JP4757670B2

JP4757670B2 - システム切替方法、その計算機システム及びプログラム

Info

Publication number: JP4757670B2
Application number: JP2006072918A
Authority: JP
Inventors: 紘幸芝井; 賢宏二宮; 武彦須田; 大治日高
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP2007249659A

Description

本発明は現用計算機で障害が発生した場合に現用系から予備系への系切替を行うシステム切替技術に関するものである。

従来の現用計算機と待機計算機とを備えるシステムにおいては、待機計算機への切替え時に現用計算機の通信で使用していたアドレスを引継ぐ場合、当アドレスが現用計算機と予備計算機で重複しない様にする必要がある。現用計算機自体の障害では通信が行える状態ではなくアドレスが重複することはないが、例えばアプリケーションの障害を機に待機計算機へ切替えを行う場合では、ＬＡＮボード等の通信アダプタを停止する等、アドレスが重複しないよう運用で回避する必要があった（例えば特許文献１参照）。

特開平６−１１０８００号公報

上記従来技術では、現用計算機のアドレスと待機計算機のアドレスが重複しないよう、センタオペレータ等が運用で回避する必要がある。この運用を行わずアドレスが重複した場合、系切替後のコネクション確立不可、業務の復旧失敗といった事象になる可能性もあり影響は大きい。このため、運用者は現用計算機自体の障害や、アプリケーション障害時等、系切替の条件各々でのアドレスの活性・非活性を観点としたシステム運用設計が必要であり、システム構築の為の検討やシステム自体の運用の負担が掛かるという課題があった。

本発明の目的は上記問題を解決し、高信頼なスタンバイシステムを平易に構築でき、構築や運用に関するコストを軽減することが可能な技術を提供することにある。

本発明は、ネットワークを介して接続された現用計算機と予備計算機との切替を行う計算機システムにおいて、現用計算機から予備計算機へアドレスを引継ぐ系切替の際に、通信相手の計算機に対して系切替が発生したことを通知すると共に、現用計算機に対しても切替が発生したことを通知することで、現用計算機と待機計算機でのアドレス重複を防止するものである。

本発明の計算機システムでは、現用計算機から予備計算機へアドレスを引継ぐ切替を行う際、通信相手の計算機等の他計算機に対し、予備計算機から使用するアドレスをアドレス登録要求として送信する。

前記アドレス登録要求を受信した他計算機は、そのアドレス登録要求によって登録要求の行われたアドレスが既に現用計算機によって登録されているかを調べ、登録されている場合にはその現用計算機に対して当アドレスの削除要求を送信する。

そして、前記アドレス削除要求を受信した現用計算機は、当アドレスを使用したコネクションを切断後にアドレス削除要求を送信した他計算機に対してアドレス削除応答を送信し、そのアドレス削除応答を受信した他計算機は、当アドレスを使用したコネクションを切断後に予備計算機に対してアドレス登録応答を送信することで、現用計算機と予備計算機間でアドレスが重複しないことの確認を行い、その後業務で通信を行う為のコネクションの再確立を行う。

本発明によれば、高信頼なスタンバイシステムを平易に構築でき、構築や運用に関するコストを軽減することが可能である。

以下にネットワークを介して接続された現用計算機と予備計算機との切替えを行う一実施形態の計算機システムについて説明する。

図１は本実施形態の計算機システムの一基本構成例を示す図である。図１に示す様に本実施形態の計算機システムでは、現用サーバＡ１（１０）とサーバＡ１の予備サーバＡ２（１１）と現用クライアントＢ１（２０）とクライアントＢ１の予備クライアントＢ２（２１）がネットワーク３０に接続されている。

図１の構成例では便宜上、現用サーバ１台、現用クライアント１台の構成としているが、２台以上の複数台が存在しても良い。また、予備についても各々１台構成としているが、この数にも制約は無く、サーバまたはクライアントの片側は予備無しの構成でも、また各々複数台の予備が存在する構成でも良い。

以下、サーバ側の系切替時の基本動作を説明する。クライアント側の系切替も同様に動作する。サーバＡ２（１１）の切替制御部は、サーバＡ２（１１）からクライアントＢ１（２０）に対して自局アドレスの登録要求をネットワークアダプタ等の通信装置により送信する（ステップ１０１）。当該要求を受信したクライアントＢ１（２０）の切替制御部はサーバＡ１（１０）に対してアドレス削除要求を通信装置により送信する（ステップ１０２）。前記削除要求を通信装置により受信したサーバＡ１（１０）の切替制御部は当該アドレス削除要求で通知を受けたアドレスを使用したコネクションを切断し（ステップ１０３）、クライアントＢ１（２０）に対して削除応答を通信装置により送信する（ステップ１０４）。そしてクライアントＢ１（２０）の切替制御部は、サーバＡ１（１０）とのコネクションを切断し（ステップ１０５）、サーバＡ２（１１）に対して登録応答を通信装置により送信する（ステップ１０６）。その後、サーバＡ２（１１）とクライアントＢ１（２０）とのトランザクション処理等の業務で使用する通信用のコネクションの再確立を行い、系切替による業務の復旧を行う。

次に本切替方法における詳細な動作をＴＣＰ／ＩＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ／ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）を例に説明する。

図２は本実施形態の図１の構成におけるアドレス付与の一例を示す図である。図２に示す様に本実施形態の計算機は、トランザクション等の業務処理を行う業務処理部が使用する仮想アドレスと各計算機固有の実アドレスとを持つ。業務処理部が使用するアドレスは、予備計算機への切替で業務処理が動作する計算機を移動するのに合わせて移動させ、引継ぐアドレスであり、例えばエリアスＩＰアドレスに相当する。計算機固有のアドレスは各計算機やＬＡＮボードに割り当てたアドレスであり、物理ＩＰアドレスに相当する。

図２では、サーバＡ１（１０）とクライアントＢ１（２０）上に、それぞれ業務処理部ＡとＢが動作しており、各々仮想アドレスＶＡ（２０１）と仮想アドレスＶＢ（２０２）とを持つ。また各計算機固有のアドレスとして、サーバＡ１（１０）は実アドレスＲＡ１（２０３）、サーバＡ２（１１）は実アドレスＲＡ２（２０４）、クライアントＢ１（２０）は実アドレスＲＢ１（２０５）、クライアントＢ２（２１）は実アドレスＲＢ２（２０６）を持つ。

図３は本実施形態の動作シーケンスの一例を示す図である。次に図３のサーバＡ１（１０）がサーバＡ２（１１）に切り替る場合を例に動作のシーケンスを説明する。

まず、サーバＡ１（１０）の切替制御部は、自局の仮想アドレスＶＡと登録要求日時を示すタイムスタンプ情報をアドレス登録要求としてクライアントＢ１（２０）に対して送信し（ステップ３０１）、クライアントＢ１（２０）の切替制御部は当該アドレス登録要求を受信する（ステップ３０２）。当該アドレス登録要求を受信したクライアントＢ１（２０）の切替制御部は、受信したアドレス登録要求内の仮想アドレスＶＡと当アドレス登録要求の送信元アドレスであるサーバＡ１（１０）の実アドレスＲＡ１の対応をメモリ等の記憶装置上にアドレス管理テーブルとして記憶し（ステップ３０３）、アドレス登録応答を登録要求送信元であるサーバＡ１（１０）へ送信する（ステップ３０４）。ステップ３０３実行後のクライアントＢ１（２０）のアドレス管理テーブルの内容を図４に示す。

図４は本実施形態のステップ３０３実行後のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。図４に示す様にステップ３０３実行後のクライアントＢ１（２０）のアドレス管理テーブル４５には、仮想アドレスＶＡとサーバＡ１（１０）の実アドレスＲＡ１の対応を示すデータが格納されており、これらのアドレスの登録要求に付加されているタイムスタンプ情報も格納しておき、以下で説明するタイムスタンプの差の計算の際に用いる様にしても良い。

サーバＡ１（１０）の切替制御部はアドレス登録応答を受信し、当仮想アドレスＶＡを通信で使用可能な様にアドレスを活性化する（ステップ３０５）。

またクライアントＢ１（２０）の切替制御部は自局の仮想アドレスＶＢをアドレス登録要求としてサーバＡ１（１０）へ送信し(ステップ３０６）、サーバＡ１（１０）の切替制御部は当該アドレス登録要求を受信する（ステップ３０７）。当該アドレス登録要求を受信したサーバＡ１（１０）の切替制御部は、クライアントＢ１（２０）がアドレス登録要求を受信した際と同様に、メモリ等の記憶装置上に受信したアドレス登録要求内の仮想アドレスＶＢと当アドレス登録要求の送信元アドレスであるクライアントＢ１（２０）の実アドレスＲＢ１の対応をアドレス管理テーブルとして記憶し（ステップ３０８）、アドレス登録応答を登録要求送信元であるクライアントＢ１（２０）へ送信する（ステップ３０９）。クライアントＢ１（２０）の切替制御部はアドレス登録応答を受信し、当仮想アドレスＶＢを通信で使用可能な様にアドレスを活性化する（ステップ３１０）。

なお、アドレス登録要求は、アドレス登録要求送信先の構成情報を予め用意しておき、ＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）コネクション上で通知を行うか、或いはＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）のユニキャストでも通知が可能である。また、事前にアドレス登録要求送信先の構成情報を持たせずに、ＵＤＰのブロードキャスト等を使用し通知することも可能である。

系切替においては、系切替時にＯＳ等から起動するコールドスタンバイの方式もあり、アドレス登録要求に対する応答が必ず返る保証は無い。従って、ＴＣＰコネクション上でアドレス登録要求を通知する場合には、ＴＣＰコネクションが確立するまで一定間隔でＴＣＰコネクション確立の試行を繰り返し、ＴＣＰコネクションの確立を契機にアドレス登録要求を行う。またＵＤＰで通知する場合にはアドレス登録応答を受信するまで一定間隔でアドレス登録要求の送信を繰り返す等を行うことも考えられる。

次に、サーバＡ１（１０）とクライアントＢ１（２０）のトランザクション等の業務処理部の通信用に仮想アドレスＶＡ、ＶＢを使用してコネクションを確立し（ステップ３１１、３１２）、サーバＡ１（１０）及びクライアントＢ１（２０）はメモリ等の記憶装置上に当コネクションの状態や仮想アドレス等をコネクション管理テーブルとして記憶する（ステップ３１３、３１４）。

ここで、サーバＡ１（１０）の業務処理部の障害等により、サーバＡ２（１１）への系切替が発生した場合、サーバＡ２（１１）の切替制御部は引継ぐ仮想アドレスＶＡをアドレス登録要求として送信し（ステップ３１５）、クライアントＢ１（２０）の切替制御部はアドレス登録要求を受信する（ステップ３１６）。アドレス登録要求を受信したクライアントＢ１（２０）の切替制御部は受信したアドレス登録要求内にある仮想アドレスＶＡをキーにアドレス管理テーブルを参照し、仮想アドレスＶＡに対するサーバＡ１（１０）の実アドレスＲＡ１を取得後、当実アドレスのサーバＡ１（１０）に対して仮想アドレスＶＡをアドレス削除要求として送信する（ステップ３１７）。サーバＡ１（１０）の切替制御部は当該アドレス削除要求を受信し（ステップ３１８）、当該削除要求で通知された仮想アドレスＶＡをキーにコネクション管理テーブルを検索し、当該仮想アドレスＶＡを使用したコネクションに対して切断処理、例えばそのコネクションを使用している業務処理の強制終了等を行い（ステップ３１９）、コネクション切断に合わせ当該コネクションに対応するコネクション管理テーブルのデータを削除する（ステップ３２０）。その後、アドレス削除要求送信元であるクライアントＢ１（２０）へアドレス削除応答を送信し、当仮想アドレスＶＡで通信できない様にアドレスの非活性化を行う（ステップ３２１）。

なお、サーバＡ１（１０）自体が障害の場合には、クライアントＢ１（２０）の切替制御部はアドレス削除応答の受信を期待できないため、所定時間が経過するまで応答の監視を行い、タイムアウトした場合には、ステップ３１７からステップ３２３の処理に遷移する。

クライアントＢ１（２０）の切替制御部はアドレス削除応答を受信し（ステップ３２２）、上記アドレス登録要求で通知された仮想アドレスＶＡをキーに、コネクション管理テーブルを検索し、当該仮想アドレスＶＡを使用したコネクションに対して切断処理を行い（ステップ３２３）、コネクション切断に合わせて当該コネクションに対応するコネクション管理テーブルのデータを削除する（ステップ３２４）。次に、クライアントＢ１（２０）の切替制御部はアドレス管理テーブルの仮想アドレスＶＡに対応する実アドレスＲＡ１を、アドレス登録要求送信元であるサーバＡ２（１１）の実アドレスＲＡ２に更新し（ステップ３２５）、上記アドレス登録要求送信元であるサーバＡ２（１１）へアドレス登録応答を送信する（ステップ３２６）。ステップ３２５実行後のアドレス管理テーブルの内容を図５に示す。

図５は本実施形態のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。図５に示す様にステップ３２５実行後のクライアントＢ１（２０）のアドレス管理テーブル５５には、仮想アドレスＶＡとサーバＡ２（１１）の実アドレスＲＡ２の対応を示すデータが格納されている。

サーバＡ２（１１）の切替制御部は当該アドレス登録応答を受信し（ステップ３２７）、ここでシステム切替処理は完了し、サーバＡ２とクライアントＢ１間の業務処理で使用するコネクションの再確立を行い、業務の復旧を行う。

なお、本実施形態ではプロトコルをＴＣＰ／ＩＰと想定しているが、プロトコルに制限はなく、例えばＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等でも良く、この場合にはＮＳＡＰ（ＮｅｔｗｏｒｋＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）アドレスやＰＳＡＰ（ＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）アドレスといったアドレス情報を用いることも可能である。また、仮想アドレスにエリアスＩＰアドレス、実アドレスに物理ＩＰアドレスを想定しているが、仮想アドレスは系切替を行う単位（サーバ、クライアント、業務等）を識別する為のものであり、識別可能なものであれば単なる識別情報でも良く、アドレス体系に制約は無い。また、物理アドレスについても同様である。

更に、業務処理部が使用するコネクションの切断については、前記アドレス登録要求等を通知する為のＴＣＰコネクション上、或いはＵＤＰで定期的に通信相手とデータを送受信することで生存監視を行い、相手からのデータ受信が一定時間無かったことを契機とすることで、通信相手の障害を早期に検知してコネクションを切断する方法も考えられる。

図６は本実施形態のアドレス登録要求受信処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の切替制御部は、アドレス登録要求を受信すると、メモリ等の記憶装置上に記憶しているアドレス管理テーブルを参照し（ステップ６０１）、上記アドレス登録要求で通知された仮想アドレスと重複する仮想アドレスが存在するかを検索し（ステップ６０２）、存在しない場合には新規登録として当該アドレス管理テーブルに仮想アドレスと上記アドレス登録要求の送信元の実アドレスを追加し（ステップ６０３）、上記アドレス登録要求の送信元にアドレス登録応答を送信する（ステップ６０４）。このステップ６０３及び６０４は、それぞれ図３におけるステップ３０３及び３０４に相当する処理である。重複する仮想アドレスが存在する場合には、同一仮想アドレスの前回の登録要求と今回受信した上記登録要求に付加されたタイムスタンプから差を計算し（ステップ６０５）、その差が事前定義された所定時間内、例えばアドレス削除要求の送信からアドレス削除応答の受信に要する時間内である場合、上記アドレス登録要求の送信元にアドレス登録拒否を送信し（ステップ６０６）、複数の予備計算機が存在する等の場合に同一アドレスの所定時間内の登録要求が競合することを回避する。

またステップ６０５においてタイムスタンプの差が所定時間より大きい場合、上記アドレス登録要求送信元の実アドレスと上記アドレス登録要求に付加された仮想アドレスを記憶し（ステップ６０７）、アドレス管理テーブルからアドレス登録要求で通知された仮想アドレスに対応する実アドレスを取得して、当該実アドレスに対して上記アドレス登録要求の仮想アドレスを付加したアドレス削除要求を送信する（ステップ６０８）。このステップ６０８は、図３のステップ３１７に相当する処理である。

図７は本実施形態のサーバまたはクライアントの各構成要素例を示す図である。図７に示す様に本実施形態のサーバまたはクライアントは、ＣＰＵ７１、メモリ７２、及びネットワーク３０を接続するネットワークアダプタ７９や、各種プログラム及びデータを格納する磁気ディスク（図示せず）等から構成される。また、メモリ７２上には、トランザクション等の業務処理を行う業務処理部７３、ＴＣＰ／ＩＰ等の通信制御部７８を含むＯＳ７７の間に系切替を実現する切替制御部７４が存在する。

業務処理部７３は、トランザクションやファイル転送処理等、ネットワークを介して他の計算機との通信を行って実際の業務処理を実行する処理部である。切替制御部７４は、予備計算機からアドレス登録要求を他計算機へ送信し、予備計算機からアドレス登録要求を受信して現用計算機へ削除要求を送信し、他計算機から削除要求を受信して前記他計算機とのコネクションを切断し、前記他計算機に削除応答を送信し、当該削除応答を受信して現用計算機とのコネクションを切断すると共に、前記アドレス登録要求を送信した予備計算機にアドレス登録応答を送信し、前記予備計算機との間でのコネクション再確立に備える処理部である。なお、切替制御部７４は上記要求及び応答を送受信する際に、仮想アドレスと実アドレスの情報を所有するアドレス管理テーブル７５、及び業務処理部が使用するコネクションの状態やアドレス等の情報を所有するコネクション管理テーブル７６を備え、切替を制御する。

サーバまたはクライアントを業務処理部７３及び切替制御部７４として機能させる為のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録され磁気ディスク等に格納された後、メモリにロードされて実行されるものとする。なお前記プログラムを記録する記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ以外の他の記録媒体でも良い。また前記プログラムを当該記録媒体から情報処理装置にインストールして使用しても良いし、ネットワークを通じて当該記録媒体にアクセスして前記プログラムを使用するものとしても良い。

以上説明した様に本実施形態の計算機システムによれば、現用計算機から予備計算機へアドレスを引継ぐ系切替の際に、通信相手の計算機に対して系切替が発生したことを通知すると共に、現用計算機に対しても切替が発生したことを通知することで、現用計算機と待機計算機でのアドレス重複を防止するので、高信頼なスタンバイシステムを平易に構築でき、構築や運用に関するコストを軽減することが可能である。

本実施形態の計算機システムの一基本構成例を示す図である。本実施形態の図１の構成におけるアドレス付与の一例を示す図である。本実施形態の動作シーケンスの一例を示す図である。本実施形態のステップ３０３実行後のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。本実施形態のアドレス管理テーブルの一例を示す図である。本実施形態のアドレス登録要求受信処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のサーバまたはクライアントの各構成要素例を示す図である。

符号の説明

１０…現用サーバ、１１…予備サーバ、２０…現用クライアント、２１…予備クライアント、３０…ネットワーク、２０１及び２０２…仮想アドレス、２０３〜２０６…実アドレス、４５…アドレス管理テーブル、５５…アドレス管理テーブル、７１…ＣＰＵ、７２…メモリ、７３…業務処理部、７４…切替制御部、７５…アドレス管理テーブル、７６…コネクション管理テーブル、７７…ＯＳ、７８…通信制御部、７９…ネットワークアダプタ。

Claims

ネットワークを介して接続された現用計算機と予備計算機との切替を行うシステム切替方法において、
現用計算機から予備計算機への系切替の際に予備計算機から当該計算機で使用するアドレスを情報として持つアドレス登録要求を通信装置により送信し、前記予備計算機からアドレス登録要求を受信した他計算機は当該アドレスを使用していた現用計算機に対し当該アドレスを情報として持つアドレス削除要求を送信し、アドレス削除要求を受信した現用計算機は当該アドレス削除要求内にあるアドレスを使用したコネクションを切断後にアドレス削除応答を送信し、アドレス削除応答を受信した他計算機は当アドレスを使用したコネクションを切断後に予備計算機に対しアドレス登録応答を送信し、当該予備計算機と他計算機の間でコネクション確立要求を通信装置により送受信してコネクションを再確立するシステム切替方法であって、
アドレス登録要求にタイムスタンプを付加して、予備計算機からアドレス登録要求を通信装置により受信した後に、更に他の予備計算機から前記アドレスと同一のアドレス登録要求を通信装置により受信すると、各アドレス登録要求に付加されたタイムスタンプの差を計算し所定時間内である場合には、後のアドレス登録要求を送信した当該計算機へアドレス登録拒否を通信装置により送信することを特徴とするシステム切替方法。
各アドレス登録要求に付加されたタイムスタンプの差がアドレス削除要求の送信からアドレス削除応答の受信に要する時間内である場合に前記アドレス登録拒否を通信装置により送信することを特徴とする請求項１に記載されたシステム切替方法。
ネットワークを介して接続された現用計算機と予備計算機との切替えを行う計算機システムにおいて、
現用計算機から予備計算機への系切替の際に予備計算機から当該計算機で使用するアドレスを情報として持つアドレス登録要求を通信装置により送信し、前記予備計算機からアドレス登録要求を受信した他計算機は当該アドレスを使用していた現用計算機に対し当該アドレスを情報として持つアドレス削除要求を送信し、アドレス削除要求を受信した現用計算機は当該アドレス削除要求内にあるアドレスを使用したコネクションを切断後にアドレス削除応答を送信し、アドレス削除応答を受信した他計算機は当アドレスを使用したコネクションを切断後に予備計算機に対しアドレス登録応答を送信し、当該予備計算機と他計算機の間でコネクション確立要求を通信装置により送受信してコネクションを再確立する計算機システムであって、
アドレス登録要求にタイムスタンプを付加して、予備計算機からアドレス登録要求を通信装置により受信した後に、更に他の予備計算機から前記アドレスと同一のアドレス登録要求を通信装置により受信すると、各アドレス登録要求に付加されたタイムスタンプの差を計算し所定時間内である場合には、後のアドレス登録要求を送信した当該計算機へアドレス登録拒否を通信装置により送信することを特徴とする計算機システム。
ネットワークを介して接続された現用計算機と予備計算機との切替を行うシステム切替方法をコンピュータに実行させる為のプログラムにおいて、
現用計算機から予備計算機への系切替の際に予備計算機から当該計算機で使用するアドレスを情報として持つアドレス登録要求を通信装置により送信し、前記予備計算機からアドレス登録要求を受信した他計算機は当該アドレスを使用していた現用計算機に対し当該アドレスを情報として持つアドレス削除要求を送信し、アドレス削除要求を受信した現用計算機は当該アドレス削除要求内にあるアドレスを使用したコネクションを切断後にアドレス削除応答を送信し、アドレス削除応答を受信した他計算機は当アドレスを使用したコネクションを切断後に予備計算機に対しアドレス登録応答を送信し、当該予備計算機と他計算機の間でコネクション確立要求を通信装置により送受信してコネクションを再確立するシステム切替方法であって、
アドレス登録要求にタイムスタンプを付加して、予備計算機からアドレス登録要求を通信装置により受信した後に、更に他の予備計算機から前記アドレスと同一のアドレス登録要求を通信装置により受信すると、各アドレス登録要求に付加されたタイムスタンプの差を計算し所定時間内である場合には、後のアドレス登録要求を送信した当該計算機へアドレス登録拒否を通信装置により送信するシステム切替方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。