WO2022003820A1 - 性能監視装置、プログラムおよび性能監視方法 - Google Patents

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WO2022003820A1
WO2022003820A1 PCT/JP2020/025656 JP2020025656W WO2022003820A1 WO 2022003820 A1 WO2022003820 A1 WO 2022003820A1 JP 2020025656 W JP2020025656 W JP 2020025656W WO 2022003820 A1 WO2022003820 A1 WO 2022003820A1
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WO
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virtual server
measurement
server
virtual
performance monitoring
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PCT/JP2020/025656
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English (en)
French (fr)
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崇佳 平澤
諭士 中務
賢 高橋
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日本電信電話株式会社
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H04L43/0864—Round trip delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L43/0805—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability
    • H04L43/0817—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability by checking functioning

Definitions

  • the present invention relates to a performance monitoring device, a program, and a performance monitoring method for monitoring the performance of a virtual server that provides a network service using virtualization technology.
  • Network devices such as routers and switches, and security devices such as firewalls and IPS / IDS (Intrusion Prevention System / Intrusion Detection System) are generally in the form of appliances (dedicated hardware).
  • the problem is that the appliance occupies space and cannot change its processing power.
  • NFV Network Functions Virtualization
  • NFV Network Functions Virtualization
  • VNF Virtualized Network Function
  • Non-Patent Document 1 proposes a measurement technique capable of specifying a delay occurrence location, direction, and delay amount by utilizing a protocol such as SR (Segment Routing) that enables flexible route control.
  • SR Segment Routing
  • the transfer delay time in the network including the switch fabric in the data center can be measured, and the location and direction of the delay and the delay amount (delay time) can be specified.
  • delay measurement delay monitoring, performance measurement, performance monitoring
  • a virtual server physical resources such as CPU (Central Processing Unit) and memory of the physical server are monitored, and network delay is monitored (measured).
  • Transfer performance monitoring has not been completed at present.
  • a highly accurate delay monitoring method and resource allocation are required to maintain a constant transfer performance as a chain, and users.
  • a technique for measuring the delay amount of a plurality of chains for each is required.
  • the present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to enable performance monitoring by transfer delay monitoring of a virtual server.
  • the performance monitoring device is a performance monitoring device for a virtual server that operates on a physical server provided with physical resources and provides network functions, and the virtual server is one.
  • a response packet is transmitted to the performance monitoring device in response to the measurement packet to the deployment unit that operates the measurement virtual server using the same physical resource as the virtual server on the physical server and the measurement virtual server.
  • a route setting unit is provided, and a measurement unit that measures a first transfer time until the measurement packet is transmitted to the measurement virtual server and the response packet is received.
  • the performance monitoring device in the embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described below.
  • the performance monitoring device deploys a virtual server for measurement (virtual server for measurement, VNF for measurement) that uses the same resources (CPU and memory) as the virtual server (VNF) that provides the network function to be monitored. Subsequently, the performance monitoring device measures and monitors the performance by measuring the time (transfer time, transfer delay time, first transfer time) for the measurement virtual server to transfer the measurement packet.
  • the performance monitoring device When the network service is realized by sequentially processing (chaining) data by multiple virtual servers, the performance monitoring device deploys measurement virtual servers corresponding to each virtual server. Next, the performance monitoring device sets the plurality of measurement virtual servers so that the corresponding measurement virtual servers forward the measurement packets in the same order as the virtual servers that sequentially process (chain) the data. .. For the last measurement virtual server in the chain, set the measurement packet to be forwarded to the performance monitoring device. Subsequently, the performance monitoring device sends a measurement packet to the first measurement virtual server in the chain, and the measurement packet is returned from the last measurement virtual server in the chain (transfer time, transfer delay time, first). By measuring the transfer time of 2), the performance is measured and monitored. When there is a problem in performance, the first transfer time is measured for each of the plurality of measurement virtual servers to identify the problematic virtual server.
  • the performance monitoring device moves the virtual server to another physical server or to use another resource. If multiple virtual servers are chained together to provide network services, identify and move the problematic virtual server. At this time, the route of the virtual server to be chained is also changed.
  • VNF network functions
  • virtual server network service
  • Performance can be monitored with higher accuracy.
  • the technology for measuring the transfer delay time in a network as mentioned in Non-Patent Document 1 and the technology for specifying the location and direction of the delay and the amount of delay, communication similar to user traffic is performed consistently with the server and switch. It is possible to monitor the transfer delay in the route / resource. As a result, it is possible to configure a data center network that maintains a constant transfer delay time.
  • this technology it is possible to provide services using the transfer delay time as one index (a numerical value indicating service quality).
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a network 50 that provides a network service to be monitored by the performance monitoring device 100 according to the present embodiment.
  • the network 50 includes a core network 520, an access network 530, and a data center 510.
  • a terminal 550 used by the user and a user base (user site, not shown) are connected to the access network 530.
  • the data center 510 includes a server 200 (physical server) that provides network services, and a switch 300 that connects the server 200 to the core network 520 and the access network 530.
  • a virtual server (VNF) that provides a network service (network function) is deployed and operates on the server 200.
  • the number of virtual servers that provide network services is not limited to one, and a plurality of virtual servers may sequentially process (chain) data to provide network services.
  • the data center 510 is further equipped with a virtual server management device 560 (described as a VNF management device in FIG. 1) and a performance monitoring device 100.
  • the virtual server is managed by the virtual server management device 560.
  • the virtual server management device 560 may be regarded as, for example, MANO (Management and Orchestration) in NFV.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of the performance monitoring device 100 according to the present embodiment.
  • the performance monitoring device 100 includes a control unit 110, a storage unit 130, and a communication unit 140.
  • the communication unit 140 transmits / receives communication data to / from a device such as a server 200 or a virtual server management device 560.
  • the storage unit 130 is composed of a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an SSD (Solid State Drive).
  • the storage unit 130 stores the program 131 including the processing procedures of the performance monitoring process (see FIG. 5 described later) and the migration process (see FIG. 6 described later), as well as data necessary for these processes.
  • the control unit 110 is composed of a CPU, and includes a request reception unit 111, a deployment unit 112, a route acquisition unit 113, a route setting unit 114, a measurement unit 115, a determination unit 116, and a corresponding unit 117.
  • the request receiving unit 111 receives a performance monitoring request including a network service to be performed.
  • the request receiving unit 111 receives a performance monitoring request from, for example, the virtual server management device 560.
  • the performance monitoring request may include information related to a virtual server that provides a network service and a server 200 on which the virtual server operates. Further, the request receiving unit 111 may acquire information related to the virtual server and the server 200 from the virtual server management device 560.
  • the deployment unit 112 deploys the measurement virtual server to the server 200. Specifically, the deployment unit 112 deploys the resources (physical resources, CPU, memory) used by the virtual server to be monitored so as to be used by the measurement virtual server as well.
  • FIG. 3 shows the relationship between the virtual server 211,222 (described as VNF in FIG. 3) and the measurement virtual server 211,212 (described as mVNF in FIG. 3) deployed in the server 201 according to the present embodiment. It is a figure for demonstrating.
  • the virtual server 221 running on the server 201 uses a resource 231 including a CPU and a memory.
  • the measurement virtual server 211 for the virtual server 221 is deployed to use the same resource 231 as the virtual server 221.
  • the measurement virtual server 212 for the virtual server 222 running on the same server 201 is deployed to use the same resource 232 as the virtual server 222.
  • the deployment unit 112 may request the virtual server management device 560 to deploy the virtual server for measurement, or may directly request the server 200 to deploy it. When a plurality of virtual servers are chained, the deployment unit 112 deploys a measurement virtual server that uses the same resource for each virtual server. The case where multiple virtual servers are using the same resource will be described later as a modification.
  • the route acquisition unit 113 is a server that sequentially processes the network service when the network service is composed of a plurality of virtual servers and the plurality of virtual servers sequentially process (chain) the data to provide the network service. Get the order (route) of.
  • the route acquisition unit 113 may acquire the route from the virtual server management device 560, or may acquire the route when the performance monitoring request includes the route.
  • the route setting unit 114 sets a route for forwarding the measurement packet to the measurement virtual server. Specifically, when there is one virtual server, the measurement virtual server corresponding to the virtual server is set to transmit the received measurement packet to the performance monitoring device 100 as a response packet. When multiple virtual servers are chained, the measurement virtual corresponding to each virtual server (using the same resource) so that the measurement packet is forwarded along the chained route (chain route). Set on the server.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the path of the measurement packet when a plurality of virtual servers 261 to 264 are chained to provide a network service according to the present embodiment.
  • the virtual servers 261 to 264 sequentially process (chain), and a response is returned to the terminal 550.
  • the deployment unit 112 deploys the measurement virtual servers 251 to 254 so as to use the same resources 236 to 239 as the resources 236 to 239 used by the virtual servers 261 to 264.
  • the routes (chain order) acquired by the route acquisition unit 113 are virtual server 261, virtual server 262, virtual server 263, and virtual server 264.
  • the route setting unit 114 sets the measurement virtual servers 251 to 254 so as to forward the measurement packet in the order of the measurement virtual server 251, the measurement virtual server 252, the measurement virtual server 253, and the measurement virtual server 254.
  • the measurement virtual server 252 is set to transfer the measurement packet received from the measurement virtual server 251 to the measurement virtual server 253.
  • the route of the chain of the virtual servers 261 to 264 may be described as the same as the route to which the measurement packet of the measurement virtual servers 251 to 254 is transferred.
  • the route of the measurement virtual servers 251 to 254 is set so as to be the same route as the virtual servers 261 to 264.
  • the virtual server that passes through is different from the virtual server and the measurement virtual server, but the resources used by the virtual server and the measurement virtual server are the same. be.
  • the measurement unit 115 measures the time from sending the measurement packet to the measurement virtual server to receiving the returned response packet, and measures the transfer time (transfer delay time) of the network service. To measure. When there is one virtual server, it is the round-trip time (first transfer time) of the measurement packet between the measurement virtual server corresponding to the virtual server and the performance monitoring device 100. When there are a plurality of virtual servers, the measurement unit 115 transmits the measurement packet from the performance monitoring device 100 to the first measurement virtual server of the route, sequentially transfers the measurement along the route, and finally measures. The time (second transfer time) until the virtual server returns to the performance monitoring device 100 is measured. In the example of FIG. 4, the measurement packet (response packet) is transferred from the performance monitoring device 100, around the measurement virtual servers 251 to 254, and along the thick arrow returning to the performance monitoring device 100. ..
  • the determination unit 116 determines whether or not the transfer time is within a predetermined transfer time.
  • the predetermined transfer time may be acquired from the virtual server management device 560, or may be used if it is included in the performance monitoring request. If the transfer time of the measurement packet exceeds the predetermined transfer time, it is noted that the performance of the network service or the virtual server has deteriorated.
  • the virtual server is also referred to as a performance-degraded virtual server.
  • the determination unit 116 Instructs the route setting unit 114 and the measurement unit 115 to measure the round-trip transfer time (first transfer time) between each measurement virtual server. Next, the determination unit 116 compares the individual transfer time (first transfer time) with the predetermined transfer time related to each virtual server, and the transfer time (first transfer time) is the predetermined transfer time. Identify performance-degraded virtual servers that exceed.
  • Correspondence unit 117 moves (migrates) the performance-degraded virtual server to a server 200 different from the one currently in operation, or to use a resource different from the resource currently used. If the performance-degraded virtual server is a chained virtual server, the chain route of the virtual server after the move is maintained so as to be the same as before the move. The movement of the virtual server may be instructed to the virtual server management device 560.
  • FIG. 5 is a sequence diagram of the performance monitoring process according to the present embodiment.
  • a process in which the performance monitoring device 100 measures and monitors the performance measurement (transfer time) of the network service provided by the virtual servers 282 to 284 (denoted as V in FIG. 5) in a chain with reference to FIG. 5 will be described. do.
  • the request receiving unit 111 receives the performance measurement request. It is assumed that the performance measurement request includes information on the virtual servers 282 to 284 and the operating servers 272 to 274.
  • step S12 the route acquisition unit 113 acquires the chain route of the virtual servers 282 to 284.
  • the route is in the order of the virtual server 282, the virtual server 283, and the virtual server 284.
  • step S13 the deployment unit 112 deploys the measurement virtual servers 292 to 294 (denoted as mV in FIG. 5) corresponding to the virtual servers 282 to 284. Specifically, the measurement virtual servers 292 to 294 are deployed so as to use the same resources as the resources used by the virtual servers 282 to 284.
  • step S14 the route setting unit 114 sets the measurement virtual servers 292 to 294 so that the transfer route of the measurement packet is the measurement virtual server 292, the measurement virtual server 293, and the measurement virtual server 294.
  • step S15 the measurement unit 115 transmits a measurement packet (denoted as measurement P in FIG. 5) toward the measurement virtual server 292 on the server 272.
  • step S16 the measurement virtual server 292 transmits the received measurement packet to the measurement virtual server 293 on the server 273.
  • the measurement virtual server 293 transmits the received measurement packet to the measurement virtual server 294 on the server 274.
  • step S18 the measurement virtual server 294 transmits the received measurement packet to the performance monitoring device 100 as a response packet.
  • step S19 the determination unit 116 determines whether or not there is a delay of a predetermined value or more. Specifically, the measuring unit 115 measures the time from the transmission of the transmission packet in step S15 to the reception of the response packet in step S18 to measure the transfer time (transfer delay time, second transfer time). do. The determination unit 116 determines that there is no delay if the transfer time is within a predetermined transfer time specified for the network service provided by the virtual servers 282 to 284. If the transfer time (second transfer time) exceeds a predetermined transfer time, the determination unit 116 determines that a delay has occurred (performance has deteriorated). The determination unit 116 may make a judgment using the results of a plurality of measurements instead of making a judgment by one measurement. In FIG. 5, the performance monitoring device 100 measures only once in response to a request for performance measurement, but may be periodically and repeatedly measured.
  • FIG. 6 is a sequence diagram of the migration process according to the present embodiment.
  • the determination unit 116 instructs the route setting unit 114 to transmit the measurement packet to the performance monitoring device 100 instead of forwarding the measurement packet along the chain path to each of the measurement virtual servers 292 to 294. Set to do.
  • step S32 the determination unit 116 instructs the measurement unit 115 to transmit the measurement packet to each of the measurement virtual servers 292 to 294.
  • step S33 the measurement virtual servers 292 to 294 receive the measurement packet and then transmit the response packet to the performance monitoring device 100.
  • the measurement unit 115 measures the transfer time (first transfer time) from the transmission of the measurement packet to the reception of the response packet in step S31. Although it is described in FIG. 6 that the measurement unit 115 simultaneously transmits the measurement packet to the measurement virtual servers 292 to 294, the measurement unit 115 may sequentially transmit and measure.
  • step S34 the determination unit 116 determines whether or not there is a delay. Specifically, the determination unit 116 compares the respective transfer times (first transfer time) of the measurement virtual servers 292 to 294 with the predetermined transfer times of the respective virtual servers 282 to 284, and compares the virtual server 282. -284 Individually, it is determined whether or not there is a delay exceeding a predetermined transfer time. In the following, the description will be continued on the assumption that the transfer time of the measurement virtual server 293 exceeds a predetermined transfer time (the virtual server 283 is a performance-degraded virtual server). Hereinafter, the corresponding unit 117 performs a process of migrating the virtual server 283 from the currently operating server 273 to another server.
  • step S35 the corresponding unit 117 instructs the deployment unit 112 and the route setting unit 114 to deploy the measurement virtual server 291 and set the route to the server 271 different from the server 273.
  • the corresponding unit 117 instructs the route setting unit 114 to set the measurement virtual server 291 to transmit the measurement packet to the performance monitoring device 100 instead of forwarding the measurement packet.
  • step S36 the corresponding unit 117 instructs the measurement unit 115 to transmit the measurement packet to the measurement virtual server 291.
  • the measurement virtual server 291 receives the measurement packet and then transmits the response packet to the performance monitoring device 100.
  • the measuring unit 115 measures the transfer time (first transfer time) from the transmission of the measurement packet to the reception of the response packet in step S36.
  • step S38 the corresponding unit 117 instructs the determination unit 116 to determine whether or not there is a delay exceeding the predetermined transfer time of the virtual server 283.
  • the determination unit 116 inquires of the virtual server management device 560, for example, to acquire a server that does not cause a delay, and then deploys the measurement virtual server to the server in the deployment unit 112. You may instruct.
  • step S39 the corresponding unit 117 instructs the server 273 to move the virtual server 283 to the server 271.
  • the corresponding unit 117 may instruct the virtual server management device 560, for example, to move the virtual server 283. Since the virtual server 283 on the server 271 has not been operated on the server 271 until now, it is described in the frame of the dotted line in FIG. Even if the virtual server 283 is moved, the virtual server 282, the virtual server 283, and the virtual server 284, which are chain routes, do not change.
  • Steps S41 to S46 are the same as steps S14 to S19 shown in FIG. However, the route of the measurement packet is in the order of the measurement virtual server 292, the measurement virtual server 291 and the measurement virtual server 294. If the network service is delayed again, the performance monitoring device 100 repeatedly processes from step S31.
  • the performance monitoring device 100 deploys a measurement virtual server that uses the same resources as the virtual server to be monitored. Next, the performance monitoring device 100 transmits a measurement packet to the measurement virtual server, measures the time until the response packet is returned (transfer time, transfer delay time, first transfer time), and the virtual server. Performance is measured and monitored. If the measured transfer time exceeds the predetermined transfer time of the virtual server, the performance monitoring device 100 determines that the virtual server is a performance-degraded virtual server.
  • the performance monitoring device 100 deploys a measurement virtual server that uses the same resource for each virtual server, and the measurement packet is routed to the virtual server. Set to transfer in the same way as. Further, the performance monitoring device 100 transmits the measurement packet to the first measurement virtual server of the route, and measures the transfer time (second transfer time) from the last measurement virtual server to the return. Monitor.
  • the performance monitoring device 100 measures the first transfer time for each virtual server (measurement virtual server), and determines the first transfer time of each virtual server. Among them, a virtual server that exceeds a predetermined transfer time is specified as a performance-degraded virtual server. The performance monitoring device 100 moves (migrates) the performance-degraded virtual server to another server or a server currently in operation so as to use another resource.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the virtual servers 224 and 225 deployed on the server 204 according to the modified example of the present embodiment and the measurement virtual server 214. Instead of deploying two measurement virtual servers on the resource 234 used by the virtual servers 224 and 225, one measurement virtual server 214 may be deployed.
  • the performance monitoring device 100 according to the present embodiment is realized by, for example, a computer 900 having a configuration as shown in FIG.
  • FIG. 8 is a hardware configuration diagram showing an example of a computer 900 that realizes the functions of the performance monitoring device 100 according to the present embodiment.
  • the computer 900 includes a CPU 901, a ROM (Read Only Memory) 902, a RAM (Random Access Memory) 903, a hard disk 904 (described as HDD (Hard Disk Drive) in FIG. 8), and an input / output interface 905 (input / output I / O in FIG. 8). It includes an F (described as Interface)), a communication interface 906 (described as communication I / F in FIG. 8), and a media interface 907 (described as media I / F in FIG. 8).
  • the CPU 901 operates based on a program stored in the ROM 902 or the hard disk 904, and is controlled by the control unit 110 shown in FIG.
  • the ROM 902 stores a boot program executed by the CPU 901 when the computer 900 is started, a program related to the hardware of the computer 900, and the like.
  • the CPU 901 controls an input device 910 such as a mouse and a keyboard and an output device 911 such as a display and a printer via the input / output interface 905.
  • the CPU 901 acquires data from the input device 910 and outputs the generated data to the output device 911 via the input / output interface 905.
  • the hard disk 904 stores a program executed by the CPU 901, data used by the program, and the like.
  • the communication interface 906 receives data from another device (for example, virtual server management device 560) (for example, virtual server management device 560) not shown via the communication network and outputs the data to the CPU 901, and the data generated by the CPU 901 is transmitted to the CPU 901 via the communication network. Send to another device.
  • the media interface 907 reads the program or data stored in the recording medium 912 and outputs the program or data to the CPU 901 via the RAM 903.
  • the CPU 901 loads the program from the recording medium 912 onto the RAM 903 via the media interface 907, and executes the loaded program (see the program 131 shown in FIG. 2).
  • the recording medium 912 is an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disk), a magneto-optical recording medium such as MO (Magneto Optical disk), a magnetic recording medium, a conductor memory tape medium, a semiconductor memory, or the like.
  • the CPU 901 of the computer 900 executes the program 131 (see FIG. 2) loaded on the RAM 903 to function the performance monitoring device 100.
  • the CPU 901 reads the program from the recording medium 912 and executes it.
  • the CPU 901 may read a program from another device via a communication network, or may install and execute the program 131 on the hard disk 904 from the recording medium 912.
  • the performance monitoring device 100 is a performance monitoring device 100 of a virtual server that operates on a physical server (server 200) including physical resources and provides network functions, and is a case where there is only one virtual server.
  • the deployment unit 112 that operates the measurement virtual server that uses the same physical resources as the virtual server on the physical server, and the measurement virtual server are set to send a response packet to the performance monitoring device 100 for the measurement packet. It is characterized by including a route setting unit 114 and a measurement unit 115 that measures a first transfer time until a measurement packet is transmitted to a measurement virtual server and a response packet is received.
  • the performance of the virtual server is monitored with higher accuracy than the conventional performance monitoring by monitoring the usage status of resources (physical resources) such as CPU and memory. Can be (measured).
  • resources physical resources
  • the deployment unit 112 is the same physical resource as each virtual server.
  • the measurement virtual server using the above is operated on each physical server, the route acquisition unit 113 acquires a route for sequentially processing the data of a plurality of virtual servers, and the route setting unit 114 is the last of the measurement virtual servers.
  • the measurement virtual server corresponding to the virtual server different from the virtual server set the measurement virtual server to sequentially forward the measurement packets in the same order as the route virtual server, and set the last virtual of the route.
  • the measurement virtual server corresponding to the server is set to send a response packet to the performance monitoring device 100 for the measurement packet, and the measurement unit 115 sets the measurement virtual server corresponding to the first virtual server on the route. It is characterized in that the second transfer time until the measurement packet is transmitted to the server and the response packet is received is measured.
  • a performance monitoring device 100 highly accurate performance monitoring is possible even when a network service is realized by sequentially processing a plurality of virtual servers.
  • the performance monitoring device 100 further includes a determination unit 116, and the determination unit 116 performs a virtual server that uses the same physical resources as the measurement virtual server when the first transfer time is longer than a predetermined time.
  • the first transfer time is measured for each of the plurality of virtual servers to identify the degraded virtual server. ..
  • a performance monitoring device 100 not only when the network service is realized by one virtual server but also when a plurality of virtual servers are sequentially processed and realized, a predetermined time is set. When a delay (performance degradation) that exceeds the limit occurs, it becomes possible to identify which virtual server has a problem (performance degradation virtual server).
  • the performance monitoring device 100 uses a physical resource different from the physical server in which the performance-degraded virtual server is operating, or a physical resource different from the physical resource used by the performance-degraded virtual server. Further, the corresponding unit 117 for moving the performance-degraded virtual server is further characterized.
  • the performance-degraded virtual server is moved so as to change the server on which the performance-degraded virtual server operates or the physical resources used to change the performance-degraded virtual server. You will be able to improve performance. As a result, the performance of the network service provided by the virtual server is improved.
  • the corresponding unit 117 uses a physical resource of the same capacity as the performance-degraded virtual server when moving the performance-degraded virtual server to the destination physical server. It is characterized in that after operating the physical server and confirming that the first transfer time is shorter than a predetermined time, the performance-degraded virtual server is moved so as to use the physical source of the same capacity.
  • a performance monitoring device 100 it becomes possible to move after confirming the usage status of the physical server / physical resource before moving the performance-degraded virtual server, and the performance of the performance-degraded virtual server can be surely improved. You will be able to improve.
  • Performance monitoring device 111
  • Request reception unit 112
  • Deployment unit 113
  • Route acquisition unit 114
  • Route setting unit 115
  • Measurement unit 116
  • Judgment unit 117
  • Measurement virtual server 221,222,224, 225, 261 to 264, 282 to 284 Virtual server 231 to 223, 234, 236 to 239 Resources (physical resources)
  • Switch 560 Virtual server management device

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Abstract

性能監視装置（１００）は、物理リソースを備える物理サーバで稼働してネットワーク機能を提供する仮想サーバの転送遅延監視による性能監視を可能にする。性能監視装置（１００）は、仮想サーバが１つである場合に、当該仮想サーバと同じ物理リソースを用いる測定用仮想サーバを物理サーバに稼働させる配備部（１１２）と、測定用仮想サーバに、測定用パケットに対して前記性能監視装置に応答パケットを送信するように設定する経路設定部（１１４）と、測定用仮想サーバに測定用パケットを送信して応答パケットを受信するまでの第１の転送時間を測定する測定部（１１５）とを備える。

Description

性能監視装置、プログラムおよび性能監視方法
　本発明は、仮想化技術を用いてネットワークサービスを提供する仮想サーバの性能を監視する性能監視装置、プログラムおよび性能監視方法に関する。
　ルータやスイッチなどのネットワーク機器、ファイアウォールやＩＰＳ／ＩＤＳ（Intrusion Prevention System/Intrusion Detection System）などのセキュリティ機器は、アプライアンス（専用ハードウェア）の形態が一般的である。アプライアンスは、スペースを占有し、処理能力を変更できないという問題がある。これに対して、ネットワーク機器やセキュリティ機器の機能をアプライアンスではなく、汎用サーバ（物理サーバ、サーバ）上の仮想サーバ（仮想化サーバ）で実現するＮＦＶ（Network Functions Virtualization）が検討されている。特に、５Ｇなどの次世代ネットワークにおいては、ネットワーク機能を仮想サーバで提供することを前提として作られるＶＮＦ（Virtualized Network Function）コンポーネントが出てきている。
　一方、５Ｇなどのネットワークでは、ネットワークの転送遅延に関する要件もあり、ＶＮＦを用いてネットワーク機能が構成される場合においても転送遅延の要件を満たす必要性が高まっている。転送遅延は、ネットワーク、およびサービスを実現するサーバにおいて発生する。非特許文献１には、ＳＲ（Segment Routing）などの柔軟な経路制御が可能なプロトコルを活用して遅延の発生箇所や方向、遅延量の特定を可能とする測定技術が提案されている。
平澤崇佳他, "ネットワーク内遅延の発生位置・方向推定技術に関する検討," 2020年電子情報通信学会総合大会, B-6-63, 2020年3月.
　非特許文献１に提案の測定技術を用いれば、データセンタ内のスイッチファブリックを含むネットワークにおける転送遅延時間が測定可能であり、遅延の発生箇所や方向、遅延量（遅延時間）を特定できる。しかしながら、サーバで発生する遅延については、測定や原因の特定はできない。
　通常、仮想サーバにおける遅延測定（遅延監視、性能測定、性能監視）としては、物理サーバが備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどの物理リソースを監視しており、ネットワーク遅延を監視（測定）する転送性能監視は現状できていない。特に、サービスチェインのような複数のネットワーク機能（仮想サーバ）を経由するサービスの場合、チェインとして一定の転送性能を維持するためには精度の高い遅延監視方法とリソース割り当てとが必要であり、ユーザごとに複数あるチェインの遅延量をそれぞれ測定する技術が必要となる。
　本発明は、このような背景を鑑みてなされたのであり、仮想サーバの転送遅延監視による性能監視を可能にすることを課題とする。
　前記した課題を解決するため、本発明に係る性能監視装置は、物理リソースを備える物理サーバで稼働してネットワーク機能を提供する仮想サーバの性能監視装置であって、前記仮想サーバが１つである場合に、当該仮想サーバと同じ前記物理リソースを用いる測定用仮想サーバを前記物理サーバに稼働させる配備部と、前記測定用仮想サーバに、測定用パケットに対して前記性能監視装置に応答パケットを送信するように設定する経路設定部と、前記測定用仮想サーバに前記測定用パケットを送信して前記応答パケットを受信するまでの第１の転送時間を測定する測定部とを備える。
　本発明によれば、仮想サーバの転送遅延監視による性能監視を可能にすることができる。
本実施形態に係る性能監視装置の監視対象となるネットワークサービスを提供するネットワークの全体構成図である。 本実施形態に係る性能監視装置の機能構成図である。 本実施形態に係るサーバに配備された仮想サーバと測定用仮想サーバとの配備に係る関係を説明するための図である。 本実施形態に係り、複数の仮想サーバがチェインしてネットワークサービスを提供する場合の測定用パケットの経路を説明するための図である。 本実施形態に係る性能監視処理のシーケンス図である。 本実施形態に係るマイグレーション処理のシーケンス図である。 本実施形態の変形例に係るサーバに配備された仮想サーバと測定用仮想サーバとの配備に係る関係を説明するための図である。 本実施形態に係る性能監視装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
　以下に、本発明を実施するための形態（実施形態）における性能監視装置について説明する。性能監視装置は、監視対象となるネットワーク機能を提供している仮想サーバ（ＶＮＦ）と同じリソース（ＣＰＵやメモリ）を用いる測定用の仮想サーバ（測定用仮想サーバ、測定用ＶＮＦ）を配備する。続いて性能監視装置は、当該測定用仮想サーバが測定用パケットを転送する時間（転送時間、転送遅延時間、第１の転送時間）を測定することで、性能を測定して監視する。
　ネットワークサービスが、複数の仮想サーバがデータを順次処理（チェイン）して実現されている場合には、性能監視装置は、それぞれの仮想サーバに対応して測定用仮想サーバを配備する。次に性能監視装置は、データを順次処理（チェイン）する仮想サーバの順番と同様の順番で対応する測定用仮想サーバが測定用パケットを転送するように、当該複数の測定用仮想サーバを設定する。なおチェインの最後の測定用仮想サーバに対しては、測定用パケットを性能監視装置に転送するように設定する。続いて、性能監視装置は、チェインの最初の測定用仮想サーバに測定用パケットを送信して、チェイン最後の測定用仮想サーバから測定用パケットが返ってくる時間（転送時間、転送遅延時間、第２の転送時間）を測定することで、性能を測定して監視する。性能に問題がある場合には、複数の測定用仮想サーバのそれぞれについて第１の転送時間を測定して、問題のある仮想サーバを特定する。
　性能監視装置は、性能に問題のある仮想サーバ（性能劣化仮想サーバ）があれば、当該仮想サーバを別の物理サーバに、または、別のリソースを利用するように移動する。複数の仮想サーバがチェインしてネットワークサービスを提供している場合は、問題のある仮想サーバを特定して移動する。このとき、チェインする仮想サーバの経路も合わせて変更される。
　このような性能監視装置を用いてネットワーク機能（ＶＮＦ、仮想サーバ、ネットワークサービス）を性能監視することにより、従来までのようにＣＰＵやメモリの使用状態を監視して性能監視するのに比べて、より精度高く性能を監視することができる。また、非特許文献１にあげたようなネットワークにおける転送遅延時間の測定技術や、遅延の発生箇所や方向、遅延量を特定する技術と組み合わせることで、サーバ・スイッチ一貫でユーザトラフィックと同様の通信経路・リソースにおける転送遅延を監視することができる。延いては、一定の転送遅延時間を維持したデータセンタネットワークの構成が可能となる。また本技術を用いることで、転送遅延時間を一つの指標（サービス品質を示す数値）としたサービス提供が可能となる 。
≪全体構成≫
　図１は、本実施形態に係る性能監視装置１００の監視対象となるネットワークサービスを提供するネットワーク５０の全体構成図である。ネットワーク５０は、コア網５２０、アクセス網５３０、およびデータセンタ５１０を含んで構成される。アクセス網５３０には、利用者が利用する端末５５０や利用者拠点（ユーザサイト、不図示）が接続される。データセンタ５１０には、ネットワークサービスを提供するサーバ２００（物理サーバ）、およびサーバ２００をコア網５２０やアクセス網５３０に接続するスイッチ３００が備わる。サーバ２００には、ネットワークサービス（ネットワーク機能）を提供する仮想サーバ（ＶＮＦ）が配備され、稼働する。ネットワークサービスを提供する仮想サーバは、１つとは限らず、複数の仮想サーバがデータを順次処理（チェイン）してネットワークサービスを提供する場合もある。
　データセンタ５１０には、さらに仮想サーバ管理装置５６０（図１では、ＶＮＦ管理装置と記載）や性能監視装置１００が備わる。仮想サーバは、仮想サーバ管理装置５６０により管理される。仮想サーバ管理装置５６０は、例えば、ＮＦＶにおけるＭＡＮＯ（Management and Orchestration）と見なしてもよい。
≪性能監視装置の構成≫
　図２は、本実施形態に係る性能監視装置１００の機能構成図である。性能監視装置１００は、制御部１１０、記憶部１３０、および通信部１４０を備える。通信部１４０は、サーバ２００や仮想サーバ管理装置５６０などの装置との通信データを送受信する。記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶デバイスから構成される。記憶部１３０には、性能監視処理（後記する図５参照）やマイグレーション処理（後記する図６参照）の処理手順を含むプログラム１３１の他、これらの処理に必要なデータが記憶される。
　制御部１１０は、ＣＰＵから構成され、要求受付部１１１、配備部１１２、経路取得部１１３、経路設定部１１４、測定部１１５、判定部１１６、および対応部１１７を含んで構成される。
　要求受付部１１１は、性能監視対象となるネットワークサービスを含む性能監視要求を受け付ける。要求受付部１１１は、例えば仮想サーバ管理装置５６０から性能監視要求を受け付ける。性能監視要求は、ネットワークサービスを提供する仮想サーバや当該仮想サーバが稼働するサーバ２００に係る情報を含んでもよい。また、要求受付部１１１は、仮想サーバやサーバ２００に係わる情報を仮想サーバ管理装置５６０から取得してもよい。
　配備部１１２は、測定用仮想サーバをサーバ２００に配備する。詳しくは、配備部１１２は、監視対象となる仮想サーバが使用するリソース（物理リソース、ＣＰＵやメモリ）を測定用仮想サーバも使用するように配備する。
　図３は、本実施形態に係るサーバ２０１に配備された仮想サーバ２２１，２２２（図３ではＶＮＦと記載）と測定用仮想サーバ２１１，２１２（図３ではｍＶＮＦと記載）との配備に係る関係を説明するための図である。
　サーバ２０１で稼働する仮想サーバ２２１は、ＣＰＵおよびメモリを含むリソース２３１を用いる。仮想サーバ２２１に対する測定用仮想サーバ２１１は、仮想サーバ２２１と同じリソース２３１を使用するように配備される。同じサーバ２０１で稼働する仮想サーバ２２２に対する測定用仮想サーバ２１２は、仮想サーバ２２２と同じリソース２３２を使用するように配備される。
　配備部１１２は、仮想サーバ管理装置５６０に依頼して、測定用仮想サーバを配備してもよいし、サーバ２００に直接要求して配備してもよい。複数の仮想サーバがチェインしている場合には、配備部１１２は、それぞれの仮想サーバについて、同じリソースを利用する測定用仮想サーバを配備する。なお、複数の仮想サーバが同じリソースを利用している場合については、変形例として後記する。
　図２に戻って、経路取得部１１３は、ネットワークサービスが複数の仮想サーバから構成され、これら複数の仮想サーバがデータを順次処理（チェイン）してネットワークサービスを提供する場合に、順次処理するサーバの順番（経路）を取得する。経路取得部１１３は、経路を仮想サーバ管理装置５６０から取得してもよいし、性能監視要求が経路を含む場合には、当該経路を取得してもよい。
　経路設定部１１４は、測定用仮想サーバに対して、測定用パケットを転送する経路を設定する。詳しくは、仮想サーバが１つの場合は、当該仮想サーバに対応する測定用仮想サーバに対して、受信した測定用パケットを性能監視装置１００に応答パケットとして送信するように設定する。複数の仮想サーバがチェインしている場合には、チェインしている経路（チェイン経路）に沿って測定用パケットを転送するように、それぞれの仮想サーバに対応する（同じリソースを用いる）測定用仮想サーバに設定する。
　図４は、本実施形態に係り、複数の仮想サーバ２６１～２６４がチェインしてネットワークサービスを提供する場合の測定用パケットの経路を説明するための図である。端末５５０からネットワークサービスが要求されると、仮想サーバ２６１～２６４が順次処理（チェイン）して、端末５５０に応答が返る。このような場合には、配備部１１２は、仮想サーバ２６１～２６４が用いるリソース２３６～２３９と同じリソース２３６～２３９を用いるように測定用仮想サーバ２５１～２５４を配備する。経路取得部１１３が取得した経路（チェインの順序）は、仮想サーバ２６１、仮想サーバ２６２、仮想サーバ２６３、仮想サーバ２６４となる。経路設定部１１４は、測定用パケットを測定用仮想サーバ２５１、測定用仮想サーバ２５２、測定用仮想サーバ２５３、測定用仮想サーバ２５４の順に転送するように測定用仮想サーバ２５１～２５４を設定する。例えば、測定用仮想サーバ２５２については、測定用仮想サーバ２５１から受信した測定用パケットを測定用仮想サーバ２５３に転送するように設定する。
　なお、以下では、仮想サーバ２６１～２６４のチェインの経路と、測定用仮想サーバ２５１～２５４の測定用パケットが転送される経路とを同一視して記載する場合もある。例えば、仮想サーバ２６１～２６４と同じ経路になるように、測定用仮想サーバ２５１～２５４の経路を設定するなどと記す場合がある。チェインの経路と測定用パケットを転送する経路について、通過する仮想化されたサーバは、仮想サーバと測定用仮想サーバと異なるが、当該仮想サーバと当該測定用仮想サーバとが使用するリソースは同じである。
　図２に戻って、測定部１１５は、測定用仮想サーバに測定用パケットを送信してから、返ってきた応答パケットを受信するまでの時間を測定してネットワークサービスの転送時間（転送遅延時間）を測定する。仮想サーバが１つの場合には、当該仮想サーバに対応する測定用仮想サーバと性能監視装置１００との間における測定用パケットの往復時間（第１の転送時間）となる。また、仮想サーバが複数の場合には、測定部１１５は、測定用パケットが、性能監視装置１００から経路の最初の測定用仮想サーバに送信され、経路に沿って順次転送されて、最後の測定用仮想サーバから性能監視装置１００に戻ってくるまでの時間（第２の転送時間）を測定する。図４の例で示せば、性能監視装置１００から出て、測定用仮想サーバ２５１～２５４を回って、性能監視装置１００に戻る太い矢印に沿って、測定用パケット（応答パケット）が転送される。
　判定部１１６は、転送時間が所定の転送時間以内であるか否かを判定する。所定の転送時間は、仮想サーバ管理装置５６０から取得してもよいし、性能監視要求に含まれているならば、この時間を用いてもよい。測定用パケットの転送時間が所定の転送時間を超えている場合、当該ネットワークサービスや当該仮想サーバに性能劣化が発生していると記す。仮想サーバが１つで、測定用パケットの転送時間（第１の転送時間）が所定の転送時間を超えている場合には、当該仮想サーバを性能劣化仮想サーバとも記す。
　ネットワークサービスが複数の仮想サーバがチェインして提供されている場合で、転送時間（第２の転送時間）が、当該ネットワークサービス（複数の仮想サーバ）の所定の転送時間以内でないときには、判定部１１６は、経路設定部１１４と測定部１１５とに指示して個々の測定用仮想サーバとの往復の転送時間（第１の転送時間）を測定する。次に、判定部１１６は、個々の転送時間（第１の転送時間）と個々の仮想サーバに係わる所定の転送時間とを比較して、転送時間（第１の転送時間）が所定の転送時間を超えている性能劣化仮想サーバを特定する。
　対応部１１７は、性能劣化仮想サーバを、現在稼働中とは別のサーバ２００に、または、現在使用しているリソースとは別のリソースを使用するように、移動（マイグレーション）する。性能劣化仮想サーバがチェインしている仮想サーバである場合、移動後の仮想サーバのチェイン経路は、移動前と同様になるように維持される。なお、この仮想サーバの移動は、仮想サーバ管理装置５６０に指示して行ってもよい。
≪性能測定処理≫
　図５は、本実施形態に係る性能監視処理のシーケンス図である。図５を参照しながら、性能監視装置１００が、仮想サーバ２８２～２８４（図５ではＶと記載）がチェインして提供するネットワークサービスの性能測定（転送時間）を測定して監視する処理を説明する。
　ステップＳ１１において要求受付部１１１は、性能測定要求を受け付ける。性能測定要求には、仮想サーバ２８２～２８４や稼働するサーバ２７２～２７４の情報が含まれているとする。
　ステップＳ１２において経路取得部１１３は、仮想サーバ２８２～２８４のチェイン経路を取得する。ここでは、経路は仮想サーバ２８２、仮想サーバ２８３、仮想サーバ２８４の順番とする。
　ステップＳ１３において配備部１１２は、仮想サーバ２８２～２８４に対応する測定用仮想サーバ２９２～２９４（図５ではｍＶと記載）を配備する。詳しくは、仮想サーバ２８２～２８４が使用するリソースとそれぞれ同じリソースを使用するように測定用仮想サーバ２９２～２９４を配備する。
　ステップＳ１４において経路設定部１１４は、測定用パケットの転送経路が測定用仮想サーバ２９２、測定用仮想サーバ２９３、測定用仮想サーバ２９４となるように、測定用仮想サーバ２９２～２９４を設定する。
　ステップＳ１５において測定部１１５は、測定用パケット（図５では測定用Ｐと記載）をサーバ２７２上の測定用仮想サーバ２９２に向けて送信する。
　ステップＳ１６において測定用仮想サーバ２９２は、受信した測定用パケットをサーバ２７３上の測定用仮想サーバ２９３に向けて送信する。
　ステップＳ１７において測定用仮想サーバ２９３は、受信した測定用パケットをサーバ２７４上の測定用仮想サーバ２９４に向けて送信する。
　ステップＳ１８において測定用仮想サーバ２９４は、受信した測定用パケットを性能監視装置１００に向けて応答パケットとして送信する。
　ステップＳ１９において判定部１１６は、所定値以上の遅延の有無を判断する。詳しくは、測定部１１５は、ステップＳ１５において送信用パケットを送信してから、ステップＳ１８において応答パケットを受信するまでの時間を測定して転送時間（転送遅延時間、第２の転送時間）を計測する。判定部１１６は、この転送時間が、仮想サーバ２８２～２８４が提供するネットワークサービスに定められた所定の転送時間以内であれば、遅延はないと判断する。判定部１１６は、転送時間（第２の転送時間）が所定の転送時間を超えていれば、遅延が発生（性能が劣化）していると判断する。判定部１１６は、１回の測定で判断するのではなく、複数回測定した結果を用いて判断してもよい。図５では、性能監視装置１００は、性能測定の要求を受けて、１度だけ測定しているが、定期的に繰り返し測定するようにしてもよい。
≪マイグレーション処理≫
　図６は、本実施形態に係るマイグレーション処理のシーケンス図である。図６を参照して、図５のステップＳ１９において遅延（性能劣化）があった場合に性能監視装置１００が対応する処理を説明する。
　ステップＳ３１において判定部１１６は、経路設定部１１４に指示して、測定用仮想サーバ２９２～２９４それぞれに対して、測定用パケットをチェイン経路に沿って転送するのではなく、性能監視装置１００に送信するように設定する。
　ステップＳ３２において判定部１１６は、測定部１１５に指示して、測定用仮想サーバ２９２～２９４それぞれに測定用パケットを送信する。
　ステップＳ３３において測定用仮想サーバ２９２～２９４は、測定用パケットを受信してから性能監視装置１００に応答パケットを送信する。測定部１１５は、ステップＳ３１で測定用パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの転送時間（第１の転送時間）を測定する。なお、図６では、測定部１１５は、測定用パケットを測定用仮想サーバ２９２～２９４に同時に送信しているように記載しているが、順次送信して測定してもよい。
　ステップＳ３４において判定部１１６は、遅延の有無を判断する。詳しくは、判定部１１６は、測定用仮想サーバ２９２～２９４のそれぞれの転送時間（第１の転送時間）と、それぞれの仮想サーバ２８２～２８４の所定の転送時間とを比較して、仮想サーバ２８２～２８４個別に所定の転送時間を超える遅延の有無を判断する。以下では、測定用仮想サーバ２９３の転送時間が所定の転送時間を超えている（仮想サーバ２８３が性能劣化仮想サーバである）として説明を続ける。以下、対応部１１７は、仮想サーバ２８３を現在稼働中のサーバ２７３から別のサーバにマイグレーションする処理を行う。
　ステップＳ３５において対応部１１７は、配備部１１２と経路設定部１１４とに指示して、サーバ２７３とは異なるサーバ２７１に測定用仮想サーバ２９１の配備と経路設定とを行う。配備する際には、マイグレーション処理対象である仮想サーバ２８３と同容量のリソースを利用するように配備する。なお、測定用仮想サーバ２９１は、現時点まで配備されていなかったので、図６では点線の枠で記載している。さらに、対応部１１７は、経路設定部１１４に指示して、測定用仮想サーバ２９１に対して、測定用パケットを転送するのではなく、性能監視装置１００に送信するように設定する。
　ステップＳ３６において対応部１１７は、測定部１１５に指示して、測定用仮想サーバ２９１に測定用パケットを送信する。
　ステップＳ３７において測定用仮想サーバ２９１は、測定用パケットを受信してから応答パケットを性能監視装置１００に送信する。測定部１１５は、ステップＳ３６で測定用パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの転送時間（第１の転送時間）を測定する。
　ステップＳ３８において対応部１１７は、判定部１１６に指示して仮想サーバ２８３の所定の転送時間を超える遅延の有無を判断する。ここでは、所定の転送時間を超える遅延は発生していないとして説明を続ける。遅延があった場合には、別のサーバや別のリソースを用いるように測定用仮想サーバを配備する。なお、判定部１１６は、ステップＳ３５の前に、例えば仮想サーバ管理装置５６０に問い合わせて、遅延が発生しないサーバを取得してから、当該サーバに測定用仮想サーバを配備するように配備部１１２に指示してもよい。
　ステップＳ３９において対応部１１７は、サーバ２７３に指示して仮想サーバ２８３をサーバ２７１に移動するように指示する。指示する際には、移動後に測定用仮想サーバ２９１と同じリソースを使用するように指示する。対応部１１７は、例えば仮想サーバ管理装置５６０に指示して、仮想サーバ２８３を移動してもよい。なお、サーバ２７１上の仮想サーバ２８３は、現時点までサーバ２７１では稼働していなかったので、図６では点線の枠で記載している。なお、仮想サーバ２８３を移動しても、チェイン経路である仮想サーバ２８２、仮想サーバ２８３、仮想サーバ２８４は変わらない。
　ステップＳ４１～Ｓ４６は、図５記載のステップＳ１４～Ｓ１９と同様である。但し、測定用パケットの経路は、測定用仮想サーバ２９２、測定用仮想サーバ２９１、測定用仮想サーバ２９４の順になる。再び、ネットワークサービスに遅延が発生した場合には、性能監視装置１００は、ステップＳ３１から繰り返して処理する。
≪性能監視装置の特徴≫
　性能監視装置１００は、監視対象となる仮想サーバと同じリソースを用いる測定用仮想サーバを配備する。次に性能監視装置１００は、この測定用仮想サーバに測定用パケットを送信し、応答パケットが返ってくるまでの時間（転送時間、転送遅延時間、第１の転送時間）を測定して仮想サーバの性能を測定して監視する。性能監視装置１００は、測定した転送時間が仮想サーバの所定の転送時間を超えていれば、当該仮想サーバを性能劣化仮想サーバと判断する。
　仮想サーバが順次処理（チェイン）する複数の仮想サーバであれば、性能監視装置１００は、それぞれの仮想サーバに対して同じリソースを用いる測定用仮想サーバを配備し、測定用パケットを仮想サーバの経路と同様に転送するように設定する。さらに、性能監視装置１００は、測定用パケットを経路の最初の測定用仮想サーバに送信して、最後の測定用仮想サーバから帰ってくるまでの転送時間（第２の転送時間）を測定して監視する。
　性能監視装置１００は、第２の転送時間が所定の転送時間を超えている場合には、それぞれの仮想サーバ（測定用仮想サーバ）について第１の転送時間を測定して、個々の仮想サーバのなかで所定の転送時間を超えている仮想サーバを性能劣化仮想サーバとして特定する。
　性能監視装置１００は、性能劣化仮想サーバを別のサーバ、または、現在稼働中のサーバで別のリソースを使うように移動（マイグレーション）する。
　このようにして性能監視することにより、従来までのようにＣＰＵやメモリの使用状態を監視して性能監視するのに比べて、より精度高く性能を監視することができる。また、非特許文献１にあげたようなネットワークにおける転送遅延時間の測定技術や、遅延の発生箇所や方向、遅延量を特定する技術と組み合わせることで、サーバ・スイッチ一貫でユーザトラフィックと同様の通信経路・リソースにおける転送遅延を監視することができる。延いては、一定の転送遅延時間を維持したデータセンタネットワークの構成が可能となる。また本技術を用いることで、転送遅延時間を一つの指標（サービス品質を示す数値）としたサービス提供が可能となる 。
≪変形例：複数の仮想サーバが同じリソースを用いる場合≫
　複数の仮想サーバが同じリソースを共有している場合には、対応する同数の測定用仮想サーバが当該リソースを用いるように配備するのではなく、１つの測定用仮想サーバを配備してもよい。
　図７は、本実施形態の変形例に係るサーバ２０４に配備された仮想サーバ２２４，２２５と測定用仮想サーバ２１４との配備に係る関係を説明するための図である。仮想サーバ２２４，２２５が使用するリソース２３４に２つの測定用仮想サーバを配備するのではなく、１つの測定用仮想サーバ２１４を配備してもよい。
≪その他の変形例≫
　以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許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。
≪ハードウェア構成≫
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、例えば図８に示すような構成のコンピュータ９００によって実現される。図８は、本実施形態に係る性能監視装置１００の機能を実現するコンピュータ９００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９０３、ハードディスク９０４（図８ではＨＤＤ（Hard Disk Drive）と記載）、入出力インターフェイス９０５（図８では入出力I/F（Interface）と記載）、通信インターフェイス９０６（図８では通信I/Fと記載）、およびメディアインターフェイス９０７（図８ではメディアI/Fと記載）を備える。
　ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０２またはハードディスク９０４に記憶されたプログラムに基づき作動し、図２に記載の制御部１１０による制御を行う。ＲＯＭ９０２は、コンピュータ９００の起動時にＣＰＵ９０１により実行されるブートプログラムや、コンピュータ９００のハードウェアに係るプログラムなどを記憶する。
　ＣＰＵ９０１は、入出力インターフェイス９０５を介して、マウスやキーボードなどの入力装置９１０、およびディスプレイやプリンタなどの出力装置９１１を制御する。ＣＰＵ９０１は、入出力インターフェイス９０５を介して、入力装置９１０からデータを取得するともに、生成したデータを出力装置９１１へ出力する。
　ハードディスク９０４は、ＣＰＵ９０１により実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータなどを記憶する。通信インターフェイス９０６は、通信網を介して不図示の他の装置（例えば、仮想サーバ管理装置５６０）からデータを受信してＣＰＵ９０１へ出力し、また、ＣＰＵ９０１が生成したデータを、通信網を介して他の装置へ送信する。
　メディアインターフェイス９０７は、記録媒体９１２に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ９０３を介してＣＰＵ９０１へ出力する。ＣＰＵ９０１は、プログラムを、メディアインターフェイス９０７を介して記録媒体９１２からＲＡＭ９０３上にロードし、ロードしたプログラム（図２に記載のプログラム１３１参照）を実行する。記録媒体９１２は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光学記録媒体、ＭＯ（Magneto Optical disk）などの光磁気記録媒体、磁気記録媒体、導体メモリテープ媒体または半導体メモリなどである。
　例えば、コンピュータ９００が本実施形態に係る性能監視装置１００として機能する場合、コンピュータ９００のＣＰＵ９０１は、ＲＡＭ９０３上にロードされたプログラム１３１（図２参照）を実行することにより、性能監視装置１００の機能を実現する。ＣＰＵ９０１は、プログラムを記録媒体９１２から読み取って実行する。この他、ＣＰＵ９０１は、他の装置から通信網を介してプログラムを読み込んでもよいし、記録媒体９１２からハードディスク９０４にプログラム１３１をインストールして実行してもよい。
≪効果≫
　以下に、装置の効果を説明する。
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、物理リソースを備える物理サーバ（サーバ２００）で稼働してネットワーク機能を提供する仮想サーバの性能監視装置１００であって、仮想サーバが１つである場合に、仮想サーバと同じ物理リソースを用いる測定用仮想サーバを物理サーバに稼働させる配備部１１２と、測定用仮想サーバに、測定用パケットに対して性能監視装置１００に応答パケットを送信するように設定する経路設定部１１４と、測定用仮想サーバに測定用パケットを送信して応答パケットを受信するまでの第１の転送時間を測定する測定部１１５とを備えることを特徴とする。
　このような性能監視装置１００によれば、従来までのようにＣＰＵやメモリなどのリソース（物理リソース）の使用状態を監視して性能監視するのに比べて、より精度高く仮想サーバの性能を監視（測定）することができる。また、非特許文献１にあげた技術と組み合わせることで、サーバ・スイッチ一貫でユーザトラフィックと同様の通信経路・リソースにおける転送遅延を監視することができる。延いては、一定の転送遅延時間を維持したデータセンタネットワークの構成が可能となる。また本技術を用いることで、 転送遅延時間を一つの指標としたサービス提供が可能となる。
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、経路取得部１１３をさらに備え、仮想サーバがデータを順次処理する複数の仮想サーバである場合に、配備部１１２は、それぞれの当該仮想サーバと同じ物理リソースを用いる測定用仮想サーバを物理サーバにそれぞれ稼働させ、経路取得部１１３は、複数の仮想サーバのデータを順次処理する経路を取得し、経路設定部１１４は、測定用仮想サーバのなかで最後の仮想サーバとは異なる仮想サーバに対応する測定用仮想サーバについては、経路の仮想サーバの順番と同じ順番で当該測定用仮想サーバが測定用パケットを順次転送するように設定し、経路の最後の仮想サーバに対応する測定用仮想サーバについては、測定用パケットに対して性能監視装置１００に応答パケットを送信するように設定し、測定部１１５は、経路の最初の仮想サーバに対応する測定用仮想サーバに測定用パケットを送信して応答パケットを受信するまでの第２の転送時間を測定することを特徴とする。
　このような性能監視装置１００によれば、ネットワークサービスが複数の仮想サーバが順次処理して実現されている場合においても精度が高い性能監視が可能となる。
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、判定部１１６をさらに備え、判定部１１６は、第１の転送時間が所定時間より長い場合は、測定用仮想サーバと同じ物理リソースを用いる仮想サーバを性能劣化仮想サーバと特定し、第２の転送時間が第２の所定時間より長い場合は、複数の仮想サーバそれぞれについて第１の転送時間を測定して性能劣化仮想サーバを特定することを特徴とする。
　このような性能監視装置１００によれば、ネットワークサービスが１つの仮想サーバで実現されている場合だけではなく、複数の仮想サーバが順次処理して実現されている場合であっても、所定時間を超える遅延（性能劣化）が発生したときに、どの仮想サーバに問題があるかを（性能劣化仮想サーバを）特定することができるようになる。
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、性能劣化仮想サーバが稼働中の物理サーバとは異なる物理サーバに、または、性能劣化仮想サーバが利用中の物理リソースとは異なる物理リソースを利用するように、当該性能劣化仮想サーバを移動させる対応部１１７をさらにことを特徴とする。
　このような性能監視装置１００によれば、性能劣化仮想サーバが稼働するサーバを変更したり、利用する物理リソースを変更したりするように性能劣化仮想サーバを移動して、当該性能劣化仮想サーバの性能を改善することができるようになる。延いては、仮想サーバが提供するネットワークサービスの性能が改善される。
　本実施形態に係る性能監視装置１００は、対応部１１７は、性能劣化仮想サーバを移動先の物理サーバに移動させる際に、性能劣化仮想サーバと同容量の物理リソースを用いる測定用仮想サーバを当該物理サーバに稼働させて第１の転送時間が所定時間より短いことを確認した後に、当該性能劣化仮想サーバを当該同容量の物理ソースを用いるように移動させることを特徴とする。
　このような性能監視装置１００によれば、性能劣化仮想サーバを移動する前に物理サーバ／物理リソースの利用状況を確認したうえで移動することができるようなり、確実に性能劣化仮想サーバの性能を改善することができるようになる。
１００　性能監視装置
１１１　要求受付部
１１２　配備部
１１３　経路取得部
１１４　経路設定部
１１５　測定部
１１６　判定部
１１７　対応部
１３１　プログラム
２００，２０１，２０４，２０５～２０７，２７１～２７４　サーバ
２１１，２１２，２１４，２５１～２５４，２９１～２９４　測定用仮想サーバ
２２１，２２２，２２４，２２５，２６１～２６４，２８２～２８４　仮想サーバ
２３１～２３２，２３４，２３６～２３９　リソース（物理リソース）
３００　スイッチ
５６０　仮想サーバ管理装置

Claims (7)

  1. 　物理リソースを備える物理サーバで稼働してネットワーク機能を提供する仮想サーバの性能監視装置であって、
    　前記仮想サーバが１つである場合に、当該仮想サーバと同じ前記物理リソースを用いる測定用仮想サーバを前記物理サーバに稼働させる配備部と、
    　前記測定用仮想サーバに、測定用パケットに対して前記性能監視装置に応答パケットを送信するように設定する経路設定部と、
    　前記測定用仮想サーバに前記測定用パケットを送信して前記応答パケットを受信するまでの第１の転送時間を測定する測定部と
    　を備えることを特徴とする性能監視装置。
  2. 　経路取得部をさらに備え、
    　前記仮想サーバがデータを順次処理する複数の仮想サーバである場合に、前記配備部は、それぞれの当該仮想サーバと同じ前記物理リソースを用いる前記測定用仮想サーバを前記物理サーバにそれぞれ稼働させ、
    　前記経路取得部は、前記複数の仮想サーバの前記データを順次処理する経路を取得し、
    　前記経路設定部は、前記測定用仮想サーバのなかで最後の仮想サーバとは異なる仮想サーバに対応する測定用仮想サーバについては、前記経路の仮想サーバの順番と同じ順番で当該測定用仮想サーバが測定用パケットを順次転送するように設定し、前記経路の最後の仮想サーバに対応する測定用仮想サーバについては、前記測定用パケットに対して前記性能監視装置に応答パケットを送信するように設定し、
    　前記測定部は、前記経路の最初の仮想サーバに対応する測定用仮想サーバに前記測定用パケットを送信して前記応答パケットを受信するまでの第２の転送時間を測定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の性能監視装置。
  3. 　判定部をさらに備え、
    　前記判定部は、
    　前記第１の転送時間が所定時間より長い場合は、前記測定用仮想サーバと同じ物理リソースを用いる仮想サーバを性能劣化仮想サーバと特定し、
    　前記第２の転送時間が第２の所定時間より長い場合は、前記複数の仮想サーバそれぞれについて前記第１の転送時間を測定して前記性能劣化仮想サーバを特定する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の性能監視装置。
  4. 　前記性能劣化仮想サーバが稼働中の物理サーバとは異なる物理サーバに、または、前記性能劣化仮想サーバが利用中の物理リソースとは異なる物理リソースを利用するように、当該性能劣化仮想サーバを移動させる対応部をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項３に記載の性能監視装置。
  5. 　前記対応部は、
    　前記性能劣化仮想サーバを移動先の物理サーバに移動させる際に、前記性能劣化仮想サーバと同容量の物理リソースを用いる測定用仮想サーバを当該物理サーバに稼働させて第１の転送時間が前記所定時間より短いことを確認した後に、当該性能劣化仮想サーバを当該同容量の物理ソースを用いるように移動させる
    　ことを特徴とする請求項４に記載の性能監視装置。
  6. 　コンピュータを請求項１～５の何れか１項の性能監視装置として機能させるためのプログラム。
  7. 　物理リソースを備える物理サーバで稼働してネットワーク機能を提供する仮想サーバの性能監視装置の性能監視方法であって、
    　前記性能監視装置は、
    　前記仮想サーバが１つである場合に、当該仮想サーバと同じ前記物理リソースを用いる測定用仮想サーバを前記物理サーバに稼働させるステップと、
    　前記測定用仮想サーバに、測定用パケットに対して前記性能監視装置に応答パケットを送信するように設定するステップと、
    　前記測定用仮想サーバに前記測定用パケットを送信して前記応答パケットを受信するまでの第１の転送時間を測定するステップと
    　を実行することを特徴とする性能監視方法。
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