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公開番号2025149083
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049522
出願日2024-03-26
発明の名称クラウドデータベースシステム及びデータ管理方法
出願人株式会社日立製作所
代理人青稜弁理士法人
主分類G06F 16/11 20190101AFI20251001BHJP(計算;計数)
要約【課題】クラウドにおいて業務に影響を与えずに無停止でDBを再編成することができるクラウドデータベースシステム及びデータ管理方法を提供する。
【解決手段】クラウドデータベースシステムは、クラウドサービスにより提供される仮想マシンと、オブジェクトストレージと、DBを格納するボリュームとを有する。仮想マシンは、DBの再編成を行う場合、IOの発行先を第1擬似デバイスから第2擬似デバイスに切り替え、第2擬似デバイスによってDBを格納するボリュームである複製元ボリュームへのIO発行を継続しながら、複製機能によって、複製ボリュームを作成し、第1擬似デバイスによって、複製ボリュームに格納されたDBの再編成を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
クラウドサービスにより提供される、仮想計算環境とデータベースを格納するブロックストレージであるボリュームとを備えた、
クラウドデータベースシステムであって、
前記仮想計算環境は、
ＩＯを要求するデータベース管理システムと、
前記ＩＯを受信し、前記ボリュームに前記ＩＯを発行可能であり、且つ、前記ＩＯの発行先の前記ボリュームを切替可能な第１擬似デバイスと、
前記ＩＯを受信し、前記ボリュームに前記ＩＯを発行可能であり、且つ、前記ＩＯの発行先の前記ボリュームを切替可能な第２擬似デバイスと、
を備え、
前記データベース管理システムは、
前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスの何れかに前記ＩＯを要求し、前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスの何れかによって、前記ボリュームにＩＯを発行させる、
クラウドデータベースシステム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記クラウドサービスにより提供されるオブジェクトストレージを備え、
前記クラウドサービスは、前記データベースを格納する前記ボリュームである複製元ボリュームのデータコピーを前記オブジェクトストレージに作成し、前記データコピーから複製ボリュームを作成可能な複製機能を有し、
前記データベース管理システムは、
前記ＩＯを前記第１擬似デバイスに要求し、前記第１擬似デバイスによって前記ＩＯを前記複製元ボリュームに発行している通常業務状態において、前記データベースの再編成を行う場合、
前記ＩＯの要求先を前記第１擬似デバイスから前記第２擬似デバイスに切り替え、前記第２擬似デバイスによって前記複製元ボリュームへのＩＯ発行を継続しながら、前記複製機能によって前記複製ボリュームを作成し、前記第１擬似デバイスによって、前記複製ボリュームに格納された前記データベースの再編成を行う、
クラウドデータベースシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記データベース管理システムは、
前記第１擬似デバイスによって前記データベースの再編成を完了した後、前記ＩＯの要求先を、前記第２擬似デバイスから前記第１擬似デバイスに切り替え、前記第１擬似デバイスによって、前記ＩＯを、再編成後の前記データベースを格納する前記複製ボリュームに発行する、
クラウドデータベースシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記データベース管理システムは、
前記複製ボリュームの作成が完了した後、前記第１擬似デバイスによって、前記複製ボリュームの全領域を読み込むことにより、前記データコピーから未転送のデータを前記複製ボリュームに転送させる、
クラウドデータベースシステム。
【請求項５】
請求項３に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
更新ログ用の前記ボリュームを有し、
前記データベース管理システムは、
前記第２擬似デバイスによって前記データベースを格納する前記ボリュームである前記複製元ボリュームへのＩＯ発行を継続している間、更新ログ用の前記ボリュームに、前記データベースへの更新ＩＯ要求のログを記録する、
クラウドデータベースシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記データベース管理システムは、
前記データベースの再編成を完了した後、前記第１擬似デバイスによって、前記ＩＯを再編成後の前記データベースを格納する前記複製ボリュームに発行する前に、前記更新ＩＯ要求のログを、再編成後の前記データベースを格納する前記複製ボリュームに反映させる、
クラウドデータベースシステム。
【請求項７】
請求項３に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記データベース管理システムは、
前記データベースの再編成が完了し、前記ＩＯの要求先を、前記第２擬似デバイスから前記第１擬似デバイスに切り替えた後、前記複製元ボリュームを削除する、
クラウドデータベースシステム。
【請求項８】
請求項２に記載のクラウドデータベースシステムにおいて、
前記仮想計算環境は、
前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスを含み、前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスのＩＯ発行先の前記ボリュームを制御するドライバを備える、
クラウドデータベースシステム。
【請求項９】
クラウドサービスにより提供される、仮想計算環境とデータベースを格納するブロックストレージであるボリュームとを備えた、クラウドデータベースシステムに適用されるデータ管理方法であって、
前記仮想計算環境は、
ＩＯを要求するデータベース管理システムと、
前記ＩＯを受信し、前記ボリュームに前記ＩＯを発行可能であり、且つ、前記ＩＯの発行先の前記ボリュームを切替可能な第１擬似デバイスと、
前記ＩＯを受信し、前記ボリュームに前記ＩＯを発行可能であり、且つ、前記ＩＯの発行先の前記ボリュームを切替可能な第２擬似デバイスと、
を備え、
前記データベース管理システムによって、
前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスの何れかに前記ＩＯを要求し、前記第１擬似デバイス及び前記第２擬似デバイスの何れかによって、前記ボリュームにＩＯを発行させる、
データ管理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラウドデータベースシステム及びデータ管理方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
金融、公共、交通及び通信などに適用されるミッションクリティカルシステムは、社会インフラを支え、障害及び停止が許されない重要なシステムである。ミッションクリティカルシステムにおいて、ＤＢＭＳ（Data Base Management System：データベース管理システム）は、データを安全に保存し、必要なデータに高速にアクセスするために使用される。ＤＢＭＳには、ミッションクリティカルを支えるために高い品質が求められる。
【０００３】
ＤＢＭＳでは、長期間運用するとＤＢ(Data Base)の断片化が発生し、性能が低下するため、定期的にＤＢの再編成が必要である。ミッションクリティカルシステムのＤＢＭＳに求められる高い品質としては、２４時間無停止で高性能な稼働を実現することが重要である。このような稼働を実現するためには、定期的なＤＢの再編成を業務無停止で実施することが不可欠となる。
【０００４】
オンプレミスでは、ＤＢＭＳの性能を低下させずにＤＢを再編成することができる。その方式は、次の通りである。
（１）ＤＢの再編成を始める前は、ＤＢＭＳは、ボリューム＃１でＤＢの更新処理をしている。また、ストレージの機能で、ボリューム＃１に書き込まれたデータはボリューム＃２にも反映される。
（２）ＤＢの更新処理を停止し、ボリューム＃１へＩＯを発行しない状態にする。これを静止化という。
（３）静止化中に、ストレージの機能で、ボリューム＃１とボリューム＃２を完全に同じデータに揃った状態にし、ボリューム＃２へＩＯを発行できるようにする。
（４）ＤＢＭＳでＤＢの更新処理をするボリュームをボリューム＃２へ切り替える。
（５）静止化を解除し、ボリューム＃２でＤＢの更新処理を再開する。また、実行したトランザクションによるデータの更新の記録を開始する（即ち、データの更新に関する情報の記録を開始する。）。
（６）ボリューム＃１に格納されているＤＢを再編成する。
（７）再編成完了後、ＤＢ再編成中に記録したデータの更新に関する情報により、更新内容をボリューム＃１に反映する。
（８）反映完了と同時に、ＤＢを静止化し、データの更新の記録を停止する。
（９）ＤＢＭＳでＤＢの更新処理をするボリュームをボリューム＃１へ切り替える。
（１０）静止化を解除して、ボリューム＃１でＤＢの更新処理を再開する。
【０００５】
一方で、クラウドでは、前記の再編成方式で使用しているストレージのボリューム複製機能がなく、異なる方式でボリュームの複製機能を提供している。例えば、クラウドとしてＡＷＳ（Amazon Web Services）で、ブロックデバイスであるＥＢＳ（Amazon Elastic Block Store）を複製する場合、次のような手順で実行される。
（１）複製元のＥＢＳを使用中の業務アプリケーション等を停止し、複製元のＥＢＳが更新されない状態にする。
（２）複製元のＥＢＳのスナップショットをＳ３（Amazon Simple Storage Service (Amazon S3)）に作成する。なお、このスナップショットの作成には、時間（例えば１００ＧＢのＥＢＳのスナップショットの作成に約２０分程度）がかかる。
（３）スナップショットの作成完了後、スナップショットから新しい複製ＥＢＳを作成する。
【０００６】
特許文献１は、オンプレミスで、データベースシステムの処理を停止することなく、データベースの再編成処理が可能とするための技術を開示する。特許文献２は、オンプレミスでデータベース処理をできるだけ継続させたまま所定処理を実行することが可能な技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００６－１１９８２２号公報
特開２００４－３１８２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ミッションクリティカルシステムのクラウドへの移行が進んでいる。ミッションクリティカルシステムをクラウドに移行した場合においても、定期的なＤＢの再編成を業務に影響を与えないで業務無停止で実施することが不可欠となる。
【０００９】
ＤＢＭＳの性能を低下させずにＤＢを再編成するためには、ＤＢを再編成している間、再編成中のＤＢが格納されているボリュームとは別のボリュームに格納されたＤＢに業務を引き継いでＤＢの更新ができる必要がある。このため、データを揃えた状態でボリュームを複製する仕組みが必要になる。
【００１０】
例えば、クラウドとしてＡＷＳを利用して、再編成対象のＤＢが格納されたＥＢＳを複製し、再編成を実行する場合、ＥＢＳスナップショットを利用して、次のような手順で実行される。
（１）再編成対象のＤＢが格納された複製元のＥＢＳを使用中のＤＢＭＳからＩＯを出さないようにし、再編成対象のＤＢが格納された複製元のＥＢＳにデータを書き込まない状態にする。
（２）再編成対象のＤＢが格納された複製元のＥＢＳのスナップショットをＳ３に作成する。なお、このスナップショットの作成には、時間（例えば１００ＧＢのＥＢＳのスナップショットの作成に約２０分程度）がかかる。
（３）スナップショットの作成完了後、スナップショットから新しい複製ＥＢＳを作成する。
（４）複製ＥＢＳを作成後、複製元のＥＢＳのＤＢを再編成し、再編成中、複製ＥＢＳをＤＢＭＳが使用すると同時に、実行したトランザクションにより更新されるデータの記録を開始する（当該データは、例えばＥＢＳに記録される。）。
（５）再編成完了後、ＥＢＳに記録された更新されたデータを複製元ＥＢＳに反映し、実行したトランザクションにより更新されるデータの記録を停止し、複製元のＥＢＳをＤＢＭＳが使用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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