JP5204603B2

JP5204603B2 - Quadruple computer system and duplex ring network

Info

Publication number: JP5204603B2
Application number: JP2008249707A
Authority: JP
Inventors: 卓真西村; 義弘中野; 英昭益子
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP2010079789A

Description

本発明は、所定の処理を相互に同期化しながら実行する４重化コンピュータシステム、および、その４重化コンピュータシステムを構成するコンピュータを相互に接続する２重化リングネットワークに関する。 The present invention relates to a quadruple computer system that executes predetermined processes while synchronizing them with each other, and a duplex ring network that interconnects computers constituting the quadruple computer system.

コンピュータシステムの高信頼化を図る方法として、３台以上のコンピュータに同じ処理を実行させ、それぞれのコンピュータの処理によって得られた結果について、その多数決をとる方法が知られている。このような多数決の機能を有する多重化コンピュータシステムにおいて問題となるのは、多数決をとるタイミングをいかにして同期化するか、つまり、処理の同期化である。 As a method for achieving high reliability of a computer system, there is known a method in which three or more computers execute the same processing and the majority is obtained for the results obtained by the processing of each computer. A problem in such a multiplex computer system having the function of majority decision is how to synchronize the timing of taking the majority vote, that is, synchronization of processing.

特許文献１には、クロック同期バスを有し、そのクロック同期バスを用いて、それぞれのコンピュータの動作をクロックレベルで同期化する３重化コンピュータシステムの例が開示されている。その３重化コンピュータシステムにおいては、それぞれのコンピュータは、同期化されたクロックで動作し、適宜、その処理結果を多数決回路へ出力している。従って、多数決回路は、それぞれのコンピュータの処理の結果について、いつでも多数決をとることができる。すなわち、特許文献１に開示された３重化コンピュータシステムにおいては、処理の同期化の問題は生じないように見える。 Patent Document 1 discloses an example of a triple computer system that has a clock synchronization bus and uses the clock synchronization bus to synchronize the operation of each computer at a clock level. In the triple computer system, each computer operates with a synchronized clock and appropriately outputs the processing result to the majority circuit. Accordingly, the majority circuit can take a majority vote at any time with respect to the result of the processing of each computer. That is, in the triple computer system disclosed in Patent Document 1, it seems that the problem of process synchronization does not occur.

しかしながら、特許文献１に開示された３重化コンピュータシステムにおいては、それぞれのコンピュータの動作がクロックレベルで同期化されるため、１のコンピュータが処理結果を出力するタイミングと、他の２つのコンピュータが処理結果を出力するタイミングと、が１クロックでもずれた場合には、その１のコンピュータは誤動作している（障害がある）とみなされる。従って、１のコンピュータ内で、例えば、メモリのエラー訂正などによる処理のクロックずれが生じた場合にも、誤動作しているとみなされる。つまり、特許文献１に開示された３重化コンピュータシステムにおける同期化法は、同期化するタイミングが厳格なため、メモリのエラー訂正などさえもできなくなり、かえって融通のきかないものとなっている。 However, in the triple computer system disclosed in Patent Document 1, the operation of each computer is synchronized at the clock level, so the timing at which one computer outputs the processing result and the other two computers are When the timing at which the processing result is output deviates even by one clock, the one computer is regarded as malfunctioning (has a failure). Therefore, even when a processing clock shift occurs due to, for example, memory error correction in one computer, it is regarded as malfunctioning. In other words, the synchronization method in the triple computer system disclosed in Patent Document 1 has a strict timing for synchronization, so that even an error correction of the memory cannot be performed, and it is not flexible.

また、特許文献１に開示された３重化コンピュータシステムに限らず、一般の３重化コンピュータシステムの場合には、いずれか１のコンピュータに障害が生じた場合には、多数決による処理結果の信頼性を確保することができなくなる。同様に、１のコンピュータを保守するために停止した場合にも、多数決による処理結果の信頼性を確保することができない。
特開平９−１６５３５号公報 Further, not only the triple computer system disclosed in Patent Document 1, but in the case of a general triple computer system, if any one of the computers fails, the reliability of the processing result by majority vote is determined. It becomes impossible to secure the sex. Similarly, even when one computer is stopped for maintenance, the reliability of the processing result by majority vote cannot be ensured.
JP-A-9-16535

そこで、本発明においては、互いに非同期で動作する汎用のパソコンなどを用いて、４重化コンピュータシステムを構築することを想定する。４重化コンピュータシステムの場合には、１のコンピュータが障害または保守のために停止した場合でも、残りの３台のコンピュータの処理結果により多数決をとることができる。また、非同期で動作するコンピュータ同士での処理の同期化は、プログラムの処理で行うことになるので、処理の同期ずれを如何様にも一致させることができる。つまり、処理の同期化の融通性を高めることができる。 Therefore, in the present invention, it is assumed that a quadruple computer system is constructed using general-purpose personal computers that operate asynchronously with each other. In the case of a quadruple computer system, even if one computer stops due to a failure or maintenance, a majority vote can be taken based on the processing results of the remaining three computers. In addition, since synchronization of processing between computers operating asynchronously is performed by processing of a program, it is possible to match the processing synchronization deviation in any way. In other words, the flexibility of process synchronization can be increased.

その一方で、このような４重化コンピュータシステムには、新たな課題が発生する。第１に、処理の同期化をプログラムで行うため、その所要時間が長くなりがちになる。従って、処理の同期化に要する時間を、如何にして短縮するかという課題が生じる。 On the other hand, a new problem occurs in such a quadruple computer system. First, since the process is synchronized by a program, the required time tends to be long. Therefore, there arises a problem of how to shorten the time required for processing synchronization.

また、第２に、４重化コンピュータシステムを構成する４台のコンピュータのうち、１台のコンピュータに障害が生じた場合に、どのような通信路の構成にすれば、残り３台のコンピュータ間で同期化を行うための同期化データを相互に送受信することができ、多数決を行うことが可能となるか、つまり、より信頼性の高い４重化コンピュータシステムをどのように構築するかという課題が生じる。 Secondly, if a failure occurs in one of the four computers constituting the quadruple computer system, any communication path configuration can be used between the remaining three computers. The problem of how to construct a more reliable quadruple computer system that can send and receive synchronized data to synchronize with each other and can make a majority decision, that is, Occurs.

本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的は、４重化コンピュータシステムにおいて、処理の同期化の所要時間を短縮することができ、さらに、その４重化コンピュータシステムを構成する４台のコンピュータのうち、１台のコンピュータに障害が生じた場合であっても、残りの３台のコンピュータ間で継続して処理の同期化および多数決が可能であるような高信頼の４重化コンピュータシステムおよび２重化リングネットワークを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the time required for process synchronization in a quadruple computer system. Even if a failure occurs in one of the four computers that make up the computer system, the remaining three computers can continue to synchronize and majority process It is to provide a highly reliable quadruple computer system and a duplex ring network.

本発明は、前記発明の目的を達成するために、４重化コンピュータシステムを構成する４台のコンピュータを、ストアアンドフォーワード型の２重のリングネットワークによって相互に接続する。そして、その２重のリングネットワークを、互いに独立に動作する第１のリングネットワークと第２のリングネットワークとによって構成する。このとき、前記４台のコンピュータを４辺形の各頂点に配置したとしたとき、その各頂点に配置された各コンピュータを、前記４辺形の各辺に沿った通信路によって相互に接続して、第１のリングネットワークを構成する。また、前記４辺形の各頂点に配置された各コンピュータを、前記４辺形の４辺のうち互いに対向する２辺に沿って形成された通信路、および、前記４辺形の２つの対角線に沿って形成された通信路によって相互に接続して、第２のリングネットワークを構成する。そして、第２のリングネットワークのブロッキングを、前記第２のリングネットワークの、前記４辺形の前記互いに対向する２辺に沿って形成された通信路のいずれか一方の通信路部分に設け、第１のリングネットワークのブロッキングを、前記第２のリングネットワークのブロッキングが設けられた通信路が沿う前記４辺形の辺に対向する辺に沿って形成された、前記第１のリングネットワークの通信路部分に設ける。 In order to achieve the object of the present invention, the four computers constituting the quadruple computer system are connected to each other by a store-and-forward dual ring network. The double ring network is constituted by a first ring network and a second ring network that operate independently of each other. At this time, if the four computers are arranged at the vertices of the quadrilateral, the computers arranged at the vertices are connected to each other by communication paths along the sides of the quadrilateral. Thus, the first ring network is configured. In addition, each computer arranged at each vertex of the quadrilateral is connected to a communication path formed along two opposite sides of the four sides of the quadrilateral, and two diagonal lines of the quadrilateral. Are connected to each other through a communication path formed along the line A to form a second ring network. Then, blocking of the second ring network is provided in any one of the communication path portions of the second ring network formed along the two opposite sides of the quadrilateral, The communication path of the first ring network formed by blocking the ring network of the first ring network along a side opposite to the side of the quadrilateral along which the communication path provided with the blocking of the second ring network is provided. Provide in the part.

以上のようにストアアンドフォーワード型の２重のリングネットワークで４台のコンピュータを相互に接続した場合には、詳細は実施形態で説明するように、それぞれのコンピュータは、２重のリングネットワークの少なくとも一方を介して、他の３台のコンピュータすべてが隣接することになる。そのため、４台のコンピュータ間で処理の同期化を行うための同期化データを他の３台のコンピュータすべてから直接に、つまり、途中に、さらに他のコンピュータを介在させることなく受信することができる。そのため、それぞれのコンピュータは、処理の同期化の所要時間を短縮化することができる。 As described above, when four computers are connected to each other in a store-and-forward type dual ring network, as described in detail in the embodiment, each computer is connected to a double ring network. All other three computers will be adjacent via at least one. Therefore, it is possible to receive the synchronization data for synchronizing the processing among the four computers directly from all the other three computers, that is, in the middle without interposing another computer. . Therefore, each computer can shorten the time required for process synchronization.

また、以上のように構成したストアアンドフォーワード型の２重のリングネットワークの場合には、４台のコンピュータのうち、１台のコンピュータに障害が生じた場合であっても、２重のリングネットワークの少なくとも一方のネットワークを介して、３台のコンピュータ間の接続が保たれる。従って、その３台のコンピュータ間で同期化データの送受信を行うことができるので、その３台のコンピュータの処理結果について、多数決をとることができる。 Further, in the case of a store-and-forward type double ring network configured as described above, even if a failure occurs in one of the four computers, the double ring The connection between the three computers is maintained via at least one of the networks. Accordingly, since the synchronized data can be transmitted and received between the three computers, a majority decision can be taken with respect to the processing results of the three computers.

ここで、ストアアンドフォーワード型のリングネットワークとは、コンピュータ、ルータ、スイッチングハブなど、いわゆるノード装置を通信路で相互に接続し、その通信路全体がリング状を呈するネットワークであって、そのネットワークの各ノード装置が、送信されてきたパケットを受信、いったんバッファリング（一時記憶）した後、そのパケットを隣接するノード装置へ送信するように構成されたネットワークをいう。 Here, the store-and-forward type ring network is a network in which so-called node devices such as computers, routers, switching hubs and the like are connected to each other via a communication path, and the entire communication path has a ring shape. Each of the node devices receives a transmitted packet, temporarily buffers (temporarily stores) the packet, and then transmits the packet to an adjacent node device.

本発明の４重化コンピュータシステムによれば、処理の同期化の所要時間を短縮することができ、さらには、その４重化コンピュータシステムを構成する４台のコンピュータのうち、１台のコンピュータに障害が生じた場合であっても、残りの３台のコンピュータ間で継続して処理の同期化および多数決が可能であるような高信頼性を実現することができる。 According to the quadruple computer system of the present invention, the time required for the process synchronization can be shortened. Furthermore, among the four computers constituting the quadruple computer system, one computer can be used. Even when a failure occurs, it is possible to achieve such high reliability that the processing can be synchronized and the majority can be continuously performed among the remaining three computers.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る４重化コンピュータシステムおよび２重化リングネットワークの構成の例を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a quadruple computer system and a dual ring network according to an embodiment of the present invention.

図１（ａ）に示すように、４重化コンピュータシステム７は、４台のコンピュータ１によって構成され、それぞれのコンピュータ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、メインメモリ１２および２つのＮＩＣ（Network Interface Card）１３を含んで構成される。また、これら４台のコンピュータ１は、２重のリングネットワークで相互に接続され、図１（ａ）では、その第１のリングネットワークは、ネットワーク（＃１）２ａとして太い実線で描かれ、第２のリングネットワークは、ネットワーク（＃２）２ｂとして太い破線で描かれている。 As shown in FIG. 1A, the quadruple computer system 7 includes four computers 1, each of which includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a main memory 12, and two NICs (Network Interface Card) 13 is included. These four computers 1 are connected to each other by a double ring network. In FIG. 1A, the first ring network is drawn as a thick solid line as a network (# 1) 2a. The ring network No. 2 is drawn as a thick broken line as the network (# 2) 2b.

さらに、図１（ａ）に示すように、各コンピュータ１に含まれる２つのＮＩＣ１３のそれぞれは、２つの送受信ポート１３１を備えている。送受信ポート１３１は、図１（ａ）では、ＮＩＣ１３を表す長方形ブロックの上辺または下辺に小さな正方形の端子として描かれている。 Furthermore, as shown in FIG. 1A, each of the two NICs 13 included in each computer 1 includes two transmission / reception ports 131. In FIG. 1A, the transmission / reception port 131 is depicted as a small square terminal on the upper or lower side of the rectangular block representing the NIC 13.

図
また、各コンピュータ１の一方（図１（ａ）では、左側）のＮＩＣ１３の２つの送受信ポート１３１には、太い実線で描かれたネットワーク（＃１）２ａが接続され、他方（図１（ａ）では、右側）のＮＩＣ１３の２つの送受信ポート１３１には、太い破線で描かれたネットワーク（＃２）２ｂが接続される。 In addition, the network (# 1) 2a drawn by a thick solid line is connected to the two transmission / reception ports 131 of the NIC 13 on one side (left side in FIG. 1A) of each computer 1, and the other (FIG. In a), the network (# 2) 2b drawn by a thick broken line is connected to the two transmission / reception ports 131 of the NIC 13 on the right side).

図１（ｂ），（ｃ）は、図１（ａ）における４台のコンピュータの接続関係を取り出して示した略図である。図１（ｂ）に示すように、第１のリングネットワークであるネットワーク（＃１）２ａは、４台のコンピュータ１を（＃１）−（＃２）−（＃３）−（＃４）−（（＃１））の順でリング状に接続する。また、図１（ｃ）に示すように、第２のリングネットワークであるネットワーク（＃２）２ｂは、４台のコンピュータ１を（＃２）−（＃４）−（＃１）−（＃３）−（（＃２））の順でリング状に接続する。 FIGS. 1B and 1C are schematic views showing the connection relationship of the four computers in FIG. 1A. As shown in FIG. 1B, the network (# 1) 2a, which is the first ring network, connects four computers 1 to (# 1)-(# 2)-(# 3)-(# 4). -Connect in a ring shape in the order of ((# 1)). As shown in FIG. 1C, the network (# 2) 2b, which is the second ring network, connects four computers 1 to (# 2)-(# 4)-(# 1)-(# 3) Connect in a ring shape in the order of ((# 2)).

また、図１（ａ）に示すように、ネットワーク（＃１）２ａの、コンピュータ（＃４）−（＃１）間をつなぐ通信路の両端には、ブロッキング３が設けられ、また、同様に、ネットワーク（＃２）２ｂの、コンピュータ（＃３）−（＃２）間をつなぐ通信路の両端には、ブロッキング３が設けられる。なお、本明細書では、リングネットワークのうち、２つのコンピュータ１をつなぐ部分を取り出していう場合には、通信路と呼ぶ。 Further, as shown in FIG. 1A, blocking 3 is provided at both ends of the communication path connecting the computers (# 4) to (# 1) of the network (# 1) 2a. Blocking 3 is provided at both ends of the communication path connecting the computers (# 3) and (# 2) in the network (# 2) 2b. In the present specification, when a part connecting two computers 1 is extracted from the ring network, it is called a communication path.

ここで、ブロッキング３とは、ブロッキング３に接する送受信ポート１３１のパケット送受信機能を停止させることを意味するマークであり、一般のリングネットワークでも、パケットがそのリングネットワークを複数周回するのを防止するために設けられる。このようなブロッキング３は、そのブロッキング３に接する送受信ポート１３１を備えたＮＩＣ１３が、その送受信ポート１３１のパケット送受信機能を停止させることによって実現される。このように、ブロッキング３を設定するために、パケット送受信機能を停止させた送受信ポート１３１をブロッキングポートという。 Here, the blocking 3 is a mark that means that the packet transmission / reception function of the transmission / reception port 131 that is in contact with the blocking 3 is stopped, and in order to prevent a packet from going around the ring network even in a general ring network. Provided. Such blocking 3 is realized by the NIC 13 including the transmission / reception port 131 in contact with the blocking 3 stopping the packet transmission / reception function of the transmission / reception port 131. As described above, the transmission / reception port 131 in which the packet transmission / reception function is stopped in order to set the blocking 3 is referred to as a blocking port.

次に、本実施形態に係る４重化コンピュータシステム７で用いられる２重のリングネットワーク（ネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂ）における４つのコンピュータ１の接続構成の特徴について説明する。 Next, characteristics of the connection configuration of the four computers 1 in the dual ring network (network (# 1) 2a and network (# 2) 2b) used in the quadruple computer system 7 according to the present embodiment will be described. .

本実施形態では、図１（ａ）〜（ｃ）に示したように、４重化コンピュータシステム７を構成する４つのコンピュータ１を、４辺形の各頂点の配置した場合を想定する。その場合、第１のリングネットワークであるネットワーク（＃１）２ａは、図１（ｂ）に示すように、４辺形の各辺に沿った通信路によって、それぞれのコンピュータ１を接続するように構成される。また、第２のリングネットワークであるネットワーク（＃２）２ｂは図１（ｃ）に示すように、その４辺形の４辺のうち対向する２辺に沿った通信路、および、前記４辺形の２つの対角線に沿った通信路により、それぞれのコンピュータ１を接続するように構成される。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 1A to 1C, it is assumed that four computers 1 constituting the quadruple computer system 7 are arranged at each vertex of a quadrilateral. In that case, the network (# 1) 2a, which is the first ring network, connects each computer 1 via a communication path along each side of the quadrilateral as shown in FIG. 1 (b). Composed. Further, as shown in FIG. 1C, the network (# 2) 2b which is the second ring network includes communication paths along two opposite sides of the four sides of the quadrilateral, and the four sides. Each computer 1 is configured to be connected by a communication path along two diagonal lines of the shape.

以上の構成において、ネットワーク（＃１）２ａは、４台のコンピュータ１を、まさにリング状（Ｏ字状）に接続しているが、ネットワーク（＃２）２ｂは、４台のコンピュータ１を、横の８字状に接続している。 In the above configuration, the network (# 1) 2a connects four computers 1 in a ring shape (O-shape), but the network (# 2) 2b connects four computers 1 to each other. It is connected in a horizontal 8-character form.

また、この場合、ネットワーク（＃２）２ｂのブロッキング３は、ネットワーク（＃２）２ｂを構成する通信路部分であって、４辺形の前記対向する２辺に沿って設けられた通信路のうち、一方の通信路の通信路部分に設けられる。また、ネットワーク（＃１）２ａのブロッキング３は、ネットワーク（＃１）２ａを構成する通信路部分であって、ネットワーク（＃２）２ｂが設けられた通信路部分に沿った辺に対向する辺に沿った通信路の通信路部分に設けられる。 In this case, the blocking 3 of the network (# 2) 2b is a part of the communication path constituting the network (# 2) 2b, and is a communication path provided along the two opposite sides of the quadrilateral. Of these, it is provided in the communication channel portion of one communication channel. Further, the blocking 3 of the network (# 1) 2a is a communication path portion constituting the network (# 1) 2a, and is an edge facing the side along the communication path portion where the network (# 2) 2b is provided. Is provided in the communication path portion of the communication path along the line.

すなわち、図１（ａ）に示すように、ネットワーク（＃２）２ｂのブロッキング３が、コンピュータ（＃２）−（＃３）をつなぐ辺に沿った通信路部分に設けられた場合には、ネットワーク（＃１）２ａのブロッキング３は、その辺に対向する辺に沿ったコンピュータ（＃４）−（＃１）をつなぐ通信路部分に設けられる。 That is, as shown in FIG. 1A, when the blocking 3 of the network (# 2) 2b is provided in a communication path portion along the side connecting the computers (# 2) to (# 3), The blocking 3 of the network (# 1) 2a is provided in a communication path portion that connects the computers (# 4) to (# 1) along the side opposite to the side.

なお、図１においては、ネットワーク（＃２）２ｂは、４台のコンピュータ１を、横の８字状に接続しているが、縦の８字状に接続するようにしてもよい。その場合には、ネットワーク（＃２）２ｂを構成する通信路のうち、４台のコンピュータ１を頂点とする４辺形の辺に沿った通信路は、前記４辺形の上辺または下辺に沿った通信路になるので、その通信路の一方（例えば、コンピュータ（＃３）−（＃４）をつなぐ通信路）にブロッキング３が設けられる。また、ネットワーク（＃１）２ａのブロッキング３は、ネットワーク（＃２）２ｂにブロッキングが設けられた通信路に対向する通信路（例えば、コンピュータ（＃１）−（＃２）をつなぐ通信路）に設けられる。 In FIG. 1, the network (# 2) 2b connects four computers 1 in a horizontal 8-character form, but may be connected in a vertical 8-character form. In that case, of the communication paths that make up the network (# 2) 2b, the communication paths along the quadrilateral with the four computers 1 as vertices are along the upper or lower side of the quadrilateral. Therefore, blocking 3 is provided on one of the communication paths (for example, a communication path connecting computers (# 3)-(# 4)). The blocking 3 of the network (# 1) 2a is a communication path (for example, a communication path connecting the computers (# 1) to (# 2)) opposite to the communication path in which the blocking is provided in the network (# 2) 2b. Provided.

以上、図１を用いて、４台のコンピュータ１を４辺形の各頂点に配置したことを想定して、その２重のリングネットワークの接続構成の特徴について説明したが、これは、４台のコンピュータ１の物理的な配置位置を限定するものではない。以上に説明した２重のリングネットワークの接続構成の特徴は、トポロジカルな接続関係を表したものあって、４台のコンピュータ１の物理的配置は、どのような配置であってもよい。 As described above, the feature of the connection structure of the double ring network has been described assuming that four computers 1 are arranged at each vertex of the quadrilateral. The physical arrangement position of the computer 1 is not limited. The characteristics of the dual ring network connection configuration described above represent a topological connection relationship, and the physical arrangement of the four computers 1 may be any arrangement.

続いて、４重化コンピュータシステム７において、以上のようにネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂを構成したことについての効果を説明する必要があるが、その前に、ＮＩＣ１３の内部構成およびコンピュータ１における処理の同期化の方法について説明する。 Next, in the quadruple computer system 7, it is necessary to explain the effects of configuring the network (# 1) 2a and the network (# 2) 2b as described above. A configuration and a method of synchronizing processes in the computer 1 will be described.

図２は、本発明の実施形態に係る４重化コンピュータシステム７で用いられるコンピュータ１およびコンピュータ１に含まれるＮＩＣ１３の構成の例を示した図である。図２に示すように、また、図１でもその構成の一部を示したように、コンピュータ１は、ＣＰＵ１１、メインメモリ１２、２つのＮＩＣ１３などが内部バス１４を介して相互に接続されて構成される。このとき、コンピュータ１は、ハードディスク装置、表示装置、キーボード、各種のセンサ装置、制御装置などを、さらに含んでいてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the computer 1 used in the quadruple computer system 7 and the NIC 13 included in the computer 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 and as shown in FIG. 1 as a part of the configuration, the computer 1 includes a CPU 11, a main memory 12, two NICs 13, etc. connected to each other via an internal bus 14. Is done. At this time, the computer 1 may further include a hard disk device, a display device, a keyboard, various sensor devices, a control device, and the like.

また、ＮＩＣ１３は、送受信ポート１３１、ポート接続スイッチ１３２、パケットバッファメモリ１３３、送受信制御部１３４などを含んで構成される。 The NIC 13 includes a transmission / reception port 131, a port connection switch 132, a packet buffer memory 133, a transmission / reception control unit 134, and the like.

送受信ポート１３１は、以下、図示を省略するが、電気的な送受信回路と、ネットワークケーブルを接続するためのコネクタジャックと、により構成される。そして、そのコネクタジャックには、例えば、イーサネット（登録商標）仕様の通信ケーブルが接続され、その通信ケーブルによって、２つのコンピュータ１をつなぐ通信路２１ａ，２１ｂ（図２参照）が形成される。 The transmission / reception port 131 is configured by an electrical transmission / reception circuit and a connector jack for connecting a network cable, which are not shown. For example, an Ethernet (registered trademark) specification communication cable is connected to the connector jack, and communication paths 21a and 21b (see FIG. 2) connecting the two computers 1 are formed by the communication cable.

なお、図２の通信路２１ａは、図１のネットワーク（＃１）２ａの一部を構成し、通信路２１ｂは、ネットワーク（＃２）２ｂの一部を構成する。従って、図２に示した左側のＮＩＣ１３ａは、ネットワーク（＃１）２ａにおける通信を制御し、また、右側のＮＩＣ１３ｂは、ネットワーク（＃２）２ｂにおける通信を制御する。 2 constitutes part of the network (# 1) 2a in FIG. 1, and the communications path 21b constitutes part of the network (# 2) 2b. Therefore, the left NIC 13a shown in FIG. 2 controls communication in the network (# 1) 2a, and the right NIC 13b controls communication in the network (# 2) 2b.

図２において、ポート接続スイッチ１３２は、いわゆるＬ２スイッチに相当し、単なる通路スイッチとしての機能だけでなく、パケットの宛先アドレス判定や属性の判定などの機能、送受信ポート１３１をブロッキングポートとして動作させる機能などを備える。また、パケットバッファメモリ１３３は、送受信ポート１３１を介して受信されたパケットを一時記憶するメモリであり、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などで構成される。 In FIG. 2, the port connection switch 132 corresponds to a so-called L2 switch, and not only functions as a simple path switch but also functions such as packet destination address determination and attribute determination, and a function for operating the transmission / reception port 131 as a blocking port. Etc. The packet buffer memory 133 is a memory for temporarily storing packets received via the transmission / reception port 131, and is configured by, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory).

送受信制御部１３４は、ポート接続スイッチ１３２やパケットバッファメモリ１３３を、適宜、制御することにより、パケットの送受信に関し、様々な制御を行う。例えば、受信したパケットが自身のコンピュータ１宛であったような場合には、送受信制御部１３４は、その旨をＣＰＵ１１に通知し、その受信したパケットからヘッダ部などを取り除いた受信データをメインメモリ１２へ転送する制御を行う。また、ＣＰＵ１１が送信データを出力する場合には、送受信制御部１３４は、その送信データにヘッダ部などを、適宜、付加して送信パケットを構成し、ポート接続スイッチ１３２を介して左右両方の送受信ポート１３１からその送信パケットを送出する制御を行う。さらに、送受信制御部１３４は、他のコンピュータ１の障害などに伴うブロッキング３の設定変更処理やその設定変更処理時の送受信機能の停止などを制御する機能も有している。 The transmission / reception control unit 134 controls the port connection switch 132 and the packet buffer memory 133 as appropriate, thereby performing various controls related to packet transmission / reception. For example, if the received packet is addressed to its own computer 1, the transmission / reception control unit 134 notifies the CPU 11 to that effect, and receives the received data obtained by removing the header portion from the received packet. Control to transfer to 12 is performed. When the CPU 11 outputs transmission data, the transmission / reception control unit 134 configures a transmission packet by appropriately adding a header part to the transmission data, and transmits and receives both left and right via the port connection switch 132. Control to send the transmission packet from the port 131 is performed. Further, the transmission / reception control unit 134 also has a function of controlling the setting change process of the blocking 3 due to a failure of the other computer 1 and the stop of the transmission / reception function at the time of the setting change process.

図２において、メインメモリ１２は、同期化データ領域１２１を有している。ここで、同期化データ領域１２１は、自身のコンピュータ１、つまり、ＣＰＵ１１によって生成された同期化データ（例えば、同期化データ＃１）と、他の３台のコンピュータ１から送信されてきた同期化データ（例えば、同期化データ＃２〜＃４）と、から構成される。これらの同期化データ＃１〜＃４の扱いについては、次に、図３を参照して説明する。 In FIG. 2, the main memory 12 has a synchronized data area 121. Here, the synchronization data area 121 is synchronized with the computer 1, that is, the synchronization data generated by the CPU 11 (for example, the synchronization data # 1) and the synchronization transmitted from the other three computers 1. Data (for example, synchronization data # 2 to # 4). The handling of these synchronization data # 1 to # 4 will be described with reference to FIG.

図３は、各コンピュータ１における処理の同期化のフローの例を示した図である。ここで、処理の同期化とは、同じ処理のプログラムを実行する複数のコンピュータ間で、プログラムの実行進度の一致化を行うことをいう。本実施形態では、４重化コンピュータシステム７を構成する４台のコンピュータ１（図１参照）の間で処理の同期化を行うが、これら４台のコンピュータ１は、互いに非同期のクロックで動作しているものとする。そして、その処理の同期化を、所定の１まとまりの処理（以下、タスクという）を終了するたびに行うものとする。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a process synchronization flow in each computer 1. Here, the process synchronization means that the execution progress of a program is matched between a plurality of computers that execute the program of the same process. In the present embodiment, processing is synchronized among four computers 1 (see FIG. 1) constituting the quadruple computer system 7, but these four computers 1 operate with clocks asynchronous with each other. It shall be. The process is synchronized every time a predetermined group of processes (hereinafter referred to as a task) is completed.

図３に示すように、ＣＰＵ１１は、あるタスクＡを終了すると（ステップＳ０）、２つのＮＩＣ１３ａ，１３ｂのそれぞれに含まれる送受信制御部１３４に対し、例えば、タスクＡの識別番号などを含んでなる同期化データの送出を指示する（ステップＳ１）。 As shown in FIG. 3, when the CPU 11 finishes a task A (step S0), the CPU 11 includes, for example, an identification number of the task A for the transmission / reception control unit 134 included in each of the two NICs 13a and 13b. Sending out the synchronized data is instructed (step S1).

ＮＩＣ１３ａ，１３ｂのそれぞれに含まれる送受信制御部１３４は、ＣＰＵ１１から同期化データの送出の指示を受けると、指示された同期化データを、所定の形式のパケットにし、ポート接続スイッチ１３２および２つの送受信ポート１３１を介して、通信路２１ａ，２１ｂへ送出する（ステップＳ１１）。従って、各コンピュータ１からは、同じ同期化データがネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂのそれぞれに送出される。 When the transmission / reception control unit 134 included in each of the NICs 13a and 13b receives an instruction to send the synchronization data from the CPU 11, the designated synchronization data is converted into a packet of a predetermined format, and the port connection switch 132 and the two transmission / reception units The data is sent to the communication paths 21a and 21b via the port 131 (step S11). Accordingly, the same synchronization data is transmitted from each computer 1 to each of the network (# 1) 2a and the network (# 2) 2b.

なお、同期化データを含んだパケットは、ブロードキャストパケットとして送出されるが、そのパケットには、そのパケットが同期化データを含むパケットであることを識別する情報が含まれているものとする。 A packet including the synchronization data is transmitted as a broadcast packet, and it is assumed that the packet includes information for identifying that the packet is a packet including the synchronization data.

ＮＩＣ１３ａ，１３ｂのそれぞれの送受信制御部１３４は、他方で、他のコンピュータ１から送信される同期化データの受信を待ち、他のコンピュータ１から送信された同期化データを受信すると（ステップＳ１２）、その受信した同期化データを送信元のコンピュータ１に対応する同期化データ領域に格納する（ステップＳ１３）。例えば、受信した同期化データの送信元がコンピュータ（＃２）であれば、同期化データ領域１２１の同期化データ＃２の部分に格納する。 On the other hand, each of the transmission / reception control units 134 of the NICs 13a and 13b waits for reception of the synchronization data transmitted from the other computer 1, and receives the synchronization data transmitted from the other computer 1 (step S12). The received synchronization data is stored in the synchronization data area corresponding to the transmission source computer 1 (step S13). For example, if the transmission source of the received synchronization data is the computer (# 2), the synchronization data is stored in the synchronization data # 2 portion of the synchronization data area 121.

なお、送受信制御部１３４が受信した同期化データを同期化データ領域１２１に格納する動作は、例えば、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によるものする。 The operation of storing the synchronization data received by the transmission / reception control unit 134 in the synchronization data area 121 is based on, for example, DMA (Direct Memory Access).

前記したように、各コンピュータ１からは、同じ同期化データが通信路２１ａ，２１ｂの両方に送出されるので、それを受信するコンピュータ１においては、ＮＩＣ１３ａ，１３ｂのそれぞれの送受信制御部１３４が、送信元が同じ同期化データをそれぞれ独立に受信し、それぞれのパケットバッファメモリ１３３に格納する。そして、それぞれの送受信制御部１３４は、同期化データが先着した場合に、その同期化データを同期化データ領域１２１へ転送し、後着した場合には、その同期化データを廃棄する。 As described above, since the same synchronization data is transmitted from both the computers 1 to both the communication paths 21a and 21b, in the computer 1 that receives the same, the respective transmission / reception control units 134 of the NICs 13a and 13b Synchronized data with the same transmission source is received independently and stored in each packet buffer memory 133. Each transmission / reception control unit 134 transfers the synchronization data to the synchronization data area 121 when the synchronization data arrives first, and discards the synchronization data when it arrives later.

この動作を実現するには、例えば、同期化データ領域１２１の各同期化データ（ただし、自身のコンピュータ１に対応する同期化データを除く）に対し、着信済みを表すフラグを設けておき、送受信制御部１３４が着信済みフラグを読み取って、その着信済みフラグがセットされていない場合には、ステップＳ１３を実行し、着信済みフラグがセットされている場合には、ステップＳ１３をスキップするようにすればよい。 In order to realize this operation, for example, for each synchronization data in the synchronization data area 121 (however, except for the synchronization data corresponding to its own computer 1), a flag indicating an incoming call is provided, and transmission / reception is performed. When the control unit 134 reads the received flag and the received flag is not set, step S13 is executed. When the received flag is set, step S13 is skipped. That's fine.

以上のようにして他のコンピュータ１から同期化データを受信する一方で、ＣＰＵ１１は、同期化データ領域１２１に格納された同期化データの検証を行う（ステップＳ２）。ここで、同期化データの検証とは、他のコンピュータ１から送信されてきた同期化データが有効であるか否かを判定する処理である。例えば、他のコンピュータ１から送信されてきた同期化データと、自身のコンピュータ１の処理によって生成した同期化データと、が同じ、または、あらかじめ定められた所定の関係を満たす場合には、その同期化データは有効であるとする。なお、所定の関係とは、例えば、同期化データ同士の剰余コードやハッシュが同じになる関係であったり、同じ数列関係であったりする場合をいう。 While receiving the synchronization data from the other computer 1 as described above, the CPU 11 verifies the synchronization data stored in the synchronization data area 121 (step S2). Here, the verification of the synchronization data is a process for determining whether or not the synchronization data transmitted from another computer 1 is valid. For example, if the synchronization data transmitted from another computer 1 and the synchronization data generated by the processing of its own computer 1 are the same or satisfy a predetermined relationship, the synchronization data Assume that the data is valid. The predetermined relationship refers to, for example, a relationship in which the remainder codes and hashes between the synchronized data are the same, or the same number sequence relationship.

そして、その検証の結果、他のすべてのコンピュータ１から有効な同期化データを受信していた場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、次のタスクを起動する（ステップＳ４）。このとき、次のタスクがタスクＢであった場合には、ＣＰＵ１１は、タスクＢの処理を開始する（ステップＳ５）。また、他のすべてのコンピュータ１から、未だ、有効な同期化データを受信していない場合には（ステップＳ３でＮｏ）、再度、同期化データの検証を行う（ステップＳ２）。 As a result of the verification, if valid synchronization data has been received from all the other computers 1 (Yes in step S3), the next task is activated (step S4). At this time, if the next task is task B, CPU 11 starts processing of task B (step S5). If valid synchronization data has not yet been received from all other computers 1 (No in step S3), the synchronization data is verified again (step S2).

なお、ここでいう「すべてのコンピュータ１」とは、４重化コンピュータシステム７を構成する４台のコンピュータ１がすべて正常に稼働している場合には、自身を除く他のコンピュータ３台を指し、４台のコンピュータのうち、障害のため、いずれか１台が稼働していない場合には、自身を除く稼働中の他のコンピュータ２台を指す。 Here, “all computers 1” refers to the other three computers other than itself when all of the four computers 1 constituting the quadruple computer system 7 are operating normally. If any one of the four computers is not operating due to a failure, it refers to the other two operating computers other than itself.

続いて、図４〜図６を参照して、以上のように構成した４重化コンピュータシステム７が奏する効果について説明する。 Next, the effects produced by the quadruple computer system 7 configured as described above will be described with reference to FIGS.

図４は、図１に示した４重化コンピュータシステム７における４台のコンピュータ１の接続構成の例を示した図であり、（ａ）は、ネットワーク（＃１）２ａの接続順に従ってコンピュータ１の配列を示した図、（ｂ）は、ネットワーク（＃２）２ｂの接続順に従ってコンピュータ１の配列を示した図である。すなわち、図４（ａ）と図４（ｂ）とでは、コンピュータ１の表示上の配列が異なるだけであって、いずれも図１に示した４重化コンピュータシステム７におけるコンピュータ１の接続構成を表したものである。なお、図４（ａ），（ｂ）において、ブロッキング３の位置も、図１に示した４台のコンピュータ１の接続構成におけるブロッキング３の位置に一致させている。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the connection configuration of four computers 1 in the quadruple computer system 7 shown in FIG. 1, and (a) shows the computer 1 according to the connection order of the network (# 1) 2a. (B) is a diagram showing the arrangement of the computers 1 according to the connection order of the network (# 2) 2b. That is, FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) differ only in the display arrangement of the computer 1, and both have the connection configuration of the computer 1 in the quadruple computer system 7 shown in FIG. It is a representation. 4A and 4B, the position of the blocking 3 is also matched with the position of the blocking 3 in the connection configuration of the four computers 1 shown in FIG.

以上のように、図４（ａ），（ｂ）は、いずれも同じものを表したものであるが、図４（ａ）からは、４台のコンピュータ１がネットワーク（＃１）２ａによってコンピュータ（＃１）−（＃２）−（＃３）−（＃４）の順序でループ状に接続されていることが容易に分かり、図４（ｂ）からは、４台のコンピュータ１がネットワーク（＃２）２ｂによってコンピュータ（＃２）−（＃４）−（＃１）−（＃３）の順序でループ状に接続されていることが容易に分かる。 As described above, FIGS. 4A and 4B show the same thing. From FIG. 4A, four computers 1 are connected to the network (# 1) 2a. It is easy to see that they are connected in a loop in the order of (# 1)-(# 2)-(# 3)-(# 4). From FIG. 4B, four computers 1 are connected to the network. (# 2) It is easy to see that 2b is connected in a loop in the order of computers (# 2)-(# 4)-(# 1)-(# 3).

図５は、図１に示した４重化コンピュータシステム７を構成するそれぞれのコンピュータ１が、２重のリングネットワーク（ネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂ）を介して相互に隣接していることを示した図である。 FIG. 5 shows that the computers 1 constituting the quadruple computer system 7 shown in FIG. 1 are adjacent to each other via a double ring network (network (# 1) 2a and network (# 2) 2b). It is the figure which showed having done.

図５では、図４での説明に基づき、コンピュータ１の接続関係をさらに簡略化して表示している。すなわち、図５（ａ）〜（ｄ）の各図において、その上段の図は、ネットワーク（＃１）２ａの接続順にコンピュータ１の配列を表した図、その下段の図は、ネットワーク（＃２）２ｂの接続順にコンピュータ１の配列を表した図である。従って、その上段および下段のコンピュータ１の配列において、同じ＃番号が付されたコンピュータ１は、実体として同一のコンピュータ１を表している。 In FIG. 5, the connection relationship of the computer 1 is further simplified and displayed based on the description in FIG. That is, in each of FIGS. 5A to 5D, the upper diagram shows the arrangement of the computers 1 in the order of connection of the network (# 1) 2a, and the lower diagram shows the network (# 2). 2) An arrangement of the computers 1 in the order of connection 2b. Therefore, in the arrangement of the upper and lower computers 1, the computers 1 having the same # numbers represent the same computer 1 as an entity.

図５（ａ）において、○印を付したコンピュータ（＃１）は、基準となるコンピュータ１を表し、また、上に開いた波括弧（｛）は、基準となるコンピュータ１に対し、隣接するコンピュータ１の範囲を示した図である。すなわち、図５（ａ）は、コンピュータ（＃１）がネットワーク（＃１）２ａを介してコンピュータ（＃２）に隣接し、また、ネットワーク（＃２）２ｂを介してコンピュータ（＃３）および（＃４）に隣接していることを表している。 In FIG. 5A, the computer (# 1) marked with a circle represents the reference computer 1, and the curly bracket ({) opened above is adjacent to the reference computer 1. 2 is a diagram showing a range of a computer 1. FIG. That is, FIG. 5A shows that the computer (# 1) is adjacent to the computer (# 2) via the network (# 1) 2a, and the computer (# 3) and the computer (# 3) are connected via the network (# 2) 2b. This indicates that it is adjacent to (# 4).

同様に、図５（ｂ）は、コンピュータ（＃２）がネットワーク（＃１）２ａを介してコンピュータ（＃１）および（＃３）に隣接し、また、ネットワーク（＃２）２ｂを介してコンピュータ（＃４）に隣接していることを表している。また、図５（ｃ）は、コンピュータ（＃３）がネットワーク（＃１）２ａを介してコンピュータ（＃２）および（＃４）に隣接し、また、ネットワーク（＃２）２ｂを介してコンピュータ（＃１）に隣接していることを表している。また、図５（ｄ）は、コンピュータ（＃４）がネットワーク（＃１）２ａを介してコンピュータ（＃３）に隣接し、また、ネットワーク（＃２）２ｂを介してコンピュータ（＃１）および（＃２）に隣接していることを表している。 Similarly, FIG. 5B shows that the computer (# 2) is adjacent to the computers (# 1) and (# 3) via the network (# 1) 2a, and is also connected via the network (# 2) 2b. It is adjacent to the computer (# 4). FIG. 5C shows that the computer (# 3) is adjacent to the computers (# 2) and (# 4) via the network (# 1) 2a, and is also connected via the network (# 2) 2b. It is adjacent to (# 1). FIG. 5D shows that the computer (# 4) is adjacent to the computer (# 3) via the network (# 1) 2a, and the computer (# 1) and the computer (# 1) are connected via the network (# 2) 2b. It is adjacent to (# 2).

以上のように、本実施形態においては、４台のそれぞれのコンピュータ１は、ネットワーク（＃１）２ａまたはネットワーク（＃２）２ｂを介して他の３台のコンピュータ１のいずれにも隣接していることになる。 As described above, in the present embodiment, each of the four computers 1 is adjacent to any of the other three computers 1 via the network (# 1) 2a or the network (# 2) 2b. Will be.

本実施形態では、前記したように、処理の同期化に際しての同期化データは、ネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂの両方に送出され、また、それぞれのコンピュータ１は、先に受信した同期化データを利用して、処理の同期化を行う。すなわち、それぞれのコンピュータ１は、隣接する他の３台のコンピュータ１から同期化データを直接に受信することができる。 In the present embodiment, as described above, the synchronization data at the time of the process synchronization is transmitted to both the network (# 1) 2a and the network (# 2) 2b. Process synchronization is performed using the received synchronization data. That is, each computer 1 can directly receive the synchronization data from the other three adjacent computers 1.

ここで、比較例の４重化コンピュータシステムを想定する。比較例の４重化コンピュータシステムでは、その４台のコンピュータを接続する２重のリンクネットワークは、単純な２重構成であるとする。すなわち、その第１のネットワークおよび第２のネットワークのいずれにおいても、その４台のコンピュータを接続する接続関係は同じであるとする。従って、その第１のネットワークおよび第２のネットワークは、いずれも、例えば、図５（ａ）上段の図のように、コンピュータを（＃１）−（＃２）−（＃３）−（＃４）の順序で接続したリングネットワークとして表される。 Here, a quadruple computer system of a comparative example is assumed. In the quadruple computer system of the comparative example, it is assumed that the dual link network connecting the four computers has a simple duplex configuration. That is, it is assumed that the connection relationship for connecting the four computers is the same in both the first network and the second network. Therefore, both the first network and the second network are computers (# 1)-(# 2)-(# 3)-(# It is represented as a ring network connected in the order of 4).

この比較例の場合には、コンピュータ（＃１）は、コンピュータ（＃２）の同期化データを直接に受信することができるが、コンピュータ（＃３）の同期化データは、コンピュータ（＃２）を介して受信することになる。その場合、コンピュータ（＃３）から送信された同期化データは、コンピュータ（＃２）のパケットバッファメモリ１３３にいったん記憶された上で、コンピュータ（＃１）へ送信される。その結果、コンピュータ（＃３）から送信された同期化データは、コンピュータ（＃２）を経由する分だけ遅くコンピュータ（＃１）へ到着することになる。また、コンピュータ（＃４）から送信された同期化データは、コンピュータ（＃３）およびコンピュータ（＃２）を経由するので、さらに遅くコンピュータ（＃１）に到着する。 In the case of this comparative example, the computer (# 1) can directly receive the synchronization data of the computer (# 2), but the synchronization data of the computer (# 3) Will be received via. In this case, the synchronization data transmitted from the computer (# 3) is temporarily stored in the packet buffer memory 133 of the computer (# 2) and then transmitted to the computer (# 1). As a result, the synchronization data transmitted from the computer (# 3) arrives at the computer (# 1) later than the computer (# 2). Further, since the synchronization data transmitted from the computer (# 4) passes through the computer (# 3) and the computer (# 2), it arrives at the computer (# 1) later.

従って、この比較例の場合には、本発明の実施形態の場合に比べ、あるコンピュータが他の３台のコンピュータのすべての同期化データを受信するのに、長い時間を要していることになり、その分、処理の同期化に要する時間も長くなっていることになる。言い換えれば、本発明の実施形態により、処理の同期化に要する時間が短縮されたことになる。 Therefore, in the case of this comparative example, it takes a long time for a computer to receive all the synchronization data of the other three computers, compared to the case of the embodiment of the present invention. Accordingly, the time required for the process synchronization is also increased accordingly. In other words, according to the embodiment of the present invention, the time required for processing synchronization is shortened.

図６は、図１の４重化コンピュータシステム７を構成する４台のコンピュータ１のうち１台のコンピュータ１に障害が発生したとき、他の３台のコンピュータ１が、２重のリングネットワーク（ネットワーク（＃１）２ａおよびネットワーク（＃２）２ｂ）の一方のネットワークを介して相互に接続されている状態にあることを示した図である。 6 shows that when one computer 1 out of the four computers 1 constituting the quadruple computer system 7 of FIG. 1 fails, the other three computers 1 are connected to a double ring network ( It is the figure which showed that it exists in the state mutually connected via one network of the network (# 1) 2a and the network (# 2) 2b).

図６（ａ）において、×印を付したコンピュータ（＃１）は、障害が発生したコンピュータ１を表し、上に開いた波括弧（｛）は、３台のコンピュータ１が継続して接続された状態にあることを表している。なお、ここでいうコンピュータ（＃１）の障害に程度は、重度のものであり、ＣＰＵ１１からすべての送受信ポート１３１まで一切の機能が失われたような障害であるとする。 In FIG. 6A, a computer (# 1) marked with a cross indicates a computer 1 in which a failure has occurred, and the braces ({) opened above are connected to three computers 1 continuously. It means that it is in the state. The degree of failure of the computer (# 1) here is severe, and it is assumed that all the functions from the CPU 11 to all the transmission / reception ports 131 are lost.

図６（ａ）に示すように、コンピュータ（＃１）に障害が発生した場合、ネットワーク（＃１）２ａでは、コンピュータ（＃２）−（＃３）−（＃４）の接続が維持されるが、ネットワーク（＃２）２ｂでは、その接続が障害のコンピュータ（＃１）によって切断される。しかしながら、コンピュータ（＃２），（＃３），（＃４）は、ネットワーク（＃１）２ａによる接続を介して、同期化データを相互に送受信することができるので、処理の同期化を行うことができる。 As shown in FIG. 6A, when a failure occurs in the computer (# 1), the connection of the computers (# 2)-(# 3)-(# 4) is maintained in the network (# 1) 2a. However, in the network (# 2) 2b, the connection is disconnected by the faulty computer (# 1). However, since the computers (# 2), (# 3), and (# 4) can send and receive synchronized data to and from each other via the connection by the network (# 1) 2a, the processes are synchronized. be able to.

同様に、図６（ｂ）は、コンピュータ（＃２）に障害が発生した場合であっても、ネットワーク（＃２）２ｂにより、コンピュータ（＃４）−（＃１）−（＃３）の接続が維持されていることを表している。また、図６（ｃ）は、コンピュータ（＃３）に障害が発生した場合であっても、ネットワーク（＃２）２ｂにより、コンピュータ（＃２）−（＃４）−（＃１）の接続が維持されていることを表している。また、図６（ｄ）は、コンピュータ（＃４）に障害が発生した場合であっても、ネットワーク（＃１）２ａにより、コンピュータ（＃１）−（＃２）−（＃３）の接続が維持されていることを表している。 Similarly, FIG. 6 (b) shows that even if a failure occurs in the computer (# 2), the computers (# 4)-(# 1)-(# 3) are connected by the network (# 2) 2b. Indicates that the connection is maintained. FIG. 6C shows the connection of computers (# 2)-(# 4)-(# 1) via the network (# 2) 2b even when a failure occurs in the computer (# 3). Is maintained. FIG. 6D shows the connection of computers (# 1)-(# 2)-(# 3) by the network (# 1) 2a even when a failure occurs in the computer (# 4). Is maintained.

従って、いずれの場合にも、１台のコンピュータ１に障害が発生しても、残りの３台のコンピュータ１の接続は、ネットワーク（＃１）２ａまたはネットワーク（＃２）２ｂにより維持されたままの状態になるので、それら３台のコンピュータ１の間では、同期化データを相互に送受信することができるので、処理の同期化を行うことができる。 Therefore, in any case, even if a failure occurs in one computer 1, the connection of the remaining three computers 1 is maintained by the network (# 1) 2a or the network (# 2) 2b. Therefore, the synchronization data can be transmitted and received between the three computers 1, so that the processing can be synchronized.

以上のように、本実施形態の４重化コンピュータシステム７においては、そのいずれかの１台のコンピュータ１に障害が発生した場合であっても、残りの３台の接続が維持されるため、その３台のコンピュータ１により処理の同期化を行うことができ、さらに、処理の同期化をした時点で、処理結果の多数決をとることができる。 As described above, in the quadruple computer system 7 of the present embodiment, even if a failure occurs in any one of the computers 1, the remaining three connections are maintained. The three computers 1 can synchronize the processing, and when the processing is synchronized, the majority of the processing results can be taken.

ちなみに、前記した比較例の４重化コンピュータシステムにおいて、コンピュータ（＃２）または（＃３）に障害が発生した場合（図６（ｂ），（ｃ）の各上段の図を参照）には、残りの３台のコンピュータの接続が維持されない。従って、その残りの３台のコンピュータの間で、処理の同期化ができなくなり、また、処理結果の多数決をとることもできなくなる。 By the way, in the quadruple computer system of the comparative example described above, when a failure occurs in the computer (# 2) or (# 3) (see the upper diagrams in FIGS. 6B and 6C). The connection of the remaining three computers is not maintained. Accordingly, it becomes impossible to synchronize the processing among the remaining three computers, and it becomes impossible to take a majority decision of the processing results.

なお、よく知られているように、リングネットワークにおいては、ブロッキングの位置を変更することによって、障害の発生したコンピュータを除外したネットワークを構成することができる。前記した比較例の場合にも、それが可能であり、障害の発生したコンピュータを除外するようにブロッキングの位置を変更すると、再び、残された３台のコンピュータにより処理の同期化ができ、処理結果の多数決をとることができるようになる。 As is well known, in a ring network, it is possible to configure a network excluding a computer in which a failure has occurred by changing the blocking position. This is also possible in the case of the comparative example described above. If the blocking position is changed so as to exclude the computer in which the failure has occurred, the processing can be synchronized again by the remaining three computers. The majority of results can be taken.

しかしながら、その場合には、ブロッキングの位置を変更するとき、わずかな時間ではあるが、そのネットワークにおける通信が不能となる。それに対し、本実施形態の場合には、２重のリングネットワークのうち、いずれか一方のリングネットワークでは、３台のコンピュータの接続が維持されたままの状態にあるので、他方のリングネットワークでブロッキングの位置を変更しても通信が不能になることはない。 However, in that case, when changing the blocking position, communication in the network is disabled although it is a short time. On the other hand, in the case of the present embodiment, in any one of the double ring networks, the connection of the three computers is maintained, so that the other ring network blocks. Even if the position is changed, communication is not disabled.

従って、以上の点において、本実施形態の４重化コンピュータシステム７は、比較例の４重化コンピュータシステムよりも高い信頼性を有しているといえる。 Therefore, it can be said that the quadruple computer system 7 of this embodiment has higher reliability than the quadruple computer system of the comparative example in the above points.

図７は、図１に示した４重化コンピュータシステム７における２重化リングネットワークに対し、他のコンピュータやネットワークスイッチを接続する場合の例を示した図である。図７において、他のコンピュータは、コンピュータ（＃５）１ａ、コンピュータ（＃６）１ｂと表し、ネットワークスイッチは、ＬＡＮＳＷ（＃１）４ａ、ＬＡＮＳＷ（＃２）４ｂと表している。なお、ここでいうネットワークスイッチは、いわゆるスイッチングハブやルータを指す。 FIG. 7 is a diagram showing an example in which another computer or a network switch is connected to the duplex ring network in the duplex computer system 7 shown in FIG. In FIG. 7, the other computers are represented as computer (# 5) 1a and computer (# 6) 1b, and the network switches are represented as LANSW (# 1) 4a and LANSW (# 2) 4b. The network switch here refers to a so-called switching hub or router.

図７に示すように、コンピュータ（＃５）１ａおよびＬＡＮＳＷ（＃１）４ａは、ネットワーク（＃１）１ａの、コンピュータ（＃４）およびコンピュータ（＃１）をつなぐ通信路部分に接続される。この通信路部分は、図４（ａ）では、ブロッキング３により、通信可能なネットワークから除外されていた部分である。ただし、図７の場合には、コンピュータ（＃５）１ａおよびＬＡＮＳＷ（＃１）４ａは、４重化コンピュータシステム７を構成するコンピュータ（＃１）〜（＃４）との間で通信する必要があるので、ブロッキング３は、例えば、コンピュータ（＃５）１ａとＬＡＮＳＷ（＃１）４ａとの間に設けられる（図示省略）。 As shown in FIG. 7, the computer (# 5) 1a and the LANSW (# 1) 4a are connected to a communication path portion connecting the computer (# 4) and the computer (# 1) of the network (# 1) 1a. . In FIG. 4A, this communication path portion is a portion that has been excluded from a communicable network due to blocking 3. However, in the case of FIG. 7, the computer (# 5) 1a and the LANSW (# 1) 4a need to communicate with the computers (# 1) to (# 4) constituting the quadruple computer system 7. Therefore, the blocking 3 is provided, for example, between the computer (# 5) 1a and the LANSW (# 1) 4a (not shown).

このように、コンピュータ（＃５）１ａおよびＬＡＮＳＷ（＃１）４ａの少なくとも一方を、この通信路部分に接続する限りは、図５および図６を用いて説明した４重化コンピュータシステム７の効果は、喪失されない。 Thus, as long as at least one of the computer (# 5) 1a and the LANSW (# 1) 4a is connected to the communication path portion, the effect of the quadruple computer system 7 described with reference to FIGS. Is not lost.

同様に、コンピュータ（＃６）１ｂおよびＬＡＮＳＷ（＃２）４ｂは、ネットワーク（＃２）１ｂの、コンピュータ（＃３）およびコンピュータ（＃４）をつなぐ通信路部分に接続される。この通信路部分は、図４（ａ）では、ブロッキング３により、通信可能なネットワークから除外されていた部分である。ただし、図７の場合には、コンピュータ（＃６）１ｂおよびＬＡＮＳＷ（＃２）４ｂは、４重化コンピュータシステム７を構成するコンピュータ（＃１）〜（＃４）との間で通信する必要があるので、ブロッキング３は、例えば、コンピュータ（＃６）１ｂとＬＡＮＳＷ（＃２）４ｂとの間に設けられる（図示省略）。 Similarly, the computer (# 6) 1b and the LANSW (# 2) 4b are connected to a communication path portion connecting the computer (# 3) and the computer (# 4) of the network (# 2) 1b. In FIG. 4A, this communication path portion is a portion that has been excluded from a communicable network due to blocking 3. However, in the case of FIG. 7, the computer (# 6) 1b and the LANSW (# 2) 4b need to communicate with the computers (# 1) to (# 4) constituting the quadruple computer system 7. Therefore, the blocking 3 is provided, for example, between the computer (# 6) 1b and the LANSW (# 2) 4b (not shown).

このように、コンピュータ（＃６）１ｂおよびＬＡＮＳＷ（＃２）４ｂの少なくとも一方を、この通信路部分に接続する限りは、図５および図６を用いて説明した４重化コンピュータシステム７の効果は、喪失されない。 Thus, as long as at least one of the computer (# 6) 1b and the LANSW (# 2) 4b is connected to the communication path portion, the effect of the quadruple computer system 7 described with reference to FIGS. Is not lost.

本発明の実施形態に係る４重化コンピュータシステムおよび２重化リングネットワークの構成の例を示した図。The figure which showed the example of the structure of the quadruple computer system and duplex ring network which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る４重化コンピュータシステムで用いられるコンピュータおよびそのコンピュータに含まれるＮＩＣの構成の例を示した図。The figure which showed the example of a structure of NIC used in the computer used with the quadruple computer system which concerns on embodiment of this invention, and the computer. 各コンピュータにおける処理の同期化のフローの例を示した図。The figure which showed the example of the flow of a process synchronization in each computer. ４重化コンピュータシステムにおける４台のコンピュータの接続構成の例を示した図。The figure which showed the example of the connection structure of four computers in a quadruple computer system. ４重化コンピュータシステムを構成するそれぞれのコンピュータが２重のリングネットワークを介して相互に隣接していることを示した図。The figure which showed that each computer which comprises a quadruple computer system mutually adjoins via a double ring network. ４重化コンピュータシステムを構成する４台のコンピュータのうち１台のコンピュータに障害が発生したとき、他の３台のコンピュータが、２重のリングネットワークの一方のネットワークを介して相互に接続されている状態にあることを示した図。When a failure occurs in one of the four computers that make up the quadruple computer system, the other three computers are connected to each other via one of the double ring networks. The figure which showed that it exists in the state. ４重化コンピュータシステムにおける２重化リングネットワークに対し、他のコンピュータやネットワークスイッチを接続する場合の例を示した図。The figure which showed the example in the case of connecting another computer and a network switch with respect to the double ring network in a quadruple computer system.

Explanation of symbols

１コンピュータ
３ブロッキング
２ａネットワーク（＃１）：第１のリングネットワーク
２ｂネットワーク（＃２）：第２のリングネットワーク
７４重化コンピュータシステム
１１ＣＰＵ
１２メインメモリ
１３ＮＩＣ
１４内部バス
１２１同期化データ領域
１３１送受信ポート
２１ａ，２１ｂ通信路
１３２ポート接続スイッチ
１３３パケットバッファメモリ
１３４送受信制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Computer 3 Blocking 2a Network (# 1): 1st ring network 2b Network (# 2): 2nd ring network 7 Quadruple computer system 11 CPU
12 Main memory 13 NIC
14 Internal bus 121 Synchronized data area 131 Transmission / reception port 21a, 21b Communication path 132 Port connection switch 133 Packet buffer memory 134 Transmission / reception control unit

Claims

A quadruple computer system that is connected to each other by a store-and-forward dual ring network and includes four computers that transmit and receive predetermined synchronization data to synchronize processing. There,
The double ring network is composed of a first ring network and a second ring network that operate independently of each other,
The first ring network is formed such that the computers arranged at the vertices of the four computers are arranged at the vertices of the quadrilateral along the sides of the quadrilateral. Configured to connect to each other via a
In the second ring network, the computers arranged at the vertices of the quadrilateral are connected to communication paths formed along two opposite sides of the four sides of the quadrilateral, and the 4 Configured to be connected to each other by communication paths formed along two diagonal lines of the side ,
The blocking of the second ring network is provided in one of the communication path portions of the second ring network formed along the two opposite sides of the quadrilateral,
The blocking of the first ring network is the first ring network formed along a side opposite to the side of the quadrilateral along the communication path provided with the blocking of the second ring network. A quadruple computer system provided in a communication path portion .

When each of the four computers performs the process synchronization,
Sending predetermined synchronization data to both the first ring network and the second ring network;
Of the four computers, only the synchronization data that has arrived first is received out of the synchronization data respectively transmitted via the double ring network from each of the other computers except the computer itself. ,
When the synchronization data is received from all of the other computers other than the computer, and the received synchronization data and the synchronization data generated by the computer are the same or satisfy a predetermined relationship, the process synchronization The quadruple computer system according to claim 1 , wherein:

Formed along one side of the two opposite sides of the quadrilateral, the communication path portion of the second ring network, and formed along the side facing the one side, The at least one node device comprising a computer or a network switch different from the four computers is connected to at least one of the communication path portions of the first ring network. Item 4. A quadruple computer system according to item 1.

A quadruple computer system that is connected to each other by a store-and-forward dual ring network and includes four computers that transmit and receive predetermined synchronization data to synchronize processing. There,
The four computers include a first computer, a second computer, a third computer, and a fourth computer,
The double ring network is composed of a first ring network and a second ring network that operate independently of each other,
The first ring network includes a communication path that connects the first computer and the second computer, a communication path that connects the second computer and the third computer, and the third computer. A communication path connecting the fourth computer, and a communication path connecting the fourth computer and the first computer;
The second ring network includes a communication path that connects the second computer and the fourth computer, a communication path that connects the fourth computer and the first computer, and the first computer. A communication path connecting the third computer and a communication path connecting the third computer and the second computer ;
The blocking of the first ring network is provided in a communication path portion connecting the fourth computer and the first computer of the first ring network,
The quadruple computer system according to claim 2, wherein blocking of the second ring network is provided in a communication path portion connecting the third computer and the second computer of the second ring network .

When each of the four computers performs the process synchronization,
Sending predetermined synchronization data to both the first ring network and the second ring network;
Of the four computers, only the synchronization data that has arrived first is received out of the synchronization data respectively transmitted via the double ring network from each of the other computers except the computer itself. ,
When the synchronization data is received from all of the other computers other than the computer, and the received synchronization data and the synchronization data generated by the computer are the same or satisfy a predetermined relationship, the process synchronization The quadruple computer system according to claim 4 , wherein:

A communication path portion connecting the fourth computer and the first computer in the first ring network; and the third computer and the second computer in the second ring network. channel portion connected to at least one communication path portion of claim 4, wherein the one or more node devices consisting of another computer or network switch and four computers, characterized in that it is connected Quadruple computer system.

A store-and-forward type system for interconnecting the four computers in a quadruple computer system configured to include four computers that synchronize processing by transmitting and receiving predetermined synchronization data to and from each other. A dual ring network,
The duplex ring network is composed of a first ring network and a second ring network that operate independently of each other,
The first ring network is formed such that the computers arranged at the vertices of the four computers are arranged at the vertices of the quadrilateral along the sides of the quadrilateral. Configured to connect to each other via a
In the second ring network, the computers arranged at the vertices of the quadrilateral are connected to communication paths formed along two opposite sides of the four sides of the quadrilateral, and the 4 Configured to be connected to each other by communication paths formed along two diagonal lines of the side ,
The blocking of the second ring network is provided in one of the communication path portions of the second ring network formed along the two opposite sides of the quadrilateral,
The blocking of the first ring network is the first ring network formed along a side opposite to the side of the quadrilateral along the communication path provided with the blocking of the second ring network. A duplex ring network provided in a communication path portion .

Formed along one side of the two opposite sides of the quadrilateral, the communication path portion of the second ring network, and formed along the side facing the one side, The at least one node device comprising a computer or a network switch different from the four computers is connected to at least one of the communication path portions of the first ring network. Item 8. The duplex ring network according to item 7 .

A store-and-forward type system for interconnecting the four computers in a quadruple computer system configured to include four computers that synchronize processing by transmitting and receiving predetermined synchronization data to and from each other. A dual ring network,
The four computers include a first computer, a second computer, a third computer, and a fourth computer,
The duplex ring network is composed of a first ring network and a second ring network that operate independently of each other,
The first ring network includes a communication path that connects the first computer and the second computer, a communication path that connects the second computer and the third computer, and the third computer. A communication path connecting the fourth computer, and a communication path connecting the fourth computer and the first computer;
The second ring network includes a communication path that connects the second computer and the fourth computer, a communication path that connects the fourth computer and the first computer, and the first computer. A communication path connecting the third computer and a communication path connecting the third computer and the second computer ;
The blocking of the first ring network is provided in a communication path portion connecting the fourth computer and the first computer of the first ring network,
The blocking of the second ring network is provided in a communication ring portion that connects the third computer and the second computer of the second ring network.

A communication path portion connecting the fourth computer and the first computer in the first ring network; and the third computer and the second computer in the second ring network. channel portion connected to at least one communication path portion of claim 9, wherein the one or more node devices consisting of another computer or network switch and four computers, characterized in that it is connected Dual ring network.