JP7140496B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、情報処理装置に関する。

マスタ装置からスレーブ装置に時刻情報を送ることで、マスタ装置とスレーブ装置とで時刻を同期させる時刻同期システムが知られている。

ところで、電力系統の保護制御システムなどに用いられる時刻同期システムでは、複数の装置で時刻が常に高い精度で同期している必要がある。しかしながら、従来の時刻同期システムでは、当該システムを構成する装置や通信路などに特定の変化が生じた場合、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することが難しい場合があった。

特開平８－８９５０号公報

本発明が解決しようとする課題は、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することが可能な情報処理装置を提供することである。

実施形態の情報処理装置は、時刻の基準となるマスタ装置と、前記マスタ装置に同期する１つ以上のスレーブ装置とから構成される時刻同期ドメインが複数存在するシステムにおいて、前記マスタ装置、前記スレーブ装置、および管理装置のうちいずれか１つとなる装置である。前記情報処理装置は、ドメイン構成決定部と、ドメイン変更部とを持つ。前記ドメイン構成決定部は、前記マスタ装置と前記スレーブ装置との同期関係を特定可能な情報と、前記システムに生じた変化を示す情報とに基づき、前記時刻同期ドメインに対する前記スレーブ装置の所属関係を変更した新しいドメイン構成を決定する。前記ドメイン変更部は、前記ドメイン構成決定部により決定された新しいドメイン構成に基づき、前記所属関係を変更するための命令を出力する。

第１の実施形態の時刻同期システムの全体構成の一例を示す図。 第１の実施形態のドメイン管理装置の機能構成を示すブロック図。 第１の実施形態の同期関係情報のいくつかの例を示す図。 第１の実施形態のＮＴＰドメインＩＤに関する対応関係情報の例を示す図。 第１の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第１の実施形態の時刻同期ドメインの変更後のドメイン構成を示す図。 第２の実施形態の時刻同期システムの全体構成の一例を示す図。 第２の実施形態のドメイン管理装置の機能構成を示すブロック図。 第２の実施形態の同期関係情報の一例を示す図。 第２の実施形態の接続情報の一例を示す図。 第２の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２の実施形態の時刻同期ドメインの変更後のドメイン構成を示す図。 第３の実施形態の時刻同期システムの全体構成の一例を示す図。 第３の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第３の実施形態の時刻同期ドメインの変更後のドメイン構成を示す図。 第４の実施形態の時刻同期システムの全体構成の一例を示す図。 第４の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第４の実施形態の時刻同期ドメインの変更後のドメイン構成を示す図。 第５の実施形態の時刻同期システムの全体構成の一例を示す図。 第５の実施形態のスレーブ装置の機能構成を示すブロック図。 第５の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第５の実施形態の時刻同期ドメインの変更後のドメイン構成を示す図。 第６の実施形態のドメイン管理装置の機能構成を示すブロック図。 第６の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。

以下、実施形態の情報処理装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、略同じまたは類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。ここで、本願でいう「情報処理装置」とは、情報処理機能を少なくとも一部として有した装置を広く意味し、情報処理機能以外の主たる機能を有する装置でもよい。また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

（第１の実施形態）
図１から図６を参照し、第１の実施形態の情報処理装置を含む時刻同期システム１について説明する。時刻同期システム１は、例えば、電力系統の保護制御システム（例えば、ＷＡＭＰＡＣ（Wide Area Monitoring Protection and Control）システム）などに用いられる。電力系統の保護制御システムは、複数の地点に分かれて配置された複数の装置で同時刻に検出された電流値および電圧値などに基づき事故判定などを行うため、複数の装置の時刻が常に高い精度で同期している必要がある。なお、本実施形態および後述する各実施形態の時刻同期システム１は、電力系統の保護制御システムに限らず、時刻同期が必要な種々のシステムに幅広く適用可能である。

まず、時刻同期システム１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態の時刻同期システム１の全体構成の一例を示す図である。時刻同期システム１は、例えば、複数のマスタ装置１１－１，１１－２，１１－３、複数のスレーブ装置１２－１Ａ，１２－１Ｂ，１２－２Ａ，１２－３Ａ，１２－３Ｂ、複数のネットワーク装置１３－１，１３－２，１３－３，１３－４、複数の通信リンク１４、およびドメイン管理装置１５を備えている。複数のマスタ装置１１－１，１１－２，１１－３およびスレーブ装置１２－１Ａ，１２－１Ｂ，１２－２Ａ，１２－３Ａ，１２－３Ｂは、後述する複数の時刻同期ドメインＤ－１，Ｄ－２，Ｄ－３を構成している。

以下の説明では、マスタ装置１１－１，１１－２，１１－３を互いに区別しない場合は、「マスタ装置１１」と称する。スレーブ装置１２－１Ａ，１２－１Ｂ，１２－２Ａ，１２－３Ａ，１２－３Ｂを互いに区別しない場合は、「スレーブ装置１２」と称する。ネットワーク装置１３－１，１３－２，１３－３，１３－４を互いに区別しない場合は、「ネットワーク装置１３」と称する。時刻同期ドメインＤ－１，Ｄ－２，Ｄ－３を互いに区別しない場合は、「時刻同期ドメインＤ」と称する。なお、マスタ装置１１の数、スレーブ装置１２の数、ネットワーク装置１３の数、およびネットワークの階層数などは、図示した例に限定されない。これは、以降の実施形態でも同様である。

マスタ装置１１は、後述する時刻同期ドメインＤにおいて時刻の基準となる装置である。マスタ装置１１は、例えば、基準時刻として時計の位相および周波数を配信する。このようなマスタ装置１１としての機能を、ここでは「マスタ機能」と称する。

スレーブ装置１２は、マスタ装置１１に同期する装置である。「マスタ装置に同期する」とは、マスタ装置１１が提供する基準時刻に、自装置の時刻を同期させることを意味する。このようなスレーブ装置１２としての機能を、ここでは「スレーブ機能」と称する。

マスタ装置１１およびスレーブ装置１２は、マスタ機能およびスレーブ機能以外については、互いに同じ機能を有してもよく、互いに異なる機能を有してもよい。例えば、時刻同期システム１が電力系統の保護制御システムに用いられる場合、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２の各々は、例えば、保護リレーなどを有した保護装置でもよく、電力系統の電流値および電圧値などを監視する監視装置でもよく、各種の送配電設備の制御装置でもよく、その他の装置でもよい。また、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２は、それぞれマスタ機能およびスレーブ機能の両方を有し、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との間で機能が切り替えられてもよい。なお、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２の各々は、それぞれ専用装置として設けられてもよいし、アプリケーションを実行することで必要な機能を実現する装置でもよい。

本実施形態では、複数のマスタ装置１１および複数のスレーブ装置１２によって、複数の時刻同期ドメインＤが構成されている。「時刻同期ドメインＤ」とは、時刻の基準となる１つのマスタ装置１１と、そのマスタ装置１１に同期する１つ以上のスレーブ装置１２とから構成されるグループを意味する。

ここで、各時刻同期ドメインＤは、１つのマスタ装置１１に加え、冗長化のための１つ以上の待機用マスタ装置を有してもよい。通信ネットワーク上には複数の時刻同期ドメインＤが存在することが可能であるが、ある時刻同期ドメインＤに所属するスレーブ装置１２は、別の時刻同期ドメインＤのマスタ装置１１と直接同期することはない。また、時刻同期ドメインＤは、階層構造を持つことも可能である。この場合、下位（下流）のマスタ装置１１（以下、「下位マスタ装置１１」と称する）は、上位（上流）のマスタ装置１１（以下、「上位マスタ装置１１」と称する）に対するスレーブ機能を有する。すなわち、上位マスタ装置１１は、１つ以上の下位マスタ装置１１に対して基準時刻を配信する。下位マスタ装置１１は、上位マスタ装置１１から提供される基準時刻に、自装置の基準時刻を同期させる。そして、下位マスタ装置１１は、自装置に同期するスレーブ装置１２に基準時刻を配信する。本実施形態では、例えば、マスタ装置１１－２が上位マスタ装置１１になり、残りのマスタ装置１１－１，１１－３が下位マスタ装置１１となることで、３つのマスタ装置１１－１，１１－２，１１－３の時刻同期が行われている。

図１に示す例では、時刻同期システム１は、３つの時刻同期ドメインＤ－１，Ｄ－２，Ｄ－３を有する。図１は、後述する時刻同期ドメインＤの変更前のドメイン構成を示す。時刻同期ドメインＤ－１は、マスタ装置１１－１と、マスタ装置１１－１に同期する２つのスレーブ装置１２－１Ａ，１２－１Ｂにより構成されている。時刻同期ドメインＤ－２は、マスタ装置１１－２と、マスタ装置１１－２に同期する１つのスレーブ装置１２－２Ａにより構成されている。時刻同期ドメインＤ－３は、マスタ装置１１－３と、マスタ装置１１－３に同期する２つのスレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂにより構成されている。

次に、時刻同期システム１の通信ネットワークＮについて説明する。通信ネットワークＮは、複数のネットワーク装置１３－１，１３－２，１３－３，１３－４と、複数の通信リンク１４とを含む。各ネットワーク装置１３は、ルータまたはスイッチなどである。複数のネットワーク装置１３同士の間、ネットワーク装置１３とマスタ装置１１との間、ネットワーク装置１３とスレーブ装置１２との間、およびネットワーク装置１３とドメイン管理装置１５との間は、通信リンク１４により接続され、通信可能になっている。

次に、ドメイン管理装置１５について説明する。本実施形態は、ドメイン管理装置１５がドメイン管理機能を有する情報処理装置に該当する例である。ドメイン管理装置１５は、時刻同期システム１を構成する装置や通信路などに特定の変化が生じた場合、時刻同期ドメインＤと、それに所属するマスタ装置１１およびスレーブ装置１２との関係（以下、「ドメイン構成」と称する）を変更する。

図２は、ドメイン管理装置１５の機能構成を示すブロック図である。ドメイン管理装置１５は、例えば、ドメイン構成記憶部１５１、ドメイン構成決定部１５２、およびドメイン変更部１５３を有する。

まず、ドメイン構成記憶部１５１について説明する。ドメイン構成記憶部１５１は、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との同期関係を特定可能な情報（以下、「同期関係情報」と称する）を記憶する。同期関係情報とは、どのマスタ装置１１にどのスレーブ装置１２が同期しているのかを特定することができる情報を意味する。

図３は、同期関係情報のいくつかの例を示す図である。これらは、ドメイン構成記憶部１５１に記憶される記憶データのフォーマットの例である。例えば、図３中の（ａ）に示される例では、同期関係情報は、個別のマスタ装置１１を特定する識別子（マスタ識別子）と、そのマスタ装置１１に同期する個別のスレーブ装置１２を特定する識別子（スレーブ識別子）とがペアになった（対応付けられた）情報である。同期関係情報では、上記のようなマスタ識別子とスレーブ識別子とのペアが、全てのスレーブ装置１２に関して設定されている。このような情報によれば、マスタ識別子からスレーブ識別子を参照でき、また、スレーブ識別子からマスタ識別子を参照することができる。このため、どのマスタ装置１１にどのスレーブ装置１２が同期しているのかを特定することができる。

図３中の（ｂ）は、同期関係情報の別の例を示す。図３中の（ｂ）に示される例では、同期関係情報は、個別の時刻同期ドメインＤを示す識別子（ドメイン識別子）と、その時刻同期ドメインＤに所属する個別のマスタ装置１１を特定する識別子（マスタ識別子）とがペアになった情報と、個別の時刻同期ドメインＤを示す識別子（ドメイン識別子）と、その時刻同期ドメインＤに所属する個別のスレーブ装置１２を特定する識別子（スレーブ識別子）とがペアになった情報とを含んでもよい。同期関係情報では、上記のようなドメイン識別子とマスタ識別子とのペア、およびドメイン識別子とスレーブ識別子とのペアが、全てのマスタ装置１１およびスレーブ装置１２に関して設定されている。このような情報によれば、ドメイン識別子からマスタ識別子およびスレーブ識別子を参照でき、また、マスタ識別子およびスレーブ識別子からドメイン識別子を参照することができる。このため、どのマスタ装置１１にどのスレーブ装置１２が同期しているのかを特定することができる。なお、同期関係情報は、上記例に限定されない。例えば、時刻同期ドメインＤ毎に異なる仮想ネットワークが設定される場合、「ドメイン識別子」に代えて、仮想ネットワークを特定する識別子が用いられてもよい。

これら同期関係情報は、時刻同期システム１の設計時にドメイン構成記憶部１５１に予め入力しておくこともできるし、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２に上記のようなペア情報を通知する機能を持たせ、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２から出力されたペア情報を、通信ネットワークＮを介してドメイン管理装置１５で受信することで取得することもできる。

次に、ドメイン構成決定部１５２について説明する。ドメイン構成決定部１５２は、時刻同期システム１を構成する装置や通信路などに特定の変化が生じた場合に、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報と、時刻同期システム１に生じた変化を示す情報（以下、「変化発生情報」と称する）とに基づき、予めプログラムされた手順に従って、時刻同期ドメインＤに対するスレーブ装置１２の所属関係を少なくとも変更した新しいドメイン構成を決定する。

変化発生情報とは、例えば、マスタ装置１１の稼働状態、通信ネットワークＮの通信路（ネットワーク装置１３または通信リンク１４）の稼働状態、前記通信路の通信量、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の時刻のずれ、およびマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の伝送遅延のうち１つ以上を含む情報である。例えば、変化発生情報とは、時刻同期システム１に生じた変化（故障または通信障害など）の内容と、その変化が生じた位置を特定可能な情報である。変化発生情報は、通信ネットワークＮを介して、マスタ装置１１、スレーブ装置１２、またはネットワーク装置１３から得ることができる。なお、変化発生情報の例は、後述するドメイン構成決定部１５２の各動作例のなかで詳しく述べる。

「ドメイン構成」とは、どの時刻同期ドメインＤに、どのマスタ装置１１およびどのスレーブ装置１２が所属するかを示すものである。ドメイン構成決定部１５２は、時刻同期システム１を構成する装置や通信路などに特定の変化が生じた場合に、例えば、時刻同期精度を低下させる要因となる装置（マスタ装置１１、スレーブ装置１２、ネットワーク装置１３、および通信リンク１４のうち１つ以上）を排除するように時刻同期ドメインＤを再構成する。なお、時刻同期ドメインＤの再構成の例は、後述するドメイン構成決定部１５２の各動作例のなかで詳しく述べる。

次に、ドメイン変更部１５３について説明する。ドメイン変更部１５３は、ドメイン構成決定部１５２により決定された新しいドメイン構成に基づき、時刻同期ドメインＤに対するマスタ装置１１およびスレーブ装置１２の所属関係を変更するための命令を出力する。このとき、マスタ装置１１とスレーブ装置１２とは、所属する時刻同期ドメインＤを変更する機能を予め備えておくことで、ドメイン管理装置１５からの命令に対応する。例えば、時刻同期システム１がＩＥＥＥ１５８８－２００８に準拠している場合であれば、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）ドメインＩＤを変更することで、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２が所属する時刻同期ドメインＤを変更することができる。また、ＰＴＰドメインＩＤに代えて、ＮＴＰ（Network Time Protocol）ドメインＩＤなどが用いられてもよい。図４は、ＮＴＰドメインＩＤに関する対応関係情報の例を示す。この対応関係情報は、例えば、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２が有する記憶部に記憶されるデータのフォーマットの例である。この対応関係情報は、ＮＴＰドメインＩＤと、時刻の同期先となるマスタ装置１１（ＮＴＰ参照先サーバ）の識別子（マスタ識別子）とがペアになった（対応付けられた）情報である。ＮＴＰドメインＩＤは、「同期先のマスタ装置を示す識別子」の一例である。このため、スレーブ装置１２に付与されたＮＴＰドメインＩＤが変更されることで、時刻同期先のマスタ装置１１を変更することができる。

また、それ以外の時刻同期システム１であれば、マスタ装置１１が基準時刻を配信する対象のスレーブ装置１２を示すスレーブリストを変更することや、スレーブ装置１２の同期先のマスタ装置１１を示す情報を変更することで、時刻同期ドメインＤを変更することができる。このとき、マスタ装置１１やスレーブリストの変更は、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスやＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、時刻同期アプリケーションが持つ識別子などを変更することで実現可能である。また、時刻同期ドメインＤがＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）などの仮想ネットワークで構築されている場合、ＶＬＡＮのＩＤなど仮想ネットワークの識別子を変更することが時刻同期ドメインＤの変更に等しくなる。なお、時刻同期ドメインＤの変更に仮想ネットワークを利用する場合は、マスタ装置１１やスレーブ装置１２が互いのＩＰアドレスやＭＡＣアドレスなどを管理しなくてよいという利点がある。仮想ネットワークの時刻同期ドメインＤで区切られたマスタ装置１１やスレーブ装置１２は、時刻同期のメッセージをブロードキャストすることで、同じ時刻同期ドメインＤに所属するマスタ装置１１やスレーブ装置１２にメッセージを届けることができる。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。ここでは、図１に示された構成において、マスタ装置１１－３が故障する場合を取り上げて説明する。

図５は、ドメイン管理装置１５の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ドメイン構成決定部１５２は、マスタ装置１１が故障した場合、変化発生情報の一例として、通信ネットワークＮを介してマスタ装置１１が故障したことを示す故障情報を受信する（Ｓ１０１）。

故障情報は、例えば、故障したマスタ装置１１（ここでは、マスタ装置１１－３）と同期するスレーブ装置１２（ここでは、スレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂ）により故障が検知され、そのスレーブ装置１２からドメイン管理装置１５に故障情報が出力されることで、ドメイン管理装置１５に入力される。スレーブ装置１２が故障を検知する方法には、例えば、時刻同期誤差の推定値を計算することで故障を検知する方法や、マスタ装置１１から定期的に受信する時刻同期用メッセージの有無などから故障を検知する方法などがある。

例えば、時刻同期誤差の推定値は、下記の式（１）に基づいて算出することができる。なお、式（１）を用いる前提として、スレーブ装置１２がマスタ装置１１に向けてメッセージを送信し、マスタ装置１１がスレーブ装置１２にメッセージを返信する処理が行われる。式中では、時刻同期誤差をＥｔ、マスタ装置１１により検出されたマスタ装置１１のメッセージ送信時刻をｔｍ、スレーブ装置１２により検出されたスレーブ装置１２のメッセージ受信時刻をｔｓ、スレーブ装置１２により検出されたマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間のメッセージ往復時間をｔｒとする。

Ｅｔ＝ｔｓ－（ｔｍ＋ｔｒ／２） …（１）

ここで、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との間のメッセージ往復時間（ｔｒ）の半分がマスタ装置１１からスレーブ装置１２までの伝送遅延の推定値に相当する。そして、マスタ装置１１の送信時刻（ｔｍ）に伝送遅延の推定値（ｔｒ／２）を加算した時刻が、マスタ装置１１の時計を基準としたスレーブ装置１２のメッセージ受信時刻となる。このため、このマスタ装置１１の時計を基準としたメッセージ受信時刻（ｔｍ＋ｔｒ／２）と、スレーブ装置１２の時計で計測したスレーブ装置１２のメッセージ受信時刻（ｔｓ）の差分を、時刻同期誤差と推定することができる。スレーブ装置１２は、上記時刻同期誤差を予め設定された閾値と比較し、上記時刻同期誤差が閾値以上である場合に、マスタ装置１１の故障情報をドメイン管理装置１５に出力する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、故障したマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２を特定する（Ｓ１０２）。言い換えると、故障したマスタ装置１１と同じ時刻同期ドメインＤに属するスレーブ装置１２を特定する。このスレーブ装置１２の特定は、例えば、同期関係情報に基づき、故障したマスタ装置１１のマスタ識別子に対応付けられたスレーブ識別子を読み込むことで行われる。本実施形態では、故障したマスタ装置１１－３に同期するスレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂが特定される。以下では、故障したマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂを、「変更対象スレーブ装置１２」と称する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、変更対象スレーブ装置１２に対して、新しいマスタ装置１１の候補として故障情報を受けていない別のマスタ装置を検索し、検索により抽出されたマスタ装置１１のなかから新しいマスタ装置１１を選択する（Ｓ１０３）。この新しいマスタ装置１１の選択は、例えば、同期関係情報に基づき、故障情報を受けていないマスタ装置１１のマスタ識別子を検索し、検索により抽出されたマスタ識別子のなかから１つのマスタ識別子を選択することで行われる。また、新しいマスタ装置１１の選択には、新しいマスタ装置１１と変更対象スレーブ装置１２との間のネットワーク装置１３の数（中継数）や、新しいマスタ装置１１の通信量などを追加の判断基準として採用することができる。本実施形態では、マスタ装置１１－１およびマスタ装置１１－２が新しいマスタ装置１１の候補となる。そしてここでは、スレーブ装置１２－３Ａに対して、マスタ装置１１－２が新しいマスタ装置１１として選択される。スレーブ装置１２－３Ｂについては、後述する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報を更新する（Ｓ１０４）。すなわち、ドメイン構成決定部１５２は、同期関係情報に対して、古いペアを示す情報（マスタ装置１１－３とスレーブ装置１２－３Ａとを対応付けた情報）を削除し、新しいペアを示す情報（マスタ装置１１－２とスレーブ装置１２－３Ａとを対応付けた情報）を追加する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、故障したマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２が他に存在するか否かを判定する（Ｓ１０５）。ドメイン構成決定部１５２は、故障したマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２が他にも存在する場合、Ｓ１０２～Ｓ１０４の処理を繰り返す。本実施形態では、例えば、スレーブ装置１２－３Ｂについて新しいマスタ装置１１がまだ選択されていない場合、Ｓ１０２の処理に戻り、スレーブ装置１２－３Ｂに対して新しいマスタ装置１１－２が選択される。

また本実施形態では、故障したマスタ装置１１を１つのスレーブ装置に変更する。「マスタ装置をスレーブ装置に変更する」とは、マスタ装置１１が故障している場合、マスタ装置１１をスレーブ装置と見做して取り扱うことを意味してもよい。本実施形態では、ドメイン構成決定部１５２は、故障したマスタ装置１１－３を１つのスレーブ装置として見做し、時刻同期ドメインＤ－３に含まれる全てのスレーブ装置（スレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂと、スレーブ装置と見做されたマスタ装置１１―３）を時刻同期ドメインＤ－２に所属させることで、２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３を併合する新しいドメイン構成を決定する。

故障したマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２が他に存在しない場合、ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、時刻同期ドメインＤを変更するための命令を出力する（Ｓ１０６）。これにより、スレーブ装置１２は、同期先となるマスタ装置１１を変更する。

図６は、ドメイン管理装置１５による時刻同期ドメインＤの変更後のドメイン構成を示す図である。本実施形態では、スレーブ装置１２－３Ａ，１２－３Ｂおよびスレーブ装置に変更されたマスタ装置１１－３がマスタ装置１１－２に同期する。これにより、２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３が併合される。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、マスタ装置１１の故障状態に応じて時刻同期ドメインＤを変更することで、マスタ装置１１の故障に対する時刻同期システム１の耐性を向上させることができる。これにより、マスタ装置１１が故障した場合であっても、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。

（第２の実施形態）
次に、図７から図１２を参照し、第２の実施形態について説明する。本実施形態は、通信ネットワークＮの一部に断続的な通信障害が発生する場合に時刻同期ドメインＤが変更される点で、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

図７は、本実施形態の時刻同期システム１の全体構成の一例を示す図である。なお図７は、時刻同期ドメインＤの変更前のドメイン構成を示す。図８は、本実施形態のドメイン管理装置１５Ａの機能構成を示すブロック図である。本実施形態のドメイン管理装置１５Ａは、ドメイン構成記憶部１５１、ドメイン構成決定部１５２、およびドメイン変更部１５３に加えて、ネットワーク構成記憶部１５４を備えている。

ここではまず、本実施形態のドメイン構成記憶部１５１に記憶される同期関係情報について説明する。図９は、本実施形態の同期関係情報の一例を示す図である。この図９は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶される記憶データのフォーマットの例である。本実施形態の同期関係情報は、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との同期関係に加えて、同期関係にあるマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間に存在するネットワーク装置１３を特定可能な情報である。図９に示す例では、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の中継点として、ネットワーク装置１、ネットワーク装置２、…ネットワーク装置Ｎが存在する例である。この場合、同期関係情報では、マスタ識別子とスレーブ識別子とのペアと、ネットワーク装置１～Ｎの識別子とを含むリストが登録されている。このような情報によれば、マスタ識別子またはスレーブ識別子からネットワーク装置１～Ｎの識別子を参照でき、また、ネットワーク装置１～Ｎの識別子からマスタ識別子およびスレーブ識別子を参照できる。

同期関係情報のリストは、時刻同期システム１の設計時に予め入力しておくこともできるし、マスタ装置１１とスレーブ装置１２のペア情報と、図１０を参照して後述する接続情報に基づきマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間に存在するネットワーク装置１３を特定することで作成することもできる。マスタ装置１１とスレーブ装置１２のペア情報は、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２にペア情報を通知させる機能を持たせ、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２から出力されたペア情報を、通信ネットワークＮを介してドメイン管理装置１５で受信することで取得することもできる。なお、同期関係情報には、上位マスタ装置１１を特定する上位マスタ識別子と、下位マスタ装置１１を特定する下位マスタ識別子とのペアと、上位マスタ装置１１と下位マスタ装置１１との間に存在するネットワーク装置１～Ｎの識別子とを含むリストが登録されてもよい。

次に、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶される接続情報（ネットワーク構成情報）について説明する。図１０は、本実施形態の接続情報の一例を示す図である。この図１０は、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶される記憶データのフォーマットの例である。本実施形態の接続情報は、各ネットワーク装置１３にどのネットワーク装置１３が隣接しているかを特定可能な情報である。なおここで言う「隣接」とは、物理的に隣接することを意味するものではなく、対象となるネットワーク装置１３に対して直接通信リンク１４を持つこと（２つの装置の間に別のネットワーク装置１３が存在しないこと）を意味する。以下では、あるネットワーク装置１３に隣接するネットワーク装置１３を、「隣接ネットワーク装置」と称する。

図１０に示す例では、あるネットワーク装置１３に対して、隣接ネットワーク装置１～Ｎが隣接する例である。この場合、接続情報には、対象となるネットワーク装置１３の識別子と、そのネットワーク装置１３に隣接した隣接ネットワーク装置１～Ｎの識別子とを含むリストが登録される。なお、このリストでは、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２の各々は、隣接ネットワーク装置の１つとして登録される。このリストは、例えば、時刻同期システム１の設計時に予め入力しておくことで作成される。

ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶された接続情報に基づき、各マスタ装置１１と各スレーブ装置１２との間の経路を把握することができる。つまり、ドメイン構成決定部１５２は、接続情報に基づき、マスタ装置１１またはスレーブ装置１２を起点として隣接するネットワーク装置１３を順に辿ることで、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との間に存在するネットワーク装置１３を特定することができる。

また、ドメイン構成決定部１５２は、通信ネットワークＮにおいて通信障害が発生した場合、前記通信障害が発生している場所と、各時刻同期ドメインＤのマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の経路との関係を分析することができる。この分析については詳しく後述する。

次に、通信ネットワークＮに生じる断続的な通信障害について説明する。本願で言う「断続的な通信障害」とは、例えば、過負荷な通信により通信が断続的に不安定になることを意味する。「過負荷な通信」とは、例えば、ある通信リンク１４を流れる通信データが大量となり、その通信リンク１４に対する上流のネットワーク装置１３にて通信データのキューイングが頻繁に発生し、通信遅延のばらつきが大きくなる状態を意味する。通信遅延のばらつきが大きくなると、時刻同期の誤差も大きくなる。このため、過負荷な通信は、時刻同期システム１にとって障害となる。

ここで、通信遅延のばらつきが大きくなると時刻同期の誤差が大きくなる理由を説明する。時刻同期の処理では、上記式（１）のようにマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の時刻差を計算し、その時刻差を０にするようにスレーブ装置１２の時計を調整する。式（１）でメッセージ往復時間の遅延を使用する理由は、マスタ装置１１の時計とスレーブ装置１２の時計には時刻差があることが前提であり、マスタ装置１１のメッセージ送信時にマスタ装置１１が記録するタイムスタンプと、スレーブ装置１２のメッセージ受信時にスレーブ装置１２が記録するタイムスタンプの差は、マスタ装置１１からスレーブ装置１２への伝送遅延として利用できないためである。そのため、スレーブ装置１２で記録したメッセージの往復遅延の２分の１をマスタ装置１１からスレーブ装置１２への伝送遅延として推定する方法が使用される。

このような理由により、式（１）ではマスタ装置１１からスレーブ装置１２への伝送遅延の推定値としてマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の往復遅延の２分の１を利用する。そのため、通信ネットワークＮにおいて通信遅延のばらつきが生じると、往路であるスレーブ装置１２からマスタ装置１１への伝送遅延と、復路であるマスタ装置１１からスレーブ装置１２への伝送遅延との間に差が生じる。往路の伝送遅延と復路の伝送遅延との間に差が生じると、マスタ装置１１からスレーブ装置１２への伝送遅延の実際の値と、マスタ装置１１とスレーブ装置１２の間の往復遅延の２分の１（伝送遅延の推定値）との間に誤差が発生する。このため、通信遅延のばらつきが大きくなると時刻同期の誤差が大きくなる。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。ここでは、図７に示された構成において、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に断続的な通信障害が発生する場合を取り上げて説明する。

図１１は、ドメイン管理装置１５の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に断続的な通信障害が発生した場合、通信ネットワークＮを介して、通信障害が発生したことを示す通信障害情報を受信する（Ｓ２０１）。通信障害情報は、「変化発生情報」の一例である。

通信障害情報は、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３を通信路とするスレーブ装置１２（ここでは、スレーブ装置１２－３Ａ）により検知され、そのスレーブ装置１２からドメイン管理装置１５に通信障害情報が出力されることで、ドメイン管理装置１５に入力される。すなわち、スレーブ装置１２－３Ａは、ネットワーク装置１３－３、ネットワーク装置１３－１、およびネットワーク装置１３－４を介してマスタ装置１１－３と時刻同期を行う。そのため、スレーブ装置１２－３Ａは、マスタ装置１１－３との通信遅延を検出することで、通信障害を検知することができる。通信障害の検知は、例えば、マスタ装置１１－３とスレーブ装置１２－３Ａとの間のメッセージ往復時間の２分の１である通信遅延の推定値を、予め設定された閾値と比較することで行うことができる。また上記に代えて、通信障害の検知は、例えば、上記通信遅延の推定値を、過去の通信遅延の推定値と比較することで求まる増加量を、予め設定された閾値と比較することで行うことができる。また、通信障害は、メッセージの不到達により検知することができる。

ここで、ドメイン構成決定部１５２は、例えば、マスタ装置１１－１とマスタ装置１１－３との間の断続的な通信障害の有無を示す情報を調査することで、通信障害の発生箇所をネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に特定することができる。すなわち、マスタ装置１１－１とマスタ装置１１－３は、ネットワーク装置１３－２、ネットワーク装置１３－１、およびネットワーク装置１３－４を介して通信するため、マスタ装置１１－１とマスタ装置１１－３との間に通信障害が無ければ、通信障害の発生箇所をネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に絞ることができる。

なお、ドメイン構成決定部１５２は、通信障害の発生箇所をネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３の間に絞らず、ネットワーク装置１３－１，１３－３，１３－４の間を断続的な通信障害の発生箇所と推定してもよい。この場合、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－４との間は正常であるのに通信障害が発生していると誤判定されることになるが、時刻同期ドメインＤは、確実に障害のない経路の上に形成されることになる。または、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク装置１３のＭＩＢ（Management Information Base）やＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を用いて、ネットワーク装置１３の通信量や障害に関する情報を収集してもよい。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、断続的な通信障害が発生している通信路を経由して通信するスレーブ装置１２を特定する（Ｓ２０２）。このスレーブ装置１２の特定は、例えば、同期関係情報に基づき、断続的な通信障害が発生している通信路に位置するネットワーク装置１３の識別子を上記リストに含むスレーブ識別子を読み込むことで行われる。本実施形態では、ネットワーク装置１３－１，１３－３を経由してマスタ装置１１に同期するスレーブ装置１２－３Ａが特定される。以下では、この特定されたスレーブ装置１２－３Ａを、「変更対象スレーブ装置１２」と称する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、変更対象スレーブ装置１２に対する新しいマスタ装置１１の候補として別のマスタ装置１１を検索し、検索により抽出されたマスタ装置１１のなかから新しいマスタ装置１１を選択する（Ｓ２０３）。新しいマスタ装置１１の選択には、新しいマスタ装置１１と変更対象スレーブ装置１２との間のネットワーク装置１３の数（中継数）や、新しいマスタ装置１１の通信量などを追加の判断基準として採用することができる。本実施形態では、マスタ装置１１－２が新しいマスタ装置１１の候補として選択される。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶された接続情報に基づき、変更対象スレーブ装置１２（ここでは、スレーブ装置１２－３Ａ）と新しいマスタ装置１１（ここでは、マスタ装置１１－２）の候補との間に存在するネットワーク装置１３を探索する（Ｓ２０４）。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、探索することで抽出されたネットワーク装置１３を、変更対象スレーブ装置１２と新しいマスタ装置１１との間の中継点とした場合に、変更対象スレーブ装置１２と新しいマスタ装置１１との間の通信が、断続的な通信障害が発生している通信路を経由することになるか否かを判定する（Ｓ２０５）。

ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ２０５の判定結果が肯定的である場合、Ｓ２０３の処理に戻り、別のマスタ装置１１の候補を選択し、Ｓ２０４およびＳ２０５の処理を繰り返す。一方で、ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ２０５の判定結果が否定的である場合、候補として選択したマスタ装置１１を、新しいマスタ装置１１として決定する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報を更新する（Ｓ２０６）。すなわち、ドメイン構成決定部１５２は、同期関係情報に対して、古いペアを示す情報（マスタ装置１１－３とスレーブ装置１２－３Ａとを対応付けた情報）を削除し、新しいペアを示す情報（マスタ装置１１－２とスレーブ装置１２－３Ａとを対応付けた情報）を追加する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、断続的な通信障害が発生している通信路を経由して通信するスレーブ装置１２が他に存在するか否かを判定する（Ｓ２０７）。ドメイン構成決定部１５２は、このようなスレーブ装置１２が他にも存在する場合、Ｓ２０２～Ｓ２０６の処理を繰り返す。以上説明したように、本実施形態のドメイン構成決定部１５２は、少なくとも１つのスレーブ装置１２－３Ａを別の時刻同期ドメインＤ－２に所属させることで、２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３を変形させる新しいドメイン構成を決定する。

断続的な通信障害が発生している通信路を経由して通信するスレーブ装置１２が他に存在しない場合、ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、時刻同期ドメインＤを変更するための命令を出力する（Ｓ２０８）。これにより、スレーブ装置１２は、同期先となるマスタ装置１１を変更する。本実施形態では、スレーブ装置１２－３Ａがマスタ装置１１－２に同期する。

図１２は、ドメイン管理装置１５による時刻同期ドメインＤの変更後のドメイン構成を示す図である。上述したＳ２０１からＳ２０８の処理により、２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３が変形され、時刻同期ドメインＤ―２，Ｄ－３の境界が移動する。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、通信ネットワークＮの障害状態に応じて時刻同期ドメインＤを変更することで、通信障害に対する時刻同期システム１の耐性を向上させることができる。これにより、通信障害が発生した場合であっても、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、通信量（トラヒック）の増加に応じて、時刻同期ドメインＤを変更することで、通信量の変化に対する耐性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
次に、図１３から図１５を参照し、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、通信ネットワークＮの一部に断続的な通信障害が発生する場合に１つの時刻同期ドメインＤを２つに分割する点で、第２の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第２の実施形態と同様である。

図１３は、本実施形態の時刻同期システム１の全体構成の一例を示す図である。なお図１３は、時刻同期ドメインＤの変更前のドメイン構成を示す。図１３に示す例では、時刻同期システム１は、２つの時刻同期ドメインＤ－１，Ｄ－２を有する。時刻同期ドメインＤ１は、マスタ装置１１－１と、マスタ装置１１－１に同期する２つのスレーブ装置１２１２－１Ａ，１２－１Ｂにより構成されている。時刻同期ドメインＤ－２は、マスタ装置１１－２と、マスタ装置１１－２に同期する４つのスレーブ装置１２－２Ａ，１２－２Ｂ，１２－２Ｃ，１２－２Ｄにより構成されている。以下では、スレーブ装置１２－１Ａ，１２－１Ｂ，１２－２Ａ，１２－２Ｂ，１２－２Ｃ，１２－２Ｄを互いに区別しない場合は、「スレーブ装置１２」と称する。本実施形態では、各スレーブ装置１２は、スレーブ機能に加えて、待機させているマスタ機能を有する。このため、ドメイン管理装置１５Ａは、任意のスレーブ装置１２をマスタ装置１１に切り替えることができる。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。ここでは、図１３に示された構成において、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－４との間に断続的な通信障害が発生している場合を取り上げて説明する。

図１４は、ドメイン管理装置１５Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで、Ｓ３０１およびＳ３０２の処理は、第２の実施形態のＳ２０１およびＳ２０２の処理と同じであるため、その重複する説明は省略する。すなわち、本実施形態では、例えば第２の実施形態で説明した方法で通信障害情報が取得される。本実施形態では、断続的な通信障害が発生している通信路を経由して通信するスレーブ装置１２として、２つスレーブ装置１２－２Ｃ，１２－２Ｄが特定される。以下では、この特定されたスレーブ装置１２－２Ｃ，１２－２Ｄを、「変更対象スレーブ装置１２」と称する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、任意のスレーブ装置１２を、新しいマスタ装置１１に切り替える候補として選択する（Ｓ３０３）。このスレーブ装置１２の選択には、新しいマスタ装置１１と残りの変更対象スレーブ装置１２との間のネットワーク装置の数（中継数）や、新しいマスタ装置１１の通信量などを追加の判断基準として採用することができる。本実施形態では、例えば、スレーブ装置１２－２Ｃが新しいマスタ装置１１の候補として選択される。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶された接続情報に基づき、残りの変更対象スレーブ装置１２と新しいマスタ装置１１の候補との間に存在するネットワーク装置１３を探索する（Ｓ３０４）。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、探索することで抽出されたネットワーク装置１３を、残りの変更対象スレーブ装置１２と新しいマスタ装置１１との間の中継点とした場合に、残りの変更対象スレーブ装置と新しいマスタ装置１１との間の通信が、断続的な通信障害が発生している通信路を経由することになるか否かを判定する（Ｓ３０５）。

ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ３０５の判定結果が肯定的である場合、Ｓ３０３の処理に戻り、別のスレーブ装置１２を候補として選択し、Ｓ３０４およびＳ３０５の処理を繰り返す。一方で、ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ３０５の判定結果が否定的である場合、候補として選択したスレーブ装置１２を、新しいマスタ装置１１として決定する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報を更新する（Ｓ３０６）。すなわち、ドメイン構成決定部１５２は、同期関係情報に対して、古いペアを示す情報（マスタ装置１１－２とスレーブ装置１２－２Ｃ，１２－２Ｄとを対応付けた情報）を削除し、新しいペアを示す情報（元スレーブ装置であるマスタ装置１２－２Ｃとスレーブ装置１２－２Ｄとを対応付けた情報）を追加する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、断続的な通信障害が発生している通信路を経由して通信するスレーブ装置１２が他に存在するか否かを判定する（Ｓ３０７）。ドメイン構成決定部１５２は、このようなスレーブ装置１２が他にも存在する場合、Ｓ３０２～Ｓ３０６の処理を繰り返す。以上説明したように、本実施形態のドメイン構成決定部１５２は、１つのスレーブ装置１２－２Ｃをマスタ装置１１に変更し、他の１つ以上のスレーブ装置１２－２Ｄをスレーブ装置１２－２Ｃから変更したマスタ装置１１に同期させることで、１つの時刻同期ドメインＤ－２を２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３に分割する新しいドメイン構成を決定する。

断続的な通信障害を持つ通信路を経由して通信するスレーブ装置１２が他に存在しない場合、ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、時刻同期ドメインＤを変更するための命令を出力する（Ｓ３０８）。これにより、スレーブ装置１２は、同期先となるマスタ装置１１を変更する。本実施形態では、スレーブ装置１２－２Ｄが元スレーブ装置１２－２Ｃであるマスタ装置１１に同期する。

図１５は、ドメイン管理装置１５による時刻同期ドメインＤの変更後のドメイン構成を示す図である。上述したＳ３０１からＳ３０８の処理により、１つの時刻同期ドメインＤ－２が２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３に分割される。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、通信ネットワークＮの障害状態に応じて時刻同期ドメインＤを分割することで、通信障害に対する時刻同期システム１の耐性を向上させることができる。これにより、通信障害が発生した場合であっても、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。

（第４の実施形態）
次に、図１６から図１８を参照し、第４の実施形態について説明する。本実施形態は、通信ネットワークＮの一部に断続的な通信障害が発生している場合に一部のマスタ装置１１同士の間の同期を切り離す点で、第２の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第２の実施形態と同様である。

図１６は、本実施形態の時刻同期システム１の全体構成の一例を示す図である。なお図１６は、マスタ装置１１同士の間の同期を切り離す前の状態を示す。本実施形態では、時刻同期ドメインＤ－２は、「上位時刻同期ドメイン」の一例である。マスタ装置１１－２は、「上位マスタ装置」の一例である。マスタ装置１１－１，１１－３の各々は、「下位マスタ装置」の一例である。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。ここでは、図１６に示された構成において、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－２との間に断続的な通信障害が発生している場合を取り上げて説明する。

図１７は、ドメイン管理装置１５の処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここで、Ｓ４０１の処理は、第２の実施形態のＳ２０１の処理と同じであるため、その重複する説明は省略する。すなわち、本実施形態では、例えば第２の実施形態で説明した方法で通信障害情報が取得される。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、断続的な通信障害を持つ通信路を経由して上位マスタ装置１１と通信する下位マスタ装置１１を特定する（Ｓ４０２）。この下位マスタ装置１１の特定は、例えば、同期関係情報に基づき、断続的な通信障害が発生している通信路で接続されたネットワーク装置１３の識別子を上記リストに含む下位マスタ装置１１の識別子を読み込むことで行われる。本実施形態では、ネットワーク装置１３－２を経由して上位マスタ装置１１－２に同期する下位マスタ装置１１－１が特定される。以下では、この特定された下位マスタ装置１１－１を、「変更対象マスタ装置１１」と称する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報において、上位マスタ装置１１－２と下位マスタ装置１１－１とを対応付ける情報を削除する（Ｓ４０３）。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、断続的な通信障害を持つ通信路を経由して上位マスタ装置１１と通信する下位マスタ装置１１が他に存在するか否かを判定する（Ｓ４０４）。ドメイン構成決定部１５２は、このような下位マスタ装置１１が他にも存在する場合、Ｓ４０２およびＳ４０３の処理を繰り返す。以上説明したように、本実施形態のドメイン構成決定部１５２は、上位マスタ装置１１－２に対する下位マスタ装置１１－１の同期を停止させることで、時刻同期ドメインＤ－２から時刻同期ドメインＤ－１を切り離す新しいドメイン構成を決定する。

断続的な通信障害を持つ通信路を経由して上記マスタ装置１１と通信する下位マスタ装置１１が他に存在しない場合、ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、変更対象マスタ装置１１と上位マスタ装置１１との間の同期を停止するための命令を出力する（Ｓ４０５）。これにより、ドメイン管理装置１５Ａは、時刻同期ドメインＤ－２から時刻同期ドメインＤ－１を切り離す。

図１８は、マスタ装置１１同士の間の同期を切り離した後の状態を示す図である。上述したＳ４０１からＳ４０５の処理により、時刻同期ドメインＤ－２から時刻同期ドメインＤ－１が切り離される。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、通信ネットワークＮの障害状態に応じて複数の時刻同期ドメインＤの間の同期を切り離すことで、時刻同期ドメインＤ単位で通信障害に対する影響を小さくすることができ、通信障害に対する耐性を向上させることができる。これにより、通信障害が発生した場合であっても、時刻同期ドメインＤ単位で複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。

（第５の実施形態）
次に、図１９から図２１を参照し、第５の実施形態について説明する。本実施形態は、マスタ装置１１Ａおよびスレーブ装置１２Ａの各々がドメイン管理部１５ａを有する点で、第２の実施形態とは異なる。すなわち、本実施形態は、マスタ１１Ａまたはスレーブ装置１２Ａがドメイン管理機能を有する情報処理装置に該当する。なお以下に説明する以外の構成は、第２の実施形態と同様である。

図１９は、本実施形態の時刻同期システム１の全体構成の一例を示す図である。なお図１９は、時刻同期ドメインＤの変更前のドメイン構成を示す。本実施形態の時刻同期システム１は、例えば、複数のマスタ装置１１Ａ－１，１１Ａ－２，１１Ａ－３、および複数のスレーブ装置１２Ａ－１Ａ，１２Ａ－１Ｂ，１２Ａ－２Ａ，１２Ａ－３Ａ，１２Ａ－３Ｂを含む。マスタ装置１１Ａ－１，１１Ａ－２，１１Ａ－３を互いに区別しない場合は、「マスタ装置１１Ａ」と称する。スレーブ装置１２Ａ－１Ａ，１２Ａ－１Ｂ，１２Ａ－２Ａ，１２Ａ－３Ａ，１２Ａ－３Ｂを互いに区別しない場合は、「スレーブ装置１２Ａ」と称する。

本実施形態では、マスタ装置１１Ａおよびスレーブ装置１２Ａの各々は、マスタ機能またはスレーブ機能に加え、ドメイン管理部１５ａを有する。なお、ドメイン管理部１５ａを有すること以外のマスタ装置１１Ａおよびスレーブ装置１２Ａの構成は、これまでの実施形態のマスタ装置１１およびスレーブ装置１２と略同じである。また本実施形態では、ドメイン管理装置１５が存在しなくてもよい。

図２０は、本実施形態のスレーブ装置１２Ａの機能構成を示すブロック図である。本実施形態のスレーブ装置１２Ａは、スレーブ機能を実現するためのスレーブ機能部１６１に加えて、ドメイン構成記憶部１５１、ドメイン構成決定部１５２、ドメイン変更部１５３、およびネットワーク構成記憶部１５４を備えている。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。ここでは、図１９に示された構成において、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に断続的な通信障害が発生している場合を取り上げて説明する。

図２１は、スレーブ装置１２Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク装置１３－１とネットワーク装置１３－３との間に断続的な通信障害が発生した場合、通信ネットワークＮを介して、通信障害が発生したことを示す通信障害情報を受信する（Ｓ５０１）。このＳ５０１の詳細は、第２の実施形態のＳ２０１の処理と同じであるため、その重複する説明は省略する。すなわち、本実施形態では、例えば第２の実施形態で説明した方法で通信障害情報が取得される。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、自装置１２Ａと自装置１２Ａが同期するマスタ装置１１Ａとの間に存在するネットワーク装置１３を特定する（Ｓ５０２）。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、断続的な通信障害を持つ通信路が自装置１２Ａと自装置１２Ａが同期するマスタ装置１１Ａとの間に存在するか否かを判定する（Ｓ５０３）。ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ５０３の判定結果が否定的である場合、本フローチャートの処理を終了する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ５０３の判定結果が肯定的である場合、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、自装置１２Ａに対する新しいマスタ装置１１Ａの候補として別のマスタ装置１１Ａを検索し、検索により抽出されたマスタ装置１１Ａのなかから新しいマスタ装置１１Ａを選択する（Ｓ５０４）。新しいマスタ装置１１Ａの選択には、自装置１２Ａと新しいマスタ装置１１Ａとの間のネットワーク装置の数（中継数）や、新しいマスタ装置１１Ａの通信量などを追加の判断基準として採用することができる。本実施形態では、マスタ装置１１Ａ－２が新しいマスタ装置１１Ａの候補として選択される。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ネットワーク構成記憶部１５４に記憶された接続情報に基づき、自装置１２Ａと新しいマスタ装置１１Ａの候補との間に存在するネットワーク装置１３を探索する（Ｓ５０５）。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、探索することで抽出されたネットワーク装置１３を、自装置１２Ａと新しいマスタ装置１１Ａとの間の中継点とした場合に、自装置１２Ａと新しいマスタ装置１１との間の通信が、断続的な通信障害が発生している通信路を経由することになるか否かを判定する（Ｓ５０６）。

ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ５０６の判定結果が肯定的である場合、Ｓ５０４の処理に戻り、別のマスタ装置１１Ａの候補を選択し、Ｓ５０５およびＳ５０６の処理を繰り返す。一方で、ドメイン構成決定部１５２は、Ｓ５０６の判定結果が否定的である場合、候補として選択したマスタ装置１１Ａを、新しいマスタ装置１１Ａとして決定する。

次に、ドメイン構成決定部１５２は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報を更新する（Ｓ５０７）。すなわち、ドメイン構成決定部１５２は、同期関係情報に対して、古いペアを示す情報（マスタ装置１１Ａ－３とスレーブ装置１２Ａ－３Ａとを対応付けた）を削除し、新しいペアを示す情報（マスタ装置１１Ａ－２とスレーブ装置１２Ａ－３Ａとを対応付けた情報）を追加する。

次に、ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、時刻同期ドメインＤを変更するための命令を出力する（Ｓ５０８）。これにより、スレーブ装置１２は、同期先となるマスタ装置１１を変更する。本実施形態では、スレーブ装置１２－３Ａがマスタ装置１１Ａ－２に同期する。

図２２は、ドメイン管理部１５ａにより時刻同期ドメインＤが変更後のドメイン構成を示す図である。上述したＳ５０１からＳ５０８の処理により、２つの時刻同期ドメインＤ－２，Ｄ－３が変形される。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、通信ネットワークＮの障害状態に応じて時刻同期ドメインＤを変更することで、通信障害に対する時刻同期システム１の耐性を向上させることができる。これにより、通信障害が発生した場合であっても、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。さらに、スレーブ装置１２Ａにドメイン管理部１５ａを持たせることで、ドメイン管理装置１５を別途ネットワーク上に配置しなくてもよくなる。

なお、第５の実施形態では、スレーブ装置１２Ａが有するドメイン管理部１５ａにより時刻同期ドメインＤの変更が行われる例について説明した。これに代えて、またはこれに加えて、マスタ装置１１Ａが有するドメイン管理部１５ａにより同様の時刻同期ドメインＤの変更が行われてもよい。

（第６の実施形態）
次に、図２３および図２４を参照し、第６の実施形態について説明する。本実施形態は、ドメイン構成決定部１５２を有するドメイン管理装置１５Ａが設けられる代わりに、管理者により入力された入力指示に基づき時刻同期ドメインＤを変更するドメイン管理装置１５Ｂが設けられた点で、第２の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第２の実施形態と同様である。

図２３は、本実施形態のドメイン管理装置１５Ｂの機能構成を示すブロック図である。本実施形態のドメイン管理装置１５Ｂは、ドメイン構成記憶部１５１、ドメイン変更部１５３、ネットワーク構成記憶部１５４に加えて、入力部１７１、指示取得部１７２、ドメイン構成管理部１７３、情報出力部１７４、および表示部１７５を有する。

入力部１７１は、マウスやキーボードなどの入力デバイスを有してもよいし、表示装置と入力装置が一体に形成されたタッチパネルを有してもよい。入力部１７１は、時刻同期ドメインＤの変更に関する管理者の入力指示（管理者の入力操作）を受け付ける。管理者の指示は、時刻同期ドメインＤの変更後の時刻同期ドメインＤのドメイン構成を含む。なお、入力部１７１は、ドメイン管理装置１５とは異なる端末に設けられ、ネットワークを介してドメイン管理装置１５と通信可能であってもよい。

指示取得部１７２は、入力部１７１に入力された管理者の指示を示す情報を取得する。すなわち、指示取得部１７２は、時刻同期ドメインＤに対するスレーブ装置１２の所属関係を変更する監視者の入力指示を取得する。指示取得部１７２は、管理者の入力指示の内容をドメイン構成管理部１７３に出力する。

ドメイン構成管理部１７３は、指示取得部１７２により取得された管理者の入力指示に基づき、各時刻同期ドメインＤのドメイン構成を管理する。ドメイン構成管理部１７３は、時刻同期システム１に生じた変化を示す情報（以下、「変化発生情報」と称する）を通信ネットワークＮから取得する。

情報出力部１７４は、表示部１７５に表示させる情報を生成し、表示部１７５に出力する。情報出力部１７４は、例えば、マスタ装置１１の稼働状態、時刻同期システム１に含まれる通信ネットワークＮの通信路の稼働状態、前記通信路の通信量、マスタ装置１１とスレーブ装置１２との時刻のずれ、およびマスタ装置１１とスレーブ装置１２との間の伝送遅延のうち１つ以上の情報を表示部１７５に出力する。

表示部１７５は、ディスプレイなどの表示デバイスを有し、情報出力部１７４から出力された情報を表示する。なお表示部１７５は、ドメイン管理装置１５とは異なる端末に設けられ、ネットワークを介してドメイン管理装置１５と通信可能であってもよい。

次に、本実施形態の時刻同期システム１の動作例について説明する。図２４は、ドメイン管理装置１５Ｂの処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ドメイン構成管理部１７３は、例えば、通信ネットワークＮから断続的な通信障害の発生を示す通信障害情報を受信する（Ｓ６０１）。

次に、情報出力部１７４は、ドメイン構成管理部１７３が受信した通信障害情報に基づき、表示部１７５に表示させる情報を生成する。情報出力部１７４は、例えば、「変化発生情報」の一例として、通信障害の種類、程度、および発生箇所などを含む情報を生成して表示部１７５に出力する。これにより、表示部１７５は、通信障害の種類、程度、および発生箇所などを含む情報を表示画面に表示する（Ｓ６０２）。また、情報出力部１７４は、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報に基づき、時刻同期ドメインＤの現在のドメイン構成を表示部１７５に表示させる。そして、ドメイン管理装置１５は、入力部１７１に対する管理者の入力操作を待つ。管理者は、例えば、現在のドメイン構成と通信障害の種類や発生箇所などを確認し、新しいドメイン構成を決定する。そして、管理者は、入力部１７１に対してドメイン構成を変更するための入力操作を行う。

次に、指示取得部１７２は、入力部１７１に入力された管理者の入力指示を取得する（Ｓ６０３）。ドメイン構成管理部１７３は、管理者により入力部１７１に入力された新しいドメイン構成に基づき、ドメイン構成記憶部１５１に記憶された同期関係情報を更新する（Ｓ６０４）。また、ドメイン構成管理部１７３は、管理者により入力部１７１に入力された新しいドメイン構成をドメイン変更部１５３に出力する。ドメイン変更部１５３は、マスタ装置１１およびスレーブ装置１２に対して、時刻同期ドメインＤを変更するための命令を出力する（Ｓ６０５）。これにより、管理者により入力された入力指示に基づき、時刻同期ドメインＤが変更される。

このような構成によれば、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。例えば、本実施形態では、システムの稼働中に、通信障害の状態に応じて人間の判断で時刻同期ドメインＤを変更して、時刻同期精度を維持することが可能となる。これにより、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。

以上説明した第１から第６の実施形態のドメイン構成決定部１５２、ドメイン変更部１５３、指示取得部１７２、ドメイン構成管理部１７３、および情報出力部１７４のうち少なくとも一部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなハードウェアプロセッサが記憶部に格納されたコンピュータプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。すなわち、これら機能部は、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。ドメイン管理装置１５，１５Ａ，１５Ｂは、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ－ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムが配布され、そのプログラムがコンピュータ装置に適宜インストールされることで実現されてもよい。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

ドメイン構成記憶部１５１およびネットワーク構成記憶部１５４のうち少なくとも一方を含む記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、もしくはＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。

以上、いくつかの実施形態について説明したが、上述した各実施形態は、互いに組み合わせて実現されてもよい。例えば、第５の実施形態および第６の実施形態では、２つの時刻同期ドメインＤが変形される例について説明したが、これに限定されない。第５の実施形態および第６の実施形態の構成により、２つの時刻同期ドメインＤを併合する処理や、１つの時刻同期ドメインＤを２つに分割する処理、上位マスタ装置１１に対する一部の下位マスタ装置１１の同期の切り離し処理などが行われてもよい。また、各実施形態において、複数の時刻同期ドメインＤは互いに独立して存在してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、システムに変化が生じた場合に、
時刻同期精度を低下させる要因箇所を排除するように時刻同期ドメインが再構成される。これにより、複数の装置の時刻同期を高い精度で維持することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１１，１１Ａ…マスタ装置、１２，１２Ａ…スレーブ装置、１３…ネットワーク装置、１４…通信リンク、１５，１５Ａ，１５Ｂ…ドメイン管理装置、１５１…ドメイン構成記憶部、１５２…ドメイン構成決定部、１５３…ドメイン変更部、１７１…入力部、１７２…指示取得部、１７３…ドメイン構成管理部、１７４…情報出力部、１７５…表示部、Ｄ…時刻同期ドメイン。

Claims (10)

1. 時刻の基準となるマスタ装置と、前記マスタ装置に同期する１つ以上のスレーブ装置とから構成される時刻同期ドメインが複数存在するシステムにおいて、管理装置となる装置であって、
   前記マスタ装置と前記スレーブ装置との同期関係を特定可能な第１情報と、前記システムに生じた変化を示す第２情報とに基づき、前記時刻同期ドメインに対する前記スレーブ装置の所属関係を変更した新しいドメイン構成を決定するドメイン構成決定部と、
   前記ドメイン構成決定部により決定された新しいドメイン構成に基づき、前記所属関係を変更するための命令を出力するドメイン変更部と、
   を備え、
   前記ドメイン構成決定部は、前記新しいドメイン構成の決定として１つの前記時刻同期ドメインを２つに分割する場合、前記マスタ装置へ切り替え可能な複数の前記スレーブ装置のなかから前記マスタ装置へ切り替える前記スレーブ装置を選択し、当該スレーブ装置である新しい前記マスタ装置に１つ以上の前記スレーブ装置を対応付ける、
   情報処理装置。
2. 前記ドメイン構成決定部は、前記第２情報として１つの前記時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置と複数の前記スレーブ装置との間に障害が生じたことを示す情報を取得する場合、前記マスタ装置との間に前記障害が生じた複数の前記スレーブ装置のなかから新しい前記マスタ装置へ切り替える前記スレーブ装置を選択する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記ドメイン構成決定部は、
   第１時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第１マスタ装置、前記第１時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第１スレーブ装置、
   第２時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第２マスタ装置、前記第２時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第２スレーブ装置、
   とするドメイン構成に対して、
   前記第１マスタ装置を１つのスレーブ装置に変更し、前記第１時刻同期ドメインに含まれる全てのスレーブ装置を前記第２時刻同期ドメインに所属させることで、２つの時刻同期ドメインを併合した新しいドメイン構成を決定する、
   請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記ドメイン構成決定部は、
   第１時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第１マスタ装置、前記第１時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第１スレーブ装置、
   第２時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第２マスタ装置、前記第２時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第２スレーブ装置、
   とするドメイン構成に対して、
   少なくとも１つの前記第１スレーブ装置を前記第２時刻同期ドメインに所属させることで、２つの時刻同期ドメインを変形させた新しいドメイン構成を決定する、
   請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
5. 前記ドメイン構成決定部は、
   第１時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第１マスタ装置、前記第１時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第１スレーブ装置、
   第２時刻同期ドメインに含まれる前記マスタ装置を第２マスタ装置、前記第２時刻同期ドメインに含まれる前記スレーブ装置を第２スレーブ装置、
   前記第１マスタ装置および前記第２マスタ装置の時刻の基準となる上位マスタ装置が属する時刻同期ドメインを上位時刻同期ドメイン、
   とするドメイン構成に対して、
   前記上位マスタ装置に対する前記第１マスタ装置の同期を停止させることで、前記上位時刻同期ドメインから前記第１時刻同期ドメインを切り離した新しいドメイン構成を決定する、
   請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記ドメイン構成決定部は、前記マスタ装置の稼働状態、前記システムに含まれるネットワークの通信路の稼働状態、前記通信路の通信量、前記マスタ装置と前記スレーブ装置との間の時刻のずれ、および前記マスタ装置と前記スレーブ装置との間の伝送遅延のうち１つ以上の情報である前記第２情報と、前記第１情報に含まれる、または前記第１情報とは別に管理される情報に含まれる、前記マスタ装置、前記スレーブ装置、および前記マスタ装置と前記スレーブ装置との間を中継するネットワーク装置の接続関係とに基づき、前記マスタ装置、前記スレーブ装置、および前記ネットワーク装置の接続関係を組み替えて前記新しいドメイン構成を決定する、
   請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
7. 前記マスタ装置となるためのマスタ機能と、前記スレーブ装置となるためのスレーブ機能とのうち少なくとも一方をさらに備えた、
   請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
8. 前記ドメイン変更部は、前記スレーブ装置に付与された同期先のマスタ装置を示す識別子を変更することで、前記所属関係の変更を実行する、
   請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
9. 前記ドメイン変更部は、前記スレーブ装置に付与された仮想ネットワークへの所属識別子を変更することで、前記所属関係の変更を実行する、
   請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
10. 時刻の基準となるマスタ装置と、前記マスタ装置に同期する１つ以上のスレーブ装置とから構成される時刻同期ドメインが複数存在するシステムにおいて、管理装置となる装置であって、
    前記システムに生じた変化を示す情報である、前記マスタ装置の稼働状態、前記システムに含まれるネットワークの通信路の稼働状態、前記通信路の通信量、前記マスタ装置と前記スレーブ装置との時刻のずれ、および前記マスタ装置と前記スレーブ装置との間の伝送遅延のうち１つ以上の情報を表示部に出力する情報出力部と、
    前記時刻同期ドメインに対する前記スレーブ装置の所属関係を変更する管理者の入力指示を取得する指示取得部と、
    前記指示取得部により取得された前記管理者の入力指示の内容に基づき、前記所属関係を変更するための命令を出力するドメイン変更部と、
    を備え、
    前記指示取得部は、前記時刻同期ドメインに対する前記スレーブ装置の所属関係の変更として、１つの前記時刻同期ドメインを２つに分割する場合、前記マスタ装置へ切り替え可能な複数の前記スレーブ装置のなかから前記マスタ装置へ切り替える前記スレーブ装置を選択し、当該スレーブ装置である新しい前記マスタ装置に１つ以上の前記スレーブ装置を対応付ける前記管理者の入力指示を取得する、
    情報処理装置。

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