサのす
べてが障害を発生し、サーバＢがコーディネータになる
と仮定し、より低い優先順位のサーバにコーディネータ
・メッセージを送り（ステップ４１０）、更新処理を調
整する（ステップ４１２）。
【００３８】本発明の好ましい実施例では、修正「ブリ
ー」・アルゴリズムを使用して、障害状態を扱う。この
修正アルゴリズムは、各サーバがコーディネータを１つ
だけ有することを保証するが、コーディネータが１つだ
け選出されることは保証しない。この修正アルゴリズム
は、ファイルセット記憶グループ内の各サーバの現在の
状態（図３に図示）を認識する。状態は次のいずれかで
ある。 ダウン サーバが、選出の告示に応答しないか、ファイ
ルセット更新プロトコルのロック要求に応答しない 遊休 サーバが、遊休状態であり、ファイルセット更新
同士の間である 選出 サーバが、現在選出に参加している、すなわち、
コーディネータになることができるか否かを、より高い
優先順位を有するサーバから聞くために待機している 再編成 サーバが、現在ロック・アンド・フェッチ動作
にかかわっている、すなわち、ファイルセットが書込み
ロックされ、ファイルセットの更新ログが、永続記憶装
置から抽出されている 更新 サーバが、更新に参加している再編成、更新また
はダウンの状態であるサーバは、選出に参加しない。
【００３９】コーディネータの選出の次に、更新処理が
行われる。残りの更新段階を、図５に示す。相互作用の
説明を助けるために、コーディネータの処理と従属物の
処理の両方を図示する。処理は、コーディネータ・サー
バの選出から始まる（ステップ５０２および５０４）。
コーディネータ・サーバは、まず、それ自体のファイル
セットをロックし、従属物のすべてに、そのファイルセ
ットをロックし、現ファイルセット・バージョン・ベク
トルをコーディネータに送るよう求める要求を送る。
【００４０】ファイルセットを成功裡にロックした従属
物は、更新プロトコルの残りに関する従属物になる。コ
ーディネータが、どの従属物からもそれがファイルセッ
トをロックできるという肯定応答を受け取らない場合、
または、従属物のすべてが、ファイルセットが既にロッ
クされていると応答する場合には、このサーバに関する
コーディネータ状態を終了し、指定された遅延の後に新
しい選出を開始する。
【００４１】ファイルセット・バージョン・ベクトル
は、各サーバによって、ファイルセット複製ごとに維持
される（パーカー（Parker）他著、"Detection of Mutu
al Inconsistency in Distributed Systems", IEEE Tra
nsactions of Software Engineering、１９８３年５月
を参照されたい）。サーバ上の複製に対する修正のそれ
ぞれには、その動作を実行するクライアントによって、
独自の記憶ＩＤを用いてタグが付けられる。サーバは、
最新の記憶ＩＤと、更新実行記録の長さすなわちこの複
製に対する更新の回数からなる、複製に関する更新実行
記録の近似を維持する。サーバは、ファイルセット記憶
グループ内の他の複製のすべての更新実行記録の長さの
見積りも維持する。この更新長のベクトルが、ファイル
セット・バージョン・ベクトルである。
【００４２】２つの複製状態は、その記憶ＩＤとバージ
ョン・ベクトルを使用して比較することができる。その
結果は、複製が同一であるか、両方の複製に対する同時
更新のために矛盾しているか、等しくない（一方の複製
が更新されたが他方は更新されていない）のいずれであ
るかを示す。
【００４３】コーディネータは、複製状態を比較する。
すべての複製が同一である場合、これ以上の処置は不要
であり、更新処理が終了する。
【００４４】次に、コーディネータは、更新されるファ
イルセットに関して、各従属物から修正ログを要求する
（ステップ５０６）。各従属物は、その修正ログをコー
ディネータに送る（ステップ５０８）。指定された時間
内に応答できない従属物は、更新から外される。
【００４５】コーディネータは、すべての従属物からの
ログを組み合わせ（ステップ５１０）、組み合わせたロ
グをすべての従属物に送る（ステップ５１２）。各従属
物は、その複製から欠けている更新を実行する（ステッ
プ５１４）。好ましい実施例では、欠けている更新を単
一のトランザクション内で実行して、原子性を保証す
る。更新の適用は、修正ログに記録される。すべての更
新を適用した後に、変更をコミットし、再生を終える。
【００４６】従属物が、衝突のために更新を再生できな
い場合、それが衝突リストに追加され、この衝突リスト
が、すべての更新を試みた後にコーディネータに送られ
る（ステップ５１６）。意味論上の制約を侵害せずに組
み合わせることができない、複数区画内のファイルまた
はディレクトリに対して行われる同時更新を、衝突して
いると呼ぶ。同一オブジェクトを参照しないディレクト
リの同時更新は、衝突していないので自動的に組み合わ
せることができる。また、掲示板や電子メールなどの特
定のアプリケーションに固有の衝突解決を提供して、自
動衝突解決を可能にすることができる。
【００４７】更新が完了した後に、コーディネータは、
ファイルセットのロックを解除できることを従属物に知
らせる。更新段階が成功裡に完了した場合、コーディネ
ータは、新記憶ＩＤを送って、すべての複製を等しいと
してマークする。更新再生段階が、衝突のために成功裡
に完了しなかった場合、コーディネータは、どのファイ
ルが衝突しているかを判定し、その旨をマークする（ス
テップ５１８）。衝突リストを、各従属物に送る（ステ
ップ５２０）。クライアントは、修復ユーティリティを
使用して衝突リスト上のファイルにアクセスして、衝突
しているファイルを手動で修復することができる。
【００４８】好ましい実施例では、鼓動機構を使用し
て、更新処理中のコーディネータ障害または従属物障害
を検出する。コーディネータは、定期的に、たとえばｈ
秒ごとに、鼓動パルスを各従属物に送る。従属物が２ｈ
秒にわたってパルスを受け取らない場合、その従属物
は、コーディネータが障害を発生したと結論する。コー
ディネータは、同様に、２ｈ秒にわたって従属物から鼓
動信号を受け取らない場合に、その従属物の障害を検出
する。
【００４９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００５０】（１）通信媒体によって相互接続された複
数のプロセッサと、複数の記憶装置とを有するデータ処
理システム内で複写データの一貫性を維持するためのシ
ステムであって、前記記憶装置のそれぞれが、少なくと
も１つの前記プロセッサによって制御され、前記複写デ
ータが、前記複数の記憶装置のうちの２つ以上に複写さ
れ、前記システムが、（ａ）前記複写データの更新を必
要とする事象を検出する手段と、（ｂ）前記複写データ
の更新を調整するため前記プロセッサのうちの１つを選
択する手段と、（ｃ）データ複製のそれぞれに、他のす
べての複製の写しにならせる、前記複写データを更新す
る手段とを含む、システム。 （２）前記プロセッサのうちのいくつかがサーバ・プロ
セッサに指定され、前記選択手段が、前記サーバ・プロ
セッサからプロセッサを選択することを特徴とする、上
記（１）に記載のシステム。 （３）前記選択手段がさらに、（い）前記プロセッサの
それぞれについて優先順位を確立する手段と、（ろ）よ
り高い優先順位のプロセッサのそれぞれに、それが更新
を調整するかどうかを決定するために問い合わせるため
の手段と、（は）前記問合せに対する応答を検出する手
段と、（に）より低い優先順位のプロセッサに、調整役
の引受けを伝える手段とを含むことを特徴とする、上記
（１）に記載のシステム。 （４）（ａ）サーバのそれぞれに優先順位を割り当てる
ステップと、（ｂ）前記サーバのそれぞれによって、よ
り高い優先順位のサーバのそれぞれに、前記より高い優
先順位のサーバがコーディネータ・サーバになるかどう
かを問い合わせるメッセージを送るステップと、（ｃ）
より高い優先順位のサーバの応答を検出するステップ
と、（ｄ）応答が検出されない場合に、送出元サーバに
よるコーディネータ・サーバ役の引受けを伝えるメッセ
ージをより低い優先順位のサーバのそれぞれに送るステ
ップとを含む、複数の前記サーバと、２つ以上の前記サ
ーバで複写されるデータとを有するシステムでデータ複
製更新を調整するためのコーディネータ・サーバを選択
する方法。 （５）システム区画のそれぞれについて、１つのコーデ
ィネータ・サーバだけが選択されることを特徴とする、
上記（４）に記載の方法。 （６）前記サーバのうちの少なくとも２つが、異なるオ
ペレーティング・システムによって制御されることを特
徴とする、上記（５）に記載の方法。 （７）（ａ）データ複製に対する変更をログ記録するス
テップと、（ｂ）複製の調停を必要とする事象を検出す
るステップと、（ｃ）調停を調整するサーバを選択する
ステップと、（ｄ）前記ログ記録された変更に基づい
て、複製のそれぞれに必要な変更を決定するステップ
と、（ｅ）決定された変更を行い、データ衝突があれば
すべて検出するステップと、（ｆ）後の解決のためにデ
ータ衝突を記録するステップとを含む、２つ以上のサー
バの間で分散されるデータの２つ以上の複製の間でデー
タ一貫性を積極的に維持する方法。 （８）前記事象に、予定更新、サーバのサービスへのリ
ターン、およびネットワーク・リンク再接続が含まれる
ことを特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）前記選択されたサーバが、他のサーバのうちの少
なくとも１つのオペレーティング・システムと異なるオ
ペレーティング・システムによって制御されることを特
徴とする、上記（７）に記載の方法。 （１０）各データ複製が、物理ファイル・システムに記
憶され、前記選択されたサーバが、他のサーバのうちの
少なくとも１つの物理ファイル・システムと異なる物理
ファイル・システムを維持することを特徴とする、上記
（７）に記載の方法。 （１１）調停を調整するサーバを選択するステップが、
（い）前記２つ以上のサーバのそれぞれに優先順位を割
り当てるステップと、（ろ）前記２つ以上のサーバのそ
れぞれによって、より高い優先順位のサーバのそれぞれ
に、前記より高い優先順位のサーバがコーディネータ・
サーバになるかどうかを問い合わせるメッセージを送る
ステップと、（は）より高い優先順位のサーバの応答を
検出するステップと、（に）応答が検出されない場合
に、より低い優先順位のサーバのそれぞれに、送出元サ
ーバによるコーディネータ・サーバ役の引受けを伝える
メッセージを送るステップとを含むことを特徴とする、
上記（７）に記載の方法。 （１２）システム区画のそれぞれについて、１つのコー
ディネータ・サーバだけが選択されることを特徴とす
る、上記（１１）に記載の方法。 （１３）前記サーバのうちの少なくとも２つが、異なる
オペレーティング・システムによって制御されることを
特徴とする、上記（１２）に記載の方法。 （１４）コーディネータ・サーバ障害を検出し、サーバ
を選択するステップの繰り返しを引き起こすための手段
をさらに含む、上記（１３）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータ処理システムを示すブロッ
ク図である。
【図２】本発明によるデータ処理システムの典型的なサ
ーバ構成要素のブロック図である。
【図３】複写システムのサーバ状態を表す状態図であ
る。
【図４】更新コーディネータ選出処理を表す流れ図であ
る。
【図５】主コーディネータ・サーバと従属物での更新処
理を表す流れ図である。
【図６】本発明による修正ログの配置を示す図である。
【図７】本発明による修正ログの配置を示す図である。
【符号の説明】
１００ システム １０２ サーバ １０３ 不揮発性記憶装置 １０４ サーバ １０５ 不揮発性記憶装置 １０６ サーバ １０７ 不揮発性記憶装置 １０８ クライアント・ワークステーション １１０ 不揮発性記憶装置 １１２ クライアント・ワークステーション １１４ クライアント・ワークステーション １１６ クライアント・ワークステーション １１８ ネットワーク ２００ サーバ ２０２ プロセッサ要素 ２０４ 揮発性記憶装置 ２０６ 入出力ユニット ２０８ ハード・ディスク ２１０ 表示装置 ２１２ キーボード ２１４ ポインティング装置 ２１６ ネットワーク制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリシュナ・キショレ・イエルレペッディ アメリカ合衆国78729 テキサス州オース チン パートリッジ・ベンド・ドライブ 13026

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】通信媒体によって相互接続された複数のプ
    ロセッサと、複数の記憶装置とを有するデータ処理シス
    テム内で複写データの一貫性を維持するためのシステム
    であって、 前記記憶装置のそれぞれが、少なくとも１つの前記プロ
    セッサによって制御され、 前記複写データが、前記複数の記憶装置のうちの２つ以
    上に複写され、 前記システムが、（ａ）前記複写データの更新を必要と
    する事象を検出する手段と、（ｂ）前記複写データの更
    新を調整するため前記プロセッサのうちの１つを選択す
    る手段と、（ｃ）データ複製のそれぞれに、他のすべて
    の複製の写しにならせる、前記複写データを更新する手
    段とを含む、システム。
  2. 【請求項２】前記プロセッサのうちのいくつかがサーバ
    ・プロセッサに指定され、前記選択手段が、前記サーバ
    ・プロセッサからプロセッサを選択することを特徴とす
    る、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】前記選択手段がさらに、（い）前記プロセ
    ッサのそれぞれについて優先順位を確立する手段と、
    （ろ）より高い優先順位のプロセッサのそれぞれに、そ
    れが更新を調整するかどうかを決定するために問い合わ
    せるための手段と、（は）前記問合せに対する応答を検
    出する手段と、（に）より低い優先順位のプロセッサ
    に、調整役の引受けを伝える手段とを含むことを特徴と
    する、請求項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】（ａ）サーバのそれぞれに優先順位を割り
    当てるステップと、（ｂ）前記サーバのそれぞれによっ
    て、より高い優先順位のサーバのそれぞれに、前記より
    高い優先順位のサーバがコーディネータ・サーバになる
    かどうかを問い合わせるメッセージを送るステップと、
    （ｃ）より高い優先順位のサーバの応答を検出するステ
    ップと、（ｄ）応答が検出されない場合に、送出元サー
    バによるコーディネータ・サーバ役の引受けを伝えるメ
    ッセージをより低い優先順位のサーバのそれぞれに送る
    ステップとを含む、複数の前記サーバと、２つ以上の前
    記サーバで複写されるデータとを有するシステムでデー
    タ複製更新を調整するためのコーディネータ・サーバを
    選択する方法。
  5. 【請求項５】システム区画のそれぞれについて、１つの
    コーディネータ・サーバだけが選択されることを特徴と
    する、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記サーバのうちの少なくとも２つが、異
    なるオペレーティング・システムによって制御されるこ
    とを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】（ａ）データ複製に対する変更をログ記録
    するステップと、（ｂ）複製の調停を必要とする事象を
    検出するステップと、（ｃ）調停を調整するサーバを選
    択するステップと、（ｄ）前記ログ記録された変更に基
    づいて、複製のそれぞれに必要な変更を決定するステッ
    プと、（ｅ）決定された変更を行い、データ衝突があれ
    ばすべて検出するステップと、（ｆ）後の解決のために
    データ衝突を記録するステップとを含む、２つ以上のサ
    ーバの間で分散されるデータの２つ以上の複製の間でデ
    ータ一貫性を積極的に維持する方法。
  8. 【請求項８】前記事象に、予定更新、サーバのサービス
    へのリターン、およびネットワーク・リンク再接続が含
    まれることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記選択されたサーバが、他のサーバのう
    ちの少なくとも１つのオペレーティング・システムと異
    なるオペレーティング・システムによって制御されるこ
    とを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】各データ複製が、物理ファイル・システ
    ムに記憶され、前記選択されたサーバが、他のサーバの
    うちの少なくとも１つの物理ファイル・システムと異な
    る物理ファイル・システムを維持することを特徴とす
    る、請求項７に記載の方法。
  11. 【請求項１１】調停を調整するサーバを選択するステッ
    プが、（い）前記２つ以上のサーバのそれぞれに優先順
    位を割り当てるステップと、（ろ）前記２つ以上のサー
    バのそれぞれによって、より高い優先順位のサーバのそ
    れぞれに、前記より高い優先順位のサーバがコーディネ
    ータ・サーバになるかどうかを問い合わせるメッセージ
    を送るステップと、（は）より高い優先順位のサーバの
    応答を検出するステップと、（に）応答が検出されない
    場合に、より低い優先順位のサーバのそれぞれに、送出
    元サーバによるコーディネータ・サーバ役の引受けを伝
    えるメッセージを送るステップとを含むことを特徴とす
    る、請求項７に記載の方法。
  12. 【請求項１２】システム区画のそれぞれについて、１つ
    のコーディネータ・サーバだけが選択されることを特徴
    とする、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記サーバのうちの少なくとも２つが、
    異なるオペレーティング・システムによって制御される
    ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】コーディネータ・サーバ障害を検出し、
    サーバを選択するステップの繰り返しを引き起こすため
    の手段をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
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