JP6602669B2 - クラウドインフラストラクチャ内のインフラストラクチャ欠陥を自動的に検出及び解決する方法及びシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年６月１５日に出願された米国特許出願番号第６１／６６０，３００号、発明の名称「Method and System for Automatically Detecting and Resolving Infrastructure Faults in Cloud Infrastructure」の優先権を主張し、この文献は引用によって本願に援用される。
技術分野
本発明は、適応型クラウドコンピューティングシステム（adaptive cloud computing system）に関し、及びクラウドインフラストラクチャ内のインフラストラクチャの欠陥を自動的に検出及び解決する方法及びシステムに関する。

クラウドコンピューティング環境（cloud computing environment）によって、インフラストラクチャ、プラットフォーム及びソフトウェアを提供することができ、これらは全て、通常、アプリケーションプログラミングインタフェース（Application Programming Interface：ＡＰＩ）によって、ネットワークプロトコル又はウェブサービスＡＰＩを介して、サービスとして利用可能なリソースとして一般化されている。これらのクラウドリソースを用いる場合、例えば、ユーザのアプリケーションを実行するサーバインスタンスを取得する際の欠陥率（Fault rates）は、様々である。

既存のシステムにおいて、リソースＡＰＩとインタラクトするプロセスは、以下の処理を含む。

ユーザクライアントアプリケーションがクラウドのＡＰＩを使用するクラウドにリソースを要求するＡＰＩ要求を生成する。

クラウドＡＰＩをインプリメントするサーバが、クラウドにおいて使用可能なインフラストラクチャから、要求を満たすために必要なリソースの全て又は一部を割り当てる。

一旦、リソースが割り当てられると、要求が満たされる。

現在のシステムの具体例として、サーバインスタンスをインプリメントする必要があるサーバインスタンス又はサービスが要求されると、この要求が満たされ、ユーザに提供される。実際には、これらのノードの幾つかは、正常に機能しているリソースと、正常に機能していないリソースとを含み、様々な潜在的欠陥のために意図された処理を実行できないことがある。具体的には、現在のクラウド環境は、サーバインスタンスについて、０．５％〜４０％の欠陥率（Fault rate）を有し、欠陥が発生すると、要求されたサービス、又はユーザがリソースを使用しているシステムが正常に機能しなくなる。この状況は、多数のリソースが要求される場合、欠陥率が小さくても、欠陥リソースの数が多くなるため、特に深刻な問題になる。

現在の適応型クラウドインフラストラクチャの技術は、一般的に、クラウド内のインフラストラクチャの正常性／実行可能性を考慮することなく、負荷（米国特許番号８，４５８，７１７号）及び障害復旧ベースのシナリオ（米国特許番号８，３８１，０１５号）を処理する。本発明は、管理ソフトウェア又はクラウドプロバイダの動作の一部として、インフラストラクチャにおいて、自動的にチェックを実行し、エラーを解決するシステム及び方法を開示することによって、この欠点を改善し、これによって、正常なインフラストラクチャリソースの効率的なルート変更（rerouting）が実現される。

本発明の一側面においては、インフラストラクチャの個々のインフラストラクチャ又はクラスタの作成を管理するソフトウェアが、更なるリソースについてのユーザ要求に応答して、クラウドプロバイダからこれらのリソースを取得し、クラウドプロバイダから提供されたリソースの欠陥をチェックし、解決策によって又は新たな／更なるインフラストラクチャを要求することによって、これらの欠陥を適切に解決する。欠陥インフラストラクチャは、新たなインフラストラクチャを要求する前にホールドされ、又はスクリプトを用いて欠陥が解決され、又は欠陥インフラストラクチャが取り除かれる。そして、クライアント要求は、完全に動作しているインフラストラクチャを受け取り、使用する。

本発明の他の側面においては、クラウドプロバイダがウェブサービス要求を受け取り、仮想マシンリソースを取得し、又は仮想マシン若しくはベアメタルリソースのクラスタによって運用されているプラットフォームを取得する。新たなインスタンスの要求を受け取った後、要求に応答するために必要なインフラストラクチャが要求時にチェック又は解決され、又は非同期的に判定された正常リソースのリストから選択される。ウェブ要求への応答又は動作中のサービスを提供するために用意されたリソースのクラスタは、様々なチェックによって検証された大部分の正常リソースを含む。

本発明は、クラウドエコシステム（cloud ecosystem）において、このようなリソースのクラウドプロバイダ、このようなリソースのための中間管理ソフトウェア及びこのようなリソースのエンドユーザを含む何らかのパーティのために、欠陥がユーザの作業に悪影響を与える前に、欠陥リソースを検出及び解決するシステム及び方法を提供する。また、本発明は、エラーがあると判定されたリソースのリスト化への影響の概略化に関する。

本発明が提供するシステムは、クラウド内のサービス又は１つ以上のリソースの集合を要求し、インフラストラクチャに対し、予め定義されたチェック及びユーザが定義したチェックを含むチェックを自動的に実行し、インフラストラクチャを不能にする欠陥を検出し、これらの欠陥を解決した後、インフラストラクチャを動作中のリソースのサービスクラスタに含ませる。更に、本発明が提供するシステムは、動作中のコンピューティング環境内の不良サーバインフラストラクチャに反応して、サービスからこれを除外する。更に、本発明は、インフラストラクチャを返す方法を提供し、この方法は、プロバイダによって課されている制約の範囲内で、使用中のインフラストラクチャを最適に維持する。本発明が提供するシステムは、欠陥状態にない、機能しているプロダクション品質リソース（production-quality resources）のみを返すＡＰＩをユーザに提供する。また、本発明が提供するＡＰＩは、要求の間又は先行する／後続するＡＰＩ呼出の間に不良インフラストラクチャの検査法及び解決法を登録でき、エンドユーザがユーザ定義欠陥チェックにおいてインフラストラクチャ欠陥に対処する必要性をなくすことができる。これらのシステムは、欠陥リソースを自動的に解決する革新的な新たな手法を実現し、これらのシステムは、エンドユーザクラスタ環境、クラウドプロバイダによって設定された制約、又はエンドユーザの作業負荷に影響しない。

本発明は、以下を提供する。

クラウド内のサービス又は１つ以上のリソースの集合を検証するプロセスは、インフラストラクチャに対し、予め定義されたチェック及びユーザが定義したチェックを含むチェックを自動的に実行し、インフラストラクチャを不能にする欠陥を検出するステップと、検出された欠陥を解決するステップと、インフラストラクチャを動作中のリソースのサービスクラスタに含ませるステップと、欠陥がない機能的リソースのみをユーザに提供するステップとを含む。

欠陥を解決するステップは、同期的に実行してもよい。欠陥を解決するステップは、非同期的に実行してもよい。このプロセスは、動作中のサービスから、動作中のコンピューティング環境内の欠陥があるサーバインフラストラクチャを除外するステップを更に有していてもよい。

管理ソフトウェア又はクライアントソフトウェアを使用するプロセスは、クラウドアプリケーションプログラミングインタフェースから無欠陥リソース又は欠陥リソースを受け取るステップと、リソース又はサービスに対して欠陥検査を実行して欠陥の存在を検出するステップと、検出された欠陥リソースを無欠陥にするステップと、リソースをクライアントアプリケーションに通信するステップとを有する。

欠陥リソースを無欠陥にするステップは、検出された欠陥を除去するステップを含んでいてもよい。欠陥リソースを無欠陥にするステップは、検出された欠陥を訂正するステップを含んでいてもよい。

クラウドベースのリソースを検証して、無欠陥リソースのリストを維持するプロセスは、（ａ）インフラストラクチャサーバにログインする能力を検査するステップと、（ｂ）インフラストラクチャサーバ内のファイルシステムにアクセスする能力を検査するステップと、ステップ（ａ）及び（ｂ）の結果をクラウド、管理ソフトウェア又はクライアントソフトウェアの少なくとも１つにおける欠陥検出及び解決ソフトウェアに通知するステップとを有し、ステップ（ａ）乃至（ｃ）の何れかにおいて欠陥が検出された場合、（ｄ）検査のためにリソースをホールドするステップ、（ｅ）同じ欠陥リソースが再び取得されないことを確実にするステップ及び（ｆ）リソースをシャットダウンするステップのうちの少なくとも１つを実行する。

ステップ（ａ）乃至（ｃ）は、クラウドベースのリソースの外部で動作するソフトウェアによって実行してもよい。ステップ（ａ）乃至（ｆ）の少なくとも１つは、同期的に実行してもよい。ステップ（ａ）乃至（ｆ）の少なくとも１つは、非同期的に実行してもよい。プロセスは、ステップ（ａ）乃至（ｃ）の何れにおいても欠陥が検出されなかった場合、サーバインフラストラクチャを動作中のリソースのサーバクラスタに含ませるステップを更に有していてもよい。

インフラストラクチャを返すプロセスは、プロバイダによって課された制約の範囲内で使用中のインフラストラクチャを維持する。

システムは、インフラストラクチャの欠陥を検査し、インフラストラクチャ内の欠陥を解決し、要求の間又は先行する／後続するＡＰＩ呼出の間に欠陥インフラストラクチャを登録し、エンドユーザがユーザ定義欠陥チェックにおいてインフラストラクチャ欠陥に対処する必要性をなくすアプリケーションプログラミングインタフェース（application programming interface：ＡＰＩ）を備える。

クラウド内のサービス又は１つ以上のリソースの集合を検証するシステムは、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を備え、ＡＰＩは、インフラストラクチャに対し、予め定義されたチェック及びユーザが定義したチェックを含むチェックを自動的に実行し、インフラストラクチャを不能にする欠陥を検出し、検出された欠陥を解決し、インフラストラクチャを動作中のリソースのサービスクラスタに含ませ、欠陥がない機能的リソースのみをユーザに提供する。

ＡＰＩは、欠陥の解決を非同期的に実行してもよい。

管理ソフトウェア又はクライアントソフトウェアを使用するシステムは、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を備え、ＡＰＩは、クラウドアプリケーションプログラミングインタフェースから無欠陥リソース又は欠陥リソースを受け取り、リソース又はサービスに対して欠陥検査を実行して欠陥の存在を検出し、検出された欠陥リソースを無欠陥にし、リソースをクライアントアプリケーションに通信する。

クラウドベースのリソースを検証して、無欠陥リソースのリストを維持するシステムは、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を備え、ＡＰＩは、（ａ）インフラストラクチャサーバにログインする能力を検査し、（ｂ）インフラストラクチャサーバ内のファイルシステムにアクセスする能力を検査し、（ｃ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の結果をクラウドソフトウェア、管理ソフトウェア又はクライアントソフトウェアの少なくとも１つにおける欠陥検出及び解決ソフトウェアに通知し、ステップ（ａ）乃至（ｃ）の何れかにおいて欠陥が検出された場合、（ｄ）検査のためにリソースをホールドするステップ、（ｅ）同じ欠陥リソースが再び取得されないことを確実にするステップ及び（ｆ）リソースをシャットダウンするステップのうちの少なくとも１つを実行する。

ＡＰＩは、ステップ（ａ）乃至（ｆ）の少なくとも１つを同期的に実行してもよい。ＡＰＩは、ステップ（ａ）乃至（ｆ）の少なくとも１つを非同期的に実行してもよい。

欠陥をチェックした後のみにインフラストラクチャが返されるリソース取得プロセスを示すブロック図である。 欠陥をチェックした後のみにインフラストラクチャが返されるリソース取得プロセスを示すブロック図である。 欠陥をチェックするプロセスを示すブロック図である。 可能であれば、リソース制限を超えることなく、欠陥リソースの検査を維持するプロセスを示すブロック図である。

以下、本発明に基づくプロセス及びシステムの好ましい実施形態を説明するが、本発明は、この実施形態に制限されない。なお、本発明によって実行される欠陥チェック及び解決プロセスは、同期的に（例えば、「ジャストインタイム（just in time：ＪＩＴ）」方式で）実行してもよく、非同期的に（事前に）実行してもよい。また、本明細書で使用する「インフラストラクチャ」という用語は、クラウドコンピューティング環境に接続されたサーバ及び他のノードを包含するが、これらに限定されない。

本発明について詳細に説明するが、特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、これらの詳細を様々な変更、置換及び修正できることは明らかである。

図１は、リソースを取得するためのシステム及びプロセスを図式的に示しており、ここでは、欠陥がチェックされたインフラストラクチャのみが返される。

このシステム内のプロセス及びコンポーネントは、以下の通りである。

クライアントプリケーション（Ａ１）がＩａａＳ／ＰａａＳ／ＳａａＳクラウドＡＰＩ（Ａ３）にサービス又はリソースの集合の要求を送信する（Ａ２）。ここで「ＩａａＳ」は、「サービスとしてのインフラストラクチャ（Infrastructure as a Service）」を表し、「ＰａａＳ」は、「サービスとしてのプラットフォーム（Platform as a Service）」を表し、「ＳａａＳ」は、「サービスとしてのソフトウェア（Software as a Service）」を表している。

これによって、クラウド（Ａ０）が正常リソース（Ａ５）及び欠陥リソース（Ａ６）を含むリソース（Ａ４ｂ）を割り当てる（Ａ４ａ破線矢印）。

これらのリソースは、リソースに対して１つ以上のチェックの集合（Ａ８ｂ）を実行する欠陥検出及び訂正ソフトウェアコンポーネント（Ａ８ａ）に渡され、これらのチェックの幾つかは、そのクラウド（Ａ０）のために及びそのクライアント（Ａ１）によって予め定義されている。

欠陥のチェック（Ａ８ｂ）の結果に基づいて、欠陥検出及び訂正ソフトウェアコンポーネント（Ａ８ａ）は、欠陥リソースをホールド又はシャットダウンし（Ａ９）、又は正常なインフラストラクチャをプロダクションサービス又はリソースに配置する（Ａ１０）。これらの欠陥のチェック（Ａ８ｂ）は、事前に、非同期的に、クラウドリソース上で実行してもよく、これによって、事前にチェックされたリソースに基づいて割当（Ａ４ａ）が行われる。割当（Ａ４ａ）は、破線の矢印で表している。

欠陥検出及び訂正ソフトウェアは、散発的又は周期的なチェック（Ａ１２ｂ）によって、欠陥が予想される（going faulty）インフラストラクチャ（Ａ１２ａ）を通知し、これを解決する。

最終的なプロダクション又は正常なサービス又はリソースは、クラウドＡＰＩ（Ａ３）に通信され（Ａ１３）、続いて、クライアント（Ａ１）に通信される（Ａ１４）。

図２は、欠陥をチェックした後にインフラストラクチャを返すシステム及びリソース取得プロセスを示している。

このシステムのプロセス及びコンポーネントは、以下の通りである。

クライアントプリケーション（Ｂ１）がＩａａＳ／ＰａａＳ／ＳａａＳクラウドＡＰＩ（Ｂ３）にサービス又はリソースの集合の要求を送信する（Ｂ２）。

これによって、クラウド（Ｂ０）が正常リソース（Ｂ５）及び欠陥リソース（Ｂ６）を含むリソース（Ｂ４ｂ）を割り当てる（Ｂ４ａ）。

これらのリソースは、クラウドＡＰＩ（Ｂ３）に返され（Ｂ７）、欠陥検出及び解決管理又はクライアントソフトウェア（Ｂ８ａ）によって、ＡＰＩに直面するユーザに提供される。欠陥検出及び解決管理又はクライアントソフトウェア（Ｂ８ａ）は、リソースに対して１つ以上のチェックの集合を実行し（Ｂ８ｂ）、これらのチェックの幾つかは、そのクラウド（Ｂ０）のために及びそのクライアント（Ｂ１）によって予め定義されている。

欠陥のチェック（Ｂ８ｂ）の結果に基づいて、欠陥検出及び解決管理又はクライアントソフトウェア（Ｂ８ａ）は、欠陥リソースをホールド又はシャットダウンし（Ｂ９）、又は正常なインフラストラクチャをプロダクションサービス又はリソースに配置する（Ｂ１０）。

欠陥検出及び訂正ソフトウェアは、散発的又は周期的なチェックによって、欠陥が予想されるインフラストラクチャ（Ｂ１２）を通知し（Ｂ１３）、これを解決する。

最終的なプロダクション又は正常なサービス又はリソース（Ｂ１０）は、クライアント（Ｂ１）に返され（Ｂ１４）、使用される。

図３は、欠陥をチェックするシステム及び方法を示している。

システム及び方法は、以下を含むことができる。

欠陥検出及び訂正ソフトウェアは、リソース（Ｃ３）に対して、予め定義された欠陥チェック及びユーザ定義欠陥チェック（Ｃ１）を行い、オプションの外部のリソース欠陥チェック（Ｃ２）を行い、例えば、リソースは、エラーなしでセキュアシェル（Secure Shell：ＳＳＨ）で保護できるかをチェックする。

リソース（Ｃ３）内で動作するオプションの欠陥検出ソフトウェア（Ｃ４）は、予め定義されたチェック及びユーザ定義チェックを行う欠陥検出及び訂正ソフトウェア（Ｃ１）に対し、ノードが、欠陥を有するか、欠陥が予想されるか、所定の状態にあるかを通知する（Ｃ５）。予め定義されたチェック及びユーザ定義チェックを行う欠陥検出及び訂正ソフトウェア（Ｃ１）は、オプション動作を選択し、このオプション動作は、リソースシャットダウンのためのクラウドＡＰＩ（Ｃ６）をオプションとして呼び出して、プロバイダの制限の範囲内にリソースを維持すること、又は必須／オプションのシャットダウンを伴う新たなリソース要求のためのクラウドＡＰＩを呼び出すことを含む。

図４は、可能であれば、リソース制限を超えることなく、欠陥リソースの検査を維持するプロセスを示している。

本発明は、以下を提供する。

図１に示し、先に説明したように、クラウド内のサービス又は１つ以上のリソースの集合を要求するシステムは、インフラストラクチャに対し、予め定義されたチェック及びユーザが定義したチェックを含むチェックを自動的に実行し、インフラストラクチャを不能にする欠陥を検出し、これらの欠陥を解決した後、インフラストラクチャを動作中のリソースのサービスクラスタに含ませる。このシステムのクラウドＡＰＩは、機能しているプロダクション品質リソース（production-quality resources）のみをユーザに提供する。

更に、図１に示すように、このシステムは、動作中のコンピューティング環境内の不良サーバインフラストラクチャに反応して、サービスからこれを除外する（Ａ１２）。

図２に示すように、クラウドＡＰＩから正常リソース及び欠陥リソースを含むリソースを受け取る管理又はクライアントソフトウェアを使用する別個のシステムは、リソース又はサービスに対して欠陥検査を実行し、これらを全て正常にした後に、クライアントアプリケーションに通信する。

図１及び図２に示すように、ＡＰＩは、要求の間又は先行する／後続するＡＰＩ呼出の間に不良インフラストラクチャについて検査及び解決法を登録でき、エンドユーザがユーザ定義欠陥チェックにおいてインフラストラクチャ欠陥に対処する必要性をなくす。

更に、図３に示すように、リソースに対する検査を実行するシステムは、例えば、サーバにログインする能力を検査するリソースの外部で動作するソフトウェアと、例えば、ファイルシステムにアクセスする能力を検査するリソースの内部で動作するソフトウェアとを含み、クラウド、管理ソフトウェア又はクライアントソフトウェア内の欠陥検出及び解決ソフトウェアに状態に関する情報を返し、検査のためにリソースをホールドし、同じ欠陥リソースが再び取得されないことを確実にし、又は単にリソースをシャットダウンする。

更に、図４に示すように、インフラストラクチャを返す方法は、プロバイダによって課されている制約の範囲内で、使用中のインフラストラクチャを最適に維持する。

本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に制限されず、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態を変形及び修正することができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義される。

Claims (6)

1. ユーザ用のクラウド内の１つ以上のリソースの集合をコンピュータが検証する方法であって、前記１つ以上のリソースの集合は、アプリケーションプログラミングインタフェース（API）呼出（call）を利用して受け取られ、該方法は、
   前記１つ以上のリソースの集合に含まれるインフラストラクチャに対し、予め定義されたチェック及びユーザが定義したチェックを含むチェックを実行し、前記インフラストラクチャを不能にする欠陥を検出するステップと、
   検出された前記欠陥を解決するステップと、
   前記欠陥が解決された前記インフラストラクチャをユーザに提供するリソースの集合であるサービスクラスタに含ませるステップと、
   前記サービスクラスタに含まれる欠陥がなく機能しているリソースのみをユーザに提供するステップと、
   を含み、
   前記コンピュータが、欠陥を有するインフラストラクチャの検出法及び解決法を、先行／後続するAPI呼出の間に登録し、それにより、エンドユーザが前記欠陥に対処する必要性をなくすことを特徴とする方法。
2. 前記欠陥を解決するステップは、ユーザに提供するリソースから、前記欠陥が検出されたインフラストラクチャを除外することを含む請求項１記載の方法。
3. 前記欠陥を解決するステップは、ユーザに提供するリソースから、前記欠陥が検出されたインフラストラクチャを修正することを含む請求項１記載の方法。
4. コンピュータに請求項１〜３のいずれか1項に記載の方法を実行させるプログラム。
5. クラウド内のリソースを検証する管理サーバが、無欠陥リソースのリストを維持するために実行する方法であって、
   （ａ）サーバにログインできるかを検査するステップと、
   （ｂ）前記サーバ内のファイルシステムにアクセスできるかを検査するステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の結果を前記管理サーバ、又は、アプリケーションプログラミングインタフェース（API）呼出（call）を利用して前記クラウドにアクセスするクライアントの少なくとも１つに通知するステップと、
   を有し、
   前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）の何れかにおいて欠陥が検出された場合、（ｄ）検査のために前記欠陥が検出されたリソースをホールドするステップ、（ｅ）前記欠陥が検出されたリソースが再び取得されないことを確実にするステップ及び（ｆ）機能しているリソースのみがユーザに提供されるように、リソースをシャットダウンするステップのうちの少なくとも１つを実行し、
   前記管理サーバが、欠陥を有するインフラストラクチャの検出法及び解決法を、先行／後続するAPI呼出の間に登録し、それにより、エンドユーザが前記欠陥に対処する必要性をなくすことを特徴とする、方法。
6. 前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）の何れにおいても欠陥が検出されなかった場合、前記サーバを、クライアントに提供するリソースの集合であるサーバクラスタに含ませるステップを更に有する請求項５記載の方法。

Images