JP2022187285A - 管理装置，ストレージシステム及び情報処理方法 - Google Patents

管理装置，ストレージシステム及び情報処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ストレージシステムにおける負荷を分散させてスループットを向上させる。【解決手段】ストレージシステムの管理装置であって、コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報１３３～１３５を取得し、ワークロード２１０の起動の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報１３３～１３５に基づき、ワークロード２１０の配置先及びボリューム１３のレプリカ位置の決定を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、管理装置，ストレージシステム及び情報処理方法に関する。
ネットワークを経由したストレージを有するクラスタシステムが存在する。
クラスタシステムでは、複数のサーバがネットワークによって接続したクラスタとして用意され、そのハードウェアをアプリケーションがシェアして利用する。クラスタ構成の一つの形態として、計算資源（ＣＰＵ）と記憶資源（ストレージ）とを分離したシステムがある。アプリケーションの実行形態として、低オーバヘッドのコンテナの採用が進んでいる。
米国公開公報第２０１８／０２４８９４９号 米国公開公報第２０１９／０３０６０２２号 特表２０１６－５２８６１７号公報
図１は、クラスタシステムにおけるデータの読み出し例を説明する図である。
図１に示すクラスタシステムにおいては、ストレージ＃１に記憶されているデータＡ，Ｂ及びストレージ＃２に記憶されているデータＣに対して、それぞれ、ストレージ＃２にレプリカとしてのデータＡ’が記憶され、ストレージ＃３にレプリカとしてのデータＢ’，Ｃ’が記憶されている。
符号Ａ１に示すように、サーバ＃１は、ストレージ＃１からデータＡを読み出している。また、符号Ａ２に示すように、サーバ＃２は、ストレージ＃１からデータＢを読み出している。更に、符号Ａ３に示すように、サーバ＃３は、ストレージ＃２からデータＣを読み出している。
このように、クラスタシステムにおいて、ワークロードの制御が行われない場合には、ワークロードが特定のストレージ（図１に示す例では、ストレージ＃１）に集中してしまい、スループットが低下してしまうおそれがある。
１つの側面では、ストレージシステムにおける負荷を分散させてスループットを向上させることを目的とする。
１つの側面では、管理装置は、ストレージシステムの管理装置であって、コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報を取得し、ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う。
１つの側面では、ストレージシステムにおける負荷を分散させてスループットを向上させることができる。
クラスタシステムにおけるデータの読み出し例を説明する図である。 実施形態におけるワークロード負荷情報の取得及び蓄積を簡単に説明するブロック図である。 実施形態としてのストレージシステムにおけるレプリカ位置の決定動作を説明するブロック図である。 図３に示したストレージシステムの構成例を模式的に示すブロック図である。 実施形態としての情報処理装置のハードウェア構成例を模式的に示すブロック図である。 図３に示した管理ノードのソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。 図３に示したコンピュートノードのソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。 図３に示したストレージノードのソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。 実施形態におけるレプリカ位置の決定処理を説明するフローチャートである。 図９に示したＣＰＵ及びアクセラレータの配置処理の詳細を説明するフローチャートである。 図９に示したストレージの配置処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１１に示したストレージの配置処理における帯域目標値を説明するためのテーブルである。 実施形態におけるストレージノードのリバランス処理を説明するフローチャートである。
〔Ａ〕実施形態
以下、図面を参照して一実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の機能等を含むことができる。
以下、図中において、同一の各符号は同様の部分を示しているので、その説明は省略する。
〔Ａ－１〕構成例
図２は、実施形態におけるワークロード負荷情報の取得及び蓄積を簡単に説明するブロック図である。
ワークロードの実行の際には、ワークロード負荷情報１３１が取得され、ワークロードＩＤと関連付けて保存される。別言すれば、コンテナを実行するときに、リソースへのアクセス状況が取得される。そして、コンテナイメージと関連付けてリソース要求情報が蓄積される。
ワークロードの実行中の負荷として、ＣＰＵ負荷やメモリ負荷、Graphics Processing Unit（ＧＰＵ）など使用ボリューム・アクセラレータ負荷、Ｉ／Ｏ負荷が観測される。Ｉ／Ｏ負荷は、データ総量や速度の平均・最大値・分散であってよい。
Ｉ／Ｏ負荷は、ＣＰＵ１０１－ストレージ１０３間、ＣＰＵ１０１－ネットワーク１０２間、ＣＰＵ１０１－アクセラレータ１０４間、アクセラレータ１０４－ストレージ１０３間と分類して取得されてよい。
ＣＰＵ１０１及びアクセラレータ１０４は、メモリを内蔵していてよい。
図３は、実施形態としてのストレージシステム１００におけるレプリカ位置の決定動作を説明するブロック図である。
ストレージシステム１００は、管理ノード１，複数（図示する例では３つ）のコンピュートノード２及び複数（図示する例では３つ）のストレージノード３を備える。
管理ノード１は、管理装置の一例であり、ワークロード実行要求を受け取ると、ワークロード負荷情報１３１，ノードリソース情報１３２，コンピュートノード負荷情報１３３，アクセラレータ負荷情報１３４，ストレージノード負荷情報１３５及びボリューム配置情報１３６を収集する。そして、管理ノード１は、ワークロード（ＷＬ）２１０及びアクセラレータ（ＡＣＣ）２２０をスケジューリングして、ワークロード２１０の配置及び使用ボリュームのレプリカ位置を決定する。
ワークロード負荷情報１３１は、コンピュートノード２において実行されるワークロード２１０による負荷を示す。
ノードリソース情報１３２は、各ノードがメモリやＣＰＵ，アクセラレータ２２０等をどの程度有しているかを示す静的な情報である。
コンピュートノード負荷情報１３３は、コンピュートノード２におけるＣＰＵ，メモリ（ＭＥＭ）及びネットワーク（ＮＥＴ）の負荷を示す。
アクセラレータ負荷情報１３４は、コンピュートノード２におけるアクセラレータ２２０の負荷を示す。
ストレージノード負荷情報１３５は、ストレージノード３におけるディスク１３の負荷を示す。
ボリューム配置情報１３６は、各ストレージノード３にどのボリュームが存在するかを示す。
管理ノード１は、図４を用いて後述するスケジューラ１１０がリソースの利用状況を把握する。ワークロード２１０（別言すれば、コンテナ）の起動時に、ワークロード２１０の負荷要求及びリソース利用状況に基づき、コンピュートノード２（別言すれば、ＣＰＵノード及びアクセラレータノード）及びストレージノード３を決定する。決定には、Ｉ／Ｏ負荷の増加が配置ノードのネットワークスラック（別言すれば、余裕）を超えないことを考慮して、負荷状況に応じてストレージノード３の選択が動的に制御される。
図４は、図３に示したストレージシステム１００の構成例を模式的に示すブロック図である。
ストレージシステム１００は、例えばクラスタシステムであり、管理ノード１，複数（図４に示す例では、２つ）のコンピュートノード２及び複数（図４に示す例では、２つ）のストレージノード３を備える。管理ノード１と複数のコンピュートノード２と複数のストレージノード３とは、ネットワーク１７０を介して接続される。
管理ノード１は、管理装置の一例であり、スケジューラ１１０，情報１３０及びNetwork Interface Card（ＮＩＣ）１７を備える。スケジューラ１１０は、コンピュートノード２におけるワークロード２１０とストレージノード３におけるディスク１３との配置を決定する。情報１３０は、図３に示したワークロード負荷情報１３１，ノードリソース情報１３２，コンピュートノード負荷情報１３３，アクセラレータ負荷情報１３４，ストレージノード負荷情報１３５及びボリューム配置情報１３６を含む。ＮＩＣ１７は、管理ノード１をネットワーク１７０に接続させる。
各コンピュートノード２は、サーバ装置の一例であり、複数（図４に示す例では、３つ）のワークロード２１０及びＮＩＣ１７を備える。ワークロード２１０は、管理ノード１によって配置され、ストレージノード３のデータへアクセスするために実行される。ＮＩＣ１７は、コンピュートノード２をネットワーク１７０に接続させる。
各ストレージノード３は、ストレージ装置の一例であり、複数（図４に示す例では、３つ）のディスク１３及びＮＩＣ１７を備える。ディスク１３は、コンピュートノード２からのアクセス対象となるデータを記憶する記憶装置である。ＮＩＣ１７は、ストレージノード３をネットワーク１７０に接続させる。
図５は、実施形態としての情報処理装置１０のハードウェア構成例を模式的に示すブロック図である。
図５に示す情報処理装置１０のハードウェア構成例は、図４に示した管理ノード１，コンピュートノード２及びストレージノード３のそれぞれのハードウェア構成例を示す。
情報処理装置１０は、プロセッサ１１，Random Access Memory（ＲＡＭ）１２，ディスク１３，グラフィックInterface（Ｉ／Ｆ）１４，入力Ｉ／Ｆ１５，ストレージＩ／Ｆ１６及びネットワーク１／Ｆ１７を備える。
プロセッサ１１は、例示的に、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、ＲＡＭ１２に格納されたOperating System（ＯＳ）やプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。
なお、プロセッサ１１としての機能を実現するためのプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ等）、ＤＶＤ（ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ等）、ブルーレイディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供されてよい。そして、コンピュータ（本実施形態ではプロセッサ１１）は上述した記録媒体から図示しない読取装置を介してプログラムを読み取って内部記録装置または外部記録装置に転送し格納して用いてよい。また、プログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供してもよい。
プロセッサ１１としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではＲＡＭ１２）に格納されたプログラムがコンピュータ（本実施形態ではプロセッサ１１）によって実行されてよい。また、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行してもよい。
プロセッサ１１は、情報処理装置１０全体の動作を制御する。プロセッサ１１は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ１１は、例えばCentral Processing Unit（ＣＰＵ）やMicro Processing Unit（ＭＰＵ），Digital Signal Processor（ＤＳＰ），Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ），Programmable Logic Device（ＰＬＤ），Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）のいずれか一つであってもよい。また、プロセッサ１１は、ＣＰＵ，ＭＰＵ，ＤＳＰ，ＡＳＩＣ，ＰＬＤ，ＦＰＧＡのうちの２種類以上の要素の組み合わせであってもよい。
ＲＡＭ１２は、例えばDynamic RAM（ＤＲＡＭ）であってよい。ＲＡＭ１２のソフトウェアプログラムは、プロセッサ１１に適宜に読み込まれて実行されてよい。また、ＲＡＭ１２は、一次記録メモリあるいはワーキングメモリとして利用されてよい。
ディスク１３は、例示的に、データを読み書き可能に記憶する装置であり、例えば、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）やSolid State Drive（ＳＳＤ），Storage Class Memory（ＳＣＭ）が用いられてよい。
グラフィックＩ／Ｆ１４は、表示装置１４０に対して映像を出力する。表示装置１４０は、液晶ディスプレイやOrganic Light-Emitting Diode（ＯＬＥＤ）ディスプレイ，Cathode Ray Tube（ＣＲＴ），電子ペーパーディスプレイ等であり、オペレータ等に対する各種情報を表示する。
入力Ｉ／Ｆ１５は、入力装置１５０からのデータの入力を受け付ける。入力装置１５０は、例えば、マウス、トラックボール、キーボードであり、この入力装置１５０を介して、オペレータが各種の入力操作を行なう。入力装置１５０及び表示装置１４０は組み合わされたものでもよく、例えば、タッチパネルでもよい。
ストレージＩ／Ｆ１６は、媒体読み取り装置１６０に対するデータの入出力を行う。媒体読み取り装置１６０は、記録媒体が装着可能に構成される。媒体読み取り装置１６０は、記録媒体が装着された状態において、記録媒体に記録されている情報を読み取り可能に構成される。本例では、記録媒体は可搬性を有する。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は、半導体メモリ等である。
ネットワークＩ／Ｆ１７は、情報処理装置１０をネットワーク１７０と接続し、このネットワーク１７０を介して他の情報処理装置１０（別言すれば、管理ノード１、コンピュートノード２又はストレージノード３）や図示しない外部装置と通信を行なうためのインタフェース装置である。ネットワークＩ／Ｆ１７としては、例えば、有線Local Area Network（ＬＡＮ）や無線ＬＡＮ，Wireless Wide Area Network（ＷＷＡＮ）のネットワーク１７０の規格に対応する各種インタフェースカードを用いることができる。
図６は、図３に示した管理ノード１のソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。
管理ノード１は、スケジューラ１１０及び情報交換部１１１として機能する。
情報交換部１１１は、ネットワーク１７０を介して、他のノード（別言すれば、コンピュートノード２及びストレージノード３）から、ワークロード負荷情報１３１，コンピュートノード負荷情報１３３，ストレージノード負荷情報１３５及びアクセラレータ負荷情報１３４を取得する。
別言すれば、情報交換部１１１は、コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報（別言すれば、コンピュートノード負荷情報１３３，アクセラレータ負荷情報１３４及びストレージノード負荷情報１３５）を取得する。
スケジューラ１１０は、ノードリソース情報１３２及びボリューム配置情報１３６に加えて、情報交換部１１１によって取得されたワークロード負荷情報１３１，コンピュートノード負荷情報１３３，ストレージノード負荷情報１３５及びアクセラレータ負荷情報１３４に基づき、ワークロード２１０の配置を決定する。
別言すれば、スケジューラ１１０は、ワークロード２１０の起動の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード２１０の配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う。
スケジューラ１１０は、プロセッサ１１とネットワーク１７０との間の通信量と、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、アクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である第１のコンピュートノード２を、複数のコンピュートノード２の中から選択してよい。また、スケジューラ１１０は、プロセッサ１１とネットワーク１７０との間の通信量と、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、プロセッサ１１とアクセラレータ２２０との間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である第２のコンピュートノード２を、複数のコンピュートノード２の中から選択してよい。そして、スケジューラ１１０は、第１のコンピュートノード２又は前記第２のコンピュートノード２を、ワークロード２１０の配置先として決定してよい。
スケジューラ１１０は、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、アクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である１以上の第１のストレージノード３を、複数のストレージノード３の中から選択してよい。そして、スケジューラ１１０は、１以上の第１のストレージノード３を、レプリカ位置として決定してよい。
スケジューラ１１０は、ストレージシステム１００に備えられる複数のストレージノード３の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、レプリカ位置の決定を行ってもよい。
図７は、図３に示したコンピュートノード２のソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。
コンピュートノード２は、ワークロード配備部２１１，情報交換部２１２及び負荷情報取得部２１３をエージェントとして備える。
負荷情報取得部２１３は、ＯＳ２０から、図６に示したワークロード負荷情報１３１，コンピュートノード負荷情報１３３及びアクセラレータ負荷情報１３４を含む負荷情報２３０を取得する。
情報交換部２１２は、Virtual Switch（ＶＳＷ）２１４及びネットワーク１７０を介して、管理ノード１に対して負荷情報取得部２１３によって取得された負荷情報２３０を送信する。
ワークロード配備部２１１は、管理ノード１における決定に基づき、ワークロード（ＷＬ）２１０を配備する。
図８は、図３に示したストレージノード３のソフトウェア構成例を模式的に示すブロック図である。
ストレージノード３は、情報交換部３１１及び負荷情報取得部３１２をエージェントとして備える。
負荷情報取得部３１２は、ＯＳ３０から、図６に示したストレージノード負荷情報１３５を含む負荷情報３３０を取得する。
情報交換部３１１は、ＶＳＷ３１３及びネットワーク１７０を介して、管理ノード１に対して負荷情報取得部３１２によって取得された負荷情報３３０を送信する。
〔Ａ－２〕動作例
実施形態におけるレプリカ位置の決定処理を、図９に示すフローチャート（ステップＳ１～Ｓ５）に従って説明する。
管理ノード１は、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置を行う（ステップＳ１）。なお、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理の詳細は、図１０を用いて後述する。
管理ノード１は、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置ができたかを判定する（ステップＳ２）。
配置ができていない場合には（ステップＳ２のＮＯルート参照）、処理はステップＳ５へ進む。
一方、配置ができた場合には（ステップＳ２のＹＥＳルート参照）、管理ノード１は、ストレージの配置を行う（ステップＳ３）。なお、ストレージの配置処理は、図１１を用いて後述する。
管理ノード１は、ストレージの配置ができたかを判定する（ステップＳ４）。
配置ができていない場合には（ステップＳ４のＮＯルート参照）、管理ノード１は、ワークロード２１０をスタンバイ状態とする（ステップＳ５）。そして、レプリカ位置の決定処理は終了する。
一方、配置ができた場合には（ステップＳ４のＹＥＳルート参照）、レプリカ位置の決定処理は終了する。
次に、図９に示したＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理の詳細を、図１０に示すフローチャート（ステップＳ１１～Ｓ１７）に従って説明する。
管理ノード１は、ＣＰＵ及びメモリ（ＭＥＭ）の要件を満たすノードの集合をＸとし、アクセラレータ（ＡＣＣ）２２０の要件を満たすノードの集合をＹとし、ＸとＹとの積集合Ｘ∩ＹをＺとする（ステップＳ１１）。
管理ノード１は、集合Ｚの中で、ネットワーク要件「CPU_NET + CPU_VOL + ACC_VOL <= ネットワークslack」を満たすノードをひとつ選ぶ（ステップＳ１２）。なお、CPU_NETはＣＰＵとネットワークとの間の通信量を示し、CPU_VOLはＣＰＵとボリュームとの間の通信量を示し、ACC_VOLはアクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量を示す。また、ネットワークslackは、あるノードのネットワーク量の余裕を示す。
管理ノード１は、ネットワーク要件を満たすノードがみつかったかを判定する（ステップＳ１３）。
ネットワーク要件を満たすノードがみつかった場合には（ステップＳ１３のＹＥＳルート参照）、配置可能であるとして、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理は終了する。
一方、ネットワーク要件を満たすノードがみつからなかった場合には（ステップＳ１３のＮＯルート参照）、管理ノード１は、集合Ｘの中で、ネットワーク要件「CPU_NET + CPU_VOL + CPU_ACC <= ネットワークslack」を満たすノードをひとつ選ぶ（ステップＳ１４）。なお、CPU_NETはＣＰＵとネットワークとの間の通信量を示し、CPU_VOLはＣＰＵとボリュームとの間の通信量を示し、CPU_ACCはＣＰＵとアクセラレータ２２０との間の通信量を示す。また、ネットワークslackは、あるノードのネットワーク量の余裕を示す。
管理ノード１は、ネットワーク要件を満たすノードがみつかったかを判定する（ステップＳ１５）。
ネットワーク要件を満たすノードがみつからなかった場合には（ステップＳ１５のＮＯルート参照）、配置不可能であるとして、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理は終了する。
一方、ネットワーク要件を満たすノードがみつかった場合には（ステップＳ１５のＹＥＳルート参照）、管理ノード１は、集合Ｙの中で、ネットワーク要件「ACC_VOL + CPU_ACC <= ネットワークslack」を満たすノードをひとつ選ぶ（ステップＳ１６）。なお、ACC_VOLはアクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量を示し、CPU_ACCはＣＰＵとアクセラレータ２２０との間の通信量を示す。また、ネットワークslackは、あるノードのネットワーク量の余裕を示す。
管理ノード１は、ネットワーク要件を満たすノードがみつかったかを判定する（ステップＳ１７）。
ネットワーク要件を満たすノードがみつかった場合には（ステップＳ１７のＹＥＳルート参照）、配置可能であるとして、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理は終了する。
一方、ネットワーク要件を満たすノードがみつからなかった場合には（ステップＳ１７のＮＯルート参照）、配置不可能であるとして、ＣＰＵ及びアクセラレータ２２０の配置処理は終了する。
次に、図９に示したストレージの配置処理の詳細を、図１１に示すフローチャート（ステップＳ２１～Ｓ２６）に従って説明する。
管理ノード１は、ボリュームのレプリカを持つストレージノード３の集合をＶとする（ステップＳ２１）。
管理ノード１は、集合Ｖの中で、ネットワーク要件「CPU_VOL + ACC_VOL <= ネットワークslack」を満たすノードをひとつ選ぶ（ステップＳ２２）。なお、CPU_VOLはＣＰＵとボリュームとの間の通信量を示し、ACC_VOLはアクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量を示す。また、ネットワークslackは、あるノードのネットワーク量の余裕を示す。
管理ノード１は、ネットワーク要件を満たすノードがみつかったかを判定する（ステップＳ２３）。
ネットワーク要件を満たすノードがみつかった場合には（ステップＳ２３のＹＥＳルート参照）、配置可能であるとして、ストレージの配置処理は終了する。
一方、ネットワーク要件を満たすノードがみつからなかった場合には（ステップＳ２３のＮＯルート参照）、管理ノード１は、集合Vの中から、組み合わせることによってネットワーク要件「CPU_VOL + ACC_VOL <= ネットワークslack」を満たす複数のノードを選ぶ（ステップＳ２４）。なお、CPU_VOLはＣＰＵとボリュームとの間の通信量を示し、ACC_VOLはアクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量を示す。また、ネットワークslackは、あるノードのネットワーク量の余裕を示す。
管理ノード１は、選択されたノードの中でボリュームを配置する（ステップＳ２５）。
管理ノード１は、ネットワーク要件を満たすノードがみつかったかを判定する（ステップＳ２６）。
ネットワーク要件を満たすノードがみつかった場合には（ステップＳ２６のＹＥＳルート参照）、配置可能であるとして、ストレージの配置処理は終了する。
一方、ネットワーク要件を満たすノードがみつからなかった場合には（ステップＳ２６のＮＯルート参照）、配置不可能であるとして、ストレージの配置処理は終了する。
図１２は、図１１に示したストレージの配置処理における帯域目標値を説明するためのテーブルである。
３つの使用ボリュームV1, V2, V3があり、レプリカをストレージノード３に持つとする。図１２に示す例では、ボリュームV1のレプリカがストレージノード＃１，＃２に配置され、ボリュームV2のレプリカがストレージノード＃２，＃３に配置され、ボリュームV3のレプリカがストレージノード＃１，＃３に配置されている。また、ボリュームV1, V2, V3毎の負荷をそれぞれR1, R2, R3とする。
ストレージノード３毎のネットワークSlackをS1, S2, S3とする。
ストレージの割り当ては、以下の手順（１）～（４）の手順で行われる。
（１）S1を超えない範囲でR 11, R 31を最大限割り当てる。このときR 11を優先する。なお、R11=min(S1, R1)であり、R31=min(S1-R11, R3)である。
R11+ R31≦S1, R11≦R1, R31≦R3
（２）S2を超えない範囲でR12, R22を最大限割り当てる。このときR12を優先する。
R12+ R21≦R2, R12=R1-R11, R22≦R2
（３）S3を超えない範囲でR23, R33を割り当てる。
R 23+ R33≦S3, R23=R2-R22, R33= R 3-R31
（４）上記の（１）～（３）のいずれも満たせない場合は、割り当て不可能となる。
そして、帯域目標値が満たされるように、ボリュームへのアクセスが制御される。ストレージノード３のボリュームがN個のブロックで構成されている場合に、各ブロックへのアクセス帯域RがR1とR2（R=R1+R2）に振り分けられる。
ワークロード２１０の配備時には、ボリュームのレプリカを持つ２つのノードに対して、相当するブロック数を以下のようにN1, N2に分割する。
Figure 2022187285000002
また、ワークロード２１０の実行時には、ボリュームにアクセスするワークロード２１０の実行ノードにおいて、そのボリュームへのアクセス帯域をRに制限する。各ブロックへのアクセスが均一に行われる状況で、各レプリカへのアクセス帯域はR1, R2となる。
次に、実施形態におけるストレージノード３のリバランス処理を、図１３に示すフローチャート（ステップＳ３１，Ｓ３２）に従って説明する。
管理ノード１は、一定間隔で、各ストレージノード３の負荷の偏りが閾値を超えたかを判定する（ステップＳ３１）。
各ストレージノード３の負荷の偏りが閾値を超えていない場合には（ステップＳ３１のＮＯルート参照）。ステップＳ３１における処理が繰り返し実行される。
一方、各ストレージノード３の負荷の偏りが閾値を超えた場合には（ステップＳ３１のＹＥＳルート参照）、管理ノード１は、ストレージノード３の選択のリバランスを行う（ステップＳ３２）。これにより、特定のストレージノード３に対する負荷が高くなり性能が低下することを防止でき、負荷の偏りを減らすことによりワークロードへの公平なリソース割り当てを実現できる。そして、ストレージノード３のリバランス処理は終了する。
次式により、ネットワークSlackの平均と差分d及び分散Dを求め、分散Dが閾値tを超えたらリバランスが実施される。
Figure 2022187285000003
そして、リバランスは、以下の手順（１）～（４）より行われる。
（１）以下の集合G, Lを定義する。
Figure 2022187285000004
（２）集合G, Lの両方にレプリカが属するボリュームの集合Vを抽出する。
（３）集合Vからひとつボリュームを選び、負荷割り当てを集合Gから集合Lに移動する。
（４）集合G, Lに属するボリュームの帯域の差が一定値以下になるか、移動候補ボリュームがなくなるまで繰り返す。
〔Ｂ〕効果
上述した実施形態の一例における管理ノード１，ストレージシステム１００及び情報処理方法によれば、例えば、以下の作用効果を奏することができる。
管理ノード１は、コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報（別言すれば、コンピュートノード負荷情報１３３，アクセラレータ負荷情報１３４及びストレージノード負荷情報１３５）を取得する。管理ノード１は、ワークロード２１０の起動の際に、ワークロード負荷情報１３１及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード２１０の配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う。
これにより、ストレージシステム１００における負荷を分散させてスループットを向上させることができる。具体的には、クラスタのもつリソースを、通信やストレージを含めて、有効に活用することができる。したがって、同一のシステムでより多くのアプリケーションを実行することができる。
管理ノード１は、プロセッサ１１とネットワーク１７０との間の通信量と、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、アクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である第１のコンピュートノード２を、複数のコンピュートノード２の中から選択する。管理ノード１は、プロセッサ１１とネットワーク１７０との間の通信量と、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、プロセッサ１１とアクセラレータ２２０との間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である第２のコンピュートノード２を、複数のコンピュートノード２の中から選択する。管理ノード１は、第１のコンピュートノード２又は前記第２のコンピュートノード２を、ワークロード２１０の配置先として決定する。
これにより、ワークロード２１０の配置先に適切なコンピュートノード２を選択できる。
管理ノード１は、プロセッサ１１とボリュームとの間の通信量と、アクセラレータ２２０とボリュームとの間の通信量との和が、ネットワーク１７０における余裕度以下である１以上の第１のストレージノード３を、複数のストレージノード３の中から選択する。管理ノード１は、１以上の第１のストレージノード３を、レプリカ位置として決定する。
これにより、ボリュームのレプリカ位置に適切なストレージノード３を選択できる。
管理ノード１は、ストレージシステム１００に備えられる複数のストレージノード３の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、レプリカ位置の決定を行う。
これにより、特定のストレージノード３に対する負荷が高くなり性能が低下することを防止でき、負荷の偏りを減らすことによりワークロードへの公平なリソース割り当てを実現できる。
〔Ｃ〕その他
開示の技術は上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
〔Ｄ〕付記
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）
ストレージシステムの管理装置であって、
コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報を取得し、
ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
管理装置。
（付記２）
前記ストレージシステムは、互いにネットワークで接続される複数のサーバ装置と複数のストレージ装置とを備え、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第１のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記プロセッサと前記アクセラレータとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第２のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記第１のサーバ装置又は前記第２のサーバ装置を、前記ワークロード配置先として決定する、
付記１に記載の管理装置。
（付記３）
前記ストレージシステムは、互いにネットワークで接続される複数のサーバ装置と複数のストレージ装置とを備え、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である１以上の第１のストレージ装置を、前記複数のストレージ装置の中から選択し、
前記１以上の第１のストレージ装置を、前記レプリカ位置として決定する、
付記１又は２に記載の管理装置。
（付記４）
前記ストレージシステムに備えられる複数のストレージ装置の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、前記レプリカ位置の決定を行う、
付記１～３のいずれか１項に記載の管理装置。
（付記５）
管理装置とサーバ装置とストレージ装置とを備えるストレージシステムであって、
前記サーバ装置は、当該サーバ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
前記ストレージ装置は、当該ストレージ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
前記管理装置は、
コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報と、前記サーバ装置及び前記ストレージ装置から送信されたシステム負荷情報を取得し、
ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
ストレージシステム。
（付記６）
前記サーバ装置及び前記ストレージ装置は、互いにネットワークで接続され、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第１のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記プロセッサと前記アクセラレータとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第２のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記第１のサーバ装置又は前記第２のサーバ装置を、前記ワークロード配置先として決定する、
付記５に記載のストレージシステム。
（付記７）
前記サーバ装置及び前記ストレージ装置は、互いにネットワークで接続され、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である１以上の第１のストレージ装置を、前記複数のストレージ装置の中から選択し、
前記１以上の第１のストレージ装置を、前記レプリカ位置として決定する、
付記５又は６に記載のストレージシステム。
（付記８）
前記複数のストレージ装置の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、前記レプリカ位置の決定を行う、
付記５～７のいずれか１項に記載のストレージシステム。
（付記９）
管理装置とサーバ装置とストレージ装置とを備えるストレージシステムにおける情報処理方法であって、
前記サーバ装置は、当該サーバ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
前記ストレージ装置は、当該ストレージ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
前記管理装置は、
コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報と、前記サーバ装置及び前記ストレージ装置から送信されたシステム負荷情報を取得し、
ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
情報処理方法。
（付記１０）
前記サーバ装置及び前記ストレージ装置は、互いにネットワークで接続され、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第１のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記プロセッサと前記アクセラレータとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第２のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
前記第１のサーバ装置又は前記第２のサーバ装置を、前記ワークロード配置先として決定する、
付記９に記載の情報処理方法。
（付記１１）
前記サーバ装置及び前記ストレージ装置は、互いにネットワークで接続され、
前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である１以上の第１のストレージ装置を、前記複数のストレージ装置の中から選択し、
前記１以上の第１のストレージ装置を、前記レプリカ位置として決定する、
付記９又は１０に記載の情報処理方法。
（付記１２）
前記複数のストレージ装置の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、前記レプリカ位置の決定を行う、
付記９～１１のいずれか１項に記載の情報処理方法。
１ ：管理ノード
２ ：コンピュートノード
３ ：ストレージノード
１０ ：情報処理装置
１１ ：プロセッサ
１２ ：ＲＡＭ
１３ ：ディスク
１４ ：グラフィックＩ／Ｆ
１５ ：入力Ｉ／Ｆ
１６ ：ストレージＩ／Ｆ
１７ ：ネットワークＩ／Ｆ
１００ ：ストレージシステム
１０１ ：ＣＰＵ
１０２，１７０：ネットワーク
１０３ ：ストレージ
１０４，２２０：アクセラレータ
１１０ ：スケジューラ
１１１ ：情報交換部
１３０ ：情報
１３１ ：ワークロード負荷情報
１３２ ：ノードリソース情報
１３３ ：コンピュートノード負荷情報
１３４ ：アクセラレータ負荷情報
１３５ ：ストレージノード負荷情報
１３６ ：ボリューム配置情報
１４０ ：表示装置
１５０ ：入力装置
１６０ ：媒体読み取り装置
２１０ ：ワークロード
２１１ ：ワークロード配備部
２１２ ：情報交換部
２１３ ：負荷情報取得部
２１４，３１３：ＶＳＷ
２３０ ：負荷情報
３１１ ：情報交換部
３１２ ：負荷情報取得部
３３０ ：負荷情報

Claims (6)

  1. ストレージシステムの管理装置であって、
    コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報を取得し、
    ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
    管理装置。
  2. 前記ストレージシステムは、互いにネットワークで接続される複数のサーバ装置と複数のストレージ装置とを備え、
    前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
    前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
    前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第１のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
    前記プロセッサと前記ネットワークとの間の通信量と、前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記プロセッサと前記アクセラレータとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である第２のサーバ装置を、前記複数のサーバ装置の中から選択し、
    前記第１のサーバ装置又は前記第２のサーバ装置を、前記ワークロード配置先として決定する、
    請求項１に記載の管理装置。
  3. 前記ストレージシステムは、互いにネットワークで接続される複数のサーバ装置と複数のストレージ装置とを備え、
    前記複数のサーバ装置のそれぞれは、プロセッサとアクセラレータとを備え、
    前記複数のストレージ装置のそれぞれは、ボリュームを備え、
    前記プロセッサと前記ボリュームとの間の通信量と、前記アクセラレータと前記ボリュームとの間の通信量との和が、前記ネットワークにおける余裕度以下である１以上の第１のストレージ装置を、前記複数のストレージ装置の中から選択し、
    前記１以上の第１のストレージ装置を、前記レプリカ位置として決定する、
    請求項１又は２に記載の管理装置。
  4. 前記ストレージシステムに備えられる複数のストレージ装置の間における負荷の偏りが閾値を超えた場合に、前記レプリカ位置の決定を行う、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の管理装置。
  5. 管理装置とサーバ装置とストレージ装置とを備えるストレージシステムであって、
    前記サーバ装置は、当該サーバ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
    前記ストレージ装置は、当該ストレージ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
    前記管理装置は、
    コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報と、前記サーバ装置及び前記ストレージ装置から送信されたシステム負荷情報を取得し、
    ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
    ストレージシステム。
  6. 管理装置とサーバ装置とストレージ装置とを備えるストレージシステムにおける情報処理方法であって、
    前記サーバ装置は、当該サーバ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
    前記ストレージ装置は、当該ストレージ装置におけるシステム負荷情報を前記管理装置へ送信し、
    前記管理装置は、
    コンテナの実行の際に、ワークロード負荷情報と、前記サーバ装置及び前記ストレージ装置から送信されたシステム負荷情報を取得し、
    ワークロードの起動の際に、前記ワークロード負荷情報及びシステム負荷情報に基づき、ワークロード配置先及びボリュームのレプリカ位置の決定を行う、
    情報処理方法。
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