JP5054220B1 - 仮想データセンタシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】仮想データセンタシステムを提供する。
【解決手段】複数のデータセンタシステムと、データセンタシステムと情報の送受信が可能なプロビジョニングシステムと、データセンタシステムのリソースに関する情報を記憶する運用統計データベースと、を有する仮想データセンタシステムであって、プロビジョニングシステムは、運用統計データベースに記憶するリソースに関する情報を用いて、ユーザが利用するユーザシステムからのデータセンタシステムの利用状況に応じた、任意の世代のデータセンタシステムのリソースに基づくリソース費用と、ユーザが現在利用している世代のデータセンタシステムのリソースに基づくリソース費用とを比較することで、任意の世代のデータセンタシステムに移行した場合に削減されるリソース費用を算出し、ユーザからの制御指示により、利用しているデータセンタシステムを、任意の世代のデータセンタシステムに再配置させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、仮想データセンタシステムに関する。
企業ではコンピュータが多く導入され、日常的に利用されている。しかし多くの企業、特に中小企業においては、コンピュータシステムの予算に制約があり、その範囲内でシステム構築、管理などを行う必要性から、ある程度妥協された仕様により構築されている。
このことから、システムの冗長化や災害対策が進まないBCP問題、セキュリティ管理が進まないコンプライアンス問題、リソースに対するコスト減が進まないITコスト問題などを引き起こしている。
BCP問題では、可用性を高めるためのクラスタやロードバランサーの利用、災害対策のための遠隔地へのデータの保管、専用線を用いた遠隔地でのバックアップシステム構築など、専用の設備、設計、構築とその費用が必要であり、対応することが難しい。
コンプライアンス問題では、自社システムだけではなく、IaaS(Infrastructure as a Service)やSaaS(Software as a Service)、さらにはリモートアクセスを利用する機会が増え、一元的なIDの管理と、リソース毎のアクセス権限の管理が必要となる。しかしシステム構築費用だけではなく、運用のための人員確保を行えずセキュリティ管理は重大な問題であるが、優先課題とはなりにくくなる。
またITコスト問題においては、すでに導入したコンピュータシステムは年々安くなる機材やサービスの恩恵が受けにくく、また節電は会社組織における社会的責任ではなるが、コンピュータシステムの消費電力の最適化については対応することが容易ではない問題である。
そこで、たとえば下記特許文献1や特許文献2に示すように、中小企業においてもデータセンタを用いることで、解決する方法がある。
特開2007−94604号公報 特開2000−156692号公報
データセンタを用いることによって、BCP問題、コンプライアンス問題はある程度解決し得る。しかし、一度導入したデータセンタシステムを後日変更するには、それなりの知識を必要とする。すなわち、どのようなシステム構成のデータセンタにすればどれだけのコストが削減されるのかを把握するには専門知識が必要となり、中小企業では対応できない場合も多い。従って、一度、データセンタシステムを導入したら、そのまま継続して利用をし続け、結果、リソースに対するコストが安価にならない問題点がある。
本発明者は上記課題に鑑み、本発明の仮想データセンタシステムを発明した。
第1の発明は、複数のデータセンタシステムと、前記データセンタシステムと情報の送受信が可能なプロビジョニングシステムと、前記データセンタシステムのリソースの利用実績に関する情報を記憶する運用統計データベースと、を有する仮想データセンタシステムであって、前記プロビジョニングシステムは、前記運用統計データベースに記憶するユーザのユーザリソース利用実績データと、前記データセンタシステムにおいてユーザが現在利用している世代のリソースの実効値と、任意の世代のリソースの実効値と、を用いて前記任意の世代のリソースに移行した場合のリソース費用を算出し、前記算出したリソース費用と現在のリソース費用との比較をすることで、前記任意の世代のリソースに移行した場合に削減されるリソース費用を算出し、ユーザシステムからの制御指示により、前記ユーザが利用するデータセンタシステムのリソースを、前記現在利用している世代のリソースから前記任意の世代のリソースに変更する、仮想データセンタシステムである。
本発明のように構成することで、ユーザは特に専門的知識を備えていなくても、ITコストの負担を減らすことが出来、上述のITコスト問題を解決することが出来る。
本発明の仮想データセンタシステムを用いることで、ユーザである企業は、コンピュータシステムの再構築、再投資なしでCPU/DISK/メモリなどのIT資源のコストを減らすことが可能となる
特に本発明の仮想データセンタシステムでは、各地に分散した小規模のデータセンタをネットワーク接続してリソースプール化した仮想データセンタと、ユーザオフィスになるユーザシステムを、それらを監視する統合監視システムのログの解析により得た独自の解析結果を利用することで、ユーザシステムの高可用性とコスト面での最適な配置を実現することが出来る。
本発明の仮想データセンタシステムの概要を模式的に示す図である。 本発明の仮想データセンタシステムを構成する各システムで用いられるコンピュータのハードウェア構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の仮想データセンタシステムの処理プロセスの一例を模式的に示す図である。 プライマリサイトに障害が発生した場合を模式的に示す図である。 ロードバランサを用いた場合を模式的に示す図である。 ローカルサーバを用い、ローカルサーバに障害が発生した場合を模式的に示す図である。 リソース費用の算出の一例を模式的に示す図である。
本発明の仮想データセンタシステム1の概要を図1に模式的に示す。本発明の仮想データセンタシステム1は、プロビジョニングシステム2とデータセンタシステム3と統合監視システム4と認証システム5とを有しており、各ユーザ(企業など)が利用するユーザシステム6との間で情報の送受信が可能である。
仮想データセンタシステム1における各コンピュータシステムは、少なくとも一台以上のコンピュータ(サーバも含む)により構成される。このコンピュータは、プログラムの演算処理を実行するCPUなどの演算装置と、情報を記憶するRAMやハードディスクなどの記憶装置と、ディスプレイ(画面)などの表示装置と、キーボードやポインティングデバイス(マウスやテンキーなど)などの入力装置と、演算装置の処理結果や記憶装置に記憶する情報をインターネットやLANなどのネットワークを介して送受信する通信装置とを有している。コンピュータ上で実現する各機能(各手段)は、その処理を実行する手段(プログラムやモジュールなど)が演算装置に読み込まれることでその処理が実行される。各機能は、記憶装置に記憶した情報をその処理において使用する場合には、該当する情報を当該記憶装置から読み出し、読み出した情報を適宜、演算装置における処理に用いる。図2に各システムで用いられるコンピュータのハードウェア構成の一例を模式的に示す。また、各システムは、複数のコンピュータ端末またはサーバに、その機能が分散配置されていても良い。
本発明における各手段は、その機能が論理的に区別されているのみであって、物理上あるいは事実上は同一の領域を為していても良い。
プロビジョニングシステム2は、ユーザシステム6との間で情報の送受信を行うシステムであって、ユーザが直接アクセスするデータセンタシステム3(以下、「プライマリサイト3A」とする)を自動的に判定し、ユーザシステム6に必要なネットワークとシステムリソースを自動的に割り当てる。また、プライマリサイト3Aに異常があった場合のフェイルオーバ先となるデータセンタシステム3(以下、「セカンダリサイト3B」とする)と、データをバックアップするデータセンタシステム3(以下、「バックアップサイト3C」とする)とを自動的に判定する。
またプロビジョニングシステム2では、ユーザ情報データベース21と運用統計データベース22とを備えている。ユーザ情報データベース21では、ユーザシステム6を利用するユーザとの間の契約情報、ユーザシステム6のシステム構成管理の情報を記憶している。また運用統計データベース22では、ユーザが仮想データセンタシステム1を利用した際の各種情報を記憶している。たとえばユーザのユーザリソース利用実績データとして、CPU情報(コアごとのピーク使用率と動作クロック)、メモリ情報(ピーク使用量)、ストレージ情報(使用量とピークIOPS(ストレージの一秒あたりのI/Oのスループット)などを記憶している。ほかには、アクセスデータを記録しており、契約ユーザ、認証アカウント、アクセス元、利用開始時刻、利用終了時刻、通信データ量などを記憶している。
データセンタシステム3は、ユーザシステム6で利用する各種の情報を記憶するストレージを備えたシステムであって、日本または世界の複数の場所に設置されている。また、それぞれのデータセンタシステム3間において、相互に情報の送受信が可能となっている。ユーザ毎にプライマリサイト3A、セカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cとなるデータセンタシステム3が設定されるが、あるユーザにとってはプライマリサイト3Aであっても、別のユーザにとってはバックアップサイト3Cとなり得る。またプライマリサイト3Aとセカンダリサイト3Bとの間ではデータレプリケーションが実行されており、プライマリサイト3Aまたはセカンダリサイト3Bとバックアップサイト3Cとの間ではデータバックアップが実行されている。このため、プライマリサイト3Aに異常があった場合、プロビジョニングシステム2からの制御指示により、プライマリサイト3Aからセカンダリサイト3Bに切替が行われる。また、プライマリサイト3Aとセカンダリサイト3Bとの間でミラーリングをしていても良い。
統合監視システム4は、プロビジョニングシステム2における運用統計データベース22に記録されるユーザリソース利用実績データ、アクセスデータなどに基づいて、ユーザシステム6のリソース費用を最適化するサイト配置を分析し、判定する。この判定の結果は、最適配置レポートの提案として電子媒体または紙媒体で生成される。
認証システム5は、仮想データセンタシステム1における認証処理を実行する。またユーザシステム6においてIDを管理するID管理システム(図示せず)を備える場合、そのID管理システムと同期を取ることによって、認証処理をシームレス化する。認証システム5としては、ユーザシステム6から仮想データセンタシステム1へのアクセスへの制御管理のほか、ユーザシステム6における個別ユーザ毎のリソースに対するアクセス権限を制御していても良い。なお、以下の説明では明文がなくてもユーザが仮想データセンタシステム1にアクセスする際には、認証システム5によって認証処理が実行されている。
ユーザシステム6は、ユーザが利用するコンピュータシステムであって、さまざまなコンピュータやサーバから構成されている。ネットワークに接続可能なものであれば、たとえばプリンタやMFP(Multifunction Peripheral:多機能周辺装置)などが含まれてもよい。
次に本発明の仮想データセンタシステム1を用いる場合の処理プロセスの一例を図3のシーケンス図を用いて説明する。なおユーザ情報データベース21には、ユーザの契約情報が識別情報毎に事前に、記憶されている。
まず、ユーザシステム6から仮想データセンタシステム1を最適に稼働させるための初期設定を行う。
ユーザは、ユーザシステム6で所定の操作を行うことで初期設定の要求を行う。そしてその要求に基づいてプロビジョニングシステム2では、ユーザ情報データベース21を参照することで、当該ユーザの契約情報を参照し(この際には、ユーザの識別情報に基づいて契約情報を参照すれば良い)、ユーザシステム6の構成(ソフトウェア構成、ハードウェア構成、ネットワーク構成など)やユーザシステム6の存在する拠点の情報などを抽出する(S100)。
そしてプロビジョニングシステム2は、S100で抽出した情報に基づいて、複数あるデータセンタシステム3の中からプライマリサイト3Aとなるデータセンタシステム3を選定する(S110)。具体的には、ユーザシステム6における拠点の情報と、回線種別とからラウンドトリップタイムが最適となるデータセンタシステム3を算出し、そのデータセンタシステム3をプライマリサイト3Aとして選定をする。
S110における処理を行うため、以下のような処理で基本的な情報を事前に収集、記録しておく。統合監視システム4がデータセンタシステム3内のユーザエッジルータのエージェントシステムに対し、定期的に各データセンタシステム3のもつすべてのエッジルータへのラウンドトリップタイムの取得を要求し、得た結果を運用統計データベース22に記録をしておく。また統合監視システム4は、ユーザエッジルータのエージェントシステムに対して、定期的にユーザシステム6側に設置されているユーザルータへのラウンドトリップタイムの取得を要求し、得た結果を運用統計データベース22に記録をしておく。
以上のようにしてラウンドトリップタイムを記録している運用統計データベース22から、プロビジョニングシステム2は、ユーザエッジルータと、各データセンタシステム3のもつすべてのエッジルータ間のラウンドトリップタイムを取得する。そして、取得したそれぞれのデータセンタシステム3のエッジルータへのラウンドトリップタイムのうち、最小値であるデータセンタシステム3をユーザの最短データセンタ、プライマリサイト3Aとして選定する。
プライマリサイト3Aを選定すると、次に、プロビジョニングシステム2は、セカンダリサイト3Bとなるデータセンタシステム3を選定する(S120)。具体的には、S110で取得した各データセンタシステム3のエッジルータへのラウンドトリップタイムのうち、二番目に小さい値を持つデータセンタシステム3を、ユーザのセカンダリサイト3Bのデータセンタシステム3として選定する。このようにラウンドトリップタイムが二番目に小さい値を持つデータセンタシステム3をセカンダリサイト3Bとすることで、プライマリサイト3Aからのフェイルオー場が最速となるセカンダリサイト3Bを選定できる。
セカンダリサイト3Bを選定すると、次に、プロビジョニングシステム2は、バックアップサイト3Cを選定する(S130)。具体的には、S110で取得した各データセンタシステム3のエッジルータへのラウンドトリップタイムのうち、最大値を持つデータセンタシステム3を、ユーザのバックアップサイト3Cのデータセンタシステム3として選定する。このように、ラウンドトリップタイムが最大値を持つデータセンタシステム3をバックアップサイト3Cとすることで、プライマリサイト3A、セカンダリサイト3Bから十分に遠い(距離的に離れている)データセンタシステム3をバックアップサイト3Cとして設定できる。これによって、ユーザシステム6が稼働するデータセンタシステム3から遠隔地にあるデータセンタシステム3をバックアップサイト3Cとすることができ、広域災害に対応できるようになる。
以上のようにしてプライマリサイト3A、セカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cを選定すると、プロビジョニングシステム2は、S100で抽出した契約情報における当該ユーザのユーザシステム6の構成の情報に基づいて、必要なリソース構成を決定する(S140)。なお、S110乃至S130で選定したプライマリサイト3A、セカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cの情報は、ユーザ毎に対応づけてユーザ情報データベース21に記憶させておくと良い。また、本実施例では、プライマリサイト3Aとセカンダリサイト3Bの2つのデータセンタシステム3間でフェイルオーバが可能となっているが、カスケードフェイルオーバが可能なように、3以上のデータセンタシステム3が設定されていても良い。この場合、各データセンタシステム3では優先順位が付されており、その優先順位は、上述と同様に、各データセンタシステム3のエッジルータへのラウンドトリップタイムの小さい値の順番に付されていると良い。
そしてS140で決定したリソース構成に従って、プロビジョニングシステム2は、プライマリサイト3Aとして選定したデータセンタシステム3に対して、リソースを割り当てるよう要求し、それを受け取ったプライマリサイト3Aとなるデータセンタシステム3では、そのリソースを当該ユーザのリソースとして確保する(S150)。また、プロビジョニングシステム2は、ユーザシステム6に対して、プライマリサイト3Aの情報を送ることで、当該ユーザシステム6に設定する(S160)。すなわち、ユーザシステム6から仮想データセンタシステム1におけるプロビジョニングシステム2へのアクセスの際に、S150で確保したりソースにアクセス可能なように情報の設定を行う。
同様に、セカンダリサイト3Bおよびバックアップサイト3Cにおいてもリソースを割り当てるよう要求し、それを受け取ったセカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cとなる各データセンタシステム3では、そのリソースを当該ユーザのリソースとして確保する(S160、S170、S180、S190)。
なおセカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cにおいてはリソース構成のみを決定・保存し、実施にはセカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cとなる各データセンタシステム3ではリソースを割り当てず、必要なとき(たとえばフェイルオーバするとき、バックアップするときなど)にリソースを割り当てるように構成することもできる。
以上の処理を実行後、プロビジョニングシステム2は、統合監視システム4に対して、当該ユーザに割り当てたプライマリサイト3A、セカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cとを監視するための監視タスクを登録する(S200)。
さらにプロビジョニングシステム2は、認証システム5に対して、当該ユーザの認証システム5として機能するように、割当を行う(S210)。
以上のような処理を実行することで、仮想データセンタシステム1における初期設定が可能となる。
以上のような初期設定に基づいてユーザは、ユーザシステム6から仮想データセンタシステム1を利用することとなる。この場合、ユーザシステム6からのアクセス先はプライマリサイト3Aとなるデータセンタシステム3にアクセスすることとなる。そしてユーザシステム6とプライマリサイト3Aとなるデータセンタシステム3との間の通信の状況、すなわち認証アカウント、アクセス元となるIPアドレス、利用開始時刻、利用終了時刻、通信データ量などの通信状況に関する情報は、アクセスデータとして運用統計データベース22に記録される。
そして、統合監視システム4の監視タスクによる監視の結果、万が一プライマリサイト3Aに異常があったことを検出した場合には、プロビジョニングシステム2は、上記監視タスクからその結果を受け取り、ユーザ情報データベース21を参照し、当該ユーザが異常を検出したデータセンタシステム3をプライマリサイト3Aとして利用している場合には、セカンダリサイト3Bにフェイルオーバし、システムを復旧させる。これを模式的に示すのが、図4である。
また、図4の場合には、プライマリサイト3Aを通常利用し、異常時にセカンダリサイト3Bを利用する構成であるが、ロードバランサを用いてプライマリサイト3Aとセカンダリサイト3Bとでデータのミラーリングをしながら、同時に利用可能としても良い。この場合、ロードバランサとして、プロビジョニングシステム2内にその機能を備えていても良いし、別のコンピュータとして備えていても良い。これを模式的に示すのが図5である。
さらに、通常から仮想データセンタシステム1を用いるのではなく、通常は、ユーザシステム6内に備えたローカルサーバを用い、ローカルサーバの異常が発生した場合に、仮想データセンタシステム1におけるデータセンタシステム3を用いるように構成しても良い。この場合には、ローカルサーバがプライマリサイト3Aとしての機能を果たし、仮想データセンタシステム1におけるデータセンタシステム3がセカンダリサイト3B、バックアップサイト3Cとして機能することとなる。そのため、ローカルサーバとセカンダリサイト3Bとなるデータセンタシステム3(データセンタシステム3においてはプライマリサイト3Aとしての扱いでよい)との間では定期的にデータレプリケーションが行われる。これを模式的に示すのが図6である。
また仮想データセンタシステム1においては、ユーザによる仮想データセンタシステム1の利用の結果を運用統計データベース22に記録していることから、プロビジョニングシステム2が、運用統計データベース22で記録したユーザリソース利用実績データ、アクセスデータを元に、リソース費用を最小化するためのシステム最適配置のための分析を実行する。この分析はたとえば月次など定期的に行っても良いし、ユーザからの要求に応じて不定期に行っても良い。
プロビジョニングシステム2におけるシステム最適配置のための分析処理を模式的に示すのが図7である。図7において実効計算量とは仮想化環境のオーバーヘッドとCPU実行処理アーキテクチャによりクロック数を環境に依存しない実効計算量として算出したものである。また、実効メモリ率、実行容量率は、OS、仮想化などによるオーバーヘッドを除きユーザが利用できる量を算出したものである。
ユーザがデータセンタシステム3において世代1のCPU、メモリ、ストレージを利用しているとする。世代とはデータセンタシステム3におけるハードウェア構成の区別を示すものであり、若い世代ほど、古いスペックとなることが一般的であるが、それに限定されない。
世代1のCPU、メモリ、ストレージのそれぞれのスペック値が図7(a)であるとする。また運用統計データベース22に記憶するユーザの実際のリソース利用実績データが図7(b)であり、世代N(世代1よりも高スペック)のデータセンタシステム3のそれぞれのスペック値が図7(c)であるとする。
プロビジョニングシステム2は、図7(a)乃至(c)の各データに基づいて、世代1のデータセンタシステム3を利用しているユーザが、世代Nのデータセンタシステム3を利用した場合のそれぞれのリソース費用を図7(d)のように算出を行う。
すなわち、世代Nに移行した場合のCPU費用としては、
((コア数×世代1の実効計算量C1)÷世代Nの実効計算量CN)×コアあたりの単価XN
で算出する。
また世代Nに移行した場合のメモリ費用としては、
((ピーク使用量×世代1の実効メモリ率M1)÷世代Nの実効メモリ率MN)×1ギガあたりの単価YN
で算出する。
さらに世代Nに移行した場合のストレージ費用としては、
ピークIOPSを超えるIOPSが一番小さなストレージを適用し、使用容量×実行容量率×1ギガあたりの単価
で算出する。
このようにして算出した世代Nに移行した場合のCPU費用、メモリ費用、ストレージ費用を用いて、現在(世代1のデータセンタシステム3)のリソース費用から減算する。
すなわち、
現在のリソース費用−(世代NのCPU費用+世代Nのメモリ費用+世代Nのストレージ費用)
を算出する。
この値がユーザが世代Nのデータセンタシステム3に移行した場合に減額されるリソース費用となる。すなわち、この値の金額だけ、ユーザのリソース費用が安くなる。
以上のようにして算出することで、プロビジョニングシステム2はリソースに対するコストを最小化するためのシステム最適配置のための分析処理を実行できる。すなわち、上記値がプラスになれば、世代Nのデータセンタシステム3に移行することが好ましいことが判定できる。
そしてこの分析結果は、プロビジョニングシステム2からユーザシステム6に送られ、ユーザはその分析結果を確認した上で、世代1から世代Nのデータセンタシステム3に変更する(再配置する)ことを指示する。すなわち、再配置の要求がユーザシステム6から仮想データセンタシステム1に送られる。
仮想データセンタシステム1のプロビジョニングシステム2で再配置の要求を受け付けると、世代Nのデータセンタシステム3のうち、ラウンドトリップタイムが最小値であるデータセンタシステム3を新たなプライマリサイト3Aとして設定し、二番目に小さい値であるデータセンタシステム3を新たなセカンダリサイト3Bとして設定し、最大値であるデータセンタシステム3を新たなバックアップサイト3Cとして設定する。
なお旧プライマリサイト3Aから新プライマリサイト3A、旧セカンダリサイト3Bから新セカンダリサイト3B、旧バックアップサイト3Cから新バックアップサイト3Cへのデータの移行は、任意のタイミングで実行される。
これによって、ユーザはより安価に仮想データセンタシステム1を利用することが可能となる。
本発明の仮想データセンタシステム1を用いることで、ユーザである企業は、コンピュータシステムの再構築、再投資なしでCPU/DISK/メモリなどのIT資源のコストを減らすことが可能となる
特に本発明の仮想データセンタシステム1では、各地に分散した小規模のデータセンタをネットワーク接続してリソースプール化した仮想データセンタと、ユーザオフィスになるユーザシステム6を、それらを監視する統合監視システム4のログの解析により得た独自の解析結果を利用することで、ユーザシステム6の高可用性とコスト面での最適な配置を実現することが出来る。
1:仮想データセンタシステム
2:プロビジョニングシステム
3:データセンタシステム
4:統合監視システム
5:認証システム
6:ユーザシステム
21:ユーザ情報データベース
22:運用統計データベース

Claims (2)

  1. 複数のデータセンタシステムと、
    前記データセンタシステムと情報の送受信が可能なプロビジョニングシステムと、
    前記データセンタシステムのリソースの利用実績に関する情報を記憶する運用統計データベースと、を有する仮想データセンタシステムであって、
    前記プロビジョニングシステムは、
    前記運用統計データベースに記憶するユーザのユーザリソース利用実績データと、前記データセンタシステムにおいてユーザが現在利用している世代のリソースの実効値と、任意の世代のリソースの実効値と、を用いて前記任意の世代のリソースに移行した場合のリソース費用を算出し、
    前記算出したリソース費用と現在のリソース費用との比較をすることで、前記任意の世代のリソースに移行した場合に削減されるリソース費用を算出し、
    ユーザシステムからの制御指示により、前記ユーザが利用するデータセンタシステムのリソースを、前記現在利用している世代のリソースから前記任意の世代のリソースに変更する、
    ことを特徴とする仮想データセンタシステム。
  2. 前記プロビジョニングシステムは、さらに、
    前記ユーザが現在利用している世代のリソースから前記任意の世代のリソースへの変更後、前記現在利用している世代のリソースから、前記任意の世代のリソースにデータを移行する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の仮想データセンタシステム。
JP2011179342A 2011-08-19 2011-08-19 仮想データセンタシステム Active JP5054220B1 (ja)

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