JP2003186722A - クラスタシステムにおけるデータベースサーバフェイルオーバー方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クラスタシステム内のデータベースマスタサー
バに障害が発生した際に、同クラスタシステム内のデー
タベースレプリカサーバに高速かつ効率的に交代し、デ
ータベースマスタサーバの交代をクラスタシステム内の
各ノードに効率的に通知するフェイルオーバー方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】交代要求の伝達手段にマルチキャストを用
いることによって、現用・レプリカ双方のデータベース
サーバに同時に要求を伝達する。交代要求を受けたデー
タベースレプリカサーバは、その時点からデータベース
マスタサーバとなるための準備を開始し、準備完了時点
でデータベースマスタサーバとして動作を開始する。ま
た、自分がデータベースマスタサーバとなった旨を全デ
ータベースサーバにマルチキャストする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーバの可用性を
高めることを目的としたクラスタシステムにおいて、デ
ータベースサーバに対する障害検出及び障害検出時のフ
ェイルオーバー方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オンラインシステムでサーバ計算機に障
害が発生した場合の交代方式に関しては、例えば特開平
8-249281号公報に記載の技術がある。これは、計算機シ
ステム数より少ない台数の交代用計算機を設けて、障害
停止時の計算機システムのバックアップを行い、システ
ムの信頼性を向上させるものである。

【０００３】また、複数の計算機から構成されるオンラ
イン処理システムにおいて、１つの計算機システムがサ
ービス停止となった場合のオンライン処理切り替え方式
に関しては、例えば特開昭63-158662号公報に記載の技
術がある。これは、サービス停止となったサーバ計算機
に接続されている端末装置を、他方の計算システムに切
り替えて接続するものである。

【０００４】これらの方式は共通して、障害が発生した
計算機に接続されたクライアントに対して個別に交代先
を指示する方式であり、また障害が発生した場合の交代
処理を前提とした方式である。また、該当するデータベ
ースサーバの障害を、定期的な問い合わせ（ポーリン
グ）により検知し、その結果をもとにマスターサーバの
異常を検知して交代処理を行う方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平8-249281号公報
に記載の技術では、障害発生時におけるサーバ計算機の
交代には対処できるが、障害発生時ではない正常稼動時
のサーバ計算機の交代には対処できないという問題があ
る。実際のデータベースサーバの運用では、障害発生時
だけではなく、正常に稼動中のデータベースサーバであ
っても、保守を目的とした交代を行いたい場合があり、
このような際にもトランザクション処理を中断せずに稼
働中に安全にかつ高速に交代処理が行える必要がある。

【０００６】また、特開昭63-158662号公報に記載の技
術は、障害が発生したサーバ計算機に接続されたクライ
アントに対して個別に交代先を指示する方式であるた
め、クライアントの数が膨大なシステムである場合に手
間がかかるという問題がある。クラスタシステムにおい
てデータベースサーバに障害が発生した際には、データ
ベースサーバが交代した事実と、新データベースマスタ
サーバのアドレスを他のデータベースレプリカサーバや
クライアントに知らせる必要があるが、構成する計算機
（以下、単に「ノード」と呼ぶ）数が1000ノードクラス
のクラスタシステムであっても、データベースサーバの
フェイルオーバー及び障害発生の通知処理が高速にかつ
効率的に行われる必要がある。

【０００７】本発明の目的は、クラスタシステム内のデ
ータベースマスタサーバに障害が発生した際に、同クラ
スタシステム内のデータベースレプリカサーバに高速か
つ効率的に交代し、データベースマスタサーバの交代を
クラスタシステム内の各ノードに効率的に通知するフェ
イルオーバー方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、データベースマスタサーバ
とデータベースレプリカサーバとを含み、システムを停
止することなくデータベースマスタサーバをデータベー
スレプリカサーバと交代することでサーバの可用性を高
めるクラスタシステムにおけるデータベースサーバフェ
イルオーバー方法であって、交代要求元から発行される
データベースマスタサーバ交代要求パケットの送信、及
び、マスタとレプリカとの交代が発生したときのデータ
ベースサーバ間での交代処理同期のためのパケットの送
信に、データベースサーバ群をマルチキャスト・グルー
プとするマルチキャスト通信を用いたことを特徴とす
る。

【０００９】これにより、現用のデータベースマスタサ
ーバ及び全データベースレプリカサーバにおいて、交代
のために必要な処理をほぼ同時に開始させ、個別に処理
を行うよりも高速に交代処理を実行することができるよ
うにする。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
データベースサーバフェイルオーバー方法において、ク
ラスタシステム内のデータベースサーバに対する障害検
出を、同クラスタシステム内のクライアントプログラム
側で行うステップと、障害を検出したクライアントプロ
グラムが、新データベースマスタサーバと成り得るデー
タベースサーバの捜索を行うステップとを備えたことを
特徴とする。クライアントプログラムでデータベースサ
ーバに対する障害検出及び新データベースマスタサーバ
の捜索を行うので、障害の検出及びデータベースサーバ
の交代時におけるシステムに対する負荷を低減すること
ができる。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
データベースサーバフェイルオーバー方法において、ク
ラスタシステム内にデータベースマスタサーバアドレス
の照会を受け付けるエージェントプログラムを配備し、
同一クラスタシステム内のクライアントプログラムがデ
ータベースマスタサーバのアドレスを取得する際には、
このエージェントプログラムから取得するようにし、該
エージェントプログラムは、データベースマスタサーバ
アドレスの照会に対し、現用データベースマスタサーバ
アドレスがキャッシュされている場合は、そのアドレス
を返信し、キャッシュされていない場合は、データベー
スサーバ群に対してマルチキャスト通信を用いてデータ
ベースマスタサーバ捜索パケットを送信し、該パケット
に対して返信される情報に基づいてデータベースマスタ
サーバアドレスを特定し、該データベースマスタサーバ
アドレスを返信するものであることを特徴とする。エー
ジェントが処理することで、データベースマスタサーバ
捜索にかかわる余計な処理の発生を極力抑えることがで
きる。

【００１２】請求項４に係る発明は、データベースマス
タサーバとデータベースレプリカサーバとを含み、シス
テムを停止することなくデータベースマスタサーバをデ
ータベースレプリカサーバと交代することでサーバの可
用性を高めるクラスタシステムにおけるデータベースサ
ーバフェイルオーバー方法であって、交代要求元からデ
ータベースサーバ群に対し、新データベースマスタサー
バとなるデータベースサーバのアドレスを指定したデー
タベースマスタサーバ交代要求パケットを、マルチキャ
スト通信を用いて、送信するステップと、前記データベ
ースマスタサーバ交代要求パケットを受信したデータベ
ースサーバのうち新データベースマスタサーバに指定さ
れたデータベースサーバで、自身をデータベースマスタ
サーバに昇格する交代準備処理を行うとともに、交代準
備が完了したことを示す交代準備完了パケットを、交代
要求元に対してはユニキャストで、データベースサーバ
群に対してはマルチキャストで、それぞれ送信するステ
ップと、前記交代準備完了パケットを受信した交代要求
元及びデータベースサーバ群で、その交代準備完了パケ
ットに含まれる新データベースマスタサーバアドレスを
正式なデータベースマスタサーバアドレスとして記憶す
るステップとを備えたことを特徴とする。

【００１３】最終的な交代準備完了通知を、交代準備が
完了した新データベースマスタサーバに行わせることに
より、交代処理中である新データベースマスタサーバに
異常が発生した際であっても、現用のデータベースマス
タサーバがそのまま処理を続行するため、データベース
マスタサーバの交代を安全に実行することができる。ま
た、データベースマスタサーバ交代要求の受信時点では
交代は行なわず、新データベースマスタサーバからの最
終的な交代準備完了通知を受けた時点で交代するため、
完全に交代が実行できる時点まで、現用のデータベース
マスタサーバは処理中のトランザクションを継続するこ
とができる。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項４に記載の
データベースサーバフェイルオーバー方法において、前
記新データベースマスタサーバに指定されたデータベー
スサーバから送信された交代準備完了パケットを受信し
た現用のデータベースマスタサーバで、自身をマスタサ
ーバからレプリカサーバへと降格する処理を行うととも
に、前記交代準備完了パケットの受信時に処理中であっ
たトランザクションがある場合は、その処理を破棄し、
その旨をそのトランザクションの要求元へ返信すること
を特徴とする。

【００１５】請求項６に係る発明は、請求項４に記載の
データベースサーバフェイルオーバー方法において、ク
ライアントプログラムからデータベースマスタサーバに
トランザクション要求を発行した際、そのトランザクシ
ョン要求に対する返信で、該データベースマスタサーバ
に障害が発生していることを検出するステップと、デー
タベースマスタサーバに障害が発生していることを検出
したクライアントで稼動するエージェントプログラムに
て、新データベースマスタサーバとなるデータベースサ
ーバのアドレスを求めるステップと、求めた新データベ
ースマスタサーバのアドレスを含むデータベースマスタ
サーバ交代要求パケットを、クライアントプログラムに
て生成するステップとを、さらに備え、該データベース
マスタサーバ交代要求パケットを用いて請求項４に記載
の通りに交代処理を実行することを特徴とする。

【００１６】データベースマスタサーバの障害検出のた
めにポーリングを行うのではなく、各クライアントプロ
グラムにおけるトランザクション要求で障害を検出する
ことで、障害検出のためだけの無駄なポーリングを排除
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する際の一形
態を図面を用いて具体的に説明する。

【００１８】図１は、ネットワークNに接続されたo個の
ノードから構成されるクラスタシステムを示している。

【００１９】クラスタシステム内には、データベースマ
スタサーバであるノードm+1、及びそのレプリカサーバ
であるノードm+2〜ノードnを配置する。DMがデータベー
スマスタサーバを表し、DR(1)〜DR(n-m-1)がデータベー
スレプリカサーバを表す。また、データベースマスタサ
ーバのアドレス捜索・照会を行うプログラムであるエー
ジェントA(1)〜A(o)を各ノードにおいて１つ稼動させ
る。データベースマスタサーバとコネクションを確立
し、データベースアクセスを行うプログラムP(1)-1〜P
(o)-1は、任意のノードにて稼動している可能性があ
り、かつ同一ノードにて複数存在する可能性もある。ノ
ード1〜ノードm及びノードn+1〜ノードoは、データベー
スアクセスを行うプログラムP及びエージェントAが稼働
するクライアントである。

【００２０】図２に、クラスタシステム内のデータベー
スマスタサーバ及び各データベースレプリカサーバがア
クセスするデータベースのシステム構成を示す。このデ
ータベースは、ディスク共有にて共有されたディスク上
に配置し、これによりデータベースの同期を実現する。
また、データベースマスタサーバ及び各データベースレ
プリカサーバは、システム起動時にマルチキャスト・グ
ループに参加させ、マルチキャストによるパケットを受
信可能な状態としておく。これにより、本グループを指
定して、マルチキャストにより送信されたパケットは、
データベースマスタサーバ及び各データベースレプリカ
サーバに、ほぼ同時に受信可能である。

【００２１】本実施形態では、データベースマスタサー
バ交代の際に送受信するデータベースマスタサーバ交代
要求パケットを、データベースマスタサーバ及び各デー
タベースレプリカサーバに対してマルチキャストにより
同時に送信することによって、交代完了までの処理時間
を短縮することを特徴とするものである。また、現用の
データベースマスタサーバと新データベースマスタサー
バとが実際に交代する契機を、新データベースマスタサ
ーバがマルチキャストによって、現用のデータベースマ
スタサーバ及び各データベースレプリカサーバに通知す
ることにより、その通知を受けた各データベースレプリ
カサーバが、ほぼ同時に新データベースマスタサーバの
アドレスを知ることができるようにしている。

【００２２】図３に、本実施形態で利用する各パケット
の内容を示す。データベースマスタサーバ交代要求パケ
ットは、交代要求元のクライアントからマルチキャスト
で現用のデータベースマスタサーバ及び各データベース
レプリカサーバに送信するパケットであり、構成要素と
して、データベースマスタサーバ交代要求、要求元クラ
イアントのアドレス、及び新データベースマスタサーバ
のアドレスを含む。交代準備完了通知パケットは、交代
の準備が完了したことを通知するため、新データベース
マスタサーバとなるデータベースレプリカサーバから、
マルチキャストで現用のデータベースマスタサーバ及び
他のデータベースレプリカサーバに、またユニキャスト
で交代要求元のクライアントに、送信するパケットであ
る。交代準備完了通知パケットは、構成要素として、自
アドレスと自属性を含む。データベースマスタサーバ捜
索パケットは、データベースマスタサーバとして稼働し
ているサーバを捜索するために、クライアントからマル
チキャストでデータベースサーバ群に送信するパケット
である。データベースマスタサーバ捜索パケットは、構
成要素として、データベースマスタサーバ捜索要求とエ
ージェントが稼動しているノードのアドレスとを含む。
データベースマスタサーバ捜索応答パケットは、データ
ベースマスタサーバ捜索パケットに対する応答として、
各データベースサーバから捜索要求元のクライアントに
返信するパケットである。データベースマスタサーバ捜
索応答パケットは、自アドレスと自属性（マスタ／レプ
リカ）とを含む。

【００２３】図４は、マスタ交代時の各サーバの動作を
示す。現用データベースマスタサーバ（障害は発生して
いない場合）は、データベースマスタサーバ交代要求パ
ケット受信時には、当該データベースマスタサーバ交代
要求パケットに含まれる新データベースマスタサーバの
アドレスを記憶する。この時点で本サーバが実行中の処
理は続行する。また、現用データベースマスタサーバ
は、新データベースマスタサーバからの交代準備完了通
知パケット受信時には、コミット済みの結果を全レプリ
カサーバに通知した後、自身をデータベースレプリカサ
ーバに降格し、自身が管理しているデータベースマスタ
サーバのアドレス情報を、新データベースマスタサーバ
のアドレスで更新する。なお、クライアントから要求さ
れたトランザクションをコミットする前に新データベー
スマスタサーバからの交代準備完了通知パケットを受信
した場合は、当該処理は破棄し、その旨を当該クライア
ントに返信する。

【００２４】新データベースマスタサーバ（データベー
スマスタサーバ交代要求パケットで新たにマスタとなる
ことを指定されたサーバ）は、データベースマスタサー
バ交代要求パケット受信時には未だレプリカサーバであ
るので、データベースマスタサーバとなるための準備を
開始する。また、同準備が完了次第、交代準備完了通知
パケットを、現用のデータベースマスタサーバ及び自身
以外の各データベースレプリカサーバに対してマルチキ
ャストにより送信し、更に、データベースマスタサーバ
交代要求パケットの送信元であるクライアントに対して
ユニキャストにより送信し、データベースマスタサーバ
となる。自身が管理しているデータベースマスタサーバ
のアドレス情報は、新データベースマスタサーバのアド
レス（自身のアドレス）で更新する。

【００２５】データベースレプリカサーバは、データベ
ースマスタサーバ交代要求パケット受信時には、当該デ
ータベースマスタサーバ交代要求パケットに含まれる新
データベースマスタサーバのアドレスを記憶する。ま
た、新データベースマスタサーバからの交代準備完了通
知パケット受信時には、自身が管理しているデータベー
スマスタサーバのアドレス情報を、新データベースマス
タサーバのアドレスで更新する。

【００２６】図５は、データベースマスタサーバ捜索時
の各サーバの動作を示す。現用データベースマスタサー
バは、データベースマスタサーバ捜索パケット受信時に
は、データベースマスタサーバ捜索応答パケットに、自
アドレス、及び、自属性として「マスタ」を設定して、
要求元であるエージェントプログラムに送信する。デー
タベースレプリカサーバは、データベースマスタサーバ
捜索パケット受信時には、データベースマスタサーバ捜
索応答パケットに、自アドレス、及び、自属性として
「レプリカ」を設定して、要求元であるエージェントプ
ログラムに送信する。但しこの際、データベースマスタ
サーバの交代中であった場合には、交代が完了するまで
同パケットの送信は保留し、交代完了後にその時点での
自属性を設定して同パケットを送信する。

【００２７】図６に、データベースマスタサーバ交代時
の処理の流れを示す。詳しくは、あるクライアントプロ
グラムCにより、データベースマスタサーバ交代要求パ
ケットがデータベースマスタサーバ交代要求（CNG）と
して、現用のデータベースマスタサーバ及び各データベ
ースレプリカサーバに対して送信された際の、各ノード
の処理フローを示した図である。６０１はクライアント
プログラムAが稼働しているノードのフロー、６０２は
クライアントプログラムBが稼働しているノードのフロ
ー、６０４はクライアントプログラムCが稼働している
ノードのフローを示す。６０３は現用のデータベースマ
スタサーバのノードのフロー、６０５は新たにマスタと
なることを指定されたデータベースレプリカサーバのノ
ードのフロー、６０６は他のデータベースレプリカサー
バのノードのフローを示す。

【００２８】まず、現用のデータベースマスタサーバ及
び各データベースレプリカサーバに対して、データベー
スマスタサーバ交代要求パケットがデータベースマスタ
サーバ交代要求(CNG)としてマルチキャストされる（６
１１）。この時点で、現用のデータベースマスタサーバ
及び各データベースレプリカサーバは、ほぼ同時に、交
代のための準備を開始する。この際の各データベースサ
ーバにおける準備処理の内容は、図４に示すとおりであ
る。

【００２９】このデータベースマスタサーバ交代要求パ
ケットには、図３で示すように、データベースマスタサ
ーバ交代要求、要求元クライアントのアドレス、及び、
新データベースマスタサーバのアドレスが格納されてい
るため、同パケットを受信（６１２，６１３）した各サ
ーバは、この段階で要求元であるノードのアドレス及び
新データベースマスタサーバのアドレスを知る。

【００３０】この段階では、現用のデータベースマスタ
サーバに対するクライアントプログラムAからの要求（R
EQ A1）は、現用のデータベースマスタサーバ自身が受
信し（６２１）、その処理結果（RET A1）をクライアン
トプログラムAに対して返信する（６２２）。

【００３１】その後、データベースレプリカサーバの１
つで、データベースマスタサーバ交代要求パケットにお
いてアドレス指定された新データベースマスタサーバ
は、交代の準備が完了した時点で、現用のデータベース
マスタサーバ及び自身以外の各データベースレプリカサ
ーバに対して、図３で示す内容の交代準備完了通知パケ
ット（NTC）をマルチキャストにて送信し（６３１）、
データベースマスタサーバ交代要求（CNG）の送信元で
あるノードに対しても同パケット（NTC）をユニキャス
トにて送信し、データベースマスタサーバとなる。交代
準備完了通知パケットを受信した現用のデータベースマ
スタサーバは（６３２）、データベースレプリカサーバ
に降格する（このサーバを旧データベースマスタサーバ
と呼ぶ）。また、交代準備完了通知パケットを受信した
各データベースレプリカサーバは（６３３）、自らが管
理する現用のデータベースマスタサーバのアドレス情報
を新データベースマスタサーバのアドレスに切り替え
る。

【００３２】また、データベースマスタサーバ交代の際
に旧データベースマスタサーバで処理中であったトラン
ザクション（６２３に示すREQ A2によって開始されたト
ランザクション）は、コミットの時点で破棄し、その旨
を要求元に返信する(６２４に示すREJ A2)。このトラン
ザクション破棄情報には、新データベースマスタサーバ
のアドレスを付加して返信する。トランザクション発行
元であるクライアントプログラムAは、旧データベース
マスタサーバから受信したトランザクション破棄情報に
含まれる新データベースマスタサーバのアドレスをもと
に、新データベースマスタサーバに対してトランザクシ
ョン処理を要求し（６２７に示すREQA2'）、新データベ
ースマスタサーバとのセッションを確立する。交代準備
完了通知パケットの受信以降に発生したトランザクショ
ン(６２５に示すREQ B1)については、旧データベースマ
スタサーバにて受け付けられた時点で破棄(６２６に示
すREJ B1)され、同様にクライアントBは新データベース
マスタサーバにトランザクションを要求(６２８に示すR
EQ B1')を送信する。

【００３３】また、このときデータベースマスタサーバ
の交代、及びダウン等の異常事態の検出に、クライアン
トプログラムからのデータベースアクセス要求自体を利
用する。クライアントプログラムがデータベースマスタ
サーバの異常を検出した際には、クライアントプログラ
ムが現用のデータベースマスタサーバを直接捜索するの
ではなく、各ノードで稼動しているエージェントに新デ
ータベースマスタサーバのアドレスの捜索、或いは照会
処理を依頼する。

【００３４】エージェントは、データベースマスタサー
バのアドレスの「捜索」と「照会」の２つの要求を受け
付ける。「捜索」の要求を受理した際には、現用のデー
タベースマスタサーバ、及び各データベースレプリカサ
ーバのアドレスを捜索し、エージェントはこの際に取得
した各データベースサーバのアドレスを自身の管理情報
としてキャッシュした後、要求元であるクライアントプ
ログラムに対して現用のデータベースマスタサーバのア
ドレスを通知する。「照会」の要求を受理した際には、
自身の管理情報としてキャッシュされているデータベー
スマスタサーバのアドレスをクライアントプログラムに
対して通知する。ただし、このときキャッシュされたア
ドレスが存在しない場合には、「捜索」の要求を受理し
た際と同様の処理を実行する。

【００３５】図７に、現用のデータベースマスタサーバ
捜索・照会時の処理の流れを示す。これは、データベー
スアクセスを伴うクライアントプログラムがデータベー
スマスタサーバのアドレスを取得する際の処理フローを
示している。７０１はクライアントプログラムとエージ
ェントが稼働しているノードAのフロー、７０２は現用
データベースマスタサーバが稼働しているノードBのフ
ロー、７０３は新データベースマスタサーバとなるデー
タベースレプリカサーバが稼働しているノードCのフロ
ーを示す。

【００３６】クライアントプログラムAは、まず、同一
ノード内にて稼動しているエージェントに対して現用の
データベースマスタサーバのアドレス照会（REF A1）を
要求する（７１１）。この時点で、ノードAのエージェ
ントはまだデータベースマスタサーバのアドレスを知ら
ないとすると、エージェントは、アドレス取得要求（SC
H1）として、図３で示す内容のデータベースマスタサー
バ捜索パケットを現用のデータベースマスタサーバ及び
各データベースレプリカサーバに対してマルチキャスト
にて送信する（７１２，７１３）。これに対して、現用
のデータベースマスタサーバ及び各データベースレプリ
カサーバは、自身のアドレス及びその属性（マスタ或い
はレプリカ）を、図３で示す内容のデータベースマスタ
サーバ捜索応答パケットにて返信（ANS 1）する（７１
４，７１５）。

【００３７】データベースマスタサーバ捜索応答パケッ
トを受信したノードAのエージェントは、各データベー
スサーバのアドレス及びその属性（マスタ或いはレプリ
カ）を自身の管理情報としてキャッシュし、クライアン
トプログラムAに対しては現用のデータベースマスタサ
ーバのアドレスを返信（ANS A1）する（７１６）。エー
ジェントから現用のデータベースマスタサーバのアドレ
スを受信したクライアントプログラムAは、同データベ
ースマスタサーバとのセッションを確立し、トランザク
ション（REQ A1）を開始する（７１７）。現用のデータ
ベースマスタサーバは、該トランザクション（REQ A1）
の処理を実行し、応答（RET A1）を返す（７１８）。

【００３８】現用のデータベースマスタサーバが何らか
の理由（例えば、障害発生７２０）によりデータベース
レプリカサーバの１つであるノードCと交代した後に、
再度クライアントプログラムAが現用のデータベースマ
スタサーバに対してアクセス要求（REQ A2）を行った際
には（７２２）、クライアントプログラムA自身が異常
を検出する。この際、クライアントプログラムAは、同
一ノードにて稼動しているエージェントに対してアドレ
ス捜索（SCH A2）を要求する（７２３）。この要求を受
けたエージェントは、データベースマスタサーバを捜索
（SCH 2）し（７２４，７２５）、捜索の結果（７２
６）として取得した新データベースマスタサーバである
ノードCと各データベースレプリカサーバのアドレス及
びそれらの属性を自身の管理情報としてキャッシュし、
クライアントプログラムAに返信（ANS A2）する（７２
７）。同エージェントは、その後発生するクライアント
プログラムBのアドレス照会（REF B1）に対しては（７
３１）、既に自身でキャッシュ済みの新データベースマ
スタサーバ（ノードC）のアドレスを返信（ANS B1）し
（７３２）、クライアントプログラムBは、ノードC上の
データベースマスタサーバに要求（REQ B1）を送信する
（７３４）。

【００３９】エージェントがマルチキャストにて送信
（７２４，７２５）するデータベースマスタサーバ捜索
パケットを受信した現用データベースマスタサーバ及び
各データベースレプリカサーバは、同パケットの送信元
であるエージェントに対して、データベースマスタサー
バ捜索応答パケットを各々ユニキャストにて返信する
（７２６）。この際、現用のデータベースマスタサーバ
は自身のアドレス及びその属性（マスタ）を、各データ
ベースレプリカサーバは自身のアドレス及びその属性
（レプリカ）を、それぞれデータベースマスタサーバ捜
索応答パケットに設定して送信する。

【００４０】各データベースサーバよりデータベースマ
スタサーバ捜索応答パケットを受信したエージェント
は、各データベースサーバのアドレス及びそのサーバの
属性（マスタ或いはレプリカ）を組合せとする情報を要
素としたテーブルを自身の管理情報として作成（キャッ
シュ）する。データベースマスタサーバ捜索パケットを
送信した後、一定時間経過した時点で現用のデータベー
スマスタサーバからのデータベースマスタサーバ捜索応
答パケットが届かない場合（図７では現用のデータベー
スマスタサーバに障害が発生しているので、このサーバ
からのデータベースマスタサーバ捜索応答パケットは届
かないことになる）には、既に届いているデータベース
レプリカサーバの１つを新データベースマスタサーバの
候補として選出し、データベースマスタサーバ捜索パケ
ットの送信元であるクライアントプログラムに送信す
る。

【００４１】図８は、エージェントが、データベースマ
スタアドレス照会を受信したときの処理手順を示す。

【００４２】いま、エージェントは自身のキャッシュの
中にデータベースマスタサーバの情報を有していないと
する。この状態で、クライアントプログラムAからデー
タベースマスタアドレスの照会を依頼されたとき（８０
１）、エージェントは、データベースサーバ群に対して
「データベースマスタ捜索」を行う（８０２）。エージ
ェントは、「データベースマスタサーバ捜索」の返信
を、各データベースサーバより受信する（８０３，８０
５）。返信されたアドレスはキャッシュに格納する（８
０４，８０６）。この返信は各データベースサーバから
のユニキャストであるため、エージェントは、一定時間
返信を待機する（８０７）。各データベースサーバによ
る「データベースマスタ捜索」の返信は、データベース
マスタサーバの交代中の場合には、その間保留されるこ
とを考慮し、充分な待機時間を設けておく。待機時間を
経過した後、或いはデータベースマスタサーバからの返
信を受信した時点で、データベースマスタサーバのアド
レスを抽出する（８０８）。マスタとして稼動している
データベースサーバからの返信が届いている場合には、
そのアドレスをクライアントへ返信する（８０９）。マ
スタとして稼動しているデータベースサーバからの返信
がない場合には、既に到着しているレプリカデータベー
スサーバの中から新データベースマスタサーバの候補を
選択し、クライアントへ返信する（８０９）。

【００４３】その後、エージェントがクライアントプロ
グラムBからデータベースマスタアドレスの照会を依頼
されたとき（８１０）、自身のキャッシュの中にデータ
ベースマスタサーバのアドレスを有しているので、その
アドレスをクライアントに対して返信する（８１１）。

【００４４】図９は、正常に稼動している現用データベ
ースマスタサーバが、「データベースマスタサーバ交代
要求パケット」を受信した際の処理手順を示す。

【００４５】クライアントプログラムAから「データベ
ースマスタサーバ交代要求パケット」を受信すると（９
０１，９０２）、現用データベースマスタサーバは、当
該パケットに含まれる新データベースマスタサーバのア
ドレスを一時的に記憶する（９０３）。現用データベー
スマスタサーバは、「データベースマスタサーバ交代要
求パケット」を受信した後であっても、新データベース
マスタサーバからの「交代準備完了通知パケット」を受
信するまでは、クライアントからのリクエストを受信
し、処理結果を返信し続ける（９０４〜９０６）。

【００４６】新データベースマスタサーバからの「交代
準備完了通知パケット」を受信（９０８，９０９）した
時点で処理中のトランザクションがある場合には（９０
７）、そのトランザクションを中止し、そのリクエスト
元であるクライアントに対してReject通知（処理を破棄
した旨を伝える通知）を返信する（９１０，９１１）。
その後、現用データベースマスタサーバは、データベー
スレプリカサーバへ降格する（９１２，９１３）。降格
後にリクエストを送信してきたクライアントに対して
は、Rejectを通知する（９１４〜９１６）。

【００４７】図１０は、データベースレプリカサーバが
「データベースマスタサーバ交代要求パケット」を受信
した際に、同パケットに指定された新データベースマス
タサーバのアドレスが自身のアドレスであった場合の処
理手順を示す。

【００４８】クライアントプログラムAから「データベ
ースマスタサーバ交代要求パケット」を受信したデータ
ベースレプリカサーバは（１００１，１００２）、新た
にデータベースマスタサーバへ昇格するために必要な処
理を開始する（１００３〜１００６）。昇格の準備が整
った段階で、「交代準備完了通知パケット」を送信す
る。この「交代準備完了通知パケット」は、「データベ
ースマスタサーバ交代要求パケット」の送信元のクライ
アントに対してはユニキャストで（１００７）、データ
ベースサーバ群に対してはマルチキャストで（１００
８）、それぞれ送信する。昇格後は、通常のデータベー
スマスタサーバとしてクライアントプログラムからのリ
クエストを受信し、処理結果を返信する（１００９，１
０１０）。

【００４９】図１１は、データベースレプリカサーバが
「データベースマスタサーバ交代要求パケット」を受信
した際に、同パケットに指定されている新データベース
マスタサーバのアドレスが自身のアドレスではなかった
場合の処理手順を示す。

【００５０】この場合、データベースレプリカサーバは
特別行う処理はない。「交代準備完了通知パケット」を
受信した際に、自身が管理しているデータベースマスタ
サーバのアドレスを、新データベースマスタサーバのア
ドレスで更新すればよい（１１０４〜１１０６）。デー
タベースマスタサーバ交代要求パケットを受信したとき
に新データベースマスタサーバのアドレスを一時的に記
憶する処理は（１１０１〜１１０３）、行っても行わな
くてもどちらでもよい。

【００５１】図１２は、クライアントプログラムにてデ
ータベースマスタサーバの障害を検知した際の処理手順
を示す。

【００５２】現用データベースマスタサーバに障害が発
生しており（１２０１）、現用データベースマスタサー
バへのリクエストが正常に届かない場合（１２０２）、
クライアントプログラムは、同ノードにて稼動している
エージェントに対してデータベースマスタサーバの再照
会を依頼する（１２０３）。再照会を要求されたエージ
ェントは、自身の管理するキャッシュの状態に限らず、
あらためてデータベースマスタサーバの捜索を行う（１
２０４）。その結果、クライアントプログラムは、返信
される新データベースマスタサーバの候補となるサーバ
のアドレスと属性（レプリカ）を受信する。クライアン
トプログラムは、その新データベースマスタサーバの候
補をデータベースマスタサーバへ昇格すべく、「データ
ベースマスタサーバ交代要求パケット」を各データベー
スサーバに対してマルチキャストで送信する（１２０
７）。

【００５３】「データベースマスタサーバ交代要求パケ
ット」の送信後、新データベースマスタサーバから「交
代準備完了通知パケット」を受信した時点で（１２０
８）、新データベースマスタサーバのアドレスを正式に
記憶し（１２０９）、その新データベースマスタサーバ
に対してリクエストを再送信する（１２１０）。なお、
エージェントから返信される新データベースマスタサー
バの候補となるサーバのアドレスは、一時的に記憶して
おいてもよいし（１２０６）、そうしなくてもよい。

【００５４】図１３は、クライアントプログラムにて旧
データベースマスタサーバ（現データベースレプリカサ
ーバ）から処理を破棄された場合の処理手順を示す。

【００５５】クライアントプログラムが、データベース
マスタサーバに対してリクエストを送信したとき（１３
０１）、既にそのサーバはマスタからレプリカに降格さ
れていたとする。このとき、当該データベースレプリカ
サーバ（旧データベースマスタサーバ）からはトランザ
クション破棄情報が返される（１３０２）。トランザク
ション破棄情報には、新データベースマスタサーバのア
ドレスが含まれているので、当該アドレスを正式に記憶
し（１３０３）、そのアドレスの元へ再度リクエストを
送信する（１３０４）。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データベースマスタサーバがトランザクション処理中で
あっても、データベースマスタサーバの交代を行うこと
が可能となる。

【００５７】また、データベースマスタサーバの交代要
求をマルチキャストで送信することで、データベースマ
スタサーバの交代に必要な処理を、現用のデータベース
マスタサーバサーバ及び各データベースレプリカサーバ
にてほぼ同時に開始することができるため、速やかに交
代処理を行うことが可能となる。

【００５８】また、トランザクション要求元であるクラ
イアントプログラムが障害の検出及びデータベースマス
タサーバの捜索を開始するため、障害検出のための余計
なポーリング処理を実行する必要がなく、また、データ
ベースマスタサーバの交代の際に大量のクライアントに
対して個別に交代通知を行う必要もない。加えて、デー
タベースマスタサーバの捜索処理を代行するエージェン
トの存在により、捜索処理結果（現用のデータベースマ
スタサーバのアドレス）がキャッシュされるため、以後
の照会処理をノード内に局所化することができ、ネット
ワークに対する負荷を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るクラスタシステムの
ハードウエア構成及びプログラム構成を示す図

【図２】本実施形態で想定するデータベースのシステム
構成を示す図

【図３】データベースマスタサーバ交代時及びデータベ
ースマスタサーバのアドレス捜索時の電文内容を示す図

【図４】データベースマスタサーバ交代時の各サーバの
処理内容を示す図

【図５】データベースマスタサーバ捜索時の各サーバの
処理内容を示す図

【図６】データベースマスタサーバ交代時の処理手順を
示す図

【図７】データベースマスタサーバ捜索時のデータベー
スマスタサーバアドレス取得処理の処理手順を示す図

【図８】エージェントがデータベースマスタアドレス照
会を受信したときの処理手順を示す図

【図９】正常に稼動している現用データベースマスタサ
ーバがデータベースマスタサーバ交代要求パケットを受
信した際の処理手順を示す図

【図１０】データベースレプリカサーバがデータベース
マスタサーバ交代要求パケットを受信した際に、同パケ
ットに指定された新データベースマスタサーバのアドレ
スが自身のアドレスであった場合の処理手順を示す図

【図１１】データベースレプリカサーバがデータベース
マスタサーバ交代要求パケットを受信した際に、同パケ
ットに指定されている新データベースマスタサーバのア
ドレスが自身のアドレスではなかった場合の処理手順を
示す図

【図１２】クライアントプログラムにてデータベースマ
スタサーバの障害を検知した際の処理手順を示す図

【図１３】クライアントプログラムにて旧データベース
マスタサーバから処理を破棄された場合の処理手順を示
す図

【符号の説明】

N …各ノードを結ぶネットワーク A(1)〜A(o) …データベースマスタサーバアドレス照会
エージェントプログラム DM …データベースマスタサーバ DR(1)〜DR(n-m-1) …データベースレプリカサーバ P(1)-1〜P(m)-1 …データベースアクセスを伴うクライ
アントプログラム REQ …トランザクション要求 RET …トランザクション結果 REJ …トランザクション要求破棄 CNG …データベースマスタサーバ交代要求 NTC …データベースマスタサーバ交代準備完了通知 SCH …データベースマスタサーバ照会要求 ANS …データベースマスタサーバ照会結果

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 15/177 ６８２ Ｇ０６Ｆ 15/177 ６８２Ｌ Ｆターム(参考） 5B034 BB02 CC04 5B045 BB04 BB28 BB42 DD18 JJ22 JJ25 JJ26 JJ44 5B082 DC07 DE03 5B089 GA11 KA12 ME04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データベースマスタサーバとデータベース
   レプリカサーバとを含み、システムを停止することなく
   データベースマスタサーバをデータベースレプリカサー
   バと交代することでサーバの可用性を高めるクラスタシ
   ステムにおけるデータベースサーバフェイルオーバー方
   法であって、 交代要求元から発行されるデータベースマスタサーバ交
   代要求パケットの送信、及び、マスタとレプリカとの交
   代が発生したときのデータベースサーバ間での交代処理
   同期のためのパケットの送信に、データベースサーバ群
   をマルチキャスト・グループとするマルチキャスト通信
   を用いたことを特徴とするデータベースサーバフェイル
   オーバー方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のデータベースサーバフェ
   イルオーバー方法において、 クラスタシステム内のデータベースサーバに対する障害
   検出を、同クラスタシステム内のクライアントプログラ
   ム側で行うステップと、障害を検出したクライアントプ
   ログラムが、新データベースマスタサーバと成り得るデ
   ータベースサーバの捜索を行うステップとを備えたこと
   を特徴とするデータベースサーバフェイルオーバー方
   法。
3. 【請求項３】請求項２に記載のデータベースサーバフェ
   イルオーバー方法において、 クラスタシステム内にデータベースマスタサーバアドレ
   スの照会を受け付けるエージェントプログラムを配備
   し、同一クラスタシステム内のクライアントプログラム
   がデータベースマスタサーバのアドレスを取得する際に
   は、このエージェントプログラムから取得するように
   し、 該エージェントプログラムは、データベースマスタサー
   バアドレスの照会に対し、現用データベースマスタサー
   バアドレスがキャッシュされている場合は、そのアドレ
   スを返信し、キャッシュされていない場合は、データベ
   ースサーバ群に対してマルチキャスト通信を用いてデー
   タベースマスタサーバ捜索パケットを送信し、該パケッ
   トに対して返信される情報に基づいてデータベースマス
   タサーバアドレスを特定し、該データベースマスタサー
   バアドレスを返信するものであることを特徴とするデー
   タベースサーバフェイルオーバー方法。
4. 【請求項４】データベースマスタサーバとデータベース
   レプリカサーバとを含み、システムを停止することなく
   データベースマスタサーバをデータベースレプリカサー
   バと交代することでサーバの可用性を高めるクラスタシ
   ステムにおけるデータベースサーバフェイルオーバー方
   法であって、 交代要求元からデータベースサーバ群に対し、新データ
   ベースマスタサーバとなるデータベースサーバのアドレ
   スを指定したデータベースマスタサーバ交代要求パケッ
   トを、マルチキャスト通信を用いて、送信するステップ
   と、 前記データベースマスタサーバ交代要求パケットを受信
   したデータベースサーバのうち新データベースマスタサ
   ーバに指定されたデータベースサーバで、自身をデータ
   ベースマスタサーバに昇格する交代準備処理を行うとと
   もに、交代準備が完了したことを示す交代準備完了パケ
   ットを、交代要求元に対してはユニキャストで、データ
   ベースサーバ群に対してはマルチキャストで、それぞれ
   送信するステップと、 前記交代準備完了パケットを受信した交代要求元及びデ
   ータベースサーバ群で、その交代準備完了パケットに含
   まれる新データベースマスタサーバアドレスを正式なデ
   ータベースマスタサーバアドレスとして記憶するステッ
   プとを備えたことを特徴とするデータベースサーバフェ
   イルオーバー方法。
5. 【請求項５】請求項４に記載のデータベースサーバフェ
   イルオーバー方法において、 前記新データベースマスタサーバに指定されたデータベ
   ースサーバから送信された交代準備完了パケットを受信
   した現用のデータベースマスタサーバで、自身をマスタ
   サーバからレプリカサーバへと降格する処理を行うとと
   もに、前記交代準備完了パケットの受信時に処理中であ
   ったトランザクションがある場合は、その処理を破棄
   し、その旨をそのトランザクションの要求元へ返信する
   ことを特徴とするデータベースサーバフェイルオーバー
   方法。
6. 【請求項６】請求項４に記載のデータベースサーバフェ
   イルオーバー方法において、 クライアントプログラムからデータベースマスタサーバ
   にトランザクション要求を発行した際、そのトランザク
   ション要求に対する返信で、該データベースマスタサー
   バに障害が発生していることを検出するステップと、 データベースマスタサーバに障害が発生していることを
   検出したクライアントで稼動するエージェントプログラ
   ムにて、新データベースマスタサーバとなるデータベー
   スサーバのアドレスを求めるステップと、 求めた新データベースマスタサーバのアドレスを含むデ
   ータベースマスタサーバ交代要求パケットを、クライア
   ントプログラムにて生成するステップとを、さらに備
   え、 該データベースマスタサーバ交代要求パケットを用いて
   請求項４に記載の通りに交代処理を実行することを特徴
   とするデータベースサーバフェイルオーバー方法。