JP6235498B2 - Cluster configuration determination apparatus and operation method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する技術に関する。 The present invention relates to a technique for determining a cluster configuration of a virtual machine using only physical machine information.
サーバの高可用性実現技術として、2台のサーバでACT-SYB構成をとるクラスタ構成技術がある。クラスタ構成技術としては、たとえば非特許文献1に規定されるAFMと呼ばれるフレームワークがある。ミドルウェアにAMFのようなフレームワークを用いることで、サービス断を発生させることなくクラスタの系切替が可能となる。
As a server high availability technology, there is a cluster configuration technology in which two servers have an ACT-SYB configuration. As a cluster configuration technique, for example, there is a framework called AFM defined in Non-Patent
また、通信網で利用される各種サーバのハードウェアの利用効率の向上や省コスト化、省電力化等を実現する技術として、非特許文献2で示される一台の物理マシン上にて複数の仮想マシンを稼働させるサーバ仮想化技術がある。仮想化技術を用いて、2台の仮想マシンでクラスタ化されたサーバを、1台の物理マシン上で稼働させた場合の例を図5に示す。 In addition, as a technology for realizing improvement in utilization efficiency of hardware of various servers used in a communication network, cost saving, power saving, etc., a plurality of physical machines shown in Non-Patent Document 2 are used. There is server virtualization technology that operates virtual machines. FIG. 5 shows an example in which a server clustered by two virtual machines is operated on one physical machine using the virtualization technology.
物理マシン1Aで動作する仮想マシン10でアクト系のサーバ30Aが動作し、物理マシン1Aで動作する別の仮想マシン20でスタンバイ系のサーバ40Sが動作している。例えば、サーバ30Aに障害が発生すると、サーバ30Aはスタンバイ系のサーバに切り替わり、サーバ40Sはアクト系のサーバに切り替わる。
The
図5に示すように、物理マシン上に2台の仮想マシンを用いてアクト系−スタンバイ系のクラスタ化を行っている場合において、物理マシンからみると、それぞれの仮想マシンは1つのプロセスであり、どちらのサーバがアクト系かスタンバイ系かを判別することはできない。 As shown in FIG. 5, in the case where act-standby clustering is performed using two virtual machines on a physical machine, each virtual machine is one process when viewed from the physical machine. It is impossible to determine which server is an act system or a standby system.
そのため、たとえば物理マシンの利用可能なリソース量の低下に対応するため、スタンバイ系の仮想マシンを一時的に停止させたり、他の物理マシンに移行させたりするといったことができず、柔軟な物理ホストのリソース活用ができない。 For this reason, for example, in order to cope with a decrease in the amount of resources available to a physical machine, a standby virtual machine cannot be temporarily stopped or migrated to another physical machine. I cannot use the resources.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a technique for determining a cluster configuration of a virtual machine using only physical machine information.
上記課題を解決するために、第1の本発明は、物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置であって、一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部と、前記ARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせのIPアドレスおよびMACアドレスが記憶されるARPデータ記憶部と、前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the first aspect of the present invention is that an act server operates in a virtual machine that operates on a physical machine, and a standby server operates in another virtual machine that operates on the physical machine. A cluster configuration determination apparatus used when the virtual machine setting data includes the MAC address of the virtual network interface card of one of the virtual machines, and the virtual network interface card of the other virtual machine. A virtual machine setting data storage unit that stores virtual machine setting data including a MAC address, an ARP packet detection unit that detects an ARP packet communicated between each virtual machine and the physical machine, and the ARP packet for each combination of the included Ru IP addresses and MAC addresses, each combination And ARP data storage unit P address and MAC address is stored, from the ARP data storage unit, detects a MAC address duplicate virtual machine configuration, including the same MAC address as the MAC address from the virtual machine setting data storage unit A cluster configuration determining unit that searches for data and determines that the act server is operating in a virtual machine corresponding to the searched virtual machine setting data.
第2の本発明は、物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置の動作方法であって、前記クラスタ構成判定装置は、一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせのIPアドレスおよびMACアドレスが記憶されるARPデータ記憶部とを備え、前記クラスタ構成判定装置は、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出し、前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定することを特徴とする。 The second aspect of the present invention is a cluster configuration used when an act server operates on a virtual machine operating on a physical machine and a standby server operates on another virtual machine operating on the physical machine. An operation method of a determination apparatus, wherein the cluster configuration determination apparatus includes virtual machine setting data including a MAC address of a virtual network interface card of one of the virtual machines, and a virtual network interface of the other virtual machine the combination of the virtual machine setting data storage unit, IP address, and MAC address Ru contained in ARP packets communicated between said each virtual machine physical machine and the virtual machine setting data are stored, including the MAC address of the card to, IP address, and MAC address of each combination storage of each A ARP data storage unit that, the cluster configuration judging device, the detects ARP packets communicated between the virtual machine and the physical machine, from the ARP data storage unit, detects a MAC address overlapping The virtual machine setting data storage unit is searched for virtual machine setting data including the same MAC address as the MAC address, and the act server operates in the virtual machine corresponding to the searched virtual machine setting data. It is characterized by determining.
本発明によれば、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別できる。 According to the present invention, the cluster configuration of a virtual machine can be determined using only physical machine information.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係るシステム構成を示す。 FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.
物理マシン1では仮想マシン10、20が動作している。仮想マシン10ではアクト系のサーバ30Aが動作し、仮想マシン20ではスタンバイ系のサーバ40Sが動作している。すなわち、アクト系のサーバとスタンバイ系のサーバを一対としたクラスタ構成が実現されている。アクト系のサーバ30Aは、スタンバイ系のサーバに切り替わることが可能であり、アクト系のサーバ30Aに戻ることも可能である。スタンバイ系のサーバ40Sは、アクト系のサーバに切り替わることが可能であり、スタンバイ系のサーバ40Sに戻ることも可能である。
In the
物理マシン1は、ネットワークインタフェースカード1Nを備える。仮想マシン10、20はそれぞれ、仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nを備える。これらネットワークインタフェースカードにはIPアドレスが設定される。また、クラスタ仮想IPアドレスと称するIPアドレスが2つの仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nの間で共有される。
The
ここでは、図2に示すようにIPアドレスの設定がなされていることとする。 Here, it is assumed that the IP address is set as shown in FIG.
ネットワークインタフェースカード1NのIPアドレスは、10.0.0.20である。仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20NのIPアドレスはそれぞれ、10.0.0.1、10.0.0.2である。クラスタ仮想IPアドレスは、10.0.0.10である。
The IP address of the
図1に戻り、物理マシン1には、クラスタ構成判定装置100が構成される。
Returning to FIG. 1, the
クラスタ構成判定装置100は、一方の仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部101と、各仮想マシンと物理マシン1の間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部102と、ARPパケットにおけるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせの種類ごとに当該組み合わせの種類におけるIPアドレスおよびMACアドレスを含むARPデータが記憶されるARPデータ記憶部103と、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレスを検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部104とを備える。
The cluster configuration determining apparatus 100 includes virtual machine setting data including the MAC address of the virtual
図3は、仮想マシン設定データ記憶部101に記憶される仮想マシン設定データの一例を示す。
FIG. 3 shows an example of virtual machine setting data stored in the virtual machine setting
仮想マシン設定データ10Mは、一方の仮想マシン10の仮想マシン設定データであり、仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む。ここでは、MACアドレスを、00:11:22:33:44:55とする。
The virtual
また、仮想マシン設定データ20Mは、他方の仮想マシン20の仮想マシン設定データであり、仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む。ここでは、MACアドレスを、00:11:22:33:44:56とする。
The virtual
次に、物理マシン1の情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する動作について説明する。
Next, an operation for determining the cluster configuration of the virtual machine using only the information of the
本実施の形態では、各仮想マシン10、20の仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nと物理マシン1のネットワークインタフェースカード1Nの間で通信がなされる。ARPパケット検出部102は、この通信においてARPパケット(ARP応答)を検出する。
In the present embodiment, communication is performed between the virtual
ARPパケットには、ネットワークインタフェースカードに設定されたIPアドレスおよびMACアドレスが含まれる。また、クラスタ構成においては、常にアクト系と通信可能とするため、クラスタ仮想IPアドレスおよび新たにアクト系になったサーバを動作させている仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスとを含むARPパケット(Gratuatous ARP)を送信することで、クラスタの系切替を通知する。つまり、このARPパケットには、クラスタ仮想IPアドレスおよび新たにアクト系になったサーバを動作させている仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスが含まれる。 The ARP packet includes an IP address and a MAC address set in the network interface card. Further, in the cluster configuration, in order to always be able to communicate with the act system, the cluster virtual IP address and the MAC address of the virtual network interface card of the virtual machine operating the server that has become the act system are included. By sending an ARP packet (Gratuatous ARP), the system switching of the cluster is notified. That is, the ARP packet includes the cluster virtual IP address and the MAC address of the virtual network interface card of the virtual machine operating the newly activated server.
ARPパケット検出部102は、検出したARPパケット内のIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせについて、ARPデータ記憶部103において、同じIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせを含むARPデータがないなら、そのようなARPデータを生成し、ARPデータ記憶部103に記憶させる。
If there is no ARP data including the same IP address and MAC address combination in the ARP
予めARPデータ記憶部103にARPデータが存在しないように初期化し、ARPパケット検出部102による上述の処理を、ARPパケットの検出毎に行うことで、図4に示すようなARPデータがARPデータ記憶部103に記憶される。
Initializing the ARP
ARPデータ記憶部103には、4種類のARPデータ、つまり、10.0.0.1(IPアドレス)と00:11:22:33:44:55(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.2(IPアドレス)と00:11:22:33:44:56(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.10(IPアドレス)と00:11:22:33:44:55(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.20(IPアドレス)と99:88:77:aa:bb:cc(MACアドレス)を含むARPデータが記憶される。99:88:77:aa:bb:cc(MACアドレス)は、物理マシン1のネットワークインタフェースカード1NのMACアドレスである。
The ARP
このように、仮想マシン10で動作するサーバがアクト系である場合は、クラスタ仮想IPアドレス(IPアドレス)を含むARPデータ内のMACアドレスは、仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスに一致する。なお、仮想マシン20で動作するサーバがアクト系である場合は、クラスタ仮想IPアドレス(IPアドレス)を含むARPデータ内のMACアドレスは、仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスに一致する。
As described above, when the server operating in the
クラスタ構成判定部104は、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレス(図4では00:11:22:33:44:55)、を検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データ(図3では仮想マシン設定データ10M)を検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データ10Mに対応する仮想マシン(すなわち仮想マシン10)で動作していると判定する。すなわち、クラスタ構成判定部104は、アクト系のサーバを動作させている仮想マシンを正しく判定したことになる。換言すれば、クラスタ構成判定部104は、スタンバイ系のサーバを動作させている仮想マシン、クラスタ構成を正しく判定したことになる。
The cluster
以上のように、本実施の形態のクラスタ構成判定装置100によれば、一方の仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データ10Mと、他方の仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データ20Mとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部101と、各仮想マシンと物理マシン1の間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部102と、ARPパケットにおけるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせの種類ごとに当該組み合わせの種類におけるIPアドレスおよびMACアドレスを含むARPデータが記憶されるARPデータ記憶部103と、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレスを検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部104とを備えることで、物理マシン1の情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を正しく判定することができる。
As described above, according to the cluster configuration determining apparatus 100 of the present embodiment, the virtual
なお、アクト系のサーバとスタンバイ系のサーバが切り替わった場合は、新たなアクト系のサーバが、仮想IPアドレスと自身の(新たなアクト系のサーバの)MACアドレスとを対応付けたARPパケット(Gratuatous ARP)を送信する。これにより、ARPデータ記憶部103においては、仮想IPアドレスと古いアクト系のサーバ(新たなスタンバイ系のサーバ)のMACアドレスを含むARPデータが、仮想IPアドレスと新たなアクト系のサーバのMACアドレスを含むARPデータに置き換わる。これにより、切替後のクラスタ構成を正しく判定することができる。
When the act server and the standby server are switched, the new act server receives an ARP packet in which the virtual IP address is associated with its own (new act server) MAC address ( Gratuatous ARP). Thus, in the ARP
また、本実施の形態では、クラスタ構成判定装置100を物理マシン1に構成したが、別の物理マシンに構成してもよい。
In the present embodiment, the cluster configuration determining apparatus 100 is configured in the
また、クラスタ構成判定装置100としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録でき、また、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。 In addition, a computer program for causing a computer to function as the cluster configuration determining apparatus 100 can be recorded on a computer-readable recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a magnetic tape, and communication such as the Internet. It can be distributed widely through the network.
1 物理マシン
10、20 仮想マシン
30A アクト系のサーバ
40S スタンバイ系のサーバ
101 仮想マシン設定データ記憶部
102 ARPパケット検出部
103 ARPデータ記憶部
104 クラスタ構成判定部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部と、
前記ARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせのIPアドレスおよびMACアドレスが記憶されるARPデータ記憶部と、
前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部と
を備えることを特徴とするクラスタ構成判定装置。 A cluster configuration determination apparatus used when an act server operates on a virtual machine operating on a physical machine and a standby server operates on another virtual machine operating on the physical machine,
The virtual machine setting data including the MAC address of the virtual network interface card of the one virtual machine and the virtual machine setting data including the MAC address of the virtual network interface card of the other virtual machine are stored. A machine setting data storage unit;
An ARP packet detector for detecting an ARP packet communicated between each virtual machine and the physical machine;
For each combination of IP addresses and MAC addresses Ru contained in the ARP packet, the ARP data storage unit for IP address and MAC address of each combination is stored,
The duplicate MAC address is detected from the ARP data storage unit, the virtual machine setting data including the same MAC address as the MAC address is searched from the virtual machine setting data storage unit, and the act server is searched. A cluster configuration determining apparatus, comprising: a cluster configuration determining unit that determines that the virtual machine corresponding to the virtual machine setting data is operating.
前記クラスタ構成判定装置は、
一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせのIPアドレスおよびMACアドレスが記憶されるARPデータ記憶部とを備え、
前記クラスタ構成判定装置は、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出し、
前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定する
ことを特徴とするクラスタ構成判定装置の動作方法。 This is an operation method of a cluster configuration determination apparatus used when an act server is operating in a virtual machine operating on a physical machine and a standby server is operating on another virtual machine operating on the physical machine. And
The cluster configuration determination device includes:
The virtual machine setting data including the MAC address of the virtual network interface card of the one virtual machine and the virtual machine setting data including the MAC address of the virtual network interface card of the other virtual machine are stored. A machine setting data storage unit;
Wherein for each combination of IP addresses and MAC addresses Ru contained in ARP packets communicated between the virtual machine and the physical machine, a ARP data storage unit for IP address and MAC address of each combination is stored,
The cluster configuration determination device includes:
ARP packets communicated between each virtual machine and the physical machine are detected,
The duplicate MAC address is detected from the ARP data storage unit, the virtual machine setting data including the same MAC address as the MAC address is searched from the virtual machine setting data storage unit, and the act server is searched. An operation method of a cluster configuration determination apparatus, characterized in that it is determined that the virtual machine corresponding to the virtual machine setting data is operating.
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