JP4476190B2 - 多重系計算機システム - Google Patents
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Description
特許文献1のように、従来の多重系システムにおいては、一方の計算機に障害が発生するなどして停止した後、計算機を起動すると、起動後に正常な他方の稼動系計算機から時刻情報や、各種データを受信することにより、稼動系と待機系の計算機の同期を図る並列回復を行っていた。
また、確実な同期を図るために、送信するデータに該当する機能を抑制した上でデータの送信を行っている。このような稼動系計算機の機能を長時間に渡り抑制した状態で保つことは、システムに悪影響を与えるという問題があった。
図1は、この発明の実施の形態1による多重系計算機システムを示す構成図である。
図1では、多重系計算機システムは、2台の制御用計算機からなる2重系システムである。ただし、制御用計算機は3台以上で構成されてもよい。
図1において、制御用計算機10、11は、それぞれ稼動系計算機、待機系計算機として動作する。制御用計算機10、11は、それぞれネットワークカード50、メインメモリ20、中央演算処理装置(以下、CPUと称す)60、DIO(Digital I/O)カード110を備えており、これらはバスによって接続される。この他、ハードディスク装置、入出力装置などが接続される場合もある。
ネットワークカード50は、イーサネット(登録商標)のネットワーク90に接続され、このイーサネット(登録商標)のネットワーク90は、他計算機とも接続される。このネットワーク90を介して、制御用計算機10と制御用計算機11は通信を行い、また他計算機とも通信を行う。また、両系の計算機は、DIO接点120を使用して接続されている。
同様に、待機系である制御用計算機11のメインメモリ20にも、OS80、マイクロカーネル40、アプリケーション70、及びマイクロカーネル40のアプリケーション100がロードされる。これらのプログラムは、制御用計算機10、11の両方で実行されている。なお、制御用計算機11では、アプリケーション70が実行されていない場合もある。
アプリケーション70は、該当の多重系システムの用途である処理を行うプログラムである。また、メインメモリ20には、回復に必要なデータ30がマイクロカーネル40により保存される。
マイクロカーネル40は、OSのカーネルから独立したもので、OS80より下位に位置付けられるプログラムであり、OS80の稼動状況の監視や、通信管理プログラムなどのリアルタイム性を要求されるプログラムを管理する。CPU60の処理時間は、マイクロカーネル40に優先的に割り当てられ、OS80には残りの時間が割り当てられる。
メインメモリ20は、マイクロカーネル40により管理・利用される領域と、OS80によって管理・利用される領域に割り当てられる。その他のPCI(Peripheral Component Interconnect)などのデバイスがある場合には、マイクロカーネル40が、マイクロカーネル40により管理するか、OS80により管理するかを割り当てる。DIOカード110は、マイクロカーネル40により管理され、他の計算機のマイクロカーネル40との相互通信に用いられる。また、マイクロカーネル40は、ネットワークカード50の管理も行う。
通信管理プログラムは、ネットワーク90を介して他の計算機から受信した受信データのうち、アプリケーション70に必要なデータをOS80に対して送信するプログラムである。この通信には、バス通信や、仮想イーサネット(登録商標)通信が用いられる。
この共有メモリ領域には、従来のシステムでの回復時に他系計算機から受信していたような、回復に必要な各種データ30が保存される。マイクロカーネル40は、上述のように通信管理プログラムを管理しているので、OS80停止時にも他系計算機や、その他の装置からのメッセージを受信することができる。OS80停止中に状態が変化し、回復に必要なデータが更新された場合には、ネットワーク90を通じてマイクロカーネル40が受信し、データ30を更新する。
制御用計算機10と制御用計算機11は、DIOカード110を通じて接続され、マイクロカーネル40が、DIOカード110を介して他の計算機のマイクロカーネル40と相互通信することにより他の計算機を監視する。すなわち、マイクロカーネル40が、DIOカード110を介して互いの計算機の運転状態を常時監視するようになっている。この相互通信により、制御用計算機11は、制御用計算機10に異常が発生したと判断すると、自らを稼動系計算機とする。
また、それぞれの制御用計算機10、11のマイクロカーネル40は、一定間隔でOS80に対して生存メッセージを送ることを要求する。OS80に異常が発生し、生存メッセージを受信することができなくなると、マイクロカーネル40は、それを検知し、OS80を再起動する。
マイクロカーネル40は、共有メモリ領域に、回復に必要なデータ30を保持しており、このデータ30を使って多重系構成へと回復する。
マイクロカーネル40の管理するネットワークカード50を用いて、OS80停止中に、稼動系の制御用計算機11のマイクロカーネル40やその他装置から各種データの受信を行い、このデータを更新し、これを用いて多重系構成へ回復する場合もある。
実施の形態1では、回復に必要なデータ30をマイクロカーネル40が管理する共有メモリ領域に保存することにより、回復時間の短縮を可能にしたが、実施の形態2では、この共有メモリ領域にさらに自計算機の動作状況を保存するようにしたものである。
図2は、この発明の実施の形態2による多重系計算機システムを示す構成図である。
図2において、10、11、20、30、40、50、60、70、80、90、100は図1におけるものと同一のものである。図2では、制御用計算機10、11は、DIOカード110を持っていない。すなわち、実施の形態1のように、計算機の相互監視をDIO接点を利用して行わないものである。
図2の制御用計算機10のマイクロカーネル40は、一定間隔でOS80が管理するアプリケーション70に対して、動作状況確認メッセージを送信する。メッセージを受信したアプリケーション70は、自制御用計算機が稼動系として動作しているのか、待機系として動作しているのか、または回復動作中であるのかの動作状況の情報を、マイクロカーネル40が管理するOS80との共有メモリ領域に保存する。
一方、制御用計算機11のマイクロカーネル40も、同様にOS80が管理するアプリケーション70に対して、動作状況確認メッセージを送信し、自制御用計算機の動作状況を得て、共有メモリ領域に保存する。
そして、一定時間以上、この情報へのアクセスがない場合は、マイクロカーネル40は、自制御用計算機のOS80が停止していると判断し、この情報を停止状態に変更する。
実施の形態1では、DIO接点情報を用いて監視していたが、実施の形態2では、本発明を利用することにより、実施の形態1と比較して安価に他系監視を行うことが可能になる。
30 回復に必要なデータ、40 マイクロカーネル、
50 ネットワークカード、60 CPU、70 OS上のアプリケーション、
80 OS、90 ネットワーク、
100 マイクロカーネル上のアプリケーション、110 DIOカード、
120 DIO接点。
Claims (3)
- 稼動系及び待機系の計算機がネットワークを介して多重系を構成する多重系計算機システムにおいて、上記各計算機は、アプリケーションを実行するオペレーティングシステム、このオペレーティングシステムとは独立に動作し、上記ネットワークを介して他の計算機と通信する通信管理プログラムを管理するマイクロカーネル、及びこのマイクロカーネルにより管理されると共に上記オペレーティングシステムによりアクセスされる共有メモリ領域を有するメモリを備え、上記マイクロカーネルは、上記共有メモリ領域に、自計算機のオペレーティングシステムが故障から回復するときに必要なデータを保存すると共に、上記オペレーティングシステムが停止中に、上記回復するときに必要なデータが更新された場合には、上記他の計算機から上記更新されたデータを受信し、上記保存したデータを更新することを特徴とする多重系計算機システム。
- 上記各計算機は、DIOカードを備え、上記マイクロカーネルが、上記DIOカードを介して他の計算機のマイクロカーネルと相互通信することにより上記他の計算機を監視することを特徴とする請求項1記載の多重系計算機システム。
- 上記共有メモリには、上記マイクロカーネルからの一定間隔での動作状況の確認に応じた上記アプリケーションにより、自計算機の動作状況が保存され、上記マイクロカーネルは、上記ネットワークを介して他の計算機のマイクロカーネルと上記共有メモリ領域の自計算機の動作状況を相互通信することにより上記他の計算機を監視することを特徴とする請求項1記載の多重系計算機システム。
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