JP2014167713A - Information processing device, information processing system, information processing device management program and information processing device management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus, an information processing system, an information processing apparatus management program, and an information processing apparatus management method.
近年、クラウドコンピューティングの発展により、大量のサーバがデータセンターに配置され、サーバを複数台利用してサービスを提供する形態がとられている。このような形態において、ハードウェアリソースの柔軟な活用やサーバ集約などの観点から、1台の物理マシン上に複数台の仮想サーバを動作させる仮想化技術が採用されることがある。 In recent years, with the development of cloud computing, a large number of servers are arranged in a data center, and a service is provided by using a plurality of servers. In such a form, a virtualization technology for operating a plurality of virtual servers on one physical machine may be employed from the viewpoint of flexible utilization of hardware resources and server aggregation.
仮想化技術を採用したシステムでは、1つのデータセンター内に数千、数万台規模の仮想サーバが配備され、仮想サーバ同士が通信を行うことにより膨大な量の処理を実現している。仮想マシンは、必要に応じ短時間で生成や削除を行うことが可能であり、また、別の物理マシン上に移動することも可能である。 In a system employing virtualization technology, thousands or tens of thousands of virtual servers are arranged in one data center, and a huge amount of processing is realized by communication between virtual servers. A virtual machine can be created and deleted in a short time if necessary, and can be moved to another physical machine.
このように、仮想化環境において、1台の物理マシンのリソースは複数の仮想マシンによって共有されている。このような状況で、仮想マシンのリソースの使用率が物理マシンのリソースの限度を超過することが考えられる。その場合に、Central Processing Unit(CPU)やメモリ、トラフィックを基に各物理マシンに割当て可能な処理量の計算を行い、仮想マシンを物理マシンに再配置することで、物理的なリソースの最適化を行う従来技術がある。 Thus, in a virtual environment, the resources of one physical machine are shared by a plurality of virtual machines. In such a situation, it is conceivable that the resource usage rate of the virtual machine exceeds the resource limit of the physical machine. In that case, calculate the amount of processing that can be allocated to each physical machine based on the Central Processing Unit (CPU), memory, and traffic, and reallocate the virtual machine to the physical machine to optimize physical resources. There is a conventional technique for performing.
また、仮想マシンの再配置の技術として、仮想マシンの負荷情報から所定の相関関係を有する仮想マシンを抽出し、抽出した所定の相関関係を有する仮想マシン同士を同じ物理マシンに配置する従来技術がある。その他にも、仮想マシン毎の最大負荷を求めて、最大負荷の総計が物理マシンの性能の上限に収まるように再配置する従来技術がある。 Further, as a technique for rearranging virtual machines, there is a conventional technique for extracting virtual machines having a predetermined correlation from the load information of the virtual machines and arranging the extracted virtual machines having the predetermined correlation on the same physical machine. is there. In addition, there is a conventional technique in which the maximum load for each virtual machine is obtained and rearranged so that the total maximum load falls within the upper limit of the physical machine performance.
最近の仮想化環境では、1台の仮想マシンに1機能が割当てられていることが多い。これに対して、サービスの提供と言う観点では、複数の機能が連携することで1つのサービスが提供されることが一般的である。そのため、多くのシステムでは、複数の仮想マシンサーバが連携して1つのサービスを提供することが行われている。 In recent virtual environments, one function is often assigned to one virtual machine. On the other hand, from the viewpoint of service provision, it is common that a plurality of functions cooperate to provide one service. Therefore, in many systems, a plurality of virtual machine servers cooperate to provide one service.
このような状況で、単に物理マシンの処理量のみを考慮して仮想マシンを分散させた場合、同じサービスを提供する複数の仮想マシンが異なる物理マシンに配置されるおそれがある。この場合、同じ物理マシン内の仮想サーバが1つのサービスを提供する場合に比べて、物理マシン間の通信量が増えてしまうなど、ネットワークや物理マシンなどの負荷が増加し、システム全体の負荷が高くなってしまう。 In such a situation, when the virtual machines are distributed considering only the processing amount of the physical machines, a plurality of virtual machines providing the same service may be arranged in different physical machines. In this case, compared to the case where a virtual server in the same physical machine provides one service, the load on the network or physical machine increases, such as the amount of communication between physical machines increases. It will be high.
また、所定の相関関係を考慮して再配置する従来技術を用いても、負荷の平滑化を目的とした相関関係を有する仮想マシン同士が同じ物理マシンに配置されてしまい、通信量を減らすなどシステムの負荷を軽減することは困難である。また、仮想マシン毎の最大負荷を基に再配置を行う従来技術を用いても、仮想マシン間の通信量は考慮されておらず、システムの負荷を軽減することは困難である。 In addition, even if the conventional technique of rearranging in consideration of a predetermined correlation is used, virtual machines having a correlation for the purpose of load smoothing are placed in the same physical machine, reducing the amount of communication, etc. It is difficult to reduce the load on the system. Further, even if the conventional technology that performs rearrangement based on the maximum load for each virtual machine is used, the amount of communication between virtual machines is not considered, and it is difficult to reduce the load on the system.
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、システムの負荷の上昇を抑えた仮想マシンの負荷の平準化を行う情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法を提供することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above, and an information processing device, an information processing system, an information processing device management program, and an information processing device that perform load leveling of a virtual machine while suppressing an increase in system load The purpose is to provide a management method.
本願の開示する情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法は、一つの態様において、群作成部は、複数の仮想マシンのうち所定の関連性を有する前記仮想マシンをまとめて複数の仮想マシン群を作成する。平準化部は、各前記仮想マシン群の負荷を基に、組合せた仮想マシン群全体の時間毎の負荷が均一になるように前記仮想マシン群の組合せを決定する。割当部は、前記平準化部により決定された前記仮想マシン群の組合せ毎に前記仮想マシンを各物理マシンに割当てる。 In one aspect, an information processing apparatus, an information processing system, an information processing apparatus management program, and an information processing apparatus management method disclosed in the present application are such that a group creation unit has a predetermined relevance among a plurality of virtual machines. To create multiple virtual machine groups. The leveling unit determines the combination of the virtual machine groups based on the loads of the virtual machine groups so that the load of the combined virtual machine groups as a whole is uniform. The assigning unit assigns the virtual machine to each physical machine for each combination of the virtual machine groups determined by the leveling unit.
本願の開示する情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法の一つの態様によれば、システムの負荷の上昇を抑えた仮想マシンの負荷の平準化を行うことができるという効果を奏する。 According to one aspect of the information processing apparatus, the information processing system, the information processing apparatus management program, and the information processing apparatus management method disclosed in the present application, it is possible to level the load on the virtual machine while suppressing an increase in the system load. There is an effect that can be done.
以下に、本願の開示する情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する情報処理装置、情報処理システム、情報処理装置管理プログラム及び情報処理装置管理方法が限定されるものではない。 Embodiments of an information processing apparatus, an information processing system, an information processing apparatus management program, and an information processing apparatus management method disclosed in the present application will be described below in detail with reference to the drawings. The information processing apparatus, the information processing system, the information processing apparatus management program, and the information processing apparatus management method disclosed in the present application are not limited by the following embodiments.
図1は、実施例に係る情報処理システムの概略構成図である。また、図2は、実施例に係る情報処理システムのソフトウェア構成を表す概略図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an information processing system according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a software configuration of the information processing system according to the embodiment.
図1に示すように、本実施例に係る情報処理システムは、複数の物理マシン3を有している。物理マシン3とは、機械としての実態を有する情報処理装置であり、物理的なサーバなどである。
As illustrated in FIG. 1, the information processing system according to the present embodiment includes a plurality of
各物理マシン3は、仮想マシン4を有している。仮想マシン4は、仮想的な情報処理装置であり、仮想サーバなどである。図1では、仮想マシン4が、各物理マシン3に2つずつ搭載されているが、1台の物理マシン3に搭載される仮想マシン4の数に特に制限は無い。
Each
さらに、各物理マシン3は、スイッチ2に接続されている。スイッチ2は、情報システム内に複数台配置されネットワークを構成している。そして、各物理マシン3は、スイッチ2が構成するネットワークを介して物理マシン3同士で通信を行うことができる。
Further, each
また、管理サーバ1は、ネットワークを構成するスイッチ2のいずれかに接続されている。管理サーバ1は、スイッチ2が構成するネットワークを介して全ての物理マシン3と通信を行うことができる。図1における破線は、管理サーバ1が、ネットワークを介してスイッチ2を監視し、物理マシン3同士の間での通信状態を監視していることを表している。また、一点鎖線は、管理サーバ1が、ネットワークを介して各物理マシンのシステムの状態を監視していることを表している。また、二点差線は、管理サーバ1が、ネットワークを介して仮想マシン4のリソースを監視していることを表している。
The
さらに、図2を参照して、管理サーバ1及び物理マシン3の具体的なソフトウェア構成について説明する。
Further, specific software configurations of the
物理マシン3は、ハイパーバイザー31を有する。ハイパーバイザー31は、仮想マシンを実現するための制御プログラムである。ハイパーバイザー31は、ホストOperation System(OS)上でミドルウェアとして動作しても良いし、ハードウェア上で直接動作しても良い。
The
ハイパーバイザー31は、負荷計測部301及び情報格納部302を有する。負荷計測部301及び情報格納部302については後で詳細に説明する。
The
さらに、仮想マシン4は、ハイパーバイザー31上で動作する。仮想マシン4は、仮想OS41及びアプリ42を有している。
Furthermore, the
仮想OS41は、仮想マシン4上で動作する仮想のOSであり、仮想マシン4の動作を統括制御する。
The
アプリ42は、仮想OS上で動作する。アプリ42は、例えばウェブサーバ機能やデータベースサーバ機能といった情報システムが利用者にサービスとして提供する各種機能を実現するための処理を行う。
The
また、物理マシン3は、ネットワークインタフェース32及び33を有している。ネットワークインタフェース32は、管理用のネットワークに接続されている。ネットワークインタフェース33は、他の物理マシン3とのデータの送受信を行うネットワークに接続されている。ここで、図1では、データの送受信用と管理用とでネットワークを分けずに示しているが、実際には、セキュリティやネットワーク負荷などの観点から、図2のようにデータの送受信用と管理用とでネットワークを分けることが好ましい。また、図2の管理用のネットワークでは、スイッチを省いて記載しているが、管理用のネットワークにもスイッチやルータなどの通信機器が用いられてもよい。
The
スイッチ2は、物理マシン3のネットワークインタフェース33と接続されている。また、スイッチ2は、管理サーバ1のネットワークインタフェース13と接続されている。
The
管理サーバ1は、ネットワークインタフェース12及びネットワークインタフェース13を有している。
The
ネットワークインタフェース12は、管理用のネットワークに接続されている。管理サーバ1は、ネットワークインタフェース12を用いて各物理マシン3及び仮想マシン4の監視や制御を行う。
The
ネットワークインタフェース13は、データの送受信用のネットワークにスイッチ2を介して接続されている。管理サーバ1は、ネットワークインタフェース13を用いて、物理マシン3同士の通信状態などを取得する。
The
さらに、管理サーバ1では、OS11が動作している。そして、OS11上で、本実施例の各機能を実現するための各部が動作している。例えば、OS11上では、ネットワーク監視部101、仮想マシン群管理部102、物理リソース監視部103、仮想リソース監視部104、移行制御部105及び移行実施部106が動作している。これらの各部については次に詳細に説明する。
Furthermore, in the
図3は、実施例に係る情報処理システムのブロック図である。図3では、説明の都合上、物理マシン3及びスイッチ2を1つずつのみ記載している。
FIG. 3 is a block diagram of the information processing system according to the embodiment. In FIG. 3, only one
物理マシン3及び物理マシン3上で動作する仮想マシン4について説明する。
The
負荷計測部301は、物理マシン3に搭載されているCPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率を所定時間毎に計測する。本実施例では、負荷計測部301は、1時間ごとに各使用率の計測を実行する。そして、負荷計測部301は、計測結果を情報格納部302に格納する。
The
また、負荷計測部301は、計測したCPU、メモリ及びネットワークの使用率の中で、各仮想マシン4が使用しているCPU、メモリ及びネットワークの使用率を、それぞれの仮想マシン4の情報格納部43に送信する。
The
情報格納部302は、物理マシン3のCPU、メモリ及びネットワークの情報を格納する。例えば、情報格納部302は、CPUの情報として、CPUコアの数及びクロック数などを格納する。また、例えば、情報格納部302は、メモリの情報として、メモリの容量などを格納する。また、例えば、情報格納部302は、ネットワークの情報として、回線速度などを格納する。
The
さらに、情報格納部302は、負荷計測部301から送られてくるCPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率の計測結果を計測順に格納する。
Furthermore, the
仮想マシン4は、情報格納部43を有している。仮想マシン4は、予め使用する物理的なリソースとして、CPU、メモリ及びネットワーク帯域などが割当てられている。仮想マシン4は、割り当てられた物理的なリソースを用いて処理を実行する。
The
情報格納部43は、当該情報格納部43を有する仮想マシン4に割当てられているCPU、メモリ及びネットワークの情報を格納する。
The
さらに、情報格納部43は、負荷計測部301から送られてくる当該情報格納部43を有する仮想マシン4に割り当てられているCPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率の計測結果を計測順に格納する。
Furthermore, the
次に、管理サーバ1について説明する。
Next, the
物理リソース監視部103は、各物理マシン3のCPU、メモリ及びネットワークの情報を各物理マシン3の情報格納部302から取得する。さらに、物理リソース監視部103は、物理マシン3のCPU、メモリ及びネットワーク帯域の構成が変更された場合、CPU、メモリ及びネットワークの情報を当該物理マシン3の情報格納部302から再取得する。
The physical
物理リソース監視部103は、取得した情報から各物理マシン3のCPUのコア数及びクロック数、メモリ容量、並びに、回線速度を抽出する。そして、物理リソース監視部103は、抽出した情報と各物理マシン3とを対応させて物理リソース表113を作成し、作成した物理リソース表113を記憶部110に格納する。
The physical
図4は、物理リソース表の一例を示す図である。図4に示すように、物理リソース表113は、物理マシン3毎に、物理マシン名に対応させて、その物理マシン3に搭載されているCPUのコア数及びクロック数、メモリ容量、並びに、回線速度が登録されている。以下では、第i物理マシンのCPUコア数を「cci」、クロック数を「cli」、メモリ容量を「mci」、及び回線速度を「nsi」として表す場合がある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a physical resource table. As shown in FIG. 4, the physical resource table 113 includes, for each
また、物理リソース監視部103は、定期的に各物理マシン3の情報格納部302にアクセスし、CPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率の計測結果を取得する。この場合、物理リソース監視部103が情報格納部302にアクセスする間隔は、各物理マシン3の負荷の変化に適切に対応するためは、物理マシン3の負荷計測部301により使用率が計測されるタイミングと同期することが好ましい。ただし、物理マシン3の負荷の変化への対応に有る程度の許容時間が認められるなら、その許容時間に合わせて、物理リソース監視部103が情報格納部302にアクセスする間隔を延ばしてもよい。
In addition, the physical
そして、物理リソース監視部103は、物理マシンのリソースが不足すると、仮想マシン4の再配置を移行制御部105に指示する。本実施例では、物理リソース監視部103は、CPU、メモリ又はネットワーク帯域の使用率が予め決められた値を超えた場合、仮想マシン4の再配置を移行制御部105に指示する。
The physical
仮想リソース監視部104は、各仮想マシン4に割り当てられているCPU、メモリ及びネットワークの情報を各仮想マシン4の情報格納部43から取得する。また、仮想マシン4のCPU、メモリ及びネットワーク帯域の構成が変更された場合、仮想リソース監視部104は、CPU、メモリ及びネットワークの情報を当該仮想マシン4の情報格納部43から再取得する。
The virtual
さらに、仮想リソース監視部104は、定期的に各仮想マシン4の情報格納部43にアクセスし、CPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率の計測結果を取得する。ここで、仮想リソース監視部104が情報格納部43にアクセスする間隔は、各仮想マシン4の負荷の変化に適切に対応するためには、負荷計測部301により使用率が計測されるタイミングと同期することが好ましい。ただし、仮想マシン4の負荷の変化への対応に有る程度の許容時間が認められるのであれば、その許容時間に合わせて、仮想リソース監視部104が情報格納部43にアクセスする間隔を延ばしてもよい。
Furthermore, the virtual
そして、仮想リソース監視部104は、各仮想マシン4と当該仮想マシン4に割当てられているCPUのコア数及びクロック数、メモリ容量、並びに、回線速度を対応させて仮想リソース表114を作成する。さらに、仮想リソース監視部104は、作成した仮想リソース表114における各仮想マシン4に対応させて、各時刻におけるCPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率を登録する。その後、仮想リソース監視部104は、作成した仮想リソース表114を記憶部110に格納する。
Then, the virtual
図5は、仮想リソース表の一例を示す図である。図5に示すように、仮想リソース表114は、仮想マシン4毎に、仮想マシン名に対応させて、その仮想マシン4に搭載されているCPUのコア数及びクロック数、メモリ容量、回線速度、CPU使用率、メモリ使用率、並びに、ネットワーク帯域使用率が登録されている。以下では、第s仮想マシンのCPUコア数を「ccs」、クロック数を「cls」、メモリ容量を「mcs」、及び回線速度を「nss」として表す場合がある。また、第s仮想マシンにおけるCPU使用率を「cusj」、メモリ使用率を「musj」、ネットワーク使用率を「nusj」として表す場合がある。ここで、「j」は時刻を表している。図5では、使用率として現在の使用率のみを記載しているが、実際には、過去の使用率も時刻毎に格納されている。ただし、本実施例では24時間前までの使用率を利用するので、仮想リソース監視部104は、仮想リソース表114に現在から24時間前までの各時刻の使用率を登録している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a virtual resource table. As illustrated in FIG. 5, the virtual resource table 114 includes, for each
ネットワーク監視部101は、スイッチ2において転送されるデータを監視する。そして、ネットワーク監視部101は、転送される各データの通信元及び通信先の仮想マシン4の情報を取得する。ここで、ネットワーク監視部101は、同一の物理マシン3内に配置された仮想マシン4同士の通信が発生した場合のデータの通信元及び通信先の仮想マシン4の情報も、スイッチ2経由で取得する。
The
ネットワーク監視部101は、取得した仮想マシン4の間の通信における通信元の仮想マシン4の情報と通信先の仮想マシン4の情報とを対応付けて仮想マシン通信表111を作成する。そして、ネットワーク監視部101は、作成した仮想マシン通信表111を記憶部110に格納する。
The
ここで、例えば、図6に示すような構成の場合で説明する。図6は、物理マシンに配置された仮想マシンの一例を示す図である。 Here, for example, the case of a configuration as shown in FIG. 6 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a virtual machine arranged in a physical machine.
図6では、物理マシン3A〜3Fの6台の物理マシンが配置されている。そして、物理マシン3Aに、仮想マシン#1及び#2が搭載されている。また、物理マシン3Bに、仮想マシン#3が配置されている。また、物理マシン3Dに、仮想マシン#4が配置されている。また、物理マシン3Eに、仮想マシン#5及び#6が配置されている。
In FIG. 6, six physical machines 3A to 3F are arranged. Then,
図6の状態で、ネットワーク監視部101は、仮想マシン#1〜#6のそれぞれの間の通信を監視し、仮想マシン#1〜#6の間の通信における通信元と通信先の情報を取得する。そして、ネットワーク監視部101は、取得した通信元と通信先の情報を用いて、図7に示す、仮想マシン通信表111を作成し記憶部110へ格納する。図7は、仮想マシン通信表の一例の図である。
In the state of FIG. 6, the
図7に示すように、仮想マシン通信表111は、仮想マシン#1〜#6のそれぞれを通信元とする通信においてどの仮想マシン4が通信先となったかを表示している。例えば、仮想マシン#1を通信元とする通信では、仮想マシン#4及び#5が通信先とされている。
As illustrated in FIG. 7, the virtual machine communication table 111 displays which
また、ネットワーク監視部101は、ネットワークトラフィックの負荷を監視している。そして、ネットワークワークトラフィックの負荷が予め決められた閾値を超えた場合、ネットワーク監視部101は、仮想マシン4の再配置を移行制御部105へ指示する。
Further, the
図3に戻って説明を続ける。仮想マシン群管理部102は、記憶部110に格納されている仮想マシン通信表111を用いて、通信の送信先と送信元となった仮想マシン4を組み合わせて仮想マシン群を作成する。そして、仮想マシン群管理部102は、作成した仮想マシン群を表す仮想マシン群表112を作成して、記憶部110へ格納する。この仮想マシン群管理部102が、「群作成部」の一例にあたる。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. The virtual machine
例えば、図6の構成で、図7の仮想マシン通信表111がネットワーク監視部101により作成された場合、仮想マシン群管理部102は、通信元である仮想マシン#1と通信先である仮想マシン#4及び#5を組み合わせる。さらに、仮想マシン群管理部102は、仮想マシン#1,#4及び#5と通信する他のマシンが無いかを検出する。通信を行う他のマシンがない場合には、仮想マシン群管理部102は、仮想マシン#1,#4及び#5を1つの仮想マシン群とする。これに対して、通信を行う他のマシンが有る場合、仮想マシン群管理部102は、そのマシンを仮想マシン#1,#4及び#5と組み合わせる。このようにして、仮想マシン群管理部102は、通信が発生する仮想マシン4の全ての組を組み合わせて一つの群を作成する。本実施例では、仮想マシン群管理部102は、仮想マシン#1,#4及び#5により1つの仮想マシン群であるA群を作成する。
For example, in the configuration of FIG. 6, when the virtual machine communication table 111 of FIG. 7 is created by the
同様に、仮想マシン群管理部102は、全ての仮想マシン#1〜#6がいずれかの群に属するようになるまで、群を作成する。そして、仮想マシン群管理部102は、図8に示す仮想マシン群表112を作成し記憶部110へ格納する。図8は、仮想マシン群表の一例の図である。ここでは、仮想マシン群管理部102は、仮想マシン群としてA群、B群及びC群を生成する。A群には、仮想マシン#1,#4及び#5が含まれる。また、B群には、仮想マシン#2が含まれる。また、C群には、仮想マシン#3及び#6が含まれる。
Similarly, the virtual machine
ここで、本実施例では、仮想マシン群管理部102が通信状態を確認して、通信を行っている仮想マシン4同士を組み合わせて仮想マシン群を作成しているが、仮想マシン群の作成方法はこれに限らない。例えば、情報処理システムの管理者が、1つのサービスを提供する仮想マシン4をまとめて仮想マシン群として予め登録しておいてもよい。また、情報処理システムの管理者が、同じVLAN(Virtual Local Area Network)の識別情報を有する仮想マシン4をまとめて仮想マシン群として予め登録しておいてもよい。
Here, in this embodiment, the virtual machine
図3に戻って説明を続ける。移行制御部105は、ネットワークトラフィックの負荷が閾値を超えた場合、仮想マシン4の再配置実行の指示をネットワーク監視部101から受ける。また、移行制御部105は、物理マシンのリソースが不足した場合、例えば、CPU、メモリ又はネットワーク帯域などの使用率が閾値を超えた場合、仮想マシン4の再配置実行の指示を物理リソース監視部103から受ける。移行制御部105は、仮想マシン4の再配置実行の指示を受けると、以下の処理を行う。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. The
移行制御部105は、各物理マシン3のCPUコア数、クロック数、メモリ容量、回線速度を物理リソース表113から取得する。
The
次に、移行制御部105は、次の数式(1)を用いて各物理マシン3の許容量を算出する。ここで、許容量とは、搭載された仮想マシン4による負荷に対して、どのくらいの負荷まで耐えられるかを表す値である。数式(1)は、第i物理マシンの負荷度yi(i=1,2,・・・,n)を算出するための式である。
Next, the
ここで、kαはCPUの重み付けであり、kβはメモリの重み付けであり、kγはネットワークの重み付けである。本実施例では、各リソースの負荷全体に対する評価を一致させるため、以下の数式(2)〜(4)のように重み付けを行う。 Here, k α is a CPU weight, k β is a memory weight, and k γ is a network weight. In the present embodiment, weighting is performed as in the following mathematical formulas (2) to (4) in order to match evaluations for the entire load of each resource.
数式(2)〜(4)は、各リソースの能力を数値として足し合わせ全体のリソースの能力を求め、全体のリソースの能力と各リソースの比を求めることで、全体のリソースに対して各リソースがどの程度の影響を有するかを表す式となっている。 The formulas (2) to (4) are obtained by adding the capabilities of each resource as a numerical value to obtain the overall resource capability, and by determining the overall resource capability and the ratio of each resource, This is a formula that expresses how much influence has.
例えば、図4の物理リソース表113及び図5の仮想リソース表114を用いた場合、kα=6.67・・・≒6、kβ=1.18・・・≒1、kγ=194.47・・・≒194となる。 For example, when the physical resource table 113 in FIG. 4 and the virtual resource table 114 in FIG. 5 are used, k α = 6.67... ≈6, k β = 1.18... ≈1, k γ = 194 .47... ≈194.
さらに、移行制御部105は、各仮想マシン4のCPUコア数、クロック数、メモリ容量、回線速度、CPU使用率、メモリ使用率及びネットワーク帯域使用率を仮想リソース表114から取得する。ここで、本実施例では、移行制御部105は、CPU使用率、メモリ使用率及びネットワーク帯域使用率は、最も新しい使用率から24時間前の使用率までの各時刻の使用率を取得する。
Further, the
次に、移行制御部105は、次の数式(5)を用いて各仮想マシン4の各時刻における負荷度を算出する。数式1は、第S仮想マシンの負荷度xsj(s=1,2,・・・N)を算出するための式である。本実施例では1時間に1回使用率を計算しているので、jは、1〜24のいずれかである。
Next, the
例えば、図4の物理リソース表113を用いて図4における第1物理マシンの許容量y1を算出する場合を説明する。この場合、y1=6*6*3+1*96+194*0.1となる。したがって、移行制御部105は、図4における第1物理マシンの許容量y1を、y1≒223と算出する。
For example, the case where the allowable amount y1 of the first physical machine in FIG. 4 is calculated using the physical resource table 113 in FIG. 4 will be described. In this case, y 1 = 6 * 6 * 3 + 1 * 96 + 194 * 0.1. Therefore, the
また、例えば、図5の仮想リソース表114を用いて図5における第1仮想マシンの負荷度x1を算出する場合を説明する。この場合、図4のタイミングでの負荷度は、x1=6*1*1*0.8+1*2*0.6+194*0.1*0.8となる。したがって、移行制御部105は、図5における第1仮想マシンの許容量x1を、x1≒21と算出する。
Further, for example, a case where the load degree x1 of the first virtual machine in FIG. 5 is calculated using the virtual resource table 114 in FIG. 5 will be described. In this case, the load degree at the timing of FIG. 4 is x 1 = 6 * 1 * 1 * 0.8 + 1 * 2 * 0.6 + 194 * 0.1 * 0.8. Therefore, the
以上のようにして、移行制御部105は、各物理マシン3の許容量を求める。また、移行制御部105は、各仮想マシン4の時間毎の負荷度を求める。
As described above, the
次に、移行制御部105は、記憶部110に格納されている仮想マシン群表112から各仮想マシン群に含まれる仮想マシン4の情報を取得する。そして、移行制御部105は、仮想マシン群毎に、算出した各仮想マシン4の時間毎の負荷度の中からその群に含まれる各仮想マシン4の時間毎の負荷度を取得する。そして、移行制御部105は、各仮想マシン群に含まれる仮想マシン4の時間毎の負荷度を合算し、各仮想マシン群の負荷総計を算出する。
Next, the
例えば、図6のような構成で、図8のような仮想マシン群表112が仮想マシン群管理部102によって作成された場合で説明する。ここでは、図9を参照して、A群の負荷総計の算出を例に説明する。図9は、A群の負荷総計の算出を説明するための図である。図9のグラフ501〜503及び511は、横軸で時間を表し、縦軸で負荷を表している。この場合、移行制御部105は、仮想リソース表114の値及び数式(5)を用いて、A群に含まれる仮想マシン#1,#4及び#5の時間毎の負荷度を求める。
For example, the case where the virtual machine group table 112 as shown in FIG. 8 is created by the virtual machine
例えば、移行制御部105は、仮想マシン#1の時間毎の負荷度として、図9のグラフ501で表される負荷度を取得する。また、移行制御部105は、仮想マシン#4の時間毎の負荷度として、図9のグラフ502で表される負荷度を取得する。また、移行制御部105は、仮想マシン#5の時間毎の負荷度として、図9のグラフ503で表される負荷度を取得する。
For example, the
そして、移行制御部105は、A群に属する仮想マシン#1,#4及び#5の時間毎の負荷度を時間毎に足し合わせて、グラフ511で表されるA群の負荷総計ZAを求める。
The
続いて、移行制御部105は、図10のグラフ512で表されるB群の負荷総計ZB及びグラフ513で表されるC群の負荷総計ZCを算出する。図10は、各仮想マシン群の負荷総計を表す図である。図10のグラフ511〜521は、横軸で時刻を表し、縦軸で負荷を表している。
Subsequently, the
その後、移行制御部105は、各仮想マシン群の間の相関係数を次の数式(6)を用いて求める。数式6は、A群とB群との相関係数を表す式である。
Thereafter, the
ここで、小文字の「z」は、相加平均を表している。 Here, the lowercase letter “z” represents an arithmetic mean.
仮想マシン群であるA群〜C群が図10のような負荷総計を有している場合、図11に示すように、各仮想マシン群間の相関係数が求められる。図11は、仮想マシン群間の相関係数の一例を示す図である。 When group A to group C, which are virtual machine groups, have load totals as shown in FIG. 10, correlation coefficients between the virtual machine groups are obtained as shown in FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a correlation coefficient between virtual machine groups.
移行制御部105は、求めた相関係数から、負の相関が高い仮想マシン群の組合せを抽出する。相関係数は、正の値の絶対値が大きくなるほど負の相関は低くなり、負の値の絶対値が大きくなるほど負の相関が高くなる。そこで、移行制御部105は、求めた相関係数の中で最も絶対値の大きい負の値を特定し、その特定した値の相関関係を有する仮想マシン群の組合せを抽出する。例えば、図11のように各仮想マシン群間の相関係数が求まった場合、欄601及び602の「−0.4」が最も絶対値が大きい負の値である。そこで、移行制御部105は、欄601及び602の相関係数を有する仮想マシン群の組合せとして、A群とB群の組合せを抽出する。
The
そして、移行制御部105は、負の相関が高い仮想マシン4の組合せを新たな仮想マシン群として再形成する。例えば、移行制御部105は、A群とB群を組み合わせて新たなA+B群を作成し、C群はそのままとする。
Then, the
ここで、仮想マシン群の数が物理マシンの数よりも多い場合、移行制御部105は、新たな仮想マシン群の負荷総計を用いて、再度仮想マシン群間の相関係数を求め、負の相関が高い仮想マシン群同士を組み合わせて新たな仮想マシン群を作成する。
Here, when the number of virtual machine groups is larger than the number of physical machines, the
移行制御部105は、仮想マシン群の数が物理マシンの数以下になった時点で、各仮想マシン群の負荷総計を求める。そして、移行制御部105は、算出した各物理マシン3の許容量に収まるように、仮想マシン群の物理マシン3への配置を決定する。ここで、移行制御部105は、同じ仮想マシン群に属する仮想マシン4はなるべく同じ物理マシン3に配置されるように配置を決定する。そして、同じ仮想マシン群に属する仮想マシン4が1台の物理マシン3に搭載できない場合、移行制御部105は、許容量に余裕のある物理マシン3に余った仮想マシン4を配置する。
The
移行制御部105は、物理マシン3への各仮想マシン4の配置を決定すると、決定した物理マシン3への各仮想マシン4の配置を移行実施部106に通知する。この移行制御部105が、「平準化部」の一例にあたる。
When the
ここで、本実施例では、移行制御部105は、ネットワークトラフィックの負荷の超過及び物理マシン3のリソースの不足をトリガとして、仮想マシン4の再配置を行っているが、再配置のタイミングはこれに限らない。例えば、移行制御部105は、1月や1年など予め決められた期間で定期的に再配置を行ってもよい。また、移行制御部105は、情報システムの構成の変更が発生した場合に再配置を行ってもよい。
Here, in this embodiment, the
また、本実施例では、移行制御部105は、仮想マシン4の負荷情報として24時間のうちの1時間毎の負荷情報を用いて仮想マシン4の配置を決定したが、利用する負荷情報の期間や間隔はこれに限らない。例えば、移行制御部105は、1年間又は1時間の間の負荷情報を用いて仮想マシン4の配置を決定してもよい。また、移行制御部105は、30分毎の負荷情報を用いて仮想マシン4の配置を決定してもよい。ただし、移行制御部105が利用する負荷情報の間隔に合わせて、物理マシン3の負荷計測部301は使用率の計測を行い、仮想リソース監視部104は計測結果を取得することが好ましい。
In this embodiment, the
移行実施部106は、物理マシン3への各仮想マシン4の配置の通知を移行制御部105から受信する。そして、移行実施部106は、仮想マシン4に対してマイグレーションを行い、移行制御部105により指定された物理マシン3に各仮想マシン4を再配置する。この移行実施部106が、「割当部」の一例にあたる。
The
次に、図12を参照して、本実施例に係る情報処理システムにおける仮想マシン4の再配置の処理を説明する。図12は、実施例に係る情報処理システムにおける仮想マシンの再配置の処理のフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 12, the rearrangement process of the
ネットワーク監視部101は、仮想マシン4の間の通信状態をスイッチ2から取得する(ステップS1)。
The
そして、ネットワーク監視部101は、取得した通信状態から仮想マシン4の間の通信における通信元及び通信先の情報を取得する。次に、ネットワーク監視部101は、仮想マシン4の間の通信の通信元と通信先との関係を表す仮想マシン通信表111を作成する(ステップS2)。ネットワーク監視部101は、作成した仮想マシン通信表111を記憶部110へ格納する。
Then, the
仮想マシン群管理部102は、仮想マシン通信表111に記載されている通信元及び通信先の情報から、通信を行う仮想マシン4を組み合わせて仮想マシン群を作成する。そして、仮想マシン群管理部102は、各仮想マシン群に属する仮想マシン4を表す仮想マシン群表112を作成する(ステップS3)。仮想マシン群管理部102は、作成した仮想マシン群表112を記憶部110へ格納する。
The virtual machine
物理リソース監視部103は、物理マシン3の性能を表すCPU、メモリ及びネットワークの情報を物理マシン3の情報格納部302から取得する。また、仮想リソース監視部104は、仮想マシン4の性能を表す仮想マシン4に割り当てられたCPU、メモリ及びネットワークの情報を仮想マシン4の情報格納部43から取得する(ステップS4)。
The physical
物理リソース監視部103は、取得した情報からCPUコア数及びクロック数、メモリ容量、並びに、回線速度の情報を抽出し、物理リソース表113を作成する。そして、物理リソース監視部103は、物理リソース表113を記憶部110に格納する。また、仮想リソース監視部104は、取得した情報から仮想マシン4に割り当てられているCPUコア数及びクロック数、メモリ容量並びに回線速度を抽出し、仮想リソース表114を作成する。そして、仮想リソース監視部104は、仮想リソース表114を記憶部110に格納する(ステップS5)。
The physical
次に、仮想リソース監視部104は、所定時間毎に仮想マシン4に割当てられたCPU、メモリ及びネットワーク帯域の使用率を仮想マシン4の情報格納部43から取得する(ステップS6)。
Next, the virtual
そして、仮想リソース監視部104は、時間毎のCPUの使用率、メモリの使用率及びネットワーク帯域使用率を用いて仮想リソース表114を更新する(ステップS7)。
Then, the virtual
移行制御部105は、ネットワーク監視部101又は物理リソース監視部103から仮想マシン4の再配置の指示を受けたか否かを判定する(ステップS8)。ネットワーク監視部101は、ネットワークトラフィックの負荷が閾値を超えた場合に、仮想マシン4の再配置の指示を移行制御部105へ通知する。また、物理リソース監視部103は、物理リソースが不足した場合に、仮想マシン4の再配置の指示を移行制御部105へ通知する。再配置の指示がない場合(ステップS8:否定)、移行制御部105は、ステップS6へ戻る。
The
これに対して、再配置の指示があった場合(ステップS8:肯定)、移行制御部105は、物理リソース表113の情報及び数式(1)を用いて各物理マシン3の許容量を算出する(ステップS9)。
On the other hand, when there is an instruction for rearrangement (step S8: affirmative), the
次に、移行制御部105は、仮想リソース表114の情報及び数式(5)を用いて各仮想マシン4の負荷総計を算出する(ステップS10)。
Next, the
次に、移行制御部105は、算出した負荷総計及び数式(6)を用いて、仮想マシン群間の相関係数を算出する(ステップS11)。
Next, the
そして、移行制御部105は、負の相関が高い仮想マシン群を組合せて新たな仮想マシン群を作成する(ステップS12)。
Then, the
移行制御部105は、仮想マシン群の数が物理マシン3の数以下であるか否かを判定する(ステップS13)。仮想マシン群の数が物理マシン3の数より多い場合(ステップS13:否定)、移行制御部105は、ステップS10へ戻る。
The
これに対して、仮想マシン群の数が物理マシン3の数以上の場合(ステップS13:肯定)、移行制御部105は、作成した各仮想マシン群の負荷総計が物理マシンの許容量内に納まるように仮想マシン4の物理マシン3への配置を決定する。そして、移行制御部105は、決定した仮想マシン4の物理マシン3への配置を移行実施部106へ通知する。移行実施部106は、移行制御部105から通知された仮想マシン4の配置となるように、仮想マシン4のマイグレーションを行い、仮想マシン4を再配置する(ステップS14)。
On the other hand, when the number of virtual machine groups is equal to or greater than the number of physical machines 3 (step S13: Yes), the
図13は、実施例に係る管理サーバによる負荷の平準化の効果を説明するための図である。 FIG. 13 is a diagram for explaining the effect of load leveling by the management server according to the embodiment.
ここでは、例えば、情報処理システム内に物理マシン311〜313が配置されている場合で説明する。そして、図13の各物理マシン311〜313の中に記載されている枠は仮想マシン4を表し、枠内の数字は、その仮想マシン4が属する仮想マシン群を表している。例えば、物理マシン311には、第1群に属する仮想マシン4が1台、第2群に属する仮想マシン4が1台、第3群に属する仮想マシン4が1台、第5群に属する仮想マシン4が1台搭載されている。そして、グラフ701〜703は、物理マシン311〜313ぞれぞれの負荷の遷移を表している。グラフ701〜703は、横軸が時間を表し、縦軸が負荷を表している。
Here, for example, a case where
そして、本実施例に係る管理サーバ1により、仮想マシン4の再配置が行われた後の状態が、物理マシン321〜323である。物理マシン321〜323は、それぞれ物理マシン311〜313に対応している。そして、再配置後の物理マシン311〜313の負荷の遷移を表すグラフが、グラフ711〜713である。管理サーバ1により負荷総計の負の相関が高い管理マシン群同士が組み合わせられるので、グラフ711〜713に示すように、物理マシン321〜323のいずれにおいても、各時間帯における負荷が平準化され突出したピークを有さなくなる。これにより、物理マシン321〜323は安定して稼動することができる。
Then, the state after the
物理マシン321〜323では、同じ仮想マシン群に属する仮想マシン4が同じ物理マシンに配置されている。これにより、物理マシン321〜323のそれぞれの間での通信を抑えることができ、ネットワークの負荷を低減することができる。
In the
以上に説明したように、本実施例に係る管理サーバは、相互に通信を行う仮想マシン4を組み合わせて仮想マシン群を作成し、作成した仮想マシン群間の相関関係を求め、負の相関が高い群を組み合わせて1つの物理マシンに配置する。これにより、物理マシン間の通信を押えることができ、ネットワークの負荷や物理マシンの処理負荷を軽減することができる。また、各物理マシンの負荷を平準化することができ、物理マシンが有するリソースを有効利用することができる。このように、本実施例に係る管理サーバは、システム全体の負荷の上昇を抑えつつ、各物理マシンの負荷の平準化に寄与することができる。
As described above, the management server according to the present embodiment creates a virtual machine group by combining
図14は、管理サーバのハードウェア構成図である。図14に示すように、管理サーバ1は、CPU901、メモリ902、ハードディスク903及びネットワークコントローラ904を有している。
FIG. 14 is a hardware configuration diagram of the management server. As illustrated in FIG. 14, the
メモリ902、ハードディスク903及びネットワークコントローラ904は、CPU901にバスで接続されている。
The
ネットワークコントローラ904は、図2に例示したネットワークインタフェース12及び13の機能を実現する。
The
ハードディスク903は、図3に例示した記憶部110の機能などを実現する。すなわち、ハードディスク903は、仮想マシン通信表111、仮想マシン群表112、物理リソース表113及び仮想リソース表114を記憶している。
The
また、ハードディスク903は、図3に例示した、ネットワーク監視部101、仮想マシン群管理部102、物理リソース監視部103、仮想リソース監視部104、移行制御部105及び移行実施部106の機能を実現するプログラムなど各種プログラムを記憶している。
The
CPU901及びメモリ902は、図3に例示した、ネットワーク監視部101、仮想マシン群管理部102、物理リソース監視部103、仮想リソース監視部104、移行制御部105及び移行実施部106の機能を実現する。具体的には、CPU901は、ハードディスク903に格納された各種プログラムを読みだす。そして、CPU901は、図3に例示した、ネットワーク監視部101、仮想マシン群管理部102、物理リソース監視部103、仮想リソース監視部104、移行制御部105及び移行実施部106の機能を実現するプロセスをメモリ902上に展開し、実行する。
The
また、物理マシン3も、一例として、図14に示す管理サーバ1と同様のハードウェア構成であってもよい。
Further, as an example, the
その場合、CPU901及びメモリ902は、図3に例示した仮想マシン4及び負荷計測部301の機能などを実現する。また、ハードディスク903は、情報格納部43及び情報格納部302の機能などを実現する。
In that case, the
1 管理サーバ
2 スイッチ
3 物理マシン
4 仮想マシン
43 情報格納部
101 ネットワーク監視部
102 仮想マシン群管理部
103 物理リソース監視部
104 仮想リソース監視部
105 移行制御部
106 移行実施部
110 記憶部
111 仮想マシン通信表
112 仮想マシン群表
113 物理リソース表
114 仮想リソース表
301 負荷計測部
302 情報格納部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
各前記仮想マシン群の負荷を基に、組合せた仮想マシン群全体の時間毎の負荷が均一になるように前記仮想マシン群の組合せを決定する平準化部と、
前記平準化部により決定された前記仮想マシン群の組合せ毎に前記仮想マシンを各物理マシンに割当てる割当部と
を備えたことを特徴とする情報処理装置。 A group creation unit that creates a plurality of virtual machine groups by collecting the virtual machines having a predetermined relationship among a plurality of virtual machines;
A leveling unit that determines a combination of the virtual machine groups based on a load of each of the virtual machine groups, so that a load per hour of the entire combined virtual machine group is uniform;
An information processing apparatus comprising: an allocation unit that allocates the virtual machine to each physical machine for each combination of the virtual machine groups determined by the leveling unit.
前記管理装置は、
前記仮想マシンのうち所定の関連性を有する前記仮想マシンをまとめて複数の仮想マシン群を作成する群作成部と、
各前記仮想マシン群の負荷を基に、組合せた仮想マシン群全体の時間毎の負荷が均一になるように前記仮想マシン群の組合せを決定する平準化部と、
前記平準化部により決定された前記仮想マシン群の組合せ毎に前記仮想マシンを各前記物理マシンに割当てる割当部とを備え、
前記物理マシンは、
前記割当部により割当てられた前記仮想マシンを動作させる仮想マシン実行部を備えた
ことを特徴とする情報処理システム。 An information processing system having a plurality of physical machines and a management device that manages the plurality of physical machines on which virtual machines operate,
The management device
A group creation unit that creates a plurality of virtual machine groups by grouping the virtual machines having a predetermined relationship among the virtual machines;
A leveling unit that determines a combination of the virtual machine groups based on a load of each of the virtual machine groups, so that a load per hour of the entire combined virtual machine group is uniform;
An allocating unit that allocates the virtual machine to each physical machine for each combination of the virtual machine group determined by the leveling unit;
The physical machine is
An information processing system comprising: a virtual machine execution unit that operates the virtual machine allocated by the allocation unit.
各前記仮想マシン群の負荷を基に、組合せた仮想マシン群全体の時間毎の負荷が均一になるように前記仮想マシン群の組合せを決定し、
前記仮想マシン群の組合せ毎に前記仮想マシンを各物理マシンに割当てる
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする情報処理装置管理プログラム。 Create a plurality of virtual machine groups by collecting the virtual machines having a predetermined relationship among a plurality of virtual machines,
Based on the load of each virtual machine group, determine the combination of the virtual machine group so that the load of the entire combined virtual machine group is uniform every time,
An information processing apparatus management program for causing a computer to execute a process of assigning the virtual machine to each physical machine for each combination of the virtual machine groups.
各前記仮想マシン群の負荷を基に、組合せた仮想マシン群全体の時間毎の負荷が均一になるように前記仮想マシン群の組合せを決定し、
前記仮想マシン群の組合せ毎に前記仮想マシンを各物理マシンに割当てる
ことを特徴とする情報処理装置管理方法。 Create a plurality of virtual machine groups by collecting the virtual machines having a predetermined relationship among a plurality of virtual machines,
Based on the load of each virtual machine group, determine the combination of the virtual machine group so that the load of the entire combined virtual machine group is uniform every time,
An information processing apparatus management method, comprising: allocating the virtual machine to each physical machine for each combination of the virtual machine groups.
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