JP6157869B2 - カスケード割当てによる長期資源プロビジョニング - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、データセンタへ長期資源プロビジョニングを提供するためのシステムを提供する。より詳細には、システムは、今後発生する時間インターバルの集合内のジョブの資源ニーズに基づいてジョブのグループに対して資源をプロビジョンする。ジョブに対する資源ニーズを満たすだけでなくサービス品質(QoS)要件を満たすために、システムは、行われた累積予約が全てのジョブの資源ニーズを十分に満たすほど大きくなるまで、QoS降順に基づいてジョブに対する個別予約を行う全体のプール割当てアルゴリズムを適用する。カスケードされたアルゴリズムはそれらのQoS格付けに基づいて未使用予約の再分布を他のジョブに対して計画するためにも使用される。
データ・センタ・オペレーションにとって好ましいとされる資源プロビジョニングシステムはプロビジョニングを自動的にかつ頻繁に調整することができるはずだが、このようなシステムへの人間のオペレータによる厳密な管理がいまだに望ましいとされる。例えば、ジョブの資源ニーズを監視しかつ資源プロビジョニングを提案する監視ツールを有することが望ましい。次に、人間のオペレータはプロビジョニングを承認して実施する。自動システムは15分ごとにプロビジョニングを調整するが、管理されたシステムははるかに少ない頻度でプロビジョニングを調整する(例えば、毎日、毎週、または毎月)。
がジョブの全体プールが十分な資源を有するほどに大きくなるまで、
+ジョブkにおける部分予約s(k)≦r(k)の部分合計が、k番目のジョブのQoSレベル(即ち、p(k))においてグループ総資源のニーズを満たすほど大きくなるように、最小の指数kを検索することによって効果的に作用する。即ち、自式となる。
の上付き(n)はグループ全体への累積分布を意味することに留意されたい。等式(3)によれば、ジョブ1、2、...、kは予約r(1),r(2),...,r(k―1),s(k)を得ることができ、残存ジョブには予約は入らない。ジョブがQoS順序にあるため、残存ジョブのQoS要件は、更なる予約なしでも満たすことができることに留意されたい。ジョブiに与えられる実際の予約は、遷移的指数kに対してジョブがスタンドしている場所に依存する。
ここで、s(i)はジョブiに対して行われた個別予約であり、sT=s(1)+s(2)+...+s(n)はグループ全体に対して行われた予約である。不足は、個別予約またはグループ予約のいずれも
を知ることによって、および等式(12)によって、提供される。カスケード過剰アルゴリズムに基づいて行われた累積予約は、QoSレベルp(i)におけるグループ{1、2、...、i}の資源ニーズを満たすほど十分に大きく、QoSレベルp(i)におけるグループの最後のメンバであるジョブiに対する資源ニーズを必ず満たすことになる。
となる。したがって、等式(13)に基づいて、累積予約はQoSレベルp(k)において、ティアプレフィックスグループΨg (k)のニーズを満たすほど大きい。
データセンタの長期プロビジョニングは、複数の時間インターバルのためのプロビジョニングを含む。各時間インターバルの前にプロビジョニングを動的に変更するよりむしろ、複数の時間インターバルに対して効果を表す一つのプロビジョニングを予め設定することが好ましい(例えば、全日または全週)。このより安定したプロビジョニングに対する動機は、例えば、あまり頻繁に検討せずおよび/またはより長期のプロビジョニング勧告を手動で適用することによってデータセンタオペレータがデータセンタのオペレーションをより慎重に管理できるようにすることである。
に対して予約rτ (i)を計算するために上記した単一インターバルプロビジョニングアルゴリズムのいずれか一つを使用することであり、次に
であるので、単一のインターバルシナリオの正確度を証明する論理は、この複数のインターバルティアベースのカスケード過剰アルゴリズムのためにも通じる。
仮想化の利点の一つは、仮想マシンが資源を共有できるようにすることである。また他の利点は、あまり頻繁に引用されないが、互いから仮想マシンを分離させることである。共有する資源が完成した分離が可能でないか又は望ましくないことをしばしば意味することから、これらの利点の両方を達成することは難しい。実際には、一つのジョブの不正な振舞いが、システム内の他のジョブに深刻な影響を与えない程度の分離を有することは望ましいといえる。
その後、最大値は、
つまり、このケース2において、ある一定の係数によってそのQoS要件をアウトパフォームするために必要な量より多い資源を使用することは許されない。最大値を特定する別の簡単なアプローチは、r* (i)に用いられた1.2などの、1より大きい基準倍率を使用することであるが、Φ(i)の可用性は、等式(23)を最大値設定に対するより基本的なアプローチにすることができる。等式(23)で設定される最大値は、上記したセクションに説明した異なるグループの統合が最小値を設定するために使用されている場合でも設定可能であることに留意されたい(即ち、予約)。最大値を設定することが有用である一方、グループ統合アルゴリズムが使用されている場合、ジョブ分離のより効果的なコントロールを提供するための更なる技術も必要とされる。
図3は、本発明の一実施形態による、資源のプロビジョニングコントローラを示す図である。図3において、資源プロビジョニングコントローラ300は、QoS識別子302と、資源使用モニタ304と、資源使用モデル構築子306、予約計算子308、過剰再分布モジュール310と、スケジューラ312と、ユーザインタフェース314と、を含む。
Claims (8)
- 複数のジョブによって共有される物理資源をプロビジョニングするためのコンピュータ実行可能な方法であって、
資源使用モニタから受信した情報に基づき所定のアルゴリズムを実行することで前記ジョブに対して必要とされる資源を予測する資源使用モデルを構築するステップと、
前記ジョブに関連付けられたサービス品質(QoS)要件に基づいて前記ジョブを格付けするステップと、
上位QoS格付けを有しているジョブの第1の部分集合に関連付けられた任意の未使用の予約が、他の残存ジョブのうち最上位のQoS格付けを有しているジョブの第2の部分集合の方を優先させて前記他の残存ジョブへ分布されるように、所定の時間インターバルに対して前記ジョブをプロビジョニングするステップであって、前記ジョブのプロビジョニングが前記資源使用モデルと前記ジョブに関連付けられた対応するQoS要件に基づいて前記ジョブに対して予約を行うことを含む、ステップと、
を含む、方法。 - コンピュータで実行されると、複数のジョブによって共有された物理資源をプロビジョニングするための方法を前記コンピュータに実行させる命令を記憶しているコンピュータ読出可能記憶媒体であって、
前記方法が、
資源使用モニタから受信した情報に基づき所定のアルゴリズムを実行することで前記ジョブに対して必要とされる資源を予測する資源使用モデルを構築するステップと、
前記ジョブに関連付けられたサービス品質(QoS)要件に基づいて前記ジョブを格付けするステップと、
上位QoS格付けを有しているジョブの第1の部分集合に関連付けられた任意の未使用の予約が、他の残存ジョブのうち最上位のQoS格付けを有しているジョブの第2の部分集合の方を優先させて、前記他の残存ジョブへ分布されるように、所定の時間インターバルに対して前記ジョブをプロビジョニングするステップであって、前記ジョブのプロビジョニングが前記資源使用モデルと前記ジョブに関連付けられた対応するQoS要件に基づいて前記ジョブに対して予約を行うことを含む、ステップと、
を含むことよりなる、コンピュータ読出可能記憶媒体。 - 複数のジョブによって共有された物理資源をプロビジョニングするための計算システムであって、
資源使用モニタから受信した情報に基づき所定のアルゴリズムを実行することで前記ジョブに対して必要とされる資源を予測する資源使用モデルを構築するように構成されている資源使用モデル構築子と、
前記ジョブに関連付けられたサービス品質(QoS)要件に基づいて前記ジョブを格付けするように構成されている格付けメカニズムと、
上位QoS格付けを有しているジョブの第1の部分集合に関連付けられた任意の未使用の予約が、他の残存ジョブのうち最上位のQoS格付けを有しているジョブの第2の部分集合の方を優先させて前記他の残存ジョブへ分布されるように、所定の時間インターバルに対して前記ジョブをプロビジョニングするように構成されているプロビジョニングメカニズムであって、前記ジョブのプロビジョニングが前記資源使用モデルと前記ジョブに関連付けられた対応するQoS要件に基づいて前記ジョブに対して予約を行うことを含むプロビジョニングメカニズムと、
を含む計算システム。 - 前記ジョブをプロビジョニングしている間、前記プロビジョニングメカニズムが、
前記ジョブに関連付けられた対応するQoS格付けに基づいて前記ジョブへ異なる数の共有資源を割り当て、それぞれのジョブに割り当てられた前記共有資源の数が前記それぞれのジョブのQoS格付けに逆相関され、
ジョブの前記第1の部分集合に関連付けられた未使用の予約が前記他の残存ジョブに割り当てられた共有資源の数に基づいて前記他の残存ジョブへ比例分布されることを前提に予約を割当てる、
ように構成されている、請求項3に記載のシステム。 - 前記ジョブをプロビジョニングしている間、前記プロビジョニングメカニズムが、
QoS格付けに基づいて降順に前記ジョブを仕分するように構成され、かつ、
最上位のQoS格付けを有しているジョブからスタートして、
次のインラインジョブを直前に形成されたサブグループに加算することによってサブグループを形成するステップと、
前記サブグループに対して前記資源使用モデルを構築するステップと、
前記サブグループに対する前記資源使用モデルと前記次のインラインジョブに関連付けられたQoS要件に基づいて前記サブグループによって必要とされる資源要求量を算定するステップと、
を反復するように構成されている、請求項3に記載のシステム。 - 前記ジョブをプロビジョニングしている間、前記プロビジョニングメカニズムが前記資源要求量と前記直前に形成されたサブグループに対して行われた予約との間の差に基づいて前記次のインラインジョブに対して予約を行うように構成されている、請求項5に記載のシステム。
- 前記ジョブをプロビジョニングしている間、
前記プロビジョニングメカニズムが、
同じQoS格付けを有している少なくとも2つのジョブに応答して、一つの層としての前記少なくとも2つのジョブを前記直前に形成されたサブグループに加算することによって階層状サブグループを形成し、
前記少なくとも2つのジョブの各々によって必要とされる資源に基づいて前記2つのジョブの各々に対してスケーリングされた資源の予約を求めて、
前記スケーリングされた資源の予約に基づいて、前記少なくとも2つのジョブの各々に対して予約を行うように構成されている、請求項5に記載のシステム。 - ジョブの間で分離の度合を定義付ける分離パラメータを算定するように構成されている分離モジュールを更に含むことで、前記ジョブに対して予約を行っている間、前記プロビジョニングメカニズムが前記分離パラメータを適用するように構成され、完全な分離によって前記ジョブに対して個別予約が行われる、請求項3に記載のシステム。
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