JPH07245624A - リングバスにおける障害検出・障害処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセッサをリング型バスによって接続した
マルチプロセッサ通信システムに関し、複数のループバ
ック動作でリングが分断されたことを検出し、リング分
断により生ずる影響を最小限に抑えることを目的とす
る。 【構成】 管理プロセッサに、各プロセッサからループ
バック状態の通知を受けてリング内のループバック状態
を把握しリングの分断／復旧が起こったことを速やかに
検出するためのリング分断判定部５と、リング分断を検
出した系のリングに対して通信データを送出させないた
めにリングをサービス外（ＯＵＳ）状態にする機能とサ
ービス（ＩＮＳ）状態にするためのリング管理機能を持
つリング状態管理部１とを設け、各プロセッサの通信バ
ス状態制御部２により、管理プロセッサのリング状態管
理部１からリングのＯＵＳ通知／ＩＮＳ通知を受け取
り、ＯＵＳ通知を受けた系に対しては通信データを送出
しないようにし、ＩＮＳ通知を受けた系に通信データを
送出するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプロセッサをリング型バ
スによって接続したマルチプロセッサ通信システムにお
けるリング障害検出・処理方法に関する。ディジタル交
換装置においては複数のプロセッサをリング接続するこ
とにより負荷分散をするマルチプロセッサ通信システム
が採用されている。

【０００２】マルチプロセッサ通信システムのシステム
構成例を図７に示す。図において、21は複数のプロセッ
サＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、22はリングバス＃０、23はリン
グバス＃１、24はプロセッサとリングバス＃０を接続す
るノードａ０，ｂ０，ｃ０，ｄ０，ｅ０、25はプロセッ
サとリングバス＃１を接続するノードａ１，ｂ１，ｃ
１，ｄ１，ｅ１を示す。

【０００３】リングバス＃０とリングバス＃１はそれぞ
れ一次リングと二次リングとから構成され、各リングバ
スはノードにより各プロセッサと接続されている。例え
ば、プロセッサＡはノードａ０によりリングバス＃０と
接続されるとともに、ノードａ１によりリングバス＃１
と接続されている。

【０００４】以上のように、複数のプロセッサと、複数
のリングバスと、各プロセッサとリング間を接続する複
数のノード（アダプタ）を設けることにより接続し、か
つ該複数のリングバスを現用系と待機系に使い分けて通
信することにより交換処理における負荷分散を行うマル
チプロセッサ通信システムが構成される。

【０００５】

【従来の技術】このようなマルチプロセッサ通信システ
ムにおいて、リング上のノード、又はリングケーブル等
の複数障害によって、ノード間においてループバック動
作が行われると、リングが分断されるようなケースが起
こり得る。各ノードにおけるループバック動作の例を図
８に示す。図８（ａ）は通常状態（スルー）を示し、図
８（ｂ）はループバック動作時を示す。

【０００６】図８において、31はノードａ、32はノード
ｂ、33はメディアアクセス制御部（ＭＡＣ）、34はフィ
ジカルポートＡ型部（ＰＨＹ−Ａ）、35はフィジカルポ
ートＢ型部（ＰＨＹ−Ｂ）、36は一次リング、37は二次
リングを示す。リング状態が通常状態時は、一次リング
と二次リングは各ノードのＰＨＹ−ＡとＭＡＣとＰＨＹ
−Ｂにおいてスルー状態になっており、一次リングを使
用中は二次リングは空き状態にある。

【０００７】リング状態が異常時に、例えばノードａと
ノードｂ間の一次リングの×点においてバス障害が発生
すると、両端のノードａとｂのＭＡＣで判断して非障害
側のＰＨＹ−ＡとＰＨＹ−Ｂの一次リングと二次リング
がループ状態になり、所謂ループバック動作が行われ
る。ループバックにより形成されたリングバスによりプ
ロセッサ間の処理が行われる。

【０００８】従来のマルチプロセッサ通信システムにお
けるリング障害発生時の動作概要を図９に示す。図９
（ａ）は障害ポイントが１ヶ所（Ｘ点のみ）の場合を示
し、図９（ｂ）は障害ポイントが２ヵ所（Ｘ点、Ｙ点）
の場合を示す。図において、21はプロセッサ、22はリン
グ＃０、23はリング＃１、24はリング＃０側のノード、
25はリング＃１側のノードを示す。

【０００９】図９（ａ）の障害ポイントが１ヶ所の場
合、リング＃１のＸ点にケーブル障害が発生したとする
と、障害ポイントの隣接ノードａ１とｂ１では障害切離
しのために、図８（ｂ）にて示されるようにループバッ
ク動作が行われる。この状態では、リング＃１上のどの
ノードからみても任意のノードに対して通信可能であ
る。

【００１０】ところが、図９（ｂ）のように障害ポイン
トが２ヵ所の場合、リング＃１のＸ点とＹ点の２ヵ所で
ケーブル障害が発生したとすると、リング＃１は分断さ
れてノードｂ１とｃ１との間に「島」ができてしまう。
つまり閉じたループのリングが２ヵ所できてしまい、通
信はその閉じたループ内でしか出来なくなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のマル
チプロセッサ通信システムにおいては、このようにリン
グが分断されて「島」ができてしまった通信バスでは、
ノードは正常に動作しているので通信はできるが、目的
のプロセッサに対してはデータが到達しないという状態
に陥る。そしてこの状態は、ノードの障害でないために
プロセッサ間通信制御部において、一旦切り替えた通信
バスを通信が復旧するまで切り戻すために常に監視して
おく必要がある。

【００１２】このような状態になると、例えば再送を行
うための処理が動き出すということによって、上位のプ
ロセッサに負荷がかかるという傾向が顕著に現れ、その
影響により障害の存在しないもう一方のリング＃０にお
いても通信処理能力が低下してしまうという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、障害によりリング内に分断され
た「島」ができてしまったような場合、プロセッサに負
荷がかかることによって他方の正常なリングにも悪影響
が出てしまうというような従来技術の問題点を解決する
ため、リングの分断が存在することを速やかに検出し、
通信を正常なリングに振り替えて行い、リング分断によ
って生じる悪影響を最小限に抑えることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の原理構成図を図
１に示す。図において、Ａは管理プロセッサ、Ｂ〜Ｎは
被管理プロセッサ、ａ０，ｂ０，・・ｎ０はリング＃０
に接続されるノード、ａ１，ｂ１，・・ｎ１はリング＃
１に接続されるノードを示し、ノードａ０，ａ１は管理
プロセッサＡに接続され、ノードｂ０．ｂ１は被管理プ
ロセッサＢに接続され、ノードｎ０．ｎ１は被管理プロ
セッサＮに接続される。

【００１５】管理プロセッサＡでは、自プロセッサの管
理するノードａ０．ａ１とのインタフェースを司るノー
ドインタフェース部３と、ノードインタフェース部３か
らループバックの発生／解除を受け取るためのループバ
ック状態受信部７と、そのループバック状態を各プロセ
ッサ間で共通のフォーマットで通信できるようにするた
めの変換・通知機能を持つループバック状態通知部６
と、各プロセッサからループバック状態の通知を受けて
リング内のループバック状態を把握しリングの分断／復
旧が起こったことを速やかに検出するための分断判定部
５と、リング分断を検出した系のリングに対して通信デ
ータを送出させないためにリングをサービス外（ＯＵ
Ｓ）状態にする機能とサービス（ＩＮＳ）状態にするた
めのリング管理機能を持つリング状態管理部１と、リン
グ状態管理部１からリングのＯＵＳ通知／ＩＮＳ通知を
受け取りＯＵＳ通知を受けた系に対しては通信データを
送出しないようにする機能とＩＮＳ通知を受けた系に通
信データを送出するための機能を持つ通信バス状態制御
部２とを具備するように構成する。

【００１６】被管理プロセッサＢ〜Ｎにおいては、前述
の管理プロセッサＡ内と同様に、ノードインタフェース
部３、ループバック状態受信部７、ループバック状態通
知部６、通信バス状態制御部２をそれぞれのプロセッサ
で具備するように構成する。

【００１７】また、ノードａ０，ａ１，ｂ０，ｂ１，・
・ｎ０，ｎ１においては、管理プロセッサＡ、被管理プ
ロセッサＢ〜Ｎに接続される各ノードとも共通の部分に
より構成されている。即ち、リングに対するデータ送／
受信を行うリングインタフェース部14、上位プロセッサ
とインタフェースをとるためのプロセッサインタフェー
ス部11、リング上のループバック発生／解除を制御する
ためのループバック動作制御部13、ループバック状態を
上位のプロセッサに通知するための機能を受け持つルー
プバック状態送信部12を具備するように構成する。

【００１８】

【作用】図１の原理構成図を使用して本発明の動作原理
を説明する。通常の状態（スルー状態）では、リング＃
０、リング＃１ともに物理的には通信可能の状態であ
る。これに自プロセッサの通信バス状態制御部２によっ
て、各プロセッサに対する論理的な通信路（通信バス）
を設定して運用している。

【００１９】論理的な通信バスとは、全プロセッサの通
信トラフィックをリング＃０、リング＃１ともにほぼ均
等になるように負荷分散するために設けられたものであ
り、自プロセッサ以外の各プロセッサに対する２系統の
通信路のうち片方を現用系として、もう一方を待機系と
して用いる。

【００２０】ここで今、リング＃０上のノードａ０とｂ
０間でケーブル障害が発生したとすると、ノードａ０と
ｂ０ではそれぞれループバック動作を行う。この状態で
は、通信データはノード内で折り返されるのみで問題は
ない。そして、リング＃０上でもう１ヵ所ケーブル障害
が発生すると、前述の問題点で指摘したようにその系を
現用系として使用していた通信バスでは、通信不可にな
るノードがでてくる。

【００２１】このループバック発生情報はノード内のリ
ングインタフェース部14を通じて、ループバック状態通
信部12によって上位プロセッサに通知できるフォーマッ
トに変換し、プロセッサインタフェース部11を通じて上
位プロセッサに通知を行う。

【００２２】ノードからのループバック状態通知は、プ
ロセッサ内におけるノードインタフェース部３を通じて
ループバック状態受信部７によって受信される。この情
報をループバック状態通知部６に通知すると、ループバ
ック状態通知部６は全プロセッサで共通に使用できるフ
ォーマットに変換した後、管理プロセッサＡにあるリン
グ分断判定部５に送出する。

【００２３】リング分断判定部５は、障害によるリング
の分断（保守者のコマンド投入等による人為的なものに
ついては対象外とする）を速やかに検出する。リング分
断が検出されるとリング分断判定部５は、リング状態管
理部１を起動することによって障害リング＃０を論理的
ＯＵＳに遷移させる。

【００２４】リング状態管理部１は、全プロセッサの通
信バス状態制御部２に分断の起きたリングの系情報を通
知することによって、通信バス制御部２がリング＃０に
接続されるノードａ０，ｂ０，・・ｎ０に通信データを
送出しないようにする。以上の動作により、リング分断
の起きたリングに対しては通信データを送出させないた
めの動作が実現できる。

【００２５】

【実施例】本発明の二重化されたリングバスによって接
続されたマルチプロセッサ交換システムの実施例を図２
に示す。図１の原理構成図と図２の対応付けを行うと、
管理プロセッサＡはメインプロセッサ（ＭＰＲ）、被管
理プロセッサＢ〜Ｎは呼処理プロセッサ（ＣＰＲＢ〜
Ｅ）であり、ノードａ０〜ｎ０，ａ１〜ｎ１はリングバ
スインタフェースユニット（ＲＢＵａ０〜ｅ０，ａ１〜
ｅ１）である。

【００２６】このＲＢＵを通じてＭＰＲ−ＣＰＲ間、Ｃ
ＰＲ−ＣＰＲ間で各々通信を行うことによって呼処理を
実現していく。また、図１の原理構成図における各実現
手段は、プロセッサにおいてはプロセッサ内のソフトウ
ェアで、ノード内の各実現手段は、ＲＢＵ内のファーム
ウェアによる制御でそれぞれ実現している。

【００２７】図３にリングの分断を判定する際のフロー
チャートを示す。リング分断フローチャートはリング分
断判定部５の中で用いられ、各プロセッサによって通知
されたループバック状態情報（ループバックの発生した
プロセッサ番号、リングの系、インタフェース部Ａ／
Ｂ、ループバックの要因）を基に、リング内に分断が起
きているかどうかを判定する。

【００２８】ループバックの発生毎にリング上で障害に
よる自動ループバックの数をカウントし、その数が４ヵ
所以上になると分断が発生していると判定できる。図３
のフローチャートにおいて、 (1) リング分断を判定するためのインプット情報とし
て、リング番号、プロセッサ番号、ループバック情報を
挿入する。 (2) 該当プロセッサのループバック状態表を書き替え、 (3) リング状態が既にＯＵＳ（サービス外）の状態かど
うかをチェックし、ＯＵＳであれば終了する。 (4) リング状態がＯＵＳでなければ、障害による自動ル
ープバックの発生カウンタを“０”にクリアする。 (5) 全プロセッサのチェックが終了かどうかをチェック
し、 (6) 終了であれば、障害による自動ループバックの発生
カウンタの値をチェックし、所定値“４”を越えていな
ければ終了する。 (7) 所定値“４”以上であればリングのＯＵＳ化を指示
する。 (8) 全プロセッサのチェックが終了でなければ、該当プ
ロセッサのループバック状態、即ち自動ループバックが
有りか無しかをチェックし、無ければ有るまでプロセッ
サのチェックを繰り返す。 (9) 自動ループバックが有れば、プロセッサ接続表（図
４）を使用して上流・下流の隣接プロセッサ番号を求
め、 (10)そのプロセッサ配下のＲＢＵ（リングバスユニッ
ト）はＯＵＳ状態かどうかをチェックし、ＯＵＳ状態で
あれば次のプロセッサのチェックに移る。 (11)ＯＵＳ状態で無ければ、自動ループバック有りか無
しかをチェックし、無ければ次のプロセッサのチェック
に移る。 (12)自動ループバックが有れば、障害による自動ループ
バック発生カウンタを更新（＋１）し、次のプロセッサ
のチェックに移る。

【００２９】図４にリング分断判定部５において使用さ
れるプロセッサ接続表の実施例を示す。プロセッサ接続
表は、ヘッドテーブルからリング番号によってインデッ
クスすることにより求める（即ちリング毎にデータが存
在する）。本データは局データ（各々のシステムによっ
て異なる実装条件等のデータ）として提供される。

【００３０】あるプロセッサの番号でこのデータをイン
デックスすると、そのプロセッサの上流・下流に位置す
るプロセッサの番号（ＵＰＰ，ＤＷＰ）、及び配下のＲ
ＢＵの実装状態（Ｉ）が求まるように構成されている。
この接続表により自動ループバックが有れば、上流・下
流の隣接プロセッサ番号を求めることができる。

【００３１】次に、図５と図６に通信バス制御部２によ
って制御される通信バスの状態図の実施例を示す。本図
は物理リングに対して論理的な通信路を示し、あるプロ
セッサから各プロセッサに対して通信データをどの系に
送信・受信するかを表している（物理リングは両系を使
用可能）。

【００３２】現在、データの流れている方を現用系（実
線で示す）、いつでもデータ送／受信可能な状態で現在
はデータ送／受信されていない方を待機系（点線で示
す）と呼ぶ。図２の実施例は一例であり、この通信バス
は該通信バス制御部２によりダイナミックに制御され
る。

【００３３】図２のシステムにおいて、リング＃０、リ
ング＃１共にループバックは無く、全ＲＢＵ（ａ０−ｅ
０，ａ１−ｅ１）がスルー状態である。通信バスは図５
と図６のように＃０系10本、＃１系10本で、リングにお
ける通信データの負荷分散を行っている。

【００３４】ここで、何らかの原因によってＲＢＵａ１
とＲＢＵｂ１との間のＸ点でケーブル障害が発生したと
すると、両ＲＢＵ内ではループバック動作が行われ、障
害ポイントの切離しを行う。そしてこの状態では通信バ
スは図５と図６のまま変化は無い。ところが、ＲＢＵｃ
１とＲＢＵｄ１との間のＹ点でケーブル障害が発生する
と、ＲＢＵｂ１−ＲＢＵｃ１間で閉じたループと、ＲＢ
Ｕａ１−ＲＢＵｄ１間で閉じたループの２ヵ所の閉ルー
プができてしまう。

【００３５】問題点で指摘したように、この状態になる
と＃１系を使用していた通信バスは使用できなくなるバ
スがでてくる。ここで、通信不可となるバスを使用して
いたプロセッサにおける通信バス状態制御部２は、一般
的にバス通信可能な＃０系に切り替えて通信を実行す
る。ただし、これは一時的なものであり、この段階でケ
ーブル障害が復旧すると元の状態（図５と図６）に復旧
する。

【００３６】この処理は、ＲＢＵが正常に動作している
ために通信バスの障害が復旧した時は素早く元の状態に
戻そうとするものであり、リングが分断されて通信不可
になっているにもかかわらず、常にデータ送出が行われ
ている（再送処理）。この再送処理を行うことによって
プロセッサの負荷が増加し、ひいてはリング＃０の通信
処理能力が低下していく。

【００３７】一方、ループバックの発生したＲＢＵにお
いては、ループバック動作制御部13、ループバック状態
送信部12によってその上位プロセッサにその旨通知が行
われる。これは、プロセッサ内のループバック状態受信
部７で受信され、ループバック状態通知部６を通じて管
理プロセッサであるＭＰＲに通知される（この通知は、
先程述べたように通信できなくなったバスを使用してい
たプロセッサにおいても、一時的に通信バスが反対系に
切り替わるためＭＰＲには到達する）。

【００３８】ＭＰＲのリング分断判定部５は、各プロセ
ッサからのループバック通知を受信すると、図３のフロ
ーチャートに示すようにリングが分断されているかどう
かを素早く判定できる。リング分断判定部５によってリ
ングが分断された状態と判定されると、その情報（分断
の起きたリングの系番号）はリング状態管理部１に通知
される。リング状態管理部１は、リング分断の起きた系
情報を各プロセッサの通信バス制御部２に送出し、その
系（＃１系）に対する通信バスを論理的に使用不可とす
る。

【００３９】以上の動作によって、ケーブル障害等によ
る分断時、再送処理が動き出すことによりプロセッサに
負荷がかかってしまい、障害の無いリングにおいても通
信処理能力が低下するといった悪影響を最小限に抑え
る、という動作を実現している。

【００４０】

【発明の効果】本発明の実施例によれば、ケーブル障害
等によりリングが分断されてしまったような場合でも、
リングの分断を速やかに検出できる。また、分断された
リングに対しては通信データを送出しないようにするた
め、障害リングに対する復旧監視等のアクセスによって
プロセッサに負荷がかかり、他方の正常なリングにまで
悪影響が生じてしまうという問題を最小限に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理構成図

【図２】 マルチプロセッサ交換システムにおける実施
例

【図３】 リング分断判定のフローチャート

【図４】 プロセッサ接続表の実施例

【図５】 通信バスの状態図の実施例（その１）

【図６】 通信バスの状態図の実施例（その２）

【図７】 マルチプロセッサ通信システムのシステム構
成例

【図８】 ノードにおけるループバック動作例

【図９】 リング障害発生時の動作概要図

【符号の説明】

１ リング状態管理部 ２ 通信バス状態制御部 ３ ノードインタフェース部 ５ 分断判定部 ６ ループバック状態通知部 ７ ループバック状態受信部 11 プロセッサインタフェース部 12 ループバック状態送信部 13 ループバック動作制御部 14 リングインタフェース部 21 プロセッサ 22，23 リングバス 24，25，31，32 ノード 33 メディアアクセス制御部 34 フィジカルポートＡ型部 35 フィジカルポートＢ型部 36 一次リング 37 二次リング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサとこれらのプロセッサ
   を、一つのリングが一次リングと二次リングとで構成さ
   れたリングを複数本設けてリング型に接続し、ループバ
   ック動作が可能なノードをプロセッサとリング間に配
   し、プロセッサを一つの管理プロセッサとその他の被管
   理プロセッサに階層化したマルチプロセッサ通信システ
   ムにおいて、 各ノード共通に、プロセッサとのインタフェースを司る
   プロセッサインタフェース部（11）と、リングとのイン
   タフェースを司るリングインタフェース部（14）と、通
   信データの折り返しを制御するループバック動作制御部
   （13）と、そのループバック動作情報をプロセッサに送
   信するためのループバック状態送信部（12）とを具備
   し、 各プロセッサ共通に、自プロセッサの管理するノードと
   のインタフェースを司るノードインタフェース部（３）
   と、該ノードからループバック動作の情報を受信するた
   めのループバック状態受信部（７）と、該ループバック
   情報を各プロセッサ間で共通のフォーマットで通信でき
   るようにするための変換・通知機能を持つループバック
   状態通知部（６）と、物理リングに対して論理的な通信
   路（通信バス）を設定しその制御を行う通信バス制御部
   （２）とを具備し、 管理プロセッサに、各プロセッサからループバック状態
   の通知を受けてリング内のループバック状態を把握しリ
   ングの分断／復旧が起こったことを速やかに検出するた
   めのリング分断判定部（５）と、リング分断を検出した
   系のリングに対して通信データを送出させないためにリ
   ングをサービス外（ＯＵＳ）状態にする機能とサービス
   （ＩＮＳ）状態にするためのリング管理機能を持つリン
   グ状態管理部（１）とを設け、 各プロセッサの通信バス状態制御部（２）により、管理
   プロセッサのリング状態管理部（１）からリングのＯＵ
   Ｓ通知／ＩＮＳ通知を受け取り、ＯＵＳ通知を受けた系
   に対しては通信データを送出しないようにし、ＩＮＳ通
   知を受けた系に通信データを送出するようにすることを
   特徴とするリングバスにおける障害検出・障害処理方
   法。
2. 【請求項２】 上記マルチプロセッサ通信システムにお
   いて、 ノードから受信したループバック動作情報を管理プロセ
   ッサで集中管理し、ループバック動作の起きた隣接ノー
   ドのノード状態を把握することによって自動ループバッ
   クの発生した数をカウントし、その数が一定以上の数値
   となった時にリング内に閉ループが複数存在するとして
   リング分断障害を検出することを特徴とする請求項１記
   載のリングバスにおける障害検出・障害処理方法。