JP2007502468A - オンデマンドノードならびにサーバインスタンス割当および割当解除 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2003年8月14日に提出された米国仮出願番号60/495,358「コンピュータリソース提供(Computer Resource Provisioning)」、2003年9月3日に提出された米国仮出願番号60/500,096「分布されたシステムにおける、サービスに基づく作業負荷管理および測定(Service Based Workload Management and Measurement in a Distributed System)」、2003年9月3日に提出された米国仮出願番号60/500,050「データベースの自動および動的提供(Automatic And Dynamic Provisioning of Databases)」に対する優先権を主張し、それらをここに引用により援用する。
2004年8月12日にLakshminarayan Chidambaranらにより提出され、ここに引用により援用される、米国出願番号XXX/XXX,XXX「オンデマンドノードならびにサーバインスタンス割当および割当解除(On Demand Node and Server Instance Allocation and De-Allocation)」(代理人番号50277−2413);
11/21/2003に提出されここに引用により援用される米国出願第10/718,747号「データベースの自動および動的提供(Automatic and Dynamic Provisioning
of Databases)」(代理人番号50277−2343);
Benny Souderらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「マルチノードシステムにおけるリソースの動的割当の階層的管理(Hierarchical Management of the Dynamic Allocation of Resources in a Multi-Node System)」(代理人番号50277−2382);
Sanjay Kaluskarらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「サーバにわたっての透明なセッション移動(Transparent Migration Across Servers)」(代理人番号50277−2383);
Lakshminarayan Chidambaranらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「サービスのホストとなるマルチノード環境におけるサービスパフォーマンスグレードの計算(Calculation of Service Performance Grades in a Multi-Node Environment That Hosts the Services)」(代理人番号50277−2410);
Lakshminarayan Chidambaranらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「マルチノードシステムにおける増分的ランタイムセッション平衡化(Incremental Run-Time Session Balancing in a Multi-Node System)」(代理人番号50277−2411);
Lakshminarayan Chidambaranらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「マルチノードシステムにおけるパフォーマンスおよびアベイラビリティレベルを実施するためのサービス配置(Service Placement for Enforcing Performance and Availability Levels in a Multi-Node System)」(代理人番号50277−2412);
Lakshminarayan Chidambaranらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXX「マルチノードシステムにおける回復可能非同期メッセージ駆動型処理(Recoverable Asynchronous Message Driven Processing
in a Multi-Node System)」(代理人番号50277−2414);および
Carol Colrainらにより2004年8月12日に提出されここに引用により援用される米国出願番号XX/XXX,XXXの「サービスによる作業負荷管理(Managing Workload by Service)」(代理人番号50277−2337)。
2004年8月9日にオラクル・インターナショナル・コーポレイション(Oracle International Corporation)により米国受理局にて提出されここに引用により援用される、「データベースの自動および動的提供(Automatic and Dynamic Provisioning of Databases)」(代理人番号50277−2571)と称される国際出願番号PCT/XXXX/XXXXX;
2004年8月13日にオラクル・インターナショナル・コーポレイションにより米国受理局にて提出されここに引用により援用される、「マルチノードシステムにおけるリソースの動的割当の階層的管理(Hierarchical Management of the Dynamic Allocation of
Resources in a Multi-Node System)」(代理人番号50277−2592)と称される国際出願番号PCT/XXXX/XXXXX;
2004年8月13日にオラクル・インターナショナル・コーポレイションにより米国受理局にて提出されここに引用により援用される、「サーバにわたっての透明なセッション移動(Transparent Migration Across Servers)」(代理人番号50277−2593)と称される国際出願番号PCT/XXXX/XXXXX;
2004年8月13日にオラクル・インターナショナル・コーポレイションにより米国受理局にて提出されここに引用により援用される、「サーバにわたっての、状態のないセッションの透明な移動(Transparent Migration of Stateless Sessions Across Servers)」(代理人番号50277−2594)と称される国際出願番号PCT/XXXX/XXXXX。
この発明は作業負荷管理に関するものであり、特に、マルチノードコンピュータシステム内における作業負荷管理に関するものである。
多くの企業がそれらのデータ処理システムにおいてコストを低減し効率性を改善する方法を考えている。ある典型的な企業データ処理システムは個々のリソースをその企業のアプリケーションの各々に対して割当てる。十分なリソースが、各アプリケーションに対し、そのアプリケーションの推定されるピーク負荷を処理するよう得られる。各アプリケーションは異なる負荷特性を有し;いくつかのアプリケーションは日中使用中であり、いくつかの他のアプリケーションは夜使用中であり;いくつかのレポートは週1回実行され、いくつかの他のレポートは月1回実行される。その結果、利用されないで残る多くのリソースキャパシティが存在する。グリッド電算処理はこの利用されていないキャパシティの利用および削除を可能にする。実際、グリッド電算処理は電算処理の経済性を劇的に変えようとしている。
またはどのように電気グリッドが結線されるかは知らない。顧客はただ電気を求めそれを得る。目的は電算処理をユーティリティ−−ユビキタスなコモディティ−−にすることである。したがってそれはグリッドという名を有する。
グリッド電算処理から恩恵を与り得るコンピュータ技術の1つの分野はデータベース技術である。グリッドは、複数のデータベースのサポートならびにリソースの動的割当および再割当を必要とされるように行なって各データベースに対する現在の要求をサポートし得る。データベースに対する要求が増大するにつれ、より多くのリソースがそのデータベースに対して割当てられ、一方、他のリソースは別のデータベースから割当を解除される。たとえば、ある企業グリッドにおいては、データベースはそのグリッド上の1つのサーバブレードにて動作している1つのデータベースサーバにより対応される。データベースからデータを要求するユーザの数が増大する。データベースに対する要求におけるこの増大に応答して、他のデータベースに対するデータベースサーバが1つのサーバブレードから取除かれ、増大したユーザ要求を経験しているデータベースに対するデータサーバがサーバブレードに供給される。
ーザおよびサービス間においてデータベースに利用可能なリソースの割当を管理する。
リソースの割当をマルチノード環境において管理するための方法および装置を記載する。以下の記載においては、説明の目的で、数多くの具体的な詳細を述べてこの発明が十分に理解されるようにする。しかしながら、この発明はこれらの具体的な詳細なしに実施されてもよい。他の例においては、周知の構造および装置をブロック図形式で示すことにより、この発明を不必要に曖昧にすることを避ける。
を、複数のデータベースがホストとなるサービスのユーザに対応するような態様で実行する。
クラスタ110、170および180は1つ以上のマルチノードデータベースサーバのホストとなる。クラスタ110はデータベース150に対するマルチノードデータベースサーバのホストとなり、そのマルチノードデータベースサーバはデータベースインスタンス123、125および127を含み、それらはノード122、124および126にお
いてそれぞれホスト対応される。クラスタ110は、さらに、データベース160に対するマルチノードデータベースサーバのホストとなり、そのマルチノードデータベースサーバはノード132、134および136においてそれぞれホスト対応されるデータベースインスタンス133、135および137を含む。
先に言及したように、サービスとは1つ以上のクライアントのためにホスト対応されるある特定のタイプまたはカテゴリの作業である。1つのタイプのサービスはデータベースサービスである。クラスタ110は、あるデータベースサービスをデータベース150にアクセスすることのために与え、あるデータベースサービスをデータベース160にアクセスすることのために与える。一般に、データベースサービスとは、データベースサーバによりクライアントに対し実行される作業であり、典型的には、ある特定のデータベースに対するアクセスを必要とするクエリーを処理することを含む。
クライアントがクラスタ110上においてデータベースサーバとインタラクトするために、セッションがそのクライアントに対して確立される。セッション、たとえばデータベースセッションなどは、あるクライアントのためにサーバ、たとえばデータベースインスタンスなどに対して確立されるある特定の接続であり、それを介してクライアントは一連の要求(データベースステートメントの実行に対する要求)を発行する。データベースイ
ンスタンス上において確立される各データベースセッションごとに、データベースセッションの現在の状態を反映するセッション状態データが維持される。そのような情報は、たとえば、セッションが確立されるクライアントのアイデンティティ、およびデータベースセッション内においてソフトウェアを実行する処理により発生される一時的な可変値を含む。
リソースは、パフォーマンスのレベルおよびそれらリソースに対する濃度制約を満たすよう割当および再割当される。ある特定のサービスに対して確立されるパフォーマンスのレベルおよびリソースアベイラビリティはここにおいてはサービスレベル取決めと称される。マルチノードシステムに一般に適用され、ある特定のサービスに対しては必ずしも適用されない、パフォーマンスのレベルおよびリソースに対する濃度制約はここにおいてはポリシーと称される。たとえば、サービスFINに対するサービスレベル取決めは、サービスFINに対する平均トランザクション時間はある所与のしきい値以下であるというパフォーマンスのレベルを必要とし、アベイラビリティ要件としては、少なくとも2つのインスタンスがサービスFINのホストとなることを必要としてもよい。あるポリシーは、任意のノードのCPU利用が80%を超えてはならないことを必要としてもよい。
クスとはパフォーマンス測定に基づく1つ以上のリソースまたはサービスに対するパフォーマンスのレベルを示すデータである。これらの機能を実行するための方策が「サービスによる作業負荷の測定」(50277−2337)に記載されている。発生した情報は、後でより詳細に記載される、サービスレベル取決めを満たすようリソースの割当を管理することを担う、マルチノードデータベースサーバ222内のさまざまな構成要素によってアクセス可能である。
サービスレベル取決めまたはバックエンドポリシーはある特定の使用に対して割当てられ得るリソースの数を制限し得る。そのような制約は濃度制約と称される。あるサービス濃度制約は、最小限および/または最大限の数のデータベースインスタンスがサービスのホストとなることを必要とし;あるデータベース濃度制約はあるデータベースに対する最小限および/または最大限の数のデータベースインスタンスが動作中であることを必要とする。濃度制約は、さらに、クラスタ内におけるノードの数も制限し得る。
あるサービスまたはデータベースは他のものよりも高い優先順位を有するものとして指定されてもよい。より高い優先順位のサービスまたはデータベースが優先されるのは、リソースを割当てるとき、特にリソースが不十分でサービスまたはデータベースの組のすべてのサービスレベル取決めが満たされないときである。優先順位情報をデータベースアドミニストレータによって供給してもよい。
ノードの百分率CPU利用度。百分率CPU利用度の計算は、ノード上にあるデータベースインスタンス上においてホスト対応されるサービスの百分率CPU利用度を合計することによって行なわれてもよい。
ノードに対するしきい値CPU利用度の形式におけるポリシー。説明のため、Xcpuはクラスタにおけるすべてのノードに対して一定である。しかしながら、それは、さまざまな要因、たとえばデータベースに対して動作しているデータベースインスタンスの数などに依存して可変であってもよい。
これはノード上における利用可能な未使用のCPU利用度であり、XcpuとNcpuとの間の差(つまりXcpu−Ncpu)として定義される。
アベイラビリティは、それが、ある特定の使用に対して利用可能であるはずの最小限の数のリソースであるという点において、濃度の下位分類である。たとえば、あるサービスアベイラビリティ要件は、あるサービスに対し少なくとも最小限の数のデータベースインスタンスがホストとなることを必要とする。
ディレクタの階層、たとえば「マルチノードシステムにおけるリソースの動的割当の階層的管理」(50277−2382)などに記載されるようなものを用いて、クラスタファーム101内のリソースの割当を動的に調整してサービスレベル取決めを満たす。クラスタファーム101は、クラスタファーム101上においてデータベースサーバにより管理される各データベースに対するデータベースディレクタ、クラスタファーム101内における各クラスタに対するクラスタディレクタ、およびクラスタファーム101に対するファームディレクタを含む。
ある実施例に従うと、データベースディレクタはそれが検出したサービスレベル違反の救済を、まずより問題が少なくコストのより小さいリソース割当に対する調整を行なった後でより大きな問題がありよりコストの大きいリソース割当に訴えることにより行なう。サービスのデータベースセッションを、サービスのホストとなっている、データベースのデータベースインスタンス間において移動させることは、一般に、サービスを別のデータベースインスタンスに拡張することよりもより問題およびコストが小さく;サービスを別のデータベースに拡張することは、一般には、データベースインスタンスを他のノードに供給することまたは他のノードをクラスタに付加することよりもより問題が少なくコストがより小さい。
なくともよい。この手順の実行は終了する。
図3は、「要求側データベースディレクタ」によりなされるNEED−INSTANCE要求を処理することに応答してノードをデータベースに割当てることを開始するべくクラスタディレクタにより辿られる手順を示す。
る。データベース犠牲候補を探し出すことはある関数を呼出すことにより実行され得る。この関数は1つ以上の候補犠牲を、その関数において実現されるポリシーに従って返す。関数はデータベース犠牲候補のリストを決定することに対するさまざまな方策およびポリシーを実現し得る。さらに、そのようなある関数はユーザにより供給され得るかもしれず、つまり、データベースサーバのネイティブなソフトウェアの一部ではないが、データベース候補犠牲のリストを決定するという目的のため呼出されるべくあるデータベースサーバに登録される関数であるかもしれない。
クラスタディレクタは犠牲候補リストにおける候補のデータベースディレクタのポーリングを1つずつ順に行なってもよい。ある候補のあるデータベースディレクタをポーリングするために、クラスタディレクタはQUIESCE−VOLUNTEER(クエース−ボランティア)要求をデータベースディレクタに送信し、データベースディレクタはそれに応答して、データベースディレクタがクエースするようボランティア志願するかどうかを明記するメッセージを送信する。ポーリングされた候補がボランティア志願する場合には、クラスタディレクタは候補を犠牲として選択する。
次いで、クラスタディレクタはIDLE−INSTANCE(アイドル−インスタンス)メッセージを犠牲のデータベースディレクタから受取り、それに対してクラスタディレクタは応答してそのクエースされたインスタンスを遮断する。一方、クラスタディレクタは、他のNEED−INSTANCE要求を含む他の要求を処理する。
図4はこの発明のある実施例に従ってIDLE−INSTANCE要求に応答すべくクラスタディレクタにより辿られる手順である。ステップ405において、クラスタディレクタはIDLE−INSTANCEメッセージを受取る。このIDLE−INSTANCEメッセージは犠牲のデータベースディレクタによりクエースされる「犠牲データベースインスタンス」およびその犠牲データベースインスタンスがホスト対応されるノードのアイデンティティを含む。
図5は、データベースディレクタがそのデータベースに対しデータベースインスタンスをクエースするようボランティア志願するかどうかを判断するための手順である。この手順は、「要求側クラスタディレクタ」により送られるQUIESCE−VOLUNTEER要求に応答して実行される。
ドで、CPU利用度に対するサービスレベル取決めおよびポリシーに違反することなく対処するようデータベースのホストとなるノードの能力の推定に過ぎない。この推定は正確ではないかもしれないため、ファクタをXcpuに加算することにより、残りのノードに負荷をかけ過ぎることを回避する。ファクタはたとえばXcpuの5%であり得る。
QUIESCE−INITIATE要求の処理
図6は、データベースのデータベースインスタンス間からあるデータベースインスタンスを選択しクエースするようそのデータベースに対しデータベースディレクタにより実行される手順を示す。この手順は、データベースインスタンスをクエースするようクラスタディレクタによって送られるQUIESCE−INITIATE要求に応答してデータベースディレクタにより実行される。
スナに対しステップ630において送られて、リスナに対して、それは接続要求を候補犠牲に向けてもよい旨を知らせる。別の候補犠牲がステップ605において選択される。
この発明のある実施例を、データベースサービスおよびデータベースサービスの下位分類間においてマルチノードシステムのリソースを動的に割当てることにより説明した。しかしながら、この発明はそのようには限定されるものではない。
されるアプリケーションコードを実行することに応答して、そのアプリケーションサーバにより発生されてもよい。あるアプリケーションサーバの一例はオラクル9iアプリケーションサーバ(Oracle 9i Application Server)またはオラクル10gアプリケーションサーバ(Oracle 10g Application Server)である。ここに記載されるマルチノードサーバの例と同様に、あるアプリケーションサーバを、複数のノードにおいて実行する複数のサーバインスタンスとして分散してもよく、サーバインスタンスはそれらサーバインスタンス間において移動されてもよい複数のセッションのホストとなってもよい。
図7はこの発明のある実施例を実現してもよいコンピュータシステム700を示すブロック図である。コンピュータシステム700は、情報を通信するためのバス702または他の通信機構、およびバス702と結合され情報を処理するためのプロセッサ704を含む。コンピュータシステム700は、さらに、ランダムアクセスメモリ(RAM)または他の動的記憶装置など、バス702に結合されプロセッサ704により実行されるべき情報および命令を記憶するためのメインメモリ706を含む。メインメモリ706は、さらに、プロセッサ704により実行されるべき命令の実行中に一時的な変数および他の中間情報を記憶することのために用いられてもよい。コンピュータシステム700は、さらに、バス702に結合されプロセッサ704のための静的情報および命令を記憶するためのリードオンリメモリ(ROM)708または他の静的記憶装置を含む。記憶装置710、たとえば磁気ディスクまたは光ディスクなどが設けられ、情報および命令を記憶するためにバス702に結合される。
Claims (16)
- 複数ノードシステムにおいてリソースを管理するための方法であって、
前記複数ノードシステムがマルチノードサーバにおけるサービスレベル取決めの違反を検出するステップを含み、前記マルチノードサーバは第1の組のノードを動作させるサーバインスタンスの組を含み、前記方法はさらに;
前記違反を検出することに応答して、前記複数ノードシステムが前記マルチノードサーバの別のサーバインスタンスのホストとなるよう前記第1の組のノードのメンバーではないノードを用いて前記違反を解消するかどうかを判断するステップと;
前記第1の組のノードのメンバーではないノードを用いることによって前記違反を解消するよう判断することに応答して、あるステップを実行することにより前記違反を解消するよう試みるステップとを含み、前記あるステップは:
前記複数ノードシステムが別のノードを発見して前記マルチノードサーバの第2のサーバインスタンスのホストとなるよう用いること、および
前記複数ノードシステムが前記他のノード上において前記マルチノードサーバの前記第2のサーバインスタンスを起動することを含む、方法。 - 前記他のノードを発見した後前記第2のサーバインスタンスを起動する前に、前記ノードは第3のサーバインスタンスのホストとなり;
前記違反を解消するよう試みるステップは前記サーバインスタンスを起動する前に前記第3のサーバインスタンスを遮断することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 別のノードを発見するステップはさらに:
前記第1の組のノードとは異なる別の組のノードがホストとなる別のマルチノードサーバに対応する候補の組を発生させること;および
ノードの割当解除を行なう前記候補の組から犠牲を選択することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - ステップは、さらに、ノードにおいてサーバインスタンスをクエースするよう志願するよう前記候補の組のうちのある候補に対応するマルチノードサーバに要求を送信することを含み;および
犠牲を選択することは、クエースを行なうようとの前記要求に応答して、クエースを行なうよう志願するようメッセージを送信する複数のマルチノードサーバのうちのある候補から犠牲を選択することを含む、請求項3に記載の方法。 - 要求をマルチノードサーバに送信するステップは要求を候補の組に同報通信することを含む、請求項4に記載の方法。
- 犠牲を複数のマルチノードサーバのうちのある候補から選択するステップは犠牲を1つ以上の要素に基づいて選択することを含み、前記1つ以上の要素は:
ユーザにより供給され、前記複数のマルチノードサーバのうちのある候補の優先順位を前記複数のマルチノードサーバの他の候補に対して示す優先順位データ;および
ノードにおいてサーバインスタンスをクエースすることに関連付けられるクエースコストのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。 - 前記違反を解消しようと試みるステップは:
要求を第2のマルチノードサーバに送信してサーバインスタンスに遮断に備えるようにすること;および
第2のマルチノードサーバから、あるサーバインスタンスが遮断の準備ができていることを示すメッセージを受取ることを含む、請求項2に記載の方法。 - サーバインスタンスが準備ができていることを示すメッセージは第2のサーバインスタンスおよびノードを識別するデータをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- リソースを複数ノードシステムにおいて管理するために用いられる方法であって:
第1のマルチノードサーバが前記複数ノードシステムの複数ノードにおいて動作するステップを含み、前記第1のマルチノードサーバは前記複数のノードにおいて動作する複数のサーバインスタンスを含み、前記方法はさらに;
前記第1のマルチノードサーバが、少なくとも1つのサーバインスタンスが解放されてもよいかどうかを確認するよう要求を受取るステップと;
前記要求を受取ったことに応答して、前記第1のマルチノードサーバが、少なくとももう1つ少ないサーバインスタンスを用いることがサービスレベル違反を引起すかどうかを判断するステップと;
前記第1のマルチノードサーバが、少なくとも1つのサーバがサービスレベル違反を引起さないと判断する場合には、複数のサーバインスタンスのうちの少なくとも1つのサーバインスタンスは解放されてもよいことを示すメッセージを送信するステップとを含む、方法。 - 少なくとももう1つ少ないサーバインスタンスを用いることがサービスレベル違反を引起すかどうかを判断することは、前記第1のマルチノードサーバにより実行されるタイプの作業に対するサービスレベル取決めに違反するであろかどうかを判断することを含む、請求項9に記載の方法。
- 実行されるタイプの作業に対するサービスレベル取決めはそのタイプの作業に割当てられるサーバインスタンスの濃度に基づく、請求項10に記載の方法。
- 少なくとももう1つ少ないサーバインスタンスを用いることがサービスレベル違反を引起すかどうかを判断することは、複数のノードの作業負荷を少なくとももう1つ少ないノードで吸収するのに十分な利用可能な未使用のCPU利用度があるかどうかを判断することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数ノードシステムは第2のマルチノードサーバを含む複数の他のマルチノードサーバを含み;
優先順位は前記複数の他のマルチノードサーバに関連付けられ;
前記第2のマルチノードサーバに対する別のサーバインスタンスに対する要求は少なくとも1つのサーバインスタンスが解放されてもよいかどうかを確認するよう要求を送信することを引起こし;
ステップは、さらに、少なくとも1つのサーバインスタンスが解放されてもよいことを示す前記メッセージを受取ったことに応答して、前記少なくとも1つのサーバインスタンスを、前記優先順位のより高いレベルに関連付けられるマルチノードサーバに割当てることを含み;および
前記優先順位のより高いレベルに関連付けられる前記マルチノードサーバは前記第2のマルチノードサーバであるかまたは前記複数の他のマルチノードサーバのうちの異なるマルチノードサーバである、請求項9に記載の方法。 - 複数ノードシステムにおいてリソースを管理するために用いられる方法であって:
マルチノードサーバが前記複数ノードシステムの複数ノードにおいて動作するステップを含み、前記マルチノードサーバは複数のノードにおいて動作する複数のサーバインスタンスを含み、前記方法はさらに;
前記マルチノードサーバが、少なくとも1つのサーバインスタンスが解放されてもよい
かどうかを確認するよう要求を受取るステップと;
前記要求を受取ったことに応答して、パフォーマンスの尺度に基づき、前記複数ノードサーバのクライアントに対し作業を実行することを停止する前記複数のサーバインスタンスのうちのある特定のサーバインスタンスを選択するステップと;
前記特定のサーバインスタンスに、前記クライアントに対する作業を実行することを止めさせるステップとを含む、方法。 - パフォーマンスの前記尺度はサーバインスタンスがあるノードのCPU利用度に基づく、請求項14に記載の方法。
- 特定のサーバインスタンスは前記マルチノードサーバのクライアントに対して確立されるセッションを有し;
ステップは、さらに、前記セッションが前記特定のサーバインスタンスから前記複数のサーバインスタンスのうちの別のサーバインスタンスに移動されるかどうかを判断することを含み;および
前記特定のサーバインスタンスに前記クライアントに対する作業を実行することを止めさせるステップは、前記セッションが前記特定のサーバインスタンスから移動されてもよいと判断される場合のみに実行される、請求項14に記載の方法。
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