JPH09507983A - 複製型リアルタイムシステム、特に電話交換機において予備プロセスをウオームアップする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、複製型リアルタイム交換システム、特に電話交換機において能動的なプロセスと並列に予備プロセスをウオームアップする方法に係る。交換システムは、アクティブな制御ユニットＷＰを備え、これは、共通の内部メッセージバスに接続された複製ホットスタンバイスペアユニットＳＰを永久的に又は必要時に有し、このスペアユニットがアクティブな制御ユニットと同じプロセスを並列に実行する。本発明によれば、プロセスに実行されるべきタスクがないときに、複製されるべき能動的なプロセスσ^WOの動作がアクティブな制御ユニットＷＰにおいて一時的に凍結されると同時に、アクティブな制御ユニットの他のプロセスは動作状態に保持される。その後、スペアユニットＳＰに予備プロセスσ^SPが形成され、能動的なプロセスの状態データσ^WOが予備プロセスにロードされる。この時間中に能動的プロセスσ^WOに新たなタスクが到来しないとすれば、ウオームアップが首尾良くいったことがあ分かる。新たなタスクが到来した場合には、ウオームアップが失敗したことが分かる。

Description

【発明の詳細な説明】 複製型リアルタイムシステム、特に電話交換機において 予備プロセスをウオームアップする方法発明の分野 本発明は、少なくとも１つのアクティブな制御ユニットを含む制御手段を備え ていて、上記アクティブな制御ユニットは、複製のホットスタンバイスペアユニ ットを永久的に又は必要時に有し、このスペアユニットが上記アクティブな制御 ユニットと同じプロセスを並列に実行するような複製型リアルタイムシステム、 特に電話交換機において能動的なプロセスと並列に予備プロセスをウオームアッ プする方法に係る。先行技術の説明 公衆交換電話交換機の制御システムには分散型コンピュータシステムが最近設 けられている。従って、電話交換機の制御は、多数のコンピュータに分散され、 これらコンピュータは、比較的高速度のバス又はそれと同等の送信手段に接続さ れる。この種の電話交換機又は他の交換システムにおいては、分散型制御コンピ ュータの少なくとも一部分を複製することによりシステムの動作をサポートする ための努力が払われている。これは、制御コンピュータの性能容量を不当に消費 したり又はコストのかかる特殊な装置を必要としたりすることなく制御コンピュ ータを複製できねばならない。電話交換機の環境において分散型コンピュータを 複製する必要性が、ディスカバリー、第２２巻、第１四半期、１９９１年、第３ ２−３９ページに掲載されたライモ・カントラ著の「新規な欠陥許容設計：ノキ アＤＸ２００のソフトウェアシステムアーキテクチャーの開発(New fault-toler ance design: developments in software system architecture of the Nokia D X 200)」という論文に開示されている。 分散型コンピュータシステムの複製手順には、例えば、次の解決策がこれまで 使用されている。例えば、コンピュータのマイクロ同期を使用する解決策では、 特殊な装置により制御される２つのコンピュータが厳密に同じ時間に厳密に同じ コンピュータ命令を実行する。マイクロ同期方法の利点は、アプリケーションソ フトウェアに対するその透過性にある。その欠点は、特殊な装置がコスト高であ ると共に、特にＮが少なくとも数十であるときにＮ＋１個のサポートされるコン ピュータにこの方法を効率的に適用することが困難又は不可能なことである。Ｎ ＋１の冗長モードにおいては、Ｎ個の同様のコンピュータが、同じソフトウェア を使用して同様ではあるが独立した有効なタスクを実行する。１つのコンピュー タは、上記Ｎ個のコンピュータの１つが故障した場合又は例えば交換システムの 動作構成上必要とされるときに使用に供されるスペアユニットである。Ｎ＋１個 の装置の冗長方法の利点は、コスト効率が良く、２Ｎ方法と互換性があることで あるが、その相違点は、アクティブなユニットへのスペアユニットの接続を常に ユニット切り換えの前に行わねばならないことである。 又、全制御の冗長実行がアプリケーションソフトウェアに託されていて、プロ グラムの状態オートマトンが、スペアユニットをアクティブなコンピュータで実 行される最新の状態に保持するに必要な状態移行を構成するような解決策も既に 実施されている。この複製方法の欠点は、アプリケーションが一度に２つの問題 即ち実際のタスクとそのサポートを解決しなければならないことである。これは アプリケーションの開発を複雑化する。別の欠点は、この複製方法が均一な実行 を生じず、その結果、アプリケーションのメンテナンスに経費がかかることであ る。 複製をアプリケーションから遮蔽する方法も既に開発されており、これは全て の実行コンピュータにおいて計算の正確さを目的とするもので、それ故、重量が あると共に、コンピュータの性能容量を消費する。これらの解決策は、システム の利用性よりも性能の正確さに優先順位を与えるものである。それ故、各個別の 重要度の低いファンクションの絶対的な正確さよりも高い利用性が重要視される 電話交換機のような交換環境には特に適していない。 フィンランド特許出願第９１２６６９号に開示された複製方法においては、並 列に動作する２つ以上のコンピュータにより実行されるプロセスが、考えられる 多くのサブプロセスを含むグループとして複製され、並列に動作する２つのユニ ットの対応グループ内の対応サブプロセスが互いに独立して（非同期で）動作す るが、並列なサブプロセスにより行われるプロセス間に矛盾は存在しない。この 方法は、プロセスに重要な情報であってマスターユニットのプロセス間に送信さ れる情報が、並列に動作するスペアユニットの対応プロセスにも同時に付与され るようなプロセス間のマルチキャストメッセージ処理に基づいている。この場合 に、並列に動作するコンピュータは、同じプログラムを実質上同時に実行し、従 って、コンピュータは、外部から見れば、同じメッセージを同じ順序で送信及び 受信する。この方法は、２つの実行の瞬時の正確さを保証することを目的とする ものではなく、並列に動作するコンピュータにより実行される動作は、グループ のマスターコンピュータにより実行される動作と矛盾しない。これは、特殊な装 置を必要とせずに複製によりコンピュータに課せられる負荷を軽減するが、いず れの場合にも、分散型交換システムには、コンピュータを接続するデータ送信バ スが必要とされる。 この形式のメッセージをベースとする公知の複製方法においては、複製される べき能動的なプロセスと並列にホットスタンバイプロセスを最初に形成しなけれ ばならず、そしてこのホットスタンバイプロセスは、複製されるべき能動的なプ ロセスと同じ動的な状態にされねばならない。コンピュータユニットのレベルで は、これは、スペアユニットを最初にいわゆる初期定常状態にしそして更にアク ティブなユニットと一致する状態にすることによりスペアユニットをコールドス タンバイ状態からホットスタンバイ状態にすることを意味する。初期の定常状態 は、適当なプログラムコード及びデータファイルをスペアユニットにロードしそ してマスタープロセスを開始することにより達成される。この初期状態において は、全ての無状態プロセスが実際の動作状態に既に存在する。むしろ、全ての状 態指向プロセスを、初期の定常状態から、更に、アクティブなユニットに一致す る状態にもっていかねばならない。この手順を、プロセス又はコンピュータユニ ットのウオームアップ手順と称する。このウオームアップ手順は、受動的であっ ても能動的であってもよい。受動的なウオームアップとは、新たな計算を複製さ れた計算として形成することを指し、時間と共に、スペアユニットにおける等価 計算の数がアクティブなユニットにおける並列計算の全数に益々接近した状態と なる。しかしながら、受動的なウオームアップ手順は、スペアユニットがアクテ ィブなユニットと一致する状態に絶えず到達するという保証を与えるものではな く、即ち受動的なウオームアップ手順が首尾良く終わるという保証を与えるもの ではなく、そして受動的なウオームアップ手順は、ウオームアッププロセスの最 終的な基準も与えない。このため、そして受動的なウオームアップ手順は長時間 続くために、能動的なウオームアップが必要とされる。能動的なウオームアップ とは、アクティブなユニットの状態指向プロセスの状態変数の現在値がスペアユ ニットの対応する状態変数にコピーされるような手順を指す。又、能動的なウオ ームアップ手順は、ウオームアップが首尾良く終了するときの基準を与える。 能動的なウオームアップには多数の要求が存在する。ウオームアップ手順は、 マスターユニットの外部プロセスにより制御されるアクティブな計算を停止する ことなく、アクティブな計算の動的な状態を増殖し即ち計算をスペアユニットへ 転送するための全ての又は少なくともほとんどのアプリケーションに適用できね ばならない。ウオームアップ手順は、アプリケーションに対してできるだけ透過 的でなければならない。更に、ウオームアップ手順は、アクティブなユニットの 動作に対してできるだけ擾乱を生じることがなく、且つアクティブなユニットの 計算に決してエラーを生じず、そしてスペアユニットが一致状態に達すると終了 しなければならない。発明の要旨 本発明の目的は、上記要件を満足するウオームアップ方法を提供することであ る。この目的は、冒頭で述べた形式のウオームアップ方法において、制御ユニッ トが他のタスクから解放されたときにプロセスにより実行されるべく指定するこ とのできるタスクをプロセスグループにおけるいずれのプロセスも有していない ことが検出されたときにアクティブな制御ユニットにおいて複製されるべき能動 的なプロセス又は大きなプロセスグループの動作を一時的に凍結すると同時に、 アクティブな制御ユニットの他のプロセスを動作状態に保持し；能動的なプロセ スの凍結状態中に到来するタスク要求をプロセスのタスク要求待ち行列に記録し ；送信されるべき状態データを収集し；その収集した状態データを１つ以上のバ ッチとしてスペアユニットへ送信し；スペアユニットにおいて能動的なプロセス の予備プロセスを形成し；状態データの第１バッチに含まれた状態データを予備 プロセスにロードし；アクティブな制御ユニットへ確認を送信し；そして能動的 なプロセスがまだタスク要求をもたないことをチェックし、タスク要求がない場 合には凍結が首尾良くいったことを見出し、タスク要求がある場合には凍結が失 敗したことを見出すことを特徴とする本発明によるウオームアップ方法によって 達成される。 本発明の方法の第２の実施形態は、アクティブな制御ユニットにおいて複製さ れるべき能動的なプロセス又は大きなプロセスグループの動作を一時的に凍結す ると同時に、アクティブな制御ユニットの他のプロセスを動作状態に保持し；能 動的なプロセスの待ち行列におけるタスク要求のコピーをスペアユニットに送信 し、そしてどのタスク要求が送信されたかをアクティブなユニットに記録し；能 動的なプロセスの凍結状態中に到来するタスク要求をプロセスのタスク要求待ち 行列に記録し；送信されるべき状態データを収集して、それを１つ以上のバッチ としてスペアユニットへ送信し；スペアユニットにおいて能動的なプロセスの予 備プロセスを形成し；状態データの第１バッチに含まれた状態データを予備プロ セスにロードし；タスク要求の上記コピーをそれらが能動的なプロセスのタスク 要求待ち行列にあったのと同じ順序で予備プロセスのタスク要求待ち行列にロー ドし；アクティブな制御ユニットへ確認を送信し；コピーがスペアユニットに送 られたものに加えて能動的なプロセスに新たなタスク要求が到来しないことをチ ェックし；そして新たなタスク要求が到着しない場合には凍結が首尾良くいった ことを見出し、新たなタスク要求が到着した場合には凍結が失敗したことを見出 すことを特徴とする。 本発明において、一度にウオームアップされるスペアユニットの要素は、ウオ ームアップエンティティ又はグループと称される。ウオームアップエンティティ が単一プロセスであれば理想的である。最悪の場合、スペアユニットの全てのプ ロセスが同じウオームアップエンティティに含まれる。ウオームアップエンティ ティの内容はウオームアップ中に変化しないので、後者の場合は、長時間計算を 停止せずにウオームアップするのは不可能であることを意味する。メッセージで 動作される複製システムにおいて機能する本発明においては、ウオームアップエ ンティティを形成する複製されるべき能動的なプロセス又は大きなプロセスグル ープの動作がアクティブな制御ユニットにおいて一時的に中断（凍結）される。 本発明の１つの実施形態においては、コンピュータが他のタスクから解放された ときにプロセスによって実行されるべきカーナルで指定できるタスクをいずれの プロセスももたないことがプロセスグループのカーナル状態に基づいて分かるこ とが、凍結のための基準とみなされる。メッセージ処理に基づくシステムにおい ては、プロセスがタスクをもたないことは、例えば、プロセスの到来メッセージ の待ち行列が空であることから検出される。他のカーナル状態（変数）は、例え ば、プロセスの通信状態及びプロセスのランニング状態（タスクの待機、実行の 準備、実行中、等）である。しかしながら、このウオームアップエンティティに 含まれないアクティブなユニットのこれらの他のプロセスは、通常の動作に同時 に保持される。凍結状態のプロセスは、他のプロセスの観点から通常のものであ り、そこにメッセージを送ることができる。しかしながら、凍結状態のプロセス は、１つの単一の動作を行わず、そこに到来するメッセージは、プロセスの到来 メッセージの待ち行列へ入れられ、そこからそれらは、凍結状態が終了するまで プロセスにより処理される。本発明においては、ウオームアッププロセスを、ア クティブなユニットのプロセスの小さなアイドルグループ、即ち処理されるべき 到来メッセージをもたないグループに向けるよう試みられるので、アクティブな ユニットの動作は実際上通常に続けられる。アクティブなユニットの他の動作に おいて検出される唯一の擾乱は、凍結されたユニットのメッセージの待ち行列に おそらく到達するメッセージを取り扱う際の遅延である。 首尾良いウオームアッププロセスのために予め必要とされることは、能動的な プロセスの状態データが、予備プロセスに転送される間に、変化しないことであ る。本発明の１つの実施形態においては、これは、能動的なプロセスの到来メッ セージの待ち行列が空又は不変に保たれて、ウオームアップが首尾良くいったと 分かるよう確保される。待ち行列が空又は不変に保たれない場合には、ウオーム アップが欠陥となり、予備プロセスは最初のレディ状態に戻され、そして能動的 なプロセスは凍結状態から復帰される。能動的なプロセスの空の到来メッセージ 待ち行列が、凍結を開始するための予めの必要条件でない場合には、本発明の１ つの実施形態において、予備プロセスのメッセージ待ち行列の一貫性と、能動的 なプロセスのメッセージ待ち行列の不変性が、凍結の開始に能動的なプロセスの メッセージ待ち行列をスペアユニットのメッセージ待ち行列にコピーしそしてそ のコピーされたメッセージをマークすることによって保証される。予備プロセス がメッセージ待ち行列へのメッセージをそれ自体受け取れることを指示する前に 能動的なプロセスのメッセージ待ち行列に新たなメッセージが到来する場合は、 ウオームアップが失敗したことが分かる。しかしながら、到着するメッセージの 対応待ち行列が予備プロセスに対しても形成された後は凍結状態においても待ち 行列へのメッセージを受け取ることができる。本発明の構成は、能動的なプロセ スのメッセージ待ち行列に到着した単一のメッセージが、能動的なプロセス及び 予備プロセスの凍結とそれに対するメッセージ待ち行列の形成との間の時間中に 失われないことだけを確保する。本発明のウオームアップ方法は、リアルタイム 環境に適していることを特徴とする。というのは、チェックポイントから現在状 態へのタスクのロールバックをスペアユニットで行うことが必要とされないから である。ウオームアップの順序に基づいてアクティブなユニットからスペアユニ ットへ一貫した状態がコピーされる。スペアユニットは、更新された状態とする ためにアクティブなユニットにより既に実行されているタスクを再び実行するこ とはない。 リアルタイム要件により、データは、あるプロセスから別のプロセスへ送信し そしてメインメモリファイル、即ちコンピュータのメモリに配置されたファイル に常に記録することができる。これらのファイルは、永久メモリ、例えば、ディ スクにコピーを有する。しかしながら、ファイルがシステムの状態に関する迅速 に変化するデータを含む場合には、常にこのようにはならない。メインメモリフ ァイルは、１組のデータ単位のモデルで実証される。各データ単位は、あるメイ ンメモリファイルにおける１組の変数のモデルである。データ単位は、それ自身 のプロセス変数とは異なり、必ずしも１つのプロセスと密接に結合されず、例え ば、Ａ）データ単位のあるサブセットＤ₁が全てのプロセスにより読み取られて もよく、Ｂ）データ単位のあるセットＤ₂の値が１つのプロセスにより書き込ま れそして別のプロセスにより読み取られてもよい。あるプロセスから別のプロセ スへのデータ送信にデータ単位が使用されない場合には、データ単位は、実際の 書き込みプロセスの変数に等しいとみなされ、そのプロセスと共にウオームアッ プされる。 あるプロセスから別のプロセスへのデータ送信にデータ単位が使用される場合 には、それらのプロセス間でウオームアップ順序が定められ、書き込みプロセス 及びデータ単位のウオームアップに続いて読み取りプロセスをウオームアップす るようにされる。これは、アクティブなユニットに合致しない状態データがウオ ームアップ中にデータ単位にわたって広がらないように確保する。 本発明の１つの実施形態においては、状態データが首尾良くウオームアップさ れるのに続いて、能動的なプロセスに接続された個々のデータ単位の転送が必要 に応じてアクティブな制御ユニットからスペアユニットへ行われる。これら個別 のデータ単位は、プロセス状態変数を変化させたり或いは別のプロセスへ送られ る内部メッセージに対する内容を形成したりするのに使用されないものである。 この種の個別のデータ単位は、リアルタイム交換システムにおいては、例えば、 サービスの製作者又は消費者コンテクストに収集される統計学的及び課金データ である。例えば、大きな加入者グループのパルスカウンタファイルは、１つのエ ンティティとしてウオームアップできないような大きなものであるが、１組の個 別のデータ単位に分割することができる。各データ単位は、データを独立した単 位として送信する。パルスカウンタ及び他のカウンタは状態変数であり、ターゲ ットに対する統計学的データを収集することは、一定の状態指向の計算である。 １つのプロセスは、ターゲットグループに対するデータの収集を実行するが、異 なるターゲットの計算動作は、互いに何も行わない。 本発明によれば、この種の個別データ単位の転送は、転送されるべき個別デー タ単位の現在値をスペアユニットに記録し；上記個別データ単位をスペアユニッ トに送信するようアクティブな制御ユニットに要求し；アクティブな制御ユニッ トにおいて上記個別データ単位を読み取りそしてそれをスペアユニットに送信し ；スペアユニットにおけるデータ単位の現在値を上記記録された値と比較するこ とにより、データ単位に向けられた書き込み動作が転送段階中に生じないように 確保し；現在値とデータ単位の記録された値とが等しい場合には、アクティブな 制御ユニットから受け取られたデータ単位の値をスペアユニットのデータ単位の 現在値として書き込み；そして現在値とデータ単位の記録された値とが異なる場 合には、転送が失敗したと定義し、アクティブな制御ユニットから受け取られた データ単位の値を拒絶する、という段階を備えている。 従って、本発明は、限定使用であるファイルをアクティブなユニットからスペ アユニットへコピーし、コピーが進行中である間にアクティブなユニットのアプ リケーションがデータを更新し続けるようにすることができる。このようなデー タがアクティブなユニットにおいて更新されると同時に、ウオームアップされる べきスペアユニットへコピーされる場合にのみ競合状態が生じる。更に、アクテ ィブなユニットからデータ単位の正しい値をサーチする前にスペアユニットにデ ータ単位の非更新値を記録し、その後、スペアユニットの値がサーチ中に別の理 由で変化しなかった場合だけスペアユニットにサーチされた値を書き込むことに より、競合状態が検出され、そして偽のデータをコピーすることが防止される。 検出は、同じ外部動作がスペアユニット及びアクティブなユニットに向けられる ことに基づく。スペアユニットにおけるデータ単位の値がサーチ中に変化し、従 って、サーチ前に記憶された値からずれる場合には、サーチされた値が偽である と仮定され、ウオームアップが失敗であると解釈される。本発明は、コピーが行 われる間にアクティブなユニットが通常のタスクの実行を続けられるように、リ アルタイムシステムにおいて多量の動的なデータを含む大きなファイルを複製し そして一般に使用できるようにする。この種のファイルは、電話交換機に多数存 在するパルスカウンタを収集するのに良く適している。これで、有効なウオーム アップ方法は、それらの使用を限定しない。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明の方法が適用される電話交換機のブロック図である。 図２は、複製されたプロセスブロック間のデータ送信を示す図である。 図３は、本発明による能動的なプロセスウオームアップを示す図である。 図４は、本発明による個別データ単位のウオームアップを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明 以下、本発明は、デジタル電話交換機に関連して説明するが、本発明のウオー ムアップ方法は、他の複製型リアルタイムシステム、特に、送信チャンネル間で 接続が切り換えられる同じ形式の送信技術交換設備にも適用することができる。 図１において、被制御対象は、交換要素即ち交換フィールド１であり、これは、 主として一般的なユニットタイプが示された機能分散制御要素２によって制御さ れる。交換要素１は、交換マトリクスと、必要な信号及びスピーチ処理装置とを 含んでいる。交換要素１は、制御要素２の制御のもとで、第１グループの送信チ ャンネル又はラインＬ１・・・ＬＮと第２グループの送信チャンネルＬ’１・・ ・Ｌ’Ｎとの間の接続を切り換える。 制御要素２において、制御機能は、高速並列メッセージバスにより相互接続さ れた多数のマイクロプロセッサユニット２１Ａ−２１Ｅ、２２Ａ−２２Ｄ、２３ 及び２５に分散されている。制御要素２の内部データ送信には、メッセージバス に代わって、他の適当なデータ送信手段を使用することができる。 図１は、２つの機能的に専用の制御コンピュータタイプ、即ち交換制御及びオ ペレーションのためのマーカー２５と、メンテナンスユニット２３とを示してい る。更に、異なる信号ユニット（ＳＩＧ）２１Ａ−２１Ｅ及びサービス機能ユニ ット（ＳＵ）２２Ａ−２２Ｄも示されている。 信号ユニット２１の少なくとも１つは、入呼びの処理に割り当てられ、従って 、その機能は、少なくとも、到来信号の処理、入呼びの制御、通話の課金及びリ ソース管理を含む。リソースは、例えば、トラフィックチャンネルのタイムスロ ット、通話の識別及び接続を指す。 信号ユニット２１の少なくとも１つは、出呼びの信号を操作し、従って、出呼 びの制御及び出て行く信号の処理を含む。 マーカー２５は、接続の取り扱いを含む。 サービスユニット２２の１つ以上は、加入者、ライン、トランク及びルートデ ータ検索サービスのためのプログラムブロックを含む。更に、１つ又は多数のサ ービスユニットは、通話の統計学的及び課金データに対する収集機能を含んでも よい。 上記のコンピュータの少なくとも幾つかは、機能を複製することにより、即ち 同じプロセスを実質上同時に実行する２つ以上のコンピュータユニットを並列に 使用することにより、サポートされる。本発明は、アクティブな制御ユニットと 並列に、別の制御ユニットがホットスタンバイ原理でスペアユニットとして動作 し、従って、アクティブなユニットが故障した場合に必要に応じて直ちに使用に 供されるケースに関して一例として以下に説明する。このような複製の原理は、 ２Ｎ方法と称される。しかしながら、本発明は、制御ユニットの切り換えの場合 に、スペアユニットのみを、使用に供する前に置き換えられるべきユニットと共 にホットスタンバイ状態に最初に入れねばならないようなＮ＋１複製機構に関し ても適用されることが意図される。最終的な状態は、２Ｎ冗長機構に対応する。 本発明の好ましい実施形態では、いわゆるマルチキャストにより複製されるシ ステムが適用され、このシステムは、フィンランド特許出願第９１２６６９号に 説明されている。マルチキャスト方法では、ある通話又は接続に対して実行され るべき交換制御プロセスのサブプロセスが相対的な非同期グループにおいて実行 され、これらのグループは、バス２２のようなデータ送信バスを経て互いにメッ セージを送信する。スペアユニットの対応するサブプロセスは、これも又データ 送信バス２２を経てメッセージを送信することのできる同様のスペアグループを 形成する。アクティブなユニットＷＯのサブプロセスグループ及びそれをサポー トするスペアユニットＳＰのスペアグループは、互いに非同期であり、従って、 これらグループ内で互いに対応するサブプロセスが独立して実行される。グルー プ内のサブプロセスは、互いに直接通信し、そしてグループは、共通のデータ送 信バス２２を経て互いにメッセージを送信する。図２は、２つの能動的なプロセ スＡ_WO及びＢ_WOを示し、これらは、アクティブな制御ユニットＷＯ内に位置しそ して１つ以上のサブプロセスで構成される。従って、スペアユニットＳＰには複 製の予備プロセスＡ_SP及びＢ_SPが各々存在する。図２において、能動的なプロセ スＡ_WOは、例えば、通話の交換に関する情報を含むメッセージを他方の能動的な プロセスＢ_WOに送信する。スペアプロセスＡ_SPも同じ交換情報を形成している。 しかしながら、プロセスＡ_WOの結果は将来使用されず、プロセスＡ_WOの交換情報 は、マルチキャット原理に基づき、能動的なプロセスＢ_WO及び予備プロセスＢ_SP に送られる。従って、プロセスＢ_WO及びＢ_SPは、同じ初期情報で制御プロセスを 独立して続けるよう確保される。マルチキャストの原理はフィンランド特許出願 第９１２６６９号に詳細に説明されている。 既に説明したように、予備プロセスは、必要なプログラムコードブロック及び データファイルをロードしそしてマスタープロセスを開始することによりコール ドスタンバイ状態から初期定常状態へ移行され、そして更に、アクティブなウオ ームアップ手順により、アクティブなユニットの状態指向プロセスの状態変数の 現在値をスペアユニットの対応する状態変数へコピーすることにより、初期定常 状態から、能動的なプロセスに一致する状態へ移行されねばならない。アクティ ブなユニットからスペアユニットへ転送される動的な状態データは、プロセスの 状態変数、プロセス制御情報、アクティブな時間カウンタ等を含む。上記のよう に、能動的なウオームアップ手順は、アクティブなユニットの通常の動作にでき だけ擾乱を生じないようにしなければならず、そしてアクティブなユニットの動 作にエラーを決して生じてはならない。 上記したこれら及び他の利点は、本発明のウオームアップ方法によって達成さ れ、その第１の好ましい実施形態を図３を参照して以下に説明する。図３は、ア クティブなユニットＷＯ及びスペアユニットＳＰを示している。ウオームアップ されるべき複製プロセスは、アクティブなユニットにおいてはσ^WOで示されそし てスペアユニットにおいてはσ^SPで示されている。ウオームアップ手順は、カー ナルプログラムブロックにより実行され、これは、アクティブなユニットにおい てはＷ_WOで示されそしてスペアユニットにおいてはＷ_SPで示されている。ウオー ムアップ手順の実行中に、アクティブなユニットＷＯ及びスペアユニットＳＰの 他のプロセスは、通常の通りに進行する。 本発明の好ましい実施形態では、ウオームアップ手順の開始条件が次の通りで ある。 １）σ^WOは受信段階を実行する。 ２）プロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行列は空である。 ３）プロセスσ^WOはウオームアップを禁止しない。 ４）プロセスσはまだウオームアップされていない。 原理的に、本発明のウオームアッププロセスは、次のように進行する。 図３のステップ１において、プロセスσ^WOは凍結されており、即ちプロセスの 実行は一時的に遮断されている。凍結状態のプロセスは、アクティブなユニット の他のプロセスに対して存在し、それにメッセージを送信することができる。し かしながら、凍結されたプロセスσ^WOは、プログラムコードの１つの単一行を実 行せず、カーナルは到来するメッセージをプロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行 列へ入れる。プロセスσ^WOは、凍結状態が終了したときにこれらのメッセージを 処理する。 図３のステップ２において、状態データは、プロセスσ^WOが一部分であるとこ ろのウオームアップエンティティにおいて収集される。 図３のステップ３において、この収集された状態データは、アクティブなユニ ットＷＯからスペアユニットＳＰへ送られる。この第１のメッセージは、予備プ ロセスσ^SPへの凍結コマンドも含んでいる。 図３のステップ４において、プロセスσ^SPが形成され、その形成された予備プ ロセスが凍結され、そしてアクティブなユニットＷＯから受け取ったメッセージ に含まれた状態データは、予備プロセスσ^SPに書き込まれる。予備プロセスσ^SP の通信状態は、状態「達成可能」にセットされ、そして能動的プロセスの場合と 同様に、凍結された予備プロセスσ^SPは、ステップ４の後にシステムの他のプロ セスに対して存在し、それにメッセージを送信することができる。カーナルは、 凍結された予備プロセスσ^SPへ到来する全てのメッセージを、後で処理するため に、予備プロセスσ^SPの到来メッセージ待ち行列へ入れる。 図３のステップ５において、スペアユニットＳＰからアクティブなユニットＷ Ｏへ確認が送られる。 図３のステップ６において、能動的なプロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行列 がチェックされる。上記ステップ２−５の間に、能動的なプロセスσ^WOの到来メ ッセージ待ち行列は空に保持されねばならない。その理由は、予備プロセスσ^SP がステップ４において形成される前に同じメッセージのコピーがスペアユニット ＳＰにおいて失われているかもしれないからである。 図３のステップ６において、能動的なプロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行列 が空のままである場合には、凍結が首尾良く行われている。 図３のステップ６において、能動的なプロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行列 が１つの単一メッセージを含む場合には、ウオームアップが失敗に終わり、失敗 を報告するメッセージがアクティブなユニットＷＯからスペアユニットＳＰへ送 られ、予備プロセスはその初期状態に復帰する。能動的なプロセスσ^WOは凍結解 除され、凍結中にメッセージ待ち行列に入ったメッセージから始めて、処理が継 続される。カーナルプロセスＷは、プロセスσを後でウオームアップするための 新たな努力を払う。 凍結は首尾良く行われたが、手順のステップ３において全てのデータを第１メ ッセージで送信できない場合には、付加的なデータが後続メッセージにおいてス ペアユニットＳＰに送られることになり、このデータは、スペアユニットＳＰに 書き込まれ、各メッセージが確認される。これらの後続する状態データメッセー ジの転送中に、プロセスσに到来するメッセージは、能動的なプロセスσ^WO及び 予備プロセスσ^SPの両方において到来メッセージ待ち行列にバッファされる。従 って、メッセージに基づく複製原理が他の観点で失敗とならない場合には待ち行 列が一貫した状態に保たれる（ステップ４以降）。その結果、プロセスσ^WO及び σ^SPの待ち行列は、状態データを含む付加的なメッセージが送信されるときには 凍結中に空に保たれる必要はない。 図３のステップ７ａにおいて、送信されるべき状態データがそれ以上ないこと が分かり、従って、能動的なプロセスσ^WOは凍結解除され、複製モードに入れら れる状態が与えられる。 ステップ７ｂにおいて、最後のデータメッセージの状態データが書き込まれた ときに、予備プロセスＳＰが凍結解除され、そして複製モードに入れられる状態 が与えられる。 ステップ１ないし７は、アプリケーションに対して生じる擾乱を最小にすると 共に成功の機会を最大にするために高い優先順位で実行されねばならない。しか しながら、全てのプロセスに対する全体的な手順をアプリケーションのバックグ ランドにおいて実行し、ウオームアップエンティティのウオームアップとウオー ムアップとの間にアプリケーションが進行し得るようにしなければならない。そ の結果、優先順位に対して次のルールを遵守しなければならない。 ウオームアップエンティティ選択≦アプリケーション≦エンティティのウオー ムアップ 本発明の第２の実施形態においては、能動的なプロセスの到来メッセージ待ち 行列が空であることが、ウオームアップを開始する基準とならない。そうではな くて、複製されるべきプロセス又は大きなプロセスグループのタスク待ち行列に おけるメッセージのタスク要求のコピーがスペアユニットＳＰへ送られ、そして どのメッセージが送られたかがアクティブなユニットＷＯに記録される。その後 は、図３の実施形態の場合と同様に進行するが、ステップ５において、上記メッ セージのコピーは、能動的なプロセスσ^WOのメッセージ待ち行列に入れられたの と同じ順序で、形成された予備プロセスσ^SPの到来メッセージ待ち行列にも記録 される。その後、図３のステップ５に基づいて確認が送られ、そしてステップ６ において、能動的なプロセスσ^WOの到来メッセージ待ち行列がチェックされる。 換言すれば、コピーがスペアユニットに送られたものに加え、新たなメッセージ が能動的なプロセスσ^WOに到来しないことがチェックされる。従って、新たなメ ッセージが到着していない場合には凍結が成功したことが分かり、そして新たな メッセージが到着している場合には、失敗したことが分かる。これに続いて、図 ３の実施形態と同様に進行する。 上記のウオームアップ手順は、プロセスσ及び全てのそのデータ単位を含むウ オームアップエンティティにおける全データ量があまり大き過ぎないときに使用 するのに適している。データ単位の大きなグループがプロセスσに接続される場 合には、一度に全てのデータを転送すると、リアルタイムアプリケーションの観 点から相当の時間を要することになる。従って、本明細書で既に定義したいわゆ る個別のデータ単位は、上記のウオームアップに続く異なる時間に、より小さな グループとして転送される。 以下、本発明の好ましい実施形態による個別データ単位のウオームアップ手順 を図４を参照して説明する。図４は、次のブロックを示している。 Ｗ_mは、ファイルをウオームアップする役目を果たすカーナルマスタープロセ スである。 Ｗ_m ^SPは、スペアユニットＳＰにおけるプロセスＷ_mの対応部分である。 Ｗ_h ^WO及びＷ_h ^SPは、対応的に、ファイルのウオームアップを実行するアクティ ブなユニットＷＯ及びスペアユニットＳＰの補助プロセスである。 Δ＝｛ｄ_i｜ｉ＝１、・・・Ｎ｝は、ウオームアップされるべき個別データ単 位のグループである。 σは、データ単位のグループに関連したプロセスである。 データ単位のウオームアップが開始する前に、プロセスσは、図３に関連して 上記した方法で最初にウオームアップされる。その後、ウオームアップ手順は、 次のように進む。 図４のステップ１において、スペアユニットＳＰのカーナルプロセスＷ_m ^SPは メッセージにおいて転送することのできるデータ単位ｄ_iをウオームアップする ようにその補助プロセスＷ_h ^SPに要求する。 図４のステップ２において、Ｗ_h ^SPは、ウオームアップされるべきデータ単位 を記録する。この記録されたデータは、アクティブなユニットの対応するデータ 単位と一致しない状態にあると仮定される。記録された内容は、ｖ（ｄ_i ^SP）＝ ｕ_savと表示される。 図４のステップ３において、Ｗ_h ^SPは、アクティブなユニットの補助プロセス Ｗ_h ^WOに当該データ単位ｄ_iを送信するように要求する。 ステップ４において、補助プロセスＷ_h ^Wは、アクティブなユニットからデータ 単位ｄ_iを読み取り、そしてそれをステップ５においてスペアユニットＳＰの補 助プロセスＷ_h ^SPに送信する。 図４のステップ６において、スペアユニットＳＰの補助プロセスＷ_h ^SPは、デ ータ単位ｄ（ｄ_i ^SP）の現在値ｕ_curをスペアユニットＳＰから読み取り、そして それを記録された値ｕ_savと比較する。ｕ_sav＝ｕ_curの場合には、アクティブな ユニットＷＯから受け取ったデータ単位ｄ_iがスペアユニットＳＰにおいて個別 データ単位のグループに書き込まれる。ｕ_savがｕ_curとは異なる場合にはこのデ ータ単位のウオームアップが失敗となり、再びウオームアップを試みなければな らない。このテストは、新たな内容が書き込まれる前にステップ３、４、５及び ６の間にデータ単位ｄ_i ^SPに向けられたプロセスσ^SPの書き込み動作を検出でき るように（他のプロセス、例えば、σにより）確保する。 図４のステップ７において、スペアユニットＳＰの補助プロセスＷ_h ^SPは、ウ オームアップの成功をスペアユニットのカーナルプロセスＷ_m ^SPに確認する。転 送されるべき最後のデータ単位が問題でなかった場合には、Ｗ_m ^SPがステップ１ から続き、さもなくば、ウオームアップは終了となる。 ステップ４及び５において、リアルタイムの問題が生じるほど長い時間を必要 としない場合には多数のメッセージを転送できることに注意されたい。これは、 データ単位をメッセージの最大長さより大きくすることができる。ウオームアッ プは比較的長時間を要するので、ウオームアップ手順は、リアルタイム要求のた めにアプリケーションのバックグランドでランさせねばならない。この要求を満 たし、単一データ単位に対するウオームアップ時間を最小にし、ステップ６で述 べた安全な周期を確保し、ひいては、ウオームアップ成功の可能性を最大にする ために、プロセスを実行するときには次の優先順位が使用される。 Ｐｒｉ（Ｗ_m）≦ｐｒｉ（アプリケーション）＜ｐｒｉ（Ｗ_h） このルールは、例えば、ステップ２及び３の間にプロセスσ^SPが何も行えない ように確保する。 多数のプロセスが読み取り及び書き込みアクセスするところの多数のメインメ モリファイルをウオームアップエンティティが含むようなシステムにおいては、 データの書き込み装置及び実際のメインメモリファイルがウオームアップされた 後にデータの読み取り装置がウオームアップされるような順序でウオームアップ エンティティがウオームアップされる。 添付図面及びそれに関連した以上の説明は、単に本発明を解説するものに過ぎ ない。本発明の方法は、請求の範囲内でその細部を種々変更できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つのアクティブな制御ユニットを含む制御手段を備え、上記ア クティブな制御ユニットは、複製のホットスタンバイスペアユニットを永久的に 又は必要時に有し、このスペアユニットが上記アクティブな制御ユニットと同じ プロセスを並列に実行するような複製型リアルタイムシステム、特に電話交換機 において能動的なプロセスと並列に予備プロセスをウオームアップする方法にお いて、 制御ユニットが他のタスクから解放されたときにプロセスにより実行される べく指定することのできるタスクをプロセスグループにおけるいずれのプロセス も有していないことが検出されたときにアクティブな制御ユニットにおいて複製 されるべき能動的なプロセス又は大きなプロセスグループの動作を一時的に凍結 すると同時に、アクティブな制御ユニットの他のプロセスを動作状態に保持し； 能動的なプロセスの凍結状態中に到来するタスク要求をプロセスのタスク要 求待ち行列に記録し； 送信されるべき状態データを収集し； その収集した状態データを１つ以上のバッチとしてスペアユニットへ送信し ； スペアユニットにおいて能動的なプロセスの予備プロセスを形成し； 状態データの第１バッチに含まれた状態データを予備プロセスにロードし； アクティブな制御ユニットへ確認を送信し；そして 能動的なプロセスがまだタスク要求をもたないことをチェックし、タスク要 求がない場合には凍結が首尾良くいったことを検出し、タスク要求がある場合に は凍結が失敗したことを検出する、 という段階を備えたことを特徴とする方法。 ２．少なくとも１つのアクティブな制御ユニットを含む制御手段を備え、上記ア クティブな制御ユニットは、複製のホットスタンバイスペアユニットを永久的に 又は必要時に有し、このスペアユニットが上記アクティブな制御ユニットと同じ プロセスを並列に実行するような複製型リアルタイムシステム、特に電話交換機 において能動的なプロセスと並列に予備プロセスをウオームアップする 方法において、 アクティブな制御ユニットにおいて複製されるべき能動的なプロセス又は大 きなプロセスグループの動作を一時的に凍結すると同時に、アクティブな制御ユ ニットの他のプロセスを動作状態に保持し； 能動的なプロセスの待ち行列におけるタスク要求のコピーをスペアユニット に送信すると共に、どのタスク要求が送信されたかをアクティブなユニットに記 録し； 能動的なプロセスの凍結状態中に到来するタスク要求をプロセスのタスク要 求待ち行列に記録し； 送信されるべき状態データを収集して、それを１つ以上のバッチとしてスペ アユニットへ送信し； スペアユニットにおいて能動的なプロセスの予備プロセスを形成し； 状態データの第１バッチに含まれた状態データを予備プロセスにロードし； タスク要求の上記コピーをそれらが能動的なプロセスのタスク要求待ち行列 にあったのと同じ順序で予備プロセスのタスク要求待ち行列にロードし； アクティブな制御ユニットへ確認を送信し； コピーがスペアユニットに送られたものに加えて能動的なプロセスに新たな タスク要求が到来しないことをチェックし；そして 新たなタスク要求が到着しない場合には凍結が首尾良くいったことを見出し 、新たなタスク要求が到着した場合には凍結が失敗したことを見出す、 という段階を備えたことを特徴とする方法。 ３．上記アクティブな制御ユニット及びスペアユニットは、上記制御手段の内部 データ送信手段に接続され、そして上記タスク要求はメッセージであり、上記タ スク要求待ち行列はメッセージ待ち行列である請求項１又は２に記載の方法。 ４．上記能動的なプロセスのタスク要求のチェックは、能動的なプロセスの到来 メッセージ待ち行列のチェックを含み、これにより、能動的なプロセスは、メッ セージ待ち行列が空である場合はタスク要求をもたず、そして能動的なプロセス は、メッセージ待ち行列にメッセージがある場合にタスク要求を有する請求項３ に記載の方法。 ５．凍結状態中に能動的なプロセスの到来メッセージ待ち行列に受け取られた及 び／又は凍結状態の始めに存在するメッセージは、凍結状態の終了後に処理され る請求項４に記載の方法。 ６．予備プロセスのウオームアップ失敗後に、エラーメッセージがスペアユニッ トへ送られ、予備プロセスが初期状態に復帰され、そして新たなウオームアップ の作用が適当な時間に行われる請求項４又は５に記載の方法。 ７．ウオームアップが首尾良くいった後に、能動的なプロセスは凍結状態に保た れ、そして収集された全ての状態データが送られて予備プロセスの状態が能動的 プロセスと一致するようになるまで上記収集された状態データを含むより多くの 状態データバッチがアクティブな制御ユニットからスペアユニットへ送られ、こ れにより、能動的プロセスの凍結が終了し、そしてウオームアップの開始前に存 在したカーナル状態へ復帰され、これにより、到着した又は到着するメッセージ に基づいて通常のタスクを実行することができ、同時に、予備プロセスが凍結状 態から通常の動作状態へセットされる請求項４、５又は６に記載の方法。 ８．凍結が首尾良くいった後に、能動的プロセスの到来メッセージ待ち行列の場 合と同様に、同じメッセージが予備プロセスの到来メッセージ待ち行列に受け取 られる請求項４、５、６又は７に記載の方法。 ９．状態データのウオームアップが首尾良くいった後に、個別のアクティブなデ ータ単位の転送がアクティブな制御ユニットからスペアユニットへ行われ、この 個別のデータ単位は、プロセスの状態変数を変更したり又は別のプロセスへ送ら れる内部メッセージの内容を形成したりするのに使用されないデータ単位である 請求項の前記いずれかに記載の方法。 10．上記個別のデータ単位の転送は、 転送されるべき個別データ単位の現在値をスペアユニットに記録し； 上記個別データ単位をスペアユニットに送信するようにアクティブな制御ユ ニットに要求し； アクティブな制御ユニットにおいて上記個別データ単位を読み取って、それ をスペアユニットに送信し； スペアユニットにおけるデータ単位の現在値を上記記録された値と比較する ことにより、データ単位に向けられる書き込み動作が転送段階中に生じないよう に確保し； 上記現在値とデータ単位の記録された値が等しい場合は、アクティブな制御 ユニットから受け取ったデータ単位の値をスペアユニットのデータ単位の現在値 として書き込み；そして 上記現在値とデータ単位の記録された値が異なる場合は、転送が失敗したと 定め、アクティブな制御ユニットから受け取ったデータ単位の値を拒絶する、 という段階を含む請求項９に記載の方法。 11．上記個別のデータ単位の転送は、 上記個別データ単位をスペアユニットへ送信するようにアクティブな制御ユ ニットに要求し； アクティブな制御ユニットにおいて上記個別データ単位を読み取って、それ をスペアユニットに送信し； データ単位に向けられた書き込み動作が転送段階中にスペアユニットに生じ たかどうかチェックし； 書き込み動作が生じない場合には、アクティブな制御ユニットから受け取っ たデータ単位の値をスペアユニットのデータ単位の現在値として書き込み；そし て書き込み動作が生じた場合には、転送が失敗したと定め、アクティブな制御ユ ニットから受け取ったデータ単位の値を拒絶する、 という段階を含む請求項９に記載の方法。 12．上記個別データ単位は、システムの課金及び／又は統計データを含む請求項 ９に記載の方法。 13．多数のプロセスが読み取り及び書き込みアクセスを有するところの多数のメ インメモリファイルをウオームアップエンティティが含んでいるシステムにおい て、上記ウオームアップエンティティは、書き込み装置及び実際のメインメモリ ファイルがウオームアップされた後にデータの読み取り装置がウオームアップさ れる順序でウオームアップされる請求項の前記いずれかに記載の方法。 14．上記リアルタイムシステムは、交換手段を含む電話交換機であり、これを経 て第１送信チャンネルグループと第２送信チャンネルグループとの間で選択的に 接続が切り換えられ、そして上記制御手段は、交換制御手段であって、この交換 制御手段の内部データ送信手段に接続された少なくとも１つのアクティブな制御 ユニットを備え、上記制御ユニットは、上記データ送信手段に接続された複製ホ ットスタンバイスペアユニットを永久的に又は必要時に有し、このスペアユニッ トは、アクティブな制御ユニットと同じ交換制御プロセスを並列に実行する請求 項の前記いずれかに記載の方法。