JP2007072768A - Server, job scheduling method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大多数のPC(Personal Computer)が連結したPCクラスタリングシステムのジョブスケジューリングを行うサーバ、及び、その方法、プログラム、記録媒体に関するものである。 The present invention relates to a server that performs job scheduling in a PC clustering system in which a large number of PCs (Personal Computers) are connected, and a method, program, and recording medium therefor.
近年、汎用のPCの性能が向上し、そのPCを高性能ネットワークハードウェアで多数連結するPCクラスタリングシステムが、HPC(High Perfomance Computing)システムとして普及し、その認知度は全世界で加速されつつある。それに伴い、自動車の設計などにおいても計算機シミュレーションが実用されるようになってきた。このようなPCクラスタリングシステムは、何十、あるいは何千というPCを、ある部屋に高密度で設置することになる。 In recent years, the performance of general-purpose PCs has improved, and a PC clustering system that connects many PCs with high-performance network hardware has become widespread as an HPC (High Perfomance Computing) system, and its recognition is being accelerated worldwide. . Along with this, computer simulation has come into practical use in automobile design and the like. In such a PC clustering system, dozens or thousands of PCs are installed in a room at a high density.
このような大多数のPCを稼動させれば、その消費電力は非常に大きなものとなり、利用可能な電力を超えてしまう可能性がある。また、PCクラスタリングシステム全体の発熱も非常に大きなものとなり、部屋の室温が上昇する。そしてその熱によりCPU(Central Processing Unit)に負荷がかかり、PCが故障する場合がある。なお、部屋に設けられている空調を働かせて室温を下げようとする行為は、消費電力が増大するという結果を招くため有効な策とはいえない。 If such a large number of PCs are operated, the power consumption becomes very large, which may exceed the available power. Moreover, the heat generation of the entire PC clustering system becomes very large, and the room temperature of the room rises. Then, a load is applied to the CPU (Central Processing Unit) due to the heat, and the PC may break down. Note that the act of lowering the room temperature by operating the air conditioner provided in the room is not an effective measure because it results in an increase in power consumption.
上記事情を考慮すれば、CPUの負荷を一定以下に抑え、PCの稼動条件を逸脱しないように消費電力と室温上昇を一定の範囲内に抑えることが重要な課題となる。勿論、消費電力と室温を確認しながら、手動でそれらのジョブスケジューリングを行うことはできる。しかし、常時それらを監視する必要があり、運用上それは非常に困難である。従って、それらのジョブスケジューリングは自動で行われることが必要である。 Considering the above circumstances, it is important to keep the CPU load below a certain level and to keep the power consumption and room temperature rise within a certain range so as not to deviate from the operating conditions of the PC. Of course, it is possible to perform job scheduling manually while checking the power consumption and the room temperature. However, it is necessary to constantly monitor them, which is very difficult in operation. Therefore, these job scheduling needs to be performed automatically.
特許文献1の「ジョブスケジューリング方式」は、スケジューリング更新ルールを設定しておくことによりシステム(上記CPUに相当)の負荷状態に合わせて自動的にジョブスケジューリングルールを変更し、容易に効率的なシステム運用を行う技術について開示している。 The “job scheduling method” disclosed in Patent Document 1 automatically changes the job scheduling rule according to the load state of the system (corresponding to the CPU) by setting a scheduling update rule, and can easily and efficiently perform the system. It discloses the technology to operate.
しかし、この技術を上記PCクラスタリングシステムという環境に適用することは困難である。大規模なPCクラスタリングシステムでは個々のCPUの負荷だけでなく、他のCPUの負荷状態も考慮してジョブスケジューリングを行う必要がある。しかし、この技術では単に、一のCPUの負荷状態による更新ルールの設定を行うだけであり、多数のCPUに単純に適用できるものではないからである。 However, it is difficult to apply this technique to the environment of the PC clustering system. In a large-scale PC clustering system, it is necessary to perform job scheduling in consideration of not only the load of individual CPUs but also the load states of other CPUs. However, this technique simply sets an update rule according to the load state of one CPU, and cannot simply be applied to many CPUs.
また、上述したようにCPUの負荷状態は消費電力や室温の上昇といった外部の条件(以下、「外部条件」という。)に影響を受ける。PCクラスタリングシステムのジョブスケジューリングを行うときは外部条件も考慮する必要がある。しかし、特許文献1には外部条件については何ら開示されていない。
上記事情を鑑みて、本発明はPCクラスタリングシステムにおいて、外部条件を考慮したジョブスケジューリングを行うサーバ等を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a server that performs job scheduling in consideration of external conditions in a PC clustering system.
上記目的を達成する本発明の態様は、外部条件に基づいてジョブスケジューリングを行い、PCクラスタリングシステムの各PCに投入するプログラムを調節、または、各PCの電源のON/OFFを制御するサーバに関するものである。 An aspect of the present invention that achieves the above object relates to a server that performs job scheduling based on external conditions, adjusts a program to be input to each PC of a PC clustering system, or controls power ON / OFF of each PC. It is.
このサーバは、端末より投入されたプログラムに対して前記ジョブスケジューリングを行うジョブスケジューリング手段と、前記外部条件を前記ジョブスケジューリング手段に通知する外部状況通知手段と、端末より入力された前記外部条件に関する制御ポリシーを登録する制御ポリシー登録手段を有するものである。 The server includes a job scheduling unit that performs the job scheduling for a program input from a terminal, an external status notification unit that notifies the job scheduling unit of the external condition, and a control related to the external condition input from the terminal. Control policy registration means for registering a policy is provided.
本発明の他の態様は、外部条件に関する制御ポリシーを登録する登録工程と、前記外部条件を検出する検出工程を有し、前記外部条件に基づいてジョブスケジューリングを行い、PCクラスタリングシステムの各PCに投入するプログラムを調節、または、各PCの電源のON/OFFを制御するジョブスケジューリング方法に関するものである。 Another aspect of the present invention includes a registration step of registering a control policy related to an external condition and a detection step of detecting the external condition, and performs job scheduling based on the external condition, and each PC of the PC clustering system The present invention relates to a job scheduling method for adjusting a program to be input or controlling power ON / OFF of each PC.
ここで、前記ジョブスケジューリングにより前記PCクラスタリングシステムのPCが休止状態または停止状態にある場合、前記検出工程において前記外部条件を検出し、前記外部条件が前記制御ポリシーに従えば、当該休止状態または停止状態のPCを起動することを特徴とする。 Here, when the PC of the PC clustering system is in a dormant state or a stopped state by the job scheduling, the external condition is detected in the detection step, and if the external condition is in accordance with the control policy, the dormant state or the stopped state is detected. It is characterized by starting the PC in a state.
また、本発明の他の態様は、コンピュータに、外部条件に基づいてジョブスケジューリングを行い、PCクラスタリングシステムの各PCに投入するプログラムを調節、または、各PCの電源のON/OFFを制御するサーバとして機能させるプログラムに関するものであり、または、そのプログラムを格納する記録媒体に関するものである。 Another aspect of the present invention is a server that performs job scheduling on a computer based on external conditions, adjusts a program to be input to each PC of a PC clustering system, or controls power ON / OFF of each PC. Or a recording medium for storing the program.
本発明により、室温や消費電力といった外部条件に従ったプログラムのスケジューリングを行うことにより、自動で、外部条件を一定範囲内に維持でき、ひいては、PCクラスタリングシステムの各PCの故障率を下げることができる。 According to the present invention, by scheduling a program in accordance with external conditions such as room temperature and power consumption, the external conditions can be automatically maintained within a certain range, and thus the failure rate of each PC of the PC clustering system can be reduced. it can.
以下、本発明のサーバによるジョブスケジューリングを実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照することにする。 The best mode for carrying out job scheduling by the server of the present invention will be described below. In the description, the drawings submitted at the same time as this specification will be appropriately referred to.
図1は本形態のサーバとPCクラスタリングシステムを有して構成されるネットワークシステムの構成を図示したものである。このネットワークシステムはサーバ100、PCクラスタリングシステム200、利用者端末300、運用管理者端末400を有し構成されている。また、サーバ100には消費電力センサ500と室温センサ600が接続されている。
FIG. 1 illustrates the configuration of a network system that includes a server and a PC clustering system according to the present embodiment. This network system includes a
サーバ100はPCクラスタリングシステム200を管理する情報処理装置である。その管理を行うための中央処理制御を行うCPUと、当該中央処理制御を行うために読み出すプログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、他の情報処理装置と送受信される種々の情報を記憶するRAM(Random Access Memory)を有している。
The
PCクラスタリングシステム200は大規模な計算を要するシミュレーションなどを行うために多数のPCが連結されて構成される情報処理システムである。サーバ100より受信するプログラムが投入されることにより、対応する計算処理を実行する。
The
利用者端末300はPCクラスタリングシステム200に所望の計算を実行させるために利用者がプログラムを投入するための情報処理装置である。このネットワークシステムには多数の利用者端末300が接続されており、各利用者端末から種々のプログラムが投入されるものとする。運用管理者端末400はPCクラスタリングシステム200による処理を調節するために運用管理者がポリシー制御を行うための情報処理装置である。適当な制御ポリシーをサーバ100に登録することによりPCクラスタリングシステム200に対するプログラムの投入を調節することができる。詳しくは後述する。
The
消費電力センサ500はPCクラスタリングシステム200を運用することにより消費される電力を測定する機能を有するセンサである。その測定結果はサーバ100に送信される。室温センサ600はPCクラスタリングシステム200が配置されている部屋の室温を測定する機能を有するセンサである。その測定結果はサーバ100に送信される。
The
なお、PCクラスタリングシステム200の各PC、利用者端末300、運用管理者端末400は何れもサーバ100と同様にCPU、ROM、RAMを有している。
Note that each PC,
次に、本形態のサーバ100におけるソフトウェアの構成について説明する。図2はサーバ100におけるソフトウェアの構成及びサーバ100にて送受信される種々の情報を図示したものである。サーバ100のソフトウェアはジョブスケジューリング手段110、外部状況通知手段120、制御ポリシー登録手段130、制御ポリシーデータベース140を有して構成されている。
Next, a software configuration in the
ジョブスケジューリング手段110は利用者端末300からのプログラムの投入に従ってキュー111に一時的に投入する。キュー111に投入されたプログラムを「APi」(i=0、1、…)と表記する。そして、PCクラスタリングシステム200の各PCのCPUのリソースの空き状況に応じて、キュー111に投入されたプログラムをリソースの空いたPCに投入する機能を有する。また、PCクラスタリングシステム200の消費電力、部屋の室温に応じて各PCの電源のON/OFF(シャットダウン)を制御する。つまり、PCクラスタリングシステム200のスケジューラとして機能する。
The
外部状況通知手段120は消費電力センサ500よりPCクラスタリングシステム200における消費電力を電力情報として受信し、ジョブスケジューリング手段110に現在の消費電力を通知する。また、室温センサ600よりPCクラスタリングシステム200の部屋の室温を温度情報として受信し、ジョブスケジューリング手段110に現在の室温を通知する。
The external
制御ポリシー登録手段130は運用管理者端末400より設定される制御ポリシーをサーバ100に登録する。また、制御ポリシーデータベース140は制御ポリシー登録手段130にて設定される制御ポリシーを記録する。この制御ポリシーはPCクラスタリングシステム200の消費電力、PCクラスタリングシステム200の部屋の室温などの外部条件に基づいてPCクラスタリングシステム200の運用を制御するためのポリシーを主にいう。設定される制御ポリシーとしては、例えば、「室温が30℃以上になった場合には、PCの1割をシャットダウンする」といったものがある。
The control
本形態でなされるジョブスケジューリングはPCクラスタリングシステム200の消費電力と室温に連動して、各PCへのプログラムの投入を制御し、または、電源のON/OFFを制御する。
The job scheduling performed in this embodiment is linked to the power consumption of the
つまり、外部状況通知手段120は消費電力センサ500、室温センサ600より測定された消費電力、室温をジョブスケジューリング手段110に通知する。一方、制御ポリシー登録手段130は事前に、どのような外部条件において、PCへのジョブ投入をどのように制御するか、PCのシャットダウンと起動をどのように制御するか、といった制御ポリシーを登録する。登録された制御ポリシーは制御ポリシーデータベース140に記録される。
That is, the external
そして、ジョブスケジューリング手段110は通知された消費電力、室温と設定された制御ポリシーに従って、利用者端末300により投入されたプログラムをPCクラスタリングシステム200の各PCに投入する。必要に応じてPCの電源をOFFする場合もある。これにより、自動的に消費電力、室温などの外部状況を一定範囲内に維持する。
Then, the
PCクラスタリングシステム200の各PCに対しプログラムを投入するときの具体的なジョブスケジューリングの動作について説明する。図3は実行中のプログラムが終了する時のジョブスケジューリングを示すフローチャートである。また、図4はジョブスケジューリング手段110へプログラムが投入される時のジョブスケジューリングを示すフローチャートである。
A specific job scheduling operation when a program is input to each PC of the
まず、図3のジョブスケジューリングについて説明する。 First, job scheduling in FIG. 3 will be described.
ジョブスケジューリング手段110はPCクラスタリングシステム200のあるPCで実行中のプログラムが終了した場合には、キュー111に溜まったプログラムを順次、空いたPCに投入する。その際、外部状況通知手段120によって通知された消費電力状態をチェックし(S01)、また、室温状態をチェックする(S02)。消費電力および室温ともに制限範囲内であれば(S01でYes、S02でYes)、キュー111にプログラムが在るか否かをチェックする(S03)。キュー111にプログラムがあれば(S03でYes)、キュー111の先頭のプログラムを、今、プログラムが終了したばかりで空き状態となったPCに投入する(S04)。キューが空であれば(S03でNo)、待ち状態になる(S06)。
When the program being executed on the PC having the
また、消費電力または室温が制限範囲外である場合には(S01でNoまたはS02でNo)、制御ポリシー登録手段130によって、制御ポリシーデータベース140に登録された制御ポリシーに従って、プログラムのPCへの投入を抑止し、または、PCをシャットダウンするなどの処理を実施し、外部条件が制限範囲内に収まるのを待つ(S05)。
If the power consumption or room temperature is outside the limit range (No in S01 or No in S02), the control
次に、図4のジョブスケジューリングについて説明する。 Next, job scheduling in FIG. 4 will be described.
ジョブスケジューリング手段110はスケジューラとして利用者端末300からプログラムが投入されたとき、そのプログラムをキュー111に積む。キュー111にプログラムがあれば(S02でYes)、待機する(S07)。キュー111が空で(S02でNo)、かつ、空きPCがあれば(S03でYes)、そのPCにプログラムを投入する(S08)。
When a program is input from the
空きPCが無く(S03でNo)、外部状況通知手段120によって通知された消費電力状態および室温ともに制限範囲内でもなく、ジョブスケジューリング手段110によりプログラムの投入を抑止された休止中または停止中のPCも無ければ(S04でNo)、待機する。空きPCがない場合にも(S03でNo)、外部状況通知手段120によって通知された消費電力状態および室温ともに制限範囲内となっているか、休止中または停止中のPCがあれば(S04でYes)、そのPCを起動して(S05)、そのPCにキュー111から取り出したプログラムを投入する(S06)。なお、PCが休止中であるとは、電源は投入されているが、稼動状態を保存して消費電力を抑えている状態をいい、PCが停止中であるとは電源が投入されていない状態、つまり、シャットダウンの状態をいう。
There is no free PC (No in S03), neither the power consumption state nor the room temperature notified by the external
このように過負荷により、一旦、PCの稼動を抑止した場合にも、キュー111にプログラムが投入された場合には、外部条件を考慮して可能な範囲で、自動でPCを再稼動させ、プログラムを実行することが可能となる。
In this way, even if the operation of the PC is once suppressed due to an overload, if the program is input to the
以上のように本形態のジョブスケジューリングを実施することにより、外部状況通知手段120によって通知された室温と消費電力、および、制御ポリシー登録手段130により事前に登録された制御ポリシーに従って、PCの稼動の抑止、電源のON/OFF(シャットダウン)を自動的に行うことができる。これによって、自動的に室温や消費電力を一定範囲内に抑えることができる。また、一旦、稼動を抑止したPCも、室温や消費電力が一定範囲内に戻り、キュー111にプログラムが投入された際には、稼動を抑止されたPCは再稼動され、プログラムがそのPC上でも実行することができる。
As described above, by performing the job scheduling according to the present embodiment, the operation of the PC is performed according to the room temperature and power consumption notified by the external
なお、上述した形態は本発明を実施するための最良のものであるがこれに限定する趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲においてその実施形式を種々変形することが可能である。 The above-described embodiment is the best for carrying out the present invention, but the present invention is not limited to this. Therefore, various modifications can be made to the implementation form without changing the gist of the present invention.
上記ではPCクラスタリングシステムのPC単位でジョブスケジューリングを行っていたが、例えば、1台のPCに複数CPUを搭載できるマシンもある。従って、そのようなPCがPCクラスタリングシステムに属しているのであれば、CPU単位でポリシー制御を行うほうがプログラムの投入をより精度よく制御できる。 In the above, job scheduling is performed for each PC of the PC clustering system. However, for example, there is a machine in which a plurality of CPUs can be mounted on one PC. Therefore, if such a PC belongs to the PC clustering system, it is possible to control the input of the program more accurately by performing the policy control in units of CPUs.
また、室温センサ600は、PCクラスタリングシステム200が配置されている部屋に一つだけ設けても良いが、複数個設けることにより各PCに対するジョブスケジューリングをより細かく行うことができる。例えば、PCクラスタリングシステムの各PCは約20台程度を1単位として扱い、1つのラックに収容されている。このラックの各々に室温センサ600を設置する。そして、ジョブスケジューリング手段110によって温度の低いラックに搭載されたPCに優先的にプログラムを投入するように調節することができる。このような処理により、一部のPCの温度が上昇し、その周辺のPCの故障を引き起こすといった事態を解消することができる。
Further, only one
100 サーバ
200 PCクラスタリングシステム
300 利用者端末
400 運用管理者端末
500 消費電力センサ
600 室温センサ
110 ジョブスケジューリング手段
111 キュー
120 外部情報通知手段
130 制御ポリシー登録手段
140 制御ポリシーデータベース
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記外部条件を前記ジョブスケジューリング手段に通知する外部状況通知手段と、
端末より入力された前記外部条件に関する制御ポリシーを登録する制御ポリシー登録手段を有する請求項1に記載のサーバ。 Job scheduling means for performing the job scheduling on a program input from a terminal;
External status notification means for notifying the job scheduling means of the external condition;
The server according to claim 1, further comprising a control policy registration unit that registers a control policy related to the external condition input from a terminal.
前記外部条件を検出する検出工程を有し、
前記外部条件に基づいてジョブスケジューリングを行い、PCクラスタリングシステムの各PCに投入するプログラムを調節、または、各PCの電源のON/OFFを制御するジョブスケジューリング方法。 A registration process for registering a control policy for external conditions;
A detection step of detecting the external condition;
A job scheduling method that performs job scheduling based on the external conditions, adjusts a program to be input to each PC of the PC clustering system, or controls power ON / OFF of each PC.
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