JP2008003731A - 情報処理システム - Google Patents

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俊一 加賀屋
Hideki Osonoi
英樹 遲野井
Hidehito Takewa
秀仁 武和
Kazuhiro Hiuga
一弘 日向
Teruyuki Yasunaga
輝幸 安永
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Abstract

【課題】障害発生のLANコントローラを正常状態に復旧もしくは停止させることにある。
割り込み量がLANドライバ222の閾値以上になるとき(301)に、LANドライバ222は他系監視プログラム212へ割り込み量過多通知をし、他系監視プログラム212がBMC114へ該障害LANコントローラ251を再起動するLANリセット要求を送信する(303)。他系監視プログラム212からLANリセット要求がBMC114へ送信されると(304)、BMC114からLANボード115へLANリセットが発行される(305)。
【解決手段】LANリセットが閾値以上となるときに(307)、LANドライバ222は他系監視プログラム212へLANリセット過多通知をし、他系監視プログラム212がBMC114へ該障害LANコントローラ251を停止するLANリセット停止要求を送信する(308)。
【選択図】図1

Description

本発明は、情報処理システムに関し、特に、障害が発生したときの計算復旧に好適な情報処理システム。
鉄道運行管理,電力系統制御,プラント制御を始めとする高い信頼性が要求される用途に計算機を用いる場合、処理を行う稼動系計算機に加えて、稼動系の計算機に障害が発生した場合に稼動系の計算機の処理を引き継ぐ待機系の計算機を備えた多重系のシステムが期待される。
従来の計算機システムでは、専用ネットワークと専用機能拡張ボードを用い多重系のシステムを構築してきた。例えば、W099/26138公報には専用機能拡張ボードを搭載した計算機を用いた多重系のシステムにおいて、障害発生時に障害の発生した稼動系計算機は本来の処理を停止して障害情報を保存し、待機系計算機は自律的に処理の引継ぎを実施する技術が記載されている。
また、例えば、特開2003−67219号公報には、計算機は1つの物理的経路によって接続される技術が記載されている。
W099/26138公報 特開2003−67219号公報
しかしながら、上記した従来技術では、他周辺機器からの大量電文到達によってネットワーク負荷が大きくなったときに、正常動作の計算機から送信されるべき生存通知電文が送信できないため、計算機によって障害と判断され、正常動作の計算機が再起動されてしまうという問題がある。
本発明では、計算機自体は無停止のままネットワーク負荷を軽減し、同ネットワークに接続されている機器の処理が正常に行われるという方式をもって障害から復旧する多重系のシステムを構築することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、ネットワークを介してデータを授受するネットワーク通信処理部と、ネットワーク通信処理部からデータを受け取って演算を行うか、あるいは、演算結果であるデータをネットワーク通信処理部に与えるかの少なくなくともいずれか一方をなす演算処理部を有するものであって、何らかの異常を示す異常データを他系から受け取った場合、ネットワーク処理部に異常処理を指示する異常処理指示部を有するように構成した。
あるいは、ネットワークを介してデータを授受するネットワーク通信処理部と、ネットワーク通信処理部からデータを受け取って演算を行う、あるいは、演算結果であるデータをネットワーク通信処理部に与えるの少なくともいずれか一方をなす演算処理部を有するものであって、ネットワーク通信処理部から演算処理部へデータ授受を要求する日数を計数する計査部と、計査部が所定となったときにネットワーク処理部に異常処理を指示する指示部を有するように構成した。
計算機を停止させることなく、障害発生のネットワーク制御装置について、割り込み量多発等の異常状態から正常状態へ復旧もしくは停止させることができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
本発明の実施例の説明については、まず、概念的な説明を行い、その後、実施例の詳細を説明する。
(1)自系リセット
ネットワークドライバ(LANドライバ222)(あるいは、これらをネットワーク通信処理部とも称する。以下同様。)により割り込み量を監視し、あるLAN制御装置
(LANボード115,116)から発生する割り込みがネットワークドライバ(LANドライバ222)の閾値を超える場合には、ネットワークドライバ(LANドライバ222)からの通知を受けた他系監視プログラムが該割り込み量多発のLAN制御装置(LANボード115,116)へLANリセット要求電文を送信しリセットさせる。また、度重なるリセットを試みてもネットワークドライバ(LANドライバ222)へ該LAN制御装置(LANボード115,116)から割り込みが発生し、ネットワークドライバ(LANドライバ222) の閾値以上になる場合は、他系監視プログラムが該LAN制御装置(LANボード115,116) へLANリセット停止要求電文を送信して、LAN制御装置(LANボード115,116) を停止させる。以上の手段により他の制御装置ひいては計算機全体を停止させることなくネットワーク全体の負荷を軽減させる。
(2)多重系による障害系リセット
複数の計算機から構成される多重系システムにおいて、あるLAN制御装置(LANボード115,116)から発生する割り込みが汎用ネットワーク104,105を通じて接続されている正常系のネットワークドライバ(LANドライバ222)の閾値を超える場合に、正常系の他系監視プログラムにより障害系の異常が判定され、汎用ネットワーク104,105を通じて各々の計算機と接続されている管理装置(SVP120)にLANリセット要求電文が送信される。管理装置(SVP120)は障害系の制御装置(BMC114)にLANリセットを要求し、制御装置(BMC114)は該障害系LAN制御装置(LANボード115,116)をリセットさせる。また、度重なるリセットを試みても正常系のネットワークドライバ(LANドライバ222)へ該障害系LAN制御装置
(LANボード115,116)から割り込みが発生し、正常系ネットワークドライバ
(LANドライバ222)の閾値を超える場合は、正常系他系監視プログラムが管理装置(SVP120)へLANリセット停止要求電文を送信する。管理装置(SVP120)は障害系LAN制御装置(LANボード115,116)にLANリセット停止を要求して、障害系LAN制御装置(LANボード115,116)を停止させる。
図1に本実施形態に関わる計算機の構成を示す。
図示する通り、本実施形態に関わる多重系システムは2台の計算機で構成された二重系システムである。ただし、計算機は3台以上で構成してもよい。
図1において、100,101はそれぞれ稼動系計算機,待機系計算機を示している。
系切り替えにより、稼動系計算機100は待機系計算機として、待機系計算機101は稼動系計算機として動作する。
各計算機の構成要素は計算機100を例に以下に示す。なお、計算機101は計算機
100と同様に構成されるので、詳細説明は省略する。
計算機100は中央演算処理装置(以下CPUと記す)110、と主記憶装置111,入出力装置112、を備える。
入出力装置112には、ディスク装置113や割り込み処理装置118,拡張バス107が接続される。
制御装置(BMC:Baseboard Management Controller、以下BMCとする)114は拡張管理バス108によって入出力装置112に接続されている。
拡張バス107には、計算機の機能を拡張するための回路が接続される。
一般的には回路が実装された拡張ボードを、スロットコネクタに挿入する形態で拡張バス121に接続される。
ただし、一部の機能は計算機本体内に実装され、拡張バスに直接内部で接続されている場合もある。
計算機100は、拡張ボードとしてLANボード115,116を備える。
LANボード116は管理バス106を通じて入出力装置112にも接続されている。
計算機100内のBMC114は汎用ネットワークであるLAN1−102に接続され、このLAN1−102に接続された計算機101内の制御装置134と管理装置 (SVP:SerVice Processor、以下SVPとする) 120を介して通信を行う。
ここでは計算機100,101相互間での相手計算機の生存監視と、相手計算機のLAN制御装置(LANボード115,116,135,136)の再起動,動作停止、さらに系切り替えに必要な強制割り込み,動作停止,計算機再起動等の各指示電文の送信を行う。
LANボード115は汎用ネットワーク104,105に接続され、この汎用ネットワーク104,105に接続された他の計算機などと通信を行う。
汎用ネットワークとしては広く普及しているEthernet(登録商標)などがある。
LANボード116は、ここでは主に生存通知電文の送受信を行う。
図2に前記主記憶装置111内に格納しているソフトウェア119の構成を示す。
前述の二重系システムにおいて、稼動系計算機100の主記憶装置111にはOS201,アプリケーション210,管理プログラム211、および他系監視プログラム212が読み出され、アプリケーション210,管理プログラム211、および他系監視プログラム212がOS201上で実行されている。
待機系計算機101のソフトウェア137の構成は同様であるが、アプリケーション
131は待機系として動いている。
管理プログラム211は、稼働系計算機と待機系計算機の切り替え処理を行うプログラムである。
本プログラムはBMC114に対して電文送受信要求や動作指示を行い、また、他系監視プログラム212に対して生存通知電文の送受信要求を行う。
他系監視プログラム212はLAN制御装置(BMC114)を使いLAN1−102を介してSVP(制御装置120)経由で他計算機と生存通知電文の送受信を行う。
電文送受信は汎用通信プロトコルを使って実行する。
本プログラムは汎用通信プロトコルでデータを送受信するために予め決められたアドレス(以下、ポートと記す)で他計算機からの接続を待ち、接続された場合には電文を受信して本プログラム内で内容を保持し、管理プログラム211からの読み出し要求に対して保持している内容を返す。
また管理プログラム211からの生存確認電文送信要求を受け、二重系を構成している他計算機上の管理プログラム211が待機しているポートに対して電文を送信する。
割り込み処理プログラム223は、中央演算処理装置(CPU)110に対してマスク不可能割り込み(以下、NMIとする)信号が入力されたときに起動される。
そして、NMI信号発生時に障害情報の保存等、障害発生時の処理を実行する。
図3に拡張ボードであるLANボードのハードウェア構成を示す。
計算機100,101にそれぞれ接続されるどのLANボード115,116,117,125,126,127も構成は同様であるので、ここではLANボード115を用いて示す。
LANボード115はネットワークインタフェース250,制御装置(以下、LANコントローラとする)251、からなり、計算機100内の拡張バス107と他系との通信を行うためにEthernet(登録商標)105に接続されている。
続いて、前述の目的を達成するための手段を記す。
(1)自系リセット
既述の従来技術の課題を解決するために挙げた手段について、割り込みが多発して障害となるLANボード115が計算機単体で復旧もしくは停止する手順を示す。
計算機100,101内の他のLANボード(拡張ボード)116,117,125,126,127等についても同様である。
図4にネットワークドライバ(ネットワーク制御プログラム、以下LANドライバ222とする)での割り込み量監視のフローチャートを示す。
図5に割り込み量過多の障害時にLANボード115内のLANコントローラ251が再起動、もしくは停止させられるフローチャートを示す。
正常状態ではLANボード115等からLANドライバ222へ処理要求の割り込みが発生し(300)、OS201へ処理要求される(302)。
ここでLANコントローラ251に異常が発生し、割り込み量がLANドライバ222の閾値以上になるとき(301)に、LANドライバ222は他系監視プログラム212へ割り込み量過多通知をし、他系監視プログラム212がBMC114へ該障害LANコントローラ251を再起動する要求電文(以下、LANリセット要求)を送信する(303)。
他系監視プログラム212からLANリセット要求がBMC114へ送信されると
(304)、BMC114からLANボード115へLANリセットが発行される(305)。
LANリセットが発行されて該障害LANコントローラ251のリセットが成功すると正常状態に戻るが成功しない場合は、BMC114からLANリセットが繰り返し発行される(306)。
LANリセットが閾値以上となるときに(307)、LANドライバ222は他系監視プログラム212へLANリセット過多通知をし、他系監視プログラム212がBMC
114へ該障害LANコントローラ251を停止する要求電文(以下、LANリセット停止要求)を送信する(308)。
LANリセット停止要求を受けたBMC114は該障害LANコントローラ251を停止させる(309)。
図6,図7は割り込みが多発して障害が発生してから復旧もしくは該障害LANボード115が停止することを示すタイムチャートである。
ここで、図6では、他系監視プログラム401,LANドライバ402,LANコントローラ403,BMC404と記しているが、便宜上符号を変えただけで、図1及び図2で説明した他系監視プログラム212,LANドライバ222,LANコントローラ251,BMC114と同じものである。なお、図8以降も同様である。もちろん、図13に示される符号800〜804,810〜814に示される構成についても同様である。
LANコントローラ403で障害が発生(410)し、多数の割り込みがLANドライバ402に送られる(412)。
LANドライバ402では前記のフローチャート図4のように閾値以上の割り込みを受け付けると他系監視プログラム401に通知する。
通知を受け取った他系監視プログラム401はLANドライバ402経由でBMC404にLANリセット要求電文414を送信する。
LANリセット要求電文414を受け取ったBMC404は前記障害LANコントローラ403をリセットさせる(415)。
リセットが成功すると前記障害LANボード115は復旧する。
前記LANリセットが成功しない場合、前記障害LANコントローラ403からのLANドライバ402への割り込みは送られ続ける(421)。
前記と同様に他系監視プログラム401からLANリセット要求電文422が送られる。
LANリセット要求電文422が送られる回数がLANドライバ402の閾値以上となるとLANドライバ402は他系監視プログラム401へLANリセット過多通知をし、他系監視プログラム401がBMC404へLANリセット停止要求電文423を送信する。
LANリセット停止要求電文423を受け取ったBMC404は前記障害LANコントローラ403を停止させる(424)。
(2)多重系による障害系リセット
次に前記計算機を用いて多重系システムを構築し、相手系の計算機の障害LANコントローラをリセットもしくは停止させる手段の詳細を記す。
図8は多重系を構築した場合の相互監視のタイムチャートを示している。
ここで、図8では、計算機500において、他系監視プログラム501,OS502,LAN503と記したが、便宜上符号を変えただけで図1及び図2に示す計算機100,OS201,LANボード115〜と同じものであり、計算機510において、LAN
513,OS512,他系監視プログラム511についても同様である。
計算機500の他系監視プログラム501から送られた生存通知電文1(以下、Aliveパケット1とする)521はOS502,LANボード503を経由して相手系計算機
510のLANボード513,OS512,他系監視プログラム511へ到達する。
Aliveパケット1とは独立に計算機510の他系監視プログラム511からもAliveパケット2−522が送信される。
Alive パケットの送信間隔は他系監視プログラム501,511により任意に定められる。
LANボード503,LANボード513はLAN2−103によって接続されており図1のLANボード117,LANボード127に該当する。
通常の通信路Ethernet(登録商標)104,Ethernet(登録商標)105とは独立な構造となっている。
図9は多重系システムで相手系の障害LANコントローラをリセットするタイムチャートを示している。
正常状態では計算機600,620は前述の相互監視を行っている(520)が、LANコントローラ623が障害を起こしAlive パケットを送信できないと他系監視プログラム601が最後のAlive パケット630到着後からある一定期間待って異常判定をする
(632)。
異常を判定した他系監視プログラム601はLANリセット要求電文633をSVP
610へ送信し、受け取ったSVP610は障害系計算機620のBMC624へ通知する。
BMC624は該障害LANコントローラ623へLANリセットを実行する(634)。
一回ないしLANドライバの閾値を超えない段階でリセットが成功すると該障害LANコントローラ623は再起動し(636)、該障害系計算機620は復旧する(637)。
図10は前述の相手系の障害LANコントローラのリセットが成功せず、該障害LANコントローラを停止させるタイムチャートを示している。
LANリセットの実行回数がLANドライバ602の閾値以上になるとLANドライバからの通知を受けた他系監視プログラム601がLANリセット停止要求電文638を送信する。
LANリセット停止要求電文638を受け取ったSVP610は障害系計算機620のBMC624へ通知する。
BMC624は該障害LANコントローラ623へLANリセット停止を実行する
(639)。
LANリセット停止により該障害LANコントローラ623は停止し、該障害系計算機620は復旧する(640)。
図11に本実施例を用いたサービス例を示す。
本多重系システムは高い信頼性を要求される社会インフラ向けに適用されることが期待されるが、その利用価値として、障害の発生,リセット,停止,復旧等を含めた情報の通知をシステム全体に行うこと(900)、顧客毎にデータベースを設け先の障害を予測すること(901)、さらに遠方一元監視によるシステム管理(902)が挙げられる。
本実施例により、上記のような高信頼のシステムの提供が期待される。
前述の実施例では、多重系システムはSVP120で接続されていたが、SVPが行う制御を各々のLANドライバで代替する例を以下に示す。
図12にLANドライバに追加する機能ブロック図を示す。
SVPが行っていた多重形システムの監視をLANドライバ700が行うために自系計算機の構成情報701の他に、接続先の他系計算機構成情報702,LANコントローラのリセット要求電文,リセット停止要求電文の電文比較(比較機能)703が必要となる。
以下に、本実施例でのLANコントローラの多重系リセットならびに停止の手段を示す。
図13は多重系システムで相手系の障害LANコントローラをリセットするタイムチャートを示している。
正常状態では計算機800,810は前述の相互監視を行っている(520)が、LANコントローラ813が障害を起こしAlive パケットを送信できないと他系監視プログラム801が最後のAlive パケット820到着後からある一定期間待って異常判定をする
(822)。
異常を判定した他系監視プログラム801はLANリセット要求電文823をLANドライバ802経由で障害系計算機810のBMC814へ通知する。
BMC814は該障害LANコントローラ813へLANリセットを実行する(824)。
一回ないしLANドライバの閾値を超えない段階でリセットが成功すると該障害LANコントローラ813は再起動し(826)、該障害系計算機810は復旧する(827)。
図14は前述の相手系の障害LANコントローラのリセットが成功せず、該障害LANコントローラを停止させるタイムチャートを示している。
LANリセットの実行回数がLANドライバ802の閾値以上になるとLANドライバからの通知を受けた他系監視プログラム801がLANリセット停止要求電文827を送信する。
LANリセット停止要求電文827を受け取ったLANドライバ802は障害系計算機810のBMC814へ通知する。
BMC814は該障害LANコントローラ813へLANリセット停止を実行する
(828)。
LANリセット停止により該障害LANコントローラ813は停止し、該障害系計算機810は復旧する(829)。
以上のような手段により本実施例の目的は達成される。
本多重系システムは高い信頼性を要求される社会インフラ向けに適用されることが期待されるが、その利用価値として、障害の発生,リセット,停止,復旧等を含めた情報の通知をリアルタイムでシステム全体に行うこと、顧客毎にデータベースを設け先の障害を予測したりデータベースによる過去の事例より万が一障害が発生した場合の迅速な対策が取れること、さらに遠方一元監視によるシステム管理が挙げられる。
本実施例により、上記のような高信頼のシステムの提供が期待される。
本発明の多重系システム構成を示すハードウェアブロック図である。 本発明の多重系システムを構成する計算機の主記憶装置内に格納されているソフトウェアの構成を示すブロック図である。 本発明の多重系システムを構成する計算機の拡張ボードであるLANボードの構成を示すハードウェアブロック図である。 本発明の多重系システムを構成する計算機のLANドライバでの割り込み量監視のフローチャートである。 本発明の多重系システムを構成する計算機が割り込み量過多の障害時にLANボード内のLANコントローラが再起動、もしくは停止させられるフローチャートである。 本発明の多重系システムを構成する計算機中のLANボードの割り込み多発による障害発生後、復旧することを示すタイムチャートである。 本発明の多重系システムを構成する計算機中のLANボードの割り込み多発による障害発生後、停止させられることを示すタイムチャートである。 本発明の多重系システムを構築した場合の相互監視のタイムチャートである。 本発明の多重系システムにおいて相手系の障害LANコントローラをリセットするタイムチャートである。 本発明の多重系システムにおいて相手系の障害LANコントローラのリセットが成功せず、該障害LANコントローラを停止させるタイムチャートである。 本発明の多重系システムを用いたサービス例の概念図である。 本発明の多重系システムにおいてSVPの変わりにLANドライバに機能を追加して同様の手段を実現するためのLANドライバに追加する機能のブロック図である。 本発明の多重系システムにおいて相手系の障害LANコントローラをリセットするタイムチャートである。 本発明の多重系システムにおいて相手系の障害LANコントローラのリセットが成功せず、該障害LANコントローラを停止させるタイムチャートである。
符号の説明
100…計算機、102,103…LAN、104,105…汎用ネットワーク、110…中央演算処理装置、111…主記憶装置、112…入出力装置、113…ディスク装置、114…BMC、115,116,117…LANボード、118…割り込み処理装置、119…ソフトウェア、120…SVP、201…OS、210…アプリケーション、211…管理プログラム、212…他系監視プログラム、220…UDP/IP層、221…I/F層、222…LANドライバ、223…割り込み処理プログラム、250…ネットワークインタフェース、251…LANコントローラ、300…割り込み発生分岐条件、301…割り込み量閾値分岐条件、302…OS処理、303…LANリセット要求、308…LANリセット停止要求、521…Alive パケット、701…自系計算機構成情報、702…他系計算機構成情報、703…電文比較、900…通知情報の共有、901…障害情報のデータベース化、902…遠方での一元監視。

Claims (8)

  1. ネットワークを介してデータを授受するネットワーク通信処理部と、前記ネットワーク通信処理部からデータを受け取って演算を行うか、あるいは、演算結果であるデータを前記データを前記ネットワーク通信処理部に与えるかの少なくともいずれか一方をなす演算処理部を有する情報処理システムであって、何らかの異常を示す異常データを他系から受け取った場合、前記ネットワーク処理部に異常処理を指示する異常処理指示部を有することを特徴とする情報処理システム。
  2. 請求項1において、ネットワークを介してデータを授受する処理部として第1のネットワーク処理部と第2のネットワーク処理部を有し、前記演算に関係するデータは前記第1のネットワーク処理部が行い、前記異常に関係するデータは前記第2のネットワーク処理部が行うことを特徴とする情報処理システム。
  3. 請求項1において、ネットワークとして第1のネットワークと第2のネットワークとから構成され、他系からの異常データは前記第2のネットワークを介して受けとることを特徴とする情報処理システム。
  4. 請求項3において、前記異常処理として前記ネットワーク通信処理部を再起動あるいは停止させることを特徴とする情報処理システム。
  5. 請求項1において、複数の情報処理装置をネットワーク通信処理部を介し、またネットワークによって接続することで多重系を構成し、ある情報処理装置に障害が発生した時に正常系の情報処理装置が障害系のネットワーク通信処理部を再起動あるいは停止させることを特徴とする情報処理システム。
  6. 請求項1において、前記異常処理を制御管理装置、あるいは、ネットワーク制御プログラムであるネットワークドライバに行なわせることを特徴とする情報処理システム。
  7. 請求項1記載の情報処理システムに対して、障害の発生,リセット,停止,復旧等を含めた情報の通知をリアルタイム的にあるいは、データベースによる過去の事例より障害が発生した場合の対策が取れるように監視による管理をサービスとして提供することを特徴とする情報処理システム。
  8. ネットワークを介してデータを授受するネットワーク通信処理部と、前記ネットワーク通信処理部からデータを受け取って演算を行う、あるいは、演算結果であるデータを前記ネットワーク通信処理部に与えるの少なくともいずれか一方をなす演算処理部を有する情報処理システムであって、前記ネットワーク通信処理部から前記演算処理部へデータ授受を要求する日数を計数する計査部と、前記計査部が所定となったときに前記ネットワーク処理部に異常処理を指示する指示部を有することを特徴とする情報処理システム。
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