JP5464746B2 - データベースを分散共有する資源管理装置、プログラム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク資源(Resource)、計算資源及び／又はストレージ資源のような資源内に配置された制御対象機器を制御する資源管理装置の技術に関する。

近年、地理的に分散した計算資源及びストレージ資源を、高速なネットワーク資源で相互に結ぶことによって、大規模高性能計算システムを構築することが可能となってきた。また、このようなシステムは、仮想サーバ及び仮想ストレージを、仮想ネットワークで相互に結ぶことによって、物理的機器の違いを抽象化した仮想化技術も提供する。即ち、各物理的機器の持つ資源（ＣＰＵ利用率、メモリ量、ディスク容量、通信帯域等）を、異なる利用者に割り当てることができる。

図１は、資源を制御する資源管理装置を備えたシステム構成図である。

図１によれば、地理的に分散した計算資源及びストレージ資源が、ネットワーク資源を介して相互に利用されるグリッドシステムが表されている。図１によれば、資源管理装置１は、制御対象となる資源の種類に基づいて、複数、備えられている。例えば、計算資源用の資源管理装置、ストレージ用の資源管理装置、及び、ネットワーク資源用の資源管理装置がある。そして、資源管理装置は、要求資源量に応じて、要求対象資源を確保／開放する。このとき、通信における遅延・帯域の不安定、及び／又は、計算機における過負荷等を引き起こさないように、資源が確保される必要がある。

資源管理装置１は、例えば運用管理者によって操作されるオペレーションクライアント２からの要求に応じて、資源を制御する。勿論、ユーザ端末間のセッションが確立された際に、通信品質に応じて資源を確保するＳＩＰサーバからの要求に応じて、資源が確保されるものであってもよい。これにより、一度確立されたセッションが継続する間、エンドツーエンドのサービスレベルの通信品質に応じて、安定したＱｏＳ(Quality of Service)制御を実現することができる。

ここで、資源管理装置１に障害が発生した場合、予約された資源要求情報が実行されなくなる。そのために、資源管理装置１を冗長化（二重化）することが好ましい。しかしながら、資源管理装置の二重化は、管理及びコストも２倍の投資を要する。そこで、資源管理装置１が保持するデータを分散管理することも想定できる。

従来、ネットワーク分散システムについて、第１の情報処理装置が、自ら処理できないジョブを、ジョブに付与された処理情報に基づいて、第２の情報処理装置へ転送する技術がある（例えば特許文献１参照）。また、データに付与された関連情報に基づいて、データの複製（レプリカ）を他の情報処理装置へ転送する技術もある（例えば特許文献２参照）。更に、分散リソース管理システムについて、第１のリソースを管理する第１のプロセスが、第１のリソースの状態変化イベントを、第２のプロセスへ送信する技術もある（例えば特許文献３参照）。

特開２００７−６５７８５号公報 特開２００７−１３３５０３号公報 特開２００９−２４６５９９号公報

前述したように、資源管理装置は、要求対象資源に基づく制御対象機器を選定し、その制御対象機器に対して要求資源量に応じて制御する。また、資源管理装置は、対象資源の種類に応じて、複数、備えられている。更に、資源管理装置は、資源の中の制御対象機器毎に、その機器に応じた異なる処理を実行しなければならない。更に、これら複数の資源管理装置を冗長化することは、管理負担及びコストの観点から非効率である。

また、各資源管理装置のデータベースを分散管理することを想定した場合、特許文献１に記載された技術によれば、自ら処理できないイベントのみを、他の情報処理装置へ転送しており、結局、対象資源を同一にする場合に限られる。また、特許文献２に記載された技術によれば、情報処理装置間でデータを複製して共有しているが、他の情報処理装置が能動的にアクセスすることを想定しており、自らの発動が期待されるイベントのような情報を管理することはできない。具体的には、予定時刻にイベントが発動する予約情報を管理することはできない。特許文献３に記載された技術によれば、関連する対象資源を複数のリソース管理プロセスによって管理するものであって、データを分散共有化するものではない。

そこで、本発明は、管理対象となる資源が異なる資源管理装置同士が、各々保持するデータベースを分散共有することによって、資源管理装置の障害耐性を向上させることができる資源管理装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する資源管理装置において、
管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと、
他の複数の資源管理装置同士の間で、少なくとも予約データベースを分散共有的に管理する分散共有管理手段と、
予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する他の資源管理装置へ送信する予約管理手段と、
他の資源管理装置から、資源要求情報を受信する資源要求受信手段と、
資源要求情報の要求対象資源に含まれる制御対象機器を、レジストリデータベースから取得するサービス管理手段と、
制御対象機器を、資源要求情報の要求資源量に応じて制御する機器制御手段と
を有することを特徴とする。

本発明の資源管理装置における他の実施形態によれば、資源要求受信手段は、複数の他の資源管理装置から、所定時間範囲内に複数の同一の資源要求情報を受信した場合、１つの資源要求情報のみを実行することも好ましい。

本発明の資源管理装置における他の実施形態によれば、分散共有管理手段は、データを共有すべき他の資源管理装置に対する保存装置識別子を更に有し、当該保存装置識別子によって特定される他の資源管理装置との間で、資源要求情報を共有することも好ましい。

本発明の資源管理装置における他の実施形態によれば、分散共有管理手段は、保存装置識別子をハッシュ値によって特定することも好ましい。

本発明の資源管理装置における他の実施形態によれば、保存装置識別子は、複数の他の資源管理装置を特定することも好ましい。

本発明の資源管理装置における他の実施形態によれば、
資源は、ネットワーク資源、計算資源及び／又はストレージ資源であり、
ネットワーク資源について、制御対象機器に対する制御対象は、通信帯域及び／又は転送優先度であり、
計算資源について、制御対象機器に対する制御対象は、ＣＰＵクロック数、ＣＰＵコア数、メモリ量、ディスク容量及び／又は通信帯域であり、
ストレージ資源ついて、制御対象機器に対する制御対象は、ディスク容量、冗長化数及び／又は通信帯域であることも好ましい。

本発明によれば、管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する資源管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと
を有し、
他の複数の資源管理装置同士の間で、少なくとも予約データベースを分散共有的に管理する分散共有管理手段と、
予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する他の資源管理装置へ送信する予約管理手段と、
他の資源管理装置から、資源要求情報を受信する資源要求受信手段と、
資源要求情報の要求対象資源に含まれる制御対象機器を、レジストリデータベースから取得するサービス管理手段と、
制御対象機器を、資源要求情報の要求資源量に応じて制御する機器制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する複数の資源管理装置が、ネットワークを介して接続されたシステムにおける資源管理方法であって、
資源管理装置は、
管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと
を有し、
第１の資源管理装置と第２の資源管理装置との間で、少なくとも予約データベースを分散共有的に管理する第１のステップと、
第１の資源管理装置が、予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する第２の資源管理装置へ送信する第２のステップと、
第２の資源管理装置が、第１の資源管理装置から資源要求情報を受信した際に、資源要求情報の要求対象資源に含まれる制御対象機器を、レジストリデータベースから取得する第３のステップと、
第２の資源管理装置が、制御対象機器を、資源要求情報の要求資源量に応じて制御する第４のステップと
を有することを特徴とする。

本発明の資源管理装置、プログラム及び方法によれば、管理対象となる資源が異なる資源管理装置同士が、各々保持するデータベースを分散共有することによって、資源管理装置の障害耐性を向上させることができる。特に、本発明によれば、対象資源を制御する資源管理装置は同一であって、データベースのみを分散共有することができる。

資源を制御する資源管理装置を備えたシステム構成図である。 本発明における資源管理装置の機能構成図である。 本発明におけるシステムのシーケンス図である。 資源管理装置を用いた次世代ネットワークのシステム構成図である。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図２は、本発明における資源管理装置の機能構成図である。

図２によれば、資源管理装置１は、図１と同様のシステムに配置されている。資源管理装置１は、管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器とネットワークを介して通信し、それら制御対象機器を制御する。

本発明における資源管理装置の管理対象となる資源は、ネットワーク資源、計算資源及び／又はストレージ資源である。資源管理装置は、それら資源に配置された複数の制御対象機器とネットワークを介して接続され、制御対象機器を制御する。ここで、ネットワーク資源について、制御対象機器に対する制御対象は、通信帯域及び／又は転送優先度である。また、計算資源について、制御対象機器に対する制御対象は、ＣＰＵクロック数、ＣＰＵコア数、メモリ量、ディスク容量及び／又は通信帯域である。更に、ストレージ資源ついて、制御対象機器に対する制御対象は、ディスク容量、冗長化数及び／又は通信帯域である。

図２によれば、資源管理装置１は、通信インタフェース１００と、予約データベース１０１と、レジストリデータベース１０２とを有する。通信インタフェース１００は、ネットワークに接続され、資源に配置された制御対象機器と通信する共に、他の複数の資源管理装置１と通信する。

予約データベース１０１は、以下の要素を含む「資源要求情報」を記憶する。
（１）要求対象資源
（２）要求資源量
（３）予約時刻
（４）処理装置識別子（当該要求対象資源を制御する資源管理装置の装置識別子）
尚、予約データベースにおける「資源要求情報」は、異なる資源を対象とするものであっても、そのデータ構造を共通化する必要がある。第１の資源を制御する第１の資源管理装置における資源要求情報を、第２の資源を制御する第２の資源管理装置によってその予約時刻を監視する必要があるからである。

レジストリデータベース１０２は、管理対象となる制御対象機器の構成情報である「レジストリ」を蓄積する。レジストリデータベース１０２は、対象資源毎に、１つ以上の制御対象機器の「機器識別子」を対応付けて記憶する。

また、図２によれば、資源管理装置１は、分散共有管理部１１１と、予約管理部１１２と、資源要求受信部１１３と、サービス管理部１１４と、機器制御部１１５とを有する。これら機能構成部は、資源管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。

分散共有管理部１１１は、他の複数の資源管理装置同士の間で、少なくとも予約データベース１０１を分散共有的に管理する。予約データベース１０１は、各資源管理装置に独立してデータを管理する。

分散共有管理部１１１は、データを共有すべき他の資源管理装置に対する保存装置識別子を更に有する。保存装置識別子は、１つの資源管理装置を特定する装置識別子であってもよいし、複数の資源管理装置を特定する識別子であってもよい。例えば、保存装置識別子にハッシュ値を用いることによって、ランダムな資源管理装置の中で任意の資源管理装置を特定することもできる。勿論、１つのハッシュ値によって、複数の資源管理装置が特定されることも好ましい。例えば装置識別子における下位ビットのみを、ハッシュ値によって特定することもできる。

例えば、資源管理装置は、計算資源用、ストレージ資源用、及び、ネットワーク資源用のように異なる種類のものを備えていてもよい。異なる種類の資源管理装置であっても、予約データベースのデータを相互に共有することができる。

予約管理部１１２は、予約データベース１０１を監視し、「予約時刻」に達した資源要求情報を、その「処理装置識別子」に対応する他の資源管理装置へ送信する。このとき、処理装置識別子に対応する他の資源管理装置は、その資源要求情報を処理することができる資源管理装置である。

資源要求受信部１１３は、他の資源管理装置から、資源要求情報を受信する。この資源要求情報は、１つ以上の資源管理装置によって分散共有されているものである。従って、資源要求受信部１１３は、複数の他の資源管理装置から、一定時間範囲内に、複数の同一の資源要求情報を受信する場合もある。この場合、例えばフィルタリング機能を用いて、１つの資源要求情報のみを実行する。

サービス管理部１１４は、資源要求情報の要求対象資源に含まれる制御対象機器を、レジストリデータベース１０２から取得する。資源要求情報と、取得された制御対象機器の情報とは、機器制御部１１５へ出力される。

機器制御部１１５は、制御対象機器を、資源要求情報の要求資源量に応じて制御する。

図３は、本発明におけるシステムのシーケンス図である。

例えばネットワーク資源用の資源管理装置における資源要求情報を、ストレージ資源用の資源管理装置のデータベースによって、分散共有的に蓄積する。このとき、資源要求情報の予約時刻に達した際に、ネットワーク資源用の資源要求情報は、ストレージ資源用の資源管理装置によって実行することはできない。そのために、ストレージ資源用の資源管理装置は、ネットワーク資源用の管理装置へ、その資源要求情報を送信する。このとき、分散共有された資源要求情報を持つ全ての資源管理装置から、処理対象となる資源管理装置へ、その資源要求情報が集中して受信される。そのために、同一の資源要求情報が、一定時間内に複数回受信された場合、１つの資源要求情報のみを実行する。

（Ｓ３０１）資源管理装置Ａは、自ら処理可能な資源要求情報に対して、自らの装置識別子である処理付加識別子を付与する。また、データベース自体又はデータ単位で、保存装置識別子を付与する。
（Ｓ３０２）資源管理装置Ａは、保存装置識別子に基づいて、資源要求情報を分散共有すべき他の資源管理装置を特定する。図３によれば、保存装置識別子によって資源管理装置Ｂ及びＣが特定されている。そして、資源管理装置Ａの予約データベースに蓄積されている資源要求情報は、資源管理装置Ｂ及びＣによっても分散共有される。

（Ｓ３０３）その後、一定時間が経過したとする。各資源管理装置は、予約データベースに蓄積された資源要求情報について、予約時刻に達したか否かを監視する。
（Ｓ３０４）資源管理装置Ａ、Ｂ及びＣは、予約データベースに蓄積された資源要求情報が予約時刻に達した際に、その資源要求情報における処理装置識別子に対応する資源管理装置Ｄを決定する。
（Ｓ３０５）そして、資源管理装置Ａ、Ｂ及びＣは、その資源要求情報を、資源管理装置Ｓへ送信する。

（Ｓ３０６）資源管理装置Ｄは、複数の他の資源管理装置Ａ、Ｂ及びＣから、複数の資源要求情報を受信した際に、当該資源要求情報の内容の同一性に基づいて、１つの資源要求情報のみを実行する。

（Ｓ３０６）資源管理装置Ｄは、受信した資源要求情報の要求対象資源に含まれる制御対象機器を、レジストリデータベースから取得する。そして、資源管理装置Ｄは、それら制御対象機器を、資源要求情報の要求資源量に応じて制御する。

図４は、資源管理装置を用いた次世代ネットワークのシステム構成図である。

図４によれば、資源管理装置が、次世代ネットワーク(ＮＧＮ：Next Generation Network)におけるリソース受付制御機能（ＲＡＣＦ:Resource and Admission Control Functions)装置として適用されている。端末は、ＵＮＩ（User Network Interface）を介して、先ずサービス・ストラタムにおけるセッション制御機能に対する接続要求を送信する。このセッション制御機能は、資源要求情報を、転送制御機能を有するトランスポート・ストラタムへ送信する。その資源要求情報は、トランスポート・ストラタムにおける複数のリソース受付制御機能サーバ（資源管理装置）によって分散共有的に蓄積される。リソース受付制御機能装置は、資源要求情報の予約時刻に達した際に、品質クラス別のＱｏＳを保障するために、資源の確保を実行する。これによって、転送制御機能のシステム全体における資源の利用性能を向上させることができる。

以上、詳細に説明したように、本発明の資源管理装置、プログラム及び方法によれば、管理対象となる資源が異なる資源管理装置同士が、各々保持するデータベースを分散共有することによって、資源管理装置の障害耐性を向上させることができる。特に、本発明によれば、対象資源を制御する資源管理装置は同一であって、データベースのみを分散共有することができる。

前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ 資源管理装置
１００ 通信インタフェース
１０１ 予約データベース
１０２ レジストリデータベース
１１１ 分散共有管理部
１１２ 予約管理部
１１３ 資源要求受信部
１１４ サービス管理部
１１５ 機器制御部
２ オペレーションクライアント

Claims (8)

1. 管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する資源管理装置において、
   管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
   要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと、
   他の複数の資源管理装置同士の間で、少なくとも前記予約データベースを分散共有的に管理する分散共有管理手段と、
   前記予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する他の資源管理装置へ送信する予約管理手段と、
   他の資源管理装置から、前記資源要求情報を受信する資源要求受信手段と、
   前記資源要求情報の前記要求対象資源に含まれる制御対象機器を、前記レジストリデータベースから取得するサービス管理手段と、
   前記制御対象機器を、前記資源要求情報の前記要求資源量に応じて制御する機器制御手段と
   を有することを特徴とする資源管理装置。
2. 前記資源要求受信手段は、複数の他の資源管理装置から、所定時間範囲内に複数の同一の資源要求情報を受信した場合、１つの資源要求情報のみを実行することを特徴とする請求項１に記載の資源管理装置。
3. 前記分散共有管理手段は、データを共有すべき他の資源管理装置に対する保存装置識別子を更に有し、当該保存装置識別子によって特定される他の資源管理装置との間で、少なくとも資源要求情報を共有することを特徴とする請求項１又は２に記載の資源管理装置。
4. 前記分散共有管理手段は、前記保存装置識別子をハッシュ値によって特定することを特徴とする請求項３に記載の資源管理装置。
5. 前記保存装置識別子は、複数の他の資源管理装置を特定することを特徴とする請求項３又は４に記載の資源管理装置。
6. 前記資源は、ネットワーク資源、計算資源及び／又はストレージ資源であり、
   前記ネットワーク資源について、前記制御対象機器に対する制御対象は、通信帯域及び／又は転送優先度であり、
   前記計算資源について、前記制御対象機器に対する制御対象は、ＣＰＵクロック数、ＣＰＵコア数、メモリ量、ディスク容量及び／又は通信帯域であり、
   前記ストレージ資源ついて、前記制御対象機器に対する制御対象は、ディスク容量、冗長化数及び／又は通信帯域である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の資源管理装置。
7. 管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する資源管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
   管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
   要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと
   を有し、
   他の複数の資源管理装置同士の間で、少なくとも前記予約データベースを分散共有的に管理する分散共有管理手段と、
   前記予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する他の資源管理装置へ送信する予約管理手段と、
   他の資源管理装置から、前記資源要求情報を受信する資源要求受信手段と、
   前記資源要求情報の前記要求対象資源に含まれる制御対象機器を、前記レジストリデータベースから取得するサービス管理手段と、
   前記制御対象機器を、前記資源要求情報の前記要求資源量に応じて制御する機器制御手段と
   してコンピュータを機能させることを特徴とする資源管理装置用のプログラム。
8. 管理対象となる資源に配置された複数の制御対象機器を制御する複数の資源管理装置が、ネットワークを介して接続されたシステムにおける資源管理方法であって、
   前記資源管理装置は、
   管理対象となる制御対象機器の構成情報を蓄積したレジストリデータベースと、
   要求対象資源と、要求資源量と、予約時刻と、当該要求対象資源を制御する資源管理装置の処理装置識別子とを含む資源要求情報を記憶する予約データベースと
   を有し、
   第１の資源管理装置と第２の資源管理装置との間で、少なくとも前記予約データベースを分散共有的に管理する第１のステップと、
   第１の資源管理装置が、前記予約データベースを監視し、予約時刻に達した資源要求情報を、その処理装置識別子に対応する第２の資源管理装置へ送信する第２のステップと、
   第２の資源管理装置が、第１の資源管理装置から前記資源要求情報を受信した際に、前記資源要求情報の前記要求対象資源に含まれる制御対象機器を、前記レジストリデータベースから取得する第３のステップと、
   第２の資源管理装置が、前記制御対象機器を、前記資源要求情報の前記要求資源量に応じて制御する第４のステップと
   を有することを特徴とする資源管理方法。

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