JP2002055840A - 冗長構成切替システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小のリソースでシステムの信頼性を保つと
ともに処理引継ぎに伴うサービスの過渡的な低下を避け
る。 【解決手段】 モジュール番号＃ｉの機能モジュールの
故障発生時には当該故障した機能モジュールの処理を停
止させるとともにモジュール番号が＃ｉ＋１以上の機能
モジュールのそれぞれが１つ若番のモジュール番号を持
つ機能モジュールの処理を引継ぐ。モジュール番号＃ｉ
＋１の機能モジュールには、自己の機能モジュールの運
用データとともにモジュール番号ｉの機能モジュールの
運用データも併せて保持し、引継ぎの指示にしたがって
自己の運用データをモジュール番号＃ｉの機能モジュー
ルの運用データに切替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の機能モジュ
ールに故障が予想されるシステムで、機能モジュールを
切替えて機能を維持し、サービスの継続を行う信頼性
と、機能モジュールの切替えの際にサービスの過渡的な
低下がない即時性の両方を要求される高信頼システムの
冗長構成切替技術に関する。具体的には、通信装置、交
換装置、ＬＡＮ、コンピュータネットワーク、ネットワ
ーク上の各種コンピュータおよびサーバマシンなどの信
頼性と即時の切替を実現するシステムの冗長構成切替技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からシステムの信頼性を向上させる
ため、二重化構成あるいはＮ＋１冗長構成を採用し、シ
ステムを構成する装置あるいは装置内の機能モジュール
を冗長に構成し、それら現用装置あるいは装置内の現用
機能モジュールの故障では、予備装置あるいは装置内の
予備機能モジュールに切替えて機能を維持し、サービス
を継続する構成が採られている。

【０００３】図３は従来例として一般的な高信頼システ
ムにおける二重化による冗長構成について示した図であ
る。機能モジュールの二重化冗長構成を基に説明する。
図３では、符号１−０と符号１−１が機能モジュール、
符号２−０および符号２−１は機能モジュールを現用で
動作させる際に必要となる運用データである。

【０００４】二重化構成では機能や処理能力、搭載され
たデータ等が同一のモジュールを二つ配置し、一つを現
用、他を予備として運用する。図３の場合には機能モジ
ュール１−０および１−１は同一の機能を有する。

【０００５】また、データメモリ２−０および２−１に
も同一の運用データ（図中は、単にデータと記す）が格
納されている。図３では、現用モジュールを機能モジュ
ール１−０とし、予備モジュールを機能モジュール１−
１として配備する。現用の機能モジュール１−０が故障
した場合は、故障検出時点で現用の機能モジュール１−
０と予備の機能モジュール１−１とを入れ替え、運転を
継続することにより装置の機能を中断することなく、サ
ービスを継続する。

【０００６】その際、データメモリ２−０および２−１
には同一の運用データが搭載されているため、サービス
の中断なく処理が継続できる。このように二重化構成で
は、同一機能の装置の二つが同時に故障する確率が非常
に低いことを期待して高信頼システムを構築する。

【０００７】図４は従来例としてＮ＋Ｍ冗長構成の実施
例を示した図である。Ｎ＋１構成はＭ＝１の場合の構成
と位置付けられる。従来のＮ＋Ｍ冗長構成の動作をＭ＝
１を例として説明する。従来のＮ＋１冗長構成において
はＮ個の現用の機能モジュールと、１個の予備の機能モ
ジュールとを配備し、負荷分散で処理を行うことを想定
している。

【０００８】図４において符号１０−１〜１０−ｎ＋１
は同一機能を実現する機能モジュール、符号２０−１〜
２０−ｎは全機能モジュールが正常な場合に各機能モジ
ュールが負荷分散によって機能を実現する処理で各機能
モジュール１０−１〜１０−ｎ＋１において必要な運用
データ１〜ｎを格納するデータメモリである。

【０００９】Ｎ個の現用の機能モジュール１０−１〜１
０−ｎのいずれかに故障が発生した場合は、当該故障モ
ジュールの機能を停止させるとともに、予備の機能モジ
ュール１０−ｎ＋１を現用化し、故障モジュールの代替
を行わせることにより装置の機能を中断、あるいは性能
低下させることなく、システムのサービスを継続する構
成である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来の二
重化構成の問題点は、これを実現するにはサービスを実
現するために完全な機能を持つ二つの機能モジュールを
配備することが必要であり、高い処理能力を持つシステ
ムが要求されるコンピュータおよびサーバ類や、大規模
な装置が要求される通信システムでは、高性能、大規模
なモジュールが常時二つ必要とされる。これにより、二
重化構成での問題点は、装置規模が大きくなり、またそ
のために経済性が劣るところにある。

【００１１】図４に示した従来のＮ＋Ｍ冗長構成の問題
点は、機能の実現に必要となる運用データの転送などに
よる切替処理の複雑化、またそのための引継時間、つま
りサービス中断時間が長くなることである。

【００１２】図４で、Ｎ個の現用の機能モジュール１０
−１〜１０−ｎ＋１のうち機能モジュール１０−ｉが故
障になった場合には、予備の機能モジュール１０−ｎ＋
１が機能モジュール１０−ｉの処理の引継ぎを行う必要
がある。この際、処理の実行に当たって必要となる運用
データ（図中は、単にデータと記す）ｉを引継ぐことが
必要となる。

【００１３】上位の管理システム等から機能モジュール
１０−ｉの運用データｉを、予備の機能モジュール１０
−ｎ＋１にロードし、機能モジュール１０−ｉの機能引
継ぎが可能な状態にする。このとき故障はどの現用の機
能モジュールで発生するかは予測できないため、予備の
機能モジュールにあらかじめデータを設定することがで
きず、故障発生時にこれらの運用データの転送を含めた
切替処理が必要となる。

【００１４】このように従来のＮ＋Ｍ冗長構成では故障
モジュールの処理を引継ぐに際し、データのロード、状
態の合わせ込みなどが必要となりシステムの復旧に際し
複雑化した手順を、故障を発見した時点で実行する必要
があり、処理を継続し、サービスを故障前の状態と同一
にするためには復旧時間が必要となる。

【００１５】したがって、二重化構成の利点である処理
引継ぎの高速性と、Ｎ＋Ｍ冗長構成の利点である装置規
模の簡略化とを併せ持ち、また、双方の問題点を解決し
た方式の開発が望まれる。

【００１６】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、最小のリソースでシステムの信頼性を保つと
ともに処理引継ぎに伴うサービスの過渡的な低下を避け
ることができる冗長構成切替システムを提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の冗長構成切替シ
ステムでは、信頼性確保のための装置として負荷分散処
理を行うＮ個の現用装置あるいは現用の機能モジュール
と一個の予備装置あるいは予備の機能モジュールを配備
するため、二重化冗長構成におけるように完全にサービ
スを実現できる大規模な装置を二台配備する必要がな
く、装置の小型化、経済化が期待できる。

【００１８】また、従来のＮ＋Ｍ冗長構成のように、現
用装置あるいは現用の機能モジュールが故障した時点
で、故障した現用装置あるいは現用の機能モジュールと
予備装置あるいは予備の機能モジュールの間での運用デ
ータのデータ転送やデータ整合の処理が必要とならず、
故障による装置あるいは機能モジュールの切替えの処理
時間は大幅に短縮され、切替えにおける過渡的なサービ
ス中断あるいは低下を避けることができる。

【００１９】このように本発明は、小型で、負荷分散さ
れた装置あるいは機能モジュール間で、故障時の高速な
切替えを実現でき、通信装置や大規模ネットワーク上の
コンピュータ、サーバ類の装置において安価で高信頼な
冗長構成切替システムを提供できる。

【００２０】すなわち、本発明は、同一機能を有するＮ
＋１個の機能モジュールを備え、このＮ＋１個の機能モ
ジュールのうちのＮ個が現用機能モジュールとして配置
され、１個が予備機能モジュールとして配置された冗長
構成切替システムであって、本発明の特徴とするところ
は、前記Ｎ＋１個の機能モジュールには、固有かつ連続
したモジュール番号が付与され、モジュール番号＃ｉの
機能モジュールの故障発生時には当該故障機能モジュー
ルの処理を停止させるとともにモジュール番号が＃ｉ＋
１以上の前記機能モジュールのそれぞれが１つ若番のモ
ジュール番号を持つ機能モジュールの処理を引継ぐ手段
を備えたところにある。

【００２１】これにより、装置規模が小さいＮ＋Ｍ冗長
構成を採りながら、現用から予備への引継ぎを高速に行
うことができる。

【００２２】すなわち、故障発生時には、いずれの機能
モジュールがいずれの機能モジュールの運用モードを引
継ぐことになるのかがあらかじめ判明しており、引継ぎ
を速やかに行うための装置構成とすることができる。

【００２３】その一つの例として、モジュール番号＃ｉ
＋１の機能モジュールには、自己の機能モジュールの運
用データとともにモジュール番号＃ｉの機能モジュール
の運用データも併せて保持する手段と、前記処理を引継
ぐ手段の指示にしたがって自己の運用データをモジュー
ル番号＃ｉの機能モジュールの運用データに切替える手
段とを備えることができる。

【００２４】これにより、運用データの引継ぎを自己の
機能モジュール内部の処理だけで速やかに実行すること
ができるため、引継ぎ時間の短縮を図ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明実施例の冗長構成切替シス
テムの構成を図１および図２を参照して説明する。図１
は本発明第一実施例の冗長構成切替システムの全体構成
図である。図２は本発明第二実施例の冗長構成切替シス
テムの全体構成図である。

【００２６】本発明第一実施例の冗長構成切替システム
は、図１に示すように、同一機能を有するＮ＋１個の機
能モジュール１０−１〜１０−ｎ＋１を備え、このＮ＋
１個の機能モジュール１０−１〜１０−ｎ＋１のうちの
Ｎ個が現用の機能モジュール１０−１〜１０−ｎとして
配備され、１個が予備の機能モジュール１０−ｎ＋１と
して配備された冗長構成切替システムである。

【００２７】ここで、本発明の特徴とするところは、Ｎ
＋１個の機能モジュール１０−１〜１０−ｎ＋１には、
固有かつ連続したモジュール番号＃１〜＃ｎ＋１が付与
され、モジュール番号＃ｉの機能モジュール１０−ｉの
故障発生時には当該故障した機能モジュール１０−ｉの
処理を停止させるとともにモジュール番号が＃ｉ＋１以
上の機能モジュール１０−ｉ＋１〜１０−ｎ＋１のそれ
ぞれが１つ若番のモジュール番号を持つ機能モジュール
の処理を引継ぐところにある。

【００２８】本発明第二実施例の冗長構成切替システム
は、図２に示すように、モジュール番号＃ｉ＋１の機能
モジュール１０−ｉ＋１には、自己の機能モジュール１
０−ｉ＋１の運用データｉ＋１とともにモジュール番号
＃ｉの機能モジュール１０−ｉの運用データｉも併せて
保持し、引継ぎの指示にしたがって自己の運用データｉ
＋１をモジュール番号＃ｉの機能モジュール１０−ｉの
運用データｉに切替える。

【００２９】以下では、本発明実施例をさらに詳細に説
明する。

【００３０】（第一実施例）本発明第一実施例を図１を
参照して説明する。図１で符号１０−１〜１０−ｎ＋１
はシステムに配置され負荷分散で処理を実行する機能モ
ジュールである。サービスを提供するためシステム内に
配置されたＮ＋１個の機能モジュール１０−１〜１０−
ｎ＋１は、全モジュールが正常な状態での運用におい
て、機能モジュール１０−１〜１０−ｎのＮ個のモジュ
ールが現用として処理を行い、機能モジュール１０−ｎ
＋１は予備として待機する。

【００３１】特定の機能モジュール１０−ｉの故障が検
出され、機能モジュール１０−ｉでの処理続行が不可能
と判断された場合には、機能モジュール１０−ｉの処理
を停止させるとともに、機能モジュール１０−ｉの処理
を機能モジュール１０−ｉ＋１が、機能モジュール１０
−ｎの処理を機能モジュール１０−ｎ＋１のようにモジ
ュール番号が＃ｉ＋１以上の機能モジュールのそれぞれ
が、一つ若番のモジュール番号を持つ機能モジュールの
処理を引継ぐことによりシステムの機能、また処理性能
を損なわず、サービスの継続を可能とする。

【００３２】（第二実施例）本発明第二実施例を図２を
参照して説明する。図２で符号１０−１〜１０−ｎ＋１
はシステムに配置され負荷分散で処理を実行する機能モ
ジュール、符号２０−１〜２０−ｎは機能モジュールの
処理に必要なデータ群を格納するためのデータメモリで
あって、全機能ブロックが正常な状態での運用では、機
能モジュール１０−１は運用データ１に基づき、機能モ
ジュール１０−ｉは運用データｉに基づいて処理を実行
する。

【００３３】各機能モジュール１０−ｉは運用データｉ
と運用データｉ−１の両方の運用データが設定される。
現用の機能モジュール１０−１は運用データ１のみ、ま
た予備として待機している機能モジュール１０−ｎ＋１
は運用データｎが設定される。特定の機能モジュール１
０−ｉの故障が検出され、機能モジュール１０−ｉでの
処理続行が不可能と判断された場合には、機能モジュー
ル１０−ｉの処理を停止させるとともに、機能モジュー
ル１０−ｉの処理を機能モジュール１０−ｉ＋１が引継
ぎ、機能モジュール１０−ｎの処理を機能モジュール１
０−ｎ＋１が引継ぐというようにモジュール番号が＃ｉ
＋１以上の機能モジュールのそれぞれが、一つ若番のモ
ジュール番号を持つ機能モジュールの処理を引き継ぐこ
とにより、システムの機能、また処理性能を損なわず、
サービスの継続を可能とする。

【００３４】処理引継に当たって必要となる運用データ
はあらかじめ設定された二つの運用データを切り替える
ことにより、機能モジュール１０−ｉの故障発生時にい
かなる機能モジュール間でも新たな運用データの転送、
設定は必要なく、処理変更に伴い、保持していた運用デ
ータの切替を各機能モジュールが自律的に行うことでサ
ービスの継続が可能となる。

【００３５】これにより、経済性と同時に高度な信頼
性、即時の切替を実現する冗長構成切替システムを構成
できる。本発明の冗長構成切替システムは、通信装置、
交換装置、ＬＡＮ、コンピュータネットワーク、ネット
ワーク上の各種コンピュータおよびサーバマシンなどに
適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型で経済的な装置により、故障時の高速な切替えを実
現でき、通信用システムや大規模ネットワーク上のコン
ピュータ、サーバ類などの情報システムにおいて安価で
高信頼な冗長構成切替システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の冗長構成切替システムの全
体構成図。

【図２】本発明第二実施例の冗長構成切替システムの全
体構成図。

【図３】従来の二重化構成切替システムを説明するため
の図。

【図４】従来のＮ＋Ｍ冗長構成切替システムを説明する
ための図。

【符号の説明】

１〜ｎ 運用データ １０−１〜１０−ｎ＋１ 機能モジュール ２０−１〜２０−ｎ データメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一機能を有するＮ＋１個の機能モジュ
   ールを備え、 このＮ＋１個の機能モジュールのうちのＮ個が現用の機
   能モジュールとして配備され、１個が予備の機能モジュ
   ールとして配備された冗長構成切替システムにおいて、 前記Ｎ＋１個の機能モジュールには、固有かつ連続した
   モジュール番号が付与され、 モジュール番号＃ｉの機能モジュールの故障発生時には
   当該故障した機能モジュールの処理を停止させるととも
   にモジュール番号が＃ｉ＋１以上の前記機能モジュール
   のそれぞれが１つ若番のモジュール番号を持つ機能モジ
   ュールの処理を引継ぐ手段を備えたことを特徴とする冗
   長構成切替システム。
2. 【請求項２】 モジュール番号＃ｉ＋１の機能モジュー
   ルには、 自己の機能モジュールの運用データとともにモジュール
   番号＃ｉの機能モジュールの運用データも併せて保持す
   る手段と、 前記処理を引き継ぐ手段の指示にしたがって自己の運用
   データをモジュール番号＃ｉの機能モジュールの運用デ
   ータに切替える手段とを備えた請求項１記載の冗長構成
   切替システム。