JP6679201B1 - 情報処理装置、情報処理システム、プログラム及び情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る情報処理システムとしての分散情報処理システム100の構成を概略的に示すブロック図である。
分散情報処理システム100は、複数の情報処理装置110A、110B、110C、110Dを備える。複数の情報処理装置110A、110B、110C、110Dは、ネットワーク101に接続されている。
ここで、複数の情報処理装置110A、110B、110C、110Dの各々を特に区別する必要がない場合には、情報処理装置110という。
なお、図1では、分散情報処理システム100は、4台の情報処理装置110A、110B、110C、110Dを備えているが、2台以上の情報処理装置110を備えていればよい。言い換えると、分散情報処理システム100は、n台の情報処理装置110(nは、2以上の整数)を備えている。
情報処理装置110は、デバイスインタフェース部(以下、デバイスI/F部という)111と、通信インタフェース部(以下、通信I/F部という)112と、処理実行部120と、処理負荷管理部130と、依頼処理部140とを備える。
通信I/F部112は、ネットワーク101との間で通信を行う。
処理実行部120が備える演算資源121A、121B、・・・の数については、1以上であればよい。なお、演算資源121A、121B、・・・の各々を特に区別する必要がない場合には、演算資源121という。
また、演算部122は、演算処理の実行時に演算資源121の使用率又は処理待ちタスク数等の処理実行状態を示す処理実行状態情報を処理負荷管理部130に通知する。処理実行状態は、処理負荷を示す。
処理負荷管理部130は、実行状態記憶部131と、処理依頼発行判断部132と、回答見込時間算出部133とを備える。
処理依頼発行判断部132は、処理実行部120の処理負荷が予め定められた閾値以上となった場合に、処理を分散して実行すると判断する。例えば、処理依頼発行判断部132は、実行状態記憶部131に記憶されている処理実行状態情報で示される処理実行状態に基づいて、他の情報処理装置110に、処理を分散して実行する要求である処理分散要求を発行するか否かを判断する。他の情報処理装置110への処理分散要求の発行が必要と判断した場合、処理依頼発行判断部132は、処理分散要求の発行を指示する要求指示を依頼処理部140に与える。
依頼処理部140は、要求処理部141と、依頼先選択部142とを備える。
なお、実施の形態1において、要求処理部141は、通信I/F部112に、処理分散要求を、他の全ての情報処理装置110へ送信させるものとする。例えば、分散情報処理システム100がn台の情報処理装置110(nは、2以上の整数)を備えている場合、要求処理部141は、自装置以外のm台の情報処理装置110(mは、m=n−1を満たす整数)に処理分散要求を送る。
なお、第2の処理分散要求に応じて、回答見込時間算出部133で算出された回答見込時間を、第2の回答見込時間ともいい、第2の回答見込時間を示す回答見込時間情報を、第2の回答見込時間情報ともいう。
例えば、処理実行部120、処理負荷管理部130の処理依頼発行判断部132及び回答見込時間算出部133、並びに、依頼処理部140は、プロセッサ11で実現することができ、処理負荷管理部130の実行状態記憶部131は、メモリ10で実現することができる。なお、複数のプロセッサ11が備えられていてもよい。
また、通信I/F部112は、NIC(Network Interface Card)等の通信インタフェースで実現することができる。
図4は、実施の形態1における情報処理装置110が処理を分散して行う際の動作を示すフローチャートである。
情報処理装置110の処理依頼発行判断部132は、自装置の処理負荷を監視し、他の情報処理装置110に処理を分散して行うか否かを判断する(S10)。処理依頼発行判断部132は、例えば、自装置の演算資源121の使用率又は処理待ちタスク数が一定以上になる、自装置の応答速度が一定以下になる、又は、自装置の応答速度が当初よりも一定以上の割合で遅くなる等の条件から、処理を分散して行うか否かを判断することができる。なお、応答速度は、例えば、カメラ映像に対する映像解析処理の場合であれば、1秒間に何枚分のキャプチャ画像に対して分析処理できたかを示すフレームレートが該当する。
処理を分散して行うと判断された場合には、処理はステップS11に進む。
このような要求指示を受けた要求処理部141は、通信I/F部112を介して、分散情報処理システム100に含まれる他の全ての情報処理装置110へ処理分散要求を発行する(S12)。
ステップS13において分散処理の依頼先が決定すると、依頼先選択部142は、通信I/F部112を介して、依頼先として選択された情報処理装置110へ分散処理実行依頼を発行する(S14)。
依頼先選択部142は、通信I/F部112を介して、他の情報処理装置110からの回答見込時間情報を受け取る(S20)。受け取られた回答見込時間情報は、例えば、図示されていない記憶部に一時的に記憶される。
そして、応答受信完了判定の条件が成立すると(S21でYes)、処理はステップS22に進む。
要求処理部141は、通信I/F部112を介して、他の情報処理装置110から分散処理要求を受け取ったか否かを判断する(S30)。分散処理要求を受け取った場合(S30でYes)には、処理はステップS31に進む。
なお、自装置の負荷が高い等の理由で他の情報処理装置110からの分散処理実行依頼を受けられない場合は、要求処理部141は、余計な回答見込時間算出処理の手間を省くため、処理分散要求に対する応答として要求受付不可情報を送ることもできる。
分散処理実行命令を受け取った演算部122は、分散処理実行命令に基づき他の情報処理装置110から依頼された処理を実行する(S35)。ここでの処理については、図7を用いて説明する。
演算部122は、要求処理部141からの分散処理実行命令を受け取る(S40)。
演算部122は、演算待ちタスクキューに、分散処理実行命令で示されているタスクを追加する(S41)。
そして、演算部122は、分散処理実行命令に対する処理結果が取得できたか否かを判断する(S43)。分散処理実行命令に対する処理結果が取得された場合(S43でYes)には、処理はステップS44に進む。
図1に示されているように、実施の形態2に係る情報処理システムとしての分散情報処理システム200は、複数の情報処理装置210A、210B、210C、210Dを備える。複数の情報処理装置210A、210B、210C、210Dは、ネットワーク101に接続されている。
ここで、複数の情報処理装置210A、210B、210C、210Dの各々を特に区別する必要がない場合には、情報処理装置210という。
実施の形態2における情報処理装置210は、デバイスI/F部111と、通信I/F部112と、処理実行部120と、処理負荷管理部130と、依頼処理部240とを備える。
実施の形態2における情報処理装置210の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130は、実施の形態1における情報処理装置110の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130と同様である。
依頼処理部240は、要求処理部241と、依頼先選択部242と、依頼処理実績情報記憶部243と、管理情報記憶部244と、要求先選択部245とを備える。
そして、要求処理部241は、要求先選択部245が情報処理装置210を選択すると、通信I/F部112に、選択された情報処理装置210へ処理分散要求を送信させる。
なお、実施の形態2における要求処理部241のその他の処理については、実施の形態1における要求処理部141の処理と同様である。
管理情報については、予め各情報処理装置210の仕様をまとめて格納するほか、定期的に情報処理装置210間で通信を行い、情報をやり取りして更新することも可能である。
また、要求先選択部245は、管理情報を参照することで、他の情報処理装置210からの分散処理を受付可能ではない情報処理装置210を選択しない。
また、要求先選択部245は、依頼処理実績情報を参照することで、直近の回答見込時間が長い情報処理装置210は負荷が高くなっていると見込んで、そのような情報処理装置210を選択しない。
さらに、要求先選択部245は、依頼処理実績情報を参照することで、一定期間又は直近で、処理分散要求又は分散処理実行依頼に対して回答がない情報処理装置210は故障又はネットワーク101から外されたとみなして、そのような情報処理装置210を選択しない。
要求先選択部245は、以上のようにして選択しないと判断された情報処理装置210以外の情報処理装置210を選択すればよい。
なお、依頼先選択部242は、処理分散要求に対する他の情報処理装置210からの応答状況に応じて、必要な情報を、依頼処理実績情報記憶部243に記憶されている依頼処理実績情報に格納する。
さらに、依頼先選択部242は、分散処理実行依頼に対する他の情報処理装置210からの回答状況に応じて、必要な情報を、依頼処理実績情報記憶部243に記憶されている、後述する依頼処理実績情報に格納する。
以上に記載された依頼処理部240の要求処理部241、依頼先選択部242及び要求先選択部245も、例えば、図3(A)に示されているプロセッサ11で実現することができ、依頼処理部240の依頼処理実績情報記憶部243及び管理情報記憶部244は、メモリ10で実現することができる。
なお、図9に示されているフローチャートに含まれているステップのうち、図4に示されているフローチャートに含まれているステップと同様のステップについては、図4と同じ符号を付し、その説明を省略する。
なお、図10に示されているフローチャートに含まれているステップのうち、図5に示されているフローチャートに含まれているステップと同様のステップについては、図5と同じ符号を付し、その説明を省略する。
そして、処理はステップS21に進む。
但し、ステップS22での処理の後、処理はステップS61に進む。
例えば、要求先選択部245は、管理情報及び依頼処理実績情報の何れか一方のみを参照して、処理分散要求を発行する情報処理装置210を選択してもよい。
例えば、依頼先選択部242は、管理情報及び依頼処理実績情報の少なくとも何れか一方を参照して、依頼先を選択してもよい。
図1に示されているように、実施の形態3に係る情報処理システムとしての分散情報処理システム300は、複数の情報処理装置310A、310B、310C、310Dを備える。複数の情報処理装置310A、310B、310C、310Dは、ネットワーク101に接続されている。
ここで、複数の情報処理装置310A、310B、310C、310Dの各々を特に区別する必要がない場合には、情報処理装置310という。
実施の形態3における情報処理装置310の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130は、実施の形態1における情報処理装置110の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130と同様である。
依頼処理部340は、要求処理部141と、依頼先選択部342とを備える。
実施の形態3における依頼処理部340の要求処理部141は、実施の形態1における依頼処理部140の要求処理部141と同様である。
なお、図11に示されているフローチャートに含まれているステップのうち、図5に示されているフローチャートに含まれているステップと同様のステップについては、図5と同じ符号を付し、その説明を省略する。
なお、ステップS70において、依頼先選択部342は、処理分散要求を送った全ての情報処理装置310からの回答見込時間が、依頼先条件を満たさない場合には、応答受信完了判定のための依頼先条件が満たされたとみなし、ステップS22ヘ進む。そして、依頼先選択部342は、ステップS22において、自装置を依頼先として選択すればよい。
また、依頼先選択部342は、自装置における回答見込時間を依頼先条件として設定してもよい。これにより、自装置で処理するよりも速く処理結果が得られる情報処理装置310を分散処理の依頼先として選択することができる。
さらに、依頼先選択部342は、予め定められた受付待ち時間において、各情報処理装置310からの応答を受け付け、その中で受け取られた回答見込時間が依頼先条件を満たさない場合に、さらに延長して応答を受け付けてもよい。
図1に示されているように、実施の形態4に係る情報処理システムとしての分散情報処理システム400は、複数の情報処理装置410A、410B、410C、410Dを備える。複数の情報処理装置410A、410B、410C、410Dは、ネットワーク101に接続されている。
ここで、複数の情報処理装置410A、410B、410C、410Dの各々を特に区別する必要がない場合には、情報処理装置410という。
実施の形態4における情報処理装置410の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130は、実施の形態1における情報処理装置110の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理実行部120及び処理負荷管理部130と同様である。
依頼処理部440は、要求処理部141と、依頼先選択部442とを備える。
実施の形態4における依頼処理部440の要求処理部141は、実施の形態1における依頼処理部140の要求処理部141と同様である。
なお、実施の形態4における依頼先選択部442は、分散処理の依頼先を選択して、その依頼先から処理結果を取得する処理において、実施の形態1における依頼先選択部142と異なっている。以下、図12を用いて説明する。
なお、図12に示されているフローチャートに含まれているステップのうち、図4又は図5に示されているフローチャートに含まれているステップと同様のステップについては、図4又は図5と同じ符号を付し、その説明を省略する。
また、図12に示されているステップS20及びS21は、図5に示されているステップS20及びS21と同様である。但し、図12においては、ステップS21の後、処理はステップS80に進む。
図1に示されているように、実施の形態5に係る情報処理システムとしての分散情報処理システム500は、複数の情報処理装置510A、510B、510C、510Dを備える。複数の情報処理装置510A、510B、510C、510Dは、ネットワーク101に接続されている。
ここで、複数の情報処理装置510A、510B、510C、510Dの各々を特に区別する必要がない場合には、情報処理装置510という。
実施の形態5における情報処理装置510の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理負荷管理部130及び依頼処理部140は、実施の形態1における情報処理装置110の、デバイスI/F部111、通信I/F部112、処理負荷管理部130及び依頼処理部140と同様である。
実施の形態5における処理実行部520の演算資源121は、実施の形態1における処理実行部120の演算資源121と同様である。
なお、図13に示されているフローチャートに含まれているステップのうち、図7に示されているフローチャートに含まれているステップと同様のステップについては、図7と同じ符号を付し、その説明を省略する。
さらに、依頼先の情報処理装置510の処理負荷状況に応じで、割り当てられる優先度が変わってもよい。例えば、処理負荷が高い時は自装置のタスクの優先度を高くすることで、他の情報処理装置510からの分散処理の依頼による処理割込みを防止し、自装置に接続されたデバイス160の入力信号に対応した処理を遅延なく行えるようになる。一方、処理負荷が低く余裕がある場合には、自装置のタスクの優先度を下げ、他の情報処理装置510の分散処理におけるタスクの優先度を上げることで、他の情報処理装置510の処理を優先して実行することができる。
Claims (14)
- ネットワークに接続されたn台の情報処理装置(nは、2以上の整数)で分散して処理を実行する情報処理システムにおいて、前記n台の情報処理装置の中の1つとして使用される情報処理装置であって、
前記ネットワークとの間で通信を行う通信インタフェース部と、
前記n台の情報処理装置の各々が処理を実行するために備える演算資源の種類、数又は性能の属性を示す情報、及び、前記n台の情報処理装置の各々が処理の実行依頼を受け付けることができるか否かを示す情報を含む管理情報を記憶する管理情報記憶部と、
前記管理情報を参照して、前記n台の情報処理装置の中から、第1のデータに対する第1の処理の実行に好適なm台の情報処理装置(mは、1≦m≦n−1を満たす整数)を選択する要求先選択部と、
前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼するための第1の処理分散要求を、前記通信インタフェース部を介して、前記m台の情報処理装置に送る要求処理部と、
前記第1のデータの転送時間を含み、前記第1のデータに対して前記第1の処理を実行することで得られる第1の処理結果を回答するまでの時間として算出された第1の回答見込時間を、前記通信インタフェース部を介して、前記第1の処理分散要求の応答として受け取り、前記第1の回答見込時間を用いて、前記n台の情報処理装置の中から、前記第1の処理の実行を依頼する依頼先を選択し、前記通信インタフェース部を介して、前記依頼先に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼する依頼先選択部と、を備え、
前記要求先選択部は、前記管理情報を参照することで、前記n台の情報処理装置の各々が、処理毎に定められた、処理実行に必要とされる演算資源の種類、数又は性能の条件を満たすか否か、及び、前記n台の情報処理装置の各々が、処理の実行依頼を受け付けることができるか否かにより、前記m台の情報処理装置を選択すること
を特徴とする情報処理装置。 - 前記m台の情報処理装置は、自装置を除いた前記n台の情報処理装置であること
を特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記n台の情報処理装置の何れかとの間における分散処理の実績に関する依頼処理実績情報を記憶する依頼処理実績情報記憶部と、
前記依頼処理実績情報を参照して、前記n台の情報処理装置の中から、前記第1の処理の実行に好適な一又は複数の情報処理装置を、前記m台の情報処理装置として選択する要求先選択部と、をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記依頼先選択部は、最も短い前記第1の回答見込時間が予め定められた閾値時間以下である場合には、前記m台の情報処理装置の中で、最も短い前記第1の回答見込時間を応答した情報処理装置を、前記依頼先として選択すること
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の情報処理装置。 - 前記依頼先選択部は、最も短い前記第1の回答見込時間が予め定められた閾値時間よりも長い場合には、自装置を前記依頼先として選択すること
を特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の情報処理装置。 - 前記依頼先選択部は、前記依頼先に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼してから、予め定められた期間、前記第1の処理結果の回答がない場合には、前記通信インタフェース部を介して、前記n台の情報処理装置の中の別の情報処理装置に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼すること
を特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記依頼先選択部は、前記m台の情報処理装置の中で、予め定められた依頼先条件を満たす前記第1の回答見込時間を最初に応答した情報処理装置を、前記依頼先として選択すること
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の情報処理装置。 - 前記依頼先選択部は、前記m台の情報処理装置の中で、予め定められた依頼先条件を満たす前記第1の回答見込時間を応答した情報処理装置がない場合には、自装置を前記依頼先として選択すること
を特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。 - データの処理を実行する処理実行部と、
前記処理実行部における処理負荷を管理する処理負荷管理部と、をさらに備え、
前記要求処理部は、前記処理負荷が予め定められた閾値以上となった場合に、前記第1の処理分散要求を前記m台の情報処理装置に送ること
を特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の情報処理装置。 - 前記n台の情報処理装置の中の1つの情報処理装置から、第2のデータに対する第2の処理の実行を依頼するための第2の処理分散要求を受けた場合に、前記処理実行部が、前記第2のデータの転送時間を含み、前記第2のデータに対して前記第2の処理を実行することで得られる第2の処理結果を回答するまでの時間を、第2の回答見込時間として算出する回答見込時間算出部をさらに備え、
前記要求処理部は、前記通信インタフェース部を介して、前記第2の回答見込時間を、前記1つの情報処理装置に送ること
を特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。 - 対象となる処理に割り当てられた優先度に従って、対応するデータに対して前記対象となる処理を実行する処理実行部をさらに備え、
前記処理実行部は、前記n台の情報処理装置の中の1つの情報処理装置から、第2のデータに対する第2の処理の実行を依頼された場合に、前記第2の処理に優先度を割り当てて、前記第2の処理に割り当てられた前記優先度に従って、前記第2のデータに対して前記第2の処理を実行すること
を特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の情報処理装置。 - ネットワークに接続されたn台の情報処理装置(nは、2以上の整数)で分散して処理を実行する情報処理システムであって、
前記n台の情報処理装置の各々は、
前記ネットワークとの間で通信を行う通信インタフェース部と、
前記n台の情報処理装置の各々が処理を実行するために備える演算資源の種類、数又は性能の属性を示す情報、及び、前記n台の情報処理装置の各々が処理の実行依頼を受け付けることができるか否かを示す情報を含む管理情報を記憶する管理情報記憶部と、
前記管理情報を参照して、前記n台の情報処理装置の中から、第1のデータに対する第1の処理の実行に好適なm台の情報処理装置(mは、1≦m≦n−1を満たす整数)を選択する要求先選択部と、
前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼するための第1の処理分散要求を、前記通信インタフェース部を介して、前記m台の情報処理装置に送る要求処理部と、
前記第1のデータの転送時間を含み、前記第1のデータに対して前記第1の処理を実行することで得られる第1の処理結果を回答するまでの時間として算出された第1の回答見込時間を、前記通信インタフェース部を介して、前記第1の処理分散要求の応答として受け取り、前記第1の回答見込時間を用いて、前記n台の情報処理装置の中から、前記第1の処理の実行を依頼する依頼先を選択し、前記通信インタフェース部を介して、前記依頼先に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼する依頼先選択部と、を備え、
前記要求先選択部は、前記管理情報を参照することで、前記n台の情報処理装置の各々が、処理毎に定められた、処理実行に必要とされる演算資源の種類、数又は性能の条件を満たすか否か、及び、前記n台の情報処理装置の各々が、処理の実行依頼を受け付けることができるか否かにより、前記m台の情報処理装置を選択すること
を特徴とする情報処理システム。 - ネットワークに接続されたn台の情報処理装置(nは、2以上の整数)で分散して処理を実行する情報処理システムにおいて、コンピュータを、前記n台の情報処理装置の各々として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記ネットワークとの間で通信を行う通信インタフェース部、
前記n台の情報処理装置の各々が処理を実行するために備える演算資源の種類、数又は性能の属性を示す情報、及び、前記n台の情報処理装置の各々が処理の実行依頼を受け付けることができるか否かを示す情報を含む管理情報を記憶する管理情報記憶部、
前記管理情報を参照して、前記n台の情報処理装置の中から、第1のデータに対する第1の処理の実行に好適なm台の情報処理装置(mは、1≦m≦n−1を満たす整数)を選択する要求先選択部、
前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼するための第1の処理分散要求を、前記通信インタフェース部を介して、前記m台の情報処理装置に送る要求処理部、及び、
前記第1のデータの転送時間を含み、前記第1のデータに対して前記第1の処理を実行することで得られる第1の処理結果を回答するまでの時間として算出された第1の回答見込時間を、前記通信インタフェース部を介して、前記第1の処理分散要求の応答として受け取り、前記第1の回答見込時間を用いて、前記n台の情報処理装置の中から、前記第1の処理の実行を依頼する依頼先を選択し、前記通信インタフェース部を介して、前記依頼先に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼する依頼先選択部、として機能させ、
前記要求先選択部は、前記管理情報を参照することで、前記n台の情報処理装置の各々が、処理毎に定められた、処理実行に必要とされる演算資源の種類、数又は性能の条件を満たすか否か、及び、前記n台の情報処理装置の各々が、処理の実行依頼を受け付けることができるか否かにより、前記m台の情報処理装置を選択すること
を特徴とするプログラム。 - ネットワークに接続されたn台の情報処理装置(nは、2以上の整数)で分散して処理を実行する情報処理方法であって、
前記n台の情報処理装置の各々が、
前記n台の情報処理装置の各々が処理を実行するために備える演算資源の種類、数又は性能の属性を示す情報、及び、前記n台の情報処理装置の各々が処理の実行依頼を受け付けることができるか否かを示す情報を含む管理情報を参照して、前記n台の情報処理装置の中から、第1のデータに対する第1の処理の実行に好適なm台の情報処理装置(mは、1≦m≦n−1を満たす整数)を選択し、
前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼するための第1の処理分散要求を、前記m台の情報処理装置に送り、
前記第1のデータの転送時間を含み、前記第1のデータに対して前記第1の処理を実行することで得られる第1の処理結果を回答するまでの時間として算出された第1の回答見込時間を、前記第1の処理分散要求の応答として受け取り、
前記第1の回答見込時間を用いて、前記n台の情報処理装置の中から、前記第1の処理の実行を依頼する依頼先を選択し、
前記依頼先に、前記第1のデータに対する前記第1の処理の実行を依頼し、
前記m台の情報処理装置を選択する際に、前記管理情報を参照することで、前記n台の情報処理装置の各々が、処理毎に定められた、処理実行に必要とされる演算資源の種類、数又は性能の条件を満たすか否か、及び、前記n台の情報処理装置の各々が、処理の実行依頼を受け付けることができるか否かを判断すること
を特徴とする情報処理方法。
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