JP5876425B2 - 仮想マシンのライブマイグレーションスケジューリング方法及び仮想マシンシステム - Google Patents
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Description
メモリ情報利用方式は、VMのメモリ使用量やメモリ変化速度がVMごとに異なるが、VMのユーザトラフィックが均一な場合に適した方法である。メモリ使用量をc[byte]、メモリ変化速度をa[bit/s]、帯域をb[bit/s]とすると、VM移動時間t[s]は、t=c×8/(b−a)で表されるが、メモリ情報利用方式では、このVM移動時間tが短い順にVMの移動順を定めるものである。帯域bは、仮想マシンシステムを構成するネットワークの仕様などに応じて与えられる任意の定数である。VMが10台(VM#1〜VM#10)存在してこれらすべてを移動する場合における移動順の決定例を表2に示す。ここでは、帯域b=3×108[bit/s]としている。表2では、VMごとにメモリ使用量cとメモリ変化速度aとが与えられるとして、VM移動時間tの計算結果とそれに基づく移動順とが示されている。
ユーザトラフィック情報利用方式は、VMのメモリ使用量やメモリ変化速度は全て同じであるが、VMのユーザトラフィックがVMによって異なる場合に適した方法である。この方法では、VMの入力または出力ユーザトラフィック量が多い順に、VMの移動順を決定する。入力トラフィックに基づくか出力トラフィックに基づくかについては、VMごとに、移動元の物理マシンから出力されるVMメモリコピートラフィックと同じ方向のユーザトラフィックを選択する。VMが10台(VM#1〜VM#10)存在してこれらすべてを移動する場合における移動順の決定例を表3に示す。
VM移動時間均等方式では、まず、各VMの移動時間tを、
移動時間t=VM移動計画時間/移動すべきVMの数
で算出する。その上で、各移動VMについて、メモリ使用量c[byte]及びメモリ変化速度a[bit/s]を用いて、移動時間t内で移動を完了させるために必要な帯域Bを求める。当該VMが移動中における各VMのユーザトラフィックの帯域制限値は、VMのユーザトラフィック帯域が全てのVMで均一な場合には、
(物理帯域−B)/(移動元の物理マシンに残っているVMの数)
によって算出され、一方、VMのユーザトラフィック帯域がVMごとに異なる場合には、(物理帯域−B)によって表される残り帯域を、当該VMの移動開始直前における各VMのユーザトラフィック帯域量の相互間の比率で、各VMに割り当てるものとする。VMが10台(VM#1〜VM#10)存在してこれらすべてを移動する場合における、移動中のVMごとに、当該VMが移動しているときの各VMのユーザトラフィック帯域制御値の例を表4に示す。ここでは、VMのユーザトラフィック帯域が全てのVMで均一であり、VM移動計画時間は120秒(したがって、各VMの移動時間tは12秒)であるものとする。
トラフィック帯域低下最小化方式では、帯域制限を行ったことによるユーザトラフィックの低下量の最大値を予めxと設定しておく。各VMの移動時のユーザトラフィック制御値yは、
y=(移動前のユーザトラフィック帯域)−x
で求められる。各VMの移動時において当該VMの移動に使える帯域bは、
b=物理帯域−(移動元の物理マシンに残っている各VMのyの和)
で求められる。特に、ユーザトラフィック帯域が均一である場合には、帯域bは、
b=物理帯域−{y*(全VM数−移動順+1)}
と表される。
t=c×8/(b−a)
で求められる。
次に、メモリ変化速度が0であるVMについては、その他のVMの移動を実行しているときに、空き帯域を利用して平行して移動を実施するという複数VM同時移動方式について説明する。
VM移動時間t[s]=c×8/(b−a)
を求める。帯域bは、仮想マシンシステムを構成するネットワークの仕様などに応じて与えられる任意の定数である。そして、a≠0であるVMについて、VM移動時間tが短い順に移動順を定める。
VM移動時間t=VM移動計画時間/移動すべきVMの数
と算出する。そして各移動VMについて、メモリ使用量c[byte]及びメモリ変化速度a[bit/s]を用いて、移動時間t内で移動を完了させるために必要な帯域Bを求める。当該VMが移動中における各VMのユーザトラフィックの帯域制限値を
(物理帯域−B)/(移動元の物理マシンに残っているVMの数)
とする。
図8に示した構成の仮想マシンシステムを使用し、VM移動順序決定方式としてメモリ情報利用方式を使用し、帯域制御方法決定方式としてVM移動時間均等方式を用いる場合を説明する。図示されるパケット転送網には、複数のユーザ端末が接続しているものとする。仮想マシンシステム内の物理マシンの数は3台(物理マシン#1〜物理マシン#3)であり、同一のスイッチ30に接続されているものとする。物理マシン#1には10台のVM(VM#1〜VM#10)があるとして、このうち、VM#1〜VM#5を物理マシン#2にライブマイグレーションし、VM#6〜VM#10を物理マシン#3にライブマイグレーションするものとする。ライブマイグレーションのメモリコピーに要することのできる時間(VM移動計画時間)は120秒であるものとする。また、各物理リンクの帯域は1Gbit/sであるものとする。また、各VMからユーザ端末へトラフィックが流れているものとし、そのユーザトラフィック量は各VMで均一であるものとする。
図10に示した構成の仮想マシンシステムを使用し、VM移動順序決定方式としてユーザトラフィック情報利用方式を使用し、帯域制御方法決定方式としてVM移動時間均等方式を用いる場合を説明する。図示されるパケット転送網には、複数のユーザ端末が接続しているものとする。仮想マシンシステム内の物理マシンの数は3台(物理マシン#1〜物理マシン#3)であり、同一のスイッチ30に接続されているものとする。物理マシン#1には10台のVM(VM#1〜VM#10)があるとして、このうち、VM#1〜VM#5を物理マシン#2にライブマイグレーションし、VM#6〜VM#10を物理マシン#3にライブマイグレーションするものとする。ライブマイグレーションにメモリコピーに要することのできる時間(VM移動計画時間)は120秒であるものとする。また、各物理リンクの帯域は1Gbit/sであるものとする。また、各VMからユーザ端末へトラフィックが流れているものとし、そのユーザトラフィック量は各VMで異なるものとする。メモリ使用量及びメモリ変化速度は、各VMで均一であり、メモリ使用量については256Mbyte、メモリ変化速度は10Mbit/sであるものとする。
13 ネットワーク
14 共有ストレージ
15 仮想化ソフトウェア
16 VM管理サーバ
20 管理装置
21 パケット受信部
22 パケット送信部
23 データ保存部
24 VM管理部
25 情報収集部
26 スケジュール決定部
27 スケジュール決定アルゴリズム
28 帯域制御設定部
30 スイッチ
31 VM状態監視部
32 帯域制御部
33 トラフィック監視部
Claims (4)
- 複数の物理マシンと前記物理マシン間を接続するネットワークとを有し前記各物理マシン上で仮想マシンが動作可能であって、移動元の物理マシンから他の一または複数の物理マシンへの複数の仮想マシンのライブマイグレーション時に、仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックと、前記仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックとは異なるその他トラフィックとが共通のリンクを使用する仮想マシンシステムにおいて、ライブマイグレーションのスケジューリングを行う方法であって、
前記各仮想マシンのメモリ使用量及びメモリ変化速度を収集する段階と、
前記各仮想マシンごとのメモリ使用量及びメモリ変化速度に基づき、与えられた帯域の下でのライブマイグレーション時間が短い順に、あるいは、与えられた移動時間の下でのメモリコピートラフィック帯域が小さい順であって、かつ、前記メモリ変化速度が0である仮想マシンのライブマイグレーションを、他の仮想マシンのライブマイグレーションの実行中に平行して実施するように、前記複数の仮想マシンにおけるライブマイグレーションの実行順を定める段階と、
ライブマイグレーション実施前の前記その他トラフィックの帯域からの変動が小さくなるように、前記ライブマイグレーションの実施中における前記その他トラフィックの帯域制御量を決定する段階と、
前記実行順に応じて1つずつ前記仮想マシンのライブマイグレーションの実施を前記物理マシンに指示する段階と、
前記帯域制御量を前記物理マシンまたは前記ネットワークに組み込まれた帯域制御手段に設定する段階と、
を有するスケジューリング方法。 - 複数の物理マシンと前記物理マシン間を接続するネットワークとを有し前記各物理マシン上で仮想マシンが動作可能であって、移動元の物理マシンから他の一または複数の物理マシンへの複数の仮想マシンのライブマイグレーション時に、仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックと、前記仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックとは異なるその他トラフィックとが共通のリンクを使用する仮想マシンシステムにおいて、ライブマイグレーションのスケジューリングを行う方法であって、
前記各仮想マシンに関するトラフィックについてのトラフィック情報を収集する段階と、
前記トラフィック情報に基づき、仮想マシンごとの入力または出力トラフィックが多い順に、前記複数の仮想マシンにおけるライブマイグレーションの実行順を定める段階と、
ライブマイグレーション実施前の前記その他トラフィックの帯域からの変動が小さくなるように、前記ライブマイグレーションの実施中における前記その他トラフィックの帯域制御量を決定する段階と、
前記実行順に応じて1つずつ前記仮想マシンのライブマイグレーションの実施を前記物理マシンに指示する段階と、
前記帯域制御量を前記物理マシンまたは前記ネットワークに組み込まれた帯域制御手段に設定する段階と、
を有するスケジューリング方法。 - 複数の物理マシンと前記物理マシン間を接続するネットワークとを有し前記各物理マシン上で仮想マシンが動作可能であって、移動元の物理マシンから他の一または複数の物理マシンへの複数の仮想マシンのライブマイグレーション時に、仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックと、前記仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックとは異なるその他トラフィックとが共通のリンクを使用する仮想マシンシステムにおいて、ライブマイグレーションのスケジューリングを行う方法であって、
前記仮想マシンに関する情報及び前記ネットワークでのトラフィックに関する情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の仮想マシンにおけるライブマイグレーションの実行順を定める段階と、
各仮想マシンの移動時間が均等であるという条件の下で、あるいは、前記その他トラフィックの帯域の低下量が設定値以内であってかつ最も短い時間で全ての仮想マシンのライブマイグレーションを完了させることができるという条件の下で、前記各仮想マシンに係る前記その他トラフィックの帯域制御量を決定する段階と、
前記実行順に応じて1つずつ前記仮想マシンのライブマイグレーションの実施を前記物理マシンに指示する段階と、
前記帯域制御量を前記物理マシンまたは前記ネットワークに組み込まれた帯域制御手段に設定する段階と、
を有するスケジューリング方法。 - 複数の物理マシンと前記物理マシン間を接続するネットワークとを有し、前記各物理マシン上で仮想マシンが動作可能な仮想マシンシステムであって、
前記物理マシンまたは前記ネットワークに組み込まれて、仮想マシン移動のためのメモリコピートラフィックとは異なるその他トラフィックの帯域制御を行う帯域制御手段と、
前記物理マシン間での前記仮想マシンのライブマイグレーションを制御し、帯域制御の指示を行う管理装置と、
を備え、
前記物理マシンまたは前記ネットワークは、前記各仮想マシンに関するトラフィックを監視するトラフィック監視手段を有し、
前記管理装置は、
前記管理装置内に設けられ、前記トラフィック監視手段から前記各仮想マシンに関するトラフィックについてのトラフィック情報を収集する情報収集手段と、
移動元の物理マシンから複数の仮想マシンのライブマイグレーションを実施する際に、前記情報収集手段が収集した前記トラフィック情報に基づき、仮想マシンごとの入力または出力トラフィックが多い順に、前記複数の仮想マシンにおけるライブマイグレーションの実行順を定め、かつ、ライブマイグレーション実施前の前記その他トラフィックの帯域からの変動が小さくなるように前記ライブマイグレーションの実施中における前記その他トラフィックの帯域制御量を決定する、スケジュール決定手段と、
前記スケジュール決定手段が決定した前記実行順に応じて1つずつ前記仮想マシンのライブマイグレーションの実施を前記物理マシンに指示するVM管理手段と、
前記スケジュール決定手段が決定した前記その他トラフィックの帯域制御量を前記帯域制御手段に設定する帯域制御設定手段と、
を有する、仮想マシンシステム。
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