JP2011186805A - Method for configuring information processing system and physical machine - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理システムの構成方法および物理マシンに関し、特に、固定網における異なるサブネット間に渡る仮想マシンの移動に対処することができる情報処理システムの構成方法および物理マシンに関する。 The present invention relates to an information processing system configuration method and a physical machine, and more particularly, to an information processing system configuration method and a physical machine that can cope with movement of a virtual machine between different subnets in a fixed network.
ネットワーク上の端末を物理的に他のネットワークに移動してもアプリケーションを継続的に利用可能とするための技術として、IPネットワークにおけるモビリティサポート技術がある。これについては、非特許文献1,2に記載されている。
There is a mobility support technology in an IP network as a technology for continuously using an application even if a terminal on the network is physically moved to another network. This is described in
非特許文献1,2に記載されているモビリティサポート技術は、ネットワークそのものがモビリティをサポートした、いわゆる携帯電話用途などのために構築された移動体ネットワークを前提とするものであり、固定電話やセットトップボックスへの映像配信などのために構築された既存の固定ネットワーク上でのモビリティをサポートするものではない。
The mobility support technologies described in Non-Patent
特許文献1には、移動元ホストで稼働していた仮想マシンを移動先ホストに移動する際に発生するデバイスドライバの環境の違いを吸収するため、移動先の仮想マシンが移動元のデバイスを制御できるように、フロントエンドドライバとバックエンドドライバを用意し、アプリケーションがドライバの違いを意識することなく稼働を継続することを可能とした計算機システムが記載されている。この計算機システムを利用すれば、ある物理サーバで稼働していた仮想マシンを他の物理サーバに移動する際に、移動元と移動先の物理サーバが異なることによるデバイスドライバの環境に違いを隠蔽することができる。
In
しかしながら、非特許文献1,2のモビリティサポート技術は、いわゆる移動体ネットワークを前提とするものであり、固定電話やセットトップボックスへの映像配信などのために構築された既存の固定ネットワークに適用することはできない。
However, the mobility support technologies described in Non-Patent
特許文献1の計算機システムを利用すれば、移動元と移動先の物理サーバが異なることによるドライバの違いを隠蔽することは可能である。しかし、これは、固定網における異なるサブネット間に渡って仮想マシンを移動する場合の問題を解決するものではない。あるサブネット内の物理マシンで稼働していた仮想マシンを、それとは異なるサブネット内の物理マシンに移動した場合でも、仮想マシンが利用していたIPアドレスは変わらない。そのため、移動先の仮想マシンから移動元の物理マシンに保持し続けられているデータにアクセスできなくなり、アプリケーションの実行が継続できなくなる、という問題が生じる。特許文献1の計算機システムは、このような問題を解決するものではない。
If the computer system disclosed in
既存の固定ネットワーク上でモビリティサポート技術を実現するために、仮想マシンと一緒に、仮想マシンが使用していた各種データも移動することも考えられる。しかし、この場合には、新たな問題が生じる、つまり、通常、データは膨大であり、データの移動に伴ってネットワークに多大な負荷を与えたり、データの移動に時間を要したりするので、移動先でアプリケーション自体を迅速に稼働開始できなくなる、といった問題が生じる。 In order to realize mobility support technology on an existing fixed network, it is also possible to move various data used by the virtual machine together with the virtual machine. However, in this case, a new problem arises, that is, the data is usually enormous, and a large load is applied to the network along with the movement of the data, and it takes time to move the data. There arises a problem that the application itself cannot be started quickly at the destination.
また、データを移動させる場合には、その移動に伴ってIPアドレスを動的に管理して変更し、さらにアプリケーション環境をIPアドレスの変更に連動させて変更する必要がある。仮想マシンを移動することの本来の目的は、IPアドレスを動的に管理して変更したり、アプリケーション環境をIPアドレスの変更に連動させて変更したりすることを避けたいということであり、これではその目的が達成されなくなってしまう。 In addition, when moving data, it is necessary to dynamically manage and change the IP address along with the movement, and to change the application environment in conjunction with the change of the IP address. The original purpose of moving a virtual machine is to avoid changing the IP address dynamically by managing it or changing the application environment in conjunction with the IP address change. Then that purpose will not be achieved.
このため、ある物理マシンで稼働していた仮想マシンを他の物理マシンに移動させる際、アプリケーション実行環境(アプリケーションイメージ)である仮想マシンのみを移動させ、仮想マシンが使用していた各種データ(例えば、表計算アプリケーションであれば、表に入力する帳票データそのもの)は、移動元の物理マシンに残すようにするのが普通である。 Therefore, when moving a virtual machine that was running on a physical machine to another physical machine, only the virtual machine that is the application execution environment (application image) is moved, and various data used by the virtual machine (for example, In the case of a spreadsheet application, the form data input to the table itself is usually left on the physical machine that is the source of movement.
以上のように、これまで、仮想サーバは、同一のサブネット(同一のレイヤ2ブロードキャストドメイン)内においてのみ移動が可能であり、異なるサブネット間に渡って仮想サーバを移動可能にするための手法は実現されていない。端末の移動能力をサポートしない固定網においてそれを実現するには、サブネットが異なるというネットワーク自体に起因する問題を解決することが必要である。
As described above, until now, virtual servers can only move within the same subnet (
本発明の目的は、固定網における異なるサブネット間に渡る仮想マシンの移動に対処することができる情報処理システムの構成方法および物理マシンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an information processing system configuration method and a physical machine that can cope with movement of virtual machines between different subnets in a fixed network.
上記課題を解決するため、本発明に係る情報処理システムの構成方法は、仮想マシンが、固定網内の第1のサブネットに収容されている第1の物理マシンから前記第1のサブネットとは異なる第2のサブネットに収容されている第2の物理マシンに移動した場合、前記第1の物理マシンから第2の物理マシンへ至るレイヤ2トンネルを構築し、前記第1の物理マシンの仮想マシンへのトラフィックを前記レイヤ2トンネルへ振り分けることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the configuration method of the information processing system according to the present invention is such that a virtual machine is different from the first subnet from the first physical machine accommodated in the first subnet in the fixed network. When moving to a second physical machine accommodated in the second subnet, a
また、本発明に係る情報処理システムの構成方法は、仮想マシンが前記第1の物理マシンから前記第2の物理マシンに移動した場合、前記第1の物理マシンのデータベースが格納している仮想マシンのアプリケーションイメージを前記第2の物理マシンのデータベースにコピーして前記第2の物理マシンのデータベースに格納し、前記仮想マシンは、前記第2の物理マシンのデータベースに格納されたアプリケーションイメージを取得し、さらに前記第1の物理マシンのデータベースに格納された各種データをレイヤ2トンネルを介して取得し、取得されたアプリケーションイメージに従って各種データを処理することを特徴としている。
In addition, in the configuration method of the information processing system according to the present invention, when a virtual machine moves from the first physical machine to the second physical machine, the virtual machine stored in the database of the first physical machine The application image is copied to the database of the second physical machine and stored in the database of the second physical machine, and the virtual machine acquires the application image stored in the database of the second physical machine. Furthermore, various data stored in the database of the first physical machine is acquired through a
また、本発明に係る情報処理システムの構成方法は、前記第1の物理マシンが、前記第1の物理マシンのデータベースが格納しているネットワーク内の物理マシンの構成情報を取得し、該構成情報を基にレイヤ2トンネルを構築することを特徴としている。
In the configuration method of the information processing system according to the present invention, the first physical machine acquires configuration information of a physical machine in the network stored in the database of the first physical machine, and the configuration information It is characterized by constructing a
また、本発明に係る情報処理システムの構成方法は、前記第1の物理マシンが、外部の運用管理システムからネットワーク内の物理マシンの構成情報を取得し、該構成情報を基にレイヤ2トンネルを構築することを特徴としている。
In the information processing system configuration method according to the present invention, the first physical machine acquires configuration information of a physical machine in the network from an external operation management system, and creates a
また、本発明に係る物理マシンは、仮想マシンが、固定網内の第1のサブネットに収容されている自物理マシン上から前記第1のサブネットとは異なる第2のサブネットに収容されている第2の物理マシン上に移動した場合、自物理マシンから第2の物理マシンへ至るレイヤ2トンネルを構築し、前記第1の物理マシン上の仮想マシンへのトラフィックを前記レイヤ2トンネルへ振り分ける機能を有することを特徴としている。
In the physical machine according to the present invention, the virtual machine is accommodated in a second subnet different from the first subnet from the own physical machine accommodated in the first subnet in the fixed network. When moving to the second physical machine, create a
従来、同一のレイヤ2ブロードキャストドメイン(例えば、1つのデータセンタ内部)に閉じたネットワーク内部でしか仮想マシンを移動することができなかったが、本発明によれば、サブネットが異なる広域のIPネットワーク上で仮想マシンを移動することができるようになる。これにより、より多くの物理マシンを共有できるようになり、統計多重効果により物理マシンの稼働効率を高めることができ、設備投資や電力消費の削減が期待できる。
Conventionally, virtual machines can only be moved within a network that is closed within the
また、従来技術のRFC3344、RFC3775では、端末の移動をIPネットワーク内部で実現する仕組みであるため、レイヤ3レベルでのトンネル処理(IP in IPやGREなど)が必要であるが、本発明では、物理マシン側で実現可能なレイヤ2レベルでのトンネル処理でよい。一般に、レイヤが高い所での処理の方が複雑であるので、本発明によれば、処理の簡素化も図ることができる。
In addition, in the prior art RFC3344, RFC3775 is a mechanism for realizing the movement of the terminal inside the IP network, tunnel processing (IP in IP, GRE, etc.) at the layer 3 level is necessary, but in the present invention, Tunnel processing at the
以下、図面を参照して本発明を説明する。図1は、本発明が適用される情報処理システムを示す構成図である。この情報処理システムは、既存の固定網であるIPネットワークに物理マシンおよびユーザ端末が接続されて構成される。ここでは、物理マシン1,2とユーザ端末3を図示しているが、より多くの物理マシンとユーザ端末がIPネットワークに接続されるのが普通である。物理マシン1,2は、例えば、物理サーバとして構成される。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an information processing system to which the present invention is applied. This information processing system is configured by connecting a physical machine and a user terminal to an IP network which is an existing fixed network. Here, the
物理マシン1は、ルータ4を介してIPネットワークに接続され、物理マシン2は、ルータ5を介してIPネットワークに接続され、ユーザ端末3は、ルータ6を介してIPネットワークに接続される。また、物理マシン1と物理マシン2にはそれぞれ、データベース7,8が接続される。物理マシン1,2は、例えば、ユーザ端末3からのアクセスに従って各種処理を実行し、その結果を応答として返す。
The
物理マシン1と物理マシン2は、別々のルータ4,5を介してIPネットワークに接続されているので、物理マシン1と物理マシン2は、IPネットワークにおける異なるサブネットに収容されていることになる。
Since the
物理マシン1で仮想マシン(1)〜(5)が稼働し、物理マシン2で仮想マシン(A),(C)〜(E)が稼働している。ここで、物理マシン1の仮想マシン(5)が物理マシン2に仮想マシン(B)として移動する場合を想定する。仮想マシン(5(B))は、例えば、表計算アプリケーションを実行する仮想サーバである。
Virtual machines (1) to (5) are operating on the
仮想マシン(5)が物理マシン1から物理マシン2に移動する前、データベース7は、(1)仮想マシン(1)〜(5)のアプリケーションイメージ、(2)仮想マシン(1)〜(5)が使用する各種データ、(3)IPネットワーク内の物理マシン1,2の構成情報(例えば、IPアドレス)を格納し、データベース8は、(1)仮想マシン(A),(C)〜(E)のアプリケーションイメージ、(2)仮想マシン(A),(C)〜(E)が使用する各種データ、(3)IPネットワーク内の物理マシン1,2の構成情報を格納している。
Before the virtual machine (5) is moved from the
ユーザは、物理マシン1の仮想マシン(5)のIPアドレスを用いて仮想マシン(5)を利用することができる(S1)。ここで、仮想マシン(5)が物理マシン2に仮想マシン(B)として移動(S2)すると、物理マシン2に仮想マシン(A)〜(E)が存在するようになる。仮想マシン(5)が移動して物理マシン2の仮想マシン(B)となった場合でも、ユーザは、仮想マシンの移動などの構成変更を意識することなく、物理マシン2上の仮想マシン(B)を継続的に利用(S3)できることが要望される。
The user can use the virtual machine (5) by using the IP address of the virtual machine (5) of the physical machine 1 (S1). Here, when the virtual machine (5) moves (S2) to the
本発明は、このような要望を満たすものである。図2は、本発明に係る情報処理システムの構成方法を概念的に示す図である。なお、本発明は、このような情報処理システムを構成する物理マシンとしても成立する。 The present invention satisfies such a need. FIG. 2 is a diagram conceptually showing a method of configuring the information processing system according to the present invention. Note that the present invention is also realized as a physical machine constituting such an information processing system.
物理マシン1の仮想マシン(5)が物理マシン2に仮想マシン(B)として移動した場合、物理マシン1と物理マシン2との間にレイヤ2トンネルを構築する。具体的には、実装に依存する所が大きいが、物理マシン1のネットワークインタフェースと仮想マシンBのハイパーバイザの間にレイヤ2トンネルを構築する。レイヤ2トンネルは、レイヤ2トンネリングプロトコル、例えば、L2TPv3(Layer2 Tunneling Protocol version3)により構築できる。
When the virtual machine (5) of the
また、データベース7に格納されている仮想マシン5のアプリケーションイメージをコピーして、仮想マシン(B)のアプリケーションイメージとしてデータベース8に格納する。さらに、仮想マシン(B)にデータベース7,8を接続(マウント)する。
In addition, the application image of the virtual machine 5 stored in the
これにより、仮想マシン(B)は、データベース8に格納された仮想マシンBのアプリケーションイメージを使用し、さらにデータベース9に格納されている各種データ(仮想マシン(5)のアプリケーションイメージが使用していた各種データ)をレイヤ2トンネルを通して使用できるようになる。
As a result, the virtual machine (B) uses the application image of the virtual machine B stored in the
ユーザ端末3からの仮想マシン(5)へのトラフィックは、物理マシン1のネットワークインタフェースにおいて振り分けられ、送信元を物理マシン1とし、送信先を物理マシン2としたIPアドレスが付加され(カプセル化)、レイヤ2トンネルを通って仮想マシン(B)に至る。
Traffic from the user terminal 3 to the virtual machine (5) is distributed at the network interface of the
仮想マシン(B)は、データベース8から仮想マシン(B)のアプリケーションイメージを取得し、また、データベース7から当該アプリケーションイメージが使用していた各種データをレイヤ2トンネルを通して取得する。そしてアプリケーションイメージに従って各種データを処理し、その処理結果をユーザ端末3に返す。また、処理結果の各種データをデータベース7に格納する。このようにレイヤ2トンネルを利用することにより、ユーザは、仮想マシン(5)と通信し続けているかのように、物理マシン2上の仮想マシン(B)を利用して継続的にサービスを受けることができる。
The virtual machine (B) acquires the application image of the virtual machine (B) from the
図3は、物理マシン1の内部の構成を示す図である。なお、物理マシン2も同様の構成を有する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the
同図に示すように、物理マシン1は、ネットワークインタフェース31、ハイパーバイザ32および仮想マシン(1)〜(5)を備える。ネットワークインタフェース31は、物理マシン1をルータ4を介してIPネットワークに接続する。ハイパーバイザ32は、ソフトウエアにより構成され、ネットワークインタフェース31上で動作して仮想化されたマシンを構築する。仮想マシン(1)〜(5)は、ハイパーバイザ32の管理下で稼働する。
As shown in the figure, the
仮想マシン(1)〜(5)の各々は、同じ構成を有するが、ここでは、仮想マシン(5)の構成だけを図示している。仮想マシン(5)は、ネットワークインタフェース33、ゲストOS34およびアプリケーションイメージ35を備える。ネットワークインタフェース33は、ハイパーバイザ32とゲストOS34の間に介在して、仮想的なインタフェースを提供する。ゲストOS34は、仮想的なOSである。アプリケーションイメージ35は、ゲストOS34の管理下で動作する。
Each of the virtual machines (1) to (5) has the same configuration, but only the configuration of the virtual machine (5) is illustrated here. The virtual machine (5) includes a
レイヤ2トンネルは、実際上では、仮想マシン(B)のネットワークインタフェース(ネットワークインタフェース33)から物理サーバ1自体のネットワークインタフェース31の間に構築される。
The
図4は、本発明に係る情報処理システムの構成方法における動作シーケンスの一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an operation sequence in the method of configuring the information processing system according to the present invention.
仮想マシン(5)が移動する前では、仮想マシン(5)は、ユーザ端末3からの要求に従ってデータベース7にアクセスし、アプリケーションイメージおよびそれが使用する各種データを取得し、アプリケーションイメージに従って各種データを処理し(S41)、その処理結果をユーザ端末3に返す。
Before the virtual machine (5) moves, the virtual machine (5) accesses the
ここで、物理マシン1(具体的には、ハイパーバイザ)が仮想マシン(5)の移動要求を受け付ける(S42)と、物理マシン1は、データベース7からIPネットワーク内の物理マシン2の構成情報を取得し(S43)、物理マシン1から物理マシン2に至るレイヤ2トンネルを構築する(S44)。物理マシン1から物理マシン2に至るレイヤ2トンネルは、IPネットワーク内の物理マシン2の構成情報から分かる。すなわち、物理マシン1のIPアドレスから物理マシン2のIPアドレスまでのレイヤ2トンネルを構築すればよい。
Here, when the physical machine 1 (specifically, the hypervisor) receives a movement request for the virtual machine (5) (S42), the
一方、物理マシン2(ハイパーバイザ)側では、物理マシン1側での仮想マシン(5)の移動要求の受け付けに伴って仮想マシン(B)を登録し(S45)、仮想マシン(B)用の領域を確保する。
On the other hand, on the physical machine 2 (hypervisor) side, the virtual machine (B) is registered in response to the request to move the virtual machine (5) on the
物理マシン1は、レイヤ2トンネルの構築後、ハイパーバイザ32内の経路情報を書き換える(S46)。すなわち、ユーザ端末3からの仮想マシン(5)へのトラフィックがネットワークインタフェース31において振り分けられ、レイヤ2トンネルを通って物理マシン2のハイパーバイザに至るように経路情報を書き換える。
After constructing the
次に、データベース7に格納されている仮想マシン(5)のアプリケーションイメージをコピーして、仮想マシン(B)のアプリケーションイメージとしてデータベース8に格納する(S47)。
Next, the application image of the virtual machine (5) stored in the
次に、データベース8に仮想マシン(B)を接続(マウント)する(S48)。また、データベース7から仮想マシン(5)を切り離し(アンマウント)(S49)、その後、データベース7に仮想マシン(B)を接続(マウント)する(S50)。データベース7から仮想マシン(5)を切り離すのは、データベース7に対する競合をなくすためである。
Next, the virtual machine (B) is connected (mounted) to the database 8 (S48). Further, the virtual machine (5) is disconnected (unmounted) from the database 7 (S49), and then the virtual machine (B) is connected (mounted) to the database 7 (S50). The reason why the virtual machine (5) is separated from the
ユーザ端末3からの仮想マシン(5)へのトラフィックは、物理マシン1のネットワークインタフェース31において振り分けられ、レイヤ2トンネルを通って物理マシン2のハイパーバイザに至り、さらに仮想マシン(B)に送られる。
Traffic from the user terminal 3 to the virtual machine (5) is distributed at the
仮想マシン(B)は、ユーザ端末3からの要求に従ってデータベース8にアクセスして仮想マシン(B)のアプリケーションイメージを取得し(S51)、さらに、レイヤ2トンネルを利用してデータベース7にアクセスして、仮想マシン(B)のアプリケーションイメージが使用する各種データ(仮想マシン(B(5))が物理サーバ1上で動作していたときに利用していた各種データ)を取得する(S52)。仮想マシン(B)は、そのアプリケーションイメージに従って各種データを処理し、その処理結果をユーザ端末3に返す。また、処理結果の各種データをレイヤ2トンネルを利用してデータベース7に格納する。
The virtual machine (B) accesses the
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々に変形されたものも含む。例えば、上記実施形態では、物理マシン1,2の構成情報がデータベース7,8に格納され、物理マシン1(ハイパーバイザ)がデータベース7から物理マシン2の構成情報を取得するものとしたが、物理マシン1,2の構成情報は、別途、外部の運用管理システムなどに格納しておき、物理マシン1(ハイパーバイザ)が外部から物理マシン2の構成情報を取得するようにしてもよい。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications. For example, in the above embodiment, the configuration information of the
1,2・・・物理マシン、3・・・ユーザ端末、4,5,6・・・ルータ、7,8・・・データベース、31,33・・・ネットワークインタフェース、32・・・ハイパーバイザ、34・・・ゲストOS、35・・・アプリケーションイメージ、(1)〜(5),(A)〜(E)・・・仮想マシン 1,2 ... physical machine, 3 ... user terminal, 4,5,6 ... router, 7,8 ... database, 31,33 ... network interface, 32 ... hypervisor, 34 ... Guest OS, 35 ... Application image, (1)-(5), (A)-(E) ... Virtual machine
Claims (5)
仮想マシンが、固定網内の第1のサブネットに収容されている第1の物理マシンから前記第1のサブネットとは異なる第2のサブネットに収容されている第2の物理マシンに移動した場合、前記第1の物理マシンから第2の物理マシンへ至るレイヤ2トンネルを構築し、前記第1の物理マシンの仮想マシンへのトラフィックを前記レイヤ2トンネルへ振り分けることを特徴とする情報処理システムの構成方法。 A method of configuring an information processing system having a movable virtual machine,
When the virtual machine moves from the first physical machine accommodated in the first subnet in the fixed network to the second physical machine accommodated in the second subnet different from the first subnet, A configuration of an information processing system that constructs a layer 2 tunnel from the first physical machine to the second physical machine and distributes traffic to the virtual machine of the first physical machine to the layer 2 tunnel Method.
仮想マシンが、固定網内の第1のサブネットに収容されている自物理マシン上から前記第1のサブネットとは異なる第2のサブネットに収容されている第2の物理マシン上に移動した場合、自物理マシンから第2の物理マシンへ至るレイヤ2トンネルを構築し、前記第1の物理マシン上の仮想マシンへのトラフィックを前記レイヤ2トンネルへ振り分ける機能を有することを特徴とする物理マシン。 A physical machine used in an information processing system having a movable virtual machine,
When the virtual machine moves from the own physical machine accommodated in the first subnet in the fixed network to the second physical machine accommodated in the second subnet different from the first subnet, A physical machine having a function of constructing a layer 2 tunnel from its own physical machine to a second physical machine and distributing traffic to a virtual machine on the first physical machine to the layer 2 tunnel.
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