自律ストレージ装置、自律ストレージシステム、ネットワーク負荷分散プログラム及びネットワーク負荷分散方法
【課題】 自律ストレージシステムにおいて、負荷分散時に、コンテンツをアクセスする際のスループットの低下を防止し、コンテンツの容量の偏りを発生させない自律ストレージ装置を提供する。
【解決手段】 自律ストレージ装置２は、負荷状態を検出する負荷状態検出手段２６１ａと、この検出された負荷状態に基づいて、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ３０ａの役割をバックアップコンテンツ３０ｂに変更する、あるいは、バックアップコンテンツ３０ｂの役割をプライマリコンテンツ３０ａに変更する役割変更手段２６３とを備え、ネットワークを介して、自律ストレージ装置２間で、コンテンツの役割を変更させることで、負荷分散を行うことを特徴とする。
【解決手段】 自律ストレージ装置２は、負荷状態を検出する負荷状態検出手段２６１ａと、この検出された負荷状態に基づいて、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ３０ａの役割をバックアップコンテンツ３０ｂに変更する、あるいは、バックアップコンテンツ３０ｂの役割をプライマリコンテンツ３０ａに変更する役割変更手段２６３とを備え、ネットワークを介して、自律ストレージ装置２間で、コンテンツの役割を変更させることで、負荷分散を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク上でコンテンツ（データ）を分散して記憶する際に、ネットワーク又は装置にかかる負荷を分散させることが可能な自律ストレージ装置、自律ストレージシステム、ネットワーク負荷分散プログラム及びネットワーク負荷分散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータで利用するコンテンツのデータ量は増加し続けており、それに伴いコンテンツを記憶するハードディスク等の記憶装置（ストレージ）の容量も増大している。しかし、記憶装置は故障する可能性があるため、記憶装置の故障によるコンテンツの損失は、記憶装置の容量の増大に伴い大きくなっている。そこで、最近では、記憶装置の信頼性、安全性、可用性及び拡張性を向上させる技術として、自律ストレージシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この自律ストレージシステムは、ネットワークに接続された複数の自律ストレージ装置が、ネットワークを介して、当該装置の負荷情報、故障情報等を交換し、予め定めた自律分散管理ルールに基づいて、他の自律ストレージ装置と協調しながら、コンテンツの複製や移動を行うものである。これによって、自律ストレージシステムでは、コンテンツを記憶する際の負荷分散や故障回復のほか、自律ストレージ装置の拡張や除去を行うことができる。
【０００４】
ここで、図６を参照して、従来の自律ストレージシステムにおけるコンテンツの格納方法について説明する。図６は、従来の自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図であって、自律ストレージシステムを構成する自律ストレージ装置（実際には自律ストレージ装置内のコンテンツ記憶手段）に、コンテンツが記憶された状態を示している。ここでは、一例として、自律ストレージ装置の数を４台、コンテンツの数を１６個として説明を行う。
【０００５】
図６に示した自律ストレージシステム１Ｂを構成する各自律ストレージ装置（２Ｂ1〜２Ｂ4）には、論理的な隣接関係を一意に特定する識別情報（識別子）が設定されており、論理的に１番目の自律ストレージ装置を２Ｂ1、２番目の自律ストレージ装置を２Ｂ2、３番目の自律ストレージ装置を２Ｂ3、４番目（１番最後）の自律ストレージ装置を２Ｂ4としている。また、コンテンツには、論理的な大小関係を持つ一意に特定される識別情報（例えば、ファイル名、番号等）が設定されており、論理的に最も小さい識別情報を持つコンテンツをＣ１、２番目に小さい識別情報を持つコンテンツをＣ２、以下同様に、１６番目に小さい（最も大きい）識別情報を持つコンテンツをＣ１６としている。
【０００６】
また、自律ストレージシステム１Ｂは、各自律ストレージ装置２Ｂのコンテンツ記憶手段を、プライマリ領域Ｐとバックアップ領域Ｂとに区分し、原コンテンツをプライマリ領域Ｐに、原コンテンツのバックアップをバックアップ領域Ｂにそれぞれ記憶する。以下、プライマリ領域Ｐに記憶されるコンテンツをプライマリコンテンツ、バックアップ領域Ｂに記憶されるコンテンツをバックアップコンテンツという。
【０００７】
すなわち、自律ストレージシステム１Ｂは、識別情報が最も小さいコンテンツグループ（Ｃ１〜Ｃ４）を自律ストレージ装置２Ｂ1のプライマリ領域Ｐ1に、２番目に識別情報が小さいコンテンツグループ（Ｃ５〜Ｃ８）を自律ストレージ装置２Ｂ2のプライマリ領域Ｐ2に、３番目に識別情報が小さいコンテンツグループ（Ｃ９〜Ｃ１２）を自律ストレージ装置２Ｂ3のプライマリ領域Ｐ3に、４番目に識別情報が小さい（最も識別情報が大きい）コンテンツグループ（Ｃ１３〜Ｃ１６）を自律ストレージ装置２Ｂ4のプライマリ領域Ｐ4にそれぞれ記憶する。
【０００８】
また、自律ストレージシステム１Ｂは、論理的に隣接した各自律ストレージ装置２Ｂのコンテンツ記憶手段のバックアップ領域Ｂにバックアップコンテンツを記憶する。すなわち、自律ストレージ装置２Ｂ1のプライマリコンテンツ（Ｃ１〜Ｃ４）に対応するバックアップコンテンツＣ´１〜Ｃ´４を自律ストレージ装置２Ｂ2のバックアップ領域Ｂ2に記憶する。同様に、プライマリコンテンツ（Ｃ５〜Ｃ８）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´５〜Ｃ´８）をバックアップ領域Ｂ3に、プライマリコンテンツ（Ｃ９〜Ｃ１２）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´９〜Ｃ´１２）をバックアップ領域Ｂ4にそれぞれ記憶する。なお、プライマリコンテンツ（Ｃ１３〜Ｃ１６）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´１３〜Ｃ´１６）は、論理的に１番目となる自律ストレージ装置２Ｂ1のバックアップ領域Ｂ1に記憶する。
【０００９】
このように、自律ストレージシステム１Ｂは、コンテンツを各自律ストレージ装置２Ｂに分散することで負荷分散を行うとともに、バックアップコンテンツを論理的に隣接した自律ストレージ装置２Ｂに鎖状に配置（この配置をチェインドデクラスタリングと呼ぶ）して記憶することで、障害が発生しコンテンツが失われた場合でもコンテンツを復旧させることができる。
また、自律ストレージシステム１Ｂは、運用時に、負荷が大きくなった自律ストレージ装置２Ｂに記憶されるコンテンツを、他の自律ストレージ装置２Ｂに移動させることで、負荷の分散を行っている。
【００１０】
ここで、図７を参照（適宜図６参照）して、従来の自律ストレージシステムにおける運用時の負荷分散の動作について説明する。図７は、従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、自律ストレージ装置２Ｂ4の動作については省略する。
【００１１】
まず、自律ストレージシステム１Ｂの各自律ストレージ装置２Ｂは、負荷状態を検出し、当該自律ストレージ装置２Ｂが過負荷状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１、ステップＳ１１´、ステップＳ１１"）。ここでは、自律ストレージ装置２Ｂ2が、最も負荷が大きく過負荷状態になっているものとする。
【００１２】
このとき、自律ストレージ装置２Ｂ2が、他の自律ストレージ装置２Ｂに移動させたいコンテンツを決定し（ステップＳ１２）、当該コンテンツが現在操作中（アクセス中）であるかどうかを判定し（ステップＳ１３）、操作が終了するまで待機する（ステップＳ１３でＹｅｓ）。なお、ここでは、移動対象となるコンテンツが、プライマリコンテンツＣ５及びバックアップコンテンツＣ´５であるとする。
そして、ステップＳ１３において操作が終了した段階（ステップＳ１３でＮｏ）で、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスを禁止（ロック）する（ステップＳ１４）。
【００１３】
さらに、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ3に対して、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２Ｂ3において、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する（ステップＳ１５）。
そして、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスが禁止された段階で、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５の複製を自律ストレージ装置２Ｂ1に送信（コピー）する（ステップＳ１６）。
【００１４】
そして、自律ストレージ装置２Ｂ1が、自律ストレージ装置２Ｂ2から受信したプライマリコンテンツＣ５の複製をプライマリ領域Ｐ1にアクセス禁止（ロック）状態で記憶し（ステップＳ１７）、完了通知を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
【００１５】
さらに、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５を、アクセス禁止状態でバックアップ領域Ｂ2にバックアップコンテンツＣ´５として移動し、記憶する（ステップＳ１８）。そして、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ3に対して、バックアップ領域Ｂ3に記憶されているバックアップコンテンツＣ´５を削除する旨を指示する。
【００１６】
そして、自律ストレージ装置２Ｂ3が、バックアップ領域Ｂ3に記憶されているバックアップコンテンツＣ´５を削除し（ステップＳ１９）、削除完了を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
また、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ2内のバックアップ領域Ｂ2に移動させたバックアップコンテンツＣ´５のアクセス禁止を解除し（ステップＳ２０）、自律ストレージ装置２Ｂ1に対して、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止の解除を指示する。
そして、自律ストレージ装置２Ｂ1が、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止を解除し（ステップＳ２１）、アクセス禁止を解除した旨を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
そして、自律ストレージ装置２Ｂ2が、自律ストレージ装置２Ｂ1から、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止解除を通知された段階で、負荷分散の動作が終了する。
【００１７】
このように、自律ストレージシステム１Ｂが動作することで、図６に示したコンテンツの記憶状態は、図８に示した状態となる。図８は、従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散動作後のコンテンツの記憶状態を示す模式図である。
この図８に示すように、負荷の大きかった自律ストレージ装置２Ｂ2から、プライマリコンテンツの数が少なくなることで、自律ストレージ装置２Ｂ2に対するアクセスが減ることになり、負荷が分散されることになる。また、この場合でも、チェインドデクラスタリングが維持された状態となっており、障害時の復旧を行うことは可能である。
【非特許文献１】伊藤大輔，「自律ディスク上の分散ディレクトリの負荷均衡機構を用いたクラスタ再構成」、第１３回データ工学ワークショップ論文集、ＤＥＷＳ２００２ Ｃ３−３、電子情報通信学会データ工学研究専門委員会（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、前記した従来の技術では、負荷分散を行う際に、自律ストレージ装置間でコンテンツ（プライマリコンテンツ）の複製を転送する必要があるため、ネットワークに対して負荷がかかり、クライアントコンピュータ等が、自律ストレージシステムに対してコンテンツのアクセスを行う際のスループットを低下させてしまうという問題がある。
また、従来の技術では、負荷分散を行う際に、自律ストレージ装置内でコンテンツの移動（プライマリコンテンツからバックアップコンテンツへの移動）を行う必要があるため、前記同様、スループットを低下させてしまうという問題がある。
【００１９】
さらに、従来の技術では、負荷分散を行う際に、コンテンツの移動を行うため、各自律ストレージ装置に記憶されているコンテンツの数が変わってしまう。例えば、図８に示したように、自律ストレージ装置２Ｂ1のコンテンツの数は８個（Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ´１３〜Ｃ´１６）から、９個（Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ´１３〜Ｃ´１６）に増え、自律ストレージ装置２Ｂ3のコンテンツの数は８個（Ｃ９〜Ｃ１２、Ｃ´５〜Ｃ´８）から、７個（Ｃ９〜Ｃ１２、Ｃ´６〜Ｃ´８）に減ってしまう。
このように、各自律ストレージ装置のコンテンツの数が変わってしまうため、各自律ストレージ装置に記憶されるデータ量に偏りが生じ、ある自律ストレージ装置のデータ量が最大容量に達した段階でコンテンツの記憶が制限されるため、自律ストレージシステム全体としての記憶容量が減ってしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、自律ストレージシステムにおいて、負荷分散時に、コンテンツにアクセスする際のスループットの低下を防止し、それぞれの自律ストレージ装置に蓄積しているコンテンツの容量に偏りを発生させない自律ストレージ装置、自律ストレージシステム、ネットワーク負荷分散プログラム及びネットワーク負荷分散方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の自律ストレージ装置は、ネットワークに複数接続されて、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置において、コンテンツ記憶手段と、役割情報記憶手段と、関連付け情報記憶手段と、負荷状態検出手段と、役割変更手段と、コンテンツ操作制御手段とを備える構成とした。
【００２２】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に原コンテンツ（プライマリコンテンツ）と、ネットワークに接続された他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツのバックアップコンテンツとを記憶する。このとき、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツ毎に、当該コンテンツが原コンテンツであるか又はバックアップコンテンツであるかを示す役割情報を役割情報記憶手段に記憶する。このように、自律ストレージ装置は、各コンテンツを原コンテンツとして使用するか、バックアップコンテンツとして使用するかを役割情報に対応付けて管理するため、この役割情報を変更するだけで、その役割を変更することができる。なお、コンテンツ記憶手段には、配列順序を示す識別情報に対応付けて、昇順又は降順にコンテンツが管理されていることが望ましい。
【００２３】
さらに、自律ストレージ装置は、関連付け情報記憶手段に、コンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツと他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツとにおける、原コンテンツとバックアップコンテンツとの関連付けを示す関連付け情報を記憶する。これによって、自律ストレージ装置間にまたがって、原コンテンツとバックアップコンテンツとを記憶する場合に、原コンテンツに対応するバックアップコンテンツの位置、あるいは、バックアップコンテンツに対応する原コンテンツの位置を素早く検索することができる。
【００２４】
そして、自律ストレージ装置は、負荷状態検出手段によって、コンテンツに対する単位時間あたりのアクセス数等により、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出し、その負荷状態を各自律ストレージ装置間で交換することで、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識する。そして、自律ストレージ装置は、役割変更手段によって、負荷状態検出手段で検出された負荷状態で、最も負荷が大きい自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、当該コンテンツと関連付け情報で関連付けられているコンテンツとの役割を変更して、役割情報を更新する。すなわち、負荷が大きい自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツをバックアップコンテンツに役割を変更し、その原コンテンツに関連付けられているコンテンツを原コンテンツ（プライマリコンテンツ）とする。
【００２５】
そして、自律ストレージ装置は、コンテンツ操作制御手段によって、役割情報記憶手段に記憶されている役割情報に基づいて、原コンテンツへの操作（例えば、読み出し、書き込み等）を行う。これによって、負荷が大きかった自律ストレージ装置の負荷が軽減され、他の自律ストレージ装置に負荷が分散されることになる。
【００２６】
また、請求項２に記載の自律ストレージ装置は、請求項１に記載の自律ストレージ装置において、前記コンテンツ記憶手段が、配列順序を示す識別情報に対応付けられた前記原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶することを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に、配列順序を示す識別情報に対応付けられた原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶する。これによって、自律ストレージ装置毎に連続して、重なり合うようにバックアップコンテンツを持ち合うことになる。なお、自律ストレージ装置は、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、役割情報に基づいて識別するため、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、コンテンツ記憶手段において領域を区別することなく記憶し、役割情報のみを変更することで、原コンテンツとバックアップコンテンツとの役割が変更されることになる。
【００２８】
さらに、請求項３に記載の自律ストレージ装置は、請求項２に記載の自律ストレージ装置において、前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態が過負荷状態である場合に、前記役割変更手段が、前記コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、又は前記最先又は最後の原コンテンツに前記配列順序で連続する原コンテンツ群を、バックアップコンテンツに、その役割を変更し、対応するバックアップコンテンツ群を、原コンテンツに、その役割を変更することを特徴とする。
【００２９】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、当該自律ストレージ装置が過負荷である場合に、役割変更手段によって、コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの中で、配列順序で最先又は最後の原コンテンツをバックアップコンテンツに変更する。これに伴って、原コンテンツのバックアップコンテンツを記憶していた論理的に隣接する自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツ（プライマリコンテンツ）とすることで、論理的に連続する自律ストレージ装置で、原コンテンツの配列順序が保持されたままとなる。なお、原コンテンツの役割をバックアップコンテンツに変更する際には、原コンテンツに配列順序で連続する複数の原コンテンツ（原コンテンツ群）の役割を一括してバックアップコンテンツに変更し、その原コンテンツ群に対応するバックアップコンテンツ（バックアップコンテンツ群）を原コンテンツに一括して変更することとしてもよい。
【００３０】
また、請求項４に記載の自律ストレージシステムは、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムであって、ネットワークに接続された、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複数の自律ストレージ装置を備え、前記複数の自律ストレージ装置の中で、過負荷状態である自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツと、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツとの役割を変更することを特徴とする。
【００３１】
かかる構成によれば、自律ストレージシステムは、ネットワークに接続された自律ストレージ装置間で、負荷状態を認識し、過負荷状態となっている自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの役割をバックアップコンテンツに変更し、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツに変更する。これによって、原コンテンツに対するアクセスによって発生する負荷が他の自律ストレージ装置に分散されることになる。
【００３２】
さらに、請求項５に記載のネットワーク負荷分散プログラムは、コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備え、ネットワークに複数接続されることで前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置の負荷を分散させるために、当該自律ストレージ装置におけるコンピュータを、負荷状態検出手段、役割変更手段、コンテンツ操作制御手段として機能させることを特徴とする。
【００３３】
かかる構成によれば、ネットワーク負荷分散プログラムは、負荷状態検出手段によって、コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する。これによって、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識する。そして、ネットワーク負荷分散プログラムは、役割変更手段によって、負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツとの役割を変更して、役割情報を更新する。さらに、ネットワーク負荷分散プログラムは、コンテンツ操作制御手段によって、役割情報記憶手段に記憶された役割情報に基づいて、原コンテンツへの操作を行う。これによって、役割をバックアップコンテンツに変更された自律ストレージ装置の負荷が、役割を原コンテンツに変更された自律ストレージ装置に分散されることになる。
【００３４】
また、請求項６に記載のネットワーク負荷分散方法は、コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備えた自律ストレージ装置を、ネットワークに複数接続することで、前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムにおいて、前記自律ストレージ装置間の負荷分散を行うネットワーク負荷分散方法であって、負荷状態検出ステップと、過負荷判定ステップと、アクセス禁止ステップと、役割変更ステップと、アクセス解除ステップとを含んでいることを特徴とする。
【００３５】
この手順によれば、ネットワーク負荷分散方法は、負荷状態検出ステップで、各自律ストレージ装置の負荷状態を検出する。これによって、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識することができる。そこで、ネットワーク負荷分散方法は、過負荷判定ステップで、負荷状態と予め定めた閾値とに基づいて、どの自律ストレージ装置が過負荷であるかどうかを判定する。そして、ネットワーク負荷分散方法は、アクセス禁止ステップで、過負荷であると判定された自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、及び、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツへのアクセスを禁止する。そして、ネットワーク負荷分散方法は、役割変更ステップで、アクセスが禁止された原コンテンツ及びバックアップコンテンツの役割を変更する。この役割変更後、アクセス解除ステップで、原コンテンツ及びバックアップコンテンツへのアクセスの禁止を解除する。これによって、役割をバックアップコンテンツに変更された自律ストレージ装置の負荷が、役割を原コンテンツに変更された自律ストレージ装置に分散されることになる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、自律ストレージ装置に記憶されているコンテンツの役割を、原コンテンツからバックアップコンテンツに変更し、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツに変更するだけで、負荷を分散させることができる。このとき、自律ストレージ装置は、コンテンツを他の自律ストレージ装置にコピーしたり、自律ストレージ装置内で移動させたり等の動作を行わないため、ネットワーク等に負荷を与えない。これによって、コンテンツに対するスループットの低下を防ぐことができる。また、本発明によれば、負荷分散時に、コンテンツの容量の偏りが発生しないため、各自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段の容量を最大限に利用することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、原コンテンツを、論理的に連続する自律ストレージ装置に、ファイル名等の順番を示す配列順序通りに記憶するため、コンテンツの検索を容易に行うことができる。また、本発明によれば、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、役割情報に基づいて識別しているため、その役割情報を変更するだけで、原コンテンツとバックアップコンテンツとの役割を変更することができる。これによって、自律ストレージ装置は、負荷分散時に、コンテンツの移動が伴わず、スループットの低下を防ぐことができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、負荷分散時に、配列順序で最先又は最後の原コンテンツをバックアップコンテンツに変更するため、論理的に連続する自律ストレージ装置において、原コンテンツがファイル名等の順番を示す配列順序通りに記憶された状態を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下では、まず、本発明における負荷分散の手法を実現した自律ストレージシステムの動作概念について説明し、続けて、当該自律ストレージシステムを構成する自律ストレージ装置の構成及び詳細動作について順次説明していくこととする。
【００４０】
［自律ストレージシステムの動作概念］
最初に、図１を参照して、負荷分散の手法を実現した自律ストレージシステムの動作概念について説明する。図１は、自律ストレージシステムの概略の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、自律ストレージシステム１は、ネットワークＮに接続された複数（ここでは一例として４台）の自律ストレージ装置２（２1〜２4）を備えている。この自律ストレージシステム１は、同一のネットワークＮに接続されたクライアントコンピュータ５等からコンテンツの書き込み要求があったときに、各々の自律ストレージ装置２（２1〜２4）間でコンテンツを分散して記憶するものである。
【００４１】
ここで自律ストレージ装置２は、システム管理手段２０と、コンテンツ記憶手段３０とを備え（詳細な構成については後記する）、システム管理手段２０によって、他の自律ストレージ装置との間で協調することで、負荷を分散するようにコンテンツをコンテンツ記憶手段３０に記憶するものである。
【００４２】
この自律ストレージ装置２は、自身のコンテンツ記憶手段３０にコンテンツの原コンテンツ（以下、プライマリコンテンツという）と、他の自律ストレージ装置に記憶されるコンテンツのバックアップコンテンツ（以下、バックアップコンテンツという）とを記憶している。ここで、自律ストレージ装置２は、互いに論理的に隣接した自律ストレージ装置２に、バックアップコンテンツを記憶する。なお、論理的に最後の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２4）に隣接する自律ストレージ装置は、論理的に１つ前の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２3）と、論理的に最初の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２1）とである。
【００４３】
例えば、図１に示すように、自律ストレージ装置２1のコンテンツ記憶手段３０1にプライマリコンテンツＣ１及びＣ２が記憶されているとすると、プライマリコンテンツＣ１のバックアップコンテンツＣ´１は、自律ストレージ装置２1に論理的に隣接する自律ストレージ装置２4に、また、プライマリコンテンツＣ２のバックアップコンテンツＣ´２は、自律ストレージ装置２1に論理的に隣接する自律ストレージ装置２2に、それぞれ記憶される。
以下、自律ストレージシステム１の動作概念における各自律ストレージ装置２のコンテンツの格納方法と、負荷分散方法について説明する。
【００４４】
（コンテンツの格納方法）
まず、図３を参照して、本発明に係る複数の自律ストレージ装置からなる自律ストレージシステムにおけるコンテンツの格納方法について説明する。図３は、自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図であって、自律ストレージシステム１を構成する自律ストレージ装置２（実際には自律ストレージ装置２のコンテンツ記憶手段３０（図１参照））に、コンテンツが記憶された状態を示している。ここでは、一例として、自律ストレージ装置２の数を４台、コンテンツの数を１６個として説明を行うが、本発明は、この数に限定されるものではない。
【００４５】
図３に示すように、自律ストレージシステム１は、自律ストレージ装置２のコンテンツ記憶手段３０（図１参照）を、従来のようにプライマリ領域とバックアップ領域とに区別するのではなく、同一の領域とし、コンテンツをプライマリコンテンツＣｎか、バックアップコンテンツＣ´ｎかを示す情報（役割情報）に対応付けて記憶する。
【００４６】
なお、自律ストレージ装置２には、論理的な隣接関係を一意に特定する識別情報（識別子）が設定されており、論理的に１番目の自律ストレージ装置を２1、２番目の自律ストレージ装置を２2、３番目の自律ストレージ装置を２3、４番目（最後）の自律ストレージ装置を２4としている。また、コンテンツには、論理的な大小関係を持つ一意に特定される識別情報（例えば、ファイル名、番号等）が設定されており、論理的に最も小さい識別情報を持つコンテンツをＣ１、２番目に小さい識別情報を持つコンテンツをＣ２、以下同様に、１６番目に小さい（最も大きい）識別情報を持つコンテンツをＣ１６としている。
【００４７】
ここで、自律ストレージ装置２1には、プライマリコンテンツＣ１〜Ｃ４を記憶し、自律ストレージ装置２2には、プライマリコンテンツＣ５〜Ｃ８を記憶し、自律ストレージ装置２3には、プライマリコンテンツＣ９〜Ｃ１２を記憶し、自律ストレージ装置２4には、プライマリコンテンツＣ１３〜Ｃ１６を記憶している。
【００４８】
また、自律ストレージ装置２1には、論理的に隣接した自律ストレージ装置２2及び２4のプライマリコンテンツＣ５、Ｃ６、Ｃ１５及びＣ１６のバックアップとして、バックアップコンテンツＣ´５、Ｃ´６、Ｃ´１５及びＣ´１６を記憶している。同様に、自律ストレージ装置２2には、バックアップコンテンツＣ´３、Ｃ´４、Ｃ´９及びＣ´１０を、自律ストレージ装置２3には、バックアップコンテンツＣ´７、Ｃ´８、Ｃ´１３及びＣ´１４を、自律ストレージ装置２4には、バックアップコンテンツＣ´１、Ｃ´２、Ｃ´１１及びＣ´１２をそれぞれ記憶している。
このように、コンテンツを記憶することで、各自律ストレージ装置２は、チェインドデクラスタリングの構成となり、いずれかの自律ストレージ装置２に障害が発生し、コンテンツが失われた場合でも、コンテンツを復旧させることができる。
【００４９】
（負荷分散方法）
次に、図４を参照（適宜図３参照）して、本発明に係る自律ストレージシステムにおける負荷分散方法について説明する。図４は、自律ストレージシステムで負荷分散を行う際の動作を説明するための説明図である。なお、図４は、図３に示したコンテンツの格納状態において、自律ストレージ装置２2へのアクセスが集中し、自律ストレージ装置２2の負荷が最も高い場合に、負荷を分散する仕組みを示している。
【００５０】
本発明においては、負荷が大きい自律ストレージ装置２のプライマリコンテンツの役割を、プライマリからバックアップに変更し、当該プライマリコンテンツに対応するバックアップコンテンツの役割を、バックアップからプライマリに変更する。すなわち、負荷が最も大きい自律ストレージ装置２2のプライマリコンテンツＣ５（図３）の役割を変更し、バックアップコンテンツＣ´５（図４）とし、自律ストレージ装置２1のバックアップコンテンツＣ´５（図３）の役割を変更し、プライマリコンテンツＣ５（図４）とする。
これによって、図４に示すように、自律ストレージ装置２1におけるアクセス可能なコンテンツは、Ｃ１〜Ｃ５の５つ、自律ストレージ装置２2におけるアクセス可能なコンテンツは、Ｃ６〜Ｃ８の３つとなり、自律ストレージ装置２2の負荷が自律ストレージ装置２1に分散されたことになる。
【００５１】
なお、このように、負荷分散を行う際の役割を変更するコンテンツは、負荷が大きい自律ストレージ装置２のプライマリコンテンツの中で、論理的に最も小さい識別情報（識別子）を持つコンテンツ（図３の自律ストレージ装置２2におけるプライマリコンテンツＣ５）、又は論理的に最も大きい識別情報（識別子）を持つコンテンツ（図３の自律ストレージ装置２2におけるプライマリコンテンツＣ８）のいずれかとする。
これによって、図４に示すように、プライマリコンテンツは、各自律ストレージ装置２にまたがって連続性（Ｃ１〜Ｃ１６）が保たれることになり、容易にコンテンツを検索することが可能になる。
なお、ここでは、プライマリコンテンツの役割を、１つずつプライマリからバックアップに変更こととして説明したが、複数のプライマリコンテンツの役割を一括して、バックアップに変更することとしてもよい。
【００５２】
［自律ストレージ装置の構成］
次に、図２を参照して、本発明に係る自律ストレージ装置の構成について説明する。図２は、自律ストレージ装置の構成を示したブロック構成図である。
図２に示すように、自律ストレージ装置２は、ネットワークＮに接続され、他の自律ストレージ装置と協調して、コンテンツを分散して記憶するものである。ここでは、自律ストレージ装置２は、通信送受信手段１０と、システム管理手段２０と、コンテンツ記憶手段３０と、インデックス情報記憶手段４０とを備えている。
【００５３】
通信送受信手段１０は、ネットワークＮを介して、クライアントコンピュータ（図示せず）や他の自律ストレージ装置（図示せず）と、データの送受信を行うものである。例えば、通信送受信手段１０は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）の通信プロトコルによってデータの送受信を行う通信ボードである。
【００５４】
システム管理手段２０は、自律ストレージ装置２全体の制御を行うものである。例えば、システム管理手段２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えたコンピュータであって、プログラムを、以下に示す各手段として機能させることで、他の自律ストレージ装置と協調して、負荷分散を行うものである。ここでは、システム管理手段２０は、コンテンツ格納手段２１と、コンテンツ配信手段２２と、コンテンツ削除手段２３と、制御情報受信手段２４と、制御情報送信手段２５と、コンテンツ管理手段２６とを備えている。
【００５５】
コンテンツ格納手段２１は、通信送受信手段１０を介して、コンテンツを取得し、コンテンツ記憶手段３０に記憶するもので、コンテンツ受信手段２１ａと、コンテンツ書き込み手段２１ｂとを備えている。
【００５６】
コンテンツ受信手段２１ａは、通信送受信手段１０を介して取得したコンテンツを受信するものである。このコンテンツ受信手段２１ａは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知されるコンテンツの送信元（例えば、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等）から、通信送受信手段１０を介してコンテンツを受信する。ここで受信したコンテンツは、コンテンツ書き込み手段２１ｂに出力される。
【００５７】
コンテンツ書き込み手段２１ｂは、コンテンツ受信手段２１ａで受信したコンテンツを、コンテンツ記憶手段３０のプライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂとして、コンテンツ記憶手段３０に書き込むものである。このコンテンツ書き込み手段２１ｂは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、コンテンツをコンテンツ記憶手段３０に書き込む。なお、コンテンツ記憶手段３０に書き込まれるコンテンツが、プライマリコンテンツ３０ａであるか、バックアップコンテンツ３０ｂであるかは、コンテンツ管理手段２６において管理されている。
【００５８】
コンテンツ配信手段２２は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を、通信送受信手段１０を介して配信するもので、コンテンツ読み出し手段２２ａと、コンテンツ送信手段２２ｂとを備えている。
【００５９】
コンテンツ読み出し手段２２ａは、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を読み出すものである。このコンテンツ読み出し手段２２ａは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、コンテンツをコンテンツ記憶手段３０から読み出す。ここで読み出されたコンテンツは、コンテンツ送信手段２２ｂに出力される。
【００６０】
コンテンツ送信手段２２ｂは、コンテンツ読み出し手段２２ａで読み出されたコンテンツを、通信送受信手段１０を介して送信するものである。このコンテンツ送信手段２２ｂは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知されるコンテンツの送信先（例えば、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等）に、通信送受信手段１０を介してコンテンツを送信する。
【００６１】
コンテンツ削除手段２３は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を削除するものである。このコンテンツ削除手段２３は、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、指示されたコンテンツをコンテンツ記憶手段３０から削除する。
【００６２】
制御情報受信手段２４は、通信送受信手段１０を介して、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等から、コンテンツ以外のデータである制御情報を受信するものである。ここで受信した制御情報は、コンテンツ管理手段２６の制御情報解析手段２６１に出力される。
【００６３】
ここで、制御情報とは、自律ストレージ装置２が、他の自律ストレージ装置と協調して動作するための情報である。例えば、コンテンツを格納する旨を示すコンテンツ格納指示、コンテンツを配信する旨を示すコンテンツ配信指示、コンテンツを削除する旨を示すコンテンツ削除指示、負荷状態の通知を指示する負荷状態通知指示、コンテンツに対するアクセスの禁止やその解除を示すアクセス制御指示、コンテンツの役割を変更する旨を示す役割変更指示等、あるいはこれらの指示に対する応答等である。
【００６４】
制御情報送信手段２５は、コンテンツ管理手段２６から出力される制御情報を、通信送受信手段１０を介して、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等に送信するものである。
【００６５】
コンテンツ管理手段２６は、制御情報受信手段２４で受信した制御情報に基づいて、コンテンツの管理を行うものである。なお、コンテンツ管理手段２６は、当該自律ストレージ装置２の負荷状態が大きくなった場合に、コンテンツの役割をプライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更するものでもある。
ここでは、コンテンツ管理手段２６は、制御情報解析手段２６１と、コンテンツ操作制御手段２６２と、役割変更手段２６３とを備えている。
【００６６】
制御情報解析手段２６１は、制御情報受信手段２４で受信した制御情報を解析して、その制御情報に対応する処理を実行するものである。例えば、制御情報として、コンテンツ格納指示、コンテンツ配信指示、コンテンツ削除指示が指示された場合は、制御情報解析手段２６１は、その旨をコンテンツ操作制御手段２６２に出力する。また、制御情報として、役割変更指示が指示された場合は、その旨を役割変更手段２６３に出力する。
さらに、ここでは、制御情報解析手段２６１は、負荷状態検出手段２６１ａと、アクセス制御手段２６１ｂとを備えている。
【００６７】
負荷状態検出手段２６１ａは、当該自律ストレージ装置２の負荷状態、及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出するものである。例えば、負荷状態検出手段２６１ａは、単位時間あたりのコンテンツへのアクセス数等に基づいて、自身の負荷状態を検出する。また、負荷状態検出手段２６１ａは、制御情報として他の自律ストレージ装置から、他の自律ストレージ装置の負荷状態を取得する。これによって、負荷状態検出手段２６１ａは、ネットワークＮに接続されているすべての自律ストレージ装置２の負荷状態を把握することができる。
そして、ここでは、最も負荷状態の値が大きく、予め定めた閾値よりも大きい自律ストレージ装置が、主導的にコンテンツの役割を変更するものとする。
【００６８】
アクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツへのアクセス（読み出し、書き込み）を禁止（ロック）、又はその解除を行うものである。このアクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツの役割を変更する場合、その変更対象となるコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）へのアクセスを禁止する。また、アクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツの役割の更新後、コンテンツへのアクセスの禁止を解除する。
【００６９】
コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１から出力される各種指示に基づいて、コンテンツの操作を行うものである。このコンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ格納指示を指示された場合、コンテンツ格納手段２１に対して、コンテンツの送信元と、コンテンツ記憶手段３０に記憶する位置情報（アドレス）とを通知することで、コンテンツの格納（記憶）を行う。また、コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ配信指示を指示された場合、コンテンツ配信手段２２に対して、コンテンツの送信先と、コンテンツ記憶手段３０の位置情報（アドレス）とを通知することで、コンテンツの配信を行う。さらに、コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ削除指示を指示された場合、コンテンツ削除手段２３に対して、コンテンツ記憶手段３０の位置情報（アドレス）を通知することでコンテンツの削除を行う。
【００７０】
なお、コンテンツ操作制御手段２６２は、コンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）をコンテンツ記憶手段３０に記憶する場合、インデックス情報記憶手段４０の識別情報４０ａ、関連付け情報４０ｂ、役割情報４０ｃ及び位置情報４０ｄを更新する。この各種情報の内容については後記する。
【００７１】
役割変更手段２６３は、制御情報解析手段２６１から、コンテンツの役割を変更する旨の指示を通知されることで、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツと、このコンテンツに関連付けられている他の自律ストレージ装置のコンテンツとの役割を変更するものである。そして、役割変更手段２６３は、インデックス情報記憶手段４０の役割情報４０ｃを更新する。
【００７２】
すなわち、役割変更手段２６３は、制御情報解析手段２６１から、コンテンツの役割を変更する旨の指示を通知されると、当該コンテンツがプライマリコンテンツ３０ａである場合は、そのコンテンツをバックアップコンテンツ３０ｂに変更するとともに、関連付け情報４０ｂによって、そのコンテンツの関連付けられている他の自律ストレージ装置のコンテンツを、バックアップコンテンツからプライマリコンテンツに変更する旨の指示を関連付け情報４０ｂで関連付けされている自律ストレージ装置２に送信する。
また、逆に、当該コンテンツがバックアップコンテンツ３０ｂである場合は、そのコンテンツをプライマリコンテンツ３０ａに変更する。
【００７３】
コンテンツ記憶手段３０は、原コンテンツであるプライマリコンテンツ３０ａと、他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツのバックアップであるバックアップコンテンツ３０ｂとを記憶するもので、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。このコンテンツ記憶手段３０には、プライマリコンテンツ３０ａと、バックアップコンテンツ３０ｂとを記憶する領域を区分することなくコンテンツが記憶される。ここで、コンテンツがプライマリコンテンツ３０ａであるか、バックアップコンテンツ３０ｂであるかは、インデックス情報記憶手段４０に記憶されている識別情報４０ａで特定されるコンテンツに対応する役割情報４０ｃによって区別される。
【００７４】
なお、自律ストレージ装置２は、図３に示したように、コンテンツの配列順序となる識別情報４０ａが、各自律ストレージ装置で連続するようにプライマリコンテンツ３０ａをコンテンツ記憶手段３０に記憶する。例えば、識別情報としてファイル名を用いる場合、アルファベット順、五十音順等でコンテンツの配列順序が定まることになる。また、自律ストレージ装置２は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ（原コンテンツ）の配列順序で少なくとも前又は後に連続する、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ）のバックアップをバックアップコンテンツ３０ｂとして記憶する。
【００７５】
インデックス情報記憶手段（役割情報記憶手段、関連付け情報記憶手段）４０は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を特定するための情報であるインデックス情報を記憶するもので、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。このインデックス情報記憶手段４０には、インデックス情報として、識別情報４０ａ、関連付け情報４０ｂ、役割情報４０ｃ及び位置情報４０ｄを記憶する。
【００７６】
ここで、識別情報４０ａは、コンテンツを一意に特定するための情報であって、例えば、ファイル名、番号等である。また、関連付け情報４０ｂは、当該自律ストレージ装置２に記憶されるコンテンツと、他の自律ストレージ装置に記憶されるコンテンツとを関連付ける情報であって、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツがプライマリコンテンツである場合は、バックアップコンテンツの位置、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツがバックアップコンテンツである場合は、プライマリコンテンツの位置を示す情報である。また、役割情報４０ｃは、当該コンテンツがプライマリコンテンツか、バックアップコンテンツかの役割を示す情報である。さらに、位置情報４０ｄは、コンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）のコンテンツ記憶手段３０上のアドレスを示す。
【００７７】
このように自律ストレージ装置２を構成することで、当該自律ストレージ装置２における負荷が大きくなったときは、他の自律ストレージ装置と協調することで、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツの役割を、プライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更することができる。これによって、コンテンツのコピーや、移動を伴うことなく、負荷分散を行うことが可能になる。
【００７８】
また、この負荷分散によっては、コンテンツの数が変化しないので、各自律ストレージ装置２に記憶されるコンテンツのデータ量に偏りが発生しない。これによって、複数の自律ストレージ装置２からなる自律ストレージシステム１（図１参照）全体として、各コンテンツ記憶手段３０の容量を最大限に利用することが可能になる。
【００７９】
なお、自律ストレージ装置２のシステム管理手段２０は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。ここで実現されるネットワークを介して負荷を分散するプログラム（ネットワーク負荷分散プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００８０】
［自律ストレージ装置の動作］
次に、図５を参照（適宜図２参照）して、自律ストレージ装置の動作について説明する。ここでは、本発明に係る自律ストレージ装置が、他の自律ストレージ装置と協調して、ネットワークを介して、負荷を分散する動作について説明する。図５は、本発明に係る自律ストレージ装置含む自律ストレージシステムにおける負荷分散動作を示すフローチャートである。なお、図５においては、自律ストレージ装置２2に負荷が集中しているものとし、自律ストレージ装置２2に記憶されているコンテンツの役割をプライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更し、当該コンテンツのバックアップを記憶している自律ストレージ装置２1のバックアップコンテンツをプライマリコンテンツに変更する動作を示している。
【００８１】
（負荷状態検出・過負荷判定ステップ）
まず、自律ストレージ装置２2は、コンテンツ管理手段２６の負荷状態検出手段２６１ａによって、単位時間あたりのコンテンツへのアクセス数から、当該自律ストレージ装置２2における負荷状態を検出し、予め定めた閾値に基づいて、当該自律ストレージ装置２2の負荷状態が過負荷であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。
このとき、他の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２1においても、同様に負荷状態が検出・判定され（ステップＳ１´）、各自律ストレージ装置間で、相互に負荷状態を確認する。そして、自律ストレージ装置２2は、当該自律ストレージ装置２2の負荷状態が過負荷である場合に、ステップＳ２以降の動作を実行する。
【００８２】
（操作終了待ちステップ）
自律ストレージ装置２2は、役割変更手段２６３によって、役割変更を行うコンテンツを決定する（ステップＳ２）。ここで、役割変更手段２６３は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ３０ａにおいて、コンテンツの配列順序となる識別情報４０ａが最先又は最後となるプライマリコンテンツ３０ａの中で、当該コンテンツに対応するバックアップコンテンツを記憶している自律ストレージ装置の負荷が小さい方を、役割を変更するコンテンツとして決定する。なお、ここでは、コンテンツとして、プライマリコンテンツＣ５（バックアップコンテンツＣ´５）が決定されたものとする。
そして、自律ストレージ装置２2は、当該コンテンツが現在操作中（アクセス中）であるかどうかを判定し（ステップＳ３）、操作が終了するまで待機する（ステップＳ３でＹｅｓ）。
【００８３】
（アクセス禁止ステップ）
さらに、ステップＳ３において操作が終了した段階（ステップＳ３でＮｏ）で、自律ストレージ装置２1は、アクセス制御手段２６１ｂによって、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスを禁止（ロック）する（ステップＳ４）。
さらに、自律ストレージ装置２2は、アクセス制御手段２６１ｂによって、自律ストレージ装置２2に対して、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２1において、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する（ステップＳ５）。
【００８４】
（役割変更ステップ）
そして、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスが禁止された段階で、自律ストレージ装置２2は、役割変更手段２６３によって、プライマリコンテンツＣ５の役割を、バックアップに変更し、バックアップコンテンツＣ´５とする（ステップＳ６）。そして、役割変更手段２６３が、自律ストレージ装置２1に対して、バックアップコンテンツＣ´５の役割を変更する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２1において、バックアップコンテンツＣ´５の役割を、プライマリに変更し、プライマリコンテンツＣ５とする（ステップＳ７）。
【００８５】
（アクセス解除ステップ）
また、自律ストレージ装置２2は、ステップＳ６及びステップＳ７におけるコンテンツの役割変更後、アクセス制御手段２６１ｂによって、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスの禁止を解除し（ステップＳ８）、自律ストレージ装置２1に対して、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスの禁止を解除する旨の指示を送信する。
そして、自律ストレージ装置２1において、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスの禁止が解除される（ステップＳ９）。
【００８６】
以上の動作によって、自律ストレージ装置２は、他の自律ストレージ装置と協調し、負荷が大きい自律ストレージ装置のプライマリコンテンツをバックアップコンテンツに変更することができる。これによって、負荷が他の自律ストレージ装置に分散されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る自律ストレージシステムの概略の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る自律ストレージ装置の構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明に係る自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る自律ストレージシステムで負荷分散を行う際の動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明に係る自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図である。
【図７】従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散動作後のコンテンツの記憶状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 自律ストレージシステム
２ 自律ストレージ装置
１０ 通信送受信手段
２０ システム管理手段
２１ コンテンツ格納手段
２２ コンテンツ配信手段
２３ コンテンツ削除手段
２４ 制御情報受信手段
２５ 制御情報送信手段
２６ コンテンツ管理手段
２６１ 制御情報解析手段
２６１ａ 負荷状態検出手段
２６１ｂ アクセス制御手段
２６２ コンテンツ操作制御手段
２６３ 役割変更手段
３０ コンテンツ記憶手段
４０ インデックス情報記憶手段（役割情報記憶手段、関連付け情報記憶手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク上でコンテンツ（データ）を分散して記憶する際に、ネットワーク又は装置にかかる負荷を分散させることが可能な自律ストレージ装置、自律ストレージシステム、ネットワーク負荷分散プログラム及びネットワーク負荷分散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータで利用するコンテンツのデータ量は増加し続けており、それに伴いコンテンツを記憶するハードディスク等の記憶装置（ストレージ）の容量も増大している。しかし、記憶装置は故障する可能性があるため、記憶装置の故障によるコンテンツの損失は、記憶装置の容量の増大に伴い大きくなっている。そこで、最近では、記憶装置の信頼性、安全性、可用性及び拡張性を向上させる技術として、自律ストレージシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この自律ストレージシステムは、ネットワークに接続された複数の自律ストレージ装置が、ネットワークを介して、当該装置の負荷情報、故障情報等を交換し、予め定めた自律分散管理ルールに基づいて、他の自律ストレージ装置と協調しながら、コンテンツの複製や移動を行うものである。これによって、自律ストレージシステムでは、コンテンツを記憶する際の負荷分散や故障回復のほか、自律ストレージ装置の拡張や除去を行うことができる。
【０００４】
ここで、図６を参照して、従来の自律ストレージシステムにおけるコンテンツの格納方法について説明する。図６は、従来の自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図であって、自律ストレージシステムを構成する自律ストレージ装置（実際には自律ストレージ装置内のコンテンツ記憶手段）に、コンテンツが記憶された状態を示している。ここでは、一例として、自律ストレージ装置の数を４台、コンテンツの数を１６個として説明を行う。
【０００５】
図６に示した自律ストレージシステム１Ｂを構成する各自律ストレージ装置（２Ｂ1〜２Ｂ4）には、論理的な隣接関係を一意に特定する識別情報（識別子）が設定されており、論理的に１番目の自律ストレージ装置を２Ｂ1、２番目の自律ストレージ装置を２Ｂ2、３番目の自律ストレージ装置を２Ｂ3、４番目（１番最後）の自律ストレージ装置を２Ｂ4としている。また、コンテンツには、論理的な大小関係を持つ一意に特定される識別情報（例えば、ファイル名、番号等）が設定されており、論理的に最も小さい識別情報を持つコンテンツをＣ１、２番目に小さい識別情報を持つコンテンツをＣ２、以下同様に、１６番目に小さい（最も大きい）識別情報を持つコンテンツをＣ１６としている。
【０００６】
また、自律ストレージシステム１Ｂは、各自律ストレージ装置２Ｂのコンテンツ記憶手段を、プライマリ領域Ｐとバックアップ領域Ｂとに区分し、原コンテンツをプライマリ領域Ｐに、原コンテンツのバックアップをバックアップ領域Ｂにそれぞれ記憶する。以下、プライマリ領域Ｐに記憶されるコンテンツをプライマリコンテンツ、バックアップ領域Ｂに記憶されるコンテンツをバックアップコンテンツという。
【０００７】
すなわち、自律ストレージシステム１Ｂは、識別情報が最も小さいコンテンツグループ（Ｃ１〜Ｃ４）を自律ストレージ装置２Ｂ1のプライマリ領域Ｐ1に、２番目に識別情報が小さいコンテンツグループ（Ｃ５〜Ｃ８）を自律ストレージ装置２Ｂ2のプライマリ領域Ｐ2に、３番目に識別情報が小さいコンテンツグループ（Ｃ９〜Ｃ１２）を自律ストレージ装置２Ｂ3のプライマリ領域Ｐ3に、４番目に識別情報が小さい（最も識別情報が大きい）コンテンツグループ（Ｃ１３〜Ｃ１６）を自律ストレージ装置２Ｂ4のプライマリ領域Ｐ4にそれぞれ記憶する。
【０００８】
また、自律ストレージシステム１Ｂは、論理的に隣接した各自律ストレージ装置２Ｂのコンテンツ記憶手段のバックアップ領域Ｂにバックアップコンテンツを記憶する。すなわち、自律ストレージ装置２Ｂ1のプライマリコンテンツ（Ｃ１〜Ｃ４）に対応するバックアップコンテンツＣ´１〜Ｃ´４を自律ストレージ装置２Ｂ2のバックアップ領域Ｂ2に記憶する。同様に、プライマリコンテンツ（Ｃ５〜Ｃ８）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´５〜Ｃ´８）をバックアップ領域Ｂ3に、プライマリコンテンツ（Ｃ９〜Ｃ１２）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´９〜Ｃ´１２）をバックアップ領域Ｂ4にそれぞれ記憶する。なお、プライマリコンテンツ（Ｃ１３〜Ｃ１６）に対応するバックアップコンテンツ（Ｃ´１３〜Ｃ´１６）は、論理的に１番目となる自律ストレージ装置２Ｂ1のバックアップ領域Ｂ1に記憶する。
【０００９】
このように、自律ストレージシステム１Ｂは、コンテンツを各自律ストレージ装置２Ｂに分散することで負荷分散を行うとともに、バックアップコンテンツを論理的に隣接した自律ストレージ装置２Ｂに鎖状に配置（この配置をチェインドデクラスタリングと呼ぶ）して記憶することで、障害が発生しコンテンツが失われた場合でもコンテンツを復旧させることができる。
また、自律ストレージシステム１Ｂは、運用時に、負荷が大きくなった自律ストレージ装置２Ｂに記憶されるコンテンツを、他の自律ストレージ装置２Ｂに移動させることで、負荷の分散を行っている。
【００１０】
ここで、図７を参照（適宜図６参照）して、従来の自律ストレージシステムにおける運用時の負荷分散の動作について説明する。図７は、従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、自律ストレージ装置２Ｂ4の動作については省略する。
【００１１】
まず、自律ストレージシステム１Ｂの各自律ストレージ装置２Ｂは、負荷状態を検出し、当該自律ストレージ装置２Ｂが過負荷状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１、ステップＳ１１´、ステップＳ１１"）。ここでは、自律ストレージ装置２Ｂ2が、最も負荷が大きく過負荷状態になっているものとする。
【００１２】
このとき、自律ストレージ装置２Ｂ2が、他の自律ストレージ装置２Ｂに移動させたいコンテンツを決定し（ステップＳ１２）、当該コンテンツが現在操作中（アクセス中）であるかどうかを判定し（ステップＳ１３）、操作が終了するまで待機する（ステップＳ１３でＹｅｓ）。なお、ここでは、移動対象となるコンテンツが、プライマリコンテンツＣ５及びバックアップコンテンツＣ´５であるとする。
そして、ステップＳ１３において操作が終了した段階（ステップＳ１３でＮｏ）で、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスを禁止（ロック）する（ステップＳ１４）。
【００１３】
さらに、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ3に対して、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２Ｂ3において、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する（ステップＳ１５）。
そして、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスが禁止された段階で、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５の複製を自律ストレージ装置２Ｂ1に送信（コピー）する（ステップＳ１６）。
【００１４】
そして、自律ストレージ装置２Ｂ1が、自律ストレージ装置２Ｂ2から受信したプライマリコンテンツＣ５の複製をプライマリ領域Ｐ1にアクセス禁止（ロック）状態で記憶し（ステップＳ１７）、完了通知を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
【００１５】
さらに、自律ストレージ装置２Ｂ2は、プライマリコンテンツＣ５を、アクセス禁止状態でバックアップ領域Ｂ2にバックアップコンテンツＣ´５として移動し、記憶する（ステップＳ１８）。そして、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ3に対して、バックアップ領域Ｂ3に記憶されているバックアップコンテンツＣ´５を削除する旨を指示する。
【００１６】
そして、自律ストレージ装置２Ｂ3が、バックアップ領域Ｂ3に記憶されているバックアップコンテンツＣ´５を削除し（ステップＳ１９）、削除完了を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
また、自律ストレージ装置２Ｂ2は、自律ストレージ装置２Ｂ2内のバックアップ領域Ｂ2に移動させたバックアップコンテンツＣ´５のアクセス禁止を解除し（ステップＳ２０）、自律ストレージ装置２Ｂ1に対して、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止の解除を指示する。
そして、自律ストレージ装置２Ｂ1が、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止を解除し（ステップＳ２１）、アクセス禁止を解除した旨を自律ストレージ装置２Ｂ2に通知する。
そして、自律ストレージ装置２Ｂ2が、自律ストレージ装置２Ｂ1から、プライマリコンテンツＣ５のアクセス禁止解除を通知された段階で、負荷分散の動作が終了する。
【００１７】
このように、自律ストレージシステム１Ｂが動作することで、図６に示したコンテンツの記憶状態は、図８に示した状態となる。図８は、従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散動作後のコンテンツの記憶状態を示す模式図である。
この図８に示すように、負荷の大きかった自律ストレージ装置２Ｂ2から、プライマリコンテンツの数が少なくなることで、自律ストレージ装置２Ｂ2に対するアクセスが減ることになり、負荷が分散されることになる。また、この場合でも、チェインドデクラスタリングが維持された状態となっており、障害時の復旧を行うことは可能である。
【非特許文献１】伊藤大輔，「自律ディスク上の分散ディレクトリの負荷均衡機構を用いたクラスタ再構成」、第１３回データ工学ワークショップ論文集、ＤＥＷＳ２００２ Ｃ３−３、電子情報通信学会データ工学研究専門委員会（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、前記した従来の技術では、負荷分散を行う際に、自律ストレージ装置間でコンテンツ（プライマリコンテンツ）の複製を転送する必要があるため、ネットワークに対して負荷がかかり、クライアントコンピュータ等が、自律ストレージシステムに対してコンテンツのアクセスを行う際のスループットを低下させてしまうという問題がある。
また、従来の技術では、負荷分散を行う際に、自律ストレージ装置内でコンテンツの移動（プライマリコンテンツからバックアップコンテンツへの移動）を行う必要があるため、前記同様、スループットを低下させてしまうという問題がある。
【００１９】
さらに、従来の技術では、負荷分散を行う際に、コンテンツの移動を行うため、各自律ストレージ装置に記憶されているコンテンツの数が変わってしまう。例えば、図８に示したように、自律ストレージ装置２Ｂ1のコンテンツの数は８個（Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ´１３〜Ｃ´１６）から、９個（Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ´１３〜Ｃ´１６）に増え、自律ストレージ装置２Ｂ3のコンテンツの数は８個（Ｃ９〜Ｃ１２、Ｃ´５〜Ｃ´８）から、７個（Ｃ９〜Ｃ１２、Ｃ´６〜Ｃ´８）に減ってしまう。
このように、各自律ストレージ装置のコンテンツの数が変わってしまうため、各自律ストレージ装置に記憶されるデータ量に偏りが生じ、ある自律ストレージ装置のデータ量が最大容量に達した段階でコンテンツの記憶が制限されるため、自律ストレージシステム全体としての記憶容量が減ってしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、自律ストレージシステムにおいて、負荷分散時に、コンテンツにアクセスする際のスループットの低下を防止し、それぞれの自律ストレージ装置に蓄積しているコンテンツの容量に偏りを発生させない自律ストレージ装置、自律ストレージシステム、ネットワーク負荷分散プログラム及びネットワーク負荷分散方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の自律ストレージ装置は、ネットワークに複数接続されて、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置において、コンテンツ記憶手段と、役割情報記憶手段と、関連付け情報記憶手段と、負荷状態検出手段と、役割変更手段と、コンテンツ操作制御手段とを備える構成とした。
【００２２】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に原コンテンツ（プライマリコンテンツ）と、ネットワークに接続された他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツのバックアップコンテンツとを記憶する。このとき、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツ毎に、当該コンテンツが原コンテンツであるか又はバックアップコンテンツであるかを示す役割情報を役割情報記憶手段に記憶する。このように、自律ストレージ装置は、各コンテンツを原コンテンツとして使用するか、バックアップコンテンツとして使用するかを役割情報に対応付けて管理するため、この役割情報を変更するだけで、その役割を変更することができる。なお、コンテンツ記憶手段には、配列順序を示す識別情報に対応付けて、昇順又は降順にコンテンツが管理されていることが望ましい。
【００２３】
さらに、自律ストレージ装置は、関連付け情報記憶手段に、コンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツと他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツとにおける、原コンテンツとバックアップコンテンツとの関連付けを示す関連付け情報を記憶する。これによって、自律ストレージ装置間にまたがって、原コンテンツとバックアップコンテンツとを記憶する場合に、原コンテンツに対応するバックアップコンテンツの位置、あるいは、バックアップコンテンツに対応する原コンテンツの位置を素早く検索することができる。
【００２４】
そして、自律ストレージ装置は、負荷状態検出手段によって、コンテンツに対する単位時間あたりのアクセス数等により、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出し、その負荷状態を各自律ストレージ装置間で交換することで、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識する。そして、自律ストレージ装置は、役割変更手段によって、負荷状態検出手段で検出された負荷状態で、最も負荷が大きい自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、当該コンテンツと関連付け情報で関連付けられているコンテンツとの役割を変更して、役割情報を更新する。すなわち、負荷が大きい自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツをバックアップコンテンツに役割を変更し、その原コンテンツに関連付けられているコンテンツを原コンテンツ（プライマリコンテンツ）とする。
【００２５】
そして、自律ストレージ装置は、コンテンツ操作制御手段によって、役割情報記憶手段に記憶されている役割情報に基づいて、原コンテンツへの操作（例えば、読み出し、書き込み等）を行う。これによって、負荷が大きかった自律ストレージ装置の負荷が軽減され、他の自律ストレージ装置に負荷が分散されることになる。
【００２６】
また、請求項２に記載の自律ストレージ装置は、請求項１に記載の自律ストレージ装置において、前記コンテンツ記憶手段が、配列順序を示す識別情報に対応付けられた前記原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶することを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、コンテンツ記憶手段に、配列順序を示す識別情報に対応付けられた原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶する。これによって、自律ストレージ装置毎に連続して、重なり合うようにバックアップコンテンツを持ち合うことになる。なお、自律ストレージ装置は、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、役割情報に基づいて識別するため、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、コンテンツ記憶手段において領域を区別することなく記憶し、役割情報のみを変更することで、原コンテンツとバックアップコンテンツとの役割が変更されることになる。
【００２８】
さらに、請求項３に記載の自律ストレージ装置は、請求項２に記載の自律ストレージ装置において、前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態が過負荷状態である場合に、前記役割変更手段が、前記コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、又は前記最先又は最後の原コンテンツに前記配列順序で連続する原コンテンツ群を、バックアップコンテンツに、その役割を変更し、対応するバックアップコンテンツ群を、原コンテンツに、その役割を変更することを特徴とする。
【００２９】
かかる構成によれば、自律ストレージ装置は、当該自律ストレージ装置が過負荷である場合に、役割変更手段によって、コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの中で、配列順序で最先又は最後の原コンテンツをバックアップコンテンツに変更する。これに伴って、原コンテンツのバックアップコンテンツを記憶していた論理的に隣接する自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツ（プライマリコンテンツ）とすることで、論理的に連続する自律ストレージ装置で、原コンテンツの配列順序が保持されたままとなる。なお、原コンテンツの役割をバックアップコンテンツに変更する際には、原コンテンツに配列順序で連続する複数の原コンテンツ（原コンテンツ群）の役割を一括してバックアップコンテンツに変更し、その原コンテンツ群に対応するバックアップコンテンツ（バックアップコンテンツ群）を原コンテンツに一括して変更することとしてもよい。
【００３０】
また、請求項４に記載の自律ストレージシステムは、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムであって、ネットワークに接続された、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複数の自律ストレージ装置を備え、前記複数の自律ストレージ装置の中で、過負荷状態である自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツと、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツとの役割を変更することを特徴とする。
【００３１】
かかる構成によれば、自律ストレージシステムは、ネットワークに接続された自律ストレージ装置間で、負荷状態を認識し、過負荷状態となっている自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの役割をバックアップコンテンツに変更し、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツに変更する。これによって、原コンテンツに対するアクセスによって発生する負荷が他の自律ストレージ装置に分散されることになる。
【００３２】
さらに、請求項５に記載のネットワーク負荷分散プログラムは、コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備え、ネットワークに複数接続されることで前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置の負荷を分散させるために、当該自律ストレージ装置におけるコンピュータを、負荷状態検出手段、役割変更手段、コンテンツ操作制御手段として機能させることを特徴とする。
【００３３】
かかる構成によれば、ネットワーク負荷分散プログラムは、負荷状態検出手段によって、コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する。これによって、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識する。そして、ネットワーク負荷分散プログラムは、役割変更手段によって、負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツとの役割を変更して、役割情報を更新する。さらに、ネットワーク負荷分散プログラムは、コンテンツ操作制御手段によって、役割情報記憶手段に記憶された役割情報に基づいて、原コンテンツへの操作を行う。これによって、役割をバックアップコンテンツに変更された自律ストレージ装置の負荷が、役割を原コンテンツに変更された自律ストレージ装置に分散されることになる。
【００３４】
また、請求項６に記載のネットワーク負荷分散方法は、コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備えた自律ストレージ装置を、ネットワークに複数接続することで、前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムにおいて、前記自律ストレージ装置間の負荷分散を行うネットワーク負荷分散方法であって、負荷状態検出ステップと、過負荷判定ステップと、アクセス禁止ステップと、役割変更ステップと、アクセス解除ステップとを含んでいることを特徴とする。
【００３５】
この手順によれば、ネットワーク負荷分散方法は、負荷状態検出ステップで、各自律ストレージ装置の負荷状態を検出する。これによって、どの自律ストレージ装置で負荷が大きくなっているかを認識することができる。そこで、ネットワーク負荷分散方法は、過負荷判定ステップで、負荷状態と予め定めた閾値とに基づいて、どの自律ストレージ装置が過負荷であるかどうかを判定する。そして、ネットワーク負荷分散方法は、アクセス禁止ステップで、過負荷であると判定された自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、及び、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツへのアクセスを禁止する。そして、ネットワーク負荷分散方法は、役割変更ステップで、アクセスが禁止された原コンテンツ及びバックアップコンテンツの役割を変更する。この役割変更後、アクセス解除ステップで、原コンテンツ及びバックアップコンテンツへのアクセスの禁止を解除する。これによって、役割をバックアップコンテンツに変更された自律ストレージ装置の負荷が、役割を原コンテンツに変更された自律ストレージ装置に分散されることになる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、自律ストレージ装置に記憶されているコンテンツの役割を、原コンテンツからバックアップコンテンツに変更し、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置に記憶されているバックアップコンテンツの役割を原コンテンツに変更するだけで、負荷を分散させることができる。このとき、自律ストレージ装置は、コンテンツを他の自律ストレージ装置にコピーしたり、自律ストレージ装置内で移動させたり等の動作を行わないため、ネットワーク等に負荷を与えない。これによって、コンテンツに対するスループットの低下を防ぐことができる。また、本発明によれば、負荷分散時に、コンテンツの容量の偏りが発生しないため、各自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段の容量を最大限に利用することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、原コンテンツを、論理的に連続する自律ストレージ装置に、ファイル名等の順番を示す配列順序通りに記憶するため、コンテンツの検索を容易に行うことができる。また、本発明によれば、原コンテンツとバックアップコンテンツとを、役割情報に基づいて識別しているため、その役割情報を変更するだけで、原コンテンツとバックアップコンテンツとの役割を変更することができる。これによって、自律ストレージ装置は、負荷分散時に、コンテンツの移動が伴わず、スループットの低下を防ぐことができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、負荷分散時に、配列順序で最先又は最後の原コンテンツをバックアップコンテンツに変更するため、論理的に連続する自律ストレージ装置において、原コンテンツがファイル名等の順番を示す配列順序通りに記憶された状態を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下では、まず、本発明における負荷分散の手法を実現した自律ストレージシステムの動作概念について説明し、続けて、当該自律ストレージシステムを構成する自律ストレージ装置の構成及び詳細動作について順次説明していくこととする。
【００４０】
［自律ストレージシステムの動作概念］
最初に、図１を参照して、負荷分散の手法を実現した自律ストレージシステムの動作概念について説明する。図１は、自律ストレージシステムの概略の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、自律ストレージシステム１は、ネットワークＮに接続された複数（ここでは一例として４台）の自律ストレージ装置２（２1〜２4）を備えている。この自律ストレージシステム１は、同一のネットワークＮに接続されたクライアントコンピュータ５等からコンテンツの書き込み要求があったときに、各々の自律ストレージ装置２（２1〜２4）間でコンテンツを分散して記憶するものである。
【００４１】
ここで自律ストレージ装置２は、システム管理手段２０と、コンテンツ記憶手段３０とを備え（詳細な構成については後記する）、システム管理手段２０によって、他の自律ストレージ装置との間で協調することで、負荷を分散するようにコンテンツをコンテンツ記憶手段３０に記憶するものである。
【００４２】
この自律ストレージ装置２は、自身のコンテンツ記憶手段３０にコンテンツの原コンテンツ（以下、プライマリコンテンツという）と、他の自律ストレージ装置に記憶されるコンテンツのバックアップコンテンツ（以下、バックアップコンテンツという）とを記憶している。ここで、自律ストレージ装置２は、互いに論理的に隣接した自律ストレージ装置２に、バックアップコンテンツを記憶する。なお、論理的に最後の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２4）に隣接する自律ストレージ装置は、論理的に１つ前の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２3）と、論理的に最初の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２1）とである。
【００４３】
例えば、図１に示すように、自律ストレージ装置２1のコンテンツ記憶手段３０1にプライマリコンテンツＣ１及びＣ２が記憶されているとすると、プライマリコンテンツＣ１のバックアップコンテンツＣ´１は、自律ストレージ装置２1に論理的に隣接する自律ストレージ装置２4に、また、プライマリコンテンツＣ２のバックアップコンテンツＣ´２は、自律ストレージ装置２1に論理的に隣接する自律ストレージ装置２2に、それぞれ記憶される。
以下、自律ストレージシステム１の動作概念における各自律ストレージ装置２のコンテンツの格納方法と、負荷分散方法について説明する。
【００４４】
（コンテンツの格納方法）
まず、図３を参照して、本発明に係る複数の自律ストレージ装置からなる自律ストレージシステムにおけるコンテンツの格納方法について説明する。図３は、自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図であって、自律ストレージシステム１を構成する自律ストレージ装置２（実際には自律ストレージ装置２のコンテンツ記憶手段３０（図１参照））に、コンテンツが記憶された状態を示している。ここでは、一例として、自律ストレージ装置２の数を４台、コンテンツの数を１６個として説明を行うが、本発明は、この数に限定されるものではない。
【００４５】
図３に示すように、自律ストレージシステム１は、自律ストレージ装置２のコンテンツ記憶手段３０（図１参照）を、従来のようにプライマリ領域とバックアップ領域とに区別するのではなく、同一の領域とし、コンテンツをプライマリコンテンツＣｎか、バックアップコンテンツＣ´ｎかを示す情報（役割情報）に対応付けて記憶する。
【００４６】
なお、自律ストレージ装置２には、論理的な隣接関係を一意に特定する識別情報（識別子）が設定されており、論理的に１番目の自律ストレージ装置を２1、２番目の自律ストレージ装置を２2、３番目の自律ストレージ装置を２3、４番目（最後）の自律ストレージ装置を２4としている。また、コンテンツには、論理的な大小関係を持つ一意に特定される識別情報（例えば、ファイル名、番号等）が設定されており、論理的に最も小さい識別情報を持つコンテンツをＣ１、２番目に小さい識別情報を持つコンテンツをＣ２、以下同様に、１６番目に小さい（最も大きい）識別情報を持つコンテンツをＣ１６としている。
【００４７】
ここで、自律ストレージ装置２1には、プライマリコンテンツＣ１〜Ｃ４を記憶し、自律ストレージ装置２2には、プライマリコンテンツＣ５〜Ｃ８を記憶し、自律ストレージ装置２3には、プライマリコンテンツＣ９〜Ｃ１２を記憶し、自律ストレージ装置２4には、プライマリコンテンツＣ１３〜Ｃ１６を記憶している。
【００４８】
また、自律ストレージ装置２1には、論理的に隣接した自律ストレージ装置２2及び２4のプライマリコンテンツＣ５、Ｃ６、Ｃ１５及びＣ１６のバックアップとして、バックアップコンテンツＣ´５、Ｃ´６、Ｃ´１５及びＣ´１６を記憶している。同様に、自律ストレージ装置２2には、バックアップコンテンツＣ´３、Ｃ´４、Ｃ´９及びＣ´１０を、自律ストレージ装置２3には、バックアップコンテンツＣ´７、Ｃ´８、Ｃ´１３及びＣ´１４を、自律ストレージ装置２4には、バックアップコンテンツＣ´１、Ｃ´２、Ｃ´１１及びＣ´１２をそれぞれ記憶している。
このように、コンテンツを記憶することで、各自律ストレージ装置２は、チェインドデクラスタリングの構成となり、いずれかの自律ストレージ装置２に障害が発生し、コンテンツが失われた場合でも、コンテンツを復旧させることができる。
【００４９】
（負荷分散方法）
次に、図４を参照（適宜図３参照）して、本発明に係る自律ストレージシステムにおける負荷分散方法について説明する。図４は、自律ストレージシステムで負荷分散を行う際の動作を説明するための説明図である。なお、図４は、図３に示したコンテンツの格納状態において、自律ストレージ装置２2へのアクセスが集中し、自律ストレージ装置２2の負荷が最も高い場合に、負荷を分散する仕組みを示している。
【００５０】
本発明においては、負荷が大きい自律ストレージ装置２のプライマリコンテンツの役割を、プライマリからバックアップに変更し、当該プライマリコンテンツに対応するバックアップコンテンツの役割を、バックアップからプライマリに変更する。すなわち、負荷が最も大きい自律ストレージ装置２2のプライマリコンテンツＣ５（図３）の役割を変更し、バックアップコンテンツＣ´５（図４）とし、自律ストレージ装置２1のバックアップコンテンツＣ´５（図３）の役割を変更し、プライマリコンテンツＣ５（図４）とする。
これによって、図４に示すように、自律ストレージ装置２1におけるアクセス可能なコンテンツは、Ｃ１〜Ｃ５の５つ、自律ストレージ装置２2におけるアクセス可能なコンテンツは、Ｃ６〜Ｃ８の３つとなり、自律ストレージ装置２2の負荷が自律ストレージ装置２1に分散されたことになる。
【００５１】
なお、このように、負荷分散を行う際の役割を変更するコンテンツは、負荷が大きい自律ストレージ装置２のプライマリコンテンツの中で、論理的に最も小さい識別情報（識別子）を持つコンテンツ（図３の自律ストレージ装置２2におけるプライマリコンテンツＣ５）、又は論理的に最も大きい識別情報（識別子）を持つコンテンツ（図３の自律ストレージ装置２2におけるプライマリコンテンツＣ８）のいずれかとする。
これによって、図４に示すように、プライマリコンテンツは、各自律ストレージ装置２にまたがって連続性（Ｃ１〜Ｃ１６）が保たれることになり、容易にコンテンツを検索することが可能になる。
なお、ここでは、プライマリコンテンツの役割を、１つずつプライマリからバックアップに変更こととして説明したが、複数のプライマリコンテンツの役割を一括して、バックアップに変更することとしてもよい。
【００５２】
［自律ストレージ装置の構成］
次に、図２を参照して、本発明に係る自律ストレージ装置の構成について説明する。図２は、自律ストレージ装置の構成を示したブロック構成図である。
図２に示すように、自律ストレージ装置２は、ネットワークＮに接続され、他の自律ストレージ装置と協調して、コンテンツを分散して記憶するものである。ここでは、自律ストレージ装置２は、通信送受信手段１０と、システム管理手段２０と、コンテンツ記憶手段３０と、インデックス情報記憶手段４０とを備えている。
【００５３】
通信送受信手段１０は、ネットワークＮを介して、クライアントコンピュータ（図示せず）や他の自律ストレージ装置（図示せず）と、データの送受信を行うものである。例えば、通信送受信手段１０は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）の通信プロトコルによってデータの送受信を行う通信ボードである。
【００５４】
システム管理手段２０は、自律ストレージ装置２全体の制御を行うものである。例えば、システム管理手段２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えたコンピュータであって、プログラムを、以下に示す各手段として機能させることで、他の自律ストレージ装置と協調して、負荷分散を行うものである。ここでは、システム管理手段２０は、コンテンツ格納手段２１と、コンテンツ配信手段２２と、コンテンツ削除手段２３と、制御情報受信手段２４と、制御情報送信手段２５と、コンテンツ管理手段２６とを備えている。
【００５５】
コンテンツ格納手段２１は、通信送受信手段１０を介して、コンテンツを取得し、コンテンツ記憶手段３０に記憶するもので、コンテンツ受信手段２１ａと、コンテンツ書き込み手段２１ｂとを備えている。
【００５６】
コンテンツ受信手段２１ａは、通信送受信手段１０を介して取得したコンテンツを受信するものである。このコンテンツ受信手段２１ａは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知されるコンテンツの送信元（例えば、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等）から、通信送受信手段１０を介してコンテンツを受信する。ここで受信したコンテンツは、コンテンツ書き込み手段２１ｂに出力される。
【００５７】
コンテンツ書き込み手段２１ｂは、コンテンツ受信手段２１ａで受信したコンテンツを、コンテンツ記憶手段３０のプライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂとして、コンテンツ記憶手段３０に書き込むものである。このコンテンツ書き込み手段２１ｂは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、コンテンツをコンテンツ記憶手段３０に書き込む。なお、コンテンツ記憶手段３０に書き込まれるコンテンツが、プライマリコンテンツ３０ａであるか、バックアップコンテンツ３０ｂであるかは、コンテンツ管理手段２６において管理されている。
【００５８】
コンテンツ配信手段２２は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を、通信送受信手段１０を介して配信するもので、コンテンツ読み出し手段２２ａと、コンテンツ送信手段２２ｂとを備えている。
【００５９】
コンテンツ読み出し手段２２ａは、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を読み出すものである。このコンテンツ読み出し手段２２ａは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、コンテンツをコンテンツ記憶手段３０から読み出す。ここで読み出されたコンテンツは、コンテンツ送信手段２２ｂに出力される。
【００６０】
コンテンツ送信手段２２ｂは、コンテンツ読み出し手段２２ａで読み出されたコンテンツを、通信送受信手段１０を介して送信するものである。このコンテンツ送信手段２２ｂは、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知されるコンテンツの送信先（例えば、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等）に、通信送受信手段１０を介してコンテンツを送信する。
【００６１】
コンテンツ削除手段２３は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を削除するものである。このコンテンツ削除手段２３は、コンテンツ管理手段２６のコンテンツ操作制御手段２６２から通知される位置情報（アドレス）に基づいて、指示されたコンテンツをコンテンツ記憶手段３０から削除する。
【００６２】
制御情報受信手段２４は、通信送受信手段１０を介して、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等から、コンテンツ以外のデータである制御情報を受信するものである。ここで受信した制御情報は、コンテンツ管理手段２６の制御情報解析手段２６１に出力される。
【００６３】
ここで、制御情報とは、自律ストレージ装置２が、他の自律ストレージ装置と協調して動作するための情報である。例えば、コンテンツを格納する旨を示すコンテンツ格納指示、コンテンツを配信する旨を示すコンテンツ配信指示、コンテンツを削除する旨を示すコンテンツ削除指示、負荷状態の通知を指示する負荷状態通知指示、コンテンツに対するアクセスの禁止やその解除を示すアクセス制御指示、コンテンツの役割を変更する旨を示す役割変更指示等、あるいはこれらの指示に対する応答等である。
【００６４】
制御情報送信手段２５は、コンテンツ管理手段２６から出力される制御情報を、通信送受信手段１０を介して、クライアントコンピュータ、他の自律ストレージ装置等に送信するものである。
【００６５】
コンテンツ管理手段２６は、制御情報受信手段２４で受信した制御情報に基づいて、コンテンツの管理を行うものである。なお、コンテンツ管理手段２６は、当該自律ストレージ装置２の負荷状態が大きくなった場合に、コンテンツの役割をプライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更するものでもある。
ここでは、コンテンツ管理手段２６は、制御情報解析手段２６１と、コンテンツ操作制御手段２６２と、役割変更手段２６３とを備えている。
【００６６】
制御情報解析手段２６１は、制御情報受信手段２４で受信した制御情報を解析して、その制御情報に対応する処理を実行するものである。例えば、制御情報として、コンテンツ格納指示、コンテンツ配信指示、コンテンツ削除指示が指示された場合は、制御情報解析手段２６１は、その旨をコンテンツ操作制御手段２６２に出力する。また、制御情報として、役割変更指示が指示された場合は、その旨を役割変更手段２６３に出力する。
さらに、ここでは、制御情報解析手段２６１は、負荷状態検出手段２６１ａと、アクセス制御手段２６１ｂとを備えている。
【００６７】
負荷状態検出手段２６１ａは、当該自律ストレージ装置２の負荷状態、及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出するものである。例えば、負荷状態検出手段２６１ａは、単位時間あたりのコンテンツへのアクセス数等に基づいて、自身の負荷状態を検出する。また、負荷状態検出手段２６１ａは、制御情報として他の自律ストレージ装置から、他の自律ストレージ装置の負荷状態を取得する。これによって、負荷状態検出手段２６１ａは、ネットワークＮに接続されているすべての自律ストレージ装置２の負荷状態を把握することができる。
そして、ここでは、最も負荷状態の値が大きく、予め定めた閾値よりも大きい自律ストレージ装置が、主導的にコンテンツの役割を変更するものとする。
【００６８】
アクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツへのアクセス（読み出し、書き込み）を禁止（ロック）、又はその解除を行うものである。このアクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツの役割を変更する場合、その変更対象となるコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）へのアクセスを禁止する。また、アクセス制御手段２６１ｂは、コンテンツの役割の更新後、コンテンツへのアクセスの禁止を解除する。
【００６９】
コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１から出力される各種指示に基づいて、コンテンツの操作を行うものである。このコンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ格納指示を指示された場合、コンテンツ格納手段２１に対して、コンテンツの送信元と、コンテンツ記憶手段３０に記憶する位置情報（アドレス）とを通知することで、コンテンツの格納（記憶）を行う。また、コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ配信指示を指示された場合、コンテンツ配信手段２２に対して、コンテンツの送信先と、コンテンツ記憶手段３０の位置情報（アドレス）とを通知することで、コンテンツの配信を行う。さらに、コンテンツ操作制御手段２６２は、制御情報解析手段２６１からコンテンツ削除指示を指示された場合、コンテンツ削除手段２３に対して、コンテンツ記憶手段３０の位置情報（アドレス）を通知することでコンテンツの削除を行う。
【００７０】
なお、コンテンツ操作制御手段２６２は、コンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）をコンテンツ記憶手段３０に記憶する場合、インデックス情報記憶手段４０の識別情報４０ａ、関連付け情報４０ｂ、役割情報４０ｃ及び位置情報４０ｄを更新する。この各種情報の内容については後記する。
【００７１】
役割変更手段２６３は、制御情報解析手段２６１から、コンテンツの役割を変更する旨の指示を通知されることで、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツと、このコンテンツに関連付けられている他の自律ストレージ装置のコンテンツとの役割を変更するものである。そして、役割変更手段２６３は、インデックス情報記憶手段４０の役割情報４０ｃを更新する。
【００７２】
すなわち、役割変更手段２６３は、制御情報解析手段２６１から、コンテンツの役割を変更する旨の指示を通知されると、当該コンテンツがプライマリコンテンツ３０ａである場合は、そのコンテンツをバックアップコンテンツ３０ｂに変更するとともに、関連付け情報４０ｂによって、そのコンテンツの関連付けられている他の自律ストレージ装置のコンテンツを、バックアップコンテンツからプライマリコンテンツに変更する旨の指示を関連付け情報４０ｂで関連付けされている自律ストレージ装置２に送信する。
また、逆に、当該コンテンツがバックアップコンテンツ３０ｂである場合は、そのコンテンツをプライマリコンテンツ３０ａに変更する。
【００７３】
コンテンツ記憶手段３０は、原コンテンツであるプライマリコンテンツ３０ａと、他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツのバックアップであるバックアップコンテンツ３０ｂとを記憶するもので、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。このコンテンツ記憶手段３０には、プライマリコンテンツ３０ａと、バックアップコンテンツ３０ｂとを記憶する領域を区分することなくコンテンツが記憶される。ここで、コンテンツがプライマリコンテンツ３０ａであるか、バックアップコンテンツ３０ｂであるかは、インデックス情報記憶手段４０に記憶されている識別情報４０ａで特定されるコンテンツに対応する役割情報４０ｃによって区別される。
【００７４】
なお、自律ストレージ装置２は、図３に示したように、コンテンツの配列順序となる識別情報４０ａが、各自律ストレージ装置で連続するようにプライマリコンテンツ３０ａをコンテンツ記憶手段３０に記憶する。例えば、識別情報としてファイル名を用いる場合、アルファベット順、五十音順等でコンテンツの配列順序が定まることになる。また、自律ストレージ装置２は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ（原コンテンツ）の配列順序で少なくとも前又は後に連続する、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ）のバックアップをバックアップコンテンツ３０ｂとして記憶する。
【００７５】
インデックス情報記憶手段（役割情報記憶手段、関連付け情報記憶手段）４０は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているコンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）を特定するための情報であるインデックス情報を記憶するもので、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。このインデックス情報記憶手段４０には、インデックス情報として、識別情報４０ａ、関連付け情報４０ｂ、役割情報４０ｃ及び位置情報４０ｄを記憶する。
【００７６】
ここで、識別情報４０ａは、コンテンツを一意に特定するための情報であって、例えば、ファイル名、番号等である。また、関連付け情報４０ｂは、当該自律ストレージ装置２に記憶されるコンテンツと、他の自律ストレージ装置に記憶されるコンテンツとを関連付ける情報であって、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツがプライマリコンテンツである場合は、バックアップコンテンツの位置、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツがバックアップコンテンツである場合は、プライマリコンテンツの位置を示す情報である。また、役割情報４０ｃは、当該コンテンツがプライマリコンテンツか、バックアップコンテンツかの役割を示す情報である。さらに、位置情報４０ｄは、コンテンツ（プライマリコンテンツ３０ａ又はバックアップコンテンツ３０ｂ）のコンテンツ記憶手段３０上のアドレスを示す。
【００７７】
このように自律ストレージ装置２を構成することで、当該自律ストレージ装置２における負荷が大きくなったときは、他の自律ストレージ装置と協調することで、当該自律ストレージ装置２に記憶されているコンテンツの役割を、プライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更することができる。これによって、コンテンツのコピーや、移動を伴うことなく、負荷分散を行うことが可能になる。
【００７８】
また、この負荷分散によっては、コンテンツの数が変化しないので、各自律ストレージ装置２に記憶されるコンテンツのデータ量に偏りが発生しない。これによって、複数の自律ストレージ装置２からなる自律ストレージシステム１（図１参照）全体として、各コンテンツ記憶手段３０の容量を最大限に利用することが可能になる。
【００７９】
なお、自律ストレージ装置２のシステム管理手段２０は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。ここで実現されるネットワークを介して負荷を分散するプログラム（ネットワーク負荷分散プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００８０】
［自律ストレージ装置の動作］
次に、図５を参照（適宜図２参照）して、自律ストレージ装置の動作について説明する。ここでは、本発明に係る自律ストレージ装置が、他の自律ストレージ装置と協調して、ネットワークを介して、負荷を分散する動作について説明する。図５は、本発明に係る自律ストレージ装置含む自律ストレージシステムにおける負荷分散動作を示すフローチャートである。なお、図５においては、自律ストレージ装置２2に負荷が集中しているものとし、自律ストレージ装置２2に記憶されているコンテンツの役割をプライマリコンテンツからバックアップコンテンツに変更し、当該コンテンツのバックアップを記憶している自律ストレージ装置２1のバックアップコンテンツをプライマリコンテンツに変更する動作を示している。
【００８１】
（負荷状態検出・過負荷判定ステップ）
まず、自律ストレージ装置２2は、コンテンツ管理手段２６の負荷状態検出手段２６１ａによって、単位時間あたりのコンテンツへのアクセス数から、当該自律ストレージ装置２2における負荷状態を検出し、予め定めた閾値に基づいて、当該自律ストレージ装置２2の負荷状態が過負荷であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。
このとき、他の自律ストレージ装置（ここでは、自律ストレージ装置２1においても、同様に負荷状態が検出・判定され（ステップＳ１´）、各自律ストレージ装置間で、相互に負荷状態を確認する。そして、自律ストレージ装置２2は、当該自律ストレージ装置２2の負荷状態が過負荷である場合に、ステップＳ２以降の動作を実行する。
【００８２】
（操作終了待ちステップ）
自律ストレージ装置２2は、役割変更手段２６３によって、役割変更を行うコンテンツを決定する（ステップＳ２）。ここで、役割変更手段２６３は、コンテンツ記憶手段３０に記憶されているプライマリコンテンツ３０ａにおいて、コンテンツの配列順序となる識別情報４０ａが最先又は最後となるプライマリコンテンツ３０ａの中で、当該コンテンツに対応するバックアップコンテンツを記憶している自律ストレージ装置の負荷が小さい方を、役割を変更するコンテンツとして決定する。なお、ここでは、コンテンツとして、プライマリコンテンツＣ５（バックアップコンテンツＣ´５）が決定されたものとする。
そして、自律ストレージ装置２2は、当該コンテンツが現在操作中（アクセス中）であるかどうかを判定し（ステップＳ３）、操作が終了するまで待機する（ステップＳ３でＹｅｓ）。
【００８３】
（アクセス禁止ステップ）
さらに、ステップＳ３において操作が終了した段階（ステップＳ３でＮｏ）で、自律ストレージ装置２1は、アクセス制御手段２６１ｂによって、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスを禁止（ロック）する（ステップＳ４）。
さらに、自律ストレージ装置２2は、アクセス制御手段２６１ｂによって、自律ストレージ装置２2に対して、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２1において、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスを禁止する（ステップＳ５）。
【００８４】
（役割変更ステップ）
そして、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスが禁止された段階で、自律ストレージ装置２2は、役割変更手段２６３によって、プライマリコンテンツＣ５の役割を、バックアップに変更し、バックアップコンテンツＣ´５とする（ステップＳ６）。そして、役割変更手段２６３が、自律ストレージ装置２1に対して、バックアップコンテンツＣ´５の役割を変更する旨の指示を送信し、自律ストレージ装置２1において、バックアップコンテンツＣ´５の役割を、プライマリに変更し、プライマリコンテンツＣ５とする（ステップＳ７）。
【００８５】
（アクセス解除ステップ）
また、自律ストレージ装置２2は、ステップＳ６及びステップＳ７におけるコンテンツの役割変更後、アクセス制御手段２６１ｂによって、バックアップコンテンツＣ´５へのアクセスの禁止を解除し（ステップＳ８）、自律ストレージ装置２1に対して、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスの禁止を解除する旨の指示を送信する。
そして、自律ストレージ装置２1において、プライマリコンテンツＣ５へのアクセスの禁止が解除される（ステップＳ９）。
【００８６】
以上の動作によって、自律ストレージ装置２は、他の自律ストレージ装置と協調し、負荷が大きい自律ストレージ装置のプライマリコンテンツをバックアップコンテンツに変更することができる。これによって、負荷が他の自律ストレージ装置に分散されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る自律ストレージシステムの概略の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る自律ストレージ装置の構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明に係る自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る自律ストレージシステムで負荷分散を行う際の動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明に係る自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の自律ストレージシステムにコンテンツを分散して記憶した状態の一例を示す模式図である。
【図７】従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の自律ストレージシステムにおける負荷分散動作後のコンテンツの記憶状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 自律ストレージシステム
２ 自律ストレージ装置
１０ 通信送受信手段
２０ システム管理手段
２１ コンテンツ格納手段
２２ コンテンツ配信手段
２３ コンテンツ削除手段
２４ 制御情報受信手段
２５ 制御情報送信手段
２６ コンテンツ管理手段
２６１ 制御情報解析手段
２６１ａ 負荷状態検出手段
２６１ｂ アクセス制御手段
２６２ コンテンツ操作制御手段
２６３ 役割変更手段
３０ コンテンツ記憶手段
４０ インデックス情報記憶手段（役割情報記憶手段、関連付け情報記憶手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに複数接続されて、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置において、
当該自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツと、前記ネットワークに接続された他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツに対するバックアップコンテンツとを記憶するコンテンツ記憶手段と、
このコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツが原コンテンツであるか又はバックアップコンテンツであるかを示す役割情報を記憶する役割情報記憶手段と、
前記コンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツと前記他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツとにおける、原コンテンツとバックアップコンテンツとの関連付けを示す関連付け情報を記憶する関連付け情報記憶手段と、
前記コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び前記他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、
この負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、前記コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、当該コンテンツと前記関連付け情報で関連付けられているコンテンツとの役割を変更して、前記役割情報を更新する役割変更手段と、
前記役割情報記憶手段に記憶されている役割情報に基づいて、前記原コンテンツへの操作を行うコンテンツ操作制御手段と、
を備えていることを特徴とする自律ストレージ装置。
【請求項２】
前記コンテンツ記憶手段は、配列順序を示す識別情報に対応付けられた前記原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶することを特徴とする請求項１に記載の自律ストレージ装置。
【請求項３】
前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態が過負荷状態である場合に、前記役割変更手段が、前記コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの中で、前記配列順序で最先又は最後の原コンテンツ、又は前記最先又は最後の原コンテンツに前記配列順序で連続する原コンテンツ群を、バックアップコンテンツに、その役割を変更し、対応するバックアップコンテンツ群を、原コンテンツに、その役割を変更することを特徴とする請求項２に記載の自律ストレージ装置。
【請求項４】
コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムであって、
ネットワークに接続された、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複数の自律ストレージ装置を備え、
前記複数の自律ストレージ装置の中で、過負荷状態である自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツと、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツとの役割を変更することを特徴とする自律ストレージシステム。
【請求項５】
コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備え、ネットワークに複数接続されることで前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置の負荷を分散させるために、当該自律ストレージ装置におけるコンピュータを、
前記ネットワークにおける前記コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出手段、
この負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、当該自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、前記他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツとの、原コンテンツ又はバックアップコンテンツとしての役割を示す役割情報を変更して、役割情報記憶手段に記憶する役割変更手段、
前記役割情報記憶手段に記憶された役割情報に基づいて、前記原コンテンツへの操作を行うコンテンツ操作制御手段、
として機能させることを特徴とするネットワーク負荷分散プログラム。
【請求項６】
コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備えた自律ストレージ装置を、ネットワークに複数接続することで、前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムにおいて、前記自律ストレージ装置間の負荷分散を行うネットワーク負荷分散方法であって、
前記ネットワークにおける前記コンテンツへのアクセスに基づいて、前記自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出ステップと、
この負荷状態検出ステップで検出された負荷状態と、予め定めた閾値とに基づいて、前記自律ストレージ装置が過負荷であるかどうかを判定する過負荷判定ステップと、
この過負荷判定ステップで過負荷であると判定された自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、及び、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツへのアクセスを禁止するアクセス禁止ステップと、
このアクセス禁止ステップでアクセスが禁止された原コンテンツ及びバックアップコンテンツの役割を変更する役割変更ステップと、
この役割変更ステップで役割を変更した原コンテンツ及びバックアップコンテンツへのアクセスの禁止を解除するアクセス解除ステップと、
を含んでいることを特徴とするネットワーク負荷分散方法。
【請求項１】
ネットワークに複数接続されて、コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置において、
当該自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツと、前記ネットワークに接続された他の自律ストレージ装置に記憶される原コンテンツに対するバックアップコンテンツとを記憶するコンテンツ記憶手段と、
このコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツが原コンテンツであるか又はバックアップコンテンツであるかを示す役割情報を記憶する役割情報記憶手段と、
前記コンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツ毎に、当該コンテンツと前記他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されるコンテンツとにおける、原コンテンツとバックアップコンテンツとの関連付けを示す関連付け情報を記憶する関連付け情報記憶手段と、
前記コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び前記他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、
この負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、前記コンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、当該コンテンツと前記関連付け情報で関連付けられているコンテンツとの役割を変更して、前記役割情報を更新する役割変更手段と、
前記役割情報記憶手段に記憶されている役割情報に基づいて、前記原コンテンツへの操作を行うコンテンツ操作制御手段と、
を備えていることを特徴とする自律ストレージ装置。
【請求項２】
前記コンテンツ記憶手段は、配列順序を示す識別情報に対応付けられた前記原コンテンツと、他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶され、前記配列順序の前又は後に連続する原コンテンツに対応するバックアップコンテンツとを記憶することを特徴とする請求項１に記載の自律ストレージ装置。
【請求項３】
前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態が過負荷状態である場合に、前記役割変更手段が、前記コンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツの中で、前記配列順序で最先又は最後の原コンテンツ、又は前記最先又は最後の原コンテンツに前記配列順序で連続する原コンテンツ群を、バックアップコンテンツに、その役割を変更し、対応するバックアップコンテンツ群を、原コンテンツに、その役割を変更することを特徴とする請求項２に記載の自律ストレージ装置。
【請求項４】
コンテンツを、原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムであって、
ネットワークに接続された、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複数の自律ストレージ装置を備え、
前記複数の自律ストレージ装置の中で、過負荷状態である自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツと、当該原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツとの役割を変更することを特徴とする自律ストレージシステム。
【請求項５】
コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備え、ネットワークに複数接続されることで前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージ装置の負荷を分散させるために、当該自律ストレージ装置におけるコンピュータを、
前記ネットワークにおける前記コンテンツへのアクセスに基づいて、当該自律ストレージ装置及び他の自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出手段、
この負荷状態検出手段で検出された負荷状態に基づいて、当該自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツと、前記他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているコンテンツとの、原コンテンツ又はバックアップコンテンツとしての役割を示す役割情報を変更して、役割情報記憶手段に記憶する役割変更手段、
前記役割情報記憶手段に記憶された役割情報に基づいて、前記原コンテンツへの操作を行うコンテンツ操作制御手段、
として機能させることを特徴とするネットワーク負荷分散プログラム。
【請求項６】
コンテンツを記憶するコンテンツ記憶手段を備えた自律ストレージ装置を、ネットワークに複数接続することで、前記コンテンツを原コンテンツ及びバックアップコンテンツとして分散して記憶する自律ストレージシステムにおいて、前記自律ストレージ装置間の負荷分散を行うネットワーク負荷分散方法であって、
前記ネットワークにおける前記コンテンツへのアクセスに基づいて、前記自律ストレージ装置の負荷状態を検出する負荷状態検出ステップと、
この負荷状態検出ステップで検出された負荷状態と、予め定めた閾値とに基づいて、前記自律ストレージ装置が過負荷であるかどうかを判定する過負荷判定ステップと、
この過負荷判定ステップで過負荷であると判定された自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されている原コンテンツ、及び、その原コンテンツに対応する他の自律ストレージ装置のコンテンツ記憶手段に記憶されているバックアップコンテンツへのアクセスを禁止するアクセス禁止ステップと、
このアクセス禁止ステップでアクセスが禁止された原コンテンツ及びバックアップコンテンツの役割を変更する役割変更ステップと、
この役割変更ステップで役割を変更した原コンテンツ及びバックアップコンテンツへのアクセスの禁止を解除するアクセス解除ステップと、
を含んでいることを特徴とするネットワーク負荷分散方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１２００５（Ｐ２００６−１２００５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９０８２３（Ｐ２００４−１９０８２３）
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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