JP2008226153A - コンピュータ冗長システム - Google Patents

Abstract

【課題】主系がダウンするなどの致命的障害を発生する前に主系と従系の切替えを行う。
【解決手段】２つのサーバコンピュータ２１、２２は、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行うチェック手段と、チェック手段によるヘルシーチェック情報を相互に送信する送信手段と、他のコンピュータから送られてくるヘルシーチェック情報を受信する受信手段と、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行った結果および受信手段が受信したヘルシーチェック情報について、チェック項目に対応する重み情報を用いて数値化する数値化手段と、数値化結果を比較して、数値の大小に基づき主従の切替えを行う切替制御手段とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の監視システムなどとして用いることのできるコンピュータ冗長システムに関するものである。

従来の冗長構成を用いた監視システムにあっては、冗長構成のサーバ切り替えを行うために、他方のヘルシー異常を検出するものであった。このため、主系が完全に異常状態となり、監視システムにおける監視が全く行えない状態に陥った後に、主系と従系の切り替えが行われるだけであった。

従って、冗長構成を採用しているにも拘らず、無監視状態となり、適切な監視を行えないという問題があった。特許文献１には、致命的障害発生の通知を他方へ送信することにより、バックアップするシステムが示されている。しかし、この特許文献１にあっても、主従の切り替えは致命的障害発生の通知を受けてから行われるものであり、監視システムに用いた場合には無監視状態となり、適切な監視を行えない問題点があった。
特開平５−１４３３８１号公報

本発明は上記のような従来の冗長システムにおける問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、主系がダウンするなどの致命的障害を発生する前に主系と従系の切替えを行うことができ、システムとしての動作が行われない事態を防ぐことのできるコンピュータ冗長システムを提供することである。

本発明に係るコンピュータ冗長システムは、第１のコンピュータと第２のコンピュータとの一方が主系で、他方が従系として動作する冗長構成のコンピュータシステムにおいて、前記２つのコンピュータは、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行うチェック手段と、チェック手段によるヘルシーチェック情報を相互に送信する送信手段と、他のコンピュータから送られてくるヘルシーチェック情報を受信する受信手段と、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行った結果および受信手段が受信したヘルシーチェック情報について、チェック項目に対応する重み情報を用いて数値化する数値化手段と、数値化結果を比較して、数値の大小に基づき主従の切替えを行う切替制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、切替制御手段は、受信手段によるヘルシーチェック情報の受信が所定期間ない場合に、他のコンピュータが異常として必要な場合に、主従の切替えを行うことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、各項目対応の重みを２進表示による異なる桁に割当てて表現し、桁位置を変更することにより項目の重みを変更可能とすることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、切替制御手段は、数値化結果が同値である場合に切替えを行わず、また、両コンピュータが共に主系または従系となると、コンピュータ識別番号に基づき一方を主系に他方を従系に設定することを特徴とする。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行った結果および受信したヘルシーチェック情報について、チェック項目に対応する重み情報を用いて数値化し、数値化結果を比較して、数値の大小に基づき主従の切替えを行うので、主系がダウンするなどの致命的障害を発生する前に主系と従系の切替えを行うことができ、システムとしての動作が行われない事態を防ぐことができる。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、ヘルシーチェック情報の受信が所定期間ない場合に、他のコンピュータが異常として必要な場合に、主従の切替えを行うので、主系がダウンするなどの致命的障害した場合に、チェック項目に対応する重み情報を用いた数値化に拘らず必要な場合の主従切替えがなされる。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、各項目対応の重みを２進表示による異なる桁に割当てて表現し、桁位置を変更することにより項目の重みを変更可能とするので、重み情報を用いた数値化が容易であり、また、項目の重み変更も容易であるという利点がある。

本発明に係るコンピュータ冗長システムでは、数値化結果が同値である場合に切替えを行わないので、意味のない切替えが頻繁に発生する事態を防ぐことができ、また、両コンピュータが共に主系または従系となると、コンピュータ識別番号に基づき一方を主系に他方を従系に設定するので、両コンピュータが共に主系または従系となり、システムが適切に運用されない事態を防ぐことができる。

以下添付図面を参照して、本発明の実施例に係るコンピュータ冗長システムを説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、実施例に係るコンピュータ冗長システムを適用した監視システムの構成が示されている。この監視システムは、ネットワーク１０に、ビデオカメラなどを含む複数台の監視対象設備１１−１〜１１−ｎが接続され、また、複数台の監視画面表示クライアント１２−１〜１２−ｍが接続されている。更に、第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２がネットワーク１０に接続されている。

例えば、現在において主系が第１のサーバコンピュータ２１であると、監視対象設備１１−１〜１１−ｎにより例えば撮像された映像情報が第１のサーバコンピュータ２１へ送られる。監視画面表示クライアント１２−１〜１２−ｍは、第１のサーバコンピュータ２１へアクセスして、上記映像情報の配信を受けて映像をモニタに表示して監視を行うことができる。

第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２には、図２に示される各手段が備えられる他、図１に示す状況管理テーブルＴが備えられ、自身と他のサーバコンピュータの状態に関し複数のチェック項目であるシステム情報毎に状態情報（１または０）がセットされている。この例では、状況管理テーブルＴには、システム情報として「ヘルシー正常」、「プロセス正常」、「ＨＤＤ正常」、「回線正常」、・・・、「現在主系」、「ＳＶＳ１」がセットされている。

「ヘルシー正常」は、当該コンピュータの予め定められた基本的な機能が正常であるかをチェックした結果を示し、「プロセス正常」は、当該コンピュータの予め定められた基本的なプロセス（ソフトウエア）をチェックした結果を示し、「ＨＤＤ正常」は、当該コンピュータのＨＤＤ（ハードディスクドライブ）についてチェックした結果を示し、「回線正常」は、接続されている回線についてチェックした結果を示し、「現在主系」は、当該コンピュータが現在において主系であるかを示し、「ＳＶＳ１」は当該サーバコンピュータ２１の識別情報がＳＶＳ１であるかを示す。なお、サーバコンピュータ２２の識別情報はＳＶＳ２である。第１行目の「ＳＶＳ１」と「ＳＶＳ２」の欄について、各システム情報に対し「ＹＥＳ」であれば、「１」がセットされ、「ＮＯ」であれば「０」がセットされる。ここに示したシステム情報は、一例に過ぎない。上記のチェックは、コンピュータの自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行う図２のチェック手段３１（ソフトウエア）がセンサから情報を収集し或いはソフトウエアチェック行うことにより実現されるものである。

また、状況管理テーブルＴの最下欄にセットされている主系昇格に関する「評価値」はシステム情報について、対応する重み情報を用いて数値化した値をＲ１、Ｒ２と表現している。「ＳＶＳ１」が最下位桁に対応付けられている。また、第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２には、図２に示されているように、チェック手段３１によるヘルシーチェック情報を相互に送信する送信手段３２、他のコンピュータから送られてくるヘルシーチェック情報を受信する受信手段３３が備えられている。

また、第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２には、切替え条件の定義ファイルを読み込むことにより得られた重みテーブルＴＧが備えられている。この重みテーブルＴＧには、チェック項目であるシステム情報毎に重み情報が対応付けて記憶されている。ここで、各システム情報対応の重みを２進表示による異なる桁に割当てて表現している。「ヘルシー正常」が最初の「０ｘ」を除き、最上位桁に対応付けられ、「プロセス正常」が最上位桁の次に対応付けられ、・・・、「ＳＶＳ１」が最下位桁に対応付けられている。つまり、「ヘルシー正常」は最も重みが重く、「ＳＶＳ１」は最も重みが軽い。各システム情報に対し「ＹＥＳ」であれば、該当する桁に「１」がセットされ、「ＮＯ」であれば該当する桁に「０」がセットされる。このように、各項目対応の重みを２進表示による異なる桁に割当てて表現し、桁位置を変更することにより項目の重みを変更可能としている。

第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２には、図２に示す数値化手段３４が備えられ、自身の状態に関し複数のチェック項目である各システム情報によりチェックを行った結果および受信したヘルシーチェック情報について、チェック項目に対応する重み情報を用いて数値化し、Ｒ１、Ｒ２を得る。具体的には、図１に示した重みテーブルＴＧの重み（該当桁が１である２進数）に対して、該当桁に「１」または「０」がセットされた２進数である各システム情報を掛けて、結果を加算する。この場合に、各システム情報が各桁に対応するから、全システム情報が「ＹＥＳ」であれば、数値化の結果は最初の「０ｘ」を除き、オール１になる。

また、第１のサーバコンピュータ２１、第２のサーバコンピュータ２２には、上記数値化結果を比較して、数値の大小に基づき主従の切替えを行う図２に示す切替制御手段３５が備えられている。自装置の数値化結果が相手装置より大きければ主系へ昇格し、小さければ従系降格して、主従を切替え主従に基づき処理を行う。切替制御手段３５は、数値化結果が同値である場合に切替えを行わず、また、両コンピュータが共に主系または従系となると、コンピュータ識別番号に基づき一方を主系に他方を従系に設定する。

第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２とは、両方共に稼働するデュアルシステムの構成であり、同じように動作し、監視対象設備１１−１〜１１−ｎからの監視情報パケットは第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２で受信し、全く同じように信号処理・ファイリング処理する。また第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２と定期的にデータの整合を取る処理を行う。ただし、主系・従系の情報を保持し、監視画面表示クライアント１２−１〜１２−ｍへ映像情報等の監視情報パケットを送信するのは常に主系のサーバコンピュータからとする。

第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２間では、相手が異常かどうかをチェックするためのヘルシーチェックパケットを定期的にお互いへ向けて送信手段３２から送信する。受信手段３３に対し、規定回数以上の間相手からヘルシーチェックパケットが届かなかった場合には、切替制御手段３５は相手をヘルシー異常として、状況管理テーブルＴのシステム情報における相手の「ヘルシー正常」に対応して「０」をセットする。本監視システムでは、このヘルシーチェックパケットに自コンピュータサーバにおいて保持する全てのシステム情報を付加してから送信する。付加するシステム情報としては、すでに図１で説明した通りであるが、図３に示す重みテーブルＴＧを備える例では、システム情報として「ファン正常」が加えられ、「回線正常」が「制御回線正常」と「情報回線正常」に分けられている。

以上の通りに構成されたシステムにおいて、第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２とが図４、図５及び図７に示すフローチャートに対応したプログラムを実行して動作することにより主系と従系の切替えが行われるので、これらのフローチャートに基づき動作を説明する。図４はヘルシーチェックパケット受信時の処理を示したものである。ヘルシーチェックパケットを受信し、受信に対応して受信済みフラグをセットし（ＳＴ１）、パケットに付加されている相手サーバコンピュータのシステム情報を取り込み、メモリに保存する（ＳＴ２）。このステップＳＴ２に続いて、メモリに保存したシステム情報に基づいて主系昇格に関する「評価値」を算出し、その結果により主系従系の切替え処理を実施する（ＳＴ３）。

図５は上記図４に示すフローチャートのステップＳＴ３における処理の詳細を示したフローチャートである。自コンピュータにおけるシステム情報と重みテーブルＴＧの重みとを掛けて、結果を加算することにより自コンピュータの主系昇格に関する「評価値」を算出する（ＳＴ４）。また、相手コンピュータのシステム情報と重みテーブルＴＧの重みとを掛けて、結果を加算することにより相手コンピュータの主系昇格に関する「評価値」を算出する（ＳＴ５）。算出した２つの主系昇格に関する「評価値」を比較し（ＳＴ６）、自コンピュータの「評価値」が大きければ自コンピュータを主系に昇格させ（ＳＴ７）、小さければ待機に降格させる（ＳＴ８）。

図６には、識別番号がＳＶＳ１であるサーバコンピュータ２１において、制御回線正常から制御回線異常となり、システム情報の制御回線正常が「１」から「０」に変更された場合を示す状況管理テーブルＴの内容を示す。これに応じて、識別番号がＳＶＳ１であるサーバコンピュータ２１の評価値Ｒ１は評価値欄に示されているように「0x11111111」から「0x11110111」に変更され、識別番号がＳＶＳ２であるサーバコンピュータ２２の評価値Ｒ２＝「0x11111100」よりも小さくなる。この結果、当初に主系であったサーバコンピュータ２１が従系に、また、当初に従系であったサーバコンピュータ２２が主系に、それぞれ切り替えられる。この結果、切替後の評価値は、識別番号がＳＶＳ１であるサーバコンピュータ２１では「0x11110101」となり、識別番号がＳＶＳ２であるサーバコンピュータ２１では「0x11111110」となる。

第１のサーバコンピュータ２１と第２のサーバコンピュータ２２は、 図７に示されるフローチャート対応のプログラムにより定周期ヘルシー受信チェック処理を行う。一定周期でループし（ＳＴ９）、図４のステップＳＴ１の処理によってヘルシーパケット受信済みフラグがセットされたかをチェックする（ＳＴ１０）。ステップＳＴ１０のチェックが規定回数に達してもヘルシーパケット受信済みフラグがセットされていないことを検出し（ＳＴ１１）、この検出結果がＹＥＳとなると、相手コンピュータからヘルシーチェックパケットが届いていないため相手コンピュータがヘルシー異常であるとみなす（ＳＴ１２）。このステップＳＴ１２において、状況管理テーブルＴの相手コンピュータにおけるシステム情報において、「ヘルシー正常」に対し「０」がセットされる。このような処理に応じて自コンピュータのシステム情報と相手コンピュータのシステム情報と重みテーブルＴＧの重み情報を用いて、自コンピュータと相手コンピュータについて主系昇格に関する「評価値」を算出し、主系従系の切替え処理を実行する（ＳＴ１３）。システム情報のヘルシー正常の項目は最優先の切替え条件であり、最初の「０ｘ」を除き、２進数の最上位の桁に位置するため、このステップＳ１３においては、当然自コンピュータが主系に昇格することになる。ステップＳ１３に次いで受信済みフラグをリセットしておく（ＳＴ１４）。

このように構成された監視システムにおいて、主系として稼動中であるサーバコンピュータにおいて、従系であるサーバコンピュータよりも優先度がわずかでも高い異常が発生した場合には、それに応じて瞬時に主系が切替わるため、無監視状態となる時間およびその確率を最小限に止めることができる。

本発明の実施例に係るコンピュータ冗長システムを適用した監視システムの構成図。 本発明の実施例を構成するコンピュータの機能構成図。 本発明の実施例を構成するコンピュータが備える重みテーブルの記憶内容を示す図。 本発明の実施例を構成するコンピュータの動作を説明するためのフローチャート。 本発明の実施例を構成するコンピュータの動作を説明するためのフローチャート。 本発明の実施例を構成するコンピュータの障害発生による状況管理テーブルにおける評価値の変遷を示す図。 本発明の実施例を構成するコンピュータの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０ ネットワーク
１１ 監視対象設備
１２ 監視画面表示クライアント
２１、２２ サーバコンピュータ
３１ チェック手段
３２ 送信手段
３３ 受信手段
３４ 数値化手段
３５ 切替制御手段Ｒ１ 評価値
Ｔ 状況管理テーブル
ＴＧ テーブル

Claims (4)

1. 第１のコンピュータと第２のコンピュータとの一方が主系で、他方が従系として動作する冗長構成のコンピュータシステムにおいて、
   前記２つのコンピュータは、自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行うチェック手段と、
   チェック手段によるヘルシーチェック情報を相互に送信する送信手段と、
   他のコンピュータから送られてくるヘルシーチェック情報を受信する受信手段と、
   自身の状態に関し複数のチェック項目によりチェックを行った結果および受信手段が受信したヘルシーチェック情報について、チェック項目に対応する重み情報を用いて数値化する数値化手段と、
   数値化結果を比較して、数値の大小に基づき主従の切替えを行う切替制御手段と
   を具備することを特徴とするコンピュータ冗長システム。
2. 切替制御手段は、受信手段によるヘルシーチェック情報の受信が所定期間ない場合に、他のコンピュータが異常として必要な場合に、主従の切替えを行うことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ冗長システム。
3. 各項目対応の重みを２進表示による異なる桁に割当てて表現し、
   桁位置を変更することにより項目の重みを変更可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載のコンピュータ冗長システム。
4. 切替制御手段は、数値化結果が同値である場合に切替えを行わず、また、両コンピュータが共に主系または従系となると、コンピュータ識別番号に基づき一方を主系に他方を従系に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンピュータ冗長システム。

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