Unified System Management Technology for Data Centres

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1 Unified System Management Technology for Data Centres データセンタ向け統合システム管理技術 Abstract Fujitsu s Unified System Management Technology (USMT) is a powerful, ubiquitous infrastructure that harnesses Web Service standards to provide unified capabilities for the management of components in all layers of the Data Centre from application and software services, right through to the hardware fabric. USMT provides a single, unified management interface to an operator either an automated management application or a human operator through which a unified set of common management capabilities can be accessed and applied to Data Centre components. This paper outlines the business value proposition to both Fujitsu and Fujitsu s customers and describes how the USMT addresses that value proposition. あらまし富士通が持つ統合システム管理技術 (USMT) は,Webサービス標準仕様を活用した強力かつユビキタスな基盤である アプリケーションサービスおよびソフトウェアサービスからハードウェア構造に至るまで, データセンタのすべての階層におけるコンポーネントを管理するための統合機能を提供する USMTはオペレータに対し, 単一統合管理インタフェースを提供する この場合, 操作主体のオペレータは自動管理アプリケーションであるのか, 人間であるのかは問わない このインタフェースを介して, 統合された共通管理機能にアクセスすることができ, 同機能をデータセンタにあるコンポーネントに適用することが可能となる 本稿では, 富士通グループ内および富士通のお客様に対する事業価値提案活動の概要を説明するとともに, USMTがこの価値提案活動にどのように生かされているかについて述べる David Snelling Assistant Division Manager, Fujitsu Laboratories of Europe Ltd. Engaged in the R&D of distributed systems. Sven van den Berghe Principal Researcher, Fujitsu Laboratories of Europe Ltd. Engaged in the R&D of distributed systems. Michel Drescher Researcher, Fujitsu Laboratories of Europe Ltd. Engaged in the R&D of distributed systems. 50 FUJITSU.59, 1, p (01,2008)

2 Unified System Management Technology for Data Centres 1. Introduction Data Centres are complex systems. They contain a diverse range of hardware and software components existing in many layers as depicted in Figure 1. The high level layers host user applications and their interfaces to the users, while the lower level layers host physical servers and networking equipment. In between these layers are middleware. The components in the various layers of the Data Centre all have independent lifecycles, which define the stages of creation, configuration, operation, and decommissioning for those components. Each component has to be configured and managed according to its individual needs and the needs of its users, where users can be other system components. The management process for the whole Data Centre, therefore, is made up of the sum of the management processes for each component hosted by the Data Centre. This overall management process is inherently complex as a result of the diversity of the components hosted by the Data Centre and their independent management needs and individual management processes. At this point, it is helpful to define what is meant by management, and what is meant by a management process. Management is the act of monitoring and controlling a component in the Data Centre. The management process is then the Application middleware Operating system middleware Networking Data Centre Web portal middleware Database middleware Server Figure 1 Data Centre layers and the components that they host. protocol for monitoring and controlling of a component. The management process sets out the steps and conditions under which component states are monitored and actions are taken to control that component. The complexity of the Data Centre, as a result of the diversity of the components that it hosts, is compounded by the evolving nature of most Data Centres. During its lifetime, a Data Centre may evolve to include the latest in technology in order to address the changing requirements of its users. This often results in a heterogeneous pool of resources in the Data Centre with each resource differing to the next in its management process, even if they are of the same nature, for example two servers will have different management needs. 1.1 Complexity and change are costly The complexity of Data Centres makes them very difficult to manage. Complex management processes have to be implemented involving many different steps. Moreover, these management processes change with the changing nature of the Data Centre, which in turn results in retraining of operators and reconfiguration of process management applications. The changing nature of the Data Centre and its complex management processes, therefore, are expensive in terms of the cost of its operation. This cost is manifested in the retraining of staff; in the downtime involved in the reconfiguration of the process management applications involved in managing the Data Centre; and in the cost of keeping changing Data Centre audit trails up to date for compliance purposes. In order to reduce the cost of the operation of Date Centres, therefore, what is needed is the right System Management Interface to any and all components hosted by the Data Centre. An appropriate abstraction, of the common parts of the management process of each component in the Data Centre, will enable all those components to be managed using a standard management process. The component specific details of the management process of each component can FUJITSU.59, 1, (01,2008) 51

3 Unified System Management Technology for Data Centres then be wrapped up by the abstract, standard management process offered by the System Management Interface as shown in Figure 2. requirements of Data Centres. The paper concludes by describing the value proposition of using Fujitsu s USMT for Data Centre management. 2. USMT 1.2 Automating Data Centre management In addition to lowering the cost of the operation Fujitsu s USMT is the System Management of Data Centres, a System Management Interface will Interface required to deliver abstract, standard help enormously towards automating the system management process for Data Centres. By specifying the required and expected behaviour for each system component, i.e. its states and state transitions, it is possible to automate the process for monitoring and controlling that component. This then leads to a single system specification for the monitoring and controlling of the whole Data Centre. By automating the management of each of its components individually, but in a standard way management processes for managing any and all system components. The USMT is an implementation of a number of Web Services standard specifications that together enable system components to be represented as resources with state and exhibiting manageable lifecycles. Web Services are emerging as the ubiquitous platform for interoperable, message based distributed systems. The distributed system management community is working to develop a collection of standards based on Web Services, to using the System Management Interface, the support system management. management of the whole Data Centre can be automated. A component thus represented as a resource with The remainder of this paper begins by introducing Fujitsu s Unified System Management Technology (USMT), then describes the system management requirements of Data Centres in terms of a set of capabilities and a set of management services, and finally provides more details of the USMT s management capabilities in response to the listed state, can then be monitored and managed in a standard way using the USMT. The USMT s overall management capability is hinged on the premise that system components have a basic lifecycle, as shown in the top row of Figure 3, which can be abstracted and applied to all system components. Basic component management, then, simply condenses into the management of this basic lifecycle, with component specific details of their management process being wrapped by the basic lifecycle stages. In order to deliver a standard management capability for managing the basic lifecycle of all Data Centre components, the USMT binds together a number of core management capabilities. The designs Component of these core management capabilities are dictated by the standard specifications that the USMT implements. The USMT s core management capabilities include capabilities for: Starting up and shutting down components; Configuring and reconfiguring components; Monitoring and managing the lifetime (i.e. Figure 2 creating and destroying) of a component s Abstract Standard Management Process can be applied manageability; to any component through a System Management Interface. Monitoring the lifecycle states of components 52 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

4 Unified System Management Technology for Data Centres Basic Lifecycle Management Process Component not available Component is extant Component is commissioned Component is active Component Specific Lifecycle Management Process Component is configurable Component is configured Component is runnable Component is running Figure 3 Component management process consisting of basic and component specific processes. and controlling them accordingly; Allowing each component to send notification messages; Monitoring the properties of components and sending out notifications to other components interested in changes to those properties; System components to subscribe to other components for notifications such as notifications of property changes; Giving components logical names and allowing a component to be addressed through its logical name regardless of the state or location of that component; Allowing components or information about components to be grouped into logical collections for discovery purposes and also for collective synchronous or asynchronous actions e.g. group subscriptions, group notifications, group lifecycle management; Ensuring message integrity; and Component and user authentication and authorisation (security). 3. Data Centre management requirements In order to provide unified (and eventually fully automated) management of all system components, two concepts need to be realised. Firstly, all manageable components need to express their management capabilities, see Section 3.1, and secondly, there needs to be a number of persistent services as part of the management infrastructure, which partake in managing system components, see Section Required management capabilities The management capabilities required to manage and automate the management of a Data Centre include: Lifetime Management: The ability to bring a Data Centre component into existence and to take it out of existence. Bringing a component into existence will lead to that component being manageable within a particular context in the Data Centre, a state known as extant. Lifecycle Management: The ability to manage a Data Centre component according to its prescribed lifecycle, once that component is in the extant state. The lifecycle of a component is prescribed according to its nature and use-case, and will vary from component to component. Introspection: In order for Data Centre components to be self-aware, and to enable component monitoring for management, component introspection is needed. This is done by capturing and publishing the state of a component s FUJITSU.59, 1, (01,2008) 53

5 Unified System Management Technology for Data Centres properties. Monitoring: In order to manage the lifecycle of Data Centre components, it is essential that their states can be monitored. This requires that those components are able to conditionally send notification messages to relevant clients, management applications and any other components that have subscribed to receive those messages. It is as a result of this critical feedback mechanism that component management, and therefore, Data Centre management, can be automated. Identification: In order to monitor and address Data Centre components for managing them, it is important to be able to identify them uniquely for all time. This requires a naming and addressing capability. Naming allows components to be abstractly named and addressing allows their abstract names to be mapped to the actual location of those components. Naming and addressing, therefore, are critical to the management of Data Centre components and the Data Centre as a whole. Collections: Often, Data Centre components and information about them need to be gathered into collections so that they can be monitored and managed as a group. Authentication and Authorisation: Security requirements for authentication and authorisation require an appropriate framework with message level security. Additionally, certification of entities and users may be required. In actual fact, these capabilities relate not only to the management of Data Centres and ICT system components, but, also to machinery and sensor networks with ICT interfaces. Thus, the concepts described in this paper extend beyond the management of Data Centres only. These required management capabilities can be fulfilled by the USMT s core management capabilities. 3.2 Required management services A set of management services is also required to help automate the management of the Data Centre. This set includes: Registry Service: Such a service would allow collections to be made for collective monitoring and management of components and information. Message Broker Service: In order to ensure message delivery, a message broker would act as a hub for the aggregation and distribution of messages, especially notification messages. This service would help to ensure scalability in large systems. Gateway Service: In order to implement authentication and authorisation of entities and users, a Gateway Service could enforce message level security and would perform certificate based authentication and authorisation. Configuration Management Service: In order to store, manage and access component specific configuration data, a configuration management service could be used in conjunction with configuration management database (CMDB) components. These required management services are offered by the USMT. 4. USMT and its management capabilities In order to manage a Data Centre component using the USMT, a USMT interface to that component is required. This interface takes the form of one or more Web Services that must be developed using the implementations of the USMT capabilities contained in the USMT Management Capability Library (UMCL). Using these USMT Web Service interfaces, clients and applications can manage the system component according to the standard management process specified by USMT, which in turn wraps component specific management processes. The UMCL is a library of management functionalities that are implemented according to the standard specifications of Web Services that represent resources with state. These specifications include the Web Services Resource Framework (WSRF) Specifications 1)-5) and the Web Services Notification 54 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

6 Unified System Management Technology for Data Centres (WSN) Specifications 6)-8) from OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards). In addition, the UMCL is compliant with the Open Grid Service Architecture s WSRF Basic Profile 1.0 9) from the Open Grid Forum (OGF), which is in turn compliant with the Web Services Interoperability (WS-I) Basic Profile Version ). This collection of specifications standardise various behaviours of a USMT system. The capabilities that they bring and how they are related to Data Centre Management is described below. A component that is USMT enabled using a USMT Web Service interface, can communicate with other USMT enabled components. This means that, for example, they can send monitoring and notification messages to each other and subscribe for such messages. In addition, they can invoke each other s management functions such as lifecycle operations. A USMT enabled component can also be managed by a USMT aware system manager, which may in turn be administered by a human operator or an automated management application. A USMT aware system manager may be able to manage multiple USMT enabled components at once. A USMT Web Service interface to a Data Centre component includes operations associated with USMT s core management capabilities, see Section 3.1. In addition, the same Web Service may include operations associated with the component specific management and functional capabilities. A developer of that Web Service must simply use the UMCL to develop the Web Service. The UMCL, therefore, is the developer s toolkit of USMT capabilities. 4.1 Lifetime management The WS-ResourceLifetime 2) specification provides the mechanism for controlling the extent (in time) of manageability of a system component. This capability allows automated shutdown of the component based on a preconfigured expiration time. It also allows an explicit and immediate shutdown of a component through a specific operation. A mechanism for extending a component s automatic lifetime is also available. 4.2 Lifecycle management Central to any management infrastructure is the notion of lifecycle management. This capability is specified by the evolving Lifecycle State Model specification included in the Open Grid Forum s Reference Model work. 11). The Lifecycle State Model consists of three states: extant, commissioned, and active. These component states are defined as follows: Extant: The component exists and is manageable. It can be commissioned, but is not ready to become active. It may be dependent upon other components. Commissioned: The component has been commissioned sufficiently to be activated. All components upon which it depends must also be commissioned or active. Active: The component is serving the purpose for which it is intended. All components upon which it depends must also be active. 4.3 Introspection In order to allow component manageability and discovery, the introspection of a manageable component s properties is provided by a very flexible and easy to use implementation of the WS-ResourceProperties 3) specification. This capability provides a mechanism for publishing a number of properties about a manageable component and making these properties available for consumption through a number of protocols. These protocols range from simple searches based on property names, through to processing of very complex queries about combinations of properties. This capability is designed for composition with the notification capability to provide a basic publish and subscribe service for the notification of changes in any property. Thus, simply defining properties of interest in a USMT enabled component, provides a resource monitoring capability without the need for any further development. FUJITSU.59, 1, (01,2008) 55

7 Unified System Management Technology for Data Centres In addition to component specific properties, a number of standard properties (as defined in the OGSA WSRF Basic Profile 1.0 9) ) are automatically included for each component by the USMT. These allow for the introspection of basic operations, available component properties, and identity and addressing information. 4.4 Notification By default any component with a USMT interface will support the WS-Notification 6)-8) suite of specifications. These provide the infrastructure for publishing and subscribing to notifications. The notification implementation is based on the simple property change notification pattern defined in WS- ResourceProperties. The WS-Notification specifications also provide enhanced capabilities, such as notification filtering using notification topics, and brokered notification. 4.5 Component Naming and addressing The WS-Naming 12) and WS-Addressing 13) specifications provide a mechanism for unambiguously identifying and addressing any component. The USMT implementation of these specifications takes advantage of a component model where each component is a resources with state, as defined formally in the WS-Resource 1) specification. 4.6 Collection management In distributed systems there are many cases where collections of components need to be monitored and managed collectively. The WS-ServiceGroup 4) specification provides an infrastructure for creating and managing such collections. 4.7 ETD security (UNICORE middleware security framework) Security, although in some systems not required, is a fundamental aspect of distributed systems. The USMT uses the Explicit Trust Delegation (ETD) framework 14) that was developed as part of the UNICORE middleware, 15) to provide a highly reliable platform for deploying a variety of security architectures. 5. Conclusions The power of the USMT is in its abstraction of a common set of core management capabilities, which can be applied to any and all system components. This enables those system components to be managed using an abstract, standard management process, which is the basic management process for all system components. Additionally, the USMT unifies and implements its core management capabilities into a library presented through a single interface. These core management capabilities are based on the latest lifecycle managed Web Service standards for resources with state. Through its single interface, the USMT makes it possible for an operator to manage all system components, including legacy sub-systems and applications. As a result of these aspects, the USMT delivers: Increased resource efficiency and productivity; Greater flexibility and simplicity in resource deployment, configuration and management; Lower staff costs due to a single, unified management interface and model for all components, thereby reducing staff training costs; Greater customer confidence due to high reliability and a common security framework; and A unified management model enabling automated management of all system components. The USMT s architecture: Is based on a collection of architectural distributed computing concepts that unify the capabilities required for managing all components, be they resources, applications, services, or business processes; Includes an interface specification expressing these architectural concepts in terms of standardised Web Services specifications; and Specifies a framework describing how to use these interfaces to manage system components. The USMT simplifies system integration by 56 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

8 Unified System Management Technology for Data Centres providing a standards-based Web Service interface. Thus, any system component can be managed using the USMT by providing that component with a Web Service interface. In addition, systems from across a number of independent organisations can be integrated and managed as a single system through the single, unified USMT management interface. To enable trust in cross organisational integration, the USMT leverages the ETD security framework. By using Web Service standards and SOA, the USMT also enables systems in a heterogeneous computing environment to be integrated. These systems can then be managed in a homogeneous way through the USMT. The USMT simplifies management of legacy systems, by providing the same core management capabilities to both new and legacy systems. Legacy systems can be wrapped using Web Services, to allow them to be plugged into the USMT. The threefold ability of the USMT to integrate system components across organisational boundaries; in a heterogeneous system environment; and with legacy systems, makes it a powerful technology. The USMT abstracts core component management requirements and system management processes to provide a single interface for managing any and all components in Data Centres. Thus, the USMT reduces the cost of complexity and change in Data Centres by removing the need for constant training and reconfiguration of staff and management applications. References 1) S. Graham et al.: Web Services Resource 1.2 (WS-Resource). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April ) L. Srinivasan et al.: Web Services Resource Lifetime 1.2 (WS-ResourceLifetime). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April ) S. Graham et al.: Web Services Resource Properties 1.2 (WS-ResourceProperties). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April ) T. Maguire et al.: Web Services Service Group 1.2 (WS-ServiceGroup). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April ) L. Liu et al.: Web Services Base Faults 1.2 (WS- BaseFaults). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April ) S. Graham et al.: Web Services Base Notification 1.3 (WS-BaseNotification). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), October ) D. Chappell et al.: Web Services Brokered Notification 1.3 (WS-BrokeredNotification). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), October ) W. Vambenepe et al.: Web Services Topics 1.3 (WS-Topics).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), October ) I. Foster et al.: OGSA TM WSRF Basic Profile 1.0. GFD-R-P.072, Open Grid Forum, May ) K. Ballinger et al.: Basic Profile Version 1.1. The Web Services-Interoperability Organization (WS-I), April ) The Open Grid Forum Reference Model Working Group (RM-WG). 12) A. Grimshaw et al.: WS-Naming Specification. GFD-R-P.109, Open Grid Forum, July ) M. Gudgin et al.: Web Services Addressing 1.0 Core. The World Wide Web Consortium (W3C), May ) D. Snelling et al.: Explicit Trust Delegation: Security for Dynamic Grids. FUJITSU Sci. Tech. J., Vol.40, No.2, p (2004). 15) The UNICORE middleware. FUJITSU.59, 1, (01,2008) 57

9 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) まえがき データセンタは, いわば複合化されたシステムである 図 -1に示すように, 様々なハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントが幾層にもわたって存在している 上位層は, ユーザアプリケーションおよびユーザインタフェースで構成され, 下位層は, 物理サーバおよびネットワーク機器で構成される これらの層の中間に位置するのが, ミドルウェアである データセンタのそれぞれの階層に存在する各コンポーネントは, それぞれ独自のライフサイクルを持つ ライフサイクルは, コンポーネントの生成に始まり, 設定, 運用, 廃棄といった段階をたどる 各コンポーネントは, 個別のニーズやユーザのニーズを反映して設定管理されなければならない 場合によっては, ユーザもシステムコンポーネントの一部と成り得る そこでは当然, データセンタ全体の管理プロセスは, データセンタを構成するコンポーネントごとの管理プロセスの総和となる 全体の管理プロセスは, データセンタを構成するコンポーネントや, コンポーネント独自の管理ニーズ, および個々の管理プロセスの多様性により, 非常に複雑なものとなる そこでまず 管理 および 管理プロセス の意味を定義しておく 管理とは, データセンタのコンポーネントを 監視および制御 する行為であり, このとき管理プロセスは, コンポーネントを監視お アプリケーション ミドルウェア オペレーティングシステム データセンタ Web ポータル ミドルウェア データベース ミドルウェアミドルウェア ネットワーキング サーバ 図 -1 データセンタの階層およびコンポーネント Fig.1-Data Centre layers and the components that they host. よび制御するための プロトコル となる すなわち管理プロセスは, コンポーネントの状態を監視し, コンポーネントを制御するために講じる手段の手順および条件を提示する 構成するコンポーネントが多岐にわたるために生じるデータセンタの複雑性は, 往々にしてデータセンタの拡大とともにさらに増大する 現在運用中であるデータセンタはユーザの条件変更に対応するために, 最新技術を装備しつつ拡大運用しなくてはならない場合がある それにより, データセンタは複雑な異種環境のリソース群であふれかえることになる この場合注意したいのは, 各リソースは, たとえ同じ性質を持っていたとしても, 管理プロセスにおいては個々に異なるという点である 例えば,2 台のサーバがあってもそれぞれの管理ニーズが異なるのである 高コストにつながる複雑性の増大とデータセンタの変更データセンタが複雑になれば, 管理が非常に困難になる 多くの手順を伴う複雑な管理プロセスを実装しなければならない さらに, この管理プロセスはデータセンタの変更に伴って変化していくため, 二次的にはオペレータの再教育およびプロセス管理アプリケーションの再設定の問題を引き起こす このため, データセンタの変更および管理プロセスの複雑化は, 運用コストの点で多大の負担を強いることになる 運用コストとは, スタッフの再教育, データセンタの管理にかかわるプロセス管理アプリケーションの再設定に伴うダウンタイム, 刻々と変化するデータセンタの監査証跡をコンプライアンスの観点から最新に保つ際のコストといった形で表れる そこで, データセンタの運用コストを削減するために必要となるのが, データセンタを構成するすべてのコンポーネントに接続する適切な システム管理インタフェース である データセンタに存在する各コンポーネントの管理プロセスの共通部分を適切に抽象化すれば, どのようなコンポーネントでも標準管理プロセスによって管理可能となる その後, 各コンポーネントの管理プロセスが持つそのコンポーネント固有の属性は, 図 -2に示すように, システム管理インタフェースが提供する標準抽象管理プロセスに包含される 58 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

10 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) データセンタ管理の自動化 システム管理インタフェースは, データセンタの運用コストを削減するばかりでなく, データセンタ向けシステム管理プロセスの自動化にも大いに貢献する システムコンポーネントごとに必要かつ期待される動作, すなわち状態表示および状態遷移を指定することにより, そのコンポーネントの監視および制御のプロセスを自動化することができる その後, システム管理インタフェースは, データセンタ全体を監視および制御するため, 単一のシステム仕様となる 各コンポーネントの管理を個別に自動化することにより, かつシステム管理インタ コンポーネント 図 -2 システム管理インタフェースを介してコンポーネントに適用可能な標準抽象管理プロセス Fig.2-Abstract Standard Management Process can be applied to any component through a System Management Interface. フェースを使用した標準的な方法を用いることで, データセンタ全体の管理を自動化することができるのである 本稿では, 富士通の統合システム管理技術 (USMT) を紹介し, 各種機能および管理サービスの観点から, データセンタのシステム管理条件について述べる さらに, データセンタの諸条件に対応したUSMT 管理機能について詳しく説明する 最後に, データセンタの管理に富士通のUSMTを使用する意義とその価値の提案を試みる 統合システム管理技術 (USMT) 富士通のUSMTとは, すべてのシステムコンポーネントを管理することが可能となる標準抽象管理プロセスを提供するために必要な システム管理インタフェース である USMTは, 様々なWeb サービス標準仕様を実装している この標準仕様を組み合わせることで, システムコンポーネントを, 状態を持つリソースとして管理可能なライフサイクルとともに表示することができる Webサービスは, 相互運用可能なメッセージベースの分散システムにおいてユビキタスプラットフォームとなっている 分散システム管理のコミュニティでは,Webサービスに基づく標準仕様集の開発, ひいてはシステム管理のサポートに取り組んでいる 状態情報付のリソースとして表示されるコンポーネントは,USMTによる標準的な方法で監視および管理することができる USMTの包括的管理機能は, 図 -3の最上段に示すとおり, システムコン 基本ライフサイクル管理プロセス コンポーネント使用不可 コンポーネント現存 コンポーネント委託済み コンポーネントアクティブ コンポーネント固有ライフサイクル管理プロセス コンポーネント設定可 コンポーネント設定済み コンポーネント作動可 コンポーネント作動中 図 -3 基本プロセスおよびコンポーネント固有プロセスで構成されるコンポーネント管理プロセス Fig.3-Component management process consisting of basic and component specific processes. FUJITSU.59, 1, (01,2008) 59

11 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) ポーネントが基本ライフサイクルを持つことを前提としている 基本ライフサイクルは, すべてのシステムコンポーネントに対し抽象化され適用される このように, 基本コンポーネント管理は, この基本ライフサイクルの管理に凝縮される 基本ライフサイクルの各段階には, コンポーネントの管理プロセスに関するコンポーネント固有の詳細が含まれている すべてのデータセンタコンポーネントの基本ライフサイクルを管理する標準管理機能を提供することにおいて,USMTは多くの集中管理機能を組み合わせている この集中管理機能の構造は,USMT が実装する標準仕様によって決定される USMTの集中管理機能には, 以下の機能が含まれる コンポーネントの起動および終了 コンポーネントの設定および再設定 コンポーネントを管理できるライフタイムの監視および管理 ( 生成および廃棄など ) コンポーネントのライフサイクル状態の監視, および状態に応じた制御 通知メッセージの送信を各コンポーネントに許可する機能 コンポーネントのプロパティの監視, およびプロパティの変更に関係あるほかのコンポーネントへの通知の送信 システムコンポーネントが, プロパティ変更などの通知を, ほかのコンポーネントから受信する機能 コンポーネントに論理名を付与する機能 またコンポーネントの状態または位置にかかわらず, そのコンポーネントが論理名によってアドレス指定を受ける機能 コンポーネントまたはコンポーネントに関する情報を, 検索時に包括的な同期または非同期動作が行えるように論理的な集まりにグループ化する機能 ( 例えば, グループ許可, グループ通知, グループライフサイクル管理など ) メッセージの整合性の保証 コンポーネントおよびユーザの認証および承認 ( セキュリティ ) データセンタ管理条件すべてのシステムコンポーネントを統合 ( 最終的には全自動 ) 管理するために, 二つの概念を具現化する必要がある 一つは, 管理可能なすべてのコンポーネントは, その管理機能を明確にする必要がある ( 下記 必須管理機能 参照 ) 二つ目は, 管理基盤の一部として, 持続的サービスが必要である このサービスはシステムコンポーネントの管理の役割を担う ( 下記 必須管理サービス 参照 ) 必須管理機能データセンタの管理および管理の自動化には, 以下の管理機能が必要である ライフタイム管理: データセンタコンポーネントを生成したり廃棄したりする機能である コンポーネントを生成すると, データセンタ内の特定の状況でそのコンポーネントを管理することができる 現存 と状態表示される ライフサイクル管理: データセンタコンポーネントが現存状態にある場合, 指定したライフサイクルに従ってそのコンポーネントを管理する機能である コンポーネントのライフサイクルはコンポーネントの性質および使用事例に従って指定され, コンポーネントによって異なる 内部観察: データセンタコンポーネントが自己認識できるように, また管理のためにコンポーネント監視ができるように, コンポーネントの内部観察が必要である 内部観察は, コンポーネントのプロパティの状態を獲得し公開することによって行われる 監視: データセンタコンポーネントのライフサイクルを管理するには, コンポーネントの状態を監視することが必要不可欠である そのためには, 当該コンポーネントが, 関連するクライアント, 管理アプリケーション, およびメッセージの受信を許可したほかのコンポーネントに対し, 通知メッセージを条件付きで送信する必要がある このように重要なフィードバック機構が作動すれば, コンポーネント管理, ひいてはデータセンタ管理を自動化することができる 識別: 管理のために, データセンタコンポーネントの監視およびアドレス指定を行うには, 常にコンポーネントの識別ができることが重要である 60 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

12 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) そのためには, ネーミング / アドレッシング機能が必要である ネーミング機能により, コンポーネントを抽象的に命名することができる また, アドレッシング機能により, 抽象名をコンポーネントの実際の位置にマッピングできる したがって, ネーミングおよびアドレッシングは, データセンタコンポーネントの管理, さらにはデータセンタ全体にとって極めて重要な機能である 収集: 多くの場合, データセンタコンポーネントおよびデータセンタコンポーネントに関する情報は, グループとして監視および管理できるように収集する必要がある 認証および承認: 認証および承認のセキュリティ条件には, メッセージレベルセキュリティによる適切なフレームワークが必要である さらに, エンティティおよびユーザの証明が必要な場合もある 実際に, 上記の機能はデータセンタおよびICTシステムコンポーネントの管理だけでなく,ICTインタフェースに接続する周辺機器およびセンサネットワークにも関連する したがって, 本稿で述べる概念は, データセンタの管理を越えた部分にまで及んでいる 必須管理機能は,USMTの集中管理機能によって実行できる 必須管理サービスデータセンタ管理の自動化を促進するためには, 一連の管理サービスも必要である 以下のサービスが含まれる レジストリサービス: このサービスにより, コンポーネントおよび情報の一括監視および管理のための収集を行うことができる メッセージブローカサービス: メッセージ配信を確実に行うために, メッセージブローカが, とくに通知メッセージなどの集積および配信のハブの役割を果たす このサービスにより, 大規模システムのスケーラビリティが保証される ゲートウェイサービス: エンティティ, ユーザの認証および承認を実施するために, ゲートウェイサービスはメッセージレベルセキュリティを強化し, 認証および承認に基づいた認可を行う 構成管理サービス: コンポーネント固有の構成データの保存, 管理, アクセスを行うために, 構成管理データベース (CMDB) コンポーネント と連動して, 構成管理サービスを使用することができる 上記必須管理サービスは,USMTによって提供される USMTおよびその管理機能 USMTによってデータセンタコンポーネントを管理するには, そのコンポーネントに接続する USMTインタフェースが必要である このインタフェースは,USMT 管理機能ライブラリ (UMCL) に含まれるUSMT 機能の実装により開発されるべき一つ, あるいは複数のWebサービスの形態をとる USMTのWebサービスインタフェースにより, クライアントおよびアプリケーションは,USMTが指定する標準管理プロセスに従ってシステムコンポーネントを管理することができる 標準管理プロセスには, コンポーネント固有の管理プロセスが含まれる UMCLは, 状態情報を持つリソースを表示する Webサービスの標準仕様に従って実装される管理機能のライブラリである この標準仕様には, 構造化情報標準促進協会 (OASIS) によるWebサービスリソースフレームワーク (WSRF) 仕様 (1)-(5) および Webサービス通知 (WSN) 仕様 (6)-(8) がある さらに,UMCL は, オープングリッドフォーラム (OGF) によるオープングリッドサービスアーキテクチャのWSRFベーシックプロフィール1.0 (9) に準拠している そのWSRFベーシックプロフィール1.0 は,Web Services Interoperability(WS-I) のベーシックプロフィールバージョン1.1 (10) に準拠している この仕様集は,USMTシステムの様々な運用を標準化したものである 運用によって生じる機能およびデータセンタの管理にシステムの運用がどのように関連するかについて以下に説明する USMT のWeb サービスインタフェースにより USMT 対応のコンポーネントは, ほかのUSMT 対応コンポーネントと通信することができる これにより, 例えば, 監視および通知メッセージを送信し合ったり, このようなメッセージを許可したりすることができる また, ライフサイクル運用など互いの管理機能を呼び出すことができる USMT 対応コンポーネントは,USMT 認識システムマネージャによって管理することもできる こ FUJITSU.59, 1, (01,2008) 61

13 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) のマネージャは, 人間のオペレータまたは自動管理アプリケーションによって管理できる USMT 認識システムマネージャは, 複数のUSMT 対応コンポーネントを同時に管理することができる データセンタコンポーネントに接続するUSMT のWebサービスインタフェースには,USMTの集中管理機能と連携した運用が含まれる ( 前記 必須管理機能 参照 ) また, 同 Webサービスには, コンポーネント固有の管理機能および一般機能と連携した運用が含まれることがある Webサービスを開発する場合,UMCLを使用するだけでよいことになる つまり,UMCLはUSMT 機能の開発者用ツールキットなのである ライフタイム管理 WSリソースライフタイム (2) の仕様は, システムコンポーネントの管理性の程度 ( 時間単位 ) を制御する機構を提供する ライフタイム管理機能により, 事前に設定した期限に基づいて, コンポーネントの自動シャットダウンが可能になる また, あらかじめ終了時間を設定しておけば, コンポーネントを自動的にシャットダウンすることも可能になる コンポーネントの自動ライフタイムを延長する機構も利用できる ライフサイクル管理管理基盤の中核を成すのは, ライフサイクル管理の概念である ライフサイクル管理機能は, オープングリッドフォーラムでの標準モデルワーク (11) に含まれる進化しているライフサイクルステートモデル仕様によって明記されている ライフサイクルステートモデルは, 三つの状態で構成される すなわち, 現存 委託済み アクティブ である コンポーネントの三つの状態は, 以下のように定義される 現存: コンポーネントが存在し, 管理可能な状態である コンポーネントの委託はできるが, アクティブになる準備はできていない ほかのコンポーネントに依存する可能性もある 委託済み: コンポーネントは作動できるように委託されている このコンポーネントが依存するすべてのコンポーネントも, 委託されるかアクティブでなければならない アクティブ: コンポーネントは自らの目的のために動作している 当該コンポーネントが依存する すべてのコンポーネントがアクティブでなければならない 内部観察コンポーネントの管理性を高め検索可能にするために, 管理可能なコンポーネントプロパティの内部観察を行う 内部観察は, 柔軟性が高く使いやすい WS-ResourceProperties 仕様 (5) の実装により行う 内部観察機能は, 管理可能なコンポーネントの様々なプロパティを公開したり, こうしたプロパティを多くのプロトコルから使用したりできるようにするための機構を提供する この場合のプロトコルとは, プロパティ名に基づいた簡単な検索から, プロパティの組合せに関する非常に複雑な問合せの処理まで多岐にわたる また, 内部観察機能は, プロパティの変更を通知する基本的な公開 許可サービスを実行する通知機能を持った構成になっている したがって, USMT 対応コンポーネントに関連するプロパティを定義するだけで, それ以上開発する必要もなく, リソース監視機能を提供することができる コンポーネント固有のプロパティのほかに, USMT では数多くの標準プロパティ (OGSA WSRF 基本プロフィール1.0 (9) に定義されている ) が, コンポーネントごとに自動的に組み込まれている これにより, 基本操作, 利用可能なコンポーネントプロパティ, アイデンティティおよびアドレッシング情報の内部状態の確認が可能になる 通知初期設定により,USMTインタフェースを持ったコンポーネントであれば,WS-Notification (6)-(8) 仕様をサポートすることになる WS-Notification 仕様は, 通知の公開および許可するための基盤を提供する 通知の実装は,WS-ResourcePropertyに定義された簡単なプロパティ変更通知パターンに基づいている WS-Notification 仕様は, 通知トピックスによる通知フィルタリングおよび仲介通知など, 高機能も提供する コンポーネントのネーミングおよびアドレッシング WS-Naming (12) およびWS-Addressing (13) 仕様は, コンポーネントを明確に識別およびアドレス指定する機構を提供する この仕様をUSMTに実装すると,WS-Resource (1) 仕様に正式に定義されていると 62 FUJITSU.59, 1, (01,2008)

14 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) おり, 各コンポーネントが状態情報付のリソースとなるコンポーネントモデルを活用することになる 収集管理分散システムでは, 多くの場合, コンポーネント情報の収集を一括で監視および管理する必要がある WSサービスグループ (4) 仕様は, このような収集を生成および管理する基盤を提供する ETDセキュリティ (UNICOREミドルウェアセキュリティフレームワーク ) セキュリティは, システムによっては不要だが, 分散システムの基本的側面である USMTは, UNICOREミドルウェア (14) の一部として開発された明示的な信頼委譲 (ETD : Explicit Trust Delegation) フレームワーク (15) を使用して, 様々なセキュリティアーキテクチャを展開する信頼性の高いプラットフォームを提供している むすび USMTの真価は, ありとあらゆるシステムコンポーネントへの適用が可能な共通の集中管理機能の抽象化に発揮される この機能があれば, 標準抽象管理プロセスによって, システムコンポーネントを管理することができる 標準抽象管理プロセスとは, すべてのシステムコンポーネントを対象とした基本的な管理プロセスである また,USMTは, 単一インタフェースによって表示されるライブラリに共通管理機能を統合して実装している この集中管理機能は, 状態情報を持つリソースを対象とした最新のライフサイクルの管理 Webサービス標準仕様に基づいている USMTによって, 単一インタフェースを経由して, オペレータは従来からのサブシステムおよびアプリケーションをはじめとしたすべてのシステムコンポーネントを管理することができる 上記のような観点から,USMTでは以下を実現した リソース効率および生産性の向上 リソース展開, 設定, および管理における柔軟性と簡易性の向上 すべてのコンポーネントに対し, 単一の統合管理インタフェースおよびモデルを使用することによるオペレータスタッフコストの低減化と, その結果生じるスタッフ訓練費の削減 高信頼性および共通セキュリティフレームワークによるお客様の信頼向上 あらゆるシステムコンポーネントの自動管理を実現した統合管理モデルまた,USMTのアーキテクチャは以下を実現した あらゆるコンポーネントを管理するために必要な機能を統合する一連のアーキテクチャ分散コンピュータ概念に基づいている つまり, リソース, アプリケーション, サービス, またはビジネスプロセスなどである 標準化されたWebサービス仕様の点からアーキテクチャの概念を表現したインタフェース仕様を含む システムコンポーネントを管理するために, インタフェースをどのように使用するかを記述したフレームワークを指定する USMTは, 標準仕様に基づくWebサービスインタフェースを提供することにより, システムインテグレーションを簡素化している このようにして, システムコンポーネントは,Webサービスインタフェースを持つコンポーネントを提供することにより,USMTによって管理することができる さらに, 単一の統合 USMT 管理インタフェースにより, 様々な独立した団体組織のシステムを単一システムとして統合管理することができる USMTはETDセキュリティフレームワークを活用しているため, 組織を越えた統合に信頼性を与えることができる Web サービス標準仕様およびSOA により, USMTは異種コンピュータ環境にあるシステムの統合も可能にしている このようなシステムは, USMTにより, 一律に管理することができる USMTは, 同じ集中管理機能を新規および従来のシステムに適用することにより, 従来システムの管理を簡素化している 既存のシステムは,Web サービスによって,USMTに組み込むことができる 既存システムが存在する異種システム環境において, 組織の境界を越えてシステムコンポーネントを統合するために,USMTは数倍の能力を発揮する この能力により,USMTは実効力の高い技術となっているのである USMTは, 集中コンポーネ FUJITSU.59, 1, (01,2008) 63

15 Unified System Management Technology for Data Centres( 日本語訳 ) ント管理条件およびシステム管理プロセスを抽象化し, データセンタにおけるすべてのコンポーネントを管理するための単一インタフェースを提供している したがって,USMTは, スタッフおよび管理アプリケーションの定常的な訓練および再設定を行う必要もなく, データセンタにおける複雑化および変更作業にかかるコストを削減する 参考文献 (1) S. Graham et al.:web Services Resource 1.2 (WS-Resource).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), April (2) L. Srinivasan et al. : Web Services Resource Lifetime 1.2 (WS-ResourceLifetime).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),April (3) S. Graham et al. : Web Services Resource Properties 1.2 (WS-ResourceProperties).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),April (4) T. Maguire et al.:web Services Service Group 1.2 (WS-ServiceGroup). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),April (5) L. Liu et al.:web Services Base Faults 1.2 (WS- BaseFaults).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),April (6) S. Graham et al.:web Services Base Notification 1.3 (WS-BaseNotification). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),October (7) D. Chappell et al. : Web Services Brokered Notification 1.3 (WS-BrokeredNotification). Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS),October (8) W. Vambenepe et al.:web Services Topics 1.3 (WS-Topics).Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS), October (9) I. Foster et al.:ogsa TM WSRF Basic Profile 1.0. GFD-R-P.072,Open Grid Forum,May (10) K. Ballinger et al.:basic Profile Version 1.1. The Web Services-Interoperability Organization (WS-I),April (11) The Open Grid Forum Reference Model Working Group (RM-WG). (12) A. Grimshaw et al.:ws-naming Specification. GFD-R-P.109,Open Grid Forum,July (13) M. Gudgin et al.:web Services Addressing 1.0 Core.The World Wide Web Consortium (W3C), May (14) The UNICORE middleware. (15) D. Snelling et al. : Explicit Trust Delegation: Security for Dynamic Grids.FUJITSU Sci. Tech. J., Vol.40,No.2,p (2004). 64 FUJITSU.59, 1, (01,2008)