JP2008009865A - 分散コンピュータシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】 アプリケーションの運用者または目的に対する、ライブラリ、メモリ、ディスク、プロセッサあるいは通信機能の使用制限が考慮されず、また指定された演算機器がアプリケーションの動作条件を満たすかどうかの判断を演算機器のスペックや設定情報のみで行つていたので、デプロイされたアプリケーションが正常に動作しなかつたり、他のアプリケーションの動作に悪影響を与えることがあったという課題を解決する。
【解決手段】 演算機器本来の特性および設定情報である静的情報、前記演算機器の現在の状態を表す状態情報およびアプリケーションの実行に関する利用制限を表す運用制限情報が格納されたデータベースを有し、この状態情報を随時更新すると共に、このデータベース内の情報とデプロイ対象アプリケーションが実行時に必要とする環境を指定する要求実行環境情報からデプロイが可能であるかどうかを判断するようにした。デプロイしたアプリケーションを確実に実行することができ、かつ他のアプリケーションに悪影響を与えることがない。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複数の演算機器がネットワークで接続された分散コンピュータ環境において、前記演算機器上で動作するアプリケーションを安全に配置して実行することができる分散コンピュータシステムに関するものである。
生産業務における制御システムは、多種多様のパソコンやコントローラ等の演算機器がネットワークを介して接続されている。これらの演算機器が保持している機能や情報は生産業務だけでなく、設備の保守保全業務や省エネ対策業務など他の業務にも利用されている。これら他の業務のためのアプリケーションは、前記演算機器の一部の機能を用いて実行される。
しかし、複数のアプリケーションを1つの演算機器にデプロイ(Deploy)して整合させ、確実に動作させるためには、運用目的に応じてプロセッサ、メモリ、記憶ディスク、通信機能と帯域、 I/Oインターフェイス等のコンピューティング資源の機能、情報の利用に関する制限を設けなければならない。なお、デプロイとはネットワークを介してアプリケーション等を演算機器に配置し、利用可能なように準備することを言う。
図6に従来のデプロイ操作の概念図を示す。デプロイ操作用パソコン10a、 10bはデプロイ実行者がデプロイを行うためのパソコンであり、デプロイ対象アプリケーションが実行される演算機器20a〜20nとは図示しないネットワークで接続されている。デプロイ操作用パソコン10a、10bには、デプロイされるアプリケーションプログラムおよび関連データ(アプリケーションが提供する機能や実行環境の情報および設定ファイル等)であるデプロイ対象アプリケーションデータ11とデプロイ要求部12が配置され、演算機器20a〜20nにはデプロイ受付部21が配置されている。
デプロイ実行者はデプロイ操作用パソコン10a、10bを用いてデプロイ対象アプリケーションデータを特定し、デプロイ要求部12にデプロイを指示する。デプロイ要求部12は演算機器20a〜20nとの通信を確立して、これらの演算機器内のデプロイ受付部21にデプロイ要求を送信する。デプロイ受付部21がデプロイ要求を受け付けると、デプロイ要求部12はデプロイするデプロイ対象アプリケーションデータを送信する。デプロイ受付部21はこのデータを演算機器内の指定の場所に配置する。なお、デプロイ実行者はアプリケーションの運用者とは異なる場合もある。
特許文献1には、インターネット・ユーティリティ環境でマルチメディアコンテンツを配布するための資源管理に関する発明が記載されている。この発明は、メモリ、ディスク入出力、ネットワーク帯域幅、CPUの資源割り振りを表す資源エンベロープを含むサービス単位に基づいて管理者装置がサーバ装置を選択する。また、サーバ装置をローカルに管理する第1資源プールと、グローバルに管理する第2資源プールとに分割するようにしたものである。そのため、分散して配置された異種システムを用いてメディアサービスを実現することができる。
特開2001−43199号公報
しかしながら、図6のデプロイ操作は、アプリケーション運用者または運用目的に対する、ライブラリ、メモリ、ディスク、プロセッサあるいは通信機能の使用制限が考慮されていなかった。また、指定された演算機器がアプリケーションの動作条件を満たすかどうかの判断を演算機器のスペックや設定情報のみで行つており、他のアプリケーションによって資源が消費されることが考慮されていなかった。
このため、デプロイ要求を受け付けた演算機器がアプリケーションを動作させてよいかどうかを判断することが難しい場合があり、不適切なアプリケーションがデプロイされて正常に動作しなくなり、また他のアプリケーションに悪影響を与えてしまうという課題があつた。
特許文献1に記載されている発明はメディアサービスに特化したシステムなので構成が複雑であり、またサーバ装置の資源をローカル管理する第1資源プールとグローバルに管理する第2資源プールに分割して管理するものであるため、制御システムにそのまま適用すると運用上問題が生じるという課題があつた。
従って本発明の目的は、アプリケーションの実行環境を考慮して、適切かつ安全にアプリケーションをデプロイすることができる分散コンピュータシステムを提供することにある。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
複数の演算機器がネットワークで接続され、システムの稼働中にこれら演算機器にアプリケーションをデプロイして実行することができる分散コンピュータシステムにおいて、
演算機器本来の特性および設定情報である静的情報、前記演算機器の現在の状態を表す状態情報およびアプリケーションの運用に関する利用制限を表す運用制限情報が格納されたデータベースと、
演算機器の状態を監視し、前記データベース内の前記状態情報を更新する状態把握部と、
デプロイ対象アプリケーションが実行時に必要とする環境を指定する要求実行環境情報が入力され、この入力された情報および前記データベースに格納された情報に基づいてデプロイが可能であるかどうかを判断し、この判断結果を出力するデプロイ判断部と、
デプロイ対象アプリケーションのデータまたはこのデータの取得先情報が入力され、前記デプロイ判断部によってデプロイが可能であると判断されたアプリケーションを演算機器にデプロイするデプロイ受付部と、
を具備したものである。デプロイされたアプリケーションを安全に実行することができ、かつ他のアプリケーションに悪影響を与えることがなくなる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
前記データベース、前記状態把握部、前記デプロイ判断部および前記デプロイ受付部を演算機器内に配置するようにしたものである。ほとんどの作業を演算機器内で行うことができるので、処理が簡単になる。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、
前記デプロイ判断部をデプロイの要求操作を行うデプロイ操作端末内に配置するようにしたものである。全演算機器の判断処理を一括して行うことができる。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、
前記データベースおよび前記状態把握部をデプロイの要求操作を行うデプロイ操作端末内に配置するようにしたものである。全演算機器の判断処理を一括して行うことができる。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4いずれかに記載の発明において、
前記デプロイ判断部は、デプロイされたアプリケーションが実行されるときに、前記要求実行環境情報および前記データベースに格納された情報から実行が可能かどうかを判断するようにしたものである。デプロイ完了から実行までの間に演算機器の状態が変化しても、確実にアプリケーションを実行できる。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求項5いずれかに記載の発明において、
前記デプロイ判断部は、システムに接続されている複数の演算機器についてデプロイが可能かどうかを判断し、そのリストを作成するようにしたものである。デプロイする演算機器を簡単に選択できる。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求項6いずれかに記載の発明において、
デプロイされたアプリケーションを実行するときに必要なコンピュータ資源を表す資源予約要求データを作成するコンピュータ資源予約部を具備し、前記デプロイ判断部は、この資源予約要求データを参照して、デプロイが可能かどうかを判断するようにしたものである。判断処理が簡単になる。
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2、3、4、5、6および7の発明によれば、演算機器の静的情報、状態情報、運用制限情報を格納したデータベースを作成し、このデータベースの内容とデプロイ対象アプリケーションが実行時に必要とする環境を指定する要求実行環境情報を比較して、デプロイ可能かどうかを判断するようにした。
アプリケーションの利用制限と演算機器の動的な状態を考慮してデプロイ可能かどうかを判断するようにしたので、デプロイされたアプリケーションを安全かつ確実に実行することができ、かつ他のアプリケーションに悪影響を与えることがなくなるという効果がある。
また、デプロイしたアプリケーションを実行するときに同じ判断を行うことにより、デプロイから実行までに演算機器の状態が変化しても、アプリケーションを安全かつ確実に実行することができ、かつ他のアプリケーションに悪影響を与えることがなくなるという効果もある。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る分散コンピュータシステムの一実施例を示す構成図である。図1において、30a、30bはデプロイ実行者がデプロイを実行するためのデプロイ操作用パソコン(演算機器)、40a〜40nはデプロイ対象の演算機器である。これらデプロイ操作用パソコン30a、30bと演算機器40a〜40nは図示しないネットワークで接続されている。
デプロイ操作用パソコン30a、30bにはデプロイ対象アプリケーションデータ31およびデプロイ要求部34が内蔵されている。デプロイ実行者はデプロイ要求部34にデプロイを指示する。デプロイ要求部12はこの指示に応じてデプロイ対象アプリケーションデータ31を参照し、演算機器40a〜40nと通信してデプロイ処理を行う。
デプロイ対象アプリケーションデータ31はデプロイされるアプリケーションのプログラムファイルとその関連情報のデータであり、提供機能情報32および要求実行環境情報33が含まれている。
提供機能情報32はデプロイ対象のアプリケーションが提供する機能の情報であり、処理内容の説明や生成するデータやファイル、あるいは提供する通信サービスの説明情報がIDL(Interface Definition Language)やWSDL(Web Services Description Language)等の言語で記載されている。
要求実行環境情報33はデプロイ対象アプリケーションが演算機器に要求する要素の情報であり、利用可能なメモリ量、ディスク容量、I/Oインターフェイス、ライブラリ、通信能力、プロセッサの能力、OSの機能などが含まれる。
演算機器40a〜40nはデプロイされたアプリケーションが動作する演算機器であり、デプロイ受付部41、デプロイ判断部42、状態把握部43およびデータベース44が内蔵されている。また、データベース44には静的情報45、運用制限情報46、状態情報47が格納されている。これらの情報はファイルの形式で格納される場合もある。この場合、ファイルの集まりをデータベースと称する。
デプロイ受付部41は、デプロイ要求部34からのデプロイ要求を受け付ける。すなわち、デプロイ要求部34から送られてきたデプロイ要求をデプロイ判断部42に取り次ぎ、またデプロイ要求部34から送られてきたデプロイ対象アプリケーションデータ31を自身が属する演算機器に配置する。
静的情報45は、自身が属する演算機器の変化しない情報である。静的情報には、プロセッサの能力、搭載されているメモリ容量、搭載されているディスク容量、搭載されているI/Oインターフェイスの種類や数、プログラムライブラリの種類等のスペック情報と、ネットワークアドレスや環境変数などの設定情報が含まれる。
運用制限情報46は、アプリケーションの運用目的に合わせて存在するユーザのグループやタイプなどに相当する運用者ロールに対する制限に関する情報である。この制限情報には、メモリ容量、通信帯域、ディスク容量、アプリケーションの実行可能優先度範囲、利用可能なI/Oインターフェイス、ライブラリの種類、OSの機能、最大スレッド数等の利用制限に関する情報が含まれる。
状態情報47は自身が属している演算機器の状態を管理するための情報である。この状態情報47には、プロセッサやメモリや通信帯域の消費状態、ディスクの空き容量、動作中アプリケーションのリストなどが含まれる。なお、消費状態には過去の履歴や傾向も含まれる。
状態把握部43は、SNMP(Simple Network Management Protocol)エージェント等を利用して自身が属している演算機器の状態を把握し、随時状態情報47を更新する。デプロイ判断部42は受信したデプロイ要求を許可するかどうかを判断する。この判断を行うために、静的情報45、運用制限情報46、状態情報47を参照し、これらの情報と受信した要求実行環境情報33を比較する。
次に、図2に基づいてこの実施例の動作を説明する。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図2において、Aでデプロイ実行者はデプロイ対象アプリケーションデータ31を用意して、デプロイ要求部34にデプロイを指示する。デプロイ要求部34はこのデプロイ指示を受け取ると、Bでデプロイ対象アプリケーションデータ31から要求実行環境情報33を読み込む。そして、Cでデプロイ受付部41との通信を確立して、デプロイ判断要求をデプロイ受付部41に送信する。このデプロイ判断要求には要求実行環境情報33の他に、デプロイ対象アプリケーションの識別子または名前、運用目的IDや対応する運用者の運用者IDロールを含む運用情報のデータを添付する。
デプロイ判断要求を受け取ったデプロイ受付部41は、Dで受け取ったデータを添付した判断要求をデプロイ判断部42に出力して、デプロイ許可の判断処理を依頼する。デプロイ判断部42は、データベース44から静的情報(E)、状態情報(F)、運用制限情報(G)を読み込み、これら読み込んだ情報とデプロイ受付部41から受信した要求実行環境情報を比較し、演算機器がアプリケーションの動作条件を満足しているかどうかを判断し、Iでデプロイ可否(判断結果)をデプロイ受付部41に出力する。
デプロイ可否(判断結果)を受け取ったデプロイ受付部41は、Jでデプロイの可否に応じたデプロイ可否データをデプロイ要求部34に送信する。例えば、デプロイが可能であれば、デプロイするアプリケーションの識別子と運用情報をデプロイ可否データに含ませ、デプロイが不可であれば、デプロイ可否データに前記識別子や運用情報は含ませない。
デプロイ可否データを受け取ったデプロイ要求部34は、識別子や運用情報などのデータ添付の有無によりデプロイの可否を判断し、デプロイの可否に応じて、Kでデプロイ対象アプリケーションデータと共に、デプロイ要求をデプロイ受付部41に送信する。このデプロイ要求を受け取ったデプロイ受付部41は、Lでデプロイ処理を実行する。なお、デプロイ要求部34は、デプロイ対象アプリケーションデータの代わりに、このデータを取得する取得先情報(URI(Universal Resource Identifier)等)を送信するようにしてもよい。
デプロイが不可となり、デプロイ可否データに識別子や運用情報などが含まれなかった場合には、デプロイ要求部34はデプロイ要求を発生せず、デプロイ処理は実行されない。
このように、デプロイ判断部42でデプロイするアプリケーションが要求する要求実行環境情報と、演算機器内のデータベースに格納されている演算機器の情報を比較して、アプリケーションが確実に実行できる場合のみデプロイを許可する。そのため、デプロイされたアプリケーションが実行できなくなったり、また他のアプリケーションに悪影響を与えることがなくなるという効果がある。
図3に本発明の他の実施例を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施例は、デプロイ判断部、状態把握部とデータベースがデプロイ操作用パソコン内にある場合の実施例である。
図3において、50はデプロイ操作用パソコンであり、デプロイ対象アプリケーションデータ31、デプロイ要求部34、デプロイ判断部51、状態把握部52、データベース53が内蔵される。データベース53には、演算機器の静的情報54、運用制限情報55 および状態情報56が格納される。これらの情報54〜 56は、図1の静的情報45、運用制限情報46、状態情報47と同じものである。60a〜 60nは演算機器であり、デプロイ受付部41および状態把握部61が内蔵される。デプロイ操作用パソコン50と演算機器60a〜 60nは図示しないネットワークで接続される。
デプロイ要求部34は要求実行環境情報33を添付して、デプロイ判断部51にデプロイ判断要求を出力する。デプロイ判断部51は、受信した要求実行環境情報33と静的情報54、運用制限情報55、状態情報56を比較し、デプロイ可否データをデプロイ要求部34に出力する。デプロイ可否データを受信したデプロイ要求部34は、デプロイの可否に応じて、デプロイ対象アプリケーションデータまたはこのデータの取得先情報を添付して、デプロイ要求をデプロイ受付部41に送信する。デプロイ受付部41はデプロイ処理を実行する。
また、状態把握部61は自身が属する演算機器の状態情報を随時取得して、デプロイ操作用パソコン50内の状態把握部52に送信する。状態把握部52は受信した状態情報に基づいてデータベース53内の状態情報56を更新する。なお、デプロイ操作用パソコン50は2台以上接続されていてもよい。
図4に更に他の実施例を示す。この実施例では、デプロイ判断部をデプロイ操作用パソコン内に配置したものである。なお、図1、図3と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図4において、70はデプロイ操作用パソコンであり、デプロイ対象アプリケーションデータ31、デプロイ要求部34およびデプロイ判断部71が内蔵される。80a〜80nは演算機器であり、デプロイ受付部41、情報収集部81、状態把握部43およびデータベース44が内蔵される。デプロイ操作用パソコン70と演算機器80a〜80nは図示しないネットワークで接続される。
デプロイ要求部34は要求実行環境情報33を添付して、デプロイ判断部71にデプロイ判断要求を出力する。デプロイ判断部71は、受信した要求実行環境情報33と状態収集部81を介して収集した静的情報45、運用制限情報46、状態情報47を比較し、デプロイ可否データをデプロイ要求部34に出力する。デプロイ可否データを受信したデプロイ要求部34は、デプロイの可否に応じて、デプロイ対象アプリケーションデータまたはこのデータの取得先情報を添付して、デプロイ要求をデプロイ受付部41に送信する。デプロイ受付部41はデプロイ処理を実行する。
また、状態収集部81は自身が属する演算機器の状態情報を取得して、デプロイ操作用パソコン50内のデプロイ判断部71に送信する。なお、デプロイ操作用パソコン50は2台以上接続されていてもよい。
図5に、ある製造システムで設備保全アプリケーションをデプロイするときの例を示す。図5において、91はデプロイ操作用パソコンであり、設備保全アプリケーションデータ91aとデプロイ要求部91bが内蔵されている。
92は演算機器であり、図1の演算機器40aと同様の構成を有している。この演算機器92では製造管理者が実行した装置制御アプリケーション92aが動作しており、コンベア駆動装置93、95および加工装置94を制御している。
この製造システムの動作を保証するために、設備管理者はデプロイ操作用パソコン91を操作して、設備保全アプリケーションを演算機器92にデプロイする。装置制御アプリケーション92aが既に動作しているので、このアプリケーション92aの動作を保証するために、設備保全アプリケーションには利用制限が課せられる。
例えば、演算機器92の各情報が下記であるとする。
静的情報:
搭載メモリ4MB、搭載ディスク32MB、最大通信帯域10Mbps、
ホスト名:MyHostName
状態情報:
消費メモリ容量2MB、消費ディスク容量16MB、消費通信帯域1Mbps
運用制限情報:
装置制御アプリケーション
全I/Oインーターフェイスのリード・ライトが可能
設備保全アプリケション
全I/Oインターフェイスのリードが可能、最大タスク優先度3
利用可能ディスク容量5MB
このような状況で、設備保全アプリケーションの要求実行環境情報が下記であると、状態情報と運用制限情報を満たしているので、デプロイ判断部はデプロイを許可する。
要求実行環境情報
最大利用メモリ容量512kB、最大利用ディスク容量2MB、
全I/Oインターフェイスのリード権限有り
しかし、最大利用メモリ容量が3MBであると、静的情報は満たしているが、状態情報から残メモリが2MBであることがわかるので、デプロイ判断部はデプロイを許可しない。また、最大利用ディスク容量が7MBであると、静的情報、状態情報共に満たしているが、運用制限情報の利用可能ディスク容量5MBを満たしていないので、やはりデプロイを許可しない。
なお、前述の実施例ではデプロイを行うときに各種情報からデプロイが可能であるかを判断しているが、デプロイされたアプリケーションを実行するまでに演算機器の状態が変わり、実行すると他のアプリケーションの動作に悪影響を与えることが考えられる。そのため、アプリケーションの実行時にもデプロイ判断部で他のアプリケーションに悪影響を与えないかを判断するようにすると、アプリケーションの実行をより確実にすることができる。
また、ネットワークに接続された複数の演算機器について、デプロイが可能であるかどうかをデプロイ判断部に判断させることにより、デプロイ対象の候補演算機器をリストアップすることもできる。このリストを用いることにより、間単に最適の演算機器を選択することができる。
さらに、デプロイを許可するときに、デプロイするアプリケーションが実行時に使用するメモリ容量、ディスク容量、I/Oインターフェイス、ライブラリ、通信能力、プロセッサ能力、OSの機能などのコンピュータ資源を予約することにより、デプロイされたアプリケーションを実行することができるかどうかを判断する基準にすることができる。このため、演算機器内にアプリケーション実行に必要なコンピュータ資源を表す資源予約データを作成するコンピュータ資源予約部を設け、デプロイ要求部からこのコンピュータ資源予約部に資源予約要求データを渡して、処理を依頼するようにすればよい。
本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の一実施例の動作を示す動作図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 本発明の動作を説明するための構成図である。 従来のデプロイ操作の概念図である。
符号の説明
30a、30b、50、70、91 デプロイ操作用パソコン
31 デプロイ対象アプリケーションデータ
32 提供機能情報
33 要求実行環境情報
34、91b デプロイ要求部
40a〜40n、60a〜60n、80a〜80n、92 演算機器
41 デプロイ受付部
42、51、71 デプロイ判断部
43、52、61 状態把握部
44、53 データベース
45、54 静的情報
46、55 運用制限情報
47、56 状態情報
81 情報収集部
91a 設備保全アプリケーションデータ
92a 装置制御アプリケーション
93、95 コンベア駆動装置
94 加工装置

Claims (7)

  1. 複数の演算機器がネットワークで接続され、システムの稼働中にこれら演算機器にアプリケーションをデプロイして実行することができる分散コンピュータシステムにおいて、 演算機器本来の特性および設定情報である静的情報、前記演算機器の現在の状態を表す状態情報およびアプリケーションの運用に関する利用制限を表す運用制限情報が格納されたデータベースと、
    演算機器の状態を監視し、前記データベース内の前記状態情報を更新する状態把握部と、
    デプロイ対象アプリケーションが実行時に必要とする環境を指定する要求実行環境情報が入力され、この入力された情報および前記データベースに格納された情報に基づいてデプロイが可能であるかどうかを判断し、この判断結果を出力するデプロイ判断部と、
    デプロイ対象アプリケーションのデータまたはこのデータの取得先情報が入力され、前記デプロイ判断部によってデプロイが可能であると判断されたアプリケーションを演算機器にデプロイするデプロイ受付部と、
    を具備したことを特徴とする分散コンピュータシステム。
  2. 前記データベース、前記状態把握部、前記デプロイ判断部および前記デプロイ受付部は、演算機器内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の分散コンピュータシステム。
  3. 前記デプロイ判断部は、デプロイの要求操作を行うデプロイ操作端末内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の分散コンピュータシステム。
  4. 前記データベースおよび前記状態把握部は、デプロイの要求操作を行うデプロイ操作端末内に配置されていることを特徴とする請求項3記載の分散コンピュータシステム。
  5. 前記デプロイ判断部は、デプロイされたアプリケーションが実行されるときに、前記要求実行環境情報および前記データベースに格納された情報から実行が可能かどうかを判断するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれかに記載の分散コンピュータシステム。
  6. 前記デプロイ判断部は、システムに接続されている複数の演算機器についてデプロイが可能かどうかを判断し、そのリストを作成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれかに記載の分散コンピュータシステム。
  7. デプロイされたアプリケーションを実行するときに必要なコンピュータ資源を表す資源予約要求データを作成するコンピュータ資源予約部を具備し、前記デプロイ判断部は、この資源予約要求データを参照して、デプロイが可能かどうかを判断するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれかに記載の分散コンピュータシステム。
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