JP2004179983A

JP2004179983A - ネットワーク機器制御システム

Info

Publication number: JP2004179983A
Application number: JP2002344086A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shishido; 一郎宍戸
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: JP3945390B2

Abstract

【課題】受信機器からサーバへの不必要なアクセスを減らすことによりサーバが過負荷になることを防止し、システムのコストを上げずに十分な応答性を確保できるネットワーク機器制御システムを提供する。
【解決手段】サーバは、受信機器が受信動作を行うタイミングを示す受信タイミング情報を生成する受信タイミング情報生成部を有し、受信機器は、前記受信タイミング情報をサーバから受信し、前記受信タイミング情報に従って制御データをサーバから受信する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに接続された機器の制御システムに関し、特に、受信機器への制御データの転送を効率よく行うことのできるネットワーク機器制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ネットワーク技術の普及と共に、機器をネットワークに接続して遠隔制御するシステムが増えつつある。この場合、操作者の使う機器から制御対象の機器に制御データを送る必要があるが、セキュリティ上の理由等から、制御対象の機器に操作者の使う機器から直接アクセスできない場合がある。このような場合には、操作者の使う機器から制御データをサーバに送信し、一旦サーバに蓄積した上で、制御対象の機器が予め決められた周期でサーバにアクセスして制御データを受信することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０８２８８８公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００２−０８２８８９公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式では、送信機器（操作者の使う機器）からの指示（制御データ）を迅速に受信機器（制御対象の機器）に伝えてシステムの応答性を高めるためには、受信機器がサーバにアクセスする時間間隔を短くする必要がある。しかしながらこの場合、制御データの発生の有無に関わらず、定期的に受信機器からサーバにアクセスが発生する。よって、アクセスする時間間隔が短かすぎる場合や受信機器の数が多すぎる場合には、ネットワークやサーバの負荷が上がり、本来の処理以外のオーバーヘッドが増えて、システムの応答性が悪くなるといった問題があった。極端に負荷が上がると、送信機器や受信機器がサーバに接続できない接続障害が起きる場合もあった。
【０００６】
ここで、制御データの発生頻度が時間と共に変化する場合や、受信機器の数が動的に変化する場合もある。しかし、従来は、このような状態変化に関わらず全ての受信機器が予め決められた周期でサーバにアクセスするため、不必要なアクセスによりサーバやネットワークの負荷が高まり、応答性が悪化するという問題があった。
【０００７】
一方、システム負荷を極端に上げることなく十分な応答性を得るためには、ネットワークやサーバの性能を上げる必要があり、システムのコストが上がるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、受信機器からサーバへの不必要なアクセスを減らすことによりサーバが過負荷になることを防止し、システムのコストを上げずに十分な応答性を確保できるネットワーク機器制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、
サーバと、前記サーバから制御データをネットワークを介して受信する受信機器とを備えたネットワーク機器制御システムであって、
前記サーバは、前記受信機器が前記制御データの受信動作を行うタイミングを示す受信タイミング情報を生成する受信タイミング情報生成部を有し、
前記受信機器は、前記受信タイミング情報を前記サーバから受信し、前記受信タイミング情報に従って前記制御データを前記サーバから受信する制御データ受信部を有する、
ことを特徴とするネットワーク機器制御システム、
を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施例の全体構成を図１に示す。受信機器側を制御するための制御データを送信する送信機器１０１と、制御データを受信する受信機器１０２と、制御データを一時的に蓄積するサーバ１０３が、ネットワーク１０４を介して接続される。送信機器１０１あるいは受信機器１０２が１台のサーバ１０３に対して複数あっても良い。また、送信機器１０１とサーバ１０３が１つ機器に統合されていても良い。
【００１１】
一般的には、送信機器１０１は操作者により操作されるが、人間が直接操作せずに他の機器からの情報を使って制御データを送信しても良い。送信機器１０１は、受信する機器を一意に識別する受信機器ＩＤ３０１と、受信機器の動作を制御する制御データ３０２を合わせてサーバに送信する。
【００１２】
サーバ１０３は、ＣＰＵ、メモリ、ディスクデバイス、ネットワークデバイス等で構成されており、一般的なコンピュータで実現可能である、サーバの機能的構成を図２に示す。制御データを一時的に蓄積する制御データ蓄積部２０１と、受信機器を認証する認証部２０２と、受信機器が受信するタイミングを示す受信タイミング情報を生成する受信タイミング情報生成部２０３とを備えている。
【００１３】
制御データ蓄積部２０１では、図３に示すような形式で、送信機器が送信した受信機器ＩＤ３０１と制御データ３０２を格納している。
【００１４】
受信機器１０２がサーバ１０３からデータを受信する時のフローチャートを図４に示す。受信機器１０２は初期状態では所定の時間間隔で定期的にサーバ１０３にアクセスするように設定されている。
【００１５】
受信機器１０２は予め設定された受信機器ＩＤ３０１とパスワード３０３をサーバに送信する（ステップＳ１１）。サーバは受信機ＩＤ３０１とパスワード３０３を受信し（ステップＳ１２）、サーバの認証部２０２では、送られてきた受信機器ＩＤ３０１とパスワード３０３が正当なものであるかを判定する（ステップＳ１３）。サーバの認証部２０２には、各々の受信機器の受信機器ＩＤ３０１と、対応するパスワード３０３が予め登録されており、これらに基づいて認証を行う。
【００１６】
受信機器ＩＤ３０１とパスワード３０３が正当であれば、サーバは制御データ蓄積部２０１から該当する受信機器ＩＤ３０１に対応する制御データ３０２を読み出し、後述する受信タイミング情報３０４と合わせて受信機器１０２に送信する（ステップＳ１４）。受信タイミング情報３０４は、受信機器１０２がサーバ１０３にアクセスする時間間隔を指定する情報である。あるいは時間間隔の代わりに次回アクセスする時刻を指定しても良い。
【００１７】
次に、制御データ蓄積部２０１の中から送信済みの制御データ３０２と、対応する受信機器ＩＤ３０１のエントリを消去し、サーバの受信機器への送信動作を終了する（ステップＳ１５）。受信機器１０２は制御データ３０２と受信タイミング情報３０４を受け取り受信動作を終了する（ステップＳ１６）。
【００１８】
受信機器１０２は、受け取った制御データ３０２に従って動作を行うと共に、受信タイミング情報３０４に従って、次回以降サーバ１０３にアクセスする。受信機器ＩＤとパスワードが正当なものと認証できない場合は、サーバ１０３は認証拒否を示すデータを受信機器１０２に送信し（ステップＳ１７）、受信機器１０２は受信動作を終了する。
【００１９】
受信機器１０２は、直前にサーバ１０３にアクセスした時間から受信タイミング情報３０４で示された時間間隔が経過した後に、再度サーバ１０３にアクセスし、新しい受信タイミング情報３０４と制御データ３０２を受信する。新たな受信タイミング情報３０４をサーバが送信しない場合には、現在使用している受信タイミング情報を引き続き使用する。
【００２０】
次に、サーバ１０３の受信タイミング情報生成部２０３について説明する。サーバはＣＰＵ、メモリ、ディスクデバイス、ネットワークデバイス等の使用率を計測しており、これらを総合してシステム全体の直前の一定期間における平均負荷を示す負荷指数を計算する。例えば、直前の一定期間におけるＣＰＵの平均利用率をｃ、メモリの平均使用率をｍ、ディスクデバイスの平均使用率をｄ、ネットワークデバイスの平均使用率をｎとして、下記式（１）に基づき負荷指数を計算すればよい。ここで、ｋ１〜ｋ４は、予め決められた定数である。
【００２１】
【数１】

負荷指数は、負荷がない場合を０、性能限界を１００とした値である。単位時間内に発生する制御データが増えると負荷指数も増えるが、負荷指数と単位時間当たり処理可能な制御データ数（スループット）の関係は、図５のようになる。負荷指数が小さいうちは、発生する制御データが増えても処理可能な制御データが増えるが、次第に処理可能な制御データ数が飽和し、負荷指数が極端に大きくなると、処理可能な制御データ数は減少してしまう。サーバは性能限界に近い状態では、本来の目的処理以外のオーバーヘッドが増え、処理効率が悪化するためである。
【００２２】
そこで、負荷指数が上がった時に受信機器の受信間隔を長くし、負荷指数が下がった時に受信機器の受信間隔を短くするように制御する。例えば下記式（２）に従って負荷指数ａから受信機器の受信間隔ｚを計算する。
【００２３】
【数２】

ここで関数Ｆは、図６のような特性を持っており、入力（負荷指数）が大きくなる程出力（受信間隔）も大きくなる。受信機器の数が少ない場合や、制御データの発生頻度が少ない場合には、サーバ負荷は小さいので、このような場合には、受信間隔が短くなり、送信から受信までの時間が短縮されてシステムの応答性が高くなる。一方、送信機器や受信機器の数が多い場合や、制御データの発生頻度が高い場合には、サーバの負荷が大きくなるので、受信間隔は長くなる。これによりサーバの負荷が下がるので、性能限界近くの効率の悪い状態を避けることができ、極端なスループット低下が避けられる。
［第２の実施例］
第１の実施例と比べて、サーバ１０３の受信タイミング情報生成部２０３の動作のみが異なり、他の動作は全く同じである。
【００２４】
第２の実施例の受信タイミング情報生成部２０３においては、送信機器１０１から受信した制御データの単位時間当たりの量ｈを計測している。そして下記式（３）に基づき受信間隔ｚを計算する。
【００２５】
【数３】

ここで関数Ｇは、図７に示すような特性を持っており、入力ｈが大きくなる程、出力ｚが大きくなる。単位時間当たりの制御データ量ｈが大きい程、サーバの負荷が高くなるが、サーバの負荷が高い時に受信間隔を長くすることにより、サーバの負荷を下げることができる。サーバの負荷が極端に高くなると、処理効率が悪化するが、そのような状態を避けることができる。
【００２６】
第１の実施例で使用したＣＰＵの使用率などを得るためには、サーバのＯＳなどがこのような項目の計測機能を持つ必要がある。第２の実施例は、アプリケーションレベルで計測できる項目を利用するので、サーバがシステムレベルの負荷量を計測することができない場合にも実現可能である。
【００２７】
［第３の実施例］
第１の実施例と比べて、サーバ１０３の受信タイミング情報生成部２０３の動作のみが異なり、他の動作は全く同じである。
【００２８】
第３の実施例の受信タイミング情報生成部２０３においては、受信機器毎の単位時間当たり制御データ量を計測している。受信機器の数をＮ、受信機器ｉの単位時間当たりの制御データ量をｘ［ｉ］（ｉ＝１〜Ｎ）として、下記式（４）に基づき、受信機器ｉの受信間隔ｚ［ｉ］を計算する。
【００２９】
【数４】

ここで関数Ｑは、図８に示すような特性を持っており、入力ｘ［ｉ］が大きくなる程、出力ｚ［ｉ］が小さくなる。すなわち、単位時間あたりの制御データ量が多い受信機器ほど受信間隔が短くなる。
【００３０】
一般的に、制御データの発生頻度は受信機器毎にバラツキがあり、時間の経過と共に変化することが多い。過去一定期間における制御データが多い受信機器に対しては、近い将来においても制御データが発生する確率が高いと考えられる。一方、過去一定期間における制御データが少ない受信機器に対しては、近い将来において制御データが発生する確率が低いと考えられる。制御データ発生確率の高い受信機器の受信間隔を短く、制御データ発生確率の低い受信機器の受信間隔を長くすることにより、不用なネットワークデータ転送を減らすことができ、システム全体の応答性が高まる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のネットワーク機器制御システムによれば、受信機器のサーバへのアクセスタイミングが適切に制御されるので、サーバが過負荷状態になることが防止される。従って、送信機器から受信機器への制御データの発生頻度が変動する場合でも、システムのコストを上げることなく、接続障害やシステム応答性の悪化を防止することができる。
【００３２】
また、各受信機器毎の単位時間当たりの前記制御データ量を計測すると共に、前記各受信機器毎の単位時間当たりの制御データ量に基づき、前記各受信機器毎に受信タイミング情報を生成するようにした場合には、受信機器毎にサーバへのアクセスタイミングを制御することができるので、制御データの発生頻度が受信機器毎に大きく異なるような場合でも、システム全体の応答性を最適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施例におけるサーバの機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施例における制御データ蓄積部のデータ形式を示す図である。
【図４】第１の実施例における受信機器とサーバとの間のデータ転送を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施例におけるサーバの負荷指数とスループットの関係を示す図である。
【図６】第１の実施例における受信タイミング情報生成部で使用する関数の一例を示す図である。
【図７】第２の実施例における受信タイミング情報生成部で使用する関数の一例を示す図である。
【図８】第３の実施例における受信タイミング情報生成部で使用する関数の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０１送信機器
１０２受信機器
１０３サーバ
１０４ネットワーク
２０１制御データ蓄積部
２０２認証部
２０３受信タイミング情報生成部
３０１受信機器ＩＤ
３０２制御データ
３０３パスワード
３０４受信タイミング情報

Claims

サーバと、前記サーバから制御データをネットワークを介して受信する受信機器とを備えたネットワーク機器制御システムであって、
前記サーバは、前記受信機器が前記制御データの受信動作を行うタイミングを示す受信タイミング情報を生成する受信タイミング情報生成部を有し、
前記受信機器は、前記受信タイミング情報を前記サーバから受信し、前記受信タイミング情報に従って前記制御データを前記サーバから受信する制御データ受信部を有する、
ことを特徴とするネットワーク機器制御システム。
前記受信タイミング情報生成部は、前記サーバのシステム負荷量を計測すると共に、計測したシステム負荷量に基づいて前記受信タイミング情報を生成することを特徴とする請求項１記載のネットワーク機器制御システム。
前記受信タイミング情報生成部は、単位時間当たりの前記制御データ量を計測すると共に、前記単位時間当たりの制御データ量に基づき前記受信タイミング情報を生成することを特徴とする請求項１記載のネットワーク機器制御システム。
前記サーバには複数の前記受信機器がネットワークを介して接続され、
前記受信タイミング情報生成部は、前記各受信機器毎の単位時間当たりの前記制御データ量を計測すると共に、前記各受信機器毎の単位時間当たりの制御データ量に基づき、前記各受信機器毎に前記受信タイミング情報を生成することを特徴とする請求項１記載のネットワーク機器制御システム。