JP3139884B2 - 多重要素処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラムや資源のよ
うなシステム要素を信頼性向上等の目的のために多重化
した多重要素処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電算機システムの各分野における
要求の多様化および技術の高度化に伴って、システムが
大規模化かつ複雑化する傾向にあり、このため、システ
ムの信頼性の向上を図ることが重要になっている。

【０００３】システムの信頼性を向上させるための方法
として、従来より同一の処理を複数のシステム要素で並
行に実行する並列多重処理方式と、処理は単一のシステ
ム要素で実行し、実行中のシステム要素（稼働系要素）
が故障した段階で待機系要素が処理を継続する待機冗長
処理方式とがある。

【０００４】上記並列多重処理方式は、計算機故障時に
待機系要素の立ち上げ等の操作がいらず、システムを停
止することなく処理を継続できる。しかしながら、正常
時においても同一の処理を複数の多重化された要素で並
行に処理するため、各計算機の処理負荷は大きい。

【０００５】これに対して待機冗長処理方式では、稼働
系要素と待機系要素の内部状態を同一に保つための操作
をしなければならないが、正常時においては待機系要素
は実際の処理を行わないので各計算機の処理負荷は小さ
く、計算機資源を有効に利用することができる。

【０００６】また、並列多重処理方式と待機冗長処理方
式を混在させた方式、すなわち多重化された要素内の複
数個を稼働系として並行に動作させ、さらに１つ以上の
待機系要素も用意しておく方式も提案されている。この
方式は、並列多重処理方式と待機冗長処理方式のそれぞ
れの特徴を合せ持つ方式であり、要求される信頼度や応
答性に応じて、稼働系要素数と待機系要素数を任意の数
に設定できる特徴がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た並列多重処理方式と待機冗長処理方式を混在させた従
来の多重要素処理システムでは、多重化の単位がハード
ウェア単位（例えば、計算機、ディスク等）であるた
め、一部の要素が故障した場合、その故障要素が復旧す
るまで初期に設定した多重度を維持することができない
という問題があった。

【０００８】また、稼働系要素数を維持するため、稼働
系要素の故障時に待機系要素が稼働系要素になる多重要
素処理システムでは、故障した稼働系要素の数以上の待
機系要素が存在しない場合、全ての待機系要素が稼働系
要素になったとしても初期に設定された稼働系要素の多
重度を維持することができず、待機系要素も存在しなく
なってしまうという問題、さらに、待機系要素が稼働系
要素になることによって稼働系要素数を維持したとして
も、待機系要素が稼働系要素に切り替わった後の待機系
要素の補充が行われないため、待機系要素が存在しなく
なった時は、さらなる稼働系要素の故障に対応すること
ができないといった問題があった。

【０００９】本発明は、上述した従来の事情に対処して
なされたもので、各システム要素の信頼性、応答性に応
じて多重化された多重要素処理システムにおいて、稼働
系要素数と待機系要素数をそれぞれ設定された数に維持
することができ、要求される信頼度および応答性を維持
することのできる多重要素処理システムを提供しようと
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 請求項１記載の多重要
素処理システムは、システムを構成するシステム要素の
うちの少なくとも一部が、稼働系要素群と待機系要素群
とに多重化され、通常時は前記稼働系要素群が作業を実
行し、前記稼働系要素の故障時に、対応する待機系要素
が稼働系として処理を継続する多重要素処理システムに
おいて、前記システム要素は、前記稼働系要素の故障を
検出する故障検出手段と、前記故障検出手段によって前
記稼働系要素の故障が検出された時に、前記待機系要素
を前記稼働系要素に切り替えて、前記稼働系要素の数を
予め設定された必要稼働要素数に維持する稼働系要素数
調整手段と、故障した前記稼働系要素の数が前記待機系
要素の数以上の時、前記稼働系要素を前記必要稼働要素
数に維持するよう新たに前記稼働系要素を生成する稼働
要素生成手段と、前記稼働系要素の数を前記必要稼働要
素数に維持できた時、前記待機系要素の数を予め設定さ
れた必要待機要素数に維持するよう新たに前記待機系要
素を生成する待機要素生成手段とを具備したことを特徴
とする。 また、請求項２記載の多重要素処理システム
は、システムを構成するシステム要素のうちの少なくと
も一部が、稼働系要素群と待機系要素群とに多重化さ
れ、通常時は前記稼働系要素群が作業を実行し、前記稼
働系要素の故障時に、対応する待機系要素が稼働系とし
て処理を継続する多重要素処理システムにおいて、前記
システム要素は、前記稼働系要素の故障を検出する故障
検出手段と、前記故障検出手段によって前記稼働系要素
の故障が検出された時に、作業を実行している前記稼働
系要素がない場合は、前記待機系要素内の少なくとも１
要素を前記稼働系要素に切り替える稼働系要素数調整手
段と、前記稼働系要素数調整手段によって、作業を実行
している前記稼働系要素が１つ以上確認できた時、前記
待機系要素の数を予め設定された必要待機要素数に維持
するよう新たに前記待機系要素を生成する待機要素生成
手段と、前記待機系要素の数を前記必要待機要素数に維
持できた時、前記稼働系要素の数を予め設定された必要
稼働要素数に維持するよう新たに前記稼働系要素を生成
する稼働要素生成手段とを具備したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成の本発明の多重要素処理システムで
は、各システム要素の信頼性、応答性に応じて多重化さ
れた多重要素処理システムにおいて、稼働要素生成手段
および待機要素生成手段によって、稼働系要素および待
機系要素を新たに生成することにより、稼働系要素と待
機系要素の数をそれぞれ予め設定された必要数に維持す
ることが可能となる。

【００１２】これによって、要求される信頼度および応
答性を維持することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の多重要素処理システムの詳細
を、一実施例について図面を参照して説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例の多重要素処理
システムの概略構成を示すもので、本実施例ではプログ
ラムモジュールがシステム要素となっており、このよう
なシステム要素が登録され実行されるシステム要素実行
手段２ａ、２ｂ…と、これらのシステム要素実行手段２
ａ、２ｂ…にそれぞれ接続されたメッセージ交換手段３
ａ、３ｂ…とからなる計算機１ａ、１ｂ…を、通信路４
によって一列に接続した構成となっている。

【００１５】図２は、上記計算機１ａ、１ｂ…の具体的
構成を示すもので、同図に示すように、計算機１ａ、１
ｂ…は、ＣＰＵ５、クロック６、ＲＯＭ７、ＲＡＭ８、
ＳＣＵ９、ラインレシーバ１０、ラインドライバ１１、
システムバス１２等から構成されている。図１に示され
たシステム要素実行手段２ａ、２ｂ…およびメッセージ
交換手段３ａ、３ｂ…はこのように構成された計算機１
ａ、１ｂ…上に実現される。そして、システム要素実行
手段２ａ、２ｂ…により、システム要素の機能が実行さ
れ、メッセージ交換手段３ａ、３ｂ…によりシステム要
素間の通信が制御される。

【００１６】本実施例においては、信頼性を向上させる
等の理由により、図３に示すように個々のシステム要素
は多重化され、各計算機１ａ、１ｂ…に分散されて配置
されている。なお、同図において、通常の円で示されて
いるシステム要素が稼働系要素であり、２重の円で示さ
れているシステム要素が待機系要素である。

【００１７】図３に示す例では、システム要素Ａは３重
化され、計算機１ａ、１ｂおよび１ｅに登録されている
が、計算機１ａに登録されているシステム要素Ａ１と計
算機１ｅに登録されたシステム要素Ａ３が、通常時動作
する稼働系要素であり、計算機１ｂに登録されているシ
ステム要素Ａ２は、通常時は実際の処理をせず、計算機
１ａないし１ｅが故障した時に稼働系要素になるために
待機している待機系要素である。

【００１８】また、システム要素Ｂは４重化され、計算
機１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに登録されており、計算機１
ｂのシステム要素Ｂ１と計算機１ｃのシステム要素Ｂ２
が稼働系、計算機１ｄのシステム要素Ｂ３と計算機１ｅ
のシステム要素Ｂ４が待機系である。同様にシステム要
素Ｃは２重化され、計算機１ｃと１ｄに登録されてお
り、計算機１ｃのシステム要素Ｃ１が稼働系、計算機１
ｄのシステム要素Ｃ２が待機系である。また、システム
要素Ｄ、Ｅは多重化されず、稼働系としてそれぞれ計算
機１ａ、１ｆに登録されている。

【００１９】上記構成の多重化処理システムにおいて
は、各システム要素は互いにメッセージを交換しあいな
がら処理を行う。図３に示す例では、システム要素Ｄが
システム要素Ｂ宛にメッセージを送っている様子を示し
ている。このような多重化要素に対して送信されたメッ
セージは、図４にも示すように、その宛先システム要素
の動作モード（稼働系か待機系か）に関係なく等しく受
信される。メッセージを受信した稼働系要素は、受信メ
ッセージの内容に従った処理を並行して行い、その結果
をさらに次のシステム要素に対してそれぞれ通知する。
一方、待機系要素は、受信メッセージを保存しておくだ
けで実際の処理を行わない。

【００２０】図５は、システム要素間で変換されるメッ
セージのフォーマットを示す。あて先システム要素名エ
リアには、送信先システムの要素名が入り、あて先手続
き名エリアには、あて先システム要素内の手続き名がセ
ットされる。さらにメッセージ本体エリアにはシステム
要素間で交換される情報がセットされる。

【００２１】ここで、従来の多重要素処理システムで
は、図３のシステム要素の配置時に例えば計算機１ｃが
故障した場合、図６に示すように、稼働系要素Ｂ２の代
わりに待機系要素Ｂ３が稼働状態となり、また稼働系要
素Ｃ１の代わりに待機系要素Ｃ２が稼働状態となること
によって、稼働要素数を維持する。この場合、それぞれ
の待機系要素数が１つずつ減ってしまっており、引き続
き稼働系要素が故障を続けるとその処理を引き継ぐ要素
が存在しなくなってしまう。また、図７に示すように計
算機１ａと１ｅが同時に故障した場合は、稼働系要素Ａ
１とＡ３が同時に故障してしまい、待機系要素Ａ２が稼
働状態になったとしてもシステム要素Ａの稼働系要素数
２を維持することができない。

【００２２】これに対して、本実施例では、以下に示す
ようにして、稼働系要素数と待機系要素数を必要数に維
持することができる。

【００２３】本実施例において、各システム要素は、図
８に示すように、個々のシステム要素固有の処理を行う
本処理手段２０、稼働系要素の故障を検出する故障検出
手段２１、稼働系要素の多重度数を設定数に調整する稼
働系要素数調整手段２２、待機要素を稼働系に切り換え
ても稼働要素数が不足する場合に稼働系を生成する稼働
要素生成手段２３と、待機系を稼働系に切り換えたこと
によって不足した待機系要素を生成する待機要素生成手
段２４とから構成されている。

【００２４】上記稼働系要素数調整手段２２および本処
理手段２０の具体的な構成例を図９に示す。

【００２５】同図に示すように、本処理手段２０は、シ
ステム要素固有の処理を実際に行う本処理実行部３０
と、システム要素の実行手順や状態が保存されている処
理及び状態記憶部３１と、当該システム要素が登録され
た計算機の負荷を監視し負荷値を求める負荷監視部３２
とから構成されている。

【００２６】また、稼働系要素数調整手段２２は、要素
自身の動作モード（稼働系か待機系か）を記憶している
動作モード記憶部４０と、この動作モード記憶部４０に
記憶された動作モードを変更する動作モード切り換え部
４１と、システム内に自要素と等しい稼働している要素
がいくつ存在するかを問い合わせるための稼働要素数問
い合わせ部４２と、この稼働要素数問い合わせ部４２の
要求に応えて自要素の状態を返信する応答部４３と、こ
の応答部４３からの応答を受信し稼働要素数を求める稼
働要素数カウント部４４と、必要稼働要素数と必要待機
要素数を記憶しておく要素数記憶部４５と、稼働要素数
カウント部４４で求めた稼働要素数と要素数記憶部４５
で記憶された設定数を比較し、稼働要素数カウント部４
４で求めた稼働要素数の方が多い場合起動され、自要素
が稼働要素であるべきか否かを決定する稼働要素決定部
４６とから構成されている。

【００２７】図３のシステム要素配置時には、システム
要素Ａ１、Ａ２、Ａ３のそれぞれの要素数記憶部４５に
は、必要稼働要素数として２、必要待機要素数として１
が記憶されており、同様にシステム要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
３、Ｂ４の要素数記憶部４５には必要稼働要素数として
２、必要待機要素数として２が記憶されており、システ
ム要素Ｃ１、Ｃ２の要素数記憶部４５には、必要稼働要
素数として１、必要待機要素数として１が記憶されてお
り、システム要素ＤとＥの要素数記憶部４５には必要稼
働要素数として１、必要待機要素数として０が記憶され
ている。

【００２８】また、稼働系要素であるシステム要素Ａ
１、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ、Ｅの動作モード記憶
部４０には、動作モードとして“稼働”が記憶されてお
り、待機系要素であるシステム要素Ａ２、Ｂ３、Ｂ４、
Ｃ２の動作モード記憶部４０には、“待機”が記憶され
ている。

【００２９】ここで、負荷監視部３２における負荷監視
方法としては、実行待ちイベント数を負荷とする方法
や、最低プライオリティの要素の実行時間を用いて負荷
とする方法等があるが、以下の説明では、実行待ちイベ
ント数を負荷とし、実行待ちイベント数が多いほど負荷
が高いとする。

【００３０】また、稼働系の故障を検出する方法として
は、稼働系が定期的に“ａｌｉｖｅ”信号を送信し、待
機系がそのメッセージを受信しなくなった時稼働系故障
と判断する方法や、待機系から稼働系の状態を問い合わ
せ、その応答がない時稼働系故障と判断する方法等があ
るが、以下では、“ａｌｉｖｅ”信号を用いて稼働系要
素の故障を検出する場合について説明する。

【００３１】以下、図３におけるシステム要素の配置時
に、計算機１ｃが故障した場合を例に稼働系要素数と待
機系要素数が必要数に維持される処理について図１０の
フローチャートを参照して説明する。なお、以下では、
計算機が故障した時の各計算機の負荷が、計算機１ａ＝
２０、計算機１ｂ＝１０、計算機１ｃ＝１７、計算機１
ｄ＝３、計算機１ｅ＝１５、計算機１ｆ＝１３であった
として説明を行う。

【００３２】稼働系要素Ａ１、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ
１、Ｄ、Ｅは、正常に動作している時その“ａｌｉｖ
ｅ”信号の送信回数を付加した“ａｌｉｖｅ”信号を周
期的に放送している。待機系要素Ａ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ
２は、故障検出手段２１が同一送信回数の付加された
“ａｌｉｖｅ”信号を要素数記憶部４５にて記憶してい
る稼働系要素数だけ周期的に受信している時は全稼働系
が正常に動作していると判断するが、“ａｌｉｖｅ”信
号を要素数記憶部４５で記憶している稼働系要素数分受
信できなくなった時、稼働系故障と判断する。

【００３３】本実施例では計算機１ｃが故障した場合を
想定するので、計算機１ｃに登録されているシステム要
素Ｂ２とＣ１が動作停止し、それらの待機系要素Ｂ３、
Ｂ４およびＣ２は、それぞれ“ａｌｉｖｅ”信号を２つ
と１つ受信しなければならないところ、システム要素Ｂ
３とＢ４は１つのみ、システム要素Ｃ２は１つも受信で
きなくなり稼働系要素の故障を検出する。

【００３４】図１０のフローチャートに示すように、上
述のようにして稼働系要素の故障が検出されると（１０
１）、稼働系要素の故障を検出した待機系要素Ｂ３、Ｂ
４、Ｃ２の故障検出部２１は、動作モード切り換え部４
１に対して自要素を稼働状態にするよう指示し、それを
受けて動作モード切り換え部４１は、動作モード記憶部
４０に記憶された動作モード“待機”を“稼働”に変更
する（１０２）。

【００３５】システム要素Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２の本処理実
行部３０は、動作モード記憶部４０の状態が“稼働”状
態になったことを検出すると、処理及び状態記憶部３１
に記憶された状態に従って稼働系として動作を開始す
る。この稼働系としての処理と並行して稼働系要素数を
維持するための処理が行われる。

【００３６】すなわち、システム要素Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２
内の動作モード切り換え部４１は、動作モード記憶部４
０の状態を“稼働”に切り換えた後、稼働要素数を調整
するため自要素内の稼働要素数問い合わせ部４２を起動
する。起動された稼働要素数問い合わせ部４２は、自要
素の稼働系がいくつ動作しているかを問い合わせるメッ
セージを、自要素の多重化要素の応答部４３宛に放送す
るとともに、自要素内の稼働要素数カウント部４４を起
動する。つまり、システム要素Ｂ３、Ｂ４はシステム要
素Ｂ宛に、システム要素Ｃ２はシステム要素Ｃ宛に問い
合わせメッセージを放送し、その結果を稼働要素数カウ
ント部４４で待つ（１０３）。

【００３７】ここで、図１１に示すように、各多重化要
素内の応答部４３は、稼働要素数問い合わせメッセージ
を受信すると（２０１）、負荷監視部３２から現在の負
荷値を得、この負荷値を自計算機番号と共に自多重化要
素の稼働要素数カウント部４４宛に放送する（２０
２）。例えば、システム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４内の応答
部４３は、稼働要素数問い合わせメッセージを受信する
と、それぞれの計算機の負荷をそれぞれの負荷監視部３
２から得て、それぞれの計算機番号１ｂ、１ｄ、１ｅを
付加してシステム要素Ｂ宛に応答メッセージを放出す
る。この例では、計算機１ｃが故障した時の各計算機の
負荷が、計算機１ａ＝２０、計算機１ｂ＝１０、計算機
１ｃ＝１７、計算機１ｄ＝３、計算機１ｅ＝１５、計算
機１ｆ＝１３であるので、システム要素Ｂ１は（計算機
番号＝１ｂ、負荷１０）を、システム要素Ｂ３は（１
ｄ、３）を、システム要素Ｂ４は（１ｅ、１５）を放送
し、システム要素Ｃ２は（１ｄ、３）を放送する。

【００３８】図１０に示すように、各多重化要素内の稼
働要素数カウント部４４は、起動後一定時間（例えば50
msec）待ち、その間に到着する応答メッセージを受信す
る（１０４）。

【００３９】そして、稼働要素数カウント部４４は、受
信した応答メッセージ数を数え現在の稼働要素数を把握
し（１０５）、要素数記憶部４５に記憶された必要稼働
要素数と比較する（１０６）。

【００４０】この時、現在の稼働要素数の方が多いか等
しいならば稼働要素決定部４６を起動し、そうでなけれ
ば稼働要素生成手段２３を起動する。この例では、シス
テム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４はそれぞれ３つのメッセージ
を受信し、システム要素Ｃ２は自身からの１つのみメッ
セージを受信する。システム要素Ｂについては要素数記
憶部４５に必要稼働要素数２と記憶されているので、現
在の稼働要素数が要素数記憶部４５に記憶されている数
より多く、稼働要素決定部４６を起動する。また、シス
テム要素Ｃ２についても、要素数記憶部４５に記憶され
た要素Ｃの必要稼働要素数は１である。このため、現在
の稼働要素数と等しいので稼働要素決定部４６を起動す
る。

【００４１】起動された稼働要素決定部４６では、ま
ず、受信した応答メッセージをそれに付加されている多
重化要素の存在する計算機番号と負荷に応じて並べる
（１０７）。つまり、負荷の小さい順に並べ、負荷が等
しい場合は計算機番号が小さい順に並べる。

【００４２】そして、自要素の順位が負荷の小さい方か
ら数えて、要素数記憶部４５に記憶されている必要稼働
要素数以下かどうか比較する（１０８）。

【００４３】上記比較の結果、自要素の順位が負荷の小
さい方から数えて要素数記憶部４５に記憶されている数
以下ならば、そのまま稼働状態を続ける。

【００４４】一方、自要素の順位が負荷の小さい方から
数えて要素数記憶部４５に記憶されている数より大きい
ならば、自要素は必要数以上の稼働要素であると判断し
て、自要素を待機状態に戻すべく動作モード切り換え部
４１に指示する。動作モード切り換え部４１は、指示に
従い動作モード記憶部４０に記憶されている状態“稼
働”を“待機”に変更する（１０９）。

【００４５】ここで、システム要素Ｂについて負荷の小
さい順に並べると、｛（１ｄ、３）、（１ｂ、１０）、
（１ｅ、１５）｝となり、計算機１ｄと１ｂ上のシステ
ム要素Ｂ３とシステム要素Ｂ１は稼働状態を継続する
が、計算機１ｅ上のシステム要素Ｂ４は待機状態に戻
る。

【００４６】このようにして、稼働系要素数を必要数に
維持することができるが、待機要素数が減っているため
これを補う処理を引き続き行う。

【００４７】稼働要素決定部４６にて、各要素毎に自要
素が稼働状態を続けるべきか、待機要素に戻るかを求め
た後、各要素は待機系要素がいくつ存在するかを求め
（１１４）、その待機要素数を引き数に待機要素生成手
段２４を起動する。この例では、例えばシステム要素Ｂ
については、計算機１ｂと１ｄ上のシステム要素Ｂ１、
Ｂ３は稼働状態を継続するが、計算機１ｅ上のシステム
要素Ｂ４は待機状態に戻るため、待機要素数１を引き数
に待機要素生成手段２４を起動する。また、システム要
素Ｃについては待機要素が存在しないため、待機要素数
０を引き数に待機要素生成手段２４を起動する。

【００４８】起動された待機要素生成手段２４は、まず
引き数として渡された待機要素数が０か否か調べる（１
１５）。

【００４９】そして、待機要素が存在しない場合（つま
り、待機要素数＝０の場合）は、負荷最小計算機上で動
作している稼働系要素が待機系要素を生成すべく、自要
素が負荷最小計算機上で動作しているか調べる（１１
６）。

【００５０】この結果、自要素が負荷最小計算機上で動
作していない場合は、そのまま稼働状態を継続する。一
方、負荷最小計算機上で動作している場合は、受信した
応答メッセージ中の計算機番号と故障した多重化要素が
存在した計算機番号を用いて当該要素の多重化要素が存
在しない計算機を不足する待機要素数分求める（１１
７）。そして、その求めた計算機のそれぞれに自要素を
コピーし動作モードを待機に切り換えることによって、
待機系要素を生成する（１１８）。

【００５１】この例では、システム要素Ｃは稼働要素Ｃ
２のみしか存在せず待機要素が存在しないため、要素Ｃ
２が要素Ｃ１が存在した計算機１ｃを除く計算機、ここ
では残りの計算機１ａ、１ｂ、１ｅ内の負荷最小の計算
機１ｂ上に自身をコピーした後、動作モードを待機に切
り換えることによって待機系要素Ｃ３を生成する。

【００５２】一方、上述したステップ１１５にて、待機
要素が存在する場合は、負荷最小計算機上で動作してい
る待機系要素が待機系要素を生成すべく、自要素が負荷
最小計算機上で動作しているか調べる（１１９）。自要
素が負荷最小計算機上で動作していない場合は、そのま
ま待機状態を継続する。一方、負荷最小計算機上に存在
する場合は、受信した応答メッセージ中の計算機番号と
故障した多重化要素が存在した計算機番号を用いて当該
要素の多重化要素が存在しない計算機を不足する待機要
素数分求める（１２０）。そして、その求めた計算機の
それぞれに自要素をコピーして待機系要素を生成する
（１２１）。

【００５３】本例では、システム要素Ｂについては、稼
働系要素がシステム要素Ｂ１、Ｂ３となり、システム要
素Ｂ４のみが待機系要素となる。このためシステム要素
Ｂ４は、システム要素Ｂ２が存在した計算機１ｃと稼働
系要素であるシステム要素Ｂ１、Ｂ３が存在する計算機
１ｂ、１ｄを除く計算機で負荷が最小の計算機、ここで
は計算機１ｆ上に自身をコピーし待機系要素Ｂ５とす
る。

【００５４】このことによって図１２に示すように、故
障計算機１ｃに存在したシステム要素ＢとＣの稼働要素
数と待機要素数をそれぞれの要素数記憶部４５に設定さ
れた必要数に維持することが可能となる。

【００５５】次に、図３のシステム要素配置において、
計算機１ａ、１ｅが同時に故障した場合を例に、故障し
た稼働系要素数がその待機系要素数より多い場合でも、
新たに稼働系要素と待機系要素を生成して、それぞれの
要素数を要素数記憶部４５に設定されている必要数に保
つことを示す。

【００５６】計算機１ａと１ｅが故障した時、図１０の
フローチャートに示した前述の手順に従って、システム
要素Ａ２が多重化要素Ａの故障を検出するが、ステップ
１０６において、稼働要素数カウント部４４では自身か
らの応答のみを受信し、システム要素Ａの要素数記憶部
４５に記憶されている必要稼働要素数２を下回るため、
稼働要素生成手段２３を起動する。

【００５７】この起動された稼働要素生成手段２３によ
って新たに稼働系要素を生成するが、この生成処理は、
負荷最小の計算機に存在する稼働系要素によって行わせ
るため、まず、受信した応答メッセージ中で自要素の負
荷が最小かどうかを調べる（１１０）。

【００５８】負荷最小でなければ、そのまま稼働系とし
ての処理を継続する。一方、自要素が負荷最小計算機上
のシステム要素であったならば、現在の稼働系要素数と
要素数記憶部４５に記憶されている必要稼働要素数との
差を求め（１１１）、その差の数分稼働系要素を生成す
べく、受信した応答メッセージ中の計算機番号と故障し
た多重化要素が存在した計算機番号を用いて当該要素の
多重化要素が存在しない計算機を差の数分求める（１１
２）。そして、その求めた計算機のそれぞれに自要素を
コピーする（１１３）。

【００５９】この例では、システム要素Ａについては、
システム要素Ａ２のみしか存在しないため、現在の稼働
要素数は１であり、自身が負荷最小計算機上の要素であ
ると判断する。そして、要素数記憶部４５には、必要稼
働要素数２が記憶されているため、稼働要素数として不
足する１個を、自計算機１ｂとシステム要素Ａ１、Ａ３
が存在した計算機１ａ、１ｅとを除く計算機、例えば計
算機１ｄに自要素をＡ４としてコピーすることによって
生成する。このことによって、システム要素Ａの稼働要
素数を要素数記憶部４５に設定された必要稼働要素数２
に維持することが可能となる。

【００６０】さらに、待機要素数を維持するため待機要
素数を求めるが（１１４）、この例では、システム要素
Ａの待機系要素が存在しないため待機要素数を０として
待機要素生成手段２４を起動する。

【００６１】起動された待機要素生成手段２４は、引き
数として渡された待機要素数が０か否か調べる（１１
５）。この例では、待機要素が存在しないので待機要素
数＝０であり、負荷最小計算機上で動作している稼働系
要素が待機系要素を生成すべく、自要素が負荷最小計算
機上で動作しているか調べる（１１６）。

【００６２】この結果、自要素が負荷最小計算機上で動
作していない場合は、そのまま稼働状態を継続する。一
方、自要素が負荷最小計算機上で動作している場合は、
受信した応答メッセージ中の計算機番号と故障した多重
化要素が存在した計算機番号、および新たに生成した稼
働要素の計算機番号を用いて、当該要素の多重化要素が
存在しない計算機を不足する待機要素数分求める（１１
７）。そして、その求めた差の数分の計算機のそれぞれ
に自要素をコピーし動作モードを待機に切り換えること
によって、待機系要素を生成する（１１８）。

【００６３】本例では、システム要素Ａの稼働系要素と
してシステム要素Ａ２、Ａ４が存在するが、ここで計算
機１ｂの方が負荷が小さいので、システム要素Ａ２は故
障した計算機１ａと１ｅおよび新たに稼働要素を生成し
た計算機１ｄを除く計算機、ここでは計算機１ｆ上に自
身をコピーし動作モードを待機に切り換えることによっ
て、待機系要素Ａ５を生成する。このことによって図１
３に示すように、システム要素Ａの稼働要素数と待機要
素数を要素数記憶部４５に設定された必要数に維持する
ことが可能となる。

【００６４】本実施例では、稼働系要素故障時にそれを
検知した待機系要素が即稼働系となって処理を引き継ぐ
ため、処理の中断を極力短くすることができる。

【００６５】なお、上記実施例では、各要素が稼働系の
故障を検出すると、即自要素の実行モードを稼働系とし
た後、不足する稼働系および待機系を生成するが、自要
素の実行モードを稼働系にする前に不足する稼働要素数
および待機要素数を求めた後、自要素を稼働系とするか
否か判定し不足分のシステム要素を生成することも可能
である。以下、このような手順を採用した第２の実施例
を図面を参照して説明する。

【００６６】各システム要素の構成は、図８に示した前
述の実施例と同様であるが、稼働系要素数調整手段２２
の構成が、図１４に示すような構成の稼働系要素数調整
手段２２ａに変わる。また、故障検出手段２１および本
処理手段２０は、図９に示した多重要素処理システムと
同様に構成されている。

【００６７】稼働系要素数調整手段２２ａは、システム
内に自要素と等しい多重化要素がいくつ存在するかを問
い合わせるための多重要素数問い合わせ部５０と、この
多重要素数問い合わせ部５０の要求に応えて自要素の状
態を返信する応答部５１と、この応答部５１からの応答
を受信し稼働要素数と待機要素数を求める多重要素数カ
ウント部５２と、必要要素数を記憶しておく要素数記憶
部５３と、多重要素数カウント部５２で求めた稼働／待
機要素数と要素数記憶部５３に記憶された設定数とを比
較し、多重要素数カウント部５２で求めた多重要素数の
方が多い場合起動され、自要素が稼働要素になるべきか
否かを決定する稼働要素決定部５４と、稼働要素になる
と判断した時、自要素の動作モードを切り換える動作モ
ード切り換え部５５と、要素自身の動作モード（稼働系
か待機系か）を記憶している動作モード記憶部５６とか
ら構成されている。

【００６８】図３のシステム要素配置時には、多重化要
素Ａ１、Ａ２、Ａ３のそれぞれの要素数記憶部５３に
は、必要稼働要素数として２、必要待機要素数として１
が記憶されており、同様に多重化要素Ｂの要素数記憶部
５３には必要稼働要素数として２、必要待機要素数とし
て２が記憶されており、多重化要素Ｃの要素数記憶部５
３には必要稼働要素数として１、必要待機要素数として
１が記憶されており、多重化要素ＤとＥの要素数記憶部
５３には必要稼働要素数として１、必要待機要素数とし
て０が記憶されていることは前述した実施例と同様であ
る。

【００６９】また、稼働系要素であるシステム要素Ａ
１、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ、Ｅの動作モード記憶
部５６には、動作モードとして“稼働”が記憶されてお
り、待機系要素であるシステム要素Ａ２、Ｂ３、Ｂ４、
Ｃ２の動作モード記憶部５６には“待機”が記憶されて
いることも前述した実施例と同様である。また、実行待
ちイベント数を負荷とし、“ａｌｉｖｅ”信号を用いて
稼働系要素の故障を検出する点も前述した実施例と同様
である。

【００７０】また、以下の説明においても、計算機が故
障したときの各計算機の負荷が、計算機１ａ＝２０、計
算機１ｂ＝１０、計算機１ｃ＝１７、計算機１ｄ＝３、
計算機１ｅ＝１５、計算機１ｆ＝１３であったとする。

【００７１】以下、図３におけるシステム要素の配置時
に、計算機１ｃが故障した場合を例に稼働要素数および
待機要素数が維持されることを、図１５のフローチャー
トを参照して説明する。

【００７２】稼働系要素、すなわちシステム要素Ａ１、
Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ、Ｅは、正常に動作してい
る時、その“ａｌｉｖｅ”信号の送信回数を付加した
“ａｌｉｖｅ”信号を周期的に放送している。待機系要
素、すなわちシステム要素Ａ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２は、
故障検出手段２１で同一送信回数が付加された“ａｌｉ
ｖｅ”信号を要素数記憶部５３にて記憶している稼働要
素数だけ周期的に受信している時は全稼働系が正常に動
作していると判断するが、“ａｌｉｖｅ”信号を要素数
記憶部５３で記憶している数分受信できなくなった時、
稼働系故障と判断する。この例では、計算機１ｃが故障
した場合を想定しているので、計算機１ｃに登録されて
いたシステム要素Ｂ２とＣ１が動作停止し、それらの待
機系要素であるシステム要素Ｂ３、Ｂ４およびＣ２は、
それぞれ“ａｌｉｖｅ”信号を２つと１つ受信しなけれ
ばならないところ、システム要素Ｂ３とＢ４は１つの
み、システム要素Ｃ２は１つも受信できなくなり、稼働
系要素の故障を検出する（３０１）。

【００７３】稼働系要素の故障を検出した待機系要素Ｂ
３、Ｂ４、Ｃ２の故障検出手段２１は、稼働系要素数を
調整するため自要素内の多重要素数問い合わせ部５０を
起動する。起動された多重要素数問い合わせ部５０は、
自要素の稼働系要素および待機系要素がいくつ動作して
いるかを問い合わせる多重要素問い合わせメッセージ
を、自要素の多重化要素の応答部５１宛に放送する（３
０２）。

【００７４】これと共に、自要素内の多重要素数カウン
ト部５２を起動する。つまり、システム要素Ｂ３、Ｂ４
は、システム要素Ｂ宛に、システム要素Ｃ２はシステム
要素Ｃ宛に問い合わせメッセージを放送し、その結果を
多重要素数カウント部５２で待つ。

【００７５】図１６に示すように、各多重化要素内の応
答部５１は、多重要素数問い合わせメッセージを受信す
ると（４０１）、負荷監視部３２から現在の負荷値を
得、動作モード記憶部５６から自要素の現動作モードを
得、自計算機番号と共に自要素の多重化要素の多重要素
数カウント部５２宛に放送する（４０２）。例えば、シ
ステム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４内の応答部５１は、多重要
素数問い合わせメッセージを受信すると、それぞれの計
算機の負荷をそれぞれの負荷監視部３２から得、さらに
自要素の現在の動作モードを動作モード記憶部５６より
得て、それぞれの計算機番号１ｂ、１ｄ、１ｅを付加し
てシステム要素Ｂ宛に応答メッセージを放送する。この
例では、計算機１ｃが故障した時の各計算機の負荷が、
計算機１ａ＝２０、計算機１ｂ＝１０、計算機１ｃ＝１
７、計算機１ｄ＝３、計算機１ｅ＝１５、計算機１ｆ＝
１３であるので、システム要素Ｂ１は（計算機番号＝１
ｂ、負荷＝１０、動作モード＝“稼働”）を、システム
要素Ｂ３は（１ｄ、３、“待機”）を、システム要素Ｂ
４は（１ｅ、１５、“待機”）を放送し、システム要素
Ｃ２は（１ｄ、３、“待機”）を放送する。

【００７６】そして、各多重化要素内の多重要素数カウ
ント部５２は、起動後一定時間（例えば50msec）待ち、
その間に到着する応答メッセージを受信する（３０
３）。

【００７７】次に、多重要素数カウント部５２は、受信
した応答メッセージから。現在の待機系要素数、およ
び、要素数記憶部５３に記憶されている必要稼働要素数
と受信した稼働要素数を比較し不足している稼働要素数
を求める（３０４）。

【００７８】この後、多重要素数カウント部５２は、求
めた現在の待機要素数と不足する稼働要素数を比較する
（３０５）。

【００７９】この結果、現在の待機要素数の方が不足す
る稼働要素数より多い場合、およびこれらが等しい場合
は、稼働要素決定部５４を起動し、そうでない場合は、
稼働要素生成手段２３を起動する。この例では、システ
ム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４は、それぞれ３つのメッセージ
を受信し、現在の稼働要素数が１、待機要素数が２であ
ること、要素数記憶部５３に記憶されている必要稼働要
素数が２であることから不足する稼働要素数が１である
ことを求め、現在の待機要素数が不足する稼働要素数よ
り多いので、稼働要素決定部５４を起動する。

【００８０】システム要素Ｃ２についても、自身からの
１つのみメッセージを受信し、待機系要素数が１つで、
システム要素Ｃの必要稼働要素数は１と要素数記憶部５
３に記憶されているので、不足稼働要素数が１であるこ
とを求め、現在の待機要素数と等しいので稼働要素決定
部５４を起動する。

【００８１】稼働要素決定部５４が起動されたならば、
受信した応答メッセージ中の待機要素から送られたメッ
セージを計算機番号と負荷に応じて並べる（３０６）。
つまり、負荷の小さい順に並べ、負荷が等しい場合は計
算機番号が小さい順に並べる。そして、自要素の順位が
負荷の小さい方から数えて、不足稼働要素数以下かどう
か比較する（３０７）。

【００８２】この結果、自要素の順位が負荷の小さい方
から数えて不足稼働要素数より大きいならば、自要素は
稼働要素になる必要がないと判断して、待機状態を継続
する。一方、自要素の順位が負荷の小さい方から数えて
不足稼働要素数以下ならば、自要素の動作モードを稼働
状態に変えるべく、動作モード切り換え部５５を起動す
る。動作モード切り換え部５５は、指示に従い動作モー
ド記憶部５６に記憶されている状態“待機”を“稼働”
に変更する（３０８）。

【００８３】この例では、システム要素Ｂについて待機
要素の存在する計算機番号を負荷の小さい順に並べると
｛（１ｄ、３、待機）、（１ｅ、１５、待機）｝となる
ため、計算機１ｄのシステム要素Ｂ３が稼働状態に切り
換わる。計算機１ｂ上のシステム要素Ｂ１は稼働状態を
継続し、計算機１ｅ上のシステム要素Ｂ４は待機状態を
継続する。

【００８４】このようにして、稼働要素決定部５４に
て、各要素毎に自要素が待機状態を続けるべきか、稼働
要素になるべきかを求めた結果、各要素はステップ３０
４で求めた現待機要素数から不足稼働要素数を引くこと
によって待機要素がいくつ存在するかを求める（３１
３）。

【００８５】そして、求めた待機要素数を引き数に、待
機要素生成手段２４を起動する。この例では、例えばシ
ステム要素Ｂについては、計算機１ｂ上のシステム要素
Ｂ１は稼動状態のままで、１ｄ上のシステム要素Ｂ３は
稼働状態となり、計算機１ｅ上のシステム要素Ｂ４は待
機状態のままであるため、待機要素数１を引き数に待機
要素生成手段２４を起動する。また、システム要素Ｃに
ついては、待機要素が存在しないため、待機要素数０を
引き数に待機要素生成手段２４を起動する。

【００８６】次に、起動された待機要素生成手段２４
は、引き数として渡された待機要素数が０か否か調べる
（３１４）。

【００８７】そして、待機要素が存在しない場合（つま
り、待機要素数＝０の場合）は、負荷最小計算機上で動
作している稼働系要素が待機系要素を生成すべく、自要
素が負荷最小計算機上で動作しているか調べる（３１
５）。

【００８８】この結果、自要素が負荷最小計算機上で動
作していない場合は、そのまま稼働状態を継続する。一
方、自要素が負荷最小計算機上で動作している場合は、
受信した応答メッセージ中の計算機番号と故障した多重
化要素が存在した計算機番号を用いて当該要素の多重化
要素が存在しない計算機を不足する待機要素数分求める
（３１６）。

【００８９】そして、その求めた計算機のそれぞれに自
要素をコピーし、動作モードを待機に切り換えることに
よって待機要素を生成する（３１７）。

【００９０】この例では、システム要素Ｃは稼働系要素
Ｃ２のみしか存在せず、待機系要素が存在しないため、
システム要素Ｃ２がシステム要素Ｃ１が存在した計算機
１ｃを除く計算機、ここでは残りの計算機１ａ、１ｂ、
１ｅ、１ｆ内の負荷最小の計算機１ｂ上に自身をコピー
し動作モードを待機に切り換えることによって、待機系
要素Ｃ３を生成する。

【００９１】一方、ステップ３１４にて、待機系要素が
存在する場合は、負荷最小計算機上で動作している待機
系要素が待機系要素を生成すべく、自要素が負荷最小計
算機上で動作しているか調べる（３１８）。

【００９２】そして、自要素が負荷最小計算機上で動作
していない場合は、そのまま待機状態を継続する。一
方、自要素が負荷最小計算機上に存在する場合は、受信
した応答メッセージ中の計算機番号と故障した多重化要
素が存在した計算機番号を用いて当該要素の多重化要素
が存在しない計算機を不足する待機要素数分求める（３
１９）。

【００９３】そして、その求めた計算機のそれぞれに自
要素をコピーして待機系要素を生成する（３２０）。

【００９４】この例では、システム要素Ｂについては、
稼働系要素がシステム要素Ｂ１、Ｂ３となり、システム
要素Ｂ４のみが待機系要素となる。このためシステム要
素Ｂ４は、システム要素Ｂ２が存在した計算機１ｃと稼
働要素Ｂ１、Ｂ３が存在する計算機１ｂ、１ｄを除く計
算機で負荷が最小の計算機、ここでは計算機１ｆ上に自
身をコピーし待機系要素Ｂ５とする。

【００９５】このことによって図１２に示すように、故
障計算機１ｃに存在したシステム要素ＢとＣの稼働要素
数と待機要素数をそれぞれの要素数記憶部５３に設定さ
れた必要数に維持することが可能となる。

【００９６】次に、図３のシステム要素配置において、
計算機１ａ、１ｅが同時に故障した場合を例に、故障し
た稼働要素数がその待機要素数より多い場合でも、新た
に稼働系要素と待機系要素を生成して、それぞれの要素
数を要素数記憶部５３に設定されている必要数に保つ処
理について説明する。

【００９７】計算機１ａと１ｅが故障した時、前述した
手順に従って、システム要素Ａ２が多重化要素Ａの故障
を検出するが、多重要素数カウント部５２では自身から
の応答のみを受信し、多重化要素Ａの不足稼働要素数が
要素数記憶部５３で記憶している必要稼働要素数２とな
るため、現待機要素数（＝１）が不足稼働要素数（＝
２）を下回る。このため、全待機要素を稼働状態に変え
ても必要な稼働要素数を維持できない。そこで、新たに
稼働要素を生成するため、稼働要素生成手段２３を起動
する。

【００９８】起動された稼働要素生成手段２３では、生
成処理を負荷最小の計算機に存在する待機系要素によっ
て行わせるため、まず、受信した応答メッセージ中の待
機系要素存在計算機内で自要素の負荷が最小かどうか調
べる（３０９）。

【００９９】この結果、負荷最小でなければ、即自要素
を稼働系とすべく動作モード切り換え部５５を起動する
（３１２）。

【０１００】一方、自要素が負荷最小計算機上のシステ
ム要素であったならば、不足稼働要素数分稼働要素を生
成すべく、受信した応答メッセージ中の計算機番号と故
障した多重化要素が存在した計算機番号を用いて当該要
素の多重化要素が存在しない計算機を不足稼働要素数分
求める（３１０）。

【０１０１】そして、その求めた不足数分の計算機のそ
れぞれに自要素をコピーし動作モードを稼働に切り換え
て稼働要素を生成する（３１１）。

【０１０２】この後、自要素を稼働系とすべく動作モー
ド切り換え部５５を起動し、動作モード切り換え部５５
は、指示に従い動作モード記憶部５６に記憶されている
状態“待機”を“稼働”に変更する（３１２）。

【０１０３】この例では、システム要素Ａとしてはシス
テム要素Ａ２のみしか存在しないため、現在の待機要素
数は１であり、自身が負荷最小計算機上の要素であると
判断する。そして要素数記憶部５３には必要稼働要素数
２が記憶されているため、不足稼働要素数として１個
を、自計算機１ｂと、システム要素Ａ１、Ａ３が存在し
た計算機１ａ、１ｅを除く計算機、例えば計算機１ｄに
自要素をコピーし動作モードを稼働に切り換えて稼働要
素としてのシステム要素Ａ４を生成し、自要素も稼働状
態になる。このことによって、システム要素Ａの稼働要
素数を要素数記憶部５３に設定された必要数２に維持す
ることがでる。この後、引き続き待機要素数の維持を行
う。

【０１０４】システム要素Ａ２の稼働要素生成手段２３
では、上述のようにして計算機１ｄにシステム要素Ａ４
を生成した後、待機要素数を求める（３１３）。この例
では、待機系要素が存在しないため、待機要素数０を引
き数としてとしてシステム要素Ａの待機要素生成手段２
４を起動する。

【０１０５】起動された待機要素生成手段２４は、ま
ず、引き数として渡された待機要素数が０か否か調べる
（３１４）。この例では、待機系要素が存在しないので
待機要素数＝０であり、負荷最小計算機上で動作してい
る稼働系要素が待機系要素を生成すべく、自要素が負荷
最小計算機上で動作しているか調べる（３１５）。

【０１０６】そして、自要素が負荷最小計算機上で動作
していない場合は、待機要素生成手段２４による処理を
終了して、そのまま稼働状態を継続する。一方、自要素
が負荷最小計算機上で動作している場合は、受信した応
答メッセージ中の計算機番号と故障した多重化要素が存
在した計算機番号、および新たに生成した稼働系要素の
計算機番号を用いて、当該要素の多重化要素が存在しな
い計算機を不足する待機要素数分求める（３１６）。そ
して、その求めた数分の計算機のそれぞれに自要素をコ
ピーし動作モードを待機に切り換えることによって待機
系要素を生成する（３１７）。

【０１０７】この例では、システム要素Ａの稼働系要素
としてシステム要素Ａ２、Ａ４が存在するが、ここで計
算機１ｂの方が負荷が小さかったとすると、システム要
素Ａ２は故障した計算機１ａと１ｅおよび新たに稼働系
要素を生成した計算機１ｄを除く計算機、ここでは計算
機１ｆ上に自身をコピーし動作モードを待機に切り換え
ることによって待機系要素Ａ５を生成する。このことに
よって図１３に示すように、システム要素Ａの稼働要素
数と待機要素数を要素数記憶部５３に設定された必要数
に維持することが可能となる。

【０１０８】本実施例では、第１の実施例において一旦
稼働系になった要素を待機系に戻すといった動作モード
の無駄な切り換えが生じないといった特徴がある。

【０１０９】次に、第３の実施例について説明する。

【０１１０】第１の実施例では、稼働系要素の故障を検
出した全待機要素が一旦稼働系になった後、稼働要素数
を問い合わせ不必要な稼働系要素を待機系要素に戻し、
さらに不足する稼働／待機系要素を生成した。また、第
２の実施例では、多重要素数を問い合わせる際に不足稼
働要素数を求め、その数分待機系要素を稼働系に切り換
えたり新たに稼働系要素を生成した。このため、稼働要
素数や多重要素数を問い合わせる際に同期処理が必要と
なり、処理のオーバヘッドが生じてしまう。

【０１１１】この問題を解決する実施例として第３の実
施例では、以下のように処理を実行する。

【０１１２】すなわち、まず、第１の実施例のように稼
働系要素の故障を検出した全ての待機系要素は一旦稼働
系となる。この時、受信した“ａｌｉｖｅ”信号の数と
要素数記憶部に記憶されている必要稼働要素数との差か
ら第２の実施例のように不足稼働要素数を求めておく。

【０１１３】この後、稼働系に切り替わったことを自計
算機番号と自計算機の負荷を付加して放送する。

【０１１４】そして、新たに稼働系になったシステム要
素は、他のシステム要素から稼働系に切り替わった旨の
メッセージを受信した時、自計算機の負荷と他要素から
受信した切り換えメッセージに付加されている負荷値と
比べて、自計算機より小さい負荷が付加された切り換え
メッセージを必要稼働数以上受信したら、自要素を待機
系に戻す。一方、自計算機より負荷の小さい計算機数が
必要稼働要素数未満の場合はそのまま稼働系を継続す
る。

【０１１５】また、一定時間内に不足稼働要素数未満の
切り換えメッセージしか受信しなかった場合は、全待機
系要素が稼働系になっても必要稼働要素数に至らないの
で、負荷最小な計算機が不足する稼働系要素を前述した
実施例と同様な方法で生成し、さらに、不足する待機系
要素をやはり前述した実施例と同様な方法で生成する。
このようにすることによって、多重化要素間で同期を取
る必要がなく、各システム要素の稼働要素数と待機要素
数を要素数記憶部に設定された必要数に維持することが
可能となる。

【０１１６】上記３つの実施例では、不足する稼働／待
機系要素を利用可能な計算機上に重複することなく生成
できたが、利用可能な計算機が不足する場合は、稼働要
素数を維持するよう努め、稼働要素数を維持できた時、
待機系要素を生成する。つまり、稼働要素数を維持する
ことを優先し、計算機が不足する場合は利用可能な資源
の範囲内で最大数の多重要素を生成する。

【０１１７】これは、図１０のフローチャートに示した
ステップ１１２、１１７、１２０、および、図１５のフ
ローチャートに示したステップ３１０、３１６、３１９
にて多重化要素の存在しない計算機を求める際、利用可
能なすべての計算機を求め、その計算機に不足する稼働
／待機系要素を最大で不足数分、図１０のステップ１１
３、１１８、１２１および図１５のステップ３１１、３
１７、３２０で生成することによって実現することがで
きる。

【０１１８】次に、待機要素数を維持することを優先し
た第４の実施例を、図面を参照して説明する。

【０１１９】図１７は、本実施例の概略構成を示すもの
である。同図に示すように、各システム要素の構成は、
図８に示した実施例と同様であるが、その接続関係が異
なり、稼働系要素数調整手段２２ｂから待機要素生成手
段２４を起動し、その後、稼働要素生成手段２３を起動
する順番となっている。また、稼働系要素数調整手段２
２ｂの構成が図１８に示すように変わる。

【０１２０】図１８に示すように、稼働系要素数調整手
段２２ｂは、システム内に自要素と等しい多重化要素が
いくつ存在するかを問い合わせるための多重要素数問い
合わせ部６０と、自要素の状態を返信する応答部６１
と、この応答部６１からの応答を受信し稼働要素数と待
機要素数を求める多重要素数カウント部６２と、必要要
素数を記憶しておく要素数記憶部６３と、多重要素数カ
ウント部６２で求めた稼働要素数が０の時起動され自要
素が稼働要素になるべきか否かを決定する稼働要素決定
部６４と、稼働要素になると判断したとき自要素の動作
モードを切り換える動作モード切り換え部６５と、要素
自身の動作モード（稼働系か待機系か）を記憶している
動作モード記憶部６６とから構成されている。。

【０１２１】図３のシステム要素配置時には、多重化要
素Ａ１、Ａ２、Ａ３のそれぞれの要素数記憶部６３に
は、必要稼働要素数として２、必要待機要素数として１
が記憶されており、同様に多重化要素Ｂの要素数記憶部
６３には必要稼働要素数として２、必要待機要素数とし
て２が記憶されており、多重化要素Ｃの要素数記憶部６
３には必要稼働要素数として１、必要待機要素数として
１が記憶されており、多重化要素ＤとＥの要素数記憶部
６３には必要稼働要素数として１、必要待機要素数とし
て０が記憶されていることは前述した実施例と同様であ
る。

【０１２２】また、稼働要素であるＡ１、Ａ３、Ｂ１、
Ｂ２、Ｃ１、Ｄ、Ｅの動作モード記憶部６６には、動作
モードとして“稼働”が記憶されており、待機要素であ
るＡ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２の動作モード記憶部６６には
“待機”が記憶されていることも前述した実施例と同様
である。また、負荷監視部３２においても、前述同様実
行待ちイベント数を負荷とし、稼働系の故障を検出する
方法としても、前述同様“ａｌｉｖｅ”信号を用いて稼
働系要素の故障を検出する。

【０１２３】また、以下の実施例においても、計算機が
故障した時の各計算機の負荷が、計算機１ａ＝２０、計
算機１ｂ＝１０、計算機１ｃ＝１７、計算機１ｄ＝３、
計算機１ｅ＝１５、計算機１ｆ＝１３であったとする。

【０１２４】以下、図３におけるシステム要素の配置時
に、計算機１ｃが故障した場合を例に稼働要素数および
待機要素数が維持されることを図１９のフローチャート
を参照して示す。

【０１２５】稼働系要素、すなわちシステム要素Ａ１、
Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ、Ｅは、正常に動作してい
る時その“ａｌｉｖｅ”信号の送信回数を付加した“ａ
ｌｉｖｅ”信号を周期的に放送している。待機系要素、
すなわちシステム要素Ａ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２は、故障
検出手段２１で同一送信回数が付加された“ａｌｉｖ
ｅ”信号を要素数記憶部６３にて記憶している必要稼働
要素数だけ周期的に受信している時は全稼働系が正常に
動作していると判断するが、“ａｌｉｖｅ”信号を要素
数記憶部６３で記憶している数分受信できなくなった
時、稼働系故障と判断する（５０１）。

【０１２６】本実施例では、計算機１ｃが故障した場合
を想定するので、計算機１ｃに登録されていたシステム
要素Ｂ２とＣ１が動作停止し、それらの待機要素である
システム要素Ｂ３、Ｂ４およびＣ２は、それぞれ“ａｌ
ｉｖｅ”信号を２つと１つ受信しなければならないとこ
ろ、システム要素Ｂ３とシステム要素Ｂ４は１つのみ、
システム要素Ｃ２は１つも受信できなくなり稼働系要素
の故障を検出する。

【０１２７】稼働系要素の故障を検出したシステム要素
Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２の故障検出手段２１は、稼働要素数を
調整するため自要素内の多重要素数問い合わせ部６０を
起動する。起動された多重要素数問い合わせ部６０は、
自要素の稼働系および待機系がいくつ動作しているかを
問い合わせる多重要素問い合わせメッセージを、自要素
の多重化要素の応答部６１宛に放送する（５０２）。こ
れとともに、自要素内の多重要素数カウント部６２を起
動する。つまり、システム要素Ｂ３、Ｂ４は、システム
要素Ｂ宛に、システム要素Ｃ２はシステム要素Ｃ宛に問
い合わせメッセージを放送し、その結果を多重要素数カ
ウント部６２で待つ。

【０１２８】図１６に示すように、各多重化要素内の応
答部６１は、多重要素数問い合わせメッセージを受信す
ると（４０１）、負荷監視部３２から現在の負荷値を
得、動作モード記憶部６６から自要素の現動作モードを
得、自計算機番号と共に自要素の多重化要素の多重要素
数カウント部６２宛に放送する（４０２）。

【０１２９】例えば、システム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４内
の応答部６１は、多重要素数問い合わせメッセージを受
信すると、それぞれの計算機の負荷をそれぞれの負荷監
視部３２から得、さらに自要素の現在の動作モードを動
作モード記憶部６６より得て、それぞれの計算機番号１
ｂ、１ｄ、１ｅを付加してシステム要素Ｂ宛に応答メッ
セージを放送する。

【０１３０】この例では、計算機１ｃが故障した時の各
計算機の負荷が、計算機１ａ＝２０、計算機１ｂ＝１
０、計算機１ｃ＝１７、計算機１ｄ＝３、計算機１ｅ＝
１５、計算機１ｆ＝１３であったとしているので、シス
テム要素Ｂ１は（計算機番号＝１ｂ、負荷＝１０、動作
モード＝“稼働”）を、システム要素Ｂ３は（１ｄ、
３、“待機”）を、システム要素Ｂ４は（１ｅ、１５、
“待機”）を放送し、システム要素Ｃ２は（１ｄ、３、
“待機”）を放送する。

【０１３１】各多重化要素内の多重要素数カウント部６
２は、起動後一定時間（例えば50msec）待ち、その間に
到着する応答メッセージを受信する（５０３）。

【０１３２】次に、多重要素数カウント部６２は、受信
した応答メッセージより現在の稼働要素数と待機要素数
を求める（５０４）。

【０１３３】そして、現在の稼働系要素が存在するか
を、ステップ５０４で求めた稼働要素数より調べる（５
０５）。この時、現在の稼働要素が存在するならば待機
要素の生成のため待機要素生成手段２４を起動するが、
現在稼働系要素が存在しない場合は、待機系要素中の１
つを稼働系要素とすべく、どの待機系要素を稼働系にす
るか決めるため稼働要素決定部６４を起動する。

【０１３４】この例では、システム要素Ｂ１、Ｂ３、Ｂ
４はそれぞれ３つのメッセージを受信し、現在の稼働要
素数が１、待機要素数が２となり、１つの稼働系要素の
存在が確認できたので待機要素生成手段２４を起動す
る。システム要素Ｃ２については、自身からの１つのみ
受信し、待機系要素数が１つで稼働系要素が存在しない
ことを検知するので、稼働系要素を生成すべく稼働要素
決定部６４を起動する。稼働要素決定部６４が起動され
たならば、負荷最小の計算機上の待機系要素を稼働系と
すべく、自計算機が負荷が最小かどうか調べる（５０
６）。

【０１３５】この結果、負荷が最小でなければそのまま
待機系であるが、負荷が最小であったならば自要素を稼
働系とすべく動作モード切り換え部６５を起動し、動作
モード記憶部６６の状態を“待機”から“稼働”に変更
する（５０７）。

【０１３６】この例では、システム要素Ｃ２は他に稼働
系が存在しないため自要素を稼働系とする。このことに
よって、少なくとも１つの稼働要素を確保することかで
きたので、次に待機系要素を生成するため待機要素生成
手段２４を起動する。

【０１３７】待機要素生成手段２４は、起動されるとま
ず、現在の待機要素数を求める（５０８）。これは稼働
系要素が存在した場合はステップ５０４で求めた待機要
素数であり、稼働系要素が存在しなかった場合はステッ
プ５０４で求めた待機要素数−１である。そして、求め
た待機要素数が要素数記憶部６３に記憶されている必要
待機要素数と比べて等しいか否か調べる（５０９）。

【０１３８】この結果、等しい場合は必要数の待機系要
素が存在するため、稼働系要素を生成するため稼働要素
生成手段２３を起動する。この例では、システム要素Ｂ
としてはシステム要素Ｂ３、Ｂ４が待機系要素であり、
要素数記憶部６３に記憶された２個分存在するため、待
機系要素を新たに作る必要がなく、稼働要素生成手段２
４を起動する。

【０１３９】一方、求めた待機要素数が要素数記憶部６
３に記憶されている数より小さい場合は、待機系要素を
生成するため待機系要素が存在するか否かを調べる（５
１０）。

【０１４０】この結果、待機要素が存在しない場合は、
負荷最小計算機上で動作している稼働系要素が待機系要
素を生成すべく、自要素が負荷最小計算機上で動作して
いるか調べる（５１１）。

【０１４１】自要素が負荷最小計算機上で動作していな
い場合は、そのまま稼働状態を継続する。一方、自要素
が負荷最小計算機上で動作している場合は、受信した応
答メッセージ中の計算機番号と故障した多重化要素が存
在した計算機番号を用いて当該要素の多重化要素が存在
しない計算機を不足する待機要素数分求める（５１
２）。そして、その求めた数分の計算機のそれぞれに自
要素をコピーし動作モードを待機状態に切り換えること
によって待機系要素を生成する（５１３）。

【０１４２】この例では、システム要素Ｃは稼働系要素
であるシステム要素Ｃ２のみしか存在せず、待機系要素
が存在しないため、システム要素Ｃ２がシステム要素Ｃ
１が存在した計算機１ｃを除く計算機、ここでは残りの
計算機１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆ内の負荷最小の計算機１
ｂ上に自身をコピーし動作モードを待機に切り換えるこ
とによって、待機系要素としてシステム要素Ｃ３を生成
する。

【０１４３】一方、ステップ５１０にて、待機系要素が
存在する場合は、負荷最小計算機上で動作している待機
系要素が待機系要素を生成すべく、自要素が負荷最小計
算機上で動作しているか調べる（５１４）。

【０１４４】この結果、自要素が負荷最小計算機上で動
作していない場合は、そのまま待機状態を継続する。一
方、自要素が負荷最小計算機上に存在する場合は、受信
した応答メッセージ中の計算機番号と故障した多重化要
素が存在した計算機番号を用いて当該要素の多重化要素
が存在しない計算機を不足する待機要素数分求める（５
１５）。

【０１４５】そして、その求めた計算機のそれぞれに自
要素をコピーして待機系要素を生成する（５１６）。

【０１４６】このようにして待機要素数を要素数記憶部
６３に記憶されている必要数に維持することができたな
ら、次に稼働要素数を要素数記憶部６３に記憶されてい
る必要数に維持するため稼働要素生成手段２３を起動す
る。

【０１４７】稼働要素生成手段２３は起動されると、ま
ず、現在の稼働要素数を求める（５１７）。この現在の
稼働要素数は、稼働系要素が存在した場合はステップ５
０４で求めた稼働要素数であり、稼働系要素が存在しな
かった場合はステップ５０７で作成した１個である。

【０１４８】そして、現在の稼働要素数が要素数記憶部
６３に記憶されている必要稼働要素数に達しているか調
べる（５１８）。

【０１４９】この結果、現在の稼働要素数が必要数に達
している場合は稼働要素数も維持されているので処理を
終了する。この例では、システム要素Ｃは既に稼働要素
が１つ生成されているので必要数に達しており、要素数
記憶部６３に記憶されている必要数を維持しているので
処理を終了する。

【０１５０】一方、稼働要素数が必要数に達していない
場合は、負荷最小計算機上で動作しているシステム要素
が稼働系要素を生成すべく、自要素が負荷最小計算機上
で動作しているか調べる（５１９）。

【０１５１】この結果、自要素が負荷最小計算機上で動
作していない場合は処理を終了する。一方、自要素が負
荷最小計算機上に存在する場合は、受信した応答メッセ
ージ中の計算機番号と故障した多重化要素が存在した計
算機番号、および稼働系要素と待機系要素を生成した場
合はその生成した計算機を除く計算機から、不足する稼
働要素数分の計算機を求める（５２０）。

【０１５２】そして、その求めた計算機のそれぞれに、
自要素をコピーしてその動作モードを稼働状態にするこ
とによって稼働系要素を生成する（５２１）。

【０１５３】この例では、システム要素Ｂは稼働系要素
がシステム要素Ｂ１のみで、システム要素Ｂ３とシステ
ム要素Ｂ４が待機系要素となっているので、この３つの
システム要素内の負荷最小の計算機上のシステム要素
（ここではシステム要素Ｂ４）は、システム要素Ｂ２が
存在した計算機１ｃと稼働系要素Ｂ１と待機系要素Ｂ
３、Ｂ４が存在する計算機１ｂ、１ｄ、１ｅを除く計算
機で負荷が最小の計算機、ここでは計算機１ｆ上に自身
をコピーしてその動作モードを稼働状態にすることによ
って稼働系要素Ｂ５を生成する。

【０１５４】このことによって図２０に示すように、故
障計算機１ｃに存在したシステム要素Ｂとシステム要素
Ｃの稼働要素数と待機要素数をそれぞれの要素数記憶部
６３に設定された必要数に維持することが可能となる。

【０１５５】ここで、同様にして、図３のシステム要素
配置において、計算機１ａ、１ｅが同時に故障した場合
は、待機系要素であるシステム要素Ａ２が稼働系要素の
故障を検出し、他にシステム要素Ａの多重要素が存在し
ないためシステム要素Ａ２自身が稼働系となり、その
後、待機系要素としてシステム要素Ａ４を計算機１ｄに
生成し、さらに稼働系要素としてシステム要素Ａ５を計
算機１ｆに生成し、図２１に示すようになり、稼働要素
数と待機要素数を要素数記憶部に設定されている必要数
に維持する。

【０１５６】本実施例では、待機系要素を優先して生成
することにより計算機資源を有効に利用することが可能
となるといった特徴がある。

【０１５７】また、前記４つの実施例において利用可能
な計算機台数が不足して要素数記憶部に記憶されている
多重数分のシステム要素を生成できない場合は、処理の
手順に従い可能な限りの最大数のシステム要素を生成す
るとする。

【０１５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の多重要素処
理システムによれば、要求される数の稼働系要素と待機
系要素を維持することが可能となり、要求される信頼度
と応答性を維持可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の多重要素処理システムの
構成を示す図。

【図２】 図１の多重要素処理システムの要部構成を示
す図。

【図３】 多重化されたシステム要素を計算機に分散配
置した様子を示す図。

【図４】 稼働系要素と待機系要素のメッセージ受信の
様子を示す図。

【図５】 システム要素間で交換されるメッセージフォ
ーマットを示す図。

【図６】 従来の多重要素処理システムの動作を説明す
るための図。

【図７】 従来の多重要素処理システムの動作を説明す
るための図。

【図８】 図１の多重要素処理システムの要部構成を示
す図。

【図９】 図７のシステム要素の要部構成を示す図。

【図１０】 第１の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１１】 第１の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１２】 第１の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１３】 第１の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１４】 本発明の第２の実施例の要部構成を示す
図。

【図１５】 第２の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１６】 第２の実施例における動作を説明するため
の図。

【図１７】 本発明の第２の実施例の要部構成を示す
図。

【図１８】 図１６のシステム要素の要部構成を示す
図。

【図１９】 第４の実施例における動作を説明するため
の図。

【図２０】 第４の実施例における動作を説明するため
の図。

【図２１】 第４の実施例における動作を説明するため
の図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ… 計算機 ２ａ、２ｂ… システム要素実行手段 ３ａ、３ｂ… メッセージ交換手段 ４ 通信路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 11/16 - 11/20 G06F 15/16 - 15/177 G06F 9/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムを構成するシステム要素のうち
   の少なくとも一部が、稼働系要素群と待機系要素群とに
   多重化され、通常時は前記稼働系要素群が作業を実行
   し、前記稼働系要素の故障時に、対応する待機系要素が
   稼働系として処理を継続する多重要素処理システムにお
   いて、 前記システム要素は、 前記稼働系要素の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記稼働系要素の故障が検出
   された時に、前記待機系要素を前記稼働系要素に切り替
   えて、前記稼働系要素の数を予め設定された必要稼働要
   素数に維持する稼働系要素数調整手段と、 故障した前記稼働系要素の数が前記待機系要素の数以上
   の時、前記稼働系要素を前記必要稼働要素数に維持する
   よう新たに前記稼働系要素を生成する稼働要素生成手段
   と、 前記稼働系要素の数を前記必要稼働要素数に維持できた
   時、前記待機系要素の数を予め設定された必要待機要素
   数に維持するよう新たに前記待機系要素を生成する待機
   要素生成手段とを具備したことを特徴とする多重要素処
   理システム。
2. 【請求項２】 システムを構成するシステム要素のうち
   の少なくとも一部が、稼働系要素群と待機系要素群とに
   多重化され、通常時は前記稼働系要素群が作業を実行
   し、前記稼働系要素の故障時に、対応する待機系要素が
   稼働系として処理を継続する多重要素処理システムにお
   いて、 前記システム要素は、 前記稼働系要素の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記稼働系要素の故障が検出
   された時に、作業を実行している前記稼働系要素がない
   場合は、前記待機系要素内の少なくとも１要素を前記稼
   働系要素に切り替える稼働系要素数調整手段と、 前記稼働系要素数調整手段によって、作業を実行してい
   る前記稼働系要素が１つ以上確認できた時、前記待機系
   要素の数を予め設定された必要待機要素数に維持するよ
   う新たに前記待機系要素を生成する待機要素生成手段
   と、 前記待機系要素の数を前記必要待機要素数に維持できた
   時、前記稼働系要素の数を予め設定された必要稼働要素
   数に維持するよう新たに前記稼働系要素を生成する稼働
   要素生成手段とを具備したことを特徴とする多重要素処
   理システム。