JP2013046193A - Congestion detection method and congestion control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンピュータシステムの輻輳を検出し制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting and controlling congestion in a computer system.
交換機などの通信システム・セッション制御システムでは、システムがその処理能力以上の呼を受けると呼の接続完了率が低下する輻輳状態に陥る。輻輳状態になるとサーバの処理能力低下やサーバダウンによるサービスの劣化や停止が起きるため、通信システム・セッション制御システムでは輻輳検出機能と輻輳検出時にサービスやシステムを保護することを目的とした輻輳制御機能を備えている。 In a communication system / session control system such as an exchange, when the system receives a call exceeding its processing capacity, it enters a congestion state in which the call connection completion rate decreases. In a congested state, the server's processing capacity declines or the service is degraded or stopped due to server down, so the communication system / session control system has a congestion detection function and a congestion control function that aims to protect the service and system when congestion is detected. It has.
輻輳時にはシステムのCPUリソースが不足するため、各々の処理へのCPUリソースの配分が重要になる。これを適切に行わなければ、処理の遅延やサーバダウンにつながる可能性がある。従来の交換機では、専用OS機能によりCPUリソースをタイムスライスで静的に分割し、呼処理系プロセス用、保守系プロセス用などと適切にCPUリソースを割り当てることができた。 Since the CPU resources of the system are insufficient at the time of congestion, the allocation of the CPU resources to each process becomes important. If this is not done properly, processing delays and server downtime may occur. In the conventional exchange, CPU resources can be statically divided by time slices using a dedicated OS function, and CPU resources can be appropriately allocated for call processing processes, maintenance processes, and the like.
従来の輻輳制御技術は、例えばTRONなどの専用OSの機能として具備されていた。しかしながら、Linuxなどの汎用OSでは具備されていない。そのため、汎用OSによりシステムを構築した場合、輻輳時のCPUリソース配分をアプリケーションで行わなければならない。汎用OSにもプロセスに優先度があり、優先度に応じてCPUリソースを分配する機能があるが、アプリケーションの各プロセスの特徴や連携を考慮したCPUリソース配分をコントロールすることはできない。 Conventional congestion control technology is provided as a function of a dedicated OS such as TRON. However, a general-purpose OS such as Linux is not provided. Therefore, when a system is constructed with a general-purpose OS, CPU resources must be allocated by an application during congestion. The general-purpose OS also has a process priority, and has a function of distributing CPU resources according to the priority. However, it is impossible to control CPU resource distribution in consideration of the characteristics and cooperation of each process of the application.
一方、専用OSでは、CPUリソースを静的に分割して各プロセスに割り当てていたため、分割された片方のCPUリソースに余裕があっても別のプロセスでそのCPUリソースを使用することができないという問題があった。 On the other hand, in the dedicated OS, the CPU resource is statically divided and assigned to each process, so that even if there is room in one of the divided CPU resources, the CPU resource cannot be used by another process. was there.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、プロセスの優先度を考慮した輻輳検出、輻輳制御を行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to perform congestion detection and congestion control in consideration of process priority.
第1の本発明に係る輻輳検出方法は、優先度を付けた複数のグループにプロセスを分類し、前記グループ毎に輻輳を検出する輻輳検出方法であって、前記複数のグループのそれぞれに、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのリソース使用率の合計の上限を閾値として設定しておき、自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのリソース使用率を合計した累積値を求めるステップと、前記累積値と自グループに設定された前記閾値を比較し、前記累積値が前記閾値を超えていたときに、当該自グループを輻輳と判定するステップと、を有することを特徴とする。 A congestion detection method according to a first aspect of the present invention is a congestion detection method for classifying processes into a plurality of prioritized groups and detecting congestion for each of the groups. A step of setting the upper limit of the total resource usage rate of processes belonging to a group having a priority level higher than the group as a threshold, and obtaining a cumulative value of the total resource usage rates of processes belonging to a priority level group or higher. And comparing the accumulated value with the threshold value set for the own group, and determining that the own group is congested when the accumulated value exceeds the threshold value.
第2の本発明に係る輻輳制御方法は、優先度を付けた複数のグループにプロセスを分類し、前記グループ毎に輻輳を検出し、輻輳と判定されたグループに属するプロセスに対する輻輳制御方法であって、前記複数のグループのそれぞれに、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのリソース使用率の合計の上限を閾値として設定しておき、自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのリソース使用率を合計した累積値を求めるステップと、前記累積値と自グループに設定された前記閾値を比較し、前記累積値が前記閾値を超えていたときに、当該自グループを輻輳と判定するステップと、前記判定するステップで輻輳と判定されたグループに属するプロセスに対して、プロセス毎に予め決められた方法により輻輳制御するステップと、を有することを特徴とする。 A congestion control method according to a second aspect of the present invention is a congestion control method for a process belonging to a group that is classified into a plurality of prioritized groups, detects congestion for each group, and is determined to be congested. For each of the plurality of groups, an upper limit of the total resource usage rate of processes belonging to a group having a priority higher than the self group is set as a threshold, and processes belonging to a group having a priority higher than the self group are set. A step of obtaining a cumulative value obtained by summing up the resource usage rates is compared with the cumulative value and the threshold value set for the self group, and when the cumulative value exceeds the threshold value, the self group is determined to be congested. And a process belonging to the group determined to be congested in the determining step, by a method determined in advance for each process And having the steps of Gosuru, the.
上記輻輳制御方法において、前記輻輳制御するステップは、前記判定するステップで輻輳と判定されたグループの優先度以下のグループに属するプロセスに対して輻輳制御することを特徴とする。 In the congestion control method, the congestion control step is characterized in that congestion control is performed for a process belonging to a group having a priority lower than that of the group determined to be congestion in the determination step.
本発明によれば、プロセスの優先度を考慮した輻輳検出、輻輳制御を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform congestion detection and congestion control in consideration of process priority.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態におけるセッション制御サーバの構成を示す機能ブロック図である。図1では、セッション制御サーバ1の輻輳検出、輻輳制御に関する部分のみを図示している。図1に示すように、本実施の形態におけるセッション制御サーバ1は、CPU使用率算出部11、輻輳判定部12、および輻輳制御部13を備える。セッション制御サーバ1が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはセッション制御サーバ1が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。なお、ここではセッション制御サーバについての輻輳検出方法、輻輳制御方法を説明するが、これに限るものではなく、他のアプリケーションサーバについても同様に適用可能である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the session control server in the present embodiment. In FIG. 1, only the part regarding the congestion detection and congestion control of the
セッション制御サーバ1では、プロセス(またはスレッド)をOSが管理するプロセス優先度ではなく、サービス観点での優先度で複数グループに分類しておき、各グループに対して、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのCPU使用率の合計の上限を閾値として設定する。プロセスとグループの対応関係、各グループの閾値は、セッション制御サーバ1が備える記憶装置に記憶される。
The
CPU使用率算出部11は、同じグループに属するプロセスのCPU使用率を合計し、グループ毎のCPU使用率を算出する。 The CPU usage rate calculation unit 11 sums up the CPU usage rates of processes belonging to the same group, and calculates the CPU usage rate for each group.
輻輳判定部12は、グループ毎に、そのグループ以上の優先度のグループのCPU使用率を合計した累積値とCPU使用率の上限を示す閾値とを比較してそのグループの輻輳を判定する。具体的には、各グループについて、自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのCPU使用率を合計した累積値を求め、求めた累積値とグループ毎に設定された閾値とを比較し、累積値が閾値を超えていたときに、そのグループを輻輳と判定する。
For each group, the
輻輳制御部13は、輻輳と判定されたグループに属するプロセスに対してプロセス毎に予め決められた輻輳制御を行う。輻輳制御対象のプロセスは、輻輳と判定されたグループに属する全てのプロセスである。複数のグループが輻輳と判定された場合、輻輳制御は輻輳と判定されたグループそれぞれに属する全てのプロセスに対して行われる。輻輳制御方法は、プロセス毎に設定、実装しておく。例えば、バックアッププロセスは強制的に一定時間スリープさせる、コマンドプロセスは強制終了して新規コマンド投入を制限する等がある。表1に、プロセス別の制御方法の例を示す。なお、表1に示すプロセス別輻輳制御方法は一例であり、輻輳制御方法を限定するものではない。
次に、セッション制御サーバ1が輻輳を検出する処理について説明する。
Next, processing in which the
図2は、セッション制御サーバ1が輻輳を検出する処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing in which the
まず、CPU使用率算出部11がグループ毎に属するプロセスのCPU使用率を合計し、各グループのCPU使用率を求める(ステップS11)。 First, the CPU usage rate calculation unit 11 sums up the CPU usage rates of the processes belonging to each group to obtain the CPU usage rate of each group (step S11).
続いて、輻輳判定部12が各グループについて、自グループ以上の優先度のグループのCPU使用率を合計し、グループ毎の累積値を求める(ステップS12)。
Subsequently, for each group, the
そして、輻輳判定部12が各グループについて、ステップS12で求めた累積値と予め設定された閾値とを比較し(ステップS13)、累積値が閾値を超えたグループを輻輳と判定する(ステップS14)。その後、輻輳制御部13が、輻輳と判定されたグループに属するプロセスに対して、プロセス毎に予め決められた方法により輻輳制御する。
Then, for each group, the
次に、具体例を用いて輻輳の検出について説明する。 Next, detection of congestion will be described using a specific example.
図3は、輻輳の検出を具体的に説明する図である。図3の例では、各プロセスを優先度が高い順に、OS・ミドルプロセス、系間同期プロセスが属する「最高」、呼処理系プロセスが属する「高」、保守コマンドプロセスが属する「中」、定期バックアッププロセスが属する「低」の4つのグループに分け、それぞれのグループのCPU使用率の上限を示す閾値を30%,70%,80%,85%と設定した。 FIG. 3 is a diagram for specifically explaining the detection of congestion. In the example of FIG. 3, the OS / middle process, “highest” to which the inter-system synchronization process belongs, “high” to which the call processing system belongs, “medium” to which the maintenance command process belongs, The thresholds indicating the upper limit of the CPU usage rate of each group were set to 30%, 70%, 80%, and 85%.
グループ毎のプロセスのCPU使用率を合計した値が、「最高」は15%、「高」は40%、「中」は26%、「低」は3%であったとすると、各グループについての自グループ以上の優先度のグループのCPU使用率の累積値は、図3に示すように、「最高」は15%、「高」は55%、「中」は81%、「低」は84%となる。各グループについて、累積値と閾値を比較すると、「中」は累積値が閾値よりも高く、輻輳と判定される。その結果、「中」に属する保守コマンドプロセスに対して輻輳制御が行われる。 Assuming that the total CPU usage of processes for each group is 15% for “highest”, 40% for “high”, 26% for “medium”, and 3% for “low”, As shown in FIG. 3, the cumulative value of the CPU usage rate of the priority group higher than the own group is 15% for “high”, 55% for “high”, 81% for “medium”, and 84 for “low”. %. When the cumulative value and the threshold are compared for each group, “medium” has a cumulative value higher than the threshold and is determined to be congested. As a result, congestion control is performed for the maintenance command process belonging to “medium”.
なお、図3に示す例では、「低」は累積値が閾値よりも低く輻輳と判定されないが、輻輳と判定されたグループよりも優先度が低いグループに属するプロセスも輻輳制御対象とし、「低」に属する定期バックアッププロセスを輻輳制御してもよい。 In the example illustrated in FIG. 3, “low” is not determined to be congestion because the cumulative value is lower than the threshold, but processes belonging to a group having a lower priority than the group determined to be congestion are also subject to congestion control. The regular backup process belonging to “” may be subjected to congestion control.
以上説明したように、本実施の形態によれば、優先度を付けた複数のグループにプロセスを分類し、各グループに対して、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのCPU使用率の合計の上限を閾値として設定しておき、グループ毎にそのグループに属するプロセスのCPU使用率の合計を求め、各グループについて、自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのCPU使用率を合計した累積値を求め、求めた累積値とグループ毎に設定された閾値とを比較し、累積値が閾値を超えていたときに、そのグループを輻輳と判定することにより、各グループの優先度に基づき一定のCPUリソースを配分しつつ、使われていないCPUリソースを考慮した輻輳検出を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, processes are classified into a plurality of prioritized groups, and for each group, the CPU usage rate of a process belonging to a group having a priority higher than the own group. The upper limit of the total is set as a threshold, the CPU usage rate of the processes belonging to the group is obtained for each group, and the CPU usage rates of the processes belonging to the group having the priority higher than the own group are totaled for each group. By comparing the calculated cumulative value with the threshold value set for each group and determining that the group is congested when the cumulative value exceeds the threshold value, the priority of each group is obtained. Based on this, it is possible to perform congestion detection in consideration of unused CPU resources while allocating certain CPU resources.
本実施の形態によれば、輻輳と判定されたグループに属するプロセスそれぞれについて、予め設定された方法により輻輳制御を行うことで、きめ細やかで無駄の少ない輻輳制御が可能となる。 According to the present embodiment, the congestion control is performed by a method set in advance for each process belonging to the group determined to be the congestion, so that the congestion control can be performed finely and with little waste.
1…セッション制御サーバ1
11…CPU使用率算出部
12…輻輳判定部
13…輻輳制御部
1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... CPU usage
Claims (3)
前記複数のグループのそれぞれに、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのリソース使用率の合計の上限を閾値として設定しておき、
自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのリソース使用率を合計した累積値を求めるステップと、
前記累積値と自グループに設定された前記閾値を比較し、前記累積値が前記閾値を超えていたときに、当該自グループを輻輳と判定するステップと、
を有することを特徴とする輻輳検出方法。 A congestion detection method for classifying processes into a plurality of prioritized groups and detecting congestion for each of the groups,
In each of the plurality of groups, an upper limit of the total resource usage rate of processes belonging to a group having a priority higher than the own group is set as a threshold,
A step of obtaining a cumulative value obtained by summing up resource usage rates of processes belonging to a group having a priority higher than the own group;
Comparing the cumulative value with the threshold value set for the self group, and determining the self group as congestion when the cumulative value exceeds the threshold value;
A congestion detection method characterized by comprising:
前記複数のグループのそれぞれに、自グループ以上の優先度を持つグループに属するプロセスのリソース使用率の合計の上限を閾値として設定しておき、
自グループ以上の優先度のグループに属するプロセスのリソース使用率を合計した累積値を求めるステップと、
前記累積値と自グループに設定された前記閾値を比較し、前記累積値が前記閾値を超えていたときに、当該自グループを輻輳と判定するステップと、
前記判定するステップで輻輳と判定されたグループに属するプロセスに対して、プロセス毎に予め決められた方法により輻輳制御するステップと、
を有することを特徴とする輻輳制御方法。 A method for classifying processes into a plurality of prioritized groups, detecting congestion for each group, and a congestion control method for a process belonging to a group determined to be congestion,
In each of the plurality of groups, an upper limit of the total resource usage rate of processes belonging to a group having a priority higher than the own group is set as a threshold,
A step of obtaining a cumulative value obtained by summing up resource usage rates of processes belonging to a group having a priority higher than the own group;
Comparing the cumulative value with the threshold value set for the self group, and determining the self group as congestion when the cumulative value exceeds the threshold value;
Congestion control for a process belonging to the group determined to be congested in the determining step by a method predetermined for each process;
The congestion control method characterized by having.
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