JP2003281008A - サーバー計算機負荷分配装置、サーバー計算機負荷分配方法、サーバー計算機負荷分配プログラム及びサーバー計算機システム - Google Patents

サーバー計算機負荷分配装置、サーバー計算機負荷分配方法、サーバー計算機負荷分配プログラム及びサーバー計算機システム

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JP2003281008A
JP2003281008A JP2002085113A JP2002085113A JP2003281008A JP 2003281008 A JP2003281008 A JP 2003281008A JP 2002085113 A JP2002085113 A JP 2002085113A JP 2002085113 A JP2002085113 A JP 2002085113A JP 2003281008 A JP2003281008 A JP 2003281008A
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Shinichi Sugano
伸一 菅野
Atsushi Sakai
敦 酒井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のサーバーを有するサーバーシステムの
不要な電力消費を抑える負荷分配装置を提供する。 【解決手段】 サーバー用電源とは別の電源によって動
作しているサーバー用電源制御部を各々有するサーバー
群140とクライアント110の中継をする負荷分配装置130
は、クライアントからのデータ要求をサーバー群の代わ
りに受け取る受け取り手段210と、受け取ったデータ要
求をサーバー群のいずれかに転送する転送手段230と、
サーバー群がクライアントへ供給するデータ量を計測す
るデータ供給量計測手段260と、受け取ったデータ要求
及び計測した結果から、最適なサーバーの稼動数を判断
し、転送手段にサーバー群のいずれかに転送すべきか命
令を出す判断手段220と、判断結果に応じてサーバーの
停止又は起動命令をサーバー用電源制御部へ出す手段24
0,250とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のサーバー計
算機を有するサーバーシステムの負荷分配方法に関し、
特に、サーバーシステムの不要な電力消費を削減するた
めの負荷分配方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年インターネット等を利用し、不特定
多数あるいは特定多数のクライアント計算機（以下、単
にクライアントという）をパケット交換ネットワーク経
由でサーバー計算機（以下、単にサーバーという）に接
続し、クライアントからの要求に応じてサーバーからデ
ータを供給することを目的とするサーバーシステムが広
く使われている。このサーバーシステムは複数のサーバ
ーで構成されることが多く、その場合、クライアントか
らのアクセスは各サーバーに分配されて処理される。
【０００３】従来の負荷分配方式では、クライアント数
や通信トラフィックがサーバーシステムを構成するサー
バーに均等になるように分配するものが多い。この従来
の方式は各サーバーの性能が余り高くなくても、サーバ
ーの数が多ければ多数のクライアントからのアクセスを
処理できるという利点がある。
【０００４】しかし、サーバーシステムを構成するサー
バーの性能が高い場合、ほとんど行う処理がなくても全
てのサーバーを起動させておく必要があり、電力消費の
無駄、さらに、長時間連続稼動によるソフトウェア欠陥
の発生率が累積する等の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数のサー
バー計算機を有するサーバーシステムの不要な電力消費
を抑えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、サーバー
用電源とは別の電源によって動作しているサーバー用電
源制御部を各々有するサーバー計算機群（１４０）とク
ライアント計算機（１１０）の中継をするサーバー計算
機負荷分配装置（１３０）であって、前記クライアント
計算機からのデータ要求パケットを前記サーバー計算機
群の代わりに受け取る受け取り手段（２１０）と、前記
受け取り手段が受け取ったデータ要求パケットを前記サ
ーバー計算機群のいずれかに転送する転送手段（２３
０）と、前記サーバー計算機群が前記クライアント計算
機へ供給するデータ量を計測するデータ供給量計測手段
（２６０）と、前記受け取り手段が受け取ったデータ要
求パケット及び前記データ供給量計測手段が計測した結
果から、最適なサーバー計算機の稼動数を判断し、前記
転送手段に前記サーバー計算機群のいずれかに転送すべ
きか命令を出す判断手段（２２０）と、前記判断結果に
応じてサーバー計算機の停止又は起動命令を前記サーバ
ー用電源制御部へ出す手段（２４０、２５０）とを備え
ることを特徴とするサーバー計算機負荷分配装置であ
る。
【０００７】第２の発明は、前記サーバー計算機群のサ
ーバー計算機毎の最大負荷容量、消費電力量、又は連続
稼働時間のうち少なくとも一つを有するサーバー情報テ
ーブル（２７０）をさらに備え、前記判断手段は、この
サーバー情報テーブルを用いて、前記転送手段に前記サ
ーバー計算機群のいずれかに転送すべきか判断すること
を特徴とする第１の発明記載のサーバー計算機負荷分配
装置である。
【０００８】第３の発明は、前記判断手段は、稼動時間
が最短のサーバー計算機を検索し、このサーバー計算機
に転送すべきと前記転送手段に命令を出すことを特徴と
する第１又は第２の発明記載のサーバー計算機負荷分配
装置である。
【０００９】第４の発明は、サーバー用電源とは別の電
源によって動作しているサーバー用電源制御部を各々有
するサーバー計算機群とクライアント計算機の中継をす
るサーバー計算機負荷分配方法であって、前記クライア
ント計算機からのデータ要求パケットを前記サーバー計
算機群の代わりに受け取るステップと、前記受け取った
データ要求パケットを前記サーバー計算機群のいずれか
に転送するステップと、前記サーバー計算機群が前記ク
ライアント計算機へ供給するデータ量を計測するステッ
プと、前記受け取ったデータ要求パケット及び前記計測
した結果から、最適なサーバー計算機の稼動数を判断
し、前記サーバー計算機群のいずれかに転送すべきか命
令を出すステップと、前記判断結果に応じてサーバー計
算機の停止又は起動命令を前記サーバー用電源制御部へ
出すステップとを備えることを特徴とするサーバー計算
機負荷分配方法である。
【００１０】第５の発明は、サーバー用電源とは別の電
源によって動作しているサーバー用電源制御部を各々有
するサーバー計算機群とクライアント計算機の中継をコ
ンピュータに実行させるためのサーバー計算機負荷分配
プログラムであって、前記クライアント計算機からのデ
ータ要求パケットを前記サーバー計算機群の代わりに受
け取るステップと、前記受け取ったデータ要求パケット
を前記サーバー計算機群のいずれかに転送するステップ
と、前記サーバー計算機群が前記クライアント計算機へ
供給するデータ量を計測するステップと、前記受け取っ
たデータ要求パケット及び前記計測した結果から、最適
なサーバー計算機の稼動数を判断し、前記サーバー計算
機群のいずれかに転送すべきか命令を出すステップと、
前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又は起動命
令を前記サーバー用電源制御部へ出すステップとを備え
ることを特徴とするサーバー計算機負荷分配プログラム
である。
【００１１】第６の発明は、サーバー用電源とは別の電
源によって動作しているサーバー用電源制御部を各々有
するサーバー計算機群（１４０）と、前記サーバー計算
機群とクライアント計算機（１１０）の中継をするサー
バー計算機負荷分配装置（１３０）とを備えるサーバー
計算機システムであって、前記サーバー計算機負荷分配
装置は、前記クライアント計算機からのデータ要求パケ
ットを前記サーバー計算機群の代わりに受け取る受け取
り手段（２１０）と、前記受け取り手段が受け取ったデ
ータ要求パケットを前記サーバー計算機群のいずれかに
転送する転送手段（２３０）と、前記サーバー計算機群
が前記クライアント計算機へ供給するデータ量を計測す
るデータ供給量計測手段（２６０）と、前記受け取り手
段が受け取ったデータ要求パケット及び前記データ供給
量計測手段が計測した結果から、最適なサーバー計算機
の稼動数を判断し、前記転送手段に前記サーバー計算機
群のいずれかに転送すべきか命令を出す判断手段（２２
０）と、前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又
は起動命令を前記サーバー用電源制御部へ出す手段（２
４０、２５０）とを備えることを特徴とするサーバー計
算機システムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施形態に係るサーバー
計算機負荷分配装置１３０（以下、単に負荷分配装置と
いう）が適用されるネットワークシステムの概要図であ
る。複数のサーバー計算機（以下、単にサーバーとい
う）１４０を有するサーバーシステムは、負荷分配装置
１３０を介してネットワーク１２０に接続されており、
また、このネットワーク１２０に接続されているクライ
アント計算機１１０（以下、単にクライアントという）
とのデータパケットのやり取りには必ず負荷分配装置１
３０が仲介している。
【００１４】（第１の実施形態）図２は、第１の実施形
態に係るサーバー計算機負荷分配装置１３０のブロック
図である。負荷分配装置１３０は、データ要求受付部２
１０と、サーバー情報計測部２２０と、データ要求転送
部２３０と、電源停止部２４０と、電源起動部２５０
と、データ供給量計測部２６０とを備えている。
【００１５】データ要求受付部２１０は、クライアント
１１０からのデータ要求パケットを受け付ける。データ
要求パケットを受け付けるためには、クライアントとの
間に論理的な通信路（コネクション）を確立する必要が
ある。このコネクション確立は、TCP/IP(Transmission
Control Protocol/Internet Protocol)プロトコルでは
３ウェイ・ハンドシェイク方式で行う。３ウェイ・ハン
ドシェイク方式では、接続要求元（本実施形態ではク
ライアント１１０）は接続要求先（本実施形態では負荷
分配装置１３０）へ接続要求パケット(SYN(SYNchronous
ness)パケット)を送り、接続要求先は接続要求元へ接
続要求確認パケット(SYN+ACK(ACKnowledgement)パケッ
ト)を送り、接続要求元は接続要求先へ確認応答パケ
ット(ACKパケット)を送ることによって、コネクション
が確立する。このコネクション確立状態で、クライアン
ト１１０から送られてきたデータ要求パケット(URL(Uni
formResource Locator)パケット)をデータ要求受付部２
１０が受け取ることになる。
【００１６】受け取ったデータ要求パケットはサーバー
情報計測部２２０及びデータ要求転送部２３０へ送られ
る。サーバー情報計測部２２０は、現在のサーバーシス
テムへのデータ要求量を調べるとともに、データ要求転
送部２３０へどのサーバーへデータ要求パケットを送れ
ば良いか指示する（転送先サーバーの選択）。
【００１７】一方、データ供給量計測部２６０は、所定
期間内にサーバーシステム（１４０−１〜４）からクラ
イアント１１０へ供給されるデータ量、すなわち、デー
タ供給量を調べ、サーバー情報計測部２２０へ伝える。
【００１８】そして、データ要求量がデータ供給可能な
量に比べて十分少なくなっているとサーバー情報計測部
２２０が判断した場合には、電源停止部２４０が現在稼
動中のサーバー（図のサーバーC）のサーバー用電源制
御部（不図示）へ停止命令を出すことによって、サーバ
ーC用の電源を切る。ここで、サーバー用電源制御部は
サーバー用電源とは別の電源によって動作している。
【００１９】逆に、データ要求量がデータ供給可能な量
に近づいてきている場合には電源起動部２５０が現在停
止しているサーバー（図のサーバーD）のサーバー用電
源制御部へ起動命令を出すことによって、サーバーD用
の電源を入れる。
【００２０】これらサーバー情報計測部２２０、電源停
止部２４０、及び電源起動部２５０によって、データ要
求量に応じて、サーバーシステムとして最適な可能供給
量を保つようにすることができるので、最適な数のサー
バーだけを稼動させ、不要な電力消費を抑えることがで
きる。
【００２１】（第２の実施形態）図３は、第２の実施形
態に係る負荷分配装置１３０のブロック図である。図２
との相違点は、サーバー情報テーブル２７０がある点で
ある。このサーバー情報テーブル２７０には、サーバー
毎の最大負荷容量、消費電力量、連続稼動時間などの情
報が予め入っている。他の構成については第１の実施形
態を参照していただき、ここでは省略する。
【００２２】本実施形態も、第１の実施形態同様、不要
な電力消費を抑えることができる。さらに、サーバー情
報テーブル２７０があるので、連続稼動によるソフトウ
ェア欠陥の発生率が累積するのを避けることもでき、さ
らに、MTBF(Mean Time Between Failure; 平均故障間隔
時間)内で磨耗などの経年変化を受ける部品（例えば、
ハードディスク）の電源を切ったり、CPU及びメモリを
低消費電力モードにすることによって、発熱量を抑え、
冷却ファンを止めることができる。
【００２３】以下、本実施形態に係る負荷分配装置の処
理の流れを図４を用いて説明する。
【００２４】まず、データ要求受付部２１０で、接続要
求があるか否かを判断する（Ｓ４０１）。そして、接続
要求がある場合には、クライアントと接続し（Ｓ４０
２）、データ要求を待つ（Ｓ４０３）。
【００２５】次に、サーバー情報計測部２２０では、負
荷容量に余裕のあるサーバーがあるか否かをサーバー情
報テーブル２７０を用いて判断する（Ｓ４０４）。そし
て、余裕のあるサーバーの中で稼働時間が最短のサーバ
ーを検索する（Ｓ４０５）。この検索の前提として、稼
働時間が最短のサーバーであっても、現在供給している
データ数が、一度にデータを供給できる最大の数（すな
わち、最大同時データ供給数）を下回っているものを選
ぶということに留意すべきである。このサーバーの負荷
総数を接続するデータ要求分増加させ（Ｓ４０６）、こ
のサーバーに接続し（Ｓ４０７）、データ要求をこのサ
ーバーに転送する（Ｓ４０８）。この稼働時間が最短の
サーバーはデータをクライアントに供給すると（Ｓ４０
９）、このサーバーとの接続を切断し（Ｓ４１０）、こ
のサーバーの負荷総数を切断したデータ要求分減少させ
て（Ｓ４１１）、クライアントとの接続を切断する（Ｓ
４１２）。
【００２６】一方、Ｓ４０１で接続要求がない場合に
は、サーバー情報計測部２２０は、処理量０のサーバー
があるか否かを判断する（Ｓ４１３）。処理量０のサー
バーがある場合には、そのサーバーを停止しても、サー
バーシステム全体の可能処理容量に余裕があるか否かを
判断する（Ｓ４１４）。余裕がある場合には、電源停止
部２４０に処理量０のサーバーを停止するように指示を
する（Ｓ４１５）。
【００２７】また、処理量０のサーバーがない場合に
は、システムの可能処理容量は不足しているか否かを判
断する（Ｓ４１６）。不足している場合には、電源起動
部２５０に停止しているサーバーを起動するように指示
をする（Ｓ４１７）。ここで消費電力が最も小さいもの
を起動させた方が効果的である。
【００２８】本実施形態によれば、サーバーシステムへ
のデータ要求量とシステムの現在のデータ供給可能量を
比較し、要求量が供給可能量に近づいている場合は供給
可能量が不足していると判断して、電源起動部２５０に
より停止中のサーバーを起動させ、要求量の増大に対応
する。逆に要求量が減少して処理量が０になっているサ
ーバーが発生した場合は、そのサーバーを停止させても
システムのデータ供給可能量が要求量を十分満たしてい
るかを調べ、停止しても問題無いと判断した場合は電源
停止部２４０により処理を行っていないサーバーを停止
させる。このようにすることによって、サーバーシステ
ム全体として可能なデータ供給容量をクライアントから
のデータ要求量に応じた適切な量に保ち、必要最低限の
サーバーだけを立ち上げておくことができる。
【００２９】（変形例）Ｓ４１６でサーバーシステムの
可能処理容量が不足していない場合は、現在稼動してい
るサーバーのうち電力消費量が大きいサーバーを停止さ
せて、代わりに、現在停止している電力消費量の小さい
サーバーを起動させても、サーバーシステムの可能処理
容量に余裕があるか否かを判断するステップを設けても
良い。このステップを設けることによって、電力消費量
が大きいサーバーを電力消費量が小さいサーバーに切り
替えることによって、起動しているサーバーシステム全
体の電力消費量を小さくすることができる。この場合、
電力消費量が大きいサーバーの処理がなくなってから切
り替えを行うようにすれば、スムーズな切り替えにな
る。
【００３０】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、複数の
サーバー計算機を有するサーバーシステムの不要な電力
消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る負荷分配装置が適用
されるネットワークシステムの概要図。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係る負荷分配装置
のブロック図。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る負荷分配装置
のブロック図。
【図４】 図３の負荷分配装置のフローチャート。
【符号の説明】
１１０ クライアント計算機 １２０ ネットワーク １３０ サーバー計算機負荷分配装置 １４０ サーバー計算機 ２１０ データ要求受付部 ２２０ サーバー情報計測部 ２３０ データ要求転送部 ２４０ 電源停止部 ２５０ 電源起動部 ２６０ データ供給量計測部 ２７０ サーバー情報テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B011 DA01 EA02 FF04 HH02 KK00 LL06 MA12 5B089 KA06 KB01 KB14 MA07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サーバー用電源とは別の電源によって動
    作しているサーバー用電源制御部を各々有するサーバー
    計算機群とクライアント計算機の中継をするサーバー計
    算機負荷分配装置であって、 前記クライアント計算機からのデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群の代わりに受け取る受け取り手段
    と、 前記受け取り手段が受け取ったデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群のいずれかに転送する転送手段と、 前記サーバー計算機群が前記クライアント計算機へ供給
    するデータ量を計測するデータ供給量計測手段と、 前記受け取り手段が受け取ったデータ要求パケット及び
    前記データ供給量計測手段が計測した結果から、最適な
    サーバー計算機の稼動数を判断し、前記転送手段に前記
    サーバー計算機群のいずれかに転送すべきか命令を出す
    判断手段と、 前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又は起動命
    令を前記サーバー用電源制御部へ出す手段とを備えるこ
    とを特徴とするサーバー計算機負荷分配装置。
  2. 【請求項２】 前記サーバー計算機群のサーバー計算機
    毎の最大負荷容量、消費電力量、又は連続稼働時間のう
    ち少なくとも一つを有するサーバー情報テーブルをさら
    に備え、 前記判断手段は、このサーバー情報テーブルを用いて、
    前記転送手段に前記サーバー計算機群のいずれかに転送
    すべきか判断することを特徴とする請求項１記載のサー
    バー計算機負荷分配装置。
  3. 【請求項３】 前記判断手段は、稼動時間が最短のサー
    バー計算機を検索し、このサーバー計算機に転送すべき
    と前記転送手段に命令を出すことを特徴とする請求項１
    又は２記載のサーバー計算機負荷分配装置。
  4. 【請求項４】 サーバー用電源とは別の電源によって動
    作しているサーバー用電源制御部を各々有するサーバー
    計算機群とクライアント計算機の中継をするサーバー計
    算機負荷分配方法であって、 前記クライアント計算機からのデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群の代わりに受け取るステップと、 前記受け取ったデータ要求パケットを前記サーバー計算
    機群のいずれかに転送するステップと、 前記サーバー計算機群が前記クライアント計算機へ供給
    するデータ量を計測するステップと、 前記受け取ったデータ要求パケット及び前記計測した結
    果から、最適なサーバー計算機の稼動数を判断し、前記
    サーバー計算機群のいずれかに転送すべきか命令を出す
    ステップと、 前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又は起動命
    令を前記サーバー用電源制御部へ出すステップとを備え
    ることを特徴とするサーバー計算機負荷分配方法。
  5. 【請求項５】 サーバー用電源とは別の電源によって動
    作しているサーバー用電源制御部を各々有するサーバー
    計算機群とクライアント計算機の中継をコンピュータに
    実行させるためのサーバー計算機負荷分配プログラムで
    あって、 前記クライアント計算機からのデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群の代わりに受け取るステップと、 前記受け取ったデータ要求パケットを前記サーバー計算
    機群のいずれかに転送するステップと、 前記サーバー計算機群が前記クライアント計算機へ供給
    するデータ量を計測するステップと、 前記受け取ったデータ要求パケット及び前記計測した結
    果から、最適なサーバー計算機の稼動数を判断し、前記
    サーバー計算機群のいずれかに転送すべきか命令を出す
    ステップと、 前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又は起動命
    令を前記サーバー用電源制御部へ出すステップとを備え
    ることを特徴とするサーバー計算機負荷分配プログラ
    ム。
  6. 【請求項６】 サーバー用電源とは別の電源によって動
    作しているサーバー用電源制御部を各々有するサーバー
    計算機群と、 前記サーバー計算機群とクライアント計算機の中継をす
    るサーバー計算機負荷分配装置とを備えるサーバー計算
    機システムであって、 前記サーバー計算機負荷分配装置は、 前記クライアント計算機からのデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群の代わりに受け取る受け取り手段
    と、 前記受け取り手段が受け取ったデータ要求パケットを前
    記サーバー計算機群のいずれかに転送する転送手段と、 前記サーバー計算機群が前記クライアント計算機へ供給
    するデータ量を計測するデータ供給量計測手段と、 前記受け取り手段が受け取ったデータ要求パケット及び
    前記データ供給量計測手段が計測した結果から、最適な
    サーバー計算機の稼動数を判断し、前記転送手段に前記
    サーバー計算機群のいずれかに転送すべきか命令を出す
    判断手段と、 前記判断結果に応じてサーバー計算機の停止又は起動命
    令を前記サーバー用電源制御部へ出す手段とを備えるこ
    とを特徴とするサーバー計算機システム。
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