JP6653277B2 - 分散処理システムに用いられるサーバ装置及び分散処理方法 - Google Patents

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本発明は、複数のサーバ装置によって呼信号の分散処理を行う技術に関する。
従来、呼信号を複数のサーバ装置で分散処理する分散処理システムでは、ミドルウェア内の機能部が呼信号に関する情報を保持している(特許文献1参照)。そのため、サーバ装置の増設が行われた場合には、呼信号の振り分けIDデータベースが更新され、更新された振り分けIDデータベースに基づいて情報が再配置される。そのため、既存呼が新たに増設されたサーバ装置に振り分けられても、再配置された情報に基づいて既存呼の継続が可能である。
特開2013−25720号公報
呼信号に関する情報をミドルウェア内の機能部ではなく、アプリケーション内の機能部に保持するようなアプリケーションが開発されている。かかるアプリケーションが分散処理システムに搭載された場合には、ミドルウェア内に呼信号に関する情報が保持されていないため、サーバ装置の増設後に情報の原本及び複製を再配置することができない。
そのため、サーバ装置の増設前からセッションが成立している既存呼が新たに増設されたサーバ装置に振り分けられた場合には、増設されたサーバ装置に情報が存在しないため、かかる既存呼は切断されてしまう。
本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、サーバ装置が増設された場合に既存呼が切断されることを防ぐことが可能なサーバ装置及び分散処理方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明のサーバ装置は、ユーザ端末装置からの呼信号を複数のサーバ装置によって処理する分散処理システムに用いられるサーバ装置であって、前記サーバ装置は、既存の前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDと、当該呼信号の振り分け先である前記サーバ装置と、が関連付けられる既存呼IDデータベースが記憶される記憶部と、前記既存呼IDデータベースを管理するとともに、前記分散処理システムに対して他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDに基づいて前記既存呼IDデータベースを参照することによって、当該呼信号が既存呼であるか新規呼であるかを判定し、当該呼信号が既存呼である場合には、当該呼信号を前記既存呼IDデータベースに記憶された振り分け先である前記サーバ装置へ振り分ける制御部と、を備え、前記制御部は、他の前記サーバ装置が増設される前に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを行い、他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを中止することを特徴とする。
かかる構成によると、既存呼IDデータベースを用いて既存呼を増設されたサーバ装置へ振り分けることなく、従前からの振り分け先であるサーバ装置へ振り分けるので、サーバ装置が増設された場合に既存呼が切断されることを防ぐことができる。
前記分散処理システムにおいて、既設の前記サーバ装置の負荷が第一所定値以上である場合に、他の前記サーバ装置が増設され、前記制御部は、前記負荷が前記第一所定値よりも小さい第二所定値以上となった場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを開始することが望ましい。
かかる構成によると、サーバ装置の増設が予測される場合にのみ既存呼IDデータベースへの書き込みを行うので、制御部の処理量を低減することができる。
前記制御部は、前記既存呼IDデータベースに書き込まれた既存の前記呼信号のセッションが全て終了した場合に、前記既存呼IDデータベースを用いた判定及び振り分けを終了することが望ましい。
かかる構成によると、既存呼IDデータベースに書き込まれた既存の呼信号のセッションが全て終了した場合に、既存呼IDデータベースを用いた判定及び振り分けを終了するので、サーバ装置の増設対応を好適に終了することができる。
前記制御部は、前記呼信号が新規呼である場合には、当該呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDをハッシュ化し、ハッシュ化された前記ユーザ端末装置のIDに基づいて当該呼信号の振り分け先を決定し、決定された前記振り分け先である前記サーバ装置へ振り分けることが望ましい。
かかる構成によると、サーバ装置の増設に伴って既存呼が切断されることを防ぐとともに、新規呼の呼信号の好適な振り分けを実行することができる。
また、本発明の分散処理方法は、ユーザ端末装置からの呼信号を複数のサーバ装置によって処理する分散処理システムに用いられるサーバ装置による分散処理方法であって、
前記サーバ装置は、既存の前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDと、当該呼信号の振り分け先である前記サーバ装置と、が関連付けられる既存呼IDデータベースが記憶される記憶部を備えており、前記サーバ装置が、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを行うステップと、前記分散処理システムに対して他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを中止し、前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDに基づいて前記既存呼IDデータベースを参照することによって、当該呼信号が既存呼であるか新規呼であるかを判定するステップと、当該呼信号が既存呼である場合に、当該呼信号を前記既存呼IDデータベースに記憶された振り分け先である前記サーバ装置へ振り分けるステップと、を実行することを特徴とする。
本発明によると、サーバ装置が増設された場合に既存呼が切断されることを防ぐことができる。
本発明の実施形態に係る分散処理システムを模式的に示す機能ブロック図である。 (a)は振り分けIDデータベースの一例を示す図、(b)は既存呼IDデータベースの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る分散処理方法を説明するためのフローチャートである。
<分散処理システム>
続いて、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1に示すように、本発明の実施形態に係る分散処理システム1は、複数のユーザ端末装置10(10A,10B,10C,…)間のセッションを成立させるための呼信号を複数のサーバ装置30(30A,30B,30C,…)によって分散処理するシステムである。分散処理システム1は、複数のユーザ端末装置10と通信可能に接続されるバランサ装置20と、バランサ装置20及び他のサーバ装置30と通信可能に接続される複数のサーバ装置30と、を備える。
かかる分散処理システム1は、複数のサーバ装置30のいずれかの負荷(例えば、CPU使用率)が第一所定値以上である場合に、サーバ装置30の増設を行う。ここで、既設のサーバ装置30は、増設されたサーバ装置30の通信可能に接続される。また、サーバ装置30は、自己診断機能によって自装置の負荷を検出することができる。
<バランサ装置>
バランサ装置20は、ユーザ端末装置10によって送信された呼信号を受信し、受信された呼信号を単純な規則で複数のサーバ装置30のいずれかに送信する、いわゆるロードバランサである。
<サーバ装置>
サーバ装置(VM:Virtual Machine)30は、ユーザ端末装置10によって送信された呼信号をバランサ装置20を介して受信し、受信された呼信号をハッシュ化したハッシュ値に基づいて、当該呼信号を自サーバ装置30を含む複数のサーバ装置30(すなわち、分散処理システム1に既設のサーバ装置30)のいずれかに振り分ける(転送する)。サーバ装置30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力回路等によって構成されており、機能部として、アプリケーション部31と、当該アプリケーション部31用の記憶部32と、ミドルウェア部33と、当該ミドルウェア部33用の記憶部34と、を備える。
<アプリケーション部>
アプリケーション部31は、サーバ装置30のCPUのうち、アプリケーションの機能を実行する機能部である。アプリケーション部31は、呼信号に関する情報を記憶部32に記憶させる。アプリケーション部31は、記憶部32に記憶された呼信号に関する情報に基づいて、後記するミドルウェア部33によって自サーバ装置30に振り分けられた呼信号によるセッションの制御を行う。
<ミドルウェア部>
図1に示すように、ミドルウェア部33は、サーバ装置30のCPUのうち、ミドルウェアの機能を実行する機能部である。ミドルウェア部33は、自サーバ装置30によって取得された呼信号に含まれるユーザ端末装置IDをハッシュ化することによってハッシュ値を算出し、算出されたハッシュ値と予め設定された振り分け規則とに基づいて、自サーバ装置30によって取得された呼信号を、自サーバ装置30を含む複数のサーバ装置30のいずれかへ振り分ける(転送する)。本実施形態において、サーバ装置30Bのミドルウェア部33は、ユーザ端末装置10Aからの呼信号をサーバ装置30Aに振り分け、ユーザ端末装置10Bからの呼信号を自サーバ装置30Bに振り分ける。ミドルウェア部33は、呼信号の振り分け結果を記憶部34内の振り分けIDデータベース34a(図2(a)参照)に記憶させる。
また、ミドルウェア部33は、既存呼の振り分け状態を既存呼IDデータベース34b(図2(b)参照)に記憶させる。ミドルウェア部33は、分散処理システム1においてサーバ装置30の増設が行われた場合に、記憶部34内の既存呼IDデータベース34bを参照して既存呼及び新規呼の判定を行うとともに、既存呼の振り分けを行う。かかるミドルウェア部33は、記憶部32に記憶された呼信号に関する情報にアクセスすることはできない。
<振り分けIDデータベース>
図2(a)に示すように、振り分けIDデータベース34aには、自サーバ装置30によって取得された呼信号に含まれるユーザ端末装置IDに基づいて算出されたハッシュ値と、呼信号の振り分け先と、が関連付けて記憶されている。なお、動作例の前提において説明するように、振り分けIDデータベース34aは、分散処理システム1に既設のサーバ装置30において共通化されている。
<既存呼IDデータベース>
図2(b)に示すように、既存呼IDデータベース34bには、現時点でセッションが成立している既存呼の呼信号に含まれるユーザ端末装置IDと、呼信号の振り分け先と、が関連付けて記憶されている。なお、動作例の前提において説明するように、既存呼IDデータベース34bは、分散処理システム1に既設のサーバ装置30において共通化されている。
<ミドルウェア部の動作例>
続いて、ミドルウェア部33の動作例(すなわち、サーバ装置30による分散処理方法)について、図3を参照し、分散処理システム1に対してサーバ装置30Cが増設された後にユーザ端末装置10Cからの新規呼が発生した場合を例にとって説明する(適宜図1及び図2参照)。
かかる分散処理システム1において、既設のサーバ装置30は、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全体の負荷、振り分けIDデータベース34a及び既存呼IDデータベース34bを、例えば公知の手法によって共有する。例えば、分散処理システム1におけるマスタサーバ装置は、分散処理システム1に対するサーバ装置30の増設及び減設を管理し、増設及び減設の結果(例えば、既設のサーバ装置30の台数)を既設のサーバ装置30へ通知し、既設のサーバ装置30は、かかる通知に基づいてサーバ装置30の増設等を認識することができる。また、例えば、分散処理システム1におけるマスタサーバ装置は、分散処理システム1に既設のサーバ装置30の負荷を収集し、収集された負荷に基づいて分散処理システム1の負荷を算出し、算出結果を既設のサーバ装置30へ送信する。既設のサーバ装置30全体の負荷の算出式は、サーバ装置30の増設及び減設に基づいて適宜調整される。
また、マスタサーバ装置は、振り分けIDデータベース34aを生成し、生成された振り分けIDデータベース34aを既設のサーバ装置30へ送信する。ハッシュ値による振り分け規則は、サーバ装置の増設時及び減設時に、分散処理システム1に既設のサーバ装置30の数によって調整される。また、マスタサーバ装置は、分散処理システム1に既設のサーバ装置30によって生成された各サーバ装置30の既存呼IDデータベースを収集し、収集された既存呼IDデータベースに基づいて分散処理システム1全体としての既存呼IDデータベース34bを生成し、生成された既存呼IDデータべース34bを既設のサーバ装置30へ送信する。なお、分散処理システム1に既設のいずれかのサーバ装置30、バランサ装置20、又は、これらとは別のサーバ装置が、前記したマスタサーバ装置として機能することができる。
ミドルウェア部33は、ステップS1の負荷判定において、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全体の負荷(例えば、CPU使用率)が第二所定値(例えば、70%)未満である場合には、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを行わない(ステップS2)。また、ミドルウェア部33は、バランサ装置20を介して取得された呼信号の振り分け先をユーザ端末装置IDのハッシュ値(すなわち、振り分けIDデータベース34a)に基づいて決定し、決定された振り分け先へ呼信号を振り分ける(ステップS2)。
ミドルウェア部33は、ステップS1の負荷判定において、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全体の負荷(例えば、CPU使用率)が第二所定値(例えば、70%)以上かつ第一所定値(例えば、80%)未満である場合には、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを行う(ステップS3)。換言すると、ミドルウェア部33は、自サーバ装置30の負荷が第二所定値未満から増加して第二所定値に達した場合に、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを開始する。ここで、ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを開始した時点でセッションが成立している既存呼に関する情報を既存呼IDデータベース34bへ書き込む。また、ミドルウェア部33は、バランサ装置20を介して取得された呼信号の振り分け先をユーザ端末装置IDのハッシュ値(すなわち、振り分けIDデータベース34a)に基づいて決定し、決定された振り分け先へ呼信号を振り分ける(ステップS3)。ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを開始した後にセッションが成立した呼に関する情報を既存呼IDデータベース34bへ書き込む。さらに、ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34aへの書き込みを開始した後にセッションが終了した呼に関する情報を既存呼IDデータべース34bから削除する。すなわち、ステップS3において、ミドルウェア部33は、呼信号によるセッションの確立状況に応じて既存呼IDデータベース34bを更新する。
なお、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全体の負荷(例えば、CPU使用率)が第二所定値(例えば、70%)以上から第二所定値未満となった場合(ステップS3→ステップS2)には、ミドルウェア部33は、ステップS2を実行する際に、既存呼IDデータベース34bに書き込まれた情報を削除する(既存呼IDデータベース34bのリセット)。そのため、既存呼IDデータベース34bを用いた呼判定及び振り分けの実行中において、切断された既存呼のユーザ端末装置10からの呼信号がある場合には、ミドルウェア部33は、かかる呼信号を新規呼として取り扱う。
ミドルウェア部33は、ステップS1の負荷判定において、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全体の負荷(例えば、CPU使用率)が第一所定値(例えば、80%)以上であって、分散処理システム1に新たなサーバ装置30Cが増設された場合には、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを中止する(ステップS4)。続いて、ミドルウェア部33は、呼信号に含まれるユーザ端末装置IDを用いて既存呼IDデータベース34bを参照することによって、呼信号が既存呼(負荷が第二所定値以上となる前からのセッションの呼信号)であるか新規呼(負荷が第二所定値以上となった後のセッションの呼信号)であるかを判定する(ステップS5)。換言すると、ミドルウェア部33は、負荷が第一所定値未満から増加して第一所定値に達した場合に、既存呼IDデータベース34bへの書き込みを中止するとともに、既存呼IDデータベース34bを用いた呼判定を開始する。
ステップS5の呼判定において呼信号が既存呼である場合には、ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに記憶された振り分け先であるサーバ装置30に呼信号を振り分ける(転送する)(ステップS6)。図1に示す例では、サーバ装置30Bのミドルウェア部33は、既存呼のうち、ユーザ端末10Aからの呼信号をサーバ装置30Aへ振り分け、ユーザ端末10Bからの呼信号を自サーバ装置30Bへ振り分ける。ここで、例えば、増設に伴う振り分けIDデータベース34aの更新によって、振り分けIDデータベース34aにおいてユーザ端末装置10Bからの呼信号に対応するハッシュ値の振り分け先がサーバ装置30B以外のサーバ装置30になっていたとしても、サーバ装置30Bのミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに記憶された振り分け先であるサーバ装置30Bを採用する。
ステップS5の呼判定において呼信号が新規呼である場合には、ミドルウェア部33は、振り分けIDデータベース34aを参照することによって、バランサ装置20を介して取得された呼信号(新規呼)の振り分け先をユーザ端末装置IDのハッシュ値に基づいて決定し、決定された振り分け先へ呼信号を振り分ける(ステップS7)。図1に示す例では、サーバ装置30Bのミドルウェア部33は、新規呼であるユーザ端末装置10Cからの呼信号を増設されたサーバ装置30Cへ振り分ける。
ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに記憶された既存の呼信号のセッションが終了した場合に、当該呼信号に関する情報を既存呼IDデータベース34bから削除する。すなわち、既存呼IDデータベース34bに記憶される既存呼の情報とは、サーバ装置30Cが増設された時点での既存呼であり、ステップS4において、ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに対して、新たな呼の情報の追加(書き込み)を行わず、既存呼が切断された場合に情報の削除を行う。かかる情報の削除は、既設及び増設の他のサーバ装置30に対して通知され、他のサーバ装置30のミドルウェア部33も、既存呼IDデータベース34bの情報の削除を行うことができる。
ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに記憶された既存の呼信号のセッションが全て終了した場合(ステップS8でYes)に、既存呼IDデータベース34bを用いた判定及び振り分けを終了する(本フローの終了)。すなわち、負荷が第一所定値に達した後は、負荷の減少に関係なく、既存の呼信号のセッションが全て終了するまで、既存呼IDデータベース34bを用いた判定が継続される。また、既存呼IDデータベース34bを用いた判定が終了した段階で、ミドルウェア部33は、既存呼IDデータベース34bに記憶された情報を全て削除したこととなる(既存呼IDデータベース34aのリセット)。その後は、大抵の場合は負荷が第二所定値未満になることに伴い、ミドルウェア部33による呼信号の振り分けが再開される(ステップS2)。
かかる動作例において、サーバ装置30B以外の既設のサーバ装置30(30A)も、サーバ装置30Bと同様にステップS1〜S8を実行する。また、増設されたサーバ装置30Cも、増設後に各データベース34a,34bをマスタサーバ装置等から受け取り、ステップS5〜S8を実行する。ステップS8でYesとなった後は、増設されたサーバ装置30Cも既設のサーバ装置として機能する。なお、負荷判定(ステップS1は、分散処理システム1のマスタサーバ装置によって実行され、判定結果が既設のサーバ装置30へ通知される構成であってもよい。
本発明の実施形態に係るサーバ装置30及びサーバ装置30による分散処理方法は、既存呼IDデータベース34bを用いて既存呼を増設されたサーバ装置30へ振り分けることなく、従前からの振り分け先であるサーバ装置30へ振り分ける。したがって、サーバ装置30及びサーバ装置30による分散処理方法は、呼信号に関する情報をアプリケーション部31用の記憶部32に保持する特性のアプリケーション(例えば、Asterisk)が用いられる場合であっても、サーバ装置30の増設に伴って既存呼が切断されることを防ぐとともに、新規呼の呼信号の好適な振り分けを実行することができる。
また、サーバ装置30及びサーバ装置30による分散処理方法は、サーバ装置30の増設が予測される場合にのみ既存呼IDデータベース34bへの書き込みを行うので、ミドルウェア部33の処理量を低減することができる。
また、サーバ装置30及びサーバ装置30による分散処理方法は、既存呼IDデータベース34bに書き込まれた既存の呼信号のセッションが全て終了した場合に、既存呼IDデータベース34bを用いた判定及び振り分けを終了するので、サーバ装置30の増設対応を好適に終了することができる。
また、サーバ装置30及びサーバ装置30による分散処理方法は、呼判定において新規呼と判定された呼信号をハッシュ値に基づいて振り分けるので、サーバ装置30の増設に伴って既存呼が切断されることを防ぐとともに、新規呼の呼信号の好適な振り分けを実行することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、サーバ装置30の増設条件として用いられる負荷は、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全てのCPU使用率に限定されず、分散処理システム1に既設のサーバ装置30全ての消費電力、通信速度の平均値等であってもよい。また、分散処理システム1は、1台(又は2台以上)のサーバ装置30の負荷(CPU使用率、消費電力、通信速度等)に基づいて、サーバ装置30の増設を行う構成であってもよい。この場合には、負荷が既存呼IDデータベース34b書き込み基準及び増設基準に達した1台(以上)のサーバ装置30のみが、ステップS3,S4〜S8を実行する構成であってもよい。また、ミドルウェア部33は、自サーバ装置30の負荷が第一所定値以上である場合には、新規呼に関する呼信号を自サーバ装置30以外のサーバ装置30(特に、増設されたサーバ装置30C)へ振り分ける構成であってもよい。
1 分散処理システム
10,10A,10B,10C ユーザ端末装置
30,30A,30B,30C, サーバ装置
33 ミドルウェア部(制御部)
34b 既存呼IDデータベース

Claims (5)

  1. ユーザ端末装置からの呼信号を複数のサーバ装置によって処理する分散処理システムに用いられるサーバ装置であって、
    前記サーバ装置は、
    既存の前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDと、当該呼信号の振り分け先である前記サーバ装置と、が関連付けられる既存呼IDデータベースが記憶される記憶部と、
    前記既存呼IDデータベースを管理するとともに、前記分散処理システムに対して他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDに基づいて前記既存呼IDデータベースを参照することによって、当該呼信号が既存呼であるか新規呼であるかを判定し、当該呼信号が既存呼である場合には、当該呼信号を前記既存呼IDデータベースに記憶された振り分け先である前記サーバ装置へ振り分ける制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、他の前記サーバ装置が増設される前に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを行い、他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを中止する
    ことを特徴とするサーバ装置。
  2. 前記分散処理システムにおいて、既設の前記サーバ装置の負荷が第一所定値以上である場合に、他の前記サーバ装置が増設され、
    前記制御部は、前記負荷が前記第一所定値よりも小さい第二所定値以上となった場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを開始する
    ことを特徴とする請求項1に記載のサーバ装置。
  3. 前記制御部は、前記既存呼IDデータベースに書き込まれた既存の前記呼信号のセッションが全て終了した場合に、前記既存呼IDデータベースを用いた判定及び振り分けを終了する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のサーバ装置。
  4. 前記制御部は、前記呼信号が新規呼である場合には、当該呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDをハッシュ化し、ハッシュ化された前記ユーザ端末装置のIDに基づいて当該呼信号の振り分け先を決定し、決定された前記振り分け先である前記サーバ装置へ振り分ける
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のサーバ装置。
  5. ユーザ端末装置からの呼信号を複数のサーバ装置によって処理する分散処理システムに用いられるサーバ装置による分散処理方法であって、
    前記サーバ装置は、既存の前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDと、当該呼信号の振り分け先である前記サーバ装置と、が関連付けられる既存呼IDデータベースが記憶される記憶部を備えており、
    前記サーバ装置が、
    前記既存呼IDデータベースへの書き込みを行うステップと、
    前記分散処理システムに対して他の前記サーバ装置が増設された場合に、前記既存呼IDデータベースへの書き込みを中止し、前記呼信号に含まれる前記ユーザ端末装置のIDに基づいて前記既存呼IDデータベースを参照することによって、当該呼信号が既存呼であるか新規呼であるかを判定するステップと、
    当該呼信号が既存呼である場合に、当該呼信号を前記既存呼IDデータベースに記憶された振り分け先である前記サーバ装置へ振り分けるステップと、
    を実行することを特徴とする分散処理方法。
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