JP2010231661A - 仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】VMのイメージ形式を差分ディスク形式に変更する場合に、テンプレートを適切に選択することのできる、仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラムを提供する。
【解決手段】第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるVMMと、前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定する、処理判断部と、前記第1形式が好ましくなかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分ディスク形式に変換する、イメージ形式コンバート部とを具備する。前記イメージ形式コンバート部は、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられるテンプレートとして、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を使用する。
【選択図】図1
【解決手段】第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるVMMと、前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定する、処理判断部と、前記第1形式が好ましくなかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分ディスク形式に変換する、イメージ形式コンバート部とを具備する。前記イメージ形式コンバート部は、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられるテンプレートとして、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を使用する。
【選択図】図1
Description
本発明は、仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラムに関する。
近年、サーバ装置において、仮想マシン(バーチャルマシン;以下、VMと称す)を動作させる、仮想化技術が注目されている。VMを動作させるために、サーバ装置に、VMM(バーチャル・マシン・モニタ;Virtual Machine Monitor)が搭載される。また、ストレージ内に、VMを実現するためのファイルが格納される。VMMがストレージ内のファイルを実行することで、VMが動作する。VMには、ストレージに格納されるファイルによって実現されるため、管理がしやすいというメリットがある。VMMとしては、例えば、VMware社の「VMware ESX Server(登録商標)」、Citrix社の「XenServer(登録商標)」、及びMicrosoft社の「Hyper−V」などが挙げられる。
VMを実現するためのファイルには、仮想的にハードディスクを実現するためのディスクイメージが含まれている。VMM上で動作するVMは、そのディスクイメージに対してデータの読み込み及び書き込みを行うことにより、仮想的なハードディスク(以下、仮想ハードディスク)に対してデータの読み込み及び書き込みを行う。
仮想ハードディスクを実現するためのディスクイメージの形式(以下、ディスク形式と称す)として、複数の形式が存在する。一般に、VMを新たに作成する際に、複数のディスク形式の中から使用するディスク形式を選択することができる。ディスク形式としては、例えば、固定ディスク形式、及び差分ディスク形式が挙げられる。
固定ディスク形式では、ディスクイメージとして、仮想ハードディスクの容量と同容量の固定イメージが作成される。VMは、その固定イメージに対して、データの読み込み及び書き込みを行う。固定ディスク形式のメリットとしては、他のイメージへの依存がない、パフォーマンスが良いといった点が挙げられる。一方、固定ディスク形式のデメリットとしては、固定イメージの作成に時間がかかる、ストレージとして大容量が必要である、といった点が挙げられる。
一方、差分ディスク形式では、ディスクイメージとして、テンプレートと、差分イメージとが用いられる。差分イメージは、仮想ハードディスクの内容とテンプレートの内容との差分を示すイメージである。VMが仮想ハードディスクの内容を変更した場合、変更内容は差分イメージに反映され、テンプレートは変更されない。そのため、テンプレートは、他のVMが使用しているテンプレートと共通に使用することが可能である。VMを新たに作成する場合、既にストレージ内にテンプレートが作成されていれば、差分イメージだけが新たに作成される。そして、テンプレートと差分イメージとが対応付けられる。差分ディスク形式のメリットとしては、仮想ハードディスクの作成が非常に早い、他のVMとテンプレートを共有化できるためディスク容量の削減が行える、といった点が挙げられる。一方、差分ディスク形式のデメリットとしては、パフォーマンスが悪い、テンプレートが壊れた時に作成したVMも壊れてしまう、といった点が挙げられる。
上述のように、固定ディスク形式と差分ディスク形式とでは、メリット及びデメリットが全く異なる。そのため、用途に併せて、使い分けることが望まれる。
関連技術が、特許文献1(特開2007−183763)に記載されている。特許文献1には、複製スナップショットを差分スナップショットに変換することと、差分スナップショットを複製スナップショットに変換することとが記載されている。
他の関連技術が、特許文献2(特開2006−65622)に記載されている。特許文献2には、現在差分スナップショットが占有している容量の比率に基づいて、差分スナップショットを実行するかボリュームスナップショットを実行するかを判定することが記載されている。
既に作成されているVMのディスク形式を、固定ディスク形式から差分ディスク形式に変更する場合について考える。この場合、差分ディスク形式で用いられるテンプレートを、新たに作成することが考えられる。しかし、テンプレートを新たに作成すれば、ディスク形式が差分形式に変換されたVM毎に、テンプレートが作成されてしまうことになる。そのため、テンプレートを異なるVM間で共有することができない。従って、差分ディスク方式のメリットを十分に受けることができない、という問題点がある。
従って、本発明の課題は、VMのディスク形式を差分ディスク形式に変更する場合に、テンプレートを適切に選択することのできる、仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラムを提供することにある。
本発明に係る仮想マシンシステムは、第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるVMMと、前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定する、処理判断部と、前記第1形式が好ましくなかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分形式に変換する、イメージ形式コンバート部とを具備する。前記差分形式は、前記仮想ハードディスクが、テンプレートと前記テンプレートにリンクされた差分イメージとにより実現される形式である。前記イメージ形式コンバート部は、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられる前記テンプレートとして、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を使用する。
本発明に係る仮想マシンシステムの動作方法は、第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるステップと、前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定するステップと、前記第1形式が好ましくなかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分形式に変換するステップとを具備する。前記差分形式は、前記仮想ハードディスクが、テンプレートと前記テンプレートにリンクされた差分イメージとにより実現される形式である。前記変換するステップは、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられる前記テンプレートとして、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を使用するステップを備えている。
本発明に係る仮想マシンシステムの動作プログラムは、上述の仮想マシンシステムの動作方法を、コンピュータにより実現するための、プログラムである。
本発明によれば、VMのイメージ形式を差分ディスク形式に変更する場合に、テンプレートを適切に選択することのできる、仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラムが提供される。
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る仮想マシンシステム1を示すブロック図である。
まず、本実施形態に係る仮想マシンシステム1を概略的に説明する。
図1に示されるように、仮想マシンシステム1は、サーバ100と、管理サーバ200と、ストレージ300とを備えている。サーバ100は、FC(Fiber channel)スイッチ25を介してストレージ300にアクセス可能に接続されている。また、サーバ100は、LAN(Locl Area Network)スイッチ24を介して、管理サーバ200にアクセス可能に接続されている。すなわち、LANスイッチ24には、サーバ100及び管理サーバ200が接続されており、1つのネットワークが形成されている。また、FCスイッチ25には、サーバ100およびストレージ300が接続されており、1つのSANが形成されている。
サーバ100は、プログラム(仮想マシンシステムの動作プログラム)により動作するコンピュータである。サーバ100は、LANモジュール23と、SAN(Storage Area Network)にアクセスするためのHBA(Host Bus Adapter:ホストバスアダプタ)22とを備えている。LANモジュール23は、LANスイッチ24に接続されている。また、HBA22は、FCスイッチ25に接続されている。
サーバ100では、VMM16が動作している。VMM16は、仮想マシン(VM)を動作させるために必要なソフトウェア(ハイパーバイザ)である。サーバ100では、VMM16により、複数のVM11(11−1〜11−3)が動作している。VMM16は、サーバ100が有しているCPU(Central Processing Unit)やメモリなどの資源を、各VM11に割り当てる機能を有する。
各VM11は、物理マシンをエミュレーションにより実現する、論理マシンである。各VM11は、仮想LAN14(14−1〜14−3)と、仮想HBA15(15−1〜15−3)とを、仮想的に構築している。各VM11は、仮想LAN14を介して、ストレージ300にアクセス可能である。また、各VM11は、仮想HBA15を介して、管理サーバ200や図示しない他のサーバ装置にアクセス可能である。また、各VM11では、ゲストOS(オペレーティングシステム)13(13−1〜13−3)が動作している。各VM11では、ゲストOS13によって、アプリケーション12(12−1〜12−3)が実行される。
ストレージ300は、ディスクイメージを記録する装置である。ストレージ300は、FCのインターフェースを有しており、FCスイッチ25と接続されている。ストレージ300は、サーバ100及び管理サーバ200と同じネットワークに所属している。ストレージ300は、物理的なハードディスクにより、実現される。
ストレージ300には、各VM11の仮想ハードディスクとして用いられる、複数のディスクイメージ32(32−1〜32−5)が記憶されている。図1に示される例において、複数のディスクイメージ32(32−1〜32−5)のうち、ディスクイメージ32−1及び32−2は、差分ディスク形式で使用されるテンプレートである。ディスクイメージ32−3は、固定ディスク形式で使用される、固定イメージである。また、ディスクイメージ32−4及び32−5は、差分ディスク形式で使用される差分イメージである。
管理サーバ200は、サーバ100を管理するためのサーバである。管理サーバ200は、LANモジュール31を備えている。LANモジュール31は、LANスイッチ24を介して、サーバ100に接続されている。また、管理サーバ200では、OS30上でプログラムが実行されることにより、処理命令部27と、処理判断部28と、情報取得部29とが実現されている。また、管理サーバ200には、各種情報を記録する為の記憶部26が設けられている。記憶部26は、例えば、メモリなどの記録装置により、実現される。
本実施形態に係る仮想マシンシステム1の概略動作について説明する。
本実施形態では、仮想マシンシステム1が、各VM11が現在使用しているディスク形式(第1形式)を、別の形式に変更することができる。ここで、変更後のディスク形式が差分ディスク形式であるものとする。この場合、仮想マシンシステム1は、既にストレージ300内に記憶されている複数のテンプレート(32−1〜32−2)のなかから、最適なテンプレートを、使用テンプレートとして決定される。仮想マシンシステム1は、使用テンプレートに対してリンクされた差分イメージを作成する。形式変更後の仮想ハードディスクは、使用テンプレートと作成された差分イメージとによって実現される。このような動作によれば、差分ディスク形式に変更するたびに、新たなテンプレートが作成されることはない。また、複数のテンプレートの中から最適なテンプレートが自動的に選択される。これにより、差分ディスク形式のメリットを保ったまま、ディスク形式の変換(コンバート)を行うことができる。
続いて、仮想マシンシステム1を詳細に説明する。
まず、VMM16の構成について詳述する。VMM16は、ストレージ管理部17と、性能測定部18と、イメージ形式コンバート部19と、VM生成部20と、コンバート予測部21とを備えている。
性能測定部18は、各VM11の性能を計測し、計測結果を保持する部分である。性能測定部18は、I/O情報テーブル18−1を保持している。性能測定部18は、各VM11の性能を計測し、計測結果をI/O情報テーブル18−1に記録する。図2は、I/O情報テーブル18−1の一例を示す概念図である。I/O情報テーブル18−1には、I/O情報として、各VM11の仮想ハードディスクに対する書き込み性能(MB/h)と、読み込み性能(MB/h)とが記録されている。図2に示される例では、VM11−1は、1時間に100MBのデータを書き込み、1時間に10MBのデータを読み込んでいることが示されている。
ストレージ管理部17は、ストレージ300に関する情報を管理する部分である。ストレージ管理部17は、イメージ管理テーブル17−1と、ファイル管理テーブル17−2と、ストレージ管理テーブル17−3とを管理している。
図3は、イメージ管理テーブル17−1の一例を示す概念図である。イメージ管理テーブル17−1には、各VM11が利用している仮想ハードディスクに関する情報が記録されている。具体的には、図3に示されるように、イメージ管理テーブル17−1には、各VM11に対して、「ドライブ名」と、「容量」と、「ディスクイメージ名」と、「ディスク形式」と、「テンプレート」と、「イメージサイズ」とが対応付けられている。「ドライブ名」は、各VM11の仮想ハードディスクに割り当てられているドライブの名前を示している。「容量」は、各VM11が仮想的に認識しているドライブの容量を示している。「ディスクイメージ名」は、各VM11の仮想ハードディスクを実現するディスクイメージの名前を示している。ディスク形式が差分形式である場合、「ディスクイメージ名」としては、差分イメージの名前が示される。「ディスク形式」は、各VM11に使用されているディスク形式を示している。「テンプレート」は、ディスク形式が差分ディスク形式である場合に使用されるテンプレート名を示している。「イメージサイズ」は、各VM11の仮想ハードディスクとしてストレージ300に割り当てられている実際の容量を示している。例えば、図3に示される例では、VM11−2は、仮想ハードディスクとして、容量が10GBのCドライブを認識している。そして、その仮想ハードディスクは、テンプレート32−1に対応付けられた差分イメージ32−4である。そして、差分イメージ32−4の実際のイメージサイズは、2GBである。
ファイル管理テーブル17−2は、仮想ハードディスクを実現するためのディスクイメージの中に、どのようなファイルが格納されているかを示すテーブルである。図4は、ファイル管理テーブル17−2の一例を示す概念図である。図4(a)に示されるように、ファイル管理テーブル17−2は、ストレージ300に記憶された各テンプレート(32−1、32−2)について、各テンプレートに含まれるファイル名のリストを示している。各ファイル名には、ファイルパス及びハッシュ値が対応付けられている。例えば、図4(a)に示される例の場合、ディスクイメージ32−1には、「aaa.txt」というファイルが「c:¥」というパスに存在する。そして、そのファイルのハッシュ値は「add1286・・・」である。また、図4(b)に示されるように、ファイル管理テーブル17−2は、ストレージ300に記憶された固定イメージ32−3に対しても、同様に、ファイル名のリスト、ファイルパス、及びファイルのハッシュ値を対応付けて示している。
ストレージ管理テーブル17−3は、サーバ100が使用しているストレージ300に関する情報を記録している。図5は、ストレージ管理テーブル17−3の一例を示す概念図である。たとえば、図5に示される例では、ストレージ300の全容量が1TBであり、そのうち空き容量が100GBであることが示されている。
VM作成部20は、新規にVMを作成する機能を有している。VM作成部20は、管理サーバ200からの指示で動作する。VM作成部20は、指示されたディスク容量のイメージをストレージ300に作成することにより、指示されたVM11を新たに作成する。
コンバート予測部21は、VM11のディスク形式を別の形式に変更したときに、変更後の形式で使用されるディスクイメージのサイズを予測するために設けられている。コンバート予測部21は、最適テンプレート選択部21−1と、予測ディスクサイズ算出部21−1とを備えている。コンバート予測部21−1は、イメージ管理テーブル17−1及びファイル管理テーブル17−2にアクセス可能である。
イメージ形式コンバート部19は、VM11のディスク形式を別のディスク形式に変更するために設けられている。イメージ形式コンバート部19は、一時的ディスクイメージ作成部19−1と、変換先イメージ作成部19−2と、内容反映部19−3と、最終設定部19−4とを備えている。ディスク形式の変換を行うため、イメージ形式コンバート部19は、イメージ管理テーブル17−1へのアクセス権限を有する。
続いて、管理サーバ200について詳細に説明する。
情報取得部29は、サーバ100から、各種の情報を収集する機能を有している。
処理判断部28は、各種の処理判断を行う機能を有している。具体的には、処理判断部28は、各VM11が現在使用しているディスク形式が最適であるか否かを判定する機能と、新規にVM11を作成する場合に最適なディスク形式がどの形式であるかを判別する機能とを有している。
記憶部26には、パラメータテーブル26−1が記憶されている。パラメータテーブル26−1には、処理判断部28によって利用されるパラメータが記憶されている。図6は、パラメータテーブル26−1に記載された内容の一例を示す概念図である。図6に示されるように、パラメータテーブル26−1には、パラメータγ1〜γ8、及び閾値が設定されている。各パラメータの意味については後述する。
処理命令部27は、処理判断部28における判断結果に基づいて、サーバ100に対して各種の処理命令を行う機能を有している。
続いて、本実施形態に係る仮想マシンシステム1の動作方法について、詳述する。
本実施形態の仮想マシンシステム1では、ユーザからの指示に応じて、又は定期的に、管理サーバ200が、各VM11のディスク形式が最適であるか否かを判別する。図7は、この際の仮想マシンシステムの動作方法を示すフローチャートである。
まず、管理サーバ200の情報取得部29が、ストレージ管理部17のイメージ管理テーブル17−2から、対象VM11のディスクサイズ(イメージサイズ)を取得する(S101)。
また、情報取得部29は、サーバ100の性能測定部18から、対象VM11のI/O情報を取得する(S102)。I/O情報には、I/O情報テーブル18−1(図2参照)に記載されるように、書き込み性能(MB/h)および読み込み性能(MB/h)が含まれている。書き込み性能及び読み込み性能としては、単位時間あたりの平均値が用いられてもよいし、単位時間内における最大値が用いられてもよい。
更に、情報取得部29は、サーバ100のコンバート予測部21から、予測ディスクサイズを取得する(S103)。予測ディスクサイズとは、ディスク方式を別の方式にコンバートした際のディスクサイズを予測したものである。コンバート予測部21がどのようにして予測ディスクサイズを求めるかについては、後述する。
続いて、処理判断部28が、対象VM11が、最適なディスク形式を使用しているか否かを判別するための評価値を算出する(S104)。具体的には、処理判断部28は、情報取得部29から、ディスクサイズ、I/O情報、及び予測ディスクサイズを取得する。また、処理判断部28は、パラメータテーブル26−1から、γ1〜γ6、及び閾値を、評価値を算出するためのパラメータとして取得する。そして、取得したこれらの情報に基づいて、評価値を算出する。この評価値は、ディスク形式を変換したときに、対象VM11の性能がどの程度となるかを示す値である。
対象VM11の現在のディスク形式が固定ディスク形式である場合には、差分ディスク形式に変更後の評価値Hは、例えば以下の式1により算出される。
(数式1);H=γ1(Sn−Sf)−γ2γ4Wn−γ3γ5Rn−γ6
但し、数式1中、Snは、現在のディスクサイズを示し、Sfは予測ディスクサイズを示し、Wnはディスクへの書き込み性能を示し、Rnはディスクからの読み込み性能を示す。また、図6に示されるように、γ1は、ディスク容量に関する重みである。γ2は、ディスク書き込み性能に関する重みである。γ3は、ディスク読み込み性能に関する重みである。γ4は、差分ディスク形式時におけるディスク書き込み性能のオーバーヘッドである。γ5は、差分ディスク形式時におけるディスク読み込み性能のオーバーヘッドである。γ4及びγ5は、事前に固定ディスク方式と差分ディスク方式との間の性能差を測定しておくことにより、求められる。γ6は、信頼性に関する重みである。ここでいう信頼性とは、VM11で使用されるディスクイメージが、他のイメージにどの程度依存しているかを表す指標である。
また、対象VM11の現在のイメージ形式が差分ディスク形式である場合には、固定ディスク形式に変更後の評価値Hが、例えば以下の式2により算出される。
(数式2);H=γ1(Sn−Sf)+γ2γ4Wn+γ3γ5Rn+γ6
上述のような数式1、2を使用すれば、評価値Hは、仮想ハードディスクとして使用されるストレージ容量(ディスクサイズ)が形式変更前と比べて減る場合に、大きくなる。また、評価値Hは、ディスク形式の変更後のディスク性能が向上するほど大きくなる。また、信頼性に関する重みγ6により、評価値Hは、差分ディスク形式に変換する場合に低くなり、固定ディスク形式に変換する場合に高くなる。固定ディスク形式の場合、ディスクイメージは1つだけでよいので、他のイメージへの依存はない。よって、信頼性は高くなる。一方、差分ディスク方式の場合、差分イメージ以外にも、テンプレートとして用いられるイメージが必要である。すなわち、テンプレートへの依存があり、その結果、信頼性は低くなる。信頼性に関する重みγ6を用いることにより、ディスク形式の違いによる信頼性の違いが、評価値Hに反映されている。
処理判断部28は、算出した評価値Hを、パラメータテーブル26−1から取得した閾値と比較する(S105)。そして、比較の結果、評価値Hが閾値よりも小さい場合には、現在のディスク形式が最適であると判断し、特に処理を行わない。一方、評価値Hが閾値よりも大きい場合には、ディスク形式を別の形式に変更する方が好適であると判断する。この場合、処理命令部27が、サーバ100に対して、対象VM11のディスク形式をコンバートするように、指示する(S106)。指示を受けたサーバ100では、イメージ形式コンバート部19が、対象VM11のディスク形式をコンバートする。この際の動作については後述する。
上述のような動作によれば、処理判断部28により、対象VM11の現在のディスク形式が最適な形式であるか否かが判断される。これにより、VM11が使用しているディスク形式が最適であるかどうかが、任意のタイミングでかつオンラインで確認される。そして、最適なディスク形式でない場合には、ディスク形式コンバート部19により、対象VM11のディスク形式が最適な形式に変更(コンバート)される。従って、各VM11のディスク形式を、自動的に最適な形式にコンバートすることができる。
続いて、予測ディスクサイズを算出する際の動作について、詳細に説明する。図8は、予測ディスクサイズを算出する際の動作方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、コンバート予測部21が、情報取得部29からの指示を受けたときに、実行する。
まず、コンバート予測部21が、対象VM11の現在のディスク形式が差分ディスク形式であるのか固定ディスク形式であるのかを識別する。これにより、変換後のディスク形式を識別する(S201)。
変換後のディスク形式が差分ディスク形式である場合、すなわち現在のディスク形式が固定ディスク形式であるには、以下のように動作する。
コンバート予測部21では、最適テンプレート選択部21−1が、ストレージ管理部17のイメージ管理テーブル17−1を参照し、対象VM11が使用しているディスクイメージ(固定イメージ)を識別する。更に、最適テンプレート選択部21−1は、ファイル管理テーブル17−2を参照し、識別したディスクイメージに含まれる、ファイルの一覧、ファイルパス、およびハッシュ値を取得する(S202)。
次に、最適テンプレート選択部21−1は、ファイル管理テーブル17−2を参照する。そして、最適テンプレート選択部21−1は、ストレージ300の格納された複数のテンプレートを、複数のテンプレート候補とみなす。そして、S202で取得した情報(ファイルの一覧、ファイルパス、およびハッシュ値)を、複数のテンプレート候補それぞれに記載されている情報と比較する(S203)。最適テンプレート選択部21−1は、まず、S202で取得したファイル一覧に含まれる個々のファイルについて、比較対象の各テンプレート候補にも同じファイルが記載されている否かを判別する。具体的には、ファイル名、ファイルパス、及びハッシュ値が同じか否かを比較する。ファイル名、ファイルパス、及びハッシュ値がすべて同じであれば、同じファイルであると判定する。一方、これらのうち一つでも異なっていれば、異なるファイルであると判定する。
最適テンプレート選択部21−1は、S203の処理により、対象VM11が現在使用しているディスクイメージを、全てのテンプレート候補と比較する。そして、最適テンプレート選択部21−1は、複数のテンプレート候補の中から、現在使用されているディスクイメージに最も類似しているテンプレート候補を、最適テンプレートとして決定する(S204)。具体的には、最適テンプレート選択部21−1は、異なっているファイルの数が最も少ないテンプレート候補を、最適テンプレートとして決定する。もしくは、異なっているファイルの総サイズが最も少ないテンプレート候補が、最適テンプレートとして決定される。
続いて、予測ディスクサイズ算出部21−2が、最適テンプレートと、対象VMが現在使用しているディスクイメージとで、異なっているファイル群を識別する。そして識別結果を示す差分情報を生成する。また、予測ディスクサイズ算出部21−2は、異なっているファイルの総ファイルサイズを算出する(S205)。そして、予測ディスクサイズ算出部21−2は、算出した総ファイルサイズを、予測ディスクサイズとして、管理サーバ200の情報取得部29に通知する(S206)。
一方、S201において、変換後のディスク形式が固定ディスク形式であった場合には、予測ディスクサイズ算出部21−2が、ストレージ管理部17のイメージ管理テーブル17−1から、対象VM11のドライブ容量を取得する(S207)。ここで、ドライブ容量とは、対象VM11から仮想的に識別されるハードディスクドライブの合計容量を示している。つぎに、予測ディスクサイズ算出部21−1は、取得したドライブ容量を、予測ディスクサイズとして、管理サーバ200の情報取得部29に通知する(S208)。
以上のS201〜S208の処理により、管理サーバ200が予測ディスクサイズを取得することができる。その後、対象VM11のディスク形式を差分ディスク形式にコンバートする場合には、イメージ形式コンバート部19が、S204で決定された最適テンプレートを使用する。これにより、差分ディスク方式にコンバートする際、最適なテンプレートが、自動的に使用されることになる。
続いて、イメージ形式コンバート部19が、対象VM11のディスク形式をコンバートする場合の動作について説明する。図9は、イメージ形式コンバート部19の動作を示すフローチャートである。この動作は、管理サーバ200の処理命令部27からイメージ形式コンバート部19にコンバート指示が送られたときに、実行される。
まず、イメージ形式コンバート部19では、一時的ディスクイメージ作成部19−1が、サーバ100のメモリ(図示せず)上に、一時的ディスクイメージを作成する(S301)。これ以降、対象VM11からの仮想ハードディスクに対する書き込みは、一時的ディスクイメージに対して行われる。一時的ディスクイメージを作成することにより、対象VM11が起動していたとしても、ストレージ300内に作成されたディスクイメージの内容が書き換えられることはない。
次に、変換先イメージ作成部19−2が、どの形式にコンバートを行うのかを判断する(S302)。すなわち、変換先イメージ作成部19−2は、差分ディスク形式を固定ディスク形式にコンバートするのか、固定ディスク形式を差分ディスク形式にコンバートするのかを、判断する。
差分ディスク方式にコンバートを行う場合は、以下のような処理を行う。
変換先イメージ作成部19−2は、コンバート予測部21から、コンバートに使用する情報を取得する(S303)。この情報には、最適テンプレートを示す情報と、S205で作成された差分情報とが含まれる。
つぎに、変換先イメージ作成部19−2は、差分ディスク方式で使用する差分イメージを、変換先イメージとして作成する(S304)。また、最適テンプレートを使用テンプレートとして決定する。そして、作成した差分イメージを、使用テンプレートにリンクさせる。
次に、内容反映部19−3が、S303で取得した差分情報に含まれるファイル群を、作成した差分イメージにコピーする(S305)。
次に、内容反映部19−3が、S301で作成された一時的ディスクイメージ上に書き込まれたファイルを、差分イメージに反映させる(S306)。この作業は、一時的ディスクイメージ上に書き込まれたファイル数が予め設定された値よりも少なくなるまで、繰り返し行われる。
上述の動作により、差分ディスク形式で用いられるイメージ(テンプレートにリンクされた差分イメージ)が、ストレージ300に作成される。
一方、差分ディスク形式から固定ディスク形式にコンバートする場合は、以下のような処理が行われる。
変換先イメージ作成部19−2が、ストレージ管理部17のイメージ管理テーブル17−1を参照し、対象VM11が現在使用しているテンプレートと差分イメージとを識別する(S310)。
次に、変換先イメージ作成部19−2は、ストレージ300に、変換先イメージとして、固定イメージを作成する(S311)。この際、変換先イメージ作成部19−2は、差分ディスクのドライブ容量の情報を用いて、作成される固定イメージの容量を確定する。
次に、内容反映部19−3が、対象VM11が使用していたテンプレートに含まれるファイル群と、差分イメージに書き込まれていたファイル群とを、作成した固定イメージに書き込む(S312)。これにより、変換前の仮想ハードディスク(テンプレートと差分イメージ)に記載された内容が、新たに作製された固定イメージに反映される。
最後に、内容反映部19−3は、S301で作成した一時的ディスクイメージ上に書き込まれたファイル群を、固定イメージに書き込む(S313)。この作業は、一時的ディスクイメージ上に書き込まれたファイル数が予め設定された値よりも少なくなるまで、繰り返し行われる。
上述の動作により、固定ディスク形式で用いられる固定イメージが、ストレージ300に作成される。
次に、差分ディスク形式及び固定ディスク形式のいずれにコンバートする場合においても、以下の処理が実行される。
最終設定部19−4が、対象VM11の動作をサスペンド(一時停止)させる(S307)。これにより、対象VM11によるCPU演算、メモリアクセス、及びディスクアクセス等の作業が、全て停止する。
サスペンド後、最終設定部19−4は、対象VM11が新しく作成したイメージ(差分イメージ又は固定イメージ)を使用するように、設定を変更する(S308)。この際、一時的ディスクイメージ上にファイル群が残っていた場合は、最終設定部19−4が残ったファイル群を新しいイメージに書き込む。書き込み後、一時的ディスクイメージは削除される。
その後、最終設定部19−4は、対象VM11をレジューム(再開)させる(S309)。
以上のS309までの処理により、ディスク形式のコンバートが完了する。
上述のような動作によれば、差分ディスク形式において使用される使用テンプレートとして、複数のテンプレートから最適なテンプレートが選択される。最適なテンプレートとしては、変更前の仮想ハードディスクに記載された内容と最も類似しているテンプレートが選ばれる。従って、差分イメージの容量を少なくすることができる。
尚、上述の例では、固定ディスク形式から差分ディスク形式にコンバートする場合の例について説明した。しかし、固定ディスク形式とは別のディスク形式から差分ディスク形式にコンバートする場合であっても、同様に最適なテンプレートを求めることは可能である。
また、上述の動作によれば、一時的ディスクイメージが作成されるため、対象VM11が動作している間であっても、ディスク形式のコンバート処理を進めることができる。
続いて、VM11を新規に作成する際の動作について説明する。本実施形態に係る仮想マシンシステム1は、新規にVM11を作成する場合に、仮想ハードディスクのディスク形式として最適な形式を判別する。そして、最適な形式で、仮想ハードディスクを実現するディスクイメージを作成する。
図10は、新規にVM11を作成する際の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、管理サーバ200が、ユーザからVMを作成する旨の指示を受けつけたときに、開始される。
まず、管理サーバ200が、情報取得部29により、VM11を作成する際にユーザが入力した情報を取得する(S401)。この情報の中には、作成するVM11の数、及びVM11が認識するドライブのドライブ容量などの情報が含まれている。
つぎに、情報取得部29は、サーバ100のストレージ管理部17から、現在のストレージ300の空き容量を示す情報を取得する(S402)。ストレージ300の空き容量は、ストレージ管理テーブル17−1に記載されている。
次に、処理判断部28が、情報取得部29により取得した情報に基づいて、固定ディスク形式を用いた場合の評価値Hと、差分ディスク形式を用いた場合の評価値Hとを、それぞれ計算する(S403)。評価値を算出するにあたっては、例えば、次の式3に示される数式を用いることができる。
(数式3);H=γ6(F−DM)−γ5γ8DM+γ7
数式3中、Fはストレージ300の空き容量を示す。また、Dは、VM1台あたりのストレージ使用量を示す。また、Mは、VMの作成台数を示す。また、γ5〜γ8までのパラメータは、所定の設定値であり、パラメータテーブル26−1にアクセスすることで取得される。図6に示されるように、γ5は、VM作成時間に関する重みである。γ6は、VM作成に伴うディスク容量に関する重みである。γ7は、ディスク形式の違いによるパフォーマンスに関する重みである。γ7は、固定ディスク形式、及び差分ディスク形式とのそれぞれについて、設定されている。γ8は、VM作成時間に関する重みである。γ8は、固定ディスク形式及び差分ディスク形式のそれぞれについて、設定されている。
数式3中、Fはストレージ300の空き容量を示す。また、Dは、VM1台あたりのストレージ使用量を示す。また、Mは、VMの作成台数を示す。また、γ5〜γ8までのパラメータは、所定の設定値であり、パラメータテーブル26−1にアクセスすることで取得される。図6に示されるように、γ5は、VM作成時間に関する重みである。γ6は、VM作成に伴うディスク容量に関する重みである。γ7は、ディスク形式の違いによるパフォーマンスに関する重みである。γ7は、固定ディスク形式、及び差分ディスク形式とのそれぞれについて、設定されている。γ8は、VM作成時間に関する重みである。γ8は、固定ディスク形式及び差分ディスク形式のそれぞれについて、設定されている。
次いで、処理判断部28は、固定ディスク形式と差分ディスク方式とで、どちらの評価値Hが大きいのかを判断する(S404)。
固定ディスク形式の評価値Hの方が大きい場合は、処理命令部27が、サーバ100のVM作成部20に対して、固定ディスク形式で新規なVM11を作成するように指示する。VM作成部は、固定ディスク形式でVMのディスクイメージを作成する(S406)。一方、差分ディスク形式のほうが評価値Hが高い場合は、処理命令部27が、サーバ100のVM作成部20に対して、差分ディスク形式で新規なVM11を作成するように指示する。VM作成部は、差分ディスク形式で、VMのディスクイメージを作成する(S405)。
上述の動作によれば、VMを新たに作成する際に、仮想マシンシステム1が最適なディスク形式を自動で判断することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、変換後のディスク形式が差分ディスク形式である場合に、最適なテンプレートが自動的に選択される。そのため、ディスクイメージに要する容量を最小限に抑えることができる。
また、特許文献1(特開2007−183763号公報)及び特許文献2(特開2006−65622号公報)に記載された技術では、ストレージシステムを有することと、そのストレージシステム上に構成されたLUN(Logical Unit Number)単位で使用されることとが前提となっている。これに対して、本実施形態では、LUN単位で使用されるという前提はない。例えば、単一のLUN内に、差分イメージと固定イメージとが含まれていてもよい。また、本実施形態では、ストレージシステムが必要なく、通常のサーバと、そのサーバに接続される記憶装置(ストレージ)だけでも実現可能である。更に、特許文献1(特開2007−183763号公報)では、形式を変換している間に、データの書き込みを行うことができない。形式変換中にデータの書き込みが出来ない場合、仮想マシンが使用できなくなり、動作性が落ちてしまう。これに対して、本実施形態では、形式変換中であってもデータの書き込みが可能である。更に、特許文献2(特開2006−65622号公報)に記載された技術では、最適な形式であるかどうかの判断基準として、差分スナップショットが占有している容量の比率だけが使用されている。これに対して、本実施形態では、容量だけでなく、I/O情報も判断基準として使用される。データ格納用として業務で使用しているストレージを使用する場合、I/O性能を考慮に入れることが非常に重要である。
尚、本実施形態では、VMM16を搭載したサーバ100が1台であり、サーバ100において3台のVMが動作している場合について説明した。ただし、サーバ100の台数や、VMの台数に制限はない。例えば、複数のサーバ100を用いることも可能である。
また、本実施形態では、サーバ100のVMM16に、性能測定部16、イメージ形式コンバート部19、ストレージ管理部17、及びVM作成部20が搭載されている場合について説明した。ただし、これらの構成は、必ずしもサーバ100のVMM16に搭載されている必要はない。これらの構成のうちの一つ又は複数の構成が、サーバ100とは別のサーバや、管理サーバ200によって実現されてもよい。同様に、情報取得部29、処理判断部28、処理命令部27および記憶部26は、必ずしも管理サーバ200内に設けられている必要はない。これらの構成のうちの1つまたは複数が、別の管理サーバや、サーバ100によって実現されてもよい。
また、本実施形態で示した評価値を求めるための数式や、各種テーブルの内容は一例であり、本発明はこれらに縛られるものではない。
本発明は、サーバの仮想化技術を利用するシステムにおいて、システム全体の稼動の効率を向上するために適用できる。さらに、本発明において、「サーバ」と記載されている対象自体が仮想的に構成されている場合においても、同様に本発明を適用可能である。
1 仮想マシンシステム
11(11−1〜11−3) バーチャルマシン(VM)
12(12−1〜12−3) アプリケーション
13(13−1〜13−3) オペレーティングシステム(OS)
14(14−1〜14−3) 仮想LAN
15(15−1〜15−3) 仮想HBA
16 VMM
17 ストレージ管理部
17−1 イメージ管理テーブル
17−2 ファイル管理テーブル
17−3 ストレージ管理テーブル
18 性能測定部
18−1 I/O情報テーブル
19 イメージ形式コンバート部
19−1 一時的ディスクイメージ作成部
19−2 変換先イメージ作成部
19−3 内容反映部
19−4 最終設定部
20 VM生成部
21 コンバート予測部
21−1 最適テンプレート選択部
21−2 予測ディスクサイズ算出部
22 HBA
23 LAN
24 LANスイッチ
25 FCスイッチ
26 記憶部
26−1 パラメータテーブル
27 処理命令部
28 処理判断部
29 情報取得部
30 OS
31 LAN
32(32−1〜32−5) ディスクイメージ
100 サーバ
200 管理サーバ
300 ストレージ
11(11−1〜11−3) バーチャルマシン(VM)
12(12−1〜12−3) アプリケーション
13(13−1〜13−3) オペレーティングシステム(OS)
14(14−1〜14−3) 仮想LAN
15(15−1〜15−3) 仮想HBA
16 VMM
17 ストレージ管理部
17−1 イメージ管理テーブル
17−2 ファイル管理テーブル
17−3 ストレージ管理テーブル
18 性能測定部
18−1 I/O情報テーブル
19 イメージ形式コンバート部
19−1 一時的ディスクイメージ作成部
19−2 変換先イメージ作成部
19−3 内容反映部
19−4 最終設定部
20 VM生成部
21 コンバート予測部
21−1 最適テンプレート選択部
21−2 予測ディスクサイズ算出部
22 HBA
23 LAN
24 LANスイッチ
25 FCスイッチ
26 記憶部
26−1 パラメータテーブル
27 処理命令部
28 処理判断部
29 情報取得部
30 OS
31 LAN
32(32−1〜32−5) ディスクイメージ
100 サーバ
200 管理サーバ
300 ストレージ
Claims (17)
- 第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるVMMと、
前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定する、処理判断部と、
前記差分形式の方が好ましかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分ディスク形式に変換する、イメージ形式コンバート部と、
を具備し、
前記差分ディスク形式は、前記仮想ハードディスクが、テンプレートと前記テンプレートにリンクされた差分イメージとにより実現される形式であり、
前記イメージ形式コンバート部は、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられる使用テンプレートとして決定する
仮想マシンシステム。 - 請求項1に記載された仮想マシンシステムであって、
更に、
前記第1形式を前記差分形式に変換した場合の前記仮想ハードディスクのディスクサイズを、予測ディスクサイズとして予測する、コンバート予測部
を具備し
前記処理判断部は、前記予測ディスクサイズに基づいて、好ましいか否かを判定する
仮想マシンシステム。 - 請求項2に記載された仮想マシンシステムであって、
前記コンバート予測部は、
現在の前記仮想ハードディスクに含まれる内容を、前記複数のテンプレート候補のそれぞれの内容と比較し、前記現在の仮想ハードディスクと最も類似している前記テンプレート候補を、前記最適なテンプレート候補として選択する、最適テンプレート選択部と、
前記最適なテンプレート候補を用いたときのディスクサイズを前記予測ディスクサイズとして予測する、予測ディスクサイズ計算部とを備え、
前記イメージ形式コンバート部は、前記最適テンプレート選択部により選択された前記最適なテンプレート候補を、前記使用テンプレートとして決定する
仮想マシンシステム。 - 請求項1乃至3の何れかに記載された仮想マシンシステムであって、
更に、
前記仮想マシンの性能を測定する、性能測定部、
を具備し、
前記処理判断部は、前記性能測定部の測定結果に基づいて、前記第1形式が好ましいか否かを判定する
仮想マシンシステム。 - 請求項4に記載された仮想マシンシステムであって、
前記性能測定部は、前記仮想マシンの性能として、前記仮想ハードディスクに対する書き込み/読み込み性能を示すI/O情報を測定する
仮想マシンシステム。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載された仮想マシンシステムであって、
更に、
新規仮想マシンを実現するためのイメージと、前記新規仮想マシンが使用する新規仮想ハードディスクを実現するためのイメージとを作成する、VM(バーチャル・マシン)作成部
を具備し、
前記処理判断部は、更に、前記新規仮想ハードディスクのディスク形式として最適な形式を、複数のディスク形式の中から判別し、
前記VM作成部は、前記最適な形式で、前記新規仮想ハードディスクを作成する
仮想マシンシステム。 - 請求項6に記載された仮想マシンシステムであって、
前記VM作成部は、ストレージに前記新規仮想ハードディスクを作成し、
前記処理判断部は、前記ストレージの空き容量に基づいて、前記最適な形式を判別する
仮想マシンシステム。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載された仮想マシンシステムであって、
前記イメージ形式コンバート部は、
前記仮想マシンにより一時的に書き込みが行われる一時的ディスクイメージを作成する、一時的ディスクイメージ作成部と、
前記一時的ディスクイメージが作成された後に、変換先イメージを作成する、変換先ディスクイメージ作成部と、
前記変換先イメージに、変換前の前記仮想ハードディスクに記載された内容と、前記一時的ディスクイメージに書き込まれた内容とを反映させる、内容反映部とを備える
仮想マシンシステム。 - 第1形式で作成された仮想ハードディスクに対してデータの読み込み及び書き込みを行う仮想マシン、を動作させるステップと、
前記第1形式が、差分形式と比較して好ましいか否かを判定するステップと、
前記差分形式の方が好ましかった場合に、前記仮想ハードディスクのディスク形式を前記差分形式に変換するステップと、
を具備し、
前記差分形式は、前記仮想ハードディスクが、テンプレートと前記テンプレートにリンクされた差分イメージとにより実現される形式であり、
前記変換するステップは、複数のテンプレート候補の中から選択される最適なテンプレート候補を、変換後の前記仮想ハードディスクに用いられる使用テンプレートとして決定するステップを備えている
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項9に記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
更に、
前記第1形式を前記差分形式に変換した場合の前記仮想ハードディスクのディスクサイズを、予測ディスクサイズとして予測するステップ、
を具備し
前記判定するステップは、前記予測ディスクサイズに基づいて、好ましいか否かを判定するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項10に記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
前記予測するステップは、
現在の前記仮想ハードディスクに含まれる内容を、前記複数のテンプレート候補のそれぞれの内容と比較し、前記現在の仮想ハードディスクと最も類似している前記テンプレート候補を、前記最適なテンプレート候補として選択するステップと、
前記最適なテンプレート候補を用いたときのディスクサイズを前記予測ディスクサイズとして予測するステップとを備え、
前記変換するステップは、前記最適テンプレート選択部により選択された前記最適なテンプレート候補を、前記使用テンプレートとして決定するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項9乃至11の何れかに記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
更に、
前記仮想マシンの性能を測定するステップ
を具備し、
前記判定するステップは、前記性能測定部の測定結果に基づいて、前記第1形式が好ましいか否かを判定するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項12に記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
前記性能を予測するステップは、前記仮想マシンの性能として、前記仮想ハードディスクに対する書き込み/読み込み性能を示すI/O情報を測定するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項9乃至13のいずれかに記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
更に、
新規仮想マシンを実現するためのイメージと、前記新規仮想マシンが使用する新規仮想ハードディスクを実現するためのイメージとを作成するステップと、
前記新規仮想ハードディスクのディスク形式として最適な形式を、複数のディスク形式の中から判別するステップと、
を具備し、
前記作成するステップは、前記最適な形式で、前記新規仮想ハードディスクを作成するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項14に記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
前記作成するステップは、ストレージに前記新規仮想ハードディスクを作成するステップを備え、
前記判別するステップは、前記ストレージの空き容量に基づいて、前記最適な形式を判別するステップを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項9乃至15のいずれかに記載された仮想マシンシステムの動作方法であって、
前記変換するステップは、
前記仮想マシンにより一時的に書き込みが行われる一時的ディスクイメージを作成するステップと、
前記一時的ディスクイメージが作成された後に、変換先ディスクイメージを作成するステップと、
前記変換先ディスクイメージに、変換前の前記仮想ハードディスクに記載された内容と、前記一時的ディスクイメージに書き込まれた内容とを反映させるステップとを備える
仮想マシンシステムの動作方法。 - 請求項9乃至16のいずれかに記載された仮想マシンシステムの動作方法を、コンピュータにより実現するための、仮想マシンシステムの動作プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009080504A JP2010231661A (ja) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | 仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009080504A JP2010231661A (ja) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | 仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラム |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010231661A true JP2010231661A (ja) | 2010-10-14 |
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ID=43047386
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009080504A Withdrawn JP2010231661A (ja) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | 仮想マシンシステム、仮想マシンシステムの動作方法、及び仮想マシンシステムの動作プログラム |
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-
2009
- 2009-03-27 JP JP2009080504A patent/JP2010231661A/ja not_active Withdrawn
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