JPH0816532A - メッセージ通信処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 並列計算機システムを構成する複数のプロセ
ッサ間におけるメッセージ通信処理方式に関し、障害な
どの状況の変化があったときでも安定したメッセージ通
信を維持する。 【構成】 メッセージの識別情報として、新たに当該メ
ッセージの発信時刻を表す時刻情報を加えることにす
る。受信先プロセッサでは、受信メッセージの内容とそ
の時刻情報に基づいて、新規メッセージなのか再送メッ
セージなのかを判定して、対応する処理を行う。また、
中継装置は、発信から一定時間以上過ぎて受信したメッ
セージを破棄するとともに、中継先の中継装置に障害が
あったときには当初設定された伝送経路を変更して迂回
経路を再設定する。これにより、メッセージの再送処理
などによって通信路に対する負荷が急激に増大すること
を防止し、安定したメッセージ通信を維持して計算機シ
ステムの信頼性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメッセージ通信処理方式
に係り、特に、並列計算機システムを構成する複数のプ
ロセッサ間での高速メッセージ通信に好適なメッセージ
通信処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、同一筐体内に設置された複数
（極めて多数）のプロセッサ間で相互にメッセージ通信
を行うことで並列処理を実現させる並列計算機システム
においては、所定の通信プロトコルにしたがって通信制
御を行う通信管理により、宛先アドレスやオプションパ
ラメータなどを用いた経路選択指示がなされた後、これ
に基づいて確立された通信経路を介して実際のメッセー
ジ通信処理が行われる。このようなメッセージ通信処理
では、メッセージ発信後の経過時間を送信側プロセッサ
でカウントし、一定時間内に受信側プロセッサからの受
信応答が得られなかった場合（ライフタイム終了エラ
ー）には、現在実行中の処理を一時中断して同一メッセ
ージを再送する処理（コネクションレス型プロトコル）
が一般的に行われている。また、メッセージ通信の効率
を重視して通常より高速な通信路を用いているシステム
の中には、通信障害が発生したときに計算機システム全
体をリセットするように管理を行っているものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のメッセージ
通信処理方式においては、発信元のプロセッサが各々の
メッセージについて発信後の経過時間を監視し、一定時
間を経過しても受信先プロセッサから受信応答を得られ
なかったメッセージの再送処理を行っている。このた
め、特定のプロセッサや通信経路に障害などが発生した
直後には、当該プロセッサを受信側プロセッサとするメ
ッセージや当該通信経路を経由するメッセージについて
の再送処理が頻発して、メッセージ通信処理のオーバヘ
ッドが急激に増大してしまうという問題点があった。ま
た、上記の再送処理で生成された多数のメッセージが通
信路を占有することによって、通信処理速度を高速に保
持することが困難になってしまうという問題点があっ
た。このため、メッセージ通信の高速性を重視するシス
テムでは、何らかの障害発生などによって上記の理由で
通信処理速度が低下するとシステムリセットが行われて
しまい、その後に障害回復，システム再起動，障害発生
時に行われていた処理の再実行などの一連の作業をシス
テム管理者が行わなくてはならないという問題点があっ
た。

【０００４】したがって本発明の目的は、上記の問題点
を解決して、並列計算機システムを構成する複数のプロ
セッサ間で行われるメッセージ通信に障害などの状況の
変化があったとき、メッセージの再送処理などによって
通信路に対する負荷が急激に増大することを防止し、安
定したメッセージ通信を維持することのできるメッセー
ジ通信処理方式を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のメッセージ通信処理方式は、一以上の中継
装置と通信路とを介して相互に接続されており、任意の
本文を含む第１のメッセージを発信してから一定時間内
に受信応答が得られないとき、前記第１のメッセージと
同一の本文を含む第２のメッセージを再度送信するメッ
セージ通信処理を行う複数のプロセッサから構成されて
いる並列計算機システムにおいて、所定の許容遅延時間
内に中継受信したメッセージのみを中継送信の対象とす
る遅延メッセージ破棄手段と、中継送信すべきメッセー
ジの伝送経路を近接する中継装置や通信路などの状況に
応じて再設定する伝送経路再設定手段とを各々の中継装
置に具備するとともに、同一のプロセッサから同一の本
文を含む一以上のメッセージを受信したとき、最初に受
信したメッセージを除く他のメッセージに対応する処理
を抑止する重複処理抑止手段を各々のプロセッサに具備
する構成としたものである。

【０００６】

【作用】上記構成に基づく作用を説明する。

【０００７】本発明のメッセージ通信処理方式では、一
以上の中継装置と通信路とを介して相互に接続されてお
り、任意の本文を含む第１のメッセージを発信してから
一定時間内に受信応答が得られないとき、前記第１のメ
ッセージと同一の本文を含む第２のメッセージを再度送
信するメッセージ通信処理を行う複数のプロセッサから
構成されている並列計算機システムにおいて、所定の許
容遅延時間内に中継受信したメッセージのみを中継送信
の対象とする遅延メッセージ破棄手段と、中継送信すべ
きメッセージの伝送経路を近接する中継装置や通信路な
どの状況に応じて再設定する伝送経路再設定手段とを各
々の中継装置に具備するとともに、同一のプロセッサか
ら同一の本文を含む一以上のメッセージを受信したと
き、最初に受信したメッセージを除く他のメッセージに
対応する処理を抑止する重複処理抑止手段を各々のプロ
セッサに具備する構成としている。

【０００８】これにより、例えば、送信元プロセッサか
らあるメッセージの伝送経路として指定された中継装置
や通信路などに障害があったとき、伝送経路再設定手段
によって伝送経路の再設定を行うようにすれば、障害の
あった伝送経路を経由するメッセージについての再送処
理が頻発しにくくなり、メッセージ通信処理のオーバヘ
ッドの急激な増大を防止することができる。また、再設
定された伝送経路が長すぎて再送処理が頻発しても、伝
送中に所定の許容遅延時間を過ぎてしまったメッセージ
は中継装置内の遅延メッセージ破棄手段によって破棄さ
れるため、再送されたメッセージが通信路を占有するこ
とによる通信処理速度の低下を防止することができる。
さらに、最初に送信されたメッセージが所定の許容遅延
時間を過ぎる前に受信先のプロセッサに到着し、再送処
理によって送信された２番目以降のメッセージも受信先
のプロセッサに到着した場合には、受信先のプロセッサ
内の重複処理抑止手段によって最初に受信したメッセー
ジを除く他のメッセージに対応する処理が抑止されるの
で、同じ処理を２回３回と繰り返してしまうことを防止
できる。すなわち、メッセージ通信に障害などの状況の
変化があったとき、メッセージの再送処理などによって
通信路に対する負荷が急激に増大することを防止し、安
定したメッセージ通信を維持して計算機システムの信頼
性を向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のメッセージ通信処理方式の一
実施例を図面を用いて詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明のメッセージ通信処理方式
の適用対象となる計算機システムの一構成例を示す図で
ある。同図中、Ｐ₁₁〜Ｐ_1m，Ｐ₂₁〜Ｐ_2m，Ｐ₃₁〜Ｐ_3m，
Ｐ_n1〜Ｐ_nmはそれぞれ与えられた処理を実行するプロセ
ッサ、Ｎ₁₁〜Ｎ_1m，Ｎ₂₁〜Ｎ_2m，Ｎ₃₁〜Ｎ_3m，Ｎ_n1〜Ｎ
_nmは伝送中のメッセージを中継するために各々のプロセ
ッサに対応して設けられた中継装置であり、各々の中継
装置は図中に直線で示した通信路によって相互に接続さ
れている。

【００１１】図２は、本発明のメッセージ通信処理方式
で送受信されるメッセージのデータ形式の例を示す図で
あり、図１に示したシステムで用いられる。同図中、メ
ッセージは、当該メッセージについて指定された伝送経
路を表す経路選択情報１，当該メッセージを他のメッセ
ージと区別するための識別情報２，当該メッセージの伝
送内容である本文３から構成されている。そしてさら
に、識別情報２は、当該メッセージを作成して送り出し
たプロセッサである送信元プロセッサ２ａ，当該メッセ
ージを受け取るべきプロセッサである受信先プロセッサ
２ｂ，送信元プロセッサ２ａにおいて当該メッセージが
生成されたときの時刻である時刻情報２ｃによって構成
されている。

【００１２】図３は、図１中の各々のプロセッサで保持
管理されるメッセージ管理テーブルのデータ形式の例を
示す図である。同図中、項目４ａにあらかじめ送信元プ
ロセッサとなりうる他のすべてのプロセッサの識別情報
をそれぞれ格納しておく。そして、項目４ｂには、対応
する項目４ａに格納された識別情報で特定される送信元
プロセッサから受信した最新のメッセージ中の時刻情報
を、項目４ｃには当該メッセージの本文を、それぞれ格
納する。なお、理解を容易化するために項目４ｂの時刻
情報の例として時分秒を暗示する“hhmmss”を記載した
が、実際には、マイクロ秒（μｓ）またはナノ秒（ｎ
ｓ）程度の時間単位を用いるのが妥当である。

【００１３】以上の図１〜図３に示した例において、プ
ロセッサ間でメッセージの伝送を行う場合、通常は次の
ような処理を行う。すなわち、最初に送信元プロセッサ
が、経路選択情報１，識別情報２，本文３からなる図２
に示した形式のメッセージを作成し、当該メッセージの
送信処理を行う。当該メッセージは、経路選択情報１よ
って指定された一以上の中継装置を経由して、識別情報
２で指定された受信先プロセッサ２ｂに伝送される。当
該メッセージを中継する中継装置は、伝送されてきた当
該メッセージ中の時刻情報２ｃと当該中継装置に直接的
に接続されているプロセッサのタイマ機構から得られる
現在時刻との差、すなわち当該メッセージが生成されて
から当該中継装置が受信するまでの経過時間値Ｔ_R を求
めると、この値を以下の計算式（１）で求められる許容
遅延時間の値と比較する。 許容遅延時間Ｔ_L ＝（ｔ₀×ｎ）×２ …………………（１） ｔ₀ ：ハードウェアによって定まるデフォルト値 ｎ ：隣接する中継装置を介した渡り回数 そして、 Ｔ_R＞Ｔ_L であった場合には、当該メッセージ
を不要なメッセージとみなして破棄し、中継送信を行わ
ない。また、当該メッセージを中継送信すべき次の中継
装置に障害が発生している場合には、別の迂回経路をた
どるように当該メッセージ中の経路選択情報１を再設定
して、別の中継装置に対する中継送信を行う。

【００１４】例えば、図１中のプロセッサＰ₃₁（３，
１）からＰ₁₃（１，３）へのメッセージ伝送において、
当初は伝送経路〔Ｎ₃₁→Ｎ₂₁→Ｎ₁₁→Ｎ₁₂→Ｎ₁₃〕が設
定されてメッセージの送信が開始されたが、当該メッセ
ージの送信中に中継装置Ｎ₁₁がハードウェア障害などの
ために故障してしまった場合には、当初の伝送経路を変
更して、例えば迂回経路〔Ｎ₃₁→Ｎ₂₁→Ｎ₂₂→Ｎ₁₂→Ｎ
₁₃〕を再設定するすることにより、当初のメッセージ伝
送が中断することなく、処理が続行される。そして、上
述した伝送経路の迂回により、当該メッセージが上述し
た式（１）に示した許容遅延時間以内に各々の中継装置
に達したときには、当該メッセージについての再送処理
は頻発しないので、メッセージ通信処理のオーバヘッド
の急激な増大を防止することができる。一方、伝送経路
の迂回により、当該メッセージの伝送が上記許容遅延時
間以上遅れたときには、その遅れを検出した中継装置に
よって当該メッセージは不要なメッセージとして破棄さ
れるとともに、受信先プロセッサから受信応答を得られ
なかったために送信元プロセッサから再度送信された同
一本文を含むメッセージのうち、上記許容遅延時間以内
に各々の中継装置に達したメッセージのみが受信先のプ
ロセッサまで中継伝送されるので、再送されたメッセー
ジが通信路を占有することによる通信処理速度の低下を
防止することができる。

【００１５】また、例えばプロセッサＰ₃₁（３，１）と
Ｐ₁₃（１，３）との間で相互にメッセージ伝送を要求
し、相手側プロセッサから送信されるメッセージを受信
してから処理を行う場合には、メッセージ受信の遅れな
どで発生するデッドロック状態や、一方のプロセッサＰ
₃₁（３，１）でプロセッサ障害が発生したときに当該プ
ロセッサＰ₃₁（３，１）が受信すべきＰ₁₃（１，３）か
らのメッセージが通信路内で滞留してしまうメッセージ
ループなどを防止することができる。

【００１６】図４は、図１中の各々のプロセッサ内の重
複処理抑止手段による処理の概要を示すフローチャート
である。同図中、中継装置を介して受信メッセージを受
信したプロセッサでは、受信メッセージと送信元が同一
であるメッセージが図３に示したメッセージ管理テーブ
ル中に記録されているか否かを判定して（ステップ３
１）、記録されている場合（ステップ３１＝ＹＥＳ）に
は、受信メッセージとメッセージ管理テーブル中の上記
メッセージの本文の内容が一致するか否かを判定する
（ステップ３２）。そして、本文の内容が一致する場合
（ステップ３２＝ＹＥＳ）には、受信メッセージの時刻
情報が上記メッセージの時刻情報よりも小さいか否か
（受信メッセージが上記メッセージよりも先に発信され
ているか否か）を判定して（ステップ３３）、受信メッ
セージの時刻情報の方がより小さい場合（ステップ３３
＝ＹＥＳ）には、受信メッセージを不要なメッセージと
みなして破棄する（ステップ３４）。また、受信メッセ
ージの時刻情報の方がより大きい場合（ステップ３３＝
ＮＯ）には、送信元プロセッサからの再送処理によるメ
ッセージが重複受信されたものとして、メッセージ管理
テーブル中の上記メッセージの時刻情報を受信メッセー
ジの時刻情報に置き換える処理のみを行って（ステップ
３６）、当該受信メッセージについての処理を終了す
る。

【００１７】また、受信メッセージと送信元が同一であ
るメッセージがメッセージ管理テーブル中に記録されて
いない場合（ステップ３１＝ＮＯ）あるいは受信メッセ
ージと上記メッセージの本文の内容が一致しない場合
（ステップ３２＝ＮＯ）には、送信元プロセッサから別
のメッセージが受信されたものとして、当該受信メッセ
ージについて必要な処理を行うとともに、メッセージ管
理テーブルに当該受信メッセージを記録して（ステップ
３５）、当該受信メッセージについての処理を終了す
る。

【００１８】これにより、最初に送信されたメッセージ
が所定の許容遅延時間を過ぎる前に受信先のプロセッサ
に到着し、再送処理によって送信された同一の本文を含
む２番目以降のメッセージも受信先のプロセッサに到着
した場合においても、最初に受信したメッセージについ
ての処理のみが行われ、他のメッセージに対応する処理
が抑止されるので、同じ処理を繰り返してしまうことを
防止できる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明のメ
ッセージ通信処理方式によれば、一以上の中継装置と通
信路とを介して相互に接続されており、任意の本文を含
む第１のメッセージを発信してから一定時間内に受信応
答が得られないとき、前記第１のメッセージと同一の本
文を含む第２のメッセージを再度送信するメッセージ通
信処理を行う複数のプロセッサから構成されている並列
計算機システムにおいて、所定の許容遅延時間内に中継
受信したメッセージのみを中継送信の対象とする遅延メ
ッセージ破棄手段と、中継送信すべきメッセージの伝送
経路を近接する中継装置や通信路などの状況に応じて再
設定する伝送経路再設定手段とを各々の中継装置に具備
するとともに、同一のプロセッサから同一の本文を含む
一以上のメッセージを受信したとき、最初に受信したメ
ッセージを除く他のメッセージに対応する処理を抑止す
る重複処理抑止手段を各々のプロセッサに具備する構成
としている。

【００２０】これにより、例えば、送信元プロセッサか
らあるメッセージの伝送経路として指定された中継装置
や通信路などに障害があったとき、伝送経路再設定手段
によって伝送経路の再設定を行うようにすれば、障害の
あった伝送経路を経由するメッセージについての再送処
理が頻発しにくくなり、メッセージ通信処理のオーバヘ
ッドの急激な増大を防止することができるという効果が
得られる。また、再設定された伝送経路が長すぎて再送
処理が頻発しても、伝送中に所定の許容遅延時間を過ぎ
てしまったメッセージは中継装置内の遅延メッセージ破
棄手段によって破棄されるため、再送されたメッセージ
が通信路を占有することによる通信処理速度の低下を防
止することができるという効果が得られる。さらに、最
初に送信されたメッセージが所定の許容遅延時間を過ぎ
る前に受信先のプロセッサに到着し、再送処理によって
送信された２番目以降のメッセージも受信先のプロセッ
サに到着した場合には、受信先のプロセッサ内の重複処
理抑止手段によって最初に受信したメッセージを除く他
のメッセージに対応する処理が抑止されるので、同じ処
理を２回３回と繰り返してしまうことを防止できるとい
う効果が得られる。すなわち、メッセージ通信に障害な
どの状況の変化があったとき、メッセージの再送処理な
どによって通信路に対する負荷が急激に増大することを
防止し、安定したメッセージ通信を維持して計算機シス
テムの信頼性を向上させることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメッセージ通信処理方式の適用対象と
なる計算機システムの一構成例を示す図である。

【図２】本発明のメッセージ通信処理方式で送受信され
るメッセージのデータ形式の例を示す図である。

【図３】図１中の各々のプロセッサで保持管理されるメ
ッセージ管理テーブルのデータ形式の例を示す図であ
る。

【図４】図１中の各々のプロセッサ内の重複処理抑止手
段による処理の概要を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｐ₁₁〜Ｐ_1m，Ｐ₂₁〜Ｐ_2m，Ｐ₃₁〜Ｐ_3m，Ｐ_n1〜Ｐ_nm プ
ロセッサ Ｎ₁₁〜Ｎ_1m，Ｎ₂₁〜Ｎ_2m，Ｎ₃₁〜Ｎ_3m，Ｎ_n1〜Ｎ_nm 中
継装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/26

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一以上の中継装置と通信路とを介して相
   互に接続されており、任意の本文を含む第１のメッセー
   ジを発信してから一定時間内に受信応答が得られないと
   き、前記第１のメッセージと同一の本文を含む第２のメ
   ッセージを再度送信するメッセージ通信処理を行う複数
   のプロセッサから構成されている並列計算機システムに
   おいて、 所定の許容遅延時間内に中継受信したメッセージのみを
   中継送信の対象とする遅延メッセージ破棄手段と、中継
   送信すべきメッセージの伝送経路を近接する中継装置や
   通信路などの状況に応じて再設定する伝送経路再設定手
   段とを各々の中継装置に具備するとともに、 同一のプロセッサから同一の本文を含む一以上のメッセ
   ージを受信したとき、最初に受信したメッセージを除く
   他のメッセージに対応する処理を抑止する重複処理抑止
   手段を各々のプロセッサに具備する構成としたことを特
   徴とするメッセージ通信処理方式。