JP4291713B2 - 論理計算機システムにおける時刻合わせ方法 - Google Patents
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Description
その論理計算機システムにおいて動作する時計には、全体を制御するハイパバイザ(制御機構)が管理する、システムに1つの時刻(物理TOD値)を提供する物理TOD(Time Of Day clock)と、それぞれの論理区画ごとの論理的な時刻を示す論理TODとがある。物理TODには、NTPサーバなどから取得した時刻情報が設定される。論理TODには実体がなく、その代わりに論理TODと物理TODとの差分時間情報が論理区画ごとに保持されている。論理区画で動作するゲストOSから時刻(論理TOD値)取得の要求があったとき、ハイパバイザは、その時点の物理TOD値に、ゲストOSに対応する論理区画の差分時間を加算し、その加算結果を論理TOD値としてゲストOSに返すことによって論理TODを実現している。一方、ゲストOSから時刻設定命令が発行されたとき、例えば、10:00:05という時刻を設定するように指示されることになるが(時刻は、実際には、マイクロ秒以下の桁まである)、このとき、ハイパバイザは、その設定指示された時刻とそのときの物理TOD値との差分を計算し、その差分によって当該論理区画の差分時間情報を変更する(例えば特許文献1参照)。
制御機構が保持する論理計算機の差分時間を所定値内にする場合、まず、OSが制御機構から差分時間を取得し、取得した差分時間が所定値内でなかったとき、制御機構から報告された論理計算機の差分時間から所定の時間を減じた差分時間を設定し、その設定した所定の差分時間に変更するように制御機構に要求する。制御機構は、OSからの要求に従って、そのOSに対応する論理計算機の差分時間を変更する。OSは、当初取得した差分時間が徐々に所定値内に近付くように、少しずつ小さくした差分時間への変更を要求していき、最終的には差分時間を所定値内にするように要求する。
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る論理計算機システムの機能構成について説明する。既に説明したように、論理計算機システムは、物理的な計算機を複数の論理区画に分割し、それぞれの論理区画においてOSを動作させることによって、物理的な計算機において複数の論理的な計算機を実現するものである。
図1に示すように、論理計算機システム1は、ハイパバイザ2および複数のOS3から構成される。ハイパバイザ2は、論理計算機システム1全体を制御する機構(ハードウエアおよびソフトウエアを含む)である。OS3は、各論理区画で稼動し、その論理区画において動作するプログラム全体を制御、管理するソフトウエアである。OS3は、時刻に関する処理をハイパバイザ2に指示するとき、時刻処理専用の命令をハイパバイザ2に対して発行する。なお、論理計算機システム1は、物理的な計算機、例えば、メインフレームやサーバなどのコンピュータによって実現される。
外部時刻発信手段4は、外部時刻取得手段27に接続され、定期的にもしくは時刻に変更が発生したときに、または、外部時刻取得手段27から指示を受けたときに、外部時刻を外部時刻取得手段27に対して送信する。
図3および図4を参照して、本発明の実施の形態に係る時刻合わせ方法の概要について説明する。
図3では、比較例および本発明の実施の形態に係る時刻合わせ方法を対比して示している。OS3は、論理TODが物理TODとの時間差が0でないことを認識したとき、その時間差を0にするため、少しずつ時刻を変更するようにハイパバイザ2に要求する。図3(a)に示すように、比較例では、OS3が時刻の変更を変更後の「論理TOD値」によって指定するため、OS3の時刻変更処理は所定の時刻に動作する必要がある。しかし、論理計算機システム1においては、他の論理区画が動作中であるなどの理由でCPUが当該論理区画に割り当てられず、当該OS3の時刻変更処理が所定の時刻に動作できない場合があり、これが時刻合わせ誤差を発生させる原因となる。そこで、図3(b)に示すように、本発明の実施の形態では、OS3が時刻の変更を「物理TODとの差分値」で指定する。このため、OS3の時刻変更処理が所定の時刻に動作することができなくても、確実に時間差を短縮することができ、その結果として時刻合わせ誤差の発生を抑えることができる。
本発明の実施の形態では、物理TODとの差分値を変更することによる時刻合わせ方法について説明している。図4(a)に示すように、物理TODとの差分値を指定して論理TODの時刻合わせを行っているので、確実な時刻合わせを行うができるが、その時刻合わせ処理中に物理TODが変更されると、それに合わせて論理TODが変化することになる。従って、物理TODが急激に変化すると、OS3にとって急激に論理TODが変化してしまうことになる。これは、OS3が差分値の変更を要求するときに想定していた事態ではなく、OS3の動作に影響を与える可能性がある。そこで、このような事態の発生を抑止するために、基準補整値を設ける。図4(b)に示すように、基準補整値は、OS3による時刻合わせの開始から時刻合わせの終了までの間に変更された物理TODが、OS3から見たときに、変更される前の物理TOD、すなわち、OS3が時刻合わせを開始したときの物理TODと等しくなるように設定される。つまり、基準補整値を変更前の物理TODと変更後の物理TODとの差とすることで、変更後の物理TODに基準補整値を加算することによって、変更前の物理TODを求めることができるようにする。これによって、時刻合わせ処理中に物理TODが変更されたとしても、OS3の論理TODが想定外に急激に変化することなく、変更前の物理TODに基づいた時刻合わせを行うことが可能となる。
図5および図6を参照して、本発明の実施の形態に係る時刻合わせ処理における時刻情報の変化について説明する。図5および図6は、外部時刻、物理TOD値、論理区画時刻情報である基準補整値および差分値、論理区画の時刻(論理TOD値)の変化を時系列に示している。
図5に示すように、ハイパバイザ2は、外部時刻を取得し、その取得した外部時刻を物理TOD値として設定する。更に、ハイパバイザ2は、論理区画時刻情報の差分値にそれまでの物理TOD値と取得した外部時刻との差を加算する。その後、論理区画のOS3は、定期的に論理TODと物理TODとの差分値を取得する。OS3が取得した差分値が0以外(図5では5秒)であるため、OS3は他の処理の切れ目を待って時刻合わせ処理を行う。OS3は時刻合わせ処理を行うとき、時刻合わせ開始通知をハイパバイザ2に対して発行し、ハイパバイザ2は基準補整値(初期値は0秒)を設定して、時刻合わせ処理中状態になる。最初に差分値を取得したときから5秒後に時刻合わせ処理を行い、OS3は差分値を指定してハイパバイザ2に対して差分値の変更を要求する。図5では、差分値が5秒から4秒になるように要求している。ハイパバイザ2は、その要求を受付け、指定された差分値(+4秒)になるよう差分値を変更し、物理TOD値は5秒経過したが、論理区画の時刻(論理TOD値)は4秒進んだように見せかけることによって、実際の差分値は+4秒になる。更に、OS3は、差分値が+3秒、+2秒、+1秒、0秒になるように差分値変更要求を発行する。ハイパバイザ2は、それに従って差分値を変更する。OS3から要求される差分値が0になったとき、論理TODと物理TODとが同期する。図5では、合計17秒をかけて、論理TODと物理TODとを同期させている。また,ハイパバイザ2では、論理TODと物理TODが同期したとき、すなわち、OS3から要求される差分値が0になったとき、時刻合わせ処理中状態を解除し、基準補整値を無効化する。
なお、図5および図6の説明においては差分値を1秒ずつ減らしていくようにしたが、この「1秒」は、説明の便宜上の値であって、本発明を限定するものではない。つまり、差分値を減らしていく時間幅は、OS3の処理を考慮してどのような値であってもよい。また、毎回異なる時間幅にしてもよい。実際には、例えば、差分値を10msec程度ずつ減らしていくのが現実的であると考えられる。
図7を参照して、本発明の実施の形態に係る外部時刻設定処理について説明する(適宜図1および図2参照)。まず、ハイパバイザ2の外部時刻取得手段27は、外部時刻発信手段4から外部時刻を入力する(ステップS701)。この外部時刻の入力は、外部時刻取得手段27が定期的にまたはオペレータの指示などによる所定のタイミングで外部時刻発信手段4に指示することによって行ってもよいし、外部時刻発信手段4が定期的にまたは外部時刻に変更が発生したときに外部時刻を出力することに対応して行ってもよい。次に、その入力した外部時刻を物理TOD値として物理TOD26に設定させる(ステップS702)。その上で各論理区画の処理を行う。各論理区画の処理が完了していなければ(ステップS703のNo)、論理区画の選択を行う(ステップS704)。これは、時刻情報記憶手段24に記憶された論理区画時刻情報241(図2参照)のOS名242のいずれかを選択することを意味する。そこで、OS3が時計合わせ中であるか否かをチェックする(ステップS705)。このチェックは、例えば、論理区画時刻情報241の基準補整値244が有効であるか否かによって判断することができる。時計合わせ中であれば(ステップS705のYes)、入力した外部時刻に基づいて基準補整値244を設定する(ステップS706)。具体的には、変更前の物理TOD値と入力した外部時刻(変更後の物理TOD値)との差を基準補整値244として設定する。時計合わせ中でなければ(ステップS705のNo)、入力した外部時刻に基づいて差分値243を再設定する(ステップS707)。具体的には、変更前の物理TOD値と入力した外部時刻(変更後の物理TOD値)との差を差分値243に加算する。ステップS706またはステップS707の処理が終了したら、再びステップS703のチェックを行う。そこで、各論理区画の処理が完了していれば(ステップS703のYes)、外部時刻取得手段27による外部時刻設定処理は終了する。
図8を参照して、本発明の実施の形態に係る時刻合わせ処理について説明する(適宜図1および図2参照)。まず、OS3の差分値取得手段31は、定期的にまたはオペレータの指示などによる所定のタイミングで、ハイパバイザ2に対して差分値取得命令を発行する(ステップS801)。ハイパバイザ2の差分値報告手段21は、その発行された差分値取得命令を受付けて(ステップS802)、そのOS3に対応する論理区画の差分値243を時刻情報記憶手段24から入力する(ステップS803)。そして、その入力した差分値243をOS3に報告する(ステップS804)。OS3の差分値取得手段31は、ハイパバイザ2から差分値を取得し(ステップS805)、その取得した差分値が0であるか否かをチェックする(ステップS806)。差分値が0であれば(ステップS806のYes)、時刻合わせを行う必要がないので、処理を終了する。差分値が0でなければ(ステップS807のNo)、その旨を受けた時刻合わせ開始通知手段32は、ハイパバイザ2に対して時刻合わせ開始通知命令を発行する(ステップS807)。ハイパバイザ2の基準補整値設定手段22は、その発行された時刻合わせ開始通知命令を受付けて(ステップS808)、時刻情報記憶手段24に保持された、そのOS3に対応する論理区画の基準補整値244を有効化する(ステップS809)。具体的には、数値以外の文字の設定によって無効化されている基準補整値244に0を設定する。
図9を参照して、本発明の実施の形態に係る時刻取得/報告処理について説明する(適宜図1および図2参照)。OS3の論理TOD取得手段34は、必要に応じて時刻を取得するために、ハイパバイザ2に対して時刻取得命令を発行する(ステップS901)。ハイパバイザ2の論理TOD報告手段25は、その発行された時刻取得命令を受付けて(ステップS902)、論理TOD値を生成する(ステップS903)。具体的には、まず、物理TOD26から入力した物理TOD値と、時刻情報記憶手段24に記憶された、そのOS3に対応する論理区画の差分値243とを合算する。そして、そのOS3に対応する論理区画の基準補整値244が有効でなければ、その合算した値を論理TOD値とする。基準補整値244が有効であれば、合算した値にその基準補整値244を更に加算した値を論理TOD値とする。これによって、時刻合わせ処理の最中に物理TODが変更されたとしても、その時刻合わせ処理が終了するまでの間については、変更前の物理TODに基づいた論理TOD値を生成することができる。続いて、生成した論理TOD値をOS3に報告する(ステップS904)。OS3の論理TOD取得手段34は、論理TOD値を取得し(ステップS905)、それに基づいて所定の処理を行うことになる。
以上本発明について好適な実施の形態について一例を示したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
(1)前記実施の形態においては、ハイパバイザ2の外部時刻取得手段27が外部時刻発信手段4から外部時刻の取得を行うように記載したが、必ずしもハイパバイザ2でなくてもよく、OS3がNTPサーバなどから外部時刻の取得を行うようにしてもよい。このとき、OS3が外部時刻を含む外部時刻設定命令をハイパバイザ2に対して発行し、ハイパバイザ2がその発行された外部時刻設定命令を受付けて、その外部時刻設定命令に含まれる外部時刻によって物理TOD値や差分値を設定するようにする。
(2)前記実施の形態においては、図8に示すようにハイパバイザ2からOS3に差分値を報告した後、基準補整値を有効化するように記載したが、差分値を報告する前に基準補整値を有効化するようにしてもよい。特に、OS3に報告する差分値が0でないとき、基準補整値を有効化することもできる。これによれば、ハイパバイザ2において、差分値を報告してから基準補整値を有効化するまでの間に、物理TODの変更によって差分値が変わることがなくなり、更に確実な時刻合わせを行うことが可能になる。
(3)前記実施の形態においては、図8に示すように時刻合わせを行うか否かを差分値が0であるか否かによって判断するように記載したが、差分値が所定の範囲内(例えば、−α≦差分値≦α、または、−α<差分値<α、αは所定の正の値)であるか否かによって判断するようにしてもよい。
2 ハイパバイザ(制御機構)
3 OS
4 外部時刻発信手段
21 差分値報告手段
22 基準補整値設定手段
23 差分値変更手段
24 時刻情報記憶手段
25 論理TOD報告手段
26 物理TOD
27 外部時刻取得手段
31 差分値取得手段
32 時刻合わせ開始通知手段
33 差分値変更要求手段
34 論理TOD取得手段
Claims (3)
- 物理的な計算機において、それぞれでOSが動作する論理的な計算機である複数の論理計算機と、その各論理計算機に割り当てる資源を管理し、各論理計算機のOSの実行を制御する制御機構とからなる論理計算機システムにおいて、
前記制御機構が保持する、論理計算機システムの標準時刻および各論理計算機の時刻である論理時刻と前記標準時刻との時間差である差分時間のうち、各論理計算機の差分時間を所定値内にすることによって各論理計算機の論理時刻を前記標準時刻に合わせる時刻合わせ方法であって、
前記OSが、定期的にまたは所定のタイミングで前記制御機構に対して前記OSに対応する論理計算機の差分時間の取得要求を行うステップと、
前記制御機構が、前記OSからの差分時間の取得要求に従って、前記OSに対して当該論理計算機の差分時間を報告するステップと、
前記OSが、前記制御機構から報告された当該論理計算機の差分時間が所定値内でなかったとき、前記制御機構から報告された当該論理計算機の差分時間から所定の時間を減じた差分時間を設定し、その設定した所定の差分時間の変更要求を前記制御機構に対して行うステップと、
前記制御機構が、前記OSからの差分時間の変更要求に従って、当該論理計算機の差分時間を変更するステップと、
前記OSが、当該論理計算機の差分時間が所定値内になるまで、前記差分時間の変更要求を前記制御機構に対して行うステップを繰り返すように制御するステップと、
を含むことを特徴とする論理計算機システムにおける時刻合わせ方法。 - 前記差分時間を所定値内にする時刻合わせ中に標準時刻が変更された場合、
前記制御機構が、変更前の標準時刻と変更後の標準時刻との時間差である補整値を、前記時刻合わせ中の論理計算機に対応して保持するステップと、
前記制御機構が、前記差分時間が所定値内になったとき、前記補整値を前記差分時間に設定するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の論理計算機システムにおける時刻合わせ方法。 - 前記制御機構が、前記時刻合わせ中に前記OSから論理時刻の取得要求があったとき、その時点の標準時刻、前記OSに対応する論理計算機の差分時間および補整値を合算した値を論理時刻として前記OSに対して報告するステップ
を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の論理計算機システムにおける時刻合わせ方法。
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