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、Dは移動対象のデータのデータ量、D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、D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Dは、データ量Dおよびデータ量D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D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Dに対してデータ量Dおよびデータ量Rは、それぞれデータ量D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D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Dおよびデータ量D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D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Dは450Mbit、データ量D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D、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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