JPH08172447A - ネットワーク間メッセージ中継方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サブネットワーク間でメッセージを効果的に
中継転送する。 【構成】 サブネットワーク群を、下位階層のサブネッ
トワーク２ⁱ ₁，２ⁱ ₂，２ⁱ ₃から上位階層のサブネットワ
ーク２ⁱ⁺¹ ₁に向けてメッセージを中継するように階層化
する。上位階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁は、各下位階
層のサブネットワーク２ⁱ ₁，２ⁱ ₂，２ⁱ ₃に接続された各
中継用ノード４ⁱ ₁₁，４ⁱ ₂₁，４ⁱ ₃₁間を、論理的に環状
に接続することで構成し、各中継用ノードは、それに接
続される処理用ノード群全体の状態を管理する。そし
て、中継用ノードは、上位階層のサブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₁に送出されるメッセージについて、配下の処理用ノ
ード群の状態に応じ、受け入れ可能な場合のみ、該メッ
セージを当該下位階層のサブネットワークに中継する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ネットワーク間メッセ
ージ中継方法に係り、詳しくは、論理的に環状に結ばれ
たノード群がそれぞれ接続されたサブネットワーク群か
ら成る分散システムにおいて、サブネットワーク間でメ
ッセージを効率よく中継転送する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】論理的に環状に結ばれたノード群が接続
されたサブネットワーク群から成る分散システムにおい
て、サブネットワーク間でメッセージを中継転送する場
合の従来方法を図７により説明する。

【０００３】、次の方法を採っていた。

【０００４】図７において、処理用ノード３１１、処理
用ノード３１２、中継用ノード４１１がサブネットワー
ク２１に接続され、この順序で論理的に環状に結ばれて
いる。同様に、中継用ノード４２１、処理用ノード３２
１、処理用ノード３２２、、処理用ノード３２３、処理
用ノード３２４がサブネットワーク２２に接続され、こ
の順序で論理的に環状に結ばれている。また、中継用ノ
ード４１１と中継用ノード４２１とは、中継用ネットワ
ーク２３を介して論理的に１：１接続されている。例え
ば、サブネットワーク２１側からサブネットワーク２２
へメッセージを中継する場合、サブネットワーク２１か
ら入力したメッセージを中継すべきと判断した中継用ノ
ード４１１は、中継用ネットワーク２３を経由して、あ
らかじめ決められた中継用ノード４２１宛にそのメッセ
ージを無条件に転送し、中継用ノード４２１は、中継さ
れてきたメッセージをサブネットワーク２２に送出す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、論理的に環状に結ばれたノード群が接続されたサ
ブネットワーク群から成る分散システムにおいて、サブ
ネットワーク間でメッセージを中継転送する場合、各サ
ブネットワークに接続される中継用ノード間を、あらか
じめ決められた、論理的に１：１のパスで接続し、一方
の中継用ノードは、該ノードの接続されるサブネットワ
ークから中継送出されたメッセージを、無条件に、対向
する他方の中継用ノードを介して、該ノードの接続され
るサブネットワーク内に送出していたため、次のような
問題があった。中継先のサブネットワーク内に中継メッ
セージを受信・処理可能な処理用ノードが存在しない場
合には、そのメッセージは、そのサブネットワークを所
定回数だけ巡回した後、さらにそのサブネットワークか
ら他のサブネットワーク宛に中継され、このような状況
は、そのメッセージを受信・処理可能な処理用ノードが
存在するサブネットワークに中継されるまで繰り返され
るため、中継メッセージの通信遅延時間が増大し、処理
結果が返却されるまでの応答時間が長くなる問題があっ
た。また、各メッセージの中継先サブネットワークはあ
らかじめ決められているので、特定のサブネットワーク
に通信トラヒック及び処理ノードの処理に関する負荷が
集中しても適切に対応ができず、このようにして生ずる
サブネットワーク間での負荷の不均衡が、システムトー
タルとしての処理効率を低下させる問題があった。

【０００６】本発明の目的は、論理的に環状に結ばれた
ノード群がそれぞれ接続されたサブネットワーク群から
なる分散システムにおいて、従来の上述したような問題
点を解決し、サブネットワーク間でメッセージを効果的
に中継するネットワーク間メッセージ中継方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、サブネットワーク群を下位階層のサブネ
ットワークから上位階層のサブネットワークに向けてメ
ッセージを中継するように階層化し、等位階層ｉの各サ
ブネットワークに接続された中継用ノード間を、論理的
に環状に接続することにより、上位階層ｉ＋１のサブネ
ットワークを構成し、これら各中継用ノードは、それが
接続する第ｉ階層のサブネットワークに接続される処理
用ノード群全体の状態を管理し、ある中継用ノードにお
いて、第ｉ階層から中継されてこの第ｉ＋１階層のサブ
ネットワーク内に送出されたメッセージが、論理環の前
方中継用ノードから送られてくると、当該中継用ノード
における前記管理状態が当該メッセージを受け入れ可能
であることを表すとき、当該メッセージを当該中継用ノ
ードが接続する第ｉ階層のサブネットワークに中継送出
するようにしたことである。

【０００８】

【作用】下位階層のサブネットワークから中継されて上
位階層のサブネットワーク内に送出されたメッセージ
は、該上位階層ネットワークを構成する各中継用ノード
に環状に順次入力される。中継用ノードは、その下位階
層のサブネットワークに接続された処理用ノード群の状
態を調べ、当該メッセージを受け入れ可能な処理用ノー
ドがあれば、該メッセージを当該下位階層のサブネット
ワークに中継する。これにより、分散システム内に、そ
のメッセージを受け入れ可能な処理用ノードが存在する
限り、早いもの順に確実にメッセージを中継することが
可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面により
説明する。

【００１０】図１は、本発明のネットワーク間メッセー
ジ中継方法を適用する分散システムの一例を示す概念図
である。

【００１１】図１において、処理用ノード３ⁱ ₁₁、処理
用ノード３ⁱ ₁₂、中継用ノード４ⁱ ₁₁がサブネットワーク
２ⁱ ₁に接続され、この順序で論理的に環状に結ばれてい
る。同様に、処理用ノード３ⁱ ₂₁、処理用ノード３ⁱ ₂₂、
中継用ノード４ⁱ ₂₁がサブネットワーク２ⁱ ₂に、処理用
ノード３ⁱ ₃₁、処理用ノード３ⁱ ₃₂、中継用ノード４ⁱ ₂₁
がそれぞれサブネットワーク２ⁱ ₃に、それぞれ接続さ
れ、この順序で論理的に環状に結ばれている。さらに、
中継用ノード４ⁱ ₁₁、中継用ノード４ⁱ ₂₁、中継用ノード
４ⁱ ₃₁を上位階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁に接続し、
これらをこの順序で論理的に環状に結んである。各中継
用ノード４ⁱ ₁₁，４ⁱ ₂₁，４ⁱ ₃₁は、それぞれ、サブネッ
トワーク２ⁱ ₁、サブネットワーク２ⁱ ₂、サブネットワー
ク２ⁱ ₃に接続される処理ノード群に関する状態管理情報
５ⁱ ₁₁，５ⁱ ₂₁，５ⁱ ₃₁を保持する。なお、状態管理情報
の内容としては、たとえば、配下の各処理用ノードの稼
働状態（稼働中／停止中／故障中等）、負荷状態（低負
荷／高負荷等）、提供中サービス種別、等がある。

【００１２】本分散システムで使用するメッセージは、
図２に示すように、宛先アドレス域２１１、発信元アド
レス域２１２、巡回カウンタ域２１３、巡回しきい値２
１４、データ域２２０を含むものとする。ここで、巡回
カウンタ域２１３は、該メッセージが論理環を巡回した
回数を表し、メッセージ発信元ノードが当該論理環（サ
ブネットワーク）を一巡してきたメッセージを再送する
際に１を加算する。巡回しきい値２１４は巡回カウンタ
値のしきい値を表し、中継用ノードが、その下位階層の
サブネットワークから上位階層のサブネットワークにメ
ッセージを中継する契機に用いる。

【００１３】図３および図４は本発明のネットワーク間
メッセージ中継方法の動作を説明するためのフローチャ
ートで、図３が下位階層サブネットワーク側からメッセ
ージを入力した場合の中継用ノードの動作フローチャー
ト、図４が上位階層サブネットワーク内で前方中継用ノ
ードからメッセージを入力した場合の中継用ノードの動
作フローチャートを示している。

【００１４】図５は、図１の分散システムにおける本発
明のネットワーク間メッセージ中継方法によるメッセー
ド中継の一例を示したものである。以下では、処理用ノ
ード３ⁱ ₁₁を発出メッセージノードとし、そのメッセー
ジが、図５に示すように、サブネットワーク２ⁱ ₁、サブ
ネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁、サブネットワーク２ⁱ ₃と中継され
る場合の、各中継用ノード４ⁱ ₁₁，４ⁱ ₂₁，４ⁱ ₃₁の動作
を、図３および図４に示す動作フローチャートに基づい
て説明する。なお、以下の説明で、各記号（イ、ロ、
ハ、…）し、図３及び図４の同記号に対応する。

【００１５】〔１〕 中継用ノード４ⁱ ₁₁ （図３） (イ) 下位階層のサブネットワーク２ⁱ ₁からの入力メッ
セージを中継すべきと判断する。これは、例えばメッセ
ージ中の巡回カウンタ域２１３の値が巡回しきい値域２
１４の値を越えたことで判断する。 (ロ) 入力メッセージについて、その発信元アドレス域
２１１の内容を自ノード内あるいは当該メッセージ内の
所定域に退避する、発信元アドレス域２１１に自ノード
アドレスを設定する、等の中継に伴う所定の処置を行
う。 (ハ) 入力メッセージを上位階層のサブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₁に送出し、処理を終了する。

【００１６】〔２〕 中継用ノード４ⁱ ₂₁ （図４） (イ) 上位階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁からのメッセ
ージが入力する。 (ロ) 入力メッセージが、過去に中継したメッセージが
受け入れられた処理用ノドからの、発出元ノードが接続
された中継元の下位サブネットワーク２ⁱ ₁への返却メッ
セージであれば、（ヌ）へいき、そうでなければ、
（ハ）へいく。本例では、（ハ）へいく。 (ハ) メッセージの発信元アドレスが自ノードアドレス
が判定し、入力メッセージが、自ノード発出メッセージ
であれば、（ニ）へいき、そうでなければ、（ト）へい
く。本例では、（ト）へいく。 (ト) 入力メッセージの所定域（例えばデータ域２２
０）及び状態管理情報５ⁱ ₂₁を参照し、その入力メッセ
ージが、下位階層のサブネットワーク２ⁱ ₂内の処理用ノ
ードで受信・処理可能か否かをチェックし、可能であれ
ば、（チ）へいき、そうでなければ、（ヘ）へいく。本
例では（ヘ）へいく。 (ヘ) 入力メッセージを当該上位階層のサブネットワー
ク２ⁱ⁺¹ ₁に送出し、処理を終了する。

【００１７】〔３〕中継用ノード４ⁱ ₃₁ （図４） (イ) 上位階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁からメッセー
ジが入力する。即ち、前方中継用ノード４ⁱ ₂₁が送出し
たメッセージが入る。 (ロ) 入力メッセージが、過去に中継したメッセージが
受け入れられた処理用ノードからの、発出元ノードが接
続された中継元の下位サブネットワーク２ⁱ ₁への返却メ
ッセージであれば、（ヌ）へいき、そうでなければ、
（ハ）へいく、本例では、（ハ）へいく。 (ハ) 入力メッセージが、メッセージの発信元アドレス
が自ノードアドレスか判定し、自ノード発出メッセージ
であれば、（ニ）へいき、そうでなければ、（ト）へい
く、本例では、（ト）へいく。 (ト) 入力メッセージの所定域及び状態管理情報５ⁱ ₃₁
を参照し、その入力メッージが、下位階層のサブネット
ワーク２ⁱ ₃内の処理用ノードで受信・処理可能か否かを
チエックし、可能であれば、（チ）へいき、そうでなけ
れば、（ヘ）へいく。本例では、（チ）へいく。 (チ) 入力メッセージについて、その発信元アドレス域
の内容を自ノード内あるいは当該メッセージ内の所定域
に退避する、発信元アドレス域に自ノードアドレスを設
定する、等の、中継に伴う所定の処置を行う。そして、
（リ）へいく。 (リ) 入力メッセージを下位階層のサブネットワーク２
ⁱ ₃に送出し、処理を終了する。

【００１８】なお、メッセージは、上位階層のサブネッ
トワーク２ⁱ⁺¹ ₁を一巡し、その発信元の中継用ノード４
ⁱ ₁₁に戻ってくる。この場合の中継用ノード４ⁱ ₁₁の動作
を以下に示す。

【００１９】〔４〕中継用ノード４ⁱ ₁₁ （図４） (イ) 上位階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁からメッセー
ジが入力する。即ち、前方中継用ノード４ⁱ ₂₁が送出し
たメッセージが入る。 (ロ) 入力メッセージが、過去に中継したメッセージが
受け入れられた処理用ノードからの、発出元ノードが接
続された中継元の下位サブネットワーク２ⁱ ₁への返却メ
ッセージであれば、（ヌ）へいき、そうでなければ、
（ハ）へいく、本例では、（ハ）へいく。 (ハ) 入力メッセージが、メッセージの発信元アドレス
が自ノードアドレスか判定し、自ノード発出メッセージ
であれば、（ニ）へいき、そうでなければ、（ト）へい
く、本例では、（ニ）へいく。 (ニ) 入力メッセージを入力階層のサブネットワーク
ⁱ⁺¹ ₁に再送出する必要があるか判定し、あれば、（ホ）
へいき、そうでなければ、本メッセージに関する処理を
終了する。ここでは、（ホ）へいくとする。 (ホ) 必要に応じ、入力メッセージ中の所定域につい
て、再送出に関する所定の処置を行い、（ヘ）へいく。 (ヘ) 入力メッセージを入力階層のサブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₁に送出し、処理を終了する。

【００２０】ここで、中継用の下位サブネットワーク２
ⁱ ₁から上位サブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁に中継したメッセー
ジが、一巡して中継用ノード４ⁱ ₁₁に戻ってきた場合の
処理としては、次の例がある。下位サブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₁内の発信元ノードと同様に、該サブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₁中で、巡回カウンタ等を用いて所定回数だけ再送出
する。また、巡回カウンタ値が所定回数を越えた場合に
は、中継用ノード４ⁱ ₁₁は、その旨の情報をメッセージ
に付加して、下位サブネットワーク２ⁱ ₁内の発信元ノー
ド宛に返却する。尚、別の中継用ノードを介して、さら
に高位層のサブネットワークに接続されている場合に
は、その中継用ノードから高位層のサブネットワークに
中継される。

【００２１】以上の実施例では、中継用ノードの保持す
る状態管理情報として、その接続する下位階層のサブネ
ットワーク内の処理ノード群のみに関する状態情報のみ
のケースについて説明したが、さらに、そのサブネット
ワークと接続される、より下位階層の全サブネットワー
ク群内の処理ノード群全体に関する状態情報のケースに
ついても、各中継用ノードの動作は同様である。後者の
ケースについて、図６に示す分散シテスムの例を用いて
説明する。

【００２２】図６では、処理用ノード３^i-1 ₁₁及び処理
用ノード３^i-1 ₁₂を含む第ｉ−１階層のサブネットワー
ク２^i-1 ₁₁が、中継用ノード４^i-1 ₁₁によりサブネットワ
ーク２ⁱ ₃に接続され、中継用ノード４^i-1 ₁₁は他の処理
用ノード及び中継用ノード共にサブネットワーク２ⁱ ₃内
で論理環で結ばれている。このときのサブネットワーク
２ⁱ ₃接続の中継用ノード４ⁱ ₃₁の保持する状態管理情報
５ⁱ ₃₁は、サブネットワーク２ⁱ ₃内処理用ノード群全体
の状態情報に加え、サブネットワーク２ⁱ ₁₁内処理用ノ
ード群全体の状態情報を含むということになる。

【００２３】また、本発明では、図６に示すように、中
継用ノード群により構成されるサブネットワークⁱ⁺¹ ₁に
処理用ノード３ⁱ⁺¹ ₁₁を論理環を構成するように接続す
ることも可能である。この処理用ノード３ⁱ⁺¹ ₁₁は、他
の中継用ノードと同様に、入力メッセージが受け入れ可
能であればそれを受信して処理を行う。これは、中継用
ノードとその接続する下位階層のサブネットワークと
が、１つの処理用ノードに縮退したものと考えることも
できる。

【００２４】さらに、本発明では、図６に示すように、
第ｉ＋１階層のサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₁に中継用ノード
４ⁱ⁺¹ ₁₁を接続し、他の等位階層のサブネットワーク２
ⁱ⁺¹ ₂及びサブネットワーク２ⁱ⁺¹ ₃に接続する中継用ノー
ド４ⁱ⁺¹ ₂₁及び中継用ノード４ⁱ⁺¹ ₃₁とで論理環を構成す
るように結んだ、さらに上位階層のサブネットワーク２
ⁱ⁺² ₁に接続するというように、多段に階層を構成するよ
うな拡張も可能であり、このようにした場合にも、各中
継用ノードの動作は、上記実施例で説明したものと全く
同じである。

【００２５】なお、状態管理情報を用いた入力メッセー
ジの受け入れ可否のチエック項目としては、たとえば、
入力メッセージの要求する処理種別の処理が可能な処理
用ノードが存在するか、及び、そのような処理用ノード
は稼働中であるが、さらには、そのような処理用ノード
の負荷は所定値以下か、等が考えられる。

【００２６】本発明は、たとえば、「分散システムにお
けるメッセージ通信方式（特願平５−３３４５７０）」
に示すような、メッセージ中の処理依頼種別に対応する
機能アドレスをそのメッセージに設定し、各処理用ノー
ドが、それが当該ノードで処理可能な処理種別に対応す
る機能アドレスを示しているときにそのメッセージを受
信して処理するような分散システムにおいて、そのよう
な処理用ノードが当該サブネットワーク内に存在しない
場合に他のサブネットワークに中継する方法として、特
に有効である。この機能アドレスをメッセージに設定す
ることは、本出願人においてすでに提案されいてる（特
願平５−３３４５７０号）。

【００２７】また、中継用ノードにおいてメッセージを
中継する際、メッセージ中の発信元アドレス域に中継用
ノードアドレスを設定するため、このままでは、メッセ
ージの受信先の処理ノードにおいて元の発信元アドレス
が分からなくなる。この問題に対しては、たとえば、
「ＩＳＯ／ＩＥＣＣＤ ８８０２−５ ＩnformationＴ
echnology-Ｌocal and Ｍetropolitan Ａrea Ｎetworks
-Ｐart５：ＴokenＲing Ａccess Ｍethod and Ｐhysica
l Ｌayers Ｓpecifications」に示されるように、メッ
セージ内にルーティングアドレスリスト域を設け、中継
のたびに、元の発信元アドレスを同域に順次追加設定
し、また、逆方向のメッセージ転送（処理結果の返却
等）の際には、同域のアドレスを逆順に取り出し、それ
を宛先アドレス域に設定しつつ中継することにより解決
可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、サブ
ネットワーク群を階層的に構成し、等位階層のサブネッ
トワーク群に接続された各中継用ノードを論理的に環状
に結んで上位階層のサブネットワークを構成し、その上
位階層のサブネットワーク中を転送されるある下位階層
のサブネットワークから中継メッセージを、配下の下位
階層のサブネットワークの状態に応じ、受け入れ可能な
場合にのみその接続中継ノードを介してその下位階層の
サブネットワークに中継するようにしたため、従来のあ
らかじめ決められたサブネットワーク宛に中継する方法
に比べ、分散システム内にそのメッセージを受け入れ可
能な処理用ノードが存在する限り、確実に中継すること
が可能となる。また、各サブネットワークの負荷状態に
応じて中継するようにしたため、サブネットワーク間で
通信トラヒック及び処理ノードの処理に関する負荷の均
衡化を図ることができ、システムトータルとしての処理
効率を向上することが可能となる。本発明は、特に、処
理用ノード及びサブネットワークの少ない小規模の分散
システムにおいて、中継用ノード間による状態管理のた
めのオーバヘッドが小さいため、上記効果は顕著とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネットワーク間メッセージ中継方法を
適用する分散システムの一例を示す図である。

【図２】メッセージ形式の一例を示す図である。

【図３】本発明における下位階層サブネットワークから
メッセージを入力する中継用ノード間の中継動作フロー
図である。

【図４】本発明における上位階層サブネットワークから
メッセージを入力する中継用ノード間の中継動作フロー
図である。

【図５】本発明におけるメッセージ中継の一例を示す図
である。

【図６】本発明のネットワーク間メッセージ中継方法を
適用する分散システムの他一例を示す図である。

【図７】従来のネットワーク間メッセージ中継方法を適
用する分散システムの他一例を示す図である。

【符号の説明】

２^i-1 ₁，・・・，２ⁱ⁺² ₁ サブネットワーク ３^i-1 ₁₁，・・・，３ⁱ⁺¹ ₁₁ 処理用ノード ４^i-1 ₁₁，・・・，４ⁱ⁺¹ ₁₃ 中継用ノード ５^i-1 ₁₁，・・・，５ⁱ⁺¹ ₁₃ 状態管理情報

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ複数のノードが論理的に環状に
   説接続された複数のサブネットワークを有し、各サブネ
   ットワークに中継用ノードが接続され、各中継用ノード
   間が中継用サブネットワークにより接続されている分散
   システムにおけるネットワーク間メッセージ中継方法に
   おいて、 前記サブネットワーク群を下位階層のサブネットワーク
   から上位階層のサブネットワークに向けてメッセージを
   中継するように階層化し、等位階層ｉの各サブネットワ
   ークに接続された各中継用ノード間を論理的に環状に接
   続することにより、上位階層ｉ＋１のサブネットワーク
   を構成し、 前記第ｉ＋１階層のサブネットワークに接続される各中
   継用ノードは、それぞれ当該中継用ノードが接続する第
   ｉ階層のサブネットワークに接続される処理用ノード群
   全体の状態を管理し、 前記中継用ノードは、第ｉ階層のサブネットワークから
   中継されて当該第ｉ＋１階層のサブネットワーク内に送
   出されたメッセージが、該サブネットワーク内の論理的
   に環状に接続された前方中継用ノードから送られてくる
   と、当該中継用ノードにおける前記管理状態が当該メッ
   セージを受け入れ可能であることを表すとき、当該メッ
   セージを当該中継用ノードが接続する第ｉ階層のサブネ
   ットワークに中継送出することを特徴とする、ネットワ
   ーク間メッセージ中継方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のネットワーク間メッセー
   ジ中継方法において、 前記第ｉ＋１階層のサブネットワークに接続される各第
   ｉ階層との間の中継用ノードは、それが接続する第ｉ＋
   １階層のサブネットワークに接続される処理用ノード群
   全体の状態に加え、そのサブネットワークと第ｉ−１階
   層のサブネットワークとに接続される各中継用ノードに
   接続された第ｉ−１階層以下の階層のサブネットワーク
   群に接続される全ノード群の状態をも管理することを特
   徴とするネットワーク間メッセージ中継方法。