JPH0683741A - データ分散処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】伝送、順序に関する保証がない状態においても
確実に最新のデータのみを取込むことができる。 【構成】複数の計算機が通信路により接続されメッセー
ジ交換により処理を実行するデータ分散処理システムに
おいて、各計算機は、処理装置101 の処理結果を送信装
置102 より必要に応じて通信路109 を通して他の計算機
に送信するメッセージに識別子割当装置104 により順序
づけ可能な有限桁で表現されるメッセージ識別子を割当
てる。判定装置106 に受信装置105 を通して自己宛のメ
ッセージを取込むと、このメッセージが自己に対する最
新のメッセージであるか否かをそのメッセージの識別子
と、処理済み識別子記憶装置107 に記憶された最新メッ
セージの識別子、損失数記憶装置108 に設定された連続
して失われ得るメッセージ数および識別子範囲記憶装置
104 に記憶されたメッセージ識別子の範囲を示す値域を
用いて判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝送および伝送順序に
関して保証されていない通信路に接続された複数の計算
機により必要に応じてデータのやり取りを行いながら割
当てられた処理を行う分散処理システム、特に各計算機
自身当ての最新のデータを取込んで必要とする処理を行
うデータ分散処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電車の運行状況を監視する監視シ
ステムにおいては、近年計算機の小形化、高機能化が進
むにつれて複数の計算機を用いて、ポイント制御のため
のデータ処理、保守管理のためのデータ処理、乗客に対
する運行案内のためのデータ処理等それぞれの役割を分
散処理することにより、目的とするデータ処理を実行す
るようにした分散処理システムが多く利用されてきてい
る。

【０００３】これらのシステムでは、ローカルエリアネ
ットワーク等の通信路を用いて複数の計算機を接続し、
必要に応じて計算機間でメッセージのやり取りを行える
ようにしている。

【０００４】また、最近ではこのようにして構築した各
種システムを統合する動きが活発化している。このよう
なシステムの統合においては、それぞれのシステムのロ
ーカルエリアネットワーク間をゲートウェイと呼ばれる
計算機によって接続することが多くなってきている。

【０００５】図８はかかるデータ分散処理システムの構
成例を示すものである。この例では計算機Ｍ₁₁〜Ｍ₁₃が
ローカルエリアネットワークＣ₁ に、計算機Ｍ₂₁，Ｍ₂₂
がローカルエリアネットワークＣ₂ に、計算機Ｍ₃₁，Ｍ
₃₂がローカルエリアネットワークＣ₃ によってそれぞれ
接続されている。また、ローカルエリアネットワークＣ
₁ とＣ₃ はゲートウェイＧ₁ によって、ローカルエリア
ネットワークＣ₁ とＣ₂ はゲートウェイＧ₂ によって、
ローカルエリアネットワークＣ₂ とＣ₃ はゲートウェイ
Ｇ₃ によってそれぞれ接続されている。

【０００６】上記システム構成からも分かるように、信
頼性を向上させる等の目的から各ローカルエリアネット
ワークに複数のゲートウェイが設けられている。この場
合、統合化された後のシステムで考えると、ある計算機
から他のある計算機へのメッセージの通信経路は図９に
示すように複数存在することになる。すなわち、図９は
計算機Ｍ₁₁から計算機Ｍ₃₂にメッセージを送る場合に２
つの経路が存在することを示している。図９（ａ）では
ゲートウェイＧ₂ ，Ｇ₃ を経由することで、図９（ｂ）
ではゲートウェイＧ₁ を経由することでデータが計算機
Ｍ₁₁から計算機Ｍ₃₂に伝送される。この伝送経路の選択
は、通常ゲートウェイの負荷状況等により各計算機の通
信手段によって選択されるため、送受信を行う計算機上
のプログラムが決定することはできない。

【０００７】従って、ある計算機上のプログラムから他
のある計算機上のプログラムへ２つのメッセージを続け
て送出した場合、受信側計算機では送信順序とは逆の順
序でこれらのメッセージを受信する可能性がある。すな
わち、メッセージの伝送順序が保証されないことがあ
る。また、実システムに用いられている通信路のうち、
いくつかでは送信メッセージが必ず宛先の計算機に届く
という保証をしていない、つまり伝送（到達）の保証を
していない場合がある。

【０００８】いま、図８のデータ分散処理システムにお
いて、計算機Ｍ₁₁が計算機Ｍ₃₂宛てのデータを２つ続け
て出したとする。この場合、最初のデータが図９（ａ）
の経路で、次のデータが図９（ｂ）の経路で伝送された
とすると、経由すべきゲートウェイの数の違いから後か
ら出したデータが先に受信側計算機Ｍ₃₂に到達する可能
性がある。このような場合、後から到着するメッセージ
は受信側計算機にとって最早古くなってしまった情報な
ので、このような情報は的確に捨てる必要がある。

【０００９】そこで、従来ではこのようなシステムを採
用するにあたっては、各計算機からデータを送出する際
に時間や連番等を用いたデータ識別子を付け、受信側で
データの送出順番を確認し易いようにしている。しか
し、例えば時間を識別子とするには時間を取込んで書き
込む処理が必要になり、また時間を表現するためには必
要な桁数が大きくなる等の問題があり、さらに連番では
有限桁で表現するため、どこかで元の値に戻り、その際
の受信側での処理が難しい等の問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のデー
タ分散処理システムにおいては、通信路に伝送、順序に
関する保証がない場合、データに日付、時間の組で表現
される識別子を用いているため、これらの識別子を表現
するためには多くの桁数（何十ビット）を必要とする。
また、識別子は処理に直接関係がないので、データ中の
多くの桁数を識別子のために使うことは出切る限り避け
た方が好ましい。しかし、桁数を極端に減らすと、その
減らした桁数で取り得る識別子の値の数が減ってしまう
ため、それらを繰返し使用することになる。この場合、
受信側では度々同じ識別子の値を持ったデータを受信す
ることになり、上記のように通信路に伝送、順序に関す
る保証がない場合には１周期前のデータが遅れて届いた
のか、新しいデータが届いたのかの判断が極めて困難に
なる。

【００１１】本発明は、このような伝送、順序に関する
保証がない状態においても確実に最新のデータのみを取
込むことができるデータ分散処理システムを提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、複数の計算機が通信路によりそれぞれ接続
され各計算機相互間で伝送されるメッセージの処理を実
行するデータ分散処理システムにおいて、前記各計算機
は、自己に割当てられた処理を実行する処理手段と、こ
の処理手段の処理結果を必要に応じて前記通信路を通し
て他の計算機にメッセージとして出力する送信手段と、
この送信手段より送信するメッセージに順序づけ可能な
有限桁で表現されるメッセージ識別子を割当てる識別子
割当手段と、この識別子割当手段が割当てるメッセージ
識別子の範囲を示す値域を記憶する識別子範囲記憶手段
と、前記通信路より自己宛のメッセージを取込む受信手
段と、この受信手段により受信され前記処理装置により
処理された最新のメッセージの識別子を記憶する処理済
み識別子記憶手段と、使用する通信路によって連続して
失われ得るメッセージ数が予め設定された損失数記憶手
段と、前記受信手段により取込まれたメッセージが自己
に対する最新のメッセージであるか否かをそのメッセー
ジに付けられた識別子と前記処理済み識別子記憶手段と
前記損失数記憶手段および識別子範囲記憶手段の値を用
いた判定条件により判定し、最新のメッセージであると
きは該メッセージを前記処理装置に与え、最新のメッセ
ージでないときは該メッセージを破棄する判定装置とを
備えたものである。

【００１３】

【作用】このような構成の計算機を用いたデータ分散処
理システムにあっては、損失数記憶手段に通信路によっ
て連続して失われ得るメッセージ数を予め設定しておく
ことにより、比較的少ない桁数のメッセージ番号を用い
てたびたび初期値に戻るようなことが生じても受信側で
最新のメッセージなのか古いメッセージが遅れて届いた
のかの判定を行うことが可能となり、伝送、順序に関す
る保証がない状態においても確実に最新のデータのみを
取込むことができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

【００１５】図１は本発明によるデータ分散処理システ
ムを構成する計算機のブロック構成例を示すものであ
る。図１において、１１０は計算機であり、ここでは図
８に示すデータ分散処理システムの各計算機Ｍ₁₁〜
Ｍ₁₃，Ｍ₂₁，Ｍ₂₂，Ｍ₃₁，Ｍ₃₂のうち、Ｍ11を代表して
示す。この計算機１１０は、各計算機に割当てられたデ
ータ処理を行う処理装置１０１、この処理装置１０１で
処理されたメッセージを必要に応じて通信路１０９に送
出する送信装置１０２、この送信装置１０２より送信さ
れるメッセージに識別子を割当る識別子割当装置１０
３、この識別子割当装置１０３により割当てられる識別
子の範囲を記憶する識別子範囲記憶装置１０４、通信路
１０９より自己宛のメッセージを受信する受信装置１０
５、この受信装置１０５により受信されたメッセージを
取込んでそれが最新のメッセージであるかどうかを判定
する判定装置１０６、この判定装置１０６により最新メ
ッセージであると判定されるとそのメッセージの識別子
を記憶する処理済み識別子記憶装置１０７および使用す
る通信路１０９によって連続して最大いくつぐらいのメ
ッセージが消え得るかの数が予めセットされた損失数記
憶装置１０８から構成されている。

【００１６】ここで、識別子割当装置１０３は送信装置
１０２によりメッセージを送信するとき付けられる識別
子を割当てるもので、この識別子としては１桁の整数、
つまり「０」から「９」までの整数が用いられ、また識
別子間の順序は各識別子の値を１桁の整数として考えた
場合の数の大小関係に等しいものとする。従って、識別
子「０」が最小で識別子「９」が最大である。また、
「９」なる識別子を持ったメッセージが通信路１０９に
送出した次のメッセージには「０」の識別子が使われ
る。以後「１」、「２」となり、「９」までが使われ、
「０」に戻るという具合に繰返し使われる。この場合、
識別子割当装置１０３には識別子の初期値として「０」
がセットされ、この識別子の値は送信装置１０２がメッ
セージを伝送路１０９に送出するとき送信装置１０２に
よって読み出される毎に１づつ増やされ、常に次に送る
メッセージに付けるべき識別子となっている。また、こ
の識別子割当装置１０３の識別子はメッセージの宛先計
算機毎に記憶されるが、本実施例では説明を簡単にする
ため、宛先計算機と自己にメッセージが送られてくる計
算機が同じ計算機である場合について説明する。

【００１７】また、識別子範囲記憶装置１０４には識別
子の最小値と最大値、すなわち「０」と「９」が記憶さ
れている。従って、識別子割当装置１０３が現在保持し
ている識別子の値が識別子範囲記憶装置１０４の値と等
しい場合、つまり「９」の場合には１増やす処理を行わ
ず、この識別子範囲記憶装置１０４の最小値、すなわち
「０」にセットされるようになっている。

【００１８】一方、判定装置１０６は受信装置１０５に
より受信された自己のメッセージが取込まれると、処理
済み識別子記憶装置１０７、損失数記憶装置１０８、識
別子範囲記憶装置１０４の値を読出して受信メッセージ
が自己計算機宛の最新のメッセージであるかどうかを判
定するもので、もし最新のメッセージであるならば該メ
ッセージを処理装置１０１に渡し、最新メッセージでな
ければ該メッセージを破棄する機能を有している。ま
た、この判定装置１０６は上記処理により新たなメッセ
ージを受信し、最新メッセージであると判定した場合に
はそのメッセージの識別子を処理済み識別子記憶装置１
０７にセットする機能を有している。

【００１９】また、処理済み識別子記憶装置１０７は、
相手計算機毎にこれまでに受信して処理されたメッセー
ジのうち最後に処理したメッセージの識別子を記憶する
もので、この処理済み識別子記憶装置１０７には初期値
として識別子割当装置１０３の初期値の直前の識別子の
値、すなわち「９」がセットされる。ここでは、相手計
算機がただ１つであることを想定しているので、この処
理済み識別子記憶装置１０７には１つの識別子の値が記
憶される。

【００２０】さらに、損失数記憶装置１０８には、通信
路１０９によって連続して最大いくつぐらいのメッセー
ジが消え得るかの数が、使用する通信路１０９に応じて
予めセットされている。この値を例えば２とすると、判
定装置１０６では処理済み識別子記憶装置１０７に記憶
されている値の次、その次、そのまた次の識別子の値を
持ったメッセージを取込んだ場合のみ、最新のメッセー
ジと判定して処理装置１０１に渡す。この場合、判定装
置１０６で最新のメッセージを判定するに際しては、上
述したように識別子が「０」から「９」までの値を繰返
して用いられ、「９」の次には「０」を用いるようにし
ているので、識別子範囲記憶装置１０４の内容を調べれ
ることにより、どの値が次で、その次の値は何でそのま
た次の値は何かを知ることができる。次に上記のように
構成されたデータ分散処理システムにおける計算機１１
０の作用を図２および図３に示すフローチャートを参照
しながら述べる。

【００２１】いま、図２において、ステップ２０１にて
処理装置１０１より相手計算機への処理データの送信要
求を待っている状態にあるとき、自己計算機が処理を終
了するならば送信装置１０２もステップ２０２にて処理
を終了する。また、送信要求があると、この送信装置１
０２ではステップ２０３にて識別子割当装置１０３の識
別子の値を読出し、この識別子を処理装置１０１で処理
されたメッセージに付けてステップ２０４にて通信路１
０９に送出する。このようなメッセージの送出後は送信
要求待ち（ステップ２０１）に戻る。

【００２２】この場合、識別子割当装置１０３の識別子
の値は送信装置１０２によって識別子が読み出されると
同時に１づつ増やされ、常に次に送るメッセージに付け
るべき識別子の値となっていることは前述した通りであ
る。

【００２３】一方、判定装置１０６においては、図３に
示すようにステップ３０１にて受信装置１０５からのメ
ッセージを待っている状態にある。この時自己計算機が
処理を終了するならば、ステップ３０２にて判定装置１
０６も処理を終了する。

【００２４】受信装置１０５より自己計算機宛の受信メ
ッセージが渡されると、ステップ３０３にて受信メッセ
ージの識別子、処理済み識別子記憶装置１０７の値、損
失数記憶装置１０８の値を取込んで、ステップ３０４に
て次のような判定を行う。

【００２５】まず、受信済み識別子記憶装置１０７の値
と損失数記憶装置１０８の値を加えたもの＋１が識別子
範囲記憶装置１０４の最大値、すなわち「９」を越えて
いるか否かを確認する（ステップ３０４）。もし越えて
いるならば、ステップ３０５にて該受信メッセージの識
別子が受信済み識別子記憶装置１０７の値より大きくか
つ「９」以下であるか、または該受信メッセージの識別
子の値が受信済み識別子記憶装置１０７の値に損失数記
憶装置１０８の値を加えて識別子範囲記憶装置１０４の
最大値、すなわち「９」を引いた値以下であるか否かを
判定する。その結果ステップ３０５の条件が成立すれ
ば、ステップ３０６にて受信したメッセージが自己計算
機にとって最新のメッセージであると判定して、その受
信メッセージを処理装置１０６に渡し、ステップ３０７
にて処理済み識別子記憶装置１０７に該受信メッセージ
の識別子をセットして更新する。その後、受信装置１０
５の受信待ち処理（ステップ３０１）に戻る。また、ス
テップ３０５の条件が成立しなければ、ステップ３０１
で受信したメッセージは最新メッセージではないので、
該メッセージを破棄し（具体的には何の処理もしな
い）、ステップ３０１の処理に戻る。

【００２６】上記ステップ３０４の条件が成立しない場
合には、ステップ３０８にて受信メッセージの識別子が
処理済み識別子記憶装置１０７の値に損失数記憶装置１
０８の数＋１を加えた値以下であるか否かを判定する。
ステップ３０８の条件が成立するならば、受信したメッ
セージは最新のメッセージであるので、受信メッセージ
を処理装置１０１に渡し（ステップ３０６）、受信した
メッセージのメッセージ番号を処理済み識別子記憶装置
１０７にセットして更新し（ステップ３０７）、ステッ
プ３０１の処理に戻る。また、ステップ３０８の条件が
成立しないときはステップ３０１で受信したメッセージ
は最新メッセージではないので、前述同様に該メッセー
ジを破棄し、ステップ３０１の処理に戻る。

【００２７】図４（ａ）は本システムで扱うメッセージ
のフォーマットを示すもので、メッセージの前に識別子
が付けられている。図４（ｂ）はその具体例を示すもの
で、この例では、識別子の値が３でメッセージ本体は
「ｘ＝ｙ＋ｚ」となる内容である。

【００２８】ここで、図８および図９に示すデータ分散
処理システムにおいて、メッセージを送受信する場合の
例を従来のシステムと本実施例のシステムを比較しなが
ら説明する。図５は計算機Ｍ_ijからＭ_klに対してメッセ
ージの送信例を示すものである。

【００２９】計算機Ｍ_ijはメッセージｍ０から順次メッ
セージを通信路を介して計算機Ｍ_klに送って行くが、伝
送路に伝送、順序に関する保証がないため、ｍｘとｍｚ
のように順序が逆転したり、ｍｙのように計算機Ｍ_klに
届けられないメッセージが存在したりする。

【００３０】いま、受信側計算機Ｍ_klが「８」なる識別
子の付いたメッセージを受信した後、識別子「２］の付
いたメッセージを受信したとする。このような場合、従
来のシステムでは識別子「２」の付いたメッセージは１
０メッセージ毎に付くので、受信したメッセージが図６
（ａ）のように古いメッセージなのか、図６（ｂ）のよ
うに新しいメッセージで識別子「９」，「０」，「１」
の付いたメッセージｍａ，ｍｂ，ｍｃが抜けて到達した
のかの判定をすることは難しい。

【００３１】本実施例のシステムでは、通信路１０９に
よって連続して損失し得る最大のメッセージ数を判定装
置１０６に取込むことによって上記のような場合にも的
確に最新メッセージのみを取込むことが可能である。例
えば、損失最大数が２である場合、図６（ｂ）のような
ことは有り得ないので、図６（ａ）のケースということ
になり、このメッセージは古いメッセージであることが
分かる。

【００３２】図７（ａ）に損失最大数が２である場合の
様子を示すものである。識別子ｉの付いたメッセージを
受信した後には、より新しいメッセージとしては識別子
「ｉ＋１」「ｉ＋２」「ｉ＋３」の何ずれかの識別子の
付いたメッセージなので、これ以外の識別子の付いたメ
ッセージを受信しても判定装置１０６の判定条件を満た
さないので、処理装置１０１に渡されることはない。図
７（ｂ）に処理済み識別子記憶装置１０７の値が「１」
である場合を示す。この場合、新しいメッセージとして
有り得るのは「２」「３」「４」の識別子が付いたもの
のみである。例えば「９」等という識別子を持つメッセ
ージが到着した場合は、古いメッセージが遅れて到着し
たと考え、判定装置１０６から処理装置１０１には渡さ
れることない。図７（ｃ）は処理済み識別子記憶装置１
０７の値が「９」である場合を示す。この場合、新しい
メッセージとして有り得るのは「０」「１」「２」の識
別子が付いたもののみである。これ以外の識別子の付い
たメッセージを受信した場合には判定装置１０６から処
理装置１０１には渡されることはない。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、短い
有限桁で表現する識別子をサイクリックに使用し、通信
路が伝送、順序に関する保証をしていないような場合で
も古いメッセージであるか否かの判定を的確に行うこと
ができ、常に最新のメッセージを受信することがでるデ
ータ分散処理システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデータ分散処理システムを構成す
る計算機の一実施例を示すブロック図。

【図２】同実施例における送信装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図３】同実施例における判定装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図４】同実施例のシステムで扱うメッセージのフォー
マットを示す図。

【図５】送受信側の計算機間で送信されるメッセージの
一例を示す図。

【図６】送受信側計算機間のメッセージの送受信状態を
説明するための図。

【図７】メッセージに付けられた識別子の値とその判定
の仕方を説明するための図。

【図８】データ分散処理システムの構成例を示す図。

【図９】同データ分散処理システムにおいて、メッセー
ジの伝送経路を説明するための図。

【符号の説明】

１１０…計算機、１０１…処理装置、１０２…送信装
置、１０３…識別子割当装置、１０４…識別子範囲記憶
装置、１０５…受信装置、１０６…判定装置、１０７…
処理済み識別子記憶装置、１０８…損失数記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の計算機が通信路によりそれぞれ接
   続され各計算機相互間で伝送されるメッセージの処理を
   実行するデータ分散処理システムにおいて、前記各計算
   機は、自己に割当てられた処理を実行する処理手段と、
   この処理手段の処理結果を必要に応じて前記通信路を通
   して他の計算機にメッセージとして出力する送信手段
   と、この送信手段より送信するメッセージに順序づけ可
   能な有限桁で表現されるメッセージ識別子を割当てる識
   別子割当手段と、この識別子割当手段が割当てるメッセ
   ージ識別子の範囲を示す値域を記憶する識別子範囲記憶
   手段と、前記通信路より自己宛のメッセージを取込む受
   信手段と、この受信手段により受信され前記処理装置に
   より処理された最新のメッセージの識別子を記憶する処
   理済み識別子記憶手段と、使用する通信路によって連続
   して失われ得るメッセージ数が予め設定された損失数記
   憶手段と、前記受信手段により取込まれたメッセージが
   自己に対する最新のメッセージであるか否かをそのメッ
   セージに付けられた識別子と前記処理済み識別子記憶手
   段と前記損失数記憶手段および識別子範囲記憶手段の値
   を用いた判定条件により判定し、最新のメッセージであ
   るときは該メッセージを前記処理装置に与え、最新のメ
   ッセージでないときは該メッセージを破棄する判定装置
   とを備えたことを特徴とするデータ分散処理装置。