「サーバ仮想化によるスケールアウト」の新潮流・後編

前編で説明したとおり、vParによるパーティショニングによって、1台のミッドレンジ／ハイエンド・サーバを複数の「論理的なサーバ」（独立したOS）に分割することができる。一方、HPのVSE（Virtual Server Environment）では、さらに粒度の細かなパーティショニング技術として、Processor Set（pset）およびProcess Resource Manager（PRM）という2つを用意している。

vParsが「1台のサーバを複数のOSに分割する」のに対し、psetとPRMは「1つのOSを複数のリソース・パーティションに分割する」ためのメカニズムである。つまり、1つのOSが管理するリソース（プロセッサーやメモリ、ディスク・バンド幅）をいくつかに分割し、それぞれに異なるアプリケーションを割り当てるのである。なお、psetはHP-UX 11iで無償で提供されている機能であり、PRMは有償機能として提供されている。

プロセッサーをグループ化するpset

図1：psetによるプロセッサーのグループ化

この図が示すように、HP-UX 11iでは、複数のプロセッサーをグループ化したプロセッサー・セット（pset）を設定できる。そして、それぞれのpset内で動作させるアプリケーション（プロセス）をコマンドで指定する。このpsetによってプロセッサー・リソースを分割することで、複数アプリケーション間の干渉を防ぐことができる。図1の例でいえば、仮にアプリケーションのバグやピーク時負荷によってpset Aのプロセッサー利用率が100%に達したとしても、pset Bやpset Cのアプリケーションに影響が及ぶことはない。つまり、共用ホスティングでありながら、あたかも専用ホスティングのように常時一定のパフォーマンスを維持できるのである。

また、psetを構成するプロセッサー数の変更や、割り当てるプロセスの設定などは、すべて動的に実施できる。アプリケーションの動作を止める必要がなく、コマンド1つで即座に実行できるため、負荷ピーク時にプロセッサーを増強するなどの緊急対応も可能だ。

リソース利用率を%単位で制御するPRM

図2：PRMによるプロセッサー利用率の制御

こうした%単位のきめ細かなリソース管理のカギは、HP-UXのスケジューラが握っている。HP-UXの標準のスケジューラでは、UNIX OSでは一般的な、プロセスの優先度に基づくスケジューリングが実施される。しかし周知のとおり、単純な優先度ベースのアルゴリズムでは、図2のような安定した利用率制御は実現できない。そこでPRMでは、標準スケジューラの代わりにFair Share Scheduler（FSS）と呼ばれる専用のスケジューラをHP-UXに組み込むことで、指定された利用率を厳密に履行するOS環境を実現している。

図3は、このPRMとpsetの組み合わせによるリソース管理の例である。

図3：psetとPRMの組み合わせ例

この例では、まずpset AとBにそれぞれアプリケーション・グループAとBを固定で割り当てている（図左上）。また、pset Cでは、アプリケーション・グループCおよびDで、PRMによる%単位の利用率制御を実施している（図右上）。さらにメモリとディスク・バンド幅については、すべてのグループに対してPRMを利用した利用率制御を適用している（図中央下）。

このように、psetとPRMの連携により、プロセッサー単位および%単位の厳密なリソース・パーティショニングが可能になり、メインフレーム・ライクなアプリケーションの集約と安定運用が実現する。