JP2015070452A - パケット補完方法および監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】監視対象機器に再送機能を持たせること無く、フェイルオーバー中にサーバが受信することができなかったパケットを、フェイルオーバー完了後に補い、フェイルオーバーにより相手へ届かなかった警報やコマンドを、サーバが送信できるようにする。【解決手段】 サーバへ送られてくるパケットをミラーリングし、それを予め定めた期間のパケットを保持可能な記憶容量を有する記憶装置に記録し、フェイルオーバー完了後にアクティブとなったサーバがフェイルオーバー中に記憶装置に蓄えられたパケットおよびサーバのデータベースの内容を比較することにより、受信できなかったパケットを補完し、完了していなかった処理を実施する。【選択図】 図2

Description

本発明は、冗長構成を組んでいるサーバへ送信されるパケットを補完する技術に関する。
本技術分野の背景技術として、特許文献1に記載された技術がある。特許文献1の図5には、複数のサーバを有するストレージ装置において、サーバがハートビート監視部を有し、サーバ間でハートビート信号の送受信を行い、ハートビート通信が継続しているか否かにより、サーバの稼働状態を監視する構成が開示されている。
図1に、監視システムの構成例を示す。
図1に示すように、監視システムの例では、監視システムに多くの監視対象機器105が接続され、それら監視対象機器105の監視を行う。監視システムは監視対象機器から送信されてくる情報を監視し、特に緊急性が高い情報は直ちに一つ以上のクライアントPC101へ伝える。セキュリティ上、ネットワークA102A、ネットワークB102BはサーバA104A、サーバB104Bにて分離されている。
一般的に、監視システムを構成するサーバには、監視対象機器105から受信した情報を後から解析できるように、データベース(図示せず)が構築されている。監視システムのサーバが1台の場合には、その1台しかないサーバが故障した際に、サーバが復旧するまでの期間、監視対象機器から送信されてくる情報が受信できなくなる。そのため、監視システムにおいても、特許文献1に記載されているように、サーバを、サーバA、サーバBと冗長構成で構築し、サーバAとサーバBは、ハートビート信号を送受信することにより互いの死活監視をしながら、ある周期ごとにアクティブサーバのデータベースの内容とスタンバイサーバのデータベースの内容を一致させるデータベースの同期処理を行い、アクティブサーバが故障した際に、直ぐにスタンバイサーバが立ちあがり監視を継続できるような構成にしている。
特開2005−301442号公報
背景技術の監視システムでは、監視対象機器から情報が送信された際に、アクティブサーバが故障してフェイルオーバー中だった場合、監視システムではその情報を受信できず、データベースにも残せず、その結果としてクライアントPCへも伝えられないようなことが起こりえた。監視対象機器に情報の再送機能がなかったり、監視対象機器が故障して情報を再送できなかったりした場合には、クライアントPCでの人の操作によって、または、監視システムにプログラミングされるような定期的な監視対象機器の状況調査が行われない限り、監視対象機器からの情報が発せられたことを監視システムが知ることはなく、監視システムは監視対象機器は正常に動いているものと判断する。多くの監視対象機器が接続される監視システムの場合、ネットワーク(図1のネットワークA)のトラフィック量の増加を避けるために、監視対象機器に再送機能をつけないこともある。また、再送出来ない重要な警報もあり、フェイルオーバー中に送られてきた警報を、フェイルオーバーが完了した後であっても、できるだけ早くクライアントPC等へ伝えることは重要である。
そのため、監視システムのサーバがフェイルオーバー中であっても、監視対象機器から監視システムに送られてくる情報を逃さない対策が必要とされていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、監視対象機器に再送機能を持たせること無く、フェイルオーバー中にサーバが受信することができなかったパケットを、フェイルオーバー完了後に補い、フェイルオーバーにより相手へ届かなかった警報やコマンドを、サーバが送信できるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、複数の監視対象機器および複数の端末とネットワークを介して接続し、監視対象機器および前記端末からパケットを受信して監視処理を行うサーバを複数し、複数のサーバはそれぞれデータベースを有し、アクティブサーバとスタンバイサーバとする冗長構成であり、アクティブサーバとスタンバイサーバ間で、予め定めた第1の周期でハートビート信号の送受信を行うとともに予め定めた第2の周期でデータベースの同期を行う監視システムにおいて、監視対象機器からアクティブサーバに送信されるパケットを記憶する第1の記憶装置と、端末からアクティブサーバに送信されるパケットを記憶する第2の記憶装置とを備え、第1および第2の記憶装置に、受信に失敗したハートビート信号より前のハートビート信号以前のデータベース同期時刻から、スタンバイサーバが起動するまでの期間のパケットを記憶し、前記第1および第2の記憶装置に記憶したパケットと、起動したサーバのデータベースの内容を比較することにより監視処理を行うようにした。
本発明によれば、監視対象機器に再送機能を持たせること無く、フェイルオーバー中にサーバが受信することができなかったパケットを、フェイルオーバー完了後に補い、フェイルオーバーにより相手へ届かなかった警報やコマンドを、サーバが送信することができる。
従来の監視システムの構成例を説明する図である。 本発明の一実施例における監視システムの構成を説明する図である。 本発明の一実施例における監視システムのスイッチおよびスイッチに接続される構成を説明する図である。 本発明の一実施例における監視システムのスイッチおよびスイッチに接続される構成を説明する図である。 本発明の一実施例における記憶装置の記憶時間を説明するための図である。 本発明の一実施例におけるスタンバイサーバの、動作を説明するフローチャートである。 記憶装置の記憶内容の一例を説明する図である。 記憶装置の記憶内容とサーバのデータベースの記録内容との関係を説明する図である。 本発明の一実施例におけるスタンバイサーバの、動作を説明するフローチャートである。 記憶装置の記憶内容の一例を説明する図である。 記憶装置の記憶内容とサーバのデータベースの記録内容との関係を説明する図である。 本発明の一実施例における監視システムの構成を説明する図である。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
本実施例では、サーバがフェイルオーバー中に監視対象機器から送信されてきたパケットの補完を行う監視システムの構成および動作について説明する。
図2は、本発明の一実施例における監視システムの構成を説明する図である。
図2は、再送機能を持たない監視対象機器105が多数接続され、それら監視対象機器105を監視する監視システムを示している。監視システムは、サーバ204Aが故障した時も監視を継続できるようにサーバ204を複数台備える冗長構成を組んでおり、それらサーバ204は互いにハートビート信号を送受信することにより互いの死活監視を行っている。
スイッチA’203AはネットワークAと接する端子(モニターポート)201Aを経由するパケット全て、または、ネットワークAと接する端子を経由しネットワークAよりアクティブサーバへ送られるパケット全てを記憶装置A205Aと接する端子(ミラーポート)202Aへミラーリングする。この構成により、監視システムは、監視対象機器105側のネットワークAについて、監視対象機器105からの情報を常時記憶することができる。
スイッチB’203Bも同様に、ネットワークBと接する端子(モニターポート)201Bを経由するパケット全て、または、ネットワークBと接する端子を経由しネットワークBよりアクティブサーバへ送られるパケット全てを記憶装置B205Bと接する端子(ミラーポート)202Bへミラーリングする。この構成により、クライアントPC101(または保守端末)側のネットワークBに対しても、クライアントPC101等からのコマンドやACK等のパケットを常時記録することができる。
スイッチB’により、記憶装置B205BにネットワークB経由でクライアントPC101から受信したACKやアクティブサーバからクライアントPCに送信した通知を記憶することにより、アクティブサーバがフェイルオーバーする直前に、アクティブサーバからクライアントPCへ送信した警報等の通知および、その通知がクライアントPCに正しく届いたか動かを示す応答を記憶しておくことができ、フェイルオーバーにより完了できなかった処理を実行することができる。
図3および図4は、本発明の一実施例における監視システムのスイッチおよびスイッチに接続される構成を説明する図である。
図3は、記憶装置A205A、記憶装置B205Bがそれぞれ、スイッチA’203A、スイッチB’203BにLAN接続している構成を例として示している。
一方、図4は、記憶装置A205A、記憶装置B205Bが直接サーバA204A、サーバB204Bに接続している構成を例として示している図である。
どちらの接続方法でも、記憶装置A205A、記憶装置B205Bはサーバ204の外部記憶装置としても機能している。そのため、アクティブになったサーバ204は、既知のアドレスまたはディレクトリの既知のファイル名に基づいて、記憶装置A205Aまたは記憶装置B205Bに記憶していた情報をサーバ204内の一時記憶領域(図示せず)へgetまたはコピーする。
記憶装置A205A、記憶装置B205Bはミラーポートから送られてくるパケットを常時上書き記録する。記憶装置A205Aおよび記憶装置B205Bは、少なくとも次の式で表される時間tの間は上書きされずに記憶可能な容量を持つ。
(数1) t = t1+t2+t3+t4
サーバA204AおよびサーバB204Bは冗長構成をとっており、t1周期でハートビート信号を送受信することにより互いに死活監視をしている。また、サーバA204AおよびサーバB204Bは、t2周期でお互いのサーバ内に有するデータベースの内容を一致させるデータベース同期を行っている。また、サーバ204は、アクティブとなった時には図6ないし図9を用いて説明する方法にて記録装置A205A、記憶装置B205Bの記録内容を取得し、フェイルオーバー中に受信することができなかった情報をサーバ204内のデータベース(図示せず)に追記する。
監視対象機器105からの情報には、少なくとも記憶装置A205A、記憶装置B205Bに保持している間は記憶装置内の他の情報と一意に識別可能なユニークな情報を付与する。ユニークな情報とは、例えば、時刻や送信元機器のIPアドレス、送信元機器のシリアル番号である。ユニークな情報を付与することで、アクティブとなったサーバが記憶装置A、記憶装置Bに保持しておいた情報を取得した際に、その情報が既に受信済みの情報なのか、フェイルオーバー中に送られてきた情報なのか判別できる。
図5は、本発明の一実施例における記憶装置の記憶時間を説明する図である。
図5は、(数1)の根拠となる、記憶装置Aおよび記憶装置Bが、最低どれほどの時間、上書きせずにパケットを記録出来れば良いかを説明する為の図である。
サーバA、サーバBともに監視システムのアクティブサーバになりうるが、ここでは、最初にサーバAがアクティブサーバである場合を例にとって説明する。
図5は、スタンバイサーバ(サーバB)は、アクティブサーバ(サーバA)から、時間t1周期でハートビート信号を受信しているが、xで示すn番目のハートビート信号を受信できなかったことを表している。図5の例では、スタンバイサーバは、xで示したn番目のハートビート信号の一つ前のハートビート信号n−1は正常に受信できている。また、スタンバイサーバ(サーバB)とアクティブサーバ(サーバA)間では、時間t2周期でデータベース同期が行われている。図5に示す例では、ハートビート信号n−1とハートビート信号nの間にm番目のデータベース同期mがあった場合を示している。この場合、アクティブサーバA(サーバA)が正常に動作していたことが確認できるのは、n−1番目のハートビート信号を受信した時点までであるため、データベース同期mが成功したかどうかは疑わしい。
したがって、記憶装置Aおよび記憶装置Bには、ハートビート信号の周期およびデータベース同期の周期を加算した時間、t1+t2は上書きすることなく記録できるだけの容量が必要である。これに、更に、ハートビート信号が受信できなくなったことを受けて、スタンバイサーバB(サーバB)がアクティブになると判断するまでに要する時間、t3と、スタンバイサーバ(サーバB)が起動し始めてからアクティブサーバとして正常に動きだすまでに要する時間、t4を加えた(数1)で表せる時間、tだけは記録できるだけの容量が、記憶装置Aおよび記憶装置Bには必要となる。
図6は、本発明の一実施例におけるスタンバイサーバの、動作を説明するフローチャートである。
図6には、スタンバイサーバBがアクティブサーバAのハートビート信号を受信できなかったことを受けて、アクティブサーバとして起動し、起動後に、サーバAがフェイルオーバーしてからサーバBが起動するまでに、受信できなかった監視対象機器等からの情報をサーバBに内蔵するデータベースに補完するまでの処理を表したフローチャートである。
サーバA、Bは、正常時、周期t1で定期的に互いにハートビート信号を送受信している(S601〜S603)。スタンバイサーバBがアクティブサーバAのハートビート信号の受信に失敗すると(S603)、必要によりアクティブサーバになる為の判断を行った後(S604)、アクティブサーバになる為のプロセスを起動し(S605)アクティブサーバとして監視をスタートさせる(S606)。ハートビート受信に失敗してからアクティブサーバとして監視をスタートさせるまでに要する時間は、前述のようにt3+t4である。
サーバBがアクティブサーバとなり監視を開始すると、先ず、記憶装置Aに記録してある必要な情報が上書きされてしまわない様に、記憶装置Aの全ての記録内容をサーバB内の一時記憶領域へ一時的にコピーする(S607)。
図7(a)は、記憶装置の記憶内容の一例を説明する図である。
図7(b)は、記憶装置の記憶内容とサーバのデータベースの記録内容との関係を説明する図である。
図7を用いて、記憶装置Aから必要な情報を抽出するまでのプロセスを説明する。
モニターポートをミラーリングした場合、通常、記憶装置Aには、モニターポートを通過する全てのパケットが記録される。パケットにはパケット発信元や送付先のIPアドレスが記録されているので、これらより、監視対象機器からアクティブサーバへ送信されたパケットを選別する(S608)。
次に、選別したパケットを、アクティブサーバがデータベースへ記載している警報等の形式のフォーマットへ、フォーマットの変換をする(S609)。変換された警報等の情報にも、情報の発信元や発信時刻が記録してある。
次に、変換された警報等の情報の中から、サーバBのデータベースに記録されている最新の内容をサーチする。サーチの結果、サーバBのデータベースに記録されている情報と一致した情報より後の情報が、アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報(情報A)であると判断する(S610)。
ステップ610の、アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報の記録内容を、サーバBのデータベースに追記し、それらの情報に基づいて、サーバAが処理できなかったクライアントPCへの通知等の処理を必要に応じて行う(S611)。
本実施例においては、上記のように、少なくとも時間t分の記憶容量を有する記憶装置Aに、監視対象機器からサーバに送信された情報を記録しておくことで、サーバAがフェイルオーバーしてサーバBが起動した場合に、サーバBはサーバAが受信できなかった情報を全て補完し、必要な処理を行うことができる。
次に、図8および図9を用いて、クライアントPC側からアクティブサーバへ送信されたパケットの補完処理について説明する。
図8は、本発明の一実施例におけるスタンバイサーバの、動作を説明するフローチャートである。
ステップ801からステップ806までの処理は図6と同様であるため説明を省略する。
サーバBがアクティブサーバとなり監視を開始すると、記憶装置Bに記録してある必要な情報が上書きされてしまわない様に、記憶装置Bの全ての記録内容をサーバB内の一時記憶領域へ一時的にコピーする(S807)。
図9(a)は、記憶装置の記憶内容の一例を説明する図である。
図9(b)は、記憶装置の記憶内容とサーバのデータベースの記録内容との関係を説明する図である。
図9を用いて、記憶装置Aから必要な情報を抽出するまでのプロセスを説明する。
モニターポートをミラーリングした場合、通常、記憶装置Bには、モニターポートを通過する全てのパケットが記録される。パケットにはパケット発信元や送付先のIPアドレスが記録されているので、これらより、クライアントPCからアクティブサーバへ送信されたパケットを選別する(S808)。
次に、選別したパケットを、アクティブサーバがデータベースへ記載しているACKやコマンド等へ変換する(S809)。変換されたACKやコマンド等の情報にも、情報の発信元や発信時刻が記録してある。
次に、変換されたACKやコマンド等の情報の中から、サーバBのデータベースに記録されている最新の内容をサーチする。サーチの結果、サーバBのデータベースに記録されている情報と一致した情報より後の情報が、アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報(情報B)であると判断する(S810)。
ステップ810の、アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報の記録内容を、サーバBのデータベースに追記し、それらの情報に基づいて、サーバAが処理できなかったクライアントPCへの情報の再送やコマンドの実行を必要に応じて行う(S811)。
ステップ609で、記憶装置Aの記憶内容に基づき、変換された警報等の情報から抽出した、「アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報」を情報Aとし、ステップ809で記憶装置Bの記憶内容に基づき、変換されたACKやコマンド等の情報の中から抽出した「、アクティブサーバに障害が生じ、正常にデータベース同期できなかった疑いのある情報と、フェイルオーバー動作中で、サーバが受信できなかった情報」を情報Bとする。 情報Aと情報Bを比較すると、図9(b)に示したように、古い情報の方にはデータベース同期できないものの、サーバAが受け取ったコマンドや情報等により処理が完了していると判断できる情報が存在し得る。
また、それらの情報の後には、サーバAが処理しきれなかった、つまり、処理が必要な情報を受け取ってはいるものの、処理を完了できなかった、または、処理を完了できたかどうか疑わしい情報が存在し得る。
情報A、情報Bを取得したサーバBは、これら二つの情報を比較することにより、必要な処理が完了しているかどうかを判断できるので、処理が完了していない、または処理が完了したかどうか疑わしい情報に対し、処理を実行する。
図9(b)の情報の後半部分を占める、サーバAが全く受信できなかったであろう情報に関しても、必要な場合、警報をクライアントPCへ送る等の処理を行う。
サーバBは、一時記憶領域にコピーした情報A、情報BをサーバB内のデータベースへ追記する。
図10に、本発明の一実施例における監視システムの構成を示す。
監視システムの構成として、個々の装置を接続して監視システムを構成するだけでなく、1つのシェルフやシャーシに各装置を格納し、1台の装置として構成する場合も考えられる。
図2の監視システムを構成するスイッチB1011B、記憶装置B1012B、サーバB1013B、サーバA1013A、記憶装置A1012A、スイッチA1011Aがカード状になり、1つのシェルフまたはシャーシに組み込まれ、バックボード等にて接続されて監視システム1001が構成されている。
また別の実施例として、図示していないが、本図2や図4のように2つのサーバと2つの記憶装置がスイッチを介すこと無く、例えばUSB接続等によって直接サーバと記憶装置を接続して監視システムを構成してもよい。
以上説明した実施例においては、アクティブサーバが故障等の異常事態発生時に、お互いのハートビート信号の送受信によりアクティブサーバの監視を行っていたスタンバイサーバが自動的に切り替わるフェイルオーバーを例にとって説明した。本発明は、フェイルオーバに限らず、クライアントPC等により手動でサーバを切り替えるスイッチオーバーが発生した場合にも、同様に動作し、サーバ切り替え中のパケットを補完することができる。
101 クライアントPC
102 ネットワーク
103、203、1011 スイッチ
104、204、1013 サーバ
105 監視対象機器
201 モニターポート
202 ミラーポート
205 記憶装置

Claims (7)

  1. 複数の監視対象機器および複数の端末とネットワークを介して接続し、前記監視対象機器および前記端末からパケットを受信して監視処理を行うサーバを複数有する監視システムであって、
    前記複数のサーバはそれぞれデータベースを有し、アクティブサーバとスタンバイサーバとする冗長構成であり、前記アクティブサーバとスタンバイサーバ間で、予め定めた第1の周期でハートビート信号の送受信を行うとともに予め定めた第2の周期でデータベースの同期を行い、
    前記監視対象機器からアクティブサーバに送信されるパケットを記憶する第1の記憶装置と、前記端末からアクティブサーバに送信されるパケットを記憶する第2の記憶装置とを備え、
    前記第1および第2の記憶装置に、受信に失敗したハートビート信号より前のハートビート信号以前のデータベース同期時刻から、前記スタンバイサーバが起動するまでの期間のパケットを記憶し、前記第1および第2の記憶装置に記憶したパケットと、起動したサーバのデータベースの内容を比較することにより監視処理を行うことを特徴とする監視システム。
  2. 請求項1に記載の監視システムであって、
    前記監視対象機器は、第1のネットワークを介して第1のスイッチ経由で前記複数のサーバと接続し、
    前記端末は、第2のネットワークを介して第2のスイッチ経由で前記複数のサーバと接続される構成であり、
    前記第1のスイッチに前記第1のネットワークを介して監視対象機器から送信されてきたパケットを前記第1の記憶装置に記録する第1のミラーポートを、
    前記第2のスイッチに前記第2のネットワークを介して監視対象機器から送信されてきたパケットを前記第2の記憶装置に記録する第2のミラーポートを備える構成としたことを特徴とする監視システム。
  3. 前記請求項1または2のいずれかに記載の監視システムであって、
    前記第1および第2の記憶装置は、前記第1の周期と前記第2の周期と
    ハートビート信号の受信失敗からスタンバイサーバが起動するまでの時間を加算した期間のパケットを記録可能な容量を有することを特徴とする監視システム。
  4. 前記請求項1または2のいずれかに記載の監視システムであって、
    起動したサーバは、前記第1および第2の記憶装置に記憶したパケットと、起動したサーバのデータベースの内容を比較し、切り替え前のサーバにおいて完了していなかった処理を抽出し、処理を完了させることを特徴とする監視システム。
  5. 複数の監視対象機器および複数の端末とネットワークを介して接続し、前記監視対象機器および前記端末からパケットを受信して監視処理を行うサーバを複数有する監視システムにおけるパケット補完方法であって、
    前記複数のサーバは、アクティブサーバとスタンバイサーバとする冗長構成であり、前記アクティブサーバとスタンバイサーバ間で、予め定めた第1の周期でハートビート信号の送受信を行うとともに予め定めた第2の周期でデータベースの同期を行い、
    前記監視対象機器からアクティブサーバに送信されるパケットおよび前記端末からアクティブサーバに送信されるパケットを、受信に失敗したハートビート信号より前のハートビート信号以前のデータベース同期時刻から、前記スタンバイサーバが起動するまでの期間保持し、前記保持しておいたパケットと、起動したサーバのデータベースの内容を比較することによりパケットの補完を行うことを特徴とするパケット補完方法。
  6. 前記第1の周期と前記第2の周期とハートビート信号の受信失敗からスタンバイサーバが起動するまでの時間を加算した期間のパケットを保持することを特徴とする請求項5に記載のパケット補完方法。
  7. 起動したサーバは、保持していたパケットと、起動したサーバのデータベースの内容を比較し、切り替え前のサーバにおいて完了していなかった処理を抽出し、処理を完了させることを特徴とする請求項5または6のいずれかに記載のパケット補完方法。
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