JP2005099973A - Operation management system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、性能と価格を考慮したシステムを保守するシステム運用管理方法に関し、特にサービスレベルの低下やサーバダウンを予防するための技術に関する。 The present invention relates to a system operation management method for maintaining a system in consideration of performance and price, and more particularly to a technique for preventing a service level from being lowered and a server going down.
近年のシステムでは、ビジネス環境の急変に伴い、多くの既存ITシステムとの統合や再編が行われており、同一システムの上で複数種類の業務が稼動している。その業務の割合(以降では業務パターンと呼ぶ)は、設計・開発段階で性能要件として定義し、その性能要件を満足するシステム構成を決定する(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with rapid changes in the business environment, integration and reorganization with many existing IT systems are performed, and a plurality of types of operations are operating on the same system. The business ratio (hereinafter referred to as business pattern) is defined as a performance requirement at the design / development stage, and a system configuration that satisfies the performance requirement is determined (for example, see Patent Document 1).
しかし、設計・開発段階で運用段階の業務パターンを正確に予測することは困難である。また、業務パターンは、時間変動,季節変動,機能変更等の要因により刻一刻と変動する。時間変動とは、朝にはログイン処理、夜にはバッチ処理など、時間により特定の業務が集中するような変動を指す。季節変動とは、月末や大型連休前などに、特定の業務が特定の時期にのみ集中するような変動を指す。機能変更とは、システム機能の追加や変更等により、システムに要求される負荷がダイナミックに変更されるような変動を指す。 However, it is difficult to accurately predict business patterns at the operation stage at the design / development stage. Also, the business pattern changes every moment due to factors such as time fluctuations, seasonal fluctuations, and function changes. Time fluctuation refers to fluctuation in which specific tasks are concentrated by time, such as login processing in the morning and batch processing in the evening. Seasonal fluctuation refers to fluctuations in which a specific job is concentrated only at a specific time, such as at the end of the month or before a large holiday. The function change refers to a change in which a load required for the system is dynamically changed by adding or changing a system function.
業務パターンの変動により、システムへの負荷の高い業務の割合が高くなると、システムの最大処理件数(限界スループット)が低下し、要求性能を満足しない状態が発生する。この状態でピーク時を迎えると、設計・開発段階での要求性能よりも前にサービスレベルの低下(応答時間が遅くなる状態)やサーバダウン(サーバが停止する状態)が発生する、という問題が発生する。 If the ratio of business with a high load on the system increases due to business pattern fluctuations, the maximum number of processes (marginal throughput) of the system decreases and a state that does not satisfy the required performance occurs. When the peak time is reached in this state, there is a problem that the service level decreases (response time becomes slow) or the server goes down (server stops) before the required performance at the design and development stage. Occur.
一方、業務パターンの変動により、システムへの負荷の高い業務の割合が低くなると、限界スループットが高くなり、要求性能を過剰に満足している状態が発生する。この状態ではシステムに過剰な投資を行っている、という問題が発生する。 On the other hand, if the ratio of tasks with a high load on the system decreases due to variations in task patterns, the marginal throughput increases and a state where the required performance is excessively satisfied occurs. In this state, there is a problem of excessive investment in the system.
計算機システムの業務量の変動やハードウェア構成の変更時の性能を予測する性能予測装置については、特許文献2に記載されている。その概要は、計算機システムの稼動情報とハードウェア構成情報とジョブ実行情報によりジョブ稼動状況をシミュレーションし、ユーザ指定による業務量の変更やハードウェア構成変更の指示により、ジョブ稼動状況の変化を予測するものである。
性能維持のための予防的対処を実現するWWWサイトの性能監視装置については、特許文献3に記載されている。その概要は、WWWサイトにおけるアクセス量の時系列データを蓄積し、統計的な手法で将来的なアクセス変動を予測してアクセス毎の性能値を算出し、算出された性能値を元に定められた性能が維持できるか否かを判断するものである。
A WWW site performance monitoring apparatus that implements preventive measures for maintaining performance is described in
性能と価格を考慮したシステムを提案するシステム提案方法については、特許文献4に記載されている。その概要は、性能と価格を考慮したシステムを提案するシステム提案装置において、システム構成の定義内容を組み合わせたそれぞれの構成について応答時間及び合計価格を算出し、性能要件及び価格要件を満たすものを提案対象の構成として出力するものである。
A system proposing method for proposing a system considering performance and price is described in
上記の従来技術では業務パターンの変動の点について配慮がされていない。業務パターンが変動することにより、各サーバにおけるリソース消費量のパターンが変動するため、システムの最大処理件数(限界スループット)も変動してしまう。そのため限界スループットが要求性能を満足しない場合には、ピーク時にシステムのサービスレベルの低下やサーバダウンが発生するという問題があった。また要求性能を過剰に満足する場合には、システムに過剰な投資を行っているという問題があった。 In the above-described conventional technology, consideration is not given to the fluctuation of the business pattern. When the business pattern changes, the resource consumption pattern on each server also changes, so the maximum number of processes in the system (limit throughput) also changes. Therefore, when the limit throughput does not satisfy the required performance, there is a problem that the service level of the system is lowered or the server is down at the peak time. Further, when the required performance is excessively satisfied, there is a problem that excessive investment is made in the system.
本発明の目的は、刻一刻と変動する業務パターンを監視して、その業務パターンを元に性能予測を行うことにより、現在の業務パターンにおいて要求性能を満足する最適なシステム構成を提示することにある。 An object of the present invention is to present an optimum system configuration that satisfies the required performance in the current business pattern by monitoring the business pattern that changes every moment and predicting the performance based on the business pattern. is there.
上記目的を達成するために、運用管理対象システムのアクセスログを監視することにより業務パターンを抽出し、その業務パターンにおける応答時間およびスループットおよび各構成におけるリソース消費量を算出し、性能要件を満足する最適な構成を提案構成として提示するものである。 To achieve the above objectives, business patterns are extracted by monitoring the access logs of the operation management target system, response time and throughput in the business patterns and resource consumption in each configuration are calculated, and performance requirements are satisfied. An optimal configuration is presented as a proposed configuration.
本発明では、まずアクセスログを常時監視することにより、業務パターンを抽出する。 In the present invention, a business pattern is first extracted by constantly monitoring the access log.
次に、前記抽出した業務パターン及び現在のハードウェア構成情報を元に、性能予測シミュレーションを実行し、システムの応答時間とスループット、および各構成におけるリソース消費量を算出する。 Next, based on the extracted business pattern and current hardware configuration information, a performance prediction simulation is executed to calculate the response time and throughput of the system and the resource consumption in each configuration.
前記の算出により得られた応答時間とスループットが、要求性能を満足していることを判定し、不足または過剰であればハードウェア構成の拡張または縮小の警告メッセージを発行する。 It is determined that the response time and throughput obtained by the above calculation satisfy the required performance, and if it is insufficient or excessive, a warning message for hardware configuration expansion or contraction is issued.
リソース消費量の情報から、拡張または縮小するべきハードウェア構成を特定する条件を、判定ポリシーとして格納する。前記の算出により得られたリソース消費量と、判定ポリシーにより、システムの拡張または縮小の対象を特定する。 A condition for specifying a hardware configuration to be expanded or contracted from the resource consumption information is stored as a determination policy. The target of system expansion or reduction is specified based on the resource consumption obtained by the calculation and the determination policy.
ハードウェア構成の拡張または縮小をハードウェア構成情報にフィードバックし、性能予測シミュレーションによりシステムの拡張または縮小の効果を算出する。前記の算出を、要求性能を満足するまで繰り返す。 The expansion or reduction of the hardware configuration is fed back to the hardware configuration information, and the effect of the expansion or reduction of the system is calculated by performance prediction simulation. The above calculation is repeated until the required performance is satisfied.
本発明によれば、現在の業務パターンにおいて要求性能を満足する最適な構成を提示できるので、業務パターンの変動に合わせたシステム構成に最適化することができる。そのためシステムの性能不足を事前に検知することができるため、ピーク時におけるシステムのサービスレベルの低下やサーバダウンを事前に予防する効果がある。 According to the present invention, it is possible to present an optimal configuration that satisfies the required performance in the current business pattern, and therefore it is possible to optimize the system configuration in accordance with the change of the business pattern. As a result, it is possible to detect in advance system performance deficiencies, and this has the effect of preventing in advance a decrease in system service level and server down at peak times.
また、過剰なシステムリソースを検知することができるため、過剰なシステム投資を抑え、コストを低減する効果がある。 In addition, since excessive system resources can be detected, there is an effect of suppressing excessive system investment and reducing costs.
以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例の構成を示す。図において、運用管理対象システム101は運用管理の対象となるシステム、運用管理装置102は運用管理対象システムの最適な構成を提示するための運用管理装置である。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, an operation management target system 101 is a system to be an operation management target, and an
運用管理対象システム101は、複数のサーバ群で構成されており、各サーバ群で異なる業務を実行する。図1の例では、業務Aがサーバ群1、業務Bがサーバ群1とサーバ群2とサーバ群3、業務Cがサーバ群1とサーバ群2を使用することを示している。各サーバ群はさらに複数のサーバで構成されており、同じサーバ群では同じ業務を実行することができ、負荷を分散する。情報収集エージェント103は、各サーバにおける業務の稼動情報を収集し、アクセスログ104に格納する。また情報収集エージェント103は、各サーバのCPUやメモリおよびディスク等のサーバ固有情報を、サーバ性能情報105に格納する。アクセスログ104およびサーバ性能情報105は、ネットワークを用いて定期的に運用管理装置102に収集される。このネットワークはLANでも公衆網でもかまわない。したがって運用管理装置102は、運用管理対象システム101と同じサイトに存在しても良いし、公衆網を経由して異なるサイトに存在しても良い。
The operation management target system 101 includes a plurality of server groups, and each server group executes different tasks. In the example of FIG. 1, the business A uses the
業務パターン抽出部106は、各サーバから収集されたアクセスログ104から、業務が実行されている割合(以降では業務パターン107と呼ぶ)を抽出する。また構成情報抽出部108は、各サーバから収集されたサーバ性能情報105からハードウェア構成情報109を抽出する。性能データベース110は、業務毎に消費するサーバのリソース量を格納する。性能予測シミュレーション部111は、運用管理対象システムの応答時間とスループットを算出する。システムの要求性能112は運用管理対象システムに要求される処理件数や応答時間およびピーク時の多重度の情報を格納する。判定ポリシー113は、拡張または縮小するハードウェア構成を特定する条件を格納する。要求性能判定部114は、予測された性能が要求性能を満足していることを判定する。出力装置115は、判定の結果およびハードウェア構成の変更箇所と効果を表示する。出力装置115と性能予測装置102は、同一の装置に実装しても良い。
The business pattern extraction unit 106 extracts a rate of business execution (hereinafter referred to as business pattern 107) from the
以下、図2のフローチャートを参照しながら、性能最適化要求が入力されてから、性能最適化が終了するまでの本発明の動作を説明する。最適化要求は、1時間毎など一定の間隔で入力しても良いし、障害発生時やシステム管理者の手入力でも良い。ただし最適化要求の間隔を短くするとアクセスログ104やサーバ性能情報105を収集する負荷やハードウェア構成変更の負荷が高くなるため、適度な間隔で入力する。
Hereinafter, the operation of the present invention from when a performance optimization request is input until the performance optimization ends will be described with reference to the flowchart of FIG. Optimization requests may be input at regular intervals such as every hour, or may be input manually when a failure occurs or by a system administrator. However, if the interval between the optimization requests is shortened, the load for collecting the
ステップ201は、各サーバに格納されているアクセスログ104を収集するステップである。ステップ202は、収集したアクセスログ104から業務パターン107を抽出するステップである。
ステップ203は、各サーバに格納されているサーバ性能情報105を収集するステップである。
Step 203 is a step of collecting
ステップ204は、収集したサーバ性能情報105からハードウェア構成情報109を抽出するステップである。
Step 204 is a step of extracting hardware configuration information 109 from the collected
ステップ205は、性能予測のシミュレーションを実行するステップである。このステップにおいて、現状または構成変更後の予測性能を算出する。性能予測シミュレーション部111は、前記で抽出された業務パターン107およびハードウェア構成情報109と、性能データベース110を元に、待ち行列理論や性能シミュレータを用いて、業務を同時に実行する人数(以降では多重度と呼ぶ)を変化したときの応答時間やスループットおよびリソース消費量を算出する。待ち行列理論や性能シミュレータでは、業務毎のリソース使用時間と発生頻度を入力することにより、応答時間とスループットおよび各構成におけるリソース消費量を算出することができる。業務毎のリソース使用時間は、性能データベース110に格納されている情報を入力する。業務毎の発生頻度は、抽出された業務パターン107と1から順に変化させた多重度を元に入力する。
Step 205 is a step of executing a performance prediction simulation. In this step, the current performance or the predicted performance after the configuration change is calculated. The performance prediction simulation unit 111 uses the queuing theory and performance simulator based on the
ステップ206は、前記で算出された予測性能がシステムの要求性能112を満足していることを判定するステップである。要求性能判定部114により、性能予測シミュレーション部111で算出された予測性能と、システムの要求性能112とを比較する。予測性能がシステムの要求性能112の許容範囲(例えば100%〜120%)に収まっている場合には、ステップ207において出力装置115に現在のハードウェア構成を最適構成として提示し、性能最適化を終了する。
Step 206 is a step of determining that the predicted performance calculated above satisfies the required
ステップ208は、システム管理者にハードウェア構成の拡張または縮小を警告するステップである。ステップ206の判定において許容範囲を下回っている場合、システムの要求性能を満たしていない状態であるため、システム管理者にハードウェア構成の拡張を要求する警告メッセージを発行する。一方、ステップ206の判定において許容範囲を上回っている場合、システムの要求性能を過剰に満たしている状態であるため、システム管理者にハードウェア構成の縮小を要求する警告メッセージを発行する。
Step 208 is a step of warning the system administrator about expansion or contraction of the hardware configuration. If it is below the allowable range in the determination in
ステップ209は、システム管理者に予測性能の結果を表示するステップである。ステップ205で算出された予測性能およびシステムの限界時における各サーバのリソース消費量を表示する。また、システムの限界時における各サーバのリソース消費量と判定ポリシー113から、拡張および縮小するハードウェア構成の対象を特定し、システム管理者に提示する。
Step 209 is a step of displaying the result of the predicted performance to the system administrator. The predicted performance calculated in
ステップ210は、ハードウェア構成の拡張および縮小をハードウェア構成情報109にフィードバックするステップである。ハードウェア構成の拡張および縮小の対象は、システム管理者が対話的に指示しても良い。 Step 210 is a step of feeding back hardware configuration expansion and contraction to the hardware configuration information 109. The target of expansion and contraction of the hardware configuration may be instructed interactively by the system administrator.
運用管理対象システム101が、自動的に構成を変更する機能(システム管理者の手作業によるシステム構成の変更が不要な機能)を持つ場合には、ハードウェア構成を変更するステップ210と連動することにより、自動的に最適構成を維持することができる。
When the operation management target system 101 has a function for automatically changing the configuration (a function that does not require a system administrator to manually change the system configuration), it is linked with the
前記でフィードバックされたハードウェア構成情報109を用いて、ステップ205の性能予測シミュレーションにおいて、システムの拡張または縮小後の予測性能を再計算する。前記の再計算を、予測性能が要求性能を満足するまで繰り返す。
Using the hardware configuration information 109 fed back as described above, the predicted performance after system expansion or reduction is recalculated in the performance prediction simulation of
図3は、業務パターン抽出部106で作成されるテーブルの一例を示す。図3(a)の キーワードテーブル301は、業務が実行されたことを特定するキーワード304を格納する。図の例では、/homepage.htmlが業務A(ホームページの表示)、/jsp/kensaku.jspが業務B(ファイルの検索)、/cgi/download.cgiが業務C(ファイルのダウンロード)を特定するキーワードである。図3(b)のアクセスログテーブル302は、各サーバで採取されたアクセスログ104を収集して格納する。キーワード304がアクセスログテーブル302に記録されているとき、対応する業務が1件実行されたことを示す。したがってアクセスログテーブル302から、実行された業務を特定するキーワード304を検索して集計することにより、各業務の実行件数305が算出される。図3(c)の業務パターンテーブル303は、各業務の実行件数305と、各業務が実行している割合を表す業務パターン107を格納する。図の例では20件の業務が実行され、その内訳は、業務A(ホームページの表示)が50%(10件)、業務B(ファイルの検索)が20%(4件)、業務C(ファイルのダウンロード)が15%(3件)であったことを示す。
FIG. 3 shows an example of a table created by the business pattern extraction unit 106. The keyword table 301 in FIG. 3A stores a
図4は、構成情報抽出部108で作成されるテーブルの一例を示す。図4(a)のサーバ性能情報105は、各サーバに格納されている。図4(b)のハードウェア構成情報109は、各サーバのサーバ性能情報105を収集して作成され、各サーバ群を構成するサーバ台数401と、CPUの種類402と、CPUの数403と、メモリ量404と、ディスクの転送能力を示すディスク性能405が格納されている。図の例ではサーバ群1は4台のサーバで構成されており、CPUの種類はCPU名1、CPU数は2個、メモリ量は2GB、ディスク性能は1MB/秒であることを示している。
FIG. 4 shows an example of a table created by the configuration information extraction unit 108. The
図5は、各業務を1件実行するために必要な各サーバ群のリソース消費量を格納する性能データベース110の一例を示す。このリソース消費量は設計・開発段階にあらかじめ測定して、性能データベースに格納する。図の例では、サーバの構成501、サーバ群1で消費されるCPU使用時間502、メモリ使用量503、ディスク使用時間504、サーバ群2で消費されるCPU使用時間505、メモリ使用量506、ディスク使用時間507が格納されている。業務Aでサーバ構成にCPU名1を使用した場合には、サーバ群1において、CPUを0.33秒、メモリを10KB、ディスクを0.25秒消費することを示している。
FIG. 5 shows an example of the
図6は、待ち行列理論を用いた性能予測シミュレーションの算出モデルを示す。
サーバ群毎に待ち行列が発生する。各待ち行列の窓口数は、そのサーバ群のサーバ台数である。業務毎の発生頻度は、業務パターン107と1から順に変化させた多重度を元に入力する。多重度20人の場合、50%の10人が業務A、20%の4人が業務B、15%の3人が業務Cを同時に行っている。業務毎のリソース消費量は、性能データベース110を用いる。この算出モデルにより、各構成における応答時間やスループットおよびリソース消費量が算出される。各構成における応答時間の合計が、システムの応答時間を示す。
FIG. 6 shows a calculation model for performance prediction simulation using queuing theory.
A queue is generated for each server group. The number of windows in each queue is the number of servers in the server group. The frequency of occurrence for each business is input based on the multiplicity that is changed sequentially from the
図7は、応答時間とスループットの算出結果一例を示す。多重度701は運用管理対象システム101において業務を同時に実行する人数、応答時間702は多重度701を変化したときの応答時間(秒)、スループット703は多重度701を変化したときのスループット(件/秒)を示す。変曲値705は、リソースの競合により応答時間が急激に変化する多重度を示す。多重度701が増加すると、応答時間702は変曲値705までは緩やかに上昇し、変曲値705を越えると急激に上昇する。一方スループット703は、変曲値705までは多重度701に比例して増加し、変曲値705を越えると一定値(限界スループット704)に近づく。この関係グラフより、運用管理対象システム101に対して業務パターン107で業務を実行した場合には、変曲値705でシステムの限界となることを示している。
FIG. 7 shows an example of calculation results of response time and throughput. The
図8は、ステップ205で算出されるリソース消費量の一例を示す。図の例では多重度毎に、サーバ群1で消費されるCPU使用率801、メモリ使用率802、ディスク使用率803、サーバ群2で消費されるCPU使用率804、メモリ使用率805、ディスク使用率806が算出されている。
FIG. 8 shows an example of the resource consumption calculated in
図9は、ハードウェア構成を変更する条件を格納する判定ポリシー113の一例を示す。この例では、CPU使用率の判定条件901、メモリ使用率の判定条件902、ディスク使用率の判定条件903、判定結果904が格納されている。図8の例では、サーバ群1のリソース使用率807が高く、図9の判定ポリシー項番1の条件に合致するため、サーバ群1のサーバ台数を増加する、と判定する。またサーバ群2のCPU使用率808が低く、判定ポリシー項番6の条件に合致するため、サーバ群2のCPU数を減少する、と判定する。
FIG. 9 shows an example of a
図10は、出力装置115で表示される判定の結果およびハードウェア構成の変更箇所と効果の一例を示す。この例では、現状の業務パターン1001、現状のハードウェア構成1002、現状の予測性能1003、現状のシステム限界時における各サーバのリソース消費量1004、性能最適化後のハードウェア構成1005、性能最適化後の予測性能1006、性能最適化後のシステム限界時における各サーバのリソース消費量1007、システム管理者への警告メッセージ1008が表示されている。図の例では、サーバ群1のサーバ台数を増加するメッセージと、サーバ群2のCPU数を減少するメッセージを発行し、性能最適化後の予測性能に与える効果を表示している。
FIG. 10 shows an example of the determination result displayed on the output device 115 and the change location and effect of the hardware configuration. In this example, the current business pattern 1001, the current hardware configuration 1002, the current predicted
以上の様に、刻一刻と変動する業務パターンを監視して、その業務パターンを元に性能予測を行うことにより、現在の業務パターンにおいて要求性能を満足する最適なシステム構成を提示することができる。これにより、サービスレベルの低下やサーバダウンを事前に予防することができる。また、過剰なシステム投資を抑え、コストを低減することができる。 As described above, by monitoring a business pattern that changes every moment and performing performance prediction based on the business pattern, it is possible to present an optimal system configuration that satisfies the required performance in the current business pattern. . As a result, it is possible to prevent a decrease in service level and server down in advance. Moreover, excessive system investment can be suppressed and cost can be reduced.
101:運用管理対象システム、102:運用管理装置、103:情報収集エージェント、
104:アクセスログ、105:サーバ性能情報、106:業務パターン抽出部、
107:業務パターン、108:構成情報抽出部、109:ハードウェア構成情報、
110:性能データベース、111:性能予測シミュレーション部、
112:システム要求性能、113:判定ポリシー、114:要求性能判定部、
115:出力装置
101: Operation management target system, 102: Operation management apparatus, 103: Information collection agent,
104: access log, 105: server performance information, 106: business pattern extraction unit,
107: business pattern, 108: configuration information extraction unit, 109: hardware configuration information,
110: Performance database, 111: Performance prediction simulation unit,
112: System required performance 113: Determination policy 114: Required performance determination unit
115: Output device
Claims (2)
The apparatus according to claim 1, further comprising means for specifying an object of a hardware configuration to be expanded or reduced and presenting an optimal configuration from the resource consumption of each configuration calculated in the performance prediction simulation. Operation management system.
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