KR20040057032A - 이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과,그 방법을 실현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능기록매체 - Google Patents

이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과,그 방법을 실현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과, 그 방법을 실현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관한 것으로, 특히 이중화 절체 방법은 동일한 구조의 액티브(active) 장치와 스탠바이(standby) 장치를 포함하며, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각에 포함된 메모리가 메모리 동기화를 통해 동일한 내용을 가지도록 이중화 운용되는 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법으로서, a) 상기 이중화 시스템이 시동되면, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각이 이중화 절체를 위한 세마포(semaphore) 및 데몬 프로세스(daemon process)를 생성하는 단계; b) 상기 액티브 장치 측에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 액티브 장치와 스탠바이 장치가 상기 생성된 이중화 절체 세마포 및 이중화 절체 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체 시점을 일정하게 유지하는 단계; c) 상기 이중화 절체 시점에서 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치의 각 이중화 절체 데몬 프로세스가 이중화 절체 기능을 수행하는 단계; 및 d) 상기 스탠바이 장치가 상기 이중화 절체 이전의 프로세스로 제어를 넘겨 상기 이중화 절체를 완료하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 쉽고 빠르게 절체를 수행할 수 있으며, 이로 인해 다른 하드웨어에 이중화 기능의 적용 시 이식성을 높이는 효과가 있다.

Description

이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과, 그 방법을 실현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체 {Dual System and Dual Change Method on the same, and Computer-readable Medium recording a Program for performing the Method thereof}
본 발명은 이중화 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이중화 절체가 간단하고 이식성이 우수한 이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과, 그 방법을 실현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 이중화 시스템이란 시스템 서비스의 연속성 보장을 위하여 동일한 두 개의 시스템을 구비하여, 하나의 시스템에서 서비스 제공 중에 문제가 발생하면 준비되어 있는 또 하나의 예비 시스템에서 계속적으로 서비스를 제공할 수 있도록 운용하는 시스템을 일컫는다. 이때 두 시스템은 액티브 모드(active mode)와 스탠바이 모드(standby mode)를 갖게 되는데 두 시스템이 긴밀하게 결합되어 서로의 상태를 감시하면서 운용되게 된다.
현재 동작 중인 상태의 시스템을 액티브 시스템이라고 하며 대기 중인 시스템을 스탠바이 시스템이라 부른다. 중단 없는 서비스를 제공하도록 항상 운용되어야하는 무 정지 시스템은 시스템의 장애에 대처하기 위하여 이러한 이중화 구조를채택하게 된다.
이러한 구조 하에서 이중화 절체란 액티브 시스템에서 장애가 발생하여 더 이상 수행을 계속할 수 없을 때, 액티브 측에서 제공하던 서비스가 계속 진행될 수 있도록 스탠바이 측으로 제어를 넘기는 것을 말한다.
이중화되지 않은 종래의 시스템은 하나의 시스템이 장애가 발생하면 그 시스템이 복구될 때까지 시스템 서비스가 정지되는 단점이 있었다.
또한 종래의 이중화로 운용되는 시스템에 있어서 액티브 시스템에 장애가 생길 경우에 스탠바이 시스템으로 절체하기 위하여 하드웨어에서 NMI(Non Maskable Interrupt)를 발생시키나 그 처리 과정이 모두 인터럽트 서비스 루틴 내에서 일어나므로 절체 시점이 가변적이며 현재의 하드웨어 레지스터를 모두 스탠바이로 전달하여야 하는 복잡한 일을 수행하였다. 이로 인해 그 구현 방법이 하드웨어 의존적이며 하드웨어 변경 시 중요 소프트웨어를 모두 변경하여야 하는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 메모리 동기화 방식이 제공되는 하드웨어 상에 액티브, 스탠바이 모드로 이중화되어 운용되는 시스템에서 액티브 측의 장애 발생 시 스탠바이 측으로 절체 기능을 수행함에 있어, 이중화 절체 세마포(semaphore)를 생성하고 이중화 절체를 위한 데몬(daemon) 프로세스를 생성하여 시스템 장애에 따른 NMI 발생 및 사용자 요청에 의한 시스템 절체 시 생성된 절체 세마포와 데몬 프로세스를 통하여 절체 시의 프로그램 카운터를 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 절체 시 현재의 하드웨어 레지스터를 전혀 전달할 필요가 없는 간단하고 이식성이 우수한 이중화 시스템 및 그 시스템에서의 이중화 절체 방법과, 그 방법을 실현하는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 메모리의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법의 전체 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 절체 명령 처리 과정의 상세 흐름도이다.
도 5는 도 3에 도시된 절체 데몬 프로세스 실행 과정의 상세 흐름도이다.
도 6은 도 3에 도시된 절체 기능 수행 과정의 상세 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 절체 방법에서 액티브와 스탠바이 간의 신호 송수신을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 이중화 시스템 101 : 액티브 시스템
102 : 스탠바이 시스템 103 : 네트워크
104, 105 : CPU 106, 107 : 메모리
106-1, 107-1 : AAM 106-2, 107-2 : SM
108, 109 : I/O 제어장치 112, 113 : 시리얼장치
110-1, 110-2, 111-1, 111-2 : 네트워크 정합장치
114, 115 : NVRAM 116, 117 : 고속 메모리 동기화장치
119 : 메모리 스위치
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 이중화 절체 방법은,
동일한 구조의 액티브(active) 장치와 스탠바이(standby) 장치를 포함하며, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각에 포함된 메모리가 메모리 동기화를 통해 동일한 내용을 가지도록 이중화 운용되는 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법으로서,
a) 상기 이중화 시스템이 시동되면, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각이 이중화 절체를 위한 세마포(semaphore) 및 데몬 프로세스(daemon process)를 생성하는 단계; b) 상기 액티브 장치 측에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 액티브 장치와 스탠바이 장치가 상기 생성된 이중화 절체 세마포 및 이중화 절체 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체 시점을 일정하게 유지하는 단계; c) 상기 이중화 절체 시점에서 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치의 각 이중화 절체 데몬 프로세스가 이중화 절체 기능을 수행하는 단계; 및 d) 상기 스탠바이 장치가 상기 이중화 절체 이전의 프로세스로 제어를 넘겨 상기 이중화 절체를 완료하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 b) 단계는,
i) 자신의 이중화 상태를 조사하는 단계; ii) 상기 조사된 자신의 이중화 상태가 액티브이면, 상기 이중화 절체 세마포를 양도하는 단계; 및 iii) 상기 이중화 절체 데몬 프로세스를 실행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 i) 단계에서 조사된 자신의 이중화 상태가 스탠바이이면, 상기 이중화 절체 명령이 NMI(Non Maskable Interrupt)에 의해 발생된 것인 지의 여부를 판단하는 단계; 상기 이중화 절체 명령이 NMI에 의해 발생된 것으로 판단되는 경우, 스탠바이 장애 발생 메시지를 상기 이중화 상태가 액티브인 측으로 송신하는 단계; 상기 이중화 절체 명령이 NMI에 의해 발생된 것이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 이중화 절체 명령을 기각하여 에러 리턴으로 처리하는 단계; 및 상기 이중화 절체 데몬 프로세스를 실행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 이중화 절체 데몬 프로세스 실행 단계는,
상기 이중화 절체 세마포에 대하여 획득 시도를 수행하는 단계; 상기 단계에서 이중화 절체 세마포를 양도받아 획득이 성공되면 자신의 이중화 상태를 조사하는 단계; 상기 조사된 자신의 이중화 상태가 액티브이면 이중화 동작 상태가 정상인 지의 여부를 조사하는 단계; 및 상기 조사된 이중화 동작 상태가 정상인 것으로 판단되는 경우, 이중화 절체를 위한 준비가 되었음을 알리는 이중화 절체 시작 메시지를 이중화 상태가 스탠바이인 측으로 송신하고, 상기 이중화 절체 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 조사된 자신의 상태가 스탠바이이면 상기 이중화 절체 세마포에 대하여 획득 시도를 수행하는 단계; 상기 이중화 상태가 액티브인 측으로부터 상기 이중화 절체 기능 수행이 완료되었다는 메시지가 수신되는 경우 상기 이중화 절체세마포를 양도하는 단계; 및 상기 이중화 절체 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 조사된 이중화 동작 상태가 정상이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 이중화 절체 과정을 진행하지 않고 처음으로 되돌아가서 상기 이중화 절체 세마포에 지연된 상태로 대기하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 이중화 절체 기능 수행 단계는,
목표 상태를 입력받는 단계; 상기 입력된 목표 상태가 스탠바이인 경우, 자신의 이중화 상태가 액티브에서 스탠바이로 변경되는 장치 측에서 자신의 이중화 상태가 스탠바이에서 액티브로 변경되는 장치로 특정 데이터를 전달하는 함수를 실행하는 단계; 장치 내부에 포함된 캐쉬(cache)를 플러쉬(flush)하여 상기 캐쉬에 있는 내용이 상기 동기화되는 메모리 내에 저장되도록 하는 단계; 장치 내부에 포함된 동기화되지 않는 메모리에 저장된 내용을 상기 동기화되는 메모리로 전달하여 저장하는 단계; 상기 이중화 절체 기능 수행 완료를 나타내는 메시지를 상기 목표 상태가 액티브인 측으로 송신하는 단계; 일정 지연 시간 동안 대기 상태를 유지하는 단계; 및 상기 지연 시간 후에, 충돌의 소지가 있는 하드웨어 장치들을 정지시키는 함수를 실행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 이중화 절체 기능 수행 단계는,
목표 상태를 입력받는 단계; 상기 입력된 목표 상태가 액티브인 경우, 자신의 목표 상태가 액티브라는 사실을 기록하는 단계; 장치 내부에 포함된 캐쉬를 플러쉬하여 상기 캐쉬를 비우는 단계; 상기 목표 상태가 스탠바이인 측으로부터 동기화된 메모리 내에 저장된 데이터를 상기 장치가 항상 접근 가능한 메모리로 전달하여 저장하는 단계; 상기 장치 내부의 메모리 관리 테이블의 주소를 상기 액티브 측의 주소로 변경하는 단계; 상기 캐쉬를 초기화하는 단계; 및 충돌의 소지가 있는 하드웨어 장치들을 정지시키는 함수를 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 이중화 시스템은,
액티브 장치 및 스탠바이 장치－여기서 액티브 장치 및 스탠바이 장치는 각각, 장치를 전반적으로 제어하는 CPU(Central Processing Unit); 장치의 동작에 필요한 프로그램, 동작 상태 및 데이터를 저장하는 메모리; 네트워크와의 접속이 가능하도록 하는 네트워크 정합부; 시리얼 통신이 가능하도록 하는 시리얼부; 이중화 상태 관리를 위한 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리; 및 이중화 운용을 위해 상기 액티브 장치의 메모리와 상기 스탠바이 장치의 메모리간에 내용이 동일하게 저장되도록 하는 메모리 동기화부를 포함하고, 상기 액티브 장치와 스탠바이 장치는 상기 시리얼부 및 네트워크 정합부에 의해 신호 전달이 가능함－를 포함하며, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치는 각각 시동시 이중화 절체를 위한 세마포 및 데몬 프로세스를 생성하고, 상기 액티브 장치에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 이중화 절체 세마포 및 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이중화 절체 데몬 프로세스는 상기 이중화 절체 세마포의 양도에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액티브 장치에서의 이중화 절체 세마포의 양도는 상기 이중화 절체 명령에 의해 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스탠바이 장치에서의 이중화 절체 세마포의 양도는 상기 액티브 장치에서 이중화 절체 준비가 완료된 것을 알리는 메시지에 의해 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이중화 절체 후에 상기 액티브 장치는 스탠바이 상태가 되고, 상기 스탠바이 장치는 액티브 상태가 되어, 상기 이중화 전에 상기 액티브 장치에 의해 수행되던 프로세스가 상기 이중화 절체 후에 상기 스탠바이 장치에 의해 계속 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이중화 절체 명령은 상기 액티브 장치의 장애로 인한 NMI에 의해 발생되거나 상기 액티브 장치의 사용자로부터의 입력에 의해 발생되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템(100)은 동일한 구조를 갖는 시스템, 즉 액티브 시스템(101)과 스탠바이 시스템(102)을 구비하며, 이들은 각각 네트워크(103)에 연결되어 있다.
여기서, 액티브 시스템(101)은 네트워크(103)에 연결되어 통신 가능한 상태의 시스템이며, 스탠바이 시스템(102)은 네트워크(103)에 연결은 되어 있으나 실제적인 통신이 불능인 상태의 시스템을 나타낸다.
각 시스템(101, 102)은 CPU(104, 105)와 메모리(106, 107)를 구비하고, 각종 입출력 디바이스 제어를 위한 I/O 제어 장치(108, 109)와 네트워크 정합 장치(110-1, 110-2, 111-1, 111-2), 시리얼 장치(112, 113), NVRAM(NonVolatile Random Access Memory)(114, 115)을 구비하고 있다.
시리얼 장치(112, 113)와 네트워크 정합 디바이스(110-2, 111-2)는 서로 연결되어 있으며, 이들을 통하여 액티브 시스템(101)과 스탠바이 시스템(102) 간의 신호 전송이 가능하다.
또한 이중화 상태 관리를 위해서 시스템 전원을 꺼도 내용이 남아있는 비휘발성 메모리의 사용이 필요한데 이를 위해 NVRAM(114, 115)이 사용된다.
또한, 이중화 운용에서, 스탠바이 시스템(102)은 액티브 시스템(101)의 내용을 그대로 가지고 있어야 하므로, 고속의 메모리 동기화 장치(116, 117)를 통하여 액티브 시스템(101) 측의 메모리(106)의 내용이 그대로 스탠바이 시스템(102) 측의 메모리(107)로 전달된다.
도 2는 도 1에 도시된 메모리(106, 107)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 메모리(106)는 두 개의 메모리(106-1, 106-2)를 포함한다. 이들 중 메모리(106-1)는 액티브 시스템(101) 측의 CPU(104)에 의해 항상 접근 가능한 메모리(Always Access Memory:AAM)인 반면에, 나머지 메모리(106-2)는 메모리 스위치(119)를 통해 CPU(104)에 연결되어 있으므로 메모리 스위치(119)가 연결된 상태에서만 CPU(104)에 의해 접속 가능한 SM(Switched Memory)이다.
또한, 메모리(107)도 두 개의 메모리(107-1, 107-2)를 포함한다. 이들 중 메모리(107-1)는 스탠바이 시스템(102) 측의 CPU(105)에 의해 항상 접근 가능한 메모리(AAM)인 반면에, 나머지 메모리(107-2)는 메모리 스위치(119)를 통해 CPU(105)에 연결되어 있으므로 메모리 스위치(119)가 연결된 상태에서만 CPU(105)에 의해 접속 가능한 SM(Switched Memory)이다.
또한, 메모리(106-2)와 메모리(107-2)는 메모리 스위치(119)를 통해 접속되며, 고속 메모리 동기화 장치(116, 117)를 통해 서로 동기화된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템(100)에서의 이중화 절체 방법의 전체 흐름도이다.
먼저, 이중화 시스템(100)에 전원이 인가되어 시스템이 시동되면(201), 이중화 절체를 위한 세마포를 생성하고(202) 이중화 절체를 위한 데몬 프로세스를 생성하여 생성된 세마포에 대기 상태로 있도록 한다(203). 이러한 이중화 세마포와 데몬 프로세스 생성은 액티브 시스템(101) 및 스탠바이 시스템(102)에 공히 적용되는 과정이다. 또한 이러한 세마포 생성 및 양도와 데몬 프로세스 생성 및 실행 등이 OS에 의해 계획되고 실행된다는 것은 직접 기재되어 있지 않더라도 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이므로 이하에서는 상세하게 설명하지 않고 생략한다.
이후 NMI 발생 혹은 사용자 요구에 따라 절체 명령이 입력되면(204) 절체 명령 처리 과정(205)을 통하여 입력된 절체 명령에 대한 기본적인 처리를 한 후, 절체 세마포를 양도하여(206) 절체 데몬 프로세스가 실행되도록 한다(207).
이후 절체 기능을 수행하여 스탠바이 시스템(102)이 액티브 시스템(101)의 실행 상태를 연속적으로 이어받는 완전한 절체가 이루어지도록 한다(208).
다음 이중화 절체를 위한 데몬 프로세스의 수행이 종료되면 OS의 스케줄러가 동작되어 절체 명령 이전의 프로세스로 제어가 넘어가게 된다(209).
도 4는 도 3에 도시된 절체 명령 처리 과정(205)의 상세 흐름도이다.
먼저, 절체 명령 과정(204)에서 NMI 또는 사용자 절체 명령이 입력되면(301) 자신의 이중화 상태를 조사하여(302) 액티브이면, 즉 액티브 시스템(101)이면 이중화 절체 세마포를 데몬 프로세스에게 양도하고(303) 수행을 종료한다.
만약 상기 과정(302)에서 자신의 이중화 상태가 스탠바이이면, 즉 스탠바이 시스템(101)이면 NMI가 발생한 것인지를 조사한다(304).
만약 NMI가 발생한 것이면 스탠바이 장애 발생 메시지(SBY_SYSFAIL)를 액티브 측으로 송신하여(305) 액티브 측에서 스탠바이 측의 상태를 알 수 있도록 한다. 만약 NMI가 발생한 것이 아니라면 사용자가 스탠바이 측에 이중화 절체 명령을 내린 것이므로 이 이중화 절체 명령을 기각하여 에러 리턴으로 처리한다(306).
도 5는 도 3에 도시된 절체 데몬 프로세스 실행 과정(207)의 상세 흐름도이다.
먼저, 절체 데몬 프로세스는 도 3의 생성 과정(203)을 통해 생성되어 실행을 시작하여 이중화 절체 세마포에 대하여 획득 시도 상태, 예를 들어 sema_take()와 같은 프리미티브(primitive)를 사용한 상태로 대기한다(401).
이후 NMI 발생 또는 사용자 프리미티브에 의해 절체 명령이 발생되어 절체 명령 처리 과정(205)에서 절체 세마포가 양도되면(예, sema_give())(402), 이때 대기 상태에 있던 절체 데몬 프로세스가 실행하게 된다.
절체 데몬 프로세스가 세마포를 획득하여 실행하게 되면 우선 자신의 이중화 상태를 조사하고(403), 자신의 이중화 상태가 액티브이면 이중화 동작 상태가 정상인 지의 여부를 판단한다(404). 즉 스탠바이 측이 정상적으로 살아있어 이중화 동작이 정상적으로 가능한 상태인 지의 여부를 조사하여 정상 상태라면 이중화 절체를 위한 준비가 된 것으로 판단하여 스탠바이 측으로 절체 시작 메시지(SWITCH_START)를 보내어 본격적인 절체를 시작하게 된다(405).
다음으로 절체 기능 수행 과정(208)을 통하여 완전한 절체 과정을 마무리한다(406).
만약 상기 과정(404)에서 스탠바이 측이 정상적으로 살아 있는 것이 아니라면 절체할 준비가 되지 않은 것으로 판단하여 이중화 절체 과정을 진행하지 않고 처음으로 되돌아가서 절체 세마포에 지연된 상태(401)로 천이하게 된다.
한편, 상기 이중화 상태조사(403)에서 자신의 상태가 스탠바이이면 이중화 절체 세마포 획득 시도로 세마포 지연 상태로 대기하게 되는데(407), 이는 액티브 측에서 절체 과정을 완료하였다는 메시지(SWITCH_END)가 수신되면 이를 세마포 양도를 통해 알려주기를 기다리기 위함이다. 이후 세마포 양도가 이루어지면(408) 절체 기능 과정을 통하여 절체 과정을 마무리한다(208).
상기한 바와 같이, 이중화 절체 세마포를 사용하여 동기를 맞춤으로써 이중화 절체 시점을 항상 일정하게 유지할 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 절체 기능 수행 과정(208)의 상세 흐름도이다.
먼저, 절체 기능 수행 과정(208)에서는 절체 기능을 수행하고 난 후에 되고자 하는 목표 상태를 입력으로 받아들인다(501). 이러한 목표 상태는 OS에 의해 주어질 수도 있고 또는 이중화 절체 데몬 프로세스에 의해 주어질 수도 있다.
입력된 목표 상태가 스탠바이면 현재 액티브인 상태에서 스탠바이 상태로 제어를 넘기고 자신은 스탠바이 상태가 되겠다는 것이다. 반대로 입력된 목표 상태가 액티브라는 것은 현재 스탠바이 상태이고 이중화 절체를 통하여 액티브 상태가 되겠다는 것이다.
목표 상태가 스탠바이로 입력되었다면 우선 TRANSFER 처리 함수들을 실행한다(502). 여기서, TRANSFER 처리 함수란 새로이 액티브가 될 프로세서 측, 여기서는 스탠바이 시스템(102)으로 특별히 전달해야 할 데이터가 있으면 이를 사전에 등록해 두어 이중화 절체 시점, 즉 절체 기능 수행 과정(208)에서 등록된 함수들을 호출하여 데이터 전달 등의 원하는 동작을 할 수 있도록 해주는 기능이다. 이러한 기능을 이용하여 RTC(RealTime Clock) 타이머 값 등을 전달할 수 있다.
다음으로 캐쉬(cache)를 플러쉬(flush)함으로서 캐쉬에 있는 내용이 모두 메모리(106)에 쓰여지도록 한다(503).
다음으로 메모리(SM, 106-2)의 내용은 메모리 동기화 하드웨어에 의하여 이미 스탠바이 측과 동기화되어 있는 상태이므로 별도의 전달 동작을 할 필요가 전혀 없다. 단, 메모리(AAM, 106-1)에 대해서는 스탠바이 측에 필요한 내용이 있다면이를 전달하여야 하는데 이러한 것은 메모리(AAM, 106-1)에 기록된 내용을 메모리(SM, 106-2)에 전달하여 기록함으로써 자연스럽게 메모리 동기화를 통해 스탠바이 측 메모리(107)로 전달이 되도록 할 수 있다(504).
이 과정까지를 수행하면 스탠바이 측으로 전달해야 할 모든 것에 대한 준비가 완료된 상태이므로 액티브 측은 절체 과정을 완료했다는 메시지(SWITCH_END)를 스탠바이 측으로 송신한 후(505), 자신은 일정 시간 동안의 지연(delay)을 가진 다음(506) 등록된 TAKEOFF 처리 함수를 수행한다(507). 이러한 TAKEOFF 처리 함수에서는 동일한 주소로 활성화시키는 이더넷 디바이스와 같이 충돌의 소지가 있는 하드웨어 디바이스를 정지시키는 기능을 수행할 수 있다.
다음으로 액티브 시스템(101)을 재시동하여 목표 상태가 스탠바이인 경우의 실행을 종료한다.
한편, 목표 이중화 상태가 액티브인 경우는 우선 NVRAM(115)에 자신이 액티브라는 것을 기록한다(509).
다음으로 스탠바이 측도 기존에 자신의 환경 하에서 수행하고 있었으므로 이를 정리하고 캐쉬를 비우기 위하여 캐쉬 플러스(cache flush)를 수행한다(510).
다음으로 이전 액티브 측에서 메모리(SM, 107-2)를 통하여 넘기기를 요청한 데이터를 메모리(AAM, 107-1) 쪽으로 복사하여 가져온다(511).
다음으로 목표 상태가 액티브인 스탠바이 시스템(102)의 CPU(105) 내에 있는 MMU(Memory Management Unit) 테이블 주소를 액티브 측의 주소로 변경한다(512). 그 후, 캐쉬 메모리를 초기화하고(513), 또한 등록된 TAKEOVER 함수가 있다면 이들을 실행시킨다(514). TAKEOVER 함수를 이용하여 스탠바이에서 액티브 상태로 변경되었을 경우 특정 디바이스를 활성화시키는 일들을 수행하도록 등록할 수 있다.
이로써 이중화 절체 기능 수행 과정(208)의 실행이 종료됨과 동시에 이중화 데몬 프로세스의 실행이 종료되었으므로 OS의 스케줄러(209)에 의하여 이중화 절체 데몬 프로세스가 실행되기 전의 프로세스가 CPU(105)의 실행권을 이어받아 시스템에는 이중화 절체가 일어나기 전의 상태와 동일하게 연속적인 실행을 계속하여 중단없는 서비스를 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 절체 방법에서 액티브와 스탠바이 간의 신호 송수신을 도시한 도면이다.
우선 액티브 측에 NMI나 사용자 명령에 따라 절체 요구가 입력되면(601), 액티브는 이중화 절체 시작 신호(SWITCH_START)를 스탠바이 측으로 보낸다(602).
스탠바이는 액티브 측에서 송신된 이중화 절체 시작 신호(SWITCH_START)를 받으면 이중화 절체 세마포를 양도하고(603) 절체 시작 신호에 대한 응답 신호(SWITCH_START_ACK)를 액티브로 보낸 후(604) 이중화 절체 세마포에 지연한다 (605).
이중화 절체 시작 신호에 대한 응답 신호(SWITCH_START_ACK)를 받은 액티브는 절체 기능 수행 과정(208)을 실행한 후(606), 이중화 절체 완료 신호 (SWITCH_END)를 스탠바이 측으로 보내고(607), 이중화 절체 완료 신호 (SWITCH_END) 신호를 받은 스탠바이는 이중화 절체 세마포를 양도하고(608) 절체 기능 수행 과정(208)을 완료한 후 액티브로 천이한다(609).
이와 같이, 액티브와 스탠바이가 상호 간에 상태와 관련 신호를 전달하고, NVRAM(114, 115)에 주요 상태 정보들을 기록하며, 또한 이중화 절체 세마포 및 이중화 절체 데몬 프로세스를 생성하여 구동함으로써 시스템 운용 중 불특정한 어느 시점에서나 발생할 수 있는 이중화 절체 요구에 대한 시점을 단일화시킬 수 있으므로, 빠르고 정확하며 이식성이 우수한 이중화 절체가 가능해진다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 절체 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 형태로 기록 매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 시스템 장애가 언제 발생할지 모르는 상황하에서 현재 수행 중인 프로그램 카운터와 레지스터들을 전달하기 위해 복잡한 하드웨어 의존적인 프로그램 코드를 작성하던 종래의 문제점을 극복하고, 하드웨어에 독립적인 프로그램으로 이중화 절체 방법을 제공할 수 있어 쉽고 빠르게 절체를 수행할 수 있으며, 이로 인해 다른 하드웨어에 이중화 기능의 적용 시 이식성을 높이는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 동일한 구조의 액티브(active) 장치와 스탠바이(standby) 장치를 포함하며, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각에 포함된 메모리가 메모리 동기화를 통해 동일한 내용을 가지도록 이중화 운용되는 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법에 있어서,
    a) 상기 이중화 시스템이 시동되면, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각이 이중화 절체를 위한 세마포(semaphore) 및 데몬 프로세스(daemon process)를 생성하는 단계;
    b) 상기 액티브 장치 측에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 액티브 장치와 스탠바이 장치가 상기 생성된 이중화 절체 세마포 및 이중화 절체 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체 시점을 일정하게 유지하는 단계;
    c) 상기 이중화 절체 시점에서 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치의 각 이중화 절체 데몬 프로세스가 이중화 절체 기능을 수행하는 단계; 및
    d) 상기 스탠바이 장치가 상기 이중화 절체 이전의 프로세스로 제어를 넘겨 상기 이중화 절체를 완료하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    i) 자신의 이중화 상태를 조사하는 단계;
    ii) 상기 조사된 자신의 이중화 상태가 액티브이면, 상기 이중화 절체 세마포를 양도하는 단계; 및
    iii) 상기 이중화 절체 데몬 프로세스를 실행하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 i) 단계에서 조사된 자신의 이중화 상태가 스탠바이이면, 상기 이중화 절체 명령이 NMI(Non Maskable Interrupt)에 의해 발생된 것인 지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 이중화 절체 명령이 NMI에 의해 발생된 것으로 판단되는 경우, 스탠바이 장애 발생 메시지를 상기 이중화 상태가 액티브인 측으로 송신하는 단계;
    상기 이중화 절체 명령이 NMI에 의해 발생된 것이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 이중화 절체 명령을 기각하여 에러 리턴으로 처리하는 단계; 및
    상기 이중화 절체 데몬 프로세스를 실행하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 이중화 절체 데몬 프로세스 실행 단계는,
    상기 이중화 절체 세마포에 대하여 획득 시도를 수행하는 단계;
    상기 단계에서 이중화 절체 세마포를 양도받아 획득이 성공되면 자신의 이중화 상태를 조사하는 단계;
    상기 조사된 자신의 이중화 상태가 액티브이면 이중화 동작 상태가 정상인 지의 여부를 조사하는 단계; 및
    상기 조사된 이중화 동작 상태가 정상인 것으로 판단되는 경우, 이중화 절체를 위한 준비가 되었음을 알리는 이중화 절체 시작 메시지를 이중화 상태가 스탠바이인 측으로 송신하고, 상기 이중화 절체 기능을 수행하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조사된 자신의 상태가 스탠바이이면 상기 이중화 절체 세마포에 대하여 획득 시도를 수행하는 단계;
    상기 이중화 상태가 액티브인 측으로부터 상기 이중화 절체 기능 수행이 완료되었다는 메시지가 수신되는 경우 상기 이중화 절체 세마포를 양도하는 단계; 및
    상기 이중화 절체 기능을 수행하는 단계;
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 조사된 이중화 동작 상태가 정상이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 이중화 절체 과정을 진행하지 않고 처음으로 되돌아가서 상기 이중화 절체 세마포에 지연된 상태로 대기하는 단계
    를 더 포함하는 이중화 절체 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 이중화 절체 기능 수행 단계는,
    목표 상태를 입력받는 단계;
    상기 입력된 목표 상태가 스탠바이인 경우, 자신의 이중화 상태가 액티브에서 스탠바이로 변경되는 장치 측에서 자신의 이중화 상태가 스탠바이에서 액티브로 변경되는 장치로 특정 데이터를 전달하는 함수를 실행하는 단계;
    장치 내부에 포함된 캐쉬(cache)를 플러쉬(flush)하여 상기 캐쉬에 있는 내용이 상기 동기화되는 메모리 내에 저장되도록 하는 단계;
    장치 내부에 포함된 동기화되지 않는 메모리에 저장된 내용을 상기 동기화되는 메모리로 전달하여 저장하는 단계;
    상기 이중화 절체 기능 수행 완료를 나타내는 메시지를 상기 목표 상태가 액티브인 측으로 송신하는 단계;
    일정 지연 시간 동안 대기 상태를 유지하는 단계; 및
    상기 지연 시간 후에, 충돌의 소지가 있는 하드웨어 장치들을 정지시키는 함수를 실행하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 이중화 절체 기능 수행 단계는,
    목표 상태를 입력받는 단계;
    상기 입력된 목표 상태가 액티브인 경우, 자신의 목표 상태가 액티브라는 사실을 기록하는 단계;
    장치 내부에 포함된 캐쉬를 플러쉬하여 상기 캐쉬를 비우는 단계;
    상기 목표 상태가 스탠바이인 측으로부터 동기화된 메모리 내에 저장된 데이터를 상기 장치가 항상 접근 가능한 메모리로 전달하여 저장하는 단계;
    상기 장치 내부의 메모리 관리 테이블의 주소를 상기 액티브 측의 주소로 변경하는 단계;
    상기 캐쉬를 초기화하는 단계; 및
    충돌의 소지가 있는 하드웨어 장치들을 정지시키는 함수를 실행하는 단계
    를 포함하는 이중화 절체 방법.
  9. 액티브 장치 및 스탠바이 장치－여기서 액티브 장치 및 스탠바이 장치는 각각,
    장치를 전반적으로 제어하는 CPU(Central Processing Unit);
    장치의 동작에 필요한 프로그램, 동작 상태 및 데이터를 저장하는 메모리;
    네트워크와의 접속이 가능하도록 하는 네트워크 정합부;
    시리얼 통신이 가능하도록 하는 시리얼부;
    이중화 상태 관리를 위한 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리; 및
    이중화 운용을 위해 상기 액티브 장치의 메모리와 상기 스탠바이 장치의 메모리간에 내용이 동일하게 저장되도록 하는 메모리 동기화부
    를 포함하고,
    상기 액티브 장치와 스탠바이 장치는 상기 시리얼부 및 네트워크 정합부에 의해 신호 전달이 가능함－
    를 포함하며,
    상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치는 각각 시동시 이중화 절체를 위한 세마포 및 데몬 프로세스를 생성하고,
    상기 액티브 장치에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 이중화 절체 세마포 및 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체를 수행하는
    것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이중화 절체 데몬 프로세스는 상기 이중화 절체 세마포의 양도에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액티브 장치에서의 이중화 절체 세마포의 양도는 상기 이중화 절체 명령에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 스탠바이 장치에서의 이중화 절체 세마포의 양도는 상기 액티브 장치에서 이중화 절체 준비가 완료된 것을 알리는 메시지에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 이중화 절체 후에 상기 액티브 장치는 스탠바이 상태가 되고, 상기 스탠바이 장치는 액티브 상태가 되어, 상기 이중화 전에 상기 액티브 장치에 의해 수행되던 프로세스가 상기 이중화 절체 후에 상기 스탠바이 장치에 의해 계속 수행되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중화 절체 명령은 상기 액티브 장치의 장애로 인한 NMI에 의해 발생되거나 상기 액티브 장치의 사용자로부터의 입력에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템.
  15. 동일한 구조의 액티브(active) 장치와 스탠바이(standby) 장치를 포함하며, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각에 포함된 메모리가 메모리 동기화를 통해동일한 내용을 가지도록 이중화 운용되는 이중화 시스템에서의 이중화 절체 방법에 있어서,
    a) 상기 이중화 시스템이 시동되면, 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치 각각이 이중화 절체를 위한 세마포(semaphore) 및 데몬 프로세스(daemon process)를 생성하는 기능;
    b) 상기 액티브 장치 측에서 이중화 절체 명령이 발생되는 경우, 상기 액티브 장치와 스탠바이 장치가 상기 생성된 이중화 절체 세마포 및 이중화 절체 데몬 프로세스를 사용하여 동기를 맞추어 이중화 절체 시점을 일정하게 유지하는 기능;
    c) 상기 이중화 절체 시점에서 상기 액티브 장치 및 스탠바이 장치의 각 이중화 절체 데몬 프로세스가 이중화 절체 기능을 수행하는 기능; 및
    d) 상기 스탠바이 장치가 상기 이중화 절체 이전의 프로세스로 제어를 넘겨 상기 이중화 절체를 완료하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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