JP7065686B2 - 情報処理システム、情報処理装置及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る情報処理システムとしての並列計算機システム100の構成を概略的に示すブロック図である。
並列計算機システム100は、複数の情報処理装置としての複数のノード110-1、110-2を備える。複数のノード110-1、110-2は、ネットワークを構成するネットワークハブ101に接続され、相互に通信を行うことができる。
ここで、第1のノード110-1及び第2のノード110-2は、同様に構成されているため、以下、特に各々を区別する必要がない場合には、ノード110という。
なお、並列計算機システム100は、2台のノード110に限定されず、3台以上のノード110が備えられていてもよい。
また、ネットワークハブ101は、一つの機器であってもよいし、複数の機器の集合であってもよい。
なお、第1のノード110-1に割り当てられた処理を、第1の処理ともいい、第1のノード110-1に割り当てられた処理プログラムを、第1の処理プログラムともいう。また、第2のノード110-2に割り当てられた処理を、第2の処理ともいい、第2のノード110-2に割り当てられた処理プログラムを、第2の処理プログラムともいう。
また、処理プログラムで処理された処理結果についてもデジタルデータであるため、一つ前のデジタルデータと、現在のデジタルデータとの差分を算出することができる。
ノード110は、通信インタフェース部(以下、通信I/F部)111と、通信制御部112と、データ処理部113と、仮想通信制御部114と、処理部115と、記憶部116とを備える。
また、第2のノード110-2の通信I/F部111、通信制御部112、データ処理部113、仮想通信制御部114、処理部115及び記憶部116のそれぞれを、それぞれ、第2の通信I/F部、第2の通信制御部、第2のデータ処理部、第2の仮想通信制御部、第2の処理部及び第2の記憶部ともいう。
通信制御部112には、自ノード110を示すユニークな識別情報としてIDが付与されている。例えば、第1のノード110-1が通信制御部112を介して、第2のノード110-2にデータを送信する場合は、第2のノード110-2の通信制御部112に付与されたIDを指定する。
なお、通信制御部112は、ネットワークハブ101に接続されている他のノード110に付与されたIDを既知とする。
また、IDは、ノード110を識別するための番号が使用されてもよいし、そのための記号等が使用されてもよい。
なお、第1のノード110-1に付与されたIDを、第1の識別情報(第1のID)ともいい、第2のノード110-2に付与されたIDを、第2の識別情報(第2のID)ともいう。
第1のノード110-1の通信部117を、第1の通信部ともいい、第2のノード110-2の通信部117を、第2の通信部ともいう。
なお、第1のノード110-1で生成された通信データを第1の通信データともいい、第2のノード110-2で生成された通信データを第2の通信データともいう。
例えば、第2のノード110-2で故障が発生した場合に、第1のノード110-1の仮想通信制御部114は、第2のノード110-2の通信制御部112の代わりに処理を行う。具体的には、第1のノード110-1の仮想通信制御部114は、第2のノード110-2の通信制御部112に付与されたIDを用いて、第1のノード110の通信I/F部111を介して、通信を行う。これにより、第1のノード110-1を含む並列計算機システム100のノードは、第2のノード110-2に対して通信する処理を実行したまま、実際には第1のノード110-1と通信を行うことができる。
第1のノード110-1の仮想通信部118を、第1の仮想通信部ともいい、第2のノード110-2の仮想通信部118を、第2の仮想通信部ともいう。
また、処理部115は、他のノード110が故障した場合に、そのノード110から送られてきた通信データで特定される処理プログラムの状態及び処理結果から、その処理プログラムの実行を引き継ぎ、自ノード110に割り当てられている処理プログラム及び故障したノード110に割り当てられている処理プログラムを実行する。
なお、記憶部116は、主記憶装置により実現することができる。
データ処理部113は、データ中継部113aと、差分生成部113bと、差分復元部113cとを備える。
記憶部116は、自ノード記憶領域116aと、他ノード記憶領域116bとを備える。
以降の説明では、第2のノード110-2(送信プロセッシングユニット)のデータを第1のノード110-1(受信プロセッシングユニット)に対して送信する例を示すが、第1のノード110-1及び第2のノード110-2は、同様の動作が可能なため、第1のノード110-1と第2のノード110-2とを入れ替えてもよい。
まず、第2のノード110-2の処理部115は、割り当てられた処理プログラムの実行を開始する(S10)。
次に、第2のノード110-2のデータ処理部113は、実行開始時の処理プログラムの状態を示す初期データを生成し、その初期データを通信制御部112に与える。通信制御部112は、その初期データを、通信I/F部111を介して第1のノード110-1に送る(S11)。
そして、処理はステップS12に戻り、以降は、ステップS12の処理とステップS13の処理とが繰り返し行われる。
まず、第1のノード110-1の処理部115は、割り当てられた処理プログラムの実行を開始する(S20)。
そして、データ処理部113は、処理部115を介して、第2のノード110-2の処理プログラムの状態と、処理結果とを記憶する他ノード記憶領域116bを記憶部116に確保し、初期データで示される処理プログラムの状態をその領域に記憶する(S22)。
そして、データ処理部113は、記憶部116の他ノード記憶領域116bに記憶されている第2のノード110-2の処理プログラムの状態及び処理結果に対して、差分データを適用することで、新たに第2のノード110-2の処理プログラムの状態及び処理結果を復元し、復元された状態及び処理結果で他ノード記憶領域116bの状態及び処理結果を上書きして、記憶する(S24)。
そして、処理はステップS23に戻り、以降は、ステップS23の処理とステップS24の処理とが繰り返し行われる。
まず、第2のノード110-2が故障したことを、第1のノード110-1の処理部115が検知する(S30)。ここでは、第2のノード110-2の動作が停止したことを、第2のノード110-2の故障として検知する。
また、通信I/F部111が、図6のステップS11で送信される初期データ又は図6のステップS13で送信される差分データを、予め定められた期間受信しなかった場合に、第1のノード110-1の処理部115は、第2のノード110-2の動作が停止したと判断してもよい。
さらに、第2のノード110-2が、図6のステップS11及びステップS13とは別に定期的に第1のノード110-1に対し、動作していることを通知するデータを送信するようになっている場合には、このようなデータを、第1のノード110-1の通信I/F部111が予め定められた期間受信しなかった場合に、第1のノード110-1の処理部115は、第2のノード110-2の動作が停止したと判断してもよい。
また、平行して処理プログラムを実行とは、処理部115が、処理プログラムを実行できる複数の処理装置から構成されている場合、各処理装置に各々の処理プログラムを割り当てて同時に実行することを指してもよい。
以下、実施の形態2に係る並列計算機システムについて説明を行う。以下の説明では、実施の形態1と同様の部分については説明を省略又は簡略化し、実施の形態1と同一又は対応する要素については同一の符号を付す。
並列計算機システム200は、複数のノード210-1、210-2、・・・、210-N(Nは、2以上の整数)を備える。複数のノード210-1、210-2、・・・、210-Nは、ネットワークを構成するネットワークハブ101に接続され、相互に通信を行うことができる。
ここで、第1のノード210-1、第2のノード210-2及び第Nのノード210-Nは、同様に構成されているため、以下、特に各々を区別する必要がない場合には、ノード210という。
ノード210は、通信I/F部111と、通信制御部112と、データ処理部113と、仮想通信制御部114と、処理部215と、記憶部116と、補助記憶部219とを備える。
なお、通信I/F部111及び通信制御部112により通信部117が構成され、通信I/F部111及び仮想通信制御部114により、仮想通信部118が構成される。
また、第2のノード210-2の通信I/F部111、通信制御部112、データ処理部113、仮想通信制御部114、処理部215、記憶部116、通信部117、仮想通信部118及び補助記憶部219のそれぞれを、それぞれ、第2の通信I/F部、第2の通信制御部、第2のデータ処理部、第2の仮想通信制御部、第2の処理部、第2の記憶部、第2の通信部、第2の仮想通信部及び第2の補助記憶部ともいう。
さらに、第Nのノード210-Nの通信I/F部111、通信制御部112、データ処理部113、仮想通信制御部114、処理部215、記憶部116、通信部117、仮想通信部118及び補助記憶部219のそれぞれを、それぞれ、第Nの通信I/F部、第Nの通信制御部、第Nのデータ処理部、第Nの仮想通信制御部、第Nの処理部、第Nの記憶部、第Nの通信部、第Nの仮想通信部及び第Nの補助記憶部ともいう。
さらにまた、第1のノード210-1に付与されたIDを、第1の識別情報(第1のID)ともいい、第2のノード210-2に付与されたIDを、第2の識別情報(第2のID)ともいい、第Nのノード210-Nに付与されたIDを、第Nの識別情報(第NのID)ともいう。
また、第1のノード210-1で生成される通信データを、第1の通信データともいい、第2のノード210-2で生成される通信データを、第2の通信データともいい、第Nのノード210-Nで生成される通信データを、第Nの通信データともいう。
なお、第1のノード210-1に割り当てられた処理を、第1の処理ともいい、第1のノード210-1に割り当てられた処理プログラムを、第1の処理プログラムともいう。また、第2のノード210-2に割り当てられた処理を、第2の処理ともいい、第2のノード210-2に割り当てられた処理プログラムを、第2の処理プログラムともいう。さらに、第Nのノード210-Nに割り当てられた処理を、第Nの処理ともいい、第Nのノード210-Nに割り当てられた処理プログラムを、第Nの処理プログラムともいう。
また、処理部215は、データを記憶させる際に、記憶部116又は補助記憶部219に記録させる。
なお、処理部215は、他のノード210から、処理負荷が予め定められた期間送られてこない場合には、そのノード210に故障が発生したと判断する。
そして、処理部215は、他のノード210に故障が発生した場合には、記憶部116又は補助記憶部219に記憶されている処理負荷を参照することにより、自ノード210の処理負荷が最も低いか否かを判断する。自ノード210の処理負荷が最も低い場合には、実施の形態1の処理部115と同様に、故障したノード210で実行されていた処理プログラムの実行を引き継ぐ。
実施の形態2でも、各々のノード210は、図6に示されているデータを送信する動作、及び、図7に示されているデータを受信する動作を行う。
まず、第Nのノード210-Nの処理部215は、送信先のノードとして第1のノード210-1及び第2のノード210-2の2つのノード210を選択する。送信先のノード210の選択は、ここでは、ネットワークハブ101に接続されている全てのノード210であるものとする。
まず、第Nのノード210-Nが故障したことを、第1のノード210-1の処理部215及び第2のノード210-2の処理部215が検知する(S40)。ここでは、第Nのノード210-Nの動作が停止したことを、第Nのノード210-Nの故障として検知する。
このような場合、代替ノード210は、故障が発生したノード210から直接初期データ及び差分データを受信していなくてもよく。代替ノード210として選択された時点で、故障が発生したノード210から直接初期データ及び差分データを受信していたノード210から、故障が発生したノード210の処理プログラムの状態及び処理結果を受信して、処理を引き継げばよい。
Claims (8)
- ネットワークに接続された第1の情報処理装置及び第2の情報処理装置を備え、前記第1の情報処理装置及び前記第2の情報処理装置により処理を実行する情報処理システムであって、
前記第1の情報処理装置は、
前記第1の情報処理装置に付与されている第1の識別情報を用いて、前記ネットワークと通信を行う第1の通信部と、
前記処理の内、前記第1の情報処理装置に割り当てられている第1の処理に対応する第1の処理プログラムを実行する第1の処理部と、
前記第1の処理部が前記第1の処理プログラムを実行中に、前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第1の通信データを生成し、前記第1の通信部を介して、前記第1の通信データを前記第2の情報処理装置に送る第1のデータ処理部と、を備え、
前記第2の情報処理装置は、
前記第2の情報処理装置に付与されている第2の識別情報を用いて、前記ネットワークと通信を行う第2の通信部と、
前記処理の内、前記第2の情報処理装置に割り当てられている第2の処理に対応する第2の処理プログラムを実行する第2の処理部と、を備え、
前記第2の処理部は、前記第1の情報処理装置が故障した場合に、前記第1の通信データで特定される前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果から、前記第1の処理プログラムの実行を引き継ぎ、前記第1の識別情報を用いて前記第1の通信部に代わり通信を行う第2の仮想通信部を起動し、前記第2の仮想通信部を介して前記第1の処理プログラムを実行するとともに、前記第2の処理プログラムを実行すること
を特徴とする情報処理システム。 - 前記第2の情報処理装置は、前記第2の処理部が前記第2の処理プログラムを実行中に、前記第2の処理部が実行している前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第2の通信データを生成し、前記第2の通信部を介して、前記第2の通信データを前記第1の情報処理装置に送る第2のデータ処理部をさらに備え、
前記第1の処理部は、前記第2の情報処理装置が故障した場合に、前記第2の通信データで特定される前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果から、前記第2の処理プログラムの実行を引き継ぎ、前記第2の識別情報を用いて前記第2の通信部に代わり通信を行う第1の仮想通信部を起動し、前記第1の仮想通信部を介して前記第2の処理プログラムを実行するとともに、前記第1の処理プログラムを実行すること
を特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記第1のデータ処理部は、
前記第1の処理プログラムの実行開始時に、前記第1の処理プログラムの状態を示す初期データを、前記第2の情報処理装置に送り、
前記第1の処理プログラムの実行中の複数の時点の最初の時点においては、前記最初の時点における前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果と、前記初期データで示される前記第1の処理プログラムの状態との差分を示す差分データを前記第1の通信データとして、前記第2の情報処理装置に送り、
前記複数の時点における前記最初の時点以降の1つの時点においては、前記1つの時点における前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果と、前記1つの時点の1つ前の時点における前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果との差分を示す差分データを前記第1の通信データとして、前記第2の情報処理装置に送ること
を特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理システム。 - 前記第2のデータ処理部は、
前記第2の処理プログラムの実行開始時に、前記第2の処理プログラムの状態を示す初期データを、前記第1の情報処理装置に送り、
前記第2の処理プログラムの実行中の複数の時点の最初の時点においては、前記最初の時点における前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果と、前記初期データで示される前記第2の処理プログラムの状態との差分を示す差分データを前記第2の通信データとして、前記第1の情報処理装置に送り、
前記複数の時点における前記最初の時点以降の1つの時点においては、前記1つの時点における前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果と、前記1つの時点の1つ前の時点における前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果との差分を示す差分データを前記第2の通信データとして、前記第1の情報処理装置に送ること
を特徴とする請求項2に記載の情報処理システム。 - ネットワークに接続された複数の情報処理装置を備え、前記複数の情報処理装置により処理を実行する情報処理システムであって、
前記複数の情報処理装置の各々は、
前記ネットワークと通信を行う通信部と、
前記処理の内、自装置に割り当てられている処理に対応する処理プログラムを実行する処理部と、
前記処理部が前記処理プログラムを実行中に、前記処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる通信データを生成し、前記通信部を介して、前記通信データを前記複数の情報処理装置の内の少なくとも1つの他装置である第1の他装置に送るデータ処理部と、を備え、
前記処理部は、
定期的に自装置の処理負荷を計測して前記第1の他装置に通知するとともに、自装置の処理負荷と、前記複数の情報処理装置の内の少なくとも一つの他装置である第2の他装置の処理負荷とを記憶部に記憶し、
前記第2の他装置の内、前記処理負荷を予め定められた期間送ってこない装置を故障発生装置と判断し、
前記故障発生装置の前記処理負荷を除いて、前記記憶部に記憶されている前記処理負荷において、自装置の前記処理負荷が最も低い場合に、前記故障発生装置の前記通信データで特定される前記処理プログラムの状態及び処理結果から、前記故障発生装置の前記処理プログラムの実行を引き継ぎ、自装置の前記処理プログラム及び前記故障発生装置の前記処理プログラムを実行すること
を特徴とする情報処理システム。 - ネットワークに接続された複数の情報処理装置を備え、前記複数の情報処理装置により処理を実行する情報処理システムであって、
前記複数の情報処理装置の各々は、
前記ネットワークと通信を行う通信部と、
前記処理の内、自装置に割り当てられている処理に対応する処理プログラムを実行し、定期的に自装置の処理負荷を計測して、前記複数の情報処理装置の内の少なくとも一つの他装置である第1の他装置に通知するとともに、自装置の処理負荷を記憶部に記憶する処理部と、
前記処理部が前記処理プログラムを実行中に、前記処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる通信データを生成し、前記通信部を介して、前記通信データを前記第1の他装置に送るデータ処理部と、を備え、
前記複数の情報処理装置の内、前記第1の他装置を除く少なくとも一つの装置は、他の装置の処理を代替する代替装置として予め決められており、
前記処理部は、
前記複数の処理装置の内の少なくとも一つの他装置である第2の他装置の処理負荷を定期的に受信して、前記記憶部に記憶し、
前記第2の他装置の内、前記処理負荷を予め定められた期間送ってこない装置を故障発生装置と判断し、
前記代替装置の処理部は、
前記故障発生装置の前記処理負荷を除いて、前記記憶部に記憶されている前記処理負荷において、自装置の前記処理負荷が最も低い場合に、前記第1の他装置から前記故障発生装置の前記通信データを取得して、前記取得された通信データで特定される前記処理プログラムの状態及び処理結果から、前記故障発生装置の前記処理プログラムの実行を引き継ぎ、自装置の前記処理プログラム及び前記故障発生装置の前記処理プログラムを実行すること
を特徴とする情報処理システム。 - ネットワークに接続された複数の情報処理装置により処理を実行する情報処理システムにおいて前記複数の情報処理装置の内の1つの情報処理装置として使用される情報処理装置であって、
自装置に付与されている第1の識別情報を用いて、前記ネットワークと通信を行う通信部と、
前記処理の内、前記情報処理装置に割り当てられている第1の処理に対応する第1の処理プログラムを実行する処理部と、
前記処理部が前記第1の処理プログラムを実行中に、前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第1の通信データを生成し、前記通信部を介して、前記複数の情報処理装置の内の少なくとも1つの情報処理装置に送るデータ処理部と、を備え、
前記通信部は、前記複数の情報処理装置の内の第2の情報処理装置から、前記処理の内、前記第2の情報処理装置に割り当てられている第2の処理に対応する第2の処理プログラムの実行中に、前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第2の通信データを受け取り、
前記処理部は、前記第2の情報処理装置が故障した場合に、前記第2の通信データで特定される前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果から、前記第2の処理プログラムの実行を引き継ぎ、前記第2の情報処理装置に付与されている第2の識別情報を用いて、前記第2の情報処理装置が備える第2の通信部に代わり通信を行う仮想通信部を起動し、前記仮想通信部を介して前記第2の処理プログラムを実行するとともに、前記第1の処理プログラムを実行すること
を特徴とする情報処理装置。 - コンピュータを、ネットワークに接続された複数の情報処理装置により処理を実行する情報処理システムにおいて前記複数の情報処理装置の内の1つの情報処理装置として使用される情報処理装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
自装置に付与されている第1の識別情報を用いて、前記ネットワークと通信を行う通信部、
前記処理の内、前記情報処理装置に割り当てられている第1の処理に対応する第1の処理プログラムを実行する処理部、
前記処理部が前記第1の処理プログラムを実行中に、前記第1の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第1の通信データを生成し、前記通信部を介して、前記複数の情報処理装置の内の少なくとも1つの情報処理装置に送るデータ処理部、として機能させ、
前記通信部は、前記複数の情報処理装置の内の第2の情報処理装置から、前記処理の内、前記第2の情報処理装置に割り当てられている第2の処理に対応する第2の処理プログラムの実行中に、前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果を特定することのできる第2の通信データを受け取り、
前記処理部は、前記第2の情報処理装置が故障した場合に、前記第2の通信データで特定される前記第2の処理プログラムの状態及び処理結果から、前記第2の処理プログラムの実行を引き継ぎ、前記第2の情報処理装置に付与されている第2の識別情報を用いて、前記第2の情報処理装置が備える第2の通信部に代わり通信を行う仮想通信部を起動し、前記仮想通信部を介して前記第2の処理プログラムを実行するとともに、前記第1の処理プログラムを実行すること
を特徴とするプログラム。
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