JP5535471B2 - マルチパーティション・コンピュータシステム、障害処理方法及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、マルチパーティション・コンピュータシステムに関し、特に、障害パーティションを迅速かつ確実に判別し、正常パーティションへの障害の影響を防止するマルチパーティション・コンピュータシステム、障害処理方法及びそのプログラムに関する。

近年、コンピュータシステムにおいては、多プロセッサ化、プロセッサのマルチコア化が進み、一つのシステムを複数の互いに独立したシステムに分割した、マルチパーティション・コンピュータシステムが一般的になってきている。マルチパーティション・コンピュータシステムでは、あるパーティションで障害が発生しても、他の正常なパーティションに障害が伝播しないようにすることが重要である。

マルチパーティション・コンピュータシステムにおいて、あるパーティションにおいて障害が発生した場合に、他の正常なパーティションに障害が伝播しないようにする関連技術としては、例えば、次に述べるような３つの方法が存在する。

第１の方法が、特許文献１（特開２００６−２６０３２５号）に記載されている。この方法では、エラーを検出した障害パーティションが、該パーティションに属するプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ等、リソースにエラーを通知して動作を停止させ、障害パーティションからの不正パケット流出を抑止するものである。エラー通知方法には、専用線によるもの、エラー通知専用パケットによるもの、サービスプロセッサ経由で通知するもの等、様々な方法が提案されている。

第２の方法が、特許文献２（特開２００５−１２２２２９号）に記載されている。この方法では、クロスバー等、パーティション共有部にパーティションに含まれるリソースを管理する管理テーブルを備え、パケットを監視し、パケットの送信先または送信元アドレス等から管理テーブルを索引し、障害パーティションから正常パーティションへの不正パケット流出を抑止するものである。

第３の方法は、特許文献３（特開２０００−２３５５５８号）に記載されている。この方法では、パーティションに含まれる各リソース側に、パーティションに含まれるリソースを管理する管理テーブルを備え、パケットを監視し、パケットの送信先または送信元アドレス等から管理テーブルを索引し、障害パーティションから正常パーティションへの不正パケット流出を抑止する、ファイヤウォールを用いるものである。
特開２００６−２６０３２５号 特開２００５−１２２２２９号 特開２０００−２３５５５８号

特許文献１に記載の第１の方法においては、障害発生から、エラー検出、エラー通知、動作停止までに時間がかかり、その間に不正パケットが正常パーティションに伝播し、正常パーティションに影響が出てしまう可能性があるという問題がある。また、エラー通知及び動作停止を実現するために、複雑な機構が必要であり、システムの構築にコストがかかるという問題もある。

特許文献２及び特許文献３に記載の第２及び第３の方法においては、パーティションに含まれるリソース（プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ等）を管理テーブルで管理しているため、システムが大規模になるほど管理テーブルが大きくなり、実現にコストがかかるという問題がある。また、システムが大規模になると、管理テーブルの設定が複雑になって、管理テーブルの設定にミスが発生する可能性が高くなるという問題がある。管理テーブルの設定にミスが発生すると、不正パケットが正常パーティションに伝播し、正常パーティションに影響が出てしまうことになる。さらに、動的にパーティション境界の変更をする場合、管理テーブルの変更が複雑で非常に手間がかかるとという問題がある。

（発明の目的）
本発明の目的は、簡単な制御で障害パーティションからの不正パケットを迅速かつ確実に判別し、正常パーティションへの流入を防ぐことができるマルチパーティション・コンピュータシステム、障害処理方法及びそのプログラムを提供することにある。

本発明によるマルチパーティション・コンピュータシステムは、複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムであって、パーティションに含まれるノードが、パケットを受信した場合、自パーティションに固有のパーティション識別情報と、受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄するパケット識別手段を含む。

本発明によるノードは、複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムのノードであって、パケットを受信した場合、自パーティションに固有のパーティション識別情報と、受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄するパケット識別手段を含む。

本発明による障害処理方法は、複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムにおける障害処理方法であって、パーティションに含まれるノードで、パケットを受信した場合、自パーティションに固有のパーティション識別情報と、受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄する処理を行う。

本発明による障害処理プログラムは、複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムのノード上で実行される障害処理プログラムであって、パーティションに含まれるノードに、パケットを受信した場合、自パーティションに固有のパーティション識別情報と、受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄する処理を実行させる。

本発明によれば、簡単な制御で障害パーティションからの不正パケットを迅速かつ確実に判別し、流入を防ぐことができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態の構成）
図２は、本発明の第１の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムの構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、マルチパーティション・コンピュータシステムは、複数のプロセッサノード１０〜４３、複数のＩ／Ｏノード５０〜８０、及びこれらノード間を接続するクロスバー９０を備えて構成されている。

マルチパーティション・コンピュータシステムは、複数のパーティションＡ及びパーティションＢに論理的に分割されている。ここで、プロセッサノード１０及びＩ／Ｏノード５０が、パーティションＡを構成し、プロセッサノード２０〜４０及びＩ／Ｏノード６０〜８０がパーティションＢを構成している。

なお、本実施の形態では、プロセッサノード数及びＩ／Ｏノード数がそれぞれ４つ、クロスバー数が１つ、パーティション数が２つである場合について説明しているが、これらプロセッサノード、Ｉ／Ｏノード及びクロスバー、パーティションの数については図示の場合に限定されず、任意の数で実現することが可能である。

図１は、図２に示すプロセッサノード１０（〜４０）の詳細な構成例を示すブロック図である。プロセッサノード１０〜４０の構成はそれぞれ同じであるので、ここでは、プロセッサノード１０の構成について説明する。

プロセッサノード１０は、一以上のプロセッサ２００、パケット制御ユニット１００を備え、パケット制御ユニット１００は、パケット送信部１１０と、パケット受信部１２０と、パーティション識別子登録レジスタ１３０を備えている。

図１において、パケット送信部１００は、パケット生成手段１１１を備えている。このパケット生成手段１１１は、プロセッサ２００から送られてくる送信コマンド３００及びパーティション識別子登録レジスタ１３０に登録されているパーティション識別子１３１からパケットを生成し、送信パケット３１０としてクロスバー９０に対して送信する。

背景技術で説明した関連技術におけるパケット生成手段によって生成されたパケットの構成は、例えば、図３のようにアドレス、コマンド及びデータからなる。これに対して、本実施の形態におけるパケット生成手段１１１によって生成されたパケットは、例えば、図４に示すように、アドレス、コマンド及びデータに加えて、パーティション識別子を付加した構成となっている。

図１において、パケット受信部１２０は、パケット識別手段１２１を備えている。このパケット識別手段１２１は、受信パケット４１０のパーティション識別子と、パーティション識別子登録レジスタ１３０に登録されているパーティション識別子１３２を比較し、両識別子が一致している場合、受信コマンド４００としてプロセッサ２００へ送る。

両識別子が不一致である場合、パケット識別手段１２１は、障害パーティションから不正に送られてきたパケットであると判断し、受信パケット４１０を廃棄し、エラー通知手段１２２へエラー１２３を通知する。エラー通知手段１２２は、該不正パケットを送出してきたパーティションに対して、エラーが発生したことの通知４２０を送る機能を有する。

図１において、パーティション識別子登録レジスタ１３０は、自パーティション（自身のプロセッサノードが属するパーティション）に固有なパーティション識別子を記録しておく記憶手段である。このパーティション識別子としては、一般的にパーティション番号が該当するが、自パーティションを一意に識別可能であればこのパーティション番号に限定するものではない。

以上詳細に本実施の形態の構成を説明したが、図１に示した、パケット送信部１１０、パケット受信部１２０の上記以外の構成要素については、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。

なお、本実施の形態では、プロセッサノード１０〜４０の構成について説明したが、Ｉ／Ｏノード５０〜８０についてもプロセッサノード１０〜４０と同様に構成されている。

また、パケット制御ユニット１００に関しては、プロセッサノードに備える構成としたが、プロセッサ２００の内部、クロスバー９０のポート部に備えることも可能である。また、クロスバー９０についても、クロスバーの代わりにネットワークスイッチとしても同様に構成することが可能である。

（第１の実施の形態の動作）
次に、上記のように構成される第１の実施の形態による動作について詳細に説明する。

まず、パケット送信部１１０の動作について説明する。パケット生成手段１０１は、プロセッサ２００から送信された送信コマンド３００に基づいて送信パケット３１０を生成する。この時、パケット生成手段１０１は、図３に示されるパケットフォーマットに、パーティション識別子登録レジスタ１３０から読み出した、自パーティション固有のパーティション識別子１３０１を付加することにより、図４に示されるようなパケットフォーマットの送信パケット３１０としてクロスバー９０に送る。

このように、ノード１０から送信される送信パケットには全て、そのノードが属するパーティションに固有のパーティション識別子が付与されることになる。

次に、図５のフローチャートを参照して、パケット受信部１２０の動作について説明する。

クロスバー９０から受信パケット４１０を受信すると（ステップＳ７０１）、パケット受信部１２０のパケット識別手段２０１において、受信パケット４１０から当該受信パケット４１０に含まれているパーティション識別子を抽出する（ステップＳ７０２）。

さらに、パケット識別手段２０１は、受信パケット４１０から抽出したパーティション識別子を、パーティション識別子登録レジスタ１３０に登録されている自パーティション固有のパーティション識別子３０２と比較する（ステップＳＳ７０３）。

パーティション識別子が一致していた場合、パケット識別手段２０１は、受信パケット４１０が正常なパケットであると判断し、受信コマンド４００としてプロセッサ２００に送信する（ステップＳ７０４）。

不一致の場合、パケット識別手段２０１は、受信パケット４１は不正なパケットであると判断し、受信パケット４１０を廃棄処理する（ステップＳ７０５）。これにより、不正なパケットの自パーティションへの進入を防止することができる。また、不正パケットであると判断した受信パケット４１０のパーティション識別子を持つパーティションに対して、エラーが発生したことを通知する（ステップＳ７０６）。

（第１の実施の形態による効果）
本実施の形態によれば、以下に記載するような効果が得られる。
第１に、全てのパケットにそのパケットがどのパーティションに属しているのかを識別するパーティション識別子を付与し、受信したパケットのパーティション識別子と自パーティションの識別子を比較することで、不正パケットを判別するので、簡単な制御で障害が発生している他のパーティションからの不正パケットを迅速かつ確実に判別し、流入を防ぐことができる。

第２に、パーティション識別子のみで判別しているので、動的にパーティションに含まれるノード（プロセッサノード、Ｉ／Ｏノード）が変更されても、簡単に対応することができる。

第３に、必要とするハードウェア量が少ないので、コンピュータシステムが大規模になっても低コストで導入し実現することが可能である。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

第２の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムの全体構成及び各ノードの構成については、図１及び図２に示した第１の実施の形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。

この第２の実施の形態においては、パーティション共有部であるクロスバー９０について新たな工夫を加えている。第２の実施の形態によるクロスバー９０の構成を図６に示す。

図６において、クロスバー９０は、エラー検出部５１０を有するパケット制御ユニット５００を備えている。クロスバー９０のその他の構成要素については、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。

パケット制御ユニット５００のエラー検出部５１０は、パケット識別手段５１１と、エラー通知手段５１２をさらに備えている。エラー検出部５１０は、チェックサムやＣＲＣ（Cyclic
Redundancy Check）等を用いたエラー検出方法によって受信したパケットのエラーを検出する機能を有する。

受信パケット５１でエラーを検出した場合に、パケット識別手段５０１により、そのパケットの持つパーティション識別子５０３を抽出し、エラー通知手段５０２に通知し、エラー通知手段５０２は、パーティション識別子５０３から、固有のパーティション識別子を持つパーティションを選択し、エラー通知５２を実施する。

（第２の実施の形態による効果）
第２の実施の形態によれば、パーティション共有部であるクロスバーにおいて、エラー発生したパケットが属するパーティションのみにエラー報告を行うことによって、マルチパーティションダウンを防ぐことができるという効果が得られる。

次に、プロセッサノード１０のハードウェア構成例について、図７のブロック図を参照して説明する。

図７を参照すると、プロセッサノード１０は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成によって実現することができ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１（プロセッサ２００に相当）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリからなる、データの作業領域やデータの一時退避領域に用いられる主記憶部４０２、ネットワーク６００を介してデータの送受信を行う通信部４０３、外部装置と接続してデータの送受信を行う入出力インタフェース部４０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリから構成されるハードディスク装置である補助記憶部４０５（パーティション識別子登録レジスタ１３０に相当）、本情報処理装置の上記各構成要素を相互に接続するシステムバス４０６、ディスプレイ装置等の出力装置４０７及びキーボード等の入力装置４０８を備えている。

本実施の形態によるプロセッサノード１０は、パケット制御ユニット１００のパケット送信部１１０パケット生成手段１１１、パケット受信部１２０のパケット識別手段１２１及びエラー通知手段１２２の機能を実行する障害処理プログラムを組み込んだ、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のハードウェア部品である回路部品を実装することにより、その動作をハードウェア的に実現することは勿論として、上記パケット生成手段１１１、パケット識別手段１２１及びエラー通知手段１２２の各機能を提供する障害処理プログラムを、補助記憶部４０５に格納し、そのプログラムを主記憶部４０２にロードしてＣＰＵ３０１で実行することにより、ソフトウェア的に実現することも可能である。

なお、Ｉ／Ｏノード５０〜８０についても、図７に示したプロセッサノード１０のハードウェア構成と同様の構成を有している。

以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

本発明の第１の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムにおけるノードの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムの全体の構成例を示すブロック図である。 関連技術におけるパケット生成手段によって生成されるパケットの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムにおけるパケット生成手段によって生成されるパケットの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプロセッサノードのパケット受信部の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムにおけるクロスバーの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるマルチパーティション・コンピュータシステムにおけるプロセッサノードのハードウェア構成例を示す図である。

符号の説明

１０〜４０：プロセッサノード
５０〜８０：Ｉ／Ｏノード
９０：クロスバー
１００：パケット制御ユニット
１１０：パケット送信部
１１１：パケット生成手段
１２０：パケット受信部
１２１：パケット識別手段
１２２：エラー通知手段
１３０：パーティション識別子登録レジスタ
５００：パケット制御ユニット
５１０：エラー検出部
５１１：パケット識別手段
５１２：エラー通知手段

Claims (10)

1. 複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムであって、
   前記パーティションに含まれるノードが、自パーティション識別情報を登録する自パーティション識別情報登録手段と、
   他のノードからパケットを受信した場合、前記自パーティション識別情報登録手段に登録されている自パーティション識別情報と、前記受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、前記受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄する第１のパケット識別手段と、
   自パーティションを識別するパーティション識別情報を含むパケットを生成して送信するパケット送信手段とを備えることを特徴とするマルチパーティション・コンピュータシステム。
2. 前記ノードが、前記第１のパケット識別手段で前記受信パケットを廃棄した場合に、前記受信パケットに含まれる前記パーティション識別情報を持つ他のパーティションに対してエラー通知を行う第１のエラー通知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチパーティション・コンピュータシステム。
3. 前記ノード間を接続するクロスバーを備え、
   前記クロスバーが、受信したパケットのエラーを検出するエラー検出手段と、
   エラーを検出した受信パケットの前記パーティション識別情報を抽出する第２のパケット識別手段と、
   抽出した前記パーティション識別情報を持つパーティションに対してエラー通知を行う第２のエラー通知手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のマルチパーティション・コンピュータシステム。
4. 複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムの前記ノードであって、
   自パーティション識別情報を登録する自パーティション識別情報登録手段と、
   他のノードからパケットを受信した場合、前記自パーティション識別情報登録手段に登録されている自パーティション識別情報と、前記受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、前記受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄するパケット識別手段と、
   自パーティションを識別するパーティション識別情報を含むパケットを生成して送信するパケット送信手段とを備えることを特徴とするノード。
5. 前記パケット識別手段で前記受信パケットを廃棄した場合に、前記受信パケットに含まれる前記パーティション識別情報を持つ他のパーティションに対してエラー通知を行うエラー通知手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のノード。
6. 複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムにおける障害処理方法であって、
   前記パーティションに含まれるノードで、自パーティション識別情報を登録し、
   自パーティションを識別するパーティション識別情報を含むパケットを生成して送信し、
   他のノードからパケットを受信した場合、前記登録されている自パーティション識別情報と、前記受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、前記受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄する処理を行うことを特徴とする障害処理方法。
7. 前記ノードで、前記受信パケットを廃棄した場合に、前記受信パケットに含まれる前記パーティション識別情報を持つ他のパーティションに対してエラー通知を行うことを特徴とする請求項６に記載の障害処理方法。
8. 前記ノード間を接続するクロスバーで、
   受信したパケットのエラーを検出し、
   エラーを検出した受信パケットの前記パーティション識別情報を抽出し、
   抽出した前記パーティション識別情報を持つパーティションに対してエラー通知を行う処理を実行することを特徴とする請求項６又は請求項７の何れかに記載の障害処理方法。
9. 複数のノードを論理的に複数のパーティションに分割したマルチパーティション構成のコンピュータシステムの前記ノード上で実行される障害処理プログラムであって、
   前記パーティションに含まれるノードに、自パーティション識別情報を登録し、
   自パーティションを識別するパーティション識別情報を含むパケットを生成して送信する処理と、
   他のノードからパケットを受信した場合、前記登録されている自パーティション識別情報と、前記受信パケットに含まれるパーティション識別情報を比較し、一致しない場合に、前記受信パケットを不正なパケットと判定して廃棄する処理とを実行させることを特徴とするパケット制御プログラム。
10. 前記ノードに、前記受信パケットを廃棄した場合に、前記受信パケットに含まれる前記パーティション識別情報を持つ他のパーティションに対してエラー通知を行う処理を実行させることを特徴とする請求項９に記載の障害処理プログラム。

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