JP2008305070A

JP2008305070A - 情報処理装置および情報処理装置システム

Info

Publication number: JP2008305070A
Application number: JP2007150384A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Niimura; 幸裕新村
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-12-18
Also published as: US20080307254A1; CN101320339B; US8032786B2; CN101320339A

Abstract

【課題】ＩＰネットワークにおけるサービス提供は、サービス内容や保守運用の多様性など様々な理由から、複数のＯＳが混在したシステムにより行われている。このようなシステムにおける冗長構成はそれぞれのＯＳごとに構築する必要がある。
【解決手段】サービス提供を行うシステムが複数の種類のＯＳにより構成されている場合、仮想制御部を設けた１つの待機系サーバ４００上で、複数の種類のＯＳを同時稼動させ、運用系サーバ３０に障害などが発生し、運用系サーバ３０から待機系サーバ４００への系切り替えが必要となったときは、待機系サーバ４００の仮想制御部４１０において、障害が発生した運用系サーバ３０の判別を行い、待機系サーバ４００上の適切なＯＳ上の切替制御部３３に処理を引き継ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理装置システムに係り、特に冗長切替可能な情報処理装置および情報処理装置システムに関する。

ＩＰネットワークにおけるサービス提供には汎用サーバが広く使用されている。特にサービスの停止が許されないサービスにおいては、信頼性確保のためにサービス提供サーバを冗長化して運用を行っている。冗長運用では、サービス提供サーバに障害が発生し、サービス提供の継続が不可能な状態となると、別に用意されていた予備サーバに切り替えてサービスの提供を継続する。

１つの汎用サーバ上で複数のオペレーティングシステム（以下ＯＳ）を動作させる技術として仮想化技術がある。ハードウェアの仮想化には様々な実現方法があるが、特許文献１に記載された発明では、ハードウェア資源の分割制御と適切な割り込み処理の実現により、１つの計算機上で複数のＯＳを同時に実行させる方法をマルチＯＳ構成方法として述べている。

また、特許文献２には、ネットワークを介して接続された複数拠点に設置したコンピュータシステムの仮想マシンシステム技術を適用し、マスタシステムとバックアップシステムを定期的に切替処理を行うことで、安定したシステム稼動管理を実現する発明が記載されている。

特開平１１−１４９３８５号公報特開２００５−１７３７５１号公報

従来、ＩＰネットワークにおけるサービス提供は、サービス内容や保守運用の多様性など様々な理由から、複数のＯＳが混在したシステムにより行われており、このようなシステムにおける冗長構成はそれぞれのＯＳごとに構築する必要があった。つまり、あるＯＳ（Ａ）を用いた汎用サーバと、あるＯＳ（Ｂ）を用いた汎用サーバにおいて、それぞれ異なるサービスの提供を行う場合、ＯＳ（Ａ）、ＯＳ（Ｂ）それぞれの汎用サーバに対する予備サーバ（以下待機系サーバ）が必要となる。このとき、待機系サーバはサービスの提供を行わないながらも、サービスの提供を行っている運用系サーバに障害が発生した場合などは、可能な限り短い時間で運用系サーバから待機系サーバへの系切り替えを実施しなければならないため、常時稼動させておかなければならない。系切り替え時間を可能な限り短くすることは、ＩＰネットワークにおいて音声通信が行われてきている現在では必須である。

しかし、以上のように複数の種類のＯＳが混在するシステムを用いてサービスを行う場合、多くの待機系サーバが存在することになり、資源の浪費となる。また、待機系サーバを稼動させておくための光熱費や人件費などのコストも余分にかかることになる。
特許文献１および特許文献２には、これらの課題について、記載が無い。

上述した課題は、第１のオペレーティングシステムと第１のオペレーティングシステム上で動作する第１のアプリケーションとを実行する第１の情報処理装置と、第２のオペレーティングシステムと第２のオペレーティングシステム上で動作する第２のアプリケーションとを実行する第２の情報処理装置と、第１のオペレーティングシステムと第１のアプリケーションと第２のオペレーティングシステムと第２のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する第３の情報処理装置とからなり、第１の情報処理装置は、自装置の第１のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、第３の情報提供装置の第１のアプリケーションに反映し、第２の情報処理装置は、自装置の第２のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、第３の情報処理装置の第２のアプリケーションに反映し、切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元ＩＰアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスＩＰアドレスを特定し、このサービスＩＰアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始する情報処理装置システムにより、達成できる。

また、第１のオペレーティングシステムと該第１のオペレーティングシステム上で動作する第１のアプリケーションと第２のオペレーティングシステムと該第２のオペレーティングシステム上で動作する第２のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有し、切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元ＩＰアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスＩＰアドレスを特定し、このサービスＩＰアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始する情報処理装置により、達成できる。

仮想化技術を用いた待機系サーバ（情報処理装置）を用いることにより、複数の種類のＯＳで構成されるシステムにおいても、１台の待機系サーバで冗長構成システムを構築できる。

以下、本発明の実施の形態に付いて、実施例を用い図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図１はサーバクライアントシステムのブロック図である。図２は共通待機系のハードウェアブロック図である。図３はクライアントと運用系サーバと共通待機系サーバとの間の通常時のシーケンス図である。図４は運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である（メインＯＳ一致時）。図５は運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である（メインＯＳ不一致時）。図６は共通待機系サーバの切替処理のフローチャートである。図７は他のサーバクライアントシステムのブロック図である。

図１において、サーバクライアントシステム１００は、スイッチングハブ２０に接続された２台の運用系サーバ（運用系情報処理装置）３０と、共通待機系サーバ（共通待機系情報処理装置）４００と、クライアントコンピュータ（以下クライアント）１０とから、構成される。

あるＯＳ（Ａ）３１−１を用いてサービス提供を行う運用系サーバ３０−Ａと、別のＯＳ（Ｂ）３２−１を用いてサービス提供を行う運用系サーバ３０−Ｂは、それぞれ、ＯＳ３１、３２、系切り替えの際に切り替え制御を行う切替制御部３３、ＯＳ３１、３２の上で動作するアプリケーション３５、３６から構成される。

また、共通待機系サーバ４００は、運用系サーバ３０の待機系サーバとして動作し、１つの汎用サーバ上で複数の種類のＯＳを同時稼動させるための制御を行う仮想制御部４１０と、運用系サーバ３０それぞれに対応したＯＳ３１、３２、切替制御部３３、アプリケーション３５、３６から構成される。

さらに、仮想制御部４１０は、運用系サーバ３０からの系切り替え通知を受信する系切替通知監視部４１２、仮想制御部４１０上で同時稼動する複数のＯＳ３１、３２を制御するＯＳ切替制御部４１１と、それぞれのＯＳ３１、３２へのリソースの割り振りを管理するリソース管理部４１３からなる。

上記で示した運用系サーバ３０−Ａ、運用系サーバ３０−Ｂおよび共通待機系サーバ４００は、スイッチングハブ２０により接続されており、クライアント１０に対して、図示しないＩＰネットワークを通してサービスの提供を行う。

システム運用時、共通待機系サーバ４００は、ＯＳ（Ａ）３１−２、ＯＳ（Ｂ）３２−２を同時稼動させる。この際、システム起動時に指定する稼動ＯＳの優先度情報に従って、リソース管理部４１３は、メモリやＣＰＵ使用率などのハードウェアリソースの割り振りを行う。この優先度の高いＯＳをメインＯＳと呼び、信頼性をより確保したい運用系サーバ３０に対応するＯＳをメインＯＳとしておくことで、系切り替え前のデータ引継ぎなどの予備処理および実際の系切り替え処理において、十分なハードウェアリソースを用いて実行する。

図２を参照して、共通待機系サーバ４００のハードウェア構成を説明する。図２において、共通待機系サーバ４００は、ＣＰＵ４２０と、キャッシュメモリ４３０と、主記憶装置（メインメモリ）４４０と、ＣＰＵ４２０と主記憶装置４４０とを周辺機器に接続するチップセット４５０と、グラフィックコントローラ４６０と、ハードディスク４７０と、通信インタフェース４８０と、キャッシュメモリ４３０を介してＣＰＵ４２０とチップセット４５０とを接続するＣＰＵバス４９１と、主記憶装置４４０とチップセット４５０を接続するメモリバス４９３と、チップセット４５０とグラフィックコントローラ４６０とハードディスク４７０と通信インタフェース４８０とを接続される内部バス４９２とから構成されている。図１で説明した共通待機系サーバ４００の機能は、主記憶装置４４０に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２０が実行することにより、実現される。

表１を参照して、共通待機系サーバ４００のＯＳ切替制御部４１１が保持する運用系サーバ管理テーブルを説明する。表１において、運用系サーバ管理テーブルは、運用系サーバのＩＰアドレスと、サーバ番号と、ＯＳと、アプリケーションと、サービスＩＰアドレスとから構成されている。ここで、ＩＰアドレスは、運用系サーバ３０の共通待機系サーバ４００との通信用のＩＰアドレスである。サーバ番号は、運用系サーバ３０を識別する番号である。ＯＳは、運用系サーバ３０で稼動中のＯＳを記載する。アプリケーションは、運用系サーバ３０で稼動中のアプリケーションを記載する。サービスＩＰアドレスは、運用系サーバ３０と共通待機系サーバ４００が、クライアント１０に見せるＩＰアドレスである。

切替通知を受信したＯＳ切替制御部４１１は、運用系サーバ管理テーブルを参照することで、送信元のＩＰアドレスから、送信元のサーバと、送信元サーバが実行中のＯＳとアプリケーションと、サービスＩＰアドレスを判定できる。

表１運用系サーバ管理テーブル
-------------------------------------------------------------------------
ＩＰアドレスサーバ＃ＯＳアプリケーションサービスＩＰアドレス
-------------------------------------------------------------------------
192.168.x.x １ＡＷＥＢ 210.235.x.x
192.168.x.y ２ＢＳＩＰ 210.235.x.y
-------------------------------------------------------------------------
図３を参照して、運用系サーバ３０に障害がないときの、クライアントと運用系サーバと共通待機系サーバと間のシーケンスを説明する。なお、ここでは運用系サーバはＷＥＢサーバであるとして説明する。

図３において、クライアント１０は、Ｗｅｂデータ書込み要求を運用系サーバ３０に送信する（Ｓ５０７）。Ｗｅｂデータ書き込み要求を受信した運用系サーバ３０は、データを追加し（Ｓ５０９）、Ｗｅｂデータ書き込み完了通知をクライアント１０に送信する（Ｓ５１１）。運用系サーバ３０は、さらに追加データを共通待機系サーバ４００に送信する（Ｓ５１３）。追加データを受信した共通待機系サーバ４００は、送信元をＩＰアドレスから判別し（Ｓ５１４）、該当サーバの保持データにデータを追加する（Ｓ５１５）。共通待機系サーバ４００は、データ追加完了通知を運用系サーバ３０に送信する（Ｓ５１７）。

図４を参照して、共通待機系サーバのメインＯＳをＯＳ（Ａ）としたときの、ＯＳ（Ａ）の運用系サーバとの間の系切り替え処理シーケンスを説明する。図４において、共通待機系サーバ４００のメインＯＳとして、ＯＳ（Ａ）がＯＳ切替制御部４１１に登録されているとする。

運用系サーバ３０−Ａの切替制御部３３−１は、障害、保守者からの系切り替え指示などにより系切替契機を検知する（Ｓ３５）。切替制御部３３−１は、アプリケーションサービス停止処理を実施し（Ｓ３７）、サービスＩＰアドレスを削除する（Ｓ３９）。なお、ここでサービスＩＰアドレスとはクライアントに見せるＩＰアドレス（フローティングＩＰアドレス）であり、共通待機系サーバとの通信用のＩＰアドレスとは異なる。この状態で、切替制御部３３−１は、待機状態となる。切替制御部３３−１は、系切替通知を共通待機系サーバ４００に対して、送信する（Ｓ４３）。系切替通知を受信した共通待機系サーバ４００の仮想制御部４１０は、送信元ＩＰアドレスから系切替通知を送信したサーバを判定する（Ｓ４５）。仮想制御部４１０は、メインＯＳがＯＳ（Ａ）なので、そのまま系切替通知を系切替通知を送信したサーバと同じＯＳに搭載された切替制御部３３−３に送信する（Ｓ４７）。

系切替通知を受信した切替制御部３３−３は、アプリケーション３５−２にサービスＩＰアドレスを付与し（Ｓ４９）、アプリケーションサービス開始処理を実行する（Ｓ５１）。この状態で、共通待機系サーバ４００は、運用状態となる。切替制御部３３−３は、運用化終了通知を仮想制御部４１０に送信する（Ｓ５５）。運用化終了通知を受信した仮想制御部４１０は、運用化終了通知を待機状態にある運用系サーバ３０−Ａの切替制御部３３−１に送信する（Ｓ５７）。

図４のシーケンスが終了した状態で、クライアント１０がアクセスすると、サービスＩＰアドレスは、共通待機系サーバ４００に引き継がれているので、クライアント１０は意識することなく共通待機系サーバ４００に接続することになる。また、共通待機系サーバ４００は、運用系サーバ３０のバックアップを保持しているので、クライアント１０に対するサービスを継続できる。

図５を参照して、共通待機系サーバのメインＯＳをＯＳ（Ｂ）としたときの、ＯＳ（Ａ）の運用系サーバとの間の系切り替え処理シーケンスを説明する。ここで、共通待機系サーバ４００のメインＯＳとして、ＯＳ（Ｂ）がＯＳ切替制御部４１１に登録されているとする。

運用系サーバ３０−Ａの切替制御部３３−１は、障害、保守者からの系切り替え指示などにより系切替契機を検知する（Ｓ８５）。切替制御部３３−１は、アプリケーションサービス停止処理を実施し（Ｓ８７）、サービスＩＰアドレスを削除する（Ｓ８９）。この状態で、切替制御部３３−１は、待機状態となる。切替制御部３３−１は、系切替通知を共通待機系サーバ４００に対して、送信する（Ｓ９３）。系切替通知を受信した共通待機系サーバ４００の仮想制御部４１０は、送信元ＩＰアドレスから系切替通知を送信したサーバを判定する（Ｓ９５）。仮想制御部４１０は、メインＯＳがＯＳ（Ｂ）なので、メインＯＳをＯＳ（Ａ）に切替える（Ｓ９７）。仮想制御部４１０は、系切替通知を系切替通知を送信したサーバと同じＯＳに搭載された切替制御部３３−３に送信する（Ｓ９９）。

系切替通知を受信した切替制御部３３−３は、アプリケーション３５−２にサービスＩＰアドレスを付与し（Ｓ１０１）、アプリケーションサービス開始処理を実行する（Ｓ１０３）。この状態で、共通待機系サーバは運用状態となる。切替制御部３３−３は、運用化終了通知を仮想制御部４１０に送信する（Ｓ１０７）。運用化終了通知を受信した仮想制御部４１０は、運用化終了通知を待機状態にある運用系サーバ３０−Ａの切替制御部３３−１に送信する（Ｓ１０９）。

図６を参照して、系切替通知を受信した共通待機系サーバ４００の仮想制御部４１０の処理フローを説明する。図６において、仮想制御部４１０は、系切替通知を受信すると系切替通知を送信したサーバを判定する（Ｓ２０３）。仮想制御部４１０は、判定したサーバのＯＳと共通待機系サーバ４００でメインＯＳとして稼動中か判定する（Ｓ２０５）。ＹＥＳのとき、仮想制御部４１０は、系切替通知を切替制御部３３−３に転送する（Ｓ２０９）。仮想制御部４１０は、運用化終了通知を受信したか判定する（Ｓ２１１）。ＹＥＳなら終了し、ＮＯなら運用化終了通知の受信を待つ。ステップ２０５でＮＯのとき、メインＯＳをＯＳ（Ａ）に切り替え（Ｓ２０７）、ステップ２０９に遷移する。

本実施例に拠れば、以下のような効果を奏することができる。まず、複数のＯＳが混在するシステムにおいて冗長構成を構築する場合も、本実施例による仮想制御部を備えた共通待機系サーバを用いることにより、ＯＳごとに待機系サーバを設ける必要がなく、物理的資源を節減することが可能である。

保守対象となるサーバ数を減らすことができるため、保守運用にかかる人件費や光熱費などのコストを節減することが可能である。さらに、共通待機系サーバの仮想制御部内に、各ＯＳに割り当てるリソースの管理を行うリソース管理部を設けることで、システム内に混在する複数のＯＳを用いる運用系サーバに対して優先度を設けることができ、優先度の高い運用系サーバは系切り替え時間を短縮できるなど、より高い信頼性を確保することが可能である。

各ＯＳの切替制御を行う仮想制御部が、共通待機系サーバが複数のＯＳを収容していることを吸収することから、運用系サーバおよび共通待機系サーバ内の冗長切り替え制御を行う切替制御部は、待機系サーバが仮想制御部を用いた共通待機系サーバであることを認識する必要がない。よって、現行のシステムから上述したシステムへの移行が容易である。

なお、上述した実施例では、１＋１の運用系／待機系システムを説明したが、これに限定されるものではなく、１＋ｎの冗長構成システムに適用してもよい。これを図７を参照して説明する。

図７において、サーバクライアントシステム１００Ａは、スイッチングハブ２０に接続された（ｎ＋ｍ）台の運用系サーバ３０と、共通待機系サーバ４００と、クライアントコンピュータ（以下クライアント）１０とから、構成される。

運用系サーバ３０−Ａ１〜３０−Ａｎは、ＯＳ（Ａ）３１を用いてサービス提供を行う汎用サーバである。また、運用系サーバ３０−Ｂ１〜３０−Ｂｍは、ＯＳ（Ｂ）３２を用いてサービス提供を行う汎用サーバである。また、共通待機系サーバ４００は、運用系サーバ３０の待機系サーバとして動作する。運用系サーバ３０、共通待機系サーバ４００の動作は、上述したとおりである。

サーバクライアントシステムのブロック図である。共通待機系のハードウェアブロック図である。クライアントと運用系サーバと共通待機系サーバとの間の通常時のシーケンス図である。運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である（メインＯＳ一致時）。運用系サーバと共通待機系サーバとの間の切替のシーケンス図である（メインＯＳ不一致時）。共通待機系サーバの切替処理のフローチャートである。他のサーバクライアントシステムのブロック図である。

符号の説明

１０…クライアント、２０…スイッチングハブ、３０…運用系サーバ、３１…ＯＳ（Ａ）、３２…ＯＳ（Ｂ）、３３…切替制御部、３５…アプリケーション、３６…アプリケーション、１００…サーバクライアントシステム、４００…共通待機系サーバ、４１０…仮想制御部、４１１…ＯＳ切替制御部、４１２…系切替通知監視部、４１３…リソース管理部、４２０…ＣＰＵ、４３０…キャッシュメモリ、４４０…主記憶装置、４５０…チップセット、４６０…グラフィックコントローラ、４７０…ハードディスク、４８０…通信インタフェース、４９１…ＣＰＵバス、４９２…内部バス、４９３…メモリバス。

Claims

第１のオペレーティングシステムと該第１のオペレーティングシステム上で動作する第１のアプリケーションとを実行する第１の情報処理装置と、
第２のオペレーティングシステムと該第２のオペレーティングシステム上で動作する第２のアプリケーションとを実行する第２の情報処理装置と、
前記第１のオペレーティングシステムと前記第１のアプリケーションと前記第２のオペレーティングシステムと前記第２のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する第３の情報処理装置と、からなる情報処理装置システムにおいて、
前記第１の情報処理装置は、自装置の前記第１のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、前記第３の情報提供装置の前記第１のアプリケーションに反映し、
前記第２の情報処理装置は、自装置の前記第２のアプリケーションに対する操作を受け付けたとき、前記第３の情報処理装置の前記第２のアプリケーションに反映し、
前記切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元ＩＰアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスＩＰアドレスを特定し、このサービスＩＰアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始することを特徴とする情報処理装置システム。
請求項１に記載の情報装置システムであって、
前記切替制御部は、切替先のオペレーティングシステムが自装置のメインオペレーティングシステムと異なるとき、前記メインオペレーティングシステムを、前記切替先のオペレーティングシステムに切替えることを特徴とする情報処理装置システム。
請求項１または請求項２に記載の情報装置システムであって、
前記第１の情報処理装置または前記第２の情報処理装置を複数備えたことを特徴とする情報処理装置システム。
第１のオペレーティングシステムと該第１のオペレーティングシステム上で動作する第１のアプリケーションと第２のオペレーティングシステムと該第２のオペレーティングシステム上で動作する第２のアプリケーションとを実行し、切替制御部を有する情報処理装置において、
前記切替制御部は、系切替通知を受信したとき、送信元ＩＰアドレスから切替先のオペレーティングシステムとアプリケーションとサービスＩＰアドレスを特定し、このサービスＩＰアドレスを自装置に設定し、特定したアプリケーションのサービスを開始することを特徴とする情報処理装置。
請求項４に記載の情報処理装置であって、
前記切替制御部は、切替先のオペレーティングシステムが自装置のメインオペレーティングシステムと異なるとき、前記メインオペレーティングシステムを、前記切替先のオペレーティングシステムに切替えることを特徴とする情報処理装置。
請求項４または請求項５に記載の情報処理装置であって、
前記切替制御部は、前記特定したアプリケーションのサービスを開始したとき、前記系切替通知の送信元に運用化終了通知を送信することを特徴とする情報処理装置。