JP2013532333A - サーバクラスター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クラスター内のサーバ間の負荷バランシングを可能にするサーバクラスターを説明する。クラスター内のサーバのうちの少なくとも一部は、複数の仮想サーバに分割され、各仮想サーバは、近隣サーバに関連付けられ、近隣サーバは、この仮想サーバのバックアップとして作用する。特定のサーバの各仮想サーバの近隣サーバは、仮想サーバとは異なる物理サーバの一部であり、物理サーバが使用不可の場合には、この物理サーバの仮想サーバの負荷は、いくつかの異なる物理サーバ間に分割され、それによっていずれかの特定の物理サーバが過負荷になる可能性を低減するようになっている。
【選択図】図2
Description
・サーバ群によって提供されるサービスの高利用可能性を低コストで達成すること。
・適度のメモリ要件による要求スケジューリングのための高速検索。
・デバイスの高利用率。
・高価なストレージエリアネットワーク(SAN)媒体及びネットワークが要求されないこと。
・必要なセッション複製が限定されること。
2.同じ物理サーバ内のあらゆる2つの仮想サーバ/ノード(ピア)に関して、これらの近隣は、異なる他の物理サーバ内に位置する。
3.いずれか1つの物理サーバに障害が生じた後でも、あらゆる仮想サーバ/ノードに関して、このノードの仮想サーバ及びこの近隣は、依然として異なる物理サーバ内に位置する。
4.2つの物理サーバが故障した場合には、あらゆる仮想サーバ/ノード(ピア)に関して、この仮想サーバ及びこの近隣は、異なる物理サーバによって提供される。
2.第2サーバ17の第1仮想サーバ23
3.第3サーバ18の第1仮想サーバ25
4.第2サーバ17の第2仮想サーバ24
5.第1サーバ16の第2仮想サーバ22
6.第3サーバ18の第2仮想サーバ26
2.仮想サーバ33が仮想サーバ31の近隣になるような仮想サーバ33。
3.仮想サーバ35が仮想サーバ33の近隣になるような仮想サーバ35。
4.仮想サーバ37が仮想サーバ35の近隣になるような仮想サーバ37。
5.仮想サーバ39が仮想サーバ37の近隣になるような仮想サーバ39。
6.仮想サーバ32が仮想サーバ39の近隣になるような仮想サーバ32。
7.仮想サーバ38が仮想サーバ32の近隣になるような仮想サーバ38。
8.仮想サーバ34が仮想サーバ38の近隣になるような仮想サーバ34。
9.仮想サーバ40が仮想サーバ34の近隣になるような仮想サーバ40。
10.仮想サーバ36が仮想サーバ40の近隣になり、仮想サーバ31が仮想サーバ36の近隣になるような仮想サーバ36。
・いずれかの物理サーバのN個の全ての仮想サーバに関して、これらのバックアップ近隣は、異なる他のm個の物理サーバに属する必要がある。
・いずれか1つの物理サーバに障害が生じた場合に、残りの物理サーバのいずれかのN個の仮想サーバに関して、バックアップ近隣は、異なる他のm個の物理サーバに属する必要がある。
・いずれか1つの物理サーバに障害が生じた場合に、いずれかの残りの物理サーバのN個の仮想サーバに関して、これらのバックアップ近隣は、異なる他のm−1個の物理サーバに属する必要がある。従って、同じ物理サーバをバックアップ近隣として共有することができる1物理サーバの2つの仮想サーバが存在する。
2.1からmのあらゆる値xに関して、セット{b|b=next(a),a=x}内に相互に等しい2つの数字がない。
3.いずれか同じ値(1からm)のk個の数字が円から削除される場合、円内に残された数字は依然として要件1)を満たす必要がある。
4.これらの数字は、(数字によって分割される)円内のセグメントの長さが、できる限り相互に接近するように、できる限り均等に円内に配置する必要がある。
5.(値mの)新しいk個の数字が円に付加される場合、他の数字の位置は変わらず、新しい円内の数字は依然として上述の要件を満たす必要がある。
これは、m個の物理サーバが存在し、各物理サーバがk個のピアIDを有する状況を示している。
要件2)は、同じ物理サーバ内のあらゆる2仮想ノード(ピア)に関して、これらの第1後継が異なる他の物理サーバ内に位置することを意味する。
要件3)は、いずれか1つの物理サーバ障害後にも、あらゆる仮想ノード(ピア)に関して、自己及び自己の第1後継(ピア)が依然として異なる物理サーバ内に位置することを意味する。
要件4)は、ピアの担当する空間セグメントをセグメント長の点で異ならないように保とうとする。
要件5)は、他のピアの位置を移動しないように保ちながら、新しい物理サーバの付加をサポートするよう求める。
1.問題1の要件1)、2)、3)、4)、及び5)全てを満たす。
2.1からmのあらゆる値x、yに関して、X={b|b=next(a),a=x}及びY={b|b=next(a),a=y}を定義し、y∈Xの場合、
である。
3.k個の同じ値の数字の削除後に同じ値を有するk個の数字の別の群が削除される場合、円内に残された数字は依然として要件1)を満たす必要がある。
要件7)は、物理サーバAが物理サーバBのデータの一部をバックアップし、物理サーバBが物理サーバAのデータの一部をバックアップするような場合を除外することに注意する必要がある。要件8)は、2つの物理サーバが機能停止する場合でさえ、あらゆる仮想ノード(ピア)に関して、自己及び自己の第1後継が異なる物理サーバ内に位置することを保証することにも注意する必要がある。
1)α及びmが、相互に比較的原始的(素)であり、かつ
2)β及びmが、相互に比較的原始的(素)であり、かつ
3)
mが素数である特殊な場合、第1の問題は以下のように解決される。
に関しても
であり、
は、数字1,2,・・・m−1の完全置換である。これは、すなわち、kの最大がm−1であり、まずk=m−1と見なす。
この場合、以下のようになる。
結論:以下を立証することができる
1)
この場合、
2)
この場合、
3)問題1の要件を満たすために、Viには、Vm-i以外のいずれかの他のベクトルが(時計回りで)続くことができる。
4)問題1の要件を満たすことができるこれらのベクトルを配置するための様々な方法があり、例えば、以下の通りである。
この場合、
5)Vi及びVm-iの各共役の組から、ただ1つのみを選択し、また、問題1の付加的要件7)も満たすことができる。例えば、以下の通りである。
を得ることができる。
とすると、上述のm−1個のベクトルからt個のベクトルを選択して、一定の順序に従ってこれらを円に沿って配置することができる。
1)2もm−2もmの原始根でない場合、円に沿って以下のt個のベクトルを配置すると、問題2の要件を満たすことができる。
この場合、あらゆる数字が、ある意味でMOD演算であり、すなわち、これらは[1,m]の範囲にある。
2)2又はm−2がmの原始根である場合(m>7)、この原始根を用いて上述のようなベクトル
を生成し、以下のように偶奇性に基づいて円に沿ってt個のベクトルを配置すると、問題2の要件を満たすことができる。
3)m=7の場合には、V1、V4、V2を円に沿って配置すると、問題2の要件を満たすことができる。
m=5は小さすぎて、k>1の場合は問題2の要件を満たすことができないことに注意する必要がある。
である。
及び
は、共役であることを立証することができる。これで、
個の行ベクトルを有する。
1)いずれのベクトルViに関しても、唯一のベクトルVj(すなわち、
)が存在し、これは、円に沿って(時計回りに)Viの次のベクトルにはなり得ない。
2)いずれの
に関しても、ベクトルの以下の配置は、問題1の要件を満たす。
3)kの最大値は
である。
4)mが素の場合、
であり、i=1,2,3,...,m−1である。
}内には、
φ(m)/2個のベクトルが存在し、何らかの一定の順序によるこれらの配置が問題2の要件を満たすことができることを立証することができる。このベクトルセットのベクトルを選択する方法は、mの偶奇性に依存する。
・mが偶数:円に沿って(時計回りに)φ(m)/2ベクトルのいずれの順序も、問題2に関しては許容されることを立証することができる。
・mが奇数:φ(m)/2≧7の時には、問題2の要件を満たすφ(m)/2ベクトルの順序が存在することを立証することができる。しかし、ベクトルの順序を解決するための特定の方法は見出していない。ベクトルの実現可能な配置は、素数mの状況に基づいて数字を付加することによって達成することができ、これについて、次の節で説明する。
かつ(m−1)xm行列を定義する。
(m−1)xm行列の連続を以下のように定義する。
この場合の
(i=1,2,3,...,m)は、(m−1)次元の列ベクトルであり、
である。ここで、
を見出すことができる。実際に、
は、あらゆる要素に(j−1)mが付加される以外は、Vに同等の行列である。
行列(世代行列と呼ぶ)であるとして定義し、これを、本節のアルゴリズムに従って{
|
}の融合から生成する。
(
)は、(m−1)xm行列である。
なので、m+1から2m(mは素数)までの新しい数字を付加することは、行列
及び
を融合すると見なすことができる。手法は、以下のようになる。
1)2つの列
及び
の間に
を挿入する。この場合、以下の通りである。
2)行列
の末尾に
を保持する。
である。次に、
結論:以下を立証することができる
1)
(又は
又は
)の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1の要件を満たすことができ、t個の行ベクトル(例えば、行1、2、・・・、t)のある一定の配置は、問題2の要件を満たすことができる。
2)行列
に関してm+1から2mまでのいずれかの数字を削除後、残りの行列の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1の要件を満たすことができ、残りの行列のt個の行ベクトルのある一定の配置は、問題2の要件を満たすことができる。
3)所定のkに関して、
又はm+1から2mまでのいずれかの数字の削除後の残りの行列からk個の行を選択し、問題1及び問題2に関して上述した同様の方法でこれらを配置することができる。
2m+1から4m(mは素数)までの新しい数字を付加することは、行列
及び
を融合し、行列
及び
を融合すると見なすことができ、上記と同様の手法に従う。
及び
を融合する時に、
(又は
)の2つの列
及び
の間に
の
を挿入する。i+jが偶数の場合とi+jが奇数の場合とで以下のようになる。
及び
の融合も同様である。
・行列
の末尾に
を保持する。
結論:以下を立証することができる
1)
及び、
の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1及び問題2の要件を満たすことができる。
2)行列
に関して2m+1から4mまでのいずれかの数字を削除後、残りの行列の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1の要件を満たすことができ、t個の行ベクトル(例えば、行1、2、・・・、t)のある一定の配置は、問題2の要件を満たすことができる。
3)所定のkに関して、
又は2m+1から4mまでのいずれかの数字の削除後の残りの行列からk個の行を選択し、問題1及び問題2の上述の同様の方法でこれらを配置することができる。
までの数字の挿入
それは、
及び
の融合と見なすことができ、この場合、
である。上記と同様の手法が続く。
・2つの列
及び
の間の
に
を挿入し、
及び
は、行列
(又は
)内で近隣であり、i+jが偶数の場合とi+jが奇数の場合とで以下のようになる。
・行列
の末尾に
を保持する。
結論:
の場合に、以下を立証することができる
1)
・・・、
の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1及び問題2の要件、更により厳しい要件さえも満たすことができる。
2)行列
から、
から
までのいずれかの数字を削除後、残りの行列の全ての行ベクトルのある一定の配置は、問題1及び問題2の要件を満たすことができる。
3)所定のkに関して、
又は
から
までのいずれかの数字の削除後の残りの行列からk個の行を選択し、問題1及び問題2に関して上述した同様の方法でこれらを配置することができる。
の時に、数字0、1、・・・、mに関して有効な行列を得ていた場合、数字m+1の新しいk個の複製は発見的検索によって行列に挿入することができることを立証することができる。言い換えれば、各行ベクトル内には新しい数字m+1のための少なくとも1つの有効な位置があり、新しい数字の位置は、計算ではなく検索によって見出すことができる。従って、発見的検索は、
の時の別の手法である。
・段階1:素数mを見出す。この場合、m≦M。
・段階2:基本世代行列を生成する
・段階3:節0で説明するように行列を拡張する。
・段階4:世代行列において値≧Mの要素を削除する
12 スケジューラー
16 第1サーバ
21 第1仮想サーバ
22 第2仮想サーバ
Claims (17)
- 要求を受け取る段階と、
前記要求を転送するための第1仮想サーバを選択する段階であって、該第1仮想サーバが、複数のサーバのうちの1つによって提供され、該サーバのうちの少なくとも一部が、複数の仮想サーバを提供する前記選択する段階と、
前記第1仮想サーバが前記要求を受け取ることができない場合に該要求を該第1仮想サーバの近隣仮想サーバに転送する段階であって、該第1仮想サーバの該近隣仮想サーバが、該第1仮想サーバとは異なるサーバの一部である前記転送する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - サーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバのうちの2つの仮想サーバが、同じ他のサーバによって提供される近隣サーバを有し、あらゆる残りの仮想サーバの各々が、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 要求に関連付けられたセッション情報が、前記第1仮想サーバにかつ該第1仮想サーバの前記近隣サーバに送信されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 要求を受け取るための入力と、
前記要求を第1仮想サーバに転送するための出力であって、該第1仮想サーバが、複数のサーバのうちの1つによって提供され、該サーバのうちの少なくとも一部が、複数の仮想サーバを提供する前記出力と、
前記第1仮想サーバを選択するためのプロセッサであって、該第1仮想サーバの障害の場合に、該プロセッサが、該第1仮想サーバの近隣サーバを選択し、スケジューラーの出力が、前記要求を該近隣サーバに転送し、該第1仮想サーバの該近隣サーバが、該第1仮想サーバとは異なるサーバによって提供される仮想サーバである前記プロセッサと、
を含むことを特徴とする装置。 - 前記出力は、要求に関連付けられたセッション情報を前記第1仮想サーバにかつ該第1仮想サーバの前記近隣サーバに提供することを特徴とする請求項6に記載の装置。
- サーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の装置。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の装置。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバのうちの2つの仮想サーバが、同じ他のサーバによって提供される近隣サーバを有し、あらゆる残りの仮想サーバの各々が、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の装置。
- システムであって、
複数のサーバ、
を含み、
前記サーバのうちの少なくとも一部が、複数の仮想サーバを含み、
各仮想サーバが、近隣仮想サーバに関連付けられ、
各仮想サーバの前記近隣サーバは、異なる他のサーバの一部であり、
仮想サーバの前記近隣サーバは、そのサーバのバックアップとして作用する、
ことを特徴とするシステム。 - サーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバの各仮想サーバが、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のシステム。
- サーバが作動不能な場合に、残りのサーバのうちの2つの仮想サーバが、同じ他のサーバによって提供される近隣サーバを有し、あらゆる残りの仮想サーバの各々が、異なる他のサーバによって提供される近隣サーバを有することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のシステム。
- 要求を受け取るための入力と、
前記要求を第1仮想サーバに転送するための出力と、
前記第1仮想サーバを選択するためのプロセッサと、
を含むスケジューラー、
を更に含むことを特徴とする請求項11から請求項14のいずれか1項に記載のシステム。 - サーバであって、
複数の仮想サーバ、
を含み、
サーバが、複数のサーバを含むシステムの一部を形成し、
前記複数のサーバの少なくとも一部が、複数の仮想サーバを含み、
サーバが、各仮想サーバが近隣仮想サーバに関連付けられるようになっており、
各仮想サーバの前記近隣サーバは、異なるサーバの一部であり、
仮想サーバの前記近隣サーバは、そのサーバのバックアップとして作用する、
ことを特徴とするサーバ。 - 要求を受け取る手段と、
前記要求を転送するための第1仮想サーバを選択するための手段であって、該第1仮想サーバが、複数のサーバのうちの1つによって提供され、該サーバの少なくとも一部が、複数の仮想サーバを提供する前記選択するための手段と、
前記第1仮想サーバが前記要求を受け取ることができない場合に該要求を該第1仮想サーバの近隣仮想サーバに転送するための手段であって、該第1仮想サーバの該近隣仮想サーバが、該第1仮想サーバとは異なるサーバによって提供される前記転送するための手段と、
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
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