JP2007305059A - コンピュータシステム、制御コンピュータ、及びプログラム - Google Patents

コンピュータシステム、制御コンピュータ、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】現用系制御コンピュータのミドルウェアが停止した場合にも待機系制御コンピュータと配下コンピュータとの通信を正常に行えるようにすること。
【解決手段】現用系と待機系の各制御コンピュータ10、20がネットワーク40に接続された冗長構成をとるコンピュータシステムにおいて、現用系制御コンピュータ10は、特定のサービスを行うためのアプリケーション14と、冗長構成の管理を行うミドルウェア13と、ハードウェア11を管理するとともにミドルウェア13およびアプリケーション14を利用できるようにするOS12と、を備える。OS12は、現用系としてアプリケーション14を実行している際に、ミドルウェア13の所定のプロセスの停止を検出したときに、ハードウェア11をリセットする。ハードウェア11がリセットされることでOS12におけるデータ部12b内のIPアドレスを解放する。
【選択図】図1

Description

本発明は、現用系と待機系の各制御コンピュータがネットワークに接続された冗長構成をとるコンピュータシステム、制御コンピュータ、及びプログラムに関する。
従来のコンピュータシステムにおいて、アプリケーションを実行する現用系制御コンピュータと、現用系制御コンピュータに障害が発生した際にアプリケーションの実行を引き継ぐ待機系制御コンピュータと、がLAN等のネットワークに接続された冗長構成をとるものがある(例えば、特許文献1参照)。このような冗長構成のコンピュータシステムでは、図5に示すように、アプリケーションを実行する制御コンピュータが現用系制御コンピュータ110から待機系制御コンピュータ120に切り替わったとしても、現用系制御コンピュータ110又は待機系制御コンピュータ120を管理する配下コンピュータ130が切り替えを認識しなくてすむように、アプリケーションを実行する制御コンピュータにのみIPアドレスを付与するようにしている。
また、このような冗長構成のコンピュータシステムでは、冗長構成における切り替え制御はミドルウェアで行っている。待機系制御コンピュータ120のミドルウェアと現用系制御コンピュータ110のミドルウェアは、相手が動作しているかを相互に監視している(このような監視機能をヘルスチェック機能という)。例えば、待機系制御コンピュータ120のミドルウェアでは、図6に示すように、現用系制御コンピュータ110のミドルウェアの停止を検出した場合(ステップC1のYES)、待機系制御コンピュータ120でアプリケーションを実行するため、待機系制御コンピュータ120にIPアドレスを設定して(ステップC2)、配下コンピュータ130をリセットし(ステップC3)、待機系制御コンピュータ120でアプリケーションの実行を開始(サービスを開始)する(ステップC4)。
特開2006−11992号公報
現用系制御コンピュータ110において、冗長構成の制御を行っているミドルウェアがソフトウェアの障害により停止した場合、オペレーティングシステム(OS)のみ動作した状態になることがある。この場合、待機系制御コンピュータ120のミドルウェアでは、図6のステップC1、C2に示すように、現用系制御コンピュータ110のミドルウェアの停止を検出し、現用系制御コンピュータ110に係るIPアドレスと同じIPアドレスを待機系制御コンピュータ120に設定することになる。ところが、現用系制御コンピュータ110のOSは動作しており、現用系制御コンピュータ110のハードウェアのリセットが行われない。そのため、現用系制御コンピュータ110にIPアドレスが設定されたままとなる。その結果、図7に示すように、現用系制御コンピュータ110と待機系制御コンピュータ120で、IPアドレスが重複することになる。
図7に示すように現用系制御コンピュータ110と待機系制御コンピュータ120でIPアドレスが重複した場合、配下コンピュータ130が送信したARP(Address Resolution Protocol)要求に対して、現用系制御コンピュータ110と待機系制御コンピュータ120の両方からARP応答が返信されてしまう。そして、図8に示す配下コンピュータ130のARPテーブルのARPエントリ(矢印Aの欄)には、アプリケーションを実行する制御コンピュータのIPアドレスに対応するハードウェアアドレスとして、現用系制御コンピュータ110のハードウェアアドレス、又は、待機系制御コンピュータ120のハードウェアアドレスが登録されることになる。
このとき、待機系制御コンピュータ120のハードウェアアドレスが登録された場合は問題ないが、ミドルウェアが停止した現用系制御コンピュータ110のハードウェアアドレスが登録された場合には、配下コンピュータ130は現用系制御コンピュータ110と通信を行おうとするため、待機系制御コンピュータ120と配下コンピュータ130との通信が正常に行えなくなり、配下コンピュータ130が障害となってしまう。
本発明の主な課題は、冗長構成の管理を行っている現用系制御コンピュータのミドルウェアがソフトウェアの障害により停止した場合にも待機系制御コンピュータと配下コンピュータとの通信を正常に行えるようにすることである。
本発明の第1の視点においては、現用系と待機系の各制御コンピュータがネットワークに接続された冗長構成をとるコンピュータシステムにおいて、前記制御コンピュータは、特定のサービスを行うためのアプリケーションと、冗長構成の管理を行うミドルウェアと、ハードウェアを管理するとともに前記ミドルウェアおよび前記アプリケーションを利用できるようにするオペレーティングシステムと、を備え、前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行している際に、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とする。
本発明の第2の視点においては、待機系の制御コンピュータとネットワークを介して接続された現用系の制御コンピュータにおいて、特定のサービスを行うためのアプリケーションと、冗長構成の管理を行うミドルウェアと、ハードウェアを管理するとともに前記ミドルウェアおよび前記アプリケーションを利用できるようにするオペレーティングシステムと、を備え、前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行している際に、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とする。
本発明の第3の視点においては、待機系の制御コンピュータとネットワークを介して接続された現用系の制御コンピュータにおいて実行されるプログラムにおいて、現用系としてアプリケーションを実行している際に、冗長構成の管理を行うミドルウェアの所定のプロセスの停止を監視するステップと、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、ハードウェアをリセットするステップと、を実行させることを特徴とする。
本発明によれば、旧現用系の制御コンピュータと新現用系の制御コンピュータでIPアドレスが重複することが防止され、新現用系の制御コンピュータと配下コンピュータとの通信が正常に行えるようになる。
(実施形態1)
本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムについて図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの構成を模式的に示したブロック図である。図2は、本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの配下コンピュータにおけるARPテーブルを模式的に示した図である。
図1を参照すると、このコンピュータシステムは、現用系制御コンピュータ10と、待機系制御コンピュータ20と、配下コンピュータ30とがネットワーク40に接続された冗長構成をとるシステムである。
現用系制御コンピュータ10は、冗長構成の制御を行うコンピュータであり、通常時にアプリケーションを実行する。待機系制御コンピュータ20は、冗長構成の制御を行うコンピュータであり、現用系制御コンピュータ10に障害が発生した際にアプリケーションの実行を引き継ぐ。配下コンピュータ30は、アプリケーションを実行している制御コンピュータ(現用系制御コンピュータ10又は待機系制御コンピュータ20)を管理するコンピュータである。ネットワーク40は、LAN等の通信網である。
現用系制御コンピュータ10は、ハードウェア11と、OS12と、ミドルウェア13と、アプリケーション14と、を有する。
ハードウェア11は、コンピュータからOS12、ミドルウェア13、アプリケーション14等のソフトウェアを除いた機械部分である。ハードウェア11は、図示していないが、ソフトウェアを実行する中央演算処理部、ソフトウェアやデータを記憶する記憶部、情報を送受信する通信部等を含む。
OS12は、ハードウェア11を管理し、ミドルウェア13、アプリケーション14を利用できるようにする基本ソフトウェアである。OS12では、現用系としてアプリケーション14を実行しているときに、ミドルウェア13の所定のプロセスの停止を監視する。OS12は、インタフェース部12aと、データ部12bと、を有する。インタフェース部12aは、現用系としてアプリケーション14を実行する際、ミドルウェア13の制御に基づいて、監視対象となるミドルウェア13の所定のプロセスに係るプロセスIDを生成し、生成されたプロセスIDについて、データ部12bへの登録と登録解除を行う。データ部12bは、インタフェース部12aによって登録されたミドルウェア13の所定のプロセスに係るプロセスIDを保持する。また、データ部12bは、現用系か待機系かにかかわらずハードウェアアドレスを保持し、現用系のときにIPアドレスを保持する。OS12は、ミドルウェア13のプロセスの停止を検出したときに、ミドルウェア13から停止したプロセスのプロセスIDを読み出し、読み出したプロセスIDと、データ部12bに保持されているプロセスIDを比較し、プロセスIDが一致している場合にはハードウェア11をリセット(再起動)する。OS12では、ハードウェア11がリセットされる(待機系となる)ことで、データ部12b内のIPアドレスが解放(消去)される。なお、OS12が待機系としてアプリケーション14を実行していないときの動作については、OS22の説明を参照されたい。
ミドルウェア13は、現用系としてアプリケーション14を実行しているときに、コンピュータシステムにおける冗長構成の制御を行う。ミドルウェア13は、待機系制御コンピュータ20のミドルウェア23が動作しているかを監視する。ミドルウェア13における各プロセスには、プロセスIDが付与されている。なお、ミドルウェア13が待機系としてアプリケーション14を実行していないときの動作については、ミドルウェア23の説明を参照されたい。
アプリケーション14は、特定のサービスを行うためのソフトウェアである。
待機系制御コンピュータ20は、ハードウェア21と、OS22と、ミドルウェア23と、アプリケーション24と、を有する。
ハードウェア21は、コンピュータからOS22、ミドルウェア23、アプリケーション24等のソフトウェアを除いた機械部分である。ハードウェア21は、図示していないが、ソフトウェアを実行する中央演算処理部、ソフトウェアやデータを記憶する記憶部、通信部等を含む。
OS22は、ハードウェア21を管理し、ミドルウェア23、アプリケーション24を利用できるようにする基本ソフトウェアである。OS22は、インタフェース部22aと、データ部22bと、を有する。データ部22bは、現用系か待機系かにかかわらずハードウェアアドレスを保持する。なお、OS22が現用系としてアプリケーション24を実行しているときの動作については、OS12の説明を参照されたい。
ミドルウェア23は、現用系制御コンピュータ10のミドルウェア13が動作しているかを監視する。ミドルウェア23における各プロセスには、プロセスIDが付与されている。ミドルウェア23は、待機系としてアプリケーション24を実行していないときであって、現用系制御コンピュータ10のミドルウェア13のプロセス停止を検出した場合に、IPアドレスをOS22のデータ部22bに登録し、配下コンピュータ30にリセット要求を送信し、ハードウェア21にてアプリケーション24の実行を開始する。ミドルウェア23は、アプリケーション24の実行を開始する際、配下コンピュータ30からのARP要求を受信したときに、IPアドレス、ハードウェアアドレスを含むARP応答を、配下コンピュータ30に向けてユニキャストで送信する。なお、ミドルウェア23が現用系としてアプリケーション24を実行しているときの動作については、ミドルウェア13の説明を参照されたい。
アプリケーション24は、特定のサービスを行うためのソフトウェアである。
配下コンピュータ30は、ハードウェア31と、ソフトウェア32と、ARPテーブル33と、を有する。
ハードウェア31は、ソフトウェア32、ARPテーブル33を除いた機械部分である。ハードウェア31は、図示していないが、ソフトウェアを実行する中央演算処理部、ソフトウェアやデータを記憶する記憶部、情報を送受信する通信部等を含む。
ソフトウェア32は、待機系制御コンピュータ20のミドルウェア23からのリセット要求を受信したときに、ハードウェア31のリセット(ARPテーブル33の内容をクリア)を行い、新たな現用系となる待機系制御コンピュータ20と通信を行うために待機系制御コンピュータ20のIPアドレスに対するARP要求をブロードキャストで送信する。ソフトウェア32は、待機系制御コンピュータ20からのARP応答を受信したときに、ARP応答に含まれる待機系制御コンピュータ20のIPアドレスとハードウェアアドレスをARPテーブル33に登録する。
ARPテーブル33は、アプリケーションを実行する制御コンピュータのIPアドレスに対応するハードウェアアドレスを保持するテーブルである(図2参照)。ARPテーブル33のARPエントリ(矢印Aの欄)には、現用系として動作している制御コンピュータのハードウェアアドレスのみ(現用系から待機系に切り替わったものを除き、待機系から現用系に切り替わったものを含む)保持される。なお、冗長構成のコンピュータシステムでは、現用系としてアプリケーションを実行する制御コンピュータが切り替わったとしても、配下コンピュータ30が制御コンピュータの切り替えを認識しなくてすむように、現用系としてアプリケーションを実行する制御コンピュータにのみIPアドレスが付与される。
次に、本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの動作について図面を用いて説明する。図3は、本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの現用系制御コンピュータにおけるOSの動作を模式的に示したフローチャートである。
前提として、待機系制御コンピュータ20のミドルウェア23と現用系制御コンピュータ10のミドルウェア13は、ヘルスチェック機能として、相手が動作しているかを相互に監視している。また、現用系制御コンピュータ10のOS12は、ミドルウェア13の所定のプロセスの停止を監視している。また、現用系制御コンピュータ10のOS12のデータ部12bには、現用系制御コンピュータ10のOS12の監視対象となるミドルウェア13の所定のプロセスに係るプロセスIDが登録されている。また、現用系制御コンピュータ10のOS12のデータ部12bには、自己のハードウェアアドレス、IPアドレスが登録されている。また、待機系制御コンピュータ20のOS22のデータ部22bには、自己のハードウェアアドレスが登録されており、IPアドレスが登録されていない。さらに、配下コンピュータ30のARPテーブル33には、現用系制御コンピュータ10のハードウェアアドレスと、IPアドレスとが対応付けて登録されている。
以上のような前提のもとで、待機系制御コンピュータ20では、従来例(図6参照)と同様に、ミドルウェア23が現用系制御コンピュータ10のミドルウェア13のプロセス停止を検出した場合(ステップC1のYES)、ミドルウェア23は、待機系制御コンピュータ20でアプリケーションを実行するため、待機系制御コンピュータ20にIPアドレスを設定(データ部22bに登録)して(ステップC2)、配下コンピュータ30をリセットし(ステップC3)、待機系制御コンピュータ20でアプリケーション24の実行を開始(サービスを開始)する(ステップC4)。
ここで、配下コンピュータ30がリセットされると、ミドルウェア23から配下コンピュータ30にリセット要求が送信され、配下コンピュータ30がリセット要求を受信したときにソフトウェア32によってハードウェア31がリセット(ARPテーブル33の内容がクリア)され、待機系制御コンピュータ20のIPアドレスに対するARP要求がブロードキャストで送信され、ミドルウェア23がARP要求を受信したときにIPアドレス、ハードウェアアドレスを含むARP応答が配下コンピュータ30に向けてユニキャストで送信され、ソフトウェア32がARP応答を受信したときにARP応答に含まれる待機系制御コンピュータ20のIPアドレスとハードウェアアドレスが対応付けられてARPテーブル33に登録される。
一方、現用系制御コンピュータ10では、図3に示すように、OS12は、ミドルウェア13のプロセスの停止を検出すると(ステップA1)、停止したプロセスのプロセスIDがデータ部12bに登録されたプロセスIDと一致するか否かの比較を行い(ステップA2)、プロセスIDが一致した場合(ステップA2のYES)にはハードウェア11のリセットを行う(ステップA3)。
ここで、ハードウェア11がリセット(再起動)されると、データ部12b内のIPアドレスが解放(消去)され、現用系制御コンピュータ10が待機系となる。
実施形態1によれば、冗長構成をとるコンピュータシステムの現用系制御コンピュータ10のミドルウェア13がソフトウェアの障害により停止して、OS12のみが動作した状態になった場合でも、データ部12bに登録されていたIPアドレスが解放されるため、旧現用系の現用系制御コンピュータ10と新現用系の待機系制御コンピュータ20でIPアドレスの重複を防止することができ、新現用系の待機系制御コンピュータ20と配下コンピュータ30との通信が正常に行えるようになる。
(実施形態2)
本発明の実施形態2に係るコンピュータシステムについて図面を用いて説明する。図4は、本発明の実施形態2に係るコンピュータシステムの現用系制御コンピュータにおけるOSの動作を模式的に示したフローチャートである。
冗長構成のコンピュータシステムの現用系制御コンピュータ(図1の10)において、監視対処のミドルウェア13のプロセスの停止をOS12が検出した後であって、ハードウェア11をリセットする前に、ミドルウェア13の障害情報を収集することが考えられる。ところが、障害情報の収集に時間がかかる場合、現用系制御コンピュータ10のハードウェア11をリセットする前に、待機系制御コンピュータ20にIPアドレスが設定されてしまう可能性がある。この場合、待機系制御コンピュータ20にIPアドレスが設定されてから現用系制御コンピュータ10のハードウェア11がリセットされるまでの間に、旧現用系の現用系制御コンピュータ10と新現用系の待機系制御コンピュータ20でIPアドレスが重複してしまうおそれがある。
そこで、実施形態2では、図4に示すように、現用系制御コンピュータ10において、障害情報を収集する前に、IPアドレスの設定を解除する。つまり、現用系制御コンピュータ10において、OS12は、ミドルウェア13のプロセスの停止を検出すると(ステップB1)、停止したプロセスのプロセスIDがデータ部12bに登録されたプロセスIDと一致するか否かの比較を行い(ステップB2)、プロセスIDが一致した場合(ステップB2のYES)にはデータ部12bに登録されたIPアドレスの登録解除を行い(ステップB3)、その後、ミドルウェア13の障害情報を収集し(ステップB4)、ハードウェア11のリセットを行う(ステップB5)。
実施形態2によれば、冗長構成のコンピュータシステムの現用系制御コンピュータ10において、ミドルウェア13の障害情報の収集に時間がかかる場合でも、障害情報の収集前にデータ部12bに登録されていたIPアドレスが解放されるため、旧現用系の現用系制御コンピュータ10と新現用系の待機系制御コンピュータ20でIPアドレスの重複を防止することができ、新現用系の待機系制御コンピュータ20と配下コンピュータ30との通信が正常に行えるようになる。
本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの構成を模式的に示したブロック図である。 本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの配下コンピュータにおけるARPテーブルを模式的に示した図である。 本発明の実施形態1に係るコンピュータシステムの現用系制御コンピュータにおけるOSの動作を模式的に示したフローチャートである。 本発明の実施形態2に係るコンピュータシステムの現用系制御コンピュータにおけるOSの動作を模式的に示したフローチャートである。 従来例に係るコンピュータシステムの構成を模式的に示したブロック図である。 従来例に係るコンピュータシステムの待機系制御コンピュータにおけるミドルウェアのヘルスチェック機能を模式的に示したフローチャートである。 従来例に係るコンピュータシステムの問題となる状態の構成を模式的に示したブロック図である。 従来例に係るコンピュータシステムの配下コンピュータにおけるARPテーブルを模式的に示した図である。
符号の説明
10、110 現用系制御コンピュータ
11 ハードウェア
12 OS
12a インタフェース部
12b データ部
13 ミドルウェア
14 アプリケーション
20、120 待機系制御コンピュータ
21 ハードウェア
22 OS
22a インタフェース部
22b データ部
23 ミドルウェア
24 アプリケーション
31 ハードウェア
32 ソフトウェア
33 ARPテーブル
30、130 配下コンピュータ
40、140 ネットワーク(LAN)

Claims (8)

  1. 現用系と待機系の各制御コンピュータがネットワークに接続された冗長構成をとるコンピュータシステムにおいて、
    前記制御コンピュータは、
    特定のサービスを行うためのアプリケーションと、
    冗長構成の管理を行うミドルウェアと、
    ハードウェアを管理するとともに前記ミドルウェアおよび前記アプリケーションを利用できるようにするオペレーティングシステムと、
    を備え、
    前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行している際に、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とするコンピュータシステム。
  2. 前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行しているときにIPアドレスを保持するデータ部を有し、
    前記ハードウェアは、リセットされることで前記データ部内の前記IPアドレスを解放することを特徴とする請求項1記載のコンピュータシステム。
  3. 前記オペレーティングシステムは、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出した後、前記データ部内の前記IPアドレスを解放し、その後、前記ミドルウェアの障害情報を収集し、その後、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とする請求項2記載のコンピュータシステム。
  4. 待機系の制御コンピュータとネットワークを介して接続された現用系の制御コンピュータにおいて、
    特定のサービスを行うためのアプリケーションと、
    冗長構成の管理を行うミドルウェアと、
    ハードウェアを管理するとともに前記ミドルウェアおよび前記アプリケーションを利用できるようにするオペレーティングシステムと、
    を備え、
    前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行している際に、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とする制御コンピュータ。
  5. 前記オペレーティングシステムは、現用系として前記アプリケーションを実行しているときにIPアドレスを保持するデータ部を有し、
    前記ハードウェアは、リセットされることで前記データ部内の前記IPアドレスを解放することを特徴とする請求項4記載の制御コンピュータ。
  6. 前記オペレーティングシステムは、前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出した後、前記データ部内の前記IPアドレスを解放し、その後、前記ミドルウェアの障害情報を収集し、その後、前記ハードウェアをリセットすることを特徴とする請求項5記載の制御コンピュータ。
  7. 待機系の制御コンピュータとネットワークを介して接続された現用系の制御コンピュータにおいて実行されるプログラムにおいて、
    現用系としてアプリケーションを実行している際に、冗長構成の管理を行うミドルウェアの所定のプロセスの停止を監視するステップと、
    前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、ハードウェアをリセットするステップと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
  8. 前記ミドルウェアの所定のプロセスの停止を検出したときに、予め設定されたIPアドレスを解放するステップと、
    前記IPアドレスの解放後に、前記ミドルウェアの障害情報を収集するステップと、
    前記障害情報の収集後に、ハードウェアをリセットするステップと、
    を実行させることを特徴とする請求項7記載のプログラム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011054033A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Toshiba Corp 監視制御装置
JP2011164872A (ja) * 2010-02-09 2011-08-25 Seiko Epson Corp 設定情報管理システムおよびその制御方法

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