(57)【要約】【課題】ビデオサーバの障害の正確な検知を行い、高い応答性でアラームを通信し適切なタイミングで系の切替えを行うことができるビデオサーバシステムを提供することである。【解決手段】ビデオサーバ１１ａ、１１ｂに接続されたストレージやデコーダといったサーバから見た場合の入出力にあたる箇所のバッファの残量を監視するスレッドにより、障害発生時にビデオサーバ１１ａ、１１ｂのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、アラーム監視装置１６は適切なタイミングにてアラームを出力し、最適なタイミングでビデオサーバ１１ａ、１１ｂの切替を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザからの送信要求に応じコンスタントなストリーミング機能を提供する複数台のビデオサーバを並列に配置し、ビデオサーバからの異常通知アラームに応じビデオサーバからの送出ストリームをアラーム監視装置にて切替えを行うビデオサーバシステムにおいて、ビデオサーバに接続されたストレージやデコーダといったサーバから見た場合の入出力にあたる箇所のバッファの残量を監視するスレッドにより、障害発生時にビデオサーバのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、適切なタイミングにてアラームを出力し、最適なタイミングでビデオサーバの切替えを行うことを特徴とするビデオサーバシステム。
【請求項２】
前記バッファの残量を監視するスレッドは、スレッドの１サイクルの処理に一定以上の時間がかかっていた場合にアラームを出力する機能を有するwatchdogスレッドであることを特徴とする請求項１記載のビデオサーバシステム。
【請求項３】
前記ビデオサーバは、一定の間隔で定期的に生存確認のためのハートビートの送信を行い、ハートビートを受信できないと判断したとき対象となるビデオサーバは異常状態となったと判断して待機系のビデオサーバへの切替えを行うアラーム監視装置を具備することを特徴とする請求項１または２記載のビデオサーバシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオサーバの入出力バッファを対象としての障害を監視する機能を備えたビデオサーバシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビデオサーバはそれ自身の持つCPU、メモリ、ストレージ等のリソースを管理し、ユーザからの送信要求に応じコンスタントなストリーミング機能を提供する。一度受け付けた送信要求に対しては、あらゆる局面での送信を保証する必要があり、その実現には高度の信頼性が求められる。
【０００３】
その構成はディスクアレイ、MPEGデコーダ、CPUメモリを含むホストコンピュータを複合させたものとなり、昨今では安価に構築するため市場に出回っている一般的なコンポーネントを組み合わせることが多い。このような構成のもとで、特に放送局システムで用いるようなビデオサーバに求められる信頼性を保証するためには、多重化システムの構成をとることが多く、異常発生時のMTTR(Mean Time To Repair)を限りなく0に近付けるには、シングルシステムごとの障害をどのように検出するかがポイントとなる。すなわち、障害の発生を過不足なくしかも高速に検出し、システムの系の切替えなど適切な処置が行えるような仕組が必要である。
【０００４】
図６は二重化されたビデオサーバシステムの構成図である。二重化されたビデオサーバ１１ａ、１１ｂは、サーバ１２ａ、１２ｂ、デコーダ１３ａ、１３ｂ、エンコーダ１４ａ、１４ｂ、ディスクアレイ（ストレージ）１５ａ、１５ｂでそれぞれ構成され、アラーム監視装置１６はビデオサーバ１１ａ、１１ｂを監視し、いずれかに障害が発生した場合に切替器１７で健全なビデオサーバ１１ａ、１１ｂに切替えて、ベースバンド出力１８によりストリーミングを継続する。
【０００５】
この場合、障害の発生の検出としては、ビデオサーバ１１ａ、１１ｂの構築に用いるデコーダ１３ａ、１３ｂ、エンコーダ１４ａ、１４ｂ、ディスクアレイ１５ａ、１５ｂ等のコンポーネント毎に、方式は異なるものの障害を検知して、制御用ネットワーク１９を介してアラーム監視装置１６にアラームを出力するようにしている。
【０００６】
ここで、ビデオサーバシステムとしては、データ送信の信頼性を確保した状態で、ビデオサーバからクライアントへデジタルビデオデータを効率的に送信するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５８２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のビデオサーバーシステムでのコンポーネントの提供するアラームは、ビデオサーバのような決められたタイミングで決められた動作を行うといったリアルタイム性の高いシステム向けに定められたものではないことが多い。あくまでも既に起こってしまった障害を伝えるにすぎない。
【０００８】
従って、これらのアラーム情報を集めただけではビデオサーバのシングルシステムあたりの障害を適切に伝えるアラームとはならず、誤アラームあるいは遅すぎるアラームとなり、これらをそのまま用いてMTTRを最小とする二重化システムを構築することは難しい。
【０００９】
本発明の目的は、ビデオサーバの障害の正確な検知を行い、高い応答性でアラームを通信し適切なタイミングで系の切替えを行うことで二重化システムとして高い安定性を有するビデオサーバシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係わるビデオサーバシステムは、ユーザからの送信要求に応じコンスタントなストリーミング機能を提供する複数台のビデオサーバを並列に配置し、ビデオサーバからの異常通知アラームに応じビデオサーバからの送出ストリームをアラーム監視装置にて切替えを行うビデオサーバシステムにおいて、ビデオサーバに接続されたストレージやデコーダといったサーバから見た場合の入出力にあたる箇所のバッファの残量を監視するスレッドにより、障害発生時にビデオサーバのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、適切なタイミングにてアラームを出力し、最適なタイミングでビデオサーバの切替えを行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係わるビデオサーバシステムは、請求項１の発明において、前記バッファの残量を監視するスレッドは、スレッドの１サイクルの処理に一定以上の時間がかかっていた場合にアラームを出力する機能を有するwatchdogスレッドを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明に係わるビデオサーバシステムは、請求項１または請求項２の発明において、前記ビデオサーバは、一定の間隔で定期的に生存確認のためのハートビートの送信を行い、ハートビートを受信できないと判断したとき対象となるビデオサーバは異常状態となったと判断して待機系のビデオサーバへの切替えを行うアラーム監視装置を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビデオビームシステムの入口出口となる部分のコンポーネントにおいて、ゆらぎを吸収するために設けられているバッファに対して監視を行うスレッドを設け、バッファの残量を監視するので、障害発生時にビデオサーバのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、適切なタイミングにてアラームを出力できる。従って、最適なタイミングでの系の切替えを行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図である。ユーザからの送信要求に応じコンスタントなストリーミング機能を提供するビデオサーバ１１ａ、１１ｂは二重化されており、アベイラビリティの向上が図られている。ビデオサーバ１１ａ、１１ｂは、サーバ１２ａ、１２ｂ、デコーダ１３ａ、１３ｂ、エンコーダ１４ａ、１４ｂ、ディスクアレイ（ストレージ）１５ａ、１５ｂでそれぞれ構成され、サーバ１２ａ、１２ｂは、バッファ監視手段２０ａ、２０ｂを有している。
【００１５】
アラーム監視装置１６は、制御用ネットワーク１９を介してバッファ監視手段２０ａ、２０ｂから得られる情報に基づいて障害を検知し、いずれかに障害が発生した場合に切替器１７で健全なビデオサーバ１１ａ、１１ｂに切替えて、ベースバンド出力１８によりストリーミングを継続する。すなわち、ビデオサーバ１１ａ、１１ｂからの送出ストリームをビデオサーバ１１ａ、１１ｂからの異常通知アラームに応じ、アラーム監視装置１６にて切替えを行う。
【００１６】
バッファ監視手段２０ａ、２０ｂは、ビデオサーバ１１ａ、１１ｂに接続されたストレージ１５ａ、１５ｂやデコーダ１３ａ、１３ｂといったサーバ１２ａ、１２ｂから見た場合の入出力にあたる箇所の入力側バッファ（バッファ２１ａ、２１ｂ）、出力側バッファ（バッファ２２ａ、２２ｂ）の残量を監視するスレッドにより障害を監視する。
【００１７】
そして、障害発生時にビデオサーバ１１ａ、１１ｂのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、適切なタイミングにてアラームを
制御用ネットワーク１９を介してアラーム監視装置１６に出力することで、最適なタイミングでの系の切替えを行う。
【００１８】
例えば、デコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ２２ａ、２２ｂ（出力側のバッファ）の監視は、以下のようにして行う。図２は、デコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ２２ａ、２２ｂの空きバッファ数の監視の説明図である。ビデオサーバ１１ａ、１１ｂの出力部にあたるデコーダ１３ａ、１３ｂにおいて、現在蓄えられたバッファ量を参照し、そのバッファ量に基づいて障害発生の予測を行う。空きバッファ数の監視はデコーダ再生中における空きバッファ数の遷移を監視して行う。
【００１９】
図２に示すように、異常とみなす空きバッファ数の範囲を予め設定しておく。異常と判定する閾値Ｌ０、デコーダ１３ａ、１３ｂの最大バッファ量Ｌ１を予め設定しておき、時間とともに変化する再生中の空きバッファ数の遷移を計測する。なお、図２中のＭ１は切替器１７でビデオサーバ１１ａ、１１ｂを切替える際に切替えに要する時間に相当するバッファ量、Ｍ２はバッファ残量での再生時間に相当するバッファ量である。
【００２０】
時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４と定期的に空きバッファ量を計測し、計測した空きバッファ数が設定した閾値を超えるかについて調べ、閾値をこえていれば異常と判断しアラームを出力する。図２では閾値Ｌ０を超えた時点ｔ４でアラームを出力する。この機能により、デコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ残量がなくなり再生停止してしまう前にデコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ２２ａ、２２ｂの異常を検知し、有効な系の切替えが可能となる。
【００２１】
異常と判断する空きバッファ数の範囲としては、上限はデコーダ１３ａ、１３ｂの最大バッファ数であり、上限と下限との差は上述した系の切替えまでに要する時間を満たすバッファ量Ｍ１以上に設定し、可能な限り早期に異常検知するようにする。
【００２２】
次に、デコーダ１３ａ、１３ｂの空きバッファ増加量の監視について説明する。図３は、デコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ２２ａ、２２ｂの空きバッファ数の増加量の監視の説明図である。空きバッファの増加量の監視はデコーダ１３ａ、１３ｂの再生中における単位時間あたりの空きバッファの増加量の遷移を監視して行う。例えば、単位時間あたりの空きバッファの増加量およびその一定量を超える増加が何回連続発生したら異常とするかについて、閾値となる回数を設定しておき、再生中の空きバッファの増加量の遷移を計測する。そして、そのとき計測した増加量が閾値となる増加量を超えたかどうか、そして連続何回発生したかを調べ条件を満たしていれば異常と判断しアラームを出力する。
【００２３】
いま、単位時間あたりの空きバッファの増加量の一定量をΔＬ０、連続回数の閾値を３回とした場合には、図３に示すように、時点ｔ１３〜時点ｔ１４での単位時間あたりの空きバッファの増加量は一定量ΔＬ０を超えており（１回目）、次の時点ｔ１４〜時点ｔ１５での単位時間あたりの空きバッファの増加量も一定量ΔＬ０を超えており（２回目）、さらに、時点ｔ１５〜時点ｔ１６での単位時間あたりの空きバッファの増加量も一定量ΔＬ０を超えているので（３回目）、時点ｔ１６においてアラームを発生する。
【００２４】
単位時間当たりの空きバッファ増加量の最大値は、バッファ１３ａ、１３ｂへのデータ供給がない状態において再生を行っている場合の値である。そのため、空きバッファがこれに近い量増加したら異常となるように設定することになる。
【００２５】
入力側バッファであるディスクアレイ１５ａ、１５ｂの読込部のバッファ２１ａ、２１ｂの監視についても、出力部であるデコーダ１３ａ、１３ｂのバッファ２２ａ、２２ｂの場合と同様に、障害の予測の監視を行いアラームを発行する。
【００２６】
また、デコーダ１３ａ、１３ｂの内部バッファについては、デコーダ１３ａ、１３ｂにその状態を取得できるようなインタフェースが必要であるが、ディスクアレイ１５ａ、１５ｂからの読み込み部分については、サーバ１２ａ、１２ｂ内のアプリケーションのみに依存しており汎用性があるという利点がある。一般にディスクアレイ１５ａ、１５ｂからの読み込み部分には巨大なバッファを設けることが多く、異常を検知した際に高度な処理をストリームの破綻までに行えるという利点もある。
【００２７】
このように、第１の実施の形態では、ビデオシステムの入口出口となる部のコンポーネント、例えばデコーダ１３ａ、１３ｂやディスクアレイ１５ａ、１５ｂにおいてゆらぎを吸収するために設けられているバッファに対して、バッファ監視手段２０ａ、２０ｂによりスレッドに基づいて監視を行う。この場合のアラームを出力する閾値となる残容量については、アラームを伝えるのに必要な時間、系の切替えを行うのに必要な時間及び マージンを加えた時間を吸収するのに必要な容量とする。つまり、これらの時間の和にストリームのビットレートを乗算したものをベースとしてアラームを出力する閾値となる残容量を定める。
【００２８】
第１の実施の形態によれば、ビデオサーバ１１ａ、１１ｂに接続されたディスクアレイ１５ａ、１５ｂやデコーダ１３ａ、１３ｂといったサーバ２０ａ、２０ｂから見た場合の入出力にあたる箇所のバッファの残量を監視するスレッドにより、障害発生時にビデオサーバのコンスタントなストリーミング機能がどの時点で破綻するかを予測し、適切なタイミングにてアラームを出力するので、最適なタイミングでの系の切替えができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、サーバ１２ａ、１２ｂにタイマー監視手段２３ａ、２３ｂを設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３０】
図４に示すように、バッファの残量を監視するスレッドは、スレッドの１サイクルの処理に一定以上の時間がかかっていた場合にアラームを出力する機能を有するwatchdogスレッドとする。タイマー監視手段２３ａ、２３ｂは、スレッドの１サイクルの処理に一定以上の時間がかかっていた場合にアラームを出力する機能を有するwatchdogスレッドを具備し、サーバ１２ａ、１２ｂの入出力部のバッファ２１、２２の残量を監視するスレッドなどの動作が正しく行われていることを監視する。
【００３１】
第２の実施の形態によれば、入出力部のバッファ２１、２２の残量を監視するスレッドなどの動作が正しく行われていることを監視するので、異常状態の非検出の頻度を減らすことができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、サーバ１２ａ、１２ｂにハートビート手段２４ａ、２４ｂを設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３３】
このハートビート手段２４ａ、２４ｂから一定の間隔で定期的に生存確認のためのハートビートの送信を制御用ネットワーク１９を介してアラーム監視装置１６に行う。アラーム監視装置１６はハートビートを受信できないと判断したときは、対象となるビデオサーバ１１は異常状態となったと判断して待機系のビデオサーバ１１への切替えを行う。
【００３４】
第３の実施の形態によれば、ハートビートによりアラームの通信路などの障害により障害発生時の全てのアラームを正しく受信できないことを理由として障害が検知できないことを防止するので、異常状態の非検出の頻度を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるデコーダのバッファの空きバッファ数の監視の説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるデコーダのバッファの空きバッファ数の増加量の監視の説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わるビデオサーバシステムの構成図。
【図６】二重化されたビデオサーバシステムの構成図。
【符号の説明】
【００３６】
１１…ビデオサーバ、１２…サーバ、１３…デコーダ、１４…エンコーダ、１５…ディスクアレイ、１６…アラーム監視装置、１７…切替器、１８…ベースバンド出力、１９…制御用ネットワーク、２０…バッファ監視手段、２１…バッファ、２２…バッファ、２３…タイマー監視手段、２４…ハートビート手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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