RU2749754C1 - Redundant server device - Google Patents

Redundant server device Download PDF

Info

Publication number
RU2749754C1
RU2749754C1 RU2020131272A RU2020131272A RU2749754C1 RU 2749754 C1 RU2749754 C1 RU 2749754C1 RU 2020131272 A RU2020131272 A RU 2020131272A RU 2020131272 A RU2020131272 A RU 2020131272A RU 2749754 C1 RU2749754 C1 RU 2749754C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
processor
modules
module
status
connectors
Prior art date
Application number
RU2020131272A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Саулович Айзин
Original Assignee
Владимир Саулович Айзин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Саулович Айзин filed Critical Владимир Саулович Айзин
Priority to RU2020131272A priority Critical patent/RU2749754C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749754C1 publication Critical patent/RU2749754C1/en
Priority to PCT/RU2021/000373 priority patent/WO2022066044A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
    • G06F13/4063Device-to-bus coupling
    • G06F13/409Mechanical coupling

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of information technology, namely to computer technology. A redundant server device containing a processor module, a disk memory module, a power supply, and also includes an installation platform to which at least one disk memory module and at least two processor modules are connected by means of connectors. modules of disk memory, while one of the processor modules has the status of the main one, and the other processor modules have the status of reserve ones, and the status of the processor module changes by means of the software installed on the processor module, and the processor modules are made with the ability to back up each other and transfer between themselves from a given frequency an informational message about its status and its performance.
EFFECT: increased reliability of the server.
13 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Заявляемое изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении отказоустойчивых серверных устройств различного назначения в структуре распределенного вычислительного комплекса, объединенного в локальную вычислительную сеть, для систем автоматизации, диспетчеризации и других систем.The claimed invention relates to computer technology and can be used in the construction of fault-tolerant server devices for various purposes in the structure of a distributed computing complex, integrated into a local area network, for automation systems, dispatching and other systems.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

В различных системах диспетчеризации и автоматизации для повышения надежности системы используется резервирование серверов. В таких схемах серверы могут работать независимо друг от друга, ведут независимый опрос нижнего уровня, каждый сервер имеет свою базу данных. В процессе работы системы ее встроенные механизмы контролируют наличие связи с контроллерами, модулями ввода/вывода и вспомогательными системами. В случае отказа одного сервера средства резервирования позволяют переключиться на второй сервер. При этом клиентские рабочие станции, подключенные к отказавшему серверу, также автоматически переводятся на работающий. С одной стороны, такой способ организации работы может показаться самым надежным, однако он имеет определенные технические особенности, в частности, все оборудование нижнего уровня должно позволять вести опрос несколькими серверами одновременно. Серверы ведут независимый опрос, поэтому данные с разных машин могут поступать в систему с разными метками времени, что значительно усложняет работу. Процедура синхронизации базы данных (БД) может привести к дублированию, а значит, искажению реальной картины, поэтому требует специальных методов проверки (принятия решения). Усложняется работа клиентов, поскольку становится неочевидным, к какому из равноправных серверов им следует обращаться.In various dispatching and automation systems, server redundancy is used to increase system reliability. In such schemes, servers can work independently of each other, conduct independent polling of the lower level, each server has its own database. While the system is operating, its built-in mechanisms control the availability of communication with controllers, I / O modules and auxiliary systems. In the event of a server failure, backup facilities allow you to switch to the second server. In this case, client workstations connected to the failed server are also automatically transferred to the working one. On the one hand, this method of organizing work may seem the most reliable, but it has certain technical features, in particular, all lower-level equipment should allow polling by several servers at the same time. The servers conduct independent polling, so data from different machines can enter the system with different time stamps, which greatly complicates the work. The procedure for synchronizing a database (DB) can lead to duplication, which means a distortion of the real picture, therefore, it requires special verification methods (decision-making). Clients become more complex because it becomes unclear which peer server they should contact.

Для решения указанных особенностей серверам присваиваются статусы основной и резервный. Они постоянно ведут обмен данными и контролируют статусы друг друга. Если резервный сервер не обнаруживает в сети сервера со статусом основной, то он меняет свой статус на основной. Сервер со статусом основной ведет опрос контроллеров, систем ввода вывода и другого оборудования и передает эти данные резервному с теми же метками времени, которые имеет сам. В результате оба сервера имеют идентичные данные с одинаковыми метками времени. Кроме того, основной сервер передает на резервный сервер данные, которые формируются в процессе управления, расчетов или вводятся операторами. Они должны быть синхронизированы между серверами для безударности переключения при отказе основного сервера. Клиенты по сети автоматически подключаются к серверу со статусом основной. Если такой сервер сломался, то клиенты после переключения резервного сервера в статус основной подключаются к нему.To solve these features, the servers are assigned the status of primary and backup. They constantly exchange data and monitor each other's statuses. If the backup server does not find a server with the primary status on the network, then it changes its status to the primary one. The server with the status of the main one polls the controllers, input / output systems and other equipment and transmits this data to the backup one with the same time stamps as it has itself. As a result, both servers have identical data with the same timestamps. In addition, the main server transmits data to the backup server that are generated in the process of control, calculations, or entered by operators. They must be synchronized between servers for bumpless failover in the event of a primary server failure. Clients over the network automatically connect to the main server. If such a server breaks down, then the clients after switching the backup server to the status of the main one connect to it.

Существенным для повышения надежности системы управления является время переключения с основного на резервный сервер при отказе первого. В этот промежуток времени операторы теряют контроль над объектом управления и над работой всей системы, а также не выполняется опрос контроллеров и систем ввода/вывода и не ведется архивирование опрашиваемых данных, что может быть критично, если будут пропущены события, которые могут привести к развитию аварии на управляемом объекте.The time of switching from the main to the backup server in case of failure of the first is essential for increasing the reliability of the control system. During this period of time, operators lose control over the object of control and over the operation of the entire system, and also the controllers and input / output systems are not polled and the polled data is not archived, which can be critical if events that can lead to the development of an accident are missed. at the managed object.

Наличие двух серверов со статусом основной в системе недопустимо по причинам, которые были указаны ранее. Поэтому резервный сервер должен надежно идентифицировать отказ основного сервера перед переключением своего статуса. Если это два отдельных компьютера в сети, то надежная идентификация отказа основного сервера может занять значительное время (по всем доступным сетевым адаптерам надо послать запросы и выждать тайм-ауты). При этом длительный промежуток времени определения отказа основного сервера может повлиять на безударность переключения и явиться причиной сбоев в работе всей системы управления и управляемого объекта. Для обеспечения полной безударности время переключения серверов должно быть меньше или сопоставимо с циклом опроса контроллеров и модулей ввода/вывода.The presence of two servers with the main status in the system is unacceptable for the reasons that were indicated earlier. Therefore, the backup server must reliably identify the failure of the primary server before switching its status. If these are two separate computers on the network, then reliable identification of the failure of the primary server can take a significant amount of time (for all available network adapters, requests must be sent and timed out). At the same time, a long period of time for determining the failure of the main server can affect the bumpless switching and cause failures in the operation of the entire control system and the controlled object. To ensure complete bumplessness, server switching times should be less than or comparable to the polling cycle of controllers and I / O modules.

Кроме того, очень важным параметром с точки зрения надежности системы управления является скорость восстановления работоспособности вышедшего из строя сервера, поскольку в это время работающий сервер не имеет резерва и при его выходе из строя останавливается работа всей системы. Если сервер - это отдельный компьютер, установленный в стойку, то его извлечение и ремонт или замена на другой с настройкой и установкой нужного программного обеспечения займет довольно много времени.In addition, a very important parameter from the point of view of the reliability of the control system is the speed of restoring the operability of a failed server, since at this time the working server does not have a reserve and when it fails, the entire system stops working. If the server is a separate computer installed in a rack, then it will take quite a long time to remove and repair it or replace it with another one with the configuration and installation of the necessary software.

Из уровня техники известно резервированное запоминающее устройство, описанное в патенте США №10,255,149, G06F 11/20, опубл. 09.04.2019. Оно включает первый порт; второй порт, отличный от первого порта; первое запоминающее устройство, подключенное к первому порту и второе запоминающее устройство, подключенное ко второму порту. Первое запоминающее устройство изменяет режим работы второго запоминающего устройства с режима ожидания на активный режим с использованием внутренней связи. На базе данного резервированного запоминающего устройства выполнен сервер.From the prior art known backup memory, described in US patent No. 10,255,149, G06F 11/20, publ. 04/09/2019. It includes the first port; a second port different from the first port; a first storage device connected to a first port; and a second storage device connected to a second port. The first memory changes the operating mode of the second memory from standby to active using internal communication. A server is made on the basis of this redundant storage device.

Недостатком такого устройства можно считать отсутствие резервированного сервера, что снижает надежность устройства.The disadvantage of such a device is the absence of a redundant server, which reduces the reliability of the device.

Из уровня техники также известно резервированное серверное устройство по патенту РФ №117199, G06F 15/16, опубл. 20.06.2012 (аналог заявляемого решения).A redundant server device is also known from the prior art according to RF patent No. 117199, G06F 15/16, publ. 06/20/2012 (analogue of the proposed solution).

Резервированный сервер содержит блок общей памяти и два канала резервирования, каждый из которых включает ЭВМ, при этом блок общей памяти выполнен в виде двух резервированных модулей дисковой памяти, а ЭВМ связаны между собой через выделенные резервированные каналы межмашинного обмена и подключены через шины управления и соответствующие интерфейсы к каждому модулю дисковой памяти.The redundant server contains a shared memory block and two backup channels, each of which includes a computer, while the shared memory block is made in the form of two redundant disk memory modules, and the computers are interconnected through dedicated redundant machine-to-machine communication channels and are connected via control buses and corresponding interfaces to each disk module.

Недостатком такого сервера является наличие отдельных ЭВМ для каждого серверного устройства, а также обязательно общая дисковая память для обеих ЭВМ, что ограничивает надежность устройства.The disadvantage of such a server is the presence of separate computers for each server device, as well as necessarily a common disk memory for both computers, which limits the reliability of the device.

Для преодоления недостатков систем и устройств, известных из уровня техники есть необходимость в надежном отказоустойчивом оборудовании, таком как резервированный сервер, который может быть реализован с использованием, по меньшей мере, двух процессорных модулей с возможностью их горячей замены, по меньшей мере, одного устройства дисковой памяти с возможностью горячей замены и по меньшей мере одного блока питания, выполненных в виде единого устройства.To overcome the disadvantages of systems and devices known from the prior art, there is a need for reliable fault-tolerant equipment, such as a redundant server, which can be implemented using at least two hot-swappable processor modules, at least one disk device. hot-swappable memory and at least one power supply unit made as a single device.

Техническим результатом заявляемого изобретения является предоставление надежного сервера, обеспечивающего отказоустойчивость созданных с его применением систем различного назначения, в том числе систем автоматизации и диспетчеризации.The technical result of the claimed invention is to provide a reliable server that ensures fault tolerance of systems for various purposes created with its use, including automation and dispatching systems.

Технический результат достигается за счет резервированного серверного устройства, содержащего процессорный модуль, модуль дисковой памяти, блок питания, при этом оно включает установочную платформу, к которой посредством разъемов подключены, по меньшей мере, один модуль дисковой памяти и, по меньшей мере, два процессорных модуля, выполненные с возможностью резервировать друг друга с передачей информации о своей работоспособности, и соединенные между собой и модулями дисковой памяти посредством разъемов установочной платформы. Где один из процессорных модулей имеет статус основной, а другие процессорные модули имеют статус резервные, при этом статус процессорного модуля меняется посредством программного обеспечения, установленного на процессорном модуле.The technical result is achieved through a redundant server device containing a processor module, a disk memory module, a power supply, while it includes an installation platform to which at least one disk memory module and at least two processor modules are connected via connectors , made with the ability to back up each other with the transfer of information about their performance, and connected to each other and disk memory modules through the connectors of the installation platform. Where one of the processor modules has the status of the main, and the other processor modules have the status of reserve, while the status of the processor module is changed by means of the software installed on the processor module.

В одном частном случае выполнения устройства каждый процессорный модуль может взаимодействовать, по меньшей мере, с одним модулем дисковой памяти, к которому у других процессорных модулей нет доступа. В другом частном случае выполнения устройства процессорный модуль может быть объединен с модулем дисковой памяти в единый модуль. На установочной платформе посредством разъемов может быть установлен, по меньшей мере, один коммуникационный модуль. При этом процессорный модуль и коммуникационный модуль могут быть обеспечены разъемами для подключения внешних устройств. Кроме того, внешние устройства могут быть подключены к установочной платформе посредством разъемов. Для взаимодействия с внешними устройствами процессорный и коммуникационный модули могут быть оборудованы радио интерфейсами: wi-fi, Bluetooth и др.In one particular case of the device, each processor module can interact with at least one disk memory module to which other processor modules do not have access. In another particular case of the device, the processor module can be combined with the disk memory module into a single module. At least one communication module can be installed on the installation platform by means of connectors. In this case, the processor module and the communication module can be provided with connectors for connecting external devices. In addition, external devices can be connected to the installation platform via connectors. To interact with external devices, the processor and communication modules can be equipped with radio interfaces: wi-fi, Bluetooth, etc.

Модуль дисковой памяти содержит, по меньшей мере, один накопитель. Все модули, установленные на установочной платформе, а также накопители, могут быть выполнены с возможностью их горячей замены.The disk memory module contains at least one drive. All modules installed on the installation platform, as well as drives, can be hot-swappable.

Для демонстрации своей работоспособности каждый процессорный модуль формирует, по меньшей мере, один аналоговый, дискретный, частотный или иной физический сигнал, который контролируется другими процессорными модулями либо каждый процессорный модуль, по выделенному для этого интерфейсу, инициативно или по запросу передает информационное сообщение остальным процессорным модулям.To demonstrate its operability, each processor module generates at least one analog, discrete, frequency or other physical signal, which is controlled by other processor modules, or each processor module, via a dedicated interface, proactively or upon request, transmits an information message to the rest of the processor modules ...

Блок питания может быть установлен на установочной платформе посредством разъема или объединен с установочной платформой. Блок питания может быть выполнен с возможностью горячей замены.The power supply can be installed on a docking platform via a connector or combined with a docking platform. The power supply can be hot-swappable.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Заявляемое техническое решение может быть проиллюстрировано следующими фигурами чертежей, гдеThe claimed technical solution can be illustrated by the following figures of the drawings, where

на фиг. 1 представлена общая схема предпочтительного варианта выполнения резервированного серверного устройства;in fig. 1 is a general diagram of a preferred embodiment of a redundant server device;

на фиг. 2 представлена схема частного случая выполнения резервированного серверного устройства;in fig. 2 shows a diagram of a particular case of a redundant server device;

на фиг. 3 представлена схема частного случая примера реализации резервированного серверного устройства;in fig. 3 is a diagram of a particular case of an example of implementing a redundant server device;

на фиг. 4 представлена схема еще одного частного случая примера реализации резервированного серверного устройства.in fig. 4 shows a diagram of another particular case of an example of implementing a redundant server device.

На чертежах приняты следующие обозначения:The following designations are adopted in the drawings:

1 - установочная платформа (УП);1 - installation platform (UP);

2 - процессорные модули (ПМ);2 - processor modules (PM);

3 - модули дисковой памяти (ДМ);3 - disk memory modules (DM);

4 - блоки питания (БП);4 - power supplies (PSU);

5 - разъемы интерфейсов связи с внешними устройствами;5 - connectors for communication interfaces with external devices;

6 - разъемы для подключения питания;6 - connectors for power supply;

7 - установочный разъем для процессорного модуля 2 (ПМ);7 - installation socket for processor module 2 (PM);

8 - установочный разъем для модуля дисковой памяти 3 (ДМ);8 - installation connector for disk memory module 3 (DM);

9 - установочный разъем для блока питания 4(БП);9 - installation connector for power supply 4 (PSU);

10 - коммуникационные модули (КМ);10 - communication modules (KM);

11 - установочный разъем для коммуникационного модуля 10 (КМ);11 - installation connector for communication module 10 (KM);

12, 13, 14 - монитор, компьютерная клавиатура, компьютерная мышь;12, 13, 14 - monitor, computer keyboard, computer mouse;

15 - контроллер;15 - controller;

16 - компьютер клиента;16 - client's computer;

17 - модуль ввода/вывода;17 - input / output module;

18, 19, 20 - разъемы для подключения внешних устройств.18, 19, 20 - connectors for connecting external devices.

СУЩЕСТВО ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯSUBSTANCE OF THE STATED INVENTION

Указанный технический результат достигается благодаря разработке резервированного серверного устройства, имеющего несколько частных случаев выполнения.The specified technical result is achieved due to the development of a redundant server device, which has several special cases of implementation.

Так в предпочтительном варианте выполнения, резервированное серверное устройство (фиг. 1) содержит установочную платформу 1 (УП), на которой посредством разъемов 7 установлены, по меньшей мере, два процессорных модуля 2 (ПМ), посредством разъемов 8 установлен, по меньшей мере, один модуль дисковой памяти 3 (ДМ) и посредством разъемов 9 установлен, по меньшей мере, один блок питания 4 (БП). На установочной платформе 1 также предусмотрены разъемы 5 для подключения внешних устройств, таких как компьютеры клиентов, контроллеры, модули и системы ввода/вывода, мониторы, компьютерные клавиатуры, манипуляторы (например, компьютерная мышь), принтеры и др., по проводным интерфейсам, таким как, например, Ethernet, ВОЛС, USB, HDMI, RS-232, RS-485 и другие. Данные с проводных интерфейсов через разъемы 5 установочной платформы 1 (УП) передаются на процессорные модули 2 (ПМ) через разъемы 7.So, in a preferred embodiment, the redundant server device (Fig. 1) contains an installation platform 1 (UE), on which at least two processor modules 2 (PM) are installed by means of connectors 7, at least two processor modules (PM) are installed by means of connectors 8. one disk memory module 3 (DM) and through connectors 9 installed at least one power supply 4 (PSU). The installation platform 1 also provides connectors 5 for connecting external devices such as client computers, controllers, I / O modules and systems, monitors, computer keyboards, manipulators (for example, a computer mouse), printers, etc., via wired interfaces, such such as Ethernet, FOCL, USB, HDMI, RS-232, RS-485 and others. Data from the wired interfaces through connectors 5 of the installation platform 1 (UE) are transmitted to the processor modules 2 (PM) through connectors 7.

Имеется, как минимум, один разъем 6 для подключения питания.There is at least one power connector 6.

Установочная платформа 1 (УП) может иметь крейтовое исполнение.The installation platform 1 (UE) can have a subrack design.

Один из установленных процессорных модулей 2 (ПМ) имеет статус основной, который в совокупности с другими модулями, входящими в серверное устройство, выполняет возложенные на серверное устройство вычислительные, коммуникационные, архивные и иные функции. Остальные процессорные модули 2 (ПМ) находятся в горячем резерве и имеют статус резервный, с возможностью контроля работоспособности и статуса остальных процессорных модулей 2 (ПМ), синхронизации данных с основным процессорным модулем 2 (ПМ) и возможностью переключения в статус основной при обнаружении отказа функционирования основного процессорного модуля 2 (ПМ). При отказе функционирования основного процессорного модуля 2 (ПМ) один из резервных процессорных модулей 2 (ПМ) переключается в статус основного. Принципы выбора резервного процессорного модуля 2 (ПМ) для назначения его основным при использовании трех и более процессорных модулей 2 (ПМ) в одном серверном устройстве могут быть разными. Например, приоритет по назначению основным может иметь процессорный модуль 2 (ПМ), установленный в тот или иной разъем 7 установочной платформы 1 (УП). В случае замены вышедшего из строя процессорного модуля 2 (основного или резервного) (ПМ) при работающем серверном устройстве, программное обеспечение вновь установленного процессорного модуля 2 (ПМ) может запросить у основного процессорного модуля 2 (ПМ) все необходимые для запуска задачи управления файлы, данные и настройки, выполнить запуск задачи управления и только после этого установить статус резервный у этого вновь установленного процессорного модуля 2 (ПМ).One of the installed processor modules 2 (PM) has the main status, which, together with other modules included in the server device, performs the computing, communication, archiving and other functions assigned to the server device. The remaining processor modules 2 (PM) are in hot standby and have a reserve status, with the ability to monitor the operability and status of the remaining processor modules 2 (PM), synchronize data with the main processor module 2 (PM) and the ability to switch to the main status when a failure is detected main processor module 2 (PM). If the operation of the main processor module 2 (PM) fails, one of the backup processor modules 2 (PM) switches to the status of the main one. The principles of choosing a backup processor module 2 (PM) to designate it as the main one when using three or more processor modules 2 (PM) in one server device may be different. For example, the processor module 2 (PM) installed in one or another slot 7 of the installation platform 1 (UE) may have priority for designation as the main one. In case of replacement of a failed processor module 2 (main or backup) (PM) while the server device is running, the software of the newly installed processor module 2 (PM) can request from the main processor module 2 (PM) all the files necessary to start the control task, data and settings, start the control task and only then set the backup status for this newly installed processor module 2 (PM).

Процессорные модули 2 (ПМ) могут отличаться друг от друга по своим характеристикам, например, типу и частоте процессора, объему ОЗУ и др., но при этом они обязательно должны иметь возможность выполнять возложенный на них набор функций. То есть, в статусе основной каждый из них мог бы выполнять набор функций, возложенных на данный резервированный сервер, а при статусе резервный мог бы выполнять функции по контролю работоспособности основного процессорного модуля и по синхронизации данных с ним.Processor modules 2 (PM) may differ from each other in their characteristics, for example, the type and frequency of the processor, the amount of RAM, etc., but at the same time they must be able to perform the set of functions assigned to them. That is, in the status of the main one, each of them could perform a set of functions assigned to this redundant server, and in the status of the backup one could perform the functions of monitoring the operability of the main processor module and synchronizing data with it.

Решение о присвоении или изменении статуса процессорных модулей 2 (ПМ) принимает программное обеспечение, установленное в них.The decision to assign or change the status of processor modules 2 (PM) is made by the software installed in them.

Для идентификации работоспособности процессорные модули 2 (ПМ) могут передавать друг другу информацию в виде физических сигналов, например, импульсов с заданной частотой (например, 1 кГц). Отсутствие импульсов в течение заданного времени (например, 100 мс) означает отказ данного процессорного модуля 2 (ПМ). Для формирования физических сигналов каждый процессорный модуль 2 (ПМ) должен иметь дискретный, аналоговый или иной выход, в зависимости от которого формируется тип сигнала. Кроме того, для контроля физических сигналов, формируемых другими процессорными модулями 2 (ПМ), каждый процессорный модуль 2 (ПМ) должен иметь физические входы, соответствующие типу выхода. Количество входов должно быть на единицу меньше числа процессорных модулей 2 (ПМ), устанавливаемых на установочной платформе 1 (УП). Физические сигналы от выхода одного процессорного модуля 2 (ПМ) ко входам остальных процессорных модулей 2 (ПМ) могут передаваться, например, через контакты на разъемах 7 установочной платформы 1 (УП), предназначенных для подключения процессорных модулей 2 (ПМ).To identify the operability, the processor modules 2 (PM) can transmit information to each other in the form of physical signals, for example, pulses with a given frequency (for example, 1 kHz). The absence of pulses for a specified time (for example, 100 ms) means a failure of this processor module 2 (PM). To generate physical signals, each processor module 2 (PM) must have a discrete, analog or other output, depending on which the type of signal is generated. In addition, to control the physical signals generated by other processor modules 2 (PM), each processor module 2 (PM) must have physical inputs corresponding to the type of output. The number of inputs must be one less than the number of processor modules 2 (PM) installed on the installation platform 1 (PM). Physical signals from the output of one processor module 2 (PM) to the inputs of the remaining processor modules 2 (PM) can be transmitted, for example, through the contacts on connectors 7 of the installation platform 1 (UP), intended for connecting processor modules 2 (PM).

Другим способом передачи информации о работоспособности процессорных модулей (ПМ) может быть использование интерфейсов, например, Ethernet. В этом случае каждый процессорный модуль 2 (ПМ) может, например, посылать другим процессорным модулям 2 (ПМ) с заданной частотой информационное сообщение о своей работоспособности и своем статусе. Отсутствие нескольких таких сообщений подряд может восприниматься как выход из строя данного процессорного модуля 2. Важно чтобы используемый для передачи сообщений о работоспособности процессорных модулей 2 (ПМ) интерфейс применялся только для функций резервирования процессорных модулей 2 (ПМ) и не участвовал в обмене данными с внешними устройствами, чтобы работа внешних устройств никак не могда повлиять на резервирование. Это позволяет существенно сократить время для принятия решения о работоспособности процессорных модулей и обеспечить безударность переключения, тем самым обеспечить надежную работу устройства и всей системы, с которой он взаимодействует.Another way to transfer information about the health of processor modules (PM) can be the use of interfaces, for example, Ethernet. In this case, each processor module 2 (PM) can, for example, send to other processor modules 2 (PM) with a given frequency an information message about its operability and its status. The absence of several such messages in a row can be perceived as a failure of this processor module 2. It is important that the interface used to transmit messages about the operability of processor modules 2 (PM) is used only for redundancy functions of processor modules 2 (PM) and does not participate in data exchange with external devices so that the operation of external devices can never affect the redundancy. This allows you to significantly reduce the time for making a decision on the operability of processor modules and ensure shockless switching, thereby ensuring reliable operation of the device and the entire system with which it interacts.

К установочной платформе 1 (УП) посредством разъемов 8 может быть подключен, по меньшей мере, один модуль дисковой памяти 3 (ДМ). Он предназначен для хранения архивов значений технологических параметров, получаемых от контроллеров, других компьютеров, модулей ввода/вывода, другого внешнего оборудования или заносимых оператором. Кроме того, на этот модуль дисковой памяти 3 (ДМ) могут сохраняться журналы событий и информационной безопасности, отчеты и другие документы и базы данных, которые может генерировать или использовать система управления, построенная на базе заявляемого резервированного серверного устройства. С этого модуля дисковой памяти 3 (ДМ) процессорные модули 2 (ПМ) могут считывать необходимые архивные, справочные и другие данные для их последующей обработки или передачи, подключенным к серверу компьютерам клиента.At least one disk memory module 3 (DM) can be connected to the installation platform 1 (UE) by means of connectors 8. It is intended for storing archives of technological parameter values received from controllers, other computers, input / output modules, other external equipment or entered by the operator. In addition, this disk memory module 3 (DM) can store event and information security logs, reports and other documents and databases that can be generated or used by a control system based on the claimed redundant server device. From this disk memory module 3 (DM) processor modules 2 (PM) can read the necessary archive, reference and other data for their subsequent processing or transmission to the client computers connected to the server.

Модули дисковой памяти 3 (ДМ) могут быть созданы на базе разных накопителей данных, например, магнитных дисков HDD, твердотельных дисков (SSD) или любых других накопителей. Каждый модуль дисковой памяти 3 (ДМ) должен содержать, по меньшей мере, один накопитель. При использовании в модуле дисковой памяти 3 (ДМ) двух и более накопителей, их память может использоваться либо как отдельные диски, либо как общее пространство для хранения данных, либо один из накопителей используется для резервного хранения данных других накопителей, например, модуль дисковой памяти 3 (ДМ) пишет все поступающие ему данные параллельно на два накопителя, что предотвращает потерю данных в случае отказа одного из накопителей.Disk storage modules 3 (DM) can be created on the basis of different data storage devices, for example, HDD magnetic disks, solid state disks (SSD) or any other storage devices. Each disk memory module 3 (DM) must contain at least one drive. When two or more drives are used in the disk memory module 3 (DM), their memory can be used either as separate disks, or as a common space for storing data, or one of the drives is used for backup storage of data from other drives, for example, disk memory module 3 (DM) writes all the data it receives in parallel to two drives, which prevents data loss in the event of a failure of one of the drives.

Модули дисковой памяти 3 (ДМ) могут быть выполнены с возможностью их горячей замены, а также с возможностью горячей замены их накопителей, тем самым обеспечить надежную работу заявляемого устройства и всей системы, с которой они взаимодействует.Disk memory modules 3 (DM) can be hot-swappable, as well as hot-swappable for their drives, thereby ensuring reliable operation of the claimed device and the entire system with which they interact.

Если на установочную платформу 1 (УП) установлен только один модуль дисковой памяти 3 (ДП), то к нему обеспечивается доступ от всех установленных на установочной платформе 1 (УП) процессорных модулей 2 (ПМ).If only one disk memory module 3 (DP) is installed on the installation platform 1 (UE), then it is accessible from all processor modules 2 (PM) installed on the installation platform 1 (UE).

В частном случае выполнения резервированного серверного устройства для каждого процессорного модуля 2 (ПМ) устанавливается, по меньшей мере, один модуль дисковой памяти 3 (ДМ), доступный только данному процессорному модулю 2 (ПМ). В этом случае, в конструкции установочной платформы 1 (УП) предусматривается, что каждый разъем 7 для процессорного модуля 2 (ПМ) соединен с одним конкретным (конкретными) разъемом (разъемами) 8 для модуля дисковой памяти 3 (ДМ). Процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной сохраняет данные на свой модуль дисковой памяти 3 (ДМ) и передает те же данные на другие процессорные модули 2 (ПМ), чтобы они сохраняли эти данные на соответствующие им модули дисковой памяти 3 (ДМ).In the particular case of a redundant server device for each processor module 2 (PM), at least one disk memory module 3 (DM) is installed, available only to this processor module 2 (PM). In this case, the design of the installation platform 1 (UE) provides that each connector 7 for the processor module 2 (PM) is connected to one specific (specific) connector (s) 8 for the disk memory module 3 (DM). Processor module 2 (PM) with the status of the main one saves data to its disk memory module 3 (DM) and transfers the same data to other processor modules 2 (PM) so that they save this data to the corresponding disk memory modules 3 (DM).

Еще в одном частном случае выполнения резервированного серверного устройства, может быть объединение процессорного модуля 2 (ПМ) и модуля дисковой памяти 3 (ДМ) в единый модуль. Такой подход имеет свои преимущества, поскольку упрощается конструкция установочной платформы 1 (УП), но не позволяет проводить независимую замену процессорного модуля 2 (ПМ) и модуля дисковой памяти 3 (ДМ) в случае отказа любого из них.In another particular case of a redundant server device, there can be a combination of processor module 2 (PM) and disk memory module 3 (DM) into a single module. This approach has its advantages, since the design of the installation platform 1 (PC) is simplified, but it does not allow independent replacement of processor module 2 (PM) and disk memory module 3 (DM) in case of failure of any of them.

Еще в одном частном случае выполнения резервированного серверного устройства (см. фиг. 2) на установочную платформу 1 (УП) посредством разъемов 11 может быть установлен, по меньшей мере, один коммуникационный модуль 10 (КМ), обеспечивающий дополнительные возможности связи с внешним оборудованием и резервирование этих связей при установке двух и более коммуникационных модулей 10 (КМ). В этом случае коммуникационный модуль 10 (КМ) может соединяться с внешними устройствами, как через стандартные проводные интерфейсы посредством установленных на нем разъемов 5, так и через беспроводные интерфейсы. В качестве проводных интерфейсов могут использоваться такие как, например, Ethernet, ВОЛС, USB, HDMI, RS-232, RS-485 и другие, а в качестве беспроводных - Wi-fi, Bluetooth и другие. Для обмена данными между процессорными модулями 2 (ПМ) и коммуникационными модулями 10 (КМ) может использоваться любой интерфейс (например, Ethernet), обеспечивающий необходимую пропускную способность по обмену данными со всеми подключенными к коммуникационному модулю 10 (КМ) внешними устройствами. Соединение процессорных модулей 2 (ПМ) с коммуникационными модулями 10 (КМ) выполняется через их установочные разъемы 7 и 11 соответственно.In yet another particular case of a redundant server device (see Fig. 2), at least one communication module 10 (KM) can be installed on the installation platform 1 (UE) via connectors 11, providing additional opportunities for communication with external equipment and redundancy of these connections when installing two or more communication modules 10 (KM). In this case, the communication module 10 (KM) can be connected to external devices, both through standard wired interfaces through the connectors 5 installed on it, and through wireless interfaces. As wired interfaces, such as, for example, Ethernet, FOCL, USB, HDMI, RS-232, RS-485 and others can be used, and as wireless - Wi-fi, Bluetooth and others. For data exchange between processor modules 2 (PM) and communication modules 10 (KM), any interface (for example, Ethernet) can be used, providing the necessary bandwidth for data exchange with all external devices connected to the communication module 10 (KM). The connection of processor modules 2 (PM) with communication modules 10 (KM) is performed through their installation connectors 7 and 11, respectively.

Процессорные модули 2 (ПМ) также могут быть оборудованы проводными и беспроводными интерфейсами для связи с внешним оборудованием. Для связи с внешним оборудованием через проводные интерфейсы процессорные модули 2 (ПМ) могут быть оборудованы разъемами 5.Processor Modules 2 (PM) can also be equipped with wired and wireless interfaces for communication with external equipment. For communication with external equipment via wired interfaces, processor modules 2 (PM) can be equipped with connectors 5.

В случае, когда каждому процессорному модулю 2 (ПМ) поставлен в соответствие один модуль дисковой памяти 3 (ДМ) или при объединении процессорного модуля 2 (ПМ) с модулем дисковой памяти 3 (ДМ) для синхронизации данных на модулях дисковой памяти 3 (ДМ) может использоваться либо внутренний интерфейс обеспечения резервирования, по которому передаются признаки состояния процессорного модуля 2 (ПМ), либо внешний проводной интерфейс через разъемы 5 на установочной платформе 1 (УП), процессорных модулях 2 (ПМ) или коммуникационных модулях 10 (КМ), либо беспроводной интерфейс процессорных модулей 2 (ПМ).In the case when each processor module 2 (PM) is assigned one disk memory module 3 (DM) or when combining processor module 2 (PM) with a disk memory module 3 (DM) to synchronize data on disk memory modules 3 (DM) either the internal interface for providing redundancy can be used, through which signs of the state of the processor module 2 (PM) are transmitted, or the external wired interface through connectors 5 on the installation platform 1 (UP), processor modules 2 (PM) or communication modules 10 (KM), or wireless interface of processor modules 2 (PM).

В состав резервированного серверного устройства входит, по меньшей мере, один блок питания 4 (БП). Он преобразует напряжение питания, например, 220 волы, в уровни напряжения, необходимые для работы всех установленных на установочной платформе 1 (УП) модулей, и обеспечивая каждому из них необходимую мощность. Эти напряжения подаются на процессорные модули 2 (ПМ), модули дисковой памяти 3 (ДМ) и коммуникационные модули 10 (КМ) через разъемы 7, 8, и 11 соответственно, посредством которых они подключены к установочной платформе 1 (УП).The redundant server device includes at least one power supply unit 4 (PSU). It converts the supply voltage, for example, 220 volts, into the voltage levels necessary for the operation of all modules installed on the installation platform 1 (UE), and providing each of them with the necessary power. These voltages are supplied to processor modules 2 (PM), disk memory modules 3 (DM) and communication modules 10 (KM) through connectors 7, 8, and 11, respectively, through which they are connected to the installation platform 1 (UE).

Блок питания 4 (БП) может быть выполнен либо встроенным в установочную платформу 1 (УП), либо подключаемым к установочной платформе 1 (УП) посредством разъемов 9. Съемные блоки питания 4 (БП) выполняются таким образом, чтобы при наличии резервного блока питания 4 (БП) основной блок питания 4 (БП) можно было отключить от установочной платформы 1 (УП) не останавливая работы серверного устройства, обеспечивая тем самым их горячую замену.Power supply 4 (PSU) can be made either built into the installation platform 1 (UE), or connected to the installation platform 1 (UE) by means of connectors 9. Removable power supplies 4 (PSU) are made in such a way that in the presence of a backup power supply 4 (BP) the main power supply unit 4 (BP) could be disconnected from the installation platform 1 (UP) without stopping the operation of the server device, thereby ensuring their hot swap.

Для подключения напряжения питания к установочной платформе 1 (УП) должен быть предусмотрен, как минимум, один разъем 6. Чтобы обеспечить резервирование подаваемого напряжения на установочной платформе 1 (УП) может быть предусмотрено более одного разъема питания 6. Напряжение с этих разъемов подается одновременно на все блоки питания 4 (БП), встроенные в установочную платформу (УП) или установленные на ней.To connect the supply voltage to the installation platform 1 (UE), at least one connector 6 must be provided. To ensure redundancy of the supplied voltage, more than one power connector can be provided on the installation platform 1 (UE) 6. The voltage from these connectors is supplied simultaneously to all power supplies 4 (PSU) built into the installation platform (UP) or installed on it.

Указанные выше признаки обеспечивают различные варианты выполнения надежного резервированного серверного устройства, обеспечивающего отказоустойчивость созданных с его применением систем различного назначения, в том числе систем автоматизации и диспетчеризации.The above features provide various options for implementing a reliable redundant server device that provides fault tolerance for systems for various purposes created with its use, including automation and dispatching systems.

Работа заявляемого резервированного серверного устройства может быть рассмотрена на неисчерпывающих примерах.The operation of the claimed redundant server device can be considered on non-exhaustive examples.

Пример 1Example 1

На фиг. 3 представлено схематическое изображение резервированного серверного устройства, состоящего из установочной платформы 1 (УП), двух процессорных модулей 2 (ПМ), двух модулей дисковой памяти 3 (ДМ) и двух блоков питания 4 (БП). Все перечисленные элементы устройства монтируются на установочную платформу 1 (УП) посредством соответствующих установочных разъемов. Процессорные модули 2 (ПМ), модули дисковой памяти 3 (ДМ) и блоки питания 4 (БП) выполнены с возможностью их горячей замены.FIG. 3 shows a schematic representation of a redundant server device consisting of an installation platform 1 (UP), two processor modules 2 (PM), two disk memory modules 3 (DM) and two power supplies 4 (PSU). All of the above elements of the device are mounted on the installation platform 1 (UE) by means of the corresponding installation connectors. Processor modules 2 (PM), disk memory modules 3 (DM) and power supplies 4 (PS) are hot-swappable.

Каждый процессорный модуль 2 (ПМ) через установочные разъемы соединен с одним модулем дисковой памяти 3 (ДМ).Each processor module 2 (PM) is connected through installation connectors to one disk memory module 3 (DM).

На установочной платформе 1 (УП) имеются четыре разъема 5 для подключения к сети Ethernet. Каждый процессорный модуль 2 (ПМ) через установочный разъем 7 соединен с двумя разъемами 5 Ethernet, при этом один из разъемов 5 используется для подключения к сети контроллеров 15, а второй разъем 5 используется для доступа к нему со стороны компьютера клиентов 16.On the installation platform 1 (UE) there are four connectors 5 for connecting to the Ethernet network. Each processor module 2 (PM) through the installation connector 7 is connected to two Ethernet connectors 5, while one of the connectors 5 is used to connect to the network of controllers 15, and the second connector 5 is used to access it from the client computer 16.

Кроме того, на установочной платформе 1 (УП) выполнен разъем 20 интерфейса RS-485, который подключен к обоим процессорным модулям 2 (ПМ) через их установочные разъемы 7 и используется для связи с модулями ввода/вывода 17. Опрос по RS-485 может вести только процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной.In addition, on the installation platform 1 (UE) there is a connector 20 of the RS-485 interface, which is connected to both processor modules 2 (PM) through their installation connectors 7 and is used to communicate with the I / O modules 17. Polling via RS-485 can Maintain only processor module 2 (PM) with the status of the main one.

Каждый процессорный модуль 2 (ПМ) имеет один разъем 18 HDMI для подключения монитора 12 и по меньшей мере, три разъема 19 USB для подключения компьютерной клавиатуры 13, компьютерной мыши 14 и других внешних устройств.Each processor module 2 (PM) has one HDMI connector 18 for connecting a monitor 12 and at least three USB connectors 19 for connecting a computer keyboard 13, a computer mouse 14 and other external devices.

Также на установочной платформе 1 (УП) имеется разъем 6 для подключения к сети 220 вольт переменного тока. Напряжение с этого разъема 6 подается одновременно на оба блока питания 4 (БП) через установочные разъемы.Also on the installation platform 1 (UE) there is a connector 6 for connecting to a 220 volt AC network. Voltage from this connector 6 is supplied simultaneously to both power supplies 4 (PSU) through the installation connectors.

Каждый из двух блоков питания 4 (БП) работает независимо и может обеспечивать питание всех элементов резервированного серверного устройства через их установочные разъемы при неработающем втором блоке питания 4 (БП).Each of the two power supply units 4 (PSU) operates independently and can provide power to all elements of the redundant server device through their installation connectors when the second power supply unit 4 (PSU) is not working.

Процессорные модули 2 (ПМ) могут находиться в статусах основной и резервный. Причем статусы процессорных модулей 2 (ПМ) не, могут быть одинаковыми. Процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной получает данные от контроллеров 15 и модулей ввода/вывода 17 через интерфейсы Ethernet и RS-485, сохраняет полученные данные в базу данных на подключенный к нему через установочный разъем модуль дисковой памяти 3 (ДМ), передает полученные данные и данные, хранящиеся в базе данных модуля дисковой памяти 3 (ДМ), на компьютеры клиентов 16, подключенные к процессорному модулю 2 (ПМ) через интерфейс Ethernet, и процессорному модулю 2 (ПМ) со статусом резервный. Процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом резервный получает данные от процессорного модуля 2 (ПМ) со статусом основной и сохраняет их в базу данных на подключенный к нему модуль дисковой памяти 3 (ДМ). Для передачи данных между процессорными модулями 2 (ПМ) используется сеть Ethernet.Processor modules 2 (PM) can be in the statuses of primary and secondary. Moreover, the statuses of processor modules 2 (PM) may not be the same. Processor module 2 (PM) with the status of the main one receives data from controllers 15 and input / output modules 17 via Ethernet and RS-485 interfaces, saves the received data to the database on the disk memory module 3 (DM) connected to it through the installation connector, transmits the received data and data stored in the database of the disk memory module 3 (DM) to client computers 16, connected to the processor module 2 (PM) via the Ethernet interface, and to the processor module 2 (PM) with the reserve status. Processor module 2 (PM) with the standby status receives data from processor module 2 (PM) with the status of primary and saves them to the database on the disk memory module 3 (DM) connected to it. An Ethernet network is used to transfer data between processor modules 2 (PM).

Для передачи информации о своей работоспособности каждый процессорный модуль 2 (ПМ) формирует один выходной дискретный сигнал типа TTL, который через установочные разъемы передается на другой процессорный модуль 2 (ПМ) и контролируется другим процессорным модулем 2 (ПМ) посредством дискретного входа. Программное обеспечение каждого процессорного модуля 2 (ПМ) формирует на выходном дискретном сигнале импульсы с частотой 1 кГц и контролирует наличие импульсов на дискретном входе процессорного модуля 2 (ПМ). Отсутствие импульсов в течение 100 мс считается признаком отказа работы процессорного модуля 2 (ПМ), который должен их формировать. Если отказал процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной, то процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом резервный переключает свой статус из резервного в основной. Если отказал процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом резервный, то никаких переключений не выполняется. Отказавший процессорный модуль 2 (ПМ) удаляют с установочной платформы 1 (УП) и заменяют его на исправный процессорный модуль 2 (ПМ), а информация об отказе работы процессорного модуля 2 (ПМ) передается на компьютеры клиентов 16 и фиксируется в базе данных модуля дисковой памяти 3 (ДМ) процессорного модуля 2 (ПМ) со статусом основного.To transmit information about its operability, each processor module 2 (PM) generates one discrete output signal of the TTL type, which is transmitted through the installation connectors to another processor module 2 (PM) and is controlled by another processor module 2 (PM) via a discrete input. The software of each processor module 2 (PM) generates pulses with a frequency of 1 kHz on the output discrete signal and monitors the presence of pulses at the discrete input of processor module 2 (PM). The absence of pulses for 100 ms is considered a sign of failure of the processor module 2 (PM), which should generate them. If processor module 2 (PM) with the main status fails, then processor module 2 (PM) with the backup status switches its status from the backup to the main one. If the processor module 2 (PM) with the redundant status fails, then no switching is performed. The failed processor module 2 (PM) is removed from the installation platform 1 (PM) and replaced with a serviceable processor module 2 (PM), and information about the failure of processor module 2 (PM) is transmitted to client computers 16 and is recorded in the disk module database. memory 3 (DM) of the processor module 2 (PM) with the status of the main one.

Пример 2Example 2

На фиг. 4 представлено схематическое изображение резервированного серверного устройства, состоящего из установочной платформы 1 (УП), выполненной в виде крейта, двух процессорных модулей 2 (ПМ), каждый из которых объединен с модулем дисковой памяти 3 (ДМ) в единый модуль, двух коммуникационных модулей 10 (КМ) и двух блоков питания 4 (БП). Все перечисленные элементы устройства монтируются в крейт 1 с помощью разъемов. Процессорные модули 2 (ПМ), объединенные с модулем дисковой памяти 3 (ДМ) в единый модуль, коммуникационные модули 10 (КМ) и блоки питания 4 (БП) выполнены с возможностью их горячей замены.FIG. 4 shows a schematic representation of a redundant server device consisting of an installation platform 1 (UP) made in the form of a crate, two processor modules 2 (PM), each of which is combined with a disk memory module 3 (DM) into a single module, two communication modules 10 (KM) and two power supplies 4 (BP). All the listed elements of the device are mounted in crate 1 using connectors. Processor modules 2 (PM), combined with a disk memory module 3 (DM) into a single module, communication modules 10 (KM) and power supplies 4 (PS) are hot-swappable.

На установочной платформе (крейте) 1 (УП) имеются четыре разъема 5 для подключения к сети Ethernet. Коммуникационные модули 10 (КМ) взаимодействуют с процессорными модулями 2 (ПМ) посредством их установочных разъемов по интерфейсу Ethernet и обеспечивают четыре независимых порта Ethernet для подключения к разъемам 5. Благодаря указанному все четыре разъема 5 Ethernet являются равноценными с точки зрения взаимодействия с процессорными модулями 2 (ПМ). Два из четырех разъемов 5 используются для обеспечения резервированной связи с контроллерами 15, а другие два - для резервированной связи с компьютерами клиентов 16.On the installation platform (rack) 1 (UE) there are four connectors 5 for connecting to the Ethernet network. Communication modules 10 (KM) interact with processor modules 2 (PM) through their installation connectors via the Ethernet interface and provide four independent Ethernet ports for connection to connectors 5. Thanks to this, all four Ethernet connectors 5 are equivalent in terms of interaction with processor modules 2 (PM). Two of the four slots 5 are used to provide redundant communication with controllers 15, and the other two are used for redundant communication with client computers 16.

Коммуникационные модули 10 (КМ) резервируют работу друг друга. Соединение с разъемами 5 получает тот коммуникационный модуль, который находится в состоянии основной. Управление состоянием коммуникационных модулей 10 (КМ) выполняет процессорный модуль 2 (ПМ), который находится в статусе основной. Для этого он формирует два дискретных сигнала, по одному для каждого из коммуникационных модулей 10 (КМ). Через указанные сигналы выполняется переключение состояния коммуникационных модулей 10 (КМ).Communication modules 10 (KM) reserve each other's work. The connection to slots 5 is received by the communication module that is in the main state. The state of the communication modules 10 (CM) is controlled by the processor module 2 (PM), which is in the main status. To do this, it generates two discrete signals, one for each of the communication modules 10 (KM). These signals are used to switch the state of the communication modules 10 (KM).

Кроме того, на установочной платформе (крейте) 1(УП) имеется разъем 20 интерфейса RS-485. Этот разъем подключен к обоим процессорным модулям 2 (ПМ). Он обеспечивают связь с модулями ввода/вывода 17. Опрос по RS-485 может вести только процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной.In addition, there is a connector 20 of the RS-485 interface on the installation platform (rack) 1 (UE). This connector is connected to both processor modules 2 (PM). They provide communication with I / O modules 17. Polling via RS-485 can only be carried out by processor module 2 (PM) with the status of the main one.

Каждый процессорный модуль 2 (ПМ) имеет один разъем 18 HDMI для подключения монитора 12 и три разъема 19 USB для подключения компьютерной клавиатуры 13, компьютерной мыши 14 и других внешних устройств.Each processor module 2 (PM) has one HDMI connector 18 for connecting a monitor 12 and three USB connectors 19 for connecting a computer keyboard 13, a computer mouse 14 and other external devices.

Также на установочной платформе 1 (УП) имеется два разъема 6 для подключения к сети 220 вольт переменного тока. Напряжение от разъемов 6 подается на оба блока питания 4 (БП) через установочные разъемы. Это позволяет резервировать питание серверного устройства, подавая на разъемы 6 напряжение от разных фидеров.Also on the installation platform 1 (UP) there are two connectors 6 for connecting to a 220 volt AC network. The voltage from connectors 6 is supplied to both power supplies 4 (PSU) through the installation connectors. This allows the server device to be backed up by supplying voltage to connectors 6 from different feeders.

Каждый из двух блоков питания 4 (БП) работает независимо и может обеспечивать питание всех элементов серверного устройства через их установочные разъемы при неработающем втором блоке питания 4 (БП).Each of the two power supply units 4 (PSU) operates independently and can provide power to all elements of the server device through their installation connectors when the second power supply unit 4 (PSU) is not working.

Каждый процессорный модуль 2 (ПМ) имеет два интерфейса Ethernet. Один из них используется для связи с коммуникационными модулями 10 (КМ), а другой -для взаимодействия со вторым процессорным модулем 2 (ПМ). Подключение к этим интерфейсам выполняется через установочные разъемы.Each processor module 2 (PM) has two Ethernet interfaces. One of them is used to communicate with communication modules 10 (KM), and the other is used to interact with the second processor module 2 (PM). Connection to these interfaces is made through the installation connectors.

Процессорные модули 2 (ПМ) могут находиться в статусах основной и резервный. Причем статусы процессорных модулей 2 (ПМ) не могут быть одинаковыми. Процессорный модуль 2 со статусом основной получает данные от контроллеров 15 и модулей ввода/вывода 17 через интерфейсы Ethernet и RS-485, сохраняет их в базу данных на встроенный в него модуль дисковой памяти 3 (ДМ), передает полученные данные от контроллеров 15 и модулей ввода/вывода 17 и данные из базы данных, хранящихся на модуле дисковой памяти 3 (ДМ), на компьютеры клиентов 16 и процессорному модулю 2 (ПМ) со статусом резервный по выделенному для взаимодействия процессорных модулей 2 (ПМ) интерфейсу Ethernet. Процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом резервный получает данные от процессорного модуля 2 (ПМ) со статусом основной и сохраняет их в базу данных на встроенный в него модуль дисковой памяти 3 (ДМ).Processor modules 2 (PM) can be in the statuses of primary and secondary. Moreover, the statuses of processor modules 2 (PM) cannot be the same. Processor module 2 with the main status receives data from controllers 15 and I / O modules 17 via Ethernet and RS-485 interfaces, saves them to the database on the built-in disk memory module 3 (DM), transmits the received data from controllers 15 and modules input / output 17 and data from the database, stored on the disk memory module 3 (DM), to client computers 16 and the processor module 2 (PM) with the status of a reserve on the Ethernet interface dedicated for the interaction of processor modules 2 (PM). Processor module 2 (PM) with the backup status receives data from processor module 2 (PM) with the status of primary and saves them to the database on the built-in disk memory module 3 (DM).

Для передачи информации о своей работоспособности каждый процессорный модуль 2 (ПМ) по интерфейсу Ethernet, предназначенному для взаимодействия со вторым процессорным модулем 2 (ПМ), с частотой 30 мс передает информационные сообщения. Программное обеспечение каждого процессорного модуля 2 (ПМ) контролирует наличие этих сообщений. Отсутствие трех таких сообщений подряд считается признаком отказа процессорного модуля. Если отказал процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом основной, то процессорный модуль 2 (ПМ) со статусом резервный переключает свой статус из резервного в основной. Если отказал процессорный модуль 2 (ПМ) в статусе резервный, то никаких переключений не выполняется. Отказавший процессорный модуль 2 (ПМ) удаляют с установочной платформы 1 (УП) и заменяют его на исправный процессорный модуль 2 (ПМ), а информация об отказе передается на компьютеры клиентов 16 и пишется в базу данных на модуль дисковой памяти 3 (ДМ), объединенный с процессорным модулем 2 (ПМ) со статусом основной.To transmit information about its operability, each processor module 2 (PM) via the Ethernet interface intended for interaction with the second processor module 2 (PM) transmits information messages with a frequency of 30 ms. The software of each processor module 2 (PM) monitors the presence of these messages. The absence of three such messages in a row is considered a sign of a processor module failure. If processor module 2 (PM) with the main status fails, then processor module 2 (PM) with the backup status switches its status from the backup to the main one. If the processor module 2 (PM) fails in the standby status, then no switching is performed. The failed processor module 2 (PM) is removed from the installation platform 1 (UE) and replaced with a serviceable processor module 2 (PM), and information about the failure is transmitted to client computers 16 and written to the database on the disk memory module 3 (DM), combined with the processor module 2 (PM) with the status of the main one.

Приведенные примеры не являются исчерпывающими, но они показывают, что заявляемое резервированное серверное устройство является надежным, обеспечивающим отказоустойчивость созданных с его применением систем различного назначения, в том числе систем автоматизации и диспетчеризации.The above examples are not exhaustive, but they show that the claimed redundant server device is reliable, providing fault tolerance of systems for various purposes created with its use, including automation and dispatching systems.

Claims (13)

1. Резервированное серверное устройство, содержащее процессорный модуль, модуль дисковой памяти, блок питания, отличающееся тем, что оно включает установочную платформу, к которой посредством разъемов подключены, по меньшей мере, один модуль дисковой памяти и, по меньшей мере, два процессорных модуля, соединенные между собой и с модулями дисковой памяти посредством разъемов установочной платформы, где один из процессорных модулей имеет статус основной, а другие процессорные модули имеют статус резервные, при этом статус процессорного модуля меняется посредством программного обеспечения, установленного на процессорном модуле, и процессорные модули выполнены с возможностью резервировать друг друга и передавать между собой с заданной частотой информационное сообщение о своем статусе и о своей работоспособности в виде выходного физического сигнала или посредством выделенного интерфейса, которое контролируется другими процессорными модулями.1. A redundant server device containing a processor module, a disk memory module, a power supply unit, characterized in that it includes an installation platform to which at least one disk memory module and at least two processor modules are connected by means of connectors, connected to each other and to the disk memory modules through the connectors of the installation platform, where one of the processor modules has the status of the main one, and the other processor modules have the status of reserve ones, while the status of the processor module is changed by the software installed on the processor module, and the processor modules are made with the ability to reserve each other and transmit between themselves at a given frequency an information message about its status and about its performance in the form of an output physical signal or through a dedicated interface, which is controlled by other processor modules. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что процессорный модуль может взаимодействовать, по меньшей мере, с одним модулем дисковой памяти, к которому у других процессорных модулей нет доступа.2. The device according to claim. 1, characterized in that the processor module can interact with at least one disk memory module to which other processor modules do not have access. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что процессорный модуль может быть объединен с, по меньшей мере, одним модулем дисковой памяти в единый модуль.3. The device according to claim. 1, characterized in that the processor module can be combined with at least one disk memory module into a single module. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на установочной платформе посредством разъемов установлен, по меньшей мере, один коммуникационный модуль.4. The device according to claim 1, characterized in that at least one communication module is installed on the installation platform by means of connectors. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что процессорный модуль и коммуникационный модуль обеспечены разъемами для подключения внешних устройств.5. The device according to claim 4, characterized in that the processor module and the communication module are provided with connectors for connecting external devices. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешние устройства подключены к установочной платформе посредством разъемов.6. The device according to claim 1, characterized in that the external devices are connected to the installation platform by means of connectors. 7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что для взаимодействия с внешними устройствами процессорный и коммуникационный модули могут быть оборудованы радио интерфейсами: wi-fi, Bluetooth и др.7. A device according to claim 4, characterized in that, for interaction with external devices, the processor and communication modules can be equipped with radio interfaces: wi-fi, Bluetooth, etc. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль дисковой памяти содержит, по меньшей мере, один накопитель.8. The device according to claim. 1, characterized in that the disk memory module contains at least one drive. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что накопитель выполнен с возможностью горячей замены.9. The device according to claim 8, wherein the drive is hot-swappable. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модули, установленные на установочной платформе, выполнены с возможностью их горячей замены.10. The device according to claim 1, characterized in that the modules installed on the installation platform are hot-swappable. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что физический сигнал, который формирует каждый процессорный модуль для демонстрации своей работоспособности, это, по меньшей мере, один аналоговый, дискретный, частотный или иной физический сигнал, который контролируется другими процессорными модулями.11. The device according to claim 1, characterized in that the physical signal that each processor module generates to demonstrate its operability is at least one analog, discrete, frequency or other physical signal that is controlled by other processor modules. 12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок питания может быть установлен на установочной платформе посредством разъема или объединен с установочной платформой.12. The device according to claim. 1, characterized in that the power supply unit can be installed on the installation platform by means of a connector or combined with the installation platform. 13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок питания выполнен с возможностью горячей замены.13. The device according to claim 1, wherein the power supply unit is hot-swappable.
RU2020131272A 2020-09-23 2020-09-23 Redundant server device RU2749754C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131272A RU2749754C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Redundant server device
PCT/RU2021/000373 WO2022066044A1 (en) 2020-09-23 2021-08-30 Redundant server device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131272A RU2749754C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Redundant server device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749754C1 true RU2749754C1 (en) 2021-06-16

Family

ID=76377372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131272A RU2749754C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Redundant server device

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2749754C1 (en)
WO (1) WO2022066044A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030101304A1 (en) * 2001-08-10 2003-05-29 King James E. Multiprocessor systems
US20040153749A1 (en) * 2002-12-02 2004-08-05 Schwarm Stephen C. Redundant multi-processor and logical processor configuration for a file server
US7124321B2 (en) * 2003-02-10 2006-10-17 Sun Microsystems, Inc. Adaptive throttling
RU2380749C2 (en) * 2003-10-24 2010-01-27 Майкрософт Корпорейшн Method and system for transaction file operations over network
US8218538B1 (en) * 2004-02-13 2012-07-10 Habanero Holdings, Inc. Storage gateway configuring and traffic processing
RU2595903C2 (en) * 2011-06-30 2016-08-27 МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи Transparent recovery after failure
US20170153955A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 Sang-geol Lee Redundant storage device, server system having the same, and operation method thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030101304A1 (en) * 2001-08-10 2003-05-29 King James E. Multiprocessor systems
US20040153749A1 (en) * 2002-12-02 2004-08-05 Schwarm Stephen C. Redundant multi-processor and logical processor configuration for a file server
US7124321B2 (en) * 2003-02-10 2006-10-17 Sun Microsystems, Inc. Adaptive throttling
RU2380749C2 (en) * 2003-10-24 2010-01-27 Майкрософт Корпорейшн Method and system for transaction file operations over network
US8218538B1 (en) * 2004-02-13 2012-07-10 Habanero Holdings, Inc. Storage gateway configuring and traffic processing
RU2595903C2 (en) * 2011-06-30 2016-08-27 МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи Transparent recovery after failure
US20170153955A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 Sang-geol Lee Redundant storage device, server system having the same, and operation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022066044A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11397647B2 (en) Hot backup system, hot backup method, and computer device
EP0147046B1 (en) Fault-tolerant communications controlller system
CN100470494C (en) Cluster availability management method and system
CN101907879B (en) Industrial control network redundancy fault-tolerant system
CN103152414B (en) A kind of high-availability system based on cloud computing
US20070220301A1 (en) Remote access control management module
KR20110044858A (en) Maintain data indetermination in data servers across data centers
CN101635638A (en) Disaster tolerance system and disaster tolerance method thereof
EP2224341B1 (en) Node system, server switching method, server device, and data transfer method
JP2005050127A (en) Process data collection apparatus
CN111045602A (en) Cluster system control method and cluster system
RU2749754C1 (en) Redundant server device
US11874786B2 (en) Automatic switching system and method for front end processor
JP2002136000A (en) Uninterruptible power supply system
CN112543922A (en) Method and related device for improving reliability of storage system
CN111367711A (en) Safety disaster recovery method based on super fusion data
CN114355803A (en) Reinforcement machine multi-machine system based on task monitoring and redundancy design method
CN113742142B (en) Method for managing SATA hard disk by storage system and storage system
CN113535471A (en) Cluster server
CN110247809B (en) Communication control method of double-ring network control system
CN107423167A (en) A kind of ISCSI target redundancy control methods and system based on dual control storage
CN112202594A (en) Nuclear power station server fault emergency processing system and method
CN110675614A (en) Transmission method of power monitoring data
CN111880999B (en) High-availability monitoring management device for high-density blade server and redundancy switching method
JP2000163385A (en) Cluster system and device and method for managing operation thereof