ほかのプロセスにあたえる影響が少ない

他のプロセスに
あたえる影響が少ない
実行時ミラーリングシステム
指導教官千葉滋助教授
学籍番号 99-2518-8 柳澤佳里
1
近年のミラーリングの要件

実行時

サーバー動作中に停止せずにバックアップを行う


サーバーは24時間アクセスがあるので停止は不可能
遠隔地

隣の建物や離れた都市にバックアップを作成

災害に対応する必要がある
• 火事のとき隣のビルにバックアップしてあれば…
2
素朴な分散ミラーリングシステム
ストレージサーバー
ネットワーク
クライアント
ミラーリングの負荷は高い


ミラーリングのための処理が必要
流量制御しない
大量のデータを転送しないといけない
Zebra [John H. Hartmanら ’95]は上の構成だが、
RAID1ではなく、RAID4である RAID1: ミラーリング
RAID4: 2/3ずつ分散保存
3
提案するシステム:
The Tottotto Mirroring System
負荷が軽い遠隔地ミラーリングシステム
The Tottotto Mirroring System
他のプロセス sender
ネットワーク
File System
OS
receiver
File System
OS
負荷の軽減法

スケジューリング


他のプロセスが忙しいとき、ミラーリングを休止
冗長な送信データの除去

同一ファイルへの上書きは最終更新のみ送信
4
Tottottoのスケジューリング
他プロセスへの影響を推測し、自主的に休止


単位時間あたりのミラーリング量(進捗状況)減少時
 資源の競合が起きた場合には進捗状況が悪化
Mbuf使用量の増加時
Mbuf: BSD系Unixにあるプロセス間通信用バッファー

ネットワーク混雑時にはmbuf使用量が増加

再送多発
Kernelの改造が不要
5
Progress-based Regulationとの違い
Progress-based Regulation[Douceur’99](PR)の欠点
 競合検出が遅い

検定により資源の競合を検出
Tottottoのアプローチ

PRに加えMbuf使用量の変化でも動作制限

ネットワーク混雑時、サーバープロセスは多忙
 Tottottoはサーバー用途を想定
 再送が大量発生し、mbuf使用量が急増
6
Tottottoでの
冗長な送信データの除去
ミラー再開時に不要データを除去
同一箇所への上書きは最終更新のみ必要
 LFSの機構で使用量なしの領域を発見

LFS: ログ形式のファイルシステム
ディスクイメージ(LFS)
停止
冗長
再開
送信対象
同一箇所
7
実験
目的

Web
Server
Tottottoのスケジューリングの評価
WebServerへの影響が小さい程良い
 CPU Priorityスケジューリングと比較
実験環境



ミラー元,ミラー先
AMD AthlonXP 2200+,DDR SDRAM 1GB,
Intel Ethernet PRO/100S,NetBSD 1.6R
Web Client
AMD AthlonXP 2200+,DDR SDRAM 1GB,
Intel Ethernet PRO/1000MT,FreeBSD 4.7R
sender
ミラー元
ミラー先
バックアップ
負荷
Web client
http_load
8
実験I: CGIのディスク負荷が大きい場合
実験方法
実験結果
(fetch/sec)
0.40
/usr/src以下から
QUERY_STRINGに 0.35
含まれる文字列を探 0.30
すCGIを実行
0.25
1秒あたりの
CGIの実行回数
スケジュール CPU スケジュールミラー
Priority
なし
あり
なし
9
実験II: CGIのディスク負荷が小さい場合
実験方法
実験結果
(fetch/sec)
LFS上のファイルに 300
QUERY_STRINGで
与えられた文字列を 290
280
書き込む(上書き)
270
260
1秒あたりの
CGIの実行回数
スケジュール CPU スケジュールミラー
なし
Priority
なし
あり
10
まとめと今後の課題
まとめ



他プロセスが忙しいとき休止するミラーリングシステム
を提案
Progress-based Regulationにmbuf監視をつけ、早めに
動作制限
実験ではディスク負荷が高いときにうまく動作制限さ
れる
今後の課題



Mbuf使用量を見ることの効果を確認
不要なデータを飛ばすことの効果を確認
さらに小さい単位でのスケジューリング
11
付録: Progress-based Regulation
特徴



重要度の低いプロセスに対するスケジューリング
スケジューラに報告された進捗状況で動作制限
検定により競合を検出
利点


Kernel改造不要
CPU以外の資源についても競合検知が可能
難点

競合検出が遅い

検定に足るデータが集まるまで動作制限不可
12
発表許可出願中
付録: Log-structured FS
b
a
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f
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1
2
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n
s
p
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d
ログ構造のファイルシステム
各々のデータをsegmentに分けて管理

Index Fileで各segmentの使用状況を把握可能
Disk残量が少なくなった場合、cleanerdがGCする
13
発表許可出願中
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