WO2014045413A1 - システム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラム - Google Patents

システム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラム Download PDF

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WO2014045413A1
WO2014045413A1 PCT/JP2012/074271 JP2012074271W WO2014045413A1 WO 2014045413 A1 WO2014045413 A1 WO 2014045413A1 JP 2012074271 W JP2012074271 W JP 2012074271W WO 2014045413 A1 WO2014045413 A1 WO 2014045413A1
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WO
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network
machine
physical
machines
physical machines
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/074271
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English (en)
French (fr)
Inventor
田中　友也
正道 楯岡
Original Assignee
株式会社東芝
東芝ソリューション株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a system management apparatus, a network system, a system management method, and a program.
  • Cloud computing is a technology that allows users to use IT resources prepared in a data center as a service.
  • Cloud computing is classified into SaaS (Software as a Service), PaaS (Platform as a Service), and IaaS (Infrastructure as a Service) according to the provision form of IT resources.
  • SaaS provides application software as a service
  • PaaS provides application software development and execution environments as services.
  • IaaS operates a virtual machine on a physical machine connected to a data center network system in response to a user request, and provides resources of the virtual machine as a service.
  • Cloud computing technology provides benefits for IT resource users that initial investment can be reduced and IT resources to be used can be easily increased or decreased according to the required amount.
  • the cloud computing technology is weak in dealing with non-functional requirements such as performance because multiple users share data center IT resources.
  • IaaS when a virtual machine is newly operated in response to a user's request, a physical machine can be operated by which physical machine among a plurality of physical machines connected to the network system of the data center. It is important to consider whether efficiency is good as a whole in terms of meeting non-functional requirements.
  • the network load may be concentrated at a specific location, or virtual machines that require communication with each other may communicate via a network path with a large delay.
  • Such an arrangement may cause a problem that the performance required for the entire network system cannot be satisfied. For this reason, it is desired to provide a technique for determining an optimum physical machine for operating a new virtual machine so that the arrangement of the virtual machines is an efficient arrangement for the entire system.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a system management apparatus, a network system, a system management method, and a program capable of determining an optimum physical machine for operating a new virtual machine.
  • the system management apparatus manages a network system in which a plurality of physical machines that operate virtual machines are connected to be able to communicate with each other via a network.
  • the system management device includes a first calculation unit, an acquisition unit, a second calculation unit, and a determination unit.
  • the first calculation unit calculates, for each combination of the physical machines, a network distance representing a load magnitude when one of the plurality of physical machines communicates with another physical machine.
  • the acquisition unit communicates with any of the second machines among the second machines that are virtual machines that are already running on any of the plurality of physical machines. Communication permission information indicating whether or not it is permitted to perform is acquired.
  • the second calculation unit communicates when one of the plurality of physical machines operates the first machine based on the network distance calculated for each combination of the physical machines and the communication permission information.
  • a network cost representing the load of the network system due to the communication between the second machine and the first machine that is allowed to be calculated is calculated for each of the plurality of physical machines.
  • the determination unit determines which physical machine of the plurality of physical machines to operate the first machine using the network cost calculated for each of the plurality of physical machines.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a network system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the system management apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the communication permission information.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of load information.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the network distance.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of the first calculation unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the network cost.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of the second calculation unit.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of load information.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the network distance.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the network cost.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the communication permission information.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the weight for each port.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the network cost.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the system management apparatus.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a network system according to the present embodiment.
  • This network system includes a plurality of physical machines that are communicably connected via a network.
  • four physical machines, a physical machine 1, a physical machine 2, a physical machine 3, and a physical machine 4 are connected to be communicable via a network.
  • the physical machine 1 is connected to a LAN (Local Area Network) 51 and the physical machine 2 is connected to a LAN 52.
  • the LAN 51 and the LAN 52 are connected via a WAN (Wide Area Network) 50.
  • the physical machine 3 and the physical machine 4 are connected to the LAN 53.
  • the LAN 51 and the LAN 53 are connected via the router 15.
  • a system management apparatus 100 that manages the entire network system is connected to the LAN 53. Note that the configuration of the network system shown in FIG. 1 is merely an example, and the number of physical machines and the connection form can be arbitrarily selected.
  • Each of the physical machines 1 to 4 provides a resource for operating a virtual machine (hereinafter referred to as VM).
  • VM virtual machine
  • the VMs 10 to 12 are connected to the network via the virtual switch 11.
  • three VMs VM20, VM21, and VM22 are operating.
  • the VMs 20 to 22 are connected to the network via the virtual switch 12.
  • three VMs of VM30, VM31, and VM32 are operating.
  • the VMs 30 to 32 are connected to the network via the virtual switch 13.
  • three VMs of VM 40, VM 41, and VM 42 are operating.
  • the VMs 40 to 42 are connected to the network via the virtual switch 14.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the system management apparatus 100.
  • the system management apparatus 100 includes a communication unit 110, a management unit 120, a first calculation unit 130, and a second calculation unit 140.
  • the communication unit 110 includes physical machines 1 to 4 on the network, VMs 10 to 12, 20 to 22, 30 to 32, and 40 to 42 that are operated on the physical machines 1 to 4, and network devices (in the example of FIG. 15 and network switches on the LANs 51 to 53).
  • the management unit 120 performs various types of management necessary for maintaining and operating the network system, and mainly performs VM management, configuration information management, and operation information acquisition.
  • the VM management is a function for starting up, changing, deleting, etc. a VM.
  • the configuration information management is a function for managing the current configuration of the network system, that is, configuration information indicating which VM is currently operating on which physical machine.
  • the operation information acquisition is a function of acquiring operation information representing the resource usage rate of each physical machine such as a CPU (Central Processing Unit) and storage from each physical machine.
  • the management unit 120 includes an acquisition unit 121 and a determination unit 122 as characteristic functions in the present embodiment.
  • the acquisition unit 121 includes VMs 10 to 12, 20 to 22, 30 to 32, and 40 that are already operated on the physical machines 1 to 4 on the network as VMs to be newly operated in the network system (hereinafter referred to as new VMs).
  • Communication permission information indicating which of the VMs 42 to 42 is permitted to communicate with is acquired. A specific example of the communication permission information will be described later.
  • the determination unit 122 operates the new VM on any physical machine among the physical machines 1 to 4 on the network, using the network cost described later by the second calculation unit 140 for each of the physical machines 1 to 4. To decide.
  • the first calculation unit 130 calculates the network distance representing the magnitude of the load when each of the physical machines 1 to 4 on the network communicates with other physical machines, by using the two physical machines 1 to 4. Calculate for each combination.
  • the first calculation unit 130 obtains load information indicating the load state related to the communication of the physical machines 1 to 4 and the network device on the network at an arbitrary timing, and holds this.
  • the first calculation unit 130 determines, for example, the average or maximum load within a certain period for each combination of two physical machines from the stored load information. A value or the like is calculated, and the calculated value is set as a network distance between two physical machines. Then, the first calculation unit 130 returns the calculated network distance to the second calculation unit 140 as a response to the acquisition request from the second calculation unit 140. Specific examples of load information and network distance will be described later.
  • the second calculation unit 140 Based on the network distance calculated for each combination of two physical machines by the first calculation unit 130 and the communication permission information acquired by the acquisition unit 121 of the management unit 120, the second calculation unit 140 performs physical processing on the network.
  • the VM 10 to 12, 20 to 22, 30 to 32, and 40 to 42 that are already in operation and the VM that is allowed to communicate with the new VM A network cost representing the load of the network system due to the VM communicating is calculated for each of the physical machines 1 to 4.
  • the second calculation unit 140 upon receiving a network cost acquisition request from the management unit 120, acquires communication permission information and configuration information from the management unit 120 and requests the first calculation unit 130 to acquire a network distance. As a response to this acquisition request, the network distance calculated for each combination of two physical machines is received from the first calculation unit 130. Then, the second calculation unit 140 selects a physical machine whose network cost is to be calculated from the physical machines 1 to 4, and the new VM performs communication based on the communication permission information and the configuration information. The physical machine on which the VM that is permitted to operate is operated, that is, all physical machines that can become communication partners are specified. Then, the second calculation unit 140 adds the network distance between the physical machine selected as the target for calculating the network cost and all the physical machines specified as the physical machines that can be the communication partner, thereby selecting the network cost. Calculate network costs for physical machines.
  • the second calculation unit 140 repeats the above processing while switching the physical machine for which the network cost is calculated, and calculates the network cost for each of the physical machines 1 to 4. Then, the second calculation unit 140 returns the calculated network cost to the management unit 120 as a response to the acquisition request from the management unit 120.
  • the network cost calculated by the second calculation unit 140 is used as one index when the determination unit 122 of the management unit 120 determines a physical machine that operates the new VM. A specific example of the network cost will be described later.
  • the new VM_A is newly operated on any of the physical machines 1 to 4 and the new VM_B is newly operated on any of the physical machines 1 to 4.
  • the operation of the system management apparatus 100 according to this embodiment will be described in detail with reference to two examples.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of communication permission information acquired by the acquisition unit 121 of the management unit 120.
  • the communication permission information indicates which VM among the already operating VMs 10 to 12, 20 to 22, 30 to 32, and 40 to 42 is permitted to communicate with the new VM. It is information to represent.
  • Such communication permission information can be acquired from, for example, a firewall rule applied to the new VM.
  • the firewall rules are specified by the user when operating the new VM, or the system management apparatus 100 prepares a plurality of templates as menus, and the user selects a template to be applied from the menus. Created.
  • the firewall rules applied to the new VM include information for restricting the communication partner of the new VM, and the communication permission information of the new VM can be obtained by extracting the information.
  • the acquisition unit 121 may acquire information created by a user or the like as information different from the firewall as communication permission information.
  • FIG. 3A shows the communication permission information acquired from the firewall rules applied to the new VM_A in a tabular format.
  • the VM corresponding to the column marked with ⁇ indicates that the new VM_A is permitted to communicate
  • the VM corresponding to the column not marked with ⁇ Indicates that the new VM_A is not allowed to communicate. That is, the communication permission information illustrated in FIG. 3A indicates that the new VM_A is permitted to communicate with the VM 10, VM 21, VM 22, VM 41, and VM 42.
  • FIG. 3B shows the communication permission information acquired from the firewall rules applied to the new VM_B in a tabular format.
  • the VM corresponding to the column marked with “ ⁇ ” indicates that the new VM_B is permitted to communicate
  • the VM corresponding to the column not marked with “ ⁇ ”. Indicates that the new VM_B is not allowed to communicate. That is, the communication permission information illustrated in FIG. 3B indicates that the new VM_B is permitted to communicate with the VM 11 and the VM 32.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of load information held by the first calculation unit 130.
  • the first calculation unit 130 calculates a network distance between two physical machines on the network, and represents a load representing a load state related to communication between the physical machines 1 to 4 and the network device on the network. Get information and keep it.
  • load information used for calculating the network distance for example, the time required for a packet to reciprocate between two physical machines, that is, from an action to a response that occurs when communication is performed between the two physical machines. Can be used.
  • the first calculation unit 130 performs processing on the network to measure the time from when a physical machine hits ping until a response is returned from another physical machine for every other physical machine. It is executed for all physical machines 1 to 4. Then, the first calculation unit 130 collects the above measurement results from all the physical machines 1 to 4 and holds it as load information.
  • FIG. 4 is an example of the load information acquired from the physical machine 1 by the first calculation unit 130.
  • the results of measuring are shown in tabular form.
  • FIG. 4 shows an example in which the measurement is performed four times, the number of measurements is not necessarily four.
  • this measurement may be performed periodically, for example, at regular intervals before the new VM is requested to operate, or may be performed after a request to operate the new VM. Also good.
  • the first calculation unit 130 acquires and holds load information as shown in FIG. 4 from all the physical machines 1 to 4 on the network.
  • the first calculation unit 130 calculates the network distance between two physical machines on the network by using the stored load information. Calculate for each machine combination.
  • the maximum value of the value held as load information is the network distance between two physical machines.
  • the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 2 is 24, the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3 is 4, and the physical machine 1 and The network distance to the physical machine 4 is 3.
  • the average value held as load information may be the network distance between two physical machines. In this case, when the load information illustrated in FIG. 4 is used, the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 2 is 24, the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3 is 4, and the physical machine 1 and The network distance to the physical machine 4 is 3.
  • the average value held as load information may be the network distance between two physical machines. In this case, when the load information illustrated in FIG.
  • the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 2 is 21, the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3 is 2.75, and the physical machine The network distance between 1 and the physical machine 4 is 2.5.
  • a method of setting the minimum value held as load information as the network distance between two physical machines, a method of attaching importance to the value held as load information and placing importance on new data, etc. are conceivable. .
  • the first calculation unit 130 calculates a network distance for each combination of two physical machines by the method described above.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the network distance calculated by the first calculation unit 130.
  • the example of FIG. 5 is an example in which the delay time shown in FIG. 4 is used as the load information and the maximum value is calculated as the network distance.
  • the network distance for each combination of two physical machines among the physical machines 1 to 4 Is represented in tabular form.
  • the first calculation unit 130 calculates a network distance for each combination of two physical machines as illustrated in FIG. Then, the first calculation unit 130 returns the calculated network distance to the second calculation unit 140 as a response to the acquisition request from the second calculation unit 140.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the first calculation unit 130.
  • the first calculation unit 130 first acquires load information from each of the physical machines 1 to 4 on the network at an arbitrary timing, and holds the acquired load information (step S101).
  • the first calculation unit 130 uses the load information acquired in step S101 to perform physical processing on two physical machines 1 to 4.
  • the network distance is calculated for each combination of machines (step S103).
  • the first calculation unit 130 returns the network distance calculated in step S103 to the second calculation unit 140 as a response to the acquisition request received in step S102 (step S104).
  • the second calculation unit 140 is a network when the new VM is operated based on the communication permission information and configuration information acquired from the management unit 120 and the network distance acquired from the first calculation unit 130. The cost is calculated for each physical machine 1 to 4 on the network.
  • the second calculation unit 140 calculates a network cost when the new VM_A is operated using the communication permission information illustrated in FIG. 3A and the network distance illustrated in FIG. To do.
  • the new VM_A includes the physical machine 1 on which the VM 10 is operating, the physical machine 2 on which the VM 21 and VM 22 are operating, and the physical on which the VM 41 and VM 42 are operating. It can be seen that there is a possibility of communication with the machine 4.
  • the network cost when the new VM_A is operated on the physical machine 1 is the sum of the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 2 and the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 4. Can be calculated. In the example shown in FIG. 5, since the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 2 is 24 and the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 4 is 3, the new VM_A is assigned to the physical machine 1. The network cost when operating is 27.
  • the network cost when the new VM_A is operated on the physical machine 2 is the sum of the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 and the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 4. Can be calculated. In the example shown in FIG. 5, since the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 is 24 and the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 4 is 32, the new VM_A is assigned to the physical machine 2. The network cost when operating is 56.
  • the network cost when the new VM_A is operated on the physical machine 3 is the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1, the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 2, and the physical machine. 3 and the network distance between the physical machine 4 can be calculated. In the example shown in FIG.
  • the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1 is 4
  • the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 2 is 32
  • the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 4 is 32
  • the network cost when the new VM_A is operated on the physical machine 4 is the sum of the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 and the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 2. Can be calculated. In the example shown in FIG. 5, since the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 is 3, and the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 2 is 32, the new VM_A is assigned to the physical machine 4. The network cost when operating is 35.
  • the second calculation unit 140 calculates a network cost when the new VM_B is operated using the communication permission information illustrated in FIG. 3B and the network distance illustrated in FIG. explain. From the communication permission information shown in FIG. 3B, it is understood that the new VM_B may communicate between the physical machine 1 in which the VM 11 is operating and the physical machine 3 in which the VM 32 is operating. .
  • the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 1 is the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3.
  • the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 1 is 4.
  • the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 2 is the sum of the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 and the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 3. Can be calculated.
  • the new VM_B is assigned to the physical machine 2. The network cost when operating is 56.
  • the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 3 is the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1. In the example illustrated in FIG. 5, since the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1 is 4, the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 3 is 4.
  • the network cost when the new VM_B is operated on the physical machine 4 is the sum of the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 and the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 3. Can be calculated. In the example shown in FIG. 5, the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 is 3, and the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 3 is 1. Therefore, the new VM_B is assigned to the physical machine 4. The network cost when operating is 4.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the network cost calculated by the second calculation unit 140.
  • FIG. 7A illustrates the network cost when the new VM_A is operated
  • FIG. 7B illustrates the new VM_B.
  • Each network cost when operating is shown in tabular form.
  • the second calculation unit 140 calculates the network cost for each physical machine 1 to 4 as shown in FIG. 7A and FIG. As a response to the acquisition request from the unit 120, the calculated network cost for each of the physical machines 1 to 4 is returned to the management unit 120.
  • the network cost sent from the second calculation unit 140 to the management unit 120 is 1 when the determination unit 122 of the management unit 120 determines on which physical machine of the physical machines 1 to 4 the new VM is to be operated. Used as one indicator. For example, when the determination unit 122 acquires the network cost for each physical machine 1 to 4 from the second calculation unit 140, the determination unit 122 calculates the network cost for each physical machine 1 to 4, the resource usage rate of each physical machine 1 to 4, and the like. The total cost indicating the suitability of the physical machine that operates the new VM is obtained, and the physical machine having the lowest total cost is determined as the physical machine that operates the new VM.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the second calculation unit 140.
  • the second calculation unit 140 Upon receiving a network cost acquisition request from the management unit 120 (step S201), the second calculation unit 140 acquires communication permission information and configuration information from the management unit 120 (step S202).
  • the second calculation unit 140 issues a network distance acquisition request to the first calculation unit 130 (step S203).
  • the communication permission information and configuration information acquired in step S202 Based on the network distance acquired in S204, the network cost for each of the physical machines 1 to 4 is calculated (step S205).
  • the second calculation unit 140 returns the network cost calculated in step S205 to the management unit 120 as a response to the acquisition request received in step S201 (step S206).
  • the system management apparatus 100 calculates the network distance for each combination of two physical machines 1 to 4 on the network. Then, using this network distance and communication permission information, calculate the network cost for each physical machine 1 to 4, and use this network cost as an index to run the new VM among the physical machines 1 to 4 The physical machine to be determined is determined. Therefore, according to the system management apparatus 100 according to the present embodiment, not only the current state of each physical machine 1 to 4 on the network but also what communication is performed when the new VM is operated is assumed. Thus, the optimum physical machine for operating the new VM can be determined, and the new VM can be operated with a more efficient arrangement as the entire system.
  • a new VM can be operated on a physical machine with sufficient resources, and the resources used by the physical machine can be smoothed.
  • the physical machine that operates the new VM is determined without considering the communication after the new VM is activated, so that the new machine is located at a position very far from the other party communicating on the network path.
  • VMs are arranged, and the entire system generates unnecessary network traffic.
  • the new VM can be operated with a more efficient arrangement as the entire system.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the load information that the first calculation unit 130 acquires in order to calculate the network distance. That is, the first calculation unit 130 according to the first embodiment acquires, as load information, the delay time that occurs when communication is performed between two physical machines, but the first calculation unit 130 according to the second embodiment The bandwidth usage of the network device on the network path used when communicating between two physical machines is acquired as load information. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the first calculation unit 130 of the second embodiment is referred to as a first calculation unit 130A in order to distinguish it from the first embodiment.
  • the first calculation unit 130A specifies a network path between two physical machines for each combination of two physical machines on the network. Then, the first calculation unit 130A obtains the current bandwidth usage from network devices (in the example of FIG. 1, such as the router 15 and the network switches on the LANs 51 to 53) on each network path at an arbitrary timing. And stored as load information.
  • network devices in the example of FIG. 1, such as the router 15 and the network switches on the LANs 51 to 53
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of load information held by the first calculation unit 130A.
  • the network switch on the LAN 51 to which the physical machine 1 is connected is the network device N1
  • the router 15 between the LAN 51 and the LAN 53 is connected to the network device N2, the physical machine 3, and the physical machine 4.
  • the network switch on the LAN 53 is represented as a network device N3
  • the network switch on the LAN 52 to which the physical machine 2 is connected is represented as a network device N4
  • the bandwidth usage obtained from each of the network devices N1 to N4 is represented in a table format. .
  • the bandwidth usage of each of the network devices N1 to N4 is acquired four times at different timings, the number of times of acquiring the bandwidth usage does not necessarily have to be four.
  • the bandwidth usage may be acquired continuously, or periodically at a predetermined interval before the new VM is required to operate, or there is a request to operate the new VM. You may make it perform from.
  • the first calculation unit 130A acquires and holds load information as shown in FIG. 9 from each of the network devices N1 to N4 on the network.
  • the first calculation unit 130A calculates the network distance between two physical machines on the network by using the stored load information. Calculate for each machine combination.
  • the first calculation unit 130A uses the maximum bandwidth usage amount of the network device held as the load information, and subtracts the maximum bandwidth usage amount from the maximum bandwidth of the network device to obtain the remaining bandwidth.
  • the maximum bandwidth of the network device may be measured and held in advance before the network device is incorporated into the system, for example.
  • the first calculation unit 130A calculates the sum of the reciprocal of the remaining bandwidth of all the network devices as two physical machines. Calculated as the network distance between.
  • the network devices on the network path between the physical machine 1 and the physical machine 3 are the network device N1, the network device N2, and the network device N3.
  • the remaining bandwidth of the network device N1 is 20
  • the remaining bandwidth of the network device N2 is 70
  • the remaining bandwidth of the network device N3 is 93.
  • the network distance to the machine 3 is 1/20 + 1/70 + 1 / 93 ⁇ 0.075.
  • the first calculation unit 130A calculates a network distance for each combination of two physical machines by the method described above.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the network distance calculated by the first calculation unit 130A.
  • the example of FIG. 10 is an example in which the bandwidth usage of the network devices N1 to N4 shown in FIG. 9 is used as the load information, and represents the network distance for each combination of two physical machines among the physical machines 1 to 4. It is expressed in the form.
  • the first calculation unit 130A calculates a network distance for each combination of two physical machines as illustrated in FIG. 10 and returns the network distance to the second calculation unit 140.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a network cost calculated by the second calculation unit 140 based on the communication permission information illustrated in FIG. 3 and the network distance illustrated in FIG. 10, and FIG. The network cost when the new VM_A is operated, and FIG. 11B shows the network cost when the new VM_B is operated in the form of a table.
  • the bandwidth is almost exhausted by setting the network distance between the two physical machines to be the sum of the reciprocal of the remaining bandwidth of all network devices on the network path between the two physical machines.
  • the network distance value becomes very large. Therefore, the network cost when operating the new VM on a physical machine that uses a network path passing through such a network device becomes very large.
  • the physical machine that operates the new VM is determined so that the network resources can be more effectively used as the entire system.
  • the first calculation unit 140 calculates the sum of the reciprocal of the remaining bandwidth of all network devices on the network path between the two physical machines as the network distance between the two physical machines.
  • the network distance may be calculated by another method.
  • the sum of the bandwidth usage of all network devices on the network path between two physical machines is calculated as the network distance between two physical machines, or all the network paths between two physical machines
  • the maximum value of the bandwidth usage of the network device can be the network distance between two physical machines.
  • the network distance between two physical machines is calculated using the bandwidth usage of the network device on the network path between the two physical machines.
  • the VM can be operated.
  • load information used to calculate the network distance between two physical hosts and the method for calculating the network distance using the load information are the two disclosed in the first embodiment and the second embodiment.
  • the present invention is not limited to the examples, and various other forms and combinations thereof can be used.
  • the communication permission information acquired by the acquisition unit 121 and the method by which the second calculation unit 140 calculates the network cost using the communication permission information are different from those in the first embodiment value. . That is, the acquisition unit 121 according to the first embodiment acquires communication permission information indicating a VM that is permitted to communicate with the new VM from the rules of the firewall applied to the new VM. The form acquisition unit 121 acquires communication permission information in which a port number to be used for communication is further specified from a firewall rule applied to the new VM.
  • the second calculation unit 140 is a network between a physical machine whose network cost is to be calculated and all physical machines on which VMs whose communication is permitted by the communication permission information are operating.
  • the network cost is calculated by adding the distances
  • the second calculation unit 140 of the third embodiment operates with a physical machine that calculates the network cost and a VM that is permitted to communicate with the communication permission information.
  • a network cost is calculated by adding a value obtained by multiplying the network distances between all the physical machines by the weight according to the port number specified in the communication permission information.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the acquisition unit 121 of the third embodiment is referred to as an acquisition unit 121A to distinguish it from the first embodiment
  • the second calculation unit 140 of the third embodiment is referred to as the first implementation. In order to distinguish from the form, it is described as a second calculation unit 140A.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the communication permission information acquired by the acquisition unit 121A, and shows the communication permission information acquired from the firewall rules applied to the new VM_C in a table format.
  • the VM corresponding to the column in which the numerical value is described indicates that the new VM_A is permitted to perform communication, and the described numerical value is used when performing communication with this VM.
  • the port number 80 is used to communicate with the VM 32. In this case, the port number 22 is used.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the weight for each port.
  • the second calculation unit 140A holds information describing the weight for each port as shown in FIG. 13, and is used when calculating the network cost. That is, the second calculation unit 140A multiplies the network distance between the two physical servers by the weight corresponding to the port number used for communication, and adds the values to calculate the network cost.
  • the weight for each port is determined based on a measurement value indicating how much data is generally used in a protocol generally used in each port.
  • the port with port number 80 is mainly used in HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), and the amount of data is often very large, so the weight value is large.
  • the port number 53 is a DNS (Domain Name System) and large data rarely flows, so the weight value is small.
  • These weights may be statistically calculated, for example, by actually operating the system. Moreover, you may make it a person set these weights empirically. When a person sets empirically, a weight may be set including the viewpoint of how much response speed is required. For example, it is conceivable to increase the weight value for a port that requires a faster response.
  • the second calculation unit 140A operates the new VM_C using the communication permission information shown in FIG. 12, the weight information for each port shown in FIG. 13, and the network distance shown in FIG. A method for calculating the network cost in the case of failure will be described. From the communication permission information shown in FIG. 12, it can be seen that the new VM_C may communicate between the physical machine 1 in which the VM 11 is operating and the physical machine 3 in which the VM 32 is operating. It can also be seen that when the new VM_C communicates with the physical machine 1, the port number 80 is used, and when the new VM_C communicates with the physical machine 3, the port number 22 is used.
  • the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 1 is a value obtained by multiplying the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3 by the weight corresponding to the port number 22.
  • the network distance between the physical machine 1 and the physical machine 3 is 4, and in the example shown in FIG. 13, the weight value corresponding to the port number 22 is 0.3.
  • the network cost is 1.2.
  • the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 2 is the value obtained by multiplying the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 by the weight corresponding to the port number 80, the physical machine 2 and the physical machine 2 A value obtained by multiplying the network distance between the machine 3 and the weight corresponding to the port number 22 can be calculated.
  • FIG. 1 the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 2 is the value obtained by multiplying the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 by the weight corresponding to the port number 80, the physical machine 2 and the physical machine 2 A value obtained by multiplying the network distance between the machine 3 and the weight corresponding to the port number 22 can be calculated.
  • the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 1 is 24, and the network distance between the physical machine 2 and the physical machine 3 is 32.
  • the weight value corresponding to the port number 80 is 0.8 and the weight value corresponding to the port number 22 is 0.3, the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 2 is 28.8. Become.
  • the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 3 is a value obtained by multiplying the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1 by the weight corresponding to the port number 80.
  • the network distance between the physical machine 3 and the physical machine 1 is 4, and in the example shown in FIG. 13, the weight value corresponding to the port number 80 is 0.8.
  • the network cost is 3.2.
  • the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 4 is obtained by multiplying the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 by the weight corresponding to the port number 80, the physical machine 4 and the physical machine 4 A value obtained by multiplying the network distance between the machine 3 and the weight corresponding to the port number 22 can be calculated.
  • FIG. 1 the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 4 is obtained by multiplying the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 by the weight corresponding to the port number 80, the physical machine 4 and the physical machine 4 A value obtained by multiplying the network distance between the machine 3 and the weight corresponding to the port number 22 can be calculated.
  • the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 1 is 3, and the network distance between the physical machine 4 and the physical machine 3 is 1.
  • the weight value corresponding to the port number 80 is 0.8 and the weight value corresponding to the port number 22 is 0.3
  • the network cost when the new VM_C is operated on the physical machine 4 is 2.7. Become.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the network cost calculated by the second calculation unit 140A, and shows the network cost when the new VM_C is operated in a table format.
  • the second calculation unit 140A calculates the network cost for each of the physical machines 1 to 4 as shown in FIG. 14, and as a response to the acquisition request from the management unit 120 The calculated network cost for each physical machine 1 to 4 is returned to the management unit 120.
  • the network cost is calculated by multiplying the network distance by the weight according to the port number used when the new VM performs communication.
  • the optimal physical machine for operating the new VM can be determined taking into account the amount of communication data and the required response speed. The new VM can be operated.
  • the method for weighting the network distance is not limited to the weighting according to the port number used for communication, but is included in the firewall rules applied to the new VM, such as the security group information described above. Weighting may be performed using this information.
  • each function of the system management apparatus 100 can be realized by executing a predetermined program in the system management apparatus 100, for example.
  • the system device 100 is connected to a control device such as a CPU (Central Processing Unit) 101, a storage device such as a ROM (Read Only Memory) 102 or a RAM (Random Access Memory) 103, and a network as shown in FIG.
  • a control device such as a CPU (Central Processing Unit) 101
  • a storage device such as a ROM (Read Only Memory) 102 or a RAM (Random Access Memory) 103
  • a network as shown in FIG.
  • a hardware configuration using a normal computer is provided that includes a communication I / F 104 that connects and communicates, a bus 105 that connects each unit, and the like.
  • the program executed by the system management apparatus 100 is a file in an installable format or an executable format, and is a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a flexible disk (FD), a CD-R (Compact Disk). Recorded on a computer-readable recording medium such as Recordable) or DVD (Digital Versatile Disc) and provided as a computer program product.
  • CD-ROM Compact Disk Read Only Memory
  • FD flexible disk
  • CD-R Compact Disk
  • the program executed by the system management apparatus 100 according to the embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. Further, the program executed by the system management apparatus 100 according to the embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.
  • a program executed by the system management apparatus 100 may be configured to be provided by being incorporated in advance in the ROM 102 or the like.
  • a program executed by the system management apparatus 100 includes a processing unit (communication unit 110, management unit 120 (acquisition unit 121, determination unit 122), and first calculation unit 130 that realizes each function of the system management device 100.
  • the second calculation unit 140 has a module configuration.
  • the CPU 101 processor
  • the CPU 101 reads and executes a program from the recording medium, so that each processing unit described above is the main hardware.
  • Each processing unit is loaded on the storage device and is generated on the main storage device.
  • the system management apparatus 100 according to the embodiment realizes part or all of the above-described processing units using dedicated hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array). It is also possible to do.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • system management apparatus 100 does not need to realize each processing unit described above with a single device, and may be configured to be realized by distributing each processing unit described above to a plurality of devices.

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Abstract

　第１算出部（１３０）は、複数の物理マシンの１つが他の物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、物理マシンの組み合わせごとに算出する。取得部（１２１）は、新たに稼働させる仮想マシンが、複数の物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンのうち、いずれと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する。第２算出部（１４０）は、ネットワーク距離と、通信許可情報とに基づいて、複数の物理マシンの１つが新たな仮想マシンを稼働させた場合に、通信が許可された仮想マシンと新たな仮想マシンが通信を行うことによるネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の物理マシンごとに算出する。決定部（１２２）は、算出されたネットワークコストを用いて、新たな仮想マシンを複数の物理マシンのうち、いずれの物理マシンで稼働させるかを決定する。

Description

システム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラム
　本発明の実施形態は、システム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラムに関する。
　クラウドコンピューティングは、データセンタに用意されたＩＴリソースを、利用者がサービスとして利用する技術である。クラウドコンピューティングは、ＩＴリソースの提供形態に応じて、ＳａａＳ（Software　as　a　Service）、ＰａａＳ（Platform　as　a　Service）、ＩａａＳ（Infrastructure　as　a　Service）に分類される。ＳａａＳは、アプリケーションソフトウェアをサービスとして提供するものであり、ＰａａＳは、アプリケーションソフトウェアの開発環境や実行環境をサービスとして提供するものである。また、ＩａａＳは、データセンタのネットワークシステムに接続されている物理マシン上で、利用者の要求に応じて仮想マシンを稼働させ、その仮想マシンのリソースをサービスとして提供するものである。
　クラウドコンピューティングの技術により、ＩＴリソースの利用者にとって、初期投資の低減が見込めることや、利用するＩＴリソースを必要量に応じて容易に増減できるといった利点が得られる。その反面、クラウドコンピューティングの技術は、複数の利用者がデータセンタのＩＴリソースを共用するため、性能などの非機能要件への対応が弱いことが指摘されている。ＩａａＳにおいては、利用者の要求に応じて新たに仮想マシンを稼働させる際に、データセンタのネットワークシステムに接続されている複数の物理マシンのうち、どの物理マシンで仮想マシンを稼働させることがシステム全体として効率がよいかを考慮することが、非機能要件への対応の観点で重要となる。すなわち、新たな仮想マシンを稼働させる物理マシンの選択によって、特定の箇所にネットワークの負荷が集中してしまったり、互いに通信を必要とする仮想マシンが遅延の大きなネットワーク経路を介して通信を行うような配置となってしまったりすることで、ネットワークシステム全体で必要とされる性能が満たせなくなる等の問題が生じる虞がある。このため、仮想マシンの配置がシステム全体として効率的な配置となるように、新たな仮想マシンを稼働させるのに最適な物理マシンを決定する技術の提供が望まれている。
特開２００５－１１５６５３号公報 特開２０１１－１８０８８９号公報 特開２００７－２７２２６３号公報
　本発明が解決しようとする課題は、新たな仮想マシンを稼働させるのに最適な物理マシンを決定することができるシステム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラムを提供することである。
　実施形態のシステム管理装置は、仮想マシンを稼働させる複数の物理マシンがネットワークを介して通信可能に接続されたネットワークシステムを管理する。このシステム管理装置は、第１算出部と、取得部と、第２算出部と、決定部と、を備える。第１算出部は、複数の前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、前記物理マシンの組み合わせごとに算出する。取得部は、新たに稼働させる仮想マシンである第１マシンが、複数の前記物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンである第２マシンのうち、いずれの前記第２マシンと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する。第２算出部は、前記物理マシンの組み合わせごとに算出された前記ネットワーク距離と、前記通信許可情報とに基づいて、複数の前記物理マシンの１つが前記第１マシンを稼働させた場合に、通信が許可された前記第２マシンと前記第１マシンが通信を行うことによる前記ネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の前記物理マシンごとに算出する。決定部は、複数の前記物理マシンごとに算出された前記ネットワークコストを用いて、前記第１マシンを複数の前記物理マシンのうち、いずれの前記物理マシンで稼働させるかを決定する。
図１は、実施形態のネットワークシステムの構成図である。 図２は、システム管理装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図３は、通信許可情報の一例を示す図である。 図４は、負荷情報の一例を示す図である。 図５は、ネットワーク距離の一例を示す図である。 図６は、第１算出部の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、ネットワークコストの一例を示す図である。 図８は、第２算出部の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、負荷情報の他の例を示す図である。 図１０は、ネットワーク距離の他の例を示す図である。 図１１は、ネットワークコストの他の例を示す図である。 図１２は、通信許可情報の他の例を示す図である。 図１３は、ポートごとの重みの一例を示す図である。 図１４は、ネットワークコストの他の例を示す図である。 図１５は、システム管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
　以下、実施形態のシステム管理装置、ネットワークシステム、システム管理方法およびプログラムを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係るネットワークシステムの構成図である。このネットワークシステムは、ネットワークを介して通信可能に接続された複数の物理マシンを備える。図１の例では、物理マシン１、物理マシン２、物理マシン３および物理マシン４の４つの物理マシンがネットワークを介して通信可能に接続されている。
　物理マシン１はＬＡＮ（Local　Area　Network）５１に接続され、物理マシン２はＬＡＮ５２に接続されている。ＬＡＮ５１とＬＡＮ５２は、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）５０を介して接続されている。物理マシン３および物理マシン４は、ＬＡＮ５３に接続されている。ＬＡＮ５１とＬＡＮ５３は、ルータ１５を介して接続されている。ＬＡＮ５３には、物理マシン３と物理マシン４のほか、ネットワークシステムの全体を管理するシステム管理装置１００が接続されている。なお、図１に示すネットワークシステムの構成はあくまで一例であり、物理マシンの数や接続形態は任意に選択することができる。
　物理マシン１～４は、それぞれ仮想マシン（以下、ＶＭという。）を稼働させるためのリソースを提供する。図１の例では、ＶＭ１０とＶＭ１１とＶＭ１２の３つのＶＭが、物理マシン１で稼働している。ＶＭ１０～１２は、仮想スイッチ１１を介してネットワークに接続された形態となる。また、物理マシン２では、ＶＭ２０とＶＭ２１とＶＭ２２の３つのＶＭが稼働している。ＶＭ２０～２２は、仮想スイッチ１２を介してネットワークに接続された形態となる。また、物理マシン３では、ＶＭ３０とＶＭ３１とＶＭ３２の３つのＶＭが稼働している。ＶＭ３０～３２は、仮想スイッチ１３を介してネットワークに接続された形態となる。また、物理マシン４では、ＶＭ４０とＶＭ４１とＶＭ４２の３つのＶＭが稼働している。ＶＭ４０～４２は、仮想スイッチ１４を介してネットワークに接続された形態となる。
　図２は、システム管理装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。システム管理装置１００は、図２に示すように、通信部１１０、管理部１２０、第１算出部１３０および第２算出部１４０を備える。
　通信部１１０は、ネットワーク上の物理マシン１～４、物理マシン１～４で稼働されるＶＭ１０～１２，２０～２２，３０～３２，４０～４２、およびネットワーク機器（図１の例では、ルータ１５やＬＡＮ５１～５３上のネットワークスイッチ等）と通信を行う。
　管理部１２０は、ネットワークシステムを維持、運営する上で必要な各種の管理を行うものであり、主として、ＶＭ管理、構成情報管理および稼働情報取得を行う。ＶＭ管理とは、ＶＭの立ち上げ、変更、消去等を行う機能である。構成情報管理とは、ネットワークシステムの現在の構成、すなわち、現在どの物理マシンでどのＶＭが稼働しているかを表す構成情報を管理する機能である。稼働情報取得とは、現在の各物理マシンのＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やストレージ等のリソース使用率を表す稼働情報を、各物理マシンから取得する機能である。
　また、管理部１２０は、本実施形態において特徴的な機能として、取得部１２１と決定部１２２を有する。
　取得部１２１は、ネットワークシステムで新たに稼働させるＶＭ（以下、新ＶＭという。）が、ネットワーク上の物理マシン１～４で既に稼働されているＶＭ１０～１２，２０～２２，３０～３２，４０～４２のうち、いずれのＶＭと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する。なお、通信許可情報の具体例は後述する。
　決定部１２２は、第２算出部１４０によって物理マシン１～４ごとに算出された後述のネットワークコストを用いて、ネットワーク上の物理マシン１～４のうち、いずれの物理マシンで新ＶＭを稼働させるかを決定する。
　第１算出部１３０は、ネットワーク上の物理マシン１～４のそれぞれが他の物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、物理マシン１～４のうちの２つの物理マシンの組み合わせごとに算出する。
　例えば、第１算出部１３０は、任意のタイミングで、ネットワーク上の物理マシン１～４やネットワーク機器の通信に関わる負荷の状態を表す負荷情報を取得してこれを保持する。そして、第１算出部１３０は、第２算出部１４０からネットワーク距離の取得要求を受け取ると、保持している負荷情報から、２つの物理マシンの組み合わせごとに例えば一定期間内の負荷の平均または最大値等を算出し、算出した値を２つの物理マシン間のネットワーク距離とする。そして、第１算出部１３０は、第２算出部１４０からの取得要求に対する応答として、算出したネットワーク距離を第２算出部１４０に返す。なお、負荷情報およびネットワーク距離の具体例は後述する。
　第２算出部１４０は、第１算出部１３０によって２つの物理マシンの組み合わせごとに算出されたネットワーク距離と、管理部１２０の取得部１２１が取得した通信許可情報とに基づいて、ネットワーク上の物理マシン１～４のいずれかが新ＶＭを新たに稼働させた場合に、既に稼働しているＶＭ１０～１２，２０～２２，３０～３２，４０～４２のうち、通信が許可されたＶＭと新ＶＭが通信を行うことによるネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、物理マシン１～４ごとに算出する。
　例えば、第２算出部１４０は、管理部１２０からネットワークコストの取得要求を受け取ると、管理部１２０から通信許可情報と構成情報を取得するとともに、第１算出部１３０に対してネットワーク距離の取得要求を出し、この取得要求に対する応答として、第１算出部１３０から２つの物理マシンの組み合わせごとに算出されたネットワーク距離を受け取る。そして、第２算出部１４０は、物理マシン１～４のうち、ネットワークコストを算出する対象となる物理マシンを選択するとともに、通信許可情報と構成情報とに基づいて、新ＶＭが通信を行うことを許可されているＶＭが稼働している物理マシン、つまり通信相手となり得る全ての物理マシンを特定する。そして、第２算出部１４０は、ネットワークコストを算出する対象として選択した物理マシンと、通信相手となり得る物理マシンとして特定された全ての物理マシンとの間のネットワーク距離を合算することで、選択した物理マシンに関するネットワークコストを算出する。
　第２算出部１４０は、ネットワークコストを算出する対象となる物理マシンを切り替えながら上記の処理を繰り返し、物理マシン１～４のそれぞれについてネットワークコストを算出する。そして、第２算出部１４０は、管理部１２０からの取得要求に対する応答として、算出したネットワークコストを管理部１２０に返す。第２算出部１４０が算出したネットワークコストは、管理部１２０の決定部１２２が新ＶＭを稼働させる物理マシンを決定する際の１つの指標として用いられる。なお、ネットワークコストの具体例は後述する。
　次に、図１に示すネットワークシステムにおいて、物理マシン１～４のいずれかで新ＶＭ＿Ａを新たに稼働させる場合と、物理マシン１～４のいずれかで新ＶＭ＿Ｂを新たに稼働させる場合との２つの事例を例示しながら、本実施形態のシステム管理装置１００の動作について詳しく説明する。
　図３は、管理部１２０の取得部１２１が取得する通信許可情報の一例を示す図である。通信許可情報は、上述したように、新ＶＭが、既に稼働されているＶＭ１０～１２，２０～２２，３０～３２，４０～４２のうちのどのＶＭと通信を行うことが許可されているかを表す情報である。このような通信許可情報は、例えば、新ＶＭに対して適用されるファイアウォールのルールから取得することができる。ファイアウォールのルールは、例えば、新ＶＭを稼働させる際にユーザが指定する、あるいは、システム管理装置１００が複数のテンプレートをメニューとして用意し、そのメニューの中からユーザが適用したいテンプレートを選択することにより作成される。新ＶＭに適用されるファイアウォールのルールには、新ＶＭの通信相手を制限する情報が含まれており、その情報を抽出することによって、新ＶＭの通信許可情報を得ることができる。なお、取得部１２１は、ファイアウォールとは別の情報としてユーザ等が作成した情報を、通信許可情報として取得するようにしてもよい。
　図３（ａ）は、新ＶＭ＿Ａに対して適用されるファイアウォールのルールから取得した通信許可情報を表形式で表したものである。図３（ａ）の表では、○が付されたカラムに対応するＶＭが、新ＶＭ＿Ａが通信を行うことを許可されたＶＭであることを示し、○が付されていないカラムに対応するＶＭが、新ＶＭ＿Ａが通信を行うことを許可されていないＶＭであることを示している。つまり、図３（ａ）に示す通信許可情報は、新ＶＭ＿Ａが、ＶＭ１０、ＶＭ２１、ＶＭ２２、ＶＭ４１およびＶＭ４２と通信を行うことが許可されていることを表している。
　図３（ｂ）は、新ＶＭ＿Ｂに対して適用されるファイアウォールのルールから取得した通信許可情報を表形式で表したものである。図３（ｂ）の表では、○が付されたカラムに対応するＶＭが、新ＶＭ＿Ｂが通信を行うことを許可されたＶＭであることを示し、○が付されていないカラムに対応するＶＭが、新ＶＭ＿Ｂが通信を行うことを許可されていないＶＭであることを示している。つまり、図３（ｂ）に示す通信許可情報は、新ＶＭ＿Ｂが、ＶＭ１１およびＶＭ３２と通信を行うことが許可されていることを表している。
　なお、ＩａａＳにおけるファイアウォールのルールの設定の仕方として「セキュリティグループ」のような技術もあるが、「セキュリティグループ」のような技術を用いてファイアウォールのルールを設定した場合でも、ルールを分解すれば個々のＶＭとの間で通信を許可するか否かが示されるので、図３（ａ）および図３（ｂ）に示したような表形式で表される通信許可情報を得ることができる。
　図４は、第１算出部１３０が保持する負荷情報の一例を示す図である。第１算出部１３０は、上述したように、ネットワーク上の２つの物理マシン間のネットワーク距離を算出するために、ネットワーク上の物理マシン１～４やネットワーク機器の通信に関わる負荷の状態を表す負荷情報を取得して、これを保持する。ここで、ネットワーク距離の算出に用いる負荷情報としては、例えば、２つの物理マシン間でパケットが往復するのに要する時間、つまり、２つの物理マシン間で通信を行う際に発生するアクションから応答までの遅延時間を用いることができる。
　具体的には、第１算出部１３０は、ある物理マシンがｐｉｎｇを打ち、他の物理マシンから応答が返ってくるまでの時間を他の全ての物理マシンごとに計測する処理を、ネットワーク上の全ての物理マシン１～４に対して実行させる。そして、第１算出部１３０は、上記の計測結果を全ての物理マシン１～４から収集し、負荷情報として保持する。
　図４は、第１算出部１３０が物理マシン１から取得する負荷情報の一例であり、物理マシン１からｐｉｎｇを打ち、物理マシン２～４のそれぞれから応答が返ってくるまでの時間（ｍｓ）を計測した結果を表形式で表している。図４では、４回の計測を行った例を示しているが、計測回数は必ずしも４回である必要はない。また、この計測は、新ＶＭを稼働させることが要求される前に、例えば一定間隔で定期的に実行させるようにしてもよいし、新ＶＭを稼働させる要求があってから実行させるようにしてもよい。
　第１算出部１３０は、図４に示すような負荷情報をネットワーク上の全ての物理マシン１～４からそれぞれ取得して保持する。そして、第１算出部１３０は、第２算出部１４０からネットワーク距離の取得要求を受け取ると、保持している負荷情報を用いて、ネットワーク上の２つの物理マシン間のネットワーク距離を、２つの物理マシンの組み合わせごとに算出する。
　負荷情報からネットワーク距離を算出する方法としては、様々な方法が考えられる。例えば、負荷情報として保持する値（図４の例ではｐｉｎｇの応答時間（遅延時間））の最大値を２つの物理マシン間のネットワーク距離とする方法がある。この場合、図４に例示した負荷情報を用いると、物理マシン１と物理マシン２との間のネットワーク距離は２４、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離は４、物理マシン１と物理マシン４との間のネットワーク距離は３となる。また、負荷情報として保持する値の平均値を２つの物理マシン間のネットワーク距離としてもよい。この場合、図４に例示した負荷情報を用いると、物理マシン１と物理マシン２との間のネットワーク距離は２１、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離は２．７５、物理マシン１と物理マシン４との間のネットワーク距離は２．５となる。他にも、例えば、負荷情報として保持する値の最小値を２つの物理マシン間のネットワーク距離とする方法や、負荷情報として保持する値に重みを付けて新しいデータほど重視する方法等が考えられる。
　第１算出部１３０は、上述した方法によって２つの物理マシンの組み合わせごとにネットワーク距離を算出する。図５は、第１算出部１３０が算出したネットワーク距離の一例を示す図である。図５の例は、負荷情報として図４に示した遅延時間を用い、その最大値をネットワーク距離として算出した例であり、物理マシン１～４のうちの２つの物理マシンの組み合わせごとのネットワーク距離を表形式で表したものである。第１算出部１３０は、第２算出部１４０からの取得要求に応じて、図５に示すような２つの物理マシンの組み合わせごとのネットワーク距離を算出する。そして、第１算出部１３０は、第２算出部１４０からの取得要求に対する応答として、算出したネットワーク距離を第２算出部１４０に返す。
　図６は、第１算出部１３０の処理手順を示すフローチャートである。第１算出部１３０は、まず、任意のタイミングでネットワーク上の各物理マシン１～４から負荷情報を取得し、取得した負荷情報を保持する（ステップＳ１０１）。そして、第１算出部１３０は、第２算出部１４０からネットワーク距離の取得要求を受け取ると（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０１で取得した負荷情報を用いて、物理マシン１～４のうちの２つの物理マシンの組み合わせごとにネットワーク距離を算出する（ステップＳ１０３）。そして、第１算出部１３０は、ステップＳ１０２で受け取った取得要求に対する応答として、ステップＳ１０３で算出したネットワーク距離を第２算出部１４０に返す（ステップＳ１０４）。
　第２算出部１４０は、上述したように、管理部１２０から取得した通信許可情報および構成情報と、第１算出部１３０から取得したネットワーク距離とに基づいて、新ＶＭを稼働させた場合のネットワークコストを、ネットワーク上の物理マシン１～４ごとに算出する。
　まず、第２算出部１４０が、図３（ａ）に示した通信許可情報と、図５に示したネットワーク距離とを用いて、新ＶＭ＿Ａを稼働させた場合のネットワークコストを算出する方法について説明する。図３（ａ）に示した通信許可情報から、新ＶＭ＿Ａは、ＶＭ１０が稼働している物理マシン１と、ＶＭ２１およびＶＭ２２が稼働している物理マシン２と、ＶＭ４１およびＶＭ４２が稼働している物理マシン４との間で通信する可能性があることが分かる。
　ここで、新ＶＭ＿Ａを物理マシン１で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＡがＶＭ１０と通信する際は、物理マシン１と他の物理マシンとの間での通信は行われず、新ＶＭ＿ＡがＶＭ２１またはＶＭ２２と通信する際は、物理マシン１と物理マシン２との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ４１またはＶＭ４２と通信する際は、物理マシン１と物理マシン４との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ａを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン１と物理マシン２との間のネットワーク距離と、物理マシン１と物理マシン４との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン１と物理マシン２との間のネットワーク距離は２４、物理マシン１と物理マシン４との間のネットワーク距離は３であるので、新ＶＭ＿Ａを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは２７となる。
　また、新ＶＭ＿Ａを物理マシン２で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＡがＶＭ１０と通信する際に、物理マシン２と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ２１またはＶＭ２２と通信する際は、物理マシン２と他の物理マシンとの間での通信は行われず、新ＶＭ＿ＡがＶＭ４１またはＶＭ４２と通信する際は、物理マシン２と物理マシン４との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ａを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離と、物理マシン２と物理マシン４との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離は２４、物理マシン２と物理マシン４との間のネットワーク距離は３２であるので、新ＶＭ＿Ａを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは５６となる。
　また、新ＶＭ＿Ａを物理マシン３で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＡがＶＭ１０と通信する際に、物理マシン３と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ２１またはＶＭ２２と通信する際は、物理マシン３と物理マシン２との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ４１またはＶＭ４２と通信する際は、物理マシン３と物理マシン４との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ａを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離と、物理マシン３と物理マシン２との間のネットワーク距離と、物理マシン３と物理マシン４との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離は４、物理マシン３と物理マシン２との間のネットワーク距離は３２、物理マシン３と物理マシン４との間のネットワーク距離は１であるので、新ＶＭ＿Ａを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは３７となる。
　また、新ＶＭ＿Ａを物理マシン４で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＡがＶＭ１０と通信する際に、物理マシン４と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ２１またはＶＭ２２と通信する際は、物理マシン４と物理マシン２との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＡがＶＭ４１またはＶＭ４２と通信する際は、物理マシン４と他の物理マシンとの間での通信は行われない。したがって、新ＶＭ＿Ａを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離と、物理マシン４と物理マシン２との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離は３、物理マシン４と物理マシン２との間のネットワーク距離は３２であるので、新ＶＭ＿Ａを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは３５となる。
　次に、第２算出部１４０が、図３（ｂ）に示した通信許可情報と、図５に示したネットワーク距離とを用いて、新ＶＭ＿Ｂを稼働させた場合のネットワークコストを算出する方法について説明する。図３（ｂ）に示した通信許可情報から、新ＶＭ＿Ｂは、ＶＭ１１が稼働している物理マシン１と、ＶＭ３２が稼働している物理マシン３との間で通信する可能性があることが分かる。
　ここで、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン１で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＢがＶＭ１１と通信する際は、物理マシン１と他の物理マシンとの間での通信は行われず、新ＶＭ＿ＢがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン１と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離である。図５に示した例では、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離は４であるので、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは４となる。
　また、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン２で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＢがＶＭ１１と通信する際に、物理マシン２と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＢがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン２と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離と、物理マシン２と物理マシン３との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離は２４、物理マシン２と物理マシン３との間のネットワーク距離は３２であるので、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは５６となる。
　また、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン３で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＢがＶＭ１１と通信する際に、物理マシン３と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＢがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン３と他の物理マシンとの間での通信は行われない。したがって、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離である。図５に示した例では、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離は４であるので、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは４となる。
　また、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン４で稼働させる場合は、新ＶＭ＿ＢがＶＭ１１と通信する際に物理マシン４と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＢがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン４と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離と、物理マシン４と物理マシン３との間のネットワーク距離とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離は３、物理マシン４と物理マシン３との間のネットワーク距離は１であるので、新ＶＭ＿Ｂを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは４となる。
　図７は、第２算出部１４０が算出したネットワークコストの一例を示す図であり、図７（ａ）は、新ＶＭ＿Ａを稼働させた場合のネットワークコスト、図７（ｂ）は、新ＶＭ＿Ｂを稼働させた場合のネットワークコストをそれぞれ表形式で表している。
　第２算出部１４０は、管理部１２０からのネットワークコストの取得要求に応じて、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すような物理マシン１～４ごとのネットワークコストを算出し、管理部１２０からの取得要求に対する応答として、算出した物理マシン１～４ごとのネットワークコストを管理部１２０に返す。
　第２算出部１４０から管理部１２０に送られたネットワークコストは、管理部１２０の決定部１２２が新ＶＭを物理マシン１～４のうちのいずれの物理マシンで稼働させるかを決定する際の１つの指標として用いられる。例えば、決定部１２２は、第２算出部１４０から物理マシン１～４ごとのネットワークコストを取得すると、この物理マシン１～４ごとのネットワークコストと、各物理マシン１～４のリソース使用率等を用いて、新ＶＭを稼働させる物理マシンの適性度を表すトータルコストを求め、トータルコストが最も低い物理マシンを、新ＶＭを稼働させる物理マシンとして決定する。
　図８は、第２算出部１４０の処理手順を示すフローチャートである。第２算出部１４０は、管理部１２０からネットワークコストの取得要求を受け取ると（ステップＳ２０１）、管理部１２０から、通信許可情報と構成情報とを取得する（ステップＳ２０２）。次に、第２算出部１４０は、第１算出部１３０に対して、ネットワーク距離の取得要求を出す（ステップＳ２０３）。そして、第２算出部１４０は、ステップＳ２０３の取得要求に対する応答として第１算出部１３０から送られたネットワーク距離を取得すると（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２で取得した通信許可情報および構成情報と、ステップＳ２０４で取得したネットワーク距離とに基づいて、物理マシン１～４ごとのネットワークコストを算出する（ステップＳ２０５）。そして、第２算出部１４０は、ステップＳ２０１で受け取った取得要求に対する応答として、ステップＳ２０５で算出したネットワークコストを管理部１２０に返す（ステップＳ２０６）。
　以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態に係るシステム管理装置１００は、ネットワーク上の物理マシン１～４のうちの２つの物理マシンの組み合わせごとにネットワーク距離を算出し、このネットワーク距離と通信許可情報とを用いて、物理マシン１～４ごとのネットワークコストを算出し、このネットワークコストを１つの指標として用いて、物理マシン１～４のうち、新ＶＭを稼働させる物理マシンを決定するようにしている。したがって、本実施形態に係るシステム管理装置１００によれば、ネットワーク上の各物理マシン１～４の現在の状態だけでなく、新ＶＭを稼働させた際にどのような通信を行うかを想定して新ＶＭを稼働させるのに最適な物理マシンを決定することができ、システム全体としてより効率的な配置で新ＶＭを稼働させることができる。
　従来の技術としては、例えば、全ての物理マシンの現在の稼動情報から最適なＶＭの配置を想定し、再配置を行うものがある。しかし、この従来技術では、実際にＶＭを物理マシンのいずれかで稼動させてからでないと稼動情報を収集することができず、ＶＭを稼働させる前に最適配置の想定をすることができない。そのため、最適な配置が想定できたとしても、稼動しているＶＭを物理マシン間で移動させるライブマイグレーションと呼ばれる非常にコストの高い作業を行う必要がある。これに対して、本実施形態では、新ＶＭを稼働させるのに最適な物理マシンを、新ＶＭを稼働させる前に決定することができるので、ライブマイグレーションのようなコストの高い作業を行うことなく、システム全体としてより効率的なＶＭの配置を実現することができる。
　また、他の従来技術としては、ネットワーク上の全ての物理マシンの稼働情報に基づいて、新ＶＭを稼働させる物理マシンを決定するものがある。この従来技術によれば、リソースに余裕がある物理マシンで新ＶＭを稼動させることができ、物理マシンの使用リソースの平滑化をはかることが可能である。しかし、この従来技術では、新ＶＭが稼働した後に通信を行うことについては考慮せずに、新ＶＭを稼働させる物理マシンを決定するため、ネットワーク経路的に通信する相手と非常に遠い位置に新ＶＭが配置されてしまい、システム全体として無駄なネットワークトラフィックを発生させてしまうことがあった。これに対して、本実施形態では、新ＶＭが稼働した後の通信を考慮して最適な物理マシンを決定するため、システム全体としてより効率的な配置で新ＶＭを稼働させることができる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１算出部１３０がネットワーク距離を算出するために取得する負荷情報が、第１の実施形態と異なるものである。すなわち、第１の実施形態の第１算出部１３０は、２つの物理マシン間で通信を行う際に発生する遅延時間を負荷情報として取得したが、第２の実施形態の第１算出部１３０は、２つの物理マシン間で通信を行う際に利用するネットワーク経路上のネットワーク機器の帯域使用量を負荷情報として取得する。その他の構成は、第１の実施形態と共通である。
　以下、第１の実施形態と共通の構成については説明を省略し、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、以下では、第２の実施形態の第１算出部１３０を、第１の実施形態と区別するために第１算出部１３０Ａと表記する。
　第１算出部１３０Ａは、ネットワーク上の２つの物理マシンの組み合わせごとに、２つの物理マシン間のネットワーク経路を特定する。そして、第１算出部１３０Ａは、任意のタイミングで、各ネットワーク経路上にあるネットワーク機器（図１の例では、ルータ１５やＬＡＮ５１～５３上のネットワークスイッチ等）から現在の帯域使用量をそれぞれ取得し、負荷情報として保持する。
　図９は、第１算出部１３０Ａが保持する負荷情報の一例を示す図である。図９の例では、物理マシン１が接続されているＬＡＮ５１上のネットワークスイッチをネットワーク機器Ｎ１、ＬＡＮ５１とＬＡＮ５３との間のルータ１５をネットワーク機器Ｎ２、物理マシン３および物理マシン４が接続されているＬＡＮ５３上のネットワークスイッチをネットワーク機器Ｎ３、物理マシン２が接続されているＬＡＮ５２上のネットワークスイッチをネットワーク機器Ｎ４と表記し、各ネットワーク機器Ｎ１～Ｎ４から取得した帯域使用量を表形式で表している。図９では、各ネットワーク機器Ｎ１～Ｎ４の帯域使用量を異なるタイミングで４回取得した場合の例を示しているが、帯域使用量を取得する回数は必ずしも４回である必要はない。また、帯域使用量の取得は連続して行うようにしてもよいし、新ＶＭを稼働させることが要求される前に一定間隔で定期的に行う、あるいは、新ＶＭを稼働させる要求があってから行うようにしてもよい。
　第１算出部１３０Ａは、図９に示すような負荷情報をネットワーク上の各ネットワーク機器Ｎ１～Ｎ４からそれぞれ取得して保持する。そして、第１算出部１３０Ａは、第２算出部１４０からネットワーク距離の取得要求を受け取ると、保持している負荷情報を用いて、ネットワーク上の２つの物理マシン間のネットワーク距離を、２つの物理マシンの組み合わせごとに算出する。
　例えば、第１算出部１３０Ａは、負荷情報として保持するネットワーク機器の帯域使用量の最大値を用い、ネットワーク機器の最大帯域から帯域使用量の最大値を減算して、帯域残量を求める。なお、ネットワーク機器の最大帯域は、例えば、ネットワーク機器をシステムに組み込む前に事前に計測して保持しておけばよい。そして、第１算出部１３０Ａは、２つの物理マシン間のネットワーク経路上にある全てのネットワーク機器について帯域残量を求めたら、全てのネットワーク機器の帯域残量の逆数の和を、２つの物理マシン間のネットワーク距離として算出する。例えば、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク経路上にあるネットワーク機器は、ネットワーク機器Ｎ１とネットワーク機器Ｎ２とネットワーク機器Ｎ３である。図９に例示した負荷情報を用いた場合、ネットワーク機器Ｎ１の帯域残量は２０、ネットワーク機器Ｎ２の帯域残量は７０、ネットワーク機器Ｎ３の帯域残量は９３であるので、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離は、１／２０＋１／７０＋１／９３≒０．０７５となる。
　第１算出部１３０Ａは、上述した方法によって２つの物理マシンの組み合わせごとにネットワーク距離を算出する。図１０は、第１算出部１３０Ａが算出したネットワーク距離の一例を示す図である。図１０の例は、負荷情報として図９に示したネットワーク機器Ｎ１～Ｎ４の帯域使用量を用いた例であり、物理マシン１～４のうちの２つの物理マシンの組み合わせごとのネットワーク距離を表形式で表したものである。第１算出部１３０Ａは、第２算出部１４０からの取得要求に応じて、図１０に示すような２つの物理マシンの組み合わせごとのネットワーク距離を算出し、第２算出部１４０に返す。
　図１１は、第２算出部１４０が、図３に示した通信許可情報と図１０に示したネットワーク距離とに基づいて算出したネットワークコストの一例を示す図であり、図１１（ａ）は、新ＶＭ＿Ａを稼働させた場合のネットワークコスト、図１１（ｂ）は、新ＶＭ＿Ｂを稼働させた場合のネットワークコストをそれぞれ表形式で表している。
　上述したように、２つの物理マシン間のネットワーク経路上にある全てのネットワーク機器の帯域残量の逆数の和を、２つの物理マシン間のネットワーク距離とすることにより、帯域をほとんど使い尽くしているネットワーク機器が一つでもある場合は、ネットワーク距離の値が非常に大きくなる。そのため、そのようなネットワーク機器を通るネットワーク経路を使用する物理マシンで新ＶＭを稼働させる場合のネットワークコストが非常に大きくなる。その結果、システム全体としてネットワークリソースをより有効活用できるように、新ＶＭを稼働させる物理マシンが決定されることになる。
　なお、以上の例では、第１算出部１４０が、２つの物理マシン間のネットワーク経路上の全てのネットワーク機器の帯域残量の逆数の和を、２つの物理マシン間のネットワーク距離として算出したが、他の方法でネットワーク距離を算出するようにしてもよい。例えば、２つの物理マシン間のネットワーク経路上の全てのネットワーク機器の帯域使用量の和を、２つの物理マシン間のネットワーク距離として算出する、あるいは、２つの物理マシン間のネットワーク経路上の全てのネットワーク機器の帯域使用量の最大値を、２つの物理マシン間のネットワーク距離とすることもできる。
　以上のように、本実施形態によれば、２つの物理マシン間のネットワーク経路上にあるネットワーク機器の帯域使用量を用いて、２つの物理マシン間のネットワーク距離を算出するようにしているので、第１の実施形態の効果に加えて、さらに、ネットワークリソースの稼働状態も反映させて新ＶＭを稼働させるのに最適な物理マシンを決定することができ、システム全体としてより効率的な配置で新ＶＭを稼働させることができる。
　なお、２つの物理ホスト間のネットワーク距離を算出するために用いる負荷情報や、その負荷情報を用いてネットワーク距離を算出する方法は、第１の実施形態と第２の実施形態で開示した２つの例に限られるものではなく、他にも様々な形態やそれらの組み合わせを用いることができる。
（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、取得部１２１が取得する通信許可情報と、この通信許可情報を用いて第２算出部１４０がネットワークコストを算出する方法が、第１の実施形値と異なるものである。すなわち、第１の実施形態の取得部１２１は、新ＶＭに適用されるファイアウォールのルールから、新ＶＭが通信を行うことを許可されたＶＭを表す通信許可情報を取得したが、第３の実施形態の取得部１２１は、新ＶＭに適用されるファイアウォールのルールから、さらに通信に使用するポート番号が指定された通信許可情報を取得する。また、第１の実施形態の第２算出部１４０は、ネットワークコストを算出する対象の物理マシンと、通信許可情報で通信が許可されたＶＭが稼働している全ての物理マシンとの間のネットワーク距離を合算してネットワークコストを算出したが、第３の実施形態の第２算出部１４０は、ネットワークコストを算出する対象の物理マシンと、通信許可情報で通信が許可されたＶＭが稼働している全ての物理マシンとの間のネットワーク距離に、通信許可情報で指定されたポート番号に応じた重みを乗算した値を合算してネットワークコストを算出する。その他の構成は、第１の実施形態と共通である。
　以下、第１の実施形態と共通の構成については説明を省略し、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、以下では、第３の実施形態の取得部１２１を、第１の実施形態と区別するために取得部１２１Ａと表記し、第３の実施形態の第２算出部１４０を、第１の実施形態と区別するために第２算出部１４０Ａと表記する。
　図１２は、取得部１２１Ａが取得する通信許可情報の一例を示す図であり、新ＶＭ＿Ｃに対して適用されるファイアウォールのルールから取得した通信許可情報を表形式で表したものである。図１２の表では、数値が記載されたカラムに対応するＶＭが、新ＶＭ＿Ａが通信を行うことを許可されたＶＭであることを示し、記載された数値が、このＶＭと通信を行う際に使用するポートとして指定されたポート番号を示している。つまり、図１２に示す通信許可情報は、新ＶＭ＿Ｃが、ＶＭ１１およびＶＭ３２と通信を行うことが許可されており、ＶＭ１１と通信を行う場合はポート番号８０のポートを使用し、ＶＭ３２と通信を行う場合はポート番号２２のポートを使用することを表している。
　図１３は、ポートごとの重みの一例を示す図である。第２算出部１４０Ａは、図１３に示すようなポートごとの重みが記述された情報を保持しており、ネットワークコストを算出する際に利用する。すなわち、第２算出部１４０Ａは、２つの物理サーバ間のネットワーク距離に対して通信に使用するポートの番号に対応する重みを乗算し、その値を合算してネットワークコストを算出する。
　ポートごとの重みは、各ポートで一般的に使用されるプロトコルで一般的にどのくらい大きなデータが使用されるかという測定値を元に決定される。図１３の例では、ポート番号８０のポートは主にＨＴＴＰ（Hyper　Text　Transfer　Protocol）で使われ、データ量が非常に大きいことが多いため、重みの値が大きくなっている。また、ポート番号５３のポートはＤＮＳ（Domain　Name　System）であり、大きなデータが流れることは少ないため、重みの値は小さくなっている。これらの重みは、例えば、実際にシステムを運用して統計的に計算すればよい。また、これらの重みを人が経験的に設定するようにしてもよい。人が経験的に設定する場合は、どのくらいの応答速度が要求されるかという観点も含めて重みを設定してもよい。例えば、高速な応答を必要とするポートほど重みの値を大きくすることが考えられる。
　ここで、第２算出部１４０Ａが、図１２に示した通信許可情報と、図１３に示したポートごとの重みの情報と、図５に示したネットワーク距離とを用いて、新ＶＭ＿Ｃを稼働させた場合のネットワークコストを算出する方法について説明する。図１２に示した通信許可情報から、新ＶＭ＿Ｃは、ＶＭ１１が稼働している物理マシン１と、ＶＭ３２が稼働している物理マシン３との間で通信する可能性があることが分かる。また、新ＶＭ＿Ｃが物理マシン１と通信する場合はポート番号８０のポートが使用され、新ＶＭ＿Ｃが物理マシン３と通信する場合はポート番号２２のポートが使用されることが分かる。
　ここで、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン１で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＣがＶＭ１１と通信する際は、物理マシン１と他の物理マシンとの間での通信は行われず、新ＶＭ＿ＣがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン１と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離にポート番号２２に対応する重みを乗算した値である。図５に示した例では、物理マシン１と物理マシン３との間のネットワーク距離は４であり、図１３に示した例では、ポート番号２２に対応する重みの値は０．３であるので、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン１で稼働させた場合のネットワークコストは１．２となる。
　また、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン２で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＣがＶＭ１１と通信する際は、物理マシン２と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＣがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン２と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離にポート番号８０に対応する重みを乗算した値と、物理マシン２と物理マシン３との間のネットワーク距離にポート番号２２に対応する重みを乗算した値とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン２と物理マシン１との間のネットワーク距離は２４、物理マシン２と物理マシン３との間のネットワーク距離は３２であり、図１３に示した例では、ポート番号８０に対応する重みの値は０．８、ポート番号２２に対応する重みの値は０．３であるので、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン２で稼働させた場合のネットワークコストは２８．８となる。
　また、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン３で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＣがＶＭ１１と通信する際は、物理マシン３と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＣがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン３と他の物理マシンとの間での通信は行われないことになる。したがって、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離にポート番号８０に対応する重みを乗算した値である。図５に示した例では、物理マシン３と物理マシン１との間のネットワーク距離は４であり、図１３に示した例では、ポート番号８０に対応する重みの値は０．８であるので、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン３で稼働させた場合のネットワークコストは３．２となる。
　また、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン４で稼働させる場合を考えると、新ＶＭ＿ＣがＶＭ１１と通信する際は、物理マシン４と物理マシン１との間で通信が行われ、新ＶＭ＿ＣがＶＭ３２と通信する際は、物理マシン４と物理マシン３との間で通信が行われることになる。したがって、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離にポート番号８０に対応する重みを乗算した値と、物理マシン４と物理マシン３との間のネットワーク距離にポート番号２２に対応する重みを乗算した値とを合算して算出することができる。図５に示した例では、物理マシン４と物理マシン１との間のネットワーク距離は３、物理マシン４と物理マシン３との間のネットワーク距離は１であり、図１３に示した例では、ポート番号８０に対応する重みの値は０．８、ポート番号２２に対応する重みの値は０．３であるので、新ＶＭ＿Ｃを物理マシン４で稼働させた場合のネットワークコストは２．７となる。
　図１４は、第２算出部１４０Ａが算出したネットワークコストの一例を示す図であり、新ＶＭ＿Ｃを稼働させた場合のネットワークコストを表形式で表している。第２算出部１４０Ａは、管理部１２０からのネットワークコストの取得要求に応じて、図１４に示すような物理マシン１～４ごとのネットワークコストを算出し、管理部１２０からの取得要求に対する応答として、算出した物理マシン１～４ごとのネットワークコストを管理部１２０に返す。
　以上のように、本実施形態によれば、新ＶＭが通信を行う際に使用するポート番号に応じた重みをネットワーク距離に乗算してネットワークコストを算出するようにしているので、第１の実施形態の効果に加えて、さらに、通信のデータ量や必要とする応答速度などを加味して新ＶＭを稼働させるのに最適な物理マシンを決定することができ、システム全体としてより効率的な配置で新ＶＭを稼働させることができる。
　なお、ネットワーク距離に対して重み付けする方法としては、通信に使用するポート番号に応じた重み付けに限らず、例えば、上述したセキュリティグループの情報等、新ＶＭに適用されるファイアウォールのルールに含まれる他の情報を用いて重み付けを行うようにしてもよい。
　以上、第１乃至第３の実施形態を説明したが、これらの実施形態に係るシステム管理装置１００の各機能は、例えば、システム管理装置１００において所定のプログラムを実行することにより実現することができる。この場合、システム装置１００は、例えば図１５に示すように、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）１０１などの制御装置、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０２やＲＡＭ（Random　Access　Memory）１０３などの記憶装置、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ１０４、各部を接続するバス１０５などを備えた、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となる。
　実施形態に係るシステム管理装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Compact　Disk　Read　Only　Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Compact　Disk　Recordable）、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供される。
　また、実施形態に係るシステム管理装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、実施形態に係るシステム管理装置１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
　また、実施形態に係るシステム管理装置１００で実行されるプログラムを、ＲＯＭ１０２等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
　実施形態に係るシステム管理装置１００で実行されるプログラムは、システム管理装置１００の各機能を実現する処理部（通信部１１０、管理部１２０（取得部１２１、決定部１２２）、第１算出部１３０、第２算出部１４０）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては、例えば、ＣＰＵ１０１（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上述した各処理部が主記憶装置上にロードされ、上述した各処理部が主記憶装置上に生成されるようになっている。なお、実施形態に係るシステム管理装置１００は、上述した各処理部の一部または全部を、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）などの専用のハードウェアを用いて実現することも可能である。
　なお、実施形態に係るシステム管理装置１００は、上述した各処理部を１つの装置で実現する必要はなく、上述した各処理部を複数の装置に分散させて実現する構成であってもよい。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、ここで説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。ここで説明した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。ここで説明した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (9)

  1. 　仮想マシンを稼働させる複数の物理マシンがネットワークを介して通信可能に接続されたネットワークシステムを管理するシステム管理装置であって、
    　複数の前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、前記物理マシンの組み合わせごとに算出する第１算出部と、
    　新たに稼働させる仮想マシンである第１マシンが、複数の前記物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンである第２マシンのうち、いずれの前記第２マシンと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する取得部と、
    　前記物理マシンの組み合わせごとに算出された前記ネットワーク距離と、前記通信許可情報とに基づいて、複数の前記物理マシンの１つが前記第１マシンを稼働させた場合に、通信が許可された前記第２マシンと前記第１マシンが通信を行うことによる前記ネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の前記物理マシンごとに算出する第２算出部と、
    　複数の前記物理マシンごとに算出された前記ネットワークコストを用いて、前記第１マシンを複数の前記物理マシンのうち、いずれの前記物理マシンで稼働させるかを決定する決定部と、を備えるシステム管理装置。
  2. 　前記第２算出部は、前記ネットワークコストを算出する対象の前記物理マシンと前記第１マシンが通信を行うことを許可されている前記第２マシンが稼働している前記物理マシンとの間の前記ネットワーク距離を合算して、前記ネットワークコストを算出する、請求項１に記載のシステム管理装置。
  3. 　前記取得部は、通信に使用するポート番号が指定された前記通信許可情報を取得し、
    　前記第２算出部は、前記ネットワークコストを算出する対象の前記物理マシンと前記第１マシンが通信を行うことを許可されている前記第２マシンが稼働している前記物理マシンとの間の前記ネットワーク距離に、前記通信許可情報で指定されたポート番号に応じた重みを乗算した値を合算して、前記ネットワークコストを算出する、請求項１に記載のシステム管理装置。
  4. 　前記第１算出部は、前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行うことで発生する遅延時間を用いて、前記ネットワーク距離を算出する、請求項１に記載のシステム管理装置。
  5. 　前記第１算出部は、前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際に利用するネットワーク経路上のネットワーク機器の帯域使用量を用いて、前記ネットワーク距離を算出する、請求項１に記載のシステム管理装置。
  6. 　前記取得部は、前記第１マシンに対して適用されるファイアウォールのルールから、前記通信許可情報を取得する、請求項１に記載のシステム管理装置。
  7. 　仮想マシンを稼働させる複数の物理マシンと、システム管理装置と、がネットワークを介して通信可能に接続されたネットワークシステムであって、
    　前記システム管理装置は、
    　複数の前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、前記物理マシンの組み合わせごとに算出する第１算出部と、
    　新たに稼働させる仮想マシンである第１マシンが、複数の前記物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンである第２マシンのうち、いずれの前記第２マシンと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する取得部と、
    　前記物理マシンの組み合わせごとに算出された前記ネットワーク距離と、前記通信許可情報とに基づいて、複数の前記物理マシンの１つが前記第１マシンを稼働させた場合に、通信が許可された前記第２マシンと前記第１マシンが通信を行うことによる前記ネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の前記物理マシンごとに算出する第２算出部と、
    　複数の前記物理マシンごとに算出された前記ネットワークコストを用いて、前記第１マシンを複数の前記物理マシンのうち、いずれの前記物理マシンで稼働させるかを決定する決定部と、を備えるネットワークシステム。
  8. 　仮想マシンを稼働させる複数の物理マシンがネットワークを介して通信可能に接続されたネットワークシステムを管理するシステム管理装置において実行されるシステム管理方法であって、
    　前記システム管理装置の第１算出部が、複数の前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、前記物理マシンの組み合わせごとに算出するステップと、
    　前記システム管理装置の取得部が、新たに稼働させる仮想マシンである第１マシンが、複数の前記物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンである第２マシンのうち、いずれの前記第２マシンと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得するステップと、
    　前記システム管理装置の第２算出部が、前記物理マシンの組み合わせごとに算出された前記ネットワーク距離と、前記通信許可情報とに基づいて、複数の前記物理マシンの１つが前記第１マシンを稼働させた場合に、通信が許可された前記第２マシンと前記第１マシンが通信を行うことによる前記ネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の前記物理マシンごとに算出するステップと、
    　前記システム管理装置の決定部が、複数の前記物理マシンごとに算出された前記ネットワークコストを用いて、前記第１マシンを複数の前記物理マシンのうち、いずれの前記物理マシンで稼働させるかを決定するステップと、を含むシステム管理方法。
  9. 　仮想マシンを稼働させる複数の物理マシンがネットワークを介して通信可能に接続されたネットワークシステムを管理するコンピュータに、
    　複数の前記物理マシンの１つが他の前記物理マシンと通信を行う際の負荷の大きさを表すネットワーク距離を、前記物理マシンの組み合わせごとに算出する機能と、
    　新たに稼働させる仮想マシンである第１マシンが、複数の前記物理マシンのいずれかで既に稼働している仮想マシンである第２マシンのうち、いずれの前記第２マシンと通信を行うことが許可されているかを表す通信許可情報を取得する機能と、
    　前記物理マシンの組み合わせごとに算出された前記ネットワーク距離と、前記通信許可情報とに基づいて、複数の前記物理マシンの１つが前記第１マシンを稼働させた場合に、通信が許可された前記第２マシンと前記第１マシンが通信を行うことによる前記ネットワークシステムの負荷の大きさを表すネットワークコストを、複数の前記物理マシンごとに算出する機能と、
    　複数の前記物理マシンごとに算出された前記ネットワークコストを用いて、前記第１マシンを複数の前記物理マシンのうち、いずれの前記物理マシンで稼働させるかを決定する機能と、を実現させるためのプログラム。
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