(57)【要約】本発明は、各オブジェクトを複数のブロックに切り分け、前記ブロックを様々な保存装置に配分するにつき、前記保存装置のそれぞれに、それぞれ一つのまたは複数のブロックからなるオブジェクトの断片を配分する配分法則に従う、複数のデータ保存装置の混成集団内で複数のオブジェクトを配分する方法に関するものである。本発明によると、オブジェクト（ｉ）の断片相互の重みの隔たりを表す柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦ（ｉ）を、オブジェクト断片の配分管理のパラメーターとして用いて、各オブジェクトの人気の可変性を表す値を定期的に測定して計算し、時点ｔにおいて測定または計算した前述の値から、各オブジェクトについて、その人気の可変性に反比例する柔軟性係数を各オブジェクトに割り当てるという原則に従って、前記オブジェクトに割り当てるための、望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）を計算し、時点ｔにおいて、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトの断片相互の重みの隔たりを表す、前記オブジェクトの実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を測定して計算し、そして各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトについての望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を得られるように、オブジェクトの断片のブロックの保存装置相互間での移動を制御する。
2005534084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各オブジェクトを複数のブロックに切り分け、前記ブロックを様々な保存装置に配分するにつき、前記保存装置のそれぞれに、それぞれ一つのまたは複数のブロックからなるオブジェクトの断片を配分する配分法則に従う、複数のデータ保存装置の混成集団内で複数のオブジェクトを配分する方法であり、まったく新しいオブジェクトを導入する際には、オブジェクト（ｉ）の断片相互の重みの偏差を表す柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦ（ｉ）を、オブジェクト断片の配分管理のパラメーターとして用いて、柔軟性係数の所定の値を定めることによって、前記保存装置に、そして保存装置の集団内に配置されたオブジェクトについて、オブジェクトのブロックを以下のように配分することを特徴とする方法：
−各オブジェクトの人気の可変性を表す値を定期的に測定して計算し、
−時点ｔにおいて測定または計算した前述の値から、各オブジェクトについて、その人気の可変性に反比例する柔軟性係数を各オブジェクトに割り当てるという原則に従って、前記オブジェクトに割り当てるための、望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）を計算し、
−時点ｔにおいて、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトの断片相互の重みの偏差を表す、前記オブジェクトの実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を測定して計算し、
−そして各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトについての望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を得られるように、オブジェクトの断片のブロックの保存装置相互間での移動を制御する。
【請求項２】
各オブジェクト（ｉ）について計算した実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）は、ＣＦｒ（ｉ）＝Ｐｅｃａｒｔ（ｉ）／Ｐｍｏｙ（ｉ）というようなものであり、但しここで、Ｐｍｏｙ（ｉ）はオブジェクト（ｉ）の断片の重みの平均であり、Ｐｅｃａｒｔ（ｉ）はオブジェクト（ｉ）の断片の重みの平均と比較した標準偏差であることを特徴とする、請求項１に記載の配分方法。
【請求項３】
−事前の過程で、様々なブロックに所定の人気の可変性の値を割り当てておき、前記ブロックを人気の可変性の上位から下位への順で分類し、そして、分類されたブロックを隣接させた状態で結合することによりオブジェクトを作りだし、
−そして、保存装置の集団を管理する際には、前記ブロックの人気とその可変性とについて測定した情報に応じて、人気の可変性の上位から下位への順でブロックを定期的に再分類する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の配分方法。
【請求項４】
各オブジェクト（ｉ）につき、望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）を、「決定台形」と呼ばれる決定方法によって決定し、該決定台形は、前記オブジェクトの人気の可変性をベクトルとしてもつ目盛り付きの軸から成る第一の底辺と、そのオブジェクトについての望ましい柔軟性係数をベクトルとしてもち、そのベクトルが前者とは逆の方向になっている目盛り付きの軸から成る第二の底辺とを有する台形であって、前記決定方法が以下の手順を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の配分方法：
−変数、すなわち、人気の可変性と望ましい柔軟性係数のそれぞれの上限と下限の値を、二辺がそれぞれ切片［ｖａｒ上限−ＣＦ下限］と［ｖａｒ下限−ＣＦ上限］である台形を決定するように、定め、
−可変性がｖａｒ上限以上の場合には、その可変性を柔軟性係数のＣＦ下限の値に投影し、
−同様に、可変性がｖａｒ下限以下の場合には、その可変性を柔軟性係数のＣＦ上限の値に投影し、
−可変性が区間［ｖａｒ下限−ｖａｒ上限］に属する場合には、その可変性を線形的に区間［ＣＦ下限−ＣＦ上限］に投影する。
【請求項５】
各オブジェクト（ｉ）につき望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を得ることを目指して、
−各オブジェクト（ｉ）につき、絶対値｜ＣＦｖ（ｉ）−ＣＦｒ（ｉ）｜に等しい、距離ＣＦと呼ばれるパラメーターを計算し、
−ＣＦｖ（ｉ）＜ＣＦｒ（ｉ）であるオブジェクト（ｉ）につき、そしてまず第一に、距離ＣＦが最大となるオブジェクトにつき、より大きな重みのある断片に属するそのようなオブジェクトの一つのブロックを、それより重みの小さい断片の入っている保存装置に向けて移動させ、
−そして、ＣＦｖ（ｉ）＞ＣＦｒ（ｉ）であるオブジェクト（ｉ）につき、そしてまず第一に、距離ＣＦが最大となるオブジェクトにつき、そのようなオブジェクトの一つのブロックを、最も一杯になった保存装置から最も空きのある保存装置に向けて移動させることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の配分方法。
【請求項６】
−最も負荷のかかった、熱いＤＳと言われる保存装置と、最も負荷の軽い、冷めたＤＳと言われる保存装置とを選び、
−最も負荷の軽い保存装置に位置する、アクセス頻度の低い、冷めたブロックと言われるブロック一つと、最も負荷のかかった保存装置に位置する、アクセス頻度の高い、熱いブロックと言われるブロック一つとを検索し、それら二つのブロックを交換して負荷の均衡を回復するようにし、
−熱いＤＳから熱いブロックを以下のようにしてえり分け、
・人気の平均が上位から下位への順にオブジェクトを分類し、
・その分類の後で、最も人気のあるｎ個のオブジェクトを選び、人気の高い区域と言われる区域を形成し、
・ｎ個のオブジェクトをブロックに分解し、そのそれぞれを個別に処理し、それにより、そのようなブロックをえり分けて四つのクラスに配分する。
−クラス１：熱いＤＳから冷めたＤＳに向かう移動によってそれらブロックが所属するオブジェクトの実際の柔軟性係数が減少するようなブロック、
−クラス２：最も一杯の保存装置とは別の保存装置に向けて移動されたブロック、
−クラス３：最も一杯の保存装置に向けて移動されたブロック、
−クラス４：移動することにより距離ＣＦが増大することになるブロック、
−同様に、冷めた保存装置から冷めたブロックをえり分けるために、分類の後で、最も人気のないｎ個のオブジェクトを選び、人気の低い区域と言われる区域を形成し、そしてそのようなオブジェクトをブロックに分解し、そのようなブロックを個別に処理して、それにより、それらをより分けて前述の四つのクラスに配分し、
−つぎに、そのようにより分けたブロックの二つのグループから、熱いブロックのグループと冷めたブロックのグループを作り：
・前記熱いＤＳに位置し、クラス番号が最も若い、先にえり分けたブロックにある熱いＤＳの転送用ブロックを検索し、
・前記冷めたＤＳに位置し、クラス番号が最も若い、先にえり分けたブロックにある冷めたＤＳの転送用ブロックを検索し、
・そして、熱いＤＳから選んだブロックを冷めたＤＳから選んだブロックと交換することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の配分方法。
【請求項７】
一つのまたは複数のブロックからなるオブジェクトの断片を前記の保存装置に割り当てる配分法則に基づき、複数の保存装置（３、４）の混成集団（１）内で複数のブロックに切り分けたオブジェクト（ｉ）を配分する装置であり、前記装置が
−各オブジェクトの人気の可変性を表す値を定期的に測定し計算するのに適した、分析モジュール（５）と呼ばれるモジュールと、
−分析モジュール（５）で時点ｔにおいて測定し計算したパラメーターに基づき、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクト（ｉ）の断片相互間の重みの偏差を表す、実際の柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦｒ（ｉ）と、オブジェクト（ｉ）に割当てるべきものであり、各オブジェクトにその人気の可変性に反比例する柔軟性係数を割り当てる原則に従って計算される、望ましい柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦｖ（ｉ）とを計算するのに適した、決定モジュール（６）と呼ばれるモジュールと、
−そして、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトの望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）が得られるように、オブジェクトの断片のブロックの保存装置間の移動を制御するのに適した、改変モジュール（８）と呼ばれるモジュールと
を含むことを特徴とする配分装置。
【請求項８】
負荷の少ない保存装置に位置するアクセス頻度の低いブロックを、負荷の多い保存装置に位置するアクセス頻度の高いブロックと交換する作業を実現するのに適した、均衡回復モジュール（１１）と呼ばれるモジュールを含むことを特徴とする、請求項７に記載の配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のデータ保存装置の混成集団においてオブジェクトを配分する方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データ保存装置の分野における現在の傾向は、情報を保存する保存システムが益々複雑になっていくということであるが、そのようなシステムを混成保存システムというのは、保存容量（一つの保存装置に保存できる情報量）も同じでなく、通過帯域（一つの保存装置で読み取りや書き込みをどのくらいのスループットで行えるかということ）も同じでないような複数の保存装置で構成されたシステムだからである。
【０００３】
様々な保存装置に情報を保存するための第一の手順は、現時点では、従来通りに、各オブジェクトを複数のブロックに切り分けて、前記ブロックを様々な保存装置の中に配分していくということであるが、その配分の際に従う法則は、一つまたは複数のブロックでそれぞれ構成されるオブジェクトの断片を、保存装置のそれぞれに割り当てるということである。
【０００４】
曖昧にならないために、（明細書と特許請求の範囲の）全文にわたり以下のような用語を採用している。
−保存装置：データを記録し、あるいは再生することのできる装置
−クライアント：保存装置に保存されたデータにアクセスする装置
−データ集合の人気：そのデータ集合にアクセスする際に、保存装置とクライアントとの間で転送される単位時間当たりのデータの量に比例する値
−人気の可変性：時間的経過の中で一つのデータ集合の人気の変化を特徴づける値
−ブロック：ある保存装置の中に隣接させて保存されたデータの集合
−オブジェクト：比較可能な人気の可変性を有するブロックの集合
−オブジェクトの断片：同じオブジェクトに属し、同じ保存装置におかれたブロックの集合
−保存装置の負荷：その保存装置とクライアントとの間で単位時間当たりに転送されるデータの集合
−断片の重み：その断片が、その断片を保存する保存装置に生じさせる作業負荷を表す値。この値を測定する方法は幾つか考えられるが、例えば、その断片のサイズをその保存装置の平均通過帯域で割るとか、保存装置がその断片のデータについての読み取りまたは書き込みのリクエストを処理するのに経過する平均時間等がある。
【０００５】
現時点では、これまでに行われた開発全てを基礎として、配分方法に二大原則がある。
【０００６】
その第一の方法は、均等に配分した配置方法とでも呼びうるもので、各保存装置の中に、前記保存装置の通過帯域に比例したサイズのオブジェクトの断片を配分することを基礎原則とするものである。それゆえ、この方法は保存装置の通過帯域を完全に活用することになる。
【０００７】
逆に、この方法の欠点は、他よりも先に一杯になってしまう保存装置が幾つかあり、そのため、一つの保存装置が一杯になると、配置の均衡を破ることなしには他の保存装置に断片を追加することがもはや不可能になってしまうということから生じるものである。このことから、大部分の場合、この方法では混成集団内の保存容量を完全に活用することはできない。このような保存容量の損失を算定するのは、構成に関わることなので難しいが、一般的には２５％を超えており、保存容量の８０％近くに達することもあるということが判明している。
【０００８】
その第二の方法は、配分が均等でない配置方法とでも呼びうるもので、それは、それらの保存装置にかかる作業負荷を均衡させようとしながら、保存装置の集団の保存容量を完全に活用するというやり方でオブジェクトのブロックを配分することを基礎原則とするものである。逆に、この方法の主な欠点は、この作業負荷の均衡状態が不安定だということで、それは、オブジェクトの人気に変動があり、それが作業負荷の均衡をかき乱すことになるからである。
【０００９】
それゆえ、この方法に関する作業の大部分は、作業負荷を再び均衡させることができるようにすることを目指す方策を提案することである。しかしながら、この再均衡では通過帯域が消費され、実際上は、保存装置が同時に処理することのできるアクセス数が減少することにつながる。
【００１０】
結論として、この第二の方法は、保存容量を完全に活用することができるものだということは判明しているものの、一方でそれとは逆に、通過帯域の活用は（展開される再均衡方法に従って５０％程度の可変性で）目立って低下させることになる。
【００１１】
今日まで、オブジェクトを保存装置の混成集団に配置する方法で実行された作業の全ては、上記の配置方法、すなわち、配分が均等な配置方法と配分が不均等な配置方法のどちらか一方を完璧の域に近づけようとするものであった。
【００１２】
しかしながら、そのような配置方法には、それぞれの設計に関連して特有の欠点があることを考慮にいれると、そのような作業はいずれも結局、保存容量を完全に活用できなかったり、あるいは通過帯域が僅かしか活用されなかったりするという結果になるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明はそのような欠点を克服することを目指すものであり、その主な目的は、オブジェクトを混成の保存装置に配分する方法を提供し、それにより前記保存装置の保存容量の活用と通過帯域の活用とを同時に最適化するということである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのため、本発明が対象とする保存装置の混成集団にオブジェクトを配分する方法では、まったく新しいオブジェクトを導入する際には、オブジェクト（ｉ）の断片相互の重みの偏差を表す柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦ（ｉ）を、オブジェクト断片の配分管理のパラメーターとして用いて、柔軟性係数の所定の値を定めることによって、前記保存装置に、そして保存装置の集団内に配置されたオブジェクトについて、オブジェクトのブロックを配分する。
−各オブジェクトの人気の可変性を表す値を定期的に測定して計算し、
−時点ｔにおいて測定または計算した前述の値から、各オブジェクトについて、その人気の可変性に反比例する柔軟性係数を各オブジェクトに割り当てるという原則に従って、前記オブジェクトに割り当てるための、望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）を計算し、
−時点ｔにおいて、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトの断片相互の重みの隔たりを表す、前記オブジェクトの実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を測定して計算し、
−そして各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトについての望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を得られるように、オブジェクトの断片のブロックの保存装置相互間での移動を制御する。
【００１５】
それゆえ、本発明の基礎となる原則は、様々な保存装置に当初配分したオブジェクトの断片の重みを、連続して定期的に変えていくことであるが、その際には、そのような移動を管理するパラメーターとして、人気の可変性に反比例する、柔軟性係数と言われるものを用いる。
【００１６】
この原則により、柔軟性係数は、一般的に、様々な配置態様を決定する極小値ＣＦｍｉｎと極大値ＣＦｍａｘの両極端の値の間を変動する。
−ＣＦ（ｉ）＝ＣＦｍｉｎの場合には、オブジェクト（ｉ）の断片全ての重みは等しく、採用された配置は均等に配分された配置である。
−ＣＦ（ｉ）＝ＣＦｍａｘの場合には、オブジェクト（ｉ）を構成するのは一つの保存装置の中に配置された一つの断片だけであり、それゆえその配置は配分が均等でない純粋な配置である。
−それら両極端の間で、様々なＣＦ（ｉ）の値により断片の重みを変えていくことが可能になり、それにより、ＣＦ（ｉ）がＣＦｍｉｎに近づいていく結果になるようにして負荷の均衡を最適なものにしたり、あるいは、ＣＦ（ｉ）がＣＦｍａｘに近づいていく結果になるようにして保存容量をよりよく活用したりすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
それゆえ、本発明は、人気の安定したオブジェクトは配分が不均等な配置方法（ＣＦ（ｉ）がＣＦｍａｘに近い）によって優先的に、そして人気の安定しないオブジェクトは配分が均等な配置方法（ＣＦ（ｉ）がＣＦｍｉｎに近い）によって優先的に配置するという結果を主にもたらす折衷的配置方法なのである。
【００１８】
実際は、保存装置の集団でシミュレーションを行うことにより、本発明の方法では、保存容量では８０％を越え、通過帯域では８５％を越える使用率が得られることを明らかにすることができた。
【００１９】
好適な実施態様によると、各オブジェクト（ｉ）について計算した実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）は、
ＣＦｒ（ｉ）＝Ｐｅｃａｒｔ（ｉ）／Ｐｍｏｙ（ｉ）というようなものである。
但しここで、Ｐｍｏｙ（ｉ）はオブジェクト（ｉ）の断片の重みの平均であり、Ｐｅｃａｒｔ（ｉ）はオブジェクト（ｉ）の断片の重みの平均と比較した標準偏差である。
【００２０】
もう一つ他の好適な実施態様によると、
−事前の過程で、様々なブロックに所定の人気の可変性の値を割り当てておき、前記ブロックを人気の可変性の上位から下位への順で分類し、そして、分類されたブロックを隣接させた状態で結合することによりオブジェクトを作りだし、
−そして、保存装置の集団を管理する際には、前記ブロックの人気とその可変性とについて測定した情報に応じて、人気の可変性の上位から下位への順でブロックを定期的に再分類するのである。
【００２１】
本発明の方法では、特に各オブジェクト（ｉ）について理想的柔軟性係数（望ましい柔軟性の係数）を計算するのであり、そして、それゆえに複数のオブジェクトについて作業を行うので、この好適な実施態様は、人気の可変性が非常に近いブロックで構成されたオブジェクトを作りだすことになり、前記オブジェクトのそれぞれについての作業を効率的に行うことができるようになる。
【００２２】
また、好適なやり方としては、各オブジェクト（ｉ）につき、望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）を、「決定台形」と呼ばれる決定方法によって決定するのであるが、その決定台形というのは、前記オブジェクトの人気の可変性をベクトルとしてもつ目盛り付きの軸から成る第一の底辺と、そのオブジェクトについての望ましい柔軟性係数をベクトルとしてもち、そのベクトルが前者とは逆の方向になっている目盛り付きの軸から成る第二の底辺とを有する台形であって、前記決定方法は以下の手順を含む。
−変数、すなわち、人気の可変性と望ましい柔軟性係数のそれぞれの上限と下限の値を、二辺がそれぞれ切片［ｖａｒ上限−ＣＦ下限］と［ｖａｒ下限−ＣＦ上限］である台形を決定するように、定め、
−可変性がｖａｒ上限以上の場合には、その可変性を柔軟性係数のＣＦ下限の値に投影し、
−同様に、可変性がｖａｒ下限以下の場合には、その可変性を柔軟性係数のＣＦ上限の値に投影し、
−可変性が区間［ｖａｒ下限−ｖａｒ上限］に属する場合には、その可変性を線形的に区間［ＣＦ下限−ＣＦ上限］に投影する。
【００２３】
そのような決定台形が決定のための一つの手段となって、それにより、オブジェクトの人気の可変性に基づいて、あるオブジェクトについての望ましい柔軟性係数を即座に規定することができる。
【００２４】
更に、この決定台形により、融通の効く挙動が得られるが、それは全般的な挙動の修正を、人気の可変性の上限値および下限値と、望ましい柔軟性係数とを選ぶことにより、それに応じて行うことができるからである。
【００２５】
もう一つ他の好適な実施態様により、そして、各オブジェクト（ｉ）につき望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）を得ることを目指して、
−各オブジェクト（ｉ）につき、絶対値｜ＣＦｖ（ｉ）−ＣＦｒ（ｉ）｜に等しい、距離ＣＦと呼ばれるパラメーターを計算し、
−ＣＦｖ（ｉ）＜ＣＦｒ（ｉ）であるオブジェクト（ｉ）につき、そしてまず第一に、距離ＣＦが最大となるオブジェクトにつき、より大きな重みのある断片に属するそのようなオブジェクトの一つのブロックを、それより重みの小さい断片の入っている保存装置に向けて移動させ、
−そして、ＣＦｖ（ｉ）＞ＣＦｒ（ｉ）であるオブジェクト（ｉ）につき、そしてまず第一に、距離ＣＦが最大となるオブジェクトにつき、そのようなオブジェクトの一つのブロックを、最も一杯になった保存装置から最も空きのある保存装置に向けて移動させる。
【００２６】
この実施態様は、各オブジェクトに望ましい柔軟性係数に等しい実際の柔軟性係数を付与するためのものであり、実際の柔軟性係数が減少するオブジェクトについては通過帯域が得られるようにし、実際の柔軟性係数が増加するオブジェクトについては保存容量が得られるようにするものである。
【００２７】
更に、この実施態様は、ＣＦｖ（ｉ）がＣＦｒ（ｉ）よりも大きいか小さいかに応じて、二つの別々の改変過程に分かれ、それにより、保存装置の通過帯域の使用率を小さくすませながら、求める結果
【００２８】
【数１】
2005534084.tif 000003
【００２９】
に到達することができるというものである。
【００３０】
更に、前述の二つの改変過程には作業空間がつながっていないところがあり、それゆえに、互いに干渉しないようにすることができる。
【００３１】
オブジェクトのブロックの配分の管理が不十分なせいで作業負荷の不均衡が生じた場合には、それを克服することを目指すもう一つ他の好適な実施態様があって、それによると、
−最も負荷のかかった、熱いＤＳと言われる保存装置と、最も負荷の軽い、冷めたＤＳと言われる保存装置とを選び、
−最も負荷の軽い保存装置に位置する、アクセス頻度の低い、冷めたブロックと言われるブロック一つと、最も負荷のかかった保存装置に位置する、アクセス頻度の高い、熱いブロックと言われるブロック一つとを検索し、それら二つのブロックを交換して負荷の均衡を回復するようにし、
−熱いＤＳから熱いブロックを以下のようにしてえり分ける。
・人気の平均が上位から下位への順にオブジェクトを分類し、
・その分類の後で、最も人気のあるｎ個のオブジェクトを選び、人気の高い区域と言われる区域を形成し、
・ｎ個のオブジェクトをブロックに分解し、そのそれぞれを個別に処理し、それにより、そのようなブロックをえり分けて四つのクラスに配分する。
−クラス１：熱くなったＤＳから冷めたＤＳに向かう移動によってそれらブロックが所属するオブジェクトの実際の柔軟性係数が減少するようなブロック、
−クラス２：最も一杯の保存装置とは別の保存装置に向けて移動されたブロック、
−クラス３：最も一杯の保存装置に向けて移動されたブロック、
−クラス４：移動することにより距離ＣＦが増大することになるブロック、
−同様に、冷めた保存装置から冷めたブロックをえり分けるために、分類の後で、最も人気のないｎ個のオブジェクトを選び、人気の低い区域と言われる区域を形成し、そしてそのようなオブジェクトをブロックに分解し、そのようなブロックを個別に処理して、それにより、それらをより分けて前述の四つのクラスに配分し、
−つぎに、そのようにより分けたブロックの二つのグループから、熱いブロックのグループと冷めたブロックのグループを作り：
・前記熱いＤＳに位置し、クラス番号が最も若い、先にえり分けたブロックにある熱いＤＳの転送用ブロックを検索し、
・前記冷めたＤＳに位置し、クラス番号が最も若い、先にえり分けたブロックにある冷めたＤＳの転送用ブロックを検索し、
・そして、熱いＤＳから選んだブロックを冷めたＤＳから選んだブロックと交換する。
【００３２】
それゆえに、この「均衡回復」は、負荷の少ない保存装置に位置するアクセス頻度の低いブロックを、負荷の多い保存装置に位置するアクセス頻度の高いブロックと交換するという作業を実現するために設計されている。
【００３３】
そのような均衡回復過程は、そのようにして、作業負荷の不均衡を改変することができるようにするものであり、しかも改変の過程に影響を与える問題すべてを回避しつつ、あるいは、少なくともせめて、最小限にとどめて、行えるようにするものである。
【００３４】
本発明は、本発明による方法を活用する装置に及ぶものである。それゆえ、本発明は、一つのまたは複数のブロックからなるオブジェクトの断片を前記の保存装置に割り当てる配分法則に基づき、複数の保存装置の混成集団内で複数のブロックに切り分けたオブジェクトを配分する装置に関するものであり、前記配分装置に含まれるのは、
−各オブジェクトの人気の可変性を表す値を定期的に測定し計算するのに適した、分析モジュールと呼ばれるモジュールと、
−分析モジュールで時点ｔにおいて測定し計算したパラメーターに基づき、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクト（ｉ）の断片相互間の重みの隔たりを表す、実際の柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦｒ（ｉ）と、オブジェクト（ｉ）に割当てるべきものであり、各オブジェクトにその人気の可変性に反比例する柔軟性係数を割り当てる原則に従って計算される、望ましい柔軟性係数と呼ばれる係数ＣＦｖ（ｉ）とを計算するのに適した、決定モジュールと呼ばれるモジュールと、
−そして、各オブジェクト（ｉ）につき、そのオブジェクトの望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に対応する実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）が得られるように、オブジェクトの断片のブロックの保存装置間の移動を制御するのに適した、改変モジュールと呼ばれるモジュールとである。
【００３５】
更に、好適には、この配分装置は、負荷の少ない保存装置に位置するアクセス頻度の低いブロックを、負荷の多い保存装置に位置するアクセス頻度の高いブロックと交換する作業を実現するのに適した、均衡回復モジュールと呼ばれるモジュールを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の他の特徴、目的及び利点は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるものであるが、該図面は、望ましい実施態様を非限定的に例示するものである。図面において、
−図１は、本発明の装置の概観図であり、
−図２は、各オブジェクト（ｉ）について望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）の決定態様を表す線図であり、
−そして図３は、本発明にかなった方法により管理される保存装置の混成集団について、活用される保存容量と活用される通過帯域とを表す曲線である。
【００３７】
図１に示した本発明の装置は、混成保存システム１の中でオブジェクトの配置の管理を確実に行うためのものであり、該システムは、従来通り、複数の保存装置３、４に相互連結によって接続された前記システムの管理のコントローラー２を含む。
【００３８】
この装置に含まれるのは、まず第一に、混成システム１について行われた測定に基づいて、負荷の均衡の質、オブジェクトの人気の可変性、システムの保存容量の占有率、サービスの質が尊重されている度合いを計算するのに適した、アナライザー５である。該アナライザーは、これらの算定値を、オブジェクトの柔軟性の管理器９の決定器６という部分に送る。
【００３９】
決定器６では、アナライザー５によって提供される算定値における変動を観察して、それにより、保存容量に過剰な負荷がかかっていたり、あるいは占有率が不良だったりする状況を訂正するようにする。該決定器は、例えば、負荷の均衡が劣化してサービスの質が悪くなるような結果になっていることが確認される場合には、保存システム１で保存するオブジェクト全ての柔軟性を減らす決定をするように、設計されている。そのような決定は、オブジェクトの柔軟性リスト７に送られる。
【００４０】
この柔軟性リスト７が記憶するのは、保存システム１に保存された各オブジェクト（ｉ）についての、その望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）並びに実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）である。柔軟性リスト７の更新は、（望ましい柔軟性係数の修正を促す）決定器６の決定に応じて、また、以下に説明する（実際の柔軟性係数の修正を促す）改変器８の作用に応じて行われる。
【００４１】
本装置は更に、前述したように、改変器８を有し、該改変器は、オブジェクトの実際の柔軟性係数が、決定器６による望ましい柔軟性係数に近づくように、（入力／出力リクエストを行いつつ）データの移動を制御するのに適している。
【００４２】
しかしながら、以下の理由で、柔軟性管理器９の決定は完全なものとなり得ないということに留意しなければならない。
−アナライザー５は精度が完全な測定を即座にできるわけではないという理由、
−人気が絶えず推移していくという理由：時点ｔで柔軟性管理器９が行う作業は、時点ｔ−１で測定された状況の問題を解決しようとして行われる。この作業が本当に実効性のあるものとなるのは、時点ｔ＋１でのシステム１の性能に対してである。時点ｔ−１と時点ｔ＋１との間で、人気が変化した場合には、柔軟な配置は最適な効果をもたず、それゆえに、負荷の受持ちは不均衡な状態になる、
−人気が一定のままのオブジェクトは存在しないという理由。それゆえ、配置が全てのオブジェクトにつき均等ではない配分になるとすぐに、不均衡が生じる。
【００４３】
そういう理由で、柔軟な配置には動的な均衡回復器１１の支援が必要となる。しかしながら、配分が均等でない場合に起こることとは逆に、均衡回復器が行うべき仕事はほとんどなく、柔軟性管理器９が不備なために生じた不均衡を調整するというだけである。
【００４４】
それゆえ、柔軟な配置の質は、決定器６、改変器８、均衡回復器１１およびアナライザー５という四つのメカニズムの性能に左右されることになる。
【００４５】
このような配置の質を高めるためには、そのようなメカニズムは、以下の目的のために設計されなければならない。
−各オブジェクトに正しい柔軟性係数を与えること。実際、柔軟性係数を本来あるべきものとは逆に取ると、配分が均等でない配置の場合よりもずっと悪い結果が得られる可能性がある。
−柔軟性管理器の反応時間を最大限、短くすること。アナライザー５がシステム１の反応の仕方における変化を検出し（経過時間ｄ１）、つぎに決定器６が望ましい柔軟性係数を与え（経過時間ｄ２）、つぎに改変器８が望ましい柔軟性係数と実際の柔軟性係数との間で一致が実現されるようにデータの移動を行う（経過時間ｄ３）。ｄ２は非常に短時間であり、ｄ１は（分析が的確であることが望ましい場合には、一定時間、システム１を観察する必要のある分析もあるものの）ほどほどに短いが、ｄ３は、改変の移動を多く行う必要がある場合には長くなることもある。ｄ１＋ｄ２＋ｄ３が大きくなればなるほど、負荷が一層、不均衡になることになる。
【００４６】
そのような目的を達成するために、混成配置のメカニズムのそれぞれの機能を以下に詳細に説明する。
【００４７】
まず第一に、決定器６は、アナライザー５が測定し且つ／または計算したパラメーターを処理するのであるが、その際の規準は以下のようなものである。
−保存容量の活用：保存容量の空きが程よく配分されるように、つまり、（新しく保存されるオブジェクトそれぞれの当初の柔軟性係数を知った上で）システム１に追加することのできるデータの質を最高にするように配置するのが望ましい。
−人気の可変性：オブジェクトが可変的であればあるほど、負荷が不均衡になる危険が高まる。
−サービスの質の制約を尊重すること：（例えば、ビデオが十分なスループットで配送されなければ動きがぎくしゃくしてしまうというように）あるオブジェクトに関連するサービスの質の制約が尊重されない場合には、そのオブジェクトの柔軟性係数を減少させてサービスの質を安定させ、それにより、配分を均等にして、そうして、もっと通過帯域が利用できるようにしなければならない。オブジェクトの集合のサービスの質が混乱してしまった場合には、オブジェクト全てにつき、柔軟性係数を全体として減少させて、サービスの質を安定させることができる。
−負荷の均衡の質：全体的な均衡が良くない場合には、データの全体的な柔軟性係数を減少させなければならない。
【００４８】
そのために、決定器６は、各オブジェクト（ｉ）について望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）となるような理想的な柔軟性係数を計算するように設計されている。
【００４９】
まず第一に、決定器６は幾つかのオブジェクトについて働いており、決定メカニズムを最適なものにするためには、各オブジェクトを構成するブロックの人気の可変性が同じ程度の大きさであることが望ましい。
【００５０】
そのために、そして事前の段階で、乱数的になるように、あるいは、以前に教えられたことに由来する測定値に応じて定められた人気の可変性の値をブロックに割り当て、そして、前記ブロックを人気の可変性の上位から下位への順で分類する。
【００５１】
その場合、オブジェクトは、隣接する状態で分類したブロックを結合させることによって作り出される。例えば、第一のオブジェクトを構成するものとして考えられるのは、分類された最初のｎ個のブロック、第二のオブジェクトについては、続くｎ個のブロックなどである。
【００５２】
そのようなオブジェクト生成を一度行うと、そこからシステムが動きだし、そして、アナライザー５で得られたブロックの人気と可変性についての情報に応じて、人気の可変性の上位から下位への順でブロックを定期的に再分類する。
【００５３】
そのようにして、決定器６が、内容が絶えず変化する幾つかのオブジェクトについて、特に安定化の初期の段階で働くのであり、前記オブジェクトを構成するブロックの中には様々なファイルに属する雑多なデータがある可能性もあるが、人気の可変性はとても接近していて、それにより、オブジェクトのそれぞれにおいて決定器６の仕事が効率的に行えるようになっている。
【００５４】
アナライザー５が観察した人気の可変性に応じて望ましい柔軟性係数を、各オブジェクトについて決定することができるようにする決定方法の基礎となるのは、図２に示された「決定台形」を用いることである。
【００５５】
この台形の底辺の一つは、人気の可変性をベクトルとしてもつ目盛り付きの軸であり、一方、第二の底辺は、望ましい柔軟性係数をベクトルとしてもち、そのベクトルが前者のものとは方向が逆になっている目盛り付きの軸である。
【００５６】
この決定方法の第一段階で行われるのは、変数、人気の可変性および望ましい柔軟性係数の、それぞれの上限と下限の値を、二辺がそれぞれ切片［ｖａｒ上限−ＣＦ下限］と［ｖａｒ下限−ＣＦ上限］で構成される、図２に示す台形を決定するように、定めることである。
【００５７】
この決定台形が一度規定されると、決定方法は、次のことを行うことである。
−可変性がｖａｒ上限以上の場合には、その可変性を柔軟性係数のＣＦ下限の値に投影し；言い換えれば、可変性がｖａｒ上限以上のオブジェクトの望ましい柔軟性係数を、ＣＦ下限の値に定め；
−同様に、可変性がｖａｒ下限以下の場合には、その可変性をＣＦ上限の値に投影し；
−可変性が区間［ｖａｒ下限−ｖａｒ上限］に属する場合には、その可変性を線形的に区間［ＣＦ下限−ＣＦ上限］に投影する。
【００５８】
それゆえ、そのような決定台形は決定のための一つの手段となり、それにより、オブジェクトの人気の可変性に基づいて、そのオブジェクトの望ましい柔軟性係数を即座に規定することができる。
【００５９】
更に、決定器６の挙動は、人気の可変性の上限および下限の値と望ましい柔軟性係数とを選ぶことにより、それに応じて修正することができる。
【００６０】
したがって、例えば：
−ＣＦ下限とＣＦ上限の値の増大（図２の上での右へのずれ）により、決定器６が生成する望ましい柔軟性係数が全体的に増大することになり、そしてそれゆえに、通過帯域を犠牲にして保存容量の活用を改善できることになる；
−逆に、ＣＦ下限とＣＦ上限が減少すると、保存容量を犠牲にして、保存システムの通過帯域の活用が最適化されることになり、更に、ｖａｒ上限とｖａｒ下限の値についても同様の推論が行われうる；
−ＣＦ下限が減少し、ＣＦ上限が増大して（そのような両端の間の区間が大きくなると）、オブジェクトの処理において更に大きな差異化が可能になる；安定したオブジェクトは（そのようなオブジェクトの実際の柔軟性係数が増大することにより）更に「柔軟化」しやすくなることになるし、変動しやすいオブジェクトは（そのようなオブジェクトの実際の柔軟性係数が減少することにより）「硬直化」が更に容易になる。したがって、柔軟性管理器９の能力も増大することになる。逆に、柔軟性係数の区間の両端を接近させて、この柔軟性管理器９の能力を小さくすることもできる。
【００６１】
したがって、決定台形により、各オブジェクトに割り当てる柔軟性係数をケース・バイ・ケースで決定することができるが、保存システム１の動作中に生ずる事態に応じて、オブジェクトの集合についての方針全体を修正することも可能である。
【００６２】
そういうわけで、例えば、保存システム１の保存装置３または４が故障した場合には、通過帯域の一部が失われることになり、そのために、サービスの質がもはや尊重されないことになる。その場合には、決定台形を修正して、保存容量を犠牲にして通過帯域を獲得するようにし、それにより、不調の保存装置を取り替える間、一時的に、サービスの質を適当なものに戻しておくということもできる。
【００６３】
第二に、実際の柔軟性係数が小さくなるオブジェクトについて通過帯域を獲得するように、そして実際の柔軟性係数が大きくなるオブジェクトについて保存容量を獲得するようにするという観点から、各オブジェクト（ｉ）の実際の柔軟性係数ＣＦｒ（ｉ）が決定器６が決定した望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）に等しくなるようにするよう改変器８を適合させる。
【００６４】
そのために、そして第一に、この改変器８の動作方法では、絶対値｜ＣＦｖ（ｉ）−ＣＦｒ（ｉ）｜に等しい、「距離ＣＦ」と言われるパラメータを用いる。
【００６５】
この動作方法は二つの過程に分かれる。
−ＢＰ改変と言われる改変過程は通過帯域を獲得するようにするためのもので、望ましいＣＦが実際ののＣＦを下回り、それゆえ、硬直化させる必要があるオブジェクトに適用されるものである；このため、この過程では、硬直化されるべきオブジェクトについて、重みが大きい方の断片に属するブロックを、重みが軽い方の断片を内包する保存装置に向けて移動させる；更に、この過程は、第一に、距離ＣＦが最大となるオブジェクトを処理するように設計されている。
−ＣＳ改変と言われる改変過程は保存容量を獲得するためのもので、望ましいＣＦが実際ののＣＦを上回り、それゆえ、柔軟化する必要があるオブジェクトに適用されるものである；このため、この過程では、最大の距離ＣＦを有するオブジェクトを選択し、そしてそのようなオブジェクトの一つのブロックを最も一杯の保存装置から最も空きのある保存装置へと移動させる。
【００６６】
二つの別々の処理過程をこのように選ぶことにより、保存システムの通過帯域の使用率を小さくしつつ、決定器６の決定を良好に活用することができる。更に、忘れてならないのは、ＢＰ改変過程は硬直化が必要なオブジェクに作用するのに対して、ＣＳ改変過程は柔軟化が必要なオブジェクに作用することである。従って、この二つの過程には作業空間がつながっていないところがあり、それゆえに、互いに干渉する可能性がない。
【００６７】
最後に、均衡回復器１１は、前述したように、柔軟性管理器１が不備であることから作業負荷に発生する不均衡を克服することを目指しているものである。
【００６８】
そのため、均衡回復方法の設計は、負荷の軽い保存装置（冷めたＤＳ）に位置しているアクセス頻度の低いブロック（冷めたブロック）を負荷の重い保存装置（熱いＤＳ）に位置しているアクセス頻度の高いブロック（熱いブロック）と交換する作業を実現するようになっている。
【００６９】
そのような均衡回復方法は、改変とは全くつながりがなく、改変過程、そして特にＢＰ改変過程との干渉で起きる全ての問題を回避するか、あるいは少なくとも最小限にとどめるように設計する必要があり、そしてそれゆえに動作の仕方も特有のものである。
【００７０】
この均衡回復方法に必要な特有の分類方法は、アナライザー５が伝達する情報に応じて変化するものであり、それを以下に説明する。
【００７１】
第一に、最も負荷の重い保存装置（熱いＤＳ）と最も負荷の軽い保存装置（冷めたＤＳ）とを選ぶ。
【００７２】
熱いブロックが熱いＤＳから冷めたＤＳに向けて移動するのを処理するために、オブジェクトの分類を人気の平均の上位から下位への順で行い、そして、この分類の後で、最も人気のあるｎ個のオブジェクトを選ぶのだが、ｎは例えば２５に等しいと予め定めておき、人気の「高い区域」を構成するようにする。
【００７３】
そのようにして選ばれたオブジェクトをそれからブロックに分解して、それらをつぎに個別に処理して、それにより、以下の四つのクラスにえり分けて配分することにする。
−クラス１：熱いＤＳから冷めたＤＳに向かう移動によってそれらブロックが所属するオブジェクトの実際の柔軟性係数が減少し、したがってそれらブロックの硬直化が起こるようなブロック。それゆえ、このクラス１は、ＢＰ改変と抵触する危険の全くないブロックに関するものである、
−クラス２：最も一杯の保存装置とは別の（つまり冷めたＤＳが最も一杯の保存装置とは異なっている場合の）保存装置に向けて移動されたブロック；それゆえ、このクラス２は、ＣＳ改変と抵触する危険の全くないブロックに関するものである、
−クラス３：最も一杯の保存装置に向けて移動され（クラス２とは逆のクラス）、そして、それゆえにＣＳ改変と抵触する危険が生じかねないブロック、
−クラス４：移動することにより距離ＣＦが増大することになり（クラス１とは逆のクラス）、そして、それゆえにＢＰ改変と抵触する危険が生じる可能性があるブロック。
【００７４】
同様に、冷めたブロックが冷めたＤＳから熱いＤＳに向けて移動するのを処理するために、それらのブロックにつき同じ四つのクラスにおける同一の分類を行い、最も人気のないｎ個のオブジェクトで人気の「低い区域」を形成するようにする。
【００７５】
この分類に基づき、均衡回復過程をつぎのような手順で行う。
１）人気の高い区域の中に分類されたオブジェクトに属する、転送対象の熱いＤＳのブロックを検索する。そのため、クラスの番号が最も若く（クラス１が優先される）、そしてそのオブジェクトの距離ＣＦが最小となる、熱いＤＳのブロックを選ぶ。注目すべきは、最小の距離ＣＦをこのようにして選ぶことで、特に、クラス３に位置するブロックについてはＣＳ改変との抵触の危険が、そしてクラス４に位置するブロックについてはＢＰ改変との抵触の危険が、減少することになるということだが、それは、そのような改変が、ほとんど、大きな距離ＣＦを有するオブジェクトのデータだけを移動させることになるからである。
２）上記の人気の低い区域の中に分類されたオブジェクトに属する、転送対象の冷めたＤＳのブロックを（手順１と類似の検索で）検索する。
３）上記手順１）で選んだ熱いＤＳのブロックと上記手順２）で選んだ冷めたＤＳのブロックと交換する。
【００７６】
柔軟性管理器９の設計は、この均衡回復過程と結びついて、「柔軟な配置」に至るものであり、保存装置の保存容量の活用と同時に通過帯域の活用も最適化することにつながるものであることは、図３を参照しつつ説明している以下の使用例から明らかになる通りのことである。
【００７７】
そこで用いた保存システム１は、保存容量が１８．６ＧＢで通過帯域が３４．２ＭＢ／ｓのハード・ディスク二枚と、保存容量が４３ＧＢで通過帯域が２８．８ＭＢ／ｓのハード・ディスク二枚とから成るものであった。
【００７８】
得られた結果を示す図３では、分単位の作動時間を横座標に取り、一方で、通過帯域と保存容量の活用率を縦座標にとっている。
【００７９】
運転開始のゼロ時点では、保存装置１はランダムに満たされた状態にしている。図３の曲線から明らかなように、安定化の始めの段階では、柔軟性管理器９は、可能な限り良好に通過帯域を安定化しつつ、保存容量を解放するようにしている。つぎに、それに応じて段々に、アナライザー５が供給する情報の精度が増していき、オブジェクトの特徴をますますはっきりと示すようになるので、それによって、決定器６が計算できる望ましい柔軟性係数も、次第に適切なものにすることができるようになっていく。
【００８０】
各オブジェクトについて、そのような望ましい柔軟性係数は、更に、改変器７の作用に応じて、実際の柔軟性係数の値に少しずつ近づいていく。
【００８１】
そのような安定化の段階をすぎると、柔軟性管理器９により、順調な状態が得られるようになり、そこでは、保存容量の使用率７７％と通過帯域の使用率８９％が達成される。
【００８２】
比較のため、「均等に配分された」配置では、同じ条件で、通過帯域の使用率１００％が達成されるのであるが、通過帯域の使用率は３５％だけである。
【００８３】
したがって、従来知られた配置方法に比べて、本発明の「柔軟な絡み合わせ」により、通過帯域でも保存容量でも使用率を高めることができ、「犠牲にする」ことになるのは、そのような使用率の一つだけで、他の一つには有利になるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の装置の概観図である。
【図２】各オブジェクト（ｉ）について望ましい柔軟性係数ＣＦｖ（ｉ）の決定態様を表す線図である。
【図３】本発明にかなった方法により管理される保存装置の混成集団について、活用される保存容量と活用される通過帯域とを表す曲線である。
【符号の説明】
【００８５】
１    混成保存システム
２    コントローラ
３    保存装置
４    保存装置
５    アナライザー
６    決定器
７    柔軟性リスト
８    改変器
９    柔軟性管理器
１１  均衡回復器
【図１】
2005534084.tif 000004
【図２】
2005534084.tif 000005
【図３】
2005534084.tif 000006
【国際調査報告】
2005534084.tif 000007
2005534084.tif 000008
2005534084.tif 000009
2005534084.tif 000010
2005534084.tif 000011
2005534084.tif 000012