KR100251711B1 - 수시절체방지기능이있는이중화모듈및이중화구조를갖는통신시스템의수시절체방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 신뢰성(reliability)과 생존성(survivability)등의 목적을 위하여 사용하는 이중화 시스템에 관한 것이다. 통신 시스템에서 장애가 발생하였을 경우 각 모듈 사이에서 절체가 발생하여 능동 상태(Active state)에서 비활성 상태(standby state)로 또는 비활성 상태(standby state)에서 능동 상태(Active state)로 절체가 발생하게 된다. 그러나 짧은 시간에 각 모듈에서 여러번 절체가 발생하게 되면 오히려 통신 시스템의 신뢰성에 문제가 생길 수 있다. 따라서 본 발명에서는 기존의 통신 시스템에 세개의 타이머를 이용하여 수시로 절체가 일어나는 것을 방지하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 이중화 모듈은, 통신 시스템의 신뢰성과 생존성을 위하여, 통신 시스템의 각 장치를 전체적 제어를 담당하는 주제어부와, 각 이중화 모듈사이의 상태 정보를 기억하는 기능을 하는 메모리와, 각 이중화 모듈의 입/출력 장치와 주제어부에 상대방의 상태를 실시간적으로 알려주기 위한 수단으로서 사용하는 인터럽트 제어부와, 이중화 모듈사이의 각종 핸드쉐이크 신호를 제어하여 주는 핸드쉐이크 시그날 제어부와 수시절체를 방지하기 위하여 제한 절체 계수값까진 절체 계수를 세는 기능을 하는 카운터를 구비하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 의한 수시절체 방지방법은, 장애가 발생한 경우 절체가 이루어지지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그가 세트되어 있는지를 세트하는 과정, 이 플래그가 새트되어 있지 않은 경우 형재 장애가 발생한 시점의 시간값을 메모리의 T1 값으로 시억시키는 과정, 초기 상태의 장애 절체인 경우 현재 장애가 발생한 시점의 시간값인 T1 값을 메모리의 T2 값으로 기억시키는 과정, 초기 절체의 경우 절체 카운트 값을 1로하고 비활성 모듈로 절체하는 과정, 비교 시간값이 수시 절체에 해당하는지를 체크하기 위하여 설정된 시간값과 비교하는 과정, 오직 비교 시간값이 기준 시간값보다 작을 경우에만 절체 카운트 값을 증가시키는 과정, 비교 시간값이 기준 시간값 보다 클 경우에는 절체 카운트 값을 0으로 초기화하고 초기 상태로 돌아가는 과정, 증가된 절체 카운터값이 미리 설정된 한계치를 초과하였는지를 조사하는 과정, 한계치를 초과한 경우에는 수시 장애 발생에 의한 절체라고 판단하고 능동 모듈일 경우 더 이상 수시절체가 이루어지지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그를 세트하 고 절체 카운트 값 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 구동하는 과정, 상기와 같은 수시 절체를 허용하지 않는 모드로 동작하고 있을 때 장애가 발생하더라도 상기 과정과 같이 수시 절체를 방지하기 위한 소프트웨어 플래그가 세트되어 있는 경우 비활성 모듈로 더 이상 절체가 일어나지 않도록 하는 과정, 구동된 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 체크하여 만약 타임 아웃이 발생한 경우 수시 절체가 발생하지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그를 리세트시키고 절체 카운트값을 0으로 초기화한 후 초기 상태로 환원하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

Description

수시 절체 방지기능이 있는 이중화 모듈 및 이중화 구조를 갖는 통신 시스템의 수시절체 방지방법

본 발명은 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈 및 이중화 구조를 가지는 통신 시스템의 절체 방지 방법에 관한 것이다. 특히 두 개의 이중화 모듈사이에서 수시 절체를 방지하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 통신 시스템에서 신뢰성의 향상과 견고성을 유지하기 위하여 사용하는 제어 시스템의 이중화 모듈 구성을 나타낸 것이다. 이중화 모듈(105, 115)은 모든 제어를 담당하는 주제어부(CPU)(100)와 메모리(101), 각종 입/출력 장치(102)와 상대방의 상태를 실시간적으로 주제어부에게 알리기위한 하드웨어로 구성된 인터럽트 제어부(103)를 가지고 있으며, 각 이중화 모듈사이의 각종 핸드 쉐이크 신호(120)를 제어하기 위한 핸드쉐이크 제어부를 가지고 있다.

현재 이중화 모듈(A)가 능동 상태(Active State)상태이고, 이중화 모듈(B)가 비활성 상태(Standby State)라고 가정하였을 경우, 이중화 모듈(A)(105)에서 장애가 발생하면 이중화 모듈(A)가 핸드 쉐이크 제어부(104)를 통하여 이중화 모듈(B)의 핸드 쉐이크 제어부(114)에 알리게 된다. 이 신호를 수신한 이중화 모듈(B)의 핸드쉐이크 제어부(B)에서는 이를 감지하여 인터럽트 제어부가 인터럽트를 발생시키기 위한 조건을 제공하여 인터럽트 제어부가 주제어부로 인터럽트를 발생시켜 이중화 모듈(A)에서 장애가 발생하였다는 사실을 알려준다. 이중화 모듈(B)에서는 인터럽트 제어부로 부터의 인터럽트에 따라서 핸드쉐이크 제어부에서 제공하는 정보를 바탕으로 어떤 종류의 장애인지를 분석하고 비활성 상태에 있는 이중화 모듈(B)를 능동 상태로 절체(Switchover)할 것인가를 결정하게 된다. 이렇게 하면 이중화 모듈(A)는 능동 상태에서 비활성 상태로 절체되고, 비활성 상태에 있던 이중화 모듈(B)는 능동 상태로 절체된다.

상기와는 반대로 이중화 모듈(B)가 능동 상태에 있고 이중화 모듈(A)가 비활성 상태에 있다면 상기의 역과정을 이용하여 서로의 상태를 절체하게 된다.

능동 상태에 있는 이중화 모듈(B)에서 장애가 발생하여 절체가 이루어져야 하는 경우가 발생하였다면, 이중화 모듈(B)는 핸드 쉐이크 제어부를 통하여 이 장애 발생 사실을 이중화 모듈(A)로 알리고 이중화 모듈(A)의 핸드쉐이크 시그날 제어부에서는 이를 감지하여 인터럽트 제어부로 인터럽트를 발생시키기 위한 조건을 제공하여 인터럽트 제어부가 주제어부로 인터럽트를 발생하여 이중화 모듈(B)의 장애 사실을 이중화 모듈(A)에게 알린다. 주제어부에서는 제공하는 제어부로부터의 인터럽트에 따라 핸드쉐이크 시그날 제어부에서 제공하는 정보를 바탕으로 어떤 종류의 장애인지를 분석하고 스탠바이 모듈인 이중화 모듈(A)로 절체되어야 할지를 파악하여 절체가 이루어지게 된다. 따라서 이제는 이중화 모듈(A)은 능동 상태로, 이중화 모듈(B)는 비활성 상태 모듈로 동작하게된다.

상기와 같은 과정이 짧은 시간에 계속적으로 반복된다면 이중화 모듈간의 절체가 계속적으로 이루어질 것이고, 이것은 시스템의 신뢰성을 저해하는 요소가 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 짧은 시간에 잦은 절체를 야기시키는 장애에 대하서 절체를 방지하는 방법과 수시 절체 방지 기능을 갖는 이중화 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 통신 시스템에서의 이중화 모듈 구성도

도 2는 본 발명에 의한 이중화 모듈 구성도

도 3은 본 발명에 의한 타이밍도

도 4a, 도 4b는 본 발명에 의한 이중화 구조를 갖는 통신 시스템의 수시절체 방지 방법을 나타내는 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 설명>

101: 이중화 모듈(A) 메모리

102: 이중화 모듈(B)의 입/출력 장치

103: 이중화 모듈(A)인터럽트 제어부

104: 이중화모듈(A) 핸드쉐이크 제어

105: 이중화모듈(A)

106: 이중화 모듈(A)의 주 제어부

110: 이중화 모듈(B)의 주제어부

111: 이중화 모듈(B)의 메모리

112: 이중화 모듈(B)의 입/출력 장치

113: 이중화 모듈(B)의 인터럽트 제어부

114: 이중화 모듈(B)의 핸드쉐이크 제어부

115: 이중화 모듈(B)

120: 핸드쉐이크 신호

201: X-타이머

202: Y-타이머

203. Z-타이머

204: 카운터

300: 절체 카운터 값

301: X타이머

302: Y 타이머

303: Z- 타이머

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수시 절체 방지 기능을 갖춘 이중화 모듈은, 통신 시스템의 신뢰성과 생존성을 위하여, 통신 시스템의 각 장치를 전체적 제어를 담당하는 주제어부와, 각 이중화 모듈사이의 상태 정보를 기억하는 기능을 하는 메모리와, 각 이중화 모듈의 입/출력 장치와 주제어부에 상대방의 상태를 실시간적으로 알려주기 위한 수단으로서 사용하는 인터럽트 제어부와, 이중화 모듈사이의 각종 핸드쉐이크 신호를 제어하여 주는 핸드쉐이크 시그날 제어부와 수시절체를 방지하기 위하여 제한 절체 계수값까진 절체 계수를 세는 기능을 하는 카운터를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 또 다른 목적을 달성하기 위한 수시절체 방지 방법은, 장애가 발생한 경우 절체가 이루어지지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그가 세트되어 있는지를 세트하는 과정, 이 플래그가 새트되어 있지 않은 경우 형재 장애가 발생한 시점의 시간값을 메모리의 T1 값으로 시억시키는 과정, 초기 상태의 장애 절체인 경우 현재 장애가 발생한 시점의 시간값인 T1 값을 메모리의 T2 값으로 기억시키는 과정, 초기 절체의 경우 절체 카운트 값을 1로하고 비활성 모듈로 절체하는 과정, 비교 시간값이 수시 절체에 해당하는지를 체크하기 위하여 설정된 시간값과 비교하는 과정, 오직 비교 시간값이 기준 시간값보다 작을 경우에만 절체 카운트 값을 증가시키는 과정, 비교 시간값이 기준 시간값 보다 클 경우에는 절체 카운트 값을 0으로 초기화하고 초기 상태로 돌아가는 과정, 증가된 절체 카운터값이 미리 설정된 한계치를 초과하였는지를 조사하는 과정, 한계치를 초과한 경우에는 수시 장애 발생에 의한 절체라고 판단하고 능동 모듈일 경우 더 이상 수시절체가 이루어지지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그를 세트하고 절체 카운트 값 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 구동하는 과정, 상기와 같은 수시 절체를 허용하지 않는 모드로 동작하고 있을 때 장애가 발생하더라도 상기 과정과 같이 수시 절체를 방지하기 위한 소프트웨어 플래그가 세트되어 있는 경우 비활성 모듈로 더 이상 절체가 일어나지 않도록 하는 과정, 구동된 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 체크하여 만약 타임 아웃이 발생한 경우 수시 절체가 발생하지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그를 리세트시키고 절체 카운트값을 0으로 초기화한 후 초기 상태로 환원하는 과정을 포함하여 이루어진다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 이중화 모듈의 구성도를 나타낸다.

이중화 모듈은 절체의 시기를 알리기위한 카운터와 절체의 회수를 계수하기 위한 절체 계수기를 가지고 있으며, 상기 절체 계수기와 카운터는 각 이중화 모듈의 주제어부에 의해서 제어된다.

도 3은 본 발명에 의한 수시절체 방법에 대한 타이밍도를 나타낸 것이다. V-카운터(200)는 장애가 발생하여 능동 상태에서 비활성 모듈로 절체될 때 증가되는 카운터 값이다. X-타이머(201)는 현재 장애 발생 시간값에서 그 이전 장애 발생 시간값을 뺀 시간값으로 현재 절체되어야 하는 시점의 시간에서 비활성 상태로 절체된 마지막 시간값을 뺀 시간값이다. Y-타이머(202)는 장애가 발생하여 비활성 상태로 절체될 수 있는지 판단할 때 참조되는 기준 시간값으로서, 상기 X-타이머 값이 이 Y-타이머값 보다 작을 경우에는 상기 절체 카운터값 V를 증가시킨다.

Z-타이머(203)는 절체 카운터값 V(200)을 초기화하고 최초 상태로 환원하는 기준 시점을 제공하는 타이머값이다. 이 Z-타이머 시간값이 경과될 때까지 장애 절체가 발생하지 않으면 절체 카운트값 V(200)을 초기화하여 처음부터 다시 시작할 수 있도록 하는 것이다.

상기 타이밍 예시에 따른 동작을 도 3을 참조하여 살펴보면 최초 장애가 발생하였을 경우 절체 카운트값 V(200)은 1이되고 비활성 상태로 절체된다.

2회째 장애가 발생하면 현재 장애 발생시간에서 마지막으로 장애가 발생하여 절체되었던 시간을 뺀 시간값 X-타이머(201)을 기준값 Y-타이머(202) 시간값과 비교하게된다. 이것은 짧은 시간인 일정 시간 이내에 또 절체가 발생하는지 여부를 검사하기 위한 것이다. X-타이머 값(201)이 Y-타이머 값(202) 보다 작으므로 비활성 모듈로 절체된다. 그리고, 나중에 절체 발생횟수를 비교하기 위하여 절체 카운트값 V(200)를 증가시켜 2가 된다.

3회, 4회째 장애가 발생하면 상기의 과정을 거쳐 절체 카운터의 값을 변화시켜서 카운터의 값이 4가 된다. 여기에서 수시절체 한계치를 4로 가정한다. 상기 절체 한계치는 시스템의 성격에 따라서 얼마든지 바꿀 수 있는 값이다.

5회째 장애가 발생하면 절체 카운터값 V(200)가 이미 수시절체 한계 4 이상이므로 더 이상 절체되지 않는다. 따라서 6회째 장애가 또 발생한다 하더라도 더 이상의 절체는 이루어지지 않게되어 이중화 모듈 사이의 수시 절체가 방지될 수 있다.

마지막으로 장애가 발생된 시점 (6회째 장애 발생 시점 )에서 기준시간값 Z(203) 시간이 경과될 때까지 한번도 장애가 발생하지 않으면 그 시점에서 절체 카운터 값 V(200)를 초기화하고 처음 상태로 되돌아가게 되며, 만약 이후에 7회째 장애가 발생하면 최초 장애가 발생하였던 상태와 마찬가지로 절체 카운터값 V(200)는 1이되며 비활성 상태 모듈로 절체가 발생한다.

따라서 상기의 동작 설명과 같이 장애가 발생하여 가장 최근에 절체되었던 시간값과 현재 장애가 발생하여 절체되어야 하는 시점의 시간값과의 차 X-타이머(201) 값이 허용 기준 시간값인 Y-타이머 (202) 값보다 작은 경우, 수시 절체에 해당하는 경우라면 절체 카운트 값 V(200)를 증가시켜 기록 보관하고 있다가 절체가 이루어져야 하는 시간에 허용 수시절체 한계치와 비교하여 한계치를 넘어서는 경우, 수시 절체를 방지하도록 한다. 따라서 비교적 짧은 시간 동안에 연속적으로 일어나는가 절체를 일정 횟수까지만 허용하도록 하고 그 이상은 절체되지 않도록 방지하여 시스템의 신뢰성을 향상 시킬 수 있도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 수시절체 방지 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저 시스템이 초기화되면 장애가 발생하였는지를 검사하고(300), 장애가 발생하지 않았으면 먼저 절체 카운트 값 초기화 시간을 체크하기 위한 시간값을 기억하는 Z-타이머가 구동되었는지를 검사한다(301). Z-타이머가 구동되지 않았다면 초기 상태로 돌아가고, Z-타이머가 구동되었다면 다시 Z-타이머가 타임 아웃 상태인지를 검사한다(302). Z-타이머의 타임 아웃이 발생하게 되면 절체 방지 플래그를 리셋시키고 절체 카운트값 V를 0으로 초기화 한다. 만약 Z-타이머의 타임 아웃이 발생하지 않았다면 초기 상태로 되돌아간다.

장애가 발생한 경우에는 수시 절체가 발생하지 않도록 하기위한 소프트웨어 플래그가 set되어 있는지를 확인(304)하고 수시 절체 방지 플래그가 세트되어 있으면 비활성 모듈로 절체하지 않는다(305). 그리고 절체 방지 플래그가 세트되어 있으면 현재 장애 발생 시점의 시간(T1)을 구하여 기록 보관한다(306). 그리고 발생한 장애가 초기 장애인가를 확인한다. 즉 절체 카운터V의 값이 0인가를 조사한다(307). 발생한 절체가 초기 절체이면 현재 장애 발생 시점의 시간값(T1)을 T2에 기록 보관한다(308). 그리고 절체 카운트 값을 1로 하고(309) 비활성 상태 모듈로 절체한다(310). 만약 발생한 절체가 초기 절체가 아니면 현재 장애 발생 시점의 시간값에서 마지막 절체 시점의 시간값(T2)를 뺀 시간값 X를 구한다(311). 그런 후에 비교시간값 X와 기준 시간값 Y를 비교한다. 비교 시가값(X)가 기준 시간값(Y)보다 크면 절체 카운트값 V를 0으로하여 초기화 하고(313), 그렇지 않으면 절체 카운트값 V를 1만큼 증가시킨다(314). 그리고 절체 카운트의 값이 한계치를 넘었는지 조사한다(315). 상기 조사한 결과 절체 한계치를 초과하면 능동 상태인지 비활성 상태인지를 판단하여(316), 능동 상태 모듈인 경우 절체 방지 플래그를 리세트하고 Z-타이머를 구동한다(317).

본 발명에서는 타이머를 이용하여 이중화 구조를 갖는 통신 시스템의 수시 절체를 방지함으로써 통신 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 수시 절체 기능을 갖춘 이중화 모듈을 제공함으로써 이중화 구조를 갖는 통신 시스템의 신뢰성이 향상되게 된다.

Claims (10)

1. 이중화 모듈로 이루어진 통신 시스템에 있어서,

   상기 모듈 각 장치의 제어를 수행하고, 장애 종류를 분석하며, 절체 여부를 판단하는 주제어부;

   상기 이중화 모듈 사이의 상태 정보를 기억하는 메모리부;

   상기 이중화 모듈의 상태 정보를 입/출력하는 기능을 하는 입/출력부;

   상대방 모듈의 상태를 실시간적으로 알려주기 위한 입터럽트 제어부;

   상기 이중화 모듈사이의 각종 핸드쉐이크 신호를 제어하고, 상기 인터럽트 제어부로 인터럽트를 발생시키기 위한 조건을 제공하는 핸드쉐이크 제어부;

   카운터 값에 의해 짧은 시간에 일어나는 절체의 회수를 계수하는 카운터부;

   장애 발생시 현재 장애 발생 시간값에서 그 이전 장애 발생 시간값과의 차이를 계산하는 X-타이머;

   절체 판단의 기준값을 제공하는 Y-타이머; 및

   카운터값의 초기화 시점을 체트하기 위한 기준 시간값을 제공하는 Z-타이머를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   장애가 발생하면 즉시 증동 상태에서 비활설 모듈로 절체되고, 상기 카운터값이 증가하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 X-타이머 값이 Y-타이머 값보다 작을 경우에는 상기 카운터값을 증가시키고, 절체가 일어나도록하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 Z-타이머값에 해당하는 시간이 경과할 때까지 장애로 인한 절채가 없으면 상기 카운터값을 초기화하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 X-타이머 값이 Y-타이머 값이상인 경우에는 상기 카운터 값을 초기화하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 카운터 값이 일정 한계를 넘는 경우에는 절체가 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 카운터 값이 상기 일정의 한계값을 이미 넘은 경우에도 상기 Z-타이머 값에 해당하는 시간이 지나도록 장애가 발생하지 않으면 상기 카운터값을 초기화하는 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
8. 제 1항 내지 제 7항 가운데 어느 한항에 있어서,

   상기 카운터는 하드웨어 또는 소프트웨어작으로 구현 가능한 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
9. 제 1항 내지 제 7항 가운데 어느 한항에 있어서,

   상기 X-타이머, 상기 Y-타이머 및 상기 Z-타이머는 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 구현가능항 것을 특징으로 하는, 수시절체 방지 기능이 있는 이중화 모듈.
10. 이중화 구조를 가지는 통신 시스템에서,

    장애가 발생한 경우 절체가 이루어지지 않도록 하기 위한 소프트웨어 플래그가 세 트되어 있는지를 확인하는 과정(300)(304);

    이 플래그가 새트되어 있지 않은 경우 현재 장애가 발생한 시점의 시간값을 메모리의 T1 값으로 시억시키는 과정(306);

    초기 상태의 장애 절체인 경우 현재 장애가 발생한 시점의 시간값인 T1 값을 메모리의 T2 값으로 기억시키는 과정(308);

    초기 절체의 경우 절체 카운트 값을 1로하고 비활성 모듈로 절체하는 과정(309)(310);

    초기 상태의 장애 절체가 아닌 경우, 비교 시간값이 수시 절체에 해당하는지를 체크하기 위하여 설정된 시간값과 비교하는 과정(311)(312);

    오직 비교 시간값이 기준 시간값보다 작을 경우에만 절체 카운트 값을 증가시키는 과정(314);

    비교 시간값이 기준 시간값 보다 클 경우에는 절체 카운트 값을 0으로 초기화하고 초기 상태로 돌아가는 과정(313);

    증가된 절체 카운터값이 미리 설정된 한계치 이상인지를 조사하는 과정(315);

    상기 한계치를 초과한 경우에는 능동 모듈일때 더 이상 수시절체가 이루어지지 않도록 하기 위해 플래그를 세트하고 절체 카운트 값 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 구동하는 과정(316)(317);

    수시 절체를 방지하기 위해 플래그가 세트되어 있는 경우 비활성 모듈로 더 이상 절체가 일어나지 않도록 하는 과정(304)(305);

    장애가 발생하지 않은 경우,

    구동된 초기화 시점을 체크하기 위한 타이머를 체크하여 만약 타임 아웃이 발생한 경우 수시 절체가 발생하지 않도록 하기 위해 플래그를 리세트시키고 절체 카운트값을 0으로 초기화한 후 초기 상태로 환원하는 과정(302)(303)을 포함하여 이루어진, 이중화 구조를 갖는 통신 시스템의 수시 절체 방지 방법.

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