JP5513997B2 - 通信システムおよび通信システム更新方法 - Google Patents
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そこで、近年では、データセンタのようなサーバ管理事業者が、一括してサーバを管理し、サービス提供事業者をホスティングするIaaS(Infrastructure as a Service)などと呼ばれる形態が一般化している(非特許文献1参照)。
IaaSでは、個々のサービス提供事業者にとって、サーバのハードウェアメンテナンスが不要であるというメリットがあるだけでなく、複数のサービス提供事業者が待機サーバを共有することにより、サーバ設備維持費の低減が期待できる。
そして、通信システムは、複数のノードに同種のアプリケーションファイルをデプロイしており、各ノードでサービスを実行する。
そのため、アプリケーションファイル更新によってアプリケーションへ機能を追加する際には、更新対象である第1のノードが、同種のアプリケーションを実行する第2のノードにデータを移動させてから更新処理を行い、かつ、この更新中に第2のノードが第1のノードの肩代わりをして同種のアプリケーションによって既存のサービスを提供するので、追加機能のためのファイル更新をサービス無中断で実現することができる。
また、ブートイメージ更新のファイル更新処理においては、更新済みのサーバクラスタと、未更新のサーバクラスタとを共存させているので、デプロイされているアプリケーションファイルは、ブートイメージ更新中に動作し続けることができる。
また、更新済みのサーバクラスタと、未更新のサーバクラスタとを共存させているので、ファイル更新状態に合わせて、当該ノードへのトラフィックを各サーバクラスタへ柔軟に振り分けることができる。
さらに、すべてのサーバクラスタを一括して更新することなく、更新をサーバクラスタ毎に行うので、新規サービス用のファイル更新をサービス無中断で実現することができる。
また、本発明によれば、更新対象のノードに所定時間の運転監視状態を持たせることで、新規サービスを追加した直後に不安定な状態になったとしてもサービス無中断を実現することができる。
[通信システムの構成]
図1に示すように、通信システム1は、ユーザに通信サービスを提供するクラスタ構成の複数の制御ノード(以下、単にノードという)2を備えている。ノード2の個数は任意であるが、同じサービスを1つ以上のノード2により提供するものとする。つまり、通信システム1は、スモールスタートした後に、同じ処理を行うノードを追加(スケールアウト)することができるシステムである。この通信システム1は、例えば通信事業者によって運用される。通信サービスの種類は特に限定されないが、例えば、通話等の呼処理のサービスが挙げられる。
リソースプール6は、ある程度余剰にリソース(資源)が集約されたネットワーク空間を示している。リソースプールに集約されたリソースは、余剰待機資源として活用される。本実施形態では、一例として、日本全国を、九州および沖縄地方、中国および四国地方、近畿地方、北陸および東海地方、関東地方、東北地方、北海道地方の合計7つの地方に区分し、各区分に対応して7つのリソースプール6(6a〜6g)が用意されていることとする(図5参照)。
オペレータ端末8は、リソースプールマネージャ7にコマンドを投入するために、例えば通信事業者のオペレータが使用する端末であって、例えば、一般的なPC等から構成される。なお、ユーザ端末3、制御ノード5、リソースプールマネージャ7およびオペレータ端末8の台数は任意である。
サーバリソースコンポーネント30とは、ノード2を物理的に組成するものであって、ここでは、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、NIC(Network Interface Card)等がアセンブルされた物理的なサーバのことを示している。図2では、サーバリソースコンポーネント30の一例として、個別のサーバ31,32,33を図示し、こられを一括してサーバリソースコンポーネント30と呼称している。
クラスタサーバ41は、サービスを提供するサーバクラスタ9に用いられるソフトウェアコンポーネントをサーバ毎にアセンブルされたイメージファイルである。
クラスタLB42は、ロードバランサ4に用いられるソフトウェアコンポーネントをロードバランサ毎にアセンブルされたイメージファイルである。
クラスタ管理機能43は、ノードを管理統括する管理機能10に用いられるソフトウェアコンポーネントを管理機能毎にアセンブルされたイメージファイルである。
図3(a)に示す2重化クラスタ9Aは、アクティブ側のサーバクラスタ(ACT)と、スタンバイ側のサーバクラスタ(SBY)とが共に2つのサーバを備えている。
図3(b)に示す3重化クラスタ9Bは、アクティブ側のサーバクラスタ(ACT)と、スタンバイ側のサーバクラスタ(SBY)とが共に3つのサーバを備えている。
以下では、サーバクラスタ9は、2重化クラスタであるものとして、アクティブ側のサーバのみを図示することとする。
既存サービスを提供しているときに、新規サービスを追加する際には、アプリケーションファイル20を更新する第1のケースと、ブートイメージ40を更新する第2のケースと、双方を更新する第3のケースとが想定される。このうち、第3のケースは、第1のケースの処理と、第2のケースの処理とをこの順番で行うか、逆の順序で行うことでファイル更新を行うことができる。以下では、サービス追加時の更新対象箇所として、アプリケーションファイル20と、ブートイメージ40との2箇所をそれぞれ独立に説明する。
まず、サービス追加時の1つ目の更新対象箇所として、アプリケーションファイル更新時の動作について、図4を参照(適宜図1参照)して説明する。
前提として、ユーザサービスネットワークN1(図1参照)には、ノード2aと、ノード2bとが接続されているものとする。
また、ノード2aは、例えば、呼処理のサービスを提供するアプリケーションファイル21「APL ver1.0」のためにデータDを使用しているものとする。また、ノード2bは、アプリケーションファイル22「APL verx.x」を用いて、ノード2aと同じサービス(同一アプリケーション)を提供しているノードであるとする。なお、アプリケーションファイル22「APL verx.x」は、アプリケーションファイル21「APL ver1.0」でもよいし、それを更新したアプリケーションファイル23「APL ver2.0」でもよい。以下では、ノード2aのアプリケーションファイル21「APL ver1.0」を更新する例を示す。このようにバージョンが同一または異なるアプリケーションを提供するノードのことを、以下では同種のノードと呼ぶ。
次に、サービス追加時の2つ目の更新対象箇所として、ブートイメージ更新時の動作について図5〜図9を参照して説明する。ブートイメージに係る更新処理の概要は、更新対象のブートイメージ40が更新された後、更新されたブートイメージ40を利用してサーバクラスタ9を組成し、ノード2に対してクラスタ毎にブートイメージ40の更新を行う。つまり、ブートイメージ更新時には、大別して、次の3段階の処理がある。第1の段階は、更新対象のブートイメージ40を更新する段階である(図5参照)。第2の段階は、更新されたブートイメージ40を利用してサーバクラスタ9を組成する段階である(図6〜7参照)。第3の段階は、更新済みのサーバクラスタと未更新のサーバクラスタとを共存させる段階である(図8〜9参照)。以下、各段階について説明する。
第1の段階では、例えば、図5に示すように全国を複数の地域に区分して、リソースプール6別にブートイメージ40をサービス無中断で部分的に更新することができる。
なお、本実施形態の場合、ブートイメージ40の更新は、リソースプール6にて行うので、リソースプール6において、必要に応じてサーバリソースコンポーネント30の更新も適宜行い、サーバリソースコンポーネント30をサービス無中断で部分的に更新することができる。
第2の段階において、サーバクラスタ組成のために2つの異なる方法でデータを移動することができる。
≪第1の移動手法:外部のノードにデータ移動≫
更新されたブートイメージを用いて更新対象のサーバクラスタ9を更新する際の第1の移動手法の概念図を図6に示す。図6では、ノード2aが有するサーバクラスタの一部を更新する例を示している。ノード2aのサーバクラスタ9は、例えば、呼処理データや保守運用処理のためのデータ(以下、単にデータDと表記する)を使用しているものとする。また、ノード2a,2bにおいて、アプリケーションファイル20は、ブートイメージを用いた更新とは独立に、動作中であるものとする。
更新されたブートイメージを用いて更新対象のサーバクラスタ9を更新する際の第2の移動手法の概念図を図7に示す。図7では、ノード2aが有するサーバクラスタの一部を更新する例を示している。ノード2aのサーバクラスタ9は、データDを使用しているものとする。ノード2aの更新対象のサーバクラスタ201は、ファイル更新を開始する(ステップS21)。ノード2aの更新対象のサーバクラスタ201は、それまでに使用していたデータDを、ノード2a内の他のサーバクラスタ203に移動する(ステップS23)。これにより、移動先のサーバクラスタ203で処理を肩代わりしてもらう。
≪サーバクラスタ共存の概要≫
ブートイメージ40の更新時には、サーバクラスタ9を組成し直すことでサービスを更新できる。しかしながら、ノード2を構成する既存のすべてのサーバクラスタ9を新たに組成したサーバクラスタ9に単純に一度に置き換えると、サービスを一旦停止しなければならず、動作中のサービスを無停止および無中断にてファイル更新を行うことができない。そこで、本実施形態では、このような問題の対策として、全サーバクラスタ9を同時に切り替えることはせずに、図8に示すように、更新済みサーバクラスタと未更新サーバクラスタとが混在した状態でアプリケーションを動作させることとした。図8は、ファイル更新を行っている最中から更新終了後のサーバクラスタ解体までの流れを示す。
更新済みサーバクラスタと、未更新サーバクラスタとが混在した状態でアプリケーションを動作させているときのトラフィックについて図9を参照して説明する。ユーザサービスネットワークN1に対して、ノード2aの手前に設置されたロードバランサ4は、ノード2aから、サーバクラスタの更新状況に応じた振分のための制御指示を受け取り(ステップS41)、OK応答を返す(ステップS42)。これにより、サーバクラスタ9に対するタスク、トラフィックの振分を行うことができる。
新規サービスを追加する際のファイル更新手法を用いて、第1実施形態にて説明した第2のケースのようにブートイメージ40等を更新した直後には、通信システムに何らかの不具合が発生することが想定される。このような場合であっても、サービス無中断を実現する通信システムを第2実施形態として説明する。第2実施形態の通信システムの構成は、第1実施形態と同様なので、構成図を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。
そして、ノード2aの管理機能10は、ファイル更新前の状態と同じように、未更新のサーバクラスタ9aのみで動作させる(ステップS63)。これにより、サービス無中断を実現することができる。
新規サービスを追加する際のファイル更新手法を用いて、第1実施形態にて説明した第2のケースのようにブートイメージ40等を更新した後の不具合発生時だけではなく、それに加えて、第1のケースのようにアプリケーションファイル20の更新を行った後の不具合発生時においても、サービス無中断を実現する通信システムを第3実施形態として説明する。第3実施形態の通信システムの構成は、第2実施形態と同様なので、構成図を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。
2 ノード(制御ノード)
2a ノード(第1のノード)
2b ノード(第2のノード)
3 ユーザ端末
4 ロードバランサ(振分機能部)
5 制御ノード
6(6a〜6g) リソースプール
7 リソースプールマネージャ
8 オペレータ端末
9 サーバクラスタ
10 管理機能
20,21,22,23 アプリケーションファイル
30 サーバリソースコンポーネント
31,32,33 サーバ
40 ブートイメージ
41 クラスタサーバ
42 クラスタLB
43 クラスタ管理機能
44 クラスタEMS
50 ソフトウェアコンポーネント
51 OS
52 ミドルウェア
53 ライブラリ
Claims (10)
- ユーザサービスネットワークを介してユーザ端末にサービスを提供するノードを備える通信システムであって、
前記ノードは、複数のサーバクラスタを備え、前記複数のサーバクラスタそれぞれに、個々のサービスを実現するアプリケーションファイルを配備することで構成され、
前記サーバクラスタは、サーバリソースコンポーネントと、ブートイメージとを、予め余剰にプールしたリソースプールから、必要な資源を予め獲得してクラスタリングされて成る複数のサーバが並列動作するN重化構成のクラスタをアクティブ側及びスタンバイ側にそれぞれ備え、
前記通信システムは、前記ノードとして、所定のサービスを実現する旧バージョンのアプリケーションファイルが配備された第1のノードと、前記所定のサービスを提供できる同種のアプリケーションファイルが配備された第2のノードとを備え、
前記第1のノードは、
前記所定のサービスへの新機能追加時に、前記旧バージョンのアプリケーションファイルの処理に用いていたデータを前記第2のノードに移動し、
前記旧バージョンのアプリケーションファイルを、前記所定のサービスへの新機能を実現する新バージョンのアプリケーションファイルへ更新し、
前記アプリケーションファイルの更新終了後に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぎ、
前記第2のノードは、前記第1のノードがアプリケーションファイルを更新している間、前記第1のノードが行うべき処理を代わりに実行して前記所定のサービスを提供する
ことを特徴とする通信システム。 - 前記ノードは、当該ノードを管理統括する管理機能を備え、
前記通信システムは、前記ノードを構成する複数のサーバクラスタに対するタスクの振分およびトラフィックの振分を行う振分機能部を備え、
前記ノードの管理機能は、
更新されたブートイメージを利用した新たなサービス追加時に、当該ノードにおいて既に保持している未更新のサーバクラスタにて処理に用いていたデータを、当該未更新のサーバクラスタと同種のサービスを提供できる同種の外部にある前記ノードまたは当該ノード内部にある他のサーバクラスタに移動し、前記更新されたブートイメージを利用して新たな前記サーバクラスタを組成し、組成された更新済みのサーバクラスタを当該ノードに追加し、当該ノードにおいて前記追加された更新済みのサーバクラスタと、既に保持している未更新のサーバクラスタとを共存させ、前記更新済みのサーバクラスタの安定動作を確認した後で、前記未更新のサーバクラスタを解体して前記リソースプールに戻し、
前記振分機能部は、当該ノードの管理機能からの指示に基づいて、当該ノードへのトラフィックを、前記更新済みのサーバクラスタと、前記未更新のサーバクラスタとに振り分ける
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記ノードの管理機能は、
前記新たなサービス追加時に、ファイル更新開始時点から当該ノードの運転監視を開始し、各サーバクラスタにおけるファイル更新状態を把握し、前記更新済みのサーバクラスタの安定動作が予め定められた所定時間に亘って確認できた後に、前記運転監視を解除する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信システム。 - 前記ノードの管理機能は、
当該ノードの運転監視中に、前記サーバクラスタ内で不具合が発生した場合、当該ノードから、前記更新済みのサーバクラスタを全て切り離し、前記更新前の未更新のサーバクラスタだけで動作させる
ことを特徴とする請求項3に記載の通信システム。 - 前記第1のノードは、
前記旧バージョンのアプリケーションファイルを、前記新バージョンのアプリケーションファイルへ更新して、前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が予め定められた所定時間に亘って確認できた場合に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぎ、
前記所定時間の間に前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が確認できない場合に、前記新バージョンのアプリケーションファイルを配備しなおし、再配備後に、前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が確認できた場合に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぐ
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の通信システム。 - ユーザサービスネットワークを介してユーザ端末にサービスを提供するノードを備える通信システムにおける通信システム更新方法であって、
前記ノードは、複数のサーバクラスタを備え、前記複数のサーバクラスタそれぞれに、個々のサービスを実現するアプリケーションファイルを配備することで構成され、
前記サーバクラスタは、サーバリソースコンポーネントと、ブートイメージとを、予め余剰にプールしたリソースプールから、必要な資源を予め獲得してクラスタリングされて成る複数のサーバが並列動作するN重化構成のクラスタをアクティブ側及びスタンバイ側にそれぞれ備え、
前記通信システムは、前記ノードとして、所定のサービスを実現する旧バージョンのアプリケーションファイルが配備された第1のノードと、前記所定のサービスを提供できる同種のアプリケーションファイルが配備された第2のノードとを備え、
前記第1のノードは、
前記所定のサービスへの新機能追加時に、前記旧バージョンのアプリケーションファイルの処理に用いていたデータを前記第2のノードに移動する移動ステップと、
前記旧バージョンのアプリケーションファイルを、前記所定のサービスへの新機能を実現する新バージョンのアプリケーションファイルへ更新する更新ステップとを実行し、
前記第2のノードは、
前記第1のノードがアプリケーションファイルを更新している間、前記第1のノードが行うべき処理を代わりに実行して前記所定のサービスを提供するサービス提供ステップを実行し、
前記第1のノードは、
前記アプリケーションファイルの更新終了後に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぐ引継ステップを実行する
ことを特徴とする通信システム更新方法。 - 前記ノードは、当該ノードを管理統括する管理機能を備え、
前記通信システムは、前記ノードを構成する複数のサーバクラスタに対するタスクの振分およびトラフィックの振分を行う振分機能部を備え、
前記ノードの管理機能は、
更新されたブートイメージを利用した新たなサービス追加時に、当該ノードにおいて既に保持している未更新のサーバクラスタにて処理に用いていたデータを、当該未更新のサーバクラスタと同種のサービスを提供できる同種の外部にある前記ノードまたは当該ノード内部にある他のサーバクラスタに移動する移動ステップと、
前記更新されたブートイメージを利用して新たな前記サーバクラスタを組成し、組成された更新済みのサーバクラスタを当該ノードに追加する追加ステップと、
当該ノードにおいて前記追加された更新済みのサーバクラスタと、既に保持している未更新のサーバクラスタとを共存させる共存ステップと、
前記更新済みのサーバクラスタの安定動作を確認する動作確認ステップと、
前記更新済みのサーバクラスタの安定動作を確認した後で、前記未更新のサーバクラスタを解体する解体ステップと、
前記解体したコンポーネントを前記リソースプールに戻す返却ステップと、を実行し、
前記振分機能部は、
前記共存ステップにて、当該ノードの管理機能からの指示に基づいて、当該ノードへのトラフィックを、前記更新済みのサーバクラスタと、前記未更新のサーバクラスタとに振り分けるステップを実行する
ことを特徴とする請求項6に記載の通信システム更新方法。 - 前記ノードの管理機能は、
前記新たなサービス追加時に、前記解体ステップの前において、
ファイル更新開始時に、当該ノードの運転監視を開始する監視開始ステップと、
各サーバクラスタにおけるファイル更新状態を把握する更新状態管理ステップと、
前記更新済みのサーバクラスタの安定動作が予め定められた所定時間に亘って確認できた後に、前記運転監視を解除する監視解除ステップとを実行する
ことを特徴とする請求項7に記載の通信システム更新方法。 - 前記ノードの管理機能は、
当該ノードの運転監視中に、前記サーバクラスタ内で不具合が発生した場合、当該ノードから、前記更新済みのサーバクラスタを全て切り離すステップと、
前記更新前の未更新のサーバクラスタだけで動作させるステップとを実行することを特徴とする請求項8に記載の通信システム更新方法。 - 前記第1のノードは、
前記旧バージョンのアプリケーションファイルを、前記新バージョンのアプリケーションファイルへ更新する更新ステップを実行し、
前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が予め定められた所定時間に亘って確認できた場合に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぎ、
前記所定時間の間に前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が確認できない場合に、前記新バージョンのアプリケーションファイルを配備しなおすステップと、
再配備後に、前記新バージョンのアプリケーションファイルの安定動作が確認できた場合に、前記第2のノードから更新中のデータを引き継ぐステップとを実行することを特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれか一項に記載の通信システム更新方法。
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