特許第6235498号(P6235498)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6235498クラスタ構成判定装置およびその動作方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6235498
(24)【登録日】2017年11月2日
(45)【発行日】2017年11月22日
(54)【発明の名称】クラスタ構成判定装置およびその動作方法
(51)【国際特許分類】
   G06F 11/20 20060101AFI20171113BHJP
   G06F 9/46 20060101ALI20171113BHJP
   H04L 12/28 20060101ALI20171113BHJP
【FI】
   G06F11/20 620
   G06F9/46 350
   H04L12/28 200A
【請求項の数】2
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2015-9994(P2015-9994)
(22)【出願日】2015年1月22日
(65)【公開番号】特開2016-134111(P2016-134111A)
(43)【公開日】2016年7月25日
【審査請求日】2016年12月12日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100129230
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 理恵
(72)【発明者】
【氏名】野副 忠佑
(72)【発明者】
【氏名】佐久間 美能留
(72)【発明者】
【氏名】三澤 和昭
(72)【発明者】
【氏名】野口 昌彦
(72)【発明者】
【氏名】石禾 幹生
【審査官】 井上 宏一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2009− 3491(JP,A)
【文献】 特開2007−279890(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F 11/20
G06F 9/46 −9/54
H04L 12/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置であって、
一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部と、
前記ARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせIPアドレスおよびMACアドレス記憶されるARPデータ記憶部と、
前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部と
を備えることを特徴とするクラスタ構成判定装置。
【請求項2】
物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置の動作方法であって、
前記クラスタ構成判定装置は、
一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせIPアドレスおよびMACアドレス記憶されるARPデータ記憶部とを備え、
前記クラスタ構成判定装置は、
前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出し、
前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定する
ことを特徴とするクラスタ構成判定装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
サーバの高可用性実現技術として、2台のサーバでACT-SYB構成をとるクラスタ構成技術がある。クラスタ構成技術としては、たとえば非特許文献1に規定されるAFMと呼ばれるフレームワークがある。ミドルウェアにAMFのようなフレームワークを用いることで、サービス断を発生させることなくクラスタの系切替が可能となる。
【0003】
また、通信網で利用される各種サーバのハードウェアの利用効率の向上や省コスト化、省電力化等を実現する技術として、非特許文献2で示される一台の物理マシン上にて複数の仮想マシンを稼働させるサーバ仮想化技術がある。仮想化技術を用いて、2台の仮想マシンでクラスタ化されたサーバを、1台の物理マシン上で稼働させた場合の例を図5に示す。
【0004】
物理マシン1Aで動作する仮想マシン10でアクト系のサーバ30Aが動作し、物理マシン1Aで動作する別の仮想マシン20でスタンバイ系のサーバ40Sが動作している。例えば、サーバ30Aに障害が発生すると、サーバ30Aはスタンバイ系のサーバに切り替わり、サーバ40Sはアクト系のサーバに切り替わる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Service Availability Forum, Application Interface Specification, Availability Management Framework, SAI-AIS-AMF-B.04.01
【非特許文献2】A. Desai, R. Oza, P. Sharma, and B. Patel, “Hypervisor : A Survey on Concepts and Taxonomy”, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, Vol. 2, No. 3, pp. 222-225, February 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図5に示すように、物理マシン上に2台の仮想マシンを用いてアクト系−スタンバイ系のクラスタ化を行っている場合において、物理マシンからみると、それぞれの仮想マシンは1つのプロセスであり、どちらのサーバがアクト系かスタンバイ系かを判別することはできない。
【0007】
そのため、たとえば物理マシンの利用可能なリソース量の低下に対応するため、スタンバイ系の仮想マシンを一時的に停止させたり、他の物理マシンに移行させたりするといったことができず、柔軟な物理ホストのリソース活用ができない。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、第1の本発明は、物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置であって、一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部と、前記ARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせIPアドレスおよびMACアドレス記憶されるARPデータ記憶部と、前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部とを備えることを特徴とする。
【0010】
第2の本発明は、物理マシンで動作する仮想マシンでアクト系のサーバが動作し、前記物理マシンで動作する別の仮想マシンでスタンバイ系のサーバが動作している場合に使用されるクラスタ構成判定装置の動作方法であって、前記クラスタ構成判定装置は、一方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の前記仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部と、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットに含まれるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせごとに、各組み合わせIPアドレスおよびMACアドレス記憶されるARPデータ記憶部とを備え、前記クラスタ構成判定装置は、前記各仮想マシンと前記物理マシンの間で通信されるARPパケットを検出し、前記ARPデータ記憶部から、重複するMACアドレスを検出し、前記仮想マシン設定データ記憶部から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、前記アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、物理マシンの情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の実施の形態に係るシステム構成を示す。
図2】本実施の形態におけるIPアドレスの設定例を示す。
図3】仮想マシン設定データ記憶部101に記憶される仮想マシン設定データの一例を示す。
図4】ARPデータ記憶部103に記憶されるARPデータの一例を示す。
図5】1台の物理マシン上の2台の仮想マシンでサーバをクラスタ化させた例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本実施の形態に係るシステム構成を示す。
【0015】
物理マシン1では仮想マシン10、20が動作している。仮想マシン10ではアクト系のサーバ30Aが動作し、仮想マシン20ではスタンバイ系のサーバ40Sが動作している。すなわち、アクト系のサーバとスタンバイ系のサーバを一対としたクラスタ構成が実現されている。アクト系のサーバ30Aは、スタンバイ系のサーバに切り替わることが可能であり、アクト系のサーバ30Aに戻ることも可能である。スタンバイ系のサーバ40Sは、アクト系のサーバに切り替わることが可能であり、スタンバイ系のサーバ40Sに戻ることも可能である。
【0016】
物理マシン1は、ネットワークインタフェースカード1Nを備える。仮想マシン10、20はそれぞれ、仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nを備える。これらネットワークインタフェースカードにはIPアドレスが設定される。また、クラスタ仮想IPアドレスと称するIPアドレスが2つの仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nの間で共有される。
【0017】
ここでは、図2に示すようにIPアドレスの設定がなされていることとする。
【0018】
ネットワークインタフェースカード1NのIPアドレスは、10.0.0.20である。仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20NのIPアドレスはそれぞれ、10.0.0.1、10.0.0.2である。クラスタ仮想IPアドレスは、10.0.0.10である。
【0019】
図1に戻り、物理マシン1には、クラスタ構成判定装置100が構成される。
【0020】
クラスタ構成判定装置100は、一方の仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データと、他方の仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部101と、各仮想マシンと物理マシン1の間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部102と、ARPパケットにおけるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせの種類ごとに当該組み合わせの種類におけるIPアドレスおよびMACアドレスを含むARPデータが記憶されるARPデータ記憶部103と、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレスを検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部104とを備える。
【0021】
図3は、仮想マシン設定データ記憶部101に記憶される仮想マシン設定データの一例を示す。
【0022】
仮想マシン設定データ10Mは、一方の仮想マシン10の仮想マシン設定データであり、仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む。ここでは、MACアドレスを、00:11:22:33:44:55とする。
【0023】
また、仮想マシン設定データ20Mは、他方の仮想マシン20の仮想マシン設定データであり、仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む。ここでは、MACアドレスを、00:11:22:33:44:56とする。
【0024】
次に、物理マシン1の情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を判別する動作について説明する。
【0025】
本実施の形態では、各仮想マシン10、20の仮想的なネットワークインタフェースカード10N、20Nと物理マシン1のネットワークインタフェースカード1Nの間で通信がなされる。ARPパケット検出部102は、この通信においてARPパケット(ARP応答)を検出する。
【0026】
ARPパケットには、ネットワークインタフェースカードに設定されたIPアドレスおよびMACアドレスが含まれる。また、クラスタ構成においては、常にアクト系と通信可能とするため、クラスタ仮想IPアドレスおよび新たにアクト系になったサーバを動作させている仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスとを含むARPパケット(Gratuatous ARP)を送信することで、クラスタの系切替を通知する。つまり、このARPパケットには、クラスタ仮想IPアドレスおよび新たにアクト系になったサーバを動作させている仮想マシンの仮想的なネットワークインタフェースカードのMACアドレスが含まれる。
【0027】
ARPパケット検出部102は、検出したARPパケット内のIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせについて、ARPデータ記憶部103において、同じIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせを含むARPデータがないなら、そのようなARPデータを生成し、ARPデータ記憶部103に記憶させる。
【0028】
予めARPデータ記憶部103にARPデータが存在しないように初期化し、ARPパケット検出部102による上述の処理を、ARPパケットの検出毎に行うことで、図4に示すようなARPデータがARPデータ記憶部103に記憶される。
【0029】
ARPデータ記憶部103には、4種類のARPデータ、つまり、10.0.0.1(IPアドレス)と00:11:22:33:44:55(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.2(IPアドレス)と00:11:22:33:44:56(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.10(IPアドレス)と00:11:22:33:44:55(MACアドレス)を含むARPデータと、10.0.0.20(IPアドレス)と99:88:77:aa:bb:cc(MACアドレス)を含むARPデータが記憶される。99:88:77:aa:bb:cc(MACアドレス)は、物理マシン1のネットワークインタフェースカード1NのMACアドレスである。
【0030】
このように、仮想マシン10で動作するサーバがアクト系である場合は、クラスタ仮想IPアドレス(IPアドレス)を含むARPデータ内のMACアドレスは、仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスに一致する。なお、仮想マシン20で動作するサーバがアクト系である場合は、クラスタ仮想IPアドレス(IPアドレス)を含むARPデータ内のMACアドレスは、仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスに一致する。
【0031】
クラスタ構成判定部104は、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレス(図4では00:11:22:33:44:55)、を検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データ(図3では仮想マシン設定データ10M)を検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データ10Mに対応する仮想マシン(すなわち仮想マシン10)で動作していると判定する。すなわち、クラスタ構成判定部104は、アクト系のサーバを動作させている仮想マシンを正しく判定したことになる。換言すれば、クラスタ構成判定部104は、スタンバイ系のサーバを動作させている仮想マシン、クラスタ構成を正しく判定したことになる。
【0032】
以上のように、本実施の形態のクラスタ構成判定装置100によれば、一方の仮想マシン10の仮想的なネットワークインタフェースカード10NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データ10Mと、他方の仮想マシン20の仮想的なネットワークインタフェースカード20NのMACアドレスを含む仮想マシン設定データ20Mとが記憶される仮想マシン設定データ記憶部101と、各仮想マシンと物理マシン1の間で通信されるARPパケットを検出するARPパケット検出部102と、ARPパケットにおけるIPアドレスおよびMACアドレスの組み合わせの種類ごとに当該組み合わせの種類におけるIPアドレスおよびMACアドレスを含むARPデータが記憶されるARPデータ記憶部103と、ARPデータ記憶部103から、重複するMACアドレスを検出し、仮想マシン設定データ記憶部101から当該MACアドレスと同じMACアドレスを含む仮想マシン設定データを検索し、アクト系のサーバは当該検索された仮想マシン設定データに対応する仮想マシンで動作していると判定するクラスタ構成判定部104とを備えることで、物理マシン1の情報のみを用いて仮想マシンのクラスタ構成を正しく判定することができる。
【0033】
なお、アクト系のサーバとスタンバイ系のサーバが切り替わった場合は、新たなアクト系のサーバが、仮想IPアドレスと自身の(新たなアクト系のサーバの)MACアドレスとを対応付けたARPパケット(Gratuatous ARP)を送信する。これにより、ARPデータ記憶部103においては、仮想IPアドレスと古いアクト系のサーバ(新たなスタンバイ系のサーバ)のMACアドレスを含むARPデータが、仮想IPアドレスと新たなアクト系のサーバのMACアドレスを含むARPデータに置き換わる。これにより、切替後のクラスタ構成を正しく判定することができる。
【0034】
また、本実施の形態では、クラスタ構成判定装置100を物理マシン1に構成したが、別の物理マシンに構成してもよい。
【0035】
また、クラスタ構成判定装置100としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録でき、また、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。
【符号の説明】
【0036】
1 物理マシン
10、20 仮想マシン
30A アクト系のサーバ
40S スタンバイ系のサーバ
101 仮想マシン設定データ記憶部
102 ARPパケット検出部
103 ARPデータ記憶部
104 クラスタ構成判定部
図1
図2
図3
図4
図5