推計による評価

推計プログラムを用いて，LOT負荷分散法と簡略化矢嶋法でサーバを運用する際の信 頼性を比較する．

4.6.1 推計プログラム概要

本研究では，推計をするにあたって推計プログラムを作成した．言語はRubyで，2次 元配列をサーバに見立てて様々な大きさを持つ仮想マシンを配列に配置する．配置温度閾 値なしとありの場合の実行結果を図4.7と4.8に示す．配置する仮想マシンのセットを図 4.9に示す．

例えば，図4.9に示すような仮想マシンセットを配置しなければならないとする．排気 温度閾値なしの場合，VMÀ(20%)とVMÁ(30%)はnode00に配置することができるが，

VMÂ(60%)はnode00に配置できないため，サーバを1つシフトしてnode01に配置される．

VMÃ(50%)はnode00の空いている部分に配置される．VMÄ(50%)はnode00とnode01 どちらの空いている部分にも配置することができないため，node02に配置される．その 他のサーバは，スタンバイ状態である．

同様に，図4.9に示すような仮想マシンセットを配置しなければならないとする．排気 温度閾値ありの場合，VMÀ(20%)とVMÁ(30%)はnode00に配置することができるが，

VMÂ(60%)はnode00に配置できないため，サーバを1つシフトしてnode01に配置され

る．VMÃ(50%)はnode00の空いている部分に配置することができるが，配置すると排気

温度閾値を超えてしまうため，サーバを2つシフトしてnode02に配置される．VMÄ(50%) はとnode01の空いている部分には配置することができない．node00とnode02の空いて いる部分に配置することができるが，配置すると排気温度閾値を超えてしまうため，サー バを3つシフトしてnode03に配置される．その他のサーバは，スタンバイ状態である．

図 4.7: 実行結果(排気温度閾値なし) 図 4.8: 実行結果(排気温度閾値あり)

図 4.9: 仮想マシンセット

4.6.2 推計モデル

以下の条件で推計を行う．

• 1架分のサーバラック(1U×40)を想定，内最大で30台が稼動する．

• 仮想マシン要求は予め分かるとして選別する．

• 推計では，メモリ容量・ストレージ容量・バンド幅・仮想マシンCPUコア数とイ メージサイズを考慮していない．

• 全てのタスクは均一と仮定する．

• 使用していない物理マシンはスタンバイモードにする．

4.6.3 _{信頼性に関する推計} ( _手順 )

推計手順を図4.10に示す．

À目標とする0.01％故障時間を決定する．

Á設定すべきT_ex thresholdを図2.2より計算する．

Â稼動サーバ数と最高排気温度を推計プログラムで計算する．

Ã最高排気温度から正確な0.01％故障時間を計算する．

図 4.10: 推計手順

4.6.4 信頼性に関する推計 ( 結果 )

信頼性に関する推計結果を図4.3に示す．LOT負荷分散法の推計結果に注目すると，目 標とする0.01%故障時間を10000hと決めたとき，Tex thresholdは図2.2より45.0に設定 すればよいと分かる．推計プログラムを実行すると，稼動サーバ数は30台，最高排気温 度は44.8℃であると分かる．この44.8℃からCPU温度を逆算して，[9]を使って正確な

0.01%故障時間を計算する．10368hとなり，ユーザが求める信頼性の制約条件を満たして

いる．最大CPU負荷は90%である．

表 4.3: 信頼性に関する推計結果

アルゴリズム LOT負荷分散法 簡略化矢嶋法

目標0.01%故障時間(h) 10000

-T_ex threshold 45.0

-稼働サーバ数(台) 30 27

最高排気温度(℃) 44.8 46.0

0.01%故障時間(h) 10368 9026

最大CPU負荷(%) 90 100

4.6.5 CPU 使用率と最高排気温度

CPU使用率と最高排気温度の関係を図4.11に示す．CPU使用率の上昇とともに，最高 排気温度が上昇する．

図 4.11: CPU使用率と最高排気温度

4.6.6 T

threshold と故障時間

Tex thresholdと故障時間の関係を図4.12に示す．Tex thresholdが大きくすると，0.01%

故障時間は短くなる．簡略化矢嶋法は，温度閾値なしの場合である．

図 4.12: Tex thresholdと故障時間