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JP7632632B2 - 仮想化システム障害分離装置及び仮想化システム障害分離方法 - Google Patents
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仮想化システム障害分離装置及び仮想化システム障害分離方法 Download PDF

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Description

本発明は、仮想マシンやコンテナをベースとするコンピューティング基盤において、コンテナやコンテナ上で動作するアプリケーションの異常検知及び障害復旧を実現する仮想化システム障害分離装置及び仮想化システム障害分離方法に関する。
上述した仮想マシンは、物理コンピュータと同機能をソフトウェアで実現したコンピュータである。コンテナは、アプリケーションを「コンテナ」と呼ばれる環境にパッケージ化して作成され、コンテナエンジン上で作動する仮想化技術である。従来のコンテナ系の技術では、主に後述するクーバネテス(kubernetes)が持つ後述のLiveness/Readiness Probe機能(プローブ機能ともいう)により、コンテナやコンテナ上で動作するアプリケーションの異常検知及び障害復旧が実現されている。
クーバネテスは、Docker等のコンテナを作成してクラスタ化するコンテナ仮想化ソフトウェアであり、且つ、オープンソースソフトウェアである。Liveness Probe機能は、コンテナを再起動する等の制御を行い、Readiness Probe機能は、コンテナがリクエストを受け付けるか否か等の制御を行うものである。この種の従来技術として非特許文献1に記載の技術がある。
"Liveness Probe、Readiness ProbeおよびStartup Probeを使用する,"kubernetes,[online],[令和3年6月10日検索],インターネット〈https://kubernetes.io/ja/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/〉
ところで、上述したコンテナに限らず仮想化技術領域としての仮想化システムにおいては、仮想化システム内の障害に対して、発報されたアラートに基づいて人力による復旧作業等が行われている。しかし、アラート発報後に人力で復旧作業を行うので、障害発生から正常化までの時間短縮が難しい。
その障害をクーバネテスが持つ障害復旧を行うプローブ機能で復旧させる場合、障害監視を行う周期を、予め定められた1秒等の遅い周期にしか設定できない。このため、極力早い障害復旧が必要な場合に、デフォルト状態のクーバネテスが持つ障害復旧機能による復旧よりも早く復旧させることができない、という課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、仮想化システムで発生した障害をコンテナ仮想化ソフトウェアが持つ障害復旧機能による復旧よりも早く復旧させることを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の仮想化システム障害分離装置は、物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部を、コンテナに対応付けて配置する処理を行うデプロイ指示部と、前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記コンテナの異常を検知する異常検知部と、前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常コンテナへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部とを備え、前記クラスタ管理部は、前記変更コマンドに応じて前記異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を0%に設定し、前記異常復旧対応部は、前記異常コンテナの復旧時に、復旧対象のコンテナへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドを前記クラスタ管理部へ送信し、前記クラスタ管理部は、前記復旧コマンドに応じて、復旧対象のコンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を、前記所定トラフィック値まで徐々に上げることを特徴とする。
本発明によれば、仮想化システムで発生した障害をコンテナ仮想化ソフトウェアが持つ障害復旧機能による復旧よりも早く復旧させることができる。
本発明の実施形態に係る仮想化システム障害分離装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のPodによるコンテナの第1異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のワーカーノード毎に備えられたルーティングテーブルによる第2異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のワーカーノード毎に備えられた仮想スイッチのデーモンの監視による第3異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のワーカーノード毎に備えられたコンテナランタイムのデーモンの監視による第4異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のワーカーノード毎の監視による第5異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置のコンテナシステムのクラスタに外付けされたDBの監視による第6異常検知処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置における障害対応デプロイ指示部によるエンドポイント設定部とPodとを1:1の構成としてデプロイした際の構成を示すブロック図である。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置の第1異常対応処理を説明するためのブロック図である。 上記第1異常対応処理の動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の仮想化システム障害分離装置の第2異常対応処理を説明するためのブロック図である。 本実施形態に係る仮想化システム障害分離装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
<実施形態の構成>
図1は、本発明の実施形態に係る仮想化システム障害分離装置の構成を示すブロック図である。
図1に示す仮想化システム障害分離装置(障害分離装置ともいう)10は、後述のコンテナシステム20の障害が発生したコンテナを停止又は削除して分離し、分離後のコンテナを復旧するものである。この障害分離装置10は、クラスタ管理部14と、計算資源クラスタ15と、異常検知部17と、異常復旧対応部18と、障害対応デプロイ指示部19とを備えて構成されている。クラスタ管理部14及び計算資源クラスタ15によってクラスタ12が構成されている。このクラスタ12の外部に、異常検知部17、異常復旧対応部18及び障害対応デプロイ指示部19が設けられている。なお、障害対応デプロイ指示部19は、請求項記載のデプロイ指示部を構成する。
計算資源クラスタ15は、複数のアプリケーション15a,15bを備えて構成されている。アプリケーション15a,15bは、言い換えれば、1又は複数のコンテナの集合体の管理単位としてのPodである。Podは、クーバネテス(コンテナ仮想化ソフトウェア)で実行できるアプリケーションの最小単位である。つまり、Podとしてのアプリケーション15a,15bでコンテナを作成してクラスタ化し、このクラスタをコンテナエンジン上で作動させるようになっている。この計算資源クラスタ15は、物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置するものである。
コンテナシステム20は、1又は複数のクラスタ12により構成された仮想化システムである。2つのクラスタ12が有る場合、各々のクラスタ12はクラスタ管理部14及び計算資源クラスタ15を備えて構成される。
クラスタ管理部14は、上記仮想的に作成され、上記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するものである。このクラスタ管理部14は、通信振分部14aと、計算資源操作部14bと、計算資源管理部14cと、コンテナ構成受付部14dと、コンテナ配置先決定部14eと、コンテナ管理部14fとを備えて構成されている。
このような構成の障害分離装置10において、障害対応デプロイ指示部(デプロイ指示部ともいう)19は、図8に示すエンドポイント(終点)設定部14j,14kとPod15a,15bとを、1:1の構成としてデプロイ(配置)する処理を行う。エンドポイント設定部14j,14kは、複数のPod15a,15b毎に対応付けられ、各Pod15a,15bへのトラフィックの振分割合(%)が設定され、通信データの終点となる。その振分割合をウエイト値(%)という。
図1に示す異常検知部17は、コンテナシステム20内の1又は複数のコンテナであるPod(アプリケーション)15a,15bの異常を検知する。
異常復旧対応部18は、異常検知部17で異常が検知されたPod(例えばPod15a)に対応付けられたデプロイ指示部19のウエイト値を0%に変更して、異常Pod15aを切り離すための変更コマンドを通信振分部14aへ送信する。また、異常復旧対応部18は、その切り離したPod15aを復旧する場合、復旧対象のPod15aへのトラフィックを予め定められた所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドを通信振分部14aへ送信する。
図1に示す通信振分部14aは、ルータであり、異常復旧対応部18からの変更コマンド又は復旧コマンドを該当する各部14b~14fへ振り分けて通知する。また、通信振分部14aは、後述のエンドポイント設定部14j,14k毎に設定されるトラフィック振分割合を示すウエイト値(%)を下に、送信先のエンドポイント設定部14j,14k(後述)へのトラフィックの振り分けを行う。なお、ウエイト値は、請求項記載の振分割合に対応する。
コンテナ構成受付部(受付部ともいう)14dは、計算資源クラスタ15にコンテナをデプロイする構成情報を外部サーバ等から受け取る。
コンテナ配置先決定部(配置先決定部ともいう)14eは、受付部14dで受け付けた構成情報を下に、どのコンテナを、どのワーカーノード(計算資源クラスタ15)に配置するかを決める。
コンテナ管理部14fは、コンテナが正常に動作中か否か等をチェックする。
計算資源管理部14cは、ワーカーノードが動作可能か否か、ワーカーノードを構成するサーバの計算資源の使用量、CPU(Central Processing Unit)残量等を把握して管理する。
計算資源操作部14bは、あるコンテナに対して一定量のCPU等の計算資源を、所定量割り当てる操作、言い換えれば、ストレージ容量の割り当て、CPU時間、コンテナが使用可能なメモリ容量等を割り当てる操作を行う。
次に、障害分離装置10の異常検知部17によるコンテナシステム20のコンテナに係る各種の異常検知処理(第1~第6異常検知処理)について、図2~図7を参照して説明する。
<第1異常検知処理>
図2は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のPod(アプリケーション)15a,15bによるコンテナの第1異常検知処理を説明するためのブロック図である。但し、各Pod15a,15bは、1又は複数のコンテナを構成している。
図2において、コンテナシステム20内には、仮想マシンによってマスタノード14Jと、インフラノード14Kと、ワーカーノード15J,15Kとが構成され、各々が仮想スイッチ{OVS(Open vSwitch)}30によって接続されるようになっている。マスタノード14J及びインフラノード14Kは、クラスタ管理部14(図1)に対応し、ワーカーノード15J,15Kは、計算資源クラスタ15(図1)に対応している。
更に、マスタノード14J及びワーカーノード15Jで1つ目のクラスタ12が構成され、インフラノード14K及びワーカーノード15Kで2つ目のクラスタ12が構成されている。これらのクラスタ12でコンテナシステム20が構成されているとする。
コンテナシステム20の外部には、図1の構成と同様に異常検知部17が配置されている。図2では異常検知部17をワーカーノード15J,15K毎に合計2つ記載しているが、1つであってもよい。マスタノード14J、インフラノード14K、ワーカーノード15J,15K、及び異常検知部17は、ネットワーク22によって対向装置24に接続されている。対向装置24は、コンテナシステム20に対して要求信号等を送信する外部サーバ等の通信装置である。
異常検知部17は、往復矢印Y1,Y2で示すポーリングによって、所定のコマンド(例えば「sudo crictl ps」)をワーカーノード15J,15KのPod15a,15bへ送信し、コマンドに応じてPod15a,15bから返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。このポーリング実試験においては、ポーリングを10回実行した際の往復時間の平均値が0.06秒であった。
異常検知部17での異常判断は、ポーリングによってPod15a,15bから返信されてくるコマンド応答結果に記載された正常又は異常を示す文字列を読み取って行う。例えば、文字列の「Running」はコンテナ(Pod15a,15b)の動作が正常であることを示し、「Running」以外の文字列は異常であることを示す。このため、異常検知部17は、コマンド応答結果に「Running」が記載の場合はコンテナ(Pod15a,15b)の動作が正常と判断し、「Running」以外の文字列が記載の場合は異常と判断する。
<第2異常検知処理>
次に、図3は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のワーカーノード15J,15K毎に備えられたルーティングテーブル15cによる第2異常検知処理を説明するためのブロック図である。
ルーティングテーブル(テーブルともいう)15cは、対向装置24からネットワーク22を介して、ワーカーノード15J,15KのPod15a,15bへ送信されるパケットの送信先のコンテナを、送信先を示す経路情報で管理している。このテーブル15cの送信先管理が正しくないと、適切なコンテナにパケットが届かないこととなる。このため、異常検知部17でテーブル15cの送信先管理の正常又は異常を検知するようにした。
但し、ルーティングテーブル15cは、「iptables」と「nftables」の一対のテーブルから構成されている。
異常検知部17は、往復矢印Y3,Y4で示すポーリングによって、所定のコマンドをワーカーノード15J,15Kの各テーブル15cへ送信し、コマンドに応じて各テーブル15cから返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。
上記所定のコマンドは、「sudo iptables -L│wc-│」、及び、「sudo nft list ruleset」の一対である。コマンド「sudo iptables -L│wc-│」がテーブル15cの「iptables」に通知され、コマンド「sudo nft list ruleset」が「nftables」に通知される。そして、「iptables」及び「nftables」の各テーブルがコマンドに応じた応答を異常検知部17へ返信するようになっている。
一対のコマンドによるポーリング実試験においては、ポーリングを10回実行した際の往復時間の平均値が、コマンド「sudo iptables -L│wc-│」の場合に0.03秒であり、コマンド「sudo nft list ruleset」の場合に0.08秒であった。
異常検知部17での異常判断は、各テーブル15cから返信されてくるコマンド応答結果に、送信先の経路情報が記載されていれば正常と判断し、何も記載されていなければ異常と判断する。
<第3異常検知処理>
次に、図4は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のワーカーノード15J,15K毎に備えられた仮想スイッチ30のデーモンの監視による第3異常検知処理を説明するためのブロック図である。なお、仮想スイッチ30のデーモンを、OVSデーモンとも称す。
デーモンは、仮想スイッチ30においてパケットの送信先を管理するプログラムである。異常検知部17で、OVSデーモンを監視し、パケットが適正に送信されていれば正常、送信されていなければ異常と検知するようにした。
異常検知部17は、往復矢印Y5,Y6で示すポーリングによって、所定のコマンド(例えば「ps aux|grep ovs-vswitchd|grep "db.sock"|wc-│」)をワーカーノード15J,15K毎の仮想スイッチ30へ送信し、コマンドに応じて仮想スイッチ30から返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。
このポーリング実試験においては、ポーリングを10回実行した際の往復時間の平均値が0.03秒であった。
異常検知部17での異常判断は、各仮想スイッチ30から返信されてくるコマンド応答結果に、送信先に係る例えば「db.sockプロセス」が記載されていれば正常と判断し、記載されていなければ異常と判断する。
<第4異常検知処理>
次に、図5は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のワーカーノード15J,15K毎に備えられたコンテナランタイム15dのデーモンの監視による第4異常検知処理を説明するためのブロック図である。なお、コンテナランタイム15dのデーモンを、crioデーモンとも称す。crio(cri-o)は、コンテナ型仮想化技術で使われるオープンソースのコミュニティ主導型のコンテナエンジンである。
コンテナランタイム15dは、Pod15a,15bのコンテナを起動する役割を担うので、コンテナランタイム15dを監視することでコンテナが正常に起動しているか否かを検知できる。そこで、異常検知部17で、crioデーモンを監視し、コンテナが起動していれば正常、起動していなければ異常と検知するようにした。
異常検知部17は、往復矢印Y7,Y8で示すポーリングによって、所定のコマンド(例えば「systemctl status crio | grep Active」)をワーカーノード15J,15K毎のコンテナランタイム15dへ送信し、コマンドに応じて各コンテナランタイム15dから返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。
このポーリング実試験においては、ポーリングを10回実行した際の往復時間の平均値が0.03秒であった。
異常検知部17での異常判断は、各仮想スイッチ30から返信されてくるコマンド応答結果において、crioデーモンの起動状態を示す”active(running)”が記載されていれば正常と判断し、”active(running)”以外の記載であれば異常と判断する。
<第5異常検知処理>
次に、図6は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のワーカーノード15J,15K毎の監視による第5異常検知処理を説明するためのブロック図である。
但し、ワーカーノード15J,15Kが、物理マシン32による仮想化技術(仮想マシン)で作成されている構成を前提とする。この構成の場合、仮想マシンの外側の物理マシン32上に異常検知部17が存在し、この異常検知部17で仮想マシンが起動していればコンテナが正常と検知し、起動していなければコンテナが異常と検知するようにした。
異常検知部17は、往復矢印Y9,Y10で示すポーリングによって、所定のコマンド(例えば「sudo virsh list」)をワーカーノード15J,15K毎へ送信し、コマンドに応じて各ワーカーノード15J,15Kから返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。
このポーリング実試験においては、ポーリングを10回実行した際の往復時間の平均値が0.03秒であった。
異常検知部17での異常判断は、各ワーカーノード15J,15Kから返信されてくるコマンド応答結果において、対象のワーカーノード15J,15Kの起動状態を示す”running”が記載されていれば正常と判断し、”running”以外の記載であれば異常と判断する。
<第6異常検知処理>
次に、図7は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10のコンテナシステム20のクラスタ12に外付けされたDB(Data Base)26a,26bの監視による第6異常検知処理を説明するためのブロック図である。
クラスタ12(図1)の外付けの装置として、コンテナに係るデータを記憶するDB(外部DBともいう)26a,26bを、ネットワーク22を介してワーカーノード15J,15Kに接続する構成がある。この際、異常検知部17もネットワーク22を介してワーカーノード15J,15Kに接続されている。
ここで、複数のクラスタ12がネットワーク22を介して相互に接続される構成もあるので、図7に示すように、異常検知部17がネットワーク22を介してクラスタ12に接続されていても、図1に示したと同様に、障害分離装置10内の異常検知部17と位置付ける。
異常検知部17は、往復矢印Y11,Y12で示すポーリングによって、ネットワーク22を介して外部DB26a,26bに所定のコマンドを送信し、コマンドに応じて各外部DB26a,26bから返信されてくる応答結果により正常か異常かを判断する。この場合のコマンドは、外部DB26a,26bの種類に依存したものとなる。
応答結果としては、応答・死活監視に係る結果と、コネクション数上限オーバーに係る結果とがある。応答・死活監視は、外部DB26a,26bが正常に起動しているか否かを監視するものである。つまり、異常検知部17は、応答結果に、外部DB26a,26bが正常に起動していない内容が記載されていれば異常と判断する。
コネクション数上限オーバーは、外部DB26a,26bが接続されているコンテナ数が、予め定められた閾値を超えていることを表す。つまり、異常検知部17は、応答結果に、外部DB26a,26bの接続コンテナ数が閾値を超えていることが記載されていれば異常と判断する。
このポーリング実試験においては、ポーリング往復時間は外部DB26a,26bの種類に依存したものとなる。
次に、上述した第1~第6異常検知時の異常対応処理について説明する。
但し、図8に示すように、障害対応デプロイ指示部19によって、エンドポイント設定部14j,14kとPod15a,15bとが、1:1の構成としてデプロイ(配置)されているとする。
エンドポイント設定部14j,14kは、対向装置24からの矢印Y20で示す通信に係るサービス情報を、ルータ14aを介して受け取る終点であり、Pod15a,15bがアクセス可能となっている。言い換えれば、対向装置24からのサービス情報がルータ14aからエンドポイント設定部14j,14kを介してPod15a,15bのコンテナへ送信される。また、エンドポイント設定部14j,14k毎に、トラフィック振分割合を示すウエイト値(%)が設定されている。
ルータ14aは、ウエイト値をもとに、矢印Y16,Y17で示すように、送信先のエンドポイント設定部14j,14kへのトラフィックの振り分けを行う。例えば、エンドポイント設定部14jのウエイト値が30%で、エンドポイント設定部14kのウエイト値が70%に設定されているとする。この場合、ルータ14aから送信されるデータは、30%が矢印Y16で示す方向のエンドポイント設定部14jへ振り分けられ、70%が矢印Y17で示す方向のエンドポイント設定部14kへ振り分けられる。
<第1異常対応処理>
図9は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10の第1異常対応処理を説明するためのブロック図である。第1異常対応処理が必要な異常検知は、第1~第5異常検知の何れか1つである。
図9に示す異常検知部17がPod(例えばワーカーノード15JのPod15a)の異常検知時に、異常復旧対応部18が矢印Y21で示すように、異常Pod15aへのトラフィック振分割合を0%にするための変更コマンドを、マスタノード14Jのルータ14aへ送信する。
ルータ14aは、矢印Y22で示すように、ワーカーノード15Jの異常Pod15aに対応付けられたエンドポイント設定部14jのウエイト値を0%とすることで、異常Pod15aを切り離す処理(×印参照)を行う。この際、ルータ14aは、必要に応じて、矢印Y23で示すように、ワーカーノード15KのPod15aに対応付けられたエンドポイント設定部14kのウエイト値を100%とする処理を行う。
このウエイト値の設定によって、異常Pod15aが切り離されるので、インフラノード14Kのルータ14aからの送信データは、矢印Y16で示す方向へは送信されず、送信データの全て(100%)が、矢印Y17で示す方向のエンドポイント設定部14kへ振り分けられて送信される。
次に、上記切り離されたワーカーノード15Jの異常Pod15aを復旧する場合の処理について説明する。この場合、マスタノード14Jによって復旧対象の上記切り離された異常Pod15aが異常解消後に待機状態に立ち上げられる。この後、異常復旧対応部18は、その立ち上げられたPod15aへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げて復旧するための復旧コマンドを、マスタノード14Jのルータ14aへ送信する。
ルータ14aは、その復旧変更コマンドに応じて、矢印Y22で示すように、立ち上げられたPod15aに対応付けられたエンドポイント設定部14jのウエイト値を所定トラフィック値まで徐々に上げる処理を行う。この処理によりウエイト値が所定値(例えば50%)とされてPod15aの復旧が完了する。
次に、第1異常対応処理の動作を、図9並びに、図10に示すフローチャートを参照して説明する。
但し、障害対応デプロイ指示部19によって、エンドポイント設定部14j,14kとPod(1又は複数のコンテナ)15a,15bとが、1:1の構成としてデプロイされている。そのエンドポイント設定部14j,14k毎に、所定のトラフィック振分割合を示すウエイト値(%)が例えば50%に設定されていることを前提条件とする。
図10に示すステップS1において、図9に示す異常検知部17でワーカーノード15JのPod15a(コンテナ)の異常が検知されたとする。
この異常検知時に、ステップS2において、異常復旧対応部18は、矢印Y21で示すように、異常Pod15aへのトラフィック振分割合を0%にするための変更コマンド(例えば、「oc set route-backends Router名 Pod名#1=100 Pod名#2=0 ※Pod名#1:通信を継続するPod、Pod名#2:通信を抑止するPod」)を、マスタノード14Jのルータ14aへ送信する。
ステップS3において、変更コマンドを受けたルータ14aは、矢印Y22で示すように、ワーカーノード15Jの異常Pod15aに対応付けられたエンドポイント設定部14jのウエイト値を50%から0%に変更する。これによって、異常Pod15aが切り離される(×印参照)。また、ルータ14aは、矢印Y23で示すように、ワーカーノード15KのPod15aに対応付けられた他方のエンドポイント設定部14kのウエイト値を50%から100%に変更する。
この変更によって、ステップS4において、インフラノード14Kのルータ14aからワーカーノード15J,15K毎のPod15aへ送信されるデータの全て(100%)が、矢印Y17で示すように、エンドポイント設定部14kを介して正常なPod15aへ送信される。
その後、上記切り離された異常Pod15aが復旧される場合、マスタノード14Jによって切り離された異常Pod15aが異常解消後に待機状態に立ち上げられる。この後、ステップS5において、異常復旧対応部18は、その立ち上げられたPod15aへのトラフィックを、例えば10%、30%、50%と所定トラフィック値まで徐々に上げて復旧するための復旧コマンドを、マスタノード14Jのルータ14aへ送信する。
ステップS6において、ルータ14aは、その復旧コマンドに応じて、矢印Y22で示すように、ワーカーノード15Jの復旧対象のPod15aに対応付けられたエンドポイント設定部14jのウエイト値を10%、30%、50%と所定トラフィック値まで徐々に上げて復旧する。
<第2異常対応処理>
図11は、本実施形態の仮想化システム障害分離装置10の第2異常対応処理を説明するためのブロック図である。第2異常対応処理が必要な異常検知は、第6異常検知である。
第2異常対応処理を行う場合、ワーカーノード15J,15K毎のPod15a,15bが共用するように対応付けられた外部エンドポイント設定部16を備える。この構成の他に、外部エンドポイント設定部16は、エンドポイント(終点)先の外部DB26a,26bと、1:nで対応付けられた構成となっている。これらの対応付け構成は、デプロイ指示部19で行われる。
外部エンドポイント設定部16は、ワーカーノード15J,15K毎のPod15a,15bからの矢印Y31又は矢印Y32で示すデータを受信し、矢印Y33,Y34で示すように複数の外部DB26a,26bへ振り分けて送信する。また、外部エンドポイント設定部16は、その送信時のトラフィックを振り分けるための振分割合(%)が設定されており、振分割合に応じたトラフィックでデータを外部DB26a,26bへ送信する。
上記対応付け構成において、異常検知部17で、外部DB(例えば、外部DB26a)の異常が検知された場合、コンテナ管理部14fが異常外部DB26aのエンドポイントを外部エンドポイント設定部16から削除する。この削除によって、削除されたエンドポイントへ通信を行うPod(例えばワーカーノード15JのPod15a)の通信を抑止するようになっている。
また、異常検知部17が外部DB26aの異常を検知した場合、異常復旧対応部18は、その検知された外部DB26aのIP(Internet Protocol)アドレスを、どの外部エンドポイント設定部16が所持するかを認識する。なお、異常が検知された外部DB26aを、異常外部DB26aと称す。
この認識のため、異常復旧対応部18は、双方向矢印Y24で示すように、コンテナ管理部14fへ問い合わせを行い、コンテナ管理部14fから、異常外部DB26aのIPアドレスを所持する外部エンドポイント設定部16の情報を取得する。
異常復旧対応部18は、上記取得した外部エンドポイント設定部16に設定されたIPアドレスの外部DB26aへのトラフィック振分割合を0%とするためのコマンドを、マスタノード14Jのルータ14aへ送信する。ルータ14aは、そのコマンドを受信し、コンテナ管理部14fへ通知する。
コンテナ管理部14fは、外部エンドポイント設定部16に設定された異常外部DB26aへのトラフィック振分割合を0%に変更する。これによって、異常外部DB26aが切り離される(×印参照)。
<ハードウェア構成>
上述した実施形態に係る仮想化システム障害分離装置10は、例えば図12に示すような構成のコンピュータ100によって実現される。コンピュータ100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104、入出力I/F(Interface)105、通信I/F106、及びメディアI/F107を有する。
CPU101は、ROM102又はHDD104に記憶されたプログラムに基づき作動し、各機能部の制御を行う。ROM102は、コンピュータ100の起動時にCPU101により実行されるブートプログラムや、コンピュータ100のハードウェアに係るプログラム等を記憶する。
CPU101は、入出力I/F105を介して、プリンタやディスプレイ等の出力装置111及び、マウスやキーボード等の入力装置110を制御する。CPU101は、入出力I/F105を介して、入力装置110からデータを取得し、又は、生成したデータを出力装置111へ出力する。
HDD104は、CPU101により実行されるプログラム及び当該プログラムによって使用されるデータ等を記憶する。通信I/F106は、通信網112を介して図示せぬ他の装置からデータを受信してCPU101へ出力し、また、CPU101が生成したデータを、通信網112を介して他の装置へ送信する。
メディアI/F107は、記録媒体113に格納されたプログラム又はデータを読み取り、RAM103を介してCPU101へ出力する。CPU101は、目的の処理に係るプログラムを、メディアI/F107を介して記録媒体113からRAM103上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体113は、DVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto Optical disk)等の光磁気記録媒体、磁気記録媒体、導体メモリテープ媒体又は半導体メモリ等である。
例えば、コンピュータ100が実施形態に係る仮想化システム障害分離装置10として機能する場合、コンピュータ100のCPU101は、RAM103上にロードされたプログラムを実行することにより、仮想化システム障害分離装置10の機能を実現する。また、HDD104には、RAM103内のデータが記憶される。CPU101は、目的の処理に係るプログラムを記録媒体113から読み取って実行する。この他、CPU101は、他の装置から通信網112を介して目的の処理に係るプログラムを読み込んでもよい。
<実施形態の効果>
本発明の実施形態に係る仮想化システム障害分離装置10の効果について説明する。
(1a)障害分離装置10は、物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタ15と、仮想的に作成され、クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部14とを備える。
また、障害分離装置10は、複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部14j,14kを、コンテナに対応付けて配置する処理を行うデプロイ指示部19と、仮想的に作成された計算資源クラスタ15及びクラスタ管理部14の外部に作成され、コンテナの異常を検知する異常検知部17を備える。
更に、障害分離装置10は、外部に作成され、異常検知部17で検知された異常コンテナへの振分割合を0%にするための変更コマンドをクラスタ管理部14へ送信する異常復旧対応部18を備える。上記のクラスタ管理部14は、変更コマンドに応じて異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部(例えばエンドポイント設定部14j)の振分割合を0%に設定する構成とした。
この構成によれば、振分割合が0%のエンドポイント設定部14j,14kを介した異常コンテナの通信のトラフィックは0となる。このため、異常コンテナを正常コンテナから切り離すことができる。異常検知部17及び異常復旧対応部18はコンテナ仮想化ソフトウェアに関与しないため、コンテナ仮想化ソフトウェアが持つコンテナの障害復旧機能による復旧よりも早く復旧可能となる。この早く復旧できる根拠を更に説明すると、上記の障害復旧機能では、障害監視を行う周期を予め定められた周期にしか設定できないが、本発明では、その監視周期に係わらず、コンテナの障害を検知して異常コンテナを停止できる。このため、上記障害復旧機能による復旧よりも早く復旧可能となる。
(2a)異常復旧対応部18は、異常コンテナの復旧時に、復旧対象のコンテナへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドをクラスタ管理部14へ送信する。クラスタ管理部14は、復旧コマンドに応じて、復旧対象のコンテナに対応付けられたエンドポイント設定部14j,14kの振分割合を、所定トラフィック値まで徐々に上げる構成とした。
この構成によれば、異常コンテナを復旧させる際に、異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部14j,14kのトラフィックの振分割合が、所定トラフィック値まで徐々に上げられる。このため、コンテナ復旧時にトラフィックを急激に上げて障害が発生するといったリスクを低減することができる。また、コンテナ仮想化ソフトウェアに関与しない異常復旧対応部18により復旧コマンドを送信して異常コンテナの復旧を行うので、コンテナ仮想化ソフトウェアが持つコンテナの障害復旧機能による復旧よりも早く復旧できる。
(3a)障害分離装置10は、物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタ15と、仮想的に作成され、クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部14とを備える。
また、障害分離装置10は、計算資源クラスタ15の外部にネットワークを介して接続され、コンテナに係るデータを記憶する複数の外部DB26a,26bと、計算資源クラスタ15の複数のコンテナに対応付けられると共に、複数の外部DB26a,26bに対応付けられており、コンテナからのデータを複数の外部DB26a,26bに振り分けて送信する際のトラフィックの振分割合が設定された外部エンドポイント設定部16とを備える。
また、障害分離装置10は、複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部14j,14kを、コンテナに対応付けて配置する処理を行うデプロイ指示部19と、仮想的に作成された計算資源クラスタ15及びクラスタ管理部14の外部に作成され、外部DB26a,26bの異常を検知する異常検知部17を備える。更に、上記外部に作成され、異常検知部17で検知された異常DB16aへの振分割合を0%にするための変更コマンドをクラスタ管理部14へ送信する異常復旧対応部18を備える。
異常復旧対応部18は、異常検知部17で外部DB(例えば外部DB26a)の異常が検知された際に、検知された異常外部DB26aのIPアドレスを有する外部エンドポイント設定部16の情報をクラスタ管理部14から取得し、取得された情報の外部エンドポイント設定部16に設定された振分割合を0%にするためのコマンドをクラスタ管理部14へ送信する。クラスタ管理部14は、コマンドに応じて異常外部DB26aへのトラフィック振分割合を0%に変更する構成とした。
この構成によれば、振分割合が0%の外部エンドポイント設定部16を介した、計算資源クラスタ15の外部の異常外部DB26aへの通信のトラフィックは0となる。このため、計算資源クラスタ15の外部の異常外部DB26a,26bを切り離すことができる。
<効果>
(1)物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部を、コンテナに対応付けて配置する処理を行うデプロイ指示部と、前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記コンテナの異常を検知する異常検知部と、前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常コンテナへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部とを備え、前記クラスタ管理部は、前記変更コマンドに応じて前記異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を0%に設定することを特徴とする仮想化システム障害分離装置である。
この構成によれば、振分割合が0%のエンドポイント設定部を介した異常コンテナの通信のトラフィックは0となる。このため、異常コンテナを正常コンテナから切り離すことができる。異常検知部及び異常復旧対応部はコンテナ仮想化ソフトウェアに関与しないため、コンテナ仮想化ソフトウェアが持つコンテナの障害復旧機能による復旧よりも早く復旧可能となる。この早く復旧できる根拠を更に説明すると、上記の障害復旧機能では、障害監視を行う周期を予め定められた周期にしか設定できないが、本発明では、その監視周期に係わらず、コンテナの障害を検知して異常コンテナを停止できる。このため、上記障害復旧機能による復旧よりも早く復旧可能となる。
(2)前記異常復旧対応部は、前記異常コンテナの復旧時に、復旧対象のコンテナへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドを前記クラスタ管理部へ送信し、前記クラスタ管理部は、前記復旧コマンドに応じて、復旧対象のコンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を、前記所定トラフィック値まで徐々に上げることを特徴とする上記(1)に記載の仮想化システム障害分離装置である。
この構成によれば、異常コンテナを復旧させる際に、異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部のトラフィックの振分割合が、所定トラフィック値まで徐々に上げられる。このため、コンテナ復旧時にトラフィックを急激に上げて障害が発生するといったリスクを低減することができる。また、コンテナ仮想化ソフトウェアに関与しない異常復旧対応部により復旧コマンドを送信して異常コンテナの復旧を行うので、コンテナ仮想化ソフトウェアが持つコンテナの障害復旧機能による復旧よりも早く復旧できる。
(3)物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、前記計算資源クラスタの外部にネットワークを介して接続され、前記コンテナに係るデータを記憶する複数のDB(Data Base)と、前記計算資源クラスタの複数のコンテナに対応付けられると共に、前記複数のDBに対応付けられており、前記コンテナからのデータを複数のDBに振り分けて送信する際のトラフィックの振分割合が設定された外部エンドポイント設定部と、前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記DBの異常を検知する異常検知部と、前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常DBへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部とを備え、前記異常復旧対応部は、前記異常検知部で前記DBの異常が検知された際に、検知された異常DBのIP(Internet Protocol)アドレスを有する外部エンドポイント設定部の情報を前記クラスタ管理部から取得し、取得された情報の外部エンドポイント設定部に設定された振分割合を0%にするためのコマンドを前記クラスタ管理部へ送信し、前記クラスタ管理部は、前記コマンドに応じて前記異常DBへのトラフィック振分割合を0%に変更することを特徴とする仮想化システム障害分離装置である。
この構成によれば、振分割合が0%の外部エンドポイント設定部を介した、計算資源クラスタの外部の異常DBへの通信のトラフィックは0となる。このため、計算資源クラスタの外部の異常DBを切り離すことができる。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
10 仮想化システム障害分離装置
14 クラスタ管理部
14a 通信振分部
14b 計算資源操作部
14c 計算資源管理部
14d コンテナ構成受付部
14e コンテナ配置先決定部
14f コンテナ管理部
14j,14k エンドポイント設定部
15 計算資源クラスタ
15a,15b アプリケーション
16 外部エンドポイント設定部
17 異常検知部
18 異常復旧対応部
19 障害対応デプロイ指示部(デプロイ指示部)
26a,26b 外部DB(DB)

Claims (4)

  1. 物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、
    前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、
    複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部を、コンテナに対応付けて配置する処理を行うデプロイ指示部と、
    前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記コンテナの異常を検知する異常検知部と、
    前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常コンテナへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部と
    を備え、
    前記クラスタ管理部は、前記変更コマンドに応じて前記異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を0%に設定し、
    前記異常復旧対応部は、前記異常コンテナの復旧時に、復旧対象のコンテナへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドを前記クラスタ管理部へ送信し、
    前記クラスタ管理部は、前記復旧コマンドに応じて、復旧対象のコンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を、前記所定トラフィック値まで徐々に上げる
    ことを特徴とする仮想化システム障害分離装置。
  2. 物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、
    前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、
    前記計算資源クラスタの外部にネットワークを介して接続され、前記コンテナに係るデータを記憶する複数のDB(Data Base)と、
    前記計算資源クラスタの複数のコンテナに対応付けられると共に、前記複数のDBに対応付けられており、前記コンテナからのデータを複数のDBに振り分けて送信する際のトラフィックの振分割合が設定された外部エンドポイント設定部と、
    前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記DBの異常を検知する異常検知部と、
    前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常DBへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部と
    を備え、
    前記異常復旧対応部は、前記異常検知部で前記DBの異常が検知された際に、検知された異常DBのIP(Internet Protocol)アドレスを有する外部エンドポイント設定部の情報を前記クラスタ管理部から取得し、取得された情報の外部エンドポイント設定部に設定された振分割合を0%にするためのコマンドを前記クラスタ管理部へ送信し、
    前記クラスタ管理部は、前記コマンドに応じて前記異常DBへのトラフィック振分割合を0%に変更する
    ことを特徴とする仮想化システム障害分離装置。
  3. 仮想化システム障害分離装置による仮想化システム障害分離方法であって、
    前記仮想化システム障害分離装置は、
    物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成される計算資源クラスタ上に、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置するステップと、
    前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部を、前記仮想的に作成するステップと、
    複数のコンテナ毎に対応付けられ、各コンテナへのトラフィックの振分割合が設定される通信データの終点となるエンドポイント設定部を、コンテナに対応付けて配置するステップと、
    前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部において、前記コンテナの異常を検知するステップと、
    前記外部に作成され、前記検知された異常コンテナへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信するステップと、
    前記クラスタ管理部は、前記変更コマンドに応じて前記異常コンテナに対応付けられたエンドポイント設定部の振分割合を0%に設定するステップと
    前記異常コンテナの復旧時に、復旧対象のコンテナへのトラフィックを所定トラフィック値まで徐々に上げるための復旧コマンドを前記クラスタ管理部へ送信するステップと、
    前記復旧コマンドに応じて、復旧対象のコンテナに対応付けられた前記エンドポイント設定部の振分割合を、前記所定トラフィック値まで徐々に上げるステップと
    を実行することを特徴とする仮想化システム障害分離方法。
  4. 仮想化システム障害分離装置による仮想化システム障害分離方法であって、
    前記仮想化システム障害分離装置は、
    物理マシン上にコンテナ仮想化ソフトウェアにより仮想的に作成され、当該仮想的に作成されるコンテナをクラスタ化して配置する計算資源クラスタと、
    前記仮想的に作成され、前記クラスタ化されたコンテナの配置及び動作に係る制御を管理するクラスタ管理部と、
    前記計算資源クラスタの外部にネットワークを介して接続され、前記コンテナに係るデータを記憶する複数のDB(Data Base)と、
    前記計算資源クラスタの複数のコンテナに対応付けられると共に、前記複数のDBに対応付けられており、前記コンテナからのデータを複数のDBに振り分けて送信する際のトラフィックの振分割合が設定された外部エンドポイント設定部と、
    前記仮想的に作成された計算資源クラスタ及びクラスタ管理部の外部に作成され、前記DBの異常を検知する異常検知部と、
    前記外部に作成され、前記異常検知部で検知された異常DBへの振分割合を0%にするための変更コマンドを前記クラスタ管理部へ送信する異常復旧対応部と
    を備え、
    前記異常復旧対応部は、前記異常検知部で前記DBの異常が検知された際に、検知された異常DBのIPアドレスを有する外部エンドポイント設定部の情報を前記クラスタ管理部から取得し、取得された情報の外部エンドポイント設定部に設定された振分割合を0%にするためのコマンドを前記クラスタ管理部へ送信するステップと、
    前記クラスタ管理部は、前記コマンドに応じて前記異常DBへのトラフィック振分割合を0%に変更するステップと
    を実行することを特徴とする仮想化システム障害分離方法。
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