JP4982578B2 - リソース割当装置、リソース割当方法、およびリソース割当制御プログラム - Google Patents
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すなわち、仮想マシンの集約率を向上させるためには、各仮想マシンの利用状況に応じたリソース要求量の計算が必要である。一方、仮想マシンは、集約率が高くなるにしたがって仮想マシン間のリソース競合率が高くなり、処理遅延等が発生して適切なリソース要求量の計算に支障が生じる。さらに、リソース要求量を適切に評価するためにはそれ相応の計測データの取得が必要であるが、その計測データの信頼性と負荷追随性とはトレードオフの関係になる。
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、1つまたは複数の情報処理装置上に構築される複数の仮想マシンそれぞれが必要とするリソース要求量を負荷追随性およびリソース競合を考慮して求め、適切なリソース容量を確保して仮想マシンに割当てることにより仮想マシンの集約率を高くすることができる、リソース割当装置、リソース割当方法、およびリソース割当制御プログラムを提供することを目的とする。
ここで、予測負荷の変化度合が所定の閾値(例えば、切替パラメータ)以上の値である場合は、配分計算部は、平均リソース使用量とリソース使用量の予測値とを、予測評価パラメータによる重み付けをして加算することによってリソース要求量Rreqjを計算するようにしてもよい。また、予測負荷の変化度合が所定の閾値未満の値である場合は、配分計算部は、リソース競合が発生し易くなるにしたがってバッファを多く確保するように、リソース競合評価パラメータでリソース競合値を重み付けるようにしてもよい。
仮想サーバ2は、物理サーバ1に構築される仮想マシンであり、他の仮想サーバ2から独立して物理サーバ1のリソースを使用する。つまり、図1に示すサーバシステム100においては、あたかも6台の独立したサーバが存在するかのように仮想化される。
すなわち、本実施形態におけるリソース割当装置は、割当管理部10と計測処理部20と分類計算部30と配分計算部40とリソース割当部50とを含む装置である。
割当管理部10は、例えばサーバシステム100のシステム管理者による不図示の操作部の操作によって外部から入力されたシステム情報および制御情報を、システム情報記憶部11および制御情報記憶部12にそれぞれ記憶する。
分類計算部30は、割当管理部10から供給される分類計算指示を取り込むと、リソース使用量に基づいて仮想サーバ2を分類するための分類計算処理を実行する。
配分計算部40は、割当管理部10から供給される配分計算指示を取り込むと、仮想サーバ2を割当てる物理サーバ1を決定するための仮想サーバ配置計算処理を実行する。
リソース割当部50は、割当管理部10から供給される初期配置指示またはリソース割当指示を取り込むと、物理サーバ1に仮想サーバ2を配置し割当てる処理を実行する。
まず、ステップS101において、分類計算部30は、システム情報記憶部11に記憶された仮想サーバリソース情報から、仮想サーバ2ごとの各リソースの平均リソース使用量を読み出して平均リソース使用量ベクトルを作成する。
具体的には、分類計算部30は、システム情報記憶部11に記憶された仮想サーバリソース情報(図7を参照)において、例えば、仮想サーバ識別情報が“1”であるレコードについて、平均リソース使用量ベクトルX(ボールド体)1=(1GHz,100MB,・・・)を作成する。ここで、「(ボールド体)」との記載は、その直前の文字または文字列がボールド体で表されることを示し、当該文字または当該文字列がベクトルを表すことを意味する。
具体的には、分類計算部30は、制御情報記憶部12に記憶された分類定義情報(図9を参照)において、例えば、分類識別情報が“A”であるレコードについて、リソース重心ベクトルY(ボールド体)C=A=(aaa1,bbb1,・・・)を作成する。
まず、ステップS201において、配分計算部40は、配置情報記憶部14に記憶された配置情報に基づいて、仮想サーバ2と物理サーバ1との配置組合わせを計算により求めて評価配置情報を作成する。
具体的には、配分計算部40は、公知の探索アルゴリズムである全探索法アルゴリズムを適用して仮想サーバ2と物理サーバ1との配置組合わせを計算により求めて評価配置情報を作成する。例えば、2台の物理サーバ1−1,1−2と3台の仮想サーバ2−1〜2−3との配置組合わせの場合、配分計算部40は、8個の評価配置データを含む評価配置情報を作成する。
ステップS206において、配分計算部40は、ステップS204における評価配置データの評価処理の戻り値である移動数と、この仮想サーバ配置計算処理における変数である現時点での最小移動数とを比較し、移動数が最小移動数よりも小さいと判定した場合(S206:YES)はステップS207の処理に移り、移動数が最小移動数以上であると判定した場合(S206:NO)はステップS202の処理に戻る。
まず、ステップS301において、配分計算部40は、システム情報記憶部11に記憶された物理サーバリソース情報、仮想サーバ基本情報、および仮想サーバリソース情報と、制御情報記憶部12に記憶された分類評価情報および基本情報と、配置情報記憶部14に記憶された配置情報とを読み込む。
具体的には、配分計算部40は、ステップS302の処理において計算した予測負荷の変化度合いに応じてリソース要求量の計算を行う。つまり、配分計算部40は、まず仮想サーバ基本情報から、計算対象である仮想サーバ2の仮想サーバ識別情報に対応する分類識別情報を抽出し、分類評価情報からその抽出した分類識別情報に対応する偏差評価パラメータと予測評価パラメータと切替パラメータとリソース競合評価パラメータとを抽出する。次に、配分計算部40は、予測負荷の変化度合いが切替パラメータ以上の値である場合は、下記の式(1)によりリソース要求量Rreqjを計算する。なお、式(1)において、jは仮想サーバ識別情報、βjは予測評価パラメータ(0<βj<1)、mは平均リソース使用量、pvはリソース使用量の予測値、aは予測負荷の傾き、γjは切替パラメータである。
このように平均リソース使用量mとリソース使用量の予測値pvとを併せ用いてリソース要求量を計算することによって、負荷追随性を改善することができる。そして、例えば計測期間の長さに応じて予測評価パラメータβjの重み付けの割合を変えてリソース使用量の予測値pvを補間するようにすれば、負荷追随性を微調整することができ、より高精度に負荷追随をさせることができる。
具体的には、配分計算部40は、物理サーバ1ごとに、ステップS304の処理において計算した合計リソース要求量が、物理サーバリソース情報に含まれるリソース上限値以下であり、且つステップS305の処理において計算した仮想サーバ2の移動数が、基本情報に含まれる仮想サーバ移動上限パラメータ以下であるか否かについて判定する。
そして、その判定の結果が肯定的な結果である場合(ステップS306:YES)は、ステップS307の処理に移り、否定的な結果である場合(ステップS306:NO)は、ステップS308の処理に移る。
また、図19は、図18に示す実験を1000ステップまで行って、その実験結果を累計したグラフである。図19からも明らかなように、本発明の実施形態によれば、負荷に対するリソース要求量の距離が従来技術よりも小さく、負荷に応じて適切なリソースが要求できていることが分かる。
2,2−1〜2−6 仮想サーバ
3 センタサーバ
4 リソース制御サーバ
10 割当管理部
11 システム情報記憶部
12 制御情報記憶部
13 計測情報記憶部
14 配置情報記憶部
20 計測処理部
30 分類計算部
40 配分計算部
50 リソース割当部
100 サーバシステム
Claims (6)
- 情報処理装置のリソースが割り当てられた複数の仮想マシンそれぞれについて、所定期間分のリソース使用量を計測する計測処理部と、
前記計測処理部が計測したリソース使用量に基づいて、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、リソース使用量の予測値と予測負荷の変化度合いとを計算し、前記予測負荷の変化度合いが所定の閾値以上である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づき計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量と前記リソース使用量の予測値とに基づいてリソース要求量を算出する一方、前記予測負荷の変化度合いが前記所定の閾値未満である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づきそれぞれ計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量およびリソース使用量の偏差と、前記情報処理装置におけるリソースの平均使用率および前記リソース使用量の偏差に基づき計算されるリソース競合の度合いを示すリソース競合値とに基づいて前記リソース要求量を算出する配分計算部と、
前記配分計算部が算出した前記複数の仮想マシンそれぞれについてのリソース要求量に基づいて、前記情報処理装置のリソースを各仮想マシンに再配置して割当てるリソース割当部と、
を備えることを特徴とするリソース割当装置。 - 前記複数の仮想マシンそれぞれを、前記平均リソース使用量に基づいて所定の区分に分類する分類処理部を更に備え、
前記配分計算部は、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、前記分類処理部が分類した区分に対応させて前記リソース要求量を算出する
ことを特徴とする請求項1記載のリソース割当装置。 - 情報処理装置のリソースが割り当てられた複数の仮想マシンそれぞれについて、所定期間分のリソース使用量を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにおいて計測したリソース使用量に基づいて、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、リソース使用量の予測値と予測負荷の変化度合いとを計算し、前記予測負荷の変化度合いが所定の閾値以上である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づき計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量と前記リソース使用量の予測値とに基づいてリソース要求量を算出する一方、前記予測負荷の変化度合いが前記所定の閾値未満である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づきそれぞれ計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量およびリソース使用量の偏差と、前記情報処理装置におけるリソースの平均使用率および前記リソース使用量の偏差に基づき計算されるリソース競合の度合いを示すリソース競合値とに基づいて前記リソース要求量を算出する配分計算ステップと、
前記配分計算ステップにおいて算出した前記複数の仮想マシンそれぞれについてのリソース要求量に基づいて、前記情報処理装置のリソースを各仮想マシンに再配置して割当てるリソース割当ステップと、
を有することを特徴とするリソース割当方法。 - 前記複数の仮想マシンそれぞれを、前記平均リソース使用量に基づいて所定の区分に分類する分類ステップを更に有し、
前記配分計算ステップは、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、前記分類ステップにおいて分類した区分に対応させて前記リソース要求量を算出する
ことを特徴とする請求項3記載のリソース割当方法。 - コンピュータに、
情報処理装置のリソースが割り当てられた複数の仮想マシンそれぞれについて、所定期間分のリソース使用量を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにおいて計測したリソース使用量に基づいて、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、リソース使用量の予測値と予測負荷の変化度合いとを計算し、前記予測負荷の変化度合いが所定の閾値以上である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づき計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量と前記リソース使用量の予測値とに基づいてリソース要求量を算出する一方、前記予測負荷の変化度合いが前記所定の閾値未満である場合には、前記所定期間分のリソース使用量に基づきそれぞれ計算される前記仮想マシンの平均リソース使用量およびリソース使用量の偏差と、前記情報処理装置におけるリソースの平均使用率および前記リソース使用量の偏差に基づき計算されるリソース競合の度合いを示すリソース競合値とに基づいて前記リソース要求量を算出する配分計算ステップと、
前記配分計算ステップにおいて算出した前記複数の仮想マシンそれぞれについてのリソース要求量に基づいて、前記情報処理装置のリソースを各仮想マシンに再配置して割当てるリソース割当ステップと、
の処理を実行させるためのリソース割当制御プログラム。 - 前記複数の仮想マシンそれぞれを、前記平均リソース使用量に基づいて所定の区分に分類する分類ステップを更に有し、
前記配分計算ステップは、前記複数の仮想マシンそれぞれについて、前記分類ステップにおいて分類した区分に対応させて前記リソース要求量を算出する
処理を前記コンピュータに実行させるための請求項5記載のリソース割当制御プログラム。
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