WO2011052102A1 - サービス設定支援方法 - Google Patents

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WO2011052102A1
WO2011052102A1 PCT/JP2010/000681 JP2010000681W WO2011052102A1 WO 2011052102 A1 WO2011052102 A1 WO 2011052102A1 JP 2010000681 W JP2010000681 W JP 2010000681W WO 2011052102 A1 WO2011052102 A1 WO 2011052102A1
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WO
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information processing
service
power consumption
column
program
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/000681
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小川祐紀雄
高橋信補
宮本啓生
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
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Priority to US13/498,477 priority patent/US20120246214A1/en
Priority to JP2011538212A priority patent/JP5328929B2/ja
Publication of WO2011052102A1 publication Critical patent/WO2011052102A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/50—Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU]
    • G06F9/5094—Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU] where the allocation takes into account power or heat criteria
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • the present invention relates to a service setting support method in the case of providing a service using information processing apparatuses distributed and arranged in a wide area network system, and more particularly, to an application program allocation support method for an information processing apparatus.
  • Content delivery network is a technology that attempts to improve service response time and reduce network traffic by allocating caches (duplicates of data and application programs) to information processing devices distributed in a wide area network system. (For example, refer to Patent Document 1).
  • Grid computing is a technology that uses computing resources (CPU, memory, hard disk) of a plurality of information processing apparatuses distributed in a wide area network system as one combined computing resource (for example, , See Patent Document 2).
  • Patent Document 1 does not consider a situation in which a service subject is composed of a plurality of application programs and these are allocated to a plurality of information processing apparatuses.
  • the service subject consists of a plurality of application programs and these are assigned to a plurality of information processing apparatuses, it may not be possible to cope with improvement of service response time and reduction of network traffic.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can provide the service of the above-described form while satisfying the required service response time as a reference while considering to reduce the power consumption of the entire system.
  • a service setting support method capable of allocating a plurality of application programs, which are service entities, to each information processing apparatus is provided.
  • system consumption services realized by information processing devices distributed and arranged on a network operating in cooperation and calling application programs on a plurality of information processing devices to process information.
  • a management device provides a service that is realized by sequentially calling a plurality of application programs and processing information to information processing devices that are geographically distributed in a wide area network system.
  • create an allocation set list of application programs to information processing devices calculate the service response time and system power consumption when applying each allocation set in the list, evaluate the results, An allocation set that satisfies a required service response time and that reduces system power consumption is selected or a selection candidate is presented.
  • the management device calculates man-hours required for system operation in addition to service response time and system power consumption, evaluates the results, satisfies a required service response time as a reference, and system An allocation set that reduces power consumption and system operation man-hours is selected or selection candidates are presented.
  • the management apparatus selects an alternative allocation set when there is a possibility that the required service response time that is a reference after the introduction of the service may not be satisfied.
  • the service in this specification refers to providing information processing results in a form that can be recognized by the user or a third party, or controlling a device related to the user or the third party according to the information processing result. To do.
  • FIG. 1 It is a figure which illustrates schematic structure of the network system in embodiment. It is a figure which illustrates the hardware constitutions of the management apparatus in embodiment. It is a figure which illustrates the function structure of the service in embodiment. It is a figure which illustrates the function structure of the management apparatus in embodiment. It is an example of the attribute management table of the service in the embodiment. It is an example of the management table of the information processing apparatus in the embodiment. It is an example of the management table regarding the performance of the information processing apparatus in the embodiment. It is an example of the management table of the communication path
  • the network system of the present embodiment has a configuration in which client devices installed at a plurality of terminal sites 131 are connected to a server device 103 installed at a data center 133 via a regional site 132. More specifically, the client device connects to the edge node 102 installed in the regional base 132 via the base network 141 and gateway node 101 in the terminal base 131 and the access network 121, and further connects the edge node 102 to the edge node 102.
  • the server apparatus 103 is connected via the nationwide backbone network 122 and the data center network 142 in the data center 133.
  • a monitoring camera 111 As an example of a client device installed in the terminal base 131, a monitoring camera 111, a signal device 112, a lighting device 113, and a display device 114 are cited.
  • the embodiment will be described by taking as an example a service for controlling the signal device 112, the lighting device 113, and the display device 114 using an image taken by the monitoring camera 111.
  • any client device or service may be used as long as the client device uses a service provided by some information processing device.
  • the information processing apparatus constituting the network system of the present embodiment has a three-layer configuration
  • the first-layer information processing apparatus is the gateway node 101 installed in the terminal base 131
  • the second-layer information processing apparatus is
  • the information processing apparatus of the third hierarchy are the server apparatus 103 installed at the data center 133.
  • the devices in each layer are arranged with the gateway node 101, the edge node 102, and the server device 103 in the order of the short distance from the client device (for example, in ascending order of network delay time). Further, the relationship between the number of information processing devices in each layer satisfies “number of gateway nodes 101” >> “number of edge nodes 102” >> “number of server devices 103”.
  • the above three-layer configuration will be described.
  • the content of the implementation is not limited to the number of layers, and even if the second layer is differentiated to become a multi-layer configuration, the same applies. Embodiments can be applied.
  • the term “information processing device” refers to the gateway node 101, the edge node 102, and the server device 103.
  • the terminal base 131 is a station premises, but it may not be a station premises.
  • a monitoring camera 111 At the terminal base 131 (station premises), a monitoring camera 111, a signal device 112, a lighting device 113, and a display device 114, which are client devices, are installed.
  • the monitoring camera 111 is a video camera that monitors the inside of the station, continuously captures images, and transfers the image data to the gateway node 101 via the base network 141.
  • the signal device 112 is a device that controls a signal and notifies the danger to a train or the like entering the station premises when a person or a dangerous object falls on the track.
  • the lighting device 113 is a device that shines light by illuminating a passage in a station premises or the like.
  • the display device 114 is a device that posts operation information, on-site service guidance, and advertisements.
  • the base network 141 is a network that connects the monitoring camera 111, the signal device 112, the lighting device 113, the display device 114, and the like of the terminal base 131 (station premises) and transfers data by wired communication or wireless communication. In the base network 141, communication is performed in accordance with specifications defined in IEEE802.3.
  • the gateway node 101 is an information processing apparatus having a data transfer function and a data processing function (application program execution function) during service execution.
  • the gateway node 101 connects the base network 141 and the access network 121.
  • the gateway node 101 may be expressed as “Gw”.
  • the gateway node 101 processes the image data output by the monitoring camera 111 and transfers the processed image data to the access network 121.
  • control data is transmitted to the signal device 112, the illumination device 113, and the display device 114.
  • the access network 121 and the backbone network 122 are communication networks composed of information communication apparatuses such as routers and switches (not shown) and lines connecting them, and are an aggregate of a plurality of communication paths.
  • the backbone network 122 is a backbone communication network that spreads over a wide area such as a country.
  • the backbone network 122 and the access network 121 constitute a hierarchical network topology so that a large number of bases can be accommodated.
  • Each network transmits IP (Internet Protocol) packets.
  • IP Internet Protocol
  • the access network 121 is a communication network that connects the gateway node 101 installed at the terminal site 131 and the edge node 102 installed at the regional site 132.
  • the regional base 132 is a base for installing the edge node 102 for accommodating the plurality of gateway nodes 101 and the access network 121.
  • One regional base 132 is installed in a ward, city (part), or a region where a plurality of them are integrated.
  • the edge node 102 is an information processing apparatus having a data transfer function and a data processing function (application program execution function) during service execution.
  • the edge node 102 is located between the access network 121 and the backbone network 122.
  • the edge node 102 may be referred to as “Ed”.
  • the server apparatus 103 is installed in the data center 133.
  • the server apparatus 103 is an information processing apparatus having a data processing function (application program execution function) at the time of service execution.
  • the server device 103 is connected to the backbone network 122 via the data center network 142.
  • the server apparatus 103 may be referred to as “Sv”.
  • the management device 104 is installed in the management center 134.
  • the management apparatus 104 is connected to the backbone network 122 via the management center network 143.
  • the management device 104 is a device that manages the gateway node 101, the edge node 102, and the server device 103.
  • the management device 104 includes a CPU 201, a memory 203, a network interface 202, a disk 206, and an internal signal line 208.
  • the management device 104 includes an output device 204 and an input device 205 in order to perform interactive processing with the administrator.
  • the functions described below are realized by calling and executing a program stored in the disk 206 on the memory 203 by the CPU 201 under the control of an OS (Operating System).
  • OS Operating System
  • each program will be described as an execution subject.
  • the CPU 201 is a processor that performs various processes by executing a program called to the memory 203.
  • the memory 203 is, for example, a volatile or non-volatile memory that can be accessed at high speed, and stores a program executed by the CPU 201, information required by the CPU 201, and the like.
  • the network interface 202 is composed of a network interface card such as an IEEE802.3 interface card that supports various communication speeds such as 1 Gps and 10 Gbps, and is a data input / output adapter for connecting to an opposing information processing device via a communication network Function as.
  • the network interface 202 transmits and receives data and control signals based on TCP / IP or the like.
  • the disk 206 is a storage device such as a SATA (Serial Advanced Technology Attachment) disk drive, a SAS (Serial Attached SCSI) disk drive, or a SCSI (Small Computer System Interface) disk drive.
  • the disk 206 may be a nonvolatile semiconductor memory.
  • the nonvolatile semiconductor memory is, for example, a flash memory.
  • a plurality of logical volumes 207 are set on the disk 206, and various information such as an OS, application programs, and user data is stored.
  • Each program and data may be stored in the disk 206 in advance, and if necessary, a network interface 202, a recording medium reading device (not shown), and a medium that can be used by the management device 104.
  • the disk 206 may be introduced from another device.
  • the medium refers to, for example, a storage medium that can be attached to and detached from the recording medium reading device, or a communication medium (that is, a wired, wireless, optical network, or a carrier wave or digital signal that propagates through the network).
  • the internal signal line 208 is, for example, a bus.
  • the internal signal line 208 connects the CPU 201, the memory 203, the network interface 202, the disk 206, the input device 205, and the output device 204 to each other.
  • the output device 204 is a device for displaying various information, and is, for example, a display.
  • the input device 205 is a device used for management to input various information, and is, for example, a keyboard or a mouse.
  • the gateway node 101, the edge node 102, and the server device 103 also have the same hardware configuration as the management device 104. However, if there is no need to perform interactive processing with the administrator, the output device 204 and the input device 205 are connected. It does not have to be provided. Further, the gateway node 101 and the edge node 102 may be provided with a plurality of network interfaces 202.
  • This service is constructed by combining several application programs. In other words, the service is realized by sequentially repeating “each application program receives data from the previous application program, performs processing, and then passes the data to the next application program”.
  • Data to be transferred between application programs may be described according to, for example, XML (Extensible Markup Language) format, but may be in any format as long as the application program that transfers data can be interpreted.
  • the application program is, for example, a Web service using SOAP (Simple Object Access Protocol) over HTTP (Hypertext Transfer Protocol) as a communication protocol, but may be a database query using SQL.
  • SOAP Simple Object Access Protocol
  • HTTP Hypertext Transfer Protocol
  • the image conversion program 301 measures the input time of the raw original image 321, and the application program in the next stage includes the input time of the original image 321 in addition to data such as images. Is output.
  • the monitoring camera 111 transmits the original image 321 to the image conversion program 301 by a fixed number of units per unit time (for example, 10 images per second).
  • the image conversion program 301 adds the identifier (ID) of the monitoring camera 111 to the original image 321 as attribute information.
  • the original image 321 conforms to the unique image format of the surveillance camera 111.
  • the image conversion program 301 records the input time (t) of the original image 321.
  • the image conversion program 301 converts the original image 321 received from the monitoring camera 111 into an image 322 in a standard image format so that the application program at the subsequent stage can process it. Convert to position coordinates ((x, y)).
  • the image conversion program 301 transmits the image 322, the camera position coordinates ((x, y)), and the input time (t) of the original image 321 to the next-stage object identification program 302.
  • the object identification program 302 performs image processing on the received image 322, and determines whether the image 322 includes a moving object.
  • Image processing to identify moving objects is “The Pocket® Handbook® of Image® Processing® Algorithms In C” (H. R. Myler, A. R. Weeks, Prentice Hall, Inc., 1993, ISBN: 978-0136422402 ) And the like are used in combination with image analysis algorithms such as threshold processing, edge detection processing, and region division processing.
  • the identification of the moving object may be realized by processing for a single image 322, or may be realized by processing for a plurality of images 322 having different input times (t) of the original image 321.
  • the object identification program 302 transmits the image (object image 323) together with the camera position coordinates ((x, y)) to the size identification program 303. At the same time, the corresponding original image 321 input time (t) is also transferred.
  • the size identification program 303 performs image processing on the received object image 323, and determines whether the size of the moving object is equal to or greater than a threshold value.
  • the camera position coordinates ((x, y)) 324 of the object image 323 is transferred to the alert instruction program 304.
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the alert instruction program 304 determines whether to instruct an alert based on the received camera position coordinates ((x, y)) 324.
  • the alert 325 is transmitted to the alert conversion program 305 together with the camera position coordinates ((x, y)) 324.
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the alert conversion program 305 converts the received alert 325 into an alert format unique to the signal device 112 so that the signal device 112 can process it. Further, based on the camera position coordinates ((x, y)) 324, the ID of the signal device 112 that transmits the alert is obtained. The alert conversion program 305 transmits an alert 326 to the signal device 112 indicated by the ID. The signaling device 112 reports the danger to the surroundings by light, sound, vibration, etc. according to the received alert.
  • the alert conversion program 305 measures the time when the alert 326 is transmitted to the signal device 112.
  • the service response time is measured by obtaining the difference between this time and the input time (t) of the original image 321.
  • the human identification program 306 performs image processing on the large object image 327 received from the size identification program 303 and determines whether or not an object having a size equal to or larger than the threshold is a person.
  • the object is a person
  • the number of persons (approximate number) and the camera position coordinates ((x, y)) 328 are transmitted to the illuminance setting instruction program 307.
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the illuminance setting instruction program 307 determines whether to set the lighting device 113 based on the received number of people and the camera position coordinates ((x, y)) 328, and when setting the illuminance setting (turns on or off, Determine the brightness of the lighting.
  • the illuminance setting instruction program 307 transmits the illuminance setting 329 together with the camera position coordinates ((x, y)) to the illuminance setting conversion program 308 when setting the illumination device 113.
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the illuminance setting conversion program 308 converts the received illuminance setting 329 into an illuminance setting format unique to the illumination device 113 so that the illumination device 113 can process it. Further, the illuminance setting conversion program 308 obtains the ID of the illumination device 113 that performs illuminance setting based on the camera position coordinates ((x, y)) 324.
  • the illuminance setting conversion program 308 transmits the illuminance setting 330 to the illuminating device 113 indicated by the ID.
  • the illuminating device 113 is turned on or off or changes the brightness according to the received illuminance setting 330.
  • the illuminance setting conversion program 308 measures the time when the illuminance setting is transmitted to the lighting device 113.
  • the service response time is measured by obtaining the difference between this time and the input time (t) of the original image 321.
  • the human flow identification program 309 performs image processing on one or a plurality of human images 331 received from the human identification program 306, and measures human flow information.
  • Human flow information is the direction of the flow of people in the image and the number of people.
  • the human flow information 332 and the camera position coordinates ((x, y)) are transmitted to the posting information determination program 310.
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the posting information determination program 310 determines whether to set the display device 114 based on the received human flow information 322 and the camera position coordinates ((x, y)), and if so, the posting information (operation information, On-site service guide and advertisement).
  • the bulletin information 333 is transmitted to the bulletin information conversion program 311 together with the camera position coordinates ((x, y)).
  • the input time (t) of the original image 321 is also transferred.
  • the bulletin information conversion program 311 converts the received bulletin information 333 into a bulletin information format unique to the display device 114 so that the display device 114 can process it. Further, based on the camera position coordinates ((x, y)), the ID of the display device 114 for setting the bulletin information is obtained. The bulletin information conversion program 311 transmits the bulletin information 334 to the display device 114 indicated by the ID. The display device 114 displays the received bulletin information 334.
  • the bulletin information conversion program 311 measures the time when the bulletin information is transmitted to the display device 114.
  • the service response time is measured by obtaining the difference between this time and the input time (t) of the original image 321.
  • Programs and management tables owned by the management apparatus 104 are stored in the disk 206 provided in the management apparatus 104, and are called up on the memory 203 and executed or processed by the CPU 201.
  • the management device 104 includes an allocation set creation program 401, an allocation set evaluation program 402, an allocation set selection program 403, a service introduction program 404, a service response time monitoring program 405, an alternative allocation set selection program 406, and service attribute management Table 500, information processing apparatus management table 600, information processing apparatus performance management table 700, path management table 800, connection management table 900, information processing apparatus power consumption management table 1000, path power consumption management table 1100, allocation set management table 1200,
  • Each management table includes an allocation management table 1300 and a service communication path management table 1400.
  • Each management table is implemented by a technique such as a relational database.
  • each column of the management table description of units is omitted.
  • the administrator instructs the input contents to each management table. Note that processing of each program and an example of using each management table will be described later.
  • FIG. 5 shows a configuration of the service attribute management table 500 for the management apparatus 104 to manage the attributes of the station premises monitoring service exemplified in FIG.
  • the service attribute management table 500 is created for each service.
  • the service attribute management table 500 includes an ID (identifier) column 501, a front ID column 502, a rear ID column 502, an application program column 504, an input data amount column 505, an output data amount column 506, and an input / output frequency ratio column 507.
  • Information processing device columns (508 column, 509 column, 510 column) and service response time column 511.
  • the identifier of the application program managed by the service attribute management table 500 is entered. This is the primary key of the service attribute management table 500. Here, capital letters are assigned in alphabetical order “A”, “B”, “C”,.
  • an identifier of an application program that outputs data that the application program accepts as input is set.
  • an identifier of an application program that accepts data output by the application program as an input is set.
  • the first application program that starts a series of processing of the service (the previous ID column 502 is undefined) is called a service start application program.
  • the image conversion program 301 corresponds.
  • the last-stage application program that ends a series of processing of the service (the post ID column 503 is undefined) is called a service end application program.
  • the alert conversion program 305, the illuminance setting conversion program 308, and the bulletin information conversion program 311 correspond.
  • a program that does not correspond to the above start application program and end application program is referred to as an intermediate application program of the service.
  • the object identification program 302, the size identification program 303, the alert instruction program 304, the human identification program 306, the illuminance setting instruction program 307, the human flow identification program 309, and the posting information determination program 310 correspond to this.
  • the name of the application program is set.
  • “program” attached to the end of the name is omitted.
  • the size is registered.
  • the ratio (probability) of the data output frequency to the data input frequency is set. For example, when data is output with a probability of 1 for 10 inputs of data, it is 0.1.
  • Assignable information processing device columns indicate to which type of information processing device the application program can be allocated.
  • “1” is set in the Gw508 column.
  • the edge node 102 is an assignable device, the same setting is performed in the Ed509 column.
  • the server apparatus 103 is an assignable apparatus, the same setting is performed in the Sv510 column.
  • the decision as to which type of information processing device can be assigned is made by the administrator in consideration of the processing load and processing content of each application program.
  • the gateway node 101 can be assigned when handling information specific to the client device, and the edge node 102 or the server device 103 can be assigned when the processing load is heavy.
  • a service response time required for service execution is set when the application program is an end application program.
  • the information processing device management table 600 includes columns of a device ID column 601, a base ID column 602, a type column 603, and a model column 604.
  • the ID (identifier) of the information processing device is set. This is the primary key of the information processing apparatus management table 600.
  • the ID (identifier) of the base where the information processing apparatus is installed is set.
  • the type of the information processing apparatus is set. “Gw” is set for the gateway node 101, “Ed” is set for the edge node 102, and “Sv” is set for the server device 103.
  • model column 604 the model of the information processing apparatus (product model identifier) is set.
  • the information processing device performance management table 700 includes a model column 604 (2), a processing performance column 701 related to the server function, and a processing performance column 702 related to the router function.
  • the model column 604 (2) is the same as the model column 604 of the information processing apparatus management table 600. This is the primary key of the information processing device performance management table 700.
  • processing performance when the information processing apparatus performs processing of the application program is set. If the processing performance differs depending on the type of application program, an average value is set. Alternatively, a minimum value may be set.
  • the processing performance column 702 related to the router function the processing performance (throughput) when the information processing apparatus performs data transfer without processing the application program is set.
  • a path management table 800 for the management apparatus 104 to manage paths between information processing apparatuses will be described with reference to FIG.
  • the route managed by the route management table 800 is a route that directly connects information processing apparatuses. For example, this is a path for connecting the information processing apparatus A and the information processing apparatus B without passing through another information processing apparatus.
  • a path in which the information processing apparatus A is connected to the information processing apparatus B via the information processing apparatus C connects the information processing apparatus A and the information processing apparatus C without passing through another information processing apparatus.
  • the route and the information processing device C and the information processing device B are managed by dividing them into routes that connect without passing through other information processing devices.
  • the route may be a virtual route realized by VPN (Virtual Private Network) technology or the like.
  • the route management table 800 includes a route ID column 801, a type column 802, a hop number column 803, a propagation delay time column 804, and a bandwidth column 805.
  • a route ID (identifier) is set. This is the primary key of the route management table 800.
  • the type column 802 the type of route, that is, the network to which the route belongs (backbone network 122 or access network 121) is set.
  • the number of communication devices such as routers and switches through the route is set.
  • propagation delay time column 804 a time from when data is transmitted from the information processing apparatus to the other information processing layer in the route is set.
  • bandwidth column 805 a bandwidth that can be used in the route is set.
  • the bandwidth changes in the middle of the route the minimum value is set.
  • connection management table 900 for managing the connection relation between the information processing apparatus and the route by the management apparatus 104 will be described with reference to FIG.
  • the connection management table 900 includes a device ID column 601 (2) and a route ID 801 (2) column.
  • the device ID column 601 (2) is the same as the device ID column 601 of the information processing device management table 600. This is the primary key of the connection management table 900.
  • the route ID 801 (2) column is composed of each column of values of the route ID column 801 in the route management table 800. “1” is set when the information processing apparatus indicated by the apparatus ID is connected to the path indicated by the path ID, and “0” is set when the information processing apparatus is not connected.
  • the information processing apparatus power consumption management table 1000 includes a model column 604 (3), an entire power consumption column 1001, and a power consumption 1002 column related to the router function.
  • the model column 604 (3) is the same as the model column 604 of the information processing device management table 600. This is the primary key of the information processing apparatus power consumption management table 1000.
  • the power consumed when the information processing apparatus is processing the application program is set.
  • the power consumed for the average processing amount is set.
  • the power consumed when the processing amount is the upper limit may be set.
  • the power consumed when the information processing apparatus performs data transfer without processing the application program is set.
  • the path power consumption management table 1100 includes a column of a type column 802 (2) and a one-hop power consumption column 1101.
  • the type column 802 (2) is the same as the type column 802 of the route management table 800. This is the primary key of the path power consumption management table 1100.
  • the power consumed every time one hop (one communication device) is used in the route of the type is set.
  • the service is composed of a combination of a plurality of application programs, and each application program is assigned to one of three types of information processing apparatuses (gateway node 101, edge node 102, and server apparatus 103).
  • the allocation set is a combination of application program allocation (which application program is allocated to which type of information processing apparatus) when the service is executed.
  • the allocation set management table 1200 includes a service ID column 1201 and an allocation set column (1202 to 1207 columns).
  • the service ID (identifier) is set. This is the primary key of the allocation set management table 1200.
  • the allocation set column consists of columns (1202 to 1207 columns) of application program IDs related to the service. In each column, the type of information processing apparatus to which the application program indicated by the ID is assigned is set.
  • the assignment management table 1300 indicates that when the management apparatus 104 assigns each application program to an information processing apparatus during service execution according to the assignment set management table 1300, the assignment (which application program is assigned to which information processing apparatus) ) Is a table for managing.
  • the allocation management table 1300 includes a service ID column 1201 (2), an arrangement ID column 1301, and an allocation information processing device column (1302 to 1307 columns).
  • the service ID column 1201 (2) is the same as the service ID column 1201 of the allocation set management table 1200.
  • the arrangement ID column 1301 sets an identifier of the arrangement (deployment, actual example) of the service. This is the primary key of the allocation management table 1300.
  • the assigned information processing device column consists of columns (1302 to 1307 columns) of application program IDs related to the arrangement.
  • the device ID of the information processing device (device ID 601 in the information processing device management table 600) to which the application program indicated by the ID is assigned is set.
  • a service communication path table 1400 for managing a communication path when the management apparatus 104 executes a service will be described with reference to FIG.
  • the service communication path management table 1400 is a management table for the management apparatus 104 to manage information processing apparatuses located on the communication path when the service is performed.
  • the service communication path management table 1400 includes a service ID 1201 (3), an arrangement ID 1301 (2), a data input frequency 1401 column, and an information processing device column (1402 column to 1407 column).
  • the service ID column 1201 (3) is the same as the service ID column 1201 of the allocation set management table 1200.
  • the arrangement ID column 1301 (2) is the same as the arrangement ID column 1301 of the allocation management table 1300. This is the primary key of the service communication path management table 1400.
  • the device ID (device ID 601 of the information processing device management table 600) of the information processing device located on the communication path with respect to the arrangement is set.
  • the following three configurations are assumed as the device configuration on the communication path. Therefore, in FIG. 14, the information processing device column is configured as (1402 column to 1407 column) so that all the arrangements of the information processing devices corresponding to the three device configurations can be registered.
  • the communication path is not limited to this configuration.
  • the management apparatus 104 assigns an application program to each information processing apparatus on the wide area network using the service response time, system power consumption, and system operation man-hours as indices.
  • a process for arranging services will be described. This process is executed by each program of the management apparatus 104 based on a dialogue with the administrator.
  • FIG. 15 shows a processing flow of the management apparatus 104, the gateway node 101, the edge node 102, and the server apparatus 103.
  • the allocation set creation program 401 of the management apparatus 104 uses the service attribute management table 500 to create an application program allocation set list 1800 (FIG. 18).
  • an application program assignment set is created for the three services of the signal device 112 control, the lighting device 113 control, and the display device 114 control illustrated in FIG. 3
  • An assignment set may be created for each of these three services, or a common assignment set may be created for these three services.
  • a common allocation set is created will be described in order to avoid complicated explanation. That is, the human identification program 306 and the human flow identification program 309 are assigned in the same manner as the size identification program 303. Hereinafter, description thereof will be omitted in FIG.
  • the illuminance setting instruction program 307 and the posting information determination program are assigned in the same manner as the alert instruction program 304.
  • description thereof will be omitted in FIG.
  • the illuminance setting conversion program 308 and the posted information conversion program 311 are assigned in the same manner as the alert conversion program 305. Hereinafter, description thereof will be omitted in FIG.
  • each service is treated as an independent service, and each will be described below.
  • the process of FIG. 15 may be performed.
  • Each application program that constitutes a service is an information processing device sequence (508, 509, 510) that can be assigned in the service attribute management table 500 among three layers of information processing devices (gateway node 101, edge node 102, server device 103). ) Can be assigned to the information processing apparatus designated in ().
  • the assignment set creation program 401 presents assignments along representative communication paths to the administrator as assignment templates, and the administrator selects an assignment template that meets the service requirements from among them (S1501).
  • FIG. 16 shows a procedure for creating an assignment template.
  • the created template is shown in FIG.
  • Return at server device 103 (communication path pattern 1) ⁇ Gateway node 101-Edge node 102-Server device 103-Edge node 102-Gateway node 101 2.
  • Return at edge node 102 (communication path pattern 2) ⁇ Gateway node 101-Edge node 102-Gateway node 101 ⁇ Gateway node 101-Edge node 102-Edge node 102 (2)-Edge node 102-Gateway node 101
  • An application program constituting a service is sequentially assigned to each information processing apparatus located on the communication path pattern 1 and the communication path pattern 2. Whether the gateway node 101 at the service start point and the gateway node 101 at the service end point are the same gateway node 101 or different gateway nodes 101 depends on the service to be provided.
  • the assignment template creation procedure includes the following three conditional branches. Whether the service application program (AP) is assigned to the server device 103 (communication route pattern 1) or the edge node 102 (communication route pattern 2) (S1601, S1602). When allocating service application programs to the edge node 102, whether to allocate the application program to all the edge nodes 102 or to allocate one application program to several of the edge nodes 102 (S1603, S1604). ⁇ Whether application programs (start, end application programs, etc.) that can be assigned to the gateway node 101 of the service are assigned to the gateway node 101 (S1605, S1605 (2), S1605 (3)) FIG. 17 shows an assignment template created as a result of the processing.
  • the administrator selects some appropriate templates in consideration of service requirements, design man-hours, operation man-hours, and the like.
  • the assignment templates T002) (T004) (T006) (T008) Suppose you select it.
  • the assignment set creation program 401 creates a combination of application program assignments for the newly introduced service based on the assignment template selected by the administrator (S1502).
  • the allocation set creation program 401 refers to the information processing devices (508 column, 509 column, 510 column) that can be allocated in the service attribute management table 500, and all the combinations of application program allocations that apply to the allocation template are shown in FIG. They are listed in the program assignment set list 1800.
  • the allocation set list 1800 is created for each service.
  • a set ID column 1801, template ID columns 1802, and 521 (2) columns to 525 columns are included in each column of the application program allocation set.
  • set ID column 1801 an identifier of an assigned set of application programs that constitute the service is set.
  • the primary key of the allocation set list is set.
  • the template identifier (the template code in FIG. 17) based on the combination of assignments shown in the row is set.
  • the administrator may freely specify an application allocation set without specifying an allocation template, and the allocation set creation program 401 may add to the allocation set listed in the application program allocation set list 1800.
  • the allocation set designated by the administrator is, for example, a configuration in which one intermediate application program is allocated to all edge nodes 102 in the service, and another intermediate application program is allocated to five of the edge nodes 102 at a ratio of one. It is. Further, the configuration is such that one intermediate application program in service is assigned to two of the edge nodes 102 and another intermediate application program is assigned to the server apparatus 103.
  • the allocation set evaluation program 402 of the management device 104 calculates service response time, system power consumption, and system operation man-hours for the application program allocation set created by the allocation set creation program 401 (S1503). Details of the processing are shown in FIG.
  • the allocation set evaluation program 402 calculates system power consumption and system operation man-hours for existing services (S1901). A plurality of existing services may be executed.
  • the first term of Equation 1 is the power consumed in all communication paths when executing an existing service.
  • the second term is power consumption related to data transfer in all information processing apparatuses.
  • the third term is power consumption related to data processing in all information processing apparatuses. Therefore, the first term of Equation 1 is the power consumed by all communication paths when executing the existing service, and the sum of the second term and the third term is the power consumed by all the information processing apparatuses.
  • route management table 800 From the route management table 800, the type 802 and the number of hops 803 of the row whose route ID 801 is l are searched. Further, from the path power consumption management table 1100, one-hop power consumption 1101 corresponding to the type 802 (2) Search for. The power consumption of the route is calculated by multiplying the number of hops 803 of the route by the power consumption 1101 of one hop.
  • the information processing apparatus (apparatus ID) 1402 to 1407) located on the communication path of the existing service is searched using the service ID 1201 (3) as a key.
  • the communication path (route ID 801 (2)) between the information processing devices is searched using the device ID 601 (2) as a key.
  • the search result corresponds to the communication path of the existing service (path where data transfer is performed).
  • the apparatus IDs (1402 to 1407) of information processing apparatuses located on the communication path of the existing service are searched using the service ID 1201 (3) as a key.
  • the device IDs (1302 to 1307) of information processing devices to which application programs are assigned for executing existing services are searched.
  • An information processing apparatus that is located on a communication path of a service and that is not assigned an application program is an information processing apparatus that performs data transfer of an existing service.
  • the device IDs (1302 to 1307) of the information processing devices to which the application program is assigned for executing the existing service are searched.
  • System operation refers to maintaining the system so that the system including the gateway node 101, the edge node 102, the server device 103, and the like illustrated in FIG. 1 can provide services without stopping for a predetermined time or more. Is to manage.
  • the system operation man-hour is the amount of work required for system operation.
  • the amount of work necessary for providing a service may be considered to be proportional to the number of information processing apparatuses that need to manage application programs for providing the service. Therefore, the allocation set evaluation program 402 calculates the system operation man-hour by the number of information processing apparatuses that need to manage application programs for providing services, that is, the number of information processing apparatuses that have allocated application programs for providing services. To express.
  • APnode n in Equation 2 is the same as APnode n in Equation 1.
  • the allocation set evaluation program 402 evaluates the service at the time of introduction for each new application program allocation set. First, the allocation set evaluation program 402 selects one line (one allocation set of application programs related to a newly installed service) from the application program allocation set list 1800 for new services (S1902).
  • the allocation set evaluation program 402 updates the allocation set management table 1200, the allocation management table 1300, and the service communication path management table 1400 based on the allocation set of the selected row in (S1902) (S1903).
  • the assignment set evaluation program 402 adds a service ID 1201 and application program assignment sets (1202 to 1207) related to the newly introduced service to the assignment set management table 1200.
  • the administrator instructs the setting contents of the service ID 1201.
  • the allocation set evaluation program 402 adds, to the allocation management table 1300, arrangement IDs 1301 relating to all arrangements of newly introduced services and apparatus IDs (1302 to 1307) of assigned information processing apparatuses.
  • the administrator instructs the setting contents of the arrangement ID 1301 and the device ID (1302 to 1307).
  • the allocation set evaluation program 402 adds to the service communication path management table 1400 the data input frequency 1401 regarding all arrangements of newly introduced services and the device IDs (1402 to 1407) of the information processing apparatuses on the communication path information.
  • the administrator instructs the setting contents of the data input frequency 1401 and the device ID (1402 to 1407).
  • the allocation set evaluation program 402 uses the various management tables updated in (S1903) to calculate service response time, system power consumption, and system operation man-hours when a new service is introduced (S1904).
  • the allocation set evaluation program 402 predicts the service response time for the newly introduced service.
  • the service response time is calculated using Equation 3.
  • the first term is the delay time in the communication path that occupies the service response time when the service (number of arrangements M) is executed.
  • the second term is a delay time in the information processing apparatus that occupies the service response time.
  • the delay time in the communication path is represented by the sum of the transmission delay time of data to the communication path and the propagation delay time of the communication path, and the delay time in the information processing apparatus Expressed as data buffering delay time.
  • the first term is an average value of the delay time of all communication paths in the service with the number M of arrangements.
  • the delay in the information processing apparatus is a delay related to data transfer and a delay related to data processing.
  • the second term is the average value of the delay time of all the information processing apparatuses on the communication path in the service with the number of arrangements M.
  • the bandwidth of this communication route is route management.
  • the M / M / 1 queuing model described in “The Art, Computer, Systems, Performance, Analysis” (R., Jain, John, Wiley, & Sons, Inc., 1991, ISBN: 978-0471503361) is used. .
  • the application assignment management table 1300 is referred to.
  • the application program ID is A 1302.
  • the amount of input data per unit time of each input device is obtained by referring to the data input frequency 1401 column of the search row, the output data amount column 506 and the input / output frequency ratio column 507 of the service attribute management table 500. it can.
  • the allocation set evaluation program 402 confirms whether all rows have been selected from the application program allocation set list 1800 for the new service (S1905).
  • the allocation set selection program 403 of the management device 104 evaluates the result calculated by the allocation set evaluation program 402, selects an appropriate allocation set candidate from the application program allocation set list of the newly introduced service, and presents it to the administrator. To do.
  • the administrator selects an optimal allocation set from the candidates (S1504).
  • the allocation set selection program 403 displays the calculation result of service response time, system power consumption, and system operation man-hours in graphs when selecting allocation set candidates, and clearly indicates the reason for candidate selection to the administrator. Examples of graph display are shown in FIGS.
  • FIG. 20 is a display example of the calculation result of the service response time.
  • the horizontal axis of the graph 2000 is a set ID 1801 of the application program allocation set list 1800.
  • the graph 2000 shows the service response time calculation result regarding the newly introduced service performed in (S1503) for each allocation set.
  • the service response time is the sum of the delay time 2001 in the communication path corresponding to the first term of Equation 3 (1) and the delay time 2002 in the information processing device corresponding to the second term of Equation 3 (1). Yes, each is shown separately.
  • the delay time 2001 on the communication path is: It tends to be smaller.
  • the delay time 2002 in the information processing apparatus tends to be similarly reduced.
  • FIG. 21 is a display example of the calculation result of the system power consumption.
  • the horizontal axis of the graph 2100 is the same as the horizontal axis of the graph 2000.
  • the system power consumption is the sum of the power consumption 2102 in the communication path corresponding to the first term of Equation 1 and the power consumption 2104 in the information processing device corresponding to the sum of the second term and the third term of Equation 1. Yes, each is shown separately.
  • the power consumption 2102 on the communication path is the power consumption when a new service is introduced, and the power consumption 2101 when a new service is not introduced is also displayed.
  • the power consumption 2104 in the information processing apparatus is the power consumption when a new service is introduced, and the power consumption 2103 when no new service is introduced is also displayed.
  • FIG. 22 is a display example of a calculation result of system operation man-hours.
  • the horizontal axis of the graph 2200 is the same as the horizontal axes of the graph 2000 and the graph 2100.
  • the system operation man-hour is indicated by the number of information processing apparatuses to which application programs have been assigned, and corresponds to Equation 2.
  • the system operation man-hour 2202 is an operation man-hour when a new service is introduced, and the system operation man-hour 2201 when a new service is not introduced is also displayed.
  • the allocation set selection program 403 comprehensively evaluates these calculation results based on which viewpoint is important and selects one or more allocation sets.
  • the service introduction program 404 of the management apparatus 104 instructs the information processing apparatus (gateway node 101, edge node 102, server apparatus 103) to distribute, set, and execute an application program for introducing a new service (S1505). ).
  • the service introduction program 404 updates the allocation set management table 1200, the allocation management table 1300, and the service communication path management table 1400 based on the application program allocation set selected by the administrator. This process is the same as the process described in (S1902).
  • the service introduction program 404 refers to the allocation management table 1300, distributes the application program to the information processing apparatus to be allocated, and updates the setting file of the target information processing apparatus. Further, with reference to the service communication path management table 1400, the setting file of the information processing apparatus that is not the application program allocation target but is located on the service communication path is updated. Thereafter, the service introduction program 404 instructs the information processing apparatuses that have been set to execute the service.
  • the service response time monitoring program 405 of the management device 104 monitors the service response time of the new service being executed (S1506).
  • the response time of the service is measured by the gateway node 101 by the process described above with reference to FIG.
  • the management device 104 monitors the service response time by periodically obtaining the measurement result of the gateway node 101.
  • each information processing apparatus and management apparatus perform time synchronization repeatedly (for example, periodically) using means such as NTP (Network Time Protocol).
  • the service response time measurement result is compared with a threshold value (S1507). If the service response time measurement result is larger than the threshold value (when the criterion is not satisfied), the alternative assignment set selection program 406 of the management apparatus 104 presents the alternative assignment set to the administrator (S1508). .
  • the service response time in (S1503) when the actual service response time measurement result is larger than the threshold (when the criteria are not met), the service response time in (S1503), system power consumption
  • the service attribute management table 500, the information processing device performance management table 700, the path management table 800, the information processing device power consumption management table 1000, and the path power consumption management table 1100 used for calculating the system operation man-hour The management table value may be different from the actual value.
  • the management apparatus 104 acquires performance information and the like from each information processing apparatus, and the value of the input / output frequency ratio 507 column of the service attribute management table 500 and the information processing apparatus performance management table 700 processing performance column (701, 702) value, propagation delay time column 804 and bandwidth column 805 value of path management table 800, power consumption column (1001, 1002) value of information processing device power consumption management table 1000, Of the values of the power consumption column 110 for each hop in the path power consumption management table 1100, re-measurement is performed for a part related to reevaluation or for all. The administrator updates the values in each management table as necessary based on the measured values (S1509).
  • the alternative allocation set selection program 406 presents an alternative allocation set that is predicted to have a shorter service application time when the service response time measurement result is larger than the threshold value. If smaller, an alternative allocation set that satisfies the service response time requirement and is predicted to reduce system power consumption and system operation man-hours may be presented.
  • the management device 104 has the information processing devices (gateway node 101, edge node 102) geographically distributed in the wide area network system (backbone network 122 and access network 121).
  • the information processing devices gateway node 101, edge node 102
  • the wide area network system backbone network 122 and access network 121.
  • an assigned set list of application programs to the information processing apparatus Create 1800, calculate service response time, system power consumption, and system operation man-hours for each allocation set (1811-1817) in list 1800, and display the results (graph 2000, graph 2100, graph 2200) Evaluate and assign set (1813 or 1814 in assignment set list 1800) Is presented to the administrator.
  • the management apparatus 104 may introduce an alternative assignment set (1811 in the assignment set list 1800) when the service response time 511 of the service attribute management table 500 may not be satisfied after the service is introduced using the assignment set 1813. Or 1812), and allows reselection.
  • the system power consumption can be reduced while satisfying the requirement that the service of the above form is provided within the required service response time as a reference. Furthermore, while satisfying the requirement of providing the service in the above form within the required service response time as a reference, it is possible to provide the service operation man-hour in addition to the system power consumption.
  • 101 Gateway node
  • 102 Edge node
  • 103 Server device
  • 104 Management device
  • S1501 Creation and selection of allocation template
  • S1502 Creation of allocation set list of newly introduced service
  • S1503 Evaluation of allocation set
  • S1504 Presentation of assignment set, selection of assignment set
  • S1507 service response time> threshold
  • S1508 Creation of alternative allocation set
  • S1509, S1509 (2) Remeasurement of various performance values, management table update.

Landscapes

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Abstract

　情報処理装置へのプログラムの割り当てを指定する割り当てセットを作成し、各割り当てセット適用時のサービス応答時間、システム消費電力を算出し、それらの評価結果から、基準となるサービス応答時間を満たし、かつ、システム消費電力を小さくする割り当てセットを選択する。

Description

サービス設定支援方法 参照による取り込み
  本出願は、平成21年（2009年）11月2日に出願された日本特許出願　特願2009-251596号の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
　本発明は、広域のネットワークシステムに分散して配置された情報処理装置を用いてサービスを提供する場合のサービス設定支援方法に関し、特に、情報処理装置へのアプリケーションプログラムの割り当て支援方法に関する。
　広域のネットワークシステムに分散して配置された情報処理装置にキャッシュ（データやアプリケーションプログラムの複製）を割り当て、サービス応答時間の向上とネットワークトラヒックの削減を実現しようとする技術に、コンテンツデリバリネットワークがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、広域のネットワークシステムに分散して配置された複数の情報処理装置の有する計算資源（CPU、メモリ、ハードディスク）を、一つの複合した計算資源として利用する技術に、グリッドコンピューティングがある（例えば、特許文献２参照）。
米国特許第７３７６７１６号明細書 米国特許出願公開第２００５/０１３１９９３号明細書
　特許文献１に記載されている技術では、サービスの主体が複数のアプリケーションプログラムからなり、かつ、それらを複数の情報処理装置に割り当てるような状況は考慮されていない。
　したがって、サービスの主体が複数のアプリケーションプログラムからなり、かつ、それらが複数の情報処理装置に割り当てられている場合には、サービス応答時間の向上やネットワークトラヒックの削減には対応できない可能性がある。
　また、特許文献１に記載されている技術では、サービス応答時間向上やネットワークトラヒック削減を実現しようとすると、システム全体では、過剰に電力を消費することが起こりうる。
　前記特許文献２に記載されているような技術では、情報処理装置の有する計算資源は考慮されていても、サービスの応答時間を考慮したアプリケーションプログラムの割り当ては行われていない。したがって、サービスの応答時間が大きくなる可能性がある。また、それぞれの情報処理装置の有する計算資源を利用する場合に、システム全体の消費電力を考慮していないので、システム全体としては、過剰に電力を消費することが起こりうる。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、上記形態のサービスを、システム全体の消費電力を小さくするよう考慮しつつ、基準となる、求められるサービス応答時間を満たして提供できるように、サービスの主体である複数のアプリケーションプログラムを各情報処理装置に割り当てることができるサービス設定支援方法を提供する。
　本明細書においては、ネットワーク上に分散して配置された情報処理装置が連携して動作し、複数の情報処理装置上のアプリケーションプログラムを呼び出して情報を処理することで実現するサービスを、システム消費電力を考慮しつつ、求められるサービス応答時間を満たして提供する技術が開示される。
　すなわち、本明細書においては、サービスの主体である複数のアプリケーションプログラムを、広域ネットワークシステムに分散配置された情報処理装置に、サービスの応答時間を考慮して割り当てる技術が開示される。
　開示される一つの観点に従う管理装置は、広域のネットワークシステムに地理的に分散して配置された情報処理装置に対して、複数のアプリケーションプログラムを順次呼び出して情報を処理することで実現するサービスを導入する際に、アプリケーションプログラムの情報処理装置への割り当てセットリストを作成し、リスト中の各割り当てセットを適用した場合のサービス応答時間とシステム消費電力を算出し、それらの結果を評価して、基準となる、求められるサービス応答時間を満たし、かつ、システム消費電力を小さくする割り当てセットを選択、または、選択候補を提示することを特徴とする。
　さらに、前記管理装置は、サービス応答時間とシステム消費電力に加えてシステムの運用にかかる工数を算出し、それらの結果を評価して、基準となる、求められるサービス応答時間を満たし、かつ、システム消費電力とシステム運用工数を小さくする割り当てセットを選択、または、選択候補を提示することを特徴とする。
　さらに、前記管理装置は、前記サービスの導入後に、基準となる、求められるサービス応答時間を満たさなくなる恐れがある場合に、代替の割り当てセットを選択することを特徴とする。
　なお、本明細書におけるサービスとは、情報処理結果を利用者または第三者に認識可能な形態で提供すること、あるいは、情報処理結果に応じて、利用者または第三者に係わる装置を制御すること、を指す。
　本発明によれば、ネットワークシステムに分散して配置された情報処理装置が連携して動作することにより実現するサービスを、小さい消費電力で、かつ、短い応答時間で提供することができる。
実施形態におけるネットワークシステムの概略構成を例示する図である。 実施形態における管理装置のハードウェア構成を例示する図である。 実施形態におけるサービスの機能構成を例示する図である。 実施形態における管理装置の機能構成を例示する図である。 実施形態におけるサービスの属性管理テーブルの例である。 実施形態における情報処理装置の管理テーブルの例である。 実施形態における情報処理装置の性能に関する管理テーブルの例である。 実施形態における通信経路の管理テーブルの例である。 実施形態における情報処理装置と通信経路の接続に関する管理テーブルの例である。 実施形態における情報処理装置の消費電力に関する管理テーブルの例である。 実施形態における通信経路の消費電力に関する管理テーブルの例である。 実施形態におけるアプリケーションプログラム割り当てセットの管理テーブルの例である。 実施形態におけるアプリケーションプログラムの割り当てに関する管理テーブルの例である。 実施形態におけるサービスの通信経路に関する管理テーブルの例である。 実施形態における管理装置の処理を示すフローチャートの例である。 実施形態における割り当てテンプレートの作成処理を例示するフローチャートである。 実施形態における割り当てテンプレートの例である。 実施形態におけるアプリケーションプログラム割り当てセットのリストの例である。 実施形態における割り当てセットの評価処理を例示するフローチャートである。 実施形態におけるサービス応答時間評価グラフの表示例である。 実施形態におけるシステム消費電力評価グラフの表示例である。 実施形態におけるシステム運用工数評価グラフの表示例である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図における同一符号は同一物あるいは相当物を示す。また、類似物については、説明の都合上、符号に添え字を追加して区別することがある。
　本発明の実施形態が適用されたネットワークシステム構成の概略を、図１を用いて説明する。図示するように、本実施形態のネットワークシステムは、複数の端末拠点131に設置されたクライアント装置が、地域拠点132を経由してデータセンタ133に設置されたサーバ装置103に接続する構成である。より詳しくは、クライアント装置は、端末拠点131内の拠点ネットワーク141とゲートウェイノード101と、アクセスネットワーク121を経由して、地域拠点132に設置されたエッジノード102に接続し、さらに、エッジノード102を経由して、全国規模のバックボーンネットワーク122と、データセンタ133内のデータセンタネットワーク142と、を経由して、サーバ装置103に接続する。
　ここでは、端末拠点131に設置されたクライアント装置の例として、監視カメラ111、および、信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114を挙げている。
　以降では、監視カメラ111を用いて撮影した画像を利用して、信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114を制御するサービスを例として実施形態を説明する。ただし、クライアント装置が、何らかの情報処理装置が提供するサービスを利用する形態であれば、どのようなクライアント装置やサービスでもよい。
　本実施例のネットワークシステムを構成する情報処理装置は、三階層構成になっており、第一階層の情報処理装置は、端末拠点131に設置したゲートウェイノード101、第二階層の情報処理装置は、地域拠点132に設置したエッジノード102、第三階層の情報処理装置は、データセンタ133に設置したサーバ装置103、である。
　各階層の装置は、クライアント装置からの距離の近い順（例えば、ネットワーク遅延時間の短い順）に、ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103と配置されている。また、各階層の情報処理装置の台数の関係は、「ゲートウェイノード101台数」＞＞「エッジノード102台数」＞＞「サーバ装置103台数」を満たしている。
　なお、以下の実施例では、上記三階層構成を対象として説明するが、実施の内容は階層数には限定されず、第二階層が分化してさらに多階層構成となったとしても、同様に実施例を適用できる。
　以降で情報処理装置と表記する場合は、ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103を指す。また、本実施例では、端末拠点131として駅構内を例としているが、駅構内でなくても良い。
　以下、図１の各項目を説明する。
　端末拠点131（駅構内）には、クライアント装置である監視カメラ111、信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114を設置している。
　監視カメラ111は、駅構内の監視を行うビデオカメラであり、連続的に画像を撮影し、拠点ネットワーク141経由で、画像データをゲートウェイノード101に転送する。信号装置112は、線路上に人や危険物などが落下した場合に、信号を制御して駅構内に進入してくる電車などに危険を伝える装置である。照明装置113は、駅構内の通路などに、光を当てて明るくする装置である。ディスプレイ装置114は、運行情報、構内サービス案内や広告を掲示する装置である。拠点ネットワーク141は、端末拠点131（駅構内）の監視カメラ111や信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114などを接続し、有線通信または無線通信によりデータを転送するネットワークである。拠点ネットワーク141では、IEEE802.3で規定された仕様などに従い通信が行われる。
　ゲートウェイノード101は、サービス実行時のデータ転送機能とデータ処理機能（アプリケーションプログラム実行機能）を備える情報処理装置である。ゲートウェイノード101は、拠点ネットワーク141とアクセスネットワーク121を接続する。以降の説明では、ゲートウェイノード101を“Gw”と表記することがある。ゲートウェイノード101は、監視カメラ111が出力した画像データに処理を加えてアクセスネットワーク121に転送する。また、信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114に制御データを送信する。
　アクセスネットワーク121とバックボーンネットワーク122は、図示していないルータやスイッチなどの情報通信装置と、それらをつなぐ回線から構成される通信ネットワークであり、複数の通信経路の集合体である。
　バックボーンネットワーク122は、一国の範囲といった広域に広がる基幹通信ネットワークである。バックボーンネットワーク122とアクセスネットワーク121で、多数の拠点を収容できるよう階層型のネットワークトポロジを構成している。各ネットワークではIP（Internet Protocol）パケットが転送される。
　アクセスネットワーク121は、端末拠点131に設置したゲートウェイノード101と地域拠点132に設置したエッジノード102を接続する通信ネットワークである。
　地域拠点132とは、複数のゲートウェイノード101とアクセスネットワーク121を収容するためのエッジノード102を設置するための拠点である。地域拠点132とは、区や市（の一部）、または、それらの複数を統合した地域に一つ設置される。
　エッジノード102とは、サービス実行時のデータ転送機能とデータ処理機能（アプリケーションプログラム実行機能）を備える情報処理装置である。エッジノード102は、アクセスネットワーク121とバックボーンネットワーク122の間に位置する。以降、エッジノード102を“Ed”と表記することがある。
　データセンタ133には、サーバ装置103を設置する。サーバ装置103は、サービス実行時のデータ処理機能（アプリケーションプログラム実行機能）を備える情報処理装置である。サーバ装置103は、データセンタネットワーク142を経由してバックボーンネットワーク122に接続する。以降、サーバ装置103を“Sv”と表記することがある。
　管理センタ134には、管理装置104を設置する。管理装置104は、管理センタネットワーク143を経由してバックボーンネットワーク122に接続する。管理装置104は、ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103を管理する装置である。
　次に、本発明の実施の形態における管理装置104のハードウェア構成を、図２を用いて説明する。
　管理装置104は、CPU201、メモリ203、ネットワークインタフェース202、ディスク206、内部信号線208を備える。また、管理装置104は、管理者との対話的な処理を行うために、出力装置204および入力装置205を備える。
　管理装置104では、OS(Operating System)の制御により、CPU201がディスク206に格納されたプログラムをメモリ203上に呼び出して実行することにより以降で説明する各機能を具現化する。ただし、以下では、便宜上、各プログラムを実行の主体として説明する。
　CPU201は、メモリ203に呼び出されたプログラムを実行することによって、各種処理を行うプロセッサである。
　メモリ203は、例えば高速アクセスが可能な、揮発性または不揮発性のメモリであり、CPU201によって実行されるプログラム、および、CPU201によって必要とされる情報などを記憶する。
　ネットワークインタフェース202は、1Gpsや10Gbpsなどの各種通信速度に対応したIEEE802.3インタフェースカードやなどのネットワークインタフェースカードから構成され、通信ネットワークを介して対向する情報処理装置に接続するためのデータ入出力アダプタとして機能する。ネットワークインタフェース202は、TCP/IPなどに基づきデータや制御信号の送受信を行う。
　ディスク206は、例えばSATA(Serial Advanced Technology Attachment)ディスクドライブ、SAS(Serial Attached SCSI)ディスクドライブ、あるいは、SCSI(Small Computer System Interface)ディスクドライブなどのストレージデバイスである。ディスク206は、不揮発性半導体メモリであってもよい。不揮発性半導体メモリは、例えば、フラッシュメモリである。ディスク206上に複数の論理ボリューム207を設定し、OS、アプリケーションプログラムやユーザデータなどの各種情報を格納する。
　なお、各プログラムやデータは、あらかじめディスク206に格納されていても良いし、必要に応じて、ネットワークインタフェース202や図示していない記録媒体読取装置と、上記管理装置104が利用可能な媒体とを介して、他の装置から上記ディスク206に導入されてもよい。媒体とは、たとえば、記録媒体読取装置に着脱可能な記憶媒体、または通信媒体（すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号）を指す。
　内部信号線208は、例えばバスである。内部信号線208は、CPU201、メモリ203、ネットワークインタフェース202、ディスク206、入力装置205、出力装置204を相互に接続する。
　出力装置204は、各種情報を表示するための装置であり、例えば、ディスプレイである。
　入力装置205は、管理が各種情報を入力するために利用ための装置であり、例えば、キーボード又はマウスである。
　ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103も、管理装置104と同様のハードウェア構成であるが、管理者との対話的な処理を行う必要がない場合は、出力装置204や入力装置205を備えていなくてもよい。また、ゲートウェイノード101、エッジノード102では、複数のネットワークインタフェース202が備えられていても良い。
　次に、本実施形態で例示するサービスについて、図３を用いて説明する。ここでは、監視カメラ111を用いて撮影した画像を利用して、端末拠点131（駅構内）の信号装置112、照明装置113、ディスプレイ装置114を制御するサービスを例としてあげる。
　このサービスは、いくつかのアプリケーションプログラムを組み合わせることにより構築される。つまり、「各アプリケーションプログラムが、前段のアプリケーションプログラムからデータを受け取り、処理を行った後、次段のアプリケーションプログラムにデータを渡すこと」を、順次、繰り返していくことでサービスが実現される。
　アプリケーションプログラム間で受け渡されるデータは、例えば、XML (Extensible Markup Language)形式に従って記述してもよいが、データを受け渡すアプリケーションプログラムが解釈可能であれば、どのような形式であっても良い。アプリケーションプログラムとは、例えば、通信プロトコルにSOAP(Simple Object Access Protocol) over HTTP(Hypertext Transfer Protocol)を用いたWebサービスであるが、SQLによるデータベース問い合わせなどであってもよい。
　なお、図３に示した例では、アプリケーションプログラムの名称の末尾に添える「プログラム」を略している。また、アプリケーションプログラム名の先頭の括弧内に、後述するアプリケーションプログラムのID（サービス属性管理テーブル500のID501）を表記している。
　以下、監視カメラ111が撮影した画像を利用して、信号装置112を制御する処理を説明する。
　サービスの応答時刻の測定のために、画像変換プログラム301は未加工の原画像321の入力時刻を測定し、次段のアプリケーションプログラムには、画像などのデータに加えて、この原画像321入力時刻を出力する。
　監視カメラ111は、単位時間に一定枚数ずつ（例えば１秒間に１０枚）、画像変換プログラム301に原画像321を送信する。
　画像変換プログラム301は、原画像321を受信すると、監視カメラ111の識別子(ID)を属性情報として原画像321に追加する。なお、原画像321は、監視カメラ111の固有画像フォーマットに従っている。また、画像変換プログラム301は、原画像321の入力時刻(t)を記録する。
　画像変換プログラム301は、監視カメラ111から受信した原画像321を、後段のアプリケーションプログラムが処理可能なように、標準的な画像フォーマットの画像322に変換し、さらに、監視カメラ111のIDを、カメラ位置座標((x,y))に変換する。画像変換プログラム301は、画像322とカメラ位置座標((x,y))および原画像321入力時刻(t)を、次段の物体識別プログラム302に送信する。
　物体識別プログラム302は、受信した画像322に対して画像処理を行い、画像322が移動物体を含むか判定する。移動物体を識別するための画像処理は、「The Pocket Handbook of Image Processing Algorithms In C」（H. R. Myler、A. R. Weeks著、Prentice Hall, Inc.、1993年、ISBN: 978-0136422402)などに記載されている閾値処理、エッジ検出処理、領域分割処理などの画像解析アルゴリズムなどを組み合わせて用いることで実現される。
　移動物体の識別は、単一の画像322に対する処理により実現されても良いし、原画像321入力時刻(t)の異なる複数の画像322に対する処理により実現されても良い。以下で説明するサイズ識別プログラム303、人間識別プログラム306、人流識別プログラム309における画像処理についても同様である。
　物体識別プログラム302は、画像322が移動物体を含む場合に、その画像（物体画像323）を、カメラ位置座標((x,y))と併せて、サイズ識別プログラム303に送信する。併せて、対応する原画像321入力時刻(t)も転送する。
　サイズ識別プログラム303は、受信した物体画像323に対して画像処理を行い、移動物体のサイズが閾値以上であるか判定する。移動物体のサイズが閾値以上である場合に、当該物体画像323のカメラ位置座標((x,y))324を、アラート指示プログラム304に転送する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　アラート指示プログラム304は、受信したカメラ位置座標((x,y))324をもとにアラートを指示するか否かを決定する。アラートを指示する場合に、アラート325を、カメラ位置座標((x,y))324と併せて、アラート変換プログラム305に送信する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　アラート変換プログラム305は、受信したアラート325を、信号装置112が処理可能なように信号装置112固有のアラートフォーマットに変換する。さらに、カメラ位置座標((x,y))324に基づき、アラートを発信する信号装置112のIDを求める。アラート変換プログラム305は、IDで示された信号装置112にアラート326を送信する。信号装置112は、受信したアラートに従い、光、音、振動などにより、周りに危険を報せる。
　アラート変換プログラム305は、信号装置112に対してアラート326を送信した時刻を測定する。この時刻と原画像321入力時刻(t)の差分を求めることで、サービス応答時間を測定する。
　次に、監視カメラ111が撮影した画像を利用して、照明装置113を制御する処理を説明する。画像変換プログラム301からサイズ識別プログラム303までの処理は、上記で説明した通りである。
　人間識別プログラム306は、サイズ識別プログラム303から受信した大物体画像327に対して画像処理を行い、閾値以上のサイズの物体が人であるか、何人程度か、判定する。物体が人である場合に、人数（概数）とカメラ位置座標((x,y))328を、照度設定指示プログラム307に送信する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　照度設定指示プログラム307は、受信した人数とカメラ位置座標((x,y))328をもとに、照明装置113の設定を行うか否かと、設定を行う場合は照度設定（点灯または消灯、照明の明るさ）を決定する。照度設定指示プログラム307は、照明装置113の設定を行う場合に、照度設定329を、カメラ位置座標((x,y))と併せて、照度設定変換プログラム308に送信する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　照度設定変換プログラム308は、受信した照度設定329を、照明装置113が処理可能なように、照明装置113固有の照度設定フォーマットに変換する。さらに、照度設定変換プログラム308は、カメラ位置座標((x,y))324に基づき、照度設定を行う照明装置113のIDを求める。
　照度設定変換プログラム308は、IDで示された照明装置113に照度設定330を送信する。照明装置113は、受信した照度設定330に従い、点灯または消灯したり、明るさを変更したりする。
　照度設定変換プログラム308は、照明装置113に対して照度設定を送信した時刻を測定する。この時刻と原画像321入力時刻(t)の差分を求めることで、サービス応答時間を測定する。
　次に、監視カメラ111が撮影した画像を利用して、ディスプレイ装置114を制御する処理を説明する。画像変換プログラム301からサイズ識別プログラム303、および、人間識別プログラム306までの処理は、上記で説明した通りである。
　人流識別プログラム309は、人間識別プログラム306から受信した人間画像331の一枚、あるいは、複数枚に対して画像処理を行い、人流情報の計測を行う。人流情報とは画像内の人の流れの方角とその人数のことである。人流情報が計測された場合に、人流情報332、および、カメラ位置座標((x,y))を、掲示情報決定プログラム310に送信する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　掲示情報決定プログラム310は、受信した人流情報322とカメラ位置座標((x,y))をもとに、ディスプレイ装置114の設定を行うか否かと、設定を行う場合は掲示情報（運行情報、構内サービス案内や広告）を決定する。ディスプレイ装置114の設定を行う場合に、掲示情報333を、カメラ位置座標((x,y))と併せて、掲示情報変換プログラム311に送信する。併せて、原画像321入力時刻(t)も転送する。
　掲示情報変換プログラム311は、受信した掲示情報333を、ディスプレイ装置114が処理可能なように、ディスプレイ装置114固有の掲示情報フォーマットに変換する。さらに、カメラ位置座標((x,y))に基づき、掲示情報の設定を行うディスプレイ装置114のIDを求める。掲示情報変換プログラム311は、IDで示されたディスプレイ装置114に掲示情報334を送信する。ディスプレイ装置114は、受信した掲示情報334を表示する。
　掲示情報変換プログラム311は、ディスプレイ装置114に対して掲示情報を送信した時刻を測定する。この時刻と原画像321入力時刻(t)の差分を求めることで、サービス応答時間を測定する。
　次に、本実施形態における管理装置104の機能構成を、図４を用いて説明する。管理装置104が所有するプログラムや管理テーブルは、管理装置104に備わるディスク206に格納されており、メモリ203上に呼び出され、CPU201によって実行あるいは処理される。
　管理装置104は、割り当てセット作成プログラム401、割り当てセット評価プログラム402、割り当てセット選択プログラム403、サービス導入プログラム404、サービス応答時間監視プログラム405、代替割り当てセット選択プログラム406の各プログラム、および、サービス属性管理テーブル500、情報処理装置管理テーブル600、情報処理装置性能管理テーブル700、経路管理テーブル800、接続管理テーブル900、情報処理装置消費電力管理テーブル1000、経路消費電力管理テーブル1100、割り当てセット管理テーブル1200、割り当て管理テーブル1300、サービス通信経路管理テーブル1400、の各管理テーブルを備える。各管理テーブルは、リレーショナルデータベースなどの技術により実装される。
　以下、管理装置104が所有する管理テーブルの構成について説明する。管理テーブルの各列の説明では、単位の説明は省略する。また、各管理テーブルへの入力内容は、管理者が指示する。なお、各プログラムの処理および各管理テーブルの利用例については後述する。
　図３で例示した駅構内監視サービスの属性を管理装置104が管理するためのサービス属性管理テーブル500の構成を図５に示す。サービス属性管理テーブル500は、サービス毎に作成する。
　サービス属性管理テーブル500は、ID（識別子）列501、前ID列502、後ID列502、アプリケーションプログラム列504、入力データ量列505、出力データ量列506、入出力頻度比列507、割り当て可能な情報処理装置列（508列、509列、510列）、サービス応答時間列511の各列からなる。
　ID列501には、サービス属性管理テーブル500で管理するアプリケーションプログラムの識別子を入力する。サービス属性管理テーブル500の主キーである。ここでは、“A”、“B”、“C”、‥、とアルファベット順にローマ字大文字を割り振っている。
　前ID列502には、当該アプリケーションプログラムが入力として受け付けるデータを出力するアプリケーションプログラムの識別子を設定する。
　次ID列503には、当該アプリケーションプログラムが出力するデータを入力として受け付けるアプリケーションプログラムの識別子を設定する。
　ここで、サービスの一連の処理を開始する（前ID列502が未定義である）最前段のアプリケーションプログラムを、サービスの開始アプリケーションプログラムと呼ぶ。本実施例では、画像変換プログラム301が該当する。
　また、サービスの一連の処理を終了する（後ID列503が未定義である）最後段のアプリケーションプログラムを、サービスの終了アプリケーションプログラムと呼ぶ。本実施例では、アラート変換プログラム305、照度設定変換プログラム308、掲示情報変換プログラム311が該当する。
　上記の開始アプリケーションプログラムと終了アプリケーションプログラムに該当しないプログラムを、サービスの中間アプリケーションプログラムと呼ぶ。本実施例では、物体識別プログラム302、サイズ識別プログラム303、アラート指示プログラム304、人間識別プログラム306、照度設定指示プログラム307、人流識別プログラム309、掲示情報決定プログラム310が該当する。
　アプリケーションプログラム列504には、アプリケーションプログラムの名称を設定する。図５に示した例では、名称の末尾に添える「プログラム」を略している。
　入力データ量列505には、入力データのサイズが固定値である場合に、そのサイズを登録する。
　出力データ量列506には、出力データのサイズが固定値である場合に、そのサイズを登録する。
　入出力頻度比列507には、データ入力回数に対するデータ出力回数の比率（確率）を設定する。例えば、データの10回の入力に対して、1回の確率で出力される場合、0.1となる。
　割り当て可能な情報処理装置列（Gw508列、Ed509列、Sv510列）では、当該アプリケーションプログラムをどの種別の情報処理装置に割り当てることができるか、を示す。ゲートウェイノード101が、割り当て可能な情報処理装置であるときはGw508列に“1”を設定する。エッジノード102が割り当て可能な装置であるときはEd509列に、同様の設定を行う。サーバ装置103が割り当て可能な装置であるときはSv510列に、同様の設定を行う。
　どの種別の情報処理装置に対して割り当て可能かどうかの決定は、各アプリケーションプログラムの処理負荷や処理内容などを考慮して、管理者が行う。例えば、クライアント装置個別の情報を扱う場合はゲートウェイノード101を割り当て可能とする、処理負荷が大きい場合はエッジノード102やサーバ装置103を割り当て可能とする、などである。
　サービス応答時間列511には、当該アプリケーションプログラムが終了アプリケーションプログラムである場合に、サービス実行時に必要なサービス応答時間を設定する。
　次に、管理装置104が情報処理装置を管理するための情報処理装置管理テーブル600を、図６を用いて説明する。
　情報処理装置管理テーブル600は、装置ID列601、拠点ID列602、種別列603、機種列604の各列からなる。
　装置ID列601には、情報処理装置のID（識別子）を設定する。情報処理装置管理テーブル600の主キーである。
　拠点ID列602には、当該情報処理装置の設置された拠点のID（識別子）を設定する。
　種別列603には、当該情報処理装置の種別を設定する。ゲートウェイノード101であるときは“Gw”、エッジノード102であるときは“Ed”、サーバ装置103であるときは“Sv”をそれぞれ設定する。
　機種列604には、当該情報処理装置の機種（製品モデルの識別子）を設定する。
　次に、管理装置104が情報処理装置の性能を管理するための情報処理装置性能管理テーブル700を、図７を用いて説明する。
　情報処理装置性能管理テーブル700は、機種列604(2)、サーバ機能に関する処理性能列701、ルータ機能に関する処理性能列702の各列からなる。
　機種列604(2)は、情報処理装置管理テーブル600の機種列604と同様である。情報処理装置性能管理テーブル700の主キーである。
　サーバ機能に関する処理性能列701には、当該情報処理装置がアプリケーションプログラムの処理を行うときの処理性能（スループット）を設定する。処理性能が、アプリケーションプログラムの種別によって異なるような場合は、平均値を設定する。あるいは、最小値を設定しても良い。
　ルータ機能に関する処理性能列702には、当該情報処理装置がアプリケーションプログラムの処理を行わず、データ転送を行うときの処理性能（スループット）を設定する。
　次に、管理装置104が情報処理装置間の経路を管理するための経路管理テーブル800を、図８を用いて説明する。
　経路管理テーブル800で管理する経路とは、情報処理装置間を直接的に接続する経路である。例えば、情報処理装置Ａと情報処理装置Ｂを、他の情報処理装置を経由せずに接続する経路である。情報処理装置Ａが、情報処装置Ｃを経由して、情報処理装置Ｂと接続するような経路は、情報処理装置Ａと情報処理装置Ｃを、他の情報処理装置を経由せずに接続する経路、および、情報処理装置Ｃと情報処理装置Ｂを、他の情報処理装置を経由せずに接続する経路に分けて管理する。
　なお、経路は、VPN（Virtual Private Network）技術などにより実現される仮想的な経路であっても良い。
　経路管理テーブル800は、経路ID列801、種別列802、ホップ数列803、伝播遅延時間列804、帯域列805の各列からなる。
　経路ID列801には、経路のID（識別子）を設定する。経路管理テーブル800の主キーである。種別列802には、経路の種別、つまり、経路の属するネットワーク（バックボーンネットワーク122、または、アクセスネットワーク121）を設定する。
　ホップ数列803には、当該経路において経由するルータやスイッチなどの通信機器の数を設定する。
　伝播遅延時間列804には、当該経路においてデータが情報処理装置から送信されてから
他方の情報処理層に到達するまでの時間を設定する。
　帯域列805には、当該経路での利用可能な帯域を設定する。経路の途中で帯域が変化するときは、その最小値を設定する。
　次に、管理装置104が情報処理装置と経路の接続関係を管理するための接続管理テーブル900を、図９を用いて説明する。
　接続管理テーブル900は、装置ID列601(2)と経路ID801(2)列からなる。
　装置ID列601(2)は、情報処理装置管理テーブル600の装置ID列601と同様である。接続管理テーブル900の主キーである。
　経路ID801(2)列は、経路管理テーブル800における経路ID列801の値の各列からなる。当該装置IDで示される情報処理装置が、経路IDで示される経路と接続するときは“1”を、接続しないときは“0”を設定する。
　次に、管理装置104が情報処理装置の消費電力を管理するための情報処理装置消費電力管理テーブル1000を、図１０を用いて説明する。
　情報処理装置消費電力管理テーブル1000は、機種列604(3)、全体の消費電力列1001、ルータ機能に関する消費電力1002の各列からなる。
　機種列604(3)は情報処理装置管理テーブル600の機種列604と同様である。情報処理装置消費電力管理テーブル1000の主キーである。
　全体の消費電力列1001には、当該情報処理装置がアプリケーションプログラムの処理を行っているときに消費する電力を設定する。電力が、アプリケーションプログラムの処理量によって異なるような場合は、平均的な処理量の場合に消費する電力を設定する。あるいは、処理量が上限である場合に消費する電力を設定しても良い。
　ルータ機能に関する消費電力1002には、当該情報処理装置がアプリケーションプログラムの処理を行わず、データ転送を行っているときに消費する電力を設定する。
　次に、管理装置104が経路の消費電力を管理するための経路消費電力管理テーブル1100を、図１１を用いて説明する。
　経路消費電力管理テーブル1100は、種別列802(2)、一ホップの消費電力列1101の各列からなる。
　種別列802(2)は、経路管理テーブル800の種別列802と同様である。経路消費電力管理テーブル1100の主キーである。
　一ホップの消費電力列1101には、当該種別の経路において一ホップ（一つ通信機器）を経由するごとに消費する電力を設定する。
　次に、管理装置104が、サービスを構成するアプリケーションプログラムの割り当てセットを管理するための割り当てセット管理テーブル1200を、図１２を用いて説明する。
　本実施例では、サービスは複数のアプリケーションプログラムの組み合わせからなり、各アプリケーションプログラムは、三つの種別の情報処理装置（ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103）の何れかに割り当てられる。
　割り当てセットとは、サービスの実施の際の、アプリケーションプログラムの割り当て（どのアプリケーションプログラムをどの種別の情報処理装置に割り当てたか）の組み合わせのことである。
　割り当てセット管理テーブル1200は、サービスID列1201、割り当てセット列（1202列～1207列）からなる。
　サービスID列1201には、サービスのID（識別子）を設定する。割り当てセット管理テーブル1200の主キーである。
　割り当てセット列は、当該サービスに関するアプリケーションプログラムIDの各列（1202列～1207列）からなる。各列には、IDで示されるアプリケーションプログラムを割り当てる情報処理装置の種別を設定する。
　当該アプリケーションプログラムを、一つのゲートウェイノード101に一つの割合で割り当てるときは、“Gw”と設定する。当該アプリケーションプログラムを、一つのサーバ装置103に一つの割合で割り当てるときは、“Sv”と設定する。当該アプリケーションプログラムを、一つのエッジノード102に一つの割合で割り当てるときは、“Ed”と設定する。当該アプリケーションプログラムを、x個のエッジノード102に一つの割合で割り当てるときは、“(xEd)”と設定する。例えば、当該アプリケーションプログラムを、二つのエッジノード102に一つの割合で割り当てるときは、“(2Ed)”と設定する。
　次に、管理装置104が、サービスを構成するアプリケーションプログラムの割り当てを管理するための割り当て管理テーブル1300を、図１３を用いて説明する。
　割り当て管理テーブル1300は、管理装置104が、割り当てセット管理テーブル1300に従って、サービス実施の際に各アプリケーションプログラムを情報処理装置に割り当てた場合に、その割り当て（どのアプリケーションプログラムをどの情報処理装置に割り当てたか）を管理するためのテーブルである。
　割り当て管理テーブル1300は、サービスID列1201(2)、配置ID列1301、割り当て情報処理装置列（1302列～1307列）からなる。
　サービスID列1201(2)は、割り当てセット管理テーブル1200のサービスID列1201と同様である。
　配置ID列1301は、当該サービスの配置（デプロイ、実例）の識別子を設定する。割り当て管理テーブル1300の主キーである。
　割り当て情報処理装置列は、当該配置に関するアプリケーションプログラムIDの各列（1302列～1307列）からなる。各列には、IDで示されるアプリケーションプログラムを割り当てる情報処理装置の装置ID（情報処理装置管理テーブル600の装置ID601）を設定する。
　次に、管理装置104が、サービスを実行するときの通信経路を管理するためのサービス通信経路テーブル1400を、図１４を用いて説明する。
　サービス通信経路管理テーブル1400は、管理装置104が、サービス実施の際に通信経路上に位置する情報処理装置を管理するための管理テーブルである。
　サービス通信経路管理テーブル1400は、サービスID 1201(3)、配置ID 1301(2)、データ入力頻度1401列、情報処理装置列（1402列～1407列）からなる。
　サービスID列1201(3)は、割り当てセット管理テーブル1200のサービスID列1201と同様である。
　配置ID列1301(2)は、割り当て管理テーブル1300の配置ID列1301と同様である。サービス通信経路管理テーブル1400の主キーである。
　情報処理装置列（1402列～1407列）は、当該配置に関して通信経路上に位置する情報処理装置の装置ID（情報処理装置管理テーブル600の装置ID601）を設定する。本実施例では、通信経路上の機器構成として以下の三つの構成を想定している。そこで、図１４では、それらの三つの機器構成に対応する情報処理装置の配置を全て登録できるよう、情報処理装置列は（1402列～1407列）で示す構成としている。ただし、この構成に通信経路が限定されているわけではない。
・機器構成１：ゲートウェイノード101（“Gw”列1402） ～ エッジノード102（“Ed”列1403） ～ サーバ装置103（“Sv”列1405） ～ エッジノード102（“Ed”列1406） ～ ゲートウェイノード101（“Gw”列1407）
・機器構成２：ゲートウェイノード101（“Gw”列1402） ～ エッジノード102(2)（“Ed”列1404） ～ ゲートウェイノード101（“Gw”列1407）
・機器構成３：ゲートウェイノード101（“Gw”列1402） ～ エッジノード102（“Ed”列1403） ～ エッジノード102(2)（“Ed”列1404） ～ エッジノード102（“Ed”列1406） ～ ゲートウェイノード101（“Gw”列1407）
　図１４において、1421行、1422行は、機器構成１の例であり、1423行、1424行は、機器構成３の例である。
　以下、図３に例示したサービスを新規に導入する場合に、管理装置104が、サービス応答時間とシステム消費電力、システム運用工数を指標として、広域ネットワーク上の各情報処理装置にアプリケーションプログラムを割り当ててサービスを配置する処理について説明する。この処理は、管理者との対話に基づいて、管理装置104の各プログラムが実施する。図１５に、管理装置104、および、ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103の処理の流れを示す。
　管理装置104の割り当てセット作成プログラム401は、サービス属性管理テーブル500を利用して、アプリケーションプログラムの割り当てセットリスト1800（図１８）を作成する。
　以下、図３に例示した信号装置112制御、照明装置113制御、ディスプレイ装置114制御の三つのサービスに対してアプリケーションプログラム割り当てセットを作成する例を説明する。これら三つのサービスに対してそれぞれ割り当てセットを作成しても良いし、これら三つのサービスに共通の割り当てセットを作成しても良い。以下では、説明の煩雑さを避けるため、共通の割り当てセットを作成する場合を説明する。つまり、人間識別プログラム306、人流識別プログラム309は、サイズ識別プログラム303と同様の割り当てとする。以下、図１８などにおいて、それらの説明を省略する。
　同様に、照度設定指示プログラム307、掲示情報決定プログラムは、アラート指示プログラム304と同様の割り当てとする。以下、図１８などにおいて、それらの説明を省略する。
　また、照度設定変換プログラム308、掲示情報変換プログラム311は、アラート変換プログラム305と同様の割り当てとする。以下、図１８などにおいて、それらの説明を省略する。
　なお、信号装置112制御、照明装置113制御、ディスプレイ装置114制御のサービスに対して個別にアプリケーション割り当てセットを作成する場合は、各サービスを独立したサービスとして扱い、それぞれに対して、以下で説明する図１５の処理を行えばよい。
　サービスを構成する各アプリケーションプログラムは、三階層の情報処理装置（ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103）のうち、サービス属性管理テーブル500の割り当て可能な情報処理装置列（508、509、510）で指定した情報処理装置に割り当て可能である。
　サービスを構成するアプリケーションプログラムの数が増えるほど、アプリケーションプログラムの割り当て可能な組み合わせは多くなり、複雑になる。そのため、割り当てセット作成プログラム401は、代表的な通信経路に沿った割り当てを割り当てテンプレートとして管理者に提示し、管理者は、その中からサービス要件にあった割り当てテンプレートを選択する（S1501）。
　割り当てテンプレートの作成手順を図１６に示す。その結果、作成されたテンプレートを図１７に示す。割り当てテンプレートで規定するサービスの通信経路は、次の二パターンである。
１．サーバ装置103で折り返し（通信経路パターン１）
・ゲートウェイノード101 ～ エッジノード102 ～ サーバ装置103 ～ エッジノード102 ～ ゲートウェイノード101
２．エッジノード102で折り返し（通信経路パターン２）
・ゲートウェイノード101 ～ エッジノード102 ～ ゲートウェイノード101
・ゲートウェイノード101 ～ エッジノード102 ～ エッジノード102(2) ～ エッジノード102 ～ ゲートウェイノード101
　これら通信経路パターン１や通信経路パターン２上に位置する各情報処理装置に、サービスを構成するアプリケーションプログラムを順に割り当てる。サービス開始点のゲートウェイノード101と、サービス終了点のゲートウェイノード101が、同一のゲートウェイノード101であるか、異なるゲートウェイノード101であるかは、提供するサービスに依存する。
　割り当てテンプレート作成手順は、以下の三つの条件分岐からなる。
・サービスのアプリケーションプログラム（AP）を、サーバ装置103に割り当てるか（通信経路パターン１）、エッジノード102に割り当てるか（通信経路パターン２）（S1601、S1602）。
・サービスのアプリケーションプログラムをエッジノード102に割り当てる場合、エッジノード102全てにアプリケーションプログラムを割り当てるか、エッジノード102の数台に一台の割合でアプリケーションプログラムを割り当てるか（S1603、S1604）。
・サービスうちのゲートウェイノード101に割り当て可能なアプリケーションプログラム（開始、終了アプリケーションプログラムなど）を、ゲートウェイノード101に割り当てるか（S1605、S1605(2)、S1605(3)）
　処理の結果、作成された割り当てテンプレートを図１７に示す。エッジノード102の数台のうち一台にアプリケーションプログラムを割り当てる場合の例として、二台のうち一台に割り当てる場合（T005、T006）と、五台のうち一台に割り当てる場合（T007、T008）を示した。図１７のテンプレートは以下の通りである。
・（T001）：サービスの開始アプリケーションプログラム（ＡＰと略す）、中間ＡＰ、終了ＡＰを、サーバ装置103に割り当てる（各ＡＰ数:サーバ装置103数 = 1:1）
・（T002）：サービスの開始ＡＰ、開始ＡＰの後の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰの前の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰをゲートウェイノード101に割り当てる（ただし中間ＡＰはなくてもよい）（各ＡＰ数:ゲートウェイノード101 = 1:1）。さらに、一部の中間ＡＰをサーバ装置103に割り当てる（各ＡＰ数:サーバ装置103数 = 1:1）
・（T003）：サービスの開始ＡＰ、中間ＡＰ、終了ＡＰを、エッジノード102に割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:1）
・（T004）：サービスの開始ＡＰ、開始ＡＰの後の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰの前の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰをゲートウェイノード101に割り当てる（ただし中間ＡＰはなくてもよい）（各ＡＰ数:ゲートウェイノード101 = 1:1）。さらに、一部の中間ＡＰをエッジノード102に割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:1）
・（T005）：サービスの開始ＡＰ、中間ＡＰ、終了ＡＰを、エッジノード102の二台に一台の割合で割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:2）
・（T006）：サービスの開始ＡＰ、開始ＡＰの後の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰの前の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰをゲートウェイノード101に割り当てる（ただし中間ＡＰはなくてもよい）（各ＡＰ数:ゲートウェイノード101 = 1:1）。さらに、一部の中間ＡＰをエッジノード102の二台に一台の割合で割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:2）
・（T007）：サービスの開始ＡＰ、中間ＡＰ、終了ＡＰを、エッジノード102の五台に一台の割合で割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:5）
・（T008）：サービスの開始ＡＰ、開始ＡＰの後の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰの前の一部の中間ＡＰ、終了ＡＰをゲートウェイノード101に割り当てる（ただし中間ＡＰはなくてもよい）（各ＡＰ数:ゲートウェイノード101 = 1:1）。さらに、一部の中間ＡＰをエッジノード102の五台に一台の割合で割り当てる（各ＡＰ数:エッジノード102数 = 1:5）
　上記のテンプレートに対して、管理者は、サービス要件や設計工数、運用工数などを考慮しつつ、いくつかの適切なテンプレートを選択する。ここでは、管理者が、ゲートウェイノード101で処理を行う（サービスの開始および終了アプリケーションプログラムをゲートウェイノード101に割り当てる）ことを前提として、割り当てテンプレートの（T002）（T004）（T006）（T008）を選択したとする。
　割り当てセット作成プログラム401は、管理者の選択した割り当てテンプレートをもとに、新規導入サービスのアプリケーションプログラム割り当ての組み合わせを作成する（S1502）。割り当てセット作成プログラム401は、サービス属性管理テーブル500の割り当て可能な情報処理装置（508列、509列、510列）を参照し、割り当てテンプレートに当てはまるアプリケーションプログラム割り当ての組み合わせ全てを、図１８に示すアプリケーションプログラム割り当てセットリスト1800に列挙する。
　割り当てセットリスト1800は、サービス毎に作成する。セットID列1801、テンプレートID列1802、521(2)列から525列までのアプリケーションプログラム割り当てセットの各列からなる。
　セットID列1801には、サービスを構成するアプリケーションプログラムの割り当てセットの識別子を設定する。割り当てセットリストの主キーである。
　テンプレートID列1802には、その行で示す割り当ての組み合わせのベースとしたテンプレートの識別子（図１７のテンプレートの符号）を設定する。
　521(2)列から525(2)列の各列には、アプリケーションプログラム（ID = A（521(2)））からアプリケーションプログラム（ID = E（525(2)））のそれぞれに割り当てる情報処理装置の種別を設定する。アプリケーションプログラムをゲートウェイ101に割り当てるときには、“Gw”を設定する。同様に、サーバ装置103に割り当てるときには、“Sv”を設定する。また、アプリケーションプログラムをエッジノード102一台ごとに割り当てるときは、“Ed”を設定し、二台に一台の割合で割り当てるときには、“(2Ed) ”を設定し、五台に一台の割合で割り当てるときには、“(5Ed) ”を設定する。
　なお、管理者は、割り当てテンプレートを指定せず、自由にアプリケーション割り当てセットを指定し、割り当てセット作成プログラム401がアプリケーションプログラム割り当てセットリスト1800に挙げた割り当てセットに追加しても良い。管理者が指定する割り当てセットとは、例えば、サービスにおいて一つの中間アプリケーションプログラムは全てのエッジノード102に割り当て、別の中間アプリケーションプログラムはエッジノード102の五台に一台の割合で割り当てる、といった構成である。また、サービス中のある中間アプリケーションプログラムはエッジノード102の二台に一台に割り当て、別の中間アプリケーションプログラムはサーバ装置103に割り当てる、といった構成などである。
　次に、管理装置104の割り当てセット評価プログラム402は、割り当てセット作成プログラム401が作成したアプリケーションプログラム割り当てセットに対して、サービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数を算出する（S1503）。処理の詳細を、図１９に示す。
　まず、割り当てセット評価プログラム402は、既存サービス分について、システム消費電力、システム運用工数を算出する（S1901）。既存サービスは複数個実行されていても良い。
　システム消費電力は、式１を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式１第一項は、既存サービス実行時に、全通信経路で消費される電力である。第二項は、全情報処理装置においてデータ転送に係る消費電力である。第三項は、全情報処理装置においてデータ処理に係る消費電力である。したがって、式１第一項は、既存サービス実行時に、全通信経路で消費される電力であり、第二項と第三項の和が、全情報処理装置で消費される電力である。
　式１において、PTlink l は、経路（経路ID 801 = l）における消費電力である。経路
管理テーブル800から、経路ID 801がlである行の種別802、ホップ数803を検索する。さら
に、経路消費電力管理テーブル1100から、種別802(2)に対応する一ホップの消費電力1101
を検索する。経路のホップ数803に一ホップの消費電力1101を掛けることで、経路の消費
電力を算出する。
　ATlink l とは、経路（経路ID 801 = l）におけるデータ転送の割り当て状態である。サービス通信経路管理テーブル1400において、サービスID 1201(3)をキーとして、既存サービスの通信経路上に位置する情報処理装置（装置ID）（1402～1407）を検索する。さらに、接続管理テーブル900において、装置ID 601(2)をキーとして、情報処理装置間の通信経路（経路ID 801(2)）を検索する。検索結果は、既存サービスの通信経路（データ転送が行われている経路）に該当する。経路（経路ID 801 = l）が、既存サービスの一つ以上の通信経路であるとき、ATlink l = 1であり、既存サービスの通信経路として全く利用されていないときは、ATlink l = 0となる。
　PTnode n は、情報処理装置（装置ID 601 = n）におけるデータ転送のための消費電力である。情報装置管理テーブル600から、装置ID 601がnである行の機種604を検索する。さらに、情報処理装置費電力管理テーブル1000から、機種604(3)にルータ機能利用時の消費電力1002を検索し、データ転送のための消費電力とする。
　ATnode n は、情報処理装置（装置ID 601 = n）におけるデータ転送の割り当て状態である。サービス通信経路管理テーブル1400において、サービスID 1201(3)をキーとして、既存サービスの通信経路上に位置する情報処理装置の装置ID（1402～1407）を検索する。さらに、割り当て管理テーブル1300において、サービスID 1201(2)をキーとして、既存サービス実行のためにアプリケーションプログラムを割り当てられている情報処理装置の装置ID（1302～1307)）を検索する。サービスの通信経路上に位置する情報処理装置であって、アプリケーションプログラムを割り当てられていない情報処理装置が、既存サービスのデータ転送を行っている情報処理装置である。情報処理装置（装置ID 601 = n）が、一つ以上の既存サービスのデータ転送を行っているとき、ATnode n = 1であり、既存サービスのデータ転送を全く行っていないときは、ATnode n = 0となる。
　PPnode n は、情報処理装置（装置ID 601 = n）におけるデータ処理のための消費電力である。情報装置管理テーブル600から、装置ID 601がnである行の機種604を検索する。さらに、情報処理装置費電力管理テーブル1000から、機種604(3)に全機能利用時の消費電力（全体の消費電力）1001を検索し、データ処理のための消費電力とする。
　APnode n は、情報処理装置（装置ID 601 = n）におけるアプリケーションプログラムの割り当て状態である。割り当て管理テーブル1300において、サービスID 1201(2)をキーとして、既存サービス実行のためにアプリケーションプログラムを割り当てられている情報処理装置の装置ID（1302～1307）を検索する。情報処理装置（装置ID 601 = n）が、既存サービスのアプリケーションプログラムを一つ以上割り当てられているとき、APnode n = 1であり、既存サービスのアプリケーションプログラムを全く割り当てられていないときは、APnode n = 0となる。
　システム運用工数は、式２を用いて算出する。システム運用とは、図１に例示するゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103などから構成されるシステムが、あらかじめ定められた時間以上、停止することなくサービスを提供できるように、システムを維持管理することである。
　システム運用工数とは、システム運用のために必要な作業量のことである。サービス提供のために必要な作業量は、サービス提供のためにアプリケーションプログラムの管理が必要な情報処理装置の台数に比例すると考えてよい。したがって、割り当てセット評価プログラム402は、システム運用工数を、サービス提供のためにアプリケーションプログラムの管理が必要な情報処理装置の台数、つまり、サービス提供のためにアプリケーションプログラムを割り当てた情報処理装置の台数で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式２におけるAPnode n は、式１におけるAPnode nと同様である。
　次いで、割り当てセット評価プログラム402は、新規アプリケーションプログラム割り当てセット毎に、導入時のサービスの評価を行う。まず、割り当てセット評価プログラム402は、新規サービスについてのアプリケーションプログラム割り当セットリスト1800から、一つの行（新規導入サービスに関する、アプリケーションプログラムの一つの割り当てセット）を選択する（S1902）。
　割り当てセット評価プログラム402は、（S1902）での選択行の割り当てセットに基づき、割り当てセット管理テーブル1200、割り当て管理テーブル1300、サービス通信経路管理テーブル1400を更新する（S1903）。
　割り当てセット評価プログラム402は、割り当てセット管理テーブル1200に、新規導入サービスに関するサービスID 1201、アプリケーションプログラム割り当てセット（1202～1207）を追加する。サービスID 1201の設定内容については、管理者が指示する。同様に、割り当てセット評価プログラム402は、割り当て管理テーブル1300に、新規導入サービスの全ての配置に関する配置ID 1301と割り当て情報処理装置の装置ID（1302～1307）を追加する。配置ID 1301と装置ID （1302～1307）の設定内容については、管理者が指示する。さらに、割り当てセット評価プログラム402は、サービス通信経路管理テーブル1400に、新規導入サービスの全ての配置に関するデータ入力頻度1401と通信経路情報上の情報処理装置の装置ID（1402～1407）を追加する。データ入力頻度1401と装置ID （1402～1407）の設定内容については、管理者が指示する。
　次いで、割り当てセット評価プログラム402は、（S1903）で更新した各種管理テーブルを利用して、新規サービスを導入したときの、サービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数を算出する（S1904）。
　割り当てセット評価プログラム402は、新規導入サービスに関するサービス応答時間を予測する。サービス応答時間は、式３を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式３（１）第一項は、サービス（配置数M）実行時において、サービス応答時間に占める通信経路での遅延時間である。第二項は、サービス応答時間に占める情報処理装置での遅延時間である。以下に詳細を説明するが、通信経路での遅延時間は、通信経路へのデータの送信遅延時間と通信経路の伝播遅延時間の合計で表し、情報処理装置での遅延時間は、情報処理装置におけるデータのバッファリング遅延時間で表している。
　式３（１）第一項括弧内のDlink sl は、サービスの一つの配置（配置ID 1301 = sid）における通信経路（経路ID 801 = sl）の遅延時間である。第一項括弧内は、配置（配置ID 1301 = sid）における全通信経路での遅延時間である。第一項は、全通信経路の遅延時間の、配置数Mのサービスにおける平均値である。
　式３（１）第二項括弧内のDnode sn は、サービスの一つの配置（配置ID 1301 = sid）における通信経路上の情報処理装置（装置ID 601 = sn）での遅延時間である。第二項括弧内は、サービスの一つの配置（配置ID 1301 = sid）の通信経路上の全情報処理装置での遅延時間である。情報処理装置での遅延とは、データ転送に係る遅延、および、データ処理に係る遅延である。第二項は、通信経路上の全情報処理装置の遅延時間の、配置数Mのサービスのおける平均値である。
　以下の式３（２）および式３（３）の説明においては、割り当て管理テーブル1300の（配置ID 1301 = 2-00002（1321））の行、および、サービス通信経路管理テーブル1400の（配置ID 1301(2) = 2-00002（1321(2)）の行を、新規導入サービスの一つの配置であると仮定し、この配置を説明の例として利用する。
　式３（１）括弧内第一項のDlink sl は、式３（２）を用いて算出する。
　式３（２）第一項は、サービスの一つの配置（配置ID 1301 = sid）における一つの通信経路（経路ID 801 = sl）へのデータの送信遅延時間である。式３（２）第一項のs sl,sidは、サービスの一つの配置（配置ID 1301 = sid）における一つの通信経路（経路ID 801 = sl）への出力データ量である。ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00002（1322(2)））とエッジノード102（装置ID 601 = E00010（1421)））間の通信経路を例にとる。この通信経路の経路ID 801は、ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00002（1322(2)））とエッジノード102（装置ID 601 = E00010（1421））をキーとして、接続管理テーブル900を検索すれば取得できる。この通信経路への出力データ量は、ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00002（1322））に割り当てられたアプリケーションプログラム（ID = A（1302））の出力データ量を、サービス属性管理テーブル500から検索することで取得できる（ID = A（521）の行の出力データ量列1M bytes(531)）。当該配置（配置ID 1301(2) = 2-00002（1321(2)）の他の通信経路についても同様である。
　式３（２）第一項のbw slは、通信経路（経路ID 801 = sl）の帯域である。ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00002（1322(2)））とエッジノード102（装置ID 601 = E00010（1421)））間の通信経路を例にとると、この通信経路の帯域は、経路管理テーブル800の帯域列805を、経路ID 801をキーとして検索することで取得可能である。当該配置（配置ID 1301(2) = 2-00002（1321(2)）の他の通信経路についても同様である。
　式３（２）第二項のdelay slは、通信経路（経路ID 801 = sl）の伝播遅延時間である。ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00002（1322(2)））とエッジノード102（装置ID 601 = E00010（1421)））間の通信経路を考えると、この通信経路の伝播遅延時間は、経路管理テーブル800の伝播遅延時間列804を、経路ID 801をキーとして検索することで取得可能である。当該配置（配置ID 1301(2) = 2-00002（1321(2)）の他の通信経路についても同様である。
　式３（３）は、情報処理装置（装置ID 601 = sn）におけるデータのバッファリング遅延時間を表している。「The Art of Computer Systems Performance Analysis」（R. Jain著、John Wiley & Sons, Inc.、1991年、ISBN:978-0471503361）などに記載されているM/M/1待ち行列モデルを用いている。
　μ sn は、情報処理装置（装置ID 601 = sn）に入力される単位時間あたりの平均入力データ量である。
　サービス通信経路管理テーブル1400の（配置ID 1301(2) = 2-00002（1321(2)））におけるエッジノード102（装置ID 601 = E00001（1323(2)））を例に説明する。エッジノード102（装置ID 601 = E00001（1323(2)））への入力データを出力する情報処理装置（入力装置と略す）は、サービス通信経路管理テーブル1400から、サービス通信経路上の情報処理装置（1402列～1407列）に（装置ID 601 = E00001(1323(2)））を含む行を全て検索することで取得可能である。
　検索行のサービス通信経路上の情報処理装置（1402列～1407列）から、（装置ID 601 = E00001（1323(2)））の左側にあり、かつ、アプリケーションプログラムを割り当てられている情報処理装置の装置ID 601を取得する。例えば、入力装置の一つは、（配置ID 1301(2) = 2-00001（1331(2））の行の、ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00001（1332(2)）である。
　情報処理装置がアプリケーションプログラムを割り当てられているか、そのアプリケーションプログラムのIDは何かの判断には、アプリケーション割り当て管理テーブル1300を参照する。ゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00001（1332(2)）の例では、アプリケーション割り当て管理テーブル1300の（配置ID 1301 = 2-00001（1331）の行のゲートウェイノード101（装置ID 601 = G00001（1332)）より、アプリケーションプログラムのIDはA 1302とわかる。
　個々の入力装置の単位時間当たりの入力データ量は、検索行のデータ入力頻度1401列、および、サービス属性管理テーブル500の出力データ量列506および入出力頻度比列507を参照することで、取得できる。エッジノード102（装置ID 601 = G00001（1323(2)）の例で、仮に（サービスID 1201 = 2)がサービス属性管理テーブル500で管理されているサービスであるとすると、20個/sec（1431） × 1Mbyte（531） × 1（532） = 20Mbyte/secとなる。このような値を全入力装置について合計し、エッジノード102（装置ID 601 = E00001（1323(2)））への単位時間当たりの平均入力データ量とする。
　λ sn は、情報処理装置（装置ID 601 = sn）のデータの処理性能（単位時間当たりに処理可能なデータ量）である。
　情報処理装置（装置ID 601 = sn）の、アプリケーションプログラムが割り当てられているときの、データの処理性能は、情報処理装置性能管理テーブル700から検索したサーバ機能の処理性能701、ルータ機能の処理性能702、および、情報処理装置（装置ID 601 = sn）がデータを出力する経路の性能（経路管理テーブル800の帯域列805を参照して取得）の最小値とする。
　情報処理装置（装置ID 601 = sn）の、アプリケーションプログラムが割り当てられていないときの、データの処理性能は、情報処理装置性能管理テーブル700から検索したルータ機能の処理性能702、および、情報処理装置（装置ID 601 = sn）がデータを出力する経路の性能（経路管理テーブル800の帯域列805を参照して取得）の小さい方の値とする。
　システム消費電力、および、システム運用工数の算出については、既存サービスの評価時（S1901）と同様である。
　割り当てセット評価プログラム402は、新規サービスについてのアプリケーションプログラム割り当セットリスト1800から、全ての行を選択したか、確認する（S1905）。
　全ての行を選択している場合はそのまま終了し、未選択の行が残っている場合は、再度、(S1902）に戻り、アプリケーション割り当てセットリスト1800の未選択のアプリケーションプログラム割り当てセットについてのサービスの評価を行う。
　なお、再度、（S1903）で管理テーブルの更新を行う場合は、前回入力したアプリケーションプログラム割り当てセットについての内容を削除した後、新たに選択したアプリケーションプログラム割り当てセットについて、処理を行う。
　次に、管理装置104の割り当てセット選択プログラム403は、割り当てセット評価プログラム402が算出した結果を評価し、新規導入サービスのアプリケーションプログラム割り当てセットリストから適切な割り当てセットの候補を選び、管理者に提示する。管理者は、候補の中から最適な割り当てセットを選択する（S1504）。
　割り当てセット選択プログラム403は、割り当てセット候補の選定にあたり、サービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数の算出結果をグラフ表示することで、管理者に候補選択の理由を明示する。グラフ表示の例を、図２０から図２２に示す。
　図２０は、サービス応答時間の算出結果の表示例である。グラフ2000の横軸は、アプリケーションプログラム割り当てセットリスト1800のセットID 1801である。グラフ2000は、割り当てセット毎に、（S1503）で行った新規導入サービスに関するサービス応答時間算出結果を示している。サービス応答時間は、式３（１）の第一項に対応する通信経路での遅延時間2001と、式３（１）の第二項に対応する情報処理装置での遅延時間2002との合計であり、それぞれを分けて図示している。
　図１に示す本実施例のシステム構成であれば、端末拠点131に近い（ネットワーク遅延時間の小さな）位置で処理を行う（通信経路パターン２の）場合に、通信経路での遅延時間2001は、小さくなる傾向にある。通信経路パターン２のときは、多くのエッジノード102で分散して処理を行うので、情報処理装置での遅延時間2002も、同様に小さくなる傾向にある。
　グラフの横軸に平行な線2003は、新規導入サービスのサービス属性管理テーブル500のサービス応答時間列511の最小値0.01sec 541を示している。サービス応答時間要件を満たす割り当てセットは、セットID = 1（1811） からセットID = 4（1814）であることが示されている。
　図２１は、システム消費電力の算出結果の表示例である。グラフ2100の横軸は、グラフ2000の横軸と同様である。システム消費電力は、式１の第一項に対応する通信経路での消費電力2102と、式１の第二項と第三項の和に対応する情報処理装置での消費電力2104との合計であり、それぞれを分けて図示している。
　通信経路での消費電力2102は、新規サービス導入時の消費電力であり、新規サービスを導入しない場合の消費電力2101も表示する。同様に、情報処理装置での消費電力2104は、新規サービス導入時の消費電力であり、新規サービスを導入しない場合の消費電力2103も表示する。
　図１に示す本実施例のシステム構成であれば、端末拠点131に近い（ネットワーク遅延時間の小さな）位置で処理を行う（通信経路パターン２の）場合に、通信経路での消費電力2102は、小さくなる傾向にある。一方、通信経路パターン２のときは、多くのエッジノード102で分散して処理を行うので、情報処理装置での消費電力2104は、大きくなる傾向にある。
　図２２は、システム運用工数の算出結果の表示例である。グラフ2200の横軸は、グラフ2000およびグラフ2100の横軸と同様である。システム運用工数は、すでに説明したように、アプリケーションプログラム割り当て済みの情報処理装置の台数で示しており、式２に対応する。
　システム運用工数2202は、新規サービス導入時の運用工数であり、新規サービスを導入しない場合のシステム運用工数2201も表示する。
　図１に示す本実施例のシステム構成であれば、端末拠点131に近い（ネットワーク遅延時間の小さな）位置で処理を行う（通信経路パターン２の）場合に、多くのエッジノード102で分散して処理を行うので、システム運用工数2202は、大きくなる傾向にある。
　以上より、図１に示す本実施例のシステム構成であれば、端末拠点131に近い（ネットワーク遅延時間の小さな）位置で処理を行う（通信経路パターン２の）場合に、通信経路での遅延時間2001は、小さくなる傾向にあり、同様に、通信経路での消費電力2102も、小さくなる傾向にある。
　通信経路パターン２のときは、多くのエッジノード102で分散して処理を行うので、情報処理装置での遅延時間2002は、小さくなる傾向にあるが、情報処理装置での消費電力2104や、システム運用工数2202は、大きくなる傾向にある。そこで、割り当てセット選択プログラム403は、これらの算出結果を、どの観点を重視するかに基づき、総合的に評価して、割り当てセットを一つ以上選択する。
　割り当てセット選択プログラム403は、サービス応答時間算出グラフ2000から、サービス応答時間要件を満たす（線2003よりサービス応答時間の小さな）割り当てセットは、セットID 1801 = 1（1811） からセットID 1801 = 4（1814）であることを示す。さらに、それらのうちでシステム消費電力とシステム運用工数の小さな割り当てセットであるセットID 1801 = 3（1813）とセットID 1801 = 4（1814）を選択し、割り当てセット候補として管理者に提示する。ここでは、管理者が、サービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数以外の要件を加味して選択を行えるよう、複数の候補を提示している。
　管理者は、この中から、最適と考える割り当てセットを選ぶ。例えば、セットID 1801 = 3（1813）で示される割り当てセットを選んだとする。　管理装置104のサービス導入プログラム404は、新規サービスの導入のため、情報処理装置（ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103）に対して、アプリケーションプログラムの配付、設定、実行指示を行う（S1505)。
　まず、サービス導入プログラム404は、管理者の選択したアプリケーションプログラム割り当てセットに基づき、割り当てセット管理テーブル1200、割り当て管理テーブル1300、サービス通信経路管理テーブル1400を更新する。この処理は、（S1902）で説明した処理と同様である。
　サービス導入プログラム404は、割り当て管理テーブル1300を参照して、割り当て対象の情報処理装置にアプリケーションプログラムを配付し、対象情報処理装置の設定ファイルを更新する。さらに、サービス通信経路管理テーブル1400を参照して、アプリケーションプログラム割り当て対象ではないがサービスの通信経路上に位置する情報処理装置の設定ファイルを更新する。その後、サービス導入プログラム404は、設定を行った各情報処理装置に対して、サービスの実行を指示する。
　管理装置104のサービス応答時間監視プログラム405は、実行中の新規サービスのサービス応答時間を監視する（S1506）。
　サービスの応答時間は、ゲートウェイノード101が、図３を用いて上述した処理により測定する。管理装置104は、ゲートウェイノード101の測定結果を定期的に取得することにより、サービス応答時間の監視を行う。なお、サービス応答時間の測定のために、各情報処理装置や管理装置は、NTP（Network Time Protocol）による手段などを用いて、繰り返し（例えば、定期的に）時刻同期をする。
　サービス応答時間測定結果を閾値と比較し（S1507）、閾値より大きな場合（基準を満たさない場合）、管理装置104の代替割り当てセット選択プログラム406は、代替割り当てセットを管理者に提示する（S1508）。
　管理者が、（S1504）において、アプリケーションプログラム割り当てセットリスト1800から、セットID 1801 = 3（1813）で示される割り当てセットを選んでいた場合、代替割り当てセット選択プログラム406は、サービス応答時間評価算出グラフ2000での結果に基づき、よりサービス応答時間の小さい割り当てセットであるセットID 1801 = 1（1811）とセットID 1801 = 2（1812）を選択し、代替割り当てセット候補として管理者に提示する。ここでは、管理者が選択を行えるよう、複数の候補を提示している。
　なお、セットID 1801 = 3でのサービス応答時間が、当初の予測と異なり、閾値を超えているので、図１８を参照して、セットID 1801 = 3より小さなサービス応答時間を示すセットID 1801 = 1とセットID 1801 = 2を、代替割り当てセット候補として選択する。最初の割り当てセット候補として提示したセットID 1801 = 4は、セットID 1801 = 3より大きなサービス応答時間を示しているため代替候補としていない。
　当初行った（S1503）でのサービス応答時間の評価結果と異なり、実際のサービス応答時間測定結果が、閾値より大きな場合（基準を満たさない場合）、（S1503）でのサービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数の算出に利用したサービス属性管理テーブル500、情報処理装置性能管理テーブル700、経路管理テーブル800、情報処理装置消費電力管理テーブル1000、経路消費電力管理テーブル1100のいずれか一つ以上の管理テーブルの値が、実際の値と異なっている可能性がある。セットID 1801 = 1（1811）とセットID 1801 = 2（1812）の割り当てセットのサービス応答時間は、セットID 1801 = 3（1813）のサービス応答時間より小さいはずであるが、閾値より小さい（基準を満たす）か否かについては、各管理テーブルの値を見直した上で、（S1503）に戻り、再評価する必要がある。
　そこで、（S1503）の再評価に先立ち、管理装置104は、各情報処理装置から性能情報などを取得し、サービス属性管理テーブル500の入出力頻度比507列の値や、情報処理装置性能管理テーブル700の処理性能列（701、702）の値、経路管理テーブル800の伝播遅延時間列804や帯域列805の値、情報処理装置消費電力管理テーブル1000の消費電力列（1001、1002）の値、経路消費電力管理テーブル1100のホップ毎の消費電力列110の値のうち、再評価に関係する部分について、あるいは、全てについて、再測定を行う。管理者は、測定値をもとに必要に応じて各管理テーブルの値を更新する（S1509）。
　（S1509）の後、代替割り当てセット選択プログラム406が提示した、セットID 1801 = 1（1811）とセットID 1801 = 2（1812）の割り当てセットについて、（S1503）に戻り、再度、評価を実施し、必要に応じて導入済みサービスと入れ替える。
　なお、上記では、代替割り当てセット選択プログラム406は、サービス応答時間測定結果が閾値より大きな場合に、よりサービス応用時間が小さくなると予測される代替割り当てセットを提示したが、サービス応答時間測定結果が閾値より小さい場合に、サービス応答時間要件を満たし、かつ、よりシステム消費電力やシステム運用工数が小さくなると予測される代替割り当てセットを提示してもよい。
　以上のように、本発明の実施の形態における管理装置104は、広域ネットワークシステム（バックボーンネットワーク122とアクセスネットワーク121）に地理的に分散して配置された情報処理装置（ゲートウェイノード101、エッジノード102、サーバ装置103）に対して、サービス属性管理テーブル500で管理されるような複数のアプリケーションプログラムを順次呼び出して情報を処理するサービスを導入する際に、アプリケーションプログラムの情報処理装置への割り当てセットリスト1800を作成し、リスト1800中の各割り当てセット（1811～1817）に対して、サービス応答時間、システム消費電力、システム運用工数を算出し、それらの結果（グラフ2000、グラフ2100、グラフ2200）を評価して、割り当てセット（割り当てセットリスト1800中の1813や1814）の選択候補を管理者に提示する。
　さらに、管理装置104は、割り当てセット1813を用いてサービスを導入した後に、サービス属性管理テーブル500のサービス応答時間511を満たさなくなる恐れがある場合に、代替の割り当てセット（割り当てセットリスト1800中の1811や1812）を提示し、選択し直しを可能にする。
　したがって、上記形態のサービスを、基準となる、求められるサービス応答時間内に提供するという要件を満たしつつ、システム消費電力を小さくして提供することができる。さらに、上記形態のサービスを、基準となる、求められるサービス応答時間内に提供するという要件を満たしつつ、システム消費電力に加えてサービス運用工数をも小さくして提供することができる。
１０１：ゲートウェイノード、１０２：エッジノード、１０３：サーバ装置、１０４：管理装置、Ｓ１５０１：割り当てテンプレートの作成、選択、Ｓ１５０２：新規導入サービスの割り当てセットリストの作成、Ｓ１５０３：割り当てセットの評価、Ｓ１５０４：割り当てセットの提示、割り当てセットの選択、Ｓ１５０５、Ｓ１５０５（２）：新規導入サービスの配付、設定、実行、Ｓ１５０６、Ｓ１５０６（２）：サービス応答時間の測定、Ｓ１５０７：サービス応答時間＞閾値、Ｓ１５０８：代替割り当てセットの作成、Ｓ１５０９、Ｓ１５０９（２）：各種性能値の再測定、管理テーブル更新。

Claims (9)

  1. 　互いに通信経路で接続された複数の情報処理装置が順次プログラムを呼び出して実行することによりサービスを提供する分散情報処理システムにおける、管理装置によるサービス設定支援方法であって、
    　管理装置は、
    　前記サービスを実現する前記複数のプログラムの各々を実行する情報処理装置を指定する割り当てセットを選択する際の、割り当てセットの評価候補を、複数作成し、
    　各々の、前記割り当てセットの評価候補を適用した場合の、前記サービスのサービス応答時間とシステム消費電力を算出し、
    　前記算出結果を評価し、要求されるサービス応答時間を満たし、かつ、システム消費電力を小さくする割り当てセットの候補を選択し、割り当てセットの選択候補として提示する
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  2. 　請求項１に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記サービス応答時間は、前記情報処理装置での遅延時間と、前記通信経路での遅延時間と、の合計であり、
    　前記システムの消費電力は、前記情報処理装置での消費電力と、前記通信経路での消費電力と、の合計である
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  3. 　請求項１に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記管理装置は、
    　前記割り当てセットの選択候補から選択した割り当てセットに基づき提供されるサービスのサービス応答時間を監視し、
    　監視している前記サービス応答時間が、要求される基準を満たさない場合に、前記算出結果を再評価し、
    　代替の割り当てセットの選択候補を選択し、提示する
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  4. 　請求項１に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記管理装置は、
    　前記サービス提供のために前記プログラムを割り当てる情報処理装置の台数に基づいて、システム運用工数を算出し、
    　前記割り当てセットまたは前記代替の割り当てセットの選択時に、前記システム運用工数を併せて評価する
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  5. 　請求項１に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記管理装置は、
    　サービスの通信経路を規定したプログラムの割り当てテンプレートを用いて、プログラムの情報処理装置への割り当てセットを作成する
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  6. 　請求項１に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記サービスを実現する前記複数のプログラムの各々を実行する複数の前記情報処理装置を、少なくとも、一つ以上の第１の情報処理装置群と、一つ以上の第２の情報処理装置群と、前記サービスを提供するために用いられる入力装置および/または出力装置を制御する、一つ以上の第３の情報処理装置群と、に分割した場合に、
    　前記通信経路は、遅延時間が前記サービス応答時間の算出に用いられ、かつ、消費電力が前記システム消費電力の算出に用いられる、第１の通信経路と第２の通信経路とを含み、
    　前記第１の情報処理装置群と前記第２の情報処理装置群とに含まれる任意の二つの前記情報処理装置は、前記第１の通信経路で接続され、
    　前記第２の情報処理装置群に含まれる前記情報処理装置と、前記第３の情報処理装置群に含まれる前記情報処理装置とは、前記第２の通信経路で接続される
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  7. 　請求項６に記載のサービス設定支援方法であって、
    　前記管理装置は、
    　前記割り当てセットの評価候補の作成において、
    　前記第１の情報処理装置群に含まれる情報処理装置を指定しない前記割り当てセットの評価候補、および/または、前記第１の情報処理装置群に含まれる情報処理装置と前記第３の情報処理装置群に含まれる情報処理装置とを指定しない前記割り当てセットの評価候補を作成する
    ことを特徴とするサービス設定支援方法。
  8. 　ネットワーク上に分散して配置された複数の情報処理装置が連携して動作することで、複数のプログラムを実行することで実現されるサービスを提供する分散情報処理システムであって、
    　サービス応答時間とシステム消費電力を指標として、前記複数のプログラムの各々を実行する前記情報処理装置を指定する
    ことを特徴とする階層型の分散情報処理システム。
  9. 　請求項８に記載の分散情報処理システムであって、
    　各々の前記情報処理装置と、前記情報処理装置を接続する通信経路毎の、サービス応答時間とシステム消費電力とを指標として、前記プログラムの各々を実行する前記情報処理装置を指定する
    ことを特徴とする階層型の分散情報処理システム。
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