JP5317185B2 - ホットスタンバイシステム及びホットスタンバイ方法 - Google Patents

Description

本発明は、端末を配下に置くスレーブシステムと、前記端末を仮想スロットを用いて管理するマスタシステムと、前記マスタシステムと同一の構成を有するスタンバイシステムと、を備えるホットスタンバイシステム及びそのシステムにおけるホットスタンバイ方法に関する。

従来より、主装置間をネットワークでつなぎ、主装置間で相互に相手の機能を利用する技術はあった。ここで、主装置とは、端末（ボタン電話など）を収容するインターフェースを備えたり、公衆回線と接続するためのインターフェースを備えたり、ＩＰネットワークと接続するためのインターフェースを備えたりする装置のことである。

しかし、主装置の機能をネットワークを介して他の主装置で利用できるようにするためには、各機能を改造する必要があった。そのため、改造されていない機能はネットワークに対応しておらず、ある主装置の全ての機能をネットワーク経由で他の主装置が利用するということができなかった。

すなわち、従来、主装置間のネットワーキングによる接続は、各主装置がそれぞれのＣＰＵでリソースを管理し、端末、回線等の状態も別々に管理していたため、ネットワーク間で主装置の機能を動かすためには、単一の主装置で機能を動かすようには簡単にはいかず、ネットワークに対応するよう機能の作り変えが必要であった。

また、従来のネットワーキングシステムにおいては、主装置のリソースであるパッケージのスロットは、各システムごとに別々に管理されており、そのため、個々のシステムは互いに相手のリソースの情報、状態等を知ることができず、そのため、ネットワーク上で主装置の機能を利用する際、制限が生じていた。

そこで、単一の主装置が、ネットワークにつながる全ての主装置のハードウェアのリソース等の情報を一元管理することにより、情報の管理を容易にし、機能制限のないネットワーキングを構築することを目的として、入出力制御モジュールとその下位のスロットインターフェースとの間に、スロット管理モジュール、スロット制御モジュール及び物理スロット／管理スロット対照表を備え、入出力モジュールは、仮想スロット識別情報を用いてスロットインターフェースにアクセスし、スロット管理モジュールが、物理スロット／管理スロット対照表を参照して、仮想スロット識別情報を物理スロット識別情報に変換し、変換により得られた物理スロット識別情報に対応するスロット制御モジュールにアクセスすることにより、入出力モジュールによるスロットインターフェースへの物理的なアクセスが実現されることを特徴とするスロットインターフェースアクセス装置が発明された（特許文献１参照）。

また、複数の主装置を備え、そのうち１つの主装置がマスタ主装置であり、他の主装置がスレーブ主装置であり、マスタ主装置が機能不全となった場合、スレーブ主装置のうちの１つのスレーブ主装置が新たなマスタ主装置となることを特徴とする主装置の代替方法が発明された（特許文献１参照）。

特開２００９−３９２３号公報

特許文献１で開示された発明では、リソース集中管理による機能制限のないネットワーキング（以下、集中管理ネットワーキング）におけるマスタとなる主装置がダウン、またはネットワーク障害により通信できなくなった場合に代理となるマスタ（スタンバイシステム）を選出することで、ネットワーク全体がダウンすることなく、稼動を継続することが出来た。

だが、代理となるマスタ（スタンバイシステム）に制御を切り替えるとき、スレーブシステムとの通信は一旦遮断され、情報が欠損してしまうため、パッケージ状態との矛盾が生じてしまい、一旦パッケージのリソースを初期化する必要があった。このため、通話中の呼は切断されてしまい、また、初期化処理のため、切り替えにある程度の時間がかかってしまっていた。

そこで本発明は、スレーブシステムとの通信を継続したまま、マスタシステムからスタンバイシステムに制御を移すことを可能とするホットスタンバイシステム及びホットスタンバイ方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、端末を配下に置くスレーブシステムと、前記スレーブシステムと接続され、前記端末を前記スレーブシステムの端末パッケージと自システムの仮想スロットを用いて管理するマスタシステムと、前記スレーブシステムと接続され、前記マスタシステムと同一の構成を有し、前記マスタシステムと同一の動作をするスタンバイシステムと、を備え、前記スレーブシステムは、前記マスタシステムと前記スタンバイシステムに同一のデータを出力し、前記マスタシステムは、前記スレーブシステムに出力するべきデータにインデックスを付けて、前記スレーブシステムに出力し、前記スタンバイシステムは、前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと同一のデータに、前記マスタシステムがそのデータに付けるインデックスと同一のインデックスを付けて、バッファに書き込み、前記スレーブシステムは、前記マスタシステムがダウンした場合に、スタンバイシステムに対し、ダウン直前のインデックスと共に、稼働要求を出力し、前記スタンバイシステムは、前記稼働要求を受け取ったならば、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降のデータを、前記スレーブシステムに出力することを特徴とするホットスタンバイシステムが提供される。

また、本発明によれば、端末を配下に置くスレーブシステムと、前記スレーブシステムと接続され、前記端末を前記スレーブシステムの端末パッケージと自システムの仮想スロットを用いて管理するマスタシステムと、前記スレーブシステムと接続され、前記マスタシステムと同一の構成を有し、前記マスタシステムと同一の動作をするスタンバイシステムと、を備えるシステムにおけるホットスタンバイ方法において、前記スレーブシステムは、前記マスタシステムと前記スタンバイシステムに同一のデータを出力し、前記マスタシステムは、前記スレーブシステムに出力するべきデータにインデックスを付けて、前記スレーブシステムに出力し、前記スタンバイシステムは、前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと同一のデータに、前記マスタシステムがそのデータに付けるインデックスと同一のインデックスを付けて、バッファに書き込み、前記スレーブシステムは、前記マスタシステムがダウンした場合に、スタンバイシステムに対し、ダウン直前のインデックスと共に、稼働要求を出力し、前記スタンバイシステムは、前記稼働要求を受け取ったならば、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降のデータを、前記スレーブシステムに出力することを特徴とするホットスタンバイ方法が提供される。

本発明によれば、スレーブシステムとの通信を継続したまま、マスタシステムからスタンバイシステムに制御を移すことが可能となる。

本発明の実施形態によるホットスタンバイシステムの全体の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるホットスタンバイシステムの動作を示す概念図である。 本発明の実施形態において、端末がスレーブシステムの端末パッケージ及びマスタシステム又はスタンバイシステムの仮想スロットを介してマスタースロット又はスタンバイスロットに制御されることを示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。

本発明は、主系の主装置（マスタシステム）と同一処理を行う待機系の主装置（スタンバイシステム）を即時実行可能状態を保ちながら常時待機させることで、障害発生時、呼状態を保ったままでの瞬時の主系切り替えを実現するものである。

本発明では、マスタシステムのミラーリングを行うスタンバイシステムを用意し、マスタシステムの処理と同一の処理をスタンバイシステムに内部的に行わせることで上記の問題を回避する。

すなわち、マスタ主装置と同一の処理をデュアルシステムに行わせることで、ＣＰＵ、メモリの状態を同一に保つことが出来、障害発生時、リソースを初期化することなく、代理マスタに即座に制御を切り替えることが出来る（以下、従来のリソース初期化を伴う切り替えをコールドスタンバイ、リソースの初期化を行わず、通話状態を継続したままの切り替えをホットスタンバイと呼称する）。

図１に本発明の実施形態によるホットスタンバイシステムのブロック図を示す。図１に示すように、スレーブシステム１０３は、端末パッケージなどのリソースの上りデータをマスタシステム１０１に送信し、マスタシステム１０１はそれを受け、呼制御をＣＰＵ上で行い、スレーブシステム１０３を制御する。

このとき、スレーブシステム１０３は、マスタシステム１０１に上りデータを送信すると同時にスタンバイシステム１０５にも同じデータを送信する。上りデータを受信したスタンバイシステム１０５は、内部的にマスタシステム１０１と同様の処理を行う。スレーブシステム１０３の制御についてはマスタシステム１０１が行うため、スタンバイシステム１０５は下りデータを送信しないが、マスタシステム１０１がダウンしたときのためにデータのバッファリングを行い、一定時間保存しておく。このようにすることで、デュアルシステムのＣＰＵ、メモリの内部状態は、マスタシステム１０１と同一に保つことができ、いつマスタシステム１０１に障害が発生しても即時にマスタシステム１０１をスタンバイシステム１０５に切り替えることが可能な状態を保つことが出来る。

図２にマスタシステム１０１がダウンしたときの概念図を示す。

図２の（１）で示すように、ネットワーク上に障害が発生したり、マスタシステム１０１が物理的に故障するなどの理由により、スレーブシステム１０３がマスタシステム１０１と通信不能の状態に陥り、一定時間以上経っても復旧しない場合、（２）で示すように、スレーブシステム１０３は、スタンバイシステム１０５に対し、代理マスタシステムとして稼動を開始するよう依頼し、自身がどこまで下りデータを受け取ったかをインデックス番号という形で通知する。すべての下りデータはマスタシステム１０１がスレーブシステム１０３に送信する際、インデックスをつけて送信されるので、障害が発生し、スレーブシステム１０３が下りデータを受け取れなくなったとき、どの下りデータから受け取れなかったか判断することが出来る。スタンバイシステム１０５は、マスタシステム１０１と完全に同期して動作し、下りデータをマスタシステム１０１と同じデータに同じインデックスを付加して内部バッファにバッファリングしているので、（２）でインデックス番号をスレーブシステム１０３から受けたとき、（３）にて示すように、スレーブシステム１０３が受信できなかったバッファリングされた下りデータを、インデックスを利用して連続性を保ちながら、再送することが出来る。これにより、スレーブシステム１０３は、マスタシステム１０１との通信が遮断されていたときの下りデータを補完することが出来る。この際、データ伝送のスピードに対して、インデックスのやりとりのスピードの方が早いので、スタンバイシステムから続きのデータを送る際に遅延が生じることもない。従って、スタンバイシステムは、インデックス直後のデータから所定量のデータはバッファから読み出してスレーブシステムに送信するとしても、それ以降のデータはバッファを介さないでスレーブシステムに送信する。なお、上りデータに関しては、常時スタンバイシステム１０５に同期して通知されているため、欠損することはない。スレーブシステム１０３は、すべての下りデータが補完され端末パッケージ１０７に対し、送信した後、（４）にて示すようにスタンバイシステム１０５を代理マスタとして再度稼動を開始する。

以上の方法により、通信が遮断され、マスタシステムの切り替えが発生した場合でも情報は欠損することなく、端末パッケージ１０７を初期化する必要がなくなるため、通話状態をそのまま継続させ、瞬時にマスタシステム１０１からスタンバイシステム１０５へ切り替えることが可能になる。

図３に実際の運用例を示す。

スレーブシステム１０３には、実際に端末１０７を制御する端末パッケージ１０９が収容されており、そこに端末１０７が接続している。

スレーブシステム１０３は、特許文献１に記載の発明に基づき、すべてのパッケージ情報をマスタシステム１０１に通知し、マスタシステム１０１はスレーブシステム１０３を制御する。スレーブシステム１０３は、マスタシステム１０１に送信するデータのコピーをスタンバイシステム１０５にも同期して送信する。スタンバイシステム１０５は、そのデータを受け取り、マスタシステム１０１と同一の処理を行う。

図３で示した概念図に関して、データの流れと内部処理の詳細に関して説明を行う。

特許文献１に記載の発明では、スレーブシステム１０３がマスタシステム１０１に端末パッケージ１０９のすべてのリソース情報を仮想スロット１１１を介して送信することで、マスタシステム１０１はあたかも自システムにスレーブシステム１０３の端末パッケージ１０９を収容しているかのように認識することが出来た。

また、パッケージに接続する端末情報、端末１０７の動作イベントなどもすべてスレーブシステム１０３からマスタシステム１０１に通知され、マスタシステム１０１は、自システムにスレーブシステム１０３の端末１０７が接続されているのと同様に処理することが出来た。

つまり、スレーブシステム１０３の端末１０７がオフフックしたり、発信したり、通話するといった情報は、マスタシステム１０１上、スレーブシステム１０３の端末１０７のステータスという形で保持され、その端末１０７の状態を常に把握することが出来た。

本発明ではこの方法に基づき、スレーブシステム１０３の情報をマスタシステム１０１だけでなく、スタンバイシステム１０５にも通知することで、スタンバイシステム１０５が、パッケージ情報から端末１０７のステータスにいたるまですべてのマスタシステム１０１と同期して動くことを可能とする。

すなわち、スレーブシステム１０３の端末１０７で通話が行われているとき、マスタシステム１０１およびスタンバイシステム１０５では、どの端末１０７がどこと通話しているといった基本的な情報から、端末１０７のＬＣＤに何が表示されているといった詳細まで、すべて内部的に把握することが可能となる。

従来の発明では、これらの情報を保持しているシステムがマスタシステム１０１のみであったため、マスタシステム１０１がダウンし、代理のマスタを稼動させるとき状態を初期化させるために、端末パッケージ１０９などのリセットが必要であった。本発明によって、スタンバイシステム１０５は、マスタシステム１０１の情報のすべてを保持することが出来るため、リソースの初期化をすることなく、マスタシステム１０１の機能をそのまま引き継ぐことが出来る。

これによって、マスタシステム１０１からスタンバイシステム１０１への切り替えが行われる際、通話が途切れることなく、また瞬時に切り替えることが可能となる。

本実施形態を適用することで、障害発生時に通話状態を途切れさせることなく、また瞬時に処理を切り替えることが可能となる。つまり事実上、障害発生はユーザーにとって何の影響もなく、完全な冗長性を実現することが可能となる。

本発明は、業務の中断が許されない、ミッションクリティカルな業務において利用することができる。

１０１ マスタシステム
１０３ スレーブシステム
１０５ スタンバイシステム
１０７ 端末
１０９ 端末パッケージ

Claims (4)

1. 端末を配下に置くスレーブシステムと、
   前記スレーブシステムと接続され、前記端末を前記スレーブシステムの端末パッケージと自システムの仮想スロットを用いて管理するマスタシステムと、
   前記スレーブシステムと接続され、前記マスタシステムと同一の構成を有し、前記マスタシステムと同一の動作をするスタンバイシステムと、
   を備え、
   前記スレーブシステムは、前記マスタシステムと前記スタンバイシステムに同一のデータを出力し、
   前記マスタシステムは、前記スレーブシステムに出力するべきデータにインデックスを付けて、前記スレーブシステムに出力し、
   前記スタンバイシステムは、前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと同一のデータに、前記マスタシステムがそのデータに付けるインデックスと同一のインデックスを付けて、バッファに書き込み、
   前記スレーブシステムは、前記マスタシステムがダウンした場合に、スタンバイシステムに対し、ダウン直前のインデックスと共に、稼働要求を出力し、
   前記スタンバイシステムは、前記稼働要求を受け取ったならば、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降のデータを、前記スレーブシステムに出力することを特徴とするホットスタンバイシステム。
2. 請求項１に記載のホットスタンバイシステムにおいて、
   前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと前記スタンバイシステムが前記スレーブシステムに出力するデータとの連続性を保つために、前記スタンバイシステムは、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降の所定量のデータを前記バッファから読み出すことを特徴とするホットスタンバイシステム。
3. 端末を配下に置くスレーブシステムと、
   前記スレーブシステムと接続され、前記端末を前記スレーブシステムの端末パッケージと自システムの仮想スロットを用いて管理するマスタシステムと、
   前記スレーブシステムと接続され、前記マスタシステムと同一の構成を有し、前記マスタシステムと同一の動作をするスタンバイシステムと、
   を備えるシステムにおけるホットスタンバイ方法において、
   前記スレーブシステムは、前記マスタシステムと前記スタンバイシステムに同一のデータを出力し、
   前記マスタシステムは、前記スレーブシステムに出力するべきデータにインデックスを付けて、前記スレーブシステムに出力し、
   前記スタンバイシステムは、前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと同一のデータに、前記マスタシステムがそのデータに付けるインデックスと同一のインデックスを付けて、バッファに書き込み、
   前記スレーブシステムは、前記マスタシステムがダウンした場合に、スタンバイシステムに対し、ダウン直前のインデックスと共に、稼働要求を出力し、
   前記スタンバイシステムは、前記稼働要求を受け取ったならば、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降のデータを、前記スレーブシステムに出力することを特徴とするホットスタンバイ方法。
4. 請求項３に記載のホットスタンバイ方法において、
   前記マスタシステムが前記スレーブシステムに出力するデータと前記スタンバイシステムが前記スレーブシステムに出力するデータとの連続性を保つために、前記スタンバイシステムは、入力したインデックスの直後のインデックスが付けられているデータ以降の所定量のデータを前記バッファから読み出すことを特徴とするホットスタンバイ方法。

Images