JP6259388B2 - Power control device, server virtualization system, and power control method - Google Patents
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Description
本発明は、電源制御装置、サーバ仮想化システム、および、電源制御方法の技術に関する。 The present invention relates to a power control device, a server virtualization system, and a power control method.
近年、複数の仮想マシンを1台の物理サーバ上に配置して実行することで、物理サーバの台数を削減し、リソース使用効率を向上させるサーバ仮想化システムの検討が進められている。さらに、サーバ仮想化システムにおいて、省電力化による運用コスト削減も検討されている。
特許文献1には、リソースの使用率の低いサーバ装置からリソースを割り当てるとともに、仮想マシンが使用していない物理サーバの電源をオフにする旨が記載されている。
特許文献2には、物理サーバの増加を極力抑えることによって、仮想マシンの集約効率を向上させる旨が記載されている。
In recent years, server virtualization systems that reduce the number of physical servers and improve resource usage efficiency by arranging and executing a plurality of virtual machines on one physical server have been studied. Furthermore, in the server virtualization system, operation cost reduction by power saving is also being studied.
消費電力をできるだけ削減するという運用ポリシでは、ひんぱんに電源オンと電源オフとを繰り返すなど、サーバ装置に対して過剰に電源制御が行われてしまい、サーバ装置のハードウェア(電源部品など)の消耗も激しくなってしまう。つまり、消費電力を削減しつつ、サーバ装置のハードウェアに過剰な負担をかけることなく、安定してサーバ仮想化システムを動作させるような、バランスのとれた省電力制御が現実の運用で求められている。
しかし、従来の技術では、「省電力化を行う」などの個別の評価指標に最適化されたシステムが提案されているものの、バランスのとれた電源制御は提案されていない。
In the operation policy to reduce power consumption as much as possible, excessive power control is performed on the server device, such as repeated power-on and power-off frequently, and server device hardware (power supply components, etc.) is consumed. Will also be intense. In other words, balanced power-saving control is required in actual operations to operate the server virtualization system stably without reducing the power consumption and without overloading the hardware of the server device. ing.
However, in the conventional technology, although a system optimized for individual evaluation indexes such as “perform power saving” is proposed, balanced power supply control is not proposed.
そこで、本発明は、消費電力を削減しつつ、サーバ仮想化システムを安定させて運用するような電源制御を実施することを、主な課題とする。 Therefore, the main object of the present invention is to implement power control that stabilizes and operates the server virtualization system while reducing power consumption.
前記課題を解決するために、本発明の電源制御装置は、電源をオンにした物理サーバ上に仮想マシンが配置されている現用状態と、前記仮想マシンが配置されておらず、前記物理サーバの構成部品の少なくとも一部が通電されていない予備状態とを別々の電源状態とし、各前記物理サーバの電源状態が記憶される記憶手段と、
前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新する電源状態制御部と、を備え、
前記電源状態制御部が、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記現用状態のリソース量において所定割合となるリソース量に対応する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記予備待機状態に移行させない前記物理サーバに対して、その電源をオフにすることで予備オフ状態に移行させる旨の制御信号を送信することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the power control device of the present invention includes an active state in which a virtual machine is placed on a physical server that is powered on, and the virtual machine is not placed in the physical server. A storage unit that stores a standby state in which at least some of the components are not energized as separate power states, and stores the power state of each physical server;
In accordance with the load amount of the virtual machine operating on the physical server, the resource amount of the active state is calculated with respect to the resource amount of the entire physical server, and the calculated state of the active state is calculated from the resource amount of the entire physical server. the resource amount of the preliminary state, except for the resource amount calculated in accordance with the resource amount of each power supply state of the calculation, Bei give a, a power state control part for updating the power state of each of the physical servers,
The power supply state control unit is
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
By energizing a part of the components to the physical server corresponding to the resource amount that is a predetermined ratio in the resource amount in the active state among the physical servers to be updated to the spare state. Send a control signal to shift to the standby state,
A control signal is transmitted to the physical server that is not shifted to the standby standby state among the physical servers that are updated to the standby state, by switching off the power supply. It is characterized by.
これにより、予備状態の物理サーバを適切に省電力化でき、かつ、現用状態か予備状態かという簡単な電源管理により、電源状態の変更回数を減らすことでサーバ仮想化システムを安定させて運用できる。
そして、予備状態をさらに、すばやく現用状態へと復帰できる予備待機状態か、消費電力がほぼ発生しない予備オフ状態かに分類することで、消費電力の削減量を増やしつつ、サーバ仮想化システムの安定性を向上させることができる。
As a result, it is possible to appropriately reduce the power consumption of the physical server in the standby state, and to stabilize and operate the server virtualization system by reducing the number of times the power supply state is changed through simple power management of the active state or the standby state. .
By further classifying the standby state into a standby standby state that can quickly return to the active state, or a standby off state in which almost no power consumption occurs, the amount of power consumption can be reduced and the server virtualization system can be stabilized. Can be improved.
本発明の電源制御装置は、電源をオンにした物理サーバ上に仮想マシンが配置されている現用状態と、前記仮想マシンが配置されておらず、前記物理サーバの構成部品の少なくとも一部が通電されていない予備状態とを別々の電源状態とし、各前記物理サーバの電源状態が記憶される記憶手段と、
前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新する電源状態制御部と、を備え、
前記電源状態制御部は、
前記現用状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の現用詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第1配分比率に応じて前記現用詳細状態の配分を決定し、
前記予備状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の予備詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第2配分比率に応じて前記予備詳細状態の配分を決定し、
各前記物理サーバに対して、前記配分された現用詳細状態へと更新するための制御信号と、前記配分された予備詳細状態へと更新するための制御信号と、をそれぞれ送信することを特徴とする。
The power control apparatus according to the present invention includes an active state in which a virtual machine is arranged on a physical server that is powered on, and at least a part of the components of the physical server in which the virtual machine is not arranged. A storage means for storing a power state of each of the physical servers, with a standby state that is not set as a separate power state;
In accordance with the load amount of the virtual machine operating on the physical server, the resource amount of the active state is calculated with respect to the resource amount of the entire physical server, and the calculated state of the active state is calculated from the resource amount of the entire physical server. A power state control unit that calculates the resource amount of the spare state excluding the resource amount, and updates the power state of each physical server according to the calculated resource amount of each power state,
The power supply state control unit
When there are a plurality of working detailed states that are further subdivided from the working state and have different power control contents as the power states of the physical servers, the working detailed state is distributed according to a predetermined first distribution ratio. Decide
When a plurality of spare detailed states having different power control contents, which are further subdivided from the spare state, exist as the power states of the respective physical servers, the spare detailed state is distributed according to a predetermined second distribution ratio. Decide
A control signal for updating to the allocated active detailed state and a control signal for updating to the allocated spare detailed state are transmitted to each of the physical servers, respectively. To do.
これにより、予備状態の物理サーバを適切に省電力化でき、かつ、現用状態か予備状態かという簡単な電源管理により、電源状態の変更回数を減らすことでサーバ仮想化システムを安定させて運用できる。
そして、ベンダの都合により、様々な省電力モードの実装に対応する細分化した複数の状態が存在する場合でも、適切な実装を選択することができる。
As a result, it is possible to appropriately reduce the power consumption of the physical server in the standby state, and to stabilize and operate the server virtualization system by reducing the number of times the power supply state is changed through simple power management of the active state or the standby state. .
And even if there are a plurality of subdivided states corresponding to the implementation of various power saving modes, an appropriate implementation can be selected for the convenience of the vendor.
本発明は、前記電源状態制御部が、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信することを特徴とする。
In the present invention, the power supply state control unit
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the standby state by causing a part of the components to be energized to shift to the standby state.
これにより、予備待機状態へと更新された物理サーバは、一部が通電していることによりすばやく現用状態へと復帰できるので、仮想マシンの再配置の所用時間を短縮できる。 As a result, the physical server that has been updated to the standby state can be quickly returned to the active state when a part of the physical server is energized, so that the time required for relocation of the virtual machine can be reduced.
本発明は、前記電源状態制御部が、
前記仮想マシンの負荷量に応じて前記現用状態のリソース量を計算するときに、前記仮想マシンの負荷量を処理可能な前記現用状態のリソース量よりも所定割合だけ多く前記現用状態のリソース量を計算し、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオフにすることで予備オフ状態に移行させる旨の制御信号を送信することを特徴とする。
In the present invention, the power supply state control unit
When calculating the amount of resources in the active state according to the load amount of the virtual machine, the amount of resources in the active state is increased by a predetermined rate from the amount of resource in the active state that can process the load amount of the virtual machine. Calculate
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the spare state to turn it to the spare off state by turning off the power.
これにより、所定割合だけ多く確保した現用状態のリソース量に余裕があるため、ある程度の負荷増加では物理サーバのリソース不足にならずに、安定して動作する。さらに、消費電力がほぼ発生しない予備オフ状態を活用することで、消費電力の削減量を増やすことができる。 As a result, there is a margin in the amount of resources in the active state secured by a predetermined ratio, so that a certain amount of load increase does not cause a shortage of physical server resources and operates stably. Furthermore, the amount of reduction in power consumption can be increased by utilizing a standby OFF state in which power consumption hardly occurs.
本発明は、前記電源状態制御部が、
前記仮想マシンの負荷量に応じて前記現用状態のリソース量を計算するときに、前記仮想マシンの負荷量を処理可能な前記現用状態のリソース量よりも所定割合だけ多く前記現用状態のリソース量を計算し、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信することを特徴とする。
In the present invention, the power supply state control unit
When calculating the amount of resources in the active state according to the load amount of the virtual machine, the amount of resources in the active state is increased by a predetermined rate from the amount of resource in the active state that can process the load amount of the virtual machine. Calculate
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the standby state by causing a part of the components to be energized to shift to the standby state.
これにより、所定割合だけ多く確保した現用状態のリソース量が多く、かつ、予備待機状態の物理サーバでもその構成部品のうちの一部が通電していることによりすばやく現用状態へと復帰できるので、高負荷発生時の解消所要時間を短縮できる。 As a result, the amount of resources in the active state secured by a predetermined ratio is large, and even a physical server in the standby state can quickly return to the active state because some of its components are energized. The time required for elimination when a high load occurs can be shortened.
本発明によれば、消費電力を削減しつつ、サーバ仮想化システムを安定させて運用するような電源制御を実施することができる。 According to the present invention, it is possible to perform power supply control that stabilizes and operates a server virtualization system while reducing power consumption.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、サーバ仮想化システムの構成図である。
サーバ仮想化システムは、1台以上の物理サーバ10が配置されるデータセンタ1と、電源制御装置4とが、ネットワークで接続されて構成される。これらのサーバ仮想化システムの各装置(物理サーバ10、電源制御装置4)は、CPU(Central Processing Unit)とメモリとハードディスク(記憶手段)とネットワークインタフェースを有するコンピュータとして構成され、このコンピュータは、CPUが、メモリ上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部を動作させる。
FIG. 1 is a configuration diagram of a server virtualization system.
The server virtualization system is configured by connecting a
データセンタ1の各物理サーバ10は、電源制御装置4から指示される電源制御の信号に従って、自身の電源状態を設定する。
電源制御装置4は、各物理サーバ10に対して、仮想マシン(VM:Virtual Machine)20を配置させて実行させるとともに、その仮想マシン20の負荷に従って、電源制御の状態を決定する。
なお、物理サーバ10の台数や処理能力は、物理サーバ10上で稼働させる仮想マシン20の負荷合計が物理サーバ10の処理能力の合計を超過しないように、あらかじめデータセンタ1の設計段階で考慮されている。
Each
The power
Note that the number and processing capacity of the
ここで、データセンタ1内の物理サーバ10は、自身の電源状態に応じて、現用オンサーバ群31、予備待機サーバ群32、および、予備オフサーバ群33のいずれかに分類される。
まず、「現用」状態とは、仮想マシン20が配置されている状態であり、「予備」状態とは、仮想マシン20が配置されていない状態である。
現用オンサーバ群31は、仮想マシン20が配置されて稼動している現用状態かつ電源がオンである(物理サーバ10の構成部品のすべてが通電している)「現用オン状態」の物理サーバ10の集合である。
予備待機サーバ群32は、仮想マシン20が未配置である予備状態かつ物理サーバ10の構成部品のうちの一部が通電している「予備待機状態」の物理サーバ10の集合である。
予備オフサーバ群33は、仮想マシン20が未配置である予備状態かつ電源がオフである(物理サーバ10の構成部品のすべてが通電していない)「予備オフ状態」の物理サーバ10の集合である。
Here, the
First, the “working” state is a state in which the
The active on-server group 31 is a
The standby server group 32 is a set of
The spare off-server group 33 is a set of
さらに、各物理サーバ10は、自身の装置の負荷量などのリソースの使用状況を示す情報を収集するリソース情報収集部11を有する。
リソース情報収集部11が収集対象とする負荷は、例えば、CPU使用率、メモリ使用率などの物理サーバ10のリソース使用率が挙げられる。
Further, each
Examples of the load to be collected by the resource information collection unit 11 include resource usage rates of the
電源制御装置4は、VM配置先決定部41と、VM再配置実行部42と、負荷量受信部51と、電源状態管理部52と、電源状態制御部53とを有する。
負荷量受信部51は、各物理サーバ10のリソース情報収集部11から、物理サーバ10の負荷量などのリソースの使用状況を受信し、その受信結果を電源状態管理部52に書き出す。
電源状態管理部52は、負荷量受信部51からの負荷量と、データセンタ1内の各物理サーバ10に搭載されているリソース量(物理サーバスペック値)とを管理する。なお、物理サーバスペック値は、例えば、物理サーバ10に搭載されているCPUのコア数、クロック周波数(GHz)などである。
電源状態制御部53は、電源状態管理部52の情報(負荷値、スペック値)をもとに、各物理サーバ10の電源状態を決定する。そして、電源状態制御部53は、電源状態を変更する物理サーバ10に対して、電源制御の信号を送信する。
The power
The load amount receiving unit 51 receives the resource usage status such as the load amount of the
The power
The power supply state control unit 53 determines the power supply state of each
VM配置先決定部41は、負荷量受信部51が受信した負荷量の変動や、電源状態制御部53が決定した電源状態の変更に応じて、再配置が必要な仮想マシン20の再配置先となる物理サーバ10を決定する。VM配置先決定部41は、例えば、物理サーバ10上の負荷が所定範囲(負荷下限しきい値〜負荷上限しきい値)から外れたときに、その外れた物理サーバ10上に配備されていた仮想マシン20を、他の物理サーバ10上に再配置させるようにして決定する。
The VM placement destination determination unit 41 relocation destination of the
VM再配置実行部42は、VM配置先決定部41が決定した仮想マシン20の再配置の内容に従い、再配置元および再配置先の物理サーバ10に対して、再配置の信号を送信することで、仮想マシン20の再配置を実行させる。なお、VM再配置実行部42は、最新の仮想マシン20の配置状況を、電源状態管理部52に反映する。
The VM relocation execution unit 42 transmits a relocation signal to the relocation source and relocation destination
図2(a)は、物理サーバ10の電源状態間の遷移関係を示す図である。電源オンと電源オフとの間では、待機せずにダイレクトに切り替えできる。電源オンと待機との間では、電源オフせずにダイレクトに切り替えできる。一方、待機と電源オフとの間では、電源オンを経由してから切り替える必要がある。
FIG. 2A is a diagram illustrating a transition relationship between the power states of the
図2(b)は、物理サーバの各電源状態の詳細を示す図である。
各電源状態は、その状態名称と、ハードウェア実装(ACPI State)と、VM動作と、状態時消費量と、現用オンへの移行時の消費量とで説明される。
FIG. 2B is a diagram showing details of each power supply state of the physical server.
Each power supply state is described by its state name, hardware implementation (ACPI State), VM operation, state-time consumption, and consumption at the time of shifting to working-on.
現用オン状態は、例えば「G0(S0)-Working」として実装され、現用オン状態中の仮想マシン20の動作が可能である。そのため、現用オン状態中の電気消費量は、他の状態に比べて大きいものとなっている。なお、ACPI Stateにおいて、Gn(n=数値)の表記は大分類を示し、Sn(n=数値)の表記は小分類を示す。
The active on state is implemented as “G0 (S0) -Working”, for example, and the
予備待機状態は、例えば「G1(S1-S4)-Sleeping、または、G2(S5)-Soft-off」として実装され、予備待機状態中の仮想マシン20の動作は不可である。なお、予備待機状態は、物理サーバ10のリソースが部分的に電源オンとなっているので、その状態中の電気消費量は、現用オン状態よりは小さいものの、予備待機状態から現用オン状態に移行するためのコスト(電気消費量や移行期間)が少し発生する。
The standby state is implemented, for example, as “G1 (S1-S4) -Sleeping or G2 (S5) -Soft-off”, and the operation of the
予備オフ状態は、例えば「G3-Mechanical-off」として実装され、予備オフ状態中の仮想マシン20の動作は不可である。なお、予備オフ状態は、物理サーバ10の電源がオフとなっているので、その状態中の電気消費量は、ほぼゼロで済むものの、予備オフ状態から現用オン状態に移行するためのコスト(電気消費量や移行期間)が再起動などにより大きく発生する。
The spare off state is implemented as “G3-Mechanical-off”, for example, and the operation of the
以上説明したように、電源制御装置4は、物理サーバ10の電源状態を論理的に3種類(現用オン状態、予備待機状態、予備オフ状態)として大まかに分類する。
一方、各物理サーバ10の物理的な電源状態(ACPI Stateなどの具体的なハードウェア実装)は、電源状態の総数が3種類とは限らず、OS(Operating System)ベンダやハードウェアベンダなどの都合により、呼び方も様々である(通常稼働モード、省エネモード、サスペンドモード、スタンバイモードなど)。
As described above, the power
On the other hand, the physical power supply state (specific hardware implementation such as ACPI State) of each
そこで、電源制御装置4は、図2(b)に例示したように、論理的な電源状態(現用オン状態など)と、物理的な電源状態(G0(S0)-Workingなど)との対応表を、あらかじめ管理者などにより入力させておく。この対応表は、物理的な各電源状態が、いずれか1つの論理的な電源状態に対応するように、物理的な各電源状態の対応関係を網羅的に定義したものである。
そして、電源状態制御部53は、ある物理サーバ10に対して電源状態を「予備オフ状態」に設定する旨の制御信号を作成したときは、前記した電源状態の対応表を参照して、電源状態を「G3-Mechanical-off」に設定する旨の制御信号へと変換(翻訳)してから、物理サーバ10に送信すればよい。
Therefore, as illustrated in FIG. 2B, the power
When the power supply state control unit 53 creates a control signal for setting the power supply state to the “preliminary off state” for a certain
さらに、対応表において、1つの論理的な電源状態(例えば予備待機状態)が、複数の物理的な電源状態(例えばG1(S1-S4)-Sleeping、G2(S5)-Soft-offなどの電源制御内容)に対応する場合、電源制御装置4は、その対応先の複数の物理的な電源状態間での規模の比率(所定の配分比率)もあらかじめ対応表に登録しておく。そして、電源状態制御部53は、この規模の比率に応じて、各物理的な電源状態の台数を決定してもよい。
これにより、電源状態制御部53は、現用状態をさらに細分化した複数の物理的な電源状態(現用詳細状態)が、各物理サーバ10の電源状態として存在するときには、所定の第1配分比率に応じて現用詳細状態の物理サーバ10の配分を決定する。
同様に、電源状態制御部53は、予備状態をさらに細分化した複数の物理的な電源状態(予備詳細状態)が、各物理サーバ10の電源状態として存在するときには、所定の第2配分比率に応じて予備詳細状態の物理サーバ10の配分を決定する。
そして、電源状態制御部53は、各物理サーバ10に対して、決定された現用詳細状態や予備詳細状態へと更新するための制御信号を送信する。
例えば、予備待機状態へと更新する物理サーバ10が4台であり、予備待機状態のうちの予備詳細状態「G1(S1-S4)-Sleeping」:予備待機状態のうちの予備詳細状態「G2(S5)-Soft-off」=1:3である旨の第2配分比率があらかじめ設定されているとする。
そのとき、第2配分比率に応じて、電源状態制御部53は、「G1(S1-S4)-Sleeping」へと更新する物理サーバ10を1台とし、「G2(S5)-Soft-off」へと更新する物理サーバ10を3台として決定する。
Furthermore, in the correspondence table, one logical power supply state (for example, standby standby state) is a plurality of physical power supply states (for example, power supplies such as G1 (S1-S4) -Sleeping, G2 (S5) -Soft-off) In the case of corresponding to (control content), the power
As a result, the power supply state control unit 53 sets the predetermined first distribution ratio when a plurality of physical power supply states (working detailed states) obtained by further subdividing the active state exist as the power supply states of the
Similarly, the power supply state control unit 53 sets the second distribution ratio to a predetermined second distribution ratio when a plurality of physical power supply states (preliminary detailed states) obtained by further subdividing the standby state exist as the power supply states of the
Then, the power supply state control unit 53 transmits a control signal for updating to each
For example, there are four
At that time, according to the second distribution ratio, the power supply state control unit 53 sets one
図2(c)は、電源状態管理部52の構成図である。
電源状態管理部52には、物理サーバ10ごとにその電源状態と、配置されている仮想マシン20と、物理サーバ10のスペックとが対応づけて管理される。
電源状態管理部52内の仮想マシン20列には、仮想マシン20の特定情報(VM1)に加え、その仮想マシン20の動作に伴う負荷(負荷=10)も、負荷量受信部51から受信した負荷量をもとに設定されている。この負荷は、例えば、物理サーバ10の構成部品(CPU、メモリ、ディスクI/O、ネットワークI/Oなど)の使用量や使用率である。または、物理サーバ10のスループット値(単位時間あたりの通信量やトランザクション量など)を負荷として用いてもよく、例えば、負荷=10[tps(Transactions Per Second)]などである。
なお、仮想マシン20ごとの負荷値(細かい単位)とする代わりに、物理サーバ10ごとの負荷値(荒い単位)を電源状態管理部52に格納してもよい。これにより、負荷値の測定が容易になる。
FIG. 2C is a configuration diagram of the power supply
The power
In the
Note that the load value (rough unit) for each
電源状態管理部52内のスペック列には、物理サーバスペック値から計算された負荷に対する処理能力値が記載される。例えば、物理サーバ10のCPU負荷を用いる場合には、スペック列に記載される処理能力値=CPU周波数×コア数などである。
例えば、PM1の物理サーバ10には、VM1とVM2という2つの仮想マシン20(負荷=10+8=18)が配備されており、自身の処理能力(負荷20分)に対してあまり余裕がない。
一方、PM2の物理サーバ10には、VM3という1つの仮想マシン20(負荷=5)が配備されており、自身の処理能力(負荷20分)に対して余裕がある。
In the specification column in the power supply
For example, the
On the other hand, the
なお、図2(c)では、6台の物理サーバ10の処理能力が互いに同じである簡単な場合を例示した。この場合には、現用オン状態として必要な物理サーバ10の処理能力を計算することと、現用オン状態にする物理サーバ10の台数を計算することとは、同じである。
一方、データセンタ1内の物理サーバ10間に処理能力のばらつきがある場合(異種混合の環境)では、電源状態制御部53は、現用オン状態として必要な物理サーバ10の処理能力を計算した後、電源状態管理部52のスペック列を参照して、その処理能力を提供する物理サーバ10を特定すればよい。
なお、以下の説明では、わかりやすくするために、各物理サーバ10の処理能力が同じである場合を例示する。
FIG. 2C illustrates a simple case where the processing capabilities of the six
On the other hand, when there is a variation in processing capability among the
In the following description, for the sake of clarity, a case where the processing capabilities of the
図3(a)は、電源状態制御部53が状態管理を行う4方式の概要図である。
電源状態制御部53は、同じグループ(データセンタ1)を対象とする電源管理として、方式1〜方式4の4方式のうち、いずれか1つの方式を採用する。これらの方式の違いは、各状態(現用オン状態、予備待機状態、予備オフ状態)となる物理サーバ10の台数(配分)の違いである。
以下に示すように、方式1では、物理サーバ10の論理的な電源状態を3状態とし、方式2〜4では、論理的な電源状態を2状態としてそれぞれ定義する。
FIG. 3A is a schematic diagram of four methods in which the power supply state control unit 53 performs state management.
The power supply state control unit 53 employs any one of the four methods,
As shown below, in
現用オン状態の台数は、方式1,2では、システム負荷処理に最低限必要なサーバ台数規模(通常規模)とするが、方式3,4では、その通常規模よりも所定割合だけ余裕を持たせた(例えば、1.5倍の)サーバ台数規模(大規模)とする。なお、「規模」とは物理サーバ10全体のリソース量の大きさであり、その一例として台数を用いて説明している。
In
予備待機状態の台数は、方式1では現用オン状態の台数に対して所定割合(例えば、半分の小規模)とし、方式2,4では、データセンタ1内の全物理サーバ10の台数から現用オン状態の台数を引いた残りの台数とする。一方、方式3では、そもそも予備待機状態を用いない(図では「**」)ので、台数は常に0台である。
方式1では、予備待機状態の台数は、現用オン状態の台数に対して、適切な台数が用意されているので、現用オン状態の物理サーバ10が不足したときには、用意された予備待機状態の物理サーバ10をすぐに稼働させることができる。一方、負荷増大に伴い現用オン状態の台数が増えたことで、その半分の予備待機状態を確保できないときには、その旨(予備不足)を管理者などに通知(画面表示やアラーム音など)してもよい。
The number of standby standby units is set to a predetermined ratio (for example, half the small scale) in the
In
予備オフ状態の台数は、方式1ではデータセンタ1内の全物理サーバ10の台数から現用オン状態の台数と、予備待機状態の台数とを引いた残りの台数とする。方式3ではデータセンタ1内の全物理サーバ10の台数から現用オン状態の台数を引いた残りの台数とする。一方、方式2,4では、そもそも予備待機状態を用いない(図では「**」)ので、台数は常に0台である。
方式1では、現用オン状態にも予備待機状態にも該当しない物理サーバ10の電源をオフにするので、データセンタ1全体の総消費電力量を抑えることができる。
方式3では、現用オン状態に該当しない物理サーバ10の電源をオフにするので、データセンタ1全体の総消費電力量を抑えることができる。
In the
In
In
なお、図3(a)で示した各電源状態の配分は、あくまで一例であり、規模を決定するための乗数(例えば小規模を現用オン状態の「1/2」とする)は、他の乗数(例えば「2/3」)にするなど、管理者が適宜設定してもよい。
また、図3(a)では、各電源状態の配分としてサーバ台数を単位としたが、その代わりに、サーバスペック合計値を単位としてもよい。そして、電源状態制御部53は、サーバスペック合計値を計算した後(例えば、現用オン状態として「スペック=60」分だけ必要)、そのサーバスペック合計値を満たすように、物理サーバ10を決定すればよい(例えば、スペック=10,10,20,20という4台の物理サーバ10)。
さらに、電源状態制御部53は、過去の電源切替履歴が少ない物理サーバ10ほど今回の切り替え対象として選ばれやすくするなどの電源切替対象の選択アルゴリズムに基づいて、電源状態の切替対象である複数の物理サーバ10から実際に切り替える物理サーバ10を決定する。
The distribution of each power state shown in FIG. 3A is merely an example, and a multiplier for determining the scale (for example, a small scale is set to “½” of the active on state) The administrator may appropriately set a multiplier (for example, “2/3”).
In FIG. 3A, the number of servers is used as a unit for the distribution of each power state, but instead, the server specification total value may be used as a unit. Then, after calculating the server spec total value (for example, only “spec = 60” is required as the active on state), the power supply state control unit 53 determines the
Furthermore, the power supply state control unit 53 has a plurality of power supply state switching targets based on a selection algorithm of power supply switching targets such that a
図3(b)は、状態管理の4方式の比較図である。この図3(b)の詳細な説明は、4方式の詳細な説明(図4〜図8)のあとに、行う。 FIG. 3B is a comparison diagram of the four status management methods. The detailed description of FIG. 3B will be given after the detailed description of the four systems (FIGS. 4 to 8).
図4は、電源制御装置4が実行する電源状態の管理処理を示すフローチャートである。なお、電源制御装置4には、このフローチャートの開始前に、図3(a)で示した4方式のいずれか1つの方式を、今回用いる方式として管理者が設定しておく。
S11において、電源状態制御部53は、今回用いる方式が示す台数配分に従って、各電源状態のサーバ群の台数を初期設定する。この初期設定は、電源状態制御部53から各物理サーバ10に反映される。
S12において、VM再配置実行部42は、S11で設定された現用オンサーバ群31に、仮想マシン20を初期配置する。なお、各仮想マシン20の初期配置先の決定方法は、例えば特許文献1に記載の「リソースの使用率の低いサーバ装置からリソースを割り当てる」方法を用いればよい。そして、配置された各仮想マシン20は各物理サーバ10上で動作すると、その負荷量がリソース情報収集部11によって測定され、負荷量受信部51を介して電源状態管理部52に格納される。
FIG. 4 is a flowchart showing power state management processing executed by the power
In S11, the power supply state control unit 53 initializes the number of server groups in each power supply state according to the number distribution indicated by the method used this time. This initial setting is reflected from the power supply state control unit 53 to each
In S12, the VM relocation execution unit 42 initially arranges the
S21において、電源状態制御部53は、すでに配置された現用オンサーバ群31の台数に対して、その現用オンサーバ群31が処理する負荷合計が減少したか否かを判定する。換言すると、現用オンサーバ群31の物理サーバ10に余剰リソースが発生した否かを判定する。
この判定式は、図3(a)で示した現在のVM群の負荷に対応する「現用オン」として適正規模の台数を現在の現用オン状態の物理サーバ10が1台でも上回ったら余剰リソースが発生したと判定してもよいし、適正規模の台数をB台(B>1)上回ったら余剰リソースが発生したと判定してもよい。S21でYesならS22に進み、NoならS31に進む。
In S <b> 21, the power supply state control unit 53 determines whether or not the total load processed by the current on-server group 31 has decreased with respect to the number of the current on-server groups 31 already arranged. In other words, it is determined whether or not a surplus resource has occurred in the
This determination formula indicates that the surplus resource is determined if the number of the currently active on state
S22において、電源状態制御部53は、S21で減少したとした現在のVM群の負荷をもとに、図3(a)で示した各方式の「現用オン」列が示す適正規模まで、現用オンサーバ群31の台数を減少させる。そして、電源状態制御部53は、現用オン状態の台数が更新されると、他の電源状態(予備待機状態、予備オフ状態)も連動して再計算する。 In S22, the power supply state control unit 53 uses the current VM group load that has been reduced in S21 to the appropriate scale indicated by the “working on” column of each method shown in FIG. The number of on-server groups 31 is reduced. Then, when the number of working-on states is updated, the power supply state control unit 53 recalculates other power supply states (the standby standby state and the standby off state) in conjunction with each other.
S23において、電源状態制御部53は、S22で減少されて残った現用オンサーバ群31をVMの再配置先とする。例えば、現用オン状態が4台から3台に減少されたときには、その減った1台の物理サーバ10上に配置されていた仮想マシン20を、残った3台のいずれかの物理サーバ10上に再配置することで、1台の物理サーバ10を予備状態にする。
なお、このような仮想マシン20の再配置先の決定方法として、例えば、文献「特開2012−252602号公報」に記載されているように、「リソースの使用率が上限閾値を上回ったサーバがある場合に、論理サーバを他のサーバに移行し、また、下限閾値を下回ったサーバがある場合に論理サーバを他のサーバに移行する」方法を用いることができる。
In S23, the power supply state control unit 53 sets the active on-server group 31 remaining after being reduced in S22 as a VM relocation destination. For example, when the active on state is reduced from four to three, the
As a method for determining the relocation destination of the
S24において、電源状態制御部53は、S22で決めた最新の台数配分を元に、各サーバ群の電源状態を更新する。例えば、S23で減った1台上の仮想マシン20がすべて他の物理サーバ10に移動した後に、その1台の仮想マシン20の現用オン状態を予備待機状態に変更する。
In S24, the power supply state control unit 53 updates the power supply state of each server group based on the latest number distribution determined in S22. For example, after all the
S31において、電源状態制御部53は、すでに配置された現用オンサーバ群31の台数に対して、その現用オンサーバ群31が処理する負荷合計が増大したか否かを判定する。換言すると、現用オンサーバ群31の物理サーバ10にリソース不足が発生した否かを判定する。
この判定式は、図3(a)で示した現在のVM群の負荷に対応する「現用オン」として適正規模の台数を現在の現用オン状態の物理サーバ10が1台でも下回ったら不足リソースが発生したと判定してもよいし、適正規模の台数をA台(A>1)下回ったら不足リソースが発生したと判定してもよい。S31でYesならS32に進み、NoならS21に戻る。
In S <b> 31, the power supply state control unit 53 determines whether the total load processed by the current on-server group 31 has increased with respect to the number of the current on-server groups 31 already arranged. In other words, it is determined whether or not a resource shortage has occurred in the
The determination formula is as follows. When the number of the currently active on state
S32において、電源状態制御部53は、S31で増大したとした現在のVM群の負荷をもとに、図3(a)で示した各方式の「現用オン」列が示す適正規模まで、現用オンサーバ群31の台数を増加させる。そして、電源状態制御部53は、現用オン状態の台数が更新されると、他の電源状態(予備待機状態、予備オフ状態)も連動して再計算する。 In S32, the power supply state control unit 53 uses the current VM group load increased in S31 to the current scale up to the appropriate scale indicated by the “working on” column of each method shown in FIG. The number of on-server groups 31 is increased. Then, when the number of working-on states is updated, the power supply state control unit 53 recalculates other power supply states (the standby standby state and the standby off state) in conjunction with each other.
S33において、電源状態制御部53は、S32で決めた最新の台数配分を元に、各サーバ群の電源状態を更新する。例えば、S32で増加した各物理サーバ10について、予備状態から現用オン状態に変更する。
In S33, the power supply state control unit 53 updates the power supply state of each server group based on the latest distribution of the number of units determined in S32. For example, the
S34において、電源状態制御部53は、S32で増加された(S33で新たに現用オン状態となった)現用オンサーバ群31をVMの再配置先とする。例えば、現用オン状態が3台から4台に増加されたときには、すでにある3台のいずれかの物理サーバ10上の仮想マシン20を、増えた1台の物理サーバ10上に再配置する。
なお、このような仮想マシン20の再配置先の決定方法として、例えば、S23と同様に、文献「特開2012−252602号公報」に記載されている方法を用いることができる。
In S34, the power supply state control unit 53 sets the active on-server group 31 increased in S32 (newly in the active on state in S33) as the VM relocation destination. For example, when the active on state is increased from three to four, the
As a method for determining the relocation destination of the
以下、図4で示した各処理について、図5〜図8を参照して、方式別に詳細を説明する。なお、方式1(図5)、方式2(図6)、方式3(図7)、方式4(図8)の順に説明する。 Hereinafter, the details of each process shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. The method 1 (FIG. 5), the method 2 (FIG. 6), the method 3 (FIG. 7), and the method 4 (FIG. 8) will be described in this order.
図5は、方式1についての具体例である。
図5(a)は、S12で初期配置されたときの各サーバ群の電源状態を示す。全部で8台の物理サーバ10がデータセンタ1に存在する例において、方式1では、現用オン状態が通常規模(4台)、予備待機状態がその半分(2台)、予備オフ状態がその残り台数(2台)である(図3(a)の「方式1」行参照)。
なお、図5〜図8の「VM群」と記載された符号101のような記載は、仮想マシン20の負荷の合計を示す。そして、符号101の面積が負荷の大きさを示し、符号101の位置がどの物理サーバ10上に配置されているかを示す。例えば、符号101は4台の物理サーバ10の上に記載されているので、4台の現用オンサーバ群31上でそれぞれ稼働していることがわかる。
FIG. 5 is a specific example of
FIG. 5A shows the power state of each server group when initially placed in S12. In an example in which a total of eight
A description like
図5(b)は、S23で負荷減少に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が4台から3台に減少する。そして、予備待機状態が現用オン状態の半分(1.5≒2台)のままであり、予備オフ状態がその残り(8−3−2=3台)となる。これにより、予備オフ状態の物理サーバ10が増加することで、省電力化が実現できる。
図5(c)は、S31で負荷増大を検知したときの各サーバ群の電源状態を示す。3台の現用オン状態では増大した負荷を処理するのに不足している状態である。
図5(d)は、S34で負荷増大に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が3台から5台になったことに伴い、3台の物理サーバ10に配置されていた仮想マシン20が5台の現用オン状態に再配置(負荷分散)されている。さらに、現用オン状態の通常規模が5台となったことで、予備待機状態がその半分(2.5≒3台)となり、予備オフ状態がその残り(8−5−3=0台)となる。
FIG. 5B shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load decreases in S23. The appropriate scale of the working on state is reduced from four to three. Then, the standby standby state remains half (1.5≈2 units) of the active on state, and the standby off state is the rest (8-3-2 = 3 units). Thereby, power saving can be realized by increasing the number of
FIG. 5C shows the power supply state of each server group when an increase in load is detected in S31. The three working-on states are insufficient to handle the increased load.
FIG. 5D shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load increases in S34. As the appropriate scale of the active on state has changed from three to five, the
図6は、方式2についての具体例である。
図6(a)は、S12で初期配置されたときの各サーバ群の電源状態を示す。全部で8台の物理サーバ10がデータセンタ1に存在する例において、方式2では、現用オン状態が通常規模(4台)、予備待機状態がその残り台数(4台)である(図3(a)の「方式2」行参照)。
図6(b)は、S23で負荷減少に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が4台から3台に減少したので、その1台分が予備待機状態に移行することで、省電力化が実現できる。
図6(c)は、S31で負荷増大を検知したときの各サーバ群の電源状態を示す。3台の現用オン状態では増大した負荷を処理するのに不足している状態である。
図6(d)は、S34で負荷増大に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が3台から5台になったことに伴い、3台の物理サーバ10に配置されていた仮想マシン20が5台の現用オン状態に再配置(負荷分散)されている。さらに、現用オン状態の通常規模が5台となったことで、予備待機状態がその残り(8−5=3台)となる。
FIG. 6 is a specific example of
FIG. 6A shows the power state of each server group when initially placed in S12. In the example in which a total of eight
FIG. 6B shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load decreases in S23. Since the appropriate scale of the active on state has decreased from four to three, power saving can be realized by shifting one of the units to the standby state.
FIG. 6C shows the power state of each server group when an increase in load is detected in S31. The three working-on states are insufficient to handle the increased load.
FIG. 6D shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load increases in S34. As the appropriate scale of the active on state has changed from three to five, the
図7は、方式3についての具体例である。
図7(a)は、S12で初期配置されたときの各サーバ群の電源状態を示す。全部で8台の物理サーバ10がデータセンタ1に存在する例において、方式3では、現用オン状態が処理能力に余裕がある大規模(6台)、予備オフ状態がその残り台数(2台)である(図3(a)の「方式3」行参照)。
図7(b)は、S23で負荷減少に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が6台から5台に減少したので、その1台分が予備オフ状態に移行することで、省電力化が実現できる。
図7(c)は、S31で負荷増大を検知したときの各サーバ群の電源状態を示す。図7(a)で現用オン状態の処理能力に余裕をもたせたので、ある程度の負荷増加では物理サーバ10のリソース不足にならずに、安定して動作する。
図7(d)は、S34で負荷増大に伴いVMを再配置したときの各サーバ群の電源状態を示す。現用オン状態の適正規模が5台から8台になったことに伴い、5台の物理サーバ10に配置されていた仮想マシン20が8台の現用オン状態に再配置(負荷分散)されている。さらに、現用オン状態の通常規模が8台となったことで、予備オフ状態がその残り(8−8=0台)となる。
FIG. 7 is a specific example of
FIG. 7A shows the power supply state of each server group when initially placed in S12. In an example in which a total of eight
FIG. 7B shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load decreases in S23. Since the appropriate scale in the active on state has decreased from six to five, power saving can be realized by shifting the one unit to the standby off state.
FIG. 7C shows the power supply state of each server group when an increase in load is detected in S31. In FIG. 7A, the processing capacity in the active on state is given a margin, so that the load of the load increases to some extent, and the
FIG. 7D shows the power supply state of each server group when the VMs are rearranged as the load increases in S34. As the appropriate scale of the active on state has changed from five to eight, the
図8は、方式4についての具体例である。図8は、図7の「予備オフ状態」を図8では「予備待機状態」に置き換えたものである。方式4も方式3と同様に、現用オン状態の処理能力に余裕をもたせたので、ある程度の負荷増加では物理サーバ10のリソース不足にならずに、安定して動作する。
以上、図5〜図8を参照して、方式別に説明した。
FIG. 8 is a specific example of
In the above, it demonstrated according to the system with reference to FIGS.
図3(b)に戻って、状態管理の4方式の比較図を説明する。なお、4方式の比較は4方式間の相対評価であり、ある方式が他の方式と比較して良いか悪いかを比較するものである。図3(b)では、以下に示す4つの指標と、それらの指標をもとにした総合評価(よい順に◎、○、△)とを示す。
(1)消費電力削減量(多いほどよい)
(2)電源状態変更回数(少ないほどよい、図では△より○のほうが少ない)
(3)サーバ高負荷発生回数(少ないほどよい、図では△より○のほうが少ない)
(4)高負荷発生時の解消所要時間(短いほどよい)
Returning to FIG. 3B, a comparative diagram of the four status management methods will be described. The comparison of the four methods is a relative evaluation between the four methods, and compares whether a certain method is better or worse than the other methods. FIG. 3B shows the following four indicators and comprehensive evaluation (◎, ○, Δ in order of goodness) based on those indicators.
(1) Reduced power consumption (the higher the better)
(2) Number of power supply state changes (the smaller the better, the less ○ in the figure than in △)
(3) Number of occurrences of high server load (the smaller the better, the less ○ in the figure than the triangle)
(4) Time required for elimination when high load occurs (shorter is better)
(1)消費電力削減量は、すべての物理サーバ10を常に現用オン状態にしておく運用に比べて、どの程度の消費電力を削減できたかを示す指標である。図2(b)で示したように、現用オン状態、予備待機状態、予備オフ状態の順に削減量が多くなる(消費電力が少なくて済む)。
よって、方式3の削減量>方式4の削減量であり、かつ、方式1の削減量>方式2の削減量である。なお、現用オン状態の台数が全体の物理サーバ10の台数に対して充分に多い場合には、方式2の削減量>方式3の削減量となる。
(1) The power consumption reduction amount is an index indicating how much power consumption can be reduced compared to the operation in which all the
Therefore, the reduction amount of
(2)電源状態変更回数とは、電源の各状態(現用オン状態、予備待機状態、予備オフ状態)間の変更(切り替え)が行われた回数を示す指標である。この変更回数が多くなると、物理サーバ10の電源部などを酷使したことで、故障の要因となりうる。
本実施形態の各方式では、3つ(方式1)または2つ(方式2〜4)という少ない電源状態間で遷移するので、電源状態変更回数も少なくて済む。なお、方式1よりも方式2〜4のほうが電源状態数は少ないので、変更回数をさらに少なくできる。
(2) The number of power supply state changes is an index indicating the number of times of change (switching) between power supply states (active on state, standby standby state, standby off state). If the number of times of change increases, it may cause a failure due to overuse of the power supply unit of the
In each system of the present embodiment, since the transition is made between three power supply states (system 1) or two (
(3)サーバ高負荷発生回数とは、現用オン状態の物理サーバ10に対して、高負荷が発生する回数であり、例えば、図4のS31でYesと判断された回数である。つまり、高負荷とは、現用オン状態の物理サーバ10上のリソース使用率が上昇することで、自装置に対してさらに仮想マシン20を追加する余裕がない状態である。なお、サーバ高負荷発生回数は、発生した高負荷を分散するために、仮想マシン20を再配置する回数ともいえる。
図7(c)および図8(c)で説明したように、方式3,4は、現用オン状態の処理能力に余裕を持たせているので、方式1,2よりも発生回数を減らすことができる。
(3) The number of occurrences of server high load is the number of times a high load is generated for the
As described with reference to FIGS. 7C and 8C, since the
(4)高負荷発生時の解消所要時間とは、物理サーバ10にて高負荷が発生した際に、どれだけの時間で高負荷状態を解消できるかを示す。
方式1,2では、予備待機状態を現用オン状態に変更する所要時間(10秒)+仮想マシン20の再配置時間(15秒)=合計25秒を要する。
方式3では、予備オフ状態を現用オン状態に変更するための再起動時間と、仮想マシン20の再配置時間との合計5分を要する。
方式4では、現用オン状態の物理サーバ10に仮想マシン20を再配置する時間(15秒)がかかる。
(4) The time required for elimination when a high load occurs indicates how long a high load state can be eliminated when a high load occurs in the
In
In
In
さらに、電源状態制御部53は、(1)〜(4)の各指標を統合した1つの総合評価値を計算してもよい。つまり、電源状態制御部53は、各指標の評価値に対して、事前に指定された各指標の重み付け値を重み付け加算することで、総合評価値を求める。これらの各指標の重み付け値は、管理者の電力制御のポリシを示している。
例えば、「消費電力量をある程度増やしてもよいので、サーバ故障をなるべく起こしたくない」というポリシを実現するために、(2)電源状態変更回数の重み付け値を、他の指標の重み付け値よりも大きな値とすればよい。
また、「アプリケーションに高い性能品質を求める」というポリシを実現するために、(3)サーバ高負荷発生回数の重み付け値と、(4)高負荷発生時の解消所要時間の重み付け値とを、他の指標の重み付け値よりも大きな値とすればよい。
Furthermore, the power supply state control unit 53 may calculate one comprehensive evaluation value obtained by integrating the indices (1) to (4). That is, the power supply state control unit 53 obtains a comprehensive evaluation value by weighting and adding the weighting value of each index specified in advance to the evaluation value of each index. The weight value of each of these indices indicates the power control policy of the administrator.
For example, in order to realize a policy of “I do not want to cause server failure as much as possible because the power consumption may be increased to some extent”, (2) the weighting value of the power supply state change number is set to be higher than the weighting values of other indexes. A large value may be used.
In addition, in order to realize the policy of “requiring high performance quality for the application”, (3) a weighting value for the number of occurrences of server high load and (4) a weighting value for the time required for resolution when a high load occurs are The value may be larger than the weighting value of the index.
また、電源状態制御部53は、図4で示した電源状態の管理処理を各方式で試行し、その試行結果を観察することで求まる(1)〜(4)の各指標に対して、総合評価値を求める。そして、電源状態制御部53は、試行した方式1〜方式4のうちの総合評価値が高い方式を管理者のポリシに適合した電源制御の方式として、管理者に推薦(画面表示)したり、今後の電源制御に使用する方式として採用したりしてもよい。
このように、物理サーバ電源制御において現用状態・予備状態の二つの状態を定義し、各状態の電源状態として複数の方式を提案し(例えば、方式1〜方式4では合計4つのバリエーション)、それぞれの方式から、管理者のポリシが反映された総合評価値が高い方式を採用する。
これにより、保守者が、消費電力量削減・サーバ耐故障性・サーバ過負荷発生頻度・サーバ過負荷発生時の解消所要時間の各観点をどのぐらい重視するかに応じて、それに応じた適切な電源制御方式を採用できる。
Further, the power supply state control unit 53 tries the power supply state management process shown in FIG. 4 by each method, and observes the result of the trial for each index of (1) to (4). Obtain an evaluation value. Then, the power supply state control unit 53 recommends (screen display) to the administrator, as a power supply control method suitable for the administrator's policy, a method having a high overall evaluation value among the tried
In this way, in the physical server power control, two states, the working state and the standby state, are defined, and a plurality of methods are proposed as the power state of each state (for example, a total of four variations in
As a result, depending on how much importance the maintenance person places on each aspect of power consumption reduction, server fault tolerance, server overload frequency, and time required for server overload occurrence, an appropriate power supply A control method can be adopted.
以上説明した本実施形態の電源制御装置4は、データセンタ1内の各物理サーバ10の電源状態(現用オン状態、予備待機状態、予備オフ状態)間の配分台数を、仮想マシン20の負荷に応じて適切に管理する。つまり、図3(a)で示したように、電源制御の各方式は、仮想マシン20の負荷に応じて適正規模が決まる現用オン状態と、他状態の規模に応じて変動する予備待機状態および予備オフ状態とで遷移するように定義されている。
これにより、図3(b)で示したように、消費電力を削減したり、電源状態の変更回数を減らしたり、サーバ高負荷発生回数を減らしたり、その高負荷発生時の解消所要時間を短縮化できる。よって、消費電力を削減しつつ、サーバ仮想化システムを安定させて運用できる。
The
As a result, as shown in FIG. 3B, power consumption is reduced, the number of power supply state changes is reduced, the number of server high load occurrences is reduced, and the time required for resolution when the high load occurs is reduced. Can be Therefore, the server virtualization system can be operated stably while reducing power consumption.
1 データセンタ
4 電源制御装置
10 物理サーバ
11 リソース情報収集部
20 仮想マシン
31 現用オンサーバ群
32 予備待機サーバ群
33 予備オフサーバ群
41 VM配置先決定部
42 VM再配置実行部
51 負荷量受信部
52 電源状態管理部
53 電源状態制御部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新する電源状態制御部と、を備え、
前記電源状態制御部は、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記現用状態のリソース量において所定割合となるリソース量に対応する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記予備待機状態に移行させない前記物理サーバに対して、その電源をオフにすることで予備オフ状態に移行させる旨の制御信号を送信することを特徴とする
電源制御装置。 The active state in which a virtual machine is placed on a physical server that is powered on and the spare state in which the virtual machine is not placed and at least some of the components of the physical server are not energized are separated Storage means for storing the power state of each of the physical servers,
In accordance with the load amount of the virtual machine operating on the physical server, the resource amount of the active state is calculated with respect to the resource amount of the entire physical server, and the calculated state of the active state is calculated from the resource amount of the entire physical server. the resource amount of the preliminary state, except for the resource amount calculated in accordance with the resource amount of each power supply state of the calculation, Bei give a, a power state control part for updating the power state of each of the physical servers,
The power supply state control unit
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
By energizing a part of the components to the physical server corresponding to the resource amount that is a predetermined ratio in the resource amount in the active state among the physical servers to be updated to the spare state. Send a control signal to shift to the standby state,
A control signal is transmitted to the physical server that is not shifted to the standby standby state among the physical servers that are updated to the standby state, by switching off the power supply. A power supply control device.
前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新する電源状態制御部と、を備え、
前記電源状態制御部は、
前記現用状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の現用詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第1配分比率に応じて前記現用詳細状態の配分を決定し、
前記予備状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の予備詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第2配分比率に応じて前記予備詳細状態の配分を決定し、
各前記物理サーバに対して、前記配分された現用詳細状態へと更新するための制御信号と、前記配分された予備詳細状態へと更新するための制御信号と、をそれぞれ送信することを特徴とする
電源制御装置。 The active state in which a virtual machine is placed on a physical server that is powered on and the spare state in which the virtual machine is not placed and at least some of the components of the physical server are not energized are separated Storage means for storing the power state of each of the physical servers,
According to the load amount of the virtual machine operating on the physical server, the resource amount of the active state is calculated with respect to the resource amount of the entire physical server, and the calculated state of the active state is calculated from the resource amount of the entire physical server the resource amount of the preliminary state, except for the resource amount calculated in accordance with the resource amount of each power supply state of the calculation, Bei give a, a power state control part for updating the power state of each of the physical servers,
The power supply state control unit
When there are a plurality of working detailed states that are further subdivided from the working state and have different power control contents as the power states of the physical servers, the working detailed state is distributed according to a predetermined first distribution ratio. Decide
When a plurality of spare detailed states having different power control contents, which are further subdivided from the spare state, exist as the power states of the respective physical servers, the spare detailed state is distributed according to a predetermined second distribution ratio. Decide
A control signal for updating to the allocated active detailed state and a control signal for updating to the allocated spare detailed state are transmitted to each of the physical servers, respectively. Power control device.
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信することを特徴とする
請求項2に記載の電源制御装置。 The power supply state control unit
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the standby state by energizing some of its components to shift to the standby state.
The power supply control device according to claim 2 .
前記仮想マシンの負荷量に応じて前記現用状態のリソース量を計算するときに、前記仮想マシンの負荷量を処理可能な前記現用状態のリソース量よりも所定割合だけ多く前記現用状態のリソース量を計算し、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオフにすることで予備オフ状態に移行させる旨の制御信号を送信することを特徴とする
請求項2に記載の電源制御装置。 The power supply state control unit
When calculating the amount of resources in the active state according to the load amount of the virtual machine, the amount of resources in the active state is increased by a predetermined rate from the amount of resource in the active state that can process the load amount of the virtual machine. Calculate
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the spare state to turn it into the spare off state by turning off the power.
The power supply control device according to claim 2 .
前記仮想マシンの負荷量に応じて前記現用状態のリソース量を計算するときに、前記仮想マシンの負荷量を処理可能な前記現用状態のリソース量よりも所定割合だけ多く前記現用状態のリソース量を計算し、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信することを特徴とする
請求項2に記載の電源制御装置。 The power supply state control unit
When calculating the amount of resources in the active state according to the load amount of the virtual machine, the amount of resources in the active state is increased by a predetermined rate from the amount of resource in the active state that can process the load amount of the virtual machine. Calculate
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
A control signal is transmitted to the physical server to be updated to the standby state by energizing some of its components to shift to the standby state.
The power supply control device according to claim 2 .
前記記憶手段には、電源をオンにした物理サーバ上に仮想マシンが配置されている現用状態と、前記仮想マシンが配置されておらず、前記物理サーバの構成部品の少なくとも一部が通電されていない予備状態とを別々の電源状態とし、各前記物理サーバの電源状態が記憶されており、
前記電源状態制御部は、前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新するときに、
前記現用状態へと更新する前記物理サーバに対して、その電源をオンにする制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記現用状態のリソース量において所定割合となるリソース量に対応する前記物理サーバに対して、その構成部品のうちの一部を通電させることで予備待機状態に移行させる制御信号を送信し、
前記予備状態へと更新する前記物理サーバのうちの、前記予備待機状態に移行させない前記物理サーバに対して、その電源をオフにすることで予備オフ状態に移行させる旨の制御信号を送信することを特徴とする
電源制御方法。 The power supply control device includes storage means and a power supply state control unit,
The storage means has a working state in which a virtual machine is placed on a physical server that is powered on, and the virtual machine is not placed, and at least some of the components of the physical server are energized. A separate standby power state and a stored power state of each physical server,
The power supply state control unit calculates a resource amount in the active state with respect to a resource amount of the entire physical server according to a load amount of the virtual machine operating on the physical server, and calculates from the resource amount of the entire physical server When calculating the resource amount of the spare state excluding the calculated resource amount of the active state, and updating the power state of each physical server according to the calculated resource amount of each power state ,
Sending a control signal to turn on the power to the physical server to be updated to the active state,
By energizing a part of the components to the physical server corresponding to the resource amount that is a predetermined ratio in the resource amount in the active state among the physical servers to be updated to the spare state. Send a control signal to shift to the standby state,
A control signal is transmitted to the physical server that is not shifted to the standby standby state among the physical servers that are updated to the standby state, by switching off the power supply. A power control method.
前記記憶手段には、電源をオンにした物理サーバ上に仮想マシンが配置されている現用状態と、前記仮想マシンが配置されておらず、前記物理サーバの構成部品の少なくとも一部が通電されていない予備状態とを別々の電源状態とし、各前記物理サーバの電源状態が記憶されており、
前記電源状態制御部は、前記物理サーバ上で動作する前記仮想マシンの負荷量に応じて、前記物理サーバ全体のリソース量に対する前記現用状態のリソース量を計算し、前記物理サーバ全体のリソース量から、計算した前記現用状態のリソース量を除いた前記予備状態のリソース量を計算し、その計算した各電源状態のリソース量に応じて、各前記物理サーバの電源状態を更新するときに、
前記現用状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の現用詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第1配分比率に応じて前記現用詳細状態の配分を決定し、
前記予備状態をさらに細分化した、電源制御内容が互いに異なる複数の予備詳細状態が、各前記物理サーバの電源状態として存在するときには、所定の第2配分比率に応じて前記予備詳細状態の配分を決定し、
各前記物理サーバに対して、前記配分された現用詳細状態へと更新するための制御信号と、前記配分された予備詳細状態へと更新するための制御信号と、をそれぞれ送信することを特徴とする
電源制御方法。 The power supply control device includes storage means and a power supply state control unit,
The storage means has a working state in which a virtual machine is placed on a physical server that is powered on, and the virtual machine is not placed, and at least some of the components of the physical server are energized. A separate standby power state and a stored power state of each physical server,
The power supply state control unit calculates a resource amount in the active state with respect to a resource amount of the entire physical server according to a load amount of the virtual machine operating on the physical server, and calculates from the resource amount of the entire physical server When calculating the resource amount of the spare state excluding the calculated resource amount of the active state, and updating the power state of each physical server according to the calculated resource amount of each power state ,
When there are a plurality of working detailed states that are further subdivided from the working state and have different power control contents as the power states of the physical servers, the working detailed state is distributed according to a predetermined first distribution ratio. Decide
When a plurality of spare detailed states having different power control contents, which are further subdivided from the spare state, exist as the power states of the respective physical servers, the spare detailed state is distributed according to a predetermined second distribution ratio. Decide
A control signal for updating to the allocated active detailed state and a control signal for updating to the allocated spare detailed state are transmitted to each of the physical servers, respectively. Yes Power control method.
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