JP6424632B2 - 負荷算出方法、負荷算出プログラム及び負荷算出装置 - Google Patents
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Description
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得し、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
処理をコンピュータが実行する負荷算出方法である。
図3は、本実施の形態における物理マシンの仮想マシンVMの仮想NICと物理NICとの接続例を示す図である。図3の例では、各仮想マシンVM_1〜VN_5がそれぞれ1個の仮想ネットワークインターフェース(仮想NIC)V_NICを有する。仮想マシンVM_1〜VM_3の仮想NIC(V_NIC1-V_NIC5)はいずれも、ハイパーバイザHVの仮想スイッチV_SWを介して物理NIC14_1とI/Oデータ転送を行う。一方、仮想マシンVM_4、VM_5の仮想NIC(V_NIC4,V_NIC5)は、ハイパーバイザHVの仮想スイッチV_SWを介することなく物理NIC14_2とI/Oデータ転送を行う。物理NIC14_2は、SR-IOV対応の物理NICであり、ハイパーバイザHVによる仮想スイッチの機能を内蔵する。
仮想マシンの仮想NICのI/Oデータ転送量に比例して物理マシンのCPU負荷が線形的に増減すると仮定すると、以下に説明するネットワーク設定の仮想NICの場合、I/Oデータ転送によるCPU負荷の見積もりが不正確になる。以下、次の3つのネットワーク設定の仮想NICのI/Oデータ転送によるCPU負荷について説明する。
図5は、第1のネットワーク設定の仮想マシンが生成されている物理マシンPMに第2のネットワーク設定の仮想マシンが追加される例(例1)を示す図である。左側では、物理マシンPMが仮想マシンVM1,VM2を生成し、仮想マシンVM1は第2のネットワーク設定がされ、ハイパーバイザHVを介して物理NICとI/Oデータ転送を行う。また、仮想マシンVM2は第1のネットワーク設定がされ、ハイパーバイザHVを介さず物理NIC(SR_IOV対応物理NIC)とI/Oデータ転送を行う。それに対して、右側では、物理マシンPMに、第2のネットワーク設定がされた仮想マシンVM3が追加される。このような場合、仮想マシンVM3の追加による物理マシンPMのCPU負荷の増大をどのように見積もるべきかについて説明する。
OH2=OH1*(VM1+VM2+VM3のデータ量)/(VM1+VM2のデータ量) (1)
OH4=OH3*(VM1+VM3のデータ量)/(VM1のデータ量) (2)
図7は、第2のネットワーク設定の仮想マシンが生成されている物理マシンPMに第1のネットワーク設定の仮想マシンが追加される例(例2)を示す図である。左側では、物理マシンPMが仮想マシンVM1,VM2を生成し、仮想マシンVM1, VM2は第2のネットワーク設定がされ、ハイパーバイザHVを介して物理NICとI/Oデータ転送を行う。それに対して、右側では、物理マシンPMに第1のネットワーク設定がされた仮想マシンVM3が追加される。このような場合、物理マシンPMのCPU負荷の増大をどのように見積もるべきかについて説明する。
OH22=OH21*(VM1+VM2+VM3のデータ量)/(VM1+VM2のデータ量) (3)
図9は、非優先制御の第2のネットワーク設定の仮想マシンが生成されている物理マシンPMに優先処理の第2のネットワーク設定の仮想マシンが追加される例(例3)を示す図である。左側では、物理マシンPMが仮想マシンVM1,VM2を生成し、仮想マシンVM1, VM2は非優先制御の第2のネットワーク設定がされ、ハイパーバイザHVを介して物理NICとI/Oデータ転送を行う。それに対して、右側では、物理マシンPMに優先制御の第2のネットワーク設定がされた仮想マシンVM3が追加される。このような場合、物理マシンPMのCPU負荷の増大をどのように見積もるべきかについて説明する。
OH32=OH31*(VM1+VM2+VM3のデータ量)/(VM1+VM2のデータ量) (4)
OH34=OH33*(VM1+VM2+VM3のデータ量+α)/(VM1+VM2のデータ量) (5)
図11は、例1、2、3における物理マシンのCPU負荷のオーバーヘッド分の変動を示す図である。図11中のグラフ図は、横軸が物理マシンBの全ての仮想マシンVMのI/Oデータ転送量であり、縦軸が物理マシンのCPU負荷から仮想マシンVMの処理に要するCPU負荷を除いたCPU負荷のオーバーヘッド分OH(仮想マシンVMのI/Oデータ転送に要するCPU負荷)である。
図12は、本実施の形態における負荷算出プログラムの概略的な処理のフローチャート図である。負荷算出プログラム4_3は、図1の管理装置4が実行する管理プログラム4_1に含まれる。
管理装置4は、負荷算出プログラム4_3を実行することで、物理マシン及び仮想マシンの性能情報を収集する性能情報収集処理S1を実行する。性能情報収集処理S1では、管理装置4が、運用管理対象の物理マシンPMと仮想マシンVMについて時系列の性能情報を定期的に(例えば10分毎に)収集する。また、性能情報収集処理S1では、管理装置4が、運用管理対象の物理マシンPMと仮想マシンVMについて定期的に構成情報を収集してもよい。管理装置4が、定期的に構成情報を収集せずに、物理マシンPMが配備されるたびに、及び物理マシンが仮想マシンVMを起動、生成するたびに、それぞれの構成情報をデータベース内に格納するようになっていてもよい。
(1)物理マシンの物理NICとそのIPアドレス
(2)仮想マシンの仮想NICとそのIPアドレス
(1)物理マシンのCPU負荷(例えばCPU使用量、使用率)と、CPU割り込み回数、物理NICごとの送信バイト数及び受信バイト数(I/Oデータ転送量)
(2)仮想マシンのCPU負荷(例えばCPU使用量、使用率)と、仮想NICごとの送信バイト数及び受信バイト数(I/Oデータ転送量)
図13は、ネットワーク設定の判定対象の仮想NICの検出処理S2のフローチャート図である。図13のフローチャート図によれば、まず、負荷算出プログラム4_3は、構成情報DBから物理マシン一覧と、各物理マシン上の仮想マシンVM一覧を取得する(S21)。すなわち、図23と図24の物理マイン一覧テーブルとVM一覧テーブルを取得する。そして、各仮想マシンVMごとに以下の処理を繰り返し実行する(S22-S27)。
図14は、仮想NIC(V_NIC)のネットワーク設定の判定処理のフローチャート図である。仮想NICのネットワーク設定の判定処理は、概略すると次の通りである。まず、負荷算出プログラムは、同じ物理マシン上に生成されている仮想マシンの仮想NICのうち、ハイパーバイザを介さないでI/Oデータ転送する設定(第1のネットワーク設定)の仮想NIC(V_NIC)を検出する(S31)。この検出処理は、各仮想NICのI/Oデータ転送量と、物理マシンのCPU負荷(CPU使用量)から全仮想マシンのCPU負荷(CPU使用量)を減じた物理マシンのCPU負荷(CPU使用量)のオーバーヘッド分との相関性に基づいて行われる。相関性のない仮想NICが第1のネットワーク設定と判定される。相関性のある仮想NICが第2のネットワーク設定と判定される。
図15は、第1のネットワーク設定の仮想NICを検出する処理の物理マシンと仮想マシンとの関係例を示す図である。図15の物理マシンPM上には仮想マシンVM1, VM2, VM3が生成されている。そして、仮想マシンVM1は仮想NIC(V_NIC1)を利用し、仮想マシンVM2, VM3は仮想NIC(V_NIC2, V_NIC3)をそれぞれ利用する。そして、仮想マシンVM1の仮想NIC(V_NIC1)と仮想マシンVM2の仮想NIC(V_NIC2)は、ハイパーバイザを介してI/Oデータ転送を行う第2のネットワーク設定に設定されている。さらに、仮想マシンVM3の仮想NIC(V_NIC3)はハイパーバイザを介さないでI/Oデータ転送を行う第1のネットワーク設定に設定されている。
t1_cpu = NIC1_t1 * x + NIC2_t1 * y + NIC3_t1 * z
t2_cpu = NIC1_t2 * x + NIC2_t2 * y + NIC3_t2 * z (6)
t1_cpu = NIC3_t1 * x + NIC2_t3 * y + NIC3_t3 * z
次に、第2のネットワーク設定されている仮想NICのうち、優先制御に設定されている仮想NICと非優先制御に設定されている仮想NICを検出する処理について説明する。
上記までの処理で、物理マシンPM上の仮想マシンVMの全ての仮想NIC(V_NIC)のネットワーク設定が、第1のネットワーク設定と、優先制御の第2のネットワーク設定と、非優先制御の第2のネットワーク設定のいずれかであることが判明した。
優先制御のCPU負荷の非優先制御のCPU負荷の比率=z/(xまたはy)
次に、負荷算出プログラムは、再配置または追加もしくは削除対象の仮想マシンVMのCPU負荷を算出処理を行う(S4)。具体的には、図11に示したとおり、仮想マシンVM3が物理マシンBに再配置される場合、仮想マシンVM3の物理マシンAでのCPU負荷(CPU処理量)と送信量(I/Oデータ転送量)に基づいて、物理マシンBに再配置された場合に増加するCPU負荷を算出する。
管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得し、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得し、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
処理をコンピュータが実行する負荷算出方法。
前記第1の仮想ネットワークインターフェースを検出する処理では、
前記情報処理装置のプロセッサ使用量から前記仮想マシンのプロセッサ使用量の合計を減じたオーバーヘッドプロセッサ使用量と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、第2の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記ハイパーバイザを経由するデータ転送を行う第2の仮想ネットワークインターフェースと判定し、
前記オーバーヘッドプロセッサ使用量と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、前記第2の相関より小さい第1の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記第1の仮想ネットワークインターフェースと判定する、
付記1に記載の負荷算出方法。
前記処理は、さらに、
前記監視対象の情報処理装置のプロセッサ割込回数を有するプロセッサ割込回数情報を取得し、
前記プロセッサ割込回数情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由するデータ転送を行う第2の仮想ネットワークインターフェースであって、他の第2の仮想ネットワークインターフェースに優先してデータ転送制御される優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記負荷情報を算出する処理において、前記仮想マシンが前記検出した優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
付記1に記載の負荷算出方法。
前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを検出する処理において、
前記プロセッサ割込回数と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、第3の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースと判定し、
前記プロセッサ割込回数と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、前記第3の相関より小さい第4の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースと判定する、
付記3に記載の負荷算出方法。
前記負荷情報を算出する処理において、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンの負荷を、非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量よりも大きく算出する、
付記3に記載の負荷算出方法。
前記負荷情報を算出する処理において、前記情報処理装置のプロセッサ使用量から前記仮想マシンのプロセッサ使用量の合計を減じたオーバーヘッドプロセッサ使用量と、前記第2の仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間の相関値の違いに基づいて、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量と、前記非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量との差を算出する、
付記5に記載の負荷算出方法。
前記処理は、さらに、
前記仮想ネットワークインターフェースのネットワーク設定の変更を、前記仮想マシンまたは前記情報処理装置の監視閾値の設定変更に基づいて検出する処理を有する、
負荷算出方法。
管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得し、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得し、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
処理をコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能な負荷算出プログラム。
管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得する第1の取得部と、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得する第2の取得部と、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出する検出部と、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する算出部と、
を有する負荷算出装置。
VM:仮想マシン
HV:ハイパーバイザ
4:管理装置
4_1:管理プログラム(負荷算出プログラムを含む)
V_NIC:仮想NIC、仮想ネットワークインターフェース(カード)
NIC:物理NIC、SR_IOV物理NIC
Claims (8)
- 管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得し、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得し、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
処理をコンピュータが実行する負荷算出方法。 - 前記第1の仮想ネットワークインターフェースを検出する処理では、
前記情報処理装置のプロセッサ使用量から前記仮想マシンのプロセッサ使用量の合計を減じたオーバーヘッド分のプロセッサ使用量と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、第2の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記ハイパーバイザを経由するデータ転送を行う第2の仮想ネットワークインターフェースと判定し、
前記オーバーヘッド分のプロセッサ使用量と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、前記第2の相関より小さい第1の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記第1の仮想ネットワークインターフェースと判定する、
請求項1に記載の負荷算出方法。 - 前記処理は、さらに、
前記管理対象の情報処理装置のプロセッサ割込回数を有するプロセッサ割込回数情報を取得し、
前記プロセッサ割込回数情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由するデータ転送を行う第2の仮想ネットワークインターフェースであって、他の第2の仮想ネットワークインターフェースに優先してデータ転送制御される優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記負荷情報を算出する処理において、前記仮想マシンが前記検出した優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
請求項1に記載の負荷算出方法。 - 前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを検出する処理において、
前記プロセッサ割込回数と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、第3の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースと判定し、
前記プロセッサ割込回数と、前記仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間に、前記第3の相関より小さい第4の相関を有する仮想ネットワークインターフェースを、非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースと判定する、
請求項3に記載の負荷算出方法。 - 前記負荷情報を算出する処理において、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンの負荷を、非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量よりも大きく算出する、
請求項3に記載の負荷算出方法。 - 前記負荷情報を算出する処理において、前記情報処理装置のプロセッサ使用量から前記仮想マシンのプロセッサ使用量の合計を減じたオーバーヘッド分のプロセッサ使用量と、前記第2の仮想ネットワークインターフェースのデータ転送量との間の相関値の違いに基づいて、前記優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量と、前記非優先制御対象の第2の仮想ネットワークインターフェースを利用する仮想マシンのプロセッサ使用量との差を算出する、
請求項5に記載の負荷算出方法。 - 管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得し、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得し、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出し、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する、
処理をコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能な負荷算出プログラム。 - 管理対象の情報処理装置のプロセッサの使用量と、前記管理対象の情報処理装置が実行するハイパーバイザで生成された複数の仮想マシン毎の前記プロセッサの使用量とを含むプロセッサ使用情報を取得する第1の取得部と、
前記仮想マシンが利用する仮想ネットワークインターフェース毎のデータ転送量を含むデータ転送情報を取得する第2の取得部と、
前記プロセッサ使用情報と前記データ転送情報とに基づいて、前記複数の仮想ネットワークインターフェースのうち、前記ハイパーバイザを経由せずにデータ転送を行う第1の仮想ネットワークインターフェースを検出する検出部と、
前記検出した第1の仮想ネットワークインターフェースを前記仮想マシンが利用するか否かに基づいて、前記仮想マシンのデータ転送に伴うプロセッサ使用量を有する負荷情報を算出する算出部と、
を有する負荷算出装置。
Priority Applications (2)
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