JP2007312227A - 情報処理システム及びその制御方法、並びに該制御方法を実行するプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、予備系への切り替えの際に通信の途絶を最小限に抑え、連続データの欠落を少ないコストで最小化することができる情報処理システムを提供する。
【解決手段】サーバの切り替えが行われたときに、当該切り替え通知を受信するための通知専用コネクションが確立される。切り替え通知を受信した際に、主系サーバ１１０から受信待ち状態の通信コネクションが切断され、当該切断された通信コネクションが新たな通信コネクションとして確立し直される。通知専用コネクションが確立された後の通信コネクションの状態が通信コネクション情報として予備系サーバ１３０に通知され、該通信コネクション情報が保存される。切り替えが行われたときに、保存された通信コネクション情報に基づいて切り替え通知が生成され、予備系サーバ１３０からクライアント端末１００に送信される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ネットワーク通信の冗長化処理を実行する情報処理システム及びその制御方法、並びに該制御方法を実行するプログラムに関するものである。

一般に、ＷＷＷ（World Wide Web）上で主に利用されるプロトコルはＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）である。ＨＴＴＰは、その名前の由来であるハイパーテキストの転送だけに限らず、ＤＢ（Data Base）へのアクセスや各種機器の設定、動画や音声データの取得にも広く用いられている。これは、ＷＷＷの普及と共にＨＴＴＰに対してファイヤーウォール等の通信上の制約を回避するための手段が多数提供され、ＨＴＴＰがほとんどのネットワーク環境で導入されたことが一因である。さらに、その他のプロトコルをＷＷＷに使用した際に必要だった各種設定作業を省略できることが大きな一因である。そのことがさらにＨＴＴＰの使用を促進している。その結果、現在ではＰＣ（Personal Computer）に限らず、複写機やネットワーク接続可能なカメラ等にもＨＴＴＰによる通信機能が組み込まれるようになっている。

こうした各種ネットワーク機器を利用したネットワークサービスは拡大の一途を辿って、基幹業務にも組み込まれるようになり、そのことがさらにネットワーク機器のアクセス数を増大させることになっている。このような環境において、ネットワーク機器に障害が生じた場合を想定して、各ネットワーク機器を二重、三重にした冗長化構成にすることが広く行われている。例えば、障害発生時には、主系のネットワーク機器から予備系のネットワーク機器に切り替える（failoverする）ことでサービスを継続させるシステムが存在する。

ＨＴＴＰを通信プロトコルとして用いたサービスの場合、予備系のネットワーク機器への切り替え時に通信途中だったＨＴＴＰのセッションそのものは予備系のネットワーク機器に引き継がれない。

一方、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）を通信プロトコルとして利用するサービスの場合は、通信接続された両端のネットワーク機器がそれぞれの状態を保持する。そのため、予備系のネットワーク機器に状態を引き継ぐためには、主系のネットワーク機器の状態情報を予備系のネットワーク機器でも常時保持・更新する必要がある。これに対して、例えば、特許文献１ではその対応方法が開示されている。
特開２００２−３１９９６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、すべてのＴＣＰパケットの送受信の際にＴＣＰの状態情報の処理が必要となる。そして、主系のネットワーク機器から予備系のネットワーク機器への切り替えの発生頻度を考慮した場合、正常動作時の主系のネットワーク機器に加わる負荷が無視できないものとなる。そのため、特許文献１の方法を適用するためには、高い処理能力を有するネットワーク機器でなくてはならない。一般的なシステムでは、ＴＣＰやＨＴＴＰを利用する予備系のネットワーク機器への引継ぎを行わず、クライアント端末からのＨＴＴＰリクエスト再送に基づいて上位層のアプリケーションで処理の継続が図られている。

ところで、通常、クライアント端末からのＨＴＴＰリクエスト再送は、クライアント端末の利用者による手動操作により発せられる。これは、クライアント端末が、ＨＴＴＰサーバが主系から予備系に切り替わったことをＨＴＴＰ層、ＴＣＰ層のレベルで知る手段がないためである。予備系への切り替えが発生した場合、確立していたＴＣＰコネクションは実質的に失われているが、クライアント端末側では確立されたまま、ＨＴＴＰサーバからのレスポンスの待ち状態となる（TCP half open状態）。この状態のＴＣＰコネクションはタイムアウトしないので、上位層のＨＴＴＰやアプリケーションのタイムアウトを待つか、利用者の介入が必要である。そのため、ＨＴＴＰサーバの切り替えに要する時間よりも十分に長い時間を要する場合がある。

こうした挙動は、連続的にＨＴＴＰサーバ側とデータの送受信を行うサービスの場合、その間のデータの連続性が失われてしまう。例えば、ＨＴＴＰサーバにカメラやマイクを接続して画像や音声をデータとして取得することで遠隔地の監視を行う場合、許容範囲を超えたデータの欠落は監視の目的を果たさない。すなわち、従来手法でＨＴＴＰサーバを障害発生時に予備系に切り替える構成をとった場合は、許容範囲を超えたデータの欠落が発生してしまうという問題がある。

また、この問題は、上記特許文献１に示された方法でＴＣＰコネクションまでを予備系に引き継ぐことで解決される。しかしながら、ＴＣＰパケットの送受信毎に状態を取得・保持する処理が必要であり、特に性能・容量の限られた機器組み込み用ＨＴＴＰサーバには適用困難である。

本発明は、上記問題に鑑み、予備系への切り替えの際に通信の途絶を最小限に抑え、連続データの欠落を少ないコストで最小化することができる情報処理システム及びその制御方法、並びに該制御方法を実行するプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の情報処理システムは、第１のサーバと、少なくとも１つの第２のサーバと、クライアント端末とが互いに接続され、前記第１のサーバに異常が発生したときに前記第２のサーバに切り替えて動作する冗長構成を有する情報処理システムにおいて、前記クライアント端末は、前記切り替えが行われたときに切り替え通知を受信するための通知専用コネクションを確立する第１の通信コネクション確立手段と、前記切り替え通知を受信した際に、前記第１のサーバから受信待ち状態にあるすべての通信コネクションを切断し、当該切断した通信コネクションを前記第２のサーバとの間で新たな通信コネクションとして確立し直す第２の通信コネクション確立手段とを備え、前記第１のサーバは、前記通知専用コネクションを確立した後の通信コネクションの状態を通信コネクション情報として前記第２のサーバに通知する通信コネクション情報通知手段を備え、前記第２のサーバは、前記第１のサーバから受信した前記通信コネクション情報を保存する通信コネクション情報保存手段と、前記切り替えが行われたときに、前記保存された通信コネクション情報に基づいて前記切り替え通知を生成し、当該切り替え通知を前記クライアント端末に送信する切り替え通知送信手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、予備系への切り替えの際に通信の途絶を最小限に抑え、連続データの欠落を少ないコストで最小化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る情報処理システムが適用されたリモート監視システムのシステム構成図である。本リモート監視システムは、カメラからキャプチャした画像データをクライアント端末に転送することによってリモート監視を行うシステムである。

図１において、本リモート監視システムは、クライアント端末１００と、主系サーバ１１０（第１のサーバ）と、予備系サーバ１３０（第２のサーバ）と、これらを相互に接続するネットワーク１５０とで構成される。

クライアント端末１００、主系サーバ１１０、及び予備系サーバ１３０は、それぞれ情報処理装置（コンピュータ）で構成される。なお、図１では、予備系サーバ１３０及びクライアント端末１００は、ネットワーク１５０に１台ずつ接続されているが、それぞれ複数台接続されていても構わない。

主系サーバ１１０及び予備系サーバ１３０には、それぞれカメラ１２０，１４０が接続される。そして、主系サーバ１１０とカメラ１２０との組み合わせで主系側のネットワーク機器の冗長構成をとり、予備系サーバ１３０とカメラ１４０との組み合わせで予備系側のネットワーク機器の冗長構成をとる。なお、図１では、予備系側のネットワーク機器は１組としているが、複数組あっても構わない。

カメラ１２０（又は１４０）で撮影された画像は、主系サーバ１１０（又は予備系サーバ１３０）に連続的に入力され、画像データとしてネットワーク１５０経由でクライアント端末１００に送られる。

カメラ１２０，１４０は、パン角／チルト角／ズーム位置やフォーカス等の撮影条件を自動制御可能であってもよい。また、クライアント端末１００から利用者がネットワーク１５０、主系サーバ１１０又は予備系サーバ１３０経由で制御できるようにしてもよい。

ネットワーク１５０は、予め定められた通信規格を満足する複数のルータ、スイッチ、ケーブル等から構成される。例えば、ネットワーク１５０は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などに適用可能である。

図２は、図１のクライアント端末１００の概略構成を示すブロック図である。

図２において、クライアント端末１００は、ＣＰＵ２００と、１次記憶装置２１０と、２次記憶装置２２０と、表示装置２２１と、ユーザ入出力Ｉ／Ｆ２３０と、ネットワークＩ／Ｆ２５０と、これらを相互に接続する内部バス２６０とで構成される。

１次記憶装置２１０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の書き込み可能な高速の記憶装置であり、ＯＳ（Operating System）や各種プログラム、各種データがロードされる。また、ＯＳや各種プログラムの作業領域としても使用される。

２次記憶装置２２０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶装置である。２次記憶装置２２０は、ＯＳや各種プログラム、各種データの永続的な記憶領域として使用される他に、短期的な各種データの記憶領域としても使用される。

表示装置２２１は、画像データ、操作コマンドを入力するためのグラフィカルユーザインターフェースなどを画面上に表示する。

ユーザ入出力Ｉ／Ｆ２３０は、ディスプレイ、キーボード、マウス等のユーザ入出力機器２４０を接続するためのＩ／Ｆである。ネットワークＩ／Ｆ２５０は、ネットワーク１５０と接続するためのＩ／Ｆであり、他の情報処理装置との通信を担う。

図３は、図１の主系サーバ１１０の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態では、主系サーバ１１０と予備系サーバ１３０とは同一のハードウェア構成を有するものとし、主系サーバ１１０の構成について説明する。

図３において、主系サーバ１１０は、ＣＰＵ３００と、１次記憶装置３１０と、２次記憶装置３２０と、機器制御Ｉ／Ｆ３３０と、ビデオキャプチャＩ／Ｆ３４０と、ネットワークＩ／Ｆ３５０と、これらを相互に接続する内部バス３６０とで構成される。

１次記憶装置３１０は、ＲＡＭ等の書き込み可能な高速の記憶装置であり、ＯＳや各種プログラム、各種データがロードされる。また、ＯＳや各種プログラムの作業領域としても使用される。

２次記憶装置３２０は、ＨＤＤ、半導体メモリ等の記憶装置である。２次記憶装置３２０は、ＯＳや各種プログラム、各種データの永続的な記憶領域として使用される他に、短期的な各種データの記憶領域としても使用される。

機器制御Ｉ／Ｆ３３０は、カメラ１２０，１４０を制御するためのＩ／Ｆであり、パン角／チルト角／ズーム位置、フォーカス等を制御し、現在値を取得する命令やデータのやり取りを司る。カメラ１２０，１４０とは、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の通信規格で接続される。

ビデオキャプチャＩ／Ｆ３４０は、カメラ１２０，１４０から出力される画像信号のＡＤ変換、圧縮処理を行うものであり、例えば、画像信号を連続的なＪＰＥＧフォーマットやＭＰＥＧフォーマットに変換する。

ネットワークＩ／Ｆ３５０は、ネットワーク１５０と接続するためのＩ／Ｆであり、他の情報処理装置との通信を担う。

図４は、クライアント端末１００内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。

図４において、１次記憶装置２１０には、ＯＳ４００及び監視アプリケーションプログラム４１０がロードされる。一方、２次記憶装置２２０には、監視アプリケーションプログラム４１０等のプログラム、設定データ、及び主系サーバ１１０や予備系サーバ１３０から取得した画像データ等（いずれも図示せず）が保存される。

監視アプリケーションプログラム４１０は、主系サーバ１１０、予備系サーバ１３０上の後述するＨＴＴＰサーバプログラム５１０，６１０との間で行われる通信をＣＰＵ２００に実行させる。

監視アプリケーションプログラム４１０は、ＨＴＴＰリクエストを主系サーバ１１０や予備系サーバ１３０に送信する処理をＣＰＵ２００に実行させる。具体的に、ＨＴＴＰリクエストは、画像データの送信要求、利用者の指示に基づくカメラ１２０（１４０）のパン角等の制御要求、主系サーバ１１０や予備系サーバ１３０の各種設定や状態取得要求である。

監視アプリケーションプログラム４１０は、受信した画像データ、カメラ制御要求に対する結果情報、設定結果や状態情報等を表示装置２２１の表示画面に表示し、或いは２次記憶装置２２０に蓄積を行う処理をＣＰＵ２００に実行させる。また、監視アプリケーションプログラム４１０は、本実施形態の機能として、主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０への切り替え通知を受信するためのＴＣＰコネクションを確立する処理をＣＰＵ２００に実行させる。

なお、監視アプリケーションプログラム４１０は、単独のアプリケーションプログラムとしてだけではなく、汎用のＷｅｂブラウザに組み込まれるプログラム（例えば、Java(登録商標) appletプログラム）として実装してもよい。この場合、Ｗｅｂブラウザがユーザの入出力Ｉ／Ｆとして機能する。

図５は、主系サーバ１１０内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。図６は、予備系サーバ１３０内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。ここで、主系サーバ１１０と予備系サーバ１３０とは冗長構成をとるので、基本的に同一の構成となっている。そのため、予備系サーバ１３０については主系サーバ１１０との相違点のみを説明する。

図５において、１次記憶装置３１０には、ＯＳ５００、ＨＴＴＰサーバプログラム５１０、カメラ・画像制御プログラム５２０、及び主系冗長管理プログラム５３０がロードされる。一方、２次記憶装置３２０には、主系冗長管理プログラム５３０により用いられる冗長設定データ５４０及びカメラ・画像制御プログラム５２０により用いられる設定データ（図示せず）が保存される。

ＨＴＴＰサーバプログラム５１０は、クライアント端末１００との通信を司り、クライアント端末１００からのデータをカメラ・画像制御プログラム５２０に渡す処理をＣＰＵ３００に実行させる。また、ＨＴＴＰサーバプログラム５１０は、カメラ・画像制御プログラム５２０の処理によって得られた画像データなどのリクエスト結果をクライアント端末１００への応答を送る処理をＣＰＵ３００に実行させる。

カメラ・画像制御プログラム５２０は、クライアント端末１００からＨＴＴＰサーバプログラム５１０の処理により各種要求を受けて、カメラ１２０のパン角等を機器制御Ｉ／Ｆ３３０から制御する処理をＣＰＵ３００に実行させる。また、カメラ・画像制御プログラム５２０は、撮影された画像をビデオキャプチャＩ／Ｆ３４０を介して取り込む処理をＣＰＵ３００に実行させる。そして、取り込まれた画像をＡ／Ｄ変換、圧縮処理等が行われたＭＰＥＧデータ等に変換する処理をＣＰＵ３００に実行させる。また、主系サーバ１１０の各種設定要求や動作状態等の状態情報取得要求に対応する動作を行う処理をＣＰＵ３００に実行させる。

上述した主系サーバ１１０におけるＯＳ５００、ＨＴＴＰサーバプログラム５１０、及びカメラ・画像制御プログラム５２０は、予備系サーバ１３０におけるＯＳ６００、ＨＴＴＰサーバプログラム６１０、及びカメラ・画像制御プログラム６２０がそれぞれ対応する。

主系冗長管理プログラム５３０と予備系冗長管理プログラム６３０とは、対となって機能する。これらは、主系サーバ１１０及び予備系サーバ１３０の動作状況を定期的に情報交換して正常かどうか判定する。そして、予備系冗長管理プログラム６３０において、主系サーバ１１０が異常と判定した場合には、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク設定を変更して主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０に切り替える。これによって予備系サーバ１３０がクライアント端末１００からの要求に応答することが可能となる。

また、主系冗長管理プログラム５３０と予備系冗長管理プログラム６３０は、ＴＣＰコネクションをクライアント端末１００からの確立要求に応じて確立する機能を有する。このＴＣＰコネクションは、主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０への切り替えの発生をクライアント端末１００に通知するためのものである。以下、このＴＣＰコネクションを通知専用コネクションと呼ぶ。この通知専用コネクションの通信状態情報を予備系サーバ１３０の主系状態データ６５０として保存・管理する。主系状態データ６５０としては、通知専用コネクションの通信状態情報と後述のカメラ状態情報が含まれる。

主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０への切り替えが発生した場合には、主系状態データ６５０に基づいて、予備系サーバ１３０がクライアント端末１００にサーバ切り替えの発生を通知する。

また、主系冗長管理プログラム５３０と予備系冗長管理プログラム６３０の動作状況交換・判定等の設定は、冗長設定データ５４０，６４０としてそれぞれ２次記憶装置３２０上に保存される。

次に、クライアント端末１００、主系サーバ１１０、及び予備系サーバ１３０のそれぞれの動作について図７〜図１０を参照して説明する。

まず、クライアント端末１００内の監視アプリケーションプログラム４１０がＣＰＵ２００により実行されたときの動作処理を図７を参照して説明する。

図７は、監視アプリケーションプログラム４１０によるクライアント端末１００のＣＰＵ２００の動作処理を示すフローチャートである。

図７において、クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、監視アプリケーションプログラム４１０に基づいて、利用者によって指示されたサーバにＨＴＴＰを利用して監視セッション開始要求を送信する（ステップＳ７００）。ここで利用者により指示されたサーバは、クライアント端末１００の接続先として正常動作している状態の主系サーバ１１０とする。

ＣＰＵ２００は、利用者により指示された主系サーバ１１０から応答があり、監視セッションが開始されるまでステップＳ７００の処理を定期的に繰り返す（ステップＳ７０５）。

クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、主系サーバ１１０からの応答により監視セッションが開始されたときは（ステップＳ７０５でＹＥＳ）、当該主系サーバ１１０との間でＴＣＰコネクションである通知専用コネクションの接続を確立する（ステップＳ７１０）。通知専用コネクションは、サーバ側で主系から予備系への切り替えが発生した際に、予備系サーバ１３０側からサーバ切り替え通知をクライアント端末１００が受けるためのものである。この通知専用コネクションの接続において、サーバ切り替え発生時に予備系サーバ１３０からクライアント端末１００に通信可能なものであれば、使用するプロトコルはどのようなものでも構わない。しかしながら、ネットワーク１５０上にファイヤーウォール等があって通信可能なプロトコルが限定される場合も多いので、本実施の形態では、通知専用コネクションが監視セッションと同じＨＴＴＰを利用する場合について説明する。

クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、通知専用セッションを確立し、予め主系サーバ１１０との間で定められたサーバ切り替え発生時の通知を要請するために、監視セッションを識別するための情報を含むＨＴＴＰリクエストを主系サーバ１１０に送信する。なお、このＨＴＴＰリクエストに対するＨＴＴＰレスポンスはサーバ切り替え発生時まで受信されないので、このＨＴＴＰリクエストのタイムアウトは無限大に設定される。つづいて、主系サーバ１１０へのリクエスト送信と主系サーバ１１０からのレスポンス受信のメインループに入る。

ステップＳ７１５において、クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、利用者の指示若しくは設定に従って、画像取得、カメラのパン角等の制御、サーバの設定、サーバの状態情報取得等のＨＴＴＰリクエストを生成する。そして、生成したＨＴＴＰリクエストを主系サーバ１１０に送信する。この結果、主系サーバ１１０からのＨＴＴＰリクエストに対する応答（ＨＴＴＰレスポンス）があったときは（ステップＳ７２０でＹＥＳ）、ステップＳ７３０の処理が行われる。すなわち、ＣＰＵ２００は、該ＨＴＴＰレスポンスに基づいて、表示装置２２１に画像の表示、サーバからの応答メッセージの表示等の処理を実行させる（ステップＳ７３０）。

次に、クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、利用者の終了指示があるか否か、リクエスト送信数等の終了設定条件を満たしたか否かを判別する（ステップＳ７４０）。この判別の結果、終了指示等がない場合は、ステップＳ７１５に戻り、処理を継続する。

一方、ステップＳ７４０の判別の結果、終了指示等があった場合は（ステップＳ７４０でＹＥＳ）、ステップＳ７４５に進み、クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、監視セッションを終了して監視セッション終了の通知をサーバ側に通知する。つづいて、クライアント端末１００のＣＰＵ２００は、ステップＳ７１０で確立した通知専用コネクションの接続を切断し（ステップＳ７５０）、本処理を終了する。

ステップＳ７２０の判別の結果、主系サーバ１１０に送信したＨＴＴＰリクエストに対する応答がなかった場合は（ステップＳ７２０でＮＯ）、ステップＳ７２５に進む。ここで、ＣＰＵ２００は、通知専用コネクションを介して予備系サーバ１３０からサーバ切り替え通知が届いているか否かを判別する（ステップＳ７２５）。

ステップＳ７２５の判別の結果、サーバ切り替え通知が届いていない場合は（ステップＳ７２５でＮＯ）、再びステップＳ７２０に戻り、主系サーバ１１０からの応答を待つ。一方、サーバ切り替え通知が届いている場合は（ステップＳ７２５でＹＥＳ）、ＨＴＴＰリクエストを送信した主系サーバ１１０が何らかの障害により予備系サーバ１３０に既に切り替わっているので、今後も主系サーバ１１０からの応答が見込めない状況である。そこで、ＣＰＵ２００は、応答待ち状態にある既存のＨＴＴＰリクエストコネクションを強制的に切断し（ステップＳ７３５）、ステップＳ７１５に戻り、新規のＨＴＴＰリクエストを予備系サーバ１３０に対して再送する。これにより、クライアント端末１００は、主系サーバ１１０から切り替わった先の予備系サーバ１３０に接続されるので、すぐさま応答が得られるようになる。

次に、主系サーバ１１０内のカメラ・画像制御プログラム５２０がＣＰＵ３００により実行されたときの動作処理を図８を参照して説明する。

図８は、カメラ・画像制御プログラム５２０による主系サーバ１１０のＣＰＵ３００の動作処理を示すフローチャートである。

図８において、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、ＨＴＴＰサーバプログラム５１０に基づいて、クライアント端末１００からの監視セッション開始要求の受信を待つ（ステップＳ８００）。

次に、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、クライアント端末１００から監視セッション開始要求を受信したときは（ステップＳ８００でＹＥＳ）、ステップＳ８０５において、ステップＳ８０５以降の処理を行うための子プロセスを生成する。そして、ＣＰＵ３００は、この子プロセスにおいて、受信したクライアント端末１００の監視セッション開始要求に対する処理を行う。なお、ＣＰＵ３００は、親プロセスにおいて、さらに他のクライアントからの監視セッション開始要求を待つことになる。

ステップＳ８１０において、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、クライアント端末１００からの通知専用コネクションの接続待ち状態に移行する。その後、クライアント端末１００との間でも通知専用コネクションの接続が確立される（ステップＳ８１０でＹＥＳ）。その場合、ＣＰＵ３００は、通知専用コネクションの接続を用いて予備系サーバ１３０がクライアント端末１００にサーバ切り替え通知を行うのに必要な通知専用コネクションの通信状態情報を予備系サーバ１３０に送信する（ステップＳ８１５）。必要な通知専用コネクションの通信状態情報とは、具体的には、クライアント端末１００のＩＰアドレス、ＴＣＰのポート番号、ＨＴＴＰリクエストを受信し終えた時点でのクライアント端末１００と主系サーバ１１０それぞれのＴＣＰシーケンス番号である。また、監視セッションを識別するためにＨＴＴＰリクエストに含まれる識別情報である。

つづいて、クライアント端末１００からのリクエスト受信とクライアント端末１００へのレスポンス送信のメインループに入る。

主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、クライアント端末１００からのＨＴＴＰリクエストの受信待ち状態へ移行する（ステップＳ８２０）。そして、ＣＰＵ３００は、クライアント端末１００からＨＴＴＰリクエストを受信したときは（ステップＳ８２０でＹＥＳ）、ステップＳ８３０へ進む。

ステップＳ８３０では、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、画像取得、カメラの撮像方向の制御、サーバの設定、サーバの状態情報取得等を含むＨＴＴＰリクエストの内容に応じて、カメラ１２０からの画像データをビデオキャプチャＩ／Ｆ３４０経由で取得し、Ａ／Ｄ変換、圧縮処理を行う。また、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、カメラの撮像方向などの処理結果を所定の書式にしたものをクライアント端末１００にＨＴＴＰレスポンスとして送信し、ステップＳ８２０へ戻る。

一方、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、クライアント端末１００からのＨＴＴＰリクエストの受信がない場合は（ステップＳ８２０でＮＯ）、ステップＳ８２５へ進む。

ステップＳ８２５では、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、クライアント端末１００から監視セッション終了の通知を受信したか否かを判別する。そして、通知を受信しなかった場合は（ステップＳ８２５でＮＯ）、ステップＳ８２０に戻る。一方、監視セッション終了の通知を受信した場合は（ステップＳ８２５でＹＥＳ）、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は予備系サーバ１３０に監視セッションの終了に伴う通知専用コネクションの切断を通知して（ステップＳ８３５）、本処理を終了する。

次に、主系サーバ１１０内の主系冗長管理プログラム５３０がＣＰＵ３００により実行されたときの動作処理を図９を参照して説明する。

図９は、主系冗長管理プログラム５３０に基づく主系サーバ１１０のＣＰＵ３００の動作処理を示すフローチャートである。

図９において、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、その起動時に、２次記憶装置３２０内の冗長設定データ５４０から、予備系サーバ１３０のＩＰアドレスや送信間隔等の情報（予備系情報）を取得する（ステップＳ９００）。

次に、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、送信間隔タイマー（図示せず）をリセットし（ステップＳ９０５）、カメラ１２０の各種状態情報（カメラ状態情報）をカメラ１２０から取得する（ステップＳ９１０）。ここでカメラ１２０からカメラ状態情報を取得することは、主系サーバ１１０とカメラ１２０が正常動作していることを確認することを意味する。さらに、この処理は、予備系サーバ１３０とカメラ１４０に切り替わった際にカメラ１４０の状態を、取得したカメラ状態情報に基づいて、切り替え直前のカメラ１２０と同じ状態にして撮影条件が引き継がれるようにすることを兼ねている。

次に、主系サーバ１１０のＣＰＵ３００は、取得したカメラ状態情報を予備系サーバ１３０に送信し（ステップＳ９１５）、送信間隔タイマーが設定時間を満了するまで待ち（ステップＳ９２０）、ステップＳ９０５に戻って処理を繰り返す。

次に、予備系サーバ１３０内の予備系冗長管理プログラム６３０がＣＰＵ３００により実行されたときの動作処理を図１０を参照して説明する。

図１０は、予備系冗長管理プログラム６３０による予備系サーバ１３０のＣＰＵの動作処理を示すフローチャートである。なお、予備系サーバ１３０のハードウェア構成は、図３の主系サーバ１１０のものと兼用してしまったので、符号の後に「Ａ」を付加して予備系サーバ１３０の構成であることを明確にして説明する。

図１０において、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、カメラ・画像制御プログラム６２０を起動し（ステップＳ１０００）、受信間隔タイマー（図示せず）をリセットする（ステップＳ１００５）。

次に、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系サーバ１１０からカメラ状態情報を受信したか否かを判別し（ステップＳ１０１０）、受信しなかった場合は（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０１５へ進む。一方、受信した場合は（ステップＳ１０１０でＹＥＳ）、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、その内容が正常なものか否かを確認する（ステップＳ１０２０）。確認の内容としては、例えば、カメラ１２０のパン角等の数値が規定内に収まっているか否か等が挙げられる。

次に、ステップＳ１０２０の判別の結果、主系サーバ１１０に異常はないと判断した場合、ステップＳ１０３０へ進む。そして、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系状態データ６５０に含まれるカメラ状態情報として、主系サーバ１１０から受信したカメラ状態情報を上書き保存する（ステップＳ１０３０）。さらに、受信間隔タイマーが満了するまで待って（ステップＳ１０４０）、ステップＳ１００５に戻って処理を繰り返す。

ステップＳ１０１５では、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系サーバ１１０から通知専用コネクションの通信状態情報を受信したか否かを判別する（ステップＳ１０１５）。この判別の結果、受信していないときは（ステップＳ１０１５でＮＯ）、ステップＳ１０３５へ進む。一方、受信したときは（ステップＳ１０１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ３００Ａは、主系状態データ６５０に含まれる通知専用コネクションの通信状態情報を主系状態データ６５０の受信した通知専用コネクションの通信状態情報に更新する（ステップＳ１０２５）。また、ＴＣＰコネクションの切断情報であれば、ＣＰＵ３００Ａは、主系状態データ６５０に含まれる通知専用コネクションの通信状態情報を削除する。

つづいて、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、受信間隔タイマーが満了しているか否かを判別する（ステップＳ１０３５）。この判別の結果、受信間隔タイマーが満了したとき、即ち規定時間内に主系サーバ１１０から通知専用コネクションの通信状態情報が送信されてこなかった場合は、ステップＳ１０４５へ進む。一方、満了していなければステップＳ１０１０に戻り、通知専用コネクションの通信状態情報が送信されてくるのを待つ。

ステップＳ１０２０において、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系サーバ１１０に異常ありと判断した場合は（ステップＳ１０２０でＹＥＳ）、ステップＳ１０４５へ進む。そして、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０への切り替え処理を開始する。

ステップＳ１０４５では、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、主系状態データ６５０に含まれるカメラ状態情報を取得する。そして、取得したカメラ状態情報に基づいて、予備系サーバ１３０に接続されているカメラ１４０を設定し直し、主系サーバ１１０とカメラ１２０が最後に正常だった時点のカメラ状態に復元する。

次に、予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、クライアント端末１００からの通信が予備系サーバ１３０に向かうように通信経路を切り替える（ステップＳ１０５０）。その方法は、例えば、Virtual Router Redundancy Protocol（VRRP,RFC3768）に示されるようなＩＰアドレスと主系サーバ１１０、予備系サーバ１３０のＭＡＣアドレスとのマッピングを変更する方法がある。また、負荷分散装置等のＳＷ機器を制御して主系サーバ１１０、予備系サーバ１３０が接続されているポートのｕｐ／ｄｏｗｎを切り替える方法等があり、ネットワーク環境等に応じて選択することができる。

予備系サーバ１３０のＣＰＵ３００Ａは、ステップＳ１０００で既にカメラ・画像制御プログラムが起動されているので、通信経路の切り替えの時点でクライアント端末１００からの監視セッション確立のリクエストに対する応答ができる状態である。

しかしながら、クライアント端末１００が切り替え前の主系サーバ１１０と確立して応答待ち状態にある既存の通信コネクションは予備系サーバ１３０に引き継がれることはない。そのため、クライアント端末１００に既存の監視セッションの切断を促す。そのために、予備系サーバ１３０は、主系状態データ６５０から通知専用コネクションの情報を取得し、クライアント端末１００と通知専用コネクションが張られている状態を擬似的に復元する（ステップＳ１０５５）。具体的には、クライアント端末１００に対して送信するＴＣＰパケットのヘッダ部分に、主系状態データとして保存されたクライアント端末１００のＩＰアドレス、ＴＣＰのポート番号、ＴＣＰシーケンス番号を付加する。このＴＣＰパケットは予備系サーバ１３０からクライアント端末１００に送信するためのＴＣＰパケットである。そして、予備系サーバ１３０への切り替えを通知する内容のＨＴＴＰレスポンスデータをＴＣＰパケットのデータ部分として加えたもの（リセットパケット）をクライアント端末１００に送信する。この通知専用コネクションを介してサーバ切り替え通知をクライアント端末１００に送信する（ステップＳ１０６０）。

この通知の１パケットだけでよいので、すべてのＴＣＰ通信状態を主系サーバ１１０と予備系サーバ１３０で取得・保存する必要や、予備系サーバ１３０でＴＣＰ通信状態を完全に復元する必要がない。そのため、性能に余裕のないサーバ機器でも機能を実現可能である。

上記実施の形態によれば、クライアント端末１００が、サーバ側への一連の接続を開始する際に、主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０への切り替えが行われたときにサーバ切り替え通知を受けるための通知専用コネクションを確立する。そして、通知専用コネクション上でサーバ切り替え通知を受信した際に、主系サーバ側に対して確立されていた監視セッションを切断し、切断した通信コネクションを予備系サーバとの間で新たな監視セッションを確立する。そして、主系サーバ１１０がクライアント端末１００からの監視セッションの確立要求に応じて、確立後の通知専用コネクション状態の情報を予備系サーバ１３０に通知する。そして、予備系サーバ１３０は、主系サーバ１１０からの通知専用コネクション状態の情報を受信して保存する。そして、主系サーバ１１０から予備系サーバ１３０へのサーバ切り替えが発生した際に、保存された通知専用コネクション状態の情報から切り替え発生を通知する通信パケットを生成し、クライアント端末１００に送信する。この結果、予備系への切り替えの際に通信の途絶を最小限に抑え、連続データの欠落を少ないコストで最小化することができる。また、クライアント端末１００がサーバの主系から予備系への切り替え通知を受け、応答待ち状態にある主系への通信コネクションを即座に予備系へ張り直すことができ、通信の途絶が最小限に抑えられる。

さらに、主系サーバ１１０が正常時に加わる負荷は、クライアント端末１００の通信開始時の一時的なものだけなので、性能・容量に制約がある機器にも適用可能となり、ネットワーク経由で連続的にデータを送受信する情報処理システムの可用性が向上する。

上記実施の形態では、通知専用コネクションはＨＴＴＰにより行われると説明したが、より簡素に下位層のＴＣＰでの通知に留めてもよい。その場合、監視アプリケーションプログラム４１０はＴＣＰコネクションを確立するだけで、ＨＴＴＰリクエストを送信しない。また、通知専用コネクションを確立する場合、ＴＣＰコネクションを確立するためのスリーウェイハンドシェイク（Three way handshakeのみが行われ、データを送受信しないようにしてもよい。

予備系冗長管理プログラム６３０はＨＴＴＰレスポンスではなく、単なるＴＣＰパケットを生成して送信する。さらに、ＴＣＰパケットにデータを含めず、ＲＳＴフラグによりＴＣＰコネクションを強制切断することをクライアント端末１００に通知してもよい。この場合、監視アプリケーションプログラム４１０は通知専用コネクションの切断によってサーバ切り替えの判断を行う。

また、通知専用コネクションはＨＴＴＰリクエストを送った時点若しくはＴＣＰコネクションを確立した時点でサーバ切り替え発生までデータの送受信をしないとした。しかし、クライアントとサーバとの間のネットワーク１５０上でｐｒｏｘｙサーバ等を経由している場合、中間のｐｒｏｘｙサーバ等がタイムアウトしてしまう場合がある。これを防ぐために、ｐｒｏｘｙサーバ等のタイムアウト時間を超えない長い間隔で、主系冗長管理プログラム５３０が監視アプリケーションプログラム４１０に通知専用コネクションを一旦切断し、再接続するように通知する応答を返すようにしてもよい。その場合、通知を受けた監視アプリケーションプログラム４１０は通知専用コネクションを再確立させるとともに、主系冗長管理プログラム５３０と予備系冗長管理プログラム６３０では通信状態情報の通知・更新処理を行う。

また、主系冗長管理プログラム５３０が主体的にカメラ状態情報を予備系冗長管理プログラム６３０に送信する説明を行ったが、予備系冗長管理プログラム６３０が主体的に主系冗長管理プログラム５３０にカメラ状態情報を送信要求するようにしてもよい。この場合、主系冗長管理プログラム５３０では送信間隔の管理が不要になる。

また、主系冗長管理プログラム５３０が主系サーバ１１０の異常を判断してもよい。例えば、内部温度異常を検知した場合等に主系冗長管理プログラム５３０から予備系冗長管理プログラム６３０に切り替えを要請してもよい。この場合は、切り替え直前に主系冗長管理プログラム５３０からクライアント端末１００にサーバ切り替え通知を通知することも可能であるが、予備系サーバ１３０が機能し始めるタイミングと通知の到着が前後する可能性もある。そのため、予備系冗長管理プログラム６３０から通知するほうが望ましい。

また、本発明は、画像データの他にも音声データの送受信を行う場合にも好適であり、本実施の形態のカメラ及びキャプチャＩ／Ｆをマイク乃至スピーカ及びオーディオＩ／Ｆに置き換えることで容易に実現することができる。

また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。その場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行する。該記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等を用いることができる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ±ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。また、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけではない。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではない。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは云うまでもない。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

本発明の実施の形態に係る情報処理システムが適用されたリモート監視システムのシステム構成図である。 図１のクライアント端末１００の概略構成を示すブロック図である。 図１の主系サーバ１１０の概略構成を示すブロック図である。 クライアント端末１００内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。 主系サーバ１１０内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。 予備系サーバ１３０内の記憶装置に格納されるプログラムの詳細を示す図である。 監視アプリケーションプログラム４１０によるクライアント端末１００の動作処理を示すフローチャートである。 カメラ・画像制御プログラム５２０による主系サーバ１１０の動作処理を示すフローチャートである。 主系冗長管理プログラム５３０による主系サーバ１１０の動作処理を示すフローチャートである。 予備系冗長管理プログラム６３０による予備系サーバの動作処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ クライアント
１１０ 主系サーバ
１２０，１４０ カメラ
１３０ 予備系サーバ
２００，３００ ＣＰＵ
２１０，３１０ １次記憶装置
２２０，３２０ ２次記憶装置
４１０ 監視アプリケーションプログラム
５２０，６２０ カメラ・画像制御プログラム
５３０ 主系冗長管理プログラム
５４０，６４０ 冗長設定データ
６３０ 予備系冗長管理プログラム

Claims (12)

1. 第１のサーバと、少なくとも１つの第２のサーバと、クライアント端末とが互いに接続され、前記第１のサーバに異常が発生したときに前記第２のサーバに切り替えて動作する冗長構成を有する情報処理システムにおいて、
   前記クライアント端末は、前記切り替えが行われたときに切り替え通知を受信するための通知専用コネクションを確立する第１の通信コネクション確立手段と、
   前記切り替え通知を受信した際に、前記第１のサーバから受信待ち状態にあるすべての通信コネクションを切断し、当該切断した通信コネクションを前記第２のサーバとの間で新たな通信コネクションとして確立し直す第２の通信コネクション確立手段とを備え、
   前記第１のサーバは、前記通知専用コネクションを確立した後の通信コネクションの状態を通信コネクション情報として前記第２のサーバに通知する通信コネクション情報通知手段を備え、
   前記第２のサーバは、前記第１のサーバから受信した前記通信コネクション情報を保存する通信コネクション情報保存手段と、
   前記切り替えが行われたときに、前記保存された通信コネクション情報に基づいて前記切り替え通知を生成し、当該切り替え通知を前記クライアント端末に送信する切り替え通知送信手段とを備えることを特徴とする情報処理システム。
2. 前記通知専用コネクションは、少なくともＨＴＴＰにより行われることを特徴とする請求項１記載の情報処理システム。
3. 前記通信コネクションは、少なくともＨＴＴＰにより行われることを特徴とする請求項１又は２記載の情報処理システム。
4. 前記通知専用コネクションは、少なくともＴＣＰにより行われるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報処理システム。
5. 前記第１の通信コネクション確立手段は、ＴＣＰコネクションを確立するためのスリーウェイハンドシェイクのみを行い、データは送受信しないことを特徴とする請求項４記載の情報処理システム。
6. 前記切り替え通知送信手段は、前記切り替え通知の通信パケットを前記ＴＣＰのリセットパケットで送信することを特徴とする請求項４又は５記載の情報処理システム。
7. 前記第１のサーバは、予め設定された時間が経過した時点で前記通知専用コネクションの更新を要求する通知を、当該通知専用コネクションを用いて前記クライアント端末に送信する更新要求手段と、
   前記クライアント端末からの新たな通知専用コネクション確立要求に応じて、当該通知専用コネクションを確立した後の通信コネクションの状態を示す新たな通信コネクション情報により、前記保存されている通信コネクション情報を更新するよう前記第２のサーバに通知する更新情報通知手段とを更に備え、
   前記クライアント端末は、前記第１のサーバから前記通知専用コネクション更新要求を受信した際に、前記通知専用コネクションを切断し、新たな通知専用コネクションを確立する通信コネクション更新手段を更に備え、
   前記第２のサーバは、前記第１のサーバから受信した前記通信コネクション情報により、前記保存している通信コネクション情報を更新する通信コネクション情報更新手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報処理システム。
8. 前記第１のサーバ及び前記第２のサーバは、各々が撮像装置に接続され、前記クライアント端末から送られたリクエストに対して前記撮像装置で撮影された画像データを連続的にレスポンスとして返すことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の情報処理システム。
9. 前記第１のサーバは、接続された撮像装置から当該撮像装置の状態情報を取得して前記第２のサーバに送信する撮影情報送信手段を更に備え、
   前記第２のサーバは、前記切り替えが行われたときは、前記第１のサーバから受信した状態情報に基づいて、接続された撮像装置の設定を復元させる撮像状態復元手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の情報処理システム。
10. 前記第１のサーバ及び前記第２のサーバは、各々がマイク及びスピーカを備え、前記クライアント端末から送られたリクエストに対して前記マイクで録音された音声データを連続的にレスポンスとして返し、前記クライアント端末からリクエストとして連続的に送られた音声データを前記スピーカで再生することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の情報処理システム。
11. 第１のサーバと、少なくとも１つの第２のサーバと、クライアント端末とが互いに接続され、前記第１のサーバに異常が発生したときに前記第２のサーバに切り替えて動作する冗長構成を有する情報処理システムの制御方法において、
    前記切り替えが行われたときに、前記第１のサーバと前記クライアント端末との間で当該切り替え通知を受信するための通知専用コネクションを確立する第１の通信コネクション確立工程と、
    前記切り替え通知を受信した際に、前記第１のサーバから受信待ち状態にあるすべての通信コネクションを切断し、当該切断した通信コネクションを前記第２のサーバとの間で新たな通信コネクションとして確立し直す第２の通信コネクション確立工程と、
    前記通知専用コネクションを確立した後の通信コネクションの状態を通信コネクション情報として前記第１のサーバから前記第２のサーバに通知する通信コネクション情報通知工程と、
    前記第１のサーバから受信した前記通信コネクション情報を記憶手段に保存する通信コネクション情報保存工程と、
    前記切り替えが行われたときに、前記保存された通信コネクション情報に基づいて前記切り替え通知を生成し、当該切り替え通知を前記第２のサーバから前記クライアント端末に送信する切り替え通知送信工程とを備えることを特徴とする制御方法。
12. 請求項１１記載の情報処理システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータに読み取り可能なプログラム。

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