JP2012248128A

JP2012248128A - ホットスタンバイシステム及びデータ冗長化方法

Info

Publication number: JP2012248128A
Application number: JP2011121181A
Authority: JP
Inventors: Yuta Eno; 裕太江野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】
本発明の課題は秒単位で復帰可能な二重化システムの構築を可能とすることである。
【解決手段】
主系と待機系のサーバブレードと外部記憶装置において、主系のサーバブレードが外部記憶装置に不揮発性メモリの内容を常に書き出す。待機系のサーバブレードは主系のサーバブレードをpingによって監視し、障害を検知した場合に不揮発性メモリの内容・構成を外部記憶装置から読込み復帰する。
【選択図】図１

Description

本発明は計算機システムにおける冗長化が組まれた情報処理装置に関し、特に、冗長化のためのデータバックアップ装置を情報処理装置の外部に配置するホットスタンバイシステムと、冗長化のためのデータをCPUから直接外部記憶装置へ接続する形態のデータ冗長化方法に関する。

計算機システムでは、一般的に情報処理装置の障害に備えてハードウェアの二重化を行う。その二重化の方式には、コールドスタンバイ、ホットスタンバイが存在する。コールドスタンバイとは同構成のシステムを２系統用意し、そのうちの片方(主系)を動作させ、もう一方(待機系)を主系のダウン時のために未動作状態で待機させておく方式である。ホットスタンバイとは、コールドスタンバイの待機系を動作状態で待機させておく方式である。コールドスタンバイは、ホットスタンバイに比べて主系と待機系の同期が不要なのでコストが安いが、その分システム停止時間が長く、信頼性は低い。

ホットスタンバイの技術概要として、特許文献１に示される、通信パケットを主系と待機系に送信し、主系の障害時には待機系が通信パケット番号を引き継ぐものがある。このように一般的に１つの情報を複数個所に記録させる技術が一般的である。

また、ホットスタンバイの技術においてハードウェアの観点では、特許文献２に示される、システム内部でメモリの情報をミラーリングするものがある。これはＣＰＵの情報をメモリコントローラ経由で複数のメモリへコピーすることで、メモリ情報のホットスタンバイを行っている。メモリコントローラでは情報のエラー検出を行っている。

このように、一般技術としては、ＣＰＵからのデータをメモリコントローラ経由でメモリに格納している。

さて、前述のコールドスタンバイ技術を作用したブレードシステムが知られている。これは、主系の情報をSVPと呼ばれる管理機器にコピーしておき、主系障害時には待機系にSVPから主系の情報をコピーし使用する復帰する。

また、コールドスタンバイ関連技術として特許文献３に示す技術がある。これは、コールドスタンバイ構成に支障をきたすことなく、待機系ブレードのメンテナンスを自動的に行う機能を持つブレードサーバシステムを提供するものである。

特開２０１０−１７６５１１号公報特開２０１０−１０２６４０号公報特開２００８−２１７２２５号公報

従来の二重化技術であるコールドスタンバイの主系・待機系への切り替え時間は数十秒単位であり、秒単位の切り替えができない問題がある。またホットスタンバイではメモリのみのホットスタンバイ技術であり、サーバ単位のホットスタンバイではない。

そこで、本発明の目的はホットスタンバイによりサーバ単位での主系から待機系の切り替えを可能とすることである。

主系サーバと、それと同様のハードウェア構成の待機系サーバと、各サーバのCPUとデータの送受信可能であるSSDにおいて、二重化に対する課題を次の手段で解決する。ここで、読み書き速度が高速なSSDを使用することで、HDDでは不可能である、メモリと記憶装置のミラーリングが可能となる。

まず、主系、待機系それぞれのCPUのデータパスをSSDと接続しておき、データの読み書きを可能な状態にしておく。そして、主系は障害発生時、障害直前の状態に復帰させるため常にメモリへ書き込む情報を、ホットスタンバイプログラムがミラーリング動作を行い常にSSDへ書き込む。待機系は主系の状態を監視し、障害を検知した場合、あるいは手動で系切り替えの指示が出された時、SSDに書き込まれている内容を待機系のメモリにロードし、動作を開始する。

本発明によれば、主系の障害を待機系が検知、あるいは手動で系切り替えを行ったタイミングに、秒単位のオーダーで待機系に切り替る。これより分単位から秒単位で待機系への切り替えが可能になる。

二重化システムの全体像とサーバブレードの構成ホットスタンバイプログラムの動作フローホットスタンバイプログラム用の二重化に関するDB

以下、本発明を適用したサーバブレードシステムについて、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、二重化されたブレードシステムである。サーバブレード１は、二重化するシステムの主系である。サーバブレード２は、二重化するシステムの待機系である。I/O拡張装置３とは、サーバブレード１及びサーバブレード２とSSD４とを接続するための装置である。SSD４は、サーバブレード１の外部に存在し、主系のメモリ内容をバックアップするための記憶装置である。ストレージ５とは、OS・データを格納しているストレージである。FCSW６とは、ストレージ５とサーバブレード１とサーバブレード２とを接続するための中継器である。LANSW７とは、サーバブレード１とサーバブレード２とを接続するための中継器である。TPケーブル８、銅線ケーブル９、及び光ファイバーケーブル１０は、それぞれサーバブレード間接続、SSD接続、ストレージ接続のためのものである。

そして、サーバブレード１は、プログラムを実行するCPU２１、プログラムなどの動作データ３３を一時的に記憶する揮発性メモリ２５、LAN通信のためのNIC２３、FCネットワーク、SSD４との通信に必要なPCI-Eインタフェース２４、ホットスタンバイプログラム３１とホットスタンバイプログラム用データベース３２を有する不揮発性メモリ２２を有する。また、サーバブレード２も、サーバブレード１と同様の構成を有する。

以上の各装置と、図２のフローチャート、図３を用い、ホットスタンバイシステム及びデータ冗長化方法を以下に説明する。

まず、サーバブレードのＣＰＵは、起動後に、不揮発性メモリ２２に記憶されているホットスタンバイプログラム３１を実行する(ステップ４１)。

サーバブレード１は、主系であるかの質問に対し、外部入力によりYESと答えることにより、主系として動作する(ステップ４２)。

主系として動作するサーバブレード１は、揮発性メモリ２５に格納される動作データ３３を、CPU２１からＳＳＤ４へ直接常に書き込むよう動作する(ステップ４３)。即ち、ＳＳＤ４に書き込まれるデータとサーバブレード１の揮発性メモリ２５に格納されるデータとは、常にミラーリングされた状態とされている。

サーバブレード２は、主系であるかの質問に対し、外部入力によりNOと答えることにより、待機系として動作する(ステップ４２)。

待機系として動作するサーバブレード２は、ホットスタンバイプログラムがホットスタンバイプログラム用データベースに監視対象のサーバブレード番号を書き込むことで設定される(ステップ４４)。

監視対象のサーバブレードという設定情報は、図３に示すホットスタンバイプログラム用データベース３２に格納される。待機系のサーバブレードは、主系のサーバブレード１へpingを例えば0.1秒間隔で行い、動作しているか確認する(ステップ４５)。なお、pingの間隔は0.1秒に限定されるものではない。

動作している場合は、pingによるチェックにもどる(ステップ４５)。

pingの応答がで無かった場合、サーバブレード１に障害が発生したと判断し、サーバブレード２は、ＳＳＤ４に格納してあった主系の不揮発性メモリのデータを、待機系の不揮発性メモリに読込み動作を開始する(ステップ４６)。なお、サーバブレード１に障害が発生したと判断する基準は、例えばpingの応答が３連続で無かった場合としてもよく、pingの無応答の回数について特に限定されない。

これにより、待機系のサーバブレード２は、主系のサーバブレード１のデータ・構成情報を引き継ぎ、サーバブレード１と同様に動作する。

１主系のサーバーブレード、２待機系のサーバーブレード、３ I/O拡張装置、４ SSD

Claims

ＣＰＵ及びメモリを有するブレードサーバを複数備えるサーバブレードシステムにおいて、
前記サーバブレードと接続される記憶装置を有し、
主系となるサーバブレードは、
前記メモリに格納されるデータを、前記記憶装置に常に転送し、
待機系となるサーバブレードは、
前記主系のサーバブレードの障害有無を監視し、
前記主系のサーバブレードに障害が発生した場合、前記記憶装置から前記主系のサーバブレードにより転送されたデータを読み出し、
前記読み出したデータを前記待機系のメモリに格納し、
前記格納したデータに基づいて前記主系のサーバブレードの業務を引き継ぐ
ことを特徴とするサーバブレードシステム。
前記サーバブレードと接続される記憶装置は、ＳＳＤであることを特徴とする請求項１記載のサーバブレードシステム。
前記ブレードサーバが有するメモリは、揮発性メモリであることを特徴とする請求項１記載のサーバブレードシステム。
前記待機系のサーバブレードによる障害有無の監視では、
前記待機系のサーバブレードから前記主系のサーバブレードへpingを行い、
前記主系のサーバブレードからのping応答の有無を確認する
ことを特徴とする請求項１記載のサーバブレードシステム。
前記サーバブレードは、記憶装置へのデータ転送速度が揮発性メモリへのデータ転送速度以上であり、
前記記憶装置は、揮発性メモリの読み書き速度以上であること
を特徴とする請求項１記載のサーバブレードシステム。