JP2001034591A - トランザクション処理の負荷分散方式及び負荷分散方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、計算機の負荷を考慮することで効
率的なトランザクション処理を行う。 【解決手段】 複数の端末１から投入されるトランザク
ション処理を、共通の通信処理装置２によって複数の計
算機３、４に割り振って処理を行う負荷分散方式におい
て、各々の計算機３における過負荷トランザクション数
を算出する過負荷通知手段３４と、通信処理装置２内に
設けられ、計算機３、４毎の過負荷トランザクション数
に基づいて、端末１から投入されたトランザクション処
理をいずれの計算機に割り振るかを決定するシステム選
択手段２２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の端末から投
入されるトランザクション処理を複数の計算機に割り振
って処理を行うオンライントランザクション処理の負荷
分散方式及び負荷分散方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオンライントランザクション処理
システムにおいて、端末から投入されるトランザクショ
ン処理要求を、端末が接続されている通信処理装置によ
って複数の同一の処理の可能な計算機に分散し処理を行
うことで負荷分散を行うクラスタシステムが実現されて
いる。

【０００３】従来の負荷分散機能を有するオンライン処
理システムの一例が、特開平１０−２４０６９７号公報
に記載されている。

【０００４】この従来のセッション使用率をもとにした
負荷分散方式システムは、端末と、セッション管理テー
ブルを含む中継装置と、処理装置とから構成されてい
る。

【０００５】このような構成を有する従来のオンライン
処理システムはつぎのように動作する。すなわち、中継
装置では、処理装置に要求したトランザクション処理要
求をカウントし、事前に設定された処理装置ごとの最大
処理多重度に対するトランザクション処理要求数の割合
を処理装置の負荷としてセッション管理テーブルに記録
する。

【０００６】中継装置は、端末からの処理要求を受ける
と、セッション管理テーブルを参照し最も負荷の低い処
理装置にトランザクション処理要求を送信することで、
負荷分散をおこなう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
には、次のような問題点があった。すなわち、上述の従
来技術では、投入されるトランザクションの負荷に差が
ある場合に処理装置の間で負荷に偏りが発生し、高負荷
となっている処理装置でもトランザクションの処理要求
数が小さい場合に中継装置からトランザクション処理要
求がおこなわれ、処理効率が低下することである。

【０００８】その理由は、処理装置の負荷を、トランザ
クションの最大処理多重度に対するトランザクション処
理要求数の割合によって決定しており、それぞれのトラ
ンザクションの処理によって処理装置で発生するＣＰＵ
負荷が考慮されていないためである。

【０００９】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、計算機の負荷を考
慮することで効率的なトランザクション処理を行うこと
の可能なトランザクション処理の負荷分散方式及び負荷
分散方法を提供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項１記載の発明
の要旨は、複数の端末から投入されるトランザクション
処理を、共通の通信処理装置によって複数の計算機に割
り振って処理を行う負荷分散方式において、各々の計算
機における過負荷トランザクション数を算出する過負荷
通知手段と、通信処理装置内に設けられ、計算機毎の過
負荷トランザクション数に基づいて、端末から投入され
たトランザクション処理をいずれの計算機に割り振るか
を決定するシステム選択手段とを備えることを特徴とす
るトランザクション処理の負荷分散方式に存する。請求
項２記載の発明の要旨は、前記過負荷トランザクション
数は、前記計算機が処理しているトランザクション処理
数、及び、当該計算機の負荷の上限値に対するその時点
における当該計算機の負荷の割合から算出されることを
特徴とする請求項１記載のトランザクション処理の負荷
分散方式に存する。請求項３記載の発明の要旨は、前記
通信処理装置は、前記過負荷通知手段により算出された
前記過負荷トランザクション数が、前記計算機のシステ
ムＩＤと対応してテーブル化された負荷情報管理テーブ
ルを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のトラ
ンザクション処理の負荷分散方式に存する。請求項４記
載の発明の要旨は、各々の前記計算機が過負荷状態にあ
るか否かを監視する負荷監視手段を備え、前記過負荷通
知手段は、前記負荷監視手段が過負荷状態にある前記計
算機が存在すると判断した際、当該過負荷状態にある前
記計算機について前記過負荷トランザクション数を算出
することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
トランザクション処理の負荷分散方式に存する。請求項
５記載の発明の要旨は、前記通信処理装置は、前記計算
機から前記トランザクション処理の結果が返却されたと
き、当該計算機の過負荷トランザクション数が０より大
きい場合はこの過負荷トランザクション数を減算するト
ランザクション応答返却手段を備えることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載のトランザクション処理
の負荷分散方式に存する。請求項６記載の発明の要旨
は、複数の端末から投入されるトランザクション処理
を、共通の通信処理装置によって複数の計算機に割り振
って処理を行う負荷分散方法において、各々の計算機に
おける過負荷トランザクション数を算出し、この過負荷
トランザクション数に基づいて、端末から投入されたト
ランザクション処理をいずれの計算機に割り振るかを決
定することを特徴とするトランザクション処理の負荷分
散方法に存する。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の一実施形態の特徴
について簡単に説明する。本実施形態は、通信処理装置
とデータベースを共有することで、どの計算機でも端末
から投入されるトランザクションに同一の処理が可能な
複数の計算機によって構成されるクラスタシステムに関
して、トランザクションを効率よく処理することを可能
とする構成を提供するものである。

【００１２】図１を参照すると、計算機３、４はクラス
タシステムを構成する全てのシステムで同一の構成とな
っている。また、計算機３に含まれるトランザクション
処理システム３０は、データベース５を共有することで
端末１から投入されたトランザクションはどの計算機
３、４で処理をおこなっても同一の処理結果を得ること
ができる。したがって、端末１から投入されるトランザ
クションを複数の計算機３、４で並列して処理をおこな
うことで、負荷分散をおこなうことができる。

【００１３】負荷情報管理テーブル２３は、クラスタシ
ステムを構成する計算機３、４のシステムＩＤ２３１と
過負荷トランザクション数２３２を記録している。シス
テム選択手段２２では、過負荷トランザクション数２３
２の値を参照することで計算機の負荷状態を判断するこ
とができる。クラスタを構成する一部の計算機が過負荷
状態となっている場合、システム選択手段２２は負荷情
報管理テーブル２３を参照して負荷が定常状態にある計
算機を選択してトランザクション処理要求をおこなう。

【００１４】また、クラスタを構成する全ての計算機が
過負荷状態となっている場合は、負荷情報管理テーブル
２３を参照してもっとも過負荷トランザクション数２３
２の値が小さい負荷の低い計算機を選択してトランザク
ションの処理要求をおこなう。

【００１５】このようにして、クラスタを構成する計算
機に対して、過負荷となっている計算機に対してトラン
ザクションをふりわけないようにすることで、処理性能
の低下を防ぎ、トランザクションを効率的に分配するこ
とを可能にする。

【００１６】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。図１に示すように、本発明の一実施
形態であるクラスタシステムは、端末１と、通信処理装
置２と、計算機３と計算機４と、データベース５で構成
される。

【００１７】端末１は、通信処理装置２に接続されてお
り、トランザクションの投入とトランザクション処理結
果の返却がおこなわれる。

【００１８】計算機３と計算機４は、同一構成となって
いる。また、計算機３に含まれるトランザクション処理
システム３０はデータベース５を共有している。したが
って、端末１から投入されたトランザクションは、どち
らの計算機３、４で処理をおこなっても同一の処理結果
となる。

【００１９】通信処理装置２は、端末１と計算機３と計
算機４に接続されており、端末１とクラスタを構成する
計算機３、４の間でトランザクションの分散制御をおこ
なう。通信処理装置２は、端末１からトランザクション
を受信し、計算機３または計算機４に分散してトランザ
クション処理を要求し、計算機から返却されるトランザ
クションの処理結果を端末１に返却することで、端末１
から投入されるトランザクションを並列に処理し負荷分
散をおこなう。

【００２０】通信処理装置２は、トランザクション受信
手段２１と、システム選択手段２２と、負荷情報管理テ
ーブル２３と、処理要求通知手段２４と、通信制御装置
２５と、過負荷通知処理手段２６と、トランザクション
応答返却手段２７を含む。トランザクション受信手段２
１は、端末１からのトランザクションを受信する。

【００２１】システム選択手段２２は、トランザクショ
ン受信手段２１からトランザクションを受け取り、負荷
情報管理テーブル２３を参照して負荷の低い計算機３、
４を選択し、処理要求通知手段２４によって計算機３、
４にトランザクションの処理要求を通知する。

【００２２】負荷情報管理テーブル２３は、クラスタを
構成する計算機３と計算機４に関するシステムＩＤ２３
１と過負荷トランザクション数２３２を含み、システム
選択手段２２においてトランザクションの処理要求をお
こなう計算機を選択するために使用される。

【００２３】システムＩＤ２３１は、クラスタを構成す
る計算機３、４にあらかじめ一意に割り振られた番号で
あり、計算機の識別に使用される。

【００２４】過負荷トランザクション数２３２は、計算
機３、４のＣＰＵ負荷状態を示す値であり、計算機が通
常のＣＰＵ負荷状態にある場合には０の値をとり、計算
機３、４がＣＰＵ過負荷状態となっている場合は１以上
の値をとる。この値は、計算機に設定されたＣＰＵ負荷
の上限よりも多く処理されているトランザクション実行
数を、ＣＰＵ過負荷検出時のトランザクション実行数と
ＣＰＵ負荷とＣＰＵ負荷の上限値から計算により予測し
たものである。この値が大きいほど計算機は過負荷状態
になっていることを意味する。

【００２５】過負荷状態となった計算機でトランザクシ
ョンの処理が完了しトランザクションの結果が返却され
るごとに１減算され、通信処理装置２は、過負荷トラン
ザクション数２３２の値が０になることで過負荷状態と
なった計算機が通常の負荷状態となったと判断する。

【００２６】処理要求通知手段２４は、システム選択手
段２２によってトランザクションの処理要求が行われる
と、トランザクションに順次番号を付加して通信制御装
置２５により計算機３または計算機４にトランザクショ
ンの処理要求をおこなう。順次番号は計算機３でトラン
ザクションとともに持ち回られトランザクションの処理
結果とともに通信制御装置２５に返却され、トランザク
ション処理要求と処理結果の対応をとるために使用され
る。

【００２７】過負荷通知処理手段２６は、計算機３から
過負荷通知を受信すると、負荷情報管理テーブル２３の
過負荷トランザクション数２３２の値を通知された値で
更新する。

【００２８】トランザクション応答返却手段２７は、計
算機から返却されたトランザクション処理結果を端末１
に返却する。また、端末１に対するトランザクション処
理結果の送信が完了すると、トランザクション処理の完
了した計算機に対応する負荷情報管理テーブル２３の過
負荷トランザクション数２３２の値を確認し、０より大
きい場合には過負荷トランザクション数２３２の値から
１減算する。

【００２９】計算機３は、トランザクション処理システ
ム３０と、通信制御装置３１と、トランザクション処理
要求手段３２と、負荷監視手段３３と、過負荷通知手段
３４と、システムＩＤ３５を含む。

【００３０】システムＩＤ３５は、クラスタシステムを
構成する全ての計算機３に一意に振られた番号であり、
この値によってクラスタを構成する計算機３を一意に決
定することができる。

【００３１】トランザクション処理システム３０は、ク
ラスタシステムを構成する全てのシステムで同一の構成
となっており、また、データベース５を計算機４のトラ
ンザクション処理システム３０と共有することで、端末
１から投入されたトランザクションはどの計算機３に投
入されても同一の処理結果を得ることができ、トランザ
クション処理要求手段３２からトランザクション処理要
求を受け取り通信制御装置３１により処理結果を通信処
理装置２に返却する。

【００３２】トランザクション処理要求手段３２は、通
信制御装置３１によって通信処理装置２からトランザク
ションの処理要求を受け取り、トランザクション処理シ
ステム３０にトランザクション処理を要求し、次に、負
荷監視手段３３に計算機３のＣＰＵ負荷監視処理を要求
する。

【００３３】負荷監視手段３３は、トランザクション処
理要求手段３２からの負荷監視処理を要求されると、計
算機３のＣＰＵ負荷を調べシステムが過負荷となってい
る場合には、過負荷通知手段３４により通信処理装置２
へ過負荷通知を送信する。過負荷通知には、システムＩ
Ｄ３５と過負荷トランザクション数２３２の値が含まれ
る。過負荷トランザクション数２３２は、トランザクシ
ョン処理システム３０で実行されているトランザクショ
ンがいくつ終了すると計算機３が過負荷状態でなくなる
か示す値であり、トランザクション処理システム３０ご
とにあらかじめ設定されているＣＰＵ負荷とトランザク
ション処理システム３０で実行中のトランザクション実
行数から計算される。

【００３４】次に、図１及び図３のフローチャートを参
照して、本実施形態の全体の動作について詳細に説明す
る。

【００３５】端末１から通信処理装置２に投入されたト
ランザクションはトランザクション受信手段２１によっ
て受信される。（ステップ Ａ１）

【００３６】トランザクション受信手段２１は、受信し
たトランザクションをシステム選択手段２２に渡す。

【００３７】システム選択手段２２は、負荷情報管理テ
ーブル２３を参照して計算機の負荷状態を確認すること
で、トランザクションをどの計算機に分配するか決定す
る。

【００３８】まず、トランザクションの投入ごとにラウ
ンドロビン方式でクラスタシステムを構成する一つの計
算機を選択する。（ステップ Ａ２）

【００３９】ここで、最初に計算機３を選択したとす
る。図２に示す負荷情報管理テーブル２３を参照する
と、計算機３の過負荷トランザクション数２３２の値は
０であり、計算機３は定常負荷状態であるとわかる。し
たがって、計算機３をトランザクション処理をおこなう
計算機３として決定する。

【００４０】次に、最初に計算機４が選択されたとす
る。負荷情報管理テーブル２３を参照すると、計算機４
の過負荷トランザクション数２３２の値が１以上であ
り、計算機３が過負荷状態となっているとわかる。この
場合、クラスタシステムを構成する次の計算機である計
算機３を選択し、同様に負荷情報の確認がおこなわれ、
計算機３をトランザクション処理をおこなう計算機３と
して決定する。

【００４１】このようにして、負荷が定常状態の計算機
が見つかるまで負荷情報管理テーブル２３を検索をし、
トランザクション処理を実行する計算機を決定する。
（ステップ Ａ３）

【００４２】ステップＡ３において、すべての計算機に
ついて過負荷状態であった場合には、負荷情報管理テー
ブル２３から最小の過負荷トランザクション数２３２の
値を持つ計算機を選択して、最も負荷の低い計算機とし
て処理を実行する計算機に決定する。（ステップ Ａ
４、Ａ５）

【００４３】ここで、上記ステップＡ３、Ａ４、Ａ５で
計算機３がトランザクション実行計算機として決定され
たとすると、処理要求通知手段２４は通信制御装置２５
により計算機３にトランザクション処理要求を通知す
る。

【００４４】トランザクション処理要求手段３２は、通
信制御装置３１によりトランザクション処理要求を受け
取り、トランザクション処理システム３０にトランザク
ションの処理要求をおこなう。（ステップ Ａ６）ま
た、負荷監視手段３３に負荷監視処理の監視を依頼す
る。

【００４５】負荷監視手段３３は、計算機３のＣＰＵ負
荷を測定し、計算機ごとに事前に設定されているＣＰＵ
負荷の値を超えている場合に、計算機３が過負荷状態に
あると判断する。（ステップ Ａ７、Ａ８）

【００４６】ここで、計算機３が過負荷状態となってい
る場合の負荷監視手段３３の動作について説明をおこな
う。

【００４７】負荷監視手段３３は、トランザクション処
理システム３０でのトランザクション実行数と、計算機
３のＣＰＵ負荷と、計算機ごとに設定されているＣＰＵ
負荷の上限値から、トランザクション処理システム３０
で何件のトランザクション処理が終了すると、ＣＰＵ負
荷が過負荷状態のしきい値よりも小さくと予想されるか
計算する。ここで、ＣＰＵ負荷が９０％、ＣＰＵ負荷の
上限値が６０％、トランザクション処理システム３０の
トランザクション実行数が１０とすると、トランザクシ
ョン処理システム３０のＣＰＵ負荷の上限値をこえて実
行されているトランザクションの数は

【００４８】

【数１】 となる。

【００４９】通信制御装置３１は、過負荷通知としてシ
ステムＩＤ２３１、すなわちシステムＩＤ３５の１を、
過負荷トランザクション数２３２として５を、通信処理
装置２に送信する。（ステップ Ａ９）

【００５０】過負荷通知処理手段２６は、計算機３から
の過負荷通知を通信制御装置２５によって受け取り、負
荷情報管理テーブル２３の対応する計算機の過負荷トラ
ンザクション数２３２を通知された過負荷トランザクシ
ョン数２３２の値の５に更新する。（ステップ Ａ１
０）

【００５１】トランザクション処理システム３０は、ト
ランザクション処理が完了すると、通信制御装置３１に
よりトランザクション処理結果を通信処理装置２に送信
する。

【００５２】通信処理装置２では、トランザクション応
答返却手段２７が通信制御装置２５によりトランザクシ
ョン処理結果を受け取り、端末１へトランザクション処
理結果を送信する。（ステップ Ａ１１）

【００５３】トランザクション応答返却手段２７は、端
末１へのトランザクション処理結果の送信が完了する
と、負荷情報管理テーブル２３を参照してトランザクシ
ョン処理を完了した計算機の過負荷トランザクション数
２３２の値が０より大きい場合には１減算する。（ステ
ップ Ａ１２）

【００５４】実施の形態に係るクラスタシステムは上記
の如く構成されているので、以下に掲げる効果を奏す
る。

【００５５】第１の効果は、少ないオーバヘッドでトラ
ンザクションの負荷分散をできることにある。その理由
は、トランザクションの分散処理を負荷情報管理テーブ
ル２３を参照して、過負荷状態となっていない計算機に
対してラウンドロビンに処理要求をおこなうという負担
の少ない方法でおこなっているためである。また、過負
荷状態の監視を、ＣＰＵの負荷上限をこえて処理をおこ
なっているトランザクション実行数を推測することで、
過負荷トランザクション数のカウンタによって制御して
いるため、ＣＰＵの負荷状態を定期的に通信処理装置に
通知するといった処理が不要となっているためである。

【００５６】第２の効果は、クラスタシステムを構成す
る計算機間で効率的にトランザクションの処理をおこな
うことができることにある。その理由は、通信処理装置
２において負荷情報管理テーブル２３を参照することで
クラスタシステムで負荷が定常状態にある計算機に対し
て分散してトランザクション処理要求をおこない、過負
荷となった計算機に対してトランザクション処理要求を
抑制することで処理性能の低下を防ぐ。また、クラスタ
システムの全ての計算機が過負荷状態にある場合には、
負荷情報管理テーブル２３を参照することで最も負荷の
低い計算機に対してトランザクション処理要求をおこな
うことができるためである。

【００５７】なお、本実施の形態においては、本発明は
上述のクラスタシステムに限定されず、本発明を適用す
る上で好適なトランザクション処理システムに適用する
ことができる。一例として、上述の一実施形態では、２
台の計算機で構成されているクラスタシステムの場合に
ついて説明しているが、任意の台数の計算機システムで
構成することが可能である。

【００５８】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図
において、同一構成要素には同一符号を付している。

【００５９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、計算機の負荷を考慮することで効率的なトランザク
ション処理を行うことの可能なトランザクション処理の
負荷分散方式及び負荷分散方法を実現できる、という効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるクラスタシステムの
構成を示すブロック図である。

【図２】一実施形態の負荷情報管理テーブルを示す図で
ある。

【図３】一実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 端末 ２ 通信処理装置 ３、４ 計算機 ５ データベース ２１ トランザクション受信手段 ２２ システム選択手段 ２３ 負荷情報管理テーブル ２４ 処理要求通知手段 ２５、３１ 通信制御装置 ２６ 過負荷通知処理手段 ２７ トランザクション応答返却手段 ３０ トランザクション処理システム ３２ トランザクション処理要求手段 ３３ 負荷監視手段 ３４ 過負荷通知手段 ３５、２３１ システムＩＤ ２３２ 過負荷トランザクション数

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末から投入されるトランザクシ
   ョン処理を、共通の通信処理装置によって複数の計算機
   に割り振って処理を行う負荷分散方式において、 各々の前記計算機における過負荷トランザクション数を
   算出する過負荷通知手段と、 前記通信処理装置内に設けられ、前記計算機毎の前記過
   負荷トランザクション数に基づいて、前記端末から投入
   された前記トランザクション処理をいずれの計算機に割
   り振るかを決定するシステム選択手段とを備えることを
   特徴とするトランザクション処理の負荷分散方式。
2. 【請求項２】 前記過負荷トランザクション数は、前記
   計算機が処理しているトランザクション処理数、及び、
   当該計算機の負荷の上限値に対するその時点における当
   該計算機の負荷の割合から算出されることを特徴とする
   請求項１記載のトランザクション処理の負荷分散方式。
3. 【請求項３】 前記通信処理装置は、前記過負荷通知手
   段により算出された前記過負荷トランザクション数が、
   前記計算機のシステムＩＤと対応してテーブル化された
   負荷情報管理テーブルを備えることを特徴とする請求項
   １又は２記載のトランザクション処理の負荷分散方式。
4. 【請求項４】 各々の前記計算機が過負荷状態にあるか
   否かを監視する負荷監視手段を備え、 前記過負荷通知手段は、前記負荷監視手段が過負荷状態
   にある前記計算機が存在すると判断した際、当該過負荷
   状態にある前記計算機について前記過負荷トランザクシ
   ョン数を算出することを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載のトランザクション処理の負荷分散方式。
5. 【請求項５】 前記通信処理装置は、前記計算機から前
   記トランザクション処理の結果が返却されたとき、当該
   計算機の過負荷トランザクション数が０より大きい場合
   はこの過負荷トランザクション数を減算するトランザク
   ション応答返却手段を備えることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載のトランザクション処理の負荷分
   散方式。
6. 【請求項６】 複数の端末から投入されるトランザクシ
   ョン処理を、共通の通信処理装置によって複数の計算機
   に割り振って処理を行う負荷分散方法において、 各々の前記計算機における過負荷トランザクション数を
   算出し、 前記計算機毎の前記過負荷トランザクション数に基づい
   て、前記端末から投入された前記トランザクション処理
   をいずれの計算機に割り振るかを決定することを特徴と
   するトランザクション処理の負荷分散方法。