JPWO2011043011A1 - 仮想サーバシステム、その自律制御サーバ、そのデータ処理方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

仮想サーバシステム、その自律制御サーバ、そのデータ処理方法およびコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

複数の仮想サーバ(311〜3mn)が稼働する複数の物理サーバ(31〜3m)と通信網(1)で接続されている自律制御サーバ(2)が、第一パスの処理として複数の物理サーバ(31〜3m)の最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の仮想サーバ(311〜3mn)の処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する。従って、仮想サーバ(311〜3mn)の処理性能の要求量を満たすリソース量を仮想サーバ(311〜3mn)に割り当てることができる。これにより、仮想サーバのキャパシティ不足や無駄な空きリソースの発生を回避することができる仮想サーバシステムを提供する。

Description

本発明は、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと自律制御サーバとが通信網で接続されている仮想サーバシステム、その自律制御サーバ、そのデータ処理方法およびコンピュータプログラム、に関する。
近年、一台の物理サーバにソフトウェアによって複数の仮想サーバを構築し、それら複数の仮想サーバで複数の処理を同時に実行するための仮想サーバ技術が実現されている。このような仮想サーバ技術によれば、通信網によって接続された複数の物理サーバで複数の仮想サーバを同時に稼働させるためのシステムも構築することが可能である。
このような複数の物理サーバで複数の仮想サーバが稼働する仮想サーバシステムでは、物理サーバの空きリソースの処理性能を動的に計測し、性能の異なる物理サーバで稼働する仮想サーバの処理性能を比較する技術が従来から知られている。
複数の物理サーバで仮想サーバを稼働させる仮想サーバ環境において、複数の物理サーバの処理能力の余裕を同じ基準で計測する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第4240062号広報
しかしながら上述のような従来の仮想サーバシステムでは、異機種混在環境における物理サーバの性能計測方法については言及されているが、具体的な性能計測プログラムの実行方法については何ら規定していない。そのため、ベンチマークプログラムの単純な実行だけでは、実際に仮想サーバを稼働させた場合の処理性能を正確に判断することが困難であるという問題点があった。
本発明は、上述のような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、ベンチマークプログラムの単純な実行だけでは判断することが困難な仮想サーバの実行時の処理性能を見積もる方法を提供することを目的とする。
本発明の仮想サーバシステムは、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと、複数の物理サーバと通信網で接続されている少なくとも一個の自律制御サーバと、を有し、自律制御サーバが、第一パスの処理として複数の物理サーバの最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する、性能計測実行手段を有する。
本発明の自律制御サーバは、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されており、第一パスの処理として複数の物理サーバの最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する、性能計測実行手段を有する。
本発明のデータ処理方法は、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されている自律制御サーバのデータ処理方法であって、第一パスの処理として複数の物理サーバの最大処理性能を各々計測し、第二パスの処理として複数の仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する。
本発明のコンピュータプログラムは、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されている自律制御サーバのコンピュータプログラムであって、第一パスの処理として複数の物理サーバの最大処理性能を各々計測する処理と、第二パスの処理として複数の仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する処理と、を有する。
本発明の仮想サーバシステムでは、複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されている自律制御サーバが、第一パスの処理として複数の物理サーバの最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する。従って、仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を仮想サーバに割り当てることができる。この結果、仮想サーバのキャパシティ不足や無駄な空きリソースの発生を回避することができる。その理由は、仮想サーバの処理性能を二段階の計測で分析することにより、仮想サーバの処理性能の要求量を満たすのに必要十分なリソースの割当量を調整するためである。
上述した目的、および、その他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、および、それに付随する以下の図面によって、さらに明らかになる。
本発明の実施の第一の形態の構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の実施の第一の形態の動作を示すフローチャートである。 リソース要求量のデータ構造を示す模式図である。 リソースの最大処理性能のデータ構造を示す模式図である。 本発明の実施の第一の形態の動作を示すフローチャートである。 リソースの割当量のデータ構造を示す模式図である。 計測されたリソースの使用量とCPU使用率のデータ構造を示す模式図である。 修正されたリソースの割当量のデータ構造を示す模式図である。 再計測されたリソースの使用量とCPU使用率のデータ構造を示す模式図である。 本発明の実施の第二の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第二の形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の第二の形態の動作を示すフローチャートである。
[実施の第一の形態]
本発明の実施の第一の形態を図1ないし図9を参照して以下に説明する。
図1に示すように、本実施の形態の仮想サーバシステム100は、複数の物理サーバ31〜3m(mは正数)と、物理サーバ31〜3mで稼働する各仮想サーバを管理する自律制御サーバ2と、をハードウェアとして有する。
自律制御サーバ2と物理サーバ31〜3mとは、通信網1を介して接続されている。物理サーバ31〜3mは、例えば、記録媒体(磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスク等)からRAM(Random Access Memory)等のメモリに格納されたコンピュータプログラムにしたがって、CPU(Central Processing Unit)が通信制御装置の動作制御等の各種のデータ処理を実行するコンピュータ装置によって実現されている。
物理サーバ31〜3mには、実装されているコンピュータプログラムにより仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnが論理的に実現されている。図1では、物理サーバ31で稼働する仮想サーバに符号311〜31nを付与し、物理サーバ3mで稼働する仮想サーバに符号3m1〜3mnを付与して識別している(nは正数)。
自律制御サーバ2も、物理的には物理サーバ31〜3mと同様なコンピュータ装置で実現されており、実装されているコンピュータプログラムにより、リソース情報収集部21、パラメータ生成部22、性能計測実行部23、計測結果受信部24およびリソース情報記憶部25、が論理的に実現されている。
リソース情報収集部21は、物理サーバ31〜3mおよび仮想サーバ311〜3mnから、それぞれのCPU使用率、メモリ使用率、記録媒体の入出力性能値(例えば最大データ転送速度に対する入出力データ転送速度の割合)、通信制御装置の入出力性能値(伝送速度や使用帯域等)等をリソース情報として取得する。
パラメータ生成部22は、第一パスでは物理サーバの最大処理性能を計測するためのパラメータを生成する。また、第二パスでは仮想サーバの処理性能の要求量に応じたパラメータを生成する。
性能計測実行部23は、物理サーバ31〜3mで稼働する性能計測用仮想サーバ311〜3m1に性能計測の指示を送り、性能計測処理を実行する。計測結果受信部24は、物理サーバ31〜3mの性能計測用仮想サーバ311〜3m1で計測された性能計測結果を受信する。
リソース情報記憶部25は、計測結果受信部24が受信した性能計測結果をリソースごとの性能情報として記憶する。上述のような自律制御サーバ2の各部21〜25は、前述のように実装されているコンピュータプログラムにより論理的に実現されている。
このようなコンピュータプログラムは、例えば、物理サーバ31〜3mおよび仮想サーバ311〜3mnから、それぞれのCPU使用率等をリソース情報として取得するリソース情報収集処理、第一パスでは物理サーバの最大処理性能を計測するためのパラメータを生成し、第二パスでは仮想サーバの処理性能の要求量に応じたパラメータを生成するパラメータ生成処理、物理サーバ31〜3mで稼働する性能計測用仮想サーバ311〜3m1に性能計測の指示を送り、性能計測処理を実行する性能計測実行処理、物理サーバ31〜3mの性能計測用仮想サーバ311〜3m1で計測された性能計測結果を受信する計測結果受信処理、計測結果受信部24が受信した性能計測結果をリソースごとの性能情報として記憶するリソース情報記憶処理等の各種処理を、自律制御サーバ2に実行させるように記述されている。
上述のような構成において、本実施の形態の仮想サーバシステム100では、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnの処理性能を二段階の計測で分析することにより、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnの処理性能の要求量を満たすのに必要十分なリソースの割当量を調整し、その要求量を満たすリソース量を仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnに割り当てることができるため、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnのキャパシティ不足や無駄な空きリソースの発生を回避することができる。
ここで、図2ないし図9を参照して実施の第一の形態の仮想サーバシステム100を詳細に説明する。図2は図1に示した仮想サーバシステム100が備える自律制御サーバ2の処理手順を示すフローチャートである。
実施の第一の形態の仮想サーバシステム100では、複数の物理サーバ31〜3mの最大処理性能を計測する第一パスと、要求量に応じた仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnの処理性能を計測する第二パスの二段階で、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnの処理性能を計測する一例を示す。
自律制御サーバ2は、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnが必要とする処理性能としてリソース要求量がリソース情報記憶部25に、あらかじめ記憶されているものとする。リソース要求量の一例を図3に示す。
図2に示すように、自律制御サーバ2は、まずリソース情報収集部21が、パラメータ生成部22に物理サーバ31〜3mの最大性能計測を指示する(ステップA1)。パラメータ生成部22は、最大性能計測を指示するパラメータを生成し、性能計測実行部23を呼び出す(ステップA2)。
ここで、最大性能計測を指示するパラメータは、専用のフラグをONにしたり、パラメータの値を−1などの特殊なものに設定したり、またはその他の方法で指定するものとする。
性能計測実行部23は、物理サーバ31〜3mの性能計測用仮想サーバ311〜3m1を呼び出して、複数の物理サーバ31〜3mで仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnを稼働させた場合の最大処理性能を計測する(ステップA3)。
ここで、最大処理性能を計測する方法は、ベンチマークプログラムの実行やその他の専用プログラムを用いた計測など、従来技術を用いて実現するものであり、ここでは特に制限しない。計測した最大処理性能の例を図4に示す。
最後に、計測結果受信部24は、性能計測用仮想サーバ311〜3m1から通知された計測結果を受信して、リソース情報記憶部25に記憶する(ステップA4)。この時点で、第一パスが終了し、物理サーバ31〜3mの最大処理性能の計測が完了する。
図5に示すように、続けて、第二パスの計測を実行する。自律制御サーバ2は、まずリソース情報収集部21が、リソース情報収集部21から仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnのリソース要求量(図3)と物理サーバ31〜3mの最大処理性能(図4)を取得し、パラメータ生成部22に要求量に応じた性能計測を指示する(ステップB1)。
パラメータ生成部22は、要求量に応じた性能計測を指示するパラメータ(リソースの割当量)を生成し、性能計測実行部23を呼び出す(ステップB2)。生成した割当量の例を図6に示す。
ここでは、物理サーバのCPU使用率の1/3を割り当てるようにパラメータが生成されている。また、CPU以外のリソースは、物理的なデータ量が絶対値で指定されている。
性能計測実行部23は、物理サーバ31〜3mの性能計測用仮想サーバ311〜3m1を呼び出して、複数の物理サーバ31〜3mで仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnを稼働させた場合の要求量に応じた性能を計測する(ステップB3)。
ここで、要求量に応じた処理性能を計測する方法は、ベンチマークプログラムの実行やその他の専用プログラムを用いた計測など、従来技術を用いて実現するものであり、ここでは特に制限しない。
要求量を元に計測した仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnのリソースの計測結果とCPU使用率の例を図7に示す(I/Oに対応するCPU使用率は主にI/Oの仮想化に使用されるCPU負荷を示している)。
計測結果受信部24は、性能計測用仮想サーバ311〜3m1から通知された計測結果を受信して、リソース情報記憶部25に記憶する(ステップB4)。リソース情報収集部21は、収集された計測結果が要求量を満たしているかどうかを判定する(ステップB5)。
要求量を満たしていない場合、リソース情報収集部21は、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnのリソース要求量(図3)、その物理サーバ(以下3iとする)の最大処理性能(図4)、リソースの計測結果(図7)を取得し、パラメータ生成部22に要求量に応じた性能計測を指示する(ステップB5のN)。
パラメータ生成部22は、リソースの計測結果からCPUの割当量が不足していると判断し、各リソースのCPU使用率が不足しないようにパラメータ(リソースの割当量)を修正し、性能計測実行部23を呼び出す(ステップB6)。修正した割当量の例を図8に示す。ここでは、物理サーバ3iのCPU使用率の2/3を割り当てるようにパラメータが修正されている。
性能計測実行部23は、物理サーバ3iの性能計測用仮想サーバ3i1を呼び出して(図示せず)、物理サーバ3iで仮想サーバ3i1〜3inを稼働させた場合の要求量に応じた性能を計測する(ステップB3)。修正した割当量を元に計測した仮想サーバ3i1〜3inのリソースの計測結果とCPU使用率の例を図9に示す。
計測結果受信部24は、性能計測用仮想サーバ3i1から通知された計測結果を受信して、リソース情報記憶部25に記憶する(ステップB4)。リソース情報収集部21は、収集された計測結果が要求量を満たしているかどうかを判定する(ステップB5)。
要求量を満たしている場合、リソース情報収集部21は、修正したパラメータをリソース要求量に対するリソースの割当量として確定させる(ステップB5のY)。この時点で、第二パスが終了し、複数の物理サーバ31〜3mで仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnを稼働させた場合の要求量に応じた処理性能の計測が完了する。
本実施例の仮想サーバシステム100によれば、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnの処理性能の要求量を満たすリソース量を仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnに割り当てることができるため、仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnのキャパシティ不足や無駄な空きリソースの発生を回避することができる。
[実施の第二の形態]
次に、本発明の実施の第二の形態について図10ないし図12を参照して詳細に説明する。
図10を参照すると、本発明の実施の第二の形態の仮想サーバシステム200は、自律制御サーバ2が、図1に示された実施の第一の形態における自律制御サーバ2の構成に加え、リソース要求量受付部26、物理サーバ登録受付部27を有する点で異なる。
また、物理サーバ31〜3mに加えて、新しい物理サーバ3xが追加されている点で異なる。さらに、自律制御サーバ2に対してリソース要求量を送信するクライアント4が追加されている点で異なる。
クライアント4は、リソース要求量送信部41を備えている。リソース要求量送信部41は、オペレータやプログラム、通信などによって、外部から指定されたリソース要求量を自律制御サーバ2のリソース要求量受付部26に送信する。
自律制御サーバ2のリソース要求量受付部26は、クライアント4のリソース要求量送信部41から送信されるリソース要求量を受け取り、リソース情報収集部21を経由して、リソース情報記憶部25に記憶する。
物理サーバ3xは、オペレータによる手動操作やOS(Operating System)の自動起動処理などにより、性能計測用仮想サーバ3x1を起動することにより、自律制御サーバ2の物理サーバ登録受付部27に物理サーバ3xを登録する。
自律制御サーバ2の物理サーバ登録受付部27は、登録された物理サーバ3xに対して、リソース情報を収集するための第一パスの処理を実行するように、リソース情報収集部21に指示を出す。
本実施の形態の動作を図面を参照して詳細に説明する。図11は図10に示した仮想サーバシステム200が備える自律制御サーバの実施の第二の形態の処理手順を示すフローチャートである。
実施の第二の形態の仮想サーバシステム200では、物理サーバが新たに設置された場合に第一パスの処理が実行され、また、リソース要求量が新たに指定された場合に第二パスの処理が実行されることにより、物理サーバの追加やリソース要求量が変更された場合にも、その時点で必要な計測だけを実行できる例を示す。
自律制御サーバ2は、設置済みの物理サーバ31〜3mのリソース情報を収集済みでリソース情報記憶部25に記憶しているものとする。図11に示すように、物理サーバ3xが新たに管理対象に追加される場合、物理サーバ3xの性能計測用仮想サーバ3x1が、自律制御サーバ2の物理サーバ登録受付部27に物理サーバ3xを登録する(ステップC1)。
物理サーバ登録受付部27は、物理サーバ3xに対して第一パスの処理を実行するようにリソース情報収集部21に指示する(ステップC2)。リソース情報収集部21は、パラメータ生成部22に物理サーバ3xの最大性能計測を指示する(ステップC3)。これ以降の処理は図2のステップA2〜A4と同様に進む。
以上の処理によって、物理サーバ3xが追加された時点で、第一パスの処理が実行され、物理サーバ3xの最大処理性能の計測が完了する。
図12に示すように、クライアント4でオペレータやプログラム、通信などによって、リソース要求量(図3)が入力された場合、リソース要求量送信部41はリソース要求量を自律制御サーバ2のリソース要求量受付部26に送信する(ステップD1)。
リソース要求量受付部26は、リソース情報収集部21にリソース要求量(図3)を渡し、リソース情報の収集を指示する(ステップD2)。リソース情報収集部21は、受け取ったリソース要求量をリソース情報記憶部25に記憶する(ステップD3)。
これ以降の処理は図5のB1〜B6と同様に進む。以上の処理によって、リソース要求量が入力された時点で、第二パスの処理が実行され、複数の物理サーバ31〜3mで仮想サーバ311〜31n,3m1〜3mnを稼働させた場合の要求量に応じた処理性能の計測が完了する。
本実施例の仮想サーバシステム200によれば、物理サーバが新たに設置された場合に第一パスの処理が実行され、また、リソース要求量が新たに指定された場合に第二パスの処理が実行されるため、物理サーバの追加やリソース要求量が変更された場合にも、その時点で必要な計測だけを実行することができる。
この出願は、2009年10月 9日に出願された日本出願特願2009−235332号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てを、ここに取り込む。

Claims (14)

  1. 複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと、複数の前記物理サーバと通信網で接続されている少なくとも一個の自律制御サーバと、を有し、
    前記自律制御サーバが、第一パスの処理として複数の前記物理サーバの最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の前記仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する、性能計測実行手段を有する仮想サーバシステム。
  2. 前記物理サーバが性能計測用仮想サーバを有し、
    前記第一パスの処理として、前記性能計測用仮想サーバが稼働する前記物理サーバの情報を前記自律制御サーバに登録することで前記最大処理性能を計測することを特徴とする請求項1に記載の仮想サーバシステム。
  3. 前記性能計測実行部は、複数の前記物理サーバで稼働する前記性能計測用仮想サーバに性能計測の指示を送って性能計測処理を実行させ、前記物理サーバの前記性能計測用仮想サーバで計測された性能計測結果を取得することを特徴とする請求項2に記載の仮想サーバシステム。
  4. 前記第二パスの処理として、前記リソース要求量が事前に登録されているリソース情報記憶手段を前記自律制御サーバが有することにより前記リソース量が決定されることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の仮想サーバシステム。
  5. 前記自律制御サーバが、前記第一パスでは前記物理サーバの最大処理性能を計測するためのパラメータを生成するパラメータ生成手段を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の仮想サーバシステム。
  6. 前記性能計測実行部は、複数の前記物理サーバの前記性能計測用仮想サーバを呼び出して、前記パラメータにより複数の前記物理サーバで複数の前記仮想サーバを稼働させた場合の前記最大処理性能を各々計測することを特徴とする請求項5に記載の仮想サーバシステム。
  7. 前記自律制御サーバは、事前に登録されている前記リソース要求量と複数の前記物理サーバの前記最大処理性能を取得し、前記パラメータ生成部に要求量に応じた性能計測を指示するリソース情報収集部を有することを特徴とする請求項6に記載の仮想サーバシステム。
  8. 前記パラメータ生成手段が、前記第二パスでは前記仮想サーバの処理性能の要求量に応じたパラメータを生成することを特徴とする請求項7に記載の仮想サーバシステム。
  9. 前記性能計測実行部は、複数の前記物理サーバの前記性能計測用仮想サーバを呼び出して、前記パラメータにより複数の前記物理サーバで複数の前記仮想サーバを稼働させた場合の要求量に応じた性能を計測する請求項8に記載の仮想サーバシステム。
  10. 前記リソース情報収集部は、収集された前記計測結果が前記要求量を満たしていない場合、複数の前記リソース要求量、その前記物理サーバの最大処理性能、リソースの前記計測結果を取得し、前記パラメータ生成部に前記要求量に応じた性能計測を指示する請求項9に記載の仮想サーバシステム。
  11. 前記物理サーバはCPUを有し、
    前記パラメータ生成部は、リソースの前記計測結果から前記CPUの割当量が不足していると判断し、各リソースのCPU使用率が不足しないように前記パラメータを修正し、
    前記性能計測実行部は、前記物理サーバの前記性能計測用仮想サーバを呼び出して、修正された前記パラメータにより前記物理サーバで複数の前記仮想サーバを稼働させた場合の前記要求量に応じた性能を再度計測する請求項10に記載の仮想サーバシステム。
  12. 複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されており、
    第一パスの処理として複数の前記物理サーバの最大処理性能を各々計測するとともに、第二パスの処理として複数の前記仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する、性能計測実行手段を有する自律制御サーバ。
  13. 複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されている自律制御サーバのデータ処理方法であって、
    第一パスの処理として複数の前記物理サーバの最大処理性能を各々計測し、
    第二パスの処理として複数の前記仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する、データ処理方法。
  14. 複数の仮想サーバが稼働する複数の物理サーバと通信網で接続されている自律制御サーバのコンピュータプログラムであって、
    第一パスの処理として複数の前記物理サーバの最大処理性能を各々計測する処理と、
    第二パスの処理として複数の前記仮想サーバの処理性能の要求量を満たすリソース量を各々決定する処理と、
    を有するコンピュータプログラム。
JP2011535261A 2009-10-09 2010-07-07 仮想サーバシステム、その自律制御サーバ、そのデータ処理方法およびコンピュータプログラム Active JP5541289B2 (ja)

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