JP6724998B2 - サーバ装置、クラスタシステム、クラスタ制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、日本国特許出願:特願2016−205939号(2016年10月20日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、サーバ装置、クラスタシステム、クラスタ制御方法およびプログラムに関し、特にクラスタシステムに設けられたサーバ装置、複数のサーバ装置を備えたクラスタシステム、クラスタ制御方法およびプログラムに関する。
上記のように、ACT−SBY構成のクラスタシステムでは、ハートビートパケットの通信障害に起因して以下に述べるスプリットブレインという現象が生じるという問題(第1の問題)がある。
ACT−SBY構成のクラスタシステムでは、スプリットブレインが生じた後、実行中のサービスに影響が及ぶという問題(第2の問題)がある。
この場合、待機系ノードは対向ノード(現用系ノード)に障害が発生したものと認識して、現用系としての動作を開始する。しかし、ハートビートが双方向途絶しているため、元現用系ノードは元待機系ノードが現用系の動作を開始したことを把握することができない。したがって、元現用系ノードは、そのまま現用系としての動作を継続する。この時点で、両ノードがいずれも現用系として動作するスプリットブレインが生じる。
待機系のノードは対向ノード(現用系)に障害が発生したものと認識して、現用系としての動作を開始する(すなわち、両ノードが現用系の状態となる)。ただし、この場合、元現用系ノードはハートビートパケットを参照することで、元待機系ノードが現用系としての動作を開始したことを把握することができる。
次に、第1の実施形態に係るクラスタシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態のクラスタシステムは、上述の第1の問題を解消することを目的とする。すなわち、本実施形態のクラスタシステムは、ネットワーク不安定動作による一時的なハートビートパケットの途絶または遅延により対向ノード障害と誤認することによるフェイルオーバ(スプリットブレイン)の発生を防ぐことを目的とする。
まず、本実施形態のクラスタシステムの構成について図面を参照して説明する。ここでは、クラスタシステムは、一例としてACT−SBY(Active-Standby)構成を有するものとする。図2は、本実施形態に係るクラスタシステム1の構成を例示するブロック図である。なお、図2には、呼処理ネットワーク8を介してクラスタシステム1にアクセスするクライアント端末9および他ノード10を併せて示す。
次に、本実施形態のクラスタシステム1の動作について図面を参照して説明する。図4は、ハートビート送信側ノードの動作を例示するフロー図である。
=ハートビートタイムアウト期間のデフォルト値(s)
+{α×連続したハートビートパケット欠落数(シーケンス番号飛びの数)}
+{β×ハートビートパケット到着遅延時間(s)} …(1)
本実施形態のクラスタシステムでは、受信するハートビートパケットの欠落や遅延の傾向を監視し、これらが観測された場合、ネットワークが不安定状態にあるものとみなしてハートビートタイムアウト期間を長くする再計算を行う。かかる構成によると、ハートビート通信路ネットワークの不安定動作、輻輳、障害による誤ったフェイルオーバの発生(これによるスプリットブレインの発生)を防ぐことができる。
次に、第2の実施形態に係るクラスタシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態のクラスタシステムは、ハートビートパケットの途絶(タイムアウト)が現用系と待機系の間の両方向であり、その後ハートビートパケットが両方向とも復旧した場合に生じる上述の第2の問題を解消することを目的とする。すなわち、本実施形態は、ハートビートパケットが両方向について途絶してスプリットブレインが生じた場合に、サービスへの影響を抑えつつクラスタシステムを正常な状態に復旧させることを目的とする。なお、本実施形態のようなスプリットブレインが生じるケースとして、例えば、待機系ノードにおいて現用系からのハートビートパケットが途絶してタイムアウトとなりフェイルオーバしたものの、実際にはネットワークの一時的な不通が原因であり、元現用系は現用系としての動作を継続している場合などが考えられる。
本実施形態のクラスタシステムの構成は、第1の実施形態におけるクラスタシステム1の構成(図2)と同様である。以下、本実施形態と第1の実施形態との差分を中心に説明する。
図7は、本実施形態におけるクラスタシステム1の動作を例示するシーケンス図である。
本実施形態のクラスタシステムでは、スプリットブレインが発生した場合であっても、その後両ノード間の双方向の通信が復旧してデータの同期が可能なときには、待機系に遷移させる方のノード上の既存呼セッション状態情報をもう一方のノードに同期させる処理を実行し、状態を完全に引き継いだ上で、待機系への遷移動作を実行する。
次に、第3の実施形態に係るクラスタシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態のクラスタシステムは、ハートビートパケットの途絶(タイムアウト)が現用系から待機系への一方向のみであり、逆方向はハートビートが到達している場合に生じる上述の第2の問題を解消することを目的とする。すなわち、本実施形態は、ハートビートパケットが現用系から待機系への一方向についてのみ途絶(タイムアウト)してスプリットブレインが生じた場合、サービスへの影響を抑えつつ、クラスタシステムを正常な状態に復旧させることを目的とする。
本実施形態のクラスタシステムの構成は、第1および第2の実施形態におけるクラスタシステム1の構成(図2)と同様である。また、本実施形態におけるハートビートパケットの構成は、第2の実施形態におけるハートビートパケットの構成(図6)と同様である。以下、本実施形態と第2の実施形態との差分を中心に説明する。
図8は、本実施形態に係るクラスタシステム1の動作を例示するシーケン図である。
・固定値(システムの設定値などとして指定)
・ハートビートパケット受信の統計情報から動的に設定
=α2
+{β2×連続したハートビートパケット欠落数(シーケンス番号飛びの数)}
+{γ2×ハートビートパケット到着遅延時間(s)} …(2)
本実施形態のクラスタシステムでは、現用系から待機系へのハートビートパケットのみが不通となったことに起因してスプリットブレインが生じた場合に、ハートビート通信が復旧せず、データの同期が実行できないときに、次のように動作する。すなわち、この場合、スプリットブレイン発生を検知した方のノード(元現用系ノード)は直ちに待機系への遷移動作を実行する代わりに、上述の所定の条件が満たされるのを待ってから待機系へ遷移する。これにより、スプリットブレインが発生した場合であっても、サービスへの影響を抑えつつ、クラスタシステムを正常な現用系/待機系の動作状態に復旧させることができる。
上記実施形態に係るクラスタシステムに対して、様々な変形が可能である。一例として、ハートビートパケットを、ハートビート専用のハートビートネットワーク7の代わりに、呼処理ネットワーク8を経由してやり取りしてもよい。
[形態1]
上記第1の態様に係るサーバ装置(第1のサーバ装置)のとおりである。
[形態2]
前記対向ノード監視部は、前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態1に記載の第1のサーバ装置。
[形態3]
前記対向ノード監視部は、前記対向するサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態2に記載の第1のサーバ装置。
[形態4]
自サーバ装置が保持するセッション数と前記対向する第2のサーバ装置が保持するセッション数とを比較して、自サーバ装置の動作を現用系のまま維持するか、または、待機系に遷移させるかを決定するクラスタ管理部を備える、形態1ないし3のいずれか一に記載の第1のサーバ装置。
[形態5]
前記クラスタ管理部は、前記第1のサーバ装置の保持するセッション数が前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態4に記載の第1のサーバ装置。
[形態6−1]
前記クラスタ管理部は、前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数が自サーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、自サーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態4に記載の第1のサーバ装置。
[形態6−2]
前記クラスタ管理部は、前記対向する第2のサーバ装置が現用系の動作を開始したことを把握してから所定の期間が経過した場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態4に記載の第1のサーバ装置。
[形態7]
前記ハートビート送受信部は、前記ハートビートパケットを送信するごとに更新されるシーケンス番号を、前記ハートビートパケットに含めて前記対向する第2のサーバ装置に送信する、形態1ないし6のいずれか一に記載の第1のサーバ装置。
[形態8]
前記ハートビート送受信部は、前記第1のサーバ装置の負荷を示す情報を前記ハートビートパケットに含めて前記対向する第2のサーバ装置に送信する、形態1ないし7のいずれか一に記載の第1のサーバ装置。
[形態9]
前記ハートビート送受信部は、前記第1のサーバ装置が保持するセッション数を示す情報を、前記ハートビートパケットに含めて前記対向する第2のサーバ装置に送信する、形態1ないし8のいずれか一に記載の第1のサーバ装置。
[形態10]
形態1ないし9のいずれか一に記載の第1のサーバ装置を、現用系または待機系として動作する2台のサーバ装置の一方として備える、クラスタシステム。
[形態11]
上記第3の態様に係るクラスタ制御方法のとおりである。
[形態12]
前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態11に記載のクラスタ制御方法。
[形態13]
前記対向する第2のサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態12に記載のクラスタ制御方法。
[形態14]
前記第1のサーバ装置が保持するセッション数と前記対向する第2のサーバ装置が保持するセッション数とを比較して、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持するか、または、待機系に遷移させるかを決定するステップを含む、形態11ないし13のいずれか一に記載のクラスタ制御方法。
[形態15]
前記第1のサーバ装置の保持するセッション数が前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態14に記載のクラスタ制御方法。
[形態16−1]
前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数が前記第1のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態14に記載のクラスタ制御方法。
[形態16−2]
前記対向する第2のサーバ装置が現用系の動作を開始したことを把握してから所定の期間が経過した場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態14に記載のクラスタ制御方法。
[形態17]
上記第4の態様に係るプログラムのとおりである。
[形態18]
前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態17に記載のプログラム。
[形態19]
前記対向する第2のサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、形態18に記載のプログラム。
[形態20]
前記第1のサーバ装置が保持するセッション数と前記対向する第2のサーバ装置が保持するセッション数とを比較して、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持するか、または、待機系に遷移させるかを決定する処理を、前記コンピュータに実行させる、形態17ないし19のいずれか一に記載のプログラム。
[形態21]
前記第1のサーバ装置の保持するセッション数が前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態20に記載のプログラム。
[形態22−1]
前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数が前記第1のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態20に記載のプログラム。
[形態22−2]
前記対向する第2のサーバ装置が現用系の動作を開始したことを把握してから所定の期間が経過した場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、形態20に記載のプログラム。
2、2A、2B サーバ装置
3 クラスタ管理部
4 負荷監視部
5 対向ノード監視部
6 ハートビート送受信部
7 ハートビートネットワーク
8 呼処理ネットワーク
9 クライアント端末
10 他ノード
Claims (8)
- 現用系または待機系として動作する2台のサーバ装置を備えたクラスタシステムにおける第1のサーバ装置であって、
対向する第2のサーバ装置との間でハートビートパケットを送受信するハートビート送受信部と、
前記ハートビートパケットの受信状況に応じて、前記第1のサーバ装置の動作を待機系から現用系に遷移するためのタイムアウト期間を調整する対向ノード監視部と、を備え、
前記対向ノード監視部は、前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上であり、かつ、
前記対向する第2のサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、
ことを特徴とする第1のサーバ装置。 - 前記第1のサーバ装置が保持するセッション数と前記対向する第2のサーバ装置が保持するセッション数とを比較して、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持するか、または、待機系に遷移させるかを決定するクラスタ管理部を備える、
請求項1に記載の第1のサーバ装置。 - 前記クラスタ管理部は、前記第1のサーバ装置の保持するセッション数が前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、
請求項2に記載のサーバ装置。 - 前記クラスタ管理部は、前記対向する第2のサーバ装置の保持するセッション数が前記第1のサーバ装置の保持するセッション数よりも多い場合、または、前記対向する第2のサーバ装置が現用系の動作を開始したことを把握してから所定の期間が経過した場合、前記第1のサーバ装置の動作を待機系に遷移させ、それ以外の場合、前記第1のサーバ装置の動作を現用系のまま維持する、
請求項2に記載のサーバ装置。 - 前記ハートビート送受信部は、前記ハートビートパケットを送信するごとに更新されるシーケンス番号を、前記ハートビートパケットに含めて前記対向する第2のサーバ装置に送信する、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の第1のサーバ装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の第1のサーバ装置を、現用系または待機系として動作する2台のサーバ装置の一方として備える、
ことを特徴とするクラスタシステム。 - 現用系または待機系として動作する2台のサーバ装置を備えたクラスタシステムにおける第1のサーバ装置が、
対向する第2のサーバ装置との間でハートビートパケットを送受信するステップと、
前記ハートビートパケットの受信状況に応じて、前記第1のサーバ装置の動作を待機系から現用系に遷移するためのタイムアウト期間を調整するステップと、を含み、
前記タイムアウト期間を調整するステップにおいて、前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上であり、かつ、
前記対向する第2のサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、
ことを特徴とするクラスタ制御方法。 - 現用系または待機系として動作する2台のサーバ装置を備えたクラスタシステムにおける第1のサーバ装置に設けられたコンピュータに対して、
対向する第2のサーバ装置との間でハートビートパケットを送受信する処理と、
前記ハートビートパケットの受信状況に応じて、前記第1のサーバ装置の動作を待機系から現用系に遷移するためのタイムアウト期間を調整する処理と、を実行させ、
前記タイムアウト期間を調整する処理において、前記ハートビートパケットが欠落した場合、または、前記ハートビートパケットを受信するまでの遅延時間が所定の閾値以上であり、かつ、
前記対向する第2のサーバ装置の負荷が所定の閾値以下である場合、前記タイムアウト期間を延長する、
ことを特徴とするプログラム。
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