CN1539232B - 数据处理装置的耦连装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理装置的耦连装置，用于把与网络连接的第一数据处理装置与至少一个同样地与该网络连接并且具有耦连装置的第二数据处理装置相连接，其中第二数据处理装置不在网络中标示出。耦连装置的特征在于，可以通过它与第二数据处理装置相关联地提供可供使用性增高的功能。

Description

数据处理装置的耦连装置

技术领域

本发明涉及数据处理装置的耦连装置，用于把与网络连接的第一数据处理装置与至少一个同样地与该网络连接并且具有耦连装置的第二数据处理装置相连接，其中第二数据处理装置未在网络中标示出。

背景技术

传统的网络最主要地用在通信中。这种网络的特征在于，它们具有所谓的“端对端控制”。这就是说可以确定从起始点到端点的物理连接。网络元件的状态总是明确地定义的。这种网络的优点在于，可以实现非常可靠的传输通路，其中传输只经过非常可靠的部件引导。这也就是通过单个网络组成部分的极高可靠性并且通过高度发展且因此昂贵的网络引导系统达到。

这样的网络的缺点在于，一方面是高度的复杂性，另一方面由于严格地定义设备参数而限制业务性能(Diestleistung)。这最后在整体上导致高成本/性能比。

另一个缺点在于，可以投入到网络中的业务能力通过所述网络和元件自行定义，并且从而只有限地提供。在这样的网络中不提供顾客的关系和灵活的业务性能。

与迄今为止分隔开的网络的连接相关联建立所谓的IP网络(IP＝因特网协议)，所述的IP网络也针对要提供的业务性能方面的新要求。这些与智能节点、大量的服务器和存储在其上的数据相联系，它们可一起对实现业务性能共同起作用。以分组交换方式进行数据传输。在此把要传输的数据量划分到分开地传输的单个分组中。在接收机中把这些分组重新组合起来。数据处理装置没有在网络中标示出。这样地理解带有不标示出的数据处理装置的网络：在其中各个数据处理装置没有向中心位置注册且不可在中心位置配置。相反所谓的群集不落入这种网络种类中，因为在群集网络中各个数据处理装置准确地可知并且被配置了。在这种情况下确切的硬件配置和设备类型对于连接在一起的数据处理装置的功能能力有重大的意义。

通过带有未标示出的数据处理装置的网络的这样的IP网络，得出对于在网络中提供业务性能全新的边界条件。业务性能并非一定取决于网络中的传输机制。可以传输多媒体内容。因为不必实时地传输数据，传输可以用动态的带宽进行，还可以在进行业务性能的过程中改变所述的动态带宽。在此数据传输和业务彼此分开并且可以由不同的供应商提供。在此，业务性能的编址可以逻辑地也可以按内容进行。

IP网络本身也有缺点。从而不可能达到在网络内部的端对端控制以及与之相关联地提供高度可用的连接和节点，因为在经过它进行数据传输的网络的内部的节点可以动态地确定。尽管在传统的电信网络中整个网络或者至少网络的一个较大的部分属于一个运营商并且由他管理，然而网络元件、业务性能和其所属内容在一个IP网络中属于许多不同的持有者。因此也不可能有端对端控制。网络限制到仅以达到可用性增高的非常功能强大的部件，网络的开放性和自由访问业务性能以及自由地引入业务性能相矛盾。失去了由于任意部件可集成化得到的成本优势。

在IP网络中存在的问题也就是，不能够确保常常要求的高度可用性。提高单个网络节点的可用性不能充分提高所有要提供业务所需要的或者采用的部件的整个系统的可靠性。不能够产生所有有关的网络组成部分的可靠性，因为它们过多，此外还可以分布在全世界。可靠性也不能够通过规定端对端控制达到，因为这没有设置在IP网络中并且得不到所需要的管理程序。

该问题的公知的解决方法是采用经典的电信网络的概念以及其在IP网络中的应用。然后例如可以由一定的运营商提供容易出故障的洲际连接，而其余的、洲内的路线经过因特网展开。通过由使用者选择一定的运营商经IP网的连接可满足一定的质量标准。然而这却又丢失了IP网络的灵活性。

另一种解决方案的可能性是所谓的智能网。在这种网络中限制了可提供的业务性能的方式。智能网被备份在数据库上并且构成一种置于电话网络之上的层。中心数据库的可用性可以通过在选取业务性能大的节点中使用群集技术保证。但是这样做的结果要有极大的业务性能节点并且可能影响单个节点的功能。

“智能”的未来基于IP的网络却不局限在中心节点上而是分布在IP网络的所有网络组成部分上，从而在单个节点上采取的措施是远不充分的。

另一个问题在于，通过用可用性增高的功能装备硬件只改善了硬件的可用性。然而业务性能的灵活性却取决于软件实施，其中要注意的是，所有故障的约40％是软件引起的。单纯改善硬件状态只部分地提高业务的可用性。

在电子商务中普遍地一或多重地复制节点，以降低节点失灵的作用。这种用于个别节点上的概念，在错综复杂的业务性能中是不够的，因为必须要大量的节点提供这样的业务性能。

发明内容

因此本发明的任务是给出耦连装置，用之可以把数据处理装置连接在网络上，并且通过这种耦连装置可以高度可靠地提供业务性能。

所述的任务通过前序部分所述技术的数据处理装置的耦连装置解决，其特征在于通过耦连装置可以与第二数据处理装置相关联地提供可用性增高升高的功能。

所述数据处理装置，具有通信接口，用于把分配给第一网络节点的数据处理装置与网络进行连接；耦连装置，用于以与至少另一个被分配给另一个网络节点的、与该网络相连接的并具有耦连装置的数据处理装置相关联的方式提供可用性增高的功能，其中通过所述耦连装置将该数据处理装置与虚拟群集进行耦连。

所述的数据处理装置，冗余地提供该至少另一个数据处理装置的定时器对象作为所述数据处理装置的耦连装置的可用性增高的功能。

所述的数据处理装置设有多个用于通过与不再响应的该至少另一个数据装置耦连来终止可用性增高功能的装置。

通过根据本发明的耦连装置可以如此装备任意的未在网络中标示出的数据处理装置：使得能够通过这种数据处理装置的共同作用达到高度的可用性。用根据本发明所述的耦连装置汇接多个数据处理装置以提供可用性增高的功能在下文中称为“虚拟群集”。

从而根据本发明耦连装置的优点在于，可以使用标准化的硬件部件，在对这些标准化的硬件部件没有特殊的要求。没有必要校准数据处理装置的硬件。

另一个优点在于可以通过远距离安装添加所述耦连装置，因为可以涉及纯软件成分。建立带有不在网络中标示出的数据处理装置的网络，仅须从不同数据装置中的一个位置用根据本发明所述的耦连装置完成。从而可以从一个中心的位置建立具有高度可供使用特性的网络。

此外，相对于地常规的群集中一个数据处理装置只能属于一个群集，在具有根据本发明所述的耦连装置的“虚拟群集”的情况下一个数据处理装置也可以属于多个逻辑群集。

本发明的其它有利的扩展在具体实施方式中进行说明。

附图说明

下面借助于实施例详细地说明本发明。附图中：

图1在展开多个节点上分布的业务时IP网络的原理结构，

图2具有常规的群集的节点的结构，

图3具有多个带有根据本发明所述的耦连装置的节点的网络的安排，

图4-7通过使用带有根据本发明所述节点的耦连装置进行的业务展开时多达7个不同的阶段。

具体实施方式

在图1中用户计算机A的使用者，下文称为“客户”请求IP网络中的业务性能。所述的IP网络是带有不标示出的节点的网络，如在说明书前言中所述。客户A的请求首先抵达节点K1，节点K1不能够单独提供所请求的业务。在此节点K1向节点K2转送另一个请求以提供节点1不能够胜任的业务的组成部分。节点K2也不能够提供要满足客户A的请求的所有业务，并且把部分任务转送到节点K3。从而为满足使用者的请求需要K1至K3的三个节点的链。

节点K1至K3一般地既不归单个使用者所有，也不由单一的硬件和软件组成。在此节点K1至K3的可靠性一般很不相同。例如节点K3可以是多个服务器的群集，其费用支付在一个银行进行，以结算由客户A所请求的业务性能。在此高度可供使用的群集可达到99.999％的可靠性，这相当于每年有5分钟的故障时间。然而在客户A的角度上看却只有由三个节点K1、K2和K3组成的整个链的可靠性才有意义。如果单单节点K3高可供使用地配备，并不必然地因此对整个的业务性能有可用性增高。

为了使单个的节点高可用性，可以考虑根据图2的群集方案。群集的每个服务器具有一个硬件HW、一个操作系统OS和一个群集软件或群集硬件。服务器互相连接，其中群集软件/群集硬件控制高可用性的功能。

不同服务器的整体，也就是群集这时与网络连接，在本例中是与IP网络连接。这样，所述的节点通过设置局部措施以可用性增高而高度可供使用。与此相关联“局部”还可意味着例如涉及企业的内连网，在所述的企业内连网中多个服务器连接成群集，尽管它们在空间上是分开的。在此意义上把局部理解为已知硬件和系统配置并且相互调整。进行整个系统管理和群集管理。群集的全部数据在中心位置上是已知的并且是可调用的。

图3中示出如本发明所述可能装备的高度可供使用的配置。有迄今通过局部措施高度以可供使用方式配置的节点(节点1)。节点1的可用性可以通过附加设置附加的根据本发明的耦连装置而进一步地提高，通过所述的耦连装置可以实现经过IP网络与其它节点连接的可用性增高的功能。

同样可以添加本身不包含局部群集的简单节点，通过添加耦连装置使之有高可用性，所述的耦连装置使之可以与其它的节点耦连并且实现可用性增高的功能。在图3的例子中节点2和3的耦连可以经过根据本发高明的耦连装置并且IP网络同样得出可用性增高，如节点1处的局部群集所单独地观察到的那样。

这样地设计耦连装置的功能范围：使得局部群集的通常的功能也可以供根据本发明所述的虚拟群集使用。在一个局部群含有附加地投入所述耦连装置的情况下不论是局部层面上还是在IP网络上都有可用性增高的功能。

可用性增高的功能可以例如在于设有向第二数据处理装置进行存储复制用的装置。也就是一个数据处理装置的存储器总是映射到第二处理装置，从而在第一数据处理装置失灵时或者在此处有干扰时，可以追溯存储复制，以重新产生出现干扰前的状态。第二个可用性提高功能的可能性在于，在第一和第二数据处理装置上同时进行计算然后比较其结果。在不同的结果时可以判断存在失误并且引入相应的失误处理措施。此外，可用性增高的功能普遍地要提供定时器对象的冗余。此外还可以规定相应另一个数据处理装置的可响应性的对方监测。由此可以确定，如果数据处理装置之一不按规定工作时其它的数据处理装置可以承担该待处理的任务。供选择地可以干涉所述其它的数据处理装置停止不再起作用的应用程序。

在此处还可以规定许多其它的领域内普通技术人员谙熟的并且由本发明所包含的功能，

所有这些功能都可以用软件实现。根据本发明的耦连装置的一个巨大的优点在于不必要对系统作深刻的改造。此外有利的是可以进行所述耦连装置的远程安装。这一切中最为重要的是对其它的数据处理装置，这在如因特网的IP网络中按规律是这样的。

下面借助于一个应用情况说明如何充分利用根据本发明的耦连装置的可能性。

该举例涉及旅行预定业务。在此应当预订暂时还没有详细地确定的旅行并且付款。在客户A处使用者在IP网络(图4)中的第一节点SX1处进行查询。这个节点例如可以是业务供应商的服务器。为了展开全面的旅行预订进行以下的查询。

-通过在不同的业务供应商处查询找出一个旅行，

-选取感兴趣的旅行的部分，并且通过访问相应的业务供应商查询出价目，

-选取一个旅行并且进行预订

-为顾客做好旅行的书面材料并且向顾客提供帐单。

如图4中所示，在完成该部分任务的过程中由不同的业务供应商的不同服务器必须协同工作。

在图5中在客户A的使用者转向业务供应商节点SX1。SX1例如可以是旅行业者的网址。客户A是用于与因特网变换数据的PC机。在与SX1接触后SX1认识到实现所请求的旅行业务提出高的可提供性要求的。在该服务器失灵后业者可能会失去顾客从而失去要达到的营业额。因此必须确定所述的业务是在高度可供使用的环境中运行的。取代于按照图2装备的可提供性增高的节点，节点SX1转向两个对之已知的相邻节点SU和SX2，它们同样可以进行“旅行预订”业务。

怎样识别可以提供相同业务的节点不是本发明的内容，所以在此不作进一步说明。一个简单的可能性是通过一个共同的，在改变时双方要相互更新的表来管理这种业务。同样地可以假定，只把在其上已经安装了所请求的的节点登记在表中。也可以是这样的关系：可以通过节点SX1进行业务的远距离安装。例如在大范围分布的对等网络方案中在进行音乐交换或者进行大规模的共同计算算法时采用这个方案。

在步骤2a节点SX1首先向节点SU询问该节点是否已经能够起节点SX1的备份的作用。节点SU的回答是否定的。可能的原因是，该节点已经过载或者访问时超过了最高允许限度。另一个可能是SX1与SU之间冗余连接出错或者通信带宽不够。

在随后的步骤2b中节点SX1转向节点SX2并且在此得到肯定的答复。于是SX1和SX2有可能进行暂时的虚拟连接，也就是说构成一个虚拟群集NX。这引起以客户A开始的所谓的会话在节点SX2被复制，这就是说在客户A与SX1之间交换的数据在节点SX2上复制成上下文并且在SX2上的处理配置成在节点SX1上的相同过程的备份。

所述的设置在作用一种数据库的过程中进行，通过统一的接口管理所述的数据库。为此提供有专门的编程器接口。对此重要的设置参数为

-过程及其在虚拟群集中的功能

-节点(例如SX1和SX2)之间的连接和其参数；通常在节点之间插入高速网络例如吉兆位的以太网或者100baseT的以太网。

-受管理的对象(上下文、时钟、数据等等)的名称协定，

-监测参数(例如，到确定系统下降时的等待时间)，

-关于要监测的对象和所属的恢复措施的音频参数

-通报事件和报警的通报信道和

-统计信息的档案

在步骤2的结尾处有下面的情况。通过询问不同的业务供应商查找出所希望的旅行。所感兴趣的旅行的选择例如是凭借报价通过访问相应的业务供应商进行。在此SX2被配置成SX1的备份并且在出故障时也能保证所要求的可用性。现在节点SX1受客户A之获取不同旅行供应商的具体建议，这些建议也含有对特定约期的可用性，并且向客户A提供以进行选择。

在图5中节点SY1、SY2和SY3表示不同的旅行供应商。也就是在此访问没有接入的虚拟群集NX的节点。查询旅行供应商的步骤3a、3b、3c与选取节点SX1还是SX2无关，因为这两个节点通过构成群集可以看作对于进行查询是等价的。

旅行预订的另一个阶段在图6中示出。在步骤4进行旅行的具体选择并且实现预订。对此假定，三个节点SY1、SY2或者SY3之一具有所希望的提议。在此例中假设这是节点SY1。由于预定旅行的财务意义节点SY1必须也是高度可供使用的，并且因此与第二节点SY2进入提供或供使用性提高的功能所必须的连接。这可以通过如根据本发明的耦连装置在节点SY1和SY2办到。

SY1在此前已经确定SY2为备份计算机(步骤5)。也就是SY2已经与SY1是高可用性的关系并且从而与之构成虚拟群集NY。一个有利的特殊性是，SY2和SX2可以是相同的。也就是相同的节点既可以是虚拟群集NX的组成部分也可以是虚拟群集NY。在此也存在相对常规局部群集的优势，因为在常规的群集中一个节点或服务器不可能捆入两个群集中。

在SY1出错的情况下，在节点SX1的预订查询可以转到SY2。这在图6中如此示出：在两个虚拟群集NX和NY之间存在步骤4的连接，而不是在该群集的特定节点之间。如果除了SY1以外SX1也失灵，客户A的查询单独由节点SX2＝SY2回答，因为在此既进行对客户A的连接服务也有客户选取的预定服务。

图7的说明中最后在步骤6和7中提供给顾客的旅行资料并且对顾客提出帐单。如果希望还可以进行在线结帐。

首先在步骤6中查找适于进行预订和结算的节点。这例如由顾客指定用于自动结帐的银行得出。

这样的一个节点是图7中的节点SZ1。与前述步骤不同的是在此示一种配置其中所请求的业务在一个完全不一样的虚拟群集中进行。当然对高度可用性重要之处在于连接6也有冗余，以在出错的情况下也可以利用多个连接线路。这属于选择适当的合作节点。此外要注意，网络NX不再对网络NZ有直接的关系，所述网络NZ通过节点SZ1和第二节点SZ2构成。这在于，选取的网络NY中的旅行业务供应商采用网络NZ中的预订业务性能。此外旅行供应商没有对网络NZ进行控制或者关于该网络NZ的信息。

在该虚拟群集NZ内部或者对其产生可以再要求多个步骤。例如节点NZ1首先设法联系节点SZa或者节点SZb，以与之建立虚拟群集。在一所银行的范围内可以设想，SZa不适于进行预订，而只适用于提供顾客信息。因此构成群集的可能性由于节点SZa的相应配置受阻碍。

当然在虚拟群集NZ的内部还可以在出错的情况下在不同的节点之间切换，如果这有相应的高可用性。

在上述的使用情况下也就是链路的每个环节对于实现复杂的业务有高可用性。这不是通过单个节点与群集高可供使用地配备达到的，而是通过与其它的节点灵活地连接达到的，其中节点各有相应的根据本发明所述的耦连装置，通过所述的耦连装置在连接两个节点时提供可用性高的功能。

在一些情况下可能由呼叫的节点或者用户透明地识别哪些节点刚好捆入或者说是活动会是有利的。因此把节点的物理地址或者数据处理装置的地址翻译成逻辑地址是一种有利的可能性。在此所述的物理地址可以是预定的或者是可自动地得出的。此外如果事件通报和报警通报经统一的信道引导并且是可中心地接入是有利的，从而可以自动或者手工地引入适当的对策，例如中断(abruch)业务性能。

并非总能够着眼于有可以带来相同业务的第二节点或者第二数据处理装置，并且此外还有根据本发明所述的耦连装置，以与第一节点进入可用性提高的连接，也就是建立虚拟的群集。在此还要指出有利的是，根据本发明的耦连装置只通过软件实现。于是可以在虽管提供所查询的业务但是没有根据本发明所述的耦连装置的节点上进行远距离安装确实是这种的耦连装置。从而在建立虚拟群集时给出尽可能大的灵活性。

所说明的应用情况在IP网络中运行，也就是说在因特网中运行。但是本发明并不局限于此。如果要在具有示标示同的数据处理装置的网络中建立群集时总是可以诉诸于本发明。

Claims (10)

1.数据处理装置，具有：

-通信接口，用于把分配给第一网络节点的数据处理装置与网络进行连接和

-耦连装置，用于以与至少另一个被分配给另一个网络节点的、与该网络相连接的并具有耦连装置的数据处理装置相关联的方式提供可用性增高的功能，其中：

所述至少另一个被分配给另一个网络节点的数据处理装置没有向中心位置注册且不可在中心位置配置，并且

通过利用所述耦连装置把所述被分配给第一网络节点的数据处理装置与所述至少另一个被分配给另一个网络节点的数据处理装置进行汇接来提供虚拟群集。

2.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，通过所述耦连装置自动地提供可用性增高的功能。

3.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，设置一个从所述数据处理装置到该至少另一数据处理装置的存储复制作为所述数据处理装置的耦连装置的可用性增高的功能。

4.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，可以执行一个在所述数据处理装置和该至少另一个数据处理装置上的并行计算作为可用性增高的功能。

5.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，作为可用性增高的功能，可以由所述数据处理装置把该至少另一个数据处理装置的物理地址翻译成逻辑地址，所述的物理地址可以是规定的也可以是自动得出。

6.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，作为可用性增高的功能，可以经统一的信道引导事件通报和警告通报并且可以中心地访问，从而可以自动或者人工地引入适当的对策。

7.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，作为所述数据处理装置的耦连装置的可用性增高的功能，冗余地提供该至少另一个数据处理装置的定时器对象。

8.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，作为所述数据处理装置的耦连装置的可用性增高的功能，监测该至少另一个数据处理装置的响应性。

9.如权利要求8所述的数据处理装置，

其特征在于，设有多个用于通过与不再响应的该至少另一个数据装置耦连来终止可用性增高功能的装置。

10.如权利要求1所述的数据处理装置，

其特征在于，作为所述数据处理装置的耦连装置的可用性增高的功能，可以自动从所述数据处理装置向至少另一个数据处理装置进行管理程序单元的安装。

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