(57)【要約】【課題】複数の物理的・論理的コンピュータシステムの運用および管理コストを下げるため、処理を特定のコンピュータシステムに寄せる方法において、無計画にコンピュータシステムの縮退と活性を繰り返すと、かえってコストが高くなることがあった。また、ワークロードの予測によるコンピュータシステムの縮退および活性のタイミング決定が困難であることがあった。【解決手段】処理の最割り当てによってコンピュータシステムを縮退することで削減されたコストと、更なる処理の再割り当て時にコンピュータシステムを活性するために発生するコストを比較し、縮退するコストと活性するコストを、縮退した状態で稼動することにより削減されたコストが上回る場合に、活性操作を実施する。【選択図】図１
2013025701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムの縮退及び活性に関するコストを算出する縮退及び活性コスト算出装置と、
縮退運転によって削減されたコストを算出する削減済コスト算出装置と、
前記縮退及び活性コスト算出装置と前記削減済コスト算出装置とから取得したコスト値を基に縮退操作または活性操作を行う判断を行う縮退及び活性判定装置と、
前記縮退及び活性判定装置による判断に基づいて、サービスをどのコンピュータシステム上で実行するかを決定し、縮退中のコンピュータシステムの活性、又は、稼働中のコンピュータシステムの縮退を実行するための配置計画を行うサービス配置算出装置と、
を備え、サービス提供におけるコストを削減可能な物理的または論理的コンピュータシステム。
【請求項２】
前記サービス配置算出装置に接続され、各々のサービスの優先度に応じて任意のサービスの提供レベルを変化させるかどうかを判定し、当該判定結果を前記サービス配置算出装置に通知するサービス種別判定装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータシステム。
【請求項３】
前記縮退及び活性判定装置において、縮退中のコンピュータシステムの活性や稼働中のコンピュータシステムの縮退が妥当かどうかの判断を下すにあたり、
前回コンピュータシステムを縮退させたコストと、
これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステムを活性するコストと、
これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステムが縮退していたことで削減できたコストと、
を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンピュータシステム。
【請求項４】
コンピュータシステムによるサービス提供におけるコスト削減方法であって、
コンピュータシステムの縮退及び活性に関するコストを算出するステップと、
縮退運転によって削減されたコストを算出するステップと、
前記縮退及び活性に関するコストを算出するステップ及び前記削減されたコストを算出するステップにおいて取得されたコスト値を基に縮退操作または活性操作を行う判断を行うステップと、
前記判断に基づいて、サービスをどのコンピュータシステム上で実行するかを決定し、縮退中のコンピュータシステムの活性、又は、稼働中のコンピュータシステムの縮退を実行するための配置計画を行うステップと、
を備えるコスト削減手法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多数のコンピュータシステムを用いたサービス提供における計算処理の割り当てスケジューリングに関して、特に、複数のコンピュータシステムの計算負荷を、より少数のコンピュータシステムに再割り当てを行うようなスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クラウドコンピューティングやバーチャル・プライベート・サーバ（Virtual Private Server）に代表されるデータセンタやクラスタの運用において、それぞれのコンピュータシステムで行われている処理を特定のより少数のコンピュータシステムに集約し、サービスを提供しなくなったコンピュータシステムを縮退することで、消費電力や運用管理などのコストを削減することが知られている。また、サービスの負荷が高まった場合には縮退していたコンピュータシステムを活性し、幾つかのサービスを活性したコンピュータシステムに割り当てることで負荷分散を行う（例えば、特許文献１）。この手法ではサービス負荷の変動が激しい場合に、縮退と活性を繰り返してしまう。
【０００３】
縮退や活性は一般に時間的、消費電力的にコストが高く、縮退と活性を頻繁に行ってしまうと、縮退して稼いだ消費電力が帳消しになったりサービスに割り当てられるリソースが低下してスローダウンを招いたりすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１に、無計画にコンピュータシステムの縮退と活性を繰り返すと、かえってコストが高くなることが指摘されている。この理由は、縮退や活性の時間的、消費電力的コストは、多少の縮退運転によって削減されるコストよりも大きいためである。
【０００６】
第２に、ワークロードの予測によるコンピュータシステムの縮退および活性のタイミング決定は困難であることが指摘されている。この理由は、あるコンピュータシステム上で稼動するサービスは多岐に渡り、一般にそれぞれのサービスについて利用者が増減するタイミングが違うためである。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、多数のコンピュータシステムを用いたサービス提供における計算処理の割り当てスケジューリングに関して、特に、複数のコンピュータシステムの計算負荷を、より少数のコンピュータシステムに再割り当てを行うようなスケジューリング方法を提供する。
【０００８】
本発明の他の目的は、縮退運転中に負荷が上がっても縮退操作に関わるコストが償却されるまで活性操作を行わないようにすることで、確実にコストを削減できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は多数のコンピュータシステムを用いたサービス提供における計算処理の割り当てスケジューリングに関して、特に、複数のコンピュータシステムの計算負荷を、より少数のコンピュータシステムに再割り当てを行うようなスケジューリング方法において、処理の再割り当てによってコンピュータシステムを縮退することで削減されたコストと、更なる処理の再割り当て時にコンピュータシステムを活性するために発生するコストを比較し、縮退するコストと活性するコストを、縮退した状態で稼動することにより削減されたコストが上回る場合に、活性操作を実施することで時間、消費電力などのコストを削減する。
【発明の効果】
【００１０】
第１に、縮退や活性に伴う消費電力や初期化時間などのコストを確実に削減できるという効果を奏する。その理由は、コンピュータシステムの縮退及び活性を無条件に行うのではなく、縮退及び活性にかかるコストを縮退によって削減されたコストで償却してから再活性を行うためである。
【００１１】
第２に、縮退と活性を短時間の間に繰り返すことで本来提供するべきサービスにリソースが割り当たらない、スラッシングと呼ばれる事態を回避できるという効果を奏する。その理由は、コンピュータシステムの縮退及び活性にかかるコストを縮退によって削減されたコストで償却するまで次の縮退及び活性を行わず、少なくとも次の縮退及び活性までの期間はコンピュータシステムのリソースをサービスの提供に費やすためである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるコンピュータシステム１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるコンピュータシステム２０の全体構成を示すブロック図である。
【図３】縮退及び活性に係る電力と縮退運転によって削減された電力の一例を示す図である。
【図４】縮退及び活性に係る累積電力と縮退運転によって削減された累積電力の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるコンピュータシステム１０の全体構成を示すブロック図である。本実施形態における複数台の物理的または論理的コンピュータシステム１０によるサービス提供におけるコスト削減手法では、コンピュータシステム１０は、サービスの実行要求を受け取るサービス受付装置２００と、コンピュータシステムの縮退及び活性に関するコストを算出する縮退及び活性コスト算出装置１０１と、縮退運転によって削減されたコストを算出する削減済コスト算出装置１０２と、縮退及び活性コスト算出装置１０１と削減済コスト算出装置１０２から取得したコスト値を基に縮退操作または活性操作を行う判断を行う縮退及び活性判定装置１００と、サービスをどのコンピュータシステム上で実行するかを決定するサービス配置算出装置１１０と、サービスを実行するコンピュータシステム上にサービスを転送するサービス配置装置２０１と、サービスを実際に実行するサービス実行装置２０２とを含んで構成されている。
【００１５】
ここでコストとはサービスの提供に伴う指標であり、例えば消費電力やサービス停止時間、サービスを提供することで得られる売り上げなど、定量化できるものであれば任意の指標を適用可能である。また、サービス配置装置２０１はサービス配置算出装置１１０が兼ねることもある。さらにここでサービスとはタスク、ジョブ、プロセスなどと呼ばれる場合もあるが、すべて同様に適用可能である。
【００１６】
本実施形態において、複数台の物理的または論理的コンピュータシステム１０を構成する各要素は、それぞれ次のように動作する。
【００１７】
サービス受付装置２００は、ＡＰＩ（Application Programming Interface）やＷｅｂシステム、ＣＵＩ（Character-based User Interface）またはＧＵＩ（Graphical User Interface）などを通じて他のシステムやプログラム、顧客、システム利用者などからサービスの実行要求を受け取ると、受け付けたサービスをサービス配置算出装置１１０に通知する。
【００１８】
サービス配置算出装置１１０はすでに稼働しているコンピュータシステム１０より多くのコンピューティングリソースを必要と判断した場合や、複数のサービスをより少数のコンピュータシステムに集約することができそうだと判断した場合に、縮退及び活性判定装置１００に対して縮退中のコンピュータシステムの活性や、稼働中のコンピュータシステムの縮退が妥当かどうかを問い合わせる。
【００１９】
また、サービス配置算出装置１１０はサービス受付装置２００から通知を受けていない場合にも、サービスの提供状況やコンピュータシステムの稼働状況に応じて、縮退及び活性判定装置１００に対して縮退中のコンピュータシステムの活性や、稼働中のコンピュータシステムの縮退が妥当かどうかを問い合わせる。
【００２０】
縮退及び活性判定装置１００は、サービス配置算出装置１１０から縮退や活性の妥当性の問い合わせを受けて、サービスを実行するために縮退しているコンピュータシステム１０を活性するべきかどうかを判断するために、縮退及び活性コスト算出装置１０１にコンピュータシステム１０を縮退したときに発生したコストと再度活性するために必要なコストを問い合わせる。また、縮退及び活性判定装置１００は、削減済コスト算出装置１０２にコンピュータシステム１０が縮退運転していたことで削減されたコストを問い合わせる。
【００２１】
縮退及び活性コスト算出装置１０１は、前回コンピュータシステム１０を縮退させたコストと、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステム１０を活性するコストを縮退及び活性判定装置１００に通知する。
【００２２】
削減済コスト算出装置１０２は、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステム１０が縮退していたことで削減できたコストを算出して縮退及び活性判定装置１００に通知する。
【００２３】
縮退及び活性判定装置１００は、縮退しているコンピュータシステム１０を活性するべきかどうかを判断し、削減済コスト算出装置１０２から通知されたコストが、縮退及び活性コスト算出装置１０１から通知されたコストよりも大きかった場合に、サービス配置算出装置１１０に対して縮退中のコンピュータシステム１０を活性することが妥当であることを通知する。
【００２４】
サービス配置算出装置１１０はサービスを実行するための配置計画を行い、実際にサービスを配置するサービス配置装置２０１に配置計画を通知する。ここで、縮退及び活性判定装置１００から縮退や活性を今すぐ行うことが妥当でないと通知された場合、すぐにサービスを開始せず、サービスの新規実行やコンピュータシステム１０の縮退及び活性の計画を延期し、後ほど任意のタイミングで再度縮退及び活性判定装置１００に対して縮退や活性の妥当性を問い合わせることもできる。
【００２５】
最後に、サービスはサービス配置装置２０１によりサービス実行装置２０２に転送され、目的のサービスを実行する。
【００２６】
本実施の形態によれば、コンピュータシステム１０の縮退及び活性を無条件に行うのではなく、縮退及び活性にかかるコストを縮退によって削減されたコストで償却してから再活性を行うため、縮退や活性に伴う消費電力や初期化時間などのコストを確実に削減できる。
【００２７】
また、本実施の形態では、コンピュータシステム１０の縮退及び活性にかかるコストを縮退によって削減されたコストで償却するまで次の縮退及び活性を行わず、少なくとも次の縮退及び活性までの期間はコンピュータシステム１０のリソースをサービスの提供に費やすため、縮退と活性を短時間の間に繰り返すことで本来提供するべきサービスにリソースが割り当たらない、スラッシングと呼ばれる事態を回避できる。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施形態によるコンピュータシステム２０の全体構成を示すブロック図である。本実施形態によるコンピュータシステム２０は、図１に図示した要素に加え、さらにサービス種別判定装置１１１を備えている。本実施形態において、コンピュータシステム２０を構成する各要素は、それぞれ次のように動作する。
【００２９】
サービス受付装置２００は、ＡＰＩ（Application Programming Interface）やＷｅｂシステム、ＣＵＩ（Character-based User Interface）またはＧＵＩ（Graphical User Interface）などを通じて他のシステムやプログラム、顧客、システム利用者などからサービスの実行を受け付け、サービス配置算出装置１１０に通知する。このとき、サービスに対してリアルタイム、バッチ、などの実行の優先度をタグ付けする。
【００３０】
サービス配置算出装置１１０はすでに稼働しているコンピュータシステム２０より多くのコンピューティングリソースを必要と判断した場合や、複数のサービスをより少数のコンピュータシステム２０に集約することができそうだと判断した場合に、縮退及び活性判定装置１００に対して縮退中のコンピュータシステム２０の活性や、稼働中のコンピュータシステム２０の縮退が妥当かどうかを問い合わせる。
【００３１】
また、サービス配置算出装置１１０はサービス受付装置２００から通知を受けていない場合にも、サービスの提供状況やコンピュータシステム２０の稼働状況に応じて、縮退及び活性判定装置１００に対して縮退中のコンピュータシステム２０の活性や、稼働中のコンピュータシステム２０の縮退が妥当かどうかを問い合わせる。
【００３２】
縮退及び活性判定装置１００は、サービス配置算出装置１１０から縮退や活性の妥当性の問い合わせを受けて、縮退及び活性コスト算出装置１０１にコンピュータシステム２０を縮退したときに発生したコストと再度活性するために必要なコストを、削減済コスト算出装置１０２にコンピュータシステム２０が縮退運転していたことで削減されたコストを、それぞれ問い合わせる。
【００３３】
縮退及び活性コスト算出装置１０１は、前回コンピュータシステム２０を縮退させたコストと、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステム２０を活性するコストを縮退及び活性判定装置１００に通知する。
【００３４】
削減済コスト算出装置１０２は、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステム２０が縮退していたことで削減できたコストを算出して縮退及び活性判定装置１００に通知する。
【００３５】
縮退及び活性判定装置１００は、縮退しているコンピュータシステム２０を活性するべきかどうかを判断し、削減済コスト算出装置１０２から通知されたコストが、縮退及び活性コスト算出装置１０１から通知されたコストよりも大きかった場合に、サービス配置算出装置１１０に対して縮退中のコンピュータシステム２０を活性することが妥当であることを通知する。
【００３６】
サービス配置算出装置１１０はサービスを実行するための配置計画を行い、実際にサービスを配置するサービス配置装置２０１に配置計画を通知する。ここで、縮退及び活性判定装置１００から縮退や活性を今すぐ行うことが妥当でないと通知された場合、サービス種別判定装置１１１に対して、より優先度の低く中断可能なサービスを問い合わせる。そしてより優先度の低く中断可能なサービスがあればそのサービスを中断し、新たに要求されたサービスを実行するよう、サービス配置装置２０１に配置計画を通知する。中断したサービスは、後ほど再開するか、再度実行し直すこともできる。
【００３７】
また、サービスの新規実行やコンピュータシステム２０の縮退及び活性の計画を延期し、後ほど任意のタイミングで再度縮退及び活性判定装置１００に対して縮退や活性の妥当性を問い合わせることもできる。
【００３８】
サービス種別判定装置１１１は新しく開始しようとしているサービスよりも優先度が低く、かつ中断可能なサービスがあれば、それをサービス配置算出装置１１０に通知する。ここで中断可能なサービスとは、再開が可能なものだけでなく不可能なものも含むことができ、その情報はサービスの実行依頼者が付帯情報として設定することもできる。
【００３９】
最後に、サービスはサービス配置装置２０１によりサービス実行装置２０２に転送され、目的のサービスを実行する。
【００４０】
図３と図４はそれぞれ、縮退及び活性コスト算出装置１０１及び削減済コスト算出装置１０２によって算出される電力と累積電力の一例を示す図である。より具体的には、図３は、縮退及び活性コスト算出装置１０１によって算出される縮退及び活性に係る電力と、削減済コスト算出装置１０２によって算出される縮退運転によって削減された電力の一例を示す図である。図４は、縮退及び活性コスト算出装置１０１によって算出される縮退及び活性に係る累積電力と、削減済コスト算出装置１０２によって算出される縮退運転によって削減された累積電力の一例を示す図である。
【００４１】
ここではコストを電力としているが、この他にも時間やサービス提供による売り上げなど、定量化できるものは何でも用いることができる。
【００４２】
まず、ユーザはＷｅｂインターフェースを通して、サービス受付装置２００に新しいサービスの実行を指示する。サービス受付装置２００は、サービス配置算出装置１１０に受け付けたサービスを通知する。サービス配置算出装置１１０は、新しく受け付けたサービスを現在稼働中のコンピュータシステム１０又は２０（以下、単に「コンピュータシステム１０」という。）のリソースで不足無く実行することが可能かどうかを判断する。ここではコンピュータシステムのリソース不足が発生したものとする。サービス配置算出装置１１０は、縮退及び活性判定装置１００に対して縮退中のコンピュータシステム１０を活性することの妥当性を問い合わせる。縮退及び活性判定装置１００は、縮退及び活性コスト算出装置１０１に対してコンピュータシステム１０の縮退と活性に係る電力を、削減済コスト算出装置１０２に対して当該コンピュータシステム１０が縮退中に削減できたであろう電力を、それぞれ問い合わせる。
【００４３】
縮退及び活性コスト算出装置１０１は、これから活性する予定のコンピュータシステム１０が直前に縮退したときの電力と、これから活性する予定のコンピュータシステム１０を活性するときに係る電力を算出し、縮退及び活性判定装置１００に通知する。これらの例がそれぞれ図３の、縮退に係る電力、及び、活性に係る電力として、また図４の縮退及び活性に係る累積電力として図示されている。
【００４４】
削減済コスト算出装置１０２は、これから活性する予定のコンピュータシステム１０が縮退中に削減できたであろう電力を算出し、縮退及び活性判定装置１００に通知する。これは例えば、当該コンピュータシステム１０の低負荷時の積算電力などで近似できる。この例が図３の縮退によって削減された電力として、また図４の縮退によって削減された累積電力として図示されている。
【００４５】
縮退及び活性判定装置１００は、縮退及び活性コスト算出装置１０１と削減済コスト算出装置１０２より受け取ったコスト値を比較する。図４によれば、縮退及び活性に係る累積電力を縮退によって削減された累積電力が上回っており、既に縮退及び再活性に必要な電力分は償却済みであると考えられる。したがって縮退及び活性判定装置１００は、サービス配置算出装置１１０に対して縮退中のコンピュータシステム１０を活性させることが妥当である旨を通知する。
【００４６】
サービス配置算出装置１１０は当該通知を受けると、縮退中のコンピュータシステム１０を活性させ、新しいサービスを含めたサービスの再配置を行い、サービス配置装置２０１にサービス配置計画を通知する。サービス配置装置２０１はサービス配置計画に従い、各サービスを然るべきサービス実行装置２０２に配置し、サービスを実行する。
【００４７】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。また、各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。
【００４８】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限
られない。
【００４９】
（付記１）コンピュータシステムの縮退及び活性に関するコストを算出する縮退及び活性コスト算出装置と、縮退運転によって削減されたコストを算出する削減済コスト算出装置と、前記縮退及び活性コスト算出装置と前記削減済コスト算出装置とから取得したコスト値を基に縮退操作または活性操作を行う判断を行う縮退及び活性判定装置と、前記縮退及び活性判定装置による判断に基づいて、サービスをどのコンピュータシステム上で実行するかを決定し、縮退中のコンピュータシステムの活性、又は、稼働中のコンピュータシステムの縮退を実行するための配置計画を行うサービス配置算出装置と、を備え、サービス提供におけるコストを削減可能な物理的または論理的コンピュータシステム。
【００５０】
（付記２）前記サービス配置算出装置に接続され、各々のサービスの優先度に応じて任意のサービスの提供レベルを変化させるかどうかを判定し、当該判定結果を前記サービス配置算出装置に通知するサービス種別判定装置をさらに備えることを特徴とする付記１に記載のコンピュータシステム。
【００５１】
（付記３）前記縮退及び活性判定装置において、縮退中のコンピュータシステムの活性や稼働中のコンピュータシステムの縮退が妥当かどうかの判断を下すにあたり、前回コンピュータシステムを縮退させたコストと、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステムを活性するコストと、これから新たにサービスを実行する予定のコンピュータシステムが縮退していたことで削減できたコストと、を用いることを特徴とする付記１又は２に記載のコンピュータシステム。
【００５２】
（付記４）コンピュータシステムによるサービス提供におけるコスト削減方法であって、コンピュータシステムの縮退及び活性に関するコストを算出するステップと、縮退運転によって削減されたコストを算出するステップと、前記縮退及び活性に関するコストを算出するステップ及び前記削減されたコストを算出するステップにおいて取得されたコスト値を基に縮退操作または活性操作を行う判断を行うステップと、前記判断に基づいて、サービスをどのコンピュータシステム上で実行するかを決定し、縮退中のコンピュータシステムの活性、又は、稼働中のコンピュータシステムの縮退を実行するための配置計画を行うステップと、を備えるコスト削減手法。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
多数のコンピュータシステムによるサービス提供基盤において、特に消費電力やサービスに提供する計算資源の効率化を実現する用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  コンピュータシステム、２０  コンピュータシステム、１００  活性判定装置、１０１  活性コスト算出装置、１０２  削減済コスト算出装置、１１０  サービス配置算出装置、１１１  サービス種別判定装置、２００  サービス受付装置、２０１  サービス配置装置、２０２  サービス実行装置
【図１】
2013025701.tif 000003
【図２】
2013025701.tif 000004
【図３】
2013025701.tif 000005
【図４】
2013025701.tif 000006