KR100228306B1 - 핫-스탠바이 이중화 장치 및 그의 구현 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 시스템의 이중화 장치 및 그 구현 방법에 관한 것으로, 특히 비정상적인 에러 상황이 발생하였을 경우라도, 그 제어 모듈이 수행해야 하는 기본 기능은 중단됨이 없이 모듈 복구가 이루어질 수 있도록한, 핫-스탠바이 이중화 구현 방법 및 이중화 장치에 관한 것이다.
종래의 동시 쓰기 방법은 운용중에 액티브 모듈에 비정상 에러 상황이 발생하면 스탠바이 모듈은 이를 감지하여 처음 전원이 인가되었을 경우와 같이 초기화 데이터를 하드 디스크로부터 읽어들여 초기화 작업을 수행하게된다. 그러나, 액티브 모듈이 되기까지 소요되는 시간이 너무길어 지속적으로 이루어져야 하는 기본 기능들이 일시적으로 정지되는 현상이 발생하여 시스템 신뢰성에 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은, 핫-스탠바이 이중화 방법을 이용하여 상대 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 복사해줄때 생기는 신규 데이터까지 바로 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 적용되므로 메모리에 복사중 수행되어야 하는 기본 기능에는 전혀 지장이 없고, 또한 동일한 주소를 사용하여 복사하므로 자기 메모리의 데이터를 읽어 자기 및 상대 보드의 메모리에 두번 쓰기하는 작업을 요구하지 않는다.
Description
본 발명은 통신 시스템의 핫-스탠바이 이중화 장치 및 그의 구현 방법에 관한 것으로, 특히 비정상적인 에러 상황이 발생하였을 경우라도, 그 제어 모듈이 수행해야 하는 기본 기능은 중단되지 않음과 동시에 장애 모듈의 복구가 이루어질 수 있도록 한, 핫-스탠바이 이중화 구현 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 통신 시스템의 신뢰성(reliability)과 견고성(survivability)을 유지하기 위하여 같은 기능을 하는 두개의 모듈을 이용한 이중화 구조를 사용한다.
상기 두개의 모듈중에서 하나는 실제적으로 통신 서비스를 제공하는 액티브 모듈(Active Module)로 동작하고, 다를 하나는 대기 상태에 있는 스탠바이 모듈(Standby Module)이 된다.
상기 액티브 모듈이 동작중에 모듈의 탈장/실장 및 소프트웨어적인 절체(Switchover) 동작에 의해서 더이상 연속적인 서비스를 제공하지 못하는 경우, 모든 권한을 대기 상태에 있는 스탠바이 모듈에게 넘겨주어 액티브 모듈에 장애가 발생하였을 경우에도 연속적으로 통신 서비스를 제공할 수 있게된다.
종래 이중화 방법으로 사용되는 동시 쓰기(Concurrent Write) 방법은 액티브 모듈에만 프로그램을 운용하고, 스탠바이 모듈에는 소프트웨어적인 작업이 전혀 없게된다.
즉, 이중화 관련 데이터만이 액티브 모듈에 의해서 지속적으로 갱신(update)된다는 것을 의미한다.
상기 동시 쓰기 방법은 운용중에 액티브 모듈에 비정상 에러 상황이 발생하면 스탠바이 모듈은 이를 감지하여 처음 전원이 인가되었을 경우와 같이 초기화 데이터를 하드 디스크로부터 읽어들여 초기화 작업을 수행하게된다.
단, 이중화 관련 데이터는 이미 갱신되어 있는 액티브 모듈의 것을 사용하기 때문에 추가적인 갱신 작업은 필요없게된다.
그러나, 스탠바이 모듈이 액티브 모듈로 절체되는 소요시간인 절체 타이밍 시간이 너무길어 지속적으로 이루어져야 하는 기본 기능들이 일시적으로 정지되는 현상이 발생하여 시스템 신뢰성에 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 창안된것으로, 비정상적인 에러 상황이 발생하였을 경우라도, 그 제어 모듈이 수행해야 하는 기본 기능은 중단됨이 없이 모듈 복구가 이루어질 수 있도록 하기 위해서 핫-스탠바이 이중화 장치 및 그 구현 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 주 제어 블럭의 이중화 구성도
도 2는 본 발명에 의한 이중화 제어 신호를 나타낸 도
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핫-스탠바이 이중화 구현 방법은, 액티브 상태 모듈은 ACT* 신호를 표명(Assert)하여 자기가 활성화 보드임을 보드내의 로직과 상대방의 스탠바이 상태 모듈에게 알려주는 과정과, 두개의 이중화 모듈은 스카시(SCSI;Small Computer Small Interface) 인터페이스를 통하여 연결된 하드디스크에서 초기화 데이터를 받아오는 과정과, 상대방측으로 SYNC* 데이터 신호를 전송하여 상대의 초기화 프로그램 준비 상태를 알려주는 과정과, 상기의 SYNC* 신호에 의해서 이에 따라 두 모듈 모두가 동일한 시점에서 동일한 프로그램을 수행하는 과정과 동일한 데이터를 메모리내에 저장하는 과정과, LAN으로 동일한 데이터가 전송되는 경우 동일한 IP 주소를 가진 데이터가 충돌하게 되므로 이를 막기 위해서 스탠바이 상태 모듈의 LAN 정합 부분에서 송신 채널을 막아주는 과정과 동작중에 비정상적인 장애가 발생하였을 경우, 스탠바이 모듈이 그 상태를 감지하여 액티브 모듈로 전환하는 과정과, 동시에 막혀있던 송신 채널을 열어주는 과정과, 스탠바이 상태 모듈의 메모리 작업을 막기 위해서 DCMODE* 신호를 표명 시켜서 메모리 쓰기 작업을 막는 과정과, 장애 요인이 복구된 모듈은 재실장이 되고, 이를 비활성 모듈로 만들어 주기 위해서 액티브 모듈은 현재 자기 메모리의 내용을 그대로 복사하는 과정으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 핫-스탠바이 이중화 장치는, 외부 자원에 대한 LAN 정합 기능을 수행하는 LAN 드라이버와, 하드 디스크 정합 기능을 수행하는 SCSI 인터페이스와, 각 제어 보드의 구성요소를 제어하고 송수신 데이터를 처리하기 위한 CPU 장치와, 데이터와 프로그램을 저장하기 위한 메모리로 구성되는 액티브/스태바이 모듈과, 각 제어 보드를 연결하는 이더넷(Ethernet)와 각 제어 보드사이의 제어 신호를 전송하는 이중화 버스를 포함하여 이루어진다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 핫-스탠바이 이중화 방법의 주 제어 블럭 구성도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 제어 보드(A,B)의 각각은 외부 자원으로 LAN 정합 기능을 수행하기 위하여 외부의 이더넷과 연결되는 LAN 드라이버가 존재하고, 하드 디스크 정합 기능을 수행하기 위하여 SCSI 인터페이스를 가지게 된다.
또한 각 제어 보드의 구성요소를 제어하고, 송수신 데이터를 처리하기 위한 CPU 장치와 데이터와 프로그램을 저장하기 위한 메모리와 두개의 모듈사이의 제어 신호를 전송하기 위한 이중화 버스로 구성된다.
스탠바이 상태의 보드는 액티브 보드와 같이 동일한 데이터와 동일한 프로그램을 이용하여 운용되지만, 송신 데이터의 경우에 있어서는 하드웨어적으로 막히게된다. 이는 액티브 보드만이 유효한 데이터를 전송할 수 있도록하기 위한 것이다.
핫-스탠바이 이중화 방법은 이중화 되어 있는 2개의 제어 모듈이 비록 전원을 입력한 후 액티브/스탠바이 모듈이 결정된다고 할지라도, 동일한 프로그램이 각 보드에 운용되면서, 비정상적인 에러 상황이 발생하였을때 시간상, 외형상 아무런 변화없이 스탠바이 모듈이 활성화 모듈의 역할을 대신하는 방법이다.
이는 종래의 이중화 방법에서 나타나는 절체 타이밍 시간을 줄여줄 수 있다. 또한 액티브 모듈의 스탠바이 모듈의 메모리 쓰기 싸이클에서 사용된, 구분된 주소할당까지 이방법에서는 구분하지 않으므로서 소프트웨어적인 측면에서 편의성을 제공한다.
시스템의 제어 보드(A,B)에 전원이 인가되면 소프트웨어적으로 제어보드 A가 액티브 상태가 되고, 액티브 상태 모듈은 도 2의 ACT* 신호를 표명 하여 자기가 활성화 보드임을 보드내의 로직과 상대방의 스탠바이 상태 모듈에게도 알려주게된다. 상기 두개의 이중화 모듈은 SCSI 인터페이스를 통하여 연결된 하드디스크에서 초기화 데이터를 받아오고, 상대방측으로 SYNC* 데이터 신호를 전송하여 상대의 초기화 프로그램 준비 상태를 알려주게된다.
상기 SYNC* 신호는 각 보드의 인터럽트 신호의 역할을 하여 두 모듈 모두 초기화 프로그램을 하드디스크로부터 모두 수신하였을 경우에는 액티브 상태 모듈은 SYNC* 신호가 표명 되고, 이에 따라 두 모듈 모두가 동일한 시점에서 동일한 프로그램을 수행하게 된다. 외부 이더넷을 통하여 전송되어온 데이터는 두 모듈에 의해서 동시에 처리되고, 외부 이더넷을 통하여 나가는 데이터는 동시에 처리되어 액티브 모듈에서만 외부로 전송된다.
이는 동일한 데이터를 메모리내에 저장하기 위함이고, LAN으로 동일한 데이터가 전송되는 경우 동일한 IP 주소를 가진 데이터가 충돌하게 되므로 이를 막기 위해서 스탠바이 상태 모듈의 LAN 정합 부분에서 송신 채널을 디저블시킨다.
상기와 같은 동작에 의해서 소프트웨어적인 측면에서는 액티브/스탠바이 상태 모듈을 구분하지 않고 처리할 수 있고, 송신 채널만을 막아주면 된다.
상기와 같은 동작중에 비정상적인 장애가 발생하였을 경우, 스탠바이 모듈이 그 상태를 감지하여 액티브 모듈로 전환됨과 동시에 막혀있던 송신 채널을 열어주어 시간적으로 지체하지 않고, 액티브 상태 모듈로 동작할 수 있다.
장애가 발생한 모듈의 장애 복구 과정은 상기 절체 과정을 수행하면서 동시에 이루어진다. 상기 장애 요인이 복구된 모듈은 재실장이 되고, 이를 비활성 모듈로 만들어 주기 위해서 액티브 모듈은 현재 자기 메모리의 내용을 그대로 복사하는 기능을 수행한다. 이는 시스템이 제공하는 기본기능을 수행하면서 이루어져야 하고, 복사중에 발생되는 신규 데이터 역시 스탠바이 상태 모듈의 메모리에도 적용하여야 한다.
따라서, 액티브 상태 모듈이 복사에 들어가기에 앞서 스탠바이 상태 모듈의 메모리 작업을 막기 위해서 DCMODE* 신호를 표명 시켜서 메모리 쓰기 작업을 막고, 액티브 상태 모듈의 메모리 주소가 0x0 ~ 0x3FFFFFF(64 MByte)라고 하였을 경우, 64 Mbyte의 데이터를 복사하기 위한 별도의 방법을 사용하는 것이 아니라, 자기 주소의 데이터를 읽고, 그 주소에 데이터를 쓴다.
상기 방법은 하드웨어 로직은 DCMODE* 신호가 표명된 상태에서 발생하는 메모리 쓰기 작업에 대해서는 상대 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 연결된 주소 버스 및 데이터 버스를 통해 그 데이터가 그대로 쓰여지게된다.
상기 방법에 의해서 복사중에 발생하는 신규 데이터에 대해서도 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 똑같은 데이터가 쓰여지게된다.
상기한 바와 같은 구성에 의해서 본 발명은, 상대 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 복사해줄때 생기는 신규 데이터까지 바로 스탠바이 상태 모듈의 메모리에 적용되므로 메모리에 복사중 수행되어야 하는 기본 기능에는 전혀 지장이 없고, 또한 동일한 주소를 사용하여 복사하므로 자기 메모리의 데이터를 읽어 자기 및 상대 보드의 메모리에 두번 쓰기하는 작업을 요구하지 않는다.
Claims (4)
- 액티브 상태 모듈은 ACT* 신호를 표명 하여 자기가 활성화 보드임을 보드내의 로직과 상대방의 스탠바이 상태 모듈에게 알려주는 과정;두개의 이중화 모듈은 SCSI 인터페이스를 통하여 연결된 하드디스크에서 초기화 데이터를 받아오는 과정;상대방측으로 SYNC* 데이터 신호를 전송하여 상대에게 초기화 프로그램 준비 상태를 알려주는 과정;상기 SYNC* 신호에 의해서 액티브 상태 모듈 및 스탠바이 상태 모듈이 동일한 시점에서 동일한 프로그램을 수행하는 과정;동일한 데이터를 메모리내에 저장하는 과정과 LAN으로 동일한 데이터가 전송되는 경우 동일한 IP 주소를 가진 데이터가 충돌하는 것을 막기 위해서 스탠바이 상태 모듈의 LAN 정합 부분에서 송신 채널을 막아주는 과정;상기 과정을 마친 후, 정상 동작중에 액티브 모듈의 비정상적인 장애가 발생하였을 경우, 스탠바이 상태 모듈이 액티브 상태 모듈로 전환됨과 동시에 스탠바이 모듈의 LAN 드라이버에 막혀있는 송신 채널을 열어주는 과정;스탠바이 상태 모듈의 메모리 작업을 막기 위해서 DCMODE* 신호를 표명 시켜서 메모리 쓰기 작업을 막는 과정;스탠바이 상태 모듈이 그 상태를 감지하여 액티브 상태 모듈로 절체하는 과정;상기 절체 과정과 동시에 장애가 발생한 모듈의 장애 복구하는 과정;상기 장애 복구된 모듈을 재실장하고, 이를 스탠바이 모듈로 만들어 주기 위해서 액티브 모듈은 현재 자기 메모리의 내용을 그대로 복사하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 핫-스탠바이 이중화 구현 방법.
- 청구항 1에 있어서,동일한 주소로 메모리 읽기 작업을 할 경우에는, LAN의 송신 채널을 막아줌으로서 자기 모듈의 메모리 내용만 읽혀지고,쓰기 작업을 할 경우에는, 자기 메모리 및 상대 모듈의 메모리에 동일한 데이터가 주소 버스와 데이터 버스를 통하여 동시에 쓰여지는 것을 특징으로 하는, 핫-스탠바이 이중화 구현 방법.
- 청구항 1에 있어서,시스템 운용중에 액티브 모듈 및 스탠바이 모듈의 메모리에 동일한 데이터가 구성되게 하기 위해서 메모리 복사중에 상대 스탠바이 상태 모듈의 내부 버스 중재권을 제어하기 위하여 DCMODE* 신호를 표명하는 것을 특징으로 하는, 핫-스탠바이 이중화 구현 방법.
- 외부 자원에 대한 LAN 정합 기능을 수행하는 LAN 드라이버와,하드 디스크 정합 기능을 수행하는 SCSI 인터페이스와,각 제어 보드의 구성요소를 제어하고, 송수신데이터를 처리하기 위한 CPU 장치와 ,데이터와 프로그램을 저장하기 위한 메모리로 구성되는 액티브상태 모듈 및 스탠바이 상태 모듈과,각 제어 보드를 연결하는 이더넷과,각 제어 보드사이의 제어 신호를 전송하는 이중화 버스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 핫-스탠바이 이중화 장치.
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