JP2013114271A - 計算機システムおよび計算機資源の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ端末の移動に伴うネットワーク遅延によるユーザへの応答速度を改善し、複製時に発生するネットワーク負荷を低減する。
【解決手段】ネットワークによって接続された複数の計算機資源と、移動端末と接続される無線通信部と、を備える計算機システムであって、前記計算機資源は、プログラムを実行する計算部と、前記計算部および前記移動端末からの要求によって、記憶デバイスに格納されたデータを入出力するストレージ部と、を含み、前記計算機システムは、前記移動端末の移動を予測する移動予測部と、前記移動予測部による予測結果に基づいて計算機資源を複製する複製制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、計算機システムに関し、特にユーザ端末の位置情報に基づいて計算機資源を管理する技術に関する。

ユーザ端末の位置情報に基づいて計算機資源を配置する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、移動端末との間で無線通信を行う無線通信部と、移動端末から送信されてくるデータ入出力要求を受信して、受信したデータ入出力要求に応じて記憶デバイスに対するデータの入出力を行う入出力制御部と、遠隔地に存在する他のストレージ制御装置と通信可能に接続する遠隔通信部と、移動経路予測部により予測される移動経路に基づいて、無線通信における移動端末の通信相手の切り替え制御により、後に移動端末と通信することが予測される前記他のストレージ制御装置を特定する通信相手特定部と、通信相手特定部により特定されるストレージ制御装置に、移動端末に送信されることが予測されるデータを、移動端末との間で行われる通信が開始されるのに先立って転送するデータ転送部と、を備えるストレージ制御装置が記載されている。

特開２００５−１４９３９８号公報

前述したように、特許文献１には、データを記憶するストレージ装置において、移動端末に送信されることが予測されるデータを、移動端末からの通信が開始される前に先だって転送することが記載されている。特許文献１に記載された技術では、ユーザが移動端末において利用されるデータを移動が予測される地点に予め複製することによって、移動端末とストレージ装置との距離が離れることによるデータの転送遅延を削減し、端末操作の応答速度を改善する。なお、特許文献１に記載された技術では、ストレージ装置はネットワークを介して移動端末にデータを提供し、移動端末はユーザの操作に従ってデータ計算処理を実行する。

一方、近年のコンピュータシステムでは、ユーザ側にアプリケーションソフトウェアやそれを実行するコンピュータ装置（計算機資源）を持たずに、サービス提供者が持つ計算機資源をネットワークを介して利用するクラウドコンピューティングが普及している。例えば、その一形態であるＳａａＳ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）では、ソフトウェアを、ユーザ端末ではなくソフトウェア提供者側のコンピュータで動作させ、ユーザは当該ソフトウェアによる処理の結果をネットワーク経由で取得する。

また、別の形態であるＩａａＳ（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）では、コンピュータシステムを構築する計算機などの基盤を、ユーザがネットワーク経由で利用する。このような近年のシステム形態では、ユーザが所有するデータ、ユーザが期待する処理を行うソフトウェアおよびそれを実行する計算機などの計算機資源がネットワーク上で連携することによって、ユーザへのサービスを提供する。

このような形態のコンピュータシステムにおいて、特許文献１に記載された方法によってデータを複製・管理すると、ソフトウェアおよび計算機などのデータ以外の計算機資源が依然としてユーザ端末から離れた位置に配置されたままであるため、ネットワーク遅延によるサービス速度の低下は解消されない。

また別の観点では、特許文献１に記載された方法は、ユーザの移動時に各ユーザが保持するデータがネットワークを介して複製されることから、飛行機など多人数が乗車する高速移動手段を利用した場合に、乗車している全てのユーザに関わるデータが移動・複製されることになり、広大なネットワーク帯域を必要とする。そのため、多ユーザが利用する大規模コンピュータシステムに適用することは事実上困難である。

そこで、本発明は計算機を含む複数の要素から構成されるコンピュータシステムにおいて、ユーザ端末の移動に伴うネットワーク遅延によるユーザへの応答速度を改善し、また、複製時に発生するネットワーク負荷を低減する。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、ネットワークによって接続された複数の計算機資源と、移動端末と接続される無線通信部と、を備える計算機システムであって、前記計算機資源は、プログラムを実行する計算部と、前記計算部および前記移動端末からの要求によって、記憶デバイスに格納されたデータを入出力するストレージ部と、を含み、前記計算機システムは、前記移動端末の移動を予測する移動予測部と、前記移動予測部による予測結果に基づいて計算機資源を複製する複製制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の代表的な実施の形態によれば、ユーザ端末の移動に伴うネットワーク遅延に起因するユーザ端末の応答速度を改善し、ネットワーク負荷を低減することができる。

本発明の第１の実施形態のコンピュータシステムの構成例を示す図である。 第１の実施形態の計算装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のストレージ装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のユーザ履歴データベースの構成例を説明する図である。 第１の実施形態の利用形態データベースの構成例を説明する図である。 第１の実施形態において移動先の計算機資源の利用形態ＲＥＳｆを導出する処理を説明する図である。 第１の実施形態のネットワーク性能データベースの構成例を説明する図である。 第１の実施形態のネットワーク資源配置表の構成例を説明する図である。 第１の実施形態の資源配置決定処理の例の全体を示すフローチャートである。 第１の実施形態の資源配置決定処理の例の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施形態の資源配置決定処理の例の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施形態の資源配置決定処理の例の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施形態の資源管理テーブルの構成例を説明する図である。 第１の実施形態の複製の削除・更新処理の例のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の利用形態データベースの構成例を説明する図である。 第２の実施形態のアプリ特性データベースの構成例を説明する図である。 第２の実施形態において移動先の計算機資源の利用形態ＲＥＳｆを導出する処理を説明する図である。 第２の実施形態の資源管理テーブルの構成例を説明する図である。 第２の実施形態の複製の削除・更新処理のフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の資源管理テーブルの構成例を説明する図である。

＜実施形態１＞
＜システムの構成＞
図１は、第１の実施形態のコンピュータシステムの構成例を示す図である。

第１の実施形態のコンピュータシステムは、情報処理装置１０、資源管理装置１２および無線基地局１６０を有し、これらの装置がネットワーク１５０（例えば、ローカルネットワーク、広域ネットワーク）を介して接続される。

また、第１の実施形態のコンピュータシステムは、無線基地局１６０を介してユーザ端末１７０と接続される。ユーザ端末１７０は、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、スマートフォンなどの端末で、無線送受信部を有する無線基地局１６０およびネットワーク１５０を介して、計算装置１００およびストレージ装置１１０と通信する。資源管理装置１２は、ネットワーク１５０を介してコンピュータシステム内の計算機資源を管理する。

情報処理装置１０は、複数の計算装置１００および複数のストレージ装置１１０を有し、計算装置１００とストレージ装置１１０の間はネットワーク１５０によって接続される。なお、図示するように、計算装置１００およびストレージ装置１１０が一つの装置を構成したり、計算装置１００が単体で一つの装置を構成したり、ストレージ装置１１０が単体で一つの装置を構成してもよい。

資源管理装置１２は、ユーザ移動・行動予測装置１２０、ユーザ履歴・複製判定装置１３０および複製制御装置１４０を有し、ユーザ移動・行動予測装置１２０、ユーザ履歴・複製判定装置１３０および複製制御装置１４０の間はネットワーク１５０によって接続される。

図２は、第１の実施形態の計算装置１００の構成例を示すブロック図である。

計算装置１００は、複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、メモリ１０２、ネットワークインタフェース（ＮＩＣ）１０３などの、ハードウェア資源を有する。計算装置１００は、ハードウェア資源の管理ソフトウェア（ハイパーバイザ）を搭載し、ハードウェア資源の数に依存しない仮想的な計算機（以後、仮想マシン、Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ）１０６を提供する。各仮想マシン１０６Ａ〜１０６Ｚ上では、基本ソフトウェア（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が動作し、オペレーティングシステム上では、ユーザ毎に固有のアプリケーションソフトウェアが動作する。

各仮想マシン１０６Ａ〜１０６Ｚは、仮想マシン管理部１０４によって管理される。仮想マシン管理部１０４は、ユーザ毎の仮想マシンの構成情報（例えば、ＣＰＵ、メモリ、ＮＩＣなどのハードウェア資源の割り当て、仮想マシン上で動作しているＯＳおよびアプリケーションソフトウェアの情報）を保持し、ハイパーバイザと連携して仮想マシンを構成するために必要な物理ハードウェアの割り当てを動的に変更して、仮想マシンの実行状態を制御する。

図３は、第１の実施形態のストレージ装置１１０の構成例を示すブロック図である。

ストレージ装置１１０は、記憶媒体１１１、ストレージ管理部１１２および通信インターフェース１１３を有する。

記憶媒体１１１は、磁気ディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や、不揮発性メモリ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性の記憶装置である。ストレージ管理部１１２は、ネットワーク１５０を介したアクセス要求に従って、記録媒体１１１へのデータの読み書きを制御し、ネットワーク１５０へのデータの転送を制御する。通信インターフェース１１３は、ネットワーク１５０を介した通信を制御する。

＜サービス／アプリの例＞
次に、本コンピュータシステムの動作を説明する。ここでは一例として、ユーザが所有する写真・動画などのデジタルメディアデータを扱う例について説明するが、本コンピュータシステムの利用用途はこれに限定されない。

デジタルメディアデータはストレージ装置１１０に格納される。ユーザ端末１７０からの操作にによって、ユーザが所有するデータの検索、再生、編集、変換、登録などの処理を行うことができる。ユーザ端末１７０は、ネットワーク１５０を介してデジタルメディアデータ管理サービスに接続する。本サービスを提供するソフトウェアは計算装置１００内の仮想マシン上で実行される。

例えば、利用者がユーザ端末１７０からキーワードを指定すると、ネットワーク１５０を介してキーワードが仮想マシン１０６上のソフトウェアに転送される。次に、仮想マシン１０６上のソフトウェアはストレージ装置１１０上に予め構築しておいた検索インデックスデータをネットワーク１５０経由で仮想マシン１０６のメモリに転送し、インデックス検索処理が仮想マシン１０６上で実行され、指定されたキーワードと一致したデータの一覧がユーザ端末１７０に転送され、ユーザ端末１７０の表示装置に表示される。

次に、データの再生の例を示す。ユーザ端末１７０から再生操作を行うと、再生するメディアデータ名と再生指示が仮想マシン１０６上のソフトウェアに転送される。再生に必要な動画データはストレージ装置から仮想マシン１０６に順次転送され、仮想マシン１０６ではデータの復号処理が行われて画像データとして復元される。本画像データを毎秒１５〜３０枚の速度でユーザ端末１７０に転送することでユーザ端末１７０上で動画が再生される。

また、データ形式を変換する場合には、変換対象のメディアデータ名のリストと変換指示が、ユーザ端末１７０から計算装置１００の仮想マシン１０６上のソフトウェアに転送される。同様にストレージ装置１１０に格納されたメディアデータが仮想マシン１０６に転送され、データが復号され、指定の形式へ変換される。変換されたデータは仮想マシン１０６からストレージ装置１１０に転送され、記録媒体１１１に格納される。全てのデータの変換が完了すると、仮想マシン１０６はユーザ端末１７０に、変換の完了を示すメッセージを送信し、ユーザ端末１７０は当該メッセージを表示する。

また、ユーザ端末１７０の動画撮影機能で撮影した動画データを登録する場合には、データの復号・変換などの加工処理が不要なため、ユーザ端末１７０から直接ストレージ装置１１０に動画データを転送する。ユーザ端末１７０は、転送の完了後に、転送された動画データの情報をデータ検索用のインデックスに追加する必要があることを計算装置１００に通知する。インデックスの追加は動画データの登録と同時に行う必要はなく、次回の検索処理時、または、サービスの利用頻度が低い夜間などに、仮想マシン１０６上のソフトウェアが、通知された動画ファイルと検索インデックスとを、ストレージ装置１１０から仮想マシン１０６に転送し、動画の特徴抽出結果をインデックスに追加した上で、検索インデックスをストレージ装置１１０に書き込む。

ここで、上記に述べた検索、再生、変換、登録の４種類のサービス機能について、サービスの応答速度に影響を与えるネットワーク１５０によるデータの転送量について考察する。ネットワークによるデータ転送は（経路Ａ）ユーザ端末１７０−仮想マシン１０６、（経路Ｂ）仮想マシン１０６−ストレージ装置１１０、（経路Ｃ）ストレージ装置１１０−ユーザ端末１７０の三つの経路において発生する。また、データ量としては動画の複合後の画像データ（大）＞復号前の動画データ（中）＞検索インデックス（小）＞検索キーワード・操作指示（小）の関係があることを考慮すると、以下のネットワーク転送が発生する。
検索時：（経路Ａ）小、（経路Ｂ）小、（経路Ｃ）無
再生時：（経路Ａ）大、（経路Ｂ）中、（経路Ｃ）無
変換時：（経路Ａ）小、（経路Ｂ）中、（経路Ｃ）無
登録時：（経路Ａ）小、（経路Ｂ）無、（経路Ｃ）中

これらのネットワーク１５０によるデータ転送量は、サービス、アプリケーション、ユーザの利用方法にも大きく依存する。

＜ユーザ移動の説明＞
以上に述べたデジタルメディアデータ管理サービスにおいて、ユーザ端末移動時の資源管理装置１２の動作について説明する。図１に示すとおり、資源管理装置１２は、ユーザ移動・行動予測装置１２０、ユーザ履歴・複製判定装置１３０および複製制御装置１４０を有する。

＜ユーザ移動・行動予測装置＞
ユーザ移動・行動予測装置１２０は、ユーザ端末１７０の現在地と、今後の移動先または行動を予測する。ユーザ端末１７０の現在地は、ユーザの過去の行動および将来の予定によって、例えば、以下の方法によって検出することができる。以下の方法を選択的または複数の方法による検出結果を、例えば多数決などの方法で統合して、場所を特定する。
（１）ユーザ端末１７０に搭載されたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｓｉｏｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が取得した緯度・経度情報をネットワーク１５０経由で入手する方法。
（２）ユーザ端末１７０が無線通信をしている無線基地局の場所から特定する方法。
（３）ユーザが管理している予定表（個人カレンダー）に記載された予定場所から特定する方法。
（４）航空機などの予約、旅程から特定する方法。
（５）ユーザ端末１７０とは異なる、ユーザが保持する携帯電話等の携帯端末が提供する位置情報サービス(ＧＰＳ情報、無線基地局との通信等に基づく)を用いて特定する方法。
（６）ソーシャルネットワークに投稿されたユーザのメッセージに含まれる場所の情報から特定する方法。

また、移動先は、例えば、以下の方法によって推定することができる。以下の方法を選択的または複数の方法による検出結果を、例えば多数決などの方法で、統合して、将来の移動先を予測する。（Ａ）特定した現在地の履歴から移動速度・方向を検出して場所を推定する方法。（Ｂ）前述した（３）（４）（６）の方法を用いて将来時刻の場所を直接的に推定する方法。さらに、現在地の履歴を蓄積し、曜日や時間帯毎にユーザが存在する位置を集計し、ユーザの行動を時系列順に推定する行動予測を行ってもよい。

ユーザ移動・行動予測装置１２０は、以上のような手段で予測したユーザの現在地Ｐｕｓｅｒｃ、今後の移動先Ｐｕｓｅｒｆ、および、その到着時間Ｔｕｓｅｒｆをユーザ履歴・複製判定装置１３０に送信する。このユーザの情報は、あらかじめ指定された期間Ｔ毎またはユーザ位置・予測位置が所定値以上変化した場合に送信するとよい。

＜ユーザ履歴・複製判定装置（ＤＢ検索）＞
次に、ユーザ履歴・複製判定装置１３０による計算機資源の複製判定方法について説明する。

ユーザ履歴・複製判定装置１３０は、ユーザ毎の計算機資源の利用履歴から構築されたユーザ履歴データベース４００を保持する。図４に示すとおり、ユーザ履歴データベース４００は、ユーザ名４０１、過去の履歴から抽出した現在地４０２、移動先４０３、および、その移動先における計算機資源の利用形態の種別４０４が格納される。例えば、ユーザＸが東京から大阪に移動した場合には、移動先である大阪におけるコンピュータの利用形態はタイプ５であったことが過去の履歴として記録されていることを示す。

また、ユーザ履歴・複製判定装置１３０は、計算機資源の利用形態の種別が登録される利用形態データベース５００を保持する。すなわち、図５に示すとおり、利用形態データベース５００は、計算機資源の利用形態の種別５０１、利用形態の種別毎に利用される計算機資源の量（Ｔｒａｎｓ）５０２、すなわち、データを複製する際に必要となる計算機資源の量、および、ユーザの実稼動状態における計算機資源間の転送速度に対するサービス応答時間の感度（Ｓｅｎｓｅ）５０３を含む。

データ複製時の計算機資源の転送量（Ｔｒａｎｓ）５０２は、ユーザ端末１７０の計算機資源の使用量５０４、ストレージ装置１１０の計算機資源の使用量５０５および仮想マシン１０６の計算機資源の使用量５０６を含む。ストレージ装置１１０の計算機資源の使用量５０５は、データ転送に必要な記憶媒体の容量で規定され、仮想マシン１０６の計算機資源の使用量５０６は、ＯＳおよびアプリケーションソフトウェアを実行するための必要なメモリの容量で規定される。

サービス応答時間の感度５０３は、サービス利用時のユーザの待ち時間が計算機資源間の距離に影響を受ける感度を示す指標であり、資源間の距離が大きい場合に待ち時間が大きくなる傾向が強い場合にその数値が大きくなる。サービス応答時間の感度５０３は、ユーザ端末１７０とストレージ装置１１０との間のデータ転送における性能感度５０７、ストレージ装置１１０と仮想マシン１０６との間のデータ転送における性能感度５０８および仮想マシン１０６とユーザ端末１７０との間のデータ転送における性能感度５０９を含む。

ユーザ履歴・複製判定装置１３０は、ユーザ移動・行動予測装置１２０から送信される現在地Ｐｕｓｅｒｃおよび今後の移動先Ｐｕｓｅｒｆから、図６に示す手順でユーザ履歴データベース４００および利用形態データベース５００を検索し、移動先での計算機資源の利用形態ＲＥＳｆを導出する。前述したとおり、ＲＥＳｆは、利用形態の種別毎に利用される計算機資源の量Ｔｒａｎｓ、および、計算機資源間の転送速度がユーザへのサービスの応答時間に与える感度Ｓｅｎｓｅを含む。また、データを複製するための期限の時間として、ユーザ移動予測における移動時間Ｔｕｓｅｒｆを出力する。

＜ユーザ履歴・複製判定装置（複製先の特定）＞
その後、得られた資源利用形態ＲＥＳｆから、ユーザが移動先Ｐｕｓｅｒｆから当該サービスを利用した場合の計算機資源が配置される望ましい位置を決定する。まず、配置の決定に先立って、現在のネットワークの状態を示すネットワーク性能データベース８００を構築する。

図７に示すとおり、ネットワーク性能データベース８００は、二つの拠点（８０１、８０２）間で、時間帯８０３毎に、ネットワーク性能を応答時間（Ｒｅｓｐ）８０４および転送帯域（Ｂａｎｄ）８０５で記録している。ネットワーク性能データベース８００は、ネットワーク５００内の各拠点において、ネットワーク転送量および応答時間を、転送先・転送元のペアで時間帯毎に集計することによって構築することができる。

また、各拠点の絶対位置（本実施形態では緯度および経度）と、計算機資源（例えば、演算処理に必要なソフトウェアおよびデータ）が各拠点に配置可能かの情報をネットワーク資源配置表９００にて管理する。

図８に示すとおり、ネットワーク資源配置表９００は、拠点の名称（または識別子）９０１、拠点の位置（緯度および経度）９０２、各拠点に配置される資源の種類９０３〜９０５を含む。なお、図５に示す利用形態データベース５００と同様に、資源Ａはユーザ端末１７０の接続可否、資源Ｂはストレージ装置１１０の資源、資源Ｃは仮想マシン１０６の資源の配置可否を示す。

以下、図９Ａから図９Ｄを参照して複製先の特定方法について説明する。

まず、ユーザ履歴・複製判定装置１３０は、資源配置可能場所を抽出して、資源配置可能場所リストを生成する（ステップ１）。

具体的には、図９Ｂに示すように、利用形態ＲＥＳｆで必要とされる各計算機資源ｒについて（１−１）、また、各拠点ｐ毎に（１−２）、ネットワーク資源配置表９００を参照して、資源ｒが拠点ｐに存在するかを判定する（１−３）。その結果、資源ｒが拠点ｐに存在する場合、拠点ｐを資源配置可能場所リストＳｅｔＰｒに追加する（１−４）。そして、この処理を全ての拠点ｐ、および、全ての資源ｒについて繰り返して（１−５、１−６）、資源を配置可能な拠点の集合（ＳｅｔＰＡ、ＳｅｔＰＢ、…）である資源配置可能場所リストＳｅｔＰｒを生成する。

その後、資源複製可能場所を絞り込む（ステップ２）。

具体的には、図９Ｃに示すように、利用形態ＲＥＳｆで必要とされる各計算機資源について（２−２）、また、各拠点ｐ毎に（２−２）、各資源を現在地（Ｐｒｅｓ）から資源配置可能場所リストＳｅｔＰｒの要素である拠点ｐに転送した時の所要時間Ｔを求める。所要時間Ｔは、ネットワーク性能ＤＢ８００から取得した情報を用いて、下式によって計算する（２−３）。

所要時間Ｔ＝ＲＥＳｆ．Ｔｒａｎｓ／Ｂａｎｄ（Ｐｒｅｓ→ｐ）
ユーザが移動先へ到着する時刻Ｔｕｓｅｒｆまでにデータの転送が間に合う場合（２−４でＹ）、拠点ｐを資源配置可能場所リストＳｅｔＰｒ’に追加する（２−５）。なお、既に資源が複製されて複数個所に存在し、資源の所在地Ｐｒｅｓが複数の要素を含むことがある。その場合には、いずれかの資源の所在地から複製が間に合う場合は、転送可能と判断することができる。

そして、この処理を全ての拠点ｐ、および、全ての資源ｒについて繰り返して（２−６、２−７）、資源を配置可能な拠点の集合（ＳｅｔＰＡ’、ＳｅｔＰＢ’、…）である資源配置可能場所リストＳｅｔＰｒ’を生成する。

その後、性能を最大化する配置場所を決定する（ステップ３）。

具体的には、図９Ｄに示すように、ステップ２で求めたＳｅｔＰＡ’、ＳｅｔＰＢ’、…から得られる全ての可能な配置場所の組み合わせ（Ｌｏｃ＝ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＳｅｔＰ＊）について（３−１）、下式によって推定性能Ｐｅｒｆを計算し（３−２）、Ｐｅｒｆが最大となる配置をＰｅｒｆＭａｘに設定する（３−３、３−４）。資源間距離は、ネットワーク資源配置表９００の拠点位置から算出することができる。
Ｐｅｒｆ＝１／（ΣＲＥＳｆ．Ｓｅｎｓｅ×資源間距離）

そして、この処理を全ての配置場所の組み合わせについて繰り返して（３−５）、Ｐｅｒｆが最大となる配置（ＬｏｃＭａｘ）を決定する。

以上の処理によって、資源（演算処理に必要なハードウェア、プログラムおよびデータ）をユーザ到着前に複製可能であり、かつ、配置可能な範囲内でユーザ端末１７０に提供されるサービスの性能を最大化（例えば、応答速度を最小化）する配置を決定することができる。

なお、複製先の候補として複数の拠点が決定された場合、複数の拠点に計算機資源を複製してもよい。また、複製期限時間Ｔｕｓｅｒｆに余裕があれば、複製先の拠点の決定を保留してもよい。

＜複製制御装置＞
次に、複製制御装置１４０について説明する。

まず、図１０を用いて、複製管理装置１４０が管理する資源管理テーブル１６００について説明する。

第１の実施形態の資源管理テーブル１６００は、資源の種類１６０１、オリジナル拠点１６０２および複製１から複製Ｎ（１６０３〜１６０５）のデータを含む。各複製のデータは、各拠点に複製された内容が記録され、拠点１６０６、参照時間１６０７および更新１６０８を含む。

オリジナル拠点１６０２は、各資源のオリジナルが設定されるまたは複製を保有する拠点である。オリジナルの拠点は様々な方法によって決定することができる。例えば、ユーザが予め登録した拠点をオリジナルの拠点に決定しても、過去のユーザ位置の履歴を参照して、滞在期間が長い拠点をオリジナル拠点に決定してもよい。

複製１から複製Ｎ（１６０３〜１６０５）は、各資源の複製に関するデータである。拠点１６０５は、各資源の複製が設定されるまたは複製を保有する拠点である。参照時刻１６０７は、当該複製が直近に参照された時刻である。更新１６０８は、当該複製の資源を更新する必要があるかを示すフラグである。

図１１は、第１の実施形態の複製制御装置１４０によって実行される複製の削除・更新処理の例のフローチャートである。

複製制御装置１４０は、ユーザ履歴・複製判定装置１３０から送信された資源配置コマンドおよびユーザ端末１７０から送信された資源更新コマンドに従って、計算機資源の複製・更新・削除処理を実行する。

まず、複製制御装置１４０は、資源配置コマンドを受信したかを確認し（１５０１）、受信した資源配置コマンドの内容に従って、計算機資源の拠点間での複製を指示し、複製された計算機資源を資源管理テーブル１６００に追加する（１５０２）。計算機資源を複製する機能は各計算機資源内に設けられている。例えば、図２に示すデータ処理装置１００の仮想マシン管理部１０４、図３に示すストレージ装置１１０のストレージ管理部１１２に複製機能が設けられる。各計算機資源の管理部への複製の指示方法は、ベンダーによって異なるため、複製制御装置１４０は指示を変換して拠点毎の装置に適合する指示を出力する。

次に、複製制御装置１４０は、データ更新コマンドを受信したかを確認する（１５０３）。複製されたコンピュータ資源がユーザ端末１７０からのサービス利用によって（すなわち、ユーザ端末１７０から送信されたデータ更新コマンドによって）更新された場合、その更新内容を全ての複製に配布する必要がある。この更新内容は、即時には配布されず、ユーザ端末１７０の位置から所定距離Ｄ以上離れた場所にある複製資源については、更新内容を複製制御装置１４０内に保存し、複製への更新を一旦保留し、保留状態であることを資源管理テーブル１６００の更新欄１６０８に「要」として記憶する。ユーザ端末１７０の位置が移動し、ユーザ端末１７０と複製資源との距離が一定距離Ｄより小さくなった場合（１５０５でＹ）、複製資源を更新する（１５０６）ことによって、計算機資源の複製の更新に使用されるネットワーク転送量を削減することができる。

さらに、複製制御装置１４０は、資源管理テーブル１６００の参照時間１６０６の欄を参照し、当該資源の複製が直近に参照されてからの経過時間Ｔを計算する。そして、複製制御装置１４０は、過去に同一ユーザ向けに複製した資源が現在の予測からは複製先の候補でなく、予め定められた時間Ｔの間に参照されておらず、かつ、資源の数が１を超える場合（１５０７でＹ）、複製を削除し、資源管理テーブル１６００を更新する（１５０８）。このように、資源管理テーブル１６００に重複されて登録されているかによって、当該資源の数が一つであるかを判定し、唯一の資源である場合には資源を削除しないことによって、資源の消失を防止することができる。

以上に説明したように、第１の実施形態では、情報処理装置１０における計算機資源の複製処理によって、ユーザ端末１７０の移動予測に基づいて、ユーザの過去の利用履歴から推定される情報処理装置１０の利用状態において、応答速度が良好な計算機資源の配置を算出し、ユーザの移動に先だって資源の複製を実施することができる。

第１の実施形態において説明したデジタルメディア処理サービスでは、ユーザ端末１７０、仮想マシン１０６、ストレージ装置１１０間のデータ転送量がユーザの利用方法によって大きく変化する。たとえば、東京に住むあるユーザが大阪に住む知人宅に出向いて、多くの動画を再生する場合、ユーザ端末１７０と仮想マシン１０６との間に大きなトラフィックが発生するが、動画データを格納するストレージ装置１１０からは比較的小さな容量のストリーミングデータが読み出される。この場合には、仮想マシン１０６のみが大阪付近に複製され、ストレージ装置１１０に格納されたデータは複製されない。また、ユーザが北海道へ旅行して、多くの写真および動画が撮影され、撮影された写真および動画がデジタルメディア処理サービスへ頻繁に登録される状況では、ストレージ装置１１０が北海道付近に複製されて、ユーザ端末１７０とストレージ装置１１０との間の応答時間が短縮される。東京のストレージ装置１１０に格納された複製への登録されたデータの更新は保留される。そして、ユーザが旅行から戻る間に、東京のストレージ装置１１０とユーザ端末１７０との距離が近づくと、北海道で登録されたデータの変更が東京のストレージ装置１１０に反映される。

＜実施形態２＞
第２の実施形態では、計算機資源の複製時に、複製すべき資源の部分を特定することによって、ネットワークの負荷をさらに低減するコンピュータシステムの例を示す。前述した第１の実施形態のコンピュータシステムと同一の構成および機能を有する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

図１２は、第２の実施形態のユーザ履歴・複製判定装置１３０に保持される利用形態データベース１０００の構成例を説明する図である。第１の実施形態の利用形態データベース５００に加えて、仮想マシン１０６で実行されるアプリケーションソフトウェアの情報１００１が追加されている。また、ユーザ履歴・複製判定装置１３０は、アプリケーションソフトウェアの情報１００１の詳細を示すアプリ特性データベース１１００を保持する。

図１３に示すとおり、アプリ特性データベース１１００は、アプリケーション名１１０１、仮想マシン１０６上で動作するソフトウェア名（ファイル名）１１０２および当該アプリケーションで扱われるファイルタイプ（拡張子）１１０３を含む。

図１４は、第２の実施形態において移動先の計算機資源の利用形態ＲＥＳｆを導出する処理を示す説明図である。

第２の実施形態では、ユーザの移動予測から検索された利用形態に加えて、アプリケーションが必要とする資源の特性が推定される。このため、第２の実施形態の利用形態データベース１０００の計算機資源の転送量５０２には、ファイルタイプで指定される資源のみの転送量が登録される。アプリ特性データベース１１００に含まれるプログラム名１１０２は、仮想マシン１０６の複製時に、複製する仮想マシン１０６上で実行されるアプリケーションソフトウェアの特定に用いられ、ファイルタイプ１１０３はストレージ装置１１０の複製時に、複製対象となるデータの特定に用いられる。これによって、複製される計算機資源を絞り込むことができ、計算機資源の複製に伴うネットワーク転送量を低減することができる。

ユーザ履歴・複製判定装置における複製先の特定は、前述したとおり利用形態データベース１０００の計算機資源の転送量５０２に指定される資源のみの転送量が記述されているため、前述した第１の実施の形態と同じであり、詳細な説明は省略する。

なお、第２の実施形態では、複製される計算機資源の量が減るので、複製制限時間Ｔｕｓｅｒｆに余裕が生じ、前述した第１の実施形態より多くの拠点を複製先の拠点の候補として選択することができる。

さらに、第２の実施形態では、複製先の候補として複数の拠点が決定された場合、複数の拠点毎に利用されるアプリケーションソフトウェアを特定し、拠点毎に異なる計算機資源を複製してもよい。

第２の実施形態では、各計算機資源が全体ではなく一部のみ複製されるので、複製制御装置１４０で実行される複製の削除・更新処理が異なる（図１６参照）。

まず、図１５を用いて、第２の実施形態の複製管理装置１４０が管理する資源管理テーブル１３００について説明する。

第２の実施形態の資源管理テーブル１３００は、資源の種類１６０１、オリジナル拠点１６０２および複製１から複製Ｎ（１６０３〜１６０５）のデータを含む。各複製のデータは、各拠点に複製された内容が記録され、拠点１６０６、内容１３０１、参照時刻１６０７および更新１６０８を含む。

資源の種類１６０１、オリジナル拠点１６０２、拠点１６０６、参照時刻１６０７および更新１６０８に保持されるデータは、前述した第１の実施形態の資源管理テーブル１６００（図１０）と同じである。内容１３０１は、複製された資源（特に、演算処理に必要なソフトウェアおよびデータ）の内容であり、例えば、図示したように、ファイル名や拡張子名で表すことができる。

図１６は、第２の実施形態の複製制御装置１４０によって実行される複製の削除・更新処理のフローチャートである。

第２の実施形態の削除・更新処理は、ステップ１５０１、１５０３から１５０６および１５０８の処理は、前述した第１の実施形態の処理と同じであるが、ステップ１５０１で資源配置コマンドの要求があった場合（１５０１でＹ）のテーブル追加・資源複製処理（１７０２）と、ステップ１５０５で、ユーザ端末１７０と複製資源との距離を判定した後の処理（１７０１）が異なる。具体的には、ステップ１７０１で、複製判定装置から入力される資源特定情報も資源管理テーブル１６００に登録し、また、計算装置、ストレージ装置への複製要求時に特定された資源のみの複製を要求することである。また、ステップ１５０５で、ユーザ端末１７０と複製資源との距離が一定距離Ｄ以上である場合（１５０５でＮ）、および、ステップ１５０６で、複製資源を更新した後に、複製制御装置１４０は、資源管理テーブル１６００の参照時間１６０６の欄を参照し、当該資源の複製が直近に参照されてからの経過時間Ｔを計算する。そして、複製制御装置１４０は、過去に同一ユーザ向けに複製した資源が現在の予測からは複製先の候補でなく、予め定められた時間Ｔの間に参照されていなく、かつ、当該拠点がオリジナル拠点でない場合（１５０７でＹ）、複製を削除し、資源管理テーブル１６００を更新する（１５０８）。このように、当該資源がオリジナルの資源であるかを判定することによって、オリジナルの資源の消失を防止することができる。

なお、第２の実施形態において、ユーザがオリジナル拠点に近づいた場合、オリジナル拠点には全ての資源の複製元が削除されずに存在し、距離Ｄの条件を満たすことから、各拠点における全ての資源の更新をオリジナル拠点に反映する。これにより、予測精度とは無関係に最も資源を多く使うであろう本拠地（オリジナル拠点）でのユーザの資源の利用性を高めることができる。

以上に説明したように、第２の実施形態では、拠点によってユーザが使用するアプリケーションの動作に必要な資源を選択して複製するので、ユーザの移動に伴う資源の複製量を減少し、ネットワーク負荷を減らすことができる。

＜実施形態３＞
第３の実施形態では、計算機資源の複製時に、資源のオリジナル拠点を識別・特定しないことによって、ネットワークの負荷をさらに低減するコンピュータシステムの例を示す。前述した第１および第２の実施形態のコンピュータシステムと同一の構成および機能を有する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

第３の実施形態の複製制御装置１４０は、前述した第２の実施形態と異なり、資源のオリジナル拠点を識別せず、資源の一部である部分資源の場所と内容を管理する。このため、図１７に示すように、第３の実施形態の複製管理装置１４０が管理する資源管理テーブル１４００は、資源の種類１６０１、部分資源１から部分資源Ｎ（１４０２〜１４０４）のデータを含む。各部分資源のデータは、拠点に部分的に複製された資源の内容が記録され、拠点１６０６、内容１３０１、参照時刻１６０７および更新１６０８を含む。

資源の種類１６０１、拠点１６０６、内容１３０１、参照時刻１６０７および更新１６０８に保持されるデータは、前述した第１の実施形態の資源管理テーブル１６００（図１０）または第２の実施形態の資源管理テーブル１３００（図１５）と同じである。

第３の実施形態では、資源は全ての部分資源の集合で定義され、ユーザに属するコンピュータ資源とその複製は、全てユーザのアプリ利用形態に関連付けされて資源管理テーブル１４００に登録される。

なお、前述した第１の実施形態と同様に、一定期間利用されない部分資源の複製は削除されるが、資源管理テーブル１４００に重複されて登録されていない唯一の部分資源は削除しないことによって資源の喪失を防止する。すなわち、第３の実施形態では、複製元および複製先が区別されないので、複製がされた後であれば複製元の計算機資源の利用状況によって、複製元の計算機資源が削除されることがある。

第３の実施形態によると、複製制御装置１４０に保持される資源管理テーブル１４００が大きくなるが、ユーザ位置と資源の相関性が高くなり、また、ユーザの位置が頻繁に移動する利用形態において、資源の複製に必要なネットワーク転送量を減らすことができる。

１０ 情報処理装置
１２ 資源管理装置
１００ 計算装置
１１０ ストレージ装置
１２０ ユーザ移動・行動予測装置
１３０ ユーザ履歴・複製判定装置
１４０ 複製制御装置
１５０ ネットワーク
１６０ 無線基地局
１７０ ユーザ端末

Claims (15)

1. ネットワークによって接続された複数の計算機資源と、
   移動端末と接続される無線通信部と、を備える計算機システムであって、
   前記計算機資源は、プログラムを実行する計算部と、前記計算部および前記移動端末からの要求によって、記憶デバイスに格納されたデータを入出力するストレージ部と、を含み、
   前記計算機システムは、
   前記移動端末の移動を予測する移動予測部と、
   前記移動予測部による予測結果に基づいて計算機資源を複製する複製制御部と、を備えることを特徴とする計算機システム。
2. 前記計算部およびストレージ部の少なくとも一方は、物理的な計算機上に仮想的に構成された仮想マシンであり、
   前記複製される計算機資源は前記仮想マシンであり、
   前記計算部は、前記ユーザ端末にサービスを提供するオペレーティングシステムおよびソフトウェアを含むことを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
3. 前記移動端末による計算機資源の利用形態が記録された履歴記録部と、
   前記履歴記録部に記録されたユーザ毎の利用形態の履歴に基づいて、複製すべき計算機資源を決定する履歴・複製判定部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
4. 前記移動予測部による予測結果および予測された位置への移動時間に基づいて、複製すべき計算機資源を決定する履歴・複製判定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
5. 前記移動端末による計算機資源の利用形態が記録された履歴記録部を備え、
   前記移動予測部は、前記移動端末の位置情報、前記移動端末を使用しているユーザの将来の移動に関する情報、または、前記履歴記録部に記録されたユーザ毎の計算機資源の利用形態の履歴の情報の少なくとも一つ以上を用いて、当該移動端末の移動を予測することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
6. 前記移動予測部による予測結果に基づいて、複製すべき計算機資源および複製先の拠点を決定する履歴・複製判定部を備えることを特徴とする請求項５に記載の計算機システム。
7. 前記複製制御部は、所定の期間利用されない前記計算機資源の複製を削除することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
8. 前記複製制御部は、前記計算機資源の複製後に、所定の期間利用されない複製元の計算機資源を削除することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
9. 前記移動端末による計算機資源の利用形態が記録された履歴記録部と、
   前記履歴記録部に記録されたユーザ毎の利用形態の履歴に基づいて、各拠点に複製すべき計算機資源の種類を決定する履歴・複製判定部と、を備え、
   前記複製制御部は、前記履歴・複製判定部によって決定された種類の計算機資源を前記拠点毎に複製することを特徴とする請求項１に記載の計算機システム。
10. ネットワークによって接続された複数の計算機資源と、移動端末と接続される無線通信部と、を有する計算機システムにおける計算機資源の管理方法であって、
    前記計算機資源は、プログラムを実行する計算部と、前記計算部および前記移動端末からの要求によって、記憶デバイスに格納されたデータを入出力するストレージ部と、を含み、
    前記管理方法は、
    前記移動端末の移動を予測するステップと、
    前記移動予測部による予測結果に基づいて計算機資源を複製するステップと、を含むことを特徴とする計算機資源の管理方法。
11. 前記計算機システムは、前記移動端末による計算機資源の利用形態が記録された履歴記録部を有し、
    前記管理方法は、さらに、前記履歴記録部に記録されたユーザ毎の利用形態の履歴に基づいて、複製すべき計算機資源を決定するステップを含み、
    前記計算機資源を複製するステップでは、前記決定された計算機資源を複製することを特徴とする請求項１０に記載の計算機資源の管理方法。
12. 前記管理方法は、さらに、前記移動予測部による予測結果および予測された位置への移動時間に基づいて、複製すべき計算機資源を決定するステップを含み、
    前記計算機資源を複製するステップでは、前記決定された計算機資源を複製することを特徴とする請求項１０に記載の計算機資源の管理方法。
13. 前記計算機システムは、前記移動端末による計算機資源の利用形態が記録された履歴記録部を有し、
    前記移動を予測するステップでは、前記移動端末の位置情報、前記移動端末を使用しているユーザの将来の移動に関する情報、または、前記履歴記録部に記録されたユーザ毎の計算機資源の利用形態の履歴の情報の少なくとも一つ以上を用いて、当該移動端末の移動を予測することを特徴とする請求項１０に記載の計算機資源の管理方法。
14. 前記管理方法は、さらに、前記移動予測部による予測結果に基づいて、複製すべき計算機資源および複製先の拠点を決定するステップを含み、
    前記計算機資源を複製するステップでは、前記決定された計算機資源を複製することを特徴とする請求項１３に記載の計算機資源の管理方法。
15. 前記管理方法は、さらに、所定の期間利用されない複製元または複製の計算機資源を削除するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の計算機資源の管理方法。

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