JP2018036866A

JP2018036866A - データセンタと光ネットワークとを含むシステムの制御装置

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Publication number: JP2018036866A
Application number: JP2016169635A
Authority: JP
Inventors: 孝元曹; Xiaoyuan Cao; 釣谷　剛宏; Takehiro Tsuritani; 剛宏釣谷
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: JP6669614B2

Abstract

【課題】移動装置が接続するＤＣ（データセンタ）で割り当て可能な計算機資源数が、要求数より少ない場合でも、要求数を割当てる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、移動装置から移動通信網を介して位置情報と、要求資源数とを示す情報を受信する手段と、位置情報に基づき移動装置を接続させる第１ＤＣを選択する第１選択手段と、移動装置に割り当てる、要求資源数の計算機資源を選択する第２選択手段と、移動装置に割り当てる、要求資源数の計算機資源が相互に接続される様に光ネットワークを制御する制御手段と、を備えており、第１選択手段は、移動装置が第１ＤＣに接続するための情報を移動装置に通知し、第２選択手段は、移動装置に割り当て可能な第１ＤＣの計算機資源数が要求資源数未満であると、第１ＤＣとの伝送遅延量に基づき、第２ＤＣを選択し、第２ＤＣの計算機資源を移動装置に割り当てる。【選択図】図１

Description

本開示は、複数のデータセンタと、当該複数のデータセンタ間を相互接続する光ネットワークとを含むシステムの制御装置に関する。

クラウド・サービス提供のために、非特許文献１は、小規模なデータセンタを地理的に分散配置した分散型データセンタを開示している。分散型データセンタにより、ユーザは、遅延の少ないデータセンタに接続してサービス提供を受けることができる。また、非特許文献２は、データセンタの計算機資源を仮想化し、ユーザから要求された数の計算機資源を当該ユーザに対して利用させる構成を開示している。

"ＤａｔａＣｅｎｔｅｒ２０２５：ＥｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅＰｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ",［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｍｅｒｓｏｎｎｅｔｗｏｒｋｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｅｎ−ＵＳ／Ｌａｔｅｓｔ−Ｔｈｉｎｋｉｎｇ／Ｄａｔａ−Ｃｅｎｔｅｒ−２０２５／Ｐａｇｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ．ａｓｐｘ＞Ｍ．Ｂａｒｉ，ｅｔａｌ．，"Ｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ：ａｓｕｒｖｅｙ"，ＩＥＥＥｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓｕｒｖｅｙｓ＆ｔｕｔｏｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．２，ｐｐ．９０９−９２８，２０１３年

ユーザが移動装置を使用して分散型データセンタにアクセスしてサービス提供を受ける場合を考える。この場合、ユーザが使用する移動装置を、遅延の少ないデータセンタに接続させたとしても、当該データセンタにおける割り当て可能な計算機資源の数が、ユーザが要求する計算機資源数より少ない場合も存在する。

本発明は、移動装置が接続したデータセンタにおける割り当て可能な計算機資源の数が、要求する計算機資源数より少ない場合においても、要求する計算機資源を割当てる制御装置を提供するものある。

本発明の一側面によると、それぞれが１つ以上の計算機資源を有する複数のデータセンタと、前記複数のデータセンタの計算機資源を相互に接続する光ネットワークとを含むシステムの制御装置は、前記複数のデータセンタ間の前記光ネットワークによる伝送遅延量を保持する保持手段と、移動装置から移動通信網を介して位置情報と、要求資源数とを示す情報を受信する受信手段と、前記位置情報に基づき前記移動装置を接続させる第１データセンタを、前記複数のデータセンタから選択する第１選択手段と、前記移動装置に割り当てる、前記要求資源数の計算機資源を、前記複数のデータセンタの計算機資源から選択する第２選択手段と、前記移動装置に割り当てる、前記要求資源数の計算機資源が相互に接続される様に前記光ネットワークを制御する制御手段と、を備えており、前記第１選択手段は、前記移動装置が前記移動通信網を介して前記第１データセンタに接続するための情報を前記移動装置に通知し、前記第２選択手段は、前記移動装置に割り当て可能な前記第１データセンタの計算機資源数が前記要求資源数未満であると、前記第１データセンタと、前記複数のデータセンタの内の前記第１データセンタ以外のデータセンタとの前記伝送遅延量に基づき、第２データセンタを選択し、前記第２データセンタの計算機資源を前記移動装置に割り当てることを特徴とする。

移動装置が接続したデータセンタにおける割り当て可能な計算機資源の数が、要求する計算機資源数より少ない場合においても、要求する計算機資源を割当てることができる。

一実施形態によるシステムの構成図。一実施形態によるデータセンタ接続時の処理のシーケンス図。一実施形態による計算機資源の割り当てを示す図。一実施形態による接続するデータセンタの変更時のシーケンス図。一実施形態による計算機資源の割り当てを示す図。一実施形態による制御装置の構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の実施形態は例示であり本発明を実施形態の内容に限定するものではない。

図１は、本実施形態によるシステム構成図である。図１においては、複数（Ｎ個）のデータセンタ（ＤＣ）＃１〜＃Ｎが光パケット網２０を介して相互に接続されている。なお、以下では、ＤＣ＃１〜＃Ｎを光パケット網２０により相互接続するものとするが、波長パスを設定するネットワーク等、他の光ネットワークを使用することもできる。ＤＣ＃１〜＃Ｎのそれぞれは、複数の計算機資源を有している。以下では、１つの計算機資源を１つのバーチャルマシン（ＶＭ）とする。また、ＤＣ＃１〜ＤＣ＃Ｎは、それぞれ、データセンタ内の複数のＶＭの構成を制御するＤＣ制御装置１−１〜１−Ｎを有している。なお、各ＤＣそれぞれにＤＣ制御装置を設けるのではなく、各ＤＣの全体を制御する１つのＤＣ制御装置を設ける構成であっても良い。以下では、ＤＣ制御装置１−１〜１−Ｎを纏めてＤＣ制御装置１と呼ぶものとする。

光パケット網２０には、光パケット網２０の構成を制御するＯＰＳ制御装置２と、システム全体の制御を行う制御装置３が接続されている。なお、ＯＰＳ制御装置２と、ＤＣ制御装置１を１つの装置として実現する構成であっても良い。また、ＤＣ＃１〜ＤＣ＃Ｎは、移動通信網３０に接続している。なお、本実施形態による移動通信網３０とは、移動通信におけるアクセスネットワーク及びコアネットワークのみならず、インターネット等の広域網を含むものとする。ＤＣの計算機資源を利用する移動装置４は、移動通信網３０を介してＤＣ＃１〜ＤＣ＃Ｎの何れかにアクセス可能である。また、制御装置３も、移動通信網３０に接続しており、移動装置４は、移動通信網３０を介して制御装置３にアクセス可能である。

まず、移動装置４が、計算機資源の利用を開始する手順について図２を用いて説明する。本実施形態において、各ＤＣはエリアに関連付けられている。そして、制御装置３は、移動装置４が位置するエリアに関連付けられたＤＣに移動装置４をアクセスさせる。なお、あるＤＣに対応するエリアは、当該ＤＣの設置位置を含み、かつ、他のエリアとは重複しない様に設けられる。まず、Ｓ１で、移動装置４は、制御装置３にアクセスし、計算機資源の利用を要求する。この要求には、移動装置４の位置情報と、必要な計算機資源数、本例では、ＶＭ数が含まれる。例えば、移動装置４が５ＶＭを要求し、その時点における各ＤＣでの利用可能ＶＭ数が図３の通りであったとする。また、移動装置４の位置情報から、移動装置４の位置を含むエリアに対応するＤＣがＤＣ＃１であり、ＤＣ＃１と他のＤＣとの光パケット網２０を介した通信の伝送遅延量が図２に示す通りであったものとする。なお、図２において、ＤＣ間の伝送遅延量は、実際の伝送遅延量を量子化した値としている。

制御装置３は、移動装置４が要求したＶＭの数を、移動装置４の位置に対応するＤＣ、つまり、移動装置４を接続させるＤＣから順に割り当てる。なお、本例では、移動装置４を接続させるＤＣはＤＣ＃１である。ＤＣ＃１で割り当て可能なＶＭ数が、移動装置４の要求ＶＭ数である５より大きいと、制御装置３は、ＤＣ＃１の５つのＶＭを移動装置４に割り当てると決定する。しかしながら、移動装置４の要求ＶＭ数がＤＣ＃１で割り当て可能なＶＭ数より大きいと、制御装置３は、ＤＣ＃１との光パケット網２０を介した通信の伝送遅延量の小さいＤＣのＶＭから順に移動装置４に割り当てるＶＭを選択していく。図２の状態であると、ＤＣ＃１が割り当て可能なＶＭ数は１であり、移動装置４が要求する５より小さい、したがって、制御装置３は、ＤＣ＃１の１ＶＭを移動装置４に割り当てると決定すると共に、ＤＣ＃１からの遅延量が最も少ないＤＣ＃２の１ＶＭと、ＤＣ＃６の２ＶＭとの計３ＶＭを、さらに、移動装置＃４に割り当てると決定する。残りの１ＶＭについては、ＤＣ＃１からの遅延量が２番目に小さいＤＣ＃３又は＃５から割り当てる。ここでは、ＤＣ＃３の１ＶＭを割り当てたものとする。図３の網掛部分は、移動装置４に割り当てたＶＭを示している。なお、遅延量が同じ複数のＤＣがある場合、制御装置３は、例えば、利用可能なＶＭ数の多いＤＣから優先的に割り当てを行う。

制御装置３は、Ｓ２において、ＤＣ制御装置１及びＯＰＳ制御装置２と通信し、割り当てた５つのＶＭが相互に接続される様に、ＤＣ制御装置１に各ＤＣのＶＭを制御させ、ＯＰＳ制御装置２に光パケット網２０を制御させる。そして、制御装置３は、Ｓ３で、移動装置４に、最も近いＤＣ＃１への接続情報を通知する。移動装置４は、この接続情報に基づきＤＣ＃１に接続し、５つのＶＭを利用する。

続いて、移動装置４の移動による構成変更について図４を用いて説明する。移動装置４は、ＤＣ＃１に接続後においても、Ｓ１０で示す様に、制御装置３に繰り返し位置情報を送信する。制御装置３は、この位置情報に基づき移動装置４の移動方向を判定する。ここでは、移動装置４が、ＤＣ＃６へのエリアに向けて移動していたものとする。この場合、制御装置３は、移動装置４を、ＤＣ＃６に接続させた場合のＶＭの割り当てを判定する。例えば、ＤＣ＃６と他のＤＣとの光パケット網２０を介した通信の伝送遅延量が図５に示す通りであるとすると、移動装置４がＤＣ＃６に接続したときに移動装置４に割り当てるＶＭは、ＤＣ＃１、ＤＣ＃３、ＤＣ＃５及びＤＣ＃６のＶＭとなる。つまり、現在、移動装置４に割り当てているＤＣ＃２のＶＭを削除し、ＤＣ＃５のＶＭを新たに移動装置４に割り当てることになる。この場合、制御装置３は、Ｓ１１において、変更後の構成をＤＣ制御装置１及びＯＰＳ制御装置２に事前通知する。

制御装置３は、Ｓ１２において、移動装置４の位置が、ＤＣ＃４のエリア内になると、Ｓ１３で、ＤＣ＃６への接続情報を移動装置４に通知し、かつ、Ｓ１４で、ＤＣ制御装置１及びＯＰＳ制御装置２に構成変更を通知する。これにより、移動装置４は、ＤＣ＃６に接続して５ＶＭを利用する。なお、Ｓ１１で事前通知を行うのは、ＤＣ制御装置１及びＯＰＳ制御装置２に変更後の構成に基づき制御内容を事前に判定させ、Ｓ１４の通知を行った際の構成変更に要する時間を短縮するためである。

図６は、本実施形態による制御装置３の構成図である。保持部３１は、ＤＣ＃１〜＃Ｎの各２つのＤＣ間の光パケット網２０による伝送遅延量と、各ＤＣと、そのエリアとの対応関係を示す情報を保持する。接続先選択部３２は、移動装置４からの位置情報に基づき、移動装置４を接続させるＤＣを選択する。また、接続先選択部３２は、最初に選択させるＤＣを選択したときや、移動装置４を接続させるＤＣを変更するときには、接続先ＤＣを示す情報を移動装置４に通知する。

割当計算機資源選択部３３は、移動装置４から要求された要求資源数の計算機資源を、複数のＤＣから選択する。なお、割当計算機資源選択部３３は、移動装置４を接続させるＤＣにおいて割り当て可能な計算機資源数が要求資源数以上であると、移動装置４を接続させるＤＣの計算機資源を移動装置４に割り当てる。一方、割当計算機資源選択部３３は、移動装置４を接続させるＤＣにおいて割り当て可能な計算機資源数が要求資源数未満であると、他のＤＣから移動装置４に割り当てる計算機資源を選択する。このとき、割当計算機資源選択部３３は、移動装置４を接続させるＤＣとの伝送遅延量が少ないＤＣから順に選択して計算機資源数の割り当てを行う。さらに、割当計算機資源選択部３３は、移動装置４を接続させるＤＣが変更される場合、変更後のＤＣに基づき計算機資源の再割り当てを行う。制御部３４は、移動装置４に割り当てた計算機資源が相互接続される様に、ＤＣ制御装置１及びＯＰＳ制御装置２を制御する。なお、本実施形態では、ＤＣ制御装置１と、ＯＰＳ制御装置２と、制御装置３を異なる装置としたが、これらを１つの装置とすることもできる。

なお、上記実施形態では、ＤＣとエリアとの対応関係を示す情報を保持し、移動装置４が在圏するエリアに対応するＤＣに移動装置４を接続させていた。しかしながら、移動装置４との距離が最も近いＤＣに移動装置４を接続させる構成であっても良い。この場合、制御装置３は、各ＤＣと、その位置情報との対応関係を保持する。また、制御装置３は、移動装置４が移動し、現在接続しているＤＣとの距離より他のＤＣとの距離が近くなると、当該他のＤＣに移動装置４の接続先を変更する。

以上、本実施形態によると、移動装置４の移動に拘らず、移動装置４に近い位置にあるＤＣに移動装置４を接続させることができる。よって、移動装置４とＤＣとの伝送遅延量を低減させることができる。さらに、移動装置４を接続させるＤＣにおいて利用可能な計算機資源数に拘らず、移動装置４が要求する数の計算機資源を移動装置４に割り当てることができる。なお、移動装置４に割り当てる計算機資源を、移動装置４を接続させるＤＣ以外から選択する場合、当該ＤＣとの伝送遅延量に基づき選択する。これにより、移動装置４に割り当てる計算機資源間の伝送遅延量も低減させることができる。

なお、本発明による制御装置３は、コンピュータを上記制御装置３として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

Claims

それぞれが１つ以上の計算機資源を有する複数のデータセンタと、前記複数のデータセンタの計算機資源を相互に接続する光ネットワークとを含むシステムの制御装置であって、
前記複数のデータセンタ間の前記光ネットワークによる伝送遅延量を保持する保持手段と、
移動装置から移動通信網を介して位置情報と、要求資源数とを示す情報を受信する受信手段と、
前記位置情報に基づき前記移動装置を接続させる第１データセンタを、前記複数のデータセンタから選択する第１選択手段と、
前記移動装置に割り当てる、前記要求資源数の計算機資源を、前記複数のデータセンタの計算機資源から選択する第２選択手段と、
前記移動装置に割り当てる、前記要求資源数の計算機資源が相互に接続される様に前記光ネットワークを制御する制御手段と、
を備えており、
前記第１選択手段は、前記移動装置が前記移動通信網を介して前記第１データセンタに接続するための情報を前記移動装置に通知し、
前記第２選択手段は、前記移動装置に割り当て可能な前記第１データセンタの計算機資源数が前記要求資源数未満であると、前記第１データセンタと、前記複数のデータセンタの内の前記第１データセンタ以外のデータセンタとの前記伝送遅延量に基づき、第２データセンタを選択し、前記第２データセンタの計算機資源を前記移動装置に割り当てることを特徴とする制御装置。
前記第２選択手段は、前記第１データセンタとの前記伝送遅延量が最も小さいデータセンタから順に前記第２データセンタを選択することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記第２選択手段は、前記移動装置に割り当て可能な前記第１データセンタの計算機資源数が前記要求資源数以上であると、前記第１データセンタの計算機資源から前記移動装置に割り当てる計算機資源を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
前記保持手段は、前記複数のデータセンタとエリアとの対応関係を示す情報を保持しており、
前記第１選択手段は、前記位置情報が示す位置を含むエリアに対応するデータセンタを前記第１データセンタとして選択することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記移動装置は、前記第１データセンタに接続後、前記制御装置に前記移動装置の位置情報を繰り返し送信し、
前記第１選択手段は、前記移動装置から繰り返し受信する位置情報に基づき、前記移動装置を接続させる前記第１データセンタの変更を判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
前記第１選択手段が、前記移動装置を接続させる前記第１データセンタを変更すると判定すると、前記第２選択手段は、変更後の前記第１データセンタに基づき前記移動装置に割り当てる計算機資源の再選択を行うことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
前記第１選択手段は、前記移動装置を接続させる前記第１データセンタを変更するため、前記移動装置が前記移動通信網を介して変更後の前記第１データセンタに接続するための情報を前記移動装置に通知することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
前記制御手段は、前記移動装置が前記移動通信網を介して変更後の前記第１データセンタに接続するための情報を前記第１選択手段が前記移動装置に通知すると、前記第２選択手段が再選択した計算機資源が相互に接続される様に前記光ネットワークを制御することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。