JP2021012464A - 切替プログラム、装置、および方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】サーバの機能の切り替えに伴うトラフィックの抑制を図ると共に、処理の中断時間を短くする。【解決手段】機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、未処理のデータ量および転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出する。算出されたデータ移動量に基づいて、第１サーバが持つデータにおいて、第１サーバから第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、第１サーバから第３サーバへ移動開始位置からデータの移動を開始する。【選択図】図６

Description

本発明は、切替プログラム、装置、および方法に関する。
従来より、データを収集し、収集したデータに基づいて特定の処理を行うシステムがある。このようなシステムとしては、例えば、複数のサーバでそれぞれ異なる処理を分担する、いわゆる分散ファイルシステムが用いられる。
例えば、特定の処理であるジョブを実施するために、分散ファイルシステムのリソースを提供する技術がある。この技術では、分散ファイルシステムのロードバランシングの必要に基づくジョブ、スケジューラ、およびプールの再割当てを行っている。
また、時刻同期処理に要するオーバーヘッドを低減し、データ収集装置によるデータ収集処理を効率化するための技術がある。この技術では、メッセージの転送処理を行う中継端末について、計測遅延時間として転送処理に要した時間（転送遅延時間）を計測し、転送メッセージの時刻情報に加算している。
また、外部アプリケーションの読み出し性能の低下を防止するための技術がある。この技術では、分散ファイルシステムにおける負荷を平準化するためにデータの再配置が行われている。再配置では、一度のデータ再配置実行処理で再配置するデータ量として、最大再配置量を設定している。また、再配置先データサーバから最も距離の近いデータサーバをブロックコピー元データサーバとしている。
特表２０１５−５０３８１１号公報 特開２０１１−９１６２４号公報 特開２０１５−２２３２７号公報
分散ファイルシステムにおいて、各サーバの役割は、例えば、データを受け付けて収集する機能、データを取得して特定の処理であるタスクを実行する機能の二つに分けられる。サーバの種類は、データを受け付けるサーバをデータ受付サーバ、タスクを実行するサーバをタスク処理サーバとする。この場合、それぞれの役割を担うサーバの負荷に応じて、サーバの機能を切り替える処理が行われる。
しかし、従来技術では、データ受付サーバを切り替える場合、切り替えに伴うデータの移動に関して課題がある。
従来技術では、データ受付サーバの切り替えに伴って、当該データ受付サーバからデータを取得していたタスク処理サーバに待ち時間が発生してしまう、という課題がある。
また、タスク処理サーバに切替指示を通知する前にデータを移動させる場合であっても、移動するデータのトラフィックに課題がある。データ受付サーバの切り替えのタイミングが把握できないため、全てのデータまたは移動開始時点の残りのデータを移動する必要があるからである。この場合、タスク処理サーバが切り替え前に読み出していたデータも、移動先のデータ受付サーバにコピーしてしまうため、無駄なトラフィックが生じる。また、移動先のデータ受付サーバが停止してしまう等、何らかの理由で移動先の変更が発生した場合、更に無駄なトラフィックが生じる、という課題もある。
本発明は、一つの側面として、サーバの機能の切り替えに伴うトラフィックの抑制を図ると共に、処理の中断時間を短くすることを目的とする。
一つの態様として、機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付ける。計算依頼を受け付けた場合に、移動対象となるデータのデータ移動量を算出する。算出は、未処理のデータのデータ量、第１の転送速度、および第２の転送速度に基づく。未処理のデータのデータ量は、前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量である。第１の転送速度は、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる転送速度である。第２の転送速度は、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である。算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する。
一つの側面として、サーバの機能の切り替えに伴うトラフィックの抑制を図ると共に、処理の中断時間を短くすることができる、という効果を有する。
管理システムをエッジコンピューティングの環境に適用した場合のイメージ図である。 サーバの機能を切り替える際にデータの読み出しを中断する場合の一例を示す図である。 サーバの機能を切り替える際に事前にデータを移動しておく場合の一例を示す図である。 読み出されるデータと移動対象のデータとの関係を示す図である。 各データ量の関係を示すイメージ図である。 サーバの機能を切り替える際にデータのデータ移動量を算出する場合の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る管理システムの概略構成を示すブロック図である。 管理システムの各サーバの構成の詳細を説明するためのブロック図である。 管理サーバとして機能するコンピュータの概略構成を示すブロック図である。 データ受付サーバまたはタスク処理サーバとして機能するコンピュータの概略構成を示すブロック図である。 データおよびタスクの処理の流れ、および定期処理を示すシーケンス図である。 ルーティングテーブルＤＢの一例を示す図である。 データＤＢの一例を示す図である。 タスク処理ＤＢの一例を示す図である。 タスクＤＢの一例を示す図である。 負荷情報ＤＢの一例を示す図である。 帯域情報ＤＢの一例を示す図である。 本発明の実施形態の手法によって、データ受付サーバをタスク処理サーバに切り替える場合の処理の流れを説明するためのシーケンス図である。 切り替え処理の流れに係る管理システムの構成を示す図である。 データ、トピック、およびタスクの関係の一例を示すイメージ図である。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例を詳細に説明する。
まず、実施形態の前提となる背景および本実施形態の概要を説明する。本実施形態の手法は、データを収集し、収集したデータに基づいて特定の処理としてタスクを実行するための管理システムに適用される。管理システムは、いわゆる分散ファイルシステムである。分散ファイルシステムは、複数のサーバでそれぞれ異なる役割を分担する。管理システムのサーバの種類は、役割に応じて、データを受け付けるサーバをデータ受付サーバ、タスクを実行するサーバをタスク処理サーバとし、それぞれデータ受付、タスク処理の機能を担う。
管理システムは、例えば、自動車のデータを収集して運行情報を解析する、施設の人の移動状況を収集して解析する等のさまざまなタスクを実行するために用いられる。
管理システムは、いわゆるエッジコンピューティングの環境で用いられる。エッジコンピューティングとは、ユーザの端末の近くをエッジと捉えエッジ拠点ごとにサーバを分散配置することで、分散処理によるリアルタイム性の高いサービスを提供する仕組みである。エッジコンピューティングでは、エッジ拠点ごとに、エッジ拠点の担当領域で発生するストリームデータを収集し、収集したデータに対して処理を行う。図１は、管理システムをエッジコンピューティングの環境に適用した場合のイメージ図である。図１に示すように、エッジ拠点とエッジ拠点が担当する担当領域がある。エッジ拠点ごとに、複数のデータ受付サーバおよびタスク処理サーバで分担して処理を行う。担当領域では、自動車や道路上のセンサー等の各機器から大量のデータがストリーミングデータとして発生し、担当領域の各機器からネットワークを介してエッジ拠点にデータが送信される。
ここで、データのデータ量およびタスクのタスク量は変化することが想定される。例えば、自動車等のデータ発生源の移動、突発的な事故等の事象に応じて、データ量およびタスク量は変化するからである。よって、事前にデータ量およびタスク量を見積もるのは困難である。そのため、管理システムでは、サーバの機能の切り替えを行う必要がある。管理システムは、データ量およびタスク量に応じて、データ受付サーバおよびタスク処理サーバの数の比率は固定せず、役割を切り替えてサーバの比率を動的に調整する。このように、サーバの機能を切り替えるのは、負荷を分散させ、よりリアルタイムに処理を行うためである。
タスク処理サーバをデータ受付サーバに切り替える際には、切り替えるタスク処理サーバで処理待ちのタスクを他のタスク処理サーバへ再配置する。また、データ受付サーバをタスク処理サーバに切り替える際には、切り替えるデータ受付サーバで保持していたデータを他の移動先のデータ処理サーバへ移動する。随時発生するデータの送信先も、移動先のデータ処理サーバへ送るようにＤＮＳサーバのルーティングを変更する。
ここで、データ受付サーバをタスク処理サーバに切り替える場合の課題について説明する。データのデータ受付サーバをタスク処理サーバに切り替える場合、当該データ受付サーバに記憶していたデータを別のデータ受付サーバに移動する必要がある。しかし、その間、タスク処理サーバのデータの読み出しが中断される。図２は、サーバの機能を切り替える際にデータの読み出しを中断する場合の一例を示す図である。図２に示すように、タスク処理サーバは、読み出し中断依頼を受け付けて、データの読み出しを中断する。切り替えるデータ受付サーバは、データの移動先のデータ受付サーバに、データの移動を開始する。タスク処理サーバは、移動先のデータ受付サーバにデータの移動が完了するまで、データの読み出しを中断する。そのため、データ受付サーバの切り替えでは、データを移動している間、タスク処理サーバの待機時間が発生してしまう。結果として、タスク処理サーバの処理時間が長くなってしまう。
また、上記のような待機時間を解消するために、切り替えの前に事前にデータを移動しておく場合には、余計なトラフィックが発生する、という課題がある。図３は、サーバの機能を切り替える際に事前にデータを移動しておく場合の一例を示す図である。図３に示すように、事前にデータを移動しておけば、データの読み出しの中断は短くて済む。しかし、移動中もタスク処理サーバがデータの読み出しを行っているため、移動しても読み出されない余分なデータも移動の対象にしてしまうこととなり、余分なトラフィックが発生する。
そこで、本実施形態では、読み出されていない未処理のデータのうち、移動中に読み出されるデータと、移動完了後に読み出されるデータ、すなわち移動対象となるデータとのデータ量の比率を算出する。図４は、読み出されるデータと移動対象のデータとの関係を示す図である。図４に示すように、移動中に読み出されるデータと、移動対象のデータとを分ける。
データ量の比率の計算の手法について説明する。データ量の比率は、以下（１）式および（２）式に従って、移動中に読み出されるデータの読み出し時間と、移動対象のデータの転送時間とが等しくなるように計算する。

・・・（１）

・・・（２）
ここで、Ｄｃは移動対象のデータのデータ量、Ｄｒは移動中にサーバｉから読み出されるデータのデータ量、Ｄａは読み出されていない未処理のデータのデータ量である。データ量の単位はｂｉｔとする。切替対象のデータ受付サーバをｉ、移動先のデータ受付サーバをｊとして、ＴＰｉ,ｊはサーバｉ,ｊ間の帯域の転送速度、

（以下、ＲＤｒと表記する）はタスク処理サーバからの読み出しの転送速度である。転送速度の単位はｂｐｓとする。図５は、各データ量の関係を示すイメージ図である。図５に示すように、未処理のデータ量Ｄａは、データ量Ｄｃおよびデータ量Ｄｒの合計である。このように比率を算出することで、データ量Ｄｃをデータ移動量として算出できる。
帯域の転送速度ＴＰｉ,ｊと、読み出しの転送速度ＲＤｒとが等しい場合には、データ量Ｄａに対してデータ量Ｄｃおよびデータ量Ｒｒは、それぞれデータ量Ｄａの１／２になる。
読み出し時間と転送時間とが等しい場合について説明する。例えば、未処理のデータ量Ｄａが６００Ｍｂｉｔあり、帯域の転送速度ＴＰｉ,ｊが６Ｍｂｐｓ、読み出しの転送速度ＲＤｒが６Ｍｂｐｓであったとする。この場合、上記（２）式に従って、データ量Ｄｃおよびデータ量Ｄｒは３００Ｍｂｉｔと算出できる。また、上記（１）式の読み出し時間と転送時間とはそれぞれ５０秒と算出できる。つまり、データの移動開始位置は、最後に読み出されるデータから３００Ｂｂｉｔの位置であることが特定できる。
読み出し時間と転送時間とが等しくない場合について説明する。例えば、未処理のデータ量Ｄａが６００Ｍｂｉｔあり、帯域の転送速度ＴＰｉ,ｊが６Ｍｂｐｓ、読み出しの転送速度ＲＤｒが２Ｍｂｐｓであったとする。この場合、上記（２）式に従って、データ量Ｄｃは４５０Ｍｂｉｔ、データ量Ｄｒは１５０Ｍｂｉｔと算出できる。また、上記（１）式の読み出し時間と転送時間とはそれぞれ７５秒と算出できる。つまり、データの移動開始位置は、最後に読み出されるデータから４５０Ｂｂｉｔの位置であることが特定できる。なお、帯域および読み出しの転送速度の関係が逆であっても同様に計算できる。
図６は、サーバの機能を切り替える際にデータのデータ移動量を算出する場合の一例を示す図である。図６に示すように、読み出しの中断も短く済み、かつ、余分なトラフィックも発生しない。
以上がデータ量の比率を求める手法の説明である。なお、以下に説明する実施形態では、データの種類であるトピックごとに同様の計算を行う。トピックの詳細については作用の説明において後述する。
本実施形態では、以上の手法を用いて管理システムにおけるサーバの機能の切り替えを実現する。以下、本発明の実施形態の構成を説明する。
図７は、本発明の実施形態に係る管理システムの概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態に係る管理システム１０は、管理サーバ１００と、複数のデータ受付サーバ２００と、複数のタスク処理サーバ３００と、ＤＮＳサーバ４００と、プロキシサーバ５００とを備える。各サーバはインターネット等のネットワークＮを介して接続される。
図８は、管理システム１０の各サーバの構成の詳細を説明するためのブロック図である。各サーバは、各サーバに設けられた通信部（１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）を介して通信を行い、各種情報を送受信する。なお、各サーバで行われる各処理については後述する作用において説明するため、ここでは各部の処理の説明は省略する。
管理サーバ１００は、通信部１０２と、データタスク制御部１０４と、負荷制御部１０６と、切替制御部１０８と、タスク処理ＤＢ１２０と、負荷情報ＤＢ１２２と、帯域情報ＤＢ１２４とを含んでいる。
複数のデータ受付サーバ２００は、各サーバで同様の構成となるため、一つのデータ受付サーバ２００の構成を例にする。データ受付サーバ２００は、通信部２０２と、負荷応答部２０４と、データ処理部２０６と、切替処理部２０８と、データＤＢ２２０とを含んでいる。
複数のタスク処理サーバ３００は、各サーバで同様の構成となるため、一つのタスク処理サーバ３００の構成を例にする。タスク処理サーバ３００は、通信部３０２と、負荷応答部３０４と、タスク処理部３０６と、切替処理部３０８と、タスクＤＢ３２０とを含んでいる。
ＤＮＳサーバ４００は、通信部４０２と、ルーティング登録部４０４と、応答部４０６と、ルーティングテーブルＤＢ４２０とを含んでいる。
プロキシサーバ５００は、通信部５０２と、判定部５０４と、ルーティング部５０６とを含んでいる。
管理サーバ１００は、例えば図９に示すコンピュータ２０で実現することができる。コンピュータ２０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）２１と、一時記憶領域としてのメモリ２２と、不揮発性の記憶部２３とを備える。また、コンピュータ２０は、入出力装置２４と、記憶媒体２９に対するデータの読み込みおよび書き込みを制御するRead/Write（Ｒ／Ｗ）部２５と、インターネット等のネットワークに接続される通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２６とを備える。ＣＰＵ２１、メモリ２２、記憶部２３、入出力装置２４、Ｒ／Ｗ部２５、および通信Ｉ／Ｆ２６は、バス２７を介して互いに接続される。
記憶部２３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、Solid State Drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部２３には、コンピュータ２０を管理サーバ１００として機能させるための管理プログラム３０が記憶される。管理プログラム３０は、通信プロセス３２と、データタスク制御プロセス３３と、負荷制御プロセス３４と、切替制御プロセス３５とを有する。
ＣＰＵ２１は、管理プログラム３０を記憶部２３から読み出してメモリ２２に展開し、管理プログラム３０が有するプロセスを順次実行する。ＣＰＵ２１は、通信プロセス３２を実行することで、図８に示す通信部１０２として動作する。また、ＣＰＵ２１は、データタスク制御プロセス３３を実行することで、図８に示すデータタスク制御部１０４として動作する。また、ＣＰＵ２１は、負荷制御プロセス３４を実行することで、図８に示す負荷制御部１０６として動作する。ＣＰＵ２１は、切替制御プロセス３５を実行することで、図８に示す切替制御部１０８として動作する。また、ＣＰＵ２１は、情報記憶領域３９から情報を読み出して、タスク処理ＤＢ１２０、負荷情報ＤＢ１２２、および帯域情報ＤＢ１２４の各々をメモリ２２に展開する。これにより、管理プログラム３０を実行したコンピュータ２０が、管理サーバ１００として機能することになる。なお、プログラムを実行するＣＰＵ２１はハードウェアである。
なお、管理プログラム３０により実現される機能は、例えば半導体集積回路、より詳しくはApplication Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）等で実現することも可能である。
データ受付サーバ２００およびタスク処理サーバ３００は同様の構成のサーバであるため、例えば図１０に示すコンピュータ４０で実現することができる。コンピュータ４０は、ＣＰＵ４１と、一時記憶領域としてのメモリ４２と、不揮発性の記憶部４３とを備える。また、コンピュータ４０は、入出力装置４４と、記憶媒体４９に対するデータの読み込みおよび書き込みを制御するＲ／Ｗ部４５と、インターネット等のネットワークに接続される通信Ｉ／Ｆ４６とを備える。ＣＰＵ４１、メモリ４２、記憶部４３、入出力装置４４、Ｒ／Ｗ部４５、および通信Ｉ／Ｆ４６は、バス４７を介して互いに接続される。
記憶部４３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部４３には、コンピュータ４０をタスク処理サーバ３００またはデータ受付サーバ２００として機能させるための処理プログラム５０が記憶される。処理プログラム５０は、通信プロセス５２と、負荷応答プロセス５３と、主処理プロセス５４と、切替処理プロセス５５とを有する。
ＣＰＵ４１は、処理プログラム５０を記憶部４３から読み出してメモリ４２に展開し、処理プログラム５０が有するプロセスを順次実行する。
データ受付サーバ２００の場合の動作について説明する。ＣＰＵ４１は、通信プロセス５２を実行することで、図８に示す通信部２０２として動作する。また、ＣＰＵ４１は、負荷応答プロセス５３を実行することで、図８に示す負荷応答部２０４として動作する。また、ＣＰＵ４１は、主処理プロセス５４を実行することで、図８に示すデータ処理部２０６として動作する。ＣＰＵ４１は、切替処理プロセス５５を実行することで、図８に示す切替処理部２０８として動作する。また、ＣＰＵ４１は、情報記憶領域５９から情報を読み出して、データＤＢ２２０をメモリ４２に展開する。これにより、処理プログラム５０を実行したコンピュータ４０が、データ受付サーバ２００として機能することになる。なお、プログラムを実行するＣＰＵ４１はハードウェアである。また、タスク処理サーバ３００の場合の動作について説明する。ＣＰＵ４１は、通信プロセス５２を実行することで、図８に示す通信部３０２として動作する。また、ＣＰＵ４１は、負荷応答プロセス５３を実行することで、図８に示す負荷応答部３０４として動作する。また、ＣＰＵ４１は、主処理プロセス５４を実行することで、図８に示すタスク処理部３０６として動作する。ＣＰＵ４１は、切替処理プロセス５５を実行することで、図８に示す切替処理部３０８として動作する。また、ＣＰＵ４１は、情報記憶領域５９から情報を読み出して、タスクＤＢ３２０をメモリ４２に展開する。これにより、処理プログラム５０を実行したコンピュータ４０が、タスク処理サーバ３００として機能することになる。
なお、処理プログラム５０により実現される機能は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ等で実現することも可能である。
ＤＮＳサーバ４００およびプロキシサーバ５００については一般的なＤＮＳサーバおよびプロキシサーバとして用いられるサーバによって実現すればよいため、コンピュータの構成についての説明は省略する。
次に、本実施形態に係る管理システム１０の作用について説明する。まず、本実施形態の手法の前提となる処理の流れを図１１のシーケンス図を参照して説明する。図１１は、データおよびタスクの処理の流れ、および定期処理を示すシーケンス図である。
図１１を用いて、まずは、データおよびタスクの処理について説明する。なお、データおよびタスクの処理は、本実施形態の前提の処理ではあるものの、主要な処理ではないため、簡略化して説明する。
プロキシサーバ５００が、データまたはタスクの情報を受信する（Ｓ１０）。プロキシサーバ５００の判定部５０４が、情報がデータまたはタスクのいずれであるかを判定する（Ｓ１２）。
データには、宛先アドレス、送信元アドレス、トピック、およびデータ実体が含まれる。トピックとはデータの種類を表し、タスクによって読み出されるデータをまとめた単位である。タスクは、トピックを読み出してタスクを実行する。また、データは複数のトピックに対応付けられる場合がある。なお、宛先アドレスはプロキシサーバ５００のアドレス、送信元アドレスはデータを送信した機器のアドレスである。
タスクには、宛先アドレス、送信元アドレス、タスクＩＤ、およびタスクの処理に必要なトピックが含まれる。タスクはトピックの単位でデータを読み出すことで実行する。なお、宛先アドレスはプロキシサーバ５００のアドレス、送信元アドレスはタスクを送信した機器のアドレスである。
Ｓ１２の判定がデータであれば、プロキシサーバ５００がルーティング部５０６で、ＤＮＳサーバ４００に対して登録または参照を行う（Ｓ１４）。データのトピックのルーティング先がルーティングテーブルＤＢ４２０にあれば、アドレスを宛先として取得する。データのトピックのルーティング先がルーティングテーブルＤＢ４２０になければ、ルーティング登録部４０４で、ルーティングテーブルＤＢ４２０にルーティングを登録する。登録するデータ受付サーバ２００のアドレスは、例えば、管理サーバ１００の負荷情報ＤＢ１２２を参照し、リソースのメモリの使用率が低いデータ受付サーバ２００のアドレスを登録すればよい。
ルーティングテーブルＤＢ４２０には、図１２に示すように、サーバの住所であるアドレス、サーバの役割、およびタスクに対応するトピックが格納されている。役割は、管理サーバ１００であることを示す「管理」、データ受付サーバ２００であることを示す「データ受付」のいずれかである。
プロキシサーバ５００がルーティング部５０６で、ルーティングテーブルＤＢ４２０のアドレスを参照し（Ｓ１４）、参照して得られたアドレスのデータ受付サーバ２００にデータを送信する（Ｓ１６）。データ受付サーバ２００が受信したデータは、データ処理部２０６が、データＤＢ２２０に格納する（Ｓ１８）。
データＤＢ２２０には、図１３に示すように、データが参照されるトピック、データのデータＩＤ、およびデータ実体が格納されている。データ実体はＸＭＬ、ＪＰＧ等の、タスクにおける処理の対象となる任意のファイルである。
Ｓ１２の判定がタスクであれば、プロキシサーバ５００がルーティング部５０６で、管理サーバ１００にタスクを送信する（Ｓ２０）。Ｓ２０で送信されたタスクは、管理サーバ１００が受信し、データタスク制御部１０４が、タスクを実行させるタスク処理サーバ３００を決定して、タスク処理ＤＢ１２０を更新する（Ｓ２２）。タスクを実行させるタスク処理サーバは、負荷情報ＤＢ１２２を参照して、メモリの使用率が低いタスク処理サーバ３００を選べばよい。なお、データタスク制御部１０４では、タスクの実行タイミングをスケジューリングして決定するようにしてもよい。
タスク処理ＤＢ１２０には、図１４に示すように、タスク処理サーバ３００のアドレス、およびタスクＩＤが格納されている。
データタスク制御部１０４が、受信したタスクを、タスク処理ＤＢ１２０の該当するアドレスのタスク処理サーバ３００に送信する（Ｓ２４）。タスク処理サーバ３００が受信したタスクは、タスクＤＢ３２０に格納される（Ｓ２６）。
タスクＤＢ３２０には、図１５に示すように、タスクＩＤ、実行ファイルが格納される。実行ファイルは、タスクの処理内容が記述された実行ファイルが圧縮された圧縮形式で格納される。
タスク処理サーバ３００が、タスクＤＢ３２０に格納した順にタスクを実行する（Ｓ２８）。タスク処理部３０６が、タスクの実行にあたって、ＤＮＳサーバ４００へデータのルーティングを参照し（Ｓ２８−１）、データの読み出し先のデータ受付サーバ２００のアドレスを受け取る。タスク処理部３０６が、受け取ったデータ受付サーバ２００のアドレスに対し、タスクの処理に必要なトピックに含まれるデータの読み出しを行い（Ｓ２８−２）、タスクを実行する。
また、管理システム１０では、定期処理として、負荷情報および帯域情報の収集が行われる。タスク処理サーバ３００およびデータ受付サーバ２００が、負荷情報を管理サーバ１００に送信する（Ｓ３０、Ｓ３２）。負荷情報は、負荷情報ＤＢ１２２に格納される（Ｓ３４）。また、管理サーバ１００が、帯域情報を収集し（Ｓ３６、Ｓ３８）、帯域情報ＤＢ１２４に格納する（Ｓ４０）。
負荷情報ＤＢ１２２には、図１６に示すように、サーバのアドレス、サーバの役割、ＣＰＵ、メモリ等のリソース、およびリソースの使用率が格納されている。役割は、「データ受付」または「タスク処理」のいずれかである。
帯域情報ＤＢ１２４には、図１７に示すように、サーバのアドレス、およびサーバの帯域の転送速度（Ｍｂｐｓ）が格納されている。
タスク処理サーバ３００の負荷応答部３０４、およびデータ受付サーバ２００の負荷応答部２０４が、自身のサーバの負荷情報を定期的に管理サーバ１００に送信する。
次に、図１８のシーケンス図を参照して、データ受付サーバ２００の役割を切り替える場合の処理の流れを説明する。図１８のシーケンス図は、本発明の実施形態の手法によって、データ受付サーバ２００をタスク処理サーバ３００に切り替える場合の処理の流れを説明するためのシーケンス図である。図１９は、切り替え処理の流れに係る管理システムの構成を示す図である。図１９の構成において、データ受付サーバ２００Ａを切替対象として、データ受付サーバ２００Ｂにデータを移動する場合を例に説明する。以下の説明においては、管理システム１０で管理されている全てのデータ受付サーバ２００を「データ受付サーバ２００の各々」と記載する。また、切替対象のデータ受付サーバ２００を「データ受付サーバ２００Ａ」、データの移動先のデータ受付サーバ２００を「データ受付サーバ２００Ｂ」と記載する。また、管理システム１０で管理されている全てのタスク処理サーバ３００を「タスク処理サーバ３００の各々」、切替対象のデータ受付サーバ２００Ａからデータの読み出しを行っているタスク処理サーバ３００を「タスク処理サーバ３００Ａ」と記載する。なお、データ受付サーバ２００Ａが、機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバの一例である。タスク処理サーバ３００Ａが、データを処理するタスク処理機能を実行する第２サーバの一例である。データ受付サーバ２００Ｂが、データの移動先である第３サーバの一例である。
なお、データ移動量および移動時間の計算はトピックの単位で行われるため、データ、トピック、およびタスクの関係を整理する。図２０は、データ、トピック、およびタスクの関係の一例を示すイメージ図である。タスクは、一つ以上のトピックを読み出して、トピックごとにタスクを実行していく。トピックは複数のデータを含んでいる。トピックの中でデータの読み出し順が定められているとする。トピックが処理単位の一例である。
図１８のシーケンス図では、まず、管理サーバ１００の負荷制御部１０６が、負荷情報ＤＢ１２２で、負荷が予め定めた閾値を超えたタスク処理サーバ３００があるか否かを判定する（Ｓ５０）。負荷は、負荷情報ＤＢ１２２のリソースの使用率から判別すればよい。閾値を超えていない場合には、本判定処理を繰り返す。なお、データ受付サーバ２００の負荷を判定する場合については説明を省略する。負荷制御部１０６が、データ受付サーバ２００の各々に、移動時間の計算依頼を送信する（Ｓ５２）。
データ受付サーバ２００の各々が、切替処理部２０８で、データＤＢ２２０のトピックごとに、上記（２）式に従ってデータ移動量、上記（１）式に従って移動時間を計算する（Ｓ５４）。計算は、未処理のデータ量Ｄａ、読み出しの転送速度ＲＤｒ、および帯域の転送速度ＴＰｉ,ｊに基づいて行う。帯域の転送速度ＴＰｉ,ｊは、管理サーバ１００の帯域情報ＤＢ１２４の当該データ受付サーバ２００と、他のデータ受付サーバ２００との帯域の転送速度を参照し、いずれか低い方の帯域の転送速度を採用すればよい。ここで他のデータ受付サーバ２００は最も帯域の転送速度の速いサーバを選べばよい。計算を行ったデータ受付サーバ２００が切替対象になった場合に、ここで選ばれたデータ受付サーバ２００が、移動先のデータ受付サーバ２００Ｂとなる。読み出しの転送速度ＲＤｒは、管理サーバ１００の帯域情報ＤＢ１２４の当該データ受付サーバ２００と、データを読み出しているタスク処理サーバ３００との帯域の転送速度を参照し、いずれか低い方の帯域の転送速度を採用すればよい。トピックごとに計算した移動時間のうち、最も長い移動時間を当該データ受付サーバ２００の切り替えに掛かる移動時間であるとする。計算結果は、最も移動時間の長いトピック、当該トピックのデータ移動量、当該トピックの移動時間とする。なお、計算に使用する帯域の転送速度は、計算依頼に含めておくようにしてもよい。
データ受付サーバ２００の各々が、管理サーバ１００に計算結果を送信する（Ｓ５６）。管理サーバ１００が、切替制御部１０８で、データ受付サーバ２００の各々の計算結果のうち最も移動時間が短いデータ受付サーバ２００を、切替対象のデータ受付サーバ２００Ａに決定し（Ｓ５８）、切替依頼を送信する（Ｓ６０−１）。また、ＤＮＳサーバ４００に対してルーティング先の変更依頼を送信する（Ｓ６０−２）。変更依頼には、計算結果のトピック、データ受付サーバ２００Ａのアドレス、および移動先のデータ受付サーバ２００Ｂのアドレスを含む。
データ受付サーバ２００Ａが切替処理部２０８Ａで、切替依頼を受信すると、切替処理部２０８Ａで、最も移動時間の長いトピックに含まれるデータについて、データ移動量から移動開始位置を特定する（Ｓ６２）。ここで、データ移動量から特定される移動開始位置について説明する。例えば、トピックの未処理のデータ量が６００Ｍｂｉｔ、データ移動量３００Ｍｂｉｔであったとする。未処理のデータ量の内訳が、未処理のトピックのデータとしてＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ,Ｇ,Ｈ,Ｉ,Ｊの順に読み出される６０ＭＢずつの１０個のデータがあったとする。この場合、データ移動量３００Ｍｂｉｔは未処理のデータ量６００Ｍｂｉｔの半分であるため、５番目の後の６番目のデータＦを移動開始位置に決定すればよい。なお、決定方法はあくまで一例であり、データ移動量を元に移動開始位置を決定できる方法であればどのような決定方法を用いてもよい。
データ受付サーバ２００Ａが切替処理部２０８Ａで、特定した移動開始位置からデータ受付サーバ２００Ｂへデータの移動を開始する（Ｓ６４）。データ受付サーバ２００Ａが、切替処理部２０８Ａで、トピックの移動開始位置からの全てのデータの移動が完了したか否かを判定する（Ｓ６６）。移動が完了している場合にはＳ７０−１へ移行し、移動が完了していない場合には当該判定を繰り返し、移動が完了するのを待つ。
ＤＮＳサーバ４００が、ルーティング先の変更依頼を受信すると、計算結果のトピックのルーティング先を変更する（Ｓ６８）。具体的には、当該トピックのアドレスを、データ受付サーバ２００Ａのアドレスからデータ受付サーバ２００Ｂのアドレスに変更する。このようにルーティングを変更することで、機器からプロキシサーバ５００で受信する当該トピックのデータの送信先がデータ受付サーバ２００Ｂになる。
データ移動が完了すると、データ受付サーバ２００Ａが切替処理部２０８Ａで、タスク処理サーバ３００Ａに、読み出し先切替依頼を送信する（Ｓ７０−１）。また、管理サーバ１００に移動完了通知を送信する（Ｓ７０−２）。なお、読み出し先切替依頼には、データの移動開始位置を含めてもよい。移動開始位置を含めることにより、タスク処理サーバ３００Ａで、移動開始位置の前のデータを読み出しできているかをチェックできるようになる。仮に移動開始位置まで読み出しできていない場合には、読み出しできていない分のデータはデータ受付サーバ２００Ａから読み出し、移動開始位置からデータ受付サーバ２００Ｂから読み出すようにする。これにより、データの欠落による不整合が生じるのを防ぐことができる。
タスク処理サーバ３００Ａが、読み出し先切替依頼を受信すると、切替処理部３０８Ａで、読み出しを中断し（Ｓ７２−１）、ＤＮＳサーバ４００にルーティングを問い合わせる（Ｓ７２−２）。切替処理部３０８Ａが、問い合わせ結果から、データの読み出し先を変更して読み出しを再開する（Ｓ７４）。切替処理部３０８Ａが、管理サーバ１００に読み出し再開通知を送信する（Ｓ７６）。
管理サーバ１００が、データ受付サーバ２００Ａからの移動完了通知およびタスク処理サーバ３００Ａからの読み出し再開通知を受信すると、タスク割当開始依頼をデータ受付サーバ２００Ａに通知する（Ｓ７８）。データ受付サーバ２００Ａは、タスク割当開始依頼を受信するとサーバの機能をタスク処理に切り替える（Ｓ８０）。
以上説明したように、本実施形態に係る管理システムによれば、転送速度および未処理のデータ量に基づいて、データ移動量および移動時間を計算する。データ移動量からデータの移動開始位置を特定する。このため、サーバの機能の切り替えに伴うトラフィックの抑制を図ると共に、処理の中断時間を短くすることができる。
また、例えば、上述した実施形態では、データ受付サーバ２００で、データ移動量および移動時間を計算する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、データ受付サーバ２００から必要な情報を管理サーバ１００に送信し、管理サーバ１００でデータ移動量および移動時間を計算するようにしてもよい。
また、各種プログラムは記憶媒体から読み込むようにしてもよい。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する、
ことを含む処理をコンピュータに実行させるための切替プログラム。
（付記２）
前記データ移動量は、
前記第１の転送速度および前記第３サーバに移動するデータ量に基づく前記移動を開始してから完了するまでの時間と、前記第２の転送速度および前記第１サーバから読み出すデータ量に基づく読み出し時間とが一致するように算出する付記１に記載の切替プログラム。
（付記３）
前記第１サーバが、データの処理単位を複数持つ場合に、
前記第１サーバが持つ処理単位の各々について、前記未処理のデータのデータ量、前記第１の転送速度、および前記第２の転送速度に基づいて、前記データ移動量を算出し、前記データ移動量から移動時間を算出し、処理単位の各々について算出した前記移動時間のうち最も長い移動時間である処理単位のデータ移動量を、前記第１サーバのデータ移動量とする付記１または付記２に記載の切替プログラム。
（付記４）
前記第１サーバが複数ある場合に、
前記移動時間が最も短い前記第１サーバを切替対象の前記第１サーバとする付記３に記載の切替プログラム。
（付記５）
前記第２サーバに通知する読み出し先の切替依頼に前記移動開始位置を含む付記１〜付記４の何れかに記載の切替プログラム。
（付記６）
機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する切替処理部、
を含む切替装置。
（付記７）
前記データ移動量は、
前記第１の転送速度および前記第３サーバに移動するデータ量に基づく前記移動を開始してから完了するまでの時間と、前記第２の転送速度および前記第１サーバから読み出すデータ量に基づく読み出し時間とが一致するように算出する付記６に記載の切替装置。
（付記８）
前記第１サーバが、データの処理単位を複数持つ場合に、
前記第１サーバが持つ処理単位の各々について、前記未処理のデータのデータ量、前記第１の転送速度、および前記第２の転送速度に基づいて、前記データ移動量を算出し、前記データ移動量から移動時間を算出し、処理単位の各々について算出した前記移動時間のうち最も長い移動時間である処理単位のデータ移動量を、前記第１サーバのデータ移動量とする付記６または付記７に記載の切替装置。
（付記９）
前記第１サーバが複数ある場合に、
前記移動時間が最も短い前記第１サーバを切替対象の前記第１サーバとする付記８に記載の切替装置。
（付記１０）
前記第２サーバに通知する読み出し先の切替依頼に前記移動開始位置を含む付記６〜付記９の何れかに記載の切替装置。
（付記１１）
機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する、
ことを含む処理をコンピュータが実行することを特徴とする切替方法。
（付記１２）
前記データ移動量は、
前記第１の転送速度および前記第３サーバに移動するデータ量に基づく前記移動を開始してから完了するまでの時間と、前記第２の転送速度および前記第１サーバから読み出すデータ量に基づく読み出し時間とが一致するように算出する付記１１に記載の切替方法。
（付記１３）
前記第１サーバが、データの処理単位を複数持つ場合に、
前記第１サーバが持つ処理単位の各々について、前記未処理のデータのデータ量、前記第１の転送速度、および前記第２の転送速度に基づいて、前記データ移動量を算出し、前記データ移動量から移動時間を算出し、処理単位の各々について算出した前記移動時間のうち最も長い移動時間である処理単位のデータ移動量を、前記第１サーバのデータ移動量とする付記１１または付記１２に記載の切替方法。
（付記１４）
前記第１サーバが複数ある場合に、
前記移動時間が最も短い前記第１サーバを切替対象の前記第１サーバとする付記１３に記載の切替方法。
（付記１５）
前記第２サーバに通知する読み出し先の切替依頼に前記移動開始位置を含む付記１１〜付記１４の何れかに記載の切替方法。
１０ 管理システム
１００ 管理サーバ
１０２ 通信部
１０４ データタスク制御部
１０６ 負荷制御部
１０８ 切替制御部
２００ データ受付サーバ
２０２ 通信部
２０４ 負荷応答部
２０６ データ処理部
２０８ 切替処理部
３００ タスク処理サーバ
３０２ 通信部
３０４ 負荷応答部
３０６ タスク処理部
３０８ 切替処理部
４００ ＤＮＳサーバ
４０２ 通信部
４０４ ルーティング登録部
４０６ 応答部
５００ プロキシサーバ
５０２ 通信部
５０４ 判定部
５０６ ルーティング部

Claims (7)

  1. 機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
    前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
    算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
    前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する、
    ことを含む処理をコンピュータに実行させるための切替プログラム。
  2. 前記データ移動量は、
    前記第１の転送速度および前記第３サーバに移動するデータ量に基づく前記移動を開始してから完了するまでの時間と、前記第２の転送速度および前記第１サーバから読み出すデータ量に基づく読み出し時間とが一致するように算出する請求項１に記載の切替プログラム。
  3. 前記第１サーバが、データの処理単位を複数持つ場合に、
    前記第１サーバが持つ処理単位の各々について、前記未処理のデータのデータ量、前記第１の転送速度、および前記第２の転送速度に基づいて、前記データ移動量を算出し、前記データ移動量から移動時間を算出し、処理単位の各々について算出した前記移動時間のうち最も長い移動時間である処理単位のデータ移動量を、前記第１サーバのデータ移動量とする請求項１または請求項２に記載の切替プログラム。
  4. 前記第１サーバが複数ある場合に、
    前記移動時間が最も短い前記第１サーバを切替対象の前記第１サーバとする請求項３に記載の切替プログラム。
  5. 前記第２サーバに通知する読み出し先の切替依頼に前記移動開始位置を含む請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の切替プログラム。
  6. 機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
    前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
    算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
    前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する切替処理部、
    を含む切替装置。
  7. 機器からのデータを受け付ける受付機能を実行している第１サーバが、データを処理するタスク処理機能への機能の切り替えに必要な計算依頼を受け付けた場合に、
    前記第１サーバが持つデータのうち、前記タスク処理機能を実行する第２サーバから読み出されていない未処理のデータのデータ量、前記第１サーバの帯域の転送速度と当該第１サーバが持つデータの移動先である第３サーバの帯域の転送速度とから求まる第１の転送速度、および前記第２サーバのデータの読み出しの転送速度である第２の転送速度に基づいて、移動対象となるデータのデータ移動量を算出し、
    算出された前記データ移動量に基づいて、前記第１サーバが持つデータにおいて、前記第１サーバから前記第３サーバへ移動するデータの移動開始位置を特定し、
    前記第１サーバから前記第３サーバへ前記移動開始位置からデータの移動を開始する、
    ことを含む処理をコンピュータが実行することを特徴とする切替方法。
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