TW583540B

TW583540B - Method and apparatus for enforcing capacity limitations in a logically partitioned system

Info

Publication number: TW583540B
Application number: TW090123784A
Authority: TW
Inventors: Jeffrey P Kubala; Jeffrey M Nick; Peter B Yocom
Original assignee: Ibm
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2004-04-11
Also published as: JP4267225B2; US7096469B1; JP2002182934A

Description

B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 ·發明領域本發明與用於在邏輯分割的資訊處理系統内加強容量限制的方法與裝置’尤其是與依照軟體使用許可協議所施加用於加強這種容量限制之方法與裝置有關。 2·相關技藝説明如上述般，本發明與在邏輯分割系統内容量限制的強化有關，就像是程式使用許可協議所施加的限制。在預備探纣本發明所指出的問題之前，會先依序簡短探討邏輯分個的系統以及現有的資源與工作負載管理方法。邏輯分割是源自於目前IBM S/390電腦硬體平台前身的概念’在今日許多S/3 90硬體機器都是以已知的邏輯分割 (LPAR)模式來運作，其中機器的實體資源會分割形成複數個稱爲邏輯分割的邏輯機器。更特別的是，每個邏輯分割會當成邏輯機器而在分割内程式運作（類似於眞實實體機器的行爲），但擁有該機器資源的子集。邏輯分割允許在單一實體中央電子複雜裝置（CEC )或稱爲中央處理器複雜裝置（CPC)内建立複數個系統影像，每個系統影像都可當成個別電腦系統來運作。也就是，每個邏輯分割可獨立重設、每個邏輯分割都可用不同的作業系統載入，以及可運用使用不同輸入/输出（1/〇 )裝置的不同軟體程式來運作。在今日邏輯分割已經受到廣泛應用，因爲其提供使用者改變邏輯分割使用數量以及指派給每個分割的實體系統資源數量的能力，在某些案例中，這可同時 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 583540 A7 B7 五、發明説明（2 ) 發生在整個中央處理器複雜裝置繼續運作之時。邏輯分割電腦系統爲業界内熟知的，並且在第4,564,903 號（Guyette等人）、第4,843,541號（Bean等人）以及第 5,564,040號（Kubala)美國專利内有所説明，在此併入當成參考。邏輯分割系統的商業具體實施例包含具有Processor Resource/Systems Manager™ (PR/SMtm)功能的 IBM S/390 處理器，並説明於2000年6月的IB M出版刊物Processor Resource/Systems Manager Planning Guide，GA22-7236-06 内，在此併入當成參考。工作負載管理就是由作業系統所管理的工作單元（處理、緒等等）會組織成等級（稱爲服務等級或目標等級，就是依照系統資源如何符合預定目標來提供系統資源）之概念。資源會從寄宿主等級重新指派到接收器等級，若這種重新指派所產生的接收器等級效能改善超過寄宿主等級的效能惡化，這在效能上會有淨的正效果，如同由預定效能準則所決定的。這種工作負載管理不同於大多數作業系統所執行的傳統資源管理，其中資源的指派不僅由其在工作單元到資源重新指派之處的效果所決定，也由其在所取用工作單元上的效果來決定。此一般類型的工作負載管理程式公佈在下列共用擁有的專利、申請中專利申請案以及無專利公開部分内，在此併入當成參考：由 D. F. Ferguson 等人所提出名爲"Workload Manager for Achieving Transaction Class Response Time Goals in a -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 583540 A7 B7 五、發明説明（3 )

Multiprocessing System"的第 5,504,894 號美國專利；由 J. D. Aman 等人所提出名爲"Apparatus and Method for Managing a Data Processing System Workload According to Two or Mote Distinct Processing Goals"的第 5,473,773 號美國專利；由 C. Κ· Eilert 等人所提出名爲"Apparatus and Method for Managing a Server Workload According to Client Performance Goals in a Client/Server Data Processing System”的第5,537,542號美國專利；由 J. D. Aman 等人所提出名爲"System of Assigning Work Requests Based on Classifying in to an Eligible Class Where the Criteria Is Goal Oriented and Capacity Information is Available"的第 5,603,029 號美國專利；由C· Κ· Eilert等人由1995年2月3日所提出名爲 MApparatus and Method for Managing a Distributed Data Processing System Workload According to a Plurality of Distinct Processing Goal Types"，序號爲 08/383，168 號的美國專利；由C· Κ· Eilert等人於1995年2月3日所提出名爲"Multi-System Resource Capping” ，序號爲 08/383,042 的美國專利；由J· D· Aman等人由1995年6月7日所提出名爲 ,f Apparatus and Accompanying Method for Assigning Session Requestsina Multi-Server Sysplex Environment"， -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 583540 A7 __ B7__ 五、發明説明（4 ) 序號爲08/488,374號的美國專利； MVS 計劃：1996 年 IBM 出版刊物 GC28-1761-00，

Workload Management ; MVS程式規劃：1996年IBM出版刊物GC28-1773- 00，Workload Management Services 〇對於專利與申請案來説，第5,504,894號與5,473,773號美國專利公佈基本工作負載管理系統，第5,537,542號美國專利公佈第5,473,773號美國專利的工作負載管理系統用於主從式系統的特定應用，申請案08/383,168與08/383,042公佈第5,473,773號美國專利的工作負載管理系統用於多重互連系統的特定應用，第5,603,029號美國專利與在多系統複雜裝置（"sysplex")内工作要求的指派有關，以及申請案 08/488,374與在這種複雜系統内作業要求的指派有關。兩個無專利的公開案説明在IBM® OS/390™ (以前爲MVS® )作業系統内工作管理的實施。最近的邏輯分割叢集技術結合邏輯分割管理以及工作負载管理的領域。如同在由j· p Kubala等人在1999年9月2 8 曰所提出共同待審中的申請案（在此併入當成參考）内之説明，在一個操作模式内，LP管理程式106會將邏輯分割 1〇8當成群組來管理，在此稱爲lP叢集（LPC)或簡易叢集。叢集可包含特定機器102上所有的邏輯分割1〇8、特定機器102上分割1〇8的子集或甚至來自不同機器1〇2的分割108。LP管理程式106可指派特定量的機器資源（在本發明的案例中像是共享的CPU容量）到整個叢集，當存

583540 A7 _____ B7 五、發明説明（5 ) 在資源競爭時叢集受限於該特定量，但是在缺乏競爭時就有可能可以使用額外數量的資源。除了將共享的機器資源分配給整個叢集以外，L P管理程式1 〇 6可在（在此操作模式内）邏輯分割1 〇 8之間分配資源，依照指派給個別分割的邏輯分割權値來製造叢集。有關此權値的範例，可考慮由四個邏輯分割（LP1-LP4 )所構成並且有400 MIPS (每秒百萬指令）總CPU容量的LP叢集。假設LP1-LP4分別指派有2 0、3 0、4 0與1 0的權値，而總叢集權値爲1 0 0。在此範例中，若c P U有競爭，則分割 LP1-LP4 允許有分別 80 MIPS、120 MIPS、160 MIPS 與 40 MIPS的執行容量，而總容量等於400 MIPS的叢集容量。以此背景，就可討論本發明所指出的問題。首先，是有關像是S/390這種伺服器平台有哪種軟體有使用許可，現今大多數的S/390軟體（IBM開發的軟醴或供應商開發的軟體）會根據其所執行的實體機器大小來計價。在具有一個中央處理器單元（CPU)的機器（在此所謂的「機器」爲實體機器）上執行之應用程式要比在10個CPU的機器上執行要便宜許多，價格與應用程式實際所做的工作量無關。此價格法則可讓末端使用者建立並非最佳的組態，以降低軟體成本。例如，若使用者要用新的軟體產品開始小規模實驗，使用者可用小機器執行此新產品，取代在現有大型機器上執行，以保持軟體價格下降。此必然會有與其他機器交涉的額外管理負擔，並不允許安裝利用到上述邏輯分割叢集技術的優點。因爲S/390機器會成長的比許多客本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 583540 A7 ___ B7 五、發明説明（6 ) 户工作負載還迅速，所以會這些問題加重。若要陳述不同之處，則有今日在S/390平台軟體上大多授權給整部機器使用，對於大多數軟體定價都根據其所執行的機器總容量而言（通常表示爲每秒百萬指令，或 MIPS )，增加機器的容量就會提高使用者的軟體使用許可成本。若已知的程式產品使用到機器的整個容量，這對於末端使用者或供應商來説都是不需要的不良計劃或模型。不過，若程式產品主要使用到機器的一部份，將產品授權給機器的總容量是一種昂貴的工作。 S/3 90平台有一部份強大之處在於可在多個邏輯分割内執行多個、多樣的工作負載，以有效利用硬體資源。在試圖將新的工作負載（UNIX應用程式以及網路伺服器）移入 S/390平台中，最好能將這些新的工作負載加入現有的機器和現有的應用程式以及已經在S/3 90内的共同資料庫。不過’就以機器爲基準的軟體定價而言，爲這些工作負載而進入S/390世界的入門成本與其他平台比較起來並不具有成本競爭性。發明概要本發明揭橥一種用於加強容量限制的方法與裝置，像是資訊處理系統内軟體使用許可協議所利用的容量限制，其中實體機器會區分成複數個邏輯分割，每個分割都由邏輯分割管理程式分配一已定義的處理器資源部份。每個邏輯分割都有已知的處理器資源限制。軟體使用許可管理程式確認在每個邏輯分割内執行的程式有至少該分割容量限制 ________ - 9 - 本紙張尺度適用巾a a家料(CNS) M規格( χ撕公复)

裝訂

五、發明説明（7 ) 的使用許可。一工作負載管理程式也在分割内執行，利用在特定平均間隔上測量邏輯分割的處理器資源消耗量並與最大允許消耗量來做比較，如此就可測出實際的消耗量。若實際消耗量超過最大允許消耗量，工作負載管理程式會計算涵蓋圖並與邏輯分割管理程式互動，依照所計算出來的涵蓋圖利用分割來涵蓋實際的處理器資源消耗量。爲了提供額外的涵蓋彈性，分割會指派有邏輯分割管理程式加到總分割權値的幻想權値，以決定分割是否爲了涵蓋目的而超出其谷許分享的處理器資源。如此邏輯分割會變成許可的程式（擁有比整個機器還少的加強處理能力（根據軟體以哪種定價爲基礎））的「容器J 。對於以邏輯分割爲基礎的定價法則而不是以機器爲基礎的法則而言，在S/390上工作負載的整個軟體成本只需要反應機器容量的子集，而不是整部機器。如此允許以最低成本將工作負載加諸於S/390機器，尤其是當考慮到邏輯分割叢集可提供的工作負載平衡與管理的好處時。此結果可讓工作負載（否則會在其他浪費許多容量的機器上）以比以如購貝更多總容量的方式加入s/3 9〇機器。本發明發揮0 S/390的工作負載管理程式（WLM)組件的月b力’來監視邏輯分割的cpu資源之耗用。WLM與實際 CPU資源耗用做比較對照邏輯分割的特定容量限制，當邏輯分割超過其容量限制，W L Μ會將邏輯分割歷制回其容量限制。最好是’邏輯分割的實際監控允許工作負載的峰値超過 -10· ί紙張尺度適财a目家X 297公釐) A7 B7 五、發明説明（8 ) 許可的容量，而利用計算合適時間間隔的動態平均利用程度就可達成此目的。例如，在工作負載暫時破壞時，4小時的間隔就足以提供容量的需求，但足夠短以避免「賭上J位移改變。如此許可軟體到達平均峰値容量，而不是瞬間峰値容量。 W L Μ監視邏輯分割内c p U資源的總消耗量，而不是個別程式產品的資源用量。如此在邏輯分割内執行的作業系統（例如OS/390)就會變成許可與管理容量的數量之「容器」。一認可的程式會認可該尺寸的容器（或以上），並且 WLM確定維持容器的尺寸。例如，客户可爲每個軟體應用程式的處理器容量數量購買證明書（即是有證明書當局數位簽章的文件）。最好是，在此稱爲許可管理程式的新應用程式與WLM通訊，以及與許可的程式通訊，以決定哪個可執行，哪個不行。許可管理程式負貴任何必須取得例外的動作。 WLM會結合邏輯分割管理程式進行容器管理，若邏輯分割在動態平均期間超出其許可的容量，則利用在由j ρ Kubala等人所提出序號爲09/407,391的共同待審申請案中説明的邏輯分割叢集技術之壓抑機構（參閲上面的CPU管理）會打開或關閉邏輯分割内的涵蓋。涵蓋會在其他方式中套用與去除，如此邏輯分割内的工作就不會突然終止，這很像防鎖死煞車。在本發明内，相關的邏輯分割權値就是實施涵蓋的權値’邏輯分割權値的主要目的在於當CPU資源有競爭 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 583540 五、發明説明（9 ) 時建乂邏輯分割的配送優先權。打超出這種分割權值所產生的資源部分。4免邏輯分割圖式之簡單說明圖1顯示結合本發明的資訊處理系統。圖2 A顯示本發明的典型涵蓋圖。圖2B顯示套用涵蓋圖由工作負載序。枉式所執行的程序圖3顯示由本發明的邏輯分割管理程式所執行的涵蓋程參^4顯示本發明的邏輯分割管理程式所使用的邏輯分匈圖5A-5C顯示由本發明的工作負載管理程式所執行，〆決定是否套用涵蓋的程序。以圖6顯示工作負載管理程式所使用來執行圖$ a_5c内所示程序的陣列。較佳具體實施例之詳細說明圖1顯示結合本發明的資訊處理系統1 0 0。系統1 〇〇由— 中央電子複雜裝置（CEC )或實體機器102所組成，該機器包含複數個中央處理器（CP) 104，在此顯示四個（CP1-CP4)。雖然圖1内未顯示，機器丨〇 2也包含電腦系統的其他傳統元件，包含記憶體與輸入/輸出（1/0)週邊的連接，像是直接存取儲存裝置（DASD )以及這類裝置。邏輯分割 (L P)管理程式1 〇 6會將實體機器1 〇 2分割成複數個稱為邏輯分割（LP) 108的邏輯機器，在此顯示四個（LP1-LP4) ^在 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 583540 A7 ______ B7 五、發明説明（10 ) 每個邏輯分割1 08内執行的是作業系統（OS) 110，包含稱為工作負載管理程式（WLM)的組件1 1 2以及一或多個應用程式（APP) 114。每個作業系統1 1 〇都執行可提供系統服務並且管理資源，讓應用程式1 1 4可在其上執行的有用功能。在許多定義的服務等級内，每個WLM 112會管理其分割1 〇 8内給工作負載的資源分配。從邏輯的觀點來看，每個出現給作業系統丨丨〇的邏輯分割1 0 8以及其内執行的應用程式114就成為個別的實體機器，因此也稱為邏輯機器（一般來說，除非有其他規定，否則此處的「機器」都是實體機器1 〇 2 )。每個邏輯分割 1 0 8上的作業系統丨〇〇代表一個別的系統影像，因此在此分割可另外稱為系統或影像。每個邏輯分割1 〇 8都具有由邏輯分割管理程式1 〇 6所指定共享的機器實體資源，下面將有說明。如此，每個邏輯分割丨〇 8都具有一或多個邏輯處理器（未分開顯示），每個都對應到共享的實體處理器 104 (若貫體處理器在分割之間共享）或整個實體處理器 (若實體處理器專屬於該分割）。雖然本發明並不受限於任何特定平台，機器丨〇 2可包含 IBM S/390伺服器或接替機器，而邏輯分割管理程式丨〇6 包含機器1 0 2的處理器資源/系統管理程式（pR/SM)功能。 OS 11〇111叮包含13]\103/390作業系統或接替的作業系統。資訊處理系統1 0 0包含一許可管理程式i i 6、可在分割 1 0 8之一内或在個別分割或機器内執行的軟體應用程式。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公裝訂線 583540 五、發明説明（11 ) 許可管理程式116會與WLM 112通訊以了解已知分割 1 0 8的可用容量，當軟體產品（例如應用程式1 1 4)的使用彳可已經開始在分割1 〇 8内受到管理時，使用許可管理程式1 1 6會檢查看該產品是否至少擁有該分割容量的使用許可（由本發明所管理）加上同一部機器丨〇2 (該產品在其中運作）内任何其他邏輯分割108的容量。若產品不在此使用〃午可内，使用許可管理程式丨丨6會停止產品的開始或者產生例外紀錄。使用許可管理程式116也會聽從WLM 112 所發出的容量改變通知，當使用許可管理程式116接收到廷種通知，它會驗證執行中的產品是否仍在其許可容量内，若不在許可容量内，使用許可管理程式116會產生例外紀錄。如同在由J. P Kubala等人在1999年9月28日所提出共同待審中的申請案09/407,391號（在此併入當成參考）内之說月在一個操作模式内，L p管理程式10 6會將邏輯分割 108當成群組來管理，在此稱為Lp叢集（Lpc)或簡易叢集。叢集可包含特定機器102上所有的邏輯分割108、特定機器102上分割108的子集或甚至來自不同機器1〇2的分割108。LP管理程式1〇6可指派特定量的機器資源（在本發明的案例中像是共享的C P U容量）到整個叢集，當存在資源競爭時叢集受限於該特定量，但是在缺乏競爭日;就有可能可以使用額外數量的資源。、除了將共享的機器資源分配給整個叢集以外，LP管理程式1 0 6可在（在此操作模式内）邏輯分割1 0 8之間分配資 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準297公釐) 583540 A7 B7 ) 五、發明説明（12 源，依照指派給個別分割的邏輯分割權値來製造叢集。有關此權値的範例，可考慮由四個邏輯分割（LPl_Lp4)所構成並且有400 MIPS (每秒百萬指令）總c P U容量的l P叢集。假設LP1-LP4分別指派有2 0、3 0、4 0與1 〇的權値，而繞叢集權値爲1 0 0。在此範例中，若C P U有競爭，則分割 LP1-LP4 允許有分別 80 MIPS、120 MIPS、160 MIPS 與40 MIPS的執行容量，而總容量等於400 MIPS的叢集容量。如上所提及的，本身的分割權値只限制在有競爭時特定分割1 0 8可用的資源。爲了讓分割即使在無競爭時還是能限制資源的使用，所以L P管理程式1 〇 6擁有額外的機構，就是涵蓋。如上説明的，當LP管理程式將涵蓋套用到分割1 0 8，則分割C P U的使用量會受限於其分割權値所決定的量，即使在無競爭的情況下也一樣。圖4顯示本發明邏輯分割管理程式1 〇 6用來控制個別分割1 0 8的邏輯分割參數4 0 0。這些參數由一組每個分割 108的實體402所組成，包含邏輯分割權値404、以下將説明的「幻想權値」4 0 6、以下也將説明的「軟性涵蓋」 4 0 8以及涵蓋旗標4 1 0。邏輯分割權値4 0 4規定在資源有競爭時邏輯分割1 0 8所擁有的機器資源相對量（在此案例中就是C P U資源），該相對量等於分割1 〇 8的分割權値 4 0 4對構成機器1 0 2的分割1 〇 8之總分割權値的比値。幻想權値4 0 6指定用於依照本發明的涵蓋計算之額外權値，下面將有説明。軟性涵蓋4 0 8規定分割1 〇 8的最大容量，該軟性涵蓋値 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝訂

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40^將指定為邏輯分割1〇8定義的一部份。軟性涵蓋4〇8 的單位是每小時百萬未加權的C p U服務單位（Msu K此處所稱的C P U服務單位都是未加權的c p u服務單位）。軟性涵盍4 0 8可指定給擁有共享c p並且未明確涵蓋的分割 10 8。軟性涵盍408是以機器102上實體cp數的mp因素來計算的cpu服務單位為基礎，這與CPU服務計算WLM i 12 所做的不同’因其使用根據目前分割1 〇 8邏輯c P數的Μ P 因素。WLM 112會將其計算的服務單位轉換成根據軟性涵蓋決策的實體CP 104數之服務單位。涵蓋旗標4 1 0規定該分割1 〇 8的涵蓋是否開啟。就以涵蓋如何在本發明内運作的範例來說（無底下說明的幻想權值功能），假設機器丨0 2擁有四個邏輯分割1 〇8 (LP1-LP4)以及1〇〇〇 MIPS的總CPU容量。每個分割1 〇 8都有2 5的權值，這保證在有競爭的情況下每個分割至少有 250 MIPS。假設分割LP 1許可有400 MIPS，可能的話LP 1 上的工作負載使用450 MIPS (即是其他分割1 0 8沒有競爭時）’則此分割LP 1就無涵蓋。若機器1 02上剩450 MIPS 可用（其他分割1 0 8未使用其全部的權值），L P 1必須涵蓋 25%的時間在其權值等量（25〇 MIPS)上，以產生位於400 MIPS許可限制内的分割平均使用量。在此範例中WLM 112所建立達到此2 5 %涵蓋的涵蓋圖為3 0秒涵蓋然後接著 9 〇秒未涵蓋。圖2 A顯示時間上L P 1的C P U使用量之結果涵蓋圖 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝訂

k 583540

2 0 0。如圖式内所不，c P 口用量包含涵蓋的間隔2 〇 2以及未涵蓋的間隔204。在此特定範例中，每個涵蓋間隔2〇2 爲3 0秒長，而每個未涵蓋的間隔2 〇 4則爲9 〇秒長。在每個涵蓋間隔2 0 2期間，L P 1以250 MIPS的涵蓋容量（Ccapped) 206來執行，而在每個未涵蓋的間隔2〇4期間，lP 1以45〇 MIPS的未涵蓋容量（cuncapped) 208來執行。因爲在此特定範例中涵蓋的間隔2 0 2佔用整個時間間隔的25%，而未涵蓋的間隔204則佔用整個時間間隔的75。/〇，所以在整個時間間隔上平均的CPU消耗量（(：3%)21〇計算如下：

Cavg= 0.25 X Ccapped+ 0.75 X Cuncapped = 400 MIPS 圖2B顯示WLM 112執行以套用計算給特定分割i 〇8的涵蓋圖（像是圖200)之程序250。在涵蓋程序250内，WLM 會藉由發出指令給LP管理程式1〇6來設定涵蓋旗標4i〇以開始涵蓋（步驟2 5 2 )，將涵蓋套用給涵蓋的時間間隔 2〇2 ’然後藉由發出指令給lp管理程式1〇6來重設涵蓋旗標410以結束涵蓋（步驟25 4)，將未涵蓋的時間間隔2〇4 之涵蓋去除。此程序2 5 0會重複到已經依照圖樣來套用涵蓋。在此説明的具體實施例内，WLM 112有支援圖樣式定價中兩個基本角色： 1. WLM112會定期計算分割1〇8可用的潛在CPU容量，如此在需要時就可回報給使用許可管理程式1 1 6。當 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）裝訂線 583540 A7 B7___ 五、發明説明（15 ) 容量改變時，WLM 112也會通知使用許可管理程式 116。 2. WLM 112會輪詢LP管理程式1 06來決定分割1 08的軟性涵蓋是否設定或改變（與對應的非零軟性涵蓋實體 4 0 8的指示一樣），當軟性涵蓋設定給分割1 〇 8並且其 4小時平均C P U用量高於軟性涵蓋，WLM 112會計算涵蓋圖並開始涵蓋分割1 0 8 (如下所説明）。潛在C P U容量的計算取決於影像的組態，共有三種情況： 1 ·影像有已經設定軟性涵蓋的邏輯分割1 〇 8，所傳回的潛在容量値就是軟性涵蓋4 0 8的値。 2·影像爲基本模式或無涵蓋的邏輯分割1 0 8，所傳回的潛在容量値爲影像可用的C P數量乘上個別的C P速度。 3·影像爲已涵蓋的邏輯分割，所傳回的潛在容量値比情況2的値還小，所以c P U容量就由目前分割的邏輯分割權値來代表。本發明所指出的問題之一是，傳統邏輯分割權値只對機器1 〇 2上其他分割1 〇 8權値的關係有意義（爲了討論起見，假設LP叢集包含整個機器1〇2)，這暗示WLM 112所支援的已知分割108 (無來自LP管理程式106的額外功能）之軟性涵蓋値的範圍將根據此分割的權値以及機器i 〇 2上其他分割1 0 8的權値來做限制。若軟性涵蓋所代表的容量少於分割權値所代表的容量，如此就無法強化分割軟性涵 G張尺度適财閱家標準(⑽）规格(⑽χ 297公爱) 583540

蓋。此問題最簡單的範例就是擁有單一分割丨〇8的機器 1 ，此分割的權值代表100%的機器容量，所以軟性涵蓋就無法用來限制分割的容量。因為該限制明顯增加使用邏輯分割式定價的複雜性’所以無法接受。不管何時當使用者改變任何分割的權值或將容量加入機器1〇2，則每個分到權值所代表的容量都會隨之改變。這潛在著讓wlm i 12 以及L P管理程式1 〇 6無法強化某些分割1 〇 8的軟性涵蓋之了此’導致使用者的軟體產品無法通過使用許可管理程式的容量檢查。為了要在單一分割升級案例中解決此問題，假設單一邏輯分割108定義於400 MIPS機器102上並且其擁有4〇〇 MIPS的使用許可容量。該邏輯分割1〇8定義有共享的處理器以及1 0 0的權值，預期在未來會增加供負載，所以用此方式定義分割1 0 8。在此組態中，一切都正常，不過，假汉末端使用者要將此機器1 〇 2升級為5〇〇 MIPS機器，同時預期在未來會增加工作負載。在目前邏輯分割内的工作負載並沒有成長，而末端使用者也不要負擔增加的許可容量，不過一旦將增加的容量加入機器丨〇2内，因為並沒有東西可涵蓋邏輯分割1 0 8，所以WL Μ就無法管理到達 400 MIPS的邏輯分割。涵蓋需要邏輯分割的權值比總權值還小時才能發揮功效。在此案例中，因為並無法強化特定的容器尺寸（400 MIPS )，所以在例外模式開始時邏輯分割必須回報至使用許可管理程式1 1 6。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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583540 A7 _ B7 五、發明説明（17 ) 未解決此問題，WLM 112需要一種方法，可涵蓋比目前分割權値所代表的容量還要小之分割1 〇 8。更特別的是， WLM 112需要於下列情況中可在涵蓋/加權計算中調整分母的東西，這些情況有邏輯分割相關於機器1 〇 2所剩權値的權値無法改變（不在LP叢集内）、無法改變補充（由最小或最大規定或者LP叢集總合所界定）或因爲無其他邏輯分割使用享的C P所以就無關緊要了。爲了提供此功能，本發明考慮一種新的LP管理程式106 之控制，稱爲分割「幻想權値」或定價管理調整權値 (PMAW)。每個分割108都有其自己的幻想權値（圖4内的實體4 0 8 )，可讓WLM 112透過硬體指令的使用來設定。就某方面來説，當此分割的涵蓋啓動時，分割的幻想權値會讓它注意到存在有測試（或幻想）分割1 〇 8的L P管理程式1 〇 6，讓分割的權値比機器的總權値小一點。只有在指出已經由WLM 112涵蓋的分割1 〇 8之優先權，此幻想權値才會加到總邏輯分割權値内。這讓WLM 112非常有彈性並且保證所有WLM管理並具有共享處理器的分割1〇8可管理到其使用許可的容量。若要了解WLM 112如何使用幻想權値幫助注意Lp管理程式1 0 6如何加強涵蓋方便性，圖3顯示由Lp管理程式 106所執行非常高階的涵蓋程序3 00。請參閲該圖式，管理程式106以下列步驟加強已知分割1〇8的涵言 L LP管理程式1〇6計算分割權與與所有現用分^‘ 1〇8的權値總合之比値（步驟3 02)。 •20-

583540 A7 B7 五、發明説明7 18 ) — 2· L P管理程式1 0 6定期在配送間隔期間將此比例與分割 1 0 8所使用的機器容量之實際百分比做比較（步驟 3 04) 〇 3 ·若分割的實際用量超過此比例（步驟3 0 6 )，則分割1 0 8 並不會配送給配送間隔所剩下的（步驟3 0 8 )。依照本發明，若要在WLM 112涵蓋一分割丨〇 8時允許 WLM 112涵蓋小於目前權值所代表的容量，則l p管理程式1 0 6會將分割的幻想權值加入現用分割1 〇 8的總權值内，以計算上述步驟1内說明的比例。例如，考慮一部5〇〇 MSU的機器擁有具有1 〇〇權值的單一分割，若使用者將 400 MSU的軟性涵蓋設定給此分割1〇 8，則WLM 112會將此分割的幻想權值設定為2 5。則計算由WLM 112涵蓋的分割1 0 8權值所代表的容量（具有幻想權值設定）之公式為：

Ccapped — [Partition一weight / (Σ All一active一partition一weights + Phantom—weight)] x Capacity 其中Ceapped為分割涵蓋容量，並且Capacity為分割i 〇 8未涵蓋時可用的總潛在容量（單位為M S u或其他適合的單位）。在此範例中：

Ccapped = 100/(100 -f 25) X 500 MSUs = 400 MSUs, 其中M S U代表每小時百萬服務單位。 -21 - t a®?i?(CNS) Α4^(21〇Χ297^)-~ 583540 A7 _____ B7 五、發明説明（19 1 "" --- /、有在分割的軟性涵蓋所代表的容量小於分割目前權值所代表的容量時，WLM 112才會將幻想權值設定給分割 1 〇 8。在此例中，WLM丨12會以下列公式計算分割的幻想權值（有關此公式的獲得，請參閱附錄A ) ·· 幻想權值=[(P_on—wdght / Soft—cap) X Capacity]^ Alljpartiti0n_weights WLM 112會一分鐘輪詢所有幻想權值計算的輸入一次，若有任何輸入改變，WLM 112就會重新計算分割的幻想權值並將新的幻想權值供應給L p管理程式1 〇 6。使用下列公式可計算出分割丨〇 8開啟涵蓋所需的時間（有關此公式的獲得，請參閱附錄B ): P = (Cuncapped « Csoftcap) / (Cuncapped - Ccapped)5 其中P為分割108所需涵蓋的時間、Cuncapped為未涵蓋時分割1 0 8所使用的平均容量、CsQfteap為分割丨〇 8的軟性涵蓋值以及Ccapped為涵蓋時分割1 〇 8所使用的平均容量。若最

近分割1 0 8並未涵蓋，則目前權值所代表的容量可使用此最後值V 若要決定何時開啟或關閉邏輯分割1 〇 8的涵蓋，請給予上數計算出來分割1 0 8應該涵蓋的時間百分比，WLM i i 2 就會建立一「涵蓋圖」（圖2A)。最好是WLM 112沒有以比平均一分鐘一次更頻繁的頻率來改變分割丨〇 8的邏輯分割涵蓋狀態，換言之，涵蓋狀態的改變丨〇分鐘内不能超過 1 0次。該圖樣可由兩個值來代表：應開啟的涵蓋時間 -22-

583540 A7 -— B7 五、發明説明一)" 一 " — f以及應關閉的涵蓋時間量。所以若這兩個值分別為3 〇秒與9〇秒（如圖2A内所示），WLM 112會涵蓋分割1〇8 3〇秒，關閉涵蓋9、〇秒然後重複。下表根據在較佳具體實施例内分割應涵蓋的總時間百分比，給予涵蓋開啟與關閉時間值。所選之值會保持涵蓋狀態的交換次數平均不會超過一分鐘一次。分割涵蓋的時間百分比（P) 涵蓋開啟時間（秒）涵蓋關閉時間（秒） P < 5% 0 __隨時 5% < P < 25% 30 90 · 570 25% < P < 5〇〇/〇 60 60-180 50% < P < 75% 60-180 60 75% < P < 1〇〇〇/0 90 - 570 30 P = 100% 隨時 0 WLM 112會根據4個小時中平气的cpu服務率來加強軟性涵盍。若要計算分割1 〇 8應涵蓋的時間百分比，涵蓋時的平均C P U服務率以及未涵蓋時的平均c P u服務率都需要。請參閱圖6，要計算這些平均值，WLM丨丨2保持一個具有4 8的實體6 0 2 ( 4小時内5分鐘間隔的數量）的陣列 600，每個實體包含四個值： 6 0 4當分割1 〇 8未涵蓋時’ 5分鐘間隔内累積的^ p u服 6 〇 6當分割1 〇 8未涵蓋時，5分鐘間隔内的丨〇秒鐘間隔數量。此值介於0與3 0之間。 6 0 8當分割1 0 8涵蓋時，5分鐘間隔内累積的c p u服 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 583540 A7 B7 五、發明説明（21 ) 務。 610备分割108涵蓋時，5分鐘間隔内的1〇秒鐘間隔數量。此値介於0與3 0之間。如首先請參閲圖5A，每5分鐘WLM 112會起始一個程序 5 0 0 (圖5A-5C )，其中決定分割！〇 8未涵蓋時前5分鐘間隔内累積的CPU服務604(步驟502)、分割108未涵蓋時前 5分鐘間隔内的1 0秒鐘間隔數量6 〇 6 (步驟5 〇 4 )、分割 108涵蓋時前5分鐘間隔内累積的cpu服務608(步驟506) 以及分割1 0 8涵蓋時前5分鐘間隔内的i 〇秒鐘間隔數量 610(步驟508)，這些値604_610儲存在陣列6 0 0下一個可用的列6 0 2内。在此將根據L P管理程式1 〇 6對於累積的c P U時間觀點來計算服務單位，因此每1 〇秒WLM 112就會發出指令給 LP管理程式1〇6。此指令會爲每個分割傳回一資料表。對於每個分割108而T，資料會傳回給每個定義的邏輯 CPU。WLM 112會將邏輯分割108 (其中含有WLM的特定實例）的每個邏輯CPU之有效配送時間加總起來。有效配送時間的改變將當成輸入給予C P U服務計算。分割108所耗用的服務單位會累積在第一個5分鐘的第一實體602内、第二個5分鐘的第二實體6〇2内以此類推。一旦陣列6 0 〇滿了，累積就會回頭將第一實體6 〇 2消掉。如此在4個小時内陣列6 0 〇都含有用過的服務。此時請參閲圖5B，在決定最後5分鐘的値604-61〇並更新陣列600之後，WLM 112計算分割的未涵蓋平均(：1)1；服 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）參裝訂

583540 A7 ^ _ B7 五、發明説明（22 ) 務率（步驟510)、涵蓋的平均CPU服務率（步驟512)以及整個平均C PU服務率（步驟5 1 4 )。若當分割未涵蓋時 (Cuncapped)要計算平均CPU服務率，WLM 112會用分割未涵蓋時1 0秒間隔的數量（陣列6 〇〇内所有値6 0 6的總合）來區分在未涵蓋時使用過的總服務（陣列6 〇〇内所有値6 0 4 的總合）。若當系統涵蓋時（Ccapped)要計算平均CPU服務率，WLM 112會用分割涵蓋時1 〇秒間隔的數量（陣列内所有値6 1 0的總合）來區分在涵蓋時使用過的總服務（陣列 600内所有値608的總合）。若要計算整體平均CPU服務率’ W L Μ會用平均間隔内1 〇秒間隔的數量（4小時的平均間隔爲1440 )來區分經過整個平均間隔時使用過的總服務 (陣列6 0 0内所有値6 〇 4與6 0 6的總合）。直到系統實際執行4個小時後，只用内有資料的陣列實體來計算平均服務率°如此避免無4小時資料的服務率計算出過低的平均。當服務單位資料累積時，所計算的服務會調整以反映整個機器的ΜΡ (多重處理）因數，而不是根據本機分割内邏輯CP數量的ΜΡ因數。利用將整個機器的Μρ因數與分割的ΜΡ因數相乘就可完成此調整，從可用於〇s/39〇影像的潛在CPU容量之部份計算就可獲得整部機器的Mp因數。請參閱圖5 C，根據這些平均，則分割丨〇 8的涵蓋狀態會有下列交換情況： 1·若为割108未涵蓋（步驟516)並且其總平均cpu服務率咼於軟性涵蓋（步驟5 1 8 )，則程序5 0 0會計算涵蓋圖 (圖2A)(步驟5 20)、根據圖樣開始涵蓋（圖2B)(步驟 •25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) ---- 裝訂

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5 2 2 )並且回到下一個5分鐘間隔末端重複動作（步驟 5 2 4 )。若總平均C P U服務率不高於軟性涵蓋（步驟 5 1 8 )，程序5 0 0會未計算涵蓋圖就傳回或開始涵蓋 (524) 。 1 2.若分割108開始涵蓋（步驟516)並且其未涵蓋的平均 CPU服務率低於軟性涵蓋（步驟526)，程序5〇〇會在繼續（步驟524)之前停止涵蓋（步驟528)。 3·若上述情況都不存在，並且分割1〇8開始涵蓋ι〇〇%的時間（步驟530)並且其平均CPU服務率低於軟性涵蓋 (步驟532)，程序500—樣會在繼續（步驟534)之前停止涵蓋（步驟524)。 4·右分割1〇8已經開始涵蓋並且上述兩種情況都存在，但其平均涵蓋CPU服務率608或其平均未涵蓋服務率 604由臨界量所改變（步驟536)，程序500會在回傳之前（步驟524)重新計算涵蓋圖（步驟538)。若這些情況都沒有發生，程序5 0 0就只會不停止涵蓋而傳回，或崇禧計算涵蓋圖（步驟5 24)。若分割已經涵蓋，則涵蓋圖也會爲下列事件重新計算·· l WLM 112改變分割權値404 (圖4)。 2·軟性涵蓋4 0 8改變（一分鐘輪詢一次）。 3·分割目前權値404以及幻想權値406所代表的容量改變（一分鐘計算一次）。當試圖幫助分割上的工作時，W L Μ權値管理演算法並不會提昇分割軟性涵蓋4 0 8上分割1 〇 8的權値4 0 4。 _ -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 裝訂

583540 A7 B7 五、發明説明（24 WLM 112會一分鐘計算一次分割1 〇 8可用的總容量，若最後一分鐘數値改變’使用許可管理程式1 1 6就會通知。在邏輯分割模式内，WLM 112也會計算總機器容量當成上述涵蓋圖計算的輸入。在説明的具體實施例内，機器102可在基本模式（機器未分割）或邏輯分割模式（機器已經區分成邏輯分割1 0 8) 内運作。在基本模式内，WLM 112會計算總機器容量，如此就可傳回給使用許可管理程式1 1 6。若要計算總機器容量，首先會計算每個CPU内每秒的服務單位内之CPU 率。此値乘上可用的CP並且將最後結果轉換給MSU。請注意，總機器容量是以潛在可用於執行工作的總C P爲基礎，這可包含線上CP以及可上線的CP。這些步驟有： 1·獲得線上C P的計數以及可上線的待命C P之計數，這兩個計數的總合就是可用的總C P U計數。 2·若可用的總C P U計數大於目前線上C P的數量，將會根據根據可用的總C P U計數來計算c P U調整因數，利用將目前的CPU調整因數乘上目前的MP因數並除以總 CPU計數的MP因數就可計算出此CPU調整因數。 (CPU服務單位代表正常用於以之處理器速度的處理器容量之共用單位，與CPU時間不同的是，不管實體處理器的速度爲何，CPU服務單位都代表大致上相同的處理器容量，CPU調整因數就是將CPU時間轉換成 c P U服務單位的正常化値。） 3·用CPU調整因數除以16 000 000將CPU調整因數轉換

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583540 A7 _ B7 五、發明説明（25 ) " " 成每C P U每秒的服務單位（此為計算每秒服務單位的標準公式）。 4.若要取得每秒率的總機器服務單位，請將每c p u每秒服務單位乘上可用的總CPU計數，然後將此結果乘上母小時3600秒並除以1，〇〇〇,〇〇〇，取得總機器μ s u容量。在邏輯分割模式内，總機器M S U容量與分割的潛在 M SU容量值都需要。下列為計算總機器容量的步驟： 1 ·獲得線上以及可上線的c Ρ計數，若要取得可用的總 c Ρ，請將設定與待命的C Ρ加總在一起。 2.取得實體ΜΡ因數。 3·利用將邏輯CPU調整因數乘上邏輯ΜΡ因數與實體ΜΡ 因數的比例來計算出實體C P U調整因數。 4·若要計算每C P U每秒的服務單位，請用c ρ u調整因數除以16,000,000 (此為從CPU調整因數到sU/SEc的標準轉換），儲存每秒的C P U服務單位值。 5 ·若要計算機器容量，請將每c p U每秒的服務單位值乘上上面計算出來的實體CPU數量，然後乘上36〇〇秒厂】、時並除以1，000,000來將結果的每秒服務單位值轉換成 M S U (每小時百萬服務單位）。若要計算分割的潛在可用容量，WLM 112會執行下列步驟： 1 ·含有軟性涵蓋的邏輯分割：分割的容量等於軟性涵蓋。 -28 - f紙張尺度適财S ®家料(CNS) Α4規格(21GX 297公f) ---- 583540 A7 ____ B7_ 五、發明説明（26 ) 2·不含軟性涵蓋並且無明確涵蓋的邏輯分割：將設定的邏輯C P U加到待命邏輯c P U的計數，來計算分割可用的邏輯C P u之數量，將上面計算出來的每秒服務單位乘上此分割可用的C P U數量，將結果乘上 3600秒/小時並除以1，〇〇〇〇〇〇來將結果轉換成msu，最大結果爲1。 3·明確涵蓋邏輯分割：分劃的容量小於計算結果2以及分割權値所代表的容〇在此已經顯示並説明過特定具體實施例，精通此技藝的人士就可在不悖離申請專利範圍的領域之下進行許多修改0 •29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 583540 A7 B7 五、發明説明（27 ) 附錄A :取的幻想權値的公式或要取得計算幻想權値的公式，請從計算分割權値所代表的容量之公式開始，假設分割權値所代表的容量等於軟性涵蓋。

Soft一cap = (Partition-weight / (Σ All^partition一weights + Phantom一weight)) x Capacity

Solve for the Phantom一weight Σ All^partition—weights + Phantom—weight = (Partition—weight / Soft—cap) x Capacity

Phantom一weight = (Panition—weight / Soft一cap) x Capacity-Σ All_ partition一 weights -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 583540 A7 B7 五、發明説明（28 ) 附錄B :取的涵蓋百分比公式若要取的計算已涵蓋的分割之時間百分比公式，先從用於計算涵蓋時間百分比P的分割可用之平均C P U容量公式開始：

Cavg 一 P X Ccapped + (1-P) X Cuncapped 儲存P :

Cavg - P(CCapped ~ Cuncapped) + CUncapped

Cavg Cuncapped P(CCapped - Cuncapped) P ~~ (Cuncapped - CaVg) / (Cuncapped Ccappe<j) 因爲我們要在平均CPU容量等於軟性涵蓋時計算P，所以用Csoftcap取代C avg · P -（Cun capped Csoftcap) / (Cuncapped ~ Ccapped) -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)

Claims

技成Φ784號專利_請案夹丰存專利範查利範圍替換太⑽年Q V 申請專利範圍 !•-種在邏輯分割系統中加強容量限制之方步驟： c σ卜列決疋在邏輯分割内特定系統資源的實際消耗量. 將此實際消耗量與該邏輯分劃内該資源’ 耗量做比較；以及疋斤了岣一若該實際消耗量超過該許可的消耗量，將該資源的哕貫際消耗量降低到該特定許可的消耗量。 ·、，- 2.如申請專利範圍第1項之方法’其中該特定系統資源為處理器資源。凡只源為 3·如申請專利範圍第！項之方法，其中該實際消耗量由妹過複數個時間間隔後平均該消耗量來決定。二 4. 該每包一種在貪訊處理系統中的強化容量限制之方法，其中資訊處理系統中之一實體機器包含一或多邏輯分割，一邏輯分割都分配一已定義的機器資源部份，該方法含下列步驟：指定允許該一或多邏輯分割的最大資源消耗量；利用該邏輯分割測量該資源的實際消耗量；源將該實際消耗量與該最大允許的消耗量做比較，決定該實際消耗量是否超過該最大允許的消耗量；以及若該實際消耗量超過該最大許可的消耗量，將該資的該實際消耗量降低到該最大許可的消耗量。、該 5.如申請專利範圍第4項之方法，其中該邏輯分割為邏輯分割群組之一，並且該最大允許的消耗量將指定為和邏輯分割群組可用的資源成比例。 583540 違9、六、申請專利範圍

A8 B8 C8 D8 6.如申請專利範圍第4項之方法，其中該邏輯分割群組包含在該實體機器上的所有邏輯分割。 7·如申請專利範圍第5項之方法，其中在該群組内每一邏輯分割都指派一權值，該比例將定義為該邏輯分割的權值與該群組内邏輯分割的權值總合之比率。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該邏輯分割也指派有一幻想權值，該權值會加入該群組内邏輯分割的權值總合來決定該比率。 9·如申請專利範圍第4項之方法，其中該特定系統資源為處理器資源。 10.如申請專利範圍第4項之方法，其中該實際消耗量由經過預定時間間隔後該消耗量的動態平均來決定。 11· 一種可由機器的讀取的程式儲存裝置，明確地具體實施機器可執行的指令程式，以執行申請專利範圍第1項之方法步驟。 12· —種在資訊處理系統中之用以強化容量限制之裝置，其中在該資訊處理系統中之一實體機器包含一或多邏輯分割，每一邏輯分割都分配一已定義的機器資源部份，該裝置包含： ^ 用於指定該一或多邏輯分割所允許的最大資源消耗量之裝置；- 用於利用該邏輯分割測量該資源實際消耗量的裝置；用於將該實際消耗量與該最大允許的消耗量做比較，決定該實際消耗量是否超過該最大允許消耗量的裝置； -2 - 本紙張尺度制+ s國家標準(cnG規格_ x 297g

以及若該實際消耗量超過該最大許可的消耗量，用於將該資源的該實際消耗量降低到該最大許可消耗量的裝置。 13·如申凊專利範圍第1 2項之裝置，其中該邏輯分割為邏輯分割群組之一，並且該最大允許的消耗量將指定為和該邏輯分割群组可用的資源成比例。 14·如申請專利範圍第1 3項之裝置，其中在該群組内每一邏輯分割都指派一權值，該比例將定義為該邏輯分割的權值與该群組内邏輯分割的權值總合之比率。 15·如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該邏輯分割也指派有一幻想權值’該權值會加入該群組内邏輯分割的權值總合來決定該比率。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)