WO1997035255A1

WO1997035255A1 - Systeme d'ordinateur virtuel reparti

Info

Publication number: WO1997035255A1
Application number: PCT/JP1996/000674
Authority: WO
Inventors: Seiji Kataoka
Original assignee: Hitachi, Ltd.
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-25

Description

明細害分散形仮想計算機システム技術分野

本発明は、制御プログラムの制御下で仮想計算機が動作している複数台の物理計算機を結合機構装置によつて連結することによる分散形の仮想計算機システムにおいて、システムの一元管理、システムのジェネレーション/コンフィグレーシヨン情報と仮想計算機のリソース割り当てや C P Uサービス比等の定義情報を複数ファィルに複数パターンを保存し、タイマ予約でファィルを切り替えることにより、動的にシステム構成を替えること力でき、物理計算機間を渡る仮想計算機同士を組み合わせたシングルシステムを実現可能とする分散形の仮想計算機システムに適用して有効な技術に関する。背景技術

従来仮想計算機システムにおいては、処理装置のリソースを制御プログラムが配分及びシミュレートし、複数仮想計算機を実現している。また、複数台の物理計算機によつて仮想計算機システムを実現する場合、物理計算機単位に 0 Sジェネレーションコンフィグレーション情報及び、仮想計算機のリソース割り当てや C P Uサービス比情報を定義することによって仮想計算機を実現し、仮想計算機単位のコンソール装置によってシステムの運用ノ操作を行っている。

この種の技術に関連のある公知文献としては、例えば特開平 5— 1 5 8 7 2 1号公報に記載される「仮想計算機システム」力 ί挙げられる。

し力、し、前記の様な従来技術においては、複数台の物理計算機及び、物理計算機上の複数の仮想計算機は O S (ゲスト O S ) 力 ^s稼働するそれぞれの計算機単位に接続されているコンソール装置より管理、操作できるものの、物理的に分割されている他の物理計算機や論理的に分割されている他の仮想計算機による仮想計算機システムを一括して管理、操作することはできないという問題がある。また、仮想計算機制御プログラムによって制御している物理計算機内の仮想計算機は従来、その物理計算機内のハ一ドゥエァリソースを論理分割し各仮想計算機に割り当てており、それによつて分割方法は物理計算機に内蔵しているハードゥエァリソース容量によって制約され、柔軟な仮想計算機のシステム設計及び、構築が出来ないという問題がある。

そこで本発明は、複数台の物理計算機を共用接铳する結合機構に内蔵する仮想計算機制御プログラムを用いて、物理計算機とその計算機内仮想計算機によつて構成するシステム全体を一括管理、操作することができる分散形の仮想計算機システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、本結合機構によって管理する構成情報を複数パターン定義し、タイマ機能によるタイマ予約により構成情報パターンをシステム運用時間に従って切り替えることにより、システム自動運転を可能とする分散形の仮想計算機システムを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、それぞれの物理計算機内の仮想計算機制御プログラムに、物理的に分割している仮想計算機同士のハードゥエァリソースを互いに共有するための外部入出力インタフェースを設けて、各制御プログラム間を相亙接続することにより、物理計算機単位のハ—ドゥエァリソース容量に制約されることなく、物理計算機渡りで 1 O Sが稼働できるシングルシステムを提供することを目的とする。発明の開示

本発明の仮想計算機システムは、仮想計算機制御プログラムの制御下で仮想計算機が物理計算機上で動作する仮想計算機システムであって、複数台の物理計算機と仮想計算機及び、各計算機が共用接続する結合機構によって構成する分散形仮想計算機システムは、結合機構に各計算機をすベて仮想計算機としてシミュレーション制御する制御プログラムを内蔵することによつて、本結合機構で複数台の計算機をシングルシステムとして、一元的に運用管理するものである。

この場合に、複数計算機の中の物理計算機もしくは仮想計算機かを識別するために各計算機と結合機構とで通信を行う際に、伝文上に異なる識別子コ一ドを付加することによって、仮想計算機のリソース割り当てや C P U サービス比等の構成情報を結合機構で管理でき、一元的に構成変更も含めた操作カ易になり、物理、仮想計算機を問わず運用管理か^ T能になる。また、それぞれの物理計算機間で計算機のハードゥエァリソースを共有するィンタフェースで接続することにより、 1台の物理計算機内のハードゥエァリソースを論理分割した仮想計算機だけを実現するのではなく、複数の物理計算機間を渡る仮想計算機を実現することができるようにしたものである。前記分散形仮想計算機システムによれば、複数台の物理計算機から共用接続している結合機構内の各計算機をシミュレーション制御する制御プログラムによってシングルシステムとして運用管理ができ、物理計算機と仮想計算機とを識別する識別子コードを結合機構、計算機間を通信する伝文に付加することにより、両種類の計算機ともに一元管理か能になる。これにより、複数コンソールによる構成情報のインスト一ル作業やシステム運用操作等が無くなる。

また、複数台の物理計算機のハードゥエァリソースを共有する為の物理計算機を接続するインタフェースにより、仮想計算機の実現範囲として物理計算機単位でなく物理計算機間を渡る複数台の計算機間で実現でき、ハードウェアリソ一スを有効活用することができる。

さらに、 O S (オペレーティングシステム）力 ί稼働するシステム単位として、物理計算機、物理計算機内の仮想計算機、物理計算機間を渡る仮想計算機のそれぞれの構成情報は、すべて結合機構の制御プログラムによつて管理及び、シミュレートし、それら複数多種の構成定義ファイルをタイマ予約機能により保存ファイル面を切り替えることにより、様々なシステム構成が要求される運用時間帯に合わせて柔軟に構成変更力'可能になる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施例である分散共有形計算機システムを示す概略ブロック図であり、図 2は複数の仮想計算機システムによつて構成される分散共有形計算機システムを示す概略ブロック図であり、図 3は計算機システムそれぞれのハードゥエァリソースの割り当てを示す論理概略ブロック図であり、図 4は本実施例における結合機構装置（CF) で管理する仮想計算機の識別情報を示す説明図であり、図 5は結合機構装置（CF) と物理計算機内サービスプロセッサ間のデータを示す説明図であり、図 6は仮想計算機システムの構成定義方法及び、特定 L PARの I PLの処理フローを示すフロ一チヤ一ト図であり、図 7はタイムスケジユーリングされた仮想計算機の構成情報によって、システム構成のパターン切り替えを示すフローチヤ一ト図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図面に従って説明する。

図 1は、本発明の一実施例の分散形計算機システムの構成を示す。本実施例の分散形計算機システムは、複数台の物理計算機 A (CPU— A) 1 0 7，物理計算機 B (CPU - B) 1 08，物理計算機 C (C PU— C) 1 0 9を結合機構装置 (CF)1 00によって共有接続する集合モデル形計算機システムであり、 CF 1 00と CPU— A 1 07， CPU— B 1 08, CPU -C 1 09のサービスプロセッサ（SVP) 間を接続する通信制御インタフェース 1 04、及び， CPU— A 1 07， C PU-B 1 08, C PU— C 1 09間を相互に接続する CPU間通信制御インタフェース 1.05， 1 06 によって構成する。 C F 100は、ハ一ドディスク装置（HD) 1 0 1、 C F専用コンソールディスプレイ装置（CD) 102、外部タイマ装置（S Y S. T IMER) 1 10， CPU— A 107, C PU-B 1 08, CPU— C 109をマルチプロセッサ形計算機システムとしてシングルシステムィメ一ジでシミュレ一ション制御する仮想計算機シミュレーション制御プログラム（HYP) 103から構成されている。

図 2、図 3は CPU— A107， CPU-B 108, CPU— C 109力お互いのハードゥエァリソースを占有、共有しながら仮想計算機を実現するシステム構成を示しており、 CPU— A 107は、ハ一ドゥエァリソースを論理分割せずに 1つの OS (OS 1) 300で稼働する実計算機（ベア形計算機）であり、それに対し CPU— B 108， CPU— C 109は、仮想計算機を実現するシミュレーション制御プログラム HYP— B 200, HYP -C 201を内蔵しハードウェアリソースを論理的に分割して複数の仮想計算機 LPAR—A202, L P AR-B 203, LPAR— C 1 (20 4) ， LPAR-C 2 (205) , LPAR-D 206で共有し、ゲスト 0 S 2 (0 S 2) 301，ゲスト 0S 3 (0 S 3) 302, ゲスト OS 4 (0 S 4) 303，ゲスト 0S 5 (OS 5) 304で稼働する仮想計算機システムを実現する。

図 4は CF 100内蔵の HYP 103に設定された仮想計算機（以下、 L PARとする）の識別情報を、 CD 102に表示されるフレーム形式 400 で示したものであり、動作の対象となるシステムのシステム名称（SYS. NAME) 401、動作の指示を行う場合の物理計算機名称（CPU NA ME) 402、対象となるシステムが LPARの場合の仮想計算機識別子 (L PAR NO) 403、各システムの状態を示すステータス（STAT US) 404から構成されており、 LPAR N 0403は対象となるシステムが LPARの時のみ指定するもので、指定しない場合は対象となるシステム力 ^?物理計算機となる力 ^?、 CF内蔵の HYP 103は本フレームの SY S. NAME 401によって 1つの 0 S力 ^?稼働するシステムを識別しており、物理計算機、 LPARを問わず LPARシステムとしてシミュレートして管理/制御する。複数物理計算機間に渡った L PAR同士で 1つの 0 Sが稼働する場合は、 1つの SYS. NAME 401に対し、複数の C PU N AME 402, LPAR N 0403を指定する。各 L P A Rシステムの必要なリソース（チャネル、主ノ拡張メモリ等）の割り当てや C PUサービス比等の構成定義情報は、フレーム 400内の LFAR NO 403に対応した別 LPAR制御フレームによりオペレータは CD 102上で定義し、 CP U NAME 402で示す物理計算機の S V Pに対し定義情報を通信制御ィンタフェース 104経由でダウンロードし、各物理計算機 108， 109内の HYP— B 200, HYP-C 201によって L P A Rシステムを実現す o

図 5は通信制御ィンタフエース 104によって CF 100内蔵の HYP 1 03と CPU— A 107， CPU-B 108, CPU— C 109の SVP間の通信に使用する通信データ形式 506を示す図であり、本データフォーマットは L PARに対するシステムリセット、 I PL (Initial Program Load) 、ァクティべイト等の制御の種類を示す制御種類コード（CLAS S) 501と動作内容コ一ド（ACODE) 502、仮想計算機を識別する LPAR識別番号（LPRNO) 503、 ACODE 502の付加コード

(SCODE) 504、付加情報 (ADD I NF) 505から構成される。このフォーマツトで構成する通信データによりオペレータは、 CD 102を使用して複数 L P A Rの割り付け、構成管理を一元的に操作することができる。

次に、 CPU— B 1 08, CPU— C 1 09内で実現する LPARシステム 204， 205同士を、 1つのゲスト OS (OS 4) 303で稼働させる実施例について説明する。

物理的に分割している別々の C PU— B 108, CPU— C 109間に、 CPU— B 108， CPU— C 1 09内の命令プロセッサ、主/拡張記憶装置、入出力プロセッサ同士が相互に命令語、データをアクセスでき通信できるインタフェース及び、命令プロセッサの同期制御用のィンタフェースを有する外部接続資源共有インタフェース 106を接続することにより、 CPU -B 108, CPU— C 109がシングルシステムとして動作する。その資源共有インタフェース 106は、 CPU— B 108, CPU— C 109内の HYP-B 200, HYP— C201によつて論理分割された L P A R— C 1 (204) ， LPAR-C 2 (205) 間の通信経路を形成し、 CF 1 0 0の CD 102によつて定義された LPAR— C l， LPAR— C 2は 1つのシステム（SYS, NAME 401) OS 4 (303) で稼働し、 1つの 0 Sで動作するシングルシステムを実現する。

次に、本実施例の動作について説明する。

図 6は、オペレータによる CD 102の操作である LPARシステムの構成定義方法及び、特定 LPARの I PLの処理フローを示す。先ず、オペレータは CD 102上に CF内蔵の HYP 103フレームを表示し（ステツプ 601) 、 SYS. NAME 401, CPU NAME 402, LPAR

NO 403を決定し定義する（ステップ 602) 。その LPAR NO 4 03毎に LPAR制御プログラムフレームを ¾ ^し（ステップ 603) 、 L PAR毎の I P台数、チャネルパス数、生 Z拡張記憶容量の論理割り当てを定義し（ステップ 604) 、各物理計算機 CPU— A 107， CPU— B 1 08， CPU— C I O 9の S VPへダウンロードして（ステップ 605) 各 CPUの HYPにより LPARシステムを実現する（ステップ 606) 。

L PARシステムを構成した後、オペレータによる I P L操作は、 CD 1 02から SYS. NAME401を指定し（ステップ 607) 、 I PL処理を実行する（ステップ 608) 。対象 LPARを有する CPUの S VPは、 CF 100からのデ一タ内のコード（C LAS S) 50 1を判定し（ステツプ 609) 、 ADD I NF 505をメモリに害き込み（ステップ 61 0) 、その CPUの HYPにより ADD I NFを判定し（ステップ 6 12) 、指定された L PARシステムに I P L動作をシミュレーション制御する（ステツプ 6 13 )

図 7は、外部タイマ装憧 (S YS. T IMER) 1 10と L PARシステムの構成情報とを同期させた構成変更動作フローを示す。

オペレータによる L FARシステム毎の構成を決定する手順は、図 6内のステップ 601からステップ 606と同様のオペレーションにて行い、決定した L PAR構成を業務システム単位にファイル名を付け、そのファイル名に、それぞれの構成を要求する時間、構成変更時間を付加して CF 1 00内の HD 101に落とし込み保存する（ステップ 701) 。複数業務による異なるシステム構成がある場合は、ファイルを複¾ ^成し HD 101の中に別ファイル名で保存する（ステップ 702) 。 SYS. T IMER 1 1 0には、 HD 101内に保存されているシステム構成ファイル名と構成変更時間とを登録し（ステップ 703) 、構成変更時間定刻になると HD 101内のある特定システム構成ファイルをロードし（ステップ 704) 、各 CPUの HYPにより LPARシステムを新システムに動的に変更する（ステップ 7 05) o

本実施例の分散形仮想計算機システムによれば、 CF 100に HYP 10 3を内蔵することにより、疎結合形マルチプロセッサをシングルシステムとして制御可能とし、 CPU— A 107， CPU— B 108， CPU— C I O 9及び、 HYP— B200， HYP-C 201間を仮想計算機識別子を有するデータ通信により、 CD 102による一元操作/管理カ呵能となる。また、物理的に分割されているプロセッサ間に資源を共有する外部ィンタフェース 1 06を備えることにより、上記シングルシステムとして運転しているマルチプロセッサシステムを分割損等の制約も無く、論理分割する仮想計算機システムを実現すること力可能になる。産業上の利用可能性以上のように、本発明は、制御プログラムの制御下で仮想計算機が動作している複数台の物理計算機を結合機構装置によって連結することによる分散形の仮想計算機システムにおいて、システムの一元管理や、システムの動的構成変更を可能とし、物理計算機間を渡る仮想計算機同士を組み合わせたシングルシステムを実現可能とする分散形の仮想計算機システムに適用して有効な技術である。

Claims

請求の範囲

1 .複数台の物理計算機を結合機構によって連結する分散形仮想計算機システムであって、前記複数台の物理計算機のうち少なくとも 1台は仮想計算機制御プログラムの制御下で複数の仮想計算機が動作しているものであり、前記結合機構に前記物理計算機と前記仮想計算機とを一括してシミュレーション制御する制御プログラムを内蔵し、該制御プログラムは各計算機との通信伝文上の識別子により物理計算機か仮想計算機かを識別して各計算機を制御することを特徴とする分散形仮想計算機システム。

2 .前記仮想計算機毎の少なくともリソースの割り当てを含む構成定義情報を前記結合機構から当該仮想計算機にダウンロードすることを特徴とする請求項 1記載の分散形仮想計算機システム。

3 .前記構成定義情報を前記結合機構に複数種類用意し、前記仮想計算機の構成定義を動的に変更することを特徴とする請求項 2記載の分散形仮想計算機システム。

4 .前記結合機構にタイマ機構を付加し、予約時間を契機として前記仮想計算機の構成定義を変更することを特徴とする請求項 3記載の分散形仮想計算機システム。

5 .複数台の物理計算機の各ハードゥエァリソースを相互にアクセスするための通信インタフェース及び各物理計算機の命令プロセッサ間の同期用ィン夕フェースを含む外部接続資源共有ィンタフエースを前記物理計算機間に設け、前記複数台の物理計算機上で動作する仮想計算機間を前記ィンタフエ一スで相互接続することにより、別々の物理計算機間渡りで、仮想計算機同士力？1つのォペレ一ティングシステムでシングルシステムとして動作することを特徴とする分散形仮想計算機システム。