JP5819881B2

JP5819881B2 - 通信装置、通信システム、通信方法、および、プログラム

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Publication number: JP5819881B2
Application number: JP2013105227A
Authority: JP
Inventors: 久司徳増
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: JP2014225208A

Description

本願発明は、通信装置、通信システム、通信方法、および、プログラムに関する。本発明は、特に、障害発生時の対策に関係する。

AdvancedTCA (Telecom Computing Architecture)（登録商標）は、同じシェルフに属するボード間の通信経路の一つとして、I2C (IIC: Inter-Integrated Circuit)（登録商標）を使用したバスの存在を規定している。このI2Cバスに接続されたデバイス、例えばボードは、当該バス上で、IPMI(intelligent platform management interface)で定義された手順に従ってメッセージを送受信して通信を行う。

I2Cバスに接続されたデバイスは、通信の終了時にストップコンディションと呼ばれる信号をバス上に送信することで、バスの使用を終えたことを宣言する。バスを使用しようとしていた他のデバイスは、このストップコンディションを検知することでバスが解放されたことを認識し、通信を開始する。

多数のデバイスが同じI2Cバスに接続される。どれか一つのデバイスでも不正な動きをすれば、バスは解放されず使用出来なくなり、シェルフ全体が異常な状態に陥ってしまう。このようにバスが使用できなくなることを、バスのフリーズと呼ぶ。バスがフリーズした場合に、どのボード上のI2Cデバイスが原因になっているのか、判断することは簡単ではない。この判断は、同じI2Cバス上に存在する全てのデバイスに対して通信を行って応答を求めて確認することが必要であり、時間を要する。

これと同様な問題は、他の規格を用いた通信でも発生しうる。この問題に関連して、以下の技術が開示されている。

特許文献１は、I2Cバスフリーズの原因となったスレーブ装置を速やかに特定する為に、バスに流れるデータからスレーブアドレスを検出して保存するプロセッサを開示する。特許文献２は、複数の処理装置およびバスモニタがバスに接続されたシステムであって、通信を行った処理装置を特定するために、バスモニタ障害情報を参照するシステムを開示する。

特許文献３は、マスタ装置とスレーブ装置がI2Cバスラインを介して接続されたシステムに於いて、誤動作したスレーブ装置がストップコンディションを受信してリセットすることを開示する。特許文献４は、バスマスタ装置が、コマンドを送信したにもかかわらず応答しないバススレーブ装置をハングアップしたものとして特定することを開示する。

特開2012-150749号公報特開平01-095340号公報特開2010-055474号公報特開2003-308257号公報

特許文献１の技術は、マスタ装置が原因でI2Cバスがフリーズした場合に、マスタ装置を特定することが出来ない。特許文献２乃至４の技術も同様である。

I2Cに限られず、通信時に発生した障害の解析に於いては、通信している装置の双方を迅速に特定できることが望ましい。本発明の目的は、上記課題を解決できる技術を提供することである。

本願発明の一実施形態の通信装置は、第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信する第１の送受信手段と、前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを前記第１の送受信手段から取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１の送受信手段から前記バスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う監視手段と、を備える。

本願発明の一実施形態の通信方法は、第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信し、前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１のバスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う。

本願発明の一実施形態のプログラムは、コンピュータに、第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信する第１の送受信処理と、
前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１のバスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う監視処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明に係る装置等は、障害の発生時に、通信している装置の双方を迅速に特定することが出来る。

図１は、第１の実施の形態にかかる通信システム10の全体構成を示す。図２は、ボード13の内部構成を示す。図３は、通信装置80が送受信するメッセージ30の構成を示す。図４は、I2Cバス21がフリーズした場合の通信システム10の動作シーケンス図である。図５は、第２の実施の形態にかかる通信システム50の全体構成を示す。図６は、ボード54の内部構成を示す。図７は、第３の実施の形態にかかる通信装置80の構成を示す。

（第１の実施の形態の構成）
図１は、本実施の形態にかかる通信システム10の全体構成を示す。通信システム10は、３台以上の通信装置80、及び、それらを接続するI2Cバス21を包含する。ここで、I2Cバス21は、AdvancedTCAのIPMB (Intelligent Platform Management Bus)として使用されているI2Cバスである。また、３台の通信装置80は、例えば、同じシェルフ上に存在するボード12、ボード13、および、ボード14である。一つのシェルフ上には最大16枚のボードが存在する。通信装置80は相互にメッセージ30を送受信する。

図２は、ボード13の内部構成を示す。ボード13は、I2C送受信部22、IPMI処理部23、監視部24とユーザー通知部25を包含する。I2C送受信部22は、I2Cバス21と接続されている。IPMI処理部23はI2C送受信部22と接続されている。監視部24はI2C送受信部22と接続されている。ユーザー通知部25は監視部24と接続されている。

I2C送受信部22は、IPMI処理部23から要求された送信データを、I2Cバス21へ送信する。送信しようとしたときに、I2Cバス21が一定時間以上アイドル状態にならなかった場合、I2C送受信部22は、送信に失敗した旨をIPMI処理部23に通知する。また、I2C送受信部22は、I2Cバス21上のメッセージ30等のデータを受信する。I2C送受信部22は、受信したメッセージ30が自アドレス宛ならばIPMI処理部23と監視部24へ送り、自アドレス宛で無ければ監視部24へのみ送る。

IPMI処理部23は、I2C送受信部22を使用して、バス21に接続された他のボード12やボード14等とIPMIに従ってメッセージ30を送受信する。また、IPMI処理部23は、I2C送受信部22より送信に失敗した旨の通知を受けたら、監視部24にI2Cバス21の正常化を要求する。

監視部24は、I2C送受信部22から送られたメッセージ30から宛先アドレスと送信元アドレスとを抽出し、内部のメモリ25に記憶する。監視部24は、最後に受信したメッセージ30のものだけを記憶するので、新しいメッセージ30を受信した場合には、以前に記憶していた内容を破棄する。

また、IPMI処理部23からI2Cバス21の正常化の要求を受けた場合、監視部24は、I2C送受信部22を介してI2Cバス21上にストップコンディションを送信してI2Cバス21をアイドル状態に初期化する。その後、監視部24は、メモリ25に記憶していた送信元アドレス、宛先アドレスのそれぞれに対し、応答を期待できるメッセージ30を送信し、応答を得られなかったボード12またはボード14を異常と判定する。

ユーザー通知部25は、監視部24から異常なボード12またはボード14を発見した旨の通知を受けて、シリアルポートへの警告通知出力、SNMP-Trap、 syslog等の手段を用いて、どのボードが異常に陥っているのかを、保守者に通知する。

なお、通信装置80が含む各部は、電子回路などのハードウェアである。各部の機能の一部または全部は、通信装置80が備えるメモリ（図示されず）に格納されたプログラムが、通信装置80が備えるプロセッサ（図示されず）により実行されることで、実現されても良い。

また、ボード12、および、ボード14は、本明細書で説明する範囲で同様な、I2C送受信部22、IPMI処理部23、監視部24とユーザー通知部25を包含する。他の点に於いて、ボード12、ボード13、および、ボード14は、相違する部分を備えていても良い。

図３は、通信装置80が送受信するメッセージ30の構成を示す。メッセージ30は、IPMIの規定に従う。図３は、左からメッセージ30の１バイト目、２バイト目、．．．を示す。IPMIメッセージの１バイト目は宛先アドレスを含み、４バイト目は送信元アドレスを含む。監視部24は、メッセージ30の1バイト目と4バイト目を抽出してメモリ25に記憶する。

（第１の実施の形態の動作）
次に、本実施の形態の通信システム10の動作について説明する。ここでは、シェルフ上のあるボード12が、I2Cバス21を経由して他のボード14にメッセージ30を送信する例を取り上げて説明する。

ボード12がボード14に送信した場合、そのメッセージ30は、I2Cバス21に接続された他のボード13にも到達する。ボード13に到達したメッセージ30は、I2C送受信部22で受信され、宛先アドレスが自装置のものと異なるとして監視部24に送られる。監視部24はメッセージを解析し、宛先アドレスと送信元アドレスとをメッセージ30から抽出して内部のメモリ25に記憶する。

図４は、I2Cバス21がフリーズした場合の通信システム10の動作シーケンス図である。なお、本図に於いて、I2C送受信部22、IPMI処理部23、監視部24とユーザー通知部25は、ボード13に備えられているものである。

IPMI処理部23は、送信すべきメッセージ30があると、I2C送受信部22に対してI2Cバス21への送信を要求(S401)する。I2C送受信部22は、I2Cバス21がアイドル状態になるのを待って送信する。一定時間を待って、I2Cバス21がアイドル状態にならなかった場合、I2C送受信部22は送信を中断(S402)して、IPMI処理部23に対してI2Cバス21がアイドル状態にならなかったために送信できなかった旨を通知する(S403)。

I2C送受信部22から送信失敗を通知されたIPMI処理部23は、監視部24に対してI2Cバス21の正常化を要求する(S404)。なお、I2C送受信部22が直接（IPMI処理部23を経由せず）、監視部24に対してI2Cバス21の正常化を要求しても良い。

正常化の要求を受けた監視部24は、まず、I2C送受信部22に対して、I2Cバス21の初期化を要求する(S405)。要求を受けたI2C送受信部22は、I2Cバス21に対してI2Cプロトコルのストップコンディションを送信(S406)し、I2Cバスをアイドル状態に初期化する。

また、監視部24は先にメモリ25に記憶した宛先アドレスと送信元アドレスとを参照し、それら２つのアドレスに対してそれぞれ、確実に応答を期待できるような問い合わせを送信する。監視部24はこの送信をI2C送受信部22に依頼して送信し（S407、S408、S411およびS412）、送受信部22経由でその応答を受け取る(S409,S41)。応答を期待できるような問い合わせは、例えば、IPMIのGetDeviceInfoメッセージ30である。

応答を受け取ることが出来なかった場合、監視部24は、応答を受信できなかったアドレスのボードが異常であると判断する。即ち、当該ボードのI2Cデバイスは、I2Cバス21の制御に関して異常に陥っていると判断する。

このようにして、あるボードが異常に陥っていると判断したら、監視部24はユーザー通知部25にその情報を報告する(S413)。報告を受けたユーザー通知部25は、シリアルポートへの警告通知出力、SNMP-Trapやsyslog等の手段を用いて、保守員に通知し復旧を求める。

なお、上述の説明で、監視部25は、確実に応答を期待できるような問い合わせを送信することでボードの障害の有無判定を行った。判定方法はこれに限られない。監視部25は、通信履歴の解析や、専用の診断パス経由の特殊インターフェースによる判定を行っても良い。

本実施の形態の通信装置80、例えば、ボード13は、対象を２つに絞って障害判定を実施できる。従って、判定が迅速になる。その理由は、監視部25が、最新メッセージ30の宛先アドレスと送信元アドレスをメモリ25に記憶するからである。この仕組みが存在しない場合には、例えば、監視部25は、シェルフ上の16枚のボード全てを対象として障害判定を行う必要があり、時間が掛かる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態として、I2Cバス21が複数存在する通信システム50を示す。この通信システム50は、一方のI2Cバス21の障害発生時に、正常な方のI2Cバス21を使用して異常を起こしたボードの機能復旧を実施する。

図５は、第２の実施の形態にかかる通信システム50の全体構成を示す。通信システム50は、３台以上の通信装置80、及び、それらを接続する複数のI2Cバス21を包含する。ここで、３台の通信装置80は、例えば、同じシェルフ上に存在するボード53、ボード54、ボード55である。複数のI2Cバス21は、例えば、I2Cバス21-AとI2Cバス21-Bである。ボード53、ボード54、および、ボード55は、図１のボード12、ボード13およびボード14に相当し、それぞれI2Cバス21-A とI2Cバス21-Bの両方に接続されている。

通信システム50において、メッセージ30は、I2Cバス21-AとI2Cバス21-Bの何れか一方を経由して通信される。例えば、あるメッセージ30は、ボード53からI2Cバス21-Aを経由してボード55宛に送信され、別のメッセージ30は、ボード54からI2Cバス21Bを経由してボード53宛に送信される。

図６は、ボード54の内部構成を示す。ボード54は、I2C送受信部63-AとI2C送受信部63-BとIPMI処理部65、監視部66を包含する。I2C送受信部63-Aは、I2Cバス21-Aと接続されている。I2C送受信部63-Bは、I2Cバス21-Bと接続されている。IPMI処理部65は、I2C送受信部63-AとI2C送受信部63-Bとに接続されている。監視部66は、I2C送受信部63-AとI2C送受信部63-Bとに接続されている。

I2C送受信部63-AとI2C送受信部63-Bは、IPMI処理部65から要求された送信データをそれぞれが接続されたI2Cバス21へ送信する。送信しようとしてI2Cバス21が一定時間以上アイドル状態にならなかった場合、I2C送受信部63は、送信に失敗した旨をIPMI処理部65に通知する。また、それぞれが接続されたI2Cバス21上のデータを受信し、自アドレス宛ならばIPMI処理部65と監視部66へ送る。自アドレス宛で無ければ、監視部66へのみ送る。

IPMI処理部65は、I2C送受信部63-AとI2C送受信部63-Bを使用して、I2Cバス21-AとI2Cバス21-Bに接続された他のボード53やボード55とIPMIに従ってメッセージ30を送受信する。また、IPMI処理部23は、I2C送受信部63-AまたはI2C送受信部63-Bより送信に失敗した旨の通知を受けたら、監視部66に、通知を受けたI2Cバス21の正常化を要求する。

監視部66は、I2C送受信部63-Aから送られたメッセージ30から宛先アドレスと送信元アドレスとを抽出し、内部のメモリ67-Aに記憶する。監視部66は、最後に受信したメッセージ30のものだけを記憶するので、新しいメッセージ30を受信した場合には、以前に記憶していた内容を破棄する。また、IPMI処理部65からI2Cバス21-Aの正常化の要求を受けたら、I2C送受信部63-Aを介してI2Cバス21-A上にストップコンディションを送信してI2Cバス21-Aをアイドル状態に初期化する。その後、監視部66は、メモリ67-Aに記憶していた送信元アドレス、宛先アドレスのそれぞれに対し、応答を期待できるメッセージ30を送信し、応答を得られなかったボード53またはボード55を異常と判定する。

また、監視部66は、I2C送受信部63-Bから送られたメッセージ30から宛先アドレスと送信元アドレスとを抽出し、内部のメモリ67-Bに記憶する。監視部66は、最後に受信したメッセージ30のものだけを記憶するので、新しいメッセージ30を受信した場合には、以前に記憶していた内容を破棄する。また、IPMI処理部65からI2Cバス21-Bの正常化の要求を受けたら、I2C送受信部63-Bを介してI2Cバス21-B上にストップコンディションを送信してI2Cバス21-Bをアイドル状態に初期化する。その後、監視部66は、メモリ67-Bに記憶していた送信元アドレス、宛先アドレスのそれぞれに対し、応答を期待できるメッセージ30を送信し、応答を得られなかったボード53またはボード55を異常と判定する。

また、ボード53、および、ボード55は、本明細書で説明する範囲で同様な、I2C送受信部63-A、I2C送受信部63-B、IPMI処理部65と監視部66を包含する。他の点に於いて、ボード53、ボード54、および、ボード55は、相違する部分を備えていても良い。

次に、通信システム50の動作を説明する。ここでは、シェルフ上のボード53が、I2Cバス21-Aを経由して、他のボード55にIPMIのメッセージ30を送信する、として説明する。

ボード53からI2Cバス21-Aを経由してボード55へ送信した場合、そのメッセージ30はI2Cバス21-Aに接続された他のボード54にも到達している。

ボード54に到達したメッセージ30はI2C送受信部63-Aで受信され、宛先アドレスが自装置のものと異なるとして、監視部66に送られる。監視部66はメッセージ30を解析し、宛先アドレスと送信元アドレスとを抽出してメモリ-A67-Aに記憶する。

IPMI処理部65は、送信すべきメッセージ30があると、I2C送受信部63-Aに対してI2Cバス21-Aへの送信を要求する。I2C送受信部63-Aは、I2Cバス21-Aがアイドル状態になるのを待って送信する。I2C送受信部63-Aは、一定時間を待って、I2Cバス21-Aがアイドル状態にならなかった場合、送信を中断して、IPMI処理部65に対してI2Cバス21-Aがアイドル状態にならなかったために送信できなかった旨を通知する。I2C送受信部63-Aから通知されたIPMI処理部65は、監視部66に対してI2Cバス21-Aの正常化を要求する。

正常化の要求を受けた監視部66は、まず、I2C送受信部63-Aに対して、I2Cバス21-Aの初期化を要求する。要求を受けたI2C送受信部63-AはI2Cバス21-Aに対してI2Cプロトコルのストップコンディションを送信し、I2Cバス21-Aをアイドル状態に初期化する。また、監視部66は先にメモリ67-Aに記憶した宛先アドレスと送信元アドレスとを参照し、それら２つのアドレスに対してそれぞれ、確実に応答を期待できるような問い合わせをI2C送受信部63-Aを介して送信し、応答を受け取る。応答を受け取ることが出来なかった場合、監視部66はそのアドレスのボード53またはボード55を異常と判定する。

ここでは、仮にボード53からの応答が得られなかったとする。

そこで監視部66は、I2Cバス21-Aの制御についてボード53が異常に陥っていると判断して、I2C送受信部63-BとI2Cバス21-Bを介して、ボード53に対してI2Cバス21-A制御の機能回復要求のメッセージ30を送信する。当該メッセージ30を受信したボード53は、自身をリブートさせる等の手段を用いて、I2Cバス21-A制御の機能を回復させる。

なお、ボード53の機能回復手段は、リブートに限られない。故障原因の自己診断を行って、例えば、制御データが破壊されていれば、当該データの修復などを行っても良い。

本実施形態の通信装置80、例えばボード54は、障害判定の後、障害と認識されたボードの機能回復を実施できる。その理由は、監視部25が、冗長化されたI2Cバス21のうち正常なI2Cバス21を経由して、障害と認識されたボードの機能回復要求を送信するからである。

（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態にかかる通信装置80の構成を示す。通信装置80は、送受信部81と監視部82と、を備える。

送受信部81は、通信バスを通じて、当該通信バスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信する。監視部82は、通信バス上を流れる自装置および他装置宛のメッセージを送受信部81から取得して、最新のメッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶する。さらに監視部82は、送受信部81から通信バスの障害を通知されると、通信バスを初期化した後、通信バスを使用して、記憶されている宛先アドレスの他装置および送信元アドレスの他装置の障害有無判定を行う。

本実施の形態の通信装置80は、対象を２つに絞って障害判定を実施できる。従って、判定が迅速になる。その理由は、監視部25が、最新メッセージ30の宛先アドレスと送信元アドレスをメモリ25に記憶するからである。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。特に、本発明は、AdvancedTCAへの適用に限られない。本発明は、例えば、通常のLAN（local Area Network）にも適用可能である。

１０、５０通信システム
１２、１３、１４、５３、５４、５５ボード
２１ I2Cバス
２２、６３ I2C送受信部
２３、６５ IPMI処理部
２４、６６、８２監視部
２５、６７メモリ
３０メッセージ
８０通信装置
８１送受信部

Claims

第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信する、および前記他装置から他の前記他装置宛に送信されたメッセージを受信する第１の送受信手段と、
前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを前記第１の送受信手段から取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１の送受信手段から前記バスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う監視手段と、を備える通信装置。
第２のバスを通じて、当該第２のバスに接続された前記複数の他装置とメッセージを送受信する第２の送受信手段を更に備え、
前記監視手段は、前記障害診断により障害と判断された前記他装置に対して、前記第２の送受信手段経由で機能回復要求を送信し、また、前記第２の送受信手段経由で前記他装置から前記機能回復要求を受信すると自装置の機能回復を行う、請求項１の通信装置。
前記第１のバスは、AdvancedTCAのIPMBとして動作するI2Cバスであり、
前記第１の送受信手段は、前記第１のバスを経由してIPMIに基づくメッセージを送受信し、前記他装置の障害有無判定を、前記他装置に情報取得要求を前記第１のバスを使用して送信し、その応答受信の有無により行う、請求項１及び２の何れかの通信装置。
請求項１乃至３の何れか１つの通信装置と、
前記第１のバスと、
前記他装置と、を包含する通信システム。
第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信する、および前記他装置から他の前記他装置宛に送信されたメッセージを受信する第１の送受信処理と、
前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１のバスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う監視処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
第２のバスを通じて、当該第２のバスに接続された前記複数の他装置とメッセージを送受信する第２の送受信処理と、
前記障害診断により障害と判断された前記他装置に対して、前記第２のバス経由で機能回復要求を送信し、また、前記第２のバス経由で前記他装置から前記機能回復要求を受信すると自装置の機能回復を行う前記監視処理と、をコンピュータに実行させる請求項５のプログラム。
第１のバスを通じて、当該第１のバスに接続された複数の他装置とメッセージを送受信し、および前記他装置から他の前記他装置宛に送信されたメッセージを受信し、
前記第１のバス上を流れる自装置および他装置宛の前記メッセージを取得して、最新の前記メッセージに含まれる宛先アドレスおよび送信元アドレスを記憶するとともに、前記第１のバスの障害を通知されると、前記第１のバスを初期化した後、前記第１のバスを使用して、記憶されている前記宛先アドレスの前記他装置および前記送信元アドレスの前記他装置の障害有無判定を行う通信方法。
第２のバスを通じて、当該第２のバスに接続された前記複数の他装置とメッセージを送受信し、
前記障害診断により障害と判断された前記他装置に対して、前記第２のバス経由で機能回復要求を送信し、また、前記第２のバス経由で前記他装置から前記機能回復要求を受信すると自装置の機能回復を行う、請求項７の通信方法。