JP6734793B2 - Load control system and load control method - Google Patents
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Description
本発明は、大規模データセンタなどにおける物理サーバの負荷分散に好適な負荷制御システムおよび負荷制御方法に関する。 The present invention relates to a load control system and a load control method suitable for load distribution of physical servers in a large-scale data center or the like.
SSI(Single System Image)技術とは、複数の物理サーバを1台の論理サーバとして仮想化し、複数のサーバリソースを協調させることで大規模な仮想化サーバを構築することをいう(非特許文献1)。これによりシステム全体の性能を向上させて、高負荷処理を実現し、大容量データの使用が可能となり、例えばロードバランサや、WebAPIの処理に好適である。SSI技術を実現するソフトウェアは、例えばOS(Operating System)と連携して動作する。 The SSI (Single System Image) technology means that a plurality of physical servers are virtualized as one logical server, and a large-scale virtualized server is constructed by coordinating a plurality of server resources (Non-Patent Document 1). ). As a result, the performance of the entire system is improved, high-load processing is realized, and large-capacity data can be used, which is suitable for load balancer and Web API processing, for example. Software that realizes the SSI technology operates in cooperation with, for example, an OS (Operating System).
更にNIC(Network Interface Card)に着目すると、複数の物理サーバにまたがってNICを論理サーバに割当てて、L2(Layer 2)スイッチにLAG(Link Aggregation)設定を行うことは負荷分散の観点からメリットが大きい。 Further focusing on NICs (Network Interface Cards), it is advantageous from the viewpoint of load balancing to allocate NICs to logical servers across multiple physical servers and set LAG (Link Aggregation) on L2 (Layer 2) switches. large.
LAG設定されたL2スイッチは、パケットを複数のNICへ振り分ける。クライアントから仮想化サーバに送信されたパケットが、どのNICに振り分けられるかは、L2スイッチに予め設定されたアルゴリズムに依存する。L2スイッチがどのNICへパケットが振り分けるかに関しては、ブラックボックス化されている。一般的には、このL2スイッチを制御して、クライアントから仮想化サーバに送信されたパケットが、どのNICに振り分けられるかを制御することはできない。 The L2 switch set to LAG distributes the packet to a plurality of NICs. The NIC to which the packet transmitted from the client to the virtualization server is distributed depends on an algorithm preset in the L2 switch. There is a black box regarding to which NIC the L2 switch distributes the packet. In general, it is not possible to control the L2 switch to control to which NIC the packet transmitted from the client to the virtualization server is distributed.
そのため、このL2スイッチに到達したパケットを、どのNICを備える物理サーバに振り分けるかについては制御できない。よって、このようなシステムでは、物理サーバの負荷の偏りを分散できない。なお、このような物理サーバの負荷の偏りは、例えば、特定の物理サーバにアクセスが集中することによって生じる。
また、OSのアップデートなどの際に、特定の物理サーバでの処理を停止することができない。L2スイッチは、この特定の物理サーバにもパケットを振り分ける可能性があるためである。
Therefore, it is not possible to control which NIC the physical server provided with the packet arriving at the L2 switch is assigned to. Therefore, in such a system, it is not possible to disperse the uneven load on the physical servers. Such load imbalance of the physical server occurs, for example, when access concentrates on a specific physical server.
Further, it is impossible to stop the processing on a specific physical server when updating the OS. This is because the L2 switch may distribute the packet to this specific physical server.
そこで、本発明は、各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能とする負荷制御システムおよび負荷制御方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a load control system and a load control method capable of controlling to which physical server each packet is distributed.
前記した課題を解決するため、請求項1に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、を備え、前記物理サーバは、自身の負荷を検知する負荷検知部を備え、前記仮想化サーバは、各前記物理サーバが備える前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させる振分変更部を備えることを特徴とする負荷制御システムとした。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、この仮想化サーバを構成する各物理サーバの負荷を調整可能である。 By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, it is possible to adjust the load on each physical server that constitutes this virtualization server.
請求項2に記載の発明では、前記OpenFlowスイッチは、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先の変更指示を受けると、前記各物理サーバの負荷を平準化するように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分ける、ことを特徴とする請求項1に記載の負荷制御システムとした。
In the invention according to
このようにすることで、仮想化サーバを構成する各物理サーバの負荷を平準化することができる。 By doing so, it is possible to equalize the load on each physical server that constitutes the virtualization server.
請求項3に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、を備え、前記仮想化サーバは、前記OpenFlowスイッチに対して、第2の物理リンク群のうち所定の物理サーバに接続される物理リンクに対して、パケットを振り分けないように変更させる処理停止決定部を備える、ことを特徴とする負荷制御システムとした。
In the invention according to
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、仮想化サーバによるパケットの処理を停止することなく、この仮想化サーバを構成する各物理サーバのうちいずれかを停止可能となる。 By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, it is possible to stop any of the physical servers that make up this virtualization server without stopping the packet processing by the virtualization server.
請求項4に記載の発明では、前記処理停止決定部は、前記OpenFlowスイッチに対して、第2の物理リンク群のうち所定の物理サーバに接続される物理リンクに対して、パケットを振り分けないように変更させ、所定時間が経過したのちに前記所定の物理サーバを停止させる、ことを特徴とする請求項3に記載の負荷制御システムとした。
In the invention according to
このようにすることで、仮想化サーバによるパケットの処理を誤って停止することがなくなる。 By doing so, it is possible to prevent the packet processing by the virtualization server from being accidentally stopped.
請求項5に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、を備え、前記OpenFlowスイッチは、各前記物理サーバの負荷を検知する負荷検知部を備え、前記仮想化サーバは、前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させる振分変更部を備える、ことを特徴とする負荷制御システムとした。 According to a fifth aspect of the present invention, an L2 switch that performs link aggregation setting on the first physical link group and an OpenFlow switch that distributes packets between the first physical link group and the second physical link group. And a plurality of physical servers each connected to one of the second physical link groups and virtualized into a single virtualized server by SSI (Single System Image) technology. The OpenFlow switch Includes a load detection unit that detects a load of each of the physical servers, and the virtualization server, when the load detection unit detects a load deviation, detects the load of the first physical link group with respect to the OpenFlow switch. comprising a distribution changing unit for changing the distribution destination of the packet between the second physical link group, and a load control system that is characterized in that.
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、各物理サーバに負荷検知部を設けることなく、これら物理サーバの負荷を検知することができる。 By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, the load on these physical servers can be detected without providing a load detection unit on each physical server.
請求項6に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、それぞれが第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI技術によって単一の仮想化サーバに仮想化され、自身の負荷を検知する負荷検知部を備える複数の物理サーバとの間に接続されたOpenFlowスイッチと前記仮想化サーバとが実行する負荷制御方法であって、前記仮想化サーバが、各前記物理サーバが備える前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させるステップ、前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、を実行することを特徴とする負荷制御方法とした。 In the invention according to claim 6 , an L2 switch that performs link aggregation setting for the first physical link group and each of the L2 switches are connected to any of the second physical link groups, and a single virtual is provided by SSI technology. A load control method executed by an OpenFlow switch and the virtualization server connected between a plurality of physical servers that are virtualized by a virtualization server and have a load detection unit that detects the load of the virtualization server . When the server detects a load imbalance by the load detection unit included in each physical server, packets are distributed between the first physical link group and the second physical link group to the OpenFlow switch. the step of changing the first, the OpenFlow switch, so that the load of each said physical server is leveled, the step of allocating a packet between the first physical link group and the second physical link groups The load control method is characterized by executing.
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、この仮想化サーバを構成する各物理サーバの負荷を調整可能である。
請求項7に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、それぞれが第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバとの間に接続されたOpenFlowスイッチと前記仮想化サーバとが実行する負荷制御方法であって、前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、前記仮想化サーバが、前記OpenFlowスイッチに対して、第2の物理リンク群のうち所定の物理サーバに接続される物理リンクに対して、パケットを振り分けないように変更させるステップ、を実行することを特徴とする負荷制御方法とした。
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、仮想化サーバによるパケットの処理を停止することなく、この仮想化サーバを構成する各物理サーバのうちいずれかを停止可能となる。
請求項8に記載の発明では、第1の物理リンク群に対してリンクアグリゲーション設定を行うL2スイッチと、それぞれが第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバとの間に接続され、各前記物理サーバの負荷を検知する負荷検知部を備えるOpenFlowスイッチと、前記仮想化サーバとが実行する負荷制御方法であって、前記仮想化サーバが、前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させるステップ、前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、を実行することを特徴とする負荷制御方法とした。
このようにすることで、外部から受信した各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。更に、各物理サーバに負荷検知部を設けることなく、これら物理サーバの負荷を検知することができる。
By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, it is possible to adjust the load on each physical server that constitutes this virtualization server.
According to the invention described in claim 7, an L2 switch for performing link aggregation setting on the first physical link group and each L2 switch connected to either of the second physical link groups, and a single virtual by SSI technology. A load control method executed by an OpenFlow switch connected between a plurality of physical servers virtualized by a virtualization server and the virtualization server, wherein the load of each physical server is leveled by the OpenFlow switch. So that packets between the first physical link group and the second physical link group are distributed, the virtualization server sends the packet to the OpenFlow switch to the second physical link group. The load control method is characterized by executing a step of changing a packet so as not to be distributed to a physical link connected to a predetermined physical server.
By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, it is possible to stop any of the physical servers that make up the virtualization server without stopping the packet processing by the virtualization server.
According to the invention described in claim 8, an L2 switch for performing link aggregation setting on the first physical link group and each L2 switch connected to one of the second physical link groups, and a single virtual by SSI technology. An OpenFlow switch that is connected between a plurality of virtual servers that are virtualized by a virtualization server and that includes a load detection unit that detects the load of each physical server, and a load control method executed by the virtualization server. When the virtualization server detects a load imbalance by the load detection unit, a packet distribution destination between the first physical link group and the second physical link group is assigned to the OpenFlow switch. Changing, the OpenFlow switch distributes packets between the first physical link group and the second physical link group so that the load of each physical server is leveled. The load control method is characterized by the above.
By doing so, it becomes possible to control to which physical server each packet received from the outside is distributed. Furthermore, the load on these physical servers can be detected without providing a load detection unit on each physical server.
本発明によれば、各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to control to which physical server each packet is distributed.
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態における負荷制御システムSの構成図である。
第1の実施形態の負荷制御システムSは、L2スイッチ1と、物理回線10a〜10dと、OpenFlowスイッチ2と、物理回線20a〜20dと、物理サーバ3A,3Bとを備える。これら物理サーバ3A,3Bは、SSI技術によって仮想化された1台の仮想化サーバ4として動作する。第1の実施形態は、L2スイッチ1の後段に、物理的なOpenFlowスイッチ2を設けて、パケットの中継先を切り替えている。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a load control system S according to the first embodiment.
The load control system S of the first embodiment includes an
L2スイッチ1は、LAG設定部11と、インタフェース12、インタフェース13a〜13dを備えている。インタフェース12は、インターネット9の不図示のエッジに接続される。インタフェース13a〜13dは、それぞれ物理回線10a〜10d(第1の物理リンク群)を介して、OpenFlowスイッチ2のインタフェース22a〜22dに接続される。
The
L2スイッチ1は、パケットに宛先情報として含まれるMAC(Media Access Control)アドレスで中継先を判断して、このパケットを中継する。L2スイッチ1は更に、LAG設定部11により、自身のインタフェース13a〜13dに接続された複数の物理回線10a〜10d(第1の物理リンク群)を束ねる。このように、物理リンク群を束ねることを、リングアグリゲーション設定という。L2スイッチ1は更に、仮想化サーバ4を宛先とするパケットを、LAG設定で束ねられた複数の物理回線10a〜10dのいずれかに中継する。
The
OpenFlowスイッチ2は、振分設定部21と、インタフェース22a〜22dと、インタフェース23a〜23dと、フローテーブル25とを備える。フローテーブル25は、OpenFlowコントローラにより設定される。OpenFlowスイッチ2の振分設定部21は、このフローテーブル25に基づいて、パケットの中継先を切り替える。インタフェース23a,23bは、それぞれ物理回線20a,20b(第2の物理リンク群)を介して、物理サーバ3AのNIC31a,31bに接続される。インタフェース23c,23dは、それぞれ物理回線20c,20dを介して、物理サーバ3BのNIC31c,31dに接続される。以下、各NIC31a〜31dを特に区別しないときには、単にNIC31と記載する。
The
物理サーバ3Aは、NIC31a,31bと負荷検知部32を備える。物理サーバ3Bは、NIC31c,31dと負荷検知部32を備える。この負荷検知部32は、各物理サーバ3A,3Bの負荷の偏りを検知するためのものである。負荷検知部32は、物理サーバ3が備える不図示のCPU(Central Processing Unit)リソース、メモリリソース、NICの通信リソースなどから、それぞれ物理サーバ3A,3Bの負荷を検知する。これら物理サーバ3A,3Bは、SSI技術で仮想化された仮想化サーバ4を具現化する。以下、物理サーバ3A,3Bを区別しないときには、単に物理サーバ3と記載する。
The
仮想化サーバ4は、OpenFlowコントローラとして機能する振分変更部41および処理停止決定部42と、パケットを処理するパケット処理部43を備える。仮想化サーバ4は、複数の物理サーバ3A,3Bによって実現される。
振分変更部41や処理停止決定部42は、負荷検知部32によって物理サーバ3の負荷の偏りを検知すると、OpenFlowスイッチ2のフローテーブル25を設定する。これにより、OpenFlowスイッチ2はパケットの中継先を切り替え、仮想化サーバ4へのパケット振り分け先は変更される。
振分変更部41の動作は、後記する図2で説明する。処理停止決定部42の動作は、後記する図3で説明する。
The
When the
The operation of the
図2は、振分先変更処理を説明するシーケンス図である。
L2スイッチ1が、インターネット9に接続された外部装置からパケットを受信すると(ステップS10)、この振分先変更処理が開始する。このパケットは、仮想化サーバ4を宛先とするものである。L2スイッチ1は、仮想化サーバ4に通信するための物理回線10a〜10dをLAG設定で束ねている。よってL2スイッチ1は、このLAG設定に従って、このパケットの転送先を決定し(ステップS11)、決定した転送先の経路を介してこのパケットを転送する(ステップS12)。このパケットは、物理回線10a〜10dのいずれかを介してOpenFlowスイッチ2に転送される。
FIG. 2 is a sequence diagram illustrating the distribution destination changing process.
When the
このパケットを受信すると、OpenFlowスイッチ2は、振り分け設定に従って、このパケットの転送先を決定し(ステップS13)、決定した転送先の経路を介してこのパケットを転送する(ステップS14)。このパケットは、物理回線20a〜20dのいずれかを介して、複数の物理サーバ3A,3Bのうちいずれかに転送される。なお、この図2では物理サーバ3と記載している。
Upon receiving this packet, the
このパケットを受信すると、物理サーバ3は、SSI技術により仮想化サーバ4にパケットを転送する(ステップS15)。仮想化サーバ4は、このパケットに係る処理を実行する物理サーバ3を決定し(ステップS16)、決定した物理サーバ3に対してこのパケットに係る処理を命令する(ステップS17)。これらステップS15〜S17の処理は、いずれもSSI技術によって実行される。このパケットに係る処理を命令された物理サーバ3は、このパケットに係る処理を実行する(ステップS18)。
なお、ステップS15でパケットを転送する物理サーバ3と、ステップS18でパケットに係る処理を実行する物理サーバ3とは相違する場合がある。この場合には、一方の物理サーバ3から、他方の物理サーバ3へ、処理命令を含んだ信号が送信される。
Upon receiving this packet, the
The
ステップS19において、特定の物理サーバ3で処理の偏りが発生する。仮想化サーバ4は、各物理サーバ3に対して負荷を問い合わせ(ステップS20)、この負荷応答を受信する(ステップS21)。これらステップS20,S21の処理は、仮想化サーバ4が定期的に行う処理(ポーリング)である。
仮想化サーバ4は、特定の物理サーバ3における負荷の偏りを検知すると(ステップS22)、振り分けを変更することを決定する(ステップS23)。仮想化サーバ4は、物理サーバ3における負荷が平準化されるような振り分け設定を算出する。仮想化サーバ4は、算出した振り分け設定への変更要求をOpenFlowスイッチ2に送信する(ステップS24)。
In step S19, processing bias occurs in the specific
When the
振り分け設定の変更要求を受信すると、OpenFlowスイッチ2は、自身の振り分け設定を変更し(ステップS25)、変更完了通知を仮想化サーバ4に応答する(ステップS26)。これにより、各物理サーバ3における負荷が平準化される。
Upon receiving the distribution setting change request, the
図3は、停止処理を説明するシーケンス図である。
図3のステップS30〜S38の処理は、図2に示したステップS10〜S18の処理と同様である。
例えば、システム管理者の操作等に基づき、仮想化サーバ4は、特定の物理サーバ3の処理を停止させることを決定する(ステップS39)。仮想化サーバ4は、この物理サーバ3へパケットを振り分けないように振り分け設定を算出する。仮想化サーバ4は、算出した振り分け設定への変更要求をOpenFlowスイッチ2に送信する(ステップS40)。
FIG. 3 is a sequence diagram illustrating the stop processing.
The processing of steps S30 to S38 in FIG. 3 is the same as the processing of steps S10 to S18 shown in FIG.
For example, the
振り分け設定の変更要求を受信すると、OpenFlowスイッチ2は、自身の振り分け設定を変更し(ステップS41)、振り分け設定の変更完了通知を仮想化サーバ4に応答する(ステップS42)。これ以降、特定の物理サーバ3へパケットが振り分けられなくなる。
Upon receiving the distribution setting change request, the
仮想化サーバ4は、ステップS42の時点から所定時間だけ待つ(ステップS43)。特定の物理サーバ3へのパケットの振り分けを停止した後であっても、この物理サーバ3は、停止前に受信したパケットの処理を行っている場合があるからである。ステップS43以降、システム管理者は、仮想化サーバ4によるパケット処理を中断することなく、特定の物理サーバ3の処理を停止させることができる。
仮想化サーバ4は更に、特定の物理サーバ3のSSIクラスタ設定を解除する(ステップS44)。その後、システム管理者は、この特定の物理サーバ3の処理を停止させるとよい。
なお、仮想化サーバ4は、ステップS42の時点から特定の物理サーバ3の処理状態を監視して、パケットの処理が停止したのちに特定の物理サーバ3のSSIクラスタ設定を解除してもよい。
The
The
The
なお、特定の物理サーバ3へパケットを振り分けないようにした後、この物理サーバ3のOSやアプリケーションのアップデートを行ってもよい。システム管理者は、仮想化サーバ4によるパケット処理を中断することなく、特定の物理サーバ3のOSやアプリケーションのアップデートを行うことができる。
Note that the OS or application of the
図4は、比較例の振分動作を説明する図である。
比較例の負荷制御システムSは、L2スイッチ1と、物理回線10a〜10dと、物理サーバ3A,3Bとを備える。これら物理サーバ3A,3Bは、SSI技術によって仮想化された1台の仮想化サーバ4として動作する。
L2スイッチ1は、LAG設定部11と、インタフェース12、インタフェース13a〜13dを備えている。インタフェース12は、インターネット9の不図示のエッジに接続される。インタフェース13a,13bは、それぞれ物理回線10a,10bを介して、物理サーバ3AのNIC31a,31bに接続される。インタフェース13c,13dは、それぞれ物理回線10c,10dを介して、物理サーバ3AのNIC31c,31dに接続される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the distribution operation of the comparative example.
The load control system S of the comparative example includes an
The
L2スイッチ1は、パケットに宛先情報として含まれるMACアドレスで中継先を判断して、このパケットを中継する。L2スイッチ1は更に、LAG設定部11により、自身のインタフェース13a〜13dに接続された複数の物理回線10a〜10d(第1の物理リンク群)を束ねる。L2スイッチ1は更に、仮想化サーバ4を宛先とするパケットを、LAG設定で束ねられた複数の物理回線10a〜10dのいずれかに中継する。図の破線は、仮想化サーバ4を宛先とするパケットを示している。図4に示した例は、物理回線10a,10bを介して中継されるパケット量が多く、物理回線10c,10dを介して中継されるパケット量が少ないことを示している。このとき、物理サーバ3Aの負荷が大きく、物理サーバ3Bの負荷は小さい。
The
図5は、第1の実施形態の振分動作を説明する図である。
図5に示した例は、物理回線10a,10bを介して中継されるパケット量が多く、物理回線10c,10dを介して中継されるパケット量が少ないことを示している。
更にOpenFlowスイッチ2の振分設定部21(図1参照)は、フローテーブル25(図1参照)に基づいて、パケットの中継先を切り替えている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the distribution operation of the first embodiment.
The example shown in FIG. 5 indicates that the amount of packets relayed via the
Further, the distribution setting unit 21 (see FIG. 1) of the
OpenFlowスイッチ2は、物理回線10aを介して中継されるパケットを、物理回線20aを介して物理サーバ3AのNIC31aに中継する。OpenFlowスイッチ2は、物理回線10bを介して中継されるパケットを、物理回線20cを介して物理サーバ3BのNIC31cに中継する。OpenFlowスイッチ2は、物理回線10cを介して中継されるパケットを、物理回線20bを介して物理サーバ3AのNIC31bに中継する。OpenFlowスイッチ2は、物理回線10dを介して中継されるパケットを、物理回線20dを介して物理サーバ3BのNIC31dに中継する。つまり、OpenFlowスイッチ2は、インタフェース13bを介して中継されるパケットを物理サーバ3BのNIC31cに中継している。OpenFlowスイッチ2は更に、インタフェース13cを介して中継されるパケットを物理サーバ3AのNIC31bに中継している。このように、振り分け先を変更することで、物理サーバ3Aが処理するパケット量と、物理サーバ3Bが処理するパケット量が平準化される。
The
なお、第1の実施形態では、各物理サーバ3A,3Bがそれぞれ複数のNIC31を有している。これにより、OpenFlowスイッチ2は、一方のインタフェース22a〜22dと他方のインタフェース23a〜23dとの間の接続を切り替えるだけで、或る程度のパケット量の平準化を行うことができる。
In the first embodiment, each
図6は、第2の実施形態における負荷制御システムSの構成図である。
第2の実施形態の負荷制御システムSは、第1の実施形態とは異なり、L2スイッチ5の後段に論理のOpenFlowスイッチである振分設定部52が設けられている。この振分設定部52により、パケットの中継先を切り替えさせることができる。
L2スイッチ5は、インタフェース12と、LAG設定部51と、振分設定部52と、インタフェース57a〜57dを備えている。インタフェース12は、インターネット9のエッジ(不図示)と接続されている。インタフェース57a〜57dは、それぞれNIC31a〜31dと接続されている。
LAG設定部51は、論理インタフェース53と、論理インタフェース54a〜54dを備えている。論理インタフェース53は、インタフェース12と論理的に接続されている。論理インタフェース54a〜54dは、それぞれ論理インタフェース55a〜55dと論理的に接続されている。
振分設定部52は、論理インタフェース55a〜55dと、論理インタフェース56a〜56dと、フローテーブル58とを備えている。論理インタフェース56a〜56dは、インタフェース57a〜57dと論理的に接続されている。
FIG. 6 is a configuration diagram of the load control system S according to the second embodiment.
Unlike the first embodiment, the load control system S of the second embodiment is provided with a
The L2 switch 5 includes an
The
The
このように、第2の実施形態では、L2スイッチ5に論理のOpenFlowスイッチである振分設定部52を設けている。これによっても、各パケットを、どの物理サーバに振り分けるかについて制御可能とすることができる。
As described above, in the second embodiment, the L2 switch 5 is provided with the
図7は、第3の実施形態における負荷制御システムSの構成図である。
第3の実施形態の負荷制御システムSは、第1の実施形態とは異なり、OpenFlowスイッチ2に負荷検知部24が設けられている。負荷検知部24は、各インタフェース23a〜23dを介して中継される各パケット量を検知するものである。
この負荷検知部24によって、各物理サーバ3に振り分けられているパケット量を検知し、よって負荷を検知してもよい。
FIG. 7 is a configuration diagram of the load control system S according to the third embodiment.
In the load control system S of the third embodiment, unlike the first embodiment, the
The
(本実施形態の効果)
従来のL2スイッチでは、パケット振り分け先を変更できなかった。しかし第1〜第3の実施形態では、物理のOpenFlowスイッチ2やL2スイッチ1への機能追加により、パケット振り分け先を変更可能としている。これにより、負荷制御システムSは、物理サーバ3の負荷の偏りを解消できる。
更に、特定の物理サーバに処理を集中、もしくは特定の物理サーバでの処理を取りやめることで、OSやアプリケーションのアップデート等をサービス中断なく実行できる。
(Effect of this embodiment)
In the conventional L2 switch, the packet distribution destination cannot be changed. However, in the first to third embodiments, the packet distribution destination can be changed by adding a function to the
Further, by concentrating the processing on a specific physical server or canceling the processing on the specific physical server, it is possible to execute OS and application updates without interrupting the service.
(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(e)のようなものがある。
(a) 第1および第2の実施形態では、物理サーバ3に負荷検知部32が設けられている。第3の実施形態では、OpenFlowスイッチ2に負荷検知部24が設けられて、物理サーバ3へ振り分けられているパケット数を検知して負荷を検知している。しかし、これに限られず、L2スイッチに論理のOpenFlowスイッチと負荷検知部とが設けられてもよい。これにより、各物理サーバへ振り分けられているパケット数を検知して、各物理サーバの負荷を検知することができる。よって、各物理サーバへのパケット数を平準化し、各物理サーバの負荷を平準化することができる。
(b) 各物理サーバの数は2台に限定されず、3台以上であってもよい。
(c) 各物理サーバが有するNIC数は、2個に限定されない。
(d) OpenFlowスイッチの動作は、一方の物理リンク群と他方の物理リンク群との間のパケットを一対一で振り分ける動作に限定されず、任意の基準で振り分けてもよい。
(e) 仮想化サーバが各物理サーバの負荷を監視することに限定されない。各物理サーバが自身の負荷を監視し、負荷が所定閾値を超えたときに仮想化サーバに通知してもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following (a) to (e) are available.
(A) In the first and second embodiments, the
(B) The number of each physical server is not limited to two and may be three or more.
(C) The number of NICs each physical server has is not limited to two.
(D) The operation of the OpenFlow switch is not limited to the operation of allocating the packets between one physical link group and the other physical link group on a one-to-one basis, and may be allocated on an arbitrary basis.
(E) The virtualization server is not limited to monitoring the load of each physical server. Each physical server may monitor its own load and notify the virtualization server when the load exceeds a predetermined threshold.
S 負荷制御システム
1 L2スイッチ
10a〜10d 物理回線 (第1の物理リンク群)
11 LAG設定部
12,13a〜13d インタフェース
2 OpenFlowスイッチ
20a〜20d 物理回線 (第2の物理リンク群)
21 振分設定部
22a〜22d,23a〜23d インタフェース
24 負荷検知部
25 フローテーブル
3 物理サーバ
3A 物理サーバ
3B 物理サーバ
31a〜31d NIC
32 負荷検知部
4 仮想化サーバ
41 振分変更部
42 処理停止決定部
43 パケット処理部
5 L2スイッチ
51 LAG設定部
52 振分設定部
53,54a〜54d,55a〜55d,56a〜56d 論理インタフェース
57a〜57d インタフェース
58 フローテーブル
9 インターネット
S
11
21
32
Claims (8)
前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、
それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、
を備え、
前記物理サーバは、自身の負荷を検知する負荷検知部を備え、
前記仮想化サーバは、各前記物理サーバが備える前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させる振分変更部を備える、
ことを特徴とする負荷制御システム。 An L2 switch for performing link aggregation setting on the first physical link group,
An OpenFlow switch that distributes packets between the first physical link group and the second physical link group;
A plurality of physical servers each connected to one of the second physical link groups and virtualized into a single virtualized server by SSI (Single System Image) technology;
Equipped with
The physical server includes a load detection unit that detects its own load,
When the load detection unit included in each physical server detects a load bias, the virtualization server causes the OpenFlow switch to connect between the first physical link group and the second physical link group. A distribution changing unit for changing the packet distribution destination is provided.
A load control system characterized in that
ことを特徴とする請求項1に記載の負荷制御システム。 When the OpenFlow switch receives an instruction to change the distribution destination of packets between the first physical link group and the second physical link group, the OpenFlow switch is configured to level the load of each physical server. Sort packets between one physical link group and the second physical link group,
The load control system according to claim 1 , wherein:
前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、
それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、
を備え、
前記仮想化サーバは、前記OpenFlowスイッチに対して、第2の物理リンク群のうち所定の物理サーバに接続される物理リンクに対して、パケットを振り分けないように変更させる処理停止決定部を備える、
ことを特徴とする負荷制御システム。 An L2 switch for performing link aggregation setting on the first physical link group,
An OpenFlow switch that distributes packets between the first physical link group and the second physical link group;
A plurality of physical servers each connected to one of the second physical link groups and virtualized into a single virtualized server by SSI (Single System Image) technology;
Equipped with
The virtualization server includes a processing stop determination unit that causes the OpenFlow switch to change so as not to distribute packets to a physical link connected to a predetermined physical server in the second physical link group.
Load control system that is characterized in that.
ことを特徴とする請求項3に記載の負荷制御システム。 The processing stop determination unit causes the OpenFlow switch to change so as not to distribute packets to a physical link connected to a predetermined physical server in the second physical link group, and a predetermined time has elapsed. After that, the predetermined physical server is stopped,
The load control system according to claim 3 , wherein:
前記第1の物理リンク群と第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるOpenFlowスイッチと、
それぞれが前記第2の物理リンク群のいずれかに接続され、かつSSI(Single System Image)技術によって単一の仮想化サーバに仮想化された複数の物理サーバと、
を備え、
前記OpenFlowスイッチは、各前記物理サーバの負荷を検知する負荷検知部を備え、
前記仮想化サーバは、前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させる振分変更部を備える、
ことを特徴とする負荷制御システム。 An L2 switch for performing link aggregation setting on the first physical link group,
An OpenFlow switch that distributes packets between the first physical link group and the second physical link group;
A plurality of physical servers each connected to one of the second physical link groups and virtualized into a single virtualized server by SSI (Single System Image) technology;
Equipped with
The OpenFlow switch includes a load detection unit that detects the load of each physical server,
When the load detection unit detects a load imbalance, the virtualization server changes the packet distribution destination between the first physical link group and the second physical link group with respect to the OpenFlow switch. Equipped with a distribution changer to
Load control system that is characterized in that.
前記仮想化サーバが、各前記物理サーバが備える前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させるステップ、
前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、
を実行することを特徴とする負荷制御方法。 And L2 switch for link aggregation settings for the first physical link group, each connected to one of second physical links group, and virtualized into a single virtual server by SSI technology, its A load control method executed by an OpenFlow switch connected between a plurality of physical servers having a load detection unit for detecting a load and the virtualization server, comprising :
When the virtualization server detects a load bias by the load detection unit included in each physical server, the OpenFlow switch is connected to the first physical link group and the second physical link group between the first physical link group and the second physical link group. Steps for changing the packet distribution destination,
The OpenFlow switch, so that the load of each said physical server is leveled, the step for distributing packets between the second physical link group and the first physical link group,
A load control method comprising:
前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、
前記仮想化サーバが、前記OpenFlowスイッチに対して、第2の物理リンク群のうち所定の物理サーバに接続される物理リンクに対して、パケットを振り分けないように変更させるステップ、
を実行することを特徴とする負荷制御方法。 An L2 switch that performs link aggregation setting for the first physical link group, and a plurality of L2 switches that are each connected to one of the second physical link groups and that are virtualized to a single virtualization server by SSI technology. A load control method executed by an OpenFlow switch connected to a physical server and the virtualization server, comprising :
The OpenFlow switch, so that the load of each said physical server is leveled, the step for distributing packets between the second physical link group and the first physical link group,
A step in which the virtualization server causes the OpenFlow switch to change so as not to distribute a packet to a physical link connected to a predetermined physical server in the second physical link group;
A load control method comprising:
前記仮想化サーバが、前記負荷検知部によって負荷の偏りを検知すると、前記OpenFlowスイッチに対して、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットの振り分け先を変更させるステップ、
前記OpenFlowスイッチが、各前記物理サーバの負荷が平準化されるように、前記第1の物理リンク群と前記第2の物理リンク群との間のパケットを振り分けるステップ、
を実行することを特徴とする負荷制御方法。 An L2 switch that performs link aggregation setting for the first physical link group, and a plurality of L2 switches that are each connected to one of the second physical link groups and that are virtualized to a single virtualization server by SSI technology. A load control method executed by an OpenFlow switch, which is connected to a physical server and includes a load detection unit that detects a load of each physical server, and the virtualization server ,
When the virtualization server detects a load imbalance by the load detection unit, the distribution destination of packets between the first physical link group and the second physical link group is changed with respect to the OpenFlow switch. Step to make,
The OpenFlow switch, so that the load of each said physical server is leveled, the step for distributing packets between the second physical link group and the first physical link group,
A load control method comprising:
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