CN101799781A - 一种集成式双机系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成式双机系统及实现方法，该方法包括步骤：分别将互为热备份的第一服务器的主板、第二服务器的主板与存储控制器进行功能整合，得到第一控制器、第二控制器；规划磁盘阵列，将其划分为一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述第一控制器的操作系统，所述第二区域用以存储所述第二控制器的操作系统，所述共享存储区域在所述第一控制器和/或第二控制器的控制下存储用户数据；将所述第一控制器、所述第二控制器分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，将所述第一控制器经所述系统中板与所述第二控制器相连。该方法能够节约空间、降低用电量、简化部署、降低总体成本。

Description

一种集成式双机系统及实现方法

技术领域

本发明涉及计算机系统设计领域，具体涉及一种集成式双机系统及实现方法。

背景技术

服务器的故障可能由各种原因引起，如设备故障、操作系统故障、软件系统故障等等。一般地讲，在技术人员在现场的情况下，恢复服务器正常可能需要10分钟、几小时甚至几天。从实际经验上看，除非是简单地重启服务器(可能隐患仍然存在)，否则往往需要几个小时以上。而如果技术人员不在现场，则恢复服务的时间就更长了。而对于一些重要系统而言，用户是很难忍受这样长时间的服务中断的。因此，就需要通过双机热备，来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠的服务。

双机热备系统中，使用最多的是基于共享存储(磁盘阵列)方式的双机热备系统。这种磁盘阵列是在两台服务器互为热备的同时，分别与同一台存储系统相连，用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得原有数据。

图1示出了一种传统的基于共享存储方式的双机热备系统，其拓扑模型示意图如图2所示，该系统存在如下缺点：

占用空间大：一般情况下一套双机系统由2台服务器+1台存储系统组成，放在机柜中至少占用5U的空间；

设备用电量高：三台设备一起工作时用电量较高，造成电力浪费；

部署困难：众多的分离设备和外围走线，造成整个系统的部署较为困难；

总体成本高：双机系统内同时需要包含服务器和存储设备(包括存储软件的成本)，使系统的总体成本处于一个较高的水平。

服务器缓存中的数据将很难得到保护：存储系统的缓存一般都有后备电池的保护，使得在断电时数据不会丢失。但是服务器缓存中的数据将很难得到保护，即使有BBU保护，由于数据同时存在于服务器和存储系统的缓存中，来电后如何处理这些分散的数据也是一个难以实现的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种集成式双机系统及实现方法，在保证实现传统双机系统全部功能的同时，能够节约空间、降低用电量、简化部署、降低总体成本。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种集成式双机系统，包括磁盘阵列、系统中板，以及互为热备份的第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，所述第一控制器经所述系统中板与所述第二控制器相连，所述磁盘阵列包括一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述第一控制器的操作系统，所述第二区域用以存储所述第二控制器的操作系统，所述共享存储区域在所述第一控制器和/或第二控制器的控制下存储用户数据。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器是经热插拔接口与所述系统中板相连的。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器，用以对所述共享存储区域进行管理，将运行应用程序所得的用户数据放入共享存储区，以及对外提供服务接口。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器在做PCI-E总线互联时，通过控制所述第一控制器、所述第二控制器缓存数据一致，以实现双机系统的缓存镜像。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器的缓存均配置有一电源。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种集成式双机系统的实现方法，包括步骤：

分别将互为热备份的第一服务器的主板、第二服务器的主板与存储控制器进行功能整合，得到第一控制器、第二控制器；

规划磁盘阵列，将其划分为一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述第一控制器的操作系统，所述第二区域用以存储所述第二控制器的操作系统，所述共享存储区域在所述第一控制器和/或第二控制器的控制下存储用户数据；

将所述第一控制器、所述第二控制器分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，将所述第一控制器经所述系统中板与所述第二控制器相连。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

将连接好的所述第一控制器、所述第二控制器，以及所述磁盘阵列放到一个箱体中。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器是经热插拔接口与所述系统中板相连的。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述第一控制器、所述第二控制器，用以对所述共享存储区域进行管理，将运行应用程序所得的用户数据放入共享存储区，以及对外提供服务接口。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

为所述第一控制器、所述第二控制器的缓存均配置一电源。

本发明提出的一种集成式双机系统及实现方法，将双机系统的中服务器设备和存储设备在功能和结构上进行整合，形成一个独立的基于共享存储的双机热备系统。整合后的双机在空间上做到了合三为一，将过去的三个独立的系统设备合并为一个设备，大大节省了所占用的空间；通过整合系统资源，可以有效节约系统耗电量，实际测试单个系统可节约电能30％左右；从外部看，每个双机系统就是一台机器，大大简化了系统部署的工作量；设备的整合、协议的简化使系统的整体成本降低，是一种性价比极高的双机实现方案。

附图说明

图1是一种传统的基于共享存储方式的双机热备系统示意图；

图2是一种传统的基于共享存储方式的双机热备系统的拓扑模型示意图；

图3是本发明实施例一种集成式双机系统的拓扑模型示意图；

图4是本发明实施例一种集成式双机系统的实现方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明实施方案。

参见图3，该图示出了本发明实施例一种集成式双机系统的拓扑模型示意图，包括磁盘阵列、系统中板，以及互为热备份的控制器1和控制器2，所述控制器1和所述控制器2分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，所述控制器1经所述系统中板与所述控制器2相连，所述磁盘阵列包括一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述控制器1的操作系统，所述第二区域用以存储所述控制器2的操作系统，所述共享存储区域在所述控制器1和/或控制器2的控制下存储用户数据。所述控制器1、所述控制器2是经热插拔接口与所述系统中板相连的。所述控制器是将传统的双机系统的服务器主板和存储控制器融合，具有对所述共享存储区域进行管理，将运行应用程序所得的用户数据放入共享存储区，以及对外提供服务接口的功能。即，所述控制器1是传统的双机系统的服务器1和存储控制器融合，所述控制器2是传统的双机系统的服务器2和存储控制器融合。

较佳地，所述控制器1、所述控制器2在做PCI-E总线互联时，通过控制所述控制器1、所述控制器2缓存数据一致，以实现双机系统的缓存镜像。

较佳地，所述控制器1、所述控制器2的缓存均配置有一电源，可以对缓存数据进行有效的保护。

本发明还提供了一种图3所示集成式双机系统的实现方法，如图4所示，包括步骤：

步骤S401：分别将传统的双机系统中互为热备份的服务器1、服务器2的主板和存储控制器整合到一起，得到控制器1、控制器2；

所述控制器是将传统的双机系统的服务器主板和存储控制器进行功能融合，因此，其同时具备服务器主板的功能和存储控制器的功能，且控制器1、控制器2互为热备份。

具体来说，本发明实施例集成式双机系统的控制器的作用有三个：一、对磁盘阵列中的共享存储区进行管理：这可以通过在每个控制器OS层上安装管理软件实现；二、运行应用：将运行应用程序所得的用户数据放入磁盘阵列中的共享存储区，当然，协调双机系统的双机软件也是应用程序的一种，运行在每个控制器的操作系统上；三、对外提供服务：客户端可以通过以太网访问双机系统，双机系统的对外提供服务的接口为服务器接口(以太网口)。

步骤S402：规划磁盘阵列，将其划分成3个区域，OS1区域、OS2区域，以及共享存储区域；

其中：OS1区域，用于放置服务器1(这里叫控制器1)的操作系统，线路上与新双机系统的控制器1相连；OS2区域，用于放置服务器2(这里叫控制器2)的操作系统，线路上与新双机系统的控制器2相连；共享存储区域，用于放置用户数据，线路上同时与控制器1和控制器2相连。所采用的存储主机协议可以是SAS或者FC，出于成本考虑，建议使用SAS。

步骤S403：将控制器1、控制器2分别经系统中板与磁盘阵列相连，将控制器1与控制器2经系统中板相连；

所述控制器1、所述控制器2是经热插拔接口与所述系统中板相连的。

本发明实施例集成式双机系统的两个控制器的心跳线是直接通过系统中板(PCB板)进行连接实现的，相对于传统的双机热备系统(图2)两台服务器之间互相通信的心跳线(一般情况下是串口线或网线)是通过服务器的外部接口连接的方式，既提高了心跳信号的稳定性，还可以防止线体脱落或人为拔线事件的发生。

较佳地，本发明实施例集成式双机系统中两个控制器做PCI-E总线互联时，还可以实现双机系统的缓存镜像(即使系统两个控制器缓存中的数据始终一致，可通过软件实现)，使双机热备系统真正做到无缝切换(数据不丢失)，还会大大缩短双机热备系统一个节点宕机后的切换时间。

步骤S404：将连接好的控制器1、控制器2，以及与磁盘阵列放到一个共同的箱体中。

较佳地，本发明实施例集成式双机系统还将服务器和存储系统的电源进行了有效地整合，如果需要，对双机系统的每个控制器的缓存配置BBU，可以对缓存数据起到有效的保护作用。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成式双机系统，其特征在于，包括磁盘阵列、系统中板，以及互为热备份的第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，所述第一控制器经所述系统中板与所述第二控制器相连，所述磁盘阵列包括一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述第一控制器的操作系统，所述第二区域用以存储所述第二控制器的操作系统，所述共享存储区域在所述第一控制器和/或第二控制器的控制下存储用户数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器是经热插拔接口与所述系统中板相连的。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器，用以对所述共享存储区域进行管理，将运行应用程序所得的用户数据放入共享存储区，以及对外提供服务接口。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器在做PCI-E总线互联时，通过控制所述第一控制器、所述第二控制器缓存数据一致，以实现双机系统的缓存镜像。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器的缓存均配置有一电源。

6.一种集成式双机系统的实现方法，其特征在于，包括步骤：

分别将互为热备份的第一服务器的主板、第二服务器的主板与存储控制器进行功能整合，得到第一控制器、第二控制器；

规划磁盘阵列，将其划分为一第一区域，一第二区域和一共享存储区域，所述第一区域用以存储所述第一控制器的操作系统，所述第二区域用以存储所述第二控制器的操作系统，所述共享存储区域在所述第一控制器和/或第二控制器的控制下存储用户数据；

将所述第一控制器、所述第二控制器分别经所述系统中板与所述磁盘阵列相连，将所述第一控制器经所述系统中板与所述第二控制器相连。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

将连接好的所述第一控制器、所述第二控制器，以及所述磁盘阵列放到一个箱体中。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器是经热插拔接口与所述系统中板相连的。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述第一控制器、所述第二控制器，用以对所述共享存储区域进行管理，将运行应用程序所得的用户数据放入共享存储区，以及对外提供服务接口。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

为所述第一控制器、所述第二控制器的缓存均配置一电源。

Images