JP5338906B2 - サーバ管理プログラム、管理サーバ、仮想サーバ配置方法 - Google Patents
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Description
逆に、稼働中の1又は複数の物理サーバで得られる性能の総和と比較して、配置対象の複数の仮想サーバによる負荷が高すぎるとしたならば、稼動する物理サーバにおいて処理上の余裕がなく、突発的な仮想サーバの負荷の上昇に対して対処できず、処理期間が遅延する可能性がある。
(A)複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における第1負荷に基づいて、各仮想サーバの将来の第2負荷を予測する手順と、
(B)物理サーバに配置される1又は複数の仮想サーバの第2負荷の総和がその物理サーバの処理能力に対して所定の比率の範囲内となるように、各仮想サーバの第2負荷に基づいて、複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するためのスケジュールを決定する手順と、
(C)前記スケジュールに従って、前記複数の仮想サーバの一部又はすべてを、前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う手順と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。同様の観点の、管理サーバによって実行される仮想サーバ配置方法も提供される。
(D)複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における第1負荷に基づいて、各仮想サーバの将来の第2負荷を予測する負荷予測部と、
(E)物理サーバに配置される1又は複数の仮想サーバの第2負荷の総和がその物理サーバの処理能力に対して所定の比率の範囲内となるように、各仮想サーバの第2負荷に基づいて、複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するためのスケジュールを決定するスケジュール生成部と、
(F)前記スケジュールに従って、前記複数の仮想サーバの一部又はすべてを、前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う配置実行部と、
を備える。
以下、実施形態に係る管理サーバを含むネットワークシステム(以下、単に「システム」という。)の全体構成について、図1を参照して説明する。
図1に示すように、このシステムには、管理サーバ2、管理端末3及び管理対象サーバ群4がネットワークを介して接続される。このシステムでは、管理サーバ2により、管理対象サーバ群4における各物理サーバに対して1又は複数仮想サーバが配置されるように制御される。このとき、物理サーバの処理能力、及びその電力消費量の観点から効率的な仮想サーバの配置が行われることが意図されている。
仮想サーバは、物理サーバ上においてソフトウエア的に実現されるサーバである。仮想サーバ上では1つ以上の業務(アプリケーション)が動作する。異なる業務を行う仮想サーバが複数組み合わされて物理サーバ上に配置される場合もあり、同一の業務を行う複数の仮想サーバが異なる物理サーバ上に配置される場合もある。
なお、仮想サーバのデータは、物理サーバに直接接続されたディスク装置に格納されてもよいし、物理サーバと別に存在し、ネットワークまたは直接結線により接続された共用ディスク(SAN(Storage Area Network)、NFS(Network File System)、iSCSI(Internet Small Computer System Interface)等)に格納されてもよい。また、仮想サーバのデータが格納されるディスクの物理媒体の種類についても限定しない。
図1に示すように、管理サーバ2は、システム制御部21と、負荷データベース(負荷DB)22と、サーバ管理データベース(サーバ管理DB)23と、負荷予測部24と、最適配置作成部25(スケジュール生成部)と、再配置実行部26(配置実行部)と、故障監視部27と、配置スケジュールデータ格納部28と、を備える。この管理サーバ2の各構成要素は物理的に単一のサーバに収容されてもよいし、構成要素ごとに複数のサーバに亘って存在してもよい。
次に、図1に示した管理サーバ2の各構成要素について、より詳細に説明する。
システム制御部21は主としてマイクロコントローラにより構成され、管理サーバ2全体の制御、各データベースの管理、管理サーバ2の各部への指令の送出を行う。管理サーバ2が複数のコンピュータによって構成される場合には、システム制御部21はその複数のコンピュータ全体を統括する。また、システム制御部21は、管理端末3からの要求の受信、及びその要求に基づいて管理端末3で表示すべきデータの送信を行う。
負荷データベース22には、各仮想サーバの過去の負荷データが蓄積される。
ここで、負荷データは、各仮想サーバの負荷値、及び各仮想サーバの動作状態(稼動又は停止)に関する情報(以下、「動作情報」という。)を含む。
負荷データが負荷データベース22に蓄積されるときの経路、蓄積される方法、蓄積されるタイミング等は限定しない。例えば、負荷データが負荷データベース22に蓄積されるときの経路に関して言及すれば、仮想サーバ側に負荷データを計測し、管理サーバ2へ定期的に送信する機能を備えたエージェントを設けるようにしてもよいし、管理サーバ2から仮想サーバに対して定期的に負荷データを取得するマネージャを設けるようにしてもよい。物理サーバ上で動作し仮想サーバを管理するハイパーバイザ、又は物理サーバのインタフェースを経由して負荷データが管理サーバ2へ送信されるようにしてもよい。
図2(a)に示す例では、システム制御部21がサーバ管理データベース23に対して問い合わせを行い、負荷データの取得の対象となる仮想サーバの情報(例えば、仮想サーバIDやIPアドレスなど、ネットワーク上の位置を示す特定情報)を得る。システム制御部21は、その仮想サーバの情報に基づいて、ネットワークを経由して、対象の仮想サーバが動作する物理サーバ上のハイパーバイザに問い合わせる。図2(a)に示す例では、ハイパーバイザは、仮想サーバの負荷データを読み取る機構を備えており、システム制御部21からの問い合わせに対して、対象の仮想サーバの負荷データを返す。対象の仮想サーバの負荷データを取得したシステム制御部21は、負荷データベース22の該当仮想サーバIDのレコードに負荷データを記録する。以上の処理を全仮想サーバについて繰り返すことで、ある時刻におけるすべての仮想サーバの負荷データが取得される。このデータ取得処理を1分間等の一定期間ごとに繰り返し実行することで、負荷データベース22には負荷データが蓄積されていく。
図2(b)に示す例では、図2(a)とは異なり、仮想サーバ上に負荷データを送信するエージェントを設けた場合を示している。このとき、仮想サーバ上のエージェントは、ハイパーバイザを経由せず、直接管理サーバ2に対して負荷データを送信する。負荷データを受信したシステム制御部21は、負荷データを送信した仮想サーバをサーバ管理データベース23と照合し、負荷データベース21の該当仮想サーバIDのレコードに記録する。
図2(a)に示す例では、システム制御部21がハイパーバイザに問い合わせる際、対象の仮想サーバの動作情報を負荷値と同時に取得し、負荷値と動作情報を含む負荷データが負荷データベース22に記録される。
図2(b)に示す例では、仮想サーバの起動時及び停止時に、仮想サーバ、又はハイパーバイザは、システム制御部21に対して、仮想サーバの動作状態の変更の通知を行う。この通知に基づき、システム制御部21は、仮想サーバの動作情報を負荷データベース22に記録する。
図3において、負荷データベース22には、複数のレコード(レコード1,2,…,m)に対応して、各仮想サーバID(VM1,VM2,…,VMm)と、該当する仮想サーバの負荷データとが記録されている。仮想サーバIDは、負荷データベース22上の仮想サーバと、サーバ管理データベース23上の仮想サーバとを関連付けるための情報である。図3に示すように、負荷データは、負荷データを取得した時刻ごとの、仮想サーバの負荷値と動作情報が含まれる。図3では、負荷データの記録時刻として、一例として1分間単位の実際の時刻が記録される例を示しているが、必ずしも実際の時刻そのものが記録される必要はない。記録の開始時刻からのオフセットを記録してもよいし、記録時刻を特定可能な文字列を記録してもよい。
サーバ管理データベース23には、物理サーバとその処理能力一覧、及び仮想サーバ一覧が記録される。管理サーバからアクセス可能であれば、物理サーバのデータと仮想サーバのデータはそれぞれ独立のデータベースとして存在してもよい。
各物理サーバの処理能力値は、各物理サーバの処理能力(又は計算能力)に関する性能を示す指標値であって、前述した負荷値と比較可能なものであれば何でもよい。処理能力値は、例えば、CPU、メモリ或いはディスクなどの計算機のリソースを示す値(計算速度、メモリ容量等)、又はそれらのリソースを総合した指標値でもよい。
物理サーバテーブルには、レコード1〜nに対応してn個の物理サーバの特定情報(例えばアドレス)及び処理能力値が含まれる。図4に示すように、物理サーバテーブルにはさらに、各レコードに対応して、故障情報と動作情報が含まれる。物理サーバの故障情報とは、物理サーバが正常か否かについての情報(“正常”又は“故障”を示す。)である。物理サーバの動作情報とは、物理サーバの動作状態に関する情報(“稼動”又は“停止”を示す。)である。この故障情報及び/又は動作情報は、後述する配置スケジュールを作成する時においてスケジュール対象の物理サーバを特定するのに有用となる。
仮想サーバテーブルには、レコード1〜mに対応してm個の物理サーバの特定情報、仮想サーバID及び仮想サーバのイメージデータが含まれる。特定情報とは、管理サーバ2内で物理サーバ又は仮想サーバを一意に特定し、アクセス可能とするための情報であり、例えばネットワーク上のコンピュータ名やアドレスなどである。図4では、特定情報としてアドレスを例示してある。仮想サーバIDは、負荷データベース22上のレコードと対応付けるために用いられる。
図4のサーバ管理データベース23において、また、図4に示したデータ構成は例示に過ぎず、物理サーバ及び/又は仮想サーバの管理に必要な情報を、適宜加えて構成するようにしてもよい。
負荷予測部24は、後述する負荷予測アルゴリズムに従って動作し、過去の負荷データに基づいて、特定の仮想サーバの特定の期間における将来の負荷値の予測(負荷予測)を行う。負荷予測にあたっては、負荷データベース22から各仮想サーバの負荷データに含まれる負荷値と動作情報を、ある程度長い一定期間(例えば1週間、1ヶ月)、又は全期間について参照する。以下の説明において、予測された負荷値(第2負荷)を、適宜「負荷予測値」という。負荷予測アルゴリズムについては、後で詳細に説明する。
スケジュール生成部としての最適配置作成部25は、後述する最適配置作成アルゴリズムに従って動作し、負荷予測部24が予測した負荷値に基づき、物理サーバに対する仮想サーバの最適な配置スケジュールを作成する。ここで、「最適な配置」とは、ある物理サーバ上に配置された複数の仮想サーバから予測される負荷値の合計が、その物理サーバの処理能力値に対して適切な比率の範囲(許容範囲)に収まるようになっていることである。その許容範囲の上限は、仮想サーバの突発的な負荷上昇に耐えうる余裕を持たせるために設けられ、許容範囲の下限は、物理サーバの性能を無駄なく使い、稼動する物理サーバの台数を最小限にとどめることで消費電力の低減を図るために設けられる。
最適配置作成部25は、配置スケジュールを作成するとき、サーバ管理データベース23及び負荷予測部24をそれぞれ参照する。最適配置作成アルゴリズムについては、後で詳細に説明する。
再配置実行部26は、最適配置作成部25が作成した配置スケジュールに従って、仮想サーバの再配置を行う。再配置実行部26は、マイグレーションの指示を出すためのインタフェースを備える。このインタフェースは主に、ハイパーバイザなどの仮想サーバ管理ソフトウエアが提供するものを利用したものである。
再配置を実行するためのマイグレーションの方法については限定しない。再配置実行部26は、マイグレーション対象の仮想サーバが停止中であればオフラインマイグレーションを行うが、マイグレーション対象の仮想サーバが稼動中の場合、一度仮想サーバを停止してからオフラインマイグレーションを行ってもよい。また、再配置実行部26は、マイグレーション対象の仮想サーバが稼働中の場合、オンラインマイグレーションを行ってもよい。
再配置実行部26は、再配置の実行の結果、仮想サーバ数が0となる物理サーバに対しては、その物理サーバの電源を停止させる。また、再配置実行部26は、再配置の実行の結果、新たに物理サーバを起動することが必要となったときには、その物理サーバを起動させる。さらには、再配置実行部26は、その物理サーバが故障となったとき(故障情報が“故障”を示すようになったとき)には、その物理サーバの電源を停止させ、別の物理サーバを起動させる。電源の投入及び停止に使用されるインタフェースは、物理サーバそのものが備えるもの、物理サーバのベンダが提供する制御ソフト、一般のツールまたは独自の実装によるものでもかまわない。また、そのインタフェースにおけるプロトコル及び制御経路についても限定しない。
なお、再配置を実行するに際して、オンラインマイグレーション時、バッファとなる物理サーバが必要となる場合は、一時的に稼動していない物理サーバを起動してもよい。
また、再配置実行部26による、物理サーバに対する電源の投入・停止の指示、仮想サーバに対するマイグレーションの指示は、いかなるプロトコルを介して行われてもよい。そのようなプロトコルの例として、SNMP(Simple Network Management Protocol),IPMI(Intelligent Platform Management
Interface)、SMASH−CLP(System Management Architecture for Server Hardware Command Line
Protocol)を挙げることができる。
故障監視部27は、各物理サーバの状態(正常/故障)について監視し、故障が発生した場合にはサーバ管理データベース23上の物理サーバに対応するレコードの故障情報を“故障”と書き換える。また、故障していた物理サーバが復旧した場合には、その物理サーバに対応するレコードの故障情報を“正常”と書き換える。
配置スケジュールデータ格納部28には、最適配置作成部25が作成した配置スケジュールが格納される。再配置実行部26は、配置スケジュールデータ格納部28に格納されている配置スケジュールを参照して、再配置を実行する。なお、配置スケジュールは、定期的に更新される。
次に、図1に示した管理端末3の構成要素についてさらに説明する。
管理情報表示部31は、管理サーバ2から与えられるデータに基づいて、システムの運用情報を含む様々な情報を表示する。管理情報表示部31で表示される情報は、例えば以下の情報である。
・物理サーバ、仮想サーバの詳細及び一覧
・仮想サーバ負荷データ(負荷値、動作情報)
・仮想サーバの負荷予測値
・仮想サーバの配置スケジュール
・仮想サーバの現在の配置状況
次に、管理サーバ2の負荷予測部24に実装されている負荷予測アルゴリズムの一例を、図6〜図9を参照して詳細に説明する。
停止期間が存在する仮想サーバとしては、例えば週末や夜間に業務を行わないような利用方法が適用される仮想サーバが典型的である。停止期間がスケジュール化されている場合には、負荷予測アルゴリズムは、その停止期間のスケジュールを停止期間の予測値として直接利用できる。この場合、システム管理者がサーバ管理データベース23に仮想サーバの稼動スケジュールを予め登録するようにしてもよい。
停止期間がスケジュール化されていない場合は、負荷予測アルゴリズムは、例えば1日のうちのある時間区間(特定の1時間)について数週間に亘って動作情報(負荷データベース22内の情報;図3参照)を解析することにより、停止期間を予測(算出)する。この解析は例えば、仮想サーバの動作情報に基づき、1日のある特定の時間区間においてその仮想サーバが稼動している率(稼動率)を算出し、その稼動率が所定の閾値以下であることを条件として、その特定の時間区間が停止期間であると判断することにより行われる。停止期間を算出するために基礎とする動作情報は、日単位のもの、週単位のもの、又は月単位でもよいし、これらを組み合わせるようにしてもよい。
なお、負荷予測アルゴリズムにおいて稼動期間と停止期間を区別する理由は、仮に全期間中の負荷値の平均を算出したならば、その平均値は停止期間も含めて算出されるため、稼働中における負荷値の平均よりも低い値となって、実状と合致しないためである。
負荷予測アルゴリズムは、仮想サーバについて稼動時間が所定の閾値(例えば、30%)を下回る日を、その仮想サーバの「休業日」であると判断する。この休業日が7日おきに周期的に発生しているとすれば、その仮想サーバは土曜日・日曜日が休業日であり、将来も土曜日・日曜日は稼動しないことが予測できる。逆に、負荷予測アルゴリズムは、仮想サーバについて稼動時間が所定の閾値(例えば、30%)を上回る日を、その仮想サーバの「営業日」であると判断する。
また、負荷予測アルゴリズムは、1ヶ月間の営業日のうち所定の閾値(例えば、30%)を下回る日数で稼動時間となっている特定の時間帯は「休業時間」であると判断する。例えば図6の例では、この仮想サーバは朝2時から6時が休業時間であり、将来も2時から6時は稼動しないことが予測できる。また、負荷予測アルゴリズムは、1ヶ月間の営業日のうち所定の閾値(例えば、30%)を上回る日数で稼動時間となっている特定の時間帯は「就業時間」であると判断する。
図7は、図6に対してさらに、1時間単位の負荷値の例を付加した図である。図7に示す例において、灰色で表した仮想サーバの停止時間の負荷値はすべて0となっている。
以下では、負荷予測アルゴリズムが168時間周期(1週間の周期)で順次、負荷値を予測していく方法について説明する。この方法では、過去の数週間、例えば10週間の過去のデータ(168時間周期の負荷値のデータ×10)で毎週、各時間の負荷値についての移動平均処理を実行することにより、1週間分の負荷値を予測する。このとき、10週間に亘って特定の1時間に注目すると、その特定の1時間が稼働時間であったか、又は停止時間であったかについて平均処理において考慮される。例えば、特定の1時間に注目したときに、10週間中7週間で稼動時間(3週間で停止時間)であったならば、稼動時間であった7時間分の負荷値の合計を7で割った値を、その特定の1時間の負荷予測値とする。このような移動平均処理を行うことにより、毎週、将来の168時間(1週間)のすべての時間における負荷値が予測される。この168時間(1週間)のすべての時間における負荷値の予測例を図8に示す。
先ず、負荷予測部24は、負荷データベース22を参照し、例えば10週間分の仮想サーバVxの負荷データ(負荷値、動作情報)を取得し(ステップS10)、取得した仮想サーバVxの動作情報を解析する(ステップS12)。すなわち、取得した動作情報により、例えば1分間隔ごとの仮想サーバVxの状態(稼動又は停止)が分かるため(図3参照)、負荷予測部24は、1日のある特定の時間区間において仮想サーバVxの稼動率を算出する。そして、負荷予測部24は、その稼動率が所定の閾値以下であることを条件としてその特定の時間区間が停止時間であると判断し、稼動率が所定の閾値を上回ることを条件としてその特定の時間区間が稼働時間であると判断する。この解析によって、負荷予測部24は、例えば図6に示した、稼動状況に関する予測データを作成する(ステップS14)。さらに、負荷予測部24は、稼動期間(各1時間ごとの稼動時間)中の負荷値を解析する(ステップS16)。具体的には、負荷予測部24は、稼動時間について、ステップS10で取得した1分間隔ごとの負荷値の平均をとり、その稼動時間における負荷値を算出する。これにより、例えば図7に例示したようなマトリクスのデータ(例えば10週間分のデータ)が得られる。そして、負荷予測部24は、稼動時間のみを対象として、10週間分の負荷値の平均をとることで、稼動時間における予測負荷データを得る(ステップS18)。このとき、前述したように、特定の1時間において10週間中7週間で稼動時間(3週間で停止時間)であったならば、稼動時間であった7時間分の負荷値の合計を7で割った値を、その特定の1時間の負荷予測値とする。なお、予測負荷データには、負荷予測値とともに、停止時間の情報も含まれる。
図9に示す処理を、例えば毎週実行することで1週間ごとの負荷予測データがすべての仮想サーバについて生成される。
次に、管理サーバ2の最適配置作成部25に実装されている最適配置作成アルゴリズムについて、図10〜図13を参照して詳細に説明する。
例えば、図10に示すように、各物理サーバの処理能力値がすべて100であり、配置対象の複数の仮想サーバの負荷予測値の合計が500である場合を想定する。仮想サーバすべてを動作させるのに必要な物理サーバ台数をNとすると、100×N×70%≧500という不等式が成立する最小の整数Nが最低限必要なサーバ台数となる。この場合、N≧7.14となるため、最低8台の物理サーバが必要となる。ここではすべての物理サーバの性能が同一としたが、同一でない場合は、物理サーバ性能の総和に0.7を乗じたものが左辺になると考えてよい。
最適配置作成部25は先ず、サーバ管理データベース23を参照し、物理サーバと仮想サーバの一覧を取得する(ステップS20)。これにより、配置対象の仮想サーバの仮想サーバID、及び各物理サーバの処理能力値が分かる(図4参照)。次に最適配置作成部25は、負荷予測部24から時間区間Ptにおける全仮想サーバの予測負荷データ(負荷予測値、停止時間のデータ)を取得する(ステップS22)。ステップS20及びS22により、時間区間Ptにおける、配置対象のすべての仮想サーバの負荷予測値と、各物理サーバの処理能力値とが得られたので、上述した最適配置作成アルゴリズムに従って最適化処理が実行される(ステップS24)。
すなわち、先ず、図11のステップS22で得られた負荷予測値の合計と、図20で得られた、稼働中の物理サーバの処理能力値とに基づいて、最低限必要な物理サーバの台数の初期値ntmpを算出する(ステップS30)。その後、ステップS32、S34、S36が、時間区間Ptにおける、配置対象のすべての仮想サーバx(x=0,1,…,m)と、ntmp個の物理サーバy(y=0,1,…,ntmp)とに対して実行される。ステップS32及びS34では、各仮想サーバを順に1つずつ物理サーバに割り当てる処理が行われる。ステップS32において、物理サーバyに仮想サーバxを配置可能かについての判断は、物理サーバに配置される仮想サーバの負荷予測値の総和がその物理サーバの処理能力に対して所定の比率の範囲内にあるか否かに基づく。
ステップS36で、物理サーバ0〜ntmpにこれ以上配置できない、すなわち、ステップS30で決めた物理サーバ台数では上記所定の比率の範囲(許容範囲)を満足しない場合には、物理サーバに余裕があることを条件として(ステップS38)、配置先の物理サーバを1台追加した上で(ステップS40)、処理が継続される。
図11において最適化処理が実行されると、時間区間Ptにおける最適配置の組合せ(各物理サーバと、各物理サーバに配置される仮想サーバとの組合せ)が決定される(ステップS26)。ステップS20〜S26をすべての時間区間を対象に実行することで、例えば将来の1週間分における1時間ごとの配置スケジュールが作成される(ステップS28)。この配置スケジュールの一例を図13に示す。図13の例では、YYYY/MM/DDの日付の時刻10:00:00において、例えば物理サーバP1に仮想サーバV1,V4,V7,V10,V12が配置される予定であることを示している。配置スケジュールは、配置スケジュールデータとして配置スケジュールデータ格納部28に格納される。
次に、管理サーバ2の再配置実行部26の処理について、図14〜図16を参照して説明する。
[処理6A]
対象時間区間における配置スケジュールデータを読み込む。また、物理サーバ及び仮想サーバの情報をサーバ管理データベース23に問い合わせる。
[処理6B]
対象時間区間で稼動する物理サーバと、対象時間区間の一つ前の(1時間前の)時間区間で稼動する物理サーバとを比較する。一致する物理サーバ(すなわち、両方の時間区間で稼動する物理サーバ)に対しては特に何も処理しないが、一致しない物理サーバ(すなわち、一方の時間区間のみで稼動する物理サーバ)に対しては電源の投入または停止の指示を行う。ここで、対象時間区間において物理サーバ数が増加する場合、電源の投入が対象時間区間の仮想サーバの配置に先立って行われる。対象時間区間において物理サーバ数が減少する場合、対象時間区間で停止する物理サーバの電源の切断は、その物理サーバに配置されていた仮想サーバを別の物理サーバへ移動し、すべての仮想サーバがその物理サーバ上で動作していない状態になってから実施する。
[処理6C]
処理6Bと同様に、対象時間区間とその一つ前の時間区間において、各仮想サーバが配置されている物理サーバを比較する。その結果、配置される物理サーバが一致する仮想サーバに対しては何も処理を行わないが、一致しない仮想サーバに対してはマイグレーションの指示を行う。
図14の例では、(a)に示すように再配置前に物理サーバが8台稼動している場合を想定する。このとき、配置スケジュールデータを参照し、9台の物理サーバが必要なスケジュールであると分かると、再配置実行部26は、(b)に示すように、再配置前に1台の物理サーバの電源を投入する指示を行う。そして、再配置実行部26は、(c)に示すように、新たに電源投入された物理サーバに対して仮想サーバのマイグレーションを行うための指示を出す。
図15の例では、(a)に示すように再配置前に物理サーバが10台稼動している場合を想定する。このとき、配置スケジュールデータを参照し、9台の物理サーバで足りるスケジュールであると分かると、再配置実行部26は、(b)に示すように、仮想サーバのマイグレーションを行うための指示を出し、再配置を実行する。そして、再配置実行部26は、(c)に示すように、マイグレーションにより仮想サーバを1つも配置しなくなった物理サーバの電源を切断する指示を行う。
図16において、先ず、再配置実行部26は、配置スケジュールデータ格納部28に格納されている配置スケジュールデータを読み出し、その配置スケジュールデータから対象時間区間における配置一覧(仮想サーバをどの物理サーバに配置するかについての一覧のデータ)を読み込む(ステップS50)。そして、再配置実行部26は、サーバ管理データベース23に対して物理サーバ及び仮想サーバの動作情報(“稼動”又は“停止”のいずれかの状態を示す情報)を問い合わせる(ステップS52)。そして、再配置実行部26は、ステップS52で得られた動作情報に基づき、対象時間区間とその1つ前の時間区間における各物理サーバの動作状態を比較し、各物理サーバの動作状態の変化を調べる(ステップS54)。さらに、再配置実行部26は、負荷データベース22を参照して、対象時間区間とその1つ前の時間区間における各仮想サーバの動作状態を比較し、各仮想サーバの動作状態の変化を調べる(ステップS56)。
また、再配置処理においては、オンライン又はオフラインで行ったとしても、再配置に処理に関わるオーバヘッド(ネットワーク負荷など)が生ずるため、最適配置作成部25では、このオーバヘッドが極力少なくなるような配置スケジュールとなるように考慮がされたアルゴリズムの実装が好ましい。
次に、本実施形態の管理サーバ2の好ましい処理として、物理サーバ故障時及び復旧時の処理について説明する。
物理サーバに故障が生じた場合には、故障が生じた物理サーバ上の仮想サーバを代替の別の物理サーバ上へ移動することが好ましい。具体的には、故障監視部27が各物理サーバの状態(正常/故障)について監視し、故障が発生した場合(直ちに物理サーバが停止した場合)にはサーバ管理データベース23上の物理サーバに対応するレコードの故障情報を“故障”と書き換える。同時に、再配置実行部26は、サーバ管理データベース23上物理サーバの故障情報に変化に応じて、代替の別の物理サーバの起動、及び仮想サーバのマイグレーションにより自動復旧を行う。また、最適配置作成部25は、サーバ管理データベース23上物理サーバの故障情報に変化に基づき、故障が生じた物理サーバをスケジュール対象の物理サーバから除外する。
なお、ここで故障の予兆とは、サーバに備わる冷却用ファンの回転数に異常が生ずることや、一定期間にコレクタブルエラーが所定の回数以上発生すること等、放置しておけば故障につながる可能性が高い事象をいう。
図17では、先ず、故障監視部27が各物理サーバを監視することにより、物理サーバの故障/故障予兆を検知する(ステップS70)。そして、物理サーバに故障が生じた場合には(ステップS72)、再配置実行部26は、故障した物理サーバ上に配置されている仮想サーバをすべて代替の別の物理サーバへマイグレーションを行う指示を出す(ステップS74)。ステップS72で物理サーバの故障の予兆が検知された場合には、ステップS74は実行しない。さらに、故障監視部27は、サーバ管理データベース23上で、故障又は故障の予兆が検知された物理サーバの故障情報を“故障”に書き換える(ステップS76)。これにより、最適配置作成部25では、次回の配置スケジュール作成時に、稼動物理サーバの候補、すなわち、スケジュール対象の物理サーバの候補から、故障又は故障の予兆が検知された物理サーバが除外される。
図18では、先ず、故障監視部27が各物理サーバを監視することにより、物理サーバの復旧を検知する(ステップS80)。そして、故障監視部27は、サーバ管理データベース23上で、復旧を検知した物理サーバの故障情報を“正常”に書き換える(ステップS82)。これにより、最適配置作成部25では、次回の配置スケジュール作成時に、スケジュール対象の物理サーバの候補に、復旧した物理サーバが組み込まれるようになる。
また、上記配置スケジュールの生成及び再配置の実行は、自動的に行われて人手を要しないため、運用・管理コストが上昇しない。
この仮想サーバ配置方法によれば、複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における負荷値に基づいて、各仮想サーバの将来の負荷値(負荷予測値)を予測し、物理サーバに配置される1又は複数の仮想サーバの負荷予測値の総和がその物理サーバの処理能力に対して所定の比率の範囲内となるように、各仮想サーバの負荷予測値に基づいて、複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するためのスケジュールを決定し、そのスケジュールに従って、複数の仮想サーバの一部又はすべてを、複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う。
Claims (9)
- 複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するためのサーバ管理プログラムであって、
複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における第1負荷に基づいて、各仮想サーバの将来の第2負荷を予測する手順と、
各仮想サーバの前記第2負荷に基づいて、前記複数の物理サーバのうちから順に1つずつ物理サーバを選択し、該選択された物理サーバの処理能力に対して割り当てられた負荷の総和が所定の比率の範囲内となるように、前記選択された物理サーバに前記複数の仮想サーバを割り当ててゆくことで、前記複数の仮想サーバを前記複数の物理サーバに配置するスケジュールを決定する手順と、
前記スケジュールに従って、前記複数の仮想サーバの一部又はすべてを、前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う手順と、
前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う手順において、仮想サーバが割り当てられなかった物理サーバの電源を停止させる指示を行う手順と、
をコンピュータに実行させるためのサーバ管理プログラム。 - 前記第2負荷を予測する手順において、
前記所定期間のうち仮想サーバの稼動期間を対象として各仮想サーバの前記第1負荷を統計処理し、各仮想サーバの前記第2負荷を算出する、
請求項1に記載されたサーバ管理プログラム。 - 前記スケジュールを決定する手順において、
前記複数の物理サーバのうち故障中の物理サーバを、前記複数の仮想サーバの配置対象から除外する、
請求項1に記載されたサーバ管理プログラム。 - 複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するための管理サーバであって、
複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における第1負荷に基づいて、各仮想サーバの将来の第2負荷を予測する負荷予測部と、
各仮想サーバの前記第2負荷に基づいて、前記複数の物理サーバのうちから順に1つずつ物理サーバを選択し、該選択された物理サーバの処理能力に対して割り当てられた負荷の総和が所定の比率の範囲内となるように、前記選択された物理サーバに前記複数の仮想サーバを割り当ててゆくことで、前記複数の仮想サーバを前記複数の物理サーバに配置するスケジュールを決定するスケジュール生成部と、
前記スケジュールに従って、前記複数の仮想サーバの一部又はすべてを、前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行い、該配置するための指示により仮想サーバが割り当てられなかった物理サーバの電源を停止させる指示を行う配置実行部と、
を備えた管理サーバ。 - 前記負荷予測部は、前記所定期間のうち仮想サーバの稼動期間を対象として各仮想サーバの前記第1負荷を統計処理し、各仮想サーバの前記第2負荷を算出する、
請求項4に記載された管理サーバ。 - 前記スケジュール生成部は、前記複数の物理サーバのうち故障中の物理サーバを、前記複数の仮想サーバの配置対象から除外する、
請求項4に記載された管理サーバ。 - 複数の仮想サーバを複数の物理サーバに配置するために、管理サーバによって実行される仮想サーバ配置方法であって、
複数の仮想サーバの各々の現在までの所定期間における第1負荷に基づいて、各仮想サーバの将来の第2負荷を予測し、
各仮想サーバの前記第2負荷に基づいて、前記複数の物理サーバのうちから順に1つずつ物理サーバを選択し、該選択された物理サーバの処理能力に対して割り当てられた負荷の総和が所定の比率の範囲内となるように、前記選択された物理サーバに前記複数の仮想サーバを割り当ててゆくことで、前記複数の仮想サーバを前記複数の物理サーバに配置するスケジュールを決定し、
前記スケジュールに従って、前記複数の仮想サーバの一部又はすべてを、前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行い、
前記複数の物理サーバの一部又はすべての上に配置するための指示を行う手順において、仮想サーバが割り当てられなかった物理サーバの電源を停止させる指示を行う、
仮想サーバ配置方法。 - 前記第2負荷を予測するとき、
前記所定期間のうち仮想サーバの稼動期間を対象として各仮想サーバの前記第1負荷を統計処理し、各仮想サーバの前記第2負荷を算出する、
請求項7に記載された仮想サーバ配置方法。 - 前記スケジュールを決定するとき、
前記複数の物理サーバのうち故障中の物理サーバを、前記複数の仮想サーバの配置対象から除外する、
請求項7に記載された仮想サーバ配置方法。
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