(57)【要約】      （修正有）【課題】盗難直後における情報漏えいを防止し、高稼働性、高可用性と高機密性の特徴を備え、遊休資産や古くなった資産を有効活用することが可能な仮想システムを実現する。【解決手段】複数の物理ＣＰＵ及び物理メモリ領域を仮想化し、仮想ＣＰＵ及び仮想メモリを構成するハイパーバイザーを備えた仮想システムであって、前記ハイパーバイザーが、当該仮想システムの用途の指定を受付け、用途に応じた各物理ＣＰＵの命令リストを設定するコントローラ００３と、設定された命令リストによって仮想ＣＰＵ命令リストファイルを書き換え、当該命令セットに従って動作する仮想ＣＰＵ００２を構成する回路コンバータと、前記仮想ＣＰＵ命令セットを保存するＣＰＵ命令領域とを備え、前記仮想メモリ内には、システムデータ領域、一時データ領域、機密データ領域が前記物理メモリ領域をそれぞれ前記指定された用途に応じて仮想化して形成するように構成されている。【選択図】図１
2015194876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物理ＣＰＵ及び物理メモリ領域を仮想化し、仮想ＣＰＵ及び仮想メモリを構成するハイパーバイザーを備えた仮想システムであって、
前記ハイパーバイザーが、当該仮想システムの用途の指定を受付け、指定された用途に応じた各物理ＣＰＵの命令リストを設定するコントローラと、設定された命令リストによって仮想ＣＰＵ命令リストファイルを書き換え、当該仮想ＣＰＵ命令リストファイルに設定された仮想ＣＰＵ命令セットに従って動作する仮想ＣＰＵを構成する回路コンバータと、前記仮想ＣＰＵ命令セットを保存するＣＰＵ命令領域とを備え、前記仮想メモリ内には、オペレーティングシステムなどのシステムデータ領域、アプリケーションデータなどの一時データ領域、機密データ領域が前記物理メモリ領域を前記コントローラによってそれぞれ前記指定された用途に応じて仮想化して形成するように構成されていることを特徴とする仮想システム。
【請求項２】
前記仮想メモリ内の前記各データ領域は、物理メモリを前記コントローラの制御によって並列接続、多重化接続、直列接続のいずれかに選択的に切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の仮想システム。
【請求項３】
前記仮想メモリ内の前記各データ領域は、当該データ領域の用途に応じた容量のバックアップ電源が前記コントローラの制御によって接続可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の仮想システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の物理マシンを仮想的に結合することで高性能な仮想マシンを形成する仮想システムに関するものである。
近年、ハードウェアの仮想化はOpenStackなどの技術により、ハードウェアから分離され、仮想化環境で利用する技術が確立されている。
同様に、ネットワークの仮想化はOpenFlowなどの技術により、ハードウェアから分離され、仮想化環境で利用する技術が確立されている。
【０００２】
そこで、このような仮想化技術を利用し、廃棄対象のマシンや遊休資産の扱いになっているマシンに搭載されているマシンのＣＰＵを、仮想環境に変換し、ハードウェアとしては独立しているＣＰＵとメモリを仮想化技術により結合すれば、負荷分散および障害発生時の縮退運転の極小化および安定稼動するシステムを構築できるなどの効用が期待できる。
また、揮発性メモリを結合することによって、電源供給を停止することによって自動的に情報が消えることによる情報漏えい防止などを実現することができ、セキュリティ確保の点で有用である。
【０００３】
複数の情報処理装置を共有した環境におけるセキュリティ確保の技術については、下記の特許文献１に開示されたものがある。
また、盗難や紛失にともない、通信が出来なくなったマシンに保存されているファイルの保護技術については、下記の特許文献２に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３５０５５
【特許文献２】特開２０１０−２５７４３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示された技術は、主に盗難や紛失した後、一定時間経過し応答がなかった場合に情報を削除することにより、情報漏えいの被害を最小限にすることを目的としており、盗難や紛失直後の情報漏えいは防止することができない。
また、すべての情報が半永久的にマシン上に保存されていることを前提とした技術であり、機密情報を守るためにマシンに保存されているすべてのデータを削除する構成となっているため、システムの復元作業に対して時間がかかるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、情報を「CPU命令」「機密情報」「システムデータ」「一時データ」と分類し、それぞれを独立したメモリに保存するようにし、電源供給が止まると同時に情報が破棄される揮発性メモリの特徴を活かして、既定箇所からマシンが盗まれるなどしたら即座に破棄されるようにすることで、盗難直後における情報漏えいを防止することが可能で、かつ高稼働性、高可用性と高機密性の特徴を備え、遊休資産や古くなった資産を有効活用することが可能な仮想システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の物理ＣＰＵ及び物理メモリ領域を仮想化し、仮想ＣＰＵ及び仮想メモリを構成するハイパーバイザーを備えた仮想システムであって、
前記ハイパーバイザーが、当該仮想システムの用途の指定を受付け、指定された用途に応じた各物理ＣＰＵの命令リストを設定するコントローラと、設定された命令リストによって仮想ＣＰＵ命令リストファイルを書き換え、当該仮想ＣＰＵ命令リストファイルに設定された仮想ＣＰＵ命令セットに従って動作する仮想ＣＰＵを構成する回路コンバータ、前記仮想ＣＰＵ命令セットを保存するＣＰＵ命令領域とを備え、前記仮想メモリ内には、オペレーティングシステムなどのシステムデータ領域、アプリケーションデータなどの一時データ領域、機密データ領域が前記物理メモリ領域を前記コントローラによってそれぞれ前記指定された用途に応じて仮想化して形成するように構成されていることを特徴とする。
また、前記仮想メモリ内の前記各データ領域は、物理メモリを前記コントローラの制御によって並列接続、多重化接続、直列接続のいずれかに選択的に切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
また、前記仮想メモリ内の前記各データ領域は、当該データ領域の用途に応じた容量のバックアップ電源が前記コントローラの制御によって接続可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、盗難直後における情報漏えいを防止することができる。また、高稼働性、高可用性と高機密性の特徴を備え、遊休資産や古くなった資産を有効活用することが可能な仮想システムを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】仮想ＣＰＵの詳細構成を示す図である。
【図３】仮想ＣＰＵのＣＰＵ命令領域の詳細構成を示す図である。
【図４】仮想メモリの機密情報領域の詳細構成を示す図である。
【図５】内部ストレージに保存されるメモリマップの役割を示す図である。
【図６】仮想メモリのシステムデータ領域の詳細構成を示す図である。
【図７】仮想メモリの一時データ領域の詳細構成を示す図である。
【図８】ハイパーバイザーと仮想メモリの各データ領域との関係を示した構成図である。
【図９】システム管理者が、使用用途として、ＤＢサーバを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成の例を示す図である。
【図１０】システム管理者が、使用用途として、映像配信サーバを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成を示す図である。
【図１１】システム管理者が、使用用途として、クラウドを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態を示すシステム構成図である。
この実施形態の仮想システム００１は、複数の物理ＣＰＵ０１０及び物理メモリ０１１を仮想化し、仮想ＣＰＵ００２及び仮想メモリ０１２を構成するハイパーバイザーを備えた仮想システムである。
このハイパーバイザーは、以下で説明するコントローラ００３、回路コンバータ００４、ＣＰＵ命令領域００５により構成されており、仮想システム００１で示す部分がハイパーバイザーに相当する。
仮想メモリ０１２は、機密情報領域００６、システムデータ領域００７、一時データ領域００８で構成され、物理メモリ０１１をコントローラ００３の制御によって仮想化することによって形成されるようになっている。
なお、００９は機密情報などを退避させるためのハードディスクで構成された内部ストレージである。機密情報領域００６の物理メモリ０１１は直列接続され、小容量のコンデンサから成るバックアップ電源がコントローラ００３の制御によって並列接続されるようになっている。
また、ＣＰＵ命令領域００５の物理メモリ０１１は並列接続され、大容量のコンデンサから成るバックアップ電源がコントローラ００３の制御によって並列接続されるようになっている。
【００１１】
また、オペレーティングシステムなどのシステムデータ領域００７の物理メモリ０１１は多重化接続され、システムデータの消失が生じないように構成されている。
また、各種の業務に用いるアプリケーションのデータは一時データ領域００８に格納されるように仮想化されており、物理メモリ０１１は直並列接続されている。
【００１２】
図２は、仮想ＣＰＵ００２を仮想化する場合に、ハイパーバイザーを構成するコントローラと回路コンバータ００４の関係、およびシステム管理者が使用する操作端末２０７の関係を示す図である。
システム管理者２０８は、仮想システム００１の構築に際して、当該仮想システム００１の用途の指定を操作端末２０７のＷｅｂブラウザから受付ける。システム管理者が指定可能な用途には、仮想システム００１を、（１）ＤＢサーバとして使用する、（２）映像配信サーバとして使用する、・・・あるいはクラウドとして使用するなど、複数の用途が指定可能に成っている。
そこで、いずれかの用途を選択すると、回路コンバータ００４が、複数の物理ＣＰＵ０１０を使用用途の目的に対して最適な組み合わせにすることで、仮想システム００１を動作させる。
仮想システムの管理者２０８は、仮想システム００１を利用する時、コントローラ００３から設定ファイル２０５を読み取り、Ｗｅｂブラウザから仮想システムの用途を指定する。
Ｗｅｂブラウザで設定情報の命令を受けたコントローラ００３はリポジトリ２０９に事前に組み込まれている情報と比較し、最適な動作を行うように、設定ファイル２０５を書き換える。
なお、リポジトリ２０９の情報は、初期情報として特定の目的に適した命令リストの情報を保持しているものとし、仮想システムの管理者２０８が直接仮想CPU命令リストファイル２０４を書き換えることを可能なものとする。
【００１３】
Ｗｅｂブラウザで設定した情報を元にコントローラ００３は、回路コンバータ００４に設定ファイル２０５をアップロードすることで、仮想ＣＰＵ命令リストファイル２０４に記憶されている命令リストを書き換え、レジストリ２０３に仮想ＣＰＵ００２の命令ファイルを書き込み、仮想ＣＰＵ００２を構築する。
回路コンバータ００４は、複数の物理ＣＰＵ０１０の持つ命令リストをレジストリ２０３に読み込ませ、物理ＣＰＵ０１０の命令リストを一括管理する仮想ＣＰＵ命令リストファイル２０４として保存する。
【００１４】
初期状態の仮想ＣＰＵ命令リストファイル２０４は、各物理ＣＰＵ０１０の命令リストを読み込んだ順序で保存するものとし、各物理ＣＰＵの性能および特定の物理ＣＰＵしか持たない特殊な命令セットの差異を吸収する。
コントローラ００３は、回路コンバータ００４から仮想ＣＰう命令リストファイル２０４を設定ファイル２０５の形で読み込みリポジトリ２０９に保存する。
【００１５】
図１のＣＰＵ命令領域の詳細構成を図３に示す。
仮想システム００１に電源が供給された時点で、図２の仮想ＣＰＵの命令セットである仮想ＣＰＵ命令リストファイル２０４を読み込み、仮想ＣＰＵ００２のＣＰＵ命令領域００５に命令セットを保存する。
仮想システム００１の安定性を保つために、仮想ＣＰＵ００２のＣＰＵ命令領域００５の揮発性の物理メモリ０１１を並列構成で、各揮発性の物理メモリ０１１には仮想電源３０３が供給になるようにコントローラ００３の制御によって分散配備する。
この分散配備させるための設定情報は、使用できる揮発性の物理メモリ０１１が設定された時点で、コントローラ００３のリポジトリ２０９に初期値と設定されるものとする。
【００１６】
図１の機密情報領域００６の詳細構成を図４に示す。
なお、この領域００６は本仮想システム００１の機密情報が格納される領域であるが、機密情報と一時データの区別は、仮想システム００１の管理者２０８が仮想システム００１の用途をＷｅｂブラウザで用途を指定したときにデフォルトで設定されるものとし、仮想システム００１の利用者が特定情報を機密情報として扱いたい場合は、本仮想システム００１で自動識別は行わず、エクスプローラ等で機密情報の取り扱いを促すことで取り扱うものとする。
機密情報領域００６の設定情報は、コントローラ００３のリポジトリ２０９に保存されているものとし、各揮発性の物理メモリ０１１に小容量の仮想電源（４０３）が繋がった図４を基本形とする。
小容量の仮想電源４０３は、図３の仮想電源３０３と用途が異なり、高可用性を目的としたものではなく、揮発性の物理メモリ０１１の異常時などに機密情報が消失を防ぐために、揮発性の物理メモリ０１１の情報を内部ストレージ００９に物理メモリ情報ファイル４０５の形で出力されるまで、揮発性の物理メモリ０１１に電源を供給するために用いるものとする。
ここで、揮発性の物理メモリ０１１の異常時に情報を出力される記述を行ったが、定期的なバックアップを内部ストレージ００９に、物理メモリ情報ファイル４０５の形で行うものとする。
【００１７】
なお、仮想システム００１が保持する機密情報は、仮想メモリ０１２の機密情報領域００６内に存在している全揮発性の物理メモリ０１１が動作していることで、ユーザーに提供できる機密情報になり、一部のみでは機械語情報であるため、各揮発性の物理メモリ０１１の個々の情報は暗号化などの保護は行わないものとする。
また、揮発性の物理メモリ０１１の特性より電源供給が止まった時点で情報が破棄されることから、盗難や紛失による情報漏えいリスクが低いものと考え、暗号化などの処理は行わず、性能向上を図るものとする。
仮想メモリ０１２の機密情報領域００６内に存在している全揮発性の物理メモリ０１１の情報が揃わないと、機密情報の復元を行えないことから、内部ストレージ００９に保存される物理メモリ情報ファイル４０５は、揮発性の物理メモリ０１１の情報が揃わない限り、元の機密情報を復元できないため、物理メモリ情報ファイル４０５の暗号化は行わないものとする。
ただし、定期的なバックアップ以外に、異常終了時にも物理メモリ情報ファイル４０５が保存されることから、どの物理メモリ情報ファイル４０５が紐づいて機密情報の復元を行うか情報を保持する必要がある。
そこで、機密情報の復元を行うか紐づけを行ったファイルを内部ストレージ００９にメモリマップ４０６として保存する。
【００１８】
機密情報の復元を行う場合は、仮想システム００１の管理者２０８がＷｅｂブラウザからコントローラ００３にアクセスし、復元処理を実行することを可能とする。
次に、内部ストレージ００９に保存されるメモリマップ４０６の役割を図５に示す。
内部ストレージ００９には、各揮発性の物理メモリ０１１と同一の情報、物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４が保存された時刻のファイル名の形で保存される。
そして、物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４が保存されたタイミングで、物理メモリ情報ファイル１（５０２）〜物理メモリ情報ファイルｎ（５０４）のどのファイルが紐づいているのか、メモリマップ４０６に更新保存する。
この時、メモリマップ４０６は機密情報の復元を行う鍵ファイルになるため、暗号化を行って保護するが、物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４と比較し容量が小さいため、暗号化の負荷が仮想システムの性能に与えないものとする。
メモリマップ４０６には、物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４の情報が格納されており、定期バックアップで取得された物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４以外に、異常終了などで取得された物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４も存在するため、どことも紐づかない物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４が内部ストレージ００９に残ることになる。
そこで、内部ストレージ００９にはクリーンプログラム５０６を常駐させ、メモリマップ４０６でどことも紐づかない物理メモリ情報ファイル５０２〜５０４を定期的に削除することで、内部ストレージ００９に不要ファイルを残さず、ストレージ容量の増大を抑える。
【００１９】
図１の仮想メモリ０１２のシステムデータ領域００７の詳細構成を図６に示す。
システムデータ領域００７は本仮想システム００１のＯＳ情報が格納される領域であり、情報の変更は行われないことを前提となるため、初期構成としてコントローラ００３のリポジトリ２０９に設定されているものとする。
ただし、揮発性の物理メモリ０１１の異常終了等による影響範囲が本仮想システム００１の中で最も大きいため、図６に示すように揮発性の物理メモリ０１１多重接続したメッシュ型で構成されるように設定する。
また、システムデータ領域００７に対しては仮想電源装置は接続せず、いつでもＯＳの初期状態に戻せる構成にしておく。
なお、毎回システムを作り直すことによって、システムプログラムがウィルスに感染した場合、即座に初期状態に戻すことで感染被害を抑えることができるという副次的なメリットも得ることが期待できる。
【００２０】
図１の一時データ領域００８の詳細構成を図7に示す。
一時データ領域００８は、本仮想システム００１の作業データが保存される領域であり、いつ消えても構わない情報が格納されるものとし、初期構成としてコントローラ００３のリポジトリ２０９に設定されているものとする。
一時データ領域００８は、基本的に作業フォルダとして動作するため、情報の維持は求めず、性能速度を求め、揮発性の物理メモリ０１１に保存するものとする。
以上のように仮想システム００１を構成することで、高稼働性、高可用性と高機密性の特徴を備え、遊休資産や古くなった資産を有効活用することが可能な仮想システムを実現することが可能になる。
図８は、ハイパーバイザーと仮想メモリ０１２の各データ領域との関係を示した構成図であり、ハイパーバイザー８００は、ＣＰＵ命令領域を含む仮想ＣＰＵによって構成され、その上に、各データ領域００６、００７、００８が構成される。各データ領域００６、００７、００８は、複数の仮想メモリに対応して複数系列設けられる。
【００２１】
図９は、システム管理者２０８が、使用用途として、ＤＢサーバを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成の例を示す図である。
ＤＢサーバを選択した場合、図中に太実線で囲むように、コントローラ００３は高速演算可能な物理ＣＰＵを集約すると共に、ログ収集等を行う低速ＣＰＵを集約した仮想ＣＰＵを、高速動作を重視した直列接続構成のＣＰＵ命令領域００５と共に構成し、仮想メモリ０１２には、さらに安定性を重視し、メッシュ型構成のシステムデータ領域００７を形成し、同様に安定性を重視し、並列接続構成の一時データ領域００８を形成する。
【００２２】
図１０は、システム管理者２０８が、使用用途として、映像配信サーバを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成を示す図である。
映像配信サーバを選択した場合、図中に太実線で囲むように、コントローラ００３は全ＣＰＵに負荷分散をさせる構成とし、安定性を重視した並列接続構成のＣＰＵ命令領域００５を形成し、さらに安定性を重視し、仮想メモリ０１２には、メッシュ型構成のシステムデータ領域００７を形成し、同様に高速性を重視し、直列接続構成の一時データ領域００８を形成する。
【００２３】
図１１は、システム管理者２０８が、使用用途として、クラウドを選択した場合の仮想ＣＰＵの構成、仮想メモリの構成を示す図である。
クラウドを選択した場合、図中に太実線で囲むように、コントローラ００３は全ＣＰＵに負荷分散をさせる構成とし、安定性を重視した並列接続構成のＣＰＵ命令領域００５を形成し、さらに高速性と安定性を重視し、仮想メモリ０１２には、メッシュ型構成のシステムデータ領域００７を形成し、同様に安定性を重視し、並列接続構成の一時データ領域００８を形成する。
なお、ＣＰＵ命令領域は仮想メモリ内に存在する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００２４】
００１    仮想システム
００２    仮想ＣＰＵ
００３    コントローラ
００４    回路コンバータ
００５    ＣＰＵ命令領域
００６    機密情報領域
００７    システムデータ領域
００８    一時データ領域
００９    内部ストレージ
０１０    物理ＣＰＵ
０１１    物理メモリ
【図１】
2015194876.tif 000003
【図２】
2015194876.tif 000004
【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】
2015194876.tif 000009
【図８】
2015194876.tif 000010
【図９】
2015194876.tif 000011
【図１０】
2015194876.tif 000012
【図１１】
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