JP2667256B2 - マスタノード選出制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スロッテドリングシステムにおいてシステ
ムクロック供給等に責任を持つマスタノードの候補を信
頼性確保の観点から多重化し複数設置した系に係わるも
のであり、系初期化時および系障害時にマスタノードを
自動的かつ分散的に選出する制御方式に関する。

〔従来の技術〕

スロッテドリングシステムにおいては、システム設計
時に特定ノードをマスタノードとして選定しそのノード
に対して信頼性確保の観点からノード機構を二重化する
等の対策を採用してきた。この方式はシステム初期化時
の制御が容易である等の利点が認められた。

これに対してリングシステム中の複数のノードにマス
タとなれる能力を具備させマスタノードを空間的に分散
させた形で多重化を図る方式が考えられる。この方式で
は第５図（ア）に見られるように、特定のノードをマス
タノードとしてシステム設計時に定めて系を初期化し、
それ以外のマスタ候補ノードは一般ノードとして動作さ
せ、マスタノード障害検出時に何等かの手段で他のマス
タ候補ノードに切り換えるものである。

この方式では第５図（イ）に見られるように、障害発
生時に障害処理手順として別のマスタ候補ノードに権利
を移譲させるか、第５図（ウ）に見られるように、系を
完全初期化した後、全く別のマスタノードを選定するこ
とが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の如き技術では障害処理手順が複雑にな
ったり、欠点のマスタ候補を選ぶ機構が別途必要である
といった欠点が存在する。

本発明では、スロッテドリングシステムの初期化時の
マスタノード選定手順とマスタ障害発生時の系再構成に
伴うマスタノード再決定手順を統一化することにより、
マスタ候補ノードでの処理を単純化するとともに、各ノ
ードに割り当てられたキー情報を元に効率的な分散制御
が可能な系構成制御方式を実現するのに役立つマスタノ
ード選出制御方式を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、固定長のスロット
を情報伝送に使用するスロッテドリングシステムにおい
て、該システムを構成する各ノードにユニークなキー情
報を固有に割り当て、またその大小比較を行う手段を設
けた。

〔作用〕

固定長のスロットを情報伝送に使用するスロッテドリ
ングシステムにおいて、システムクロックの供給等を行
うマスタノードを前記スロッテドリングシステムに接続
された複数のマスタノード候補の中から唯一選定する際
に、各ノードに固有に割り当てられたユニークなキー情
報を制御スロットにより伝送し、その大小比較を基にマ
スタノードを決定して、以後通常データスロットの伝送
を行い、通常データスロット伝送中も周期的に前記制御
スロット伝送を実施し、ユニークなキー情報の大小関係
が成立していることを継続的に検証し、非成立のときに
は再度、前記マスタノード選出手続きを各マスタ候補ノ
ードが自動的、分散的に実施する。

〔実施例〕

第２図は、本発明の適用されるスロッテドリングの構
成例を示す説明図であり、第３図は、システムで使用す
るスロット構成例を示す説明図である。

第２図に示すように、システムはリング１と３種のノ
ード2a,2b,2cからなる。初期化以前にはマスタノードは
存在せず、外部からクロックを供給されているマスタ候
補ノード2bとそれ以外の一般ノード2cがある。

後述のマスタノード選定手順によりマスタ候補ノード
中から唯一のマスタノード2aが選定されると、それ以外
はスレーブノード2dとなる。マスタ候補ノードには予め
ユニークなキー情報を割り付けておく。伝送回路のメデ
ィアアクセス部に物理アドレスが割り当てられている場
合があり、前述のキーもこれに類似したものを想定して
いる。

第３図では、（ａ）に制御スロット3aが、（ｂ）にデ
ータスロット3bが示され、両者は制御ビット4aで区別さ
れている。そして制御スロック3aには、初期化完了表示
4bとキー情報4cが含まれている。

第４図にマスタ候補ノードの構成を示す。マスタ候補
ノードは制御プロセッサ5aから全体動作について制御さ
れ、スロット受信部5dから入力される制御スロットを制
御スロット処理部5cで処理しスロット送信部5eで送信す
る。また該ノードは外部からクロック5bを供給されてお
り、マスタノードとして選定された場合有効にされる。

繰り返すと、リングから受信されたスロットはスロッ
ト受信部5dから受信され、データスロットはそのままス
ロット送信部5eに送られ、一方制御スロットは制御スロ
ット処理部5cに渡され処理された後スロット送信部5eに
送られデータスロットとマージされる。外部クロック5b
が加えられており、制御プロセッサ5aが全動作の制御を
行う。

該マスタ候補ノードは第３図に示すスロット列（制御
スロット3aとデータスロット3b）を該クロックに同期さ
せ独自に生成する能力を有する。

マスタ候補ノード2bはノード内の制御プロセッサ5aか
ら初期化コマンドを発行された場合、自ノードに割り付
けられたキー情報をのせた制御スロット3aを隣接ノード
に送出する。該制御スロットを受信したマスタ候補ノー
ドは自キー値と受信キー値を比較し、より大きいキー値
を制御スロットにのせリングに送出する。受信キー値が
大きかった場合はそのマスタ候補ノードは以後リングか
ら抽出されたクロックに同期して従属的に動作する。

自キー値が大きかった場合は自キー値に書き換え制御
スロットを自クロックに同期させて送出する。受信キー
値と自キー値が一致した場合、即ち自ら送出した制御ス
ロットが書き換えを受けずにリングを一巡した場合、リ
ング内で自キー値が最大であったことが保証され、以後
該ノードはマスタノードとして動作する。マスタノード
は初期化完了表示をセットさせマスタのキー値を表示し
た制御スロットを一定周期毎に継続的にリングを周回さ
せ、マスタノードが有効に機能していることを他ノード
に報告する。

マスタノードになれなかったマスタ候補ノードはその
動作クロックをリングからの受信クロックとし従属的に
動作するが、マスタノード障害等の発生時、即ち、
（１）制御スロットの周期を継続的に観測して異常が検
出された場合、また（２）受信キー値と自キー値との比
較を行い自キー値が大きかった場合、前述のマスタノー
ド選出手順を起動するために自キー値を設定した制御ス
ロットを自クロックに同期させて送出する。これは障害
発生時の系再構成制御に当る。

ここで、（１）の場合には一時的な擾乱の影響を避け
るために異常検出回数の保護をとる必要があり、（２）
の場合には既に初期化が完了しているリングに後から加
わったマスタ候補ノードは対象外であることを留意する
必要がある。

以下、マスタ候補ノードの動作フロー（第１図）を元
に動作を詳しく説明する。

（ａ）マスタ候補ノードはリセットにより動作開始す
る。

（ｂ）リング上のスロットを一定時間観測し初期化完了
表示のある制御スロットが存在するか確認する。

（ｃ）前項（ｂ）の結果により初期化が完了している場
合には以後スレーブとして動作し、一定周期毎に制御ス
ロットが受信されることを監視する。

（ｄ）前項（ｃ）の監視の結果、制御スロットが継続的
に紛失した場合、後述の（ｆ）項に移行する。

（ｅ）前記（ｂ）項の結果により初期化が完了していな
い場合は、制御プロセッサからの初期化開始コマンドが
発行されるか、リングから制御スロット受信が検出され
るかまで待つ。

（ｆ）前項（ｅ）の初期化開始コマンド発行時は制御ス
ロットに自キー値を設定して外部から供給される自クロ
ックに同期させて制御スロットを送信する。

（ｇ）制御スロット送信後は制御スロットが受信される
のを待ち、受信された場合、その受信キー値と自キー値
を比較する。

（ｈ）前項（ｇ）の比較の結果、両者が一致した場合は
制御スロットがリングを一巡したと判断し、以後「マス
タノード」として動作する。即ち、初期化完了表示をセ
ットし自キー値を設定した制御スロットを一定周期毎に
送信し続ける。

（ｉ）前記（ｇ）項の比較の結果、「自キー値＜受信キ
ー値」であった場合は、以後スレーブとして動作するた
めに後述の（ｌ）項に移行する。

（ｊ）前記（ｅ）項でリングから制御スロットを受信し
た場合、その受信キー値と自キー値を比較する。

（ｋ）前項（ｊ）で比較の結果「自キー値＞受信キー
値」の場合には、自ノードがマスタになれる可能性があ
るので前述の（ｆ）項に移行する。

（ｌ）前記（ｊ）項で比較の結果「自キー値＜受信キー
値」の場合には、「スレーブノード」として動作する。
即ち、ノードのクロックをリングから受信されるクロッ
クに同期させ従属的に動作するとともに、（１）一定周
期毎に制御スロットが受信されることの確認と、（２）
「自キー値＜受信キー値」の関係が成立しているかを継
続的に検証する。この（１）（２）の条件のどちらかが
満たされなくなった場合、マスタノード障害として前記
（ｆ）項に移行する。

〔発明の効果〕

本発明はスロッテドリングシステムにおいて、系内に
常時ただ一つ存在するマスタノードを複数のマスタ候補
ノード中から効率的に選出する制御メカニズムであり、
障害発生時マスタが一時的に不在になった場合にも同一
の統一されたメカニズムを用いることでノードの処理を
単純化することを目的としている。通常、系の動作は初
期化時と障害発生時に分けて状態遷移表などで規定され
るが、本発明のメカニズムによれば初期化と障害発生時
を区別不要となり、状態数が削減される。

また、本発明によれば、リングの系構成制御に関する
限り特定のノードに集中機能を持たせる必要がなく、マ
スタ候補ノードは対等の関係にある。系の信頼性確保の
観点からはホットスタンバイ状態にある監視系を系内に
平面的分散配置でき、系構成の自律分散的な制御が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従ってマスタ候補ノードが動作する動
作フローを示すチャート、第２図は本発明の適用される
スロッテドリングの構成例を示す説明図、第３図はシス
テムで使用するスロットの構成例を示す説明図、第４図
はマスタ候補ノードの構成例を示す説明図、第５図は従
来のマスタノード決定方式の例を示す説明図、である。 符号の説明 １……リング、2a……マスタノード、2b……マスタ候補
ノード、2c……一般ノード、2d……スレーブノード、3a
……制御スロット、3b……データスロット、4a……制御
ビット、5a……制御プロセッサ、5b……外部クロック、
5c……制御スロット処理部、5d……スロット受信部、5e
……スロット送信部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定長のスロットを情報伝送に使用するス
   ロッテドリングシステムにおいて、システムクロックの
   供給等を行うマスタノードを前記スロッテドリングシス
   テムに接続された複数のマスタノード候補内から唯一選
   定する際に、各ノードに固有に割当てられたユニークな
   キー情報を制御スロットにより伝送し、その大小比較を
   基にマスタノードを決定して、以後通常データスロット
   の伝送を行い、通常データスロット伝送中も周期的に前
   記制御スロット伝送を実施し、前述のユニークなキー情
   報の大小関係が成立していることを継続的に検証し、非
   成立の時には再度前記マスタノード選出手続きを各マス
   タ候補ノードが自動的に分散的に実施することを特徴と
   するマスタノード選出制御方式。