KR20090059859A - Method for asynchronous data replication in distributed file system and system thereof - Google Patents

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Abstract

A method for reproducing asynchronous data in a distributed file system and the distributed file system thereof are provided to guarantee the maintenance of the same data of all replicas although a delay exists in the duplication of file data. A metadata server(120) stores and manages meta data of all files within a file system, determines a server in which a file data block and backup data block will be stored, and then generates a data block in the determined data block. A data server(130) is connected to the metadata server through a network, and stores/manages the data of files and file data blocks. A client(110) accesses file meta data provided from the metadata server, and then directly inputs/outputs the file data from the data server.

Description

분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템{METHOD FOR ASYNCHRONOUS DATA REPLICATION IN DISTRIBUTED FILE SYSTEM AND SYSTEM THEREOF}Asynchronous Data Replication in Distributed File System and its Distributed File System {METHOD FOR ASYNCHRONOUS DATA REPLICATION IN DISTRIBUTED FILE SYSTEM AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 분산파일 시스템에 관한 것으로, 특히 파일 데이터의 복제에 지연이 있더라도 모든 복제본의 동일한 데이터 유지를 보장할 수 있는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed file system, and more particularly, to an asynchronous data replication method and a distributed file system in a distributed file system capable of ensuring the same data of all replicas even if there is a delay in the replication of the file data.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-016-01, 과제명: 저비용 대규모 글로벌 인터넷 서비스 솔루션 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task Management Number: 2007-S-016-01] Development].

일반적으로, 파일의 메타데이터를 저장하고 관리하는 메타데이터 서버와 파일 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 서버들이 네트워크로 연결되어 구성된 분산파일 시스템에서 파일 데이터에 대한 신뢰성을 제공하면서 읽기 성능을 높이기 위한 방법으로 파일 데이터를 여러 데이터 서버에 분산하여 복제하는 방법을 사용하는데, 이와 같이 파일 데이터를 여러 서버에 분산하여 복제함으로써 서버 고장 등이 발생하더라도 데이터에 대한 손실을 최소화할 수 있도록 한다. 또한 클라이언트 로부터 요청된 동일한 데이터에 대한 읽기 접근 부하를 복제본을 저장하고 있는 여러 데이터 서버로 분산함으로써 읽기 성능을 높일 수 있다.In general, a metadata server that stores and manages metadata of a file and a data server that stores and manages file data provide a method for improving read performance while providing reliability of file data in a network filed distributed file system. This method uses a method of distributing and copying file data to multiple data servers. Thus, by distributing and copying file data to multiple servers, data loss can be minimized even if a server failure occurs. In addition, read performance can be improved by distributing the read access load for the same data requested from the client to multiple data servers that store replicas.

파일 데이터에 대한 복제는 데이터를 갱신하거나 또는 추가하는 것과 같은 쓰기 연산이 수행될 때 동기식 또는 비동기식으로 이루어질 수 있다.Replication of file data may be synchronous or asynchronous when a write operation such as updating or adding data is performed.

파일 데이터를 동기식으로 복제하는 경우에는 데이터에 대한 쓰기 연산을 수행할 때마다 모든 데이터 복제본에 대해서도 쓰기 연산을 수행한다. 즉, 파일 데이터에 대한 쓰기 연산은 서로 다른 데이터 서버들에 저장되어 있는 모든 복제본에 대해서도 동일하게 수행된 이후에 완료된다. 따라서 파일 데이터에 대한 쓰기 연산을 수행하기 위해서는 네트워크에 분산되어 있는 여러 데이터 서버에 접근해야 하므로 성능이 저하되고 클라이언트로의 응답시간이 지연되는 문제점이 있다.When synchronously copying file data, every time a write operation is performed on the data, the write operation is also performed on all data copies. That is, the write operation on the file data is completed after the same is performed for all the replicas stored in different data servers. Therefore, in order to perform the write operation on the file data, it is necessary to access several data servers distributed in the network, thereby degrading performance and delaying response time to the client.

파일 데이터를 비동기식으로 복제하는 경우에 데이터에 대한 쓰기 연산은 로컬 또는 주 데이터 서버에서만 수행된 이후에 완료되고, 다른 데이터 서버로의 복제는 지연되어 이루어진다. 따라서 파일 데이터에 대한 쓰기 연산마다 모든 복제본을 접근해야하는 부담을 줄일 수 있으며 클라이언트에 대한 응답시간을 줄일 수 있는 반면에 서버 고장 등의 장애 상황 발생 시에 최근에 쓰여진 데이터 중에서 아직 복제되지 못한 데이터가 손실될 가능성이 있다.In the case of replicating file data asynchronously, the write operation on the data is completed only after it is performed on the local or primary data server, and the replication to another data server is delayed. This reduces the burden of accessing all replicas for each write operation to file data, and reduces response time for clients, while losing data that has not yet been replicated among recently written data in the event of a failure, such as a server crash. There is a possibility.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 모든 복제본이 동일한 데이터를 유지할 수 있도록 하는 분산파일 시 스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an asynchronous data replication method in a distributed file system and a distributed file system according to the distributed file system so that all replicas can maintain the same data. have.

본 발명의 다른 목적은 데이터 블록 수준의 복제를 수행할 수 있도록 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an asynchronous data replication method in a distributed file system and a distributed file system according to the distributed file system capable of performing data block level replication.

본 발명의 또 다른 목적은 주 데이터 서버에서 복제를 담당하여 수행할 수 있도록 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an asynchronous data replication method in a distributed file system and a distributed file system according to the distributed data system to perform the replication in the main data server.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 블록의 일관성을 보장하면서 복제 및 쓰기 연산을 수행할 수 있도록 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an asynchronous data replication method in a distributed file system and a distributed file system according to the distributed file system that can perform the copy and write operations while ensuring the consistency of the data block.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템은, 파일 시스템의 모든 파일에 대한 메타데이터를 저장 및 관리하고 파일 데이터 블록과 백업 데이터 블록을 저장할 데이터 서버를 결정하고 해당 서버에 데이터 블록을 생성하는 메타데이터 서버와; 데이터 블록에 대한 복제를 담당하는 주 데이터 서버와 이에 대응되는 백업 데이터 블록을 저장하는 백업 데이터 서버를 포함하며, 상기 메타데이터 서버와 네트워크로 연결되어 구성되어 파일의 데이터 및 파일 데이터 블록을 저장 및 관리하는 데이터 서버와; 클라이언트 응용을 수행하면서 상기 메타데이터 서버로부터 제공되는 파일 메타데이터에 접근하고 상기 데이터 서버로부터 직접 파일 데이터를 입출력하는 클라이언트를 포함하여 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the distributed file system for asynchronous data replication according to an embodiment of the present invention, the data for storing and managing metadata for all files of the file system, the data to store the file data block and backup data block A metadata server for determining a server and generating data blocks in the server; It includes a main data server that is responsible for the replication of the data block and a backup data server for storing the backup data block corresponding to the data block, and is connected to the metadata server network to store and manage the data and file data block of the file A data server; It may be configured to include a client that accesses the file metadata provided from the metadata server while performing a client application and input and output file data directly from the data server.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법은, 메타데이터 서버가 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버들에 파일 데이터 블록을 생성하는 블록 생성 단계와; 클라이언트로부터의 요청에 의해 상기 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록에 대한 쓰기 연산을 수행하는 쓰기 연산 단계와; 상기 쓰기 연산이 완료되면 상기 주 데이터 서버가 상기 백업 데이터 서버들에 파일 데이터 블록을 복제하는 복제 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to achieve the above object, the asynchronous data replication method in a distributed file system according to an embodiment of the present invention, the block generation step of the metadata server to create a file data block on the primary data server and backup data servers; ; A write operation step of the main data server performing a write operation on a file data block by a request from a client; When the write operation is completed, the main data server may include a copying step of copying a file data block to the backup data servers.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법은, 클라이언트로부터의 파일에 대한 쓰기 요청에 따라, 메타데이터 서버가 쓰기 연산을 수행할 데이터 블록에 대한 주 데이터 서버와 데이터 블록에 대한 정보, 파일 메타데이터를 상기 클라이언트로 전달하는 제 1 단계와; 상기 클라이언트로부터 상기 주 데이터 서버로 쓰기 요청과 데이터가 전달되면, 상기 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록에 대한 일관성을 보장하기 위해 복제 잠금과 쓰기 연산 개수, 현재 변경된 정보를 기록하는 변경 로그를 유지하며 쓰기 연산을 수행하는 제 2 단계와; 상기 주 데이터 서버가 진행 중인 쓰기 연산과 중복되지 않도록 데이터 블록에 대한 복제를 수행하고 그에 따른 변경 정보를 상기 메타데이터 서버로 전달하는 제 3 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to achieve the above object, the asynchronous data replication method in a distributed file system according to an embodiment of the present invention, in response to a write request for a file from a client, the metadata server to a data block to perform a write operation A first step of conveying information about a primary data server and a data block, and file metadata for the client to the client; When a write request and data are transmitted from the client to the main data server, the main data server maintains a write change log that records replication locks, the number of write operations, and the currently changed information to ensure consistency of file data blocks. A second step of performing an operation; And a third step of replicating the data block so that the main data server does not overlap with the ongoing write operation and transferring the change information to the metadata server.

본 발명에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법 및 그에 따른 분산파일 시스템은, 분산 파일 시스템에서 파일 데이터를 비동기식으로 복제함에 있어서 메타데이터 서버가 복제를 제어하지 않고, 데이터 블록 별로 주 데이터 서버가 백업 데이터 서버들로 데이터 블록을 복제하도록 하면서 동시에 데이터 블록에 대한 일관성을 보장함으로써 모든 복제본이 동일한 데이터를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.In the asynchronous data replication method and distributed file system in the distributed file system according to the present invention, the metadata server does not control the replication in asynchronously replicating the file data in the distributed file system. The ability to replicate data blocks to backup data servers, while ensuring consistency of data blocks, ensures that all replicas maintain the same data.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same elements in the figures are represented by the same numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템의 구성을 나타내는데, 이를 참조하면, 분산 파일 시스템(100)은 클라이언트(110), 메타데이터 서버(120), 데이터 서버(130)로 구성될 수 있다.1 illustrates a configuration of a distributed file system for asynchronous data replication according to an embodiment of the present invention. Referring to this, the distributed file system 100 includes a client 110, a metadata server 120, and a data server 130. It can be composed of).

클라이언트(110)는 클라이언트 응용을 수행하면서 메타데이터 서버(120)로부터 제공되는 파일 메타데이터에 접근하고 데이터 서버(130)로부터 직접 파일 데이터를 입출력한다.The client 110 accesses file metadata provided from the metadata server 120 while executing a client application and inputs and outputs file data directly from the data server 130.

메타데이터 서버(120)는 파일 시스템의 모든 파일에 대한 메타데이터를 저장하고 관리하며, 모든 데이터 서버(130)에 대한 상태 정보를 관리한다. 또한 파일 데이터를 나누어서 저장할 데이터 블록들을 각 데이터 서버(130)들에 분산하여 생성한다. 이때 데이터 블록이 생성될 데이터 서버(130)를 선정하고, 복제를 담당할 주 데이터 서버와 백업 데이터 블록을 생성할 백업 데이터 서버도 선정한다. 데이터 블록은 유일한 식별자에 의해 구별되며 생성된 데이터 블록에 대한 식별자 정보는 파일의 메타데이터 정보로 유지된다.The metadata server 120 stores and manages metadata for all files of the file system and manages state information for all data servers 130. In addition, data blocks to be divided and stored in the file data to be generated in each of the data server 130. In this case, the data server 130 in which the data block is to be generated is selected, and the main data server for the replication and the backup data server for generating the backup data block are also selected. The data blocks are distinguished by unique identifiers and the identifier information for the generated data blocks is maintained as metadata information of the file.

데이터 서버(130)는 파일 데이터 블록을 저장하고 관리한다. 데이터 서버(130)는 주기적으로 메타데이터 서버(120)에게 자신의 상태 정보를 보고한다. 데이터 서버(130)는 데이터 블록 별로 복제를 담당하는 주 데이터 서버이거나 백업 데이터 서버의 역할을 수행하게 된다. 이러한 클라이언트(110), 메타데이터 서버(120), 데이터 서버(130)들은 네트워크로 상호 연결된다.The data server 130 stores and manages file data blocks. The data server 130 periodically reports its status information to the metadata server 120. The data server 130 may serve as a main data server or a backup data server that is responsible for replication for each data block. The client 110, the metadata server 120, and the data server 130 are interconnected by a network.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 파일 시스템에서의 주 데이터 서버의 파일 데이터 블록의 일관성 있는 복제를 위해 사용되는 자료 구조를 나타낸다.2 illustrates a data structure used for consistent duplication of file data blocks of a main data server in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 메타데이터 서버(120)는 파일에 대한 데이터 블록들과 데이터 블록에 저장된 데이터 서버(130)에 대한 정보를 유지한다. 반면에 모든 데이터 서버(130)는 저장하고 있는 데이터 블록들에 대한 메타데이터(210)를 저장한다.Referring to FIG. 2, the metadata server 120 maintains data blocks for a file and information about the data server 130 stored in the data block. On the other hand, all data servers 130 store metadata 210 for the data blocks stored therein.

데이터 블록에 대한 복제를 담당하는 주 데이터 서버는 데이터 블록에 대한 복제를 수행하고 있는 동안 동일한 데이터 블록에 대한 쓰기 연산이 수행될 때 백업 데이터 블록에 대한 일관성을 보장하기 위하여 데이터 블록에 대한 쓰기 연산을 수행하거나 복제를 수행할 때 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금(220)을 획득한다.The primary data server, which is responsible for replicating data blocks, performs write operations on the data blocks to ensure consistency for the backup data blocks when write operations are performed on the same data blocks while replicating the data blocks. When performing or performing a replication, a replication lock 220 is acquired for the corresponding data block.

또한 주 데이터 서버는 데이터 블록에 대한 복제를 수행하기 이전에 현재 진행 중인 쓰기 연산이 있는지를 검사하고 쓰기 연산과의 동시성 제어를 위해 현재 진행 중인 쓰기 연산의 개수(230)를 유지한다. 따라서 쓰기 연산을 수행할 때는 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금(220)을 획득한 상태에서 쓰기 연산의 개수(230)를 증가시키고 복제 잠금(220)을 해제한다.In addition, the main data server checks whether there is a write operation currently in progress before performing the replication of the data block, and maintains the number of write operations currently in progress 230 for concurrency control with the write operation. Therefore, when the write operation is performed, the number of write operations 230 is increased and the replication lock 220 is released while the replication lock 220 for the corresponding data block is obtained.

그리고 주 데이터 서버는 쓰기 연산이 완료된 이후에는 다시 쓰기 연산의 개수(230)를 감소시킨다. 데이터 블록에 대한 쓰기 연산의 결과는 변경 로그(240)에 반영된다. 변경 로그(240)에는 데이터 블록에서 실제로 변경된 부분에 대한 범위를 나타낸다.After the write operation is completed, the main data server reduces the number of write operations 230 again. The result of the write operation on the data block is reflected in the change log 240. The change log 240 shows the range for the actually changed portion of the data block.

그리고 추후에 데이터 블록을 복제할 때 주 데이터 서버는 변경 로그(240)를 참조하여 실제로 변경된 부분만 복제하도록 함으로써 보다 빠른 복제가 이루어질 수 있도록 한다. 또한 복제가 수행되기 이전에 여러 번의 쓰기 연산이 수행되는 경우에는 각각의 쓰기 연산의 결과가 변경 로그(240)에 통합되어 반영된다.In the future, when the data block is replicated, the main data server refers to the change log 240 to replicate only the portion that has actually changed, thereby enabling faster replication. In addition, when a plurality of write operations are performed before the replication is performed, the result of each write operation is integrated and reflected in the change log 240.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 메타데이터 서버(120)가 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버에 파일 데이터 블록을 생성하는 과정을 나타낸다.3 illustrates a process in which the metadata server 120 creates file data blocks in a primary data server and a backup data server in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, S310 단계에서 클라이언트(110)는 메타데이터 서버(120)에 파일에 대한 쓰기 요청을 하면서 파일 이름과 쓰기 연산을 수행할 데이터 블록에 대한 인덱스를 보낸다.Referring to FIG. 3, in operation S310, the client 110 sends a file name and an index of a data block to perform a write operation to the metadata server 120 while making a write request for a file.

그러면 S320 단계에서 메타데이터 서버(120)는 해당 파일에 대한 데이터 블 록이 존재하는지를 판단한다.Then, in step S320, the metadata server 120 determines whether a data block for the file exists.

해당 데이터 블록이 존재하면 S330 단계에서 메타데이터 서버(120)는 데이터 블록을 저장하고 있는 주 데이터 서버와 데이터 블록에 대한 정보, 그리고 파일 메타데이터를 클라이언트(110)로 전달한다.If the corresponding data block exists, the metadata server 120 transmits the information about the main data server, the data block, and the file metadata storing the data block to the client 110 in operation S330.

한편 해당 데이터 블록이 존재하지 않으면 S340 단계 내지 S350 단계에서 메타데이터 서버(120)는 데이터 블록을 생성할 주 데이터 서버와 백업 데이터 블록을 생성할 백업 데이터 서버를 선정하고 데이터 블록과 백업 데이터 블록의 생성 요청을 한다.On the other hand, if the corresponding data block does not exist in step S340 to S350 metadata server 120 selects the main data server to create the data block and the backup data server to create the backup data block, and generates the data block and backup data block Make a request.

그러면 S360 단계에서 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버는 데이터 블록과 백업 데이터 블록을 생성하고 생성된 데이터 블록들에 대한 정보를 메타데이터 서버(120)로 전달한다. 이때 주 데이터 서버는 해당 데이터 블록에 대한 복제를 쓰기 연산이 발생할 때마다 수행되도록 설정한다.Then, in step S360, the main data server and the backup data server generate the data block and the backup data block and transmit the information about the generated data blocks to the metadata server 120. At this time, the main data server sets the replication for the data block to be performed whenever a write operation occurs.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 파일 데이터 블록에 대한 쓰기 연산의 과정을 나타낸다.4 is a flowchart illustrating a write operation on a file data block in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, S410 단계에서 클라이언트(110)는 메타데이터 서버(120)에 파일에 대한 쓰기 요청을 하면서 파일 이름과 쓰기 연산을 수행할 데이터 블록에 대한 인덱스를 보낸다.Referring to FIG. 4, in operation S410, the client 110 sends a file name and an index of a data block to perform a write operation to the metadata server 120 while making a write request for a file.

그러면 S415 단계에서 메타데이터 서버(120)는 쓰기 연산을 수행할 데이터 블록에 대한 주 데이터 서버와 데이터 블록에 대한 정보, 그리고 파일 메타데이터를 클라이언트(110)로 전송한다.Then, in step S415, the metadata server 120 transmits the main data server, the information about the data block, and the file metadata for the data block on which the write operation is to be performed, to the client 110.

그러면 S420 단계에서 클라이언트(110)는 주 데이터 서버에 데이터 블록에 대한 쓰기 요청과 함께 쓸 데이터를 전송한다.Then, in step S420, the client 110 transmits data to be written together with the write request for the data block to the main data server.

데이터 블록에 대한 쓰기 요청을 받은 주 데이터 서버는 S425 단계에서 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득한다.The main data server receiving the write request for the data block acquires a replication lock for the data block in step S425.

이어서 주 데이터 서버는 S430 단계에서 현재 데이터 블록에 대해 수행되고 있는 쓰기 연산의 개수를 증가시킨 후, S435 단계에서 복제 잠금을 해제한다.Subsequently, the main data server increases the number of write operations being performed on the current data block in step S430, and then releases the replication lock in step S435.

또한 S440 단계에서 주 데이터 서버는 클라이언트(110)로부터 전송된 데이터를 데이터 블록에 반영하고, S445 단계에서 데이터 블록에 반영된 정보를 변경 로그에 기록한다. 즉 변경 로그에 데이터 블록에서 변경된 범위를 나타낸다.In operation S440, the main data server reflects the data transmitted from the client 110 to the data block, and records the information reflected in the data block in the change log in operation S445. In other words, the changed log shows the changed range in the data block.

변경 로그에 기록이 완료되면 주 데이터 서버는 S450 단계에서 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수를 다시 감소시키고, S455 단계에서 클라이언트(110)에 쓰기 연산의 결과를 전송한다.When writing to the change log is completed, the main data server reduces the number of write operations for the data block again in step S450, and transmits the result of the write operation to the client 110 in step S455.

그러면 S460 단계에서 클라이언트(110)는 메타데이터 서버(120)에 변경된 파일 메타데이터를 전송한다.In operation S460, the client 110 transmits the changed file metadata to the metadata server 120.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록을 복제하는 과정을 나타낸다.5 illustrates a process of replicating a file data block by a main data server in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, S510 단계에서 주 데이터 서버는 데이터 블록에 대한 복제를 수행하기 위해 먼저 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득한다.Referring to FIG. 5, in operation S510, the primary data server first acquires a replication lock on a corresponding data block in order to perform a replication on the data block.

그리고 S520 단계에서 해당 데이터 블록에 대해 현재 수행되고 있는 쓰기 연산이 있는지를 확인하기 위해 데이터 블록의 쓰기 연산 개수가 0보다 큰지 판단한 다.In operation S520, to determine whether there is a write operation currently being performed on the data block, it is determined whether the number of write operations of the data block is greater than zero.

데이터 블록의 쓰기 연산 개수가 0보다 크면 현재 수행 중인 쓰기 연산이 있는 것으로 판단하여 S530 단계에서 주 데이터 서버는 해당 쓰기 연산이 완료될 때까지, 즉, 쓰기 연산 개수가 0이 될 때까지 대기한다. 이때 복제 잠금을 획득하고 있으므로 나중에 요청되는 쓰기 연산은 복제 잠금을 획득하기 위해 대기할 수 있다.If the number of write operations of the data block is greater than zero, it is determined that there is a write operation currently being performed, and in step S530, the main data server waits until the corresponding write operation is completed, that is, until the number of write operations becomes zero. At this time, since a duplicate lock is acquired, a write operation requested later may wait to acquire a duplicate lock.

대기가 완료되거나 상기 판단 결과 데이터 블록의 쓰기 연산 개수가 0이면 S540 단계에서 주 데이터 서버는 메타데이터 서버(120)로 복제를 수행할 백업 데이터 서버와 백업 데이터 블록에 대한 정보를 요청하여 받아온다.When the wait is completed or as a result of the determination, if the number of write operations of the data block is 0, in step S540, the main data server requests and receives information about the backup data server and the backup data block to be replicated to the metadata server 120.

이어서 S550 단계에서 주 데이터 서버는 데이터 블록에 대한 변경 로그를 참조하여 변경된 데이터만 백업 데이터 서버들로 전송하여 백업 데이터 블록으로 복제한다.Subsequently, in step S550, the main data server refers to the change log for the data block and transmits only the changed data to the backup data servers to replicate the backup data block.

복제가 완료되면 S560 단계에서 주 데이터 서버는 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 해제한다.When the replication is completed, in step S560, the main data server releases the replication lock on the corresponding data block.

이어서 S570 단계에서 주 데이터 서버는 메타데이터 서버(120)로 복제로 인해 변경된 백업 데이터 블록에 대한 정보를 전송한다.In operation S570, the main data server transmits information about the backup data block changed due to the replication to the metadata server 120.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.In the above, specific preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention attached to the claims. .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템의 구성을 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the configuration of a distributed file system for asynchronous data replication according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 파일 시스템에서의 주 데이터 서버의 파일 데이터 블록의 일관성 있는 복제를 위해 사용되는 자료 구조를 나타내는 구조도.2 is a structural diagram showing a data structure used for consistent replication of file data blocks of a primary data server in a distributed file system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 메타데이터 서버가 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버에 파일 데이터 블록을 생성하는 과정을 나타내는 흐름도.3 is a flowchart illustrating a process in which a metadata server creates a file data block in a primary data server and a backup data server in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 파일 데이터 블록에 대한 쓰기 연산의 과정을 나타내는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a process of writing a file data block in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법에서 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록을 복제하는 과정을 나타내는 흐름도.5 is a flowchart illustrating a process of replicating a file data block by a main data server in an asynchronous data replication method in a distributed file system according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (13)

파일 시스템의 모든 파일에 대한 메타데이터를 저장 및 관리하고 파일 데이터 블록과 백업 데이터 블록을 저장할 데이터 서버를 결정하고 해당 서버에 데이터 블록을 생성하는 메타데이터 서버와;A metadata server that stores and manages metadata for all files in the file system, determines a data server to store file data blocks and backup data blocks, and generates data blocks on the server; 데이터 블록에 대한 복제를 담당하는 주 데이터 서버와 이에 대응되는 백업 데이터 블록을 저장하는 백업 데이터 서버를 포함하며, 상기 메타데이터 서버와 네트워크로 연결되어 구성되어 파일의 데이터 및 파일 데이터 블록을 저장 및 관리하는 데이터 서버와;It includes a main data server that is responsible for the replication of the data block and a backup data server for storing the backup data block corresponding to the data block, and is connected to the metadata server network to store and manage the data and file data block of the file A data server; 클라이언트 응용을 수행하면서 상기 메타데이터 서버로부터 제공되는 파일 메타데이터에 접근하고 상기 데이터 서버로부터 직접 파일 데이터를 입출력하는 클라이언트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.And a client for accessing file metadata provided from the metadata server and inputting and outputting file data directly from the data server while executing a client application. 제 1항에 있어서, 상기 메타데이터 서버는The method of claim 1, wherein the metadata server 상기 클라이언트로부터 쓰기 요청을 받으면 해당 데이터 블록을 저장하고 있는 주 데이터 서버와 데이터 블록에 대한 정보, 그리고 파일 메타데이터를 클라이언트로 전달하는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.When receiving a write request from the client, the distributed file system for asynchronous data replication, characterized in that for transmitting the information and the file metadata, and the file metadata to the client and the main data server that stores the data block. 제 2항에 있어서, 상기 주 데이터 서버는3. The system of claim 2, wherein said primary data server is 상기 클라이언트로부터 데이터 블록에 대한 쓰기 요청을 받으면, 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득한 후 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수를 증가시키고 상기 복제 잠금을 해제한 후 데이터를 갱신하며, 상기 클라이언트에 갱신된 결과를 전달하는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.Upon receiving a write request for a data block from the client, after obtaining a replication lock for the data block, the number of write operations for the data block is increased, the data is released after the release lock is released, and data is updated. Distributed file system for asynchronous data replication, characterized by passing results. 제 1항에 있어서, 상기 주 데이터 서버는The method of claim 1, wherein the primary data server 파일 데이터 블록에 대한 일관성을 보장하기 위해 복제 잠금과 쓰기 연산 개수, 그리고 현재 변경된 정보를 기록하는 변경 로그를 유지하는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.Distributed file system for asynchronous data replication, which maintains a change log that records replication locks, the number of write operations, and the currently changed information to ensure consistency for file data blocks. 제 4항에 있어서, 상기 주 데이터 서버는5. The method of claim 4, wherein said primary data server is 쓰기 연산을 수행할 때 해당 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득한 상태에서 쓰기 연산의 개수를 증가시키고 복제 잠금을 해제하고, 쓰기 연산이 완료된 후 다시 쓰기 연산의 개수를 감소시키고 데이터 블록에 대한 쓰기 연산의 결과를 변경 로그에 반영하는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.When performing a write operation, increase the number of write operations, release the replication locks, decrease the number of write operations again after the write operation is completed, and obtain a write operation on the data block with the duplicate locks acquired for that data block. Distributed file system for asynchronous data replication, characterized in that to reflect the results of the change log. 제 5항에 있어서, 상기 주 데이터 서버는6. The system of claim 5, wherein said primary data server is 추후에 데이터 블록을 복제할 때 상기 변경 로그를 참조하여 실제로 변경된 부분만 복제하는 것을 특징으로 하는 비동기식 데이터 복제를 위한 분산 파일 시스템.A distributed file system for asynchronous data replication, characterized in that for copying the data block at a later time, only the changed part is copied with reference to the change log. 메타데이터 서버가 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버들에 파일 데이터 블록을 생성하는 블록 생성 단계와;A block generation step of the metadata server generating file data blocks in the primary data server and the backup data servers; 클라이언트로부터의 요청에 의해 상기 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록에 대한 쓰기 연산을 수행하는 쓰기 연산 단계와;A write operation step of the main data server performing a write operation on a file data block by a request from a client; 상기 쓰기 연산이 완료되면 상기 주 데이터 서버가 상기 백업 데이터 서버들에 파일 데이터 블록을 복제하는 복제 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And replicating, by the main data server, the file data block to the backup data servers when the write operation is completed. 제 7항에 있어서, 상기 블록 생성 단계는The method of claim 7, wherein the block generation step 상기 클라이언트가 상기 메타데이터 서버에 쓰기 요청을 하는 단계와;The client making a write request to the metadata server; 상기 메타데이터 서버가 상기 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버들에 데이터 블록을 생성하는 단계와;The metadata server generating a data block on the primary data server and backup data servers; 상기 메타데이터 서버가 상기 주 데이터 서버와 백업 데이터 서버들로부터 상기 생성된 데이터 블록 정보를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분 산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And receiving, by the metadata server, the generated data block information from the main data server and the backup data servers. 제 7항에 있어서, 상기 쓰기 연산 단계는8. The method of claim 7, wherein the write operation is 상기 클라이언트가 상기 주 데이터 서버에 쓰기 요청을 하는 단계와;The client making a write request to the primary data server; 상기 쓰기 요청에 따라 상기 주 데이터 서버가 해당 데이터 블록에 복제 잠금을 획득하는 단계와;Acquiring, by the main data server, a replication lock on a corresponding data block according to the write request; 상기 주 데이터 서버가 상기 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수를 증가시키고 복제 잠금을 해제하는 단계와;The primary data server increasing the number of write operations for the data block and releasing a replication lock; 상기 주 데이터 서버가 상기 데이터 블록에 쓰기 연산을 수행하는 단계와;The main data server performing a write operation on the data block; 상기 주 데이터 서버가 상기 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수를 감소시키는 단계와;Reducing, by the main data server, the number of write operations for the data block; 상기 주 데이터 서버가 상기 데이터 블록에 대한 변경 로그를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And generating, by the main data server, a change log for the block of data. 제 7항에 있어서, 상기 복제 단계는8. The method of claim 7, wherein said replicating step is 상기 주 데이터 서버가 데이터 블록에 대한 복제를 위해 복제 잠금을 획득하는 단계와;Acquiring, by the primary data server, a replication lock for replication of a data block; 상기 주 데이터 서버가 상기 메타데이터 서버로부터 백업 데이터 서버들에 대한 정보를 수신하는 단계와;The primary data server receiving information about backup data servers from the metadata server; 상기 주 데이터 서버가 변경 로그를 참조하여 데이터 블록의 변경된 부분만 상기 백업 데이터 서버들에 반영하는 단계와;Reflecting, by the main data server, only the changed portion of the data block to the backup data servers by referring to a change log; 상기 주 데이터 서버가 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 해제하는 단계와;The primary data server releasing a replication lock on a block of data; 상기 주 데이터 서버가 상기 메타데이터 서버에 변경된 백업 데이터 블록에 대한 정보를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And transmitting, by the main data server, information about the changed backup data block to the metadata server. 클라이언트로부터의 파일에 대한 쓰기 요청에 따라, 메타데이터 서버가 쓰기 연산을 수행할 데이터 블록에 대한 주 데이터 서버와 데이터 블록에 대한 정보, 파일 메타데이터를 상기 클라이언트로 전달하는 제 1 단계와;In response to a write request for a file from a client, transmitting a main data server, information on the data block, and file metadata for the data block on which the metadata server will perform a write operation to the client; 상기 클라이언트로부터 상기 주 데이터 서버로 쓰기 요청과 데이터가 전달되면, 상기 주 데이터 서버가 파일 데이터 블록에 대한 일관성을 보장하기 위해 복제 잠금과 쓰기 연산 개수, 현재 변경된 정보를 기록하는 변경 로그를 유지하며 쓰기 연산을 수행하는 제 2 단계와;When a write request and data are transmitted from the client to the main data server, the main data server maintains a write change log that records replication locks, the number of write operations, and the currently changed information to ensure consistency of file data blocks. A second step of performing an operation; 상기 주 데이터 서버가 진행 중인 쓰기 연산과 중복되지 않도록 데이터 블록에 대한 복제를 수행하고 그에 따른 변경 정보를 상기 메타데이터 서버로 전달하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And a third step of replicating the data block so that the main data server does not overlap with the ongoing write operation and transferring the changed information to the metadata server. How to replicate data. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 단계는12. The method of claim 11, wherein the second step is 상기 주 데이터 서버가 상기 클라이언트로부터 요청되는 데이터 블록에 대한 쓰기 연산을 수행함에 있어서,In the main data server performing a write operation on a block of data requested from the client, 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득하는 단계와;Obtaining a duplicate lock on the data block; 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수를 증가시키는 단계와;Increasing the number of write operations for the data block; 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 해제하는 단계와;Releasing a replication lock on the data block; 데이터를 갱신하는 단계와;Updating the data; 클라이언트에 갱신된 결과를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.Asynchronous data replication method in a distributed file system comprising the step of delivering the updated result to the client. 제 11항에 있어서, 상기 제 3 단계는12. The method of claim 11, wherein the third step is 상기 주 데이터 서버가 데이터 블록에 대한 복제를 수행함에 있어서,In the primary data server performing the replication of the data block, 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 획득하는 단계와;Obtaining a duplicate lock on the data block; 데이터 블록에 대한 쓰기 연산 개수가 0이 될 때까지 대기하는 단계와;Waiting until the number of write operations for the data block becomes zero; 백업 데이터 서버에 데이터 블록을 복제하는 단계와;Replicating the data block to the backup data server; 데이터 블록에 대한 복제 잠금을 해제하는 단계와;Releasing a replication lock on the data block; 변경된 백업 데이터 블록 정보를 메타데이터 서버로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산파일 시스템에서의 비동기식 데이터 복제 방법.And transferring the changed backup data block information to the metadata server.
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