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JP5876425B2 - Virtual machine live migration scheduling method and virtual machine system - Google Patents
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Description

本発明は、仮想マシン技術に関し、特に、複数の物理マシンを有して仮想マシンの動作を停止させることなく物理マシン間で仮想マシンの移動を行うライブマイグレーションを行う際のスケジューリング方法と、そのようなスケジューリング方法を実行する仮想マシンシステムとに関する。   The present invention relates to virtual machine technology, and in particular, a scheduling method for performing live migration in which a virtual machine is moved between physical machines without stopping the operation of the virtual machine having a plurality of physical machines, and the like And a virtual machine system that executes various scheduling methods.

負荷の最適配置や省電力化などを目的として、仮想マシン技術が注目されている。仮想マシン(VM:Virtual Machine)は、コンピュータの動作をエミュレートするソフトウェアによって実現されるものであり、仮想マシン技術を用いることによって、1台の物理マシン(物理的な実体としてのコンピュータ)上で、異なるオペレーティングシステム(OS:Operating System)を動作させてそのOS上で各種のアプリケーションソフトウェア(APL)を実行させたり、あるいは、本来ならば異なるコンピュータアーキテクチャ環境で動作するソフトウェアを実行させたりすることができる。仮想マシン技術は、例えば、データセンタなどで広く用いられている。   Virtual machine technology is attracting attention for the purpose of optimal load arrangement and power saving. A virtual machine (VM) is realized by software that emulates the operation of a computer, and on a single physical machine (computer as a physical entity) by using virtual machine technology. A different operating system (OS) may be operated to execute various application software (APL) on the OS, or software that originally operates in a different computer architecture environment may be executed. it can. Virtual machine technology is widely used in data centers, for example.

また、ネットワークに接続された異なる物理マシン間で、仮想マシンの動作を止めずにOSごとその仮想マシンを移動させる「ライブマイグレーション技術」がある。ライブマイグレーションは、ネットワークを介して、仮想マシンのメモリ情報のコピーを移行先の物理マシンに送信することで実現している。このライブマイグレーション技術により、例えばある物理マシンが高負荷になった際に、当該物理マシン上で動作している仮想マシンを他の物理マシンに移動させることによって、高負荷状態を解消することができる。   In addition, there is a “live migration technology” that moves a virtual machine for each OS between different physical machines connected to a network without stopping the operation of the virtual machine. Live migration is realized by transmitting a copy of the memory information of the virtual machine to the migration destination physical machine via the network. With this live migration technology, for example, when a certain physical machine has a high load, the virtual machine running on the physical machine can be moved to another physical machine to eliminate the high load state. .

図1は、仮想マシンのライブマイグレーションを説明する図である。移行元の物理マシン11と移行先の物理マシン12とは、ネットワーク13で接続しており、また共有ストレージ14を共有している。各物理マシン11,12では、それぞれ、仮想化ソフトウェア15が動作しており、仮想化ソフトウェア15によって物理マシン11,12上に仮想マシン(VM)が実現されている。VMでは、オペレーティングシステムOSとアプリケーションソフトウェアAPLが実行されている。ライブマイグレーションは、移行元の物理マシン11から移行先の物理マシン12へのネットワーク13を介したメモリコピーによって達成される。   FIG. 1 is a diagram for explaining live migration of a virtual machine. The migration source physical machine 11 and the migration destination physical machine 12 are connected by a network 13 and share a shared storage 14. In each physical machine 11, 12, the virtualization software 15 is operating, and a virtual machine (VM) is realized on the physical machine 11, 12 by the virtualization software 15. In the VM, an operating system OS and application software APL are executed. Live migration is achieved by memory copying from the migration source physical machine 11 to the migration destination physical machine 12 via the network 13.

非特許文献1には、VMを管理するVM管理サーバを、物理マシンであるサーバとは別個に設け、サーバ上で動作しているVMに対し、VM管理サーバがライブマイグレーションの実行指示を与えると、VMの動作を継続したまま、移行元のサーバと移行先のサーバとの間のネットワークを通じて、メモリ情報の送信を行うことが開示されている。送信中に発生するメモリ差分情報が決められた量まで少なくなると、移行元のサーバのVMを一旦停止し、移行先のサーバで、VMを立ち上げる。これによって、VMのライブマイグレーションを実現している。   In Non-Patent Document 1, a VM management server that manages a VM is provided separately from a server that is a physical machine, and the VM management server gives a live migration execution instruction to a VM operating on the server. It is disclosed that memory information is transmitted through a network between a migration source server and a migration destination server while the operation of the VM is continued. When the memory difference information generated during transmission decreases to a predetermined amount, the VM of the migration source server is temporarily stopped, and the VM is started on the migration destination server. As a result, live migration of the VM is realized.

図2は、ライブマイグレーションに要する時間を説明する図である。ライブマイグレーションのためにメモリコピーを行う場合、メモリコピーを行っている間も移行元の物理マシン上ではVMが動作しているため、メモリ情報が逐次変化する。そこで、移行元の物理マシンでのVMの全メモリ領域に相当するメモリコピーを実行したのち、そのメモリコピーの間に変化したメモリ情報に関する差分をコピーして移行先の物理マシンに送信する必要がある。この差分コピーの間にもメモリ状態は変化するから、さらにその間の差分をコピーする必要がある。このように、メモリコピーと何回かの差分コピーを実行してメモリ差分情報が上記の量にまで小さくなると(ここまでに要する時間をマイグレーション時間と呼ぶ)、移行元でVMを停止し、最後に残った差分をコピーし、その後、移行先でVMを立ち上げ、VMによる処理を再開する。ここでの移行元でのVMの停止から移行先でのVMの再開までに要する時間をダウンタイムと呼ぶ。ライブマイグレーションの全体の要する時間(総マイグレーション時間)は、マイグレーション時間とダウンタイムとの和で表される。   FIG. 2 is a diagram for explaining the time required for live migration. When performing a memory copy for live migration, the memory information changes sequentially because the VM is operating on the migration source physical machine even during the memory copy. Therefore, after executing a memory copy corresponding to the entire memory area of the VM on the migration source physical machine, it is necessary to copy the difference regarding the memory information changed during the memory copy and send it to the migration destination physical machine. is there. Since the memory state also changes during this differential copy, it is necessary to copy the difference between them. As described above, when the memory copy and the difference copy are executed several times and the memory difference information is reduced to the above amount (the time required so far is referred to as migration time), the VM is stopped at the migration source, and finally The difference remaining in is copied, then the VM is started at the migration destination, and the processing by the VM is resumed. Here, the time required from the stop of the VM at the migration source to the restart of the VM at the migration destination is referred to as downtime. The total time required for live migration (total migration time) is represented by the sum of migration time and downtime.

ところで、仮想マシン環境を構成するネットワークには、VMのライブマイグレーション用のネットワークの他にも、共有ストレージアクセスのためのSAN(ストレージエリアネットワーク:Storage Area Network)、予備系のVMとの同期をとるためのフォールトトレランス(fault tolerance)用ネットワーク、VM管理サーバとの通信のためのネットワーク、WAN(広域ネットワーク:Wide Area Network)と接続するネットワークなど、さまざまなネットワークが必要である。図3は、VMとネットワーク環境の一例を示している。インタフェース数の制限やコストの面などから全てのネットワークを物理的に分離することは非効率であり、物理リンクをこれらのネットワークで共用し仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN:Virtual Local Area Network)技術などにより論理的にネットワークを分けることで、効率よくリソースを使用することができる。ただし、VMのライブマイグレーションの実行時において、移行元の物理マシンと移行先の物理マシンとの間のネットワークには、VMのライブマイグレーション用のメモリ情報以外にも、さまざまなトラフィックが流れている可能性がある。   By the way, in addition to the network for VM live migration, the network constituting the virtual machine environment is synchronized with a SAN (Storage Area Network) for shared storage access and a standby VM. Various networks are required, such as a network for fault tolerance, a network for communication with the VM management server, and a network connected to a wide area network (WAN). FIG. 3 shows an example of a VM and a network environment. It is inefficient to physically separate all networks due to the limitation of the number of interfaces and cost, etc., and physical links are shared by these networks and virtual local area network (VLAN) technology is used. By dividing the network logically, resources can be used efficiently. However, during execution of VM live migration, various types of traffic other than memory information for VM live migration may flow through the network between the migration source physical machine and the migration destination physical machine. There is sex.

図4は、ライブマイグレーションの実行時に想定されるネットワークトラフィックの一例を示す図である。図4では、複数の物理マシンがネットワークで接続されている仮想マシンシステムが示されており、ここでは、物理マシン#1〜物理マシン#3がスイッチ(SW)#1に接続し、同様に、物理マシン#4〜物理マシン#6がスイッチ#2に接続している。スイッチ#1及びスイッチ#2は、さらに、ルータを介してパケット転送網にも接続している。スイッチ#1には、さらに、共有ストレージ14と、VM管理サーバ16も接続している。ここで、物理マシン#3は、予備系のVMのためのものであるとし、物理マシン#1から物理マシン#2に1つのVM(VM#1)をライブマイグレーションする場合を考える。このとき、物理マシン#1と共有ストレージ14の間には共有ストレージアクセスのトラフィックが発生し、物理マシン#1とパケット転送網の間にはユーザトラフィックが発生し、物理マシン#1と物理マシン#3との間にはフォールトトレランス同期情報のトラフィックが発生しており、これらのトラフィックによって、物理マシン#1とスイッチ#1との間の物理リンクの帯域が消費されて、物理マシン#1と物理マシン#2との間でのライブマイグレーションのためのメモリコピー用帯域が極端に小さくなる。ライブマイグレーションのために使用できる帯域が十分に確保できないと、メモリコピーに時間がかかってライブマイグレーション完了までに時間がかかるようになったり、メモリ差分情報がなかなか小さくならずにマイグレーション失敗となったりする可能性がある。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of network traffic assumed when live migration is executed. FIG. 4 shows a virtual machine system in which a plurality of physical machines are connected via a network. Here, physical machine # 1 to physical machine # 3 are connected to switch (SW) # 1, and similarly, Physical machine # 4 to physical machine # 6 are connected to switch # 2. Switch # 1 and switch # 2 are further connected to a packet transfer network via a router. Further, the shared storage 14 and the VM management server 16 are also connected to the switch # 1. Here, it is assumed that the physical machine # 3 is for a standby VM, and one VM (VM # 1) is live migrated from the physical machine # 1 to the physical machine # 2. At this time, shared storage access traffic occurs between the physical machine # 1 and the shared storage 14, and user traffic occurs between the physical machine # 1 and the packet transfer network. The physical machine # 1 and the physical machine # 3, traffic of fault tolerance synchronization information is generated, and the bandwidth of the physical link between the physical machine # 1 and the switch # 1 is consumed by these traffics. The bandwidth for memory copy for live migration with the machine # 2 becomes extremely small. If sufficient bandwidth that can be used for live migration cannot be secured, it will take time to complete memory migration, and it will take time to complete live migration, or the memory difference information will not become too small and migration will fail. there is a possibility.

“VMware vSphereTM vSphere vMotionTM:ダウンタイムなしで仮想マシンを移行”、[online]、[2012年6月11日検索]、インターネット〈http://www.vmware.com/jp/products/datacenter-virtualization/vsphere/vmotion/overview.html〉“VMware vSphereTM vSphere vMotionTM: Migrate Virtual Machines Without Downtime”, [online], [Search June 11, 2012], Internet <http://www.vmware.com/en/products/datacenter-virtualization/ vsphere / vmotion / overview.html>

上述したように、従来のネットワーク環境において仮想マシン(VM)のライブマイグレーションを行おうとする場合、ネットワークでの他のトラフィックの影響によりメモリコピー用に十分な帯域が確保できなくなり、ライブマイグレーションに時間がかかったりライブマイグレーションの失敗などが起きたりする。   As described above, when performing live migration of a virtual machine (VM) in a conventional network environment, sufficient bandwidth for memory copy cannot be secured due to the influence of other traffic on the network, and the live migration takes time. Or live migration failure occurs.

従来のライブマイグレーション技術における上述した課題を解決するために、本発明者らは既に特願2012−176811において、VMのライブマイグレーションの実行時に、VMのメモリコピーのトラフィックが流れるネットワーク上でその他のトラフィックのための帯域を一時的に制限し、メモリコピーのトラフィックのための帯域を確保することを提案している。この手法によって、VMライブマイグレーションを高速に完了させることができる。図5は、このように、VMライブマイグレーションの実行時に、VMメモリコピー以外のトラフィックの帯域を制限するようにしたシステムの構成の一例を示している。   In order to solve the above-described problems in the conventional live migration technology, the present inventors have already disclosed in Japanese Patent Application No. 2012-176811 other traffic on the network through which VM memory copy traffic flows when VM live migration is executed. It is proposed to temporarily limit the bandwidth for and secure bandwidth for memory copy traffic. By this method, the VM live migration can be completed at high speed. FIG. 5 shows an example of a system configuration in which the bandwidth of traffic other than the VM memory copy is limited when the VM live migration is executed as described above.

図5に示すシステムにおいて、複数の物理マシン(物理マシン#1〜物理マシン#i)がスイッチ30を介して相互に接続しており、各スイッチ30には、ネットワーク内のトラフィックを監視するトラフィック監視部33とトラフィックごとに帯域を制御する帯域制御部32とが設けられている。各物理マシン上では1または複数のVMを動作させることが可能であり、各物理マシンには当該物理マシン上のVMの状態を監視するVM状態監視部31が設けられている。各スイッチはルータを介してパケット転送網に接続し、パケット転送網には複数のユーザ端末が接続している。スイッチを制御するための管理装置20も設けられている。管理装置20は、ライブマイグレーションの実行が決定されたときに、各スイッチのトラフィック監視部33でトラフィックを監視した結果に基づく情報と各物理マシンにおいてVM状態監視部31により各VMの状態の監視した結果に基づく情報とに基づき、ライブマイグレーションに必要な帯域を求めてその帯域を上回る空き帯域があるかを判定し、空き帯域が不足する場合に、帯域制御方法を決定して各スイッチの帯域制御部32に設定する。   In the system shown in FIG. 5, a plurality of physical machines (physical machine # 1 to physical machine #i) are connected to each other via a switch 30, and each switch 30 has a traffic monitor for monitoring traffic in the network. A unit 33 and a bandwidth control unit 32 that controls the bandwidth for each traffic are provided. One or a plurality of VMs can be operated on each physical machine, and each physical machine is provided with a VM state monitoring unit 31 that monitors the state of the VM on the physical machine. Each switch is connected to a packet transfer network via a router, and a plurality of user terminals are connected to the packet transfer network. A management device 20 for controlling the switch is also provided. When the execution of live migration is determined, the management apparatus 20 monitors the status of each VM by the VM status monitoring unit 31 in each physical machine and information based on the result of monitoring the traffic by the traffic monitoring unit 33 of each switch. Based on the information based on the results, determine the bandwidth required for live migration, determine whether there is a free bandwidth that exceeds that bandwidth, and if the free bandwidth is insufficient, determine the bandwidth control method and control the bandwidth of each switch. Part 32.

図5に示した構成では、ユーザ端末から各VMに対するトラフィック(ユーザトラフィック)と、ライブマイグレーション時にVMのメモリーコピーを行うためのトラフィック(VMメモリコピートラフィック)とがネットワークを共有している。ここで1台の物理マシン(例えば物理マシン#1)の上で動作している複数のVMを、順次、別の物理マシン(例えば、物理マシン#2〜物理マシン#i)へ移動させる場合を考える。図5に示したシステムでは、ユーザトラフィックを一時的に制限することによりVMメモリコピートラフィック帯域を確保するが、図において太線で示すように、VMの移動の高速化のためにVMメモリコピートラフィックにリンク帯域の大半を与えてしまうと、図において細い点線で示すように、ユーザトラフィックが使える帯域が極端に小さくなる。その結果、VMによっては当該VMのユーザトラフィックが長時間にわたって帯域制限されることになり、ユーザに品質劣化を感じさせる原因となる。ここでは、VMメモリコピートラフィックと、VMから出力されるユーザトラフィックが競合する例で説明しているが、VMメモリコピートラフィックと競合するトラフィックは、ユーザトラフィック以外のトラフィックであってもよい。結局、VMライブマイグレーション時にVMメモリコピー以外のトラフィックを帯域制限する場合には、VMの移動スケジュールや帯域制御量によっては、ユーザトラフィック等を長時間にわたって制限することになり、ユーザ品質劣化が深刻になるなどの問題が生じる。   In the configuration shown in FIG. 5, the traffic from the user terminal to each VM (user traffic) and the traffic for performing VM memory copy at the time of live migration (VM memory copy traffic) share the network. Here, a case where a plurality of VMs operating on one physical machine (for example, physical machine # 1) are sequentially moved to another physical machine (for example, physical machine # 2 to physical machine #i). Think. In the system shown in FIG. 5, the VM memory copy traffic bandwidth is secured by temporarily restricting user traffic. However, as indicated by the thick line in FIG. If most of the link bandwidth is given, the bandwidth in which user traffic can be used becomes extremely small as shown by the thin dotted line in the figure. As a result, depending on the VM, the user traffic of the VM is band-limited for a long time, which causes the user to feel quality degradation. Here, an example in which the VM memory copy traffic and the user traffic output from the VM compete with each other is described, but the traffic that competes with the VM memory copy traffic may be traffic other than the user traffic. After all, when the bandwidth of traffic other than the VM memory copy is restricted at the time of VM live migration, the user traffic is restricted for a long time depending on the migration schedule and bandwidth control amount of the VM, and the deterioration of the user quality becomes serious. The problem of becoming.

本発明の目的は、ライブマイグレーションのメモリコピーに必要な帯域を十分に確保できるとともに、ライブマイグレーションと競合するトラフィックを過度に制約しないスケジューリング方法と、そのようなスケジューリング方法を実行する仮想マシンシステムとを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a scheduling method that can sufficiently secure a bandwidth required for memory copy of live migration and that does not excessively restrict traffic competing with live migration, and a virtual machine system that executes such a scheduling method. It is to provide.

本発明のライブマイグレーションスケジューリング方法は、複数の物理マシンと物理マシン間を接続するネットワークとを有し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、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、仮想マシンに関する情報及び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、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ライブマイグレーションの実施中におけるその他トラフィックの帯域制御量を決定する段階と、実行順に応じて1つずつ仮想マシンのライブマイグレーションの実施を物理マシンに指示する段階と、帯域制御量を物理マシンまたは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。   The live migration scheduling method of the present invention includes a plurality of physical machines and a network that connects the physical machines, a virtual machine is operable on each physical machine, and one or more other physical machines are moved from the source physical machine. Virtual machine system in which memory copy traffic for moving virtual machines and other traffic different from memory copy traffic for moving virtual machines use a common link during live migration of multiple virtual machines to other physical machines In the method of scheduling live migration, a step of determining a live migration execution order in a plurality of virtual machines based on at least one of information on virtual machines and information on traffic on a network, Determine the amount of bandwidth control for other traffic during live migration so that the fluctuation from the other traffic bandwidth before migration is reduced, and perform physical migration of virtual machines one by one according to the execution order. A step of instructing a machine, and a step of setting a bandwidth control amount in a bandwidth control means incorporated in a physical machine or a network.

本発明の仮想マシンシステムは、複数の物理マシンと物理マシン間を接続するネットワークとを有し、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、物理マシンまたは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、物理マシン間での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、管理装置は、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、仮想マシンに関する情報及び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ライブマイグレーションの実施中における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、スケジュール決定手段が決定した実行順に応じて1つずつ仮想マシンのライブマイグレーションの実施を物理マシンに指示するVM管理手段と、スケジュール決定手段が決定したその他トラフィックの帯域制御量を帯域制御手段に設定する帯域制御設定手段と、を有する。   The virtual machine system of the present invention is a virtual machine system having a plurality of physical machines and a network for connecting the physical machines, and capable of operating a virtual machine on each physical machine, and is incorporated in the physical machine or the network. A bandwidth control means for performing bandwidth control of other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine, a management device for controlling live migration of the virtual machine between physical machines and instructing bandwidth control, When performing live migration of a plurality of virtual machines from a migration source physical machine, the management device performs live migration on the plurality of virtual machines based on at least one of information on the virtual machines and information on traffic on the network. The execution order of One of the schedule determination means and the execution order determined by the schedule determination means for determining the bandwidth control amount of the other traffic during the live migration so that the fluctuation from the other traffic bandwidth before the implementation of the migration is reduced. VM management means for instructing physical machines to perform live migration of virtual machines, and bandwidth control setting means for setting the bandwidth control amount of other traffic determined by the schedule determination means in the bandwidth control means.

本発明において、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は、例えば、ユーザトラフィックである。   In the present invention, the other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine is, for example, user traffic.

本発明は、仮想マシンに関する情報及び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ライブマイグレーションの実施中におけるその他トラフィック帯域の帯域制御量を決定することにより、ライブマイグレーションと競合するユーザトラフィックを過度に制限することなく、ライブマイグレーションのメモリコピーのための帯域を十分に確保できるようになって、ユーザ品質劣化を最小限にできる、という効果を有する。   The present invention determines the execution order of live migration in a plurality of virtual machines based on at least one of information related to virtual machines and information related to traffic on the network, and the fluctuation from the bandwidth of other traffic before live migration is small. By determining the amount of bandwidth control for other traffic bandwidth during live migration, sufficient bandwidth for memory copy of live migration can be secured without excessively restricting user traffic competing with live migration. As a result, the user quality degradation can be minimized.

仮想マシン(VM)のライブマイグレーションを説明する図である。It is a figure explaining the live migration of a virtual machine (VM). ライブマイグレーションに必要な時間を説明する図である。It is a figure explaining time required for live migration. VMとネットワーク環境の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of VM and a network environment. ライブマイグレーションの実行時に想定されるネットワークトラフィックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the network traffic assumed at the time of execution of live migration. VMのライブマイグレーションの実行時に、VMメモリコピー以外のトラフィックの帯域を制限するようにしたシステムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a system configuration in which a bandwidth of traffic other than a VM memory copy is limited when performing VM live migration. 本発明の実施の一形態の仮想マシンシステムにおけるライブマイグレーションを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the live migration in the virtual machine system of one embodiment of this invention. 図6における仮想マシンシステムにおいて、VMのメモリコピーのために固定した帯域を与えてライブマイグレーションを行ったときと、本発明の方法に基づいてライブマイグレーションを行ったときとにおけるユーザトラフィック帯域を対比して示すグラフである。In the virtual machine system in FIG. 6, the user traffic bandwidth is compared between when live migration is performed with a fixed bandwidth for VM memory copy and when live migration is performed based on the method of the present invention. It is a graph shown. 仮想マシンシステムの第1の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st structural example of a virtual machine system. 仮想マシンシステムの第2の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd structural example of a virtual machine system. 仮想マシンシステムの第3の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 3rd structural example of a virtual machine system. 仮想マシンシステムの第4の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 4th structural example of a virtual machine system. 実施例1での動作を示すシーケンス図である。FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an operation in the first embodiment. 実施例2での動作を示すシーケンス図である。FIG. 10 is a sequence diagram illustrating an operation in the second embodiment.

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図6は、本発明の実施の一形態の仮想マシンシステムにおけるライブマイグレーションを説明する図である。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram illustrating live migration in the virtual machine system according to the embodiment of this invention.

図6に示した仮想マシンシステムは、図5に示したものと同様に、複数の物理マシン(図示した例では5台の物理マシン#1〜物理マシン#5)がネットワークによって接続された構成を有している。各物理マシンはネットワーク内のスイッチ30に接続している。ここでは、複数のスイッチ30が設けられ、物理マシンごとにいずれかのスイッチ30に接続するようになっている。各スイッチ30は、ネットワーク内のルータを介してパケット転送網にも接続している。パケット転送網には、いくつかのユーザ端末も接続している。   The virtual machine system shown in FIG. 6 has a configuration in which a plurality of physical machines (in the example shown, five physical machines # 1 to # 5) are connected via a network, similar to that shown in FIG. Have. Each physical machine is connected to a switch 30 in the network. Here, a plurality of switches 30 are provided, and each physical machine is connected to one of the switches 30. Each switch 30 is also connected to a packet transfer network via a router in the network. Some user terminals are also connected to the packet transfer network.

この仮想マシンシステムにおいても、図5に示す仮想マシンシステムと同様に、各物理マシン、各VM(仮想マシン)及び各スイッチを制御し、VMのライブマイグレーション(移動)や帯域制御を行い、特に、ライブマイグレーションの実行時にネットワーク内の各トラフィックの帯域を制限する管理装置20が設けられている。図6に示す仮想マシンシステムの管理装置20は、図5に示したものと比べ、さらに、スケジュール決定部26を備えている。スケジュール決定部26は、管理装置20のデータ保存部23に格納されているVM状態情報とスケジュール決定アルゴリズム27にしたがって、移動対象の複数のVMの移動順(すなわちVMのライブマイグレーションの実行順)、及びユーザトラフィックの帯域制御量と制御順を決定する。ここでの帯域制御量は、帯域制限の下で、当該ユーザトラフィックに対して割り当てられる帯域量を表す。さらに管理装置20は、スケジュール決定部26のほかに、ネットワークとのインタフェースとしてパケットを受信するパケット受信部21と、ネットワークとのインタフェースとしてパケットを送信するパケット送信部22と、上述したデータ保存部23と、物理マシン上のVMを管理するVM管理部24と、必要となる情報を収集してデータ保存部23に格納する情報収集部25と、スケジュール決定部26によって決定されたユーザトラフィック帯域制限量に基づき、各物理マシンやVM、スイッチに対して帯域制御設定を行う帯域制御設定部28と、を備えている。ここでVM管理部24は、特に、スケジュール決定部27で決定された結果に基づき、VMのライブマイグレーションの開始を各物理マシンに指示する。このような管理装置20は、ライブマイグレーションを実行する同一グループの物理マシンに接続するが、管理装置20からの接続は直接接続である必要はなく、ネットワーク上の到達性があればよい。したがって図示したものでは、管理装置20は、各スイッチに対して直接接続している。   Also in this virtual machine system, similarly to the virtual machine system shown in FIG. 5, each physical machine, each VM (virtual machine) and each switch are controlled, and live migration (movement) and bandwidth control of the VM are performed. A management device 20 is provided that limits the bandwidth of each traffic in the network when performing live migration. The virtual machine system management apparatus 20 illustrated in FIG. 6 further includes a schedule determination unit 26 as compared with the apparatus illustrated in FIG. The schedule determination unit 26, according to the VM state information stored in the data storage unit 23 of the management device 20 and the schedule determination algorithm 27, the movement order of a plurality of migration target VMs (that is, the execution order of VM live migration), In addition, the bandwidth control amount and control order of user traffic are determined. Here, the bandwidth control amount represents the bandwidth amount allocated to the user traffic under bandwidth limitation. Further, in addition to the schedule determination unit 26, the management apparatus 20 includes a packet reception unit 21 that receives a packet as an interface with the network, a packet transmission unit 22 that transmits a packet as an interface with the network, and the data storage unit 23 described above. A VM management unit 24 that manages VMs on the physical machine, an information collection unit 25 that collects necessary information and stores it in the data storage unit 23, and a user traffic bandwidth limit determined by the schedule determination unit 26 And a bandwidth control setting unit 28 that performs bandwidth control setting for each physical machine, VM, and switch. Here, the VM management unit 24 instructs each physical machine to start the VM live migration based on the result determined by the schedule determination unit 27 in particular. Such a management apparatus 20 is connected to a physical machine of the same group that executes live migration. However, the connection from the management apparatus 20 does not have to be a direct connection, and may be reachable on the network. Accordingly, in the illustrated example, the management device 20 is directly connected to each switch.

各物理マシンには、当該物理マシンの負荷状況、各VMのCPU使用率やメモリ利用率、アプリケーションの動作状態などを監視してそれらに関する情報を収集するVM状態監視部31が設けられている。特にVM状態監視部31は、各VMのメモリ使用量およびメモリ変化速度を監視する機能を有する。ここでメモリ変化速度とは、VMのメモリに格納されている情報が時間当たりどれだけ変化するかを示すものである。メモリ変化速度が大きければ、図2に示した差分コピーをより大量に行わなければならなくなる。VM状態監視部31は、後述するように、管理装置20に設けられていてもよい。   Each physical machine is provided with a VM state monitoring unit 31 that monitors the load state of the physical machine, the CPU usage rate and the memory usage rate of each VM, the operation state of the application, and collects information related thereto. In particular, the VM state monitoring unit 31 has a function of monitoring the memory usage and the memory change rate of each VM. Here, the memory change speed indicates how much the information stored in the VM memory changes per time. If the memory change speed is high, the differential copy shown in FIG. The VM state monitoring unit 31 may be provided in the management device 20 as will be described later.

各スイッチには帯域制御部32とトラフィック監視部33とが設けられている。帯域制御部32は、管理装置20での決定に基づき管理装置20の帯域制御設定部28から指示された通りに各トラフィックの帯域制御を行う機能を有する。後述するように、帯域制御部32は、スイッチではなく各物理マシンに設けられていてもよい。トラフィック監視部33は、各VMの入出力トラフィックを監視する。トラフィック監視部33は、各物理マシンに設けられていてもよい。   Each switch is provided with a bandwidth control unit 32 and a traffic monitoring unit 33. The bandwidth control unit 32 has a function of performing bandwidth control of each traffic as instructed by the bandwidth control setting unit 28 of the management device 20 based on the determination by the management device 20. As will be described later, the bandwidth control unit 32 may be provided in each physical machine instead of the switch. The traffic monitoring unit 33 monitors input / output traffic of each VM. The traffic monitoring unit 33 may be provided in each physical machine.

上記の構成において、情報収集部25は、スイッチまたは物理マシンに設けられたトラフィック監視部33から、VMのライブマイグレーションを行う物理マシン間のリンクを流れるトラフィックの情報を収集し、スイッチまたは物理マシンに設けられたVM状態監視部31から、物理マシンの負荷状況、各VMのCPU使用率やメモリ利用量、メモリ変化速度、アプリケーションの動作状況などを表すVM状態情報を収集する。   In the above configuration, the information collection unit 25 collects information on traffic flowing through the link between the physical machines that perform live migration of the VM from the traffic monitoring unit 33 provided in the switch or physical machine, and sends the information to the switch or physical machine. From the provided VM state monitoring unit 31, VM state information representing the load state of the physical machine, the CPU usage rate and memory usage of each VM, the memory change speed, the operation state of the application, and the like is collected.

次に、本実施形態におけるスケジュール決定アルゴリズム27について説明する。スケジュール決定アルゴリズム27は、VMのライブマイグレーションの実行を決定したときに、VMの移動順やトラフィックの帯域制限量、移動スケジュールなどをどのように定めるかを規定するスケジュール決定方式を表すものである。具体的に言えばスケジュール決定方式は、VMの数、VM移動計画時間、各VMのメモリ使用量、各VMのメモリ変化速度、及びユーザトラフィック量などが与えられたときに、VMの移動順、トラフィックの帯域制御量や制御スケジュール等を定める方式である。VM移動計画時間は、1または複数について、順次、VMのライブマイグレーションを行うときに、移動対象のVMの全体の移動に要する時間として計画された時間のことである。スケジュール決定部26は、VMライブマイグレーションの実行が決定されたときに、VMマイグレーションの開始に先立って、データ保存部23からVM状態情報とスケジュール決定アルゴリズム27を読み出し、読出したVM状態情報とスケジュール決定アルゴリズム27に基づき、VMの数、VM移動計画時間、各VMのメモリ使用量、各VMのメモリ変化速度、及びユーザトラフィック量などの情報からVMの移動順、トラフィックの帯域制御量や制御スケジュール等を定める決定してそれらを示す情報を出力する。ここでVMを順次移動させる時の移動順を決定するやり方のことをVM順序決定方式と呼び、各VMのユーザトラフィックの帯域制御量をどのように決定するかのやり方のことを帯域制御方法決定方式と呼ぶ。以下に説明するように、VM順序形式方式及び帯域制御方法決定方式には、それぞれ、何通りかのものが考えられる。   Next, the schedule determination algorithm 27 in this embodiment will be described. The schedule determination algorithm 27 represents a schedule determination method that defines how to determine the VM movement order, the traffic bandwidth limit amount, the movement schedule, and the like when the execution of the VM live migration is determined. Specifically, the schedule determination method is based on the VM movement order when given the number of VMs, the planned VM movement time, the memory usage of each VM, the memory change speed of each VM, the user traffic amount, and the like. This is a method for determining the bandwidth control amount and control schedule of traffic. The planned VM movement time is a time planned as the time required for the entire movement of the migration target VM when performing live migration of the VM sequentially for one or a plurality of VMs. When the execution of the VM live migration is determined, the schedule determination unit 26 reads the VM state information and the schedule determination algorithm 27 from the data storage unit 23 prior to the start of the VM migration, and determines the read VM state information and the schedule. Based on the algorithm 27, information such as the number of VMs, the planned VM movement time, the memory usage of each VM, the memory change speed of each VM, and the user traffic volume, the movement order of VMs, the bandwidth control amount and control schedule of traffic, etc. The information indicating them is output. Here, the method of determining the moving order when the VMs are sequentially moved is called a VM order determining method, and the method of determining the bandwidth control amount of the user traffic of each VM is determined as the bandwidth control method. This is called a method. As will be described below, there are several types of VM order format methods and bandwidth control method determination methods.

図6に示したものでは、物理マシン#1上に5個のVM(VM#1〜VM#5)があるとして、VM#2を物理マシン#2に移動(ライブマイグレーション)し、VM#3を物理マシン#3に移動し、VM#4を物理マシン#4に移動し、VM#5を物理マシン#5に移動させる場合を考えている。また、ユーザトラフィックは、物理マシンからユーザ端末への方向のみを考慮するものとする。図では、VM順序決定方式として、VM移動計画時間からVM1台当たりの移動時間を算出し、VMごとに、VMのメモリ使用量とメモリ変化速度から、1台当たりの移動時間で移動を完了させるための必要帯域(すなわちVMメモリコピートラフィック帯域)を算出し、この必要帯域が小さいものから順にVMの移動を行う、というものを用いている。その上で、帯域制御方法決定方式として、VM移動のための必要帯域(VMメモリコピートラフィック帯域)を物理帯域から除いた分を移動元の物理マシンで動作中のVMの数で除算することにより、移動元の物理マシンに対するVMごとのユーザトラフィックの帯域制御量を決定する、というものを用いている。複数のVMを移動させるときは順番に1つずつさせるので、移動が完了してしまったVMに関しては、移動後の物理マシンでのユーザトラフィックの帯域制限は行わない。その結果、図6に示した例では、移動前のユーザトラフィック帯域からの変動量が小さくなるように、帯域制御が実施されることになる。   In the example illustrated in FIG. 6, assuming that there are five VMs (VM # 1 to VM # 5) on the physical machine # 1, the VM # 2 is moved to the physical machine # 2 (live migration), and the VM # 3 Is moved to the physical machine # 3, the VM # 4 is moved to the physical machine # 4, and the VM # 5 is moved to the physical machine # 5. In addition, the user traffic only considers the direction from the physical machine to the user terminal. In the figure, as the VM order determination method, the movement time per VM is calculated from the VM movement plan time, and the movement is completed for each VM in the movement time per machine from the VM memory usage and the memory change speed. The required bandwidth (that is, the VM memory copy traffic bandwidth) is calculated, and the VM is moved in order from the smallest required bandwidth. In addition, as a bandwidth control method determination method, by dividing the amount required for VM migration (VM memory copy traffic bandwidth) from the physical bandwidth by the number of VMs operating on the migration source physical machine, The bandwidth control amount of user traffic for each VM for the migration source physical machine is determined. When moving a plurality of VMs, the VMs are moved one by one in order, and thus the bandwidth of user traffic in the physical machine after the movement is not limited for the VMs that have been moved. As a result, in the example shown in FIG. 6, bandwidth control is performed so that the amount of fluctuation from the user traffic bandwidth before movement becomes small.

ここで、図6に示した場合において、物理マシン#1上のVM#2〜VM#5をそれぞれ物理マシン#2〜物理マシン#5に移動させる場合において、各VMごとのメモリ使用量とメモリ変化速度とが表1に示すようなものであったときにおける、本実施形態の方法と図5に示した従来方式との差について、具体的な数値を挙げて説明する。物理帯域としては、物理マシンごとに1000Mbit/sが用意されるものとし、4台のVMを移動するためのVM移動計画時間として1分を想定する。すると、VM1台当たりの移動時間は15秒となる。また、VM#1は物理マシン#1に残るものとする。   Here, in the case shown in FIG. 6, when the VMs # 2 to VM # 5 on the physical machine # 1 are moved to the physical machines # 2 to # 5, respectively, the memory usage and the memory for each VM The difference between the method of this embodiment and the conventional method shown in FIG. 5 when the change rate is as shown in Table 1 will be described with specific numerical values. As a physical band, 1000 Mbit / s is prepared for each physical machine, and 1 minute is assumed as a VM movement planned time for moving four VMs. Then, the movement time per VM becomes 15 seconds. Also, it is assumed that VM # 1 remains in physical machine # 1.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

図5に示した従来方式において、VMメモリコピートラフィックに900Mbit/sの帯域を与え、VM#2から順番に1つずつさせるとすると、各VMでのユーザトラフィック帯域の時間変化は図7の上半分に示したもののようになる。ここでは、説明を簡単にするため、VM#2とVM#4については、ユーザトラフィック帯域の時間変化は示されていない。VM#2〜VM#5の移動が完了するために要する時間は、20秒未満と短いが、VM#1は、移動元の物理マシン#1から動かないので、全体の移動が完了するまで、ユーザトラフィック帯域が大きく制限される。また、VM#5は最後に移動し、それまでは移動中の他のVMの移動元となる物理マシン#1に存在するので、VM#5についても、全体の移動が完了するまで、ユーザトラフィック帯域が大きく制限される。これに対し、VM#3は、それ自体の移動が完了して移動先の物理サーバ#3でユーザトラフィックを受けるようになれば、それ以降は、ユーザトラフィック帯域の制限を受けなくなる。全体としてみると、従来方式では、移動対象のVMのすべてが移動を完了するまでの時間は短いものの、20秒程度となる移動期間中は、ユーザトラフィック帯域が20〜50Mbit/sと極めて低く限定される。   In the conventional method shown in FIG. 5, if a bandwidth of 900 Mbit / s is given to the VM memory copy traffic and the VM memory copy traffic is made one by one from VM # 2, the time change of the user traffic bandwidth in each VM is as shown in FIG. It looks like the one shown in half. Here, for simplification of explanation, the time change of the user traffic band is not shown for VM # 2 and VM # 4. The time required to complete the migration of VM # 2 to VM # 5 is as short as less than 20 seconds. However, since VM # 1 does not move from the physical machine # 1 of the migration source, until the entire migration is completed, User traffic bandwidth is greatly limited. Also, since VM # 5 moves last and exists in physical machine # 1 that is the migration source of the other VMs that have been migrated, user traffic for VM # 5 also remains until the entire migration is completed. Bandwidth is greatly limited. On the other hand, if the movement of the VM # 3 is completed and the user physical traffic # 3 is received by the movement destination physical server # 3, then the VM # 3 will not be limited by the user traffic band thereafter. As a whole, in the conventional method, although all the movement target VMs have a short time to complete the movement, the user traffic bandwidth is limited to an extremely low 20 to 50 Mbit / s during the movement period of about 20 seconds. Is done.

一方、図7の下半分は、図6に示した実施形態における各VMでのユーザトラフィック帯域の時間変化を示している。上述したようにVM1台あたりの移動時間は15秒であるので、VM#2〜VM#5の各々について当該VMを15秒で移動させるために必要となる帯域(VMメモリコピートラフィック帯域)は、表1に示したようになる。この帯域が小さい順に移動順を定めるので、最初にVM#3を移動させ、以下、VM#2、VM#5、VM#4で移動させることになる。そして、VM#2〜VM#5の各々を移動している間に、各VMのユーザトラフィックに割り当てられる帯域制御量は、移動中のVMごとに、表1に示されるようになる。すなわち、1番目に移動するVM#3の移動中には、その移動のためのVMメモリコピートラフィック帯域として88.26667Mbit/sが割り当てられるので、物理帯域の1000Mbit/sからこのVMメモリコピートラフィック帯域を差し引いた911.73333Mbit/sが、この時点で移動元の物理マシン#1に存在するVM#1〜VM#5のユーザトラフィックの全体に割り当てられる帯域値となる。これをこのときの物理マシン#1上のVM数である5で除算することにより、各VMには182.34Mbit/sのユーザトラフィック帯域制御値が与えられることになる。同様に、2番目に移動するVM#2について考えると、15秒で移動させるためのVMメモリコピートラフィック帯域は136.5333Mbit/sであり、このときは、VM#3が既に移動を完了しているので、移動元の物理マシン#1でのVMの数は4となる。したがって、物理帯域からVMメモリコピートラフィックを差し引いて得られる863.4667Mbit/sを4で除算した215.88Mbit/sが、VM#2の移動中にVM#1、VM#2、VM#4及びVM#5に割り当てられるユーザトラフィック帯域制御値となる。VM#3は、既に物理マシン#3に移動完了しているので、そのユーザトラフィック制御値は物理帯域(1000Mbit/s)と一致する。   On the other hand, the lower half of FIG. 7 shows the time change of the user traffic band in each VM in the embodiment shown in FIG. As described above, since the movement time per VM is 15 seconds, the bandwidth (VM memory copy traffic bandwidth) required to move the VM in 15 seconds for each of VM # 2 to VM # 5 is As shown in Table 1. Since the movement order is determined in the order from the smallest band, VM # 3 is moved first, and then moved by VM # 2, VM # 5, and VM # 4. And while moving each of VM # 2-VM # 5, the bandwidth control amount allocated to the user traffic of each VM is as shown in Table 1 for each moving VM. That is, during the movement of the first moving VM # 3, 88.26667 Mbit / s is allocated as the VM memory copy traffic band for the movement, so this VM memory copy traffic band from 1000 Mbit / s of the physical band. 91.733333 Mbit / s obtained by subtracting is the bandwidth value allocated to the entire user traffic of VM # 1 to VM # 5 existing in the migration source physical machine # 1 at this time. By dividing this by 5 which is the number of VMs on the physical machine # 1, the user traffic bandwidth control value of 182.34 Mbit / s is given to each VM. Similarly, when considering VM # 2 that moves second, the VM memory copy traffic bandwidth for moving in 15 seconds is 136.5333 Mbit / s. At this time, VM # 3 has already completed the movement. Therefore, the number of VMs in the migration source physical machine # 1 is 4. Therefore, 215.88 Mbit / s obtained by subtracting the VM memory copy traffic from the physical band and divided by 4 is 215.88 Mbit / s, while VM # 2 is moving, VM # 1, VM # 2, VM # 4 and This is the user traffic bandwidth control value assigned to VM # 5. Since VM # 3 has already been moved to physical machine # 3, its user traffic control value matches the physical bandwidth (1000 Mbit / s).

このように、図6に示した実施形態によれば、全VMが移動を完了させるまでの時間(この時間はVM移動計画時間としてユーザが設定できる)は長くなるものの、各VMごとのユーザトラフィック帯域として、概ね200Mbit/sを保つことができる。もともと物理マシン#1に5台のVMが存在する時点において各VMに割り当てられるユーザトラフィック帯域の平均は200Mbit/s(=(1000Mbit/s)/5)であることを考えれば、本実施形態によれば、VMライブマイグレーション時間の大きな増加を伴うことなく、ユーザトラフィック帯域の低下量を最小限とすることができて、ユーザ品質の劣化を最小限にとどめることができる。   As described above, according to the embodiment shown in FIG. 6, although the time until all VMs complete the movement (this time can be set by the user as the VM movement plan time) is long, the user traffic for each VM As a band, approximately 200 Mbit / s can be maintained. Considering that the average user traffic bandwidth allocated to each VM at the time when five VMs originally exist in the physical machine # 1, is 200 Mbit / s (= (1000 Mbit / s) / 5). According to this, it is possible to minimize the amount of decrease in the user traffic bandwidth without greatly increasing the VM live migration time, and it is possible to minimize the degradation of the user quality.

次に、スケジュール決定アルゴリズムにおける、VM移動順序決定方式と帯域制御方法決定方式の各々についてのバリエーションについて説明する。VM移動順序決定方式についてのバリエーションのいずれかと帯域制御方法決定方式についてのいずれかバリエーションのいずれかとを任意の組み合わせることができる。   Next, variations in each of the VM movement order determination method and the bandwidth control method determination method in the schedule determination algorithm will be described. Any of the variations of the VM movement order determination method and any of the variations of the bandwidth control method determination method can be arbitrarily combined.

VM移動順序決定方式には、(1)各VMのメモリ情報に基づいてVM移動スケジュールを決定するメモリ情報利用方式と、(2)各VMの入力または出力トラフィック量に基づいてVM移動スケジュールを決定するトラフィック情報利用方式とがある。   The VM movement order determination method includes (1) a memory information utilization method that determines a VM movement schedule based on memory information of each VM, and (2) a VM movement schedule that is determined based on the input or output traffic volume of each VM. Traffic information utilization method.

帯域制御方法決定方式には、(a)各VMの移動時間が均等という条件の下で帯域制御値を決定するVM移動時間均等方式と、(b)VM移動中にユーザトラフィックを制限するが、制限されたことによるユーザトラフィックの低下量が設定した値以内に収まり、かつ、最も短い時間で全VMの移動が完了するように帯域制御値を決定するユーザトラフィック帯域低下最小化方式とがある。   The bandwidth control method determination method includes (a) a VM movement time equalization method in which a bandwidth control value is determined under the condition that the movement time of each VM is equal, and (b) user traffic is restricted during VM movement. There is a user traffic bandwidth reduction minimization method that determines the bandwidth control value so that the amount of reduction in user traffic due to restriction falls within a set value and the movement of all VMs is completed in the shortest time.

さらに、VM移動順序決定方式と帯域制御方法決定方式とを統合したバリエーションの1つとして、(3)メモリ変化速度が0であるVM(すなわち、移動中にVMのメモリ内容が変化しないので、差分コピーを必要としないVM)については、他のVMの移動と同時に移動させる、という複数VM同時移動方式がある。   Further, as one of the variations in which the VM movement order determination method and the bandwidth control method determination method are integrated, (3) a VM whose memory change speed is 0 (that is, since the memory contents of the VM do not change during movement, the difference For VMs that do not require copying, there is a multiple VM simultaneous movement method in which movement is performed simultaneously with movement of other VMs.

以下、これらのバリエーションの方式について、詳しく説明する。   Hereinafter, these variations will be described in detail.

(1)メモリ情報利用方式:
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。
(1) Memory information utilization method:
The memory information utilization method is a method suitable for a case where VM user traffic is uniform, although the VM memory usage and the memory change rate differ for each VM. When the memory usage is c [bytes], the memory change rate is a [bit / s], and the bandwidth is b [bit / s], the VM movement time t [s] is t = c × 8 / (b−a In the memory information utilization method, the VM movement order is determined in ascending order of the VM movement time t. The bandwidth b is an arbitrary constant given according to the specifications of the network constituting the virtual machine system. Table 2 shows an example of determining the movement order when 10 VMs (VM # 1 to VM # 10) exist and move all of them. Here, the band b = 3 × 10 8 [bit / s]. Table 2 shows the calculation result of the VM movement time t and the movement order based on it, assuming that the memory usage c and the memory change speed a are given for each VM.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

メモリ情報利用方式は、移動時間が短いVMから素早く他の物理マシンに移動させることにより、移動元の物理マシンのリソースに早い段階から空きができるため、その時点で移動元の物理マシンに存在するVMにおけるユーザトラフィック帯域の制限を小さくすることができる、という利点がある。   In the memory information utilization method, the resources of the migration source physical machine can be vacated at an early stage by quickly moving to another physical machine from the VM whose movement time is short, and therefore exists in the migration source physical machine at that time. There is an advantage that the limitation of the user traffic bandwidth in the VM can be reduced.

(2)ユーザトラフィック情報利用方式:
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。
(2) User traffic information usage method:
The user traffic information utilization method is a method suitable for the case where the VM memory usage and the memory change speed are all the same, but the VM user traffic varies depending on the VM. In this method, the order of movement of VMs is determined in descending order of VM input or output user traffic volume. As to whether it is based on input traffic or output traffic, user traffic in the same direction as VM memory copy traffic output from the migration source physical machine is selected for each VM. Table 3 shows an example of determining the movement order when 10 VMs (VM # 1 to VM # 10) exist and move all of them.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

表3に示した例では、VMごとの出力ユーザトラフィック量に応じて移動順を定めている。ユーザトラフィック情報利用方式は、出力ユーザトラフィック量が多いVM、すなわちリソースを多く利用しているVMから他の物理マシンに移動させることにより、移動元の物理マシンのリソースに早い段階から空きができるため、その時点で移動元の物理マシンに存在するVMにおけるユーザトラフィック帯域の制限を小さくすることができる、という利点がある。   In the example shown in Table 3, the movement order is determined according to the output user traffic amount for each VM. In the user traffic information utilization method, a VM having a large output user traffic volume, that is, a VM that uses a lot of resources is moved to another physical machine, so that the resource of the migration source physical machine can be freed from an early stage. There is an advantage that the restriction of the user traffic bandwidth in the VM existing in the physical machine of the movement source at that time can be reduced.

(a)VM移動時間均等方式:
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。
(A) VM movement time equalization method:
In the VM movement time equalization method, first, the movement time t of each VM is
Movement time t = VM movement planned time / number of VMs to be moved. After that, for each movement VM, the bandwidth B necessary for completing the movement within the movement time t is obtained using the memory usage c [bytes] and the memory change speed a [bit / s]. When the VM is moving, the bandwidth limit value of the user traffic of each VM is as follows when the VM user traffic bandwidth is uniform in all VMs:
(Physical bandwidth-B) / (Number of VMs remaining in the migration source physical machine)
On the other hand, if the VM user traffic bandwidth is different for each VM, the remaining bandwidth represented by (physical bandwidth -B) is calculated as the mutual amount of user traffic bandwidth of each VM immediately before the start of movement of the VM. It is assumed that it is assigned to each VM at a ratio between. Example of user traffic bandwidth control value of each VM when the VM is moving for each moving VM when 10 VMs (VM # 1 to VM # 10) exist and move all of them Is shown in Table 4. Here, it is assumed that the VM user traffic bandwidth is uniform in all VMs, and the VM migration plan time is 120 seconds (therefore, the migration time t of each VM is 12 seconds).

Figure 0005876425
Figure 0005876425

VM移動時間均等方式では、あるVMが移動中における各VMのユーザトラフィック帯域を大きくするためには、VM移動計画時間を長くすればよい。そして、移動開始前の各VMごとのトラフィック帯域に比例するように、移動中も各VMのユーザトラフィック帯域制御値が設定されるので、移動前のユーザトラフィックからの変動が少なくなるように、帯域制御が実施されることになる。   In the VM movement time equalization method, in order to increase the user traffic bandwidth of each VM while a certain VM is moving, the VM movement plan time may be increased. Since the user traffic bandwidth control value of each VM is set even during movement so as to be proportional to the traffic bandwidth of each VM before the start of movement, the bandwidth is reduced so that the fluctuation from the user traffic before movement is reduced. Control will be implemented.

(b)ユーザトラフィック帯域低下最小化方式:
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。
(B) User traffic bandwidth reduction minimization method:
In the traffic bandwidth reduction minimization method, the maximum value of the amount of reduction in user traffic due to bandwidth limitation is set to x in advance. The user traffic control value y during movement of each VM is
y = (user traffic band before movement) −x
Is required. Band b that can be used to move each VM when moving each VM is
b = physical band- (sum of y of each VM remaining in the migration source physical machine)
Is required. In particular, when the user traffic bandwidth is uniform, the bandwidth b is
b = physical band− {y * (total number of VMs−movement order + 1)}
It is expressed.

各VMの移動時間tは、
t=c×8/(b−a)
で求められる。
The movement time t of each VM is
t = c × 8 / (ba)
Is required.

表5は、ユーザトラフィック帯域低下最小化方式において、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と帯域制御が行われる時間の例を表5に示す。ここでは、物理帯域が1Gbit/sであって、VM数が10であることから最初の移動前の各VMトラフィック帯域が100Mbit/sであり、ユーザトラフィックの最大低下量を5Mbit/sとしている。また、VMのユーザトラフィックは均一であるとしている。   Table 5 shows that in the user traffic bandwidth reduction minimization method, when 10 VMs (VM # 1 to VM # 10) exist and move all of them, the VM moves for each moving VM. Table 5 shows an example of the user traffic bandwidth control value of each VM and the time during which bandwidth control is performed. Here, since the physical bandwidth is 1 Gbit / s and the number of VMs is 10, each VM traffic bandwidth before the first movement is 100 Mbit / s, and the maximum reduction amount of user traffic is 5 Mbit / s. Further, it is assumed that the VM user traffic is uniform.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

ユーザトラフィック帯域低下最小化方式では、最大低下量をどのように設定するかによって、VMの移動中にユーザトラフィックの帯域がどれだけ制限されるかが決まる。移動開始前のそれぞれVMのユーザトラフィック帯域から最大低下量を引いた値として、移動中も各VMのユーザトラフィック帯域制御値が設定されるので、移動前のユーザトラフィックからの変動が少なくなるように、帯域制御が実施されることになる。   In the user traffic bandwidth reduction minimization method, how much the user traffic bandwidth is restricted during movement of the VM is determined by how the maximum reduction amount is set. The user traffic bandwidth control value of each VM is set even during movement as a value obtained by subtracting the maximum amount of decrease from the user traffic band of each VM before the start of movement so that fluctuations from the user traffic before movement are reduced. Band control is performed.

(3)複数VM同時移動方式:
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。
(3) Multiple VM simultaneous movement method:
Next, for a VM whose memory change speed is 0, a multiple VM simultaneous movement method is described in which when a movement of another VM is executed, the movement is performed in parallel using a free band.

まず、最初のステップ(ステップ1)として、メモリ変化速度a[bit/s]が0でないVMについて、メモリ使用量をc[byte]、帯域をb[bit/s]として、
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。
First, as a first step (step 1), for a VM whose memory change rate a [bit / s] is not 0, the memory usage is c [byte] and the bandwidth is b [bit / s].
VM movement time t [s] = c × 8 / (ba)
Ask for. The bandwidth b is an arbitrary constant given according to the specifications of the network constituting the virtual machine system. Then, for the VM in which a ≠ 0, the movement order is determined in the order of the shortest VM movement time t.

一方、メモリ変化速度aが0であるVMについては、メモリ使用量が小さい順に、別途、移動順を決定する。   On the other hand, for VMs with a memory change rate a of 0, the order of movement is determined separately in ascending order of memory usage.

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6に示す。ここでは帯域bが3×108[bit/s]であるものとしている。10台のVMの中で、VM#3とVM#4はa=0なので、これら以外のVMについて、表の「移動順」の欄で1〜8で示されるように、VM移動時間tに応じて移動順が定められる。a=0であるVM#3及びVM#4については、メモリ使用量cが小さい順に、表6の「移動順」の欄でA〜Bで示されるように、移動順が定められる。 Table 6 shows an example of determining the movement order when 10 VMs (VM # 1 to VM # 10) exist and move all of them. Here, the band b is assumed to be 3 × 10 8 [bit / s]. Among the 10 VMs, VM # 3 and VM # 4 have a = 0, so the VM movement time t is set for other VMs as indicated by 1 to 8 in the “movement order” column of the table. The order of movement is determined accordingly. For VM # 3 and VM # 4 in which a = 0, the order of movement is determined in the order of increasing memory usage c, as indicated by AB in the “movement order” column of Table 6.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

次に、2番目のステップとして、メモリ変化速度aが0でないVMについて、当該VMの移動時間tを
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。
Next, as a second step, for a VM whose memory change speed a is not 0, the movement time t of the VM is calculated as VM movement time t = VM movement planned time / number of VMs to be moved. For each movement VM, a bandwidth B required to complete the movement within the movement time t is obtained using the memory usage c [bytes] and the memory change speed a [bit / s]. The bandwidth limit value of the user traffic of each VM while the VM is moving is (physical bandwidth-B) / (number of VMs remaining in the migration source physical machine)
And

表7は、表6に示した場合において、VM移動計画時間を120秒とし、メモリ変化速度aが0の各VM(VM#3及びVM#4)の移動時間を15秒とし、ユーザトラフィックは均一であるとしたときの各VMのユーザトラフィック帯域制御値を示している。   Table 7 shows that in the case shown in Table 6, the VM movement plan time is 120 seconds, the movement time of each VM (VM # 3 and VM # 4) whose memory change speed a is 0 is 15 seconds, and the user traffic is The user traffic bandwidth control value of each VM when it is assumed to be uniform is shown.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

その後、3番目のステップにおいて、ユーザトラフィック帯域の最大値をxとしたときのあまり帯域を算出し、その帯域を利用して、メモリ変化速度aが0であるVM(VM#3とVM#4)の移動を実施するようにスケジュールを決定する。   Thereafter, in the third step, too much bandwidth is calculated when the maximum value of the user traffic bandwidth is x, and the VM (VM # 3 and VM # 4) having a memory change rate a of 0 is used by using the bandwidth. ) To schedule the move.

複数VM同時移動方式を利用すれば、メモリ変化のないVMについては、空き帯域を利用して、他のVMと並行して移動を行うので、全VMの移動完了までの時間をさらに短縮することができる。なお、複数VM同時移動方式においても、上記のVM移動時間均等方式と同様に、移動前のユーザトラフィックからの変動が少なくなるように、帯域制御が実施されることになる。   If the multiple VM simultaneous migration method is used, VMs that do not change in memory are migrated in parallel with other VMs using the free bandwidth, so that the time to complete migration of all VMs can be further reduced. Can do. Note that, in the multiple VM simultaneous movement method, similarly to the above-described VM movement time equalization method, bandwidth control is performed so that fluctuations from user traffic before movement are reduced.

次に、上記の各バリエーションに適した仮想マシンシステムの例について説明する。   Next, an example of a virtual machine system suitable for each of the above variations will be described.

図8に示した仮想マシンシステムは、VM移動順序決定方式としてメモリ情報利用方式を用いる場合、あるいは複数VM同時移動方式を用いる場合に適したものである。帯域制御方法決定方式としては、VM移動時間均等方式及びユーザトラフィック帯域低下最小化方式のいずれも利用することができる。   The virtual machine system shown in FIG. 8 is suitable when the memory information utilization method is used as the VM movement order determination method, or when the multiple VM simultaneous movement method is used. As the bandwidth control method determination method, either the VM moving time equalization method or the user traffic bandwidth reduction minimization method can be used.

この仮想マシンシステムは、複数の物理マシン(物理マシン#1〜物理マシン#N)がネットワークに接続された構成を有しており、各物理マシンはネットワーク内のスイッチ30に接続している。スイッチ30はパケット転送網にも接続しており、図示していないが、パケット転送網30には複数のユーザ端末が接続している。各物理マシンはその上で仮想マシン(VM)を動作させることが可能なものである。図示したものでは、物理マシン#1上にn台のVM(VM#1〜VM#n)が配置している。各物理マシンには、当該物理マシンの各VMの状態を監視するVM状態監視部31が設けられている。VM状態監視部31は、特に、各VMのメモリ使用量及びメモリ変化速度を監視する。   This virtual machine system has a configuration in which a plurality of physical machines (physical machines # 1 to #N) are connected to a network, and each physical machine is connected to a switch 30 in the network. The switch 30 is also connected to the packet transfer network. Although not shown, a plurality of user terminals are connected to the packet transfer network 30. Each physical machine is capable of operating a virtual machine (VM) on it. In the illustrated example, n VMs (VM # 1 to VM # n) are arranged on the physical machine # 1. Each physical machine is provided with a VM state monitoring unit 31 that monitors the state of each VM of the physical machine. The VM state monitoring unit 31 particularly monitors the memory usage and the memory change rate of each VM.

さらにこの仮想マシンシステムには、各物理マシン、各VM及びスイッチ30を管理し、物理マシン間でのVMの移動や帯域制御の指示を行う管理装置20がスイッチ30に接続している。管理装置20としては、図6を用いて説明した管理装置20を使用することができる。特にこの例では、情報収集部25は、各VMのメモリ使用量及びメモリ変化速度を各物理マシンのVM状態監視部31から収集する。もっとも、VMのメモリ使用量及びメモリ変化速度については、そのVMに搭載されているアプリケーションの種別やその状態から計算あるいは推定によって求めてもよい。   Further, in this virtual machine system, a management device 20 that manages each physical machine, each VM, and the switch 30 and instructs VM movement and bandwidth control between the physical machines is connected to the switch 30. As the management device 20, the management device 20 described with reference to FIG. 6 can be used. Particularly in this example, the information collecting unit 25 collects the memory usage and the memory change rate of each VM from the VM state monitoring unit 31 of each physical machine. However, the memory usage and memory change rate of a VM may be obtained by calculation or estimation from the type of application installed in the VM and its state.

スイッチ30は、物理マシンと管理装置20とを接続し、また、物理マシン相互間を接続するための機器である。スイッチ30には、管理装置20の帯域制御設定部28からの指示に応じ、各VMのトラフィック、特に、ユーザトラフィックの帯域制御を行う帯域制御部32が設けられている。   The switch 30 is a device for connecting the physical machine and the management apparatus 20 and for connecting between the physical machines. The switch 30 is provided with a bandwidth control unit 32 that performs bandwidth control of the traffic of each VM, in particular, user traffic, in response to an instruction from the bandwidth control setting unit 28 of the management device 20.

メモリ情報利用方式あるいは複数VM同時移動方式を用いる仮想マシンシステムにおけるネットワーク構成は、管理装置20と各物理マシンとの接続性が保たれ、また、物理マシン相互の接続性が保たれていれば、図8に示したものに限定されない。また、VM状態監視部31は、物理マシン内ではなく管理装置20内に設けることも可能である。管理装置20内にVM状態監視部31を設けた場合、そのVM状態監視部31は、ネットワークを介して各物理マシンに接続し、各VMの状態に関する情報を取得する。また、帯域制御部32も、スイッチ30内ではなく各物理マシン内に搭載することができる。物理マシン内に搭載する場合、帯域制御部32は、物理マシン内でVMを接続する仮想スイッチ上で帯域制御動作を実行する。図9は、各物理マシン内に帯域制御部32を設けた場合の構成を示している。   In the network configuration in the virtual machine system using the memory information utilization method or the multiple VM simultaneous migration method, the connectivity between the management apparatus 20 and each physical machine is maintained, and the connectivity between the physical machines is maintained. It is not limited to what was shown in FIG. Further, the VM state monitoring unit 31 can be provided in the management apparatus 20 instead of in the physical machine. When the VM state monitoring unit 31 is provided in the management apparatus 20, the VM state monitoring unit 31 is connected to each physical machine via a network and acquires information regarding the state of each VM. Further, the bandwidth control unit 32 can be mounted not in the switch 30 but in each physical machine. When mounted in a physical machine, the bandwidth control unit 32 executes a bandwidth control operation on a virtual switch that connects a VM in the physical machine. FIG. 9 shows a configuration when a bandwidth control unit 32 is provided in each physical machine.

図10に示した仮想マシンシステムは、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用いる場合に適したものである。帯域制御方法決定方式としては、VM移動時間均等方式及びユーザトラフィック帯域低下最小化方式のいずれも利用することができる。この仮想マシンシステムは、図8に示した仮想マシンシステムと同様のものであるが、各物理マシンにおいて、VM状態監視部31の代わりにトラフィック監視部33が設けられている点で、図8に示すものとは異なっている。トラフィック監視部33は、各VMの入出力ユーザトラフィックを監視する。また、管理装置20内の情報収集部25は、各VMの入出力ユーザトラフィックに関する情報を各物理マシンのトラフィック監視部33から収集し、ユーザトラフィック情報としてデータ保存部23に格納する。これを受け、スケジュール決定部26は、データ保存部に格納されたユーザトラフィック情報とスケジュール決定アルゴリズムに基づいて、VMの移動順とユーザトラフィック帯域制御量を決定する。   The virtual machine system shown in FIG. 10 is suitable when the user traffic information utilization method is used as the VM movement order determination method. As the bandwidth control method determination method, either the VM moving time equalization method or the user traffic bandwidth reduction minimization method can be used. This virtual machine system is the same as the virtual machine system shown in FIG. 8, except that each physical machine is provided with a traffic monitoring unit 33 instead of the VM state monitoring unit 31. FIG. It is different from what is shown. The traffic monitoring unit 33 monitors input / output user traffic of each VM. The information collection unit 25 in the management apparatus 20 collects information related to input / output user traffic of each VM from the traffic monitoring unit 33 of each physical machine and stores it in the data storage unit 23 as user traffic information. In response, the schedule determination unit 26 determines the VM movement order and the user traffic bandwidth control amount based on the user traffic information stored in the data storage unit and the schedule determination algorithm.

トラフィック情報利用方式を用いる仮想マシンシステムにおけるネットワーク構成は、管理装置20と各物理マシンとの接続性が保たれ、また、物理マシン相互の接続性が保たれていれば、図10に示したものに限定されない。また、トラフィック監視部33は、物理マシン内ではなくスイッチ30内に設けることも可能である。また、帯域制御部32も、スイッチ30内ではなく各物理マシン内に搭載することができる。物理マシン内に搭載する場合、帯域制御部32は、物理マシン内でVMを接続する仮想スイッチ上で帯域制御動作を実行する。図11は、図10に示すものにおいてトラフィック監視部33をスイッチ30内に設け、帯域制御部32を各物理マシン内に設けた構成を示している。   The network configuration in the virtual machine system using the traffic information utilization method is as shown in FIG. 10 if the connectivity between the management apparatus 20 and each physical machine is maintained, and the connectivity between the physical machines is maintained. It is not limited to. Further, the traffic monitoring unit 33 can be provided in the switch 30 instead of in the physical machine. Further, the bandwidth control unit 32 can be mounted not in the switch 30 but in each physical machine. When mounted in a physical machine, the bandwidth control unit 32 executes a bandwidth control operation on a virtual switch that connects a VM in the physical machine. FIG. 11 shows a configuration in which the traffic monitoring unit 33 is provided in the switch 30 and the bandwidth control unit 32 is provided in each physical machine in the configuration shown in FIG.

次に、VM移動順序決定方式と帯域制御方法決定方式のバリエーションの組み合わせのうちのいくつかをさらに詳しく説明する。   Next, some of the combinations of variations of the VM movement order determination method and the bandwidth control method determination method will be described in more detail.

[実施例1]
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。
[Example 1]
A case will be described in which the virtual machine system having the configuration shown in FIG. 8 is used, the memory information utilization method is used as the VM movement order determination method, and the VM movement time equalization method is used as the bandwidth control method determination method. It is assumed that a plurality of user terminals are connected to the illustrated packet transfer network. It is assumed that the number of physical machines in the virtual machine system is three (physical machine # 1 to physical machine # 3) and is connected to the same switch 30. Assuming that the physical machine # 1 has 10 VMs (VM # 1 to VM # 10), VM # 1 to VM # 5 are live migrated to the physical machine # 2, and VM # 6 to VM # 10 Are migrated live to the physical machine # 3. It is assumed that the time required for the memory copy for live migration (VM migration planned time) is 120 seconds. Further, it is assumed that the bandwidth of each physical link is 1 Gbit / s. Further, it is assumed that traffic flows from each VM to the user terminal, and the amount of user traffic is uniform in each VM.

スイッチ30には、図8に示すように帯域制御部32が設けられており、トラフィックは、VLAN(仮想ローカルエリアネットワーク:virtual local area network)により、どのVMのトラフィックなのか、また、ユーザトラフィックなのかVMメモリコピートラフィックなのかを識別できるものとする。帯域制御はVLANごとに実施できる。各物理マシン上のVM状態監視部31は、各VM上で、例えば、Linux(登録商標)のtopコマンドにより、VMのメモリ使用量や使用率を監視し、ページング(スワップファイル)操作数などから、各VMのメモリ使用量やメモリ変化速度を監視する。   As shown in FIG. 8, the switch 30 is provided with a bandwidth control unit 32, and the traffic is a VM (virtual local area network), which VM traffic, and user traffic. Or VM memory copy traffic. Bandwidth control can be performed for each VLAN. The VM state monitoring unit 31 on each physical machine monitors the VM memory usage and usage rate by using, for example, the Linux (registered trademark) top command on each VM, and determines the number of paging (swap file) operations. Monitor the memory usage and memory change speed of each VM.

この場合の動作の流れが図12に示されている。   The flow of operation in this case is shown in FIG.

ステップ101において管理装置20内のVM管理部24がVM#1〜VM#10のライブマイグレーションの実施を決定すると、その旨がVM管理部24から情報収集部25に通知される(ステップ102)。情報収集部25は、移動元の物理マシンとなる物理マシン#1のVM状態監視部31からVM状態情報を収集し(ステップ103)、収集した情報をデータ保存部24に格納する(ステップ104)。次にスケジュール決定部26は、データ保存部23からVM状態情報とスケジューリング決定アルゴリズムを取得し(ステップ105)、メモリ情報利用方式とVM移動時間均等方式とによってスケジュールを決定し(ステップ106)、決定したスケジュールをデータ保存部24に格納する(ステップ107)。このスケジュールは、VMの移動順を示すスケジュール(マイグレーションスケジュール)とユーザトラフィックの帯域制御量を示すスケジュール(帯域制御スケジュール)とからなる。この例の場合、決定されたスケジュールは表8に示すようなものになり、VMの移動順は、VM#4→VM#1→VM#7→…の順となる。   When the VM management unit 24 in the management apparatus 20 determines to execute live migration of VM # 1 to VM # 10 in step 101, the VM management unit 24 notifies the information collection unit 25 to that effect (step 102). The information collecting unit 25 collects VM state information from the VM state monitoring unit 31 of the physical machine # 1 that is the migration source physical machine (step 103), and stores the collected information in the data storage unit 24 (step 104). . Next, the schedule determination unit 26 acquires the VM state information and the scheduling determination algorithm from the data storage unit 23 (step 105), determines the schedule by the memory information utilization method and the VM movement time equalization method (step 106), and determines The schedule thus stored is stored in the data storage unit 24 (step 107). This schedule consists of a schedule (migration schedule) indicating the movement order of VMs and a schedule (bandwidth control schedule) indicating the bandwidth control amount of user traffic. In the case of this example, the determined schedule is as shown in Table 8, and the movement order of the VMs is the order of VM # 4 → VM # 1 → VM # 7 →.

Figure 0005876425
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スケジュール決定部26は、マイグレーションスケジュールをVM管理部24に通知し(ステップ108)、帯域制御スケジュールを帯域制御設定部28に通知する(ステップ109)。すると、帯域制御設定部28は、最初に移動するVMであるVM#4に対応した各VMのユーザトラフィック帯域制御値である91.47Mbit/s(表8参照)を物理マシン#1から出力される各VMのユーザトラフィック帯域制御値とするように、スイッチ30内の帯域制御部32に設定する(ステップ110)。   The schedule determination unit 26 notifies the migration management unit 24 of the migration schedule (step 108), and notifies the bandwidth control setting unit 28 of the bandwidth control schedule (step 109). Then, the bandwidth control setting unit 28 outputs, from the physical machine # 1, 91.47 Mbit / s (see Table 8) that is the user traffic bandwidth control value of each VM corresponding to the VM # 4 that is the VM that moves first. The bandwidth is set in the bandwidth control unit 32 in the switch 30 so as to be the user traffic bandwidth control value of each VM (step 110).

その後、VM管理部24は、最初に移動することとなるVM#4のライブマイグレーションを行うように物理マシン#1に指示し(ステップ111)、これにより、物理マシン#1から物理マシン#2へのVM#4についてのメモリコピーが行われる(ステップ112)。VM#4についてのメモリコピーが完了すると、物理マシン#2からVM管理部24に対してVM#4のライブマイグレーションの完了通知が送られ(ステップ113)、VM管理部24は、VM#4のライブマイグレーションの完了を帯域制御設定部28に通知する(ステップ114)。すると帯域制御設定部28は、2番目に移動するVMであるVM#1に対応した各VMのユーザトラフィック帯域制御値である100.52Mbit/s(表8参照)を物理マシン#1から出力される各VMのユーザトラフィック帯域制御値とするように、スイッチ30内の帯域制御部32に設定する(ステップ115)。   Thereafter, the VM management unit 24 instructs the physical machine # 1 to perform live migration of the VM # 4 to be moved first (step 111), and thereby, from the physical machine # 1 to the physical machine # 2. Memory copy is performed for VM # 4 (step 112). When the memory copy for VM # 4 is completed, notification of completion of live migration of VM # 4 is sent from the physical machine # 2 to the VM management unit 24 (step 113), and the VM management unit 24 The bandwidth control setting unit 28 is notified of the completion of live migration (step 114). Then, the bandwidth control setting unit 28 outputs 100.52 Mbit / s (see Table 8), which is the user traffic bandwidth control value of each VM corresponding to the VM # 1 that is the second moving VM, from the physical machine # 1. The bandwidth is set in the bandwidth control unit 32 in the switch 30 so as to be the user traffic bandwidth control value of each VM (step 115).

その結果、VM管理部24は、VM#4の移動のときと同様に、2番目に移動することとなるVM#1のライブマイグレーションを行うように物理マシン#1に指示し(ステップ116)、これにより、物理マシン#1から物理マシン#2へのVM#1についてのメモリコピーが行われる(ステップ117)。VM#1についてのメモリコピーが完了すると、物理マシン#2からVM管理部24に対してVM#1のライブマイグレーションの完了通知が送られ(ステップ118)、VM管理部24は、VM#1のライブマイグレーションの完了を帯域制御設定部28に通知する(ステップ119)。   As a result, the VM management unit 24 instructs the physical machine # 1 to perform the live migration of the VM # 1 that is to be moved second, similarly to the movement of the VM # 4 (Step 116). As a result, the memory copy for the VM # 1 from the physical machine # 1 to the physical machine # 2 is performed (step 117). When the memory copy for VM # 1 is completed, notification of completion of live migration of VM # 1 is sent from the physical machine # 2 to the VM management unit 24 (step 118), and the VM management unit 24 sends the notification of VM # 1. The bandwidth control setting unit 28 is notified of the completion of live migration (step 119).

以下同様にして、VM#7、VM#2、VM#8、VM#10、VM#9、VM#5、VM#6、VM#3の順でライブマイグレーションの処理が実行され(ステップ120)、最後に移動するVMであるVM#3のライブマイグレーションが終了すると、VM管理部24から帯域設定部28にVM#3ライブマイグレーション完了通知が送られ(ステップ121)、帯域設定部28は、スイッチ30内の帯域制御部32での帯域制御設定を解除する(ステップ122)。   Similarly, live migration processing is executed in the order of VM # 7, VM # 2, VM # 8, VM # 10, VM # 9, VM # 5, VM # 6, VM # 3 (step 120). When the live migration of VM # 3, which is the VM to be moved last, is completed, a notification of VM # 3 live migration completion is sent from the VM management unit 24 to the bandwidth setting unit 28 (step 121), and the bandwidth setting unit 28 The bandwidth control setting in the bandwidth control unit 32 within 30 is canceled (step 122).

以上により、VM#1〜VM#10についてのライブマイグレーションの一連の処理がすべて完了したことになる。   As described above, the series of live migration processes for VM # 1 to VM # 10 are all completed.

[実施例2]
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。
[Example 2]
A case will be described in which the virtual machine system having the configuration shown in FIG. 10 is used, the user traffic information utilization method is used as the VM movement order determination method, and the VM movement time equalization method is used as the bandwidth control method determination method. It is assumed that a plurality of user terminals are connected to the illustrated packet transfer network. It is assumed that the number of physical machines in the virtual machine system is three (physical machine # 1 to physical machine # 3) and is connected to the same switch 30. Assuming that the physical machine # 1 has 10 VMs (VM # 1 to VM # 10), VM # 1 to VM # 5 are live migrated to the physical machine # 2, and VM # 6 to VM # 10 Are migrated live to the physical machine # 3. It is assumed that the time required for memory copy for live migration (VM migration planned time) is 120 seconds. Further, it is assumed that the bandwidth of each physical link is 1 Gbit / s. Further, it is assumed that traffic flows from each VM to the user terminal, and the amount of user traffic is different for each VM. It is assumed that the memory usage and the memory change rate are uniform for each VM, the memory usage is 256 Mbytes, and the memory change rate is 10 Mbit / s.

スイッチ30内にはトラフィック監視部33が設けられており、トラフィックは、VLANにより、どのVMのトラフィックなのか、また、ユーザトラフィックなのかVMメモリコピートラフィックなのかを識別できるものとする。各物理マシンには帯域制御部32が設けられており、VMごとのトラフィック及びメモリコピートラフィックの帯域を個別で制御できるものとする。   It is assumed that a traffic monitoring unit 33 is provided in the switch 30, and it is possible to identify which VM traffic is user traffic or VM memory copy traffic by VLAN. Each physical machine is provided with a bandwidth control unit 32, which can individually control the bandwidth of traffic for each VM and memory copy traffic.

この場合の動作の流れが図12に示されている。   The flow of operation in this case is shown in FIG.

ステップ151において管理装置20内のVM管理部24がVM#1〜VM#10のライブマイグレーションの実施を決定すると、その旨がVM管理部24から情報収集部25に通知される(ステップ152)。情報収集部25は、スイッチ30内のトラフィック監視部33からトラフィック情報を収集し(ステップ153)、収集した情報をデータ保存部24に格納する(ステップ154)。次にスケジュール決定部26は、データ保存部23からトラフィック情報とスケジューリング決定アルゴリズムを取得し(ステップ155)、ユーザトラフィック情報利用方式とVM移動時間均等方式とによってスケジュール(マイグレーションスケジュール及び帯域制御スケジュール)を決定し(ステップ156)、決定したスケジュールをデータ保存部24に格納する(ステップ157)。この例の場合、決定されたスケジュールは表9に示すようなものになり、VMの移動順は、VM#3→VM#8→VM#1→…→VM#10の順となる。   When the VM management unit 24 in the management apparatus 20 determines to perform live migration of VM # 1 to VM # 10 in step 151, the VM management unit 24 notifies the information collection unit 25 to that effect (step 152). The information collecting unit 25 collects traffic information from the traffic monitoring unit 33 in the switch 30 (step 153), and stores the collected information in the data storage unit 24 (step 154). Next, the schedule determination unit 26 acquires traffic information and a scheduling determination algorithm from the data storage unit 23 (step 155), and schedules (migration schedule and bandwidth control schedule) according to the user traffic information utilization method and the VM movement time equalization method. The determined schedule is stored (step 156), and the determined schedule is stored in the data storage unit 24 (step 157). In the case of this example, the determined schedule is as shown in Table 9, and the movement order of the VMs is VM # 3 → VM # 8 → VM # 1 →... → VM # 10.

Figure 0005876425
Figure 0005876425

スケジュール決定部26は、マイグレーションスケジュールをVM管理部24に通知し(ステップ158)、帯域制御スケジュールを帯域制御設定部28に通知する(ステップ159)。すると、帯域制御設定部28は、最初に移動するVMがVM#3であるので、表9の「VM#3の移動時の帯域制御値」の欄にVMごとに記載された帯域制御値を、それぞれのVMのユーザトラフィック帯域制御値とするように、物理マシン#1内の帯域制御部32に設定する(ステップ160)。   The schedule determination unit 26 notifies the migration management unit 24 of the migration schedule (step 158), and notifies the bandwidth control setting unit 28 of the bandwidth control schedule (step 159). Then, since the first VM to be moved is VM # 3, the bandwidth control setting unit 28 sets the bandwidth control value described for each VM in the “bandwidth control value during movement of VM # 3” column of Table 9. The bandwidth control unit 32 in the physical machine # 1 is set so as to set the user traffic bandwidth control value of each VM (step 160).

その後、VM管理部24は、最初に移動することとなるVM#3のライブマイグレーションを行うように物理マシン#1に指示し(ステップ161)、物理マシン#1から物理マシン#2へのVM#3についてのメモリコピーが行われ(ステップ162)、このメモリコピーが完了すると、物理マシン#2からVM管理部24に対してVM#3のライブマイグレーションの完了通知が送られ(ステップ163)、VM#4のライブマイグレーションの完了がVM管理部24から帯域制御設定部28に通知する(ステップ164)。すると帯域制御設定部28は、2番目に移動するVMがVM#8であるので、表9の「VM#8の移動時の帯域制御値」の欄にVMごとに記載された帯域制御値を、それぞれのVMのユーザトラフィック帯域制御値とするように、物理マシン#1内の帯域制御部32に設定する(ステップ165)。なお、このときVM#3は既に物理マシン#1から移動済みであるので、VM#3に関するユーザトラフィックは、帯域制御の対象とはならない。   Thereafter, the VM management unit 24 instructs the physical machine # 1 to perform live migration of the VM # 3 to be moved first (step 161), and the VM # from the physical machine # 1 to the physical machine # 2 3 is performed (step 162), and when this memory copy is completed, notification of completion of live migration of VM # 3 is sent from the physical machine # 2 to the VM management unit 24 (step 163). The completion of the live migration of # 4 is notified from the VM management unit 24 to the bandwidth control setting unit 28 (step 164). Then, since the VM that moves second is VM # 8, the bandwidth control setting unit 28 sets the bandwidth control value described for each VM in the “bandwidth control value during movement of VM # 8” column of Table 9. Then, the bandwidth is set in the bandwidth control unit 32 in the physical machine # 1 so as to be the user traffic bandwidth control value of each VM (step 165). At this time, since the VM # 3 has already been moved from the physical machine # 1, the user traffic related to the VM # 3 is not subject to bandwidth control.

その後、VM管理部24は、VM#3の移動のときと同様に、2番目に移動することとなるVM#8のライブマイグレーションを行うように物理マシン#1に指示し(ステップ166)、これにより、物理マシン#1から物理マシン#3へのVM#8についてのメモリコピーが行われる(ステップ167)。VM#8についてのメモリコピーが完了すると、物理マシン#3からVM管理部24に対してVM#1のライブマイグレーションの完了通知が送られ(ステップ168)、VM管理部24は、VM#8のライブマイグレーションの完了を帯域制御設定部28に通知する(ステップ169)。   Thereafter, the VM management unit 24 instructs the physical machine # 1 to perform the live migration of the VM # 8 to be moved second, similarly to the movement of the VM # 3 (step 166). Thus, the memory copy for the VM # 8 from the physical machine # 1 to the physical machine # 3 is performed (step 167). When the memory copy for VM # 8 is completed, a notification of completion of live migration of VM # 1 is sent from the physical machine # 3 to the VM management unit 24 (step 168), and the VM management unit 24 The bandwidth control setting unit 28 is notified of the completion of live migration (step 169).

以下同様にして、VM#1、VM#4、VM#2、VM#7、VM#6、VM#5、VM#9、VM#10の順でライブマイグレーションの処理が実行され(ステップ170)、最後に移動するVMであるVM#10のライブマイグレーションが終了すると、VM管理部24から帯域設定部28にVM#10ライブマイグレーション完了通知が送られ(ステップ171)、帯域設定部28は、物理マシン#1内の帯域制御部32での帯域制御設定を解除する(ステップ172)。   Similarly, live migration processing is executed in the order of VM # 1, VM # 4, VM # 2, VM # 7, VM # 6, VM # 5, VM # 9, and VM # 10 (step 170). When the live migration of VM # 10, which is the VM to be moved last, is completed, a notification of VM # 10 live migration completion is sent from the VM management unit 24 to the bandwidth setting unit 28 (step 171). The bandwidth control setting in the bandwidth control unit 32 in the machine # 1 is canceled (step 172).

以上により、VM#1〜VM#10についてのライブマイグレーションの一連の処理がすべて完了したことになる。   As described above, the series of live migration processes for VM # 1 to VM # 10 are all completed.

11,12 物理マシン
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 Physical machine 13 Network 14 Shared storage 15 Virtualization software 16 VM management server 20 Management apparatus 21 Packet receiving part 22 Packet transmission part 23 Data storage part 24 VM management part 25 Information collection part 26 Schedule determination part 27 Schedule determination algorithm 28 Bandwidth control setting unit 30 Switch 31 VM state monitoring unit 32 Bandwidth control unit 33 Traffic monitoring unit

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。
A plurality of physical machines and a network connecting the physical machines, a virtual machine is operable on each physical machine, and a plurality of physical machines from the source physical machine to one or more physical machines Scheduling of live migration in a virtual machine system in which memory copy traffic for moving a virtual machine and other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine use a common link during live migration of the virtual machine A method of performing
Collecting memory usage and memory change rate of each virtual machine;
Based on the memory usage and the memory change rate for each virtual machine, the live migration time under the given bandwidth is in ascending order or the memory copy traffic bandwidth under the given moving time is in ascending order. The execution order of live migration in the plurality of virtual machines is such that live migration of the virtual machines whose memory change rate is 0 is performed in parallel with the live migration of other virtual machines. A stage for determining
Determining a bandwidth control amount of the other traffic during the live migration so that fluctuation from the bandwidth of the other traffic before the live migration is reduced;
Instructing the physical machine to perform live migration of the virtual machines one by one according to the execution order;
Setting the bandwidth control amount in a bandwidth control means incorporated in the physical machine or the network;
A scheduling method comprising:
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
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。
A plurality of physical machines and a network connecting the physical machines, a virtual machine is operable on each physical machine, and a plurality of physical machines from the source physical machine to one or more physical machines Scheduling of live migration in a virtual machine system in which memory copy traffic for moving a virtual machine and other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine use a common link during live migration of the virtual machine A method of performing
A stage for generating traffic information about the traffic for each virtual machine,
Based on the previous SL traffic information, in order input or output traffic is high for each virtual machine, the method comprising determining the execution order of the live migration in the plurality of virtual machines,
Determining a bandwidth control amount of the other traffic during the live migration so that fluctuation from the bandwidth of the other traffic before the live migration is reduced;
Instructing the physical machine to perform live migration of the virtual machines one by one according to the execution order;
Setting the bandwidth control amount in a bandwidth control means incorporated in the physical machine or the network;
A scheduling method comprising:
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、
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。
A plurality of physical machines and a network connecting the physical machines, a virtual machine is operable on each physical machine, and a plurality of physical machines from the source physical machine to one or more physical machines Scheduling of live migration in a virtual machine system in which memory copy traffic for moving a virtual machine and other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine use a common link during live migration of the virtual machine A method of performing
Determining an execution order of live migration in the plurality of virtual machines based on at least one of information on the virtual machines and information on traffic on the network;
It is possible to complete live migration of all virtual machines in the shortest time under the condition that the movement time of each virtual machine is equal, or the amount of decrease in the bandwidth of the other traffic is within the set value. under the condition that it, determining a bandwidth control amount of the other traffic according to the respective virtual machine,
Instructing the physical machine to perform live migration of the virtual machines one by one according to the execution order;
Setting the bandwidth control amount in a bandwidth control means incorporated in the physical machine or the network;
A scheduling method comprising:
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。
A virtual machine system having a plurality of physical machines and a network connecting the physical machines, and capable of operating a virtual machine on each physical machine,
A bandwidth control unit that is incorporated in the physical machine or the network and performs bandwidth control of other traffic different from the memory copy traffic for moving the virtual machine;
A management device for controlling live migration of the virtual machine between the physical machines and instructing bandwidth control;
With
The physical machine or the network has traffic monitoring means for monitoring traffic related to each virtual machine,
The management device
An information collection unit that is provided in the management device and collects traffic information about traffic related to each virtual machine from the traffic monitoring unit;
When performing live migration of a plurality of virtual machines from a migration source physical machine , based on the traffic information collected by the information collection unit, in the order in which the input or output traffic for each virtual machine increases, in the plurality of virtual machines Schedule determination means for determining a live migration execution order, and determining a bandwidth control amount of the other traffic during the live migration so that a variation from the bandwidth of the other traffic before the live migration is reduced ,
VM management means for instructing the physical machine to perform live migration of the virtual machines one by one according to the execution order determined by the schedule determination means;
Bandwidth control setting means for setting the bandwidth control amount of the other traffic determined by the schedule determination means in the bandwidth control means;
A virtual machine system.
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