特許 7552968 演算方法、演算指示システム

(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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】演算方法、演算指示システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/50 20060101AFI20240910BHJP

   G06Q 50/10 20120101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G06F9/50 150A

G06Q50/10

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021045566

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022144518

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】524132520

【氏名又は名称】日立ヴァンタラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 真一

【審査官】三坂 敏夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平７－３３４４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－４９４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／４５５－９／５４

Ｇ０６Ｑ ５０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータが実行する、使用料が安価だが強制停止される可能性がある安価実行部、および使用量が高価だが強制停止されることがない高価実行部を備える演算システムを用いて複数のサブタスクの演算を行う演算方法において、
前記サブタスクのそれぞれが使用するリソース、および時刻ごとの利用可能なリソースに基づき時刻ごとの前記サブタスクの同時実行数を算出する同時実行数算出ステップと、
前記複数のサブタスクの演算が完了すべき完了日時および前記同時実行数に基づき、時刻ごとに前記安価実行部で実行してよいタスク数である安価残数を示す安価実行可能表を作成する安価残数算出ステップと、
前記安価実行可能表を参照して前記サブタスクのそれぞれを前記安価実行部および前記高価実行部のいずれかで実行させる実行指示ステップと、を含む演算方法。

【請求項2】

請求項１に記載の演算方法において、
前記実行指示ステップは、前記同時実行数の限度において、前記安価実行部における前記サブタスクの実行数が前記安価残数を超えない最大の数となるように前記安価実行部における新たな前記サブタスクの実行を指示し、さらに、残りの前記同時実行数の前記サブタスクを前記高価実行部において実行させる、演算方法。

【請求項3】

請求項１に記載の演算方法において、
前記安価残数算出ステップは、作成する安価実行可能表において、前記完了日時から前記サブタスクの実行時間の２倍を引いた時刻である第１時刻と、ゼロとを関連付け、
前記安価残数算出ステップはさらに、前記第１時刻から前記サブタスクの実行時間を引いた時刻である第２時刻と、前記第２時刻における前記同時実行数である第２残数とを関連付け、
前記安価残数算出ステップはさらに、前記第２時刻から前記サブタスクの実行時間を引いた時刻である第３時刻と、前記第２残数に前記第３時刻における前記同時実行数を加えた第３残数とを関連付ける、演算方法。

【請求項4】

請求項１に記載の演算方法において、
前記同時実行数算出ステップは、前記サブタスクを実行することによるリソースへの負荷を測定し、時刻ごとのリソースの残量と測定した前記負荷に基づき前記同時実行数を算出する、演算方法。

【請求項5】

請求項４に記載の演算方法において、
前記時刻ごとのリソースの残量は一定値、または過去の統計から算出される推定量である、演算方法。

【請求項6】

請求項４に記載の演算方法において、
前記サブタスクのそれぞれは、通信経路を介して接続されるストレージから情報を用いて実行され、
前記リソースには、前記通信経路のリソースおよび前記ストレージのリソースが含まれ、
前記同時実行数算出ステップは、前記ストレージの負荷および前記通信経路の負荷に関する過去の統計に基づき、時刻ごとの前記同時実行数を算出する、演算方法。

【請求項7】

請求項６に記載の演算方法において、
前記サブタスクのそれぞれは、データベースサーバを介して前記ストレージから情報を読み取り、
前記リソースには、前記データベースサーバのリソースがさらに含まれ、
前記同時実行数算出ステップは、さらに前記データベースサーバの負荷に関する過去の統計に基づき、時刻ごとの前記同時実行数を算出する、演算方法。

【請求項8】

使用料が安価だが強制停止される可能性がある安価実行部、および使用量が高価だが強制停止されることがない高価実行部を備える演算システムを用いて複数のサブタスクの演算を行う演算指示システムにおいて、
前記サブタスクのそれぞれが使用するリソース、および時刻ごとの利用可能なリソースに基づき時刻ごとの前記サブタスクの同時実行数を算出する同時実行数算出部と、
前記複数のサブタスクの演算が完了すべき完了日時および前記同時実行数に基づき、時刻ごとに前記安価実行部で実行してよいタスク数である安価残数を示す安価実行可能表を作成する安価残数算出部と、
前記安価実行可能表を参照して前記サブタスクのそれぞれを前記安価実行部および前記高価実行部のいずれかで実行させる実行指示部と、を備える演算指示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、演算方法、および演算指示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

不特定多数の利用者が料金の支払いにより演算資源を利用できるサービスが広く知られている。特許文献１には、タスクの定義を受信することであって、前記定義が、必要期限時刻を含み、前記必要期限時刻が、前記タスクの実行の完了に対するユーザー指定期限を含む、受信することと、複数のコンピューティングリソースの各々に対して、前記タスクの前記実行を完了するための推定期間を決定することと、前記複数のコンピューティングリソースの各々に対して、前記タスクの前記実行を完了する推定コストに基づいて、前記コンピューティングリソースのうちの１つ以上を選択することと、前記選択された１つ以上のコンピューティングリソースを使用して、スケジュール設定された時刻に前記タスクの前記実行を開始することであって、前記スケジュール設定された時刻が、少なくとも前記推定期間だけ前記必要期限時刻よりも早い、開始することと、を含む、コンピュータ実装方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特願２０１５－５５７２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている発明では、タスクの強制停止を考慮した指定日時までのデータ処理ができない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様による演算方法は、コンピュータが実行する、使用料が安価だが強制停止される可能性がある安価実行部、および使用量が高価だが強制停止されることがない高価実行部を備える演算システムを用いて複数のサブタスクの演算を行う演算方法において、前記サブタスクのそれぞれが使用するリソース、および時刻ごとの利用可能なリソースに基づき時刻ごとの前記サブタスクの同時実行数を算出する同時実行数算出ステップと、前記複数のサブタスクの演算が完了すべき完了日時および前記同時実行数に基づき、時刻ごとに前記安価実行部で実行してよいタスク数である安価残数を示す安価実行可能表を作成する安価残数算出ステップと、前記安価実行可能表を参照して前記サブタスクのそれぞれを前記安価実行部および前記高価実行部のいずれかで実行させる実行指示ステップと、を含む。
本発明の第２の態様による演算指示システムは、使用料が安価だが強制停止される可能性がある安価実行部、および使用量が高価だが強制停止されることがない高価実行部を備える演算システムを用いて複数のサブタスクの演算を行う演算指示システムにおいて、前記サブタスクのそれぞれが使用するリソース、および時刻ごとの利用可能なリソースに基づき時刻ごとの前記サブタスクの同時実行数を算出する同時実行数算出部と、前記複数のサブタスクの演算が完了すべき完了日時および前記同時実行数に基づき、時刻ごとに前記安価実行部で実行してよいタスク数である安価残数を示す安価実行可能表を作成する安価残数算出部と、前記安価実行可能表を参照して前記サブタスクのそれぞれを前記安価実行部および前記高価実行部のいずれかで実行させる実行指示部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、タスクの強制停止を考慮して指定日時までのデータ処理ができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】コンテナ実行管理システム１の全体構成図

【図2】タスク管理部２１が管理する情報を示す図

【図3】タスク情報１００の一例を示す図

【図4】サブタスク情報１１０の一例を示す図

【図5】タスク使用リソース情報１２０の一例を示す図

【図6】コンテナ実行環境情報１３０の一例を示す図

【図7】最大並列度情報１４０の一例を示す図

【図8】安価実行可能表１５０の一例を示す図

【図9】ＤＢ情報１５５の一例を示す図

【図10】ＤＢ稼働情報１６０の一例を示す図

【図11】接続回線稼働情報１７０の一例を示す図

【図12】ストレージ情報１８０の一例を示す図

【図13】ストレージリソース稼働情報１９０の一例を示す図

【図14】コンテナ実行サービスの決定方法を説明する図

【図15】タスク管理部２１によるタスク実行処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0008】

―第１の実施の形態―
以下、図１～図１５を参照して、コンテナ実行管理システムの第１の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0009】

図１は、コンテナ実行管理システム１の全体構成図である。コンテナ実行管理システム１は、パブリッククラウド２とオンプレミスデータセンタ３とを含み、これらは接続回線４により接続される。パブリッククラウド２およびオンプレミスデータセンタ３における演算は、中央演算装置であるＣＰＵが読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭに格納されるプログラムを、読み書き可能な記憶装置であるＲＡＭに展開して実行することで実行される。ただし後述する演算の内すくなくとも１つは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭの組み合わせの代わりに書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現されてもよい。またこれらの演算は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭの組み合わせの代わりに、異なる構成の組み合わせ、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭとＦＰＧＡの組み合わせにより実現されてもよい。

【0010】

パブリッククラウド２は、１または複数のデータセンタを含み膨大な演算リソースを有する。パブリッククラウド２は、不特定多数の企業や組織が使用し、使用に応じてパブリッククラウド２の管理者（以下、「サービス提供者」と呼ぶ）に使用料を支払う。

【0011】

オンプレミスデータセンタ３は、ＩＴシステムを所有する企業が保有するデータセンタである。オンプレミスデータセンタ３の演算リソースはパブリッククラウド２よりも限られたものである。オンプレミスデータセンタ３は、コロケーションサービスを提供するデータセンタ事業者のデータセンタであってもよい。オンプレミスデータセンタ３の利用者（以下、「オペレータ」と呼ぶ）は、安全上の理由などによりデータを外部に持ち出すことができない。本実施の形態ではデータをオンプレミスデータセンタ３に置いたままでパブリッククラウド２の演算リソースを利用した演算処理（以下では「タスク」と呼ぶ）。

【0012】

また本実施の形態では、タスクを細分化したものを「サブタスク」と呼ぶ。サブタスクの処理負荷は略同一であり、どのサブタスクも略同一の処理時間を要する。サブタスク同士には依存関係がなく実行の順番は任意であり、さらに開始の順番と終了の順番が異なっても問題がない。

【0013】

パブリッククラウド２は、安価実行部１１、コンテナ１２、高価実行部１３、ＤＢサーバ１４、タスク管理部２１、スケール制御部２２、およびパブリック監視部２３を含む。安価実行部１１、高価実行部１３、ＤＢサーバ１４、タスク管理部２１、スケール制御部２２、およびパブリック監視部２３のそれぞれは、独立した演算装置により実現されてもよいし、１または複数が同一の演算装置により実現されてもよいし、１つの構成が複数の演算装置により実現されてもよい。コンテナ１２は、オペレータが処理したいプログラムを含む電子データであり、安価実行部１１または高価実行部１３により実行される。以下では、安価実行部１１および高価実行部１３をまとめて「演算システム」とも呼び、タスク管理部２１を「演算指示システム」とも呼ぶ。

【0014】

パブリッククラウド２の一部の構成は情報を管理する。たとえばスケール制御部２２はＤＢ情報１５５を管理する。本実施の形態における情報の管理とは、その情報の読み込みおよび書き込みの少なくとも一方を行うことを意味する。これらの情報が格納される領域は特に制限されないが、図１では便宜的に情報を管理する構成の内部に記載している。

【0015】

安価実行部１１は、コンテナ１２を動作させるサービスである。安価実行部１１は、サービス提供者の都合で実行中のコンテナを強制停止させることがあるが、使用料が安価である。安価実行部１１は、サービス品質保証（ＳＬＡ：Service Level Agreement）の質が低いので、低ＳＬＡともいえる。高価実行部１３は、コンテナ１２を動作させるサービスである。高価実行部１３は、実行中のコンテナが強制停止されることはないが、使用料が高価である。高価実行部１３は、サービス品質保証の質が高いので、高ＳＬＡともいえる。

【0016】

安価実行部１１と高価実行部１３との相違は、使用料および強制停止の可能性の有無であり、性能に差はない。すなわち安価実行部１１を用いてあるサブタスクを実行し強制停止がなかった場合と、高価実行部１３を用いて同一のサブタスクを実行した場合には、実行の完了に要する時間は同一である。なお以下では、安価実行部１１を用いて実行されるサブタスクを便宜的に「安価サブタスク」とも呼び、高価実行部１３を用いて実行されるサブタスクを便宜的に「高価サブタスク」とも呼ぶ。

【0017】

安価実行部１１および高価実行部１３のそれぞれは複数存在しており、それぞれがタスクを細分化したサブタスクを実行する。なお安価実行部１１および高価実行部１３のそれぞれは、演算を実行するサービスとして提供されてもよいし、演算を実行するクラスタが提供されてもよい。ＤＢサーバ１４は、コンテナ１２のデータを蓄積するデータベースである。コンテナ１２の処理が増加するほどＤＢサーバ１４の負荷が増加する。

【0018】

タスク管理部２１は、コンテナ１２を安価実行部１１または高価実行部１３で実行するか判断し、実行を指示する。タスク管理部２１が管理する情報は後述する。スケール制御部２２は、ＤＢサーバ１４で必要なリソースを増減させる。パブリック監視部２３は、パブリッククラウド２の動作、具体的にはＤＢサーバ１４と接続回線４の稼働情報を監視する。パブリック監視部２３は、ＤＢ稼働情報１６０および接続回線稼働情報１７０を管理する。スケール制御部２２は、ＤＢサーバ１４に関する情報であるＤＢ情報１５５を管理する。ＤＢ情報２３については後述する。

【0019】

オンプレミスデータセンタ３は、共有ストレージ１５、リソース割当制御部２４、およびプライベート監視部２５を含む。共有ストレージ１５、リソース割当制御部２４、およびプライベート監視部２５のそれぞれは、独立した演算装置により実現されてもよいし、１または複数が同一の演算装置により実現されてもよいし、１つの構成が複数の演算装置により実現されてもよい。またオンプレミスデータセンタ３では不図示の他のプログラムも動作しており、演算リソースを共有する。すなわちオンプレミスデータセンタ３では演算リソースが限定されている。

【0020】

共有ストレージ１５は、ポート１６、ＣＰＵ１７、およびドライブ１８を含む。厳密には共有ストレージ１５は、オンプレミスデータセンタ３のリソースであるポート１６、ＣＰＵ１７、およびドライブ１８を用いて実現される。共有ストレージ１５には、コンテナ１２が演算で使用するデータが格納され、パブリッククラウド２のコンテナ１２からの要求に応じてデータを提供し、受信したデータを格納する。ポート１６は、接続回線４と接続し、データを送受信するためのポートである。ＣＰＵ１７は、ＤＢサーバ１４から受信するデータ読み書きの命令を処理するＣＰＵである。ドライブ１８は、データを蓄積するドライブである。

【0021】

すなわち共有ストレージ１５は、単なる記憶媒体ではなく、高速なデータの読み書きを実現するためにリソースを必要に応じて増加させる。ただし前述のとおり他のプログラムも動作しているので、共有ストレージ１５が使用するポート１６、ＣＰＵ１７、およびドライブ１８は必要最低限であることが望ましい。

【0022】

リソース割当制御部２４は、共有ストレージ１５へのポート１６、ＣＰＵ１７、ドライブ１８の割当て量を制御する。リソース割当制御部２４は、ストレージ情報１８０を管理する。プライベート監視部２５は、オンプレミスデータセンタ３の監視、具体的には共有ストレージ１５と接続回線４の稼働情報を管理する。プライベート監視部２５は、ストレージリソース稼働情報１９０を管理する。

【0023】

図２は、タスク管理部２１が管理する情報を示す図である。タスク管理部２１は、タスク情報１００、サブタスク情報１１０、タスク使用リソース情報１２０、コンテナ実行環境情報１３０、最大並列度情報１４０、および安価実行可能表１５０を管理する。これらの情報を図３～図７を参照して説明する。

【0024】

図３は、タスク情報１００の一例を示す図である。タスク情報１００には、タスクに関する情報が格納される。タスク情報１００は複数のレコードから構成され、各レコードはタスクＩＤ１０１、開始日時１０２、完了日時１０３、コンテナイメージ１０４、環境変数名１０５、環境変数値１０６、ｖＣＰＵ数１０７、およびメモリ容量１０８を含む。

【0025】

タスクＩＤ１０１は、タスクを識別する識別子を示す。開始日時１０２は、タスクを開始する日時を示す。完了日時１０３は、タスクが完了しなければならない日時を示す。コンテナイメージ１０４は、タスクを実行するためのコンテナのイメージの登録先、換言すると格納場所を示す。

【0026】

環境変数名１０５は、コンテナに与える引数の名前を示す。環境変数値１０６は、サブタスクのパラメータのリストを示す。図３に示す例では環境変数値１０６はカンマ区切りで表示しており、要素数分のサブタスクが作られる。ｖＣＰＵ数１０７は、コンテナに割り当てるｖＣＰＵ数を示す。メモリ容量１０８は、コンテナに割り当てるメモリ容量を示す。オペレータは、タスク情報１００を更新することでタスク管理部２１へのタスクを登録する。

【0027】

図４は、サブタスク情報１１０の一例を示す図である。サブタスク情報１１０には、タスクを構成するサブタスクに関する情報が格納される。オペレータによりタスク情報１００にタスクが登録されると、タスク管理部２１がタスク情報１００に登録された情報に基づきサブタスク情報１１０を更新する。サブタスク情報１１０は複数のレコードから構成され、各レコードは、タスクＩＤ１１１、サブタスクＩＤ１１２、環境変数名１１３、環境変数値１１４、状態１１５、およびコンテナＩＤ１１６を含む。

【0028】

タスクＩＤ１１１は、タスクを識別する識別子であり、図３のタスクＩＤ１０１と同種の情報である。サブタスクＩＤ１１２は、サブタスクの識別子を示す。環境変数名１１３と環境変数値１１４は、サブタスクにおいて実行するコンテナに渡す引数を示す。状態１１５は、サブタスクの状態を示す。コンテナＩＤ１１６は、状態１１５が「実行中」の場合に実行に用いているコンテナの識別子である。タスク管理部２１は、サブタスクの状態が変換すると該当するサブタスクの状態１１５を更新する。

【0029】

図５は、タスク使用リソース情報１２０の一例を示す図である。タスク使用リソース情報１２０には、タスクが使用するリソースの情報が格納される。タスク使用リソース情報１２０は、オペレータにより更新される。タスク使用リソース情報１２０は複数のレコードから構成され、各レコードは、タスクＩＤ１２１、ＤＢ ＩＤ１２２、ストレージＩＤ１２３、ストレージリソースＩＤ１２４を含む。

【0030】

タスクＩＤ１２１は、タスクを識別する識別子であり、図３のタスクＩＤ１０１と同種の情報である。ＤＢ ＩＤ１２２は、タスクで実行されるコンテナがデータを格納するために使用するデータベースの識別子を示す。ストレージＩＤ１２３は、データベースのデータを格納するストレージの識別子を示す。ストレージリソースＩＤ１２４は、データベースのデータを格納するために使用されるストレージのリソースの識別子を示す。リソースのＩＤとはたとえば、ポート１６、ＣＰＵ１７、ドライブ１８のＩＤである。

【0031】

図６は、コンテナ実行環境情報１３０の一例を示す図である。コンテナ実行環境情報１３０には、コンテナを実行する環境に関する情報が格納される。コンテナ実行環境情報１３０は複数のレコードから構成され、各レコードは、コンテナＩＤ１３１、種別１３２、コンテナ実行環境名１３３を含む。

【0032】

コンテナＩＤ１３１は、コンテナ実行環境の識別子を示し、図４におけるコンテナＩＤ１１６と同種の情報である。種別１３２は、コンテナ実行環境が安価実行部１１および高価実行部１３のいずれであるかを示す。ただし図６では、安価実行部１１を「安価」、高価実行部１３を「高価」と記載している。コンテナ実行環境名１３３は、コンテナを実行する環境の名前を示す。

【0033】

図７は、最大並列度情報１４０の一例を示す図である。最大並列度情報１４０には、タスクごと、および時刻ごとに、最大の並列度、すなわち同時に実行可能なサブタスクの数の情報が格納される。最大並列度情報１４０は、タスク管理部２１により作成される。最大並列度情報１４０は複数のレコードから構成され、各レコードは、タスクＩＤ１４１、日時１４２、最大並列度１４３を含む。タスクＩＤ１４１は、タスクを識別する識別子であり、図３のタスクＩＤ１０１と同種の情報である。図７の最初のレコードは、「タスク０」は「２０２０年１２月２５日１９時」には、最大で「３」つのサブタスクが同時に実行可能であることを示している。

【0034】

図８は、安価実行可能表１５０の一例を示す図である。安価実行可能表１５０は、タスク管理部２１により更新される。安価実行可能表１５０には、タスクごとおよび時間ごとに安価実行部１１を利用可能な条件が格納される。安価実行可能表１５０は複数のレコードから構成され、各レコードは、タスクＩＤ１５１、安価残数１５２、日時１５３を含む。タスクＩＤ１５１は、タスクを識別する識別子であり、図３のタスクＩＤ１０１と同種の情報である。安価残数１５２は、その時刻以降に安価実行部１１を利用できるサブタスクの数である。換言すると、その時刻において記載された数以上の未完了のタスクが存在する場合には、高価実行部１３を利用することになる。

【0035】

図８の最初のレコードは、「タスク０」は「２０２０年１２月２６日４時０分」以降は安価実行部１１を利用できないことが示されている。図８の２番目のレコードは、「タスク０」は「２０２０年１２月２６日２時０分」以降は安価実行部１１を利用できるサブタスク数が「２」であることが示されている。すなわち図８に示す１番目～３番目のレコードをあわせると、「タスク０」は「２０２０年１２月２６日」において、０時～２時は「４」つのサブタスクが安価実行部１１を利用でき、２時～４時は「２」つのサブタスクが安価実行部１１を利用でき、４時以降は安価実行部１１を利用できず全て高価実行部１３をすることが示されている。

【0036】

たとえば「２０２０年１２月２６日３時」に実行中のサブタスクはなく、「３」つのサブタスクが残っている場合には、次のように処理される。すなわち、「２」つのサブタスクを安価実行部１１で実行され、残り「１」つのサブタスクを高価実行部１３で実行される。

【0037】

図９は、スケール制御部２２が管理するＤＢ情報１５５の一例を示す図である。ＤＢ情報１５５には、ＤＢサーバ１４上で動作するデータベースの情報が格納される。ＤＢ情報１５５は複数のレコードから構成され、各レコードは、ＤＢ ＩＤ１５６、接続先１５７、およびｖＣＰＵ数１５８を含む。ＤＢ ＩＤ１５６は、データベースの識別子を示し、図５のＤＢ ＩＤ１２２と同種の情報である。接続先１５７は、データベースに接続するための接続先の情報を示す。ｖＣＰＵ数１５８は、データベースが使用している仮想ＣＰＵの数を示す。

【0038】

図１０は、パブリック監視部２３が管理するＤＢ稼働情報１６０の一例を示す図である。ＤＢ稼働情報１６０には、ＤＢサーバ１４上で動作するデータベースの稼働状況の情報が格納される。パブリック監視部２３はたとえば、所定の時間が経過するごとにＤＢ稼働情報１６０に新たなレコードを追加する。ＤＢ稼働情報１６０は複数のレコードから構成され、各レコードは、ＤＢ ＩＤ１６１、日時１６２、平均ＣＰＵ使用率１６３を含む。図１０の最初のレコードには、「ＤＢ０」の「２０２０年１２月２５日１２時０分」における平均ＣＰＵ使用率が「３０％」であったことが示されている。

【0039】

図１１は、パブリック監視部２３が管理する接続回線稼働情報１７０の一例を示す図である。接続回線稼働情報１７０は、接続回線４の稼働状況を示す。パブリック監視部２３はたとえば、所定の時間が経過するごとに接続回線稼働情報１７０に新たなレコードを追加する。接続回線稼働情報１７０は複数のレコードから構成され、各レコードは、接続回線ＩＤ１７１、日時１７２、送信量１７３、および受信量１７４を含む。送信量１７３および受信量１７４は、具体的な通信速度でもよいし、最大値に対する比率でもよい。図１１の最初のレコードには、「回線０」の「２０２０年１２月２５日１２時０分」における通信は送信量が「２０％」、受信量が「１０％」であったことが示されている。

【0040】

図１２は、リソース割当制御部２４が管理するストレージ情報１８０の一例を示す図である。ストレージ情報１８０は、ＤＢサーバ１４上で動作するデータベースが保持するデータを格納する共有ストレージ１５の情報を示す。ストレージ情報１８０は複数のレコードから構成され、各レコードは、ストレージＩＤ１８１と、接続先１８２とを含む。ストレージＩＤ１８１は、データベースのデータを格納するストレージの識別子でありストレージＩＤ１２３と同種の情報である。

【0041】

図１３は、リソース割当制御部２４が管理するストレージリソース稼働情報１９０の一例を示す図である。ストレージリソース稼働情報１９０は、ストレージリソースの時系列の稼働率を示す。ストレージリソース稼働情報１９０は複数のレコードから構成され、各レコードは、ストレージＩＤ１９１、リソースＩＤ１９２、日時１９３、および稼働率１９４を含む。ストレージＩＤ１９１は、データベースのデータを格納するストレージの識別子でありストレージＩＤ１２３と同種の情報である。リソースＩＤ１９２は、ストレージのリソースの識別子であり、ストレージリソースＩＤ１２４と同種の情報である。稼働率１９４はリソースの稼働状況を示す情報であり、たとえば最大負荷に対する現在の負荷の割合を示す。

【0042】

図１４は、コンテナ実行サービスの決定方法を説明する図である。オペレータは実行したい処理をタスクとして定義する。タスクでは、実行するコンテナのイメージを指定する。タスクは１以上のサブタスクから構成される。前述のとおり、サブタスクには依存関係がなく、実行の順番は任意である。またサブタスクを実行した順序と終了する順序が異なっても問題はない。サブタスクには、コンテナに渡す引数が定義されている。引数と共にコンテナを実行することでサブタスクが処理される。

【0043】

グラフ３０は、横軸が時間の経過を表し、具体的には、グラフ３０の左から右に向かって時間が経過している。またグラフ３０の右に示す符号３３の一点鎖線は、タスク全体を終了させるべき時刻である完了日時１０３を示す。グラフ３０の縦軸はサブタスクの種類を示し、具体的にはグラフ３０の上から下に向かって順番にサブタスク１～サブタスク８が示されている。またグラフ３０の下部には、最大並列度情報１４０の最大並列度１４３の値が示されている。サブタスク平均実行時間３４は、サブタスクの過去の実行時間の平均値を示す。

【0044】

図１４において太線で示す階段状の符号３６はサブタスク完了期限３６であり、サブタスク１～８を順番に完了させる場合の各サブタスクの完了期限を示している。サブタスク完了期限３６は、サブタスク平均実行時間３４と最大並列度３５とから計算される。たとえば符号３３の時刻にサブタスクの残量がゼロになる必要があるので、符号３３の時刻からサブタスク平均実行時間３４だけ遡った時刻には、その時間帯における最大並列度と同数、たとえば「２」のサブタスクのみが許容される。そしてその時刻からさらにサブタスク平均実行時間３４だけ遡った時刻には、先ほどの数値、たとえば「２」にその時間帯における最大並列度の数を加えた数値、たとえば「４」のサブタスクのみが許容される。

【0045】

図１４において、ハッチングで示す安価利用不可３８は、安価実行部１１を利用できない時間帯を示す。安価利用不可３８で示される領域は、サブタスク平均実行時間３４、およびサブタスク完了期限３６を用いて算出される。具体的には、サブタスク完了期限３６からサブタスク平均実行時間３４の２倍の時間を差し引いた時刻が安価利用不可３８の始期となる。

【0046】

図１４において細い四角で囲まれるサブタスクは、安価実行部１１を用いて実行される安価サブタスク３９である。図１４において太い四角で囲まれるサブタスクは、高価実行部１３を用いて実行される高価サブタスク３９である。タスク管理部２１は、それぞれのサブタスクの実行を開始する時点で安価サービスが利用不可であれば、高価実行部１３を利用し、そうでなければ安価実行部１１を利用してコンテナを実行する。

【0047】

図１５は、タスク管理部２１によるタスク実行処理を示すフローチャートである。タスク管理部２１は、現在時刻とタスク情報１００のいずれかの開始日時１０２とが一致すると、図１５に示す処理を開始する。

【0048】

ステップＳ２０１において、タスク管理部２１はサブタスクの試走を行う。具体的にはタスク管理部２１はまず、サブタスク情報１１０に基づき、開始したタスクに登録されたサブタスクからあらかじめ定められた数のサブタスクを選択する。そしてタスク管理部２１は、コンテナ実行環境情報１３０に基づき、種別１３２が「安価」であるサービスに対して、サブタスクをあらかじめ定められた並列度で実行する。

【0049】

続くステップＳ２０２において、タスク管理部２１は、ステップＳ２０１において実行したサブタスクの試走結果を取得する。具体的にはタスク管理部２１は、ステップＳ２０１において実行したサブタスクが完了するのを待ち、パブリック監視部２３からＤＢ稼働情報１６０と接続回線稼働情報１７０を取得する。さらにタスク管理部２１は、プライベート監視部２５からストレージリソース稼働情報１９０を取得する。タスク管理部２１は、サブタスクの実行に要した時間の平均を記録し、サブタスクの実行前後を比較して、ＤＢサーバ１４、接続回線４、共有ストレージ１５に対するサブタスク１個あたりの負荷の量をそれぞれ記録する。

【0050】

続くステップＳ２０３において、タスク管理部２１は、ステップＳ２０２において取得した時系列の平均ＣＰＵ使用率１６３から、将来の平均ＣＰＵ使用率を計算する。

【0051】

続くステップＳ２０４において、タスク管理部２１は、ステップＳ２０３において計算した将来の平均ＣＰＵ使用率に、ステップＳ２０２において計算したサブタスク１個当たりの平均ＣＰＵ使用率を追加し、あらかじめ定めた閾値に到達しない最大のサブタスクの数を計算する。タスク管理部２１は、送信量１７３、受信量１７４、および稼働率１９４についても同様に計算する。タスク管理部２１は、計算した平均ＣＰＵ使用率１６３、送信量１７３、受信量１７４、稼働率１９４の中でサブタスク数の最小値を時系列の最大並列度として最大並列度情報１４０に記録する。

【0052】

なおステップＳ２０４においてタスク管理部２１は、パブリッククラウド２またはオンプレミスデータセンタ３において動作している他のプログラム等が接続回線４に与える影響を考慮してもよい。たとえばタスク管理部２１は、接続回線稼働情報１７０に記録されている１日前や１週間前の同時刻における接続回線４の稼働状況を参照し、当日も同様に送信量１７３や受信量１７４などが変化するとして最大並列度を算出してもよい。またこのステップＳ２０４の処理は、「同時実行数算出ステップ」とも呼ぶ。

【0053】

ステップＳ２０５において、タスク管理部２１は、次のように安価実行可能表１５０を更新してステップＳ２０６に進む。まずタスク管理部２１は、完了日時１０３からステップＳ２０２において測定したサブタスク実行時間の２倍だけ遡った時刻（以下、「第１時刻」とも呼ぶ）と、残りサブタスク数「０」とを、安価実行可能表１５０に記録する。

【0054】

次にタスク管理部２１は、その時刻からサブタスク実行時間だけさらに遡った時刻（以下、「第２時刻」とも呼ぶ）と、第２時刻における最大並列度（以下、「第２残数」とも呼ぶ）とを、安価実行可能表１５０に記録する。さらにタスク管理部２１は、第２時刻からサブタスク実行時間をさかのぼった時刻（以下、「第３時刻」とも呼ぶ）と、第２残数と第３時刻における最大並列度との和（以下、「第３残数」とも呼ぶ）とを安価実行可能表１５０に記録する。タスク管理部２１はこの処理を、残りサブタスク数がサブタスク情報１１０に記載されたサブタスク数となるまで繰り返す。このステップＳ２０５の処理を「安価残数算出ステップ」とも呼ぶ。

【0055】

ステップＳ２０６において、タスク管理部２１は、最大並列度情報１４０を参照してその時刻における最大並列度を読み取り、その値から実行中のサブタスク数を差し引く。タスク管理部２１は、この引き算の結果を新たに実行すべきサブタスク数として決定する。なおステップＳ２０６～Ｓ２１１、特にステップＳ２０８～Ｓ２１０を「実行指示ステップ」とも呼ぶ。

【0056】

続くステップＳ２０７において、タスク管理部２１は、前回のタスク実行時と比較して現在時刻における最大並列度が変化した場合に、並列度の差分と、ステップＳ２０２において、タスク管理部２１は、計算したサブタスク１個あたりの負荷の量に基づき、負荷の変化量をスケール制御部２２とリソース割当制御部２４に通知する。スケール制御部２２は、通知を受けて、ＤＢサーバ１４に割り当てるｖＣＰＵ数を変更する。リソース割当制御部２４は、通知を受けて、共有ストレージ１５に割り当てるリソースを変更する。

【0057】

ステップＳ２０８において、タスク管理部２１は、サブタスク情報１１０における状態１１５が「実行中」および「未実行」のサブタスク数の合計が、安価実行可能表１５０におけるその時刻の安価残数１５２以下であるか否かを判断する。タスク管理部２１は、ステップＳ２０８を肯定判断する場合はステップＳ２０９に進み、否定判断する場合はステップＳ２１０に進む。

【0058】

ステップＳ２０９ではタスク管理部２１は、実行サブタスク数の限度で全て安価実行部１１で「未実行」であるサブタスクを実行してステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１０ではタスク管理部２１は、実行サブタスク数の限度で、安価残数１５２から「実行中」のタスク数を差し引いた数のサブタスクを安価実行部１１で実行し、残りのサブタスクを高価実行部１３で実行する。

【0059】

ステップＳ２０６、Ｓ２０８～Ｓ２１０の具体例を説明する。まず前提を説明する。最大並列度情報１４０から読み取った最大並列度が「３」、安価実行部１１において実行中のサブタスク数が「１」、高価実行部１３において実行中のサブタスクが「０」とする。また、その時刻の最大並列度が「３」、その時刻の安価残数１５２が「２」、サブタスク情報１１０における状態１１５が「未実行」のタスクが「２」との前提を設ける。

【0060】

この場合におけるタスク管理部２１のステップＳ２０６、Ｓ２０８～Ｓ２１０の動作は以下のとおりである。まずタスク管理部２１は、Ｓ２０６における実行サブタスク数は「３」－「１」で「２」と算出する。次にタスク管理部２１は、Ｓ２０８において「未実行」である「２」と「実行中」である「１」の和は安価残数１５２の「２」よりも大きいので否定判断してＳ２１０に進む。そしてＳ２１０ではタスク管理部２１は、安価残数１５２の「２」から実行中の「１」を引いた「１」つのサブタスクを安価実行部１１において実行し、残り「１」つのサブタスクを高価実行部１３で実行する。この例では実行サブタスク数が「２」なので、Ｓ２１０において合計２つのサブタスクが実行できる。図１５に戻って説明を続ける。

【0061】

ステップＳ２１１ではタスク管理部２１は、次の３つの点でサブタスク情報１１０を更新してステップＳ２１２に進む。第１に、ステップＳ２０９またはステップＳ２１０において実行を開始したサブタスクの情報を反映する点である。具体的にはタスク管理部２１は、該当するサブタスクのレコードを対象に、状態１１５を「実行中」に変更し、コンテナＩＤ１１６を新たに試用を開始したコンテナ実行環境の識別子とする。第２に、すでに実行中であったが新たに実行が完了したサブタスクの情報を反映する点である。具体的にはタスク管理部２１は、該当するサブタスクのレコードを対象に、状態１１５を「完了」に変更し、コンテナＩＤ１１６を削除する。第３に、安価実行部１１において実行中であったが中断されたサブタスクの情報を反映する点である。具体的には該当するサブタスクのレコードを対象に、状態１１５を「未実行」に変更し、コンテナＩＤ１１６を削除する。

【0062】

ステップＳ２１２ではタスク管理部２１は、サブタスク情報１１０の全てのレコードの状態１１５が「完了」となっているか否かを判断する。タスク管理部２１は、全てのレコードの状態１１５が「完了」となっていると判断する場合は図１５に示す処理を終了し、１つでも状態１１５が「完了」となっていないレコードが存在する場合はステップＳ２０６に戻る。

【0063】

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）コンピュータであるタスク管理部２１が実行する演算方法は、演算システムを用いて複数のサブタスクの演算を行わせる。演算システムには、使用料が安価だが強制停止される可能性がある安価実行部１１、および使用量が高価だが強制停止されることがない高価実行部１３が含まれる。タスク管理部２１が実行する演算方法は、サブタスクのそれぞれが使用するリソース、および時刻ごとの利用可能なリソースに基づき時刻ごとのサブタスクの同時実行数を算出する同時実行数算出ステップ（ステップＳ２０４）と、複数のサブタスクの演算が完了すべき完了日時および同時実行数に基づき、時刻ごとに安価実行部で実行してよいタスク数である安価残数を示す安価実行可能表１５０を作成する安価残数算出ステップ（ステップＳ２０５）と、安価実行可能表を参照してサブタスクのそれぞれを安価実行部および高価実行部のいずれかで実行させる実行指示ステップ（ステップＳ２０６～Ｓ２１１）と、を含む。そのため、強制停止を考慮して完了日時までに安価にサブタスクを完了させることができる。

【0064】

（２）実行指示ステップ（ステップＳ２０６～Ｓ２１１）は、同時実行数の限度において、安価実行部１１におけるサブタスクの実行数が安価残数を超えない最大の数となるように安価実行部１１における新たなサブタスクの実行を指示し、さらに、残りの同時実行数のサブタスクを高価実行部１３において実行させる。そのため、強制停止されると完了日時までに完了できない場合は、高価実行部１３を利用して完了日時までにすべてのサブタスクの実行を完了させることができる。

【0065】

（３）安価残数算出ステップ（ステップＳ２０５）は、作成する安価実行可能表１５０において、図８の最初のレコードのように、終了時刻からサブタスクの実行時間の２倍を引いた時刻である第１時刻である「４：００」と、ゼロとを関連付ける。安価残数算出ステップではさらに、第１時刻からサブタスクの実行時間である２時間を引いた時刻である「２：００」（第２時刻）と、第２時刻における同時実行数である第２残数「２」とを関連付ける。安価残数算出ステップではさらに、第２時刻からサブタスクの実行時間である２時間を引いた時刻である「０：００」（第３時刻）と、第２残数である「２」に第３時刻における同時実行数である「２」を加えた第３残数「４」とを関連付ける。そのため、簡易な演算により安価実行可能表１５０を作成できる。

【0066】

（４）同時実行数算出ステップは、サブタスクを実行することによるリソースへの負荷を測定し、時刻ごとのリソースの残量と測定した負荷に基づき同時実行数を算出する。そのため、時刻ごとに精度の高い同時実行数を算出できる。

【0067】

（５）時刻ごとのリソースの残量は過去の統計から算出される推定量である。そのため、周期的な負荷の変動を同時実行数の算出に考慮することができる。

【0068】

（６）サブタスクのそれぞれは、通信経路４を介して接続される共有ストレージ１５から情報を用いて実行される。リソースには、通信経路４のリソースおよび共有ストレージ１５のリソースが含まれる。同時実行数算出ステップは、共有ストレージ１５の負荷および通信経路４の負荷に関する過去の統計に基づき、時刻ごとの同時実行数を算出する。そのため、共有ストレージ１５および通信経路４の負荷の負荷を反映した同時実行数を算出できる。

【0069】

（７）サブタスクのそれぞれは、データベースサーバ１４を介して共有ストレージ１５から情報を読み取る。リソースには、データベースサーバ１４のリソースが含まれる。同時実行数算出ステップは、データベースサーバ１４の負荷に関する過去の統計に基づき、時刻ごとの同時実行数を算出する。そのため、データベースサーバ１４の負荷も反映した同時実行数を算出できる。

【0070】

（変形例１）
上述した実施の形態では、ＤＢサーバ１４、接続回線４、および共有ストレージ１５は、オペレータだけでなく他の利用者と共有しており他の利用者が利用するので日時により負荷が変動することを前提としていた。しかしＤＢサーバ１４、接続回線４、および共有ストレージ１５は、他の利用者による負荷が変動しない前提でもよい。すなわち、他の利用者が存在しないケースや、他の利用者は存在するがオペレータが利用可能なＤＢサーバ１４、接続回線４、および共有ストレージ１５のリソースは常に一定値に制限されるケースが含まれてもよい。この場合には、図１５のステップＳ２０３に示した将来負荷予測、およびステップＳ２０４における最大並列度算出の処理が軽減される。

【0071】

（変形例２）
上述した実施の形態では、図１５のステップＳ２０４に示す最大並列度の算出において、ＤＢサーバ１４の負荷を考慮した。しかし、最大並列度の算出においてＤＢサーバ１４の負荷を考慮しなくてもよい。たとえばＤＢサーバ１４のリソースに十分な余裕がある場合には、最大並列度の算出においてＤＢサーバ１４の負荷を考慮しないことで最大並列度の算出を簡易化できる。

【0072】

（変形例３）
上述した実施の形態では、タスク管理部２１はパブリッククラウド２に配された。しかしタスク管理部２１は、パブリッククラウド２およびオンプレミスデータセンタ３と通信が可能であればどこに配されてもよい。たとえばタスク管理部２１は、オンプレミスデータセンタ３に置かれてもよいし、パブリッククラウド２およびオンプレミスデータセンタ３以外の場所に配されてもよい。またタスク管理部２１は、複数のハードウエア装置により実現され、その複数のハードウエア装置が異なる場所に存在してもよい。たとえば、タスク管理部２１がパブリッククラウド２およびオンプレミスデータセンタ３のリソースを用いて実現されてもよい。

【0073】

上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

【0074】

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0075】

２…パブリッククラウド
３…オンプレミスデータセンタ
１１…安価実行部
１２…コンテナ
１３…高価実行部
１４…ＤＢサーバ
１５…共有ストレージ
２１…タスク管理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】