JP2008225546A - 仮想装置構成システム、及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】NW手段101によって接続されデータ通信が可能な資源である演算手段112、132と記憶手段113、133と、物理資源114、134と、NW手段101によってグループ外の資源が不可視であるようにグループ化設定されたパーティション111とパーティション131と、パーティション111、131上で動作する、仮想装置119、139を作成、動作、管理する仮想化手段116、136と、パーティション111、131上で動作する物理・仮想資源管理手段115、135と、仮想装置を管理する仮想装置管理手段104と物理資源の構成を管理する物理資源管理手段103とを有する。
【選択図】図9
Description
<従来手法1:ディスクのインストールによるMigration>
Migration先のサーバ上にMigration前のサーバのディスクを移動・インストールし、新たに仮想装置上の仮想ディスクと関連付けを行うことで正常動作を実現する。
手順として
(手順1)VMを停止する。
(手順2)VMのメモリコピーを保存する。
(手順3)移動前のサーバのVMに関連するデータの入ったディスクを、移動先のサーバに移動し、VMの仮想ディスクとの関連付けを行う。
(手順4)コピーしたVMのメモリデータを移動先サーバ上に新たに設けたVM用メモリ空間にコピーして、再開する。
を経て、Migrationが完了する。ここで、このMigration動作を行っている間は、VMは基本的に止まっており、VM上で提供されているサービスの継続性は確保されない。
<従来手法2:Live Migration機能+共有ファイルシステム>
さらに、非特許文献1及び非特許文献2に記載の通り、VMwareやXenは、サービスを無瞬断でMigrationを実現するLive Migrationという機能も提供している。
P. Barham et al. Xen and the art of virtualization. In Proc. SOSP 2003. Bolton Landing, New York, U.S.A. Oct 19-22, 2003 VMware社ホームページ、http://www.vmware.com/
物理資源114がパーティション131に移動し、認識・必要な設定が完了したら、物理/仮想資源管理手段135はその完了を検出し、物理資源アクセス手段137に通知する。物理資源アクセス手段137はその通知をうけ、エミュレーションから実際の物理資源へのアクセスに切り替える。
(ディスク冗長)
図4によれば、本発明の第一の実施の形態として、NW手段4006によって接続されデータ通信が可能な物理装置4001と物理装置4002と、物理装置4001もしくは4002に接続されるディスク4003および4004と、システム管理手段4005と、で構成されるシステムによって提供される。
物理/仮想資源管理4105および4205は物理装置4001および4002に接続されるディスク4003および4004の状態と、仮想ディスクとの関連付けの状態を管理する。
(F5001)
物理装置4001上で仮想装置が動作している。仮想装置はメモリ上のメモリデータとディスクデータで構成される。
(F5002)
物理装置4001でRAID1などの冗長化手段によってミラーリングされたディスクのうち、片方のディスクを物理装置4001から物理装置4002に切り替える。このとき、物理装置4001からみると、切り替えられたディスクはなくなるが、障害状態と認識され、もう一方のディスクを用いてシステムは継続される。ただし、この際に、仮想装置がこのディスクにアクセスし、データを更新しようとするのを監視し、そのアクセスデータを保存する。
(F5003)
パーティション切替によって物理装置4002に切り替えられたディスクが認識され、マウントを完了する。その後、このディスクと、もう一方のディスクは故障であるとしてRAID1構成を構築する。この作業は一般に数秒のオーダーがかかるがバックグラウンドで行われるため、物理装置4001上で動作する仮想装置のサービス継続性には影響を及ぼさない。
(F5004)
仮想装置を一時停止し、これ以上データが更新されないようにしたあと、監視・保存しておいたディスクアクセスデータを、物理装置4002に移動したディスクに書き込むことで、両者のディスクの差分を解消する。ここで、さらに瞬断時間を短くするためには、上述の通り、仮想装置全体ではなく、仮想ディスクのみをサスペンド状態に変更することも可能である。
(F5005)
仮想装置のメモリデータを物理装置4002上のメモリにコピーする。これは従来技術であるLive Migraitonを用いて行ってもよい。その後、新たにRAID1が構築されているディスクに対してディスクアクセス設定仮想装置を作成する。
(F5006)
物理装置4001上の仮想装置を削除し、物理装置4002上の仮想装置を開始する。
(F5007)
物理装置4001上の残ったディスクをパーティション切替によって物理装置4002に移動し、デバイス認識終了後、マウントする。
(F5008)
移動したディスクをRAIDに参加させる。
以上のフローにより、パーティション切替によるディスクの移動、認識およびマウントの一連の動作をバックグランドで行い、ボトルネックとなっていた所要時間をサービス継続と無関係にすることで、もともとディスクデータを共有したシステムにおけるLive Migrationと同等レベルのサービス継続性を実現する。
(F7001)
管理者がシステム管理手段6005にMigration Startコマンド発行
(F7002)システム管理手段6005から管理エージェント6130にMigration開始コマンド発行
(F7003)
管理エージェント6130はVMM6107を操作し、ディスクアクセス管理6110を制御しアクセス監視によるアクセスデータのバッファリング動作を開始する。
(F7004)
システム管理手段6005からNW手段6006に切替操作コマンド発行する。
(F7005)
NW手段6006はディスク6004を物理装置6002へ移動するよう切替設定を行う。
(F7006)
物理/仮想資源管理手段6105はディスクが削除されたことを検出し、物理装置6001からはディスク6004は削除されたように見え、RAIDコントローラ6109によってミラーリングされたディスクシステムは一方のディスクが故障したように取り扱い、仮想ディスク6123への書き込みはすべてディスク6003のディスクデータ6021のみに反映される。
(F7007)
物理装置6002はディスク6004を認識し、物理/仮想資源管理手段6205がマウント完了を確認後、管理エージェント6230はディスク6004をもちいてRAIDを構成するようにRAIDコントローラ6209に設定し、処理完了をシステム管理手段6005に通知する。ディスクはひとつしかないため、もう片方のディスクは現段階では故障したものとして取り扱われる。
(F7008)
システム管理手段6005は管理エージェント6130にMigration開始命令発行し、仮想装置6121のLive Migration動作(仮想装置6121のメモリデータの逐次コピー)を開始させる。
(F7009)
最後のダーティメモリのコピーの直前に、仮想ディスク6123およびコピー先の仮想ディスク6223をサスペンド状態にし、管理エージェント6130はバッファリングデータを管理エージェント6230に転送、ディスク6004に反映する。
(F7010)
最後のダーティメモリをコピーし終わったら、仮想ディスク6223のサスペンド状態を解除し、仮想装置6121を削除、仮想装置6221を開始する。
(F7011)
仮想装置6221の動作のバックグラウンドでディスク6003をディスク6004と同様に物理装置6002へ移動する。
(F7012)
RAIDコントローラ6209はディスク6003をRAIDのメンバーに加え、6004と同期させる
ここで(F7004)〜(F7007)は切替からマウントまでに数秒オーダーの時間がかかるが、これらはユーザに対するサービス提供に対して、バックグラウンドで行われるため、サービスの継続性に影響を及ぼさない。
101 NW手段
102 システム管理手段
103 物理資源管理手段
104 仮想装置管理手段
111,131 パーティション
112,132 演算手段
113,133 記憶手段
114,134 物理資源
115,135 物理・仮想資源管理手段
116,136 仮想化手段
117,137 記憶装置アクセス手段
118 物理資源アクセス手段
119,139 仮想装置
Claims (38)
- ネットワーク手段によって相互に接続された複数の物理資源を、複数のパーティションに区切ったコンピュータシステム上に構成された仮想化環境において、
パーティションの物理資源構成と、仮想装置に分配された仮想資源構成とを同時に管理しながら、仮想装置上で動作するアプリケーション・サービスに影響することなく、物理資源構成と仮想装置構成を動的に変更する仮想化手段を備えることを特徴とする仮想装置構成システム。 - 前記仮想装置構成は、仮想装置が動作するパーティション、及び前記仮想化手段によって提供される仮想資源の構成であることを特徴とする請求項1に記載の仮想装置構成システム。
- 物理資源の移動の手段として、動的なバスコントローラでパーティションの切替を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の仮想装置構成システム。
- 前記仮想化手段は、物理装置の利用時間を時分割に分割して割り当てることで複数のオペレーティングシステムを同時に動作させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 前記物理資源は、I/Oデバイス、仮想装置に関するデータを格納した不揮発性記憶装置、ネットワークインターフェースデバイス、専用処理機能をもつアクセラレータデバイスのいずれか、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 前記仮想資源構成は、仮想化手段によって物理資源の利用を可能にするべく物理資源と関連付けられた仮想的な資源の詳細構成情報であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 仮想装置構成の動的変更とは、当該パーティション1上で動作する仮想装置を形成する、揮発性メモリ上に存在する関連メモリデータを、パーティション2上の仮想化手段によって作られた、パーティション1上の仮想装置と同一の仮想装置のメモリ領域に、パーティション1上の仮想装置に関するメモリデータをコピーし、パーティション1上の仮想装置のメモリデータを削除する請求項1から請求項6のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 物理資源構成の変更とは、パーティション1に属する物理資源を、当該ネットワーク手段の設定変更によってパーティション1から削除し、パーティション2に再登録することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- パーティションの物理資源構成と、仮想装置に分配された仮想資源構成との動的な同時管理とは、物理資源構成の動的な所属情報及びその利用の可不可情報と、仮想装置に割り当てられた仮想資源構成の情報とを参照し、当該仮想装置がパーティションを移動する前後で生じうるその構成の差異の整合をとることを請求項1から請求項8のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 構成の差異の整合とは、仮想装置の移動の際に、移動前のパーティションと移動先の物理資源構成に差異があったときに、仮想装置に対してその物理資源の差異を隠蔽し、物理資源の機能をソフトウェアエミュレーションで行うことを特徴とする請求項9に記載の仮想装置構成システム。
- 差異の整合とは、不揮発性記憶装置に格納された仮想装置に関連するデータに関して、パーティションの移動の間に生じる差異の吸収であることを特徴とする請求項9に記載の仮想装置構成システム。
- データの差異の整合とは、二つ以上のハードディスクをミラーリングして同期し、ひとつの仮想ディスクを構成して、仮想装置1および2に提供し、仮想装置の移動の際に、そのハードディスクの一つずつを、ネットワーク手段の設定変更によってパーティションから削除し、他のパーティションに再登録することによって移動し、移動したハードディスクに仮想装置の移動が完了する間に生じたデータの差異を書き込むことを特徴とする請求項11に記載の仮想装置構成システム。
- データの差異の取得は、仮想装置から発生した処理を、仮想資源から物理資源へ転送される処理を監視し、バッファーデータとして取得・保存されるように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の仮想装置構成システム。
- データの差異の整合させる間、仮想装置に提供された仮想資源のうち一部の仮想資源のみを一時待機状態にするように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の仮想装置構成システム。
- ネットワーク手段が、ethernetであることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 前記仮想化手段として、Virtual Machine Monitorを用いることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- 同期化の手段として、ソフトウェアRAID1を用いることを特徴とする請求項12に記載の仮想装置構成システム。
- 外部の管理サーバと各パーティション上に管理エージェントソフトウェアとが存在し、その動作の契機を外部の管理サーバから管理エージェントソフトウェアに命令を発行することで行うように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項17のいずれかに記載の仮想装置構成システム。
- ソフトウェアエミュレーション機能が、仮想資源構成と物理資源構成との同時管理によって、集中管理サーバより必要なソフトウェアコンポーネントを検索し、自動的にインストールされるように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の仮想装置構成システム。
- ネットワーク手段によって相互に接続された複数の物理資源を、複数のパーティションに区切ったコンピュータシステム上に構成された仮想化環境において、
パーティションの物理資源構成と、仮想装置に分配された仮想資源構成とを同時に管理しながら、仮想装置上で動作するアプリケーション・サービスに影響することなく、物理資源構成と仮想装置構成を動的に変更することを特徴とする仮想装置構成方法。 - 前記仮想装置構成は、仮想装置が動作するパーティション、及び提供される仮想資源の構成であることを特徴とする請求項20に記載の仮想装置構成方法。
- 物理資源の移動の方法として、動的なバスコントローラでパーティションの切替を行うことを特徴とする請求項20又は請求項21に記載の仮想装置構成方法。
- 物理装置の利用時間を時分割に分割して割り当てることで複数のオペレーティングシステムを同時に動作させることを特徴とする請求項20から請求項22のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 前記物理資源は、I/Oデバイス、仮想装置に関するデータを格納した不揮発性記憶装置、ネットワークインターフェースデバイス、専用処理機能をもつアクセラレータデバイスのいずれか、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項20から請求項23のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 前記仮想資源構成は、物理資源の利用を可能にするべく物理資源と関連付けられた仮想的な資源の詳細構成情報であることを特徴とする請求項20から請求項24のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 仮想装置構成の動的変更とは、当該パーティション1上で動作する仮想装置を形成する、揮発性メモリ上に存在する関連メモリデータを、パーティション2上の仮想化手段によって作られた、パーティション1上の仮想装置と同一の仮想装置のメモリ領域に、パーティション1上の仮想装置に関するメモリデータをコピーし、パーティション1上の仮想装置のメモリデータを削除する請求項20から請求項25のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 物理資源構成の変更とは、パーティション1に属する物理資源を、当該ネットワーク手段の設定変更によってパーティション1から削除し、パーティション2に再登録することを特徴とする請求項20から請求項26のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- パーティションの物理資源構成と、仮想装置に分配された仮想資源構成との動的な同時管理とは、物理資源構成の動的な所属情報及びその利用の可不可情報と、仮想装置に割り当てられた仮想資源構成の情報とを参照し、当該仮想装置がパーティションを移動する前後で生じうるその構成の差異の整合をとることを請求項20から請求項27のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 構成の差異の整合とは、仮想装置の移動の際に、移動前のパーティションと移動先の物理資源構成に差異があったときに、仮想装置に対してその物理資源の差異を隠蔽し、物理資源の機能をソフトウェアエミュレーションで行うことを特徴とする請求項28に記載の仮想装置構成方法。
- 差異の整合とは、不揮発性記憶装置に格納された仮想装置に関連するデータに関して、パーティションの移動の間に生じる差異の吸収であることを特徴とする請求項28に記載の仮想装置構成方法。
- データの差異の整合とは、二つ以上のハードディスクをミラーリングして同期し、ひとつの仮想ディスクを構成して、仮想装置1および2に提供し、仮想装置の移動の際に、そのハードディスクの一つずつを、ネットワーク手段の設定変更によってパーティションから削除し、他のパーティションに再登録することによって移動し、移動したハードディスクに仮想装置の移動が完了する間に生じたデータの差異を書き込むことを特徴とする請求項30に記載の仮想装置構成方法。
- データの差異の取得は、仮想装置から発生した処理を、仮想資源から物理資源へ転送される処理を監視し、バッファーデータとして取得・保存されることを特徴とする請求項30に記載の仮想装置構成方法。
- データの差異の整合させる間、仮想装置に提供された仮想資源のうち一部の仮想資源のみを一時待機状態にすることを特徴とする請求項30に記載の仮想装置構成方法。
- ネットワーク手段が、ethernetであることを特徴とする請求項20から請求項33のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 前記仮想化の制御として、Virtual Machine Monitorを用いることを特徴とする請求項20から請求項34のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- 同期化の方法として、ソフトウェアRAID1を用いることを特徴とする請求項31に記載の仮想装置構成方法。
- 外部の管理サーバと各パーティション上に管理エージェントソフトウェアとが存在し、その動作の契機を外部の管理サーバから管理エージェントソフトウェアに命令を発行することで行うことを特徴とする請求項20から請求項36のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
- ソフトウェアエミュレーション機能が、仮想資源構成と物理資源構成との同時管理によって、集中管理サーバより必要なソフトウェアコンポーネントを検索し、自動的にインストールされることを特徴とする請求項20から請求項3のいずれかに記載の仮想装置構成方法。
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