JP5682070B2 - 統合制御装置及び統合制御方法 - Google Patents
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Description
次に、統合制御装置100の構成について図1を参照して説明する。図1中、統合制御装置100は、通信部101と、記憶部110と、制御部120とを備える。通信部101は、統合制御装置100と、ライブマイグレーション制御装置200及びトラヒックエンジニアリング制御装置300との間での情報の通信を実行する。記憶部110は、統合制御装置100内での処理に使用する情報及び処理の結果生成される情報等を記憶する。制御部120は、統合制御装置100におけるライブマイグレーションとトラヒックエンジニアリングとの統合制御処理を制御する。
記憶部110は、制御情報記憶部111と制御対象記憶部112とを備える。制御情報記憶部111は、統合制御装置100がライブマイグレーション及びトラヒックエンジニアリングの制御内容を決定する際に用いる制御情報を記憶する。制御情報は、例えば、制御目標及び当該制御目的を達成するための目的関数、制約条件等を含む。制御目標とは、例えば、ユーザとデータセンタ間での遅延を最小化すること、ネットワーク資源の利用効率を最大化すること、等である。制御目標に対応づけて、当該制御目標を達成するために最も適したライブマイグレーションの移行先及びトラヒックエンジニアリングによる情報転送経路を最適解として算出するための目的関数、制約条件等を格納する。
図1を参照し、制御部120の構成について説明する。制御部120は、情報取得部121と、条件決定部122と、実行制御部123と、を備える。情報取得部121は、通信部101を介して、ライブマイグレーション制御装置200及びトラヒックエンジニアリング制御装置300の各々から、ライブマイグレーションの対象となる仮想マシンの情報とトラヒックエンジニアリングの対象となるネットワーク500の情報とを取得する。より具体的には、情報取得部121は、ライブマイグレーションの対象となる仮想マシンに対するトラヒック量や、ライブマイグレーションによる当該仮想マシンの移行先候補、移行先候補のデータセンタの位置等を、ライブマイグレーション制御装置200から受信する。また、情報取得部121は、ライブマイグレーションの対象である仮想マシンに接続され、トラヒックエンジニアリングの対象となるネットワーク内の構成情報であるネットワークトポロジ、当該ネットワークの通信帯域や伝送遅延等を、トラヒックエンジニアリング制御装置300から受信する。
4−1に示すように、ネットワークIDと、当該ネットワーク内のネットワークトポロジと、通信帯域、遅延等とを対応づけたものである。図4−1の例では、ネットワークID「NW001」で識別されるネットワークに、ネットワークトポロジとして、「R1−R2−R3−R4」、「R1−R5−R6−R4」、「R1−R7−R8−R4」が対応付けられている。ネットワークトポロジは、ネットワーク内の構成要素間の接続関係や依存関係を示す情報である。図4−1に示すネットワークトポロジは、図4−2に示すように、ルータR1〜R8が接続されていることを示す。また、図4−1の例では、ネットワークID「NW001」に、通信帯域「1Gbyte/s」が対応付けられている。さらに、ネットワークID「NW001」に各ルータでの遅延「R1:0.1s」等及び各ルータ間での遅延「R1−R2:0.5s」等が対応付けられている。
次に、図5を参照し、実施例1に係る統合制御装置100による処理の流れを説明する。図5は、実施例1に係る統合制御装置100による処理の流れの一例を示す図である。まず、統合制御装置100は、ライブマイグレーションの対象となる仮想マシン及びトラヒックエンジニアリングの対象となるネットワークに関する情報を受信する(ステップS101)。次に、統合制御装置100は、受信した情報に基づいて、混合整数線形計画法を用いて、最適解となる、ライブマイグレーションの移行先及びライブマイグレーション後の情報転送経路を決定する(ステップS102)。そして、統合制御装置100は、決定した移行先へのライブマイグレーションを実行し、決定した情報転送経路へ、ネットワーク内の情報転送経路を変更するよう実行を制御する(ステップS103)。そして、処理を終了する。
次に図6を参照し、実施例1に係る統合制御装置100、ライブマイグレーション制御装置200及びトラヒックエンジニアリング制御装置300間での処理シーケンスの一例を説明する。図6は、実施例1に係る統合制御装置100、ライブマイグレーション制御装置200、トラヒックエンジニアリング装置300間での処理シーケンスの一例を示す図である。図6に示す例では、ライブマイグレーション制御装置200からのライブマイグレーション(LM)通知を受信することによって、統合制御装置100の統合制御処理が開始するものとして説明する。
上記のように、実施例1に係る統合制御装置100は、ライブマイグレーション制御装置200及びトラヒックエンジニアリング制御装置300の各々からライブマイグレーションの情報とトラヒックエンジニアリングの情報とを取得して、取得した情報に基づき、ライブマイグレーションによる仮想マシンの移行先及びライブマイグレーション後の情報転送経路を決定する。そして、統合制御装置100は決定した内容に基づいて、ライブマイグレーション制御装置200及びトラヒックエンジニアリング制御装置300によるライブマイグレーション及びトラヒックエンジニアリングを制御する。このため、ライブマイグレーションとトラヒックエンジニアリングとを統合的に制御することが可能になる。
図7を参照し、実施例2に係る統合制御装置800の構成の一例を説明する。図7は、実施例2に係る統合制御装置800の構成の一例を示す図である。図7においては、ライブマイグレーション制御装置及びトラヒックエンジニアリング制御装置に接続されるリソース、ネットワーク等については図示を省略する。また、統合制御装置800中、実施例1に係る統合制御装置100と同様の機能部については説明を省略する。
次に図8を参照し、実施例2に係る統合制御装置800における実行制御処理の概要について説明する。図8は、実施例2に係る統合制御装置による実行制御処理の流れの概要を示す図である。実施例2に係る統合制御装置800は、実施例1と同様、ライブマイグレーションの対象である仮想マシンに関する情報と、当該仮想マシンに接続されるネットワークに関する情報を取得する(ステップS201)。次に、取得した情報に基づいて、混合整数線形計画法を用いて最適解を導出し、ライブマイグレーションの移行先と、ライブマイグレーション後の情報転送経路を決定する(ステップS202)。次に、統合制御装置800は、ライブマイグレーションの対象となる仮想マシンのメモリ内容をステップS202において決定された移行先に移動させ、ネットワーク内の各ルータに、ステップS202において決定された情報転送経路を規定する予約ラベルテーブルを作成させる(ステップS203:処理段階A)。次に、統合制御装置800は、移行先マシンを起動させ、ネットワーク内の各ルータが保持するラベルテーブルをステップS203において作成した予約ラベルテーブルに更新させる(ステップS204:処理段階B)。そして、統合制御装置800は実行制御処理を終了する。
さらに、図9を参照し、実施例2に係る統合制御装置800と他の装置との間での処理シーケンスについて説明する。図9は、実施例2に係る統合制御装置800、ライブマイグレーション制御装置210及びトラヒックエンジニアリング制御装置310間での実行制御の処理シーケンスの一例を示す図である。図9には、情報取得部121が情報を受信し、条件決定部122が移行先及びライブマイグレーション後の情報転送経路を決定し、命令生成部124が命令を生成した後の処理の流れの一例を示す。図9に示すように、まず、統合制御装置800(命令送信部125)は、ライブマイグレーション制御装置210に対して、命令生成部124が生成したライブマイグレーション(LM)実行命令を送信する(図9の(1−1))。同時に、統合制御装置800は、トラヒックエンジニアリング制御装置310に対して、予約ラベルテーブル作成命令を送信する(図9の(1−2))。なお、ライブマイグレーション実行命令の送信と予約ラベルテーブル作成命令の送信とは完全に同時である必要はなく、実質的に同期していればよい。
次に、図10乃至図11を参照し、ネットワーク内での情報転送経路の設定及び更新の処理について説明する。ここでは、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)技術を用いて、転送処理及びルーティング処理を行うものとする。ただし、本実施例は、GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)や、オープンフロー(Open Flow)を用いたルーティングにも同様に適用することができる。
ラベルテーブルを用いたパケットのルーティングについて、図10を参照しさらに詳細に説明する。図10中、仮想マシンVM1,VM2がルータLER1に接続される。また、仮想マシンVM3,VM4がルータLER2に接続される。ルータLER1,LER2は、ルータLSR3に接続される。ルータLSR3は、ルータLSR4,LSR6に接続される。ルータLSR4は、ルータLSR5に接続され、ルータLSR5は、ルータLER8に接続される。また、ルータLSR6は、ルータLSR7に接続され、ルータLSR7は、ルータLER8,LER9に接続される。ルータLER8は、外部ネットワークNW−A,NW−Bに接続される。ルータLER9は、外部ネットワークNW−Bに接続される。外部ネットワークNW−Aには、クライアントCL1が接続している。また、外部ネットワークNW−Bには、クライアントCL2が接続している。
ラベルテーブルの更新は、条件決定部122によって決定された情報転送経路に基づき、トラヒックエンジニアリング制御装置310から各ルータに予約ラベルテーブル作成命令及びラベルテーブル更新命令を送信することによって実行される。次に、予約ラベルテーブルの作成及びラベルテーブルの更新につき、説明する。
上記のように、実施例2に係る統合制御装置800は、ライブマイグレーションとトラヒックエンジニアリングの処理内容を統合的に決定し、制御する。このため、ライブマイグレーション後の情報転送経路を最適化することができ、クラウドコンピューティングの性能を向上させることができる。
図14を参照し、実施例3に係る統合制御装置の構成の概要について説明する。図14は、実施例3に係る統合制御装置900の構成の一例を示す図である。図14に示すように、実施例3に係る統合制御装置900は、ライブマイグレーション制御装置220及びトラヒックエンジニアリング制御装置320と接続される。ライブマイグレーション制御装置220はリソース420と接続され、トラヒックエンジニアリング制御装置320はネットワーク520と接続される。リソース420は、ネットワーク520と接続される。ネットワーク520は外部ネットワーク620と接続され、外部ネットワーク620はさらにユーザ端末720と接続される。
実施例3に係る統合制御装置900における処理の流れを、図15を参照して説明する。図15は、実施例3に係る統合制御装置900における処理の流れの一例を示す図である。まず、情報取得部921は、ライブマイグレーション制御装置220及びトラヒックエンジニアリング制御装置320から各々、ライブマイグレーション対象となる複数の仮想マシンの情報及びトラヒックエンジニアリングの対象となるネットワークの情報を取得する(ステップS1501)。次に、条件決定部922は、情報取得部921が取得した情報に基づき、混合整数線形計画法を用いて、最適解となる移行先及びライブマイグレーション後の情報転送経路を決定する(ステップS1502)。ここまでの処理は、実施例1及び2と同様である。
上記のように、実施例3に係る統合制御装置900は、複数のライブマイグレーションを実行する場合、すべてのライブマイグレーションを同時実行できるか否かを判定する。同時実行できないと判定した場合、統合制御装置900は、同時実行できる組合せを決定し、組合せごとにライブマイグレーション及びトラヒックエンジニアリングを実行する。このため、データセンタやネットワークの性能上の制約により、ライブマイグレーションを同時に実行できない場合であっても、適切にライブマイグレーション及びトラヒックエンジニアリングを統合制御することができ、クラウドコンピューティングの性能を向上させることができる。
例えば、実施例1の統合制御装置100を、インタークラウドサーバとして構成してもよい。その場合、ライブマイグレーション制御装置200を、クラウド事業者Xが管理する複数のデータセンタによって構成されるクラウドの管理を行う管理装置として構成してもよい。また、トラヒックエンジニアリング制御装置300を、クラウド事業者Yが管理するネットワークによって構成されるクラウドの管理を行う管理装置として構成してもよい。このように構成することで、異なる事業者が運営するクラウドを統合してユーザに提供するインタークラウドシステムにおいて、各リソース間の動作を統合的に制御して、ユーザに提供することが可能となる。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上述文書中や図面中に示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
図16は、インタークラウドサーバによる一連の処理を実行するプログラムである統合制御プログラムによる情報処理が、コンピュータを用いて具体的に実現されることを示す図である。図16に例示するように、コンピュータ3000は、例えば、メモリ3010と、CPU(Central Processing Unit)3020と、ハードディスクドライブ3080と、ネットワークインタフェース3070とを有する。コンピュータ3000の各部はバス3100によって接続される。
なお、本実施例で説明した統合制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、統合制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読取可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
101 通信部
110 記憶部
111 制御情報記憶部
112 制御対象記憶部
120 制御部
121 情報取得部
122 条件決定部
123 実行制御部
124 命令生成部
125 命令送信部
126 タイミング制御部
200 ライブマイグレーション制御装置
300 トラヒックエンジニアリング制御装置
400 リソース
500 ネットワーク
600 外部ネットワーク
700 ユーザ端末
Claims (7)
- ライブマイグレーションの対象である仮想マシンの情報と、当該仮想マシンに接続されるネットワークの情報とを取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記仮想マシンの情報及びネットワークの情報と、所定の制御目標とに基づき、混合整数線形計画法を用いて最適解となる、ライブマイグレーションによる前記仮想マシンの移行先と、ライブマイグレーション後の前記ネットワーク内の情報転送経路とを決定する条件決定部と、
前記条件決定部の決定に基づいて、前記ライブマイグレーションの実行及び前記ネットワーク内の情報転送経路の更新を制御する実行制御部と、
を備え、
前記ネットワーク内の情報転送経路は、前記ネットワーク内に配置される複数の情報転送装置が保持するテーブルによって制御され、
前記実行制御部は、
前記ライブマイグレーションによる前記仮想マシンの資源の移動と、前記条件決定部が決定した前記情報転送経路を規定する予約テーブルの作成とを並行して実行させ、
前記資源の移動及び前記予約テーブルの作成の完了後に、前記移行先の仮想マシンの起動と、前記情報転送装置が保持するテーブルの前記予約テーブルへの更新とを並行して実行させるよう制御することを特徴とする統合制御装置。 - 前記実行制御部は、前記ライブマイグレーションの実行と、前記ネットワーク内の情報転送経路の更新とが同期するように制御することを特徴とする請求項1に記載の統合制御装置。
- 前記条件決定部はさらに、ライブマイグレーションの対象となる複数の仮想マシンから、所定の制約を満たす仮想マシンを順次選択し、
前記実行制御部は、前記条件決定部が選択した仮想マシンのライブマイグレーションを順次実行させるよう制御することを特徴とする請求項1または2に記載の統合制御装置。 - 前記条件決定部はさらに、ライブマイグレーションの対象となる複数の仮想マシンから、同時にライブマイグレーションを行った場合に最もライブマイグレーションの実行時間が短くなる仮想マシンの組合せを導出し、
前記実行制御部は、前記条件決定部が導出した組合せに基づいて、ライブマイグレーションを実行させるよう制御することを特徴とする請求項1または2に記載の統合制御装置。 - 前記条件決定部はさらに、ライブマイグレーションの対象となる複数の仮想マシンから、同時にライブマイグレーションを行った場合に最もライブマイグレーションの実行時間が短くなる仮想マシンの組合せを複数導出し、
前記条件決定部は、導出した複数の仮想マシンの組合せを実行する順序を、ネットワーク上の輻輳の発生を最も抑制できる順序に決定し、
前記実行制御部は、前記条件決定部が決定した順序に基づいて、仮想マシンの複数の組合せのライブマイグレーションの実行を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の統合制御装置。 - 前記条件決定部は、前記情報取得部が取得した、前記仮想マシンに対するトラヒック量及び前記ネットワーク内の構成要素間の接続関係と、前記所定の制御目標とに基づき、混合整数線形計画法を用いて、前記移行先の仮想マシンと前記情報転送経路とを決定することを特徴とする請求項1に記載の統合制御装置。
- 統合制御装置で実行される統合制御方法であって、
ライブマイグレーションの対象である仮想マシンの情報と、当該仮想マシンに接続されるネットワークの情報とを取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程において取得した前記仮想マシンの情報及びネットワークの情報と、所定の制御目標とに基づき、混合整数線形計画法を用いて最適解となる、ライブマイグレーションによる前記仮想マシンの移行先と、ライブマイグレーション後の前記ネットワーク内の情報転送経路とを決定する条件決定工程と、
前記条件決定工程における決定に基づいて、前記ライブマイグレーションの実行及び前記ネットワーク内の情報転送経路の更新を制御する実行制御工程と、
を含み、
前記ネットワーク内の情報転送経路は、前記ネットワーク内に配置される複数の情報転送装置が保持するテーブルによって制御され、
前記実行制御工程は、
前記ライブマイグレーションによる前記仮想マシンの資源の移動と、前記条件決定工程により決定した前記情報転送経路を規定する予約テーブルの作成とを並行して実行させ、
前記資源の移動及び前記予約テーブルの作成の完了後に、前記移行先の仮想マシンの起動と、前記情報転送装置が保持するテーブルの前記予約テーブルへの更新とを並行して実行させるよう制御する
ことを特徴とする統合制御方法。
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