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author Nobuyasu Oshiro <dimolto@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
date Thu, 06 Mar 2014 00:48:26 +0900
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90adb016389d First commit
Nobuyasu Oshiro <dimolto@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
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1 \chapter{序論}
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4f360c7fbd49 Added arabic in introduction.tex
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2 \pagenumbering{arabic}
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3 　ウェブサービスにとってデータベースは必須であり, ウェブサービスの規模
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4 に比例してデータベースへの負荷も大きなものとなっている.
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5 そのため, データベースの処理能力の高さはそのままウェブサービスの質にも繋がってくる重要な
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6 項目となっている.
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7 データベースの処理能力をスケールさせる方法としてスケールアップ（垂直スケール）と
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8 スケールアウト（水平スケール）の考えがある.
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9 スケールアップはハードウェア的に高価な単一のマシンを用意することで処理性能を上げることをさす.
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10 スケールアウトは汎用的なマシンをいくつも用意し, 処理を分散させることで処理性能を上げることをさす.
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11 単純に処理能力をあげたいのならば, スケールアップは有効である.
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12 しかし, 単一のマシンを高性能にしても限界がある.
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13 いずれはそのマシン単体が処理できない程負荷が増えるかもしれないし, ネットワーク帯域といったマシン
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14 以外のハードウェアでボトルネックが発生するかもしれない.
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15 なによりコストがかかってしまう.
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17 それに対しスケールアウトは, 処理が重くなるにつれて汎用的なマシンを順次追加していくことで
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18 性能をあげていく.
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19 1つのマシンに対して負荷が重くなるということを避けるため, ハードウェア的に高性能なマシンを要求
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20 せずにすみ, 柔軟な対応をとることができる.
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21 ウェブサービスに使用されるデータベースの性能をあげる方法としては, このスケールアウトが求められている.
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23 本研究で扱うスケーラビリティとはこのスケールアウトのことをさす.
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24 最も使われているデータベースであるRelational Databaseはマシンを追加して負荷を分散させることが容易ではない, そのためスケーラビリティを持つことが困難である.
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25 Relational Databaseにはないスケーラビリティを持つデータベースとしてNoSQLと呼ばれるデータベースがある.
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26 NoSQLデータベースはConsistency hashingやShardingといった方法を使いデータを分散させスケーラビリティを得ている.
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27 データベースにおいてスケールアウトによりスケーラビリティを上げることはもはや必須となっている.
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29 本研究では, スケーラビリティのあるデータベースを目指して木構造データベースJungleの提案する.
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30 すなわち, Jungleに分散と永続性の実装を行う.
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31 既存の分散データベースであるCassandraとの比較を行うため, 簡易掲示板を作成し並列環境から負荷をかけることで
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32 性能比較を行った.
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eac8620cf9cd Fixed spell miss
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34 本研究は JST/CREST 「実用化を目指した組み込みシステム用ディペンダブル・オペレーティングシステム」研究領域 (DEOSプロジェクト) として実施した.
eac8620cf9cd Fixed spell miss
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35 本研究ではDEOSプロジェクト内の D-ADD (DEOS Agreement Description Database) を, 信頼性を持って構築ができる非破壊的木構造データベースの実装を示した.
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36 DEOSプロジェクトはITシステムにおけるディペンダビリティを担保する技術体系をまとめ, 制度化, さらには事業化を目指している.
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d116e59fc8a2 Fixed references
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37 DEOSプロジェクトは2006年に独立行政法人科学技術機構(JST)のCRESTプログラムの1つとして始まったプロジェクトである.
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62d39472d5d4 Modified introduction.tex
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38 DEOSプロジェクトは, 変化し続ける目的や環境の中でシステムを適切に対応させ, 継続的にユーザが求めるサービスを提供することができるシステムの構築法を
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39 開発することを目標としている\cite{deos2013}.
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40 DEOSプロジェクトではそれらの技術体系を「オープンシステムディペンダビリティ」として定義し, それをDEOSプロセスとしてまとめた(図\ref{fig:deos_proccess}).
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edc3773f15a7 Modified abstarct
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62d39472d5d4 Modified introduction.tex
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42 \begin{figure}[htpb]
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43 \begin{center}
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44 \includegraphics[scale=0.5]{figures/deos_proccess.pdf}
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45 \caption{DEOS プロセス}
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46 \label{fig:deos_proccess}
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47 \end{center}
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48 \end{figure}
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edc3773f15a7 Modified abstarct
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50 DEOSプロセスには変化対応サイクルと障害対応サイクルの2つのサイクルがある.
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51 変化対応サイクルは上流プロセスにおける対象システムのオープンシステムディペンダビリティを担保するためのプロセスである.
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52 障害対応サイクルは対象システムの運用時に必要とされるプロセスである.
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53 DEOSプロセスは企画や設計という上流からシステム運用までの対象システムのライフサイクル全体に係わる.
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54 対象システムの運用は, ステークホルダからの対象システムに対する要求に関する
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55 合意を始めとしたあらゆる議論に関する合意をベースに行われる.
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57 DEOS プロセスを構成している各(サブ)プロセスからアクセスが行われるデータベースとして D-ADD(DEOS Agreement Description Database)がある\cite{d_add2013}.
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58 %DEOS プロセスにおいて, 全てのデータを保持する D-ADD(DEOS Agreement Description Database) と呼ばれるデータベースがある.
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59 D-ADD はステークホルダ合意と対象システムに存在するプログラム・コード, 及び対象システムの運用状態との間の一貫性を常に保つための機構を提供する.
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60 このようなデータベースは様々なデータを柔軟に格納する必要があり, データベーススキーマの頻繁な変化に対応する必要がある.
62d39472d5d4 Modified introduction.tex
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61 %そのためには木構造を直接使えるデータベースが必須である.
62d39472d5d4 Modified introduction.tex
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62 これらのデータベースは, ウェブからアクセスされることも想定される.
62d39472d5d4 Modified introduction.tex
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63 そのため, DEOSはウェブサービスとして捉えることができる.
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edc3773f15a7 Modified abstarct
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493c5c90ca55 Writed introduction.tx
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493c5c90ca55 Writed introduction.tx
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67 \newpage
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90adb016389d First commit
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faa708c2958b Added log
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69 \section{本論文の構成}
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be9d52d3c424 Fixed chapter1.tex
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70 本論文では, 初めに分散データベースについて既存の製品を例に挙げながら述べる.
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2cb5ac9282b0 writed description of ods.put
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71 RDBとNoSQLについて説明し, 既存のNoSQLデータベースの特徴について説明する.
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39c2180b5719 Added log
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72 第3章では, Jungleの持つデータ構造, 非破壊的木構造について説明し, Jungleにおけるデータ編集について述べる.
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73 第4章では, 非破壊的木構造による Jungle の基本設計と, 分散バージョン管理システムを参考にした分散設計
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92bc4faa9a37 Added benchmark images
Nobuyasu Oshiro <dimolto@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
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74 について述べる.
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39c2180b5719 Added log
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75 第5章では, 第4章で行った設計を元にJungleへ行った分散実装について述べる.
39c2180b5719 Added log
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76 第6章では, 第5章で実装した分散データベースJungleの評価を行うため, 簡易掲示板プログラムを実装する.
39c2180b5719 Added log
Nobuyasu Oshiro <dimolto@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
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77 この掲示板プログラムはJungleとCassanraそれぞれのデータベースを使うものを用意した.
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92bc4faa9a37 Added benchmark images
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78 学科の並列環境上で開発した掲示板プログラムを複数のノードで実行させ, 負荷をかけることで Jungle と Cassandra の
92bc4faa9a37 Added benchmark images
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79 性能比較を行う.
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80 第6章では, 本研究におけるまとめと今後の課題について述べる.