(57)【要約】【課題】計算資源とネットワーク資源の両方を考慮した資源割当てを達成可能な割当資源決定方法および装置を提供する。【解決手段】割当資源決定装置は、各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続しているネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換部（２０２）と、ネットワークのトポロジ情報および仮想リンク情報に基づいてクライアントが接続しているノードと仮想ノードとの間の経路を選択し、選択した経路からクライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定部（２０４）とを有する。【選択図】図３
2013042349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定装置であって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記選択した経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、
を有することを特徴とする割当資源決定装置。
【請求項２】
前記資源決定手段は、前記ネットワークのトポロジ情報と前記仮想リンク情報とを合成した合成トポロジ情報に基づいて前記経路選択をすることを特徴とする請求項１に記載の割当資源決定装置。
【請求項３】
前記計算資源には複数種類があり、前記資源情報変換手段が前記計算資源の種類ごとに別の仮想リンク情報に変換することを特徴とする請求項１または２に記載の割当資源決定装置。
【請求項４】
前記資源決定手段は、前記仮想リンク情報のうち所定の選択基準に適合する計算資源に対応するものと前記ネットワークのトポロジ情報とに基づいて前記経路選択をすることを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の割当資源決定装置。
【請求項５】
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定方法であって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換し、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、
前記選択した経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する、
ことを特徴とする割当資源決定方法。
【請求項６】
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムであって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、
を有することを特徴とする資源提供システム。
【請求項７】
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換機能と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定機能と、
を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライアントの要求に対してオンデマンドで資源を提供する資源提供システムに係り、特に割当て資源の決定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クラウドサービスのように、計算資源を分散的に配置して、それらをネットワークで接続し、クライアントの要求に応じて、必要な計算資源を動的に提供するサービスが提案されている。このようなサービスでは、クライアントの要求に応じて、たとえば資源に空きがあるか否か、あるいは計算資源の負荷が小さいかどうか等の基準に基づき割当てるべき計算資源を決定し、当該計算資源とクライアントとの間の通信回線をネットワークに設定する。通信回線の最適な経路の計算方法の例としては、経由するリンクのコストの合計が最小となる最短経路を計算するダイクストラ法がある。計算資源の割り当ておよび通信回線の設定により、クライアントは、計算資源へ入力情報を送信し、計算資源による計算結果などの出力情報を受信することができる。【０００３】
このようなサービスを提供するための資源管理システムの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたシステムでは、ネットワーク資源やコンピュータ資源の効率的な管理を実現するために、クライアントのジョブが満足に実行可能なコンピュータ資源と接続経路としてのネットワーク資源とを探索し、そのような資源が見つかれば、当該コンピュータ資源とネットワーク資源とをクライアントに割り当てる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５８８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたような資源管理システムでは、資源に要求された以上の空きがある場合に当該資源の割り当てを行うものであるから、割り当てられた資源がサービス品質の要求を満たすものであったとしても、それが最適の資源であるとは限らない。言い換えれば、この資源管理方法では、計算資源とネットワーク資源の両方の最適性を考慮した資源の割当てができないという問題がある。以下、この問題点を説明するために、図１に示す資源提供システムを一例として取り上げる。【０００６】
図１において、ノードＮ１−Ｎ９からなるネットワーク１０には、クライアント１１、資源管理部１２および計算資源１３−１５が接続されているものとし、資源管理部１２は計算資源情報データベース１６およびネットワーク情報データベース１７を用いて資源管理を実行するものとする。また、一例として、計算資源１３、１４、１５の現時点の空き資源がそれぞれ５０％、２５％、４９％であるとする。【０００７】
資源管理部１２は、クライアント１１から計算資源要求を受信すると、計算資源情報データベース１６を参照し、クライアントの要求を満たし、かつ、空き資源の最も多い計算資源を選択する。ここでは、最も大きな空き資源（５０％）を有する計算資源１３が選択されたものとする。続いて、資源管理部１２は、ネットワーク情報データベース１７を参照し、クライアント１１と計算資源１３との間の最適な経路Ｒ１を計算し、計算した経路Ｒ１に沿った通信回線を設定するようネットワーク１０のノードＮ１−Ｎ５を制御する。通信回線の設定では経路上の各リンクの帯域の一部を割当てるので、経路Ｒ１に沿って通信回線を設定すると、その経路上の４本のリンクに対して通信回線用の帯域を割当てたことになる。【０００８】
ところで、計算資源１５は空き資源が４９％で２番目に大きく、計算資源１３の５０％と比べても空き資源の割合がほぼ同じである。仮に計算資源１５を割当てていた場合は、クライアント１１と計算資源１５との間の最短経路はノードＮ１−Ｎ２−Ｎ８−Ｎ９を通る経路Ｒ２である。この経路Ｒ２に沿って通信回線を設定すると、通信回線のために帯域を割当てるリンクは３本である。したがって、経路Ｒ１に沿って通信回線を設定した場合に比べて、経路Ｒ２は通信回線のために使用するネットワークの資源の量が小さい。したがって、計算資源１３を割当てた場合と計算資源１５を割当てた場合とで計算資源の負荷分散という観点から大差がないのであれば、使用するネットワーク資源量の少ない計算資源１５を割当てた方がシステム全体の資源の最適化という観点からは望ましい。【０００９】
このように、上述した特許文献１に開示された方法では資源に要求された以上の空きがあれば当該資源を割り当てるというだけの方法であるために、計算資源とネットワーク資源の両方の最適性を考慮した資源割り当てを行うことができない。【００１０】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、計算資源とネットワーク資源の両方を考慮した資源割当てを達成可能な割当資源決定方法および装置並びに資源提供システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る割当資源決定装置は、複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定装置であって、各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記選択された経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、を有することを特徴とする。【００１２】
本発明に係る割当て資源決定方法は、複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定方法であって、各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換し、前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記選択された経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する、ことを特徴とする。【００１３】
本発明に係る資源提供システムは、複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムであって、各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記選択された経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線の決定に従って前記ネットワークにおける前記計算資源および通信回線の割当を行う資源管理手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、計算資源とネットワーク資源の両方を考慮した資源割当てを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が解決すべき課題を説明するための資源提供システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による資源提供システムを示すシステム構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態による割当資源決定部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す割当資源決定部における変換リンク情報データベースの一例を示すデータ構成図である。
【図５】図３に示す割当資源決定部における資源情報変換部がネットワークのトポロジ情報と変換リンク情報とを結合して生成する合成トポロジ情報について説明するための模式的ネットワーク図である。
【図６】本発明の第１実施形態による資源提供システムの資源割当動作を示すフローチャートである。
【図７】図６における資源決定動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態による資源提供システムの計算資源情報の変換動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態による資源提供システムの資源解放動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態による資源提供システムを示すシステム構成図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による割当資源決定部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による資源提供システムの資源割当動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１２における資源決定動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１１に示す割当資源決定部における資源情報変換部がネットワークのトポロジ情報と変換リンク情報とを結合して生成する合成トポロジ情報について説明するための模式的ネットワーク図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による割当資源決定部の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による資源提供システムの資源割当動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１５に示す割当資源決定部における資源情報変換部がネットワークのトポロジ情報と変換リンク情報とを結合して生成する合成トポロジ情報について説明するための模式的ネットワーク図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明によれば、計算資源の現在の負荷等を示す資源情報を仮想ノードとの間の仮想リンク情報として表現し、ネットワークのトポロジ情報と仮想リンク情報とを同等に扱うことでクライアントが接続しているノードと仮想ノードとの間の経路を選択し、選択した経路からクライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する。したがって、ネットワーク資源および計算資源を総合的に判断し、計算資源を決定することができる。以下、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明する。
【００１７】
なお、以下で使用される用語「計算資源」は計算処理に必要な装置あるいはそのような装置の集合を指す。計算資源には、演算処理装置、主記憶装置、補助記憶装置など複数の種類があり、これらのうちの単体を指す場合と、複数種類を備えたまとまりを指す場合がある。演算処理装置の例としてはＣＰＵ(Central Processing Unit)やＧＰＵ(Graphics Processing Unit)がある。主記憶装置の例としてはメモリがある。補助記憶装置の例としてはストレージ（ハードディスクなど）がある。また、複数種類を備えたまとまりの例としては、計算機能を提供するサーバや、サーバを複数台備えたデータセンタなどがある。なお、計算資源の種類の粒度は、資源提供システムの管理者の運用方針に基づき設計してよい。例えば、ＣＰＵとＧＰＵはともに演算処理装置であるため、同一種類の計算資源とみなしてもよいし、違う種類の計算資源とみなしてもよい。
【００１８】
１．第１実施形態
１．１）システム
図２に示すシステムでは、図面を煩雑にしないために、一例として、ネットワーク１０が複数のノードＮ１−Ｎ９からなり、ノードＮ１にクライアント１０１が、ノードＮ５、Ｎ６およびＮ９に計算資源１０３、１０４および１０５がそれぞれ接続されているものとする。
【００１９】
本発明の第１実施形態による資源提供システムは、計算資源を要求するクライアント１０１と、計算資源１０３−１０５とそれらを接続するネットワーク１０を管理する資源管理部１０２と、ネットワーク１０の情報をそれぞれ保存した計算資源情報データベース１０６と、ネットワーク情報データベース１０７とを有し、これらに加えて、計算資源情報データベース１０６の計算資源情報を後述する仮想のリンク情報に変換し、クライアント１０１に割当てる計算資源と通信回線とを決める割当資源決定部１０８を備えている。
【００２０】
なお、図示されていないが、資源管理部１０２は資源の管理に必要となる資源・装置の設定や内部設定情報の収集などを実行する手段を有する。具体的には、各計算資源１０３−１０５との間および各ネットワークノードＮ１−Ｎ９との間に専用のインタフェースを持ってもよいし、ネットワーク１０の情報についてはルーティングプロトコルにより各ネットワークノードからの広告を受けてもよい。
【００２１】
以下の説明では、計算資源における変化しうる情報（空き資源の割合など）を変換して生成したリンク情報を変換リンク情報あるいは仮想リンク情報と呼び、ネットワーク１０のリンク情報とは区別する。また、ネットワーク１０の各ノードは隣接するノードとリンクにより互いに接続されている。各リンクには、経路計算に用いるためのコスト（コスト情報）が設定されており、図２においては、各リンクのコストＣは全て１に設定されているものとする。
【００２２】
１．２）割当資源決定部
図３に示すように、本発明の第１実施形態による割当資源決定部１０８は、割当資源決定動作全体を制御する制御部２０１、計算資源情報を変換リンク情報に変換する資源情報変換部２０２、変換リンク情報を保持する変換リンク情報データベース２０３、および資源決定部２０４を有する。
【００２３】
資源情報変換部２０２は、あらかじめ、計算資源情報データベース１０６を参照し、計算資源情報を変換リンクの情報に変換して変換リンク情報データベース２０３に保存しておく。既に述べたように、計算資源には、演算処理装置、主記憶装置、補助記憶装置など複数の種類があり、計算資源情報をリンクの情報に変換する際には、計算資源の種類ごとに、別のリンクの情報として変換し保存する。なお、計算資源の種類の粒度は、資源提供システムの管理者の運用方針に基づき設計してよい。例えば、ＣＰＵとＧＰＵはともに演算処理装置であるため、同一種類の計算資源とみなしてもよいし、違う種類の計算資源とみなしても良い。
【００２４】
資源決定部２０４は、ネットワーク情報データベース１０７からのネットワークトポロジ情報と変換リンク情報データベース２０３からの変換リンク情報とを結合した合成トポロジ情報を生成し、後述する経路計算によりクライアント１０１の要求に対して割当てる計算資源および通信回線を決定する。
【００２５】
１．３）変換リンク情報（仮想リンク情報）
図４に例示するように、変換リンク情報データベース２０３には変換リンク情報が保存されている。この例では、ＣＰＵやＧＰＵなどと、メモリやストレージなどとは、それぞれ別の種類の計算資源とみなしている。変換リンク情報は、計算資源の識別子、計算資源の種類（ＣＰＵ／メモリ／ＨＤＤなど）、変換リンクの始点ノードおよび終点ノード、および、当該変換リンクのコスト情報を含む。
【００２６】
変換リンクの始点ノードおよび終点ノードとしては、一方に当該計算資源の接続するネットワークノード、他方に全ての計算資源に共通の仮想ノードをそれぞれ設定する。仮想ノードは、後述するように、変換リンク情報作成の便宜上、割当資源決定部１０８が生成する実在しないノードである（図５に破線で示すノードＮ１０参照）。
【００２７】
リンクのコストの決定方法は資源提供システムの運用方針に従ってシステムの管理者が設定する。ここでは、計算資源の間で空き資源の割合がなるべく同じとなるように計算資源の負荷分散を図るものとする。
【００２８】
コスト計算に用いる資源情報として、各計算資源の空き資源の割合の逆数を用いる。例えばＣＰＵに対応する変換リンクのコストＣiには、計算資源の全ＣＰＵの個数と未使用ＣＰＵの個数とから空いているＣＰＵの割合Ｒｐを算出し、その逆数１／Ｒｐを用いる。また、この資源情報である１／Ｒｐの値に対して、すでに設定されているネットワークのリンクのコストＣrの大きさとのバランスを取るために規格化を行う。規格化についても、計算資源とネットワーク資源のいずれの利用効率を重視するかといった資源提供システムの運用方針が関わる。ここでは、一例として、ネットワーク資源と計算資源の利用効率を同じ優先度とする場合の規格化方法を採用する。資源情報１／Ｒｐの平均値をＡｐ、ネットワークのリンクのコストの平均値をＣｎとすると、資源情報１／Ｒｐを資源情報平均値Ａｐで割ることで正規化し、これに平均コストＣｎを掛けて、ネットワークのリンクのコストＣrと同じ次元に変換する。すなわち、ＣＰＵに対応する変換リンクのコストＣiは、Ｃi＝Ｃｎ／(Ｒｐ＊Ａｐ)により算出される。図４に示す変換リンク情報のコストは、このように計算資源の未使用率（あるいは使用率）に基づいた値をネットワークのリンクのコストと同様に扱うことができるように規格化することで算出される。
【００２９】
１．４）資源割り当て動作
次に、本実施形態による資源提供システムの資源割り当て動作について、図２〜図５を参照しながら、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００３０】
図６において、資源管理部１０２は、クライアント１０１から計算資源の要求を受信すると、当該計算資源要求を割当資源決定部１０８へ転送し、割当資源決定部１０８に対して割当資源を決めるように依頼する（ステップＳ３０１）。この依頼に応じて、割当資源決定部１０８の制御部２０１はクライアント１０１から計算資源要求に対する資源割当動作を開始する。
【００３１】
計算資源要求は、クライアント１０１が割当てを要求するＣＰＵの数やメモリ量など各資源の量と重要視する計算資源の種類とを含む。クライアント１０１が計算資源に行わせる計算処理には、特に多くのＣＰＵを必要とするものや多くのメモリを必要とするものなど様々な種類があり、計算処理の種類によって処理時間に関して最も重要となる計算資源が異なる。したがって、クライアント１０１は、資源管理部１０２への計算資源要求に、想定する計算処理に応じて最も重要な計算資源の種類を含めて送信する。重要視する計算資源の種類についてクライアントが指定しない場合には、サービスの種類やシステムの運用方針などに従って、資源管理部１０２が適当な種類を定める。以下、クライアント１０１が計算資源としてＣＰＵを指定したとする。
【００３２】
資源管理部１０２からクライアント１０１の資源割当依頼を受けると、割当資源決定部１０８の制御部２０１は資源情報変換部２０２および資源決定部２０４を制御して以下の処理を実行させる。まず、資源決定部２０４は、ネットワーク情報データベース１０７からのネットワークのトポロジ情報と変換リンク情報データベース２０３からの変換リンク情報とを結合することにより、経路計算に用いるための合成トポロジ情報を生成する（ステップＳ３０２）。さらに、資源決定部２０４は、合成トポロジ情報を用いて、クライアント１０１の接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することによりクライアント１０１に割当てる計算資源を決定する（ステップＳ３０３）。この計算資源としては、たとえば、クライアントの接続先のデータセンタまたはその中の仮想マシンあるいは計算機能提供サーバなどである。図５に示す経路Ｒ１１のうち、ネットワークノードＮ１とネットワークノードＮ９の間の部分が設定する通信回線の経路を示し、ネットワークノードＮ９と仮想ノードＮ１０の間の変換リンクが、割当てる計算資源（図５では計算資源１０５）を示す。割当資源決定部１０８の制御部２０１は、決定した通信回線の経路および計算資源の情報を資源管理部１０２へ返す。なお、通信回線の経路および計算資源の決定動作（ステップＳ３０２、Ｓ３０３）については後述する（図７）。
【００３３】
資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８が決定した計算資源および通信回線の経路の情報に従って、計算資源の割当てと通信回線の設定を行う（ステップＳ３０４）。決定された計算資源（ここでは計算資源１０５）に対しては、クライアント１０１からの要求に必要な量の資源を割当てる。また、通信回線は既存の設定方法と同様に設定される。通信回線の設定方法としては、たとえば、計算した経路上の各ノードに資源管理部１０２が設定の指示を出す方法と、シグナリングを用いる方法が考えられる。シグナリングでは、資源管理部１０２が、計算した経路の始点となるノードに計算経路に沿った通信回線設定をするよう指示をするのをトリガとして、始点となるノードから順に計算経路に沿った各ノードがノード内の設定と隣のノードへのシグナリングメッセージ転送を行うことにより、通信回線を設定する。標準的なシグナリングのプロトコルとしては、RSVP-TE (Resource reservation protocol-Traffic Engineering)がある。
【００３４】
計算資源の割当てと通信回線の設定が完了すると、資源管理部１０２は計算資源情報データベース１０６とネットワーク情報データベース１０７を更新する（ステップＳ３０５）。データベースの更新が完了すると、資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８に対して計算資源情報データベース１０６に更新があったことを通知する。
【００３５】
割当資源決定部１０８の制御部２０１は、資源管理部１０２から計算資源情報データベース１０６の更新通知を受け取ると、資源情報変換部２０２に指示して更新箇所に対応する計算資源情報の変換と変換リンク情報データベース２０３の更新とを実行させる（ステップ３０６）。計算資源情報の変換動作については後述する（図８）。更新が完了すると、割当資源決定部１０８の制御部２０１は資源管理部１０２に更新が完了したことを通知する。資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８から更新完了通知を受けると、クライアント１０１に対して計算資源が利用可能になったことを通知し（ステップＳ３０７）、クライアント１０１への資源割当ての処理を完了する。
【００３６】
１．５）資源決定動作
次に、本実施形態による資源提供システムの資源決定部２０４の動作について、図２〜図５を参照しながら、図７に示すフローチャートに従って説明する。この資源決定動作は図６のステップＳ３０２およびＳ３０３に対応する。
【００３７】
図７において、割当資源決定部１０８の制御部２０１は、資源管理部１０２からクライアント１０１の計算資源要求を受け取る（ステップＳ４０１）。上述したように、この計算資源要求にはクライアント１０１の指定する重要な計算資源の種類が含まれている。制御部２０１は資源決定部２０４に対してクライアント１０１に割当てる資源を決定するよう指示する。
【００３８】
制御部２０１からの指示に従い、資源決定部２０４は、まずネットワーク情報データベース１０７からのネットワークのトポロジ情報と変換リンク情報データベース２０３からの変換リンク情報とを結合することにより、経路計算に用いるための合成トポロジ情報を生成する（ステップＳ４０２）。この例における変換リンク情報としては、クライアント１０１から指定されているＣＰＵに対応する変換リンク情報（図４における情報ＩＤ１−６の変換リンク情報に対応）を用いる。具体的には、資源決定部２０４は、図４に示す変換リンク情報データベース２０３を参照することで、図５に示すように計算資源が接続されたノードＮ５，Ｎ６およびＮ９の各々と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣiを知ることができる。なお、この例では、図５における実ノード間のリンクのコストＣrはいずれもＣr＝１と仮定されている。
【００３９】
資源決定部２０４は、合成トポロジ情報に基づいて、クライアント１０１が接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することにより、割当てるべき計算資源と通信回線の経路を決定する（ステップＳ４０３）。図５を参照しながら、具体的に説明する。
【００４０】
図５において、資源決定部２０４は、変換リンク情報データベース２０３を参照することで、ノードＮ５と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．３、ノードＮ６と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．６、ノードＮ９と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．３０１であることを知る。上述したように、変換リンクのコストＣiはネットワークリンクコストＣrと同等に扱える値であって、計算資源の現在の使用状態に関する情報（たとえば使用されていない資源の割合）を反映したものである。したがって、クライアント１０１が接続するノードＮ１から仮想ノードＮ１０までの経路の全コスト（シグマ（総和）Ｃｒ＋Ｃｉ）が最も小さくなるものを探索すると、図５に示す最短経路Ｒ１１を最適経路として決定することができる。ネットワークリンクのコストＣｒがリンク毎に異なっていても全く同様の手順で決定できることは明らかである。
【００４１】
図５に示す最短経路Ｒ１１が決定されると、経路Ｒ１１が通る計算資源１０５をクライアント１０１に割り当てる計算資源として決定でき、かつ経路Ｒ１１のネットワークリンク区間の経路（ノードＮ１−Ｎ２−Ｎ８−Ｎ９）を通信回線経路として決定することができる。
【００４２】
図１に示す背景技術による資源決定方法では、ネットワーク資源および計算資源においてクライアントの要求を満たす通信回線経路および計算資源、あるいは最も空き率の大きい計算資源が割り当てられていた。これに対して、本実施形態によれば、ネットワーク資源および計算資源を総合的に判断して全体の負荷が平均化されるように、通信回線経路および計算資源を決定することができる。
【００４３】
こうして割当てるべき計算資源が決定されると、資源決定部２０４は、決定した計算資源と通信回線の経路を制御部２０１へ通知する（ステップＳ４０４）。制御部２０１は、資源決定部２０４の決定した計算資源と通信回線の情報を資源管理部１０２へ通知し、割当て資源決定の処理を完了する。
【００４４】
１．６）計算資源情報の変換
次に、本実施形態による割当資源決定部１０８の計算資源情報の変換動作について、図３〜図４を参照しながら、図８に示すフローチャートに従って説明する。
【００４５】
資源管理部１０２が計算資源情報データベース１０６に対して新規情報の登録あるいは情報の更新を行うと、割当資源決定部１０８の制御部２０１は、資源管理部１０２から計算資源情報の更新通知を受け取り（ステップＳ５０１）、変換リンク情報データベース２０３を更新するよう資源情報変換部２０２に対して指示する。
【００４６】
資源情報変換部２０２は、制御部２０１からの更新指示に従い、まず計算資源情報データベース１０６の更新された情報を取得する（ステップＳ５０２）。この取得する更新情報は、資源情報変換部２０２が内部に計算資源情報データベース１０６の情報のコピーを保持しておき更新箇所のみを計算資源情報データベース１０６から取得してもよいし、計算資源情報データベース１０６の全ての情報を取得してもよい。
【００４７】
計算資源情報データベース１０６の情報を取得した資源情報変換部２０２は、更新された計算資源の情報について変換を行う（ステップＳ５０３）。変換の方法は、上記「変換リンク情報」の項で説明したとおりである。
【００４８】
計算資源情報を変換すると、資源情報変換部２０２は変換リンク情報データベース２０３を更新し（ステップＳ５０４）、処理の完了を制御部２０１へ通知し、制御部２０１が変換リンク情報データベース２０４の更新が完了したことを資源管理部１０２へ通知する（ステップＳ５０５）。これにより、計算資源情報の変換の処理が完了する。
【００４９】
１．７）計算資源の解放
次に、本実施形態による割当資源決定部１０８の計算資源解放動作について、図２〜図３を参照しながら、図９に示すフローチャートに従って説明する。
【００５０】
図９において、計算資源が不要となったクライアント１０１は資源管理部１０２に対して資源の解放を要求する。この資源解放要求があると（ステップＳ６０１）、資源管理部１０２は、計算資源情報データベース１０６とネットワーク情報データベース１０７を参照して解放要求された計算資源と通信回線を特定し（ステップＳ６０２）、特定した計算資源と通信回線を解放する（ステップＳ６０３）。通信回線の解放についても、通信回線の設定と同様、資源管理部１０２が各ノードに解放の指示を出すあるいはシグナリングを用いることにより行う。
【００５１】
資源管理部１０２は、計算資源と通信回線の解放が完了すると、計算資源情報データベース１０６とネットワーク情報データベース１０７を更新し（ステップＳ６０４）、割当資源決定部１０８に対して計算資源情報データベース１０６に更新があったことを通知する。
【００５２】
割当資源決定部１０８は、資源管理部１０２から計算資源情報データベース１０６の更新通知を受け取ると、更新箇所を参照し、計算資源情報の変換と変換リンク情報データベース２０３の更新を行う（ステップＳ６０５）。更新が完了すると、割当資源決定部１０８は資源管理部１０２に更新が完了したことを通知する。資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８から更新の完了通知を受けると、クライアント１０１に対して計算資源の解放が完了したことを通知し（ステップＳ６０６）、計算資源の解放の処理が完了する。
１．８）効果
上述したように、本発明による第１実施形態によれば、ネットワーク資源および計算資源を総合的に判断して全体の負荷が平均化されるように、通信回線の経路および計算資源を決定することができる。
【００５３】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態による資源提供システムは、クライアントが計算資源に対して品質の確保を要求し、要求された品質を確保できない計算資源を候補から外した上で、経路計算により割当てる計算資源と通信回線の経路を決定することを特徴とする。その他の構成および動作については、第１実施形態と同様である。なお、要求される計算資源の品質としては、たとえば最低限必要なメモリの量、ＣＰＵパワーおよび／またはストレージの容量などがある。クライアントは複数の計算資源の品質を要求してもよく、たとえばメモリの量およびストレージの容量の両方の確保を要求してもよい。複数の品質要求をした場合には、１つでも品質を確保できない計算資源は候補から外れることとなる。
【００５４】
２．１）システムおよび割当資源決定部
図１０に示す資源提供システムは、図２の資源提供システムと構成要素は同様であるが、後述する割当資源決定部１０８ａの構成の一部と各計算資源の残りメモリ量が候補判定に用いられる点が異なっている。従って、図２および図３と同じ構成および機能を有するブロックには同位置参照番号を付して説明は簡略化する。
【００５５】
２．２）割当資源決定部
図１１において、本実施形態による割当資源決定部１０８ａは、クライアントに要求された品質を確保できない計算資源を候補から外す資源候補選択部２０５を備えている。それ以外の構成要素は図３の割当資源決定部１０８と同様である。
【００５６】
２．３）資源割当動作
図１２に示す本実施形態による資源割り当て動作は、図６に示す第１実施形態による資源割り当て動作と比べて、計算資源の候補選択に関係するステップＳ３０２ａおよびＳ３０２ｂが異なっている。その他のステップは基本的に図６と同じであるから、同一のステップ番号を付して説明は簡略化する。また、第１実施形態と同様に、資源情報変換部２０２が予め計算資源情報を仮想ノード間のリンク情報に変換し、図４に例示するように変換リンク情報データベース２０３に格納している。
【００５７】
図１２において、資源管理部１０２は、クライアント１０１から計算資源の要求を受信すると、当該計算資源要求を割当資源決定部１０８ａへ転送し、割当資源決定部１０８ａに対して割当資源を決めるように依頼する（ステップＳ３０１）。計算資源要求は、クライアント１０１が割当てを要求する各計算資源の量と、確保すべき計算資源の品質と、計算資源の種類とを含む。ここでは、最低限必要なメモリの量として１０ＧＢ（ギガバイト）が指定され、また第１実施形態と同様、クライアントの指定する重要な計算資源の種類としてＣＰＵが指定されているものとする。この依頼に応じて、割当資源決定部１０８ａの制御部２０１は、計算資源の候補選択を実行した後に、クライアント１０１から計算資源要求に対する資源割当動作を開始する。
【００５８】
割当資源の決定依頼を受けた制御部２０１は資源候補選択部２０５に計算資源の候補選択を指示する。すなわち、資源候補選択部２０５は、計算資源情報データベース１０６を参照して、要求された品質を確保できない計算資源を特定する（ステップＳ３０２ａ）。図１０に示すシステムでは、資源候補選択部２０５は、要求された品質（最低限必要なメモリの量である１０ＧＢ）を確保できない計算資源として計算資源１０５を特定する。なお、全ての計算資源において、要求された品質を確保できる場合、それ以降のステップ動作は図６に示す第１実施形態と同様である。
【００５９】
続いて、資源決定部２０４は、第１実施形態と同様に、ネットワークのトポロジと変換リンクを結合することにより合成トポロジ情報を生成するが、要求された品質を確保できない計算資源１０５に対応する変換リンクは合成トポロジ情報から除外する（ステップＳ３０２ｂ）。さらに、資源決定部２０４は、合成トポロジ情報を用いて、クライアント１０１の接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することによりクライアント１０１に割当てる通信回線の経路と計算資源を決定する（ステップＳ３０３）。割当資源決定部１０８ａの制御部２０１は、決定した通信回線の経路および計算資源の情報を資源管理部１０２へ返す。なお、通信回線の経路および計算資源の決定動作（ステップＳ３０２ａ、Ｓ３０２ｂ、Ｓ３０３）については後述する（図１３）。
【００６０】
資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８ａが決定した通信回線の経路および計算資源の情報に従って、計算資源の割当てと通信回線の設定を行う（ステップＳ３０４）。決定された計算資源（ここでは計算資源１０５）に対しては、クライアント１０１からの要求に必要な量の資源を割当てる。
【００６１】
計算資源の割当てと通信回線の設定が完了すると、資源管理部１０２は計算資源情報データベース１０６とネットワーク情報データベース１０７を更新する（ステップＳ３０５）。データベースの更新が完了すると、資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８ａに対して計算資源情報データベース１０６に更新があったことを通知する。
【００６２】
割当資源決定部１０８ａの制御部２０１は、資源管理部１０２から計算資源情報データベース１０６の更新通知を受け取ると、資源情報変換部２０２に指示して更新箇所に対応する計算資源情報の変換と変換リンク情報データベース２０３の更新とを実行させる（ステップ３０６）。更新が完了すると、割当資源決定部１０８ａの制御部２０１は資源管理部１０２に更新が完了したことを通知する。資源管理部１０２は、割当資源決定部１０８ａから更新完了通知を受けると、クライアント１０１に対して計算資源が利用可能になったことを通知し（ステップＳ３０７）、クライアント１０１への資源割当ての処理を完了する。
【００６３】
２．４）資源決定動作
次に、本実施形態による資源提供システムの資源決定部２０４の動作について、図１３および図１４を参照しながら説明する。この資源決定動作は図１２のステップステップＳ３０２ａ、Ｓ３０２ｂ、Ｓ３０３に対応する。
【００６４】
図１３において、割当資源決定部１０８ａの制御部２０１は、資源管理部１０２からクライアント１０１の計算資源要求を受け取る（ステップＳ４０１）。上述したように、この計算資源要求にはクライアント１０１の指定する重要な計算資源の種類および確保すべき計算資源の品質の情報が含まれている。制御部２０１は資源決定部２０４に対して、要求された計算資源の品質を確保しつつ、クライアント１０１に割当てる資源を決定するよう指示する。資源決定部２０４は、要求された計算資源の品質を確保できない計算資源があるかどうかを資源候補選択部２０５に問い合わせる。
【００６５】
問い合わせを受けた資源候補選択部２０５は、計算資源情報データベース１０６を参照し、要求された品質を確保できない計算資源を特定する（ステップＳ５０２ａ）。要求された品質を確保できない計算資源がある場合は、その計算資源を特定する情報を資源決定部２０４へ返す。なお、全ての計算資源において、要求された品質を確保できる場合は、その旨を資源決定部２０４へ通知する。この場合、それ以降のステップは図７に示す第１実施形態と同様である。
【００６６】
資源決定部２０４は、第１実施形態と同様に、ネットワークのトポロジと変換リンクを結合することにより合成トポロジ情報を生成するが、要求された品質を確保できない計算資源１０５に対応する変換リンクは合成トポロジ情報から除外する（ステップＳ５０２ｂ）。この例における変換リンク情報としては、クライアント１０１から指定されているＣＰＵに対応する変換リンク情報（計算資源１０５を除く情報ＩＤ１、ＩＤ２および情報ＩＤ４、ＩＤ５の変換リンク情報）を用いる。
【００６７】
具体的には、資源決定部２０４は、図４に示す変換リンク情報データベース２０３を参照することで、図１４に示すように計算資源（ＣＰＵ）が接続されたノードＮ５およびＮ６の各々と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣiを知ることができる。なお、この例では、図１４における実ノード間のリンクのコストＣrはいずれもＣr＝１と仮定されている。
【００６８】
資源決定部２０４は、合成トポロジ情報に基づいて、クライアント１０１が接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することにより、通信回線の経路と割当てるべき計算資源を決定する（ステップＳ５０３）。図１４を参照しながら、具体的に説明する。
【００６９】
図１４において、資源決定部２０４は、変換リンク情報データベース２０３を参照することで、ノードＮ５と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．３、ノードＮ６と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．６であることを知る。上述したように、変換リンクのコストＣiはネットワークリンクコストＣrと同等に扱える値であって、計算資源の現在の使用状態に関する情報（たとえば使用されていない資源の割合）を反映したものである。したがって、クライアント１０１が接続するノードＮ１から仮想ノードＮ１０までの経路の全コスト（シグマ（総和）Ｃｒ＋Ｃｉ）が最も小さくなるものを探索すると、図１４に示す最短経路Ｒ２１を最適経路として決定することができる。ネットワークリンクのコストＣｒがリンク毎に異なっていても全く同様の手順で決定できることは明らかである。
【００７０】
図１４に示す最短経路Ｒ２１が決定されると、経路Ｒ２１が通る計算資源１０３をクライアント１０１に割り当てる計算資源として決定でき、かつ経路Ｒ２１のネットワークリンク区間の経路（ノードＮ１−Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４−Ｎ５）を通信回線経路として決定することができる。
【００７１】
図１に示す背景技術による資源決定方法では、ネットワーク資源および計算資源においてクライアントの要求を満たす通信回線経路および計算資源、あるいは最も空き率の大きい計算資源が割り当てられていた。これに対して、本実施形態によれば、クライアントの要求品質を確保しつつ、ネットワーク資源および計算資源を総合的に判断して全体の負荷が平均化されるように、通信回線の経路および計算資源を決定することができる。
【００７２】
こうして割当てるべき計算資源が決定されると、資源決定部２０４は、決定した計算資源と通信回線の経路を制御部２０１へ通知する（ステップＳ５０４）。制御部２０１は、資源決定部２０４の決定した計算資源と通信回線の情報を資源管理部１０２へ通知し、割当て資源決定の処理を完了する。
【００７３】
２．５）計算資源情報の変換および資源解放動作
本発明の第２実施形態による資源提供システムの計算資源情報の変換および資源解放動作は、図８および図９に示す第１実施形態のそれらと同様であるから説明は省略する。
【００７４】
２．６）効果
上述したように、本発明の第２実施形態によれば、クライアントの要求する品質を確保できない計算資源を候補から外した上で割当てるべき計算資源を決定するので、上述した第１実施形態の効果に加えて、クライアントの要求する計算資源の品質を確保できるという効果をさらに有する。また、経路計算に必要な計算量を削減できるのでクライアントに割当てる計算資源と通信回線の決定に要する時間を短縮できるという更なる効果も奏する。
【００７５】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態は、上記第２実施形態と同様に計算資源の候補を選択した上で、経路計算により割当てる計算資源と通信回線を決定するが、計算資源の候補の選択の方法が第２実施形態とは異なる。第３実施形態では、空き計算資源の量など資源提供システムの管理者の設定した基準に基づき、計算資源の候補を選択する。その他の点については第２実施形態と同様である。
【００７６】
３．１）割当資源決定部
図１５に示すように、本発明の第３実施形態による割当資源決定部１０８ｂは、割当てる資源の決定に用いる計算資源候補の選択基準情報を予め内部に保持する資源候補選択基準データベース２０６を備えた点が図１１に示す割当資源決定部１０８ａと異なっている。この計算資源候補の選択基準は、資源提供システムの管理者が予め運用方針に基づいて設定する。ここでは、計算資源の候補の選択基準の例として、空き資源の割合に閾値を設け、空き資源の割合が閾値以上である計算資源のみを割当候補として選択するものとする。その他のブロック構成および機能は、図１１に示す割当資源決定部１０８ａと同じ参照番号を付して説明は省略する。
【００７７】
３．２）資源割当動作
図１６に示す本実施形態による資源割り当て動作は、図１２に示す第２実施形態による資源割り当て動作と比べて、計算資源の候補選択に関係するステップＳ３０２ｃおよびＳ３０２ｄが異なっている。その他のステップは基本的に図１２と同じであるから、同一のステップ番号を付して説明は簡略化する。また、第１実施形態と同様に、資源情報変換部２０２が予め計算資源情報を仮想ノードとの間のリンク情報に変換し、図４に例示するように変換リンク情報データベース２０３に格納している。
【００７８】
図１６において、資源管理部１０２は、クライアント１０１から計算資源の要求を受信すると、当該計算資源要求を割当資源決定部１０８ｂへ転送し、割当資源決定部１０８ｂに対して割当資源を決めるように依頼する（ステップＳ３０１）。計算資源要求は、第１実施形態と同様にクライアントの指定する重要な計算資源の種類としてＣＰＵが指定されているが、第２実施形態のような計算資源の品質要求を含む必要はない。この依頼に応じて、割当資源決定部１０８ｂの制御部２０１は、計算資源の候補選択を実行した後に、クライアント１０１から計算資源要求に対する資源割当動作を開始する。
【００７９】
割当資源の決定依頼を受けた制御部２０１は資源候補選択部２０５に計算資源の候補選択を指示する。資源候補選択部２０５は、計算資源情報データベース１０６および資源候補選択基準データベース２０６を参照して、選択基準を満たす計算資源を選択する（ステップＳ３０２ｃ）。本実施形態における計算資源の候補の選択基準は、クライアント１０１の指定する重要な計算資源の種類（この例ではＣＰＵ）について空き資源の割合が所定値（たとえば３０％）以上の計算資源を選択するものとする。たとえば図１０に示す資源提供システムでは、計算資源１０３および１０５が選択基準を満たし、計算資源１０４は満たさないので、計算資源１０３および１０５を候補として選択する。なお、全ての計算資源が、選択基準を満たす場合は、それ以降のステップは第１実施形態と同様である。
【００８０】
続いて、資源決定部２０４は、第１実施形態と同様に、ネットワークのトポロジと変換リンクを結合することにより合成トポロジ情報を生成するが、資源候補選択基準データベース２０６の選択基準を満たさない計算資源１０４に対応する変換リンクは合成トポロジ情報から除外する（ステップＳ３０２ｄ）。さらに、資源決定部２０４は、合成トポロジ情報を用いて、クライアント１０１の接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することによりクライアント１０１に割当てる計算資源を決定する（ステップＳ３０３）。割当資源決定部１０８ｂの制御部２０１は、決定した通信回線の経路および計算資源の情報を資源管理部１０２へ返す。なお、通信回線の経路および計算資源の決定動作（ステップＳ３０２ｃ、Ｓ３０２ｄ、Ｓ３０３）については後述する（図１７）。以下、ステップ３０４〜Ｓ３０７は上述した第２実施形態と同様であるから説明は省略する。
【００８１】
３．３）資源決定動作
資源決定部２０４による資源決定動作は、上述したように、ネットワークのトポロジと変換リンクを結合することにより合成トポロジ情報を生成するが、資源候補選択基準データベース２０６の選択基準を満たさない計算資源１０４に対応する変換リンクは合成トポロジ情報から除外する。この例における変換リンク情報としては、クライアント１０１から指定されているＣＰＵに対応する変換リンク情報（図４において計算資源１０４を除く情報ＩＤ１、ＩＤ３および情報ＩＤ４、ＩＤ６の変換リンク情報）を用いる。
【００８２】
具体的には、資源決定部２０４は、図４に示す変換リンク情報データベース２０３を参照することで、図１７に示すように計算資源が接続されたノードＮ５およびＮ９の各々と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣiを知ることができる。なお、この例では、図１７におけるネットワークノード間のリンクのコストＣrはいずれもＣr＝１と仮定されている。
【００８３】
資源決定部２０４は、合成トポロジ情報に基づいて、クライアント１０１が接続するネットワークノードＮ１と仮想ノードＮ１０との間の最適な経路を計算することにより、通信回線の経路と割当てるべき計算資源を決定する。図１７を参照しながら、具体的に説明する。
【００８４】
図１４において、資源決定部２０４は、変換リンク情報データベース２０３を参照することで、ノードＮ５と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．３、ノードＮ９と仮想ノードＮ１０との間の変換リンクのコストＣi＝０．３０１であることを知る。上述したように、変換リンクのコストＣiはネットワークリンクコストＣrと同等に扱える値であって、計算資源の現在の使用状態に関する情報（たとえば使用されていない資源の割合）を反映したものである。したがって、クライアント１０１が接続するノードＮ１から仮想ノードＮ１０までの経路の全コスト（シグマ（総和）Ｃｒ＋Ｃｉ）が最も小さくなるものを探索すると、図１７に示す最短経路Ｒ１１を最適経路として決定することができる。ネットワークリンクのコストＣｒがリンク毎に異なっていても全く同様の手順で決定できることは明らかである。
【００８５】
図１７に示す最短経路Ｒ１１が決定されると、経路Ｒ１１が通る計算資源１０５をクライアント１０１に割り当てる計算資源として決定でき、かつ経路Ｒ１１のネットワークリンク区間の経路（ノードＮ１−Ｎ２−Ｎ８−Ｎ９）を通信回線経路として決定することができる。
【００８６】
図１に示す背景技術による資源決定方法では、ネットワーク資源および計算資源においてクライアントの要求を満たす通信回線経路および計算資源、あるいは最も空き率の大きい計算資源が割り当てられていた。これに対して、本実施形態によれば、所定の選択基準を確保しつつ、ネットワーク資源および計算資源を総合的に判断して全体の負荷が平均化されるように、通信回線の経路および計算資源を決定することができる。
【００８７】
こうして割当てるべき計算資源が決定されると、資源決定部２０４は、決定した計算資源と通信回線の経路を制御部２０１へ通知し、制御部２０１は資源決定部２０４の決定した計算資源と通信回線の情報を資源管理部１０２へ通知して割当て資源決定の処理を完了する。なお、本発明の第３実施形態による資源提供システムの計算資源情報の変換および資源解放動作は、図８および図９に示す第１実施形態のそれらと同様であるから説明は省略する。
【００８８】
３．４）効果
上述したように、本発明の第３実施形態によれば、選択基準を満たさない計算資源を候補から外した上で割当てるべき計算資源を決定するので、上述した第１実施形態の効果に加えて、経路計算に必要な計算量を削減でき、クライアントに割当てる計算資源と通信回線の決定に要する時間を短縮できるという効果をさらに有する。
【００８９】
４．実施例
次に示す実施例は、上述した各実施形態において、割当てる資源を選択する目的に応じて、リンクのコストの決定方法を変更したものである。
【００９０】
４．１）第１実施例
本発明の第１実施例によれば、各計算資源の間で空き資源の量がなるべく同じとなるように計算資源の負荷分散を図ることを目的とする。すなわち、計算資源の負荷分散を図る点では第１実施形態で説明した場合と同様であるが、空き資源の割合ではなく量をなるべく同じとする点が異なる。
【００９１】
変換リンクに関しては、資源情報として、各計算資源の間で空き資源の量の逆数を用いる。例えばＣＰＵに対応する変換リンクのコストには、空いているＣＰＵの数Ｎｐの逆数の値１／Ｎｐを利用する。
【００９２】
規格化方法は、第１実施形態で説明したのと同じ考え方により、１／Ｎｐの平均値Ａｐnとしたとき、１／ＮｐをＡｐnで割ることで正規化し、これにネットワークのリンクのコストの平均値Ｃｎを掛ける。この規格化により、ＣＰＵに対応する変換リンクのコストＣｉは、Ｃｉ＝Ｃｎ／(Ｎｐ＊Ａｐn)となる。
【００９３】
４．２）第２実施例
本発明の第２実施例によれば、ネットワーク資源と計算資源の利用効率について、それぞれ空き資源の割合が同じになるよう負荷分散をすると同時に、異なる優先度で割当てをすることを目的とする。
【００９４】
変換リンクに関しては、資源情報として、第１実施形態にて述べたのと同様に、各計算資源の空き資源の割合の逆数を用いる。例えばＣＰＵに対応する変換リンクのコストには、計算資源の全ＣＰＵの数と使用されていないＣＰＵの数から、空いているＣＰＵの割合Ｒｐを算出し、その逆数の値１／Ｒｐを利用する。またネットワークのリンクのコストには、リンクの空き帯域の割合の逆数を用いる。これにより、それぞれの資源ごとで負荷分散を図ることができる。
【００９５】
規格化には、第１実施形態にて述べた方法に加えて、ネットワーク資源と計算資源の利用効率の優先度の比を用いる。まず、ネットワークのリンクのコストの平均の値Ｃｎと、計算資源の１／Ｒｐの平均の値Ａｐとする。また、ネットワーク資源と計算資源の利用効率の優先度の比を、[ネットワーク資源] : [計算資源]＝１：Ｐとする。すなわち、Ｐの値が大きいほど計算資源の利用効率の優先度が大きくなる。まず、１／Ｒｐを平均値Ａｐで割って正規化した値にＣｎを掛けてＣｎ／(Ｒｐ＊Ａｐ)を求めるのは第１実施形態にて述べたのと同様である。第２実施例では、求めた値に対して、更にＰを掛ける。すなわち、ＣＰＵに対応する変換リンクのコストは、(Ｐ＊Ｃｎ)／(Ｒｐ＊Ａｐ)となる。これにより、変換リンクのコストがネットワークリンクのコストに対してＰ倍となり、ネットワークのリンクの負荷分散に対して、計算資源の負荷分散をＰ倍の重みで優先した資源決定ができる。
【００９６】
なお、空き資源の割合ではなく空き資源の量に基づき負荷分散を図る場合には、第１実施例と同様に、変換リンクに関して、空き資源の割合の逆数の代わりに、空き資源の量の逆数を用いる。また、ネットワークのリンクのコストには、リンクの空き帯域の割合の逆数の代わりに、リンクの空き帯域の大きさを用いる。それぞれに対する規格化の計算方法は、上で述べたものと同様である。
【００９７】
４．３）第３実施例
本発明の第３実施例によれば、クライアントの計算処理を最速とするように資源を割当てることを目的とする。
【００９８】
変換リンクに関しては、資源情報として、各計算資源にクライアントの想定する処理をさせた時に予測される処理時間Ｔｐを用いる。処理時間の予測の方法としては、例えば、クライアントの実施する可能性のある処理の種類ごとにベンチマーク処理により計算資源の量と処理時間の関係を保持しておき、クライアントの想定する処理の種類と要求する資源の量とから処理時間を予測する方法が考えられる。また、ネットワークのリンクのコストには、各リンクの通信遅延時間Ｔｄを用いる。規格化では、単位時間Ｔに対する、予測処理時間Ｔｐ、通信遅延時間Ｔｄのそれぞれの比Ｔｐ／Ｔ, Ｔｄ／Ｔを算出し、それぞれリンクのコストとして設定する。この単位時間は、１ミリ秒や１秒などの時間の単位をそのまま用いてもよいし、資源提供システムにおいて定めた特別な時間の単位を用いてもよい。
【００９９】
４．４）第４実施例
本発明の第４実施例によれば、ネットワーク資源と計算資源のうち、クライアントの要求する資源量の相対的比率の大きな方の資源の利用効率を優先して、資源を割当てることを目的とする。なお、第４実施例では、割当て資源を決める動作のステップＳ３０２−Ｓ３０３（図６参照）において、各リンクのコストを下記方法で更新する。ここでは、クライアントから最も重要な計算資源としてＣＰＵをＣreq個、通信回線の帯域としてＢreqが要求されたとする。
【０１００】
変換リンクに関して、資源情報として、ＣＰＵの数の規模の基準値Ｃrefと、要求されたＣＰＵの数Ｃreqとの比ｒ＝Ｃreq／Ｃrefを用いる。この基準値Ｃrefの例としては、各計算資源の全ＣＰＵの数の平均が考えられる。また、ネットワークのリンクのコストには、リンクの帯域の大きさの基準値Ｂrefと、要求された通信回線の帯域Ｂreqとの比ｂ＝Ｂreq／Ｂrefを用いる。この基準値Ｂrefの例としては、各リンクの帯域の最大値の平均が考えられる。
【０１０１】
規格化では、第２実施例で用いた、ネットワーク資源と計算資源の利用効率の優先度の比１：Ｐについて、１：Ｐ＝ｒ：ｂと定める。これにより、ネットワーク資源と計算資源のうち、相対的により多くの量を要求されている方の資源量の利用効率を優先して資源を割当てることができる。Ｐの値を用いたリンクコストの残りの計算方法は第２実施例と同様である。
【０１０２】
４．５）第５実施例
本発明の第５実施例によれば、計算資源の負荷分散とは逆に、空き資源の割合の少ない計算資源を優先的に割当てることを目的とする。
【０１０３】
変換リンクに関しては、資源情報として、各計算資源の空き資源の割合を用いる。例えばＣＰＵに対応する変換リンクのコストには、計算資源の全ＣＰＵの数と使用されていないＣＰＵの数から算出した、空いているＣＰＵの割合Ｒｐを用いる。
【０１０４】
規格化では、第１実施形態で説明したのと同じ考え方により、Ｒｐの平均値をＣｐとしたとき、ＲｐをＣｐで割ることで正規化し、これにネットワークのリンクのコストの平均値Ｃｎを掛ける。この規格化により、ＣＰＵに対応する変換リンクのコストは、Ｒｐ＊Ｃｎ／Ｃｐとなる。
なお、空き資源の割合ではなく空き資源の量の少ない計算資源を優先的に割当てる場合には、実施例１で述べたのと同様に、空き資源の割合の逆数の代わりに、空き資源の量の逆数を用いる。規格化の計算方法は、上で述べたものと同様である。
【０１０５】
５．他の実施形態
上述した実施形態における割当資源決定部１０８、１０８ａ、１０８ｂや資源管理部１０２の各々は、図示されていないメモリに格納されたプログラムをコンピュータ上で実行することにより同等の機能を実現することもできる。
【０１０６】
また、本発明の資源提供システムおよび割当て資源決定方法の構成は、必ずしも上述した実施形態や実施例あるいはそれらの図に示した構成に限定されるものではない。例えば、ネットワークの内部の構成や計算資源の配置が異なる場合、あるいは複数の構成要素が単一の装置に実装されている場合でも、説明した内容を逸脱しない範囲の動作が可能な構成であればよい。
【０１０７】
６．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定装置であって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記選択した経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、
を有することを特徴とする割当資源決定装置。
（付記２）
前記資源決定手段は、前記ネットワークのトポロジ情報と前記仮想リンク情報とを合成した合成トポロジ情報に基づいて前記経路選択をすることを特徴とする付記１に記載の割当資源決定装置。
（付記３）
前記計算資源には複数種類があり、前記資源情報変換手段が前記計算資源の種類ごとに別の仮想リンク情報に変換することを特徴とする付記１または２に記載の割当資源決定装置。
（付記４）
前記資源決定手段は、前記仮想リンク情報のうち所定の選択基準に適合する計算資源に対応するものと前記ネットワークのトポロジ情報とに基づいて前記経路を選択することを特徴とする付記１−３のいずれか１項に記載の割当資源決定装置。
（付記５）
前記所定の選択基準は、前記クライアントあるいは前記資源提供システムの管理者により設定されることを特徴とする付記４に記載の割当資源決定装置。
（付記６）
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定方法であって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換し、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、
前記選択した経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する、
ことを特徴とする割当資源決定方法。
（付記７）
前記経路は、前記ネットワークのトポロジ情報と前記仮想リンク情報とを合成した合成トポロジ情報に基づいて選択されることを特徴とする付記６に記載の割当資源決定方法。
（付記８）
前記計算資源には複数種類があり、前記計算資源の種類ごとに別の仮想リンク情報に変換することを特徴とする付記６または７に記載の割当資源決定方法。
（付記９）
前記仮想リンク情報から、所定の選択基準に適合する計算資源に対応する仮想リンク情報を選択し、
前記選択された仮想リンク情報と前記ネットワークのトポロジ情報とに基づいて前記経路を選択する、
ことを特徴とする付記６−８のいずれか１項に記載の割当資源決定方法。
（付記１０）
前記所定の選択基準は、前記クライアントあるいは前記資源提供システムの管理者により設定されることを特徴とする付記９に記載の割当資源決定方法。
（付記１１）
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムであって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換手段と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定手段と、
を有することを特徴とする資源提供システム。
（付記１２）
前記資源決定手段は、前記ネットワークのトポロジ情報と前記仮想リンク情報とを合成した合成トポロジ情報に基づいて前記経路を選択することを特徴とする付記１１に記載の資源提供システム。
（付記１３）
前記計算資源には複数種類があり、前記資源情報変換手段が前記計算資源の種類ごとに別の仮想リンク情報に変換することを特徴とする付記１１または１２に記載の資源提供システム。
（付記１４）
前記資源決定手段は、前記仮想リンク情報のうち所定の選択基準に適合する計算資源に対応するものと前記ネットワークのトポロジ情報とに基づいて前記経路を選択することを特徴とする付記１１−１３のいずれか１項に記載の資源提供システム。
（付記１５）
前記所定の選択基準は、前記クライアントあるいは前記資源提供システムの管理者により設定されることを特徴とする付記１４に記載の資源提供システム。
（付記１６）
複数のノードからなるネットワークを介してクライアントと複数の計算資源とが互いに接続可能であり、前記クライアントの計算資源要求に応じて計算資源および通信回線を前記クライアントへ割り当てる資源提供システムにおける割当資源決定装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
各計算資源における変化しうる資源情報を、当該計算資源が接続している前記ネットワークのノードと前記ネットワークに想定された仮想ノードとの間の仮想リンク情報に変換する資源情報変換機能と、
前記ネットワークのトポロジ情報および前記仮想リンク情報に基づいて前記クライアントが接続しているノードと前記仮想ノードとの間の経路を選択し、前記経路から前記クライアントへ割り当てる計算資源および通信回線を決定する資源決定機能と、
を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
（付記１７）
前記資源決定機能は、前記ネットワークのトポロジ情報と前記仮想リンク情報とを合成した合成トポロジ情報に基づいて前記経路を選択することを特徴とする付記１６に記載のプログラム。
（付記１８）
前記計算資源には複数種類があり、前記資源情報変換機能が前記計算資源の種類ごとに別の仮想リンク情報に変換することを特徴とする付記１６または１７に記載のプログラム。
（付記１９）
前記資源決定機能は、前記仮想リンク情報のうち所定の選択基準に適合する計算資源に対応するものと前記ネットワークのトポロジ情報とに基づいて前記経路を選択することを特徴とする付記１６−１８のいずれか１項に記載のプログラム。
（付記２０）
前記所定の選択基準は、前記クライアントあるいは前記資源提供システムの管理者により設定されることを特徴とする付記１９に記載のプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、分散的に配置された複数の計算資源がネットワークにより接続された各種の資源提供システムに適用することができる。例えば、本発明が適用できるものは複数のデータセンタがネットワークにより接続されたクラウドサービス提供システムがある。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  ネットワーク
１０１  クライアント
１０２  資源管理部
１０３−１０５  計算資源
１０６  計算資源情報データベース
１０７  ネットワーク情報データベース
１０８，１０８ａ、１０８ｂ  割当資源決定部
２０１  制御部
２０２  資源情報変換部
２０３  変換リンク情報データベース
２０４  資源決定部
２０５  資源候補選択部
２０６  資源候補選択基準データベース
Ｎ１−Ｎ９  ネットワークノード
Ｎ１０  仮想ネットワークノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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