JPH0326936B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はネツトワークを用いた分散形データ処
理システムに係り、特に、冗長系を有する場合の
自動無停止切り換えを安価にかつ高信頼で行う分
散形ネツトワークデータ処理システムに関するも
のである。

〔発明の背景〕

近年、マイクロコンピユータの発達と、ローカ
ルエリアネツトワークの発達とにより、分散形デ
ータ処理システムが主流になりつつある（特開昭
56−129967）。特に、安価なマイクロコンピユー
タやパーソナルコンピユータと大形コンピユータ
とを組み合せることにより、トータルシステムを
実現し、これらによつて、その低価格性と段階的
なシステム機築とを可能としたものである。

しかしながら、かかる分散形データ処理システ
ムは、計算機台数が増えることにより、計算機が
故障する確率が増加するという問題がある。

このような問題点に対しては、一般的には、 (i) 一台の計算機がダウンしても、それは単に一
部の機能が失なわれるだけで、影響は小さいと
か、 (ii) 計算機自体が安価なため、予備機を用意して
おき、故障時にはその予備機に替えることによ
りむしろMTTR（平均修復時間）は短かいと
か、 いわれている。しかしながら、現実的には、１台
の計算機がダウンしても、システム全体が操業停
止となる場合が大半であり、加えて、計算機をと
り替えても、計算機内の内部状態（データベー
ス）を復元することは莫大な作業であつた。

特開昭58−165450号公報には、複数のデータ処
理端局のうち１つを主系とし、残りを従系とし、
主系及び従系の端局は伝送路を介して送られてき
たデータを取り込み、主系の端局のみその処理結
果を伝送路上に送出するようにし、主系、従系を
切り替えられるようにした技術が開示されてい
る。しかし上記公報には、主系に異常が生じたと
きに、処理の連続性を欠くことなく、自動的に主
系と従系を切り替える技術については記載されて
いなかつた。

このような背景から、分散型ネツトワークデー
タ処理システムにおいて、冗長系が構成でき、か
つ無停止の切替えを行なうことにより、１台の計
算機がダウンした場合もシステム全体の機能を失
なうことのない高信頼システムの実現が要求され
ている。

〔発明の目的〕

本発明は上述したことに鑑みてなされたもので
あり、その目的は、１台の計算機ダウンに対して
無停止でかつ自動的にその機能がかたがわりさ
れ、処理の連続性が保証されると共に、システム
の拡張性を失なわれず、しかも安価でかつ汎用的
に使え、また伝送路に負荷を加えない分散型ネツ
トワークデータ処理システムを提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、同一機能
モジユールを複数の計算機に格納し、各計算機及
び端末をブロードキヤスト通信方式にてデータの
受信を行なうようにし、かつ複数の同一機能モジ
ユールのうち一つを主系とし残りを従系とし、主
系の機能モジユールが伝送路よりデータを取り込
み、これを内部処理し、その結果を伝送路へ出力
する処理までを実行し、一方、従系の機能モジユ
ールが主系と同様に入力データをとりこみ内部処
理するものの伝送路へ出力しないように処理し、
各機能モジユールを、自分に与えられた優先レベ
ルデータ（以下優先権データと呼ぶ）を伝送路上
に周期的に送出するように構成し、それと同時に
周期的に、 「(a) １周期間に自分の優先権より高い優先権デ
ータを受信していた場合自分を従系とし、 (b) １周期間に自分より高い優先権データを受信
しなかつた場合自分を主系とする」 チエツクを行ない自分が主系であるか従系であ
るかを自動的に決定するようにしたものである。

本発明を用いれば、主系に異常が生じたとき、
（すなわち、一番高い優先権データが送出されな
くなつた場合）は、次に高い優先権をもつ従系が
主系となり、機能を続行することになる。

また、伝送路を流れるデータ量については、優
先権データがすべての計算機から出力されるもの
の、それ以外の一般データはすべて主系のみが送
出するだけであるから回線負荷は、低下するもの
といえる。

以上が本発明の概要とその作用を説明したもの
である。

次に、本発明の基礎となつた技術について図面
に基づいて説明する。

第５図乃至第８図，は本発明の基礎となつ
た技術を説明するために示す系統図である。

第５図に示すように、伝送路１０としてはブロ
ードキヤスト通信機能を有するネツトワークを使
用し、該伝送路１０に複数のデータ処理装置とし
ての計算機２０A₁，２０A₂，２０A₃，２０Ｂ，
２０Ｃ、をそれぞれ接続し、計算機２０A₁，２
０A₂，２０A₃には同じ機能モジユールＡを、計
算機２０Ｂには機能モジユールＢを、計算機２０
Ｃには機能モジユールＣをそれぞれ格納してお
き、例えば、計算機２０Ｂ内に格納された機能モ
ジユールＢからデータD₁が送出された場合は、
計算機２０A₁，２０A₂，２０A₃内の機能モジユ
ールＡにそのデータD₁が入力され、計算機２０
A₁，２０A₂，２０A₃内の各機能モジユールＡは
それぞれデータD₁をうけ取り、内部処理し、そ
の結果としてデータD₂，D₃，D₄をそれぞれ送出
する（データD₂，D₃，D₄は同一の機能コードを
持つており、かつデータの中身も同じである）。

いま、計算機２０Ｃ内の機能モジユールＣが、
本機能コードを必要とする場合を考えると、機能
モジユールＣは、第７図に示すビツトレイアウト
をしたデータＤを３個（データD₂，D₃，D₄）受
信することになるが、これを１つのデータとして
認識しなければならない。

このようなデータ処理をVOTING処理と呼ぶ
が、この具体的処理方法について、第８図を用い
て説明する。計算機２０Ｃは、第８図に示すよ
うに、ネツトワーク上の同一機能モジユールの数
（本例では機能モジユールＡは３個）をカウンタ
２００に記憶しており、かつ第８図に示すよう
に、データＤが入力される毎にカウンタ２００の
数を減らしてゆく。該当数の同一データ（受信デ
ータフレーム内に格納された送信元機能コード番
号D_N、及びデータフレーム毎に付けられた一貫
番号D_Nが一致しておれば同一データフレームと
認識する）が来たとき、それを照合処理して１つ
のデータとする。尚、この時点で多数決論理によ
りデータの整合を行なう。また、タイムアウト時
間Ｔ内にデータD₄がくるので、カウンタ２００
は零となる。したがつて、各計算機２０A₁，２
０A₂，２０A₃は正常であり、そのまま照合が開
始されるのである。

また、どれかの計算機が死んでおり、データ処
出が行なわれない場合に対処するために、第８図
に示すように、初めのデータを受信してからの
タイムアウト時間（図示Ｔ）を設け、記憶してい
る同一機能モジユールの数の同一データがこない
場合も、このタイムアウト後に照合処理に入つて
いる。

以上説明したようにこの基礎技術はもともと受
信データの高信頼化を主眼としたものであるが、
また、特長として複数の計算機で同一の機能モジ
ユールが並行に動作しているため、１台の計算機
ダウンに対しても、第６図に示すように、機能停
止をまねくことなく、システムの連続性が保証さ
れる。

一方、本方式の問題点としては、各機能モジユ
ール内にVOTINGという高度な情報処理が必要
となり、特に伝送路上に端末をつける場合は、本
処理を行なうプロセツサーのコストがかさみ、か
えつて端末本体より高価になる可能性がある（も
ちろん、データフレームの通番管理及び修正機能
も必要である）。

また、VOTINGのため同一機能モジユールの
どれかがダウンしている場合はタイムアウト後ま
で実際の処理は行なわれないため時間遅れがでて
くる。さらに、伝送路上に冗長系を接続すること
により、回線負荷は比例的に増加し、ネツトワー
クシステムでいつもクリテイカルとなる回線負荷
を増加させてしまう。

〔発明の実施例〕

本発明はこのような基礎技術の問題点をも解消
したものであり、その実施例を第１図乃至第４図
を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例が適用されるシステム
の系統図である。第１図に示すように計算機２０
A₁，２０A₂，２０A₃にそれぞれ機能モジユール
Ａが格納されており、計算機２０Ｂには機能モジ
ユールＢが格納されている。

また、２２は端末とする。計算機２０A₁，２
０A₂，２０A₃，２０Ｂ及び端末２２は、伝送路
１０に接続されている。

第２図は、各機能モジユールＡ，Ｂの内部構造
を示す構成図である。３０は機能モジユール全
体、３１は主系・従系の自動決定部、３２は出力
可否を示すスイツチ部、３３は該当機能モジユー
ル内のソフトウエア群を示し、本発明の対象外で
あるソフトウエア群３３の中には種々のプログラ
ム３４と、データベース３５とがあり、入力デー
タに基づき所望の処理を行ない出力要求を行なつ
ている。

３６は本機能モジユールの優先権レベルの記憶
部であり、ここに個々の機能モジユールに事前に
与えられたレベルが記憶されている。尚、この構
成例で、３７は一般入力データ、３８は優先権入
力データ、３９は一般出力データ、４０は自優先
権出力データである。

該主系・従系決定部３１の動作を第３図に示す
フローチヤートで説明する。

第３図に示すように、この部分は周期的に動作
し、自機能モジユールの記憶部３６から優先レベ
ルを送出する（ステツプＳ１００）とともに、前
回チエツク時より、いままでに受信している優先
権レベルの中で最高位のものを求め（ステツプＳ
１０１）、その求めた優先権レベルL_naxと自機能
モジユールの優先権レベルとを比較し（ステツプ
Ｓ１０２）、自分の方が大きければ出力スイツチ
３２をONし（ステツプＳ１０３）、自分の方が
小さければ出力スイツチ３２をOFFとする（ス
テツプＳ１０４）。

さて、いま第１図に示す計算機２０A₁，２０
A₂，２０A₃の各機能モジユールＡの優先レベル
が下記の関係にあつたとする。

２０A₁のＡ＞２０A₂のＡ＞２０A₃のＡ この場合、主系・従系決定部３１が作動するこ
とにより計算機２０A₁の機能モジユールＡは主
系（従つて、出力はON）となり、計算機２０A₂
及び計算機２０A₃の各機能モジユールＡは従系
（従つて、出力はOFF）となる。

（第１図の状態で、A′は主系を表わし、Ａは
従系を表わす）。このとき機能モジユールＢより
送られた一般のデータD₆は、計算機２０A₁，２
０A₂，２０A₃の機能モジユールＡに入力され、
それぞれの機能モジユールＡ内において同じ処理
が行なわれるが、出力されるのは計算機２０A₁
の機能モジユールＡからの一般データD₇のみで
あり、端末２２へ同一データが送られることはな
い。

次に、第１図の状態から第４図に示す如く計算
機２０A₁がダウンした場合を考える。このとき
には計算機２０A₁の機能モジユールＡからは優
先データが送出されないため、計算機２０A₂の
中の主系・従系決定部３１の機能により、計算機
２０A₂の内部機能モジユールが主系に切り替り、
以後の出力を司さどる。

このようにして主系ダウン時も無停止かつ自動
的な切替えが実現されることになる。

本発明の実施例では、計算機２０A₁，２０A₂
のダウンに対しても完全に機能の続行が可能であ
る。

また、伝送路につなぐ端末も、単に登録された
機能コードのデータを取り込むだけの処理で良
く、低コストであり、照合処理等の時間をさかれ
ないため高応答性が実現される。

伝送路上の負荷も低下する。

また、本発明において、機能モジユールＢの冗
長化も行ないたい場合にも、単に回線上にもう１
台の機能モジユールＢを格納する計算機を挿入す
るのみで良く既設のソフトウエアの変更は発生し
ない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、分散型ネツ
トワーク計算機システムにおいて最大の問題であ
つた計算機ダウン時の無停止切替えが可能とな
る。

また、本発明によれば、ネツトワーク上を流れ
るデータ量も全く増加することがないので、ネツ
トワーク負荷が増加することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例が適用されるシステム
を示す系統図、第２図は機能モジユールの構成を
示すブロツク図、第３図は本発明の実施例の作用
を説明するために示すフローチヤート、第４図は
計算機ダウン時の場合を説明するために示す系統
図、第５図及び第６図は本発明の基礎となつた技
術を説明するために示す系統図、第７図及び第８
図は第５図及び第６図の動作を説明するに用いる
説明図である。 １０…伝送路、２０A₁，２０A₂，２０A₃，２
０Ｂ，２０Ｃ…計算機、２２…端末、Ｄ…デー
タ、Ａ，Ｂ，Ｃ，３０…機能モジユール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブロードキヤスト通信機能を有する伝送路
   と、本伝送路に接続されブロードキヤスト通信に
   てデータの授受を行う複数個のデータ処理装置を
   有する分散型ネツトワークデータ処理システムに
   おいて、所定の機能を実現する任意の機能モジユ
   ールが上記複数のデータ処理装置に格納されてお
   り、それらの同一機能モジユールを格納したデー
   タ処理装置はそれぞれ異なるレベルの優先権デー
   タを前記伝送路に所定の時間周期で送出すること
   と、所定の時間内に前記伝送路から受信する優先
   権データが自己が送信した優先権データよりも低
   レベルのもののみであるデータ処理装置が主系と
   して動作し、他のデータ処理装置は従系として動
   作することと、主系及び従系のデータ処理装置は
   伝送路を介して送られてきたデータを取り込み、
   両者ともにそのデータに基づく内部処理をして各
   データ処理装置内の内部状態を常に一致させてい
   ることと、主系のデータ処理装置のみが伝送路上
   の他装置への出力を行い、従系のデータ処理装置
   は前記優先権データ以外の出力は行わないこと
   と、を特徴とする分散型ネツトワークデータ処理
   システム。