TWI704464B

TWI704464B - 資料備援系統

Info

Publication number: TWI704464B
Application number: TW108119931A
Authority: TW
Inventors: 王俊傑; 王振東; 楊瑞峯
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-09-11
Also published as: TW202046135A

Abstract

一種資料備援系統包含一主要主機板及一備援主機板，該主要主機板包括一主要基板管理控制器、一主要網路埠，及一主要網路交換單元，該備援主機板包括一備援基板管理控制器、一備援網路埠，及一備援網路交換單元，當該備援基板管理控制器發出一備份指令，依序經由該備援網路交換單元、該備援網路埠、該主要網路埠、與該主要網路交換單元而傳送到該主要基板管理控制器，該主要基板管理控制器根據該備份指令，將本身對應的資料依序經由該主要網路交換單元、該主要網路埠、該備援網路埠、該備援網路交換單元傳到該備援基板管理控制器。

Description

資料備援系統

本發明是有關於一種以交換功能為特徵為網路，特別是指一種區域網路。

現有的伺服器資料備援機制是由一備援系統中的一主要主機板將其相關資料備份到一備援主機板。

更詳細地說，參閱圖1，該備援系統包含一主要主機板11及一備援主機板12，該主要主機板11的一基板管理控制器（BMC: Baseboard Management Controller）111先將相關於本身與一輸入輸出控制器（IO Controller:Input Output Controller）112、一晶片組(Chipset)、一平台路徑控制器（PCH，Platform Controller Hub）及一系統單晶片（SoC: System on Chip）113其中至少一者的資料彙整暫存於一唯讀記憶體114，再由該基板管理控制器111經由一積體電路匯流排（I2C: Inter-Integrated Circuit）13統一將資料傳送到該備援主機板12的一基板管理控制器121，再由該備援主機板12的該基板管理控制器121根據收到的資料比對本身的資料，並輪詢備援主機板的一輸入輸出控制器122與一晶片組123的資料與收到的資料是否相同，若有不同則各自將接收到的資料執行備份。

然而，所有需要備份的資料受限於需再由基板管理控制器制111傳輸，因而現有的資料備援系統主要有資料傳輸時間過於冗長及資料傳輸流量有限的缺點因而有改善的必要。

因此，本發明的目的，即在提供一種由各元件各自傳輸備份資料，以減少單一元件執行備份資料傳輸時間的資料備援系統。

於是，本發明資料備援系統包含一主要主機板，及一備援主機板。

該主要主機板包括一主要基板管理控制器、一電連接該主要基板管理控制器的主要控制器、及一電連接該主要基板管理控制器與該主要控制器的主要網路介面。

該備援主機板包括一備援基板管理控制器、一電連接該備援基板管理控制器的備援控制器、及一電連接該備援基板管理控制器與該備援控制器的備援網路介面，該主要網路介面與該備援網路介面組成一資料交換通道，該資料交換通道的一傳輸權限預設給該主要基板管理控制器與該備援基板管理控制器。

該主要基板管理控制器根據該傳輸權限將本身對應的資料經由該資料交換通道傳到該備援基板管理控制器。

該主要基板管理控制器再根據該傳輸權限控制該主要控制器將本身對應的資料經由該資料交換通道傳送到該備援控制器，並同步經由該資料交換通道發出一關於該傳輸權限的備份通知，使該備援基板管理控制器控制該備援控制器接收該主要控制器傳送的資料。

本發明的功效在於：藉由該主要基板管理控制器依據資料交換通道的傳輸權限將對應的資料傳輸到備援基板管理控制器後，該主要基板管理控制器接著再依據該傳輸權限控制該主要控制器傳送資料，並同步通知該備援基板管理控制器控制該備援控制器接收資料，因而節省該主要基板管理控制器及該備援基板管理控制器執行資料傳輸時間。

本發明主要特徵在於透過在一伺服器機櫃的一第一電腦節點及一第二電腦節點的主機板上分別設置網路交換單元，且使該二電腦節點上的網路交換單元通信連接，以達到將第一電腦節點的各控制元件所儲存的資料時時同步複製到第二電腦節點中與第一電腦節點的各控制元件分別對應的各控制元件供其儲存。當第一電腦節點異常時，可加速控制權切換至第二電腦節點備援的時間，以下進一步說明本發明的詳細做法。

參閱圖2，本發明資料備援系統的一實施例，包含一主要主機板2（屬於該第一電腦節點的主機板），及一備援主機板3（屬於該第二電腦節點的主機板）。

該主要主機板2包括一主要基板管理控制器21、一電連接該主要基板管理控制器21的主要控制器25、一電連接該主要基板管理控制器21與該主要控制器25的主要網路介面26，及一電連接該主要基板管理控制器21與該主要網路介面26的主要晶片組27。

該備援主機板3包括一備援基板管理控制器31、一電連接該備援基板管理控制器31的備援控制器35、一電連接該備援基板管理控制器31與該備援控制器35的備援網路介面36，及一電連接該備援基板管理控制器31與該備援網路介面36的備援晶片組37，該主要網路介面26與該備援網路介面36組成一資料交換通道4，該資料交換通道4的一傳輸權限預設給該主要基板管理控制器21與該備援基板管理控制器31。

以下先說明該主要主機板2與該備援主機板3各元件之間使用的傳輸介面或支援的傳輸協定，其中，該主要基板管理控制器21經由主要控制傳輸介面傳送控制信號/指令到該主要網路介面26，其中該主要控制傳輸介面例如為積體電路匯流排（I2C: Inter-Integrated Circuit），該主要基板管理控制器21、該主要控制器25，與該主要晶片組27三者之間是以該主要控制傳輸介面傳送控制信號/指令，且三者分別是以主要資料傳輸介面與該主要網路介面26通訊連接以傳輸資料，其中，該主要資料傳輸介面例如為媒體獨立介面（MII: Media Independent Interface）/精簡位元媒體獨立介面（RGMII: Reduced Gigabit Media Independent Interface）/媒體相關介面（MDI: Media dependent Interface），不以此為限。

同樣的，該備援基板管理控制器31經由備援控制傳輸介面傳送控制信號/指令到該備援網路介面36，其中該備援控制傳輸介面例如為積體電路匯流排，該備援基板管理控制器31、該備援控制器35，與該備援晶片組37以三者之間是以該備援控制傳輸介面傳送控制信號/指令，且三者分別以備援資料傳輸介面連接以傳輸資料，其中該備援資料傳輸介面例如為媒體獨立介面/精簡位元媒體獨立介面/媒體相關介面其中之一與該備援網路介面36通訊，但不以此為限。

需再說明的是，該主要網路介面26與該備援網路介面36是透過網路傳輸介面傳輸資料，其中該網路傳輸介面，例如為串列千兆位元媒體獨立介面（SGMII: Serial Gigabit Media-Independent Interface），串列千兆位元媒體獨立介面具有優量抗噪能力，其頻寬每秒可達1.25×10 ⁹位元，此頻寬足以用來做機箱管理（chassis management）或資料同步化，此外，相較於串列連接小型電腦系統介面（SAS）或快捷外設互聯標準介面（PCI-E: Peripheral Component Interconnect Express）來說，其可在印刷電路板中提供較長的實體佈線，特別適用於大型主機板，並且可以通過背板路由（backplane routing），因此主機板的每個元件都可以透過網路交換單元經由網路傳輸介面交換狀態並同步數據或是傳送控制信號/指令。

此外，該主要基板管理控制器21與該備援基板管理控制器31例如為BMC（Baseboard Management Controller），該主要控制器25與該備援控制器35各為輸入輸出控制器（IO Controller:Input Output Controller）112，而該主要晶片組27與該備援晶片組37即為平台路徑控制器（PCH: Platform Controller Hub）或由平台路徑控制器及其週邊相關元件所組成，例如為系統單晶片（SoC: System on Chip）113。

再者，該主要網路介面26包括一用以接收該主要基板管理控制器21、該主要控制器25，與該主要晶片組27傳送的資料的主要網路交換單元261，及一將該主要網路交換單元261接收到的資料傳送到該備援網路介面36的主要網路埠262，該備援網路介面36包括一電連接該備援基板管理控制器31、該備援控制器35，及該備援晶片組37的備援網路交換單元361，及一將該主要網路埠接收到的資料傳送到該備援網路交換單元361的備援網路埠362。該主要網路交換單元261、該主要網路埠262、該備援網路埠362，與該備援網路交換單元361四者共同形成該資料交換通道4。

須先說明的是，本發明是透過該主要主機板2的該主要網路交換單元261與該備援主機板3的該備援網路交換單元361通訊連接，並藉由該主要基板管理控制器21與該備援基板管理控制器31各自依據該傳輸權限分別控制該主要網路交換單元261與該備援網路交換單元361的切換，以達到將該主要主機板2上各元件所儲存的資料可隨時同步備份到該備援主機板3上分別對應於該主要主機板2的各控制元件以供儲存，以下詳細說明本實施例執行資料備份的流程。

配合參閱圖3、圖4，該實施例執行資料備份的流程，主要包含一傳輸步驟52、一判斷步驟53、一切換步驟54、一傳輸步驟55、一判斷步驟56、一切換步驟57、一傳輸步驟58，及一判斷步驟59。

該傳輸步驟52為該主要基板管理控制器21根據該傳輸權限，將本身對應的資料依序經由該主要網路交換單元261、該主要網路埠262、該備援網路埠362、該備援網路交換單元361傳送到該備援基板管理控制器31。

該判斷步驟53為當該備援基板管理控制器31接收該主要基板管理控制器21傳送的資料後，該備援基板管理控制器31判斷接收到的資料是否與本身儲存的資料相同以決定是否儲存接收到的資料以更新本身儲存的資料。

該判斷步驟53可進一步地區分為以下二種情況：

一、當該備援基板管理控制器31判斷接收到的資料與本身儲存的資料相同而無須備份時，則接著進入該切換步驟54。

二、當該備援基板管理控制器31判斷接收到的資料與本身儲存的資料不同時，則先儲存接收到的資料，藉以用所接收的資料更新本身儲存的資料，再接著進入該切換步驟54。

該切換步驟54為該主要基板管理控制器21根據該傳輸權限控制該主要網路交換單元261切換至與該主要控制器25通訊連線，並同步經由網路傳輸介面發出一關於該傳輸權限的備份通知，使該備援基板管理控制器31根據該傳輸權限控制該備援網路交換單元361與該備援控制器35通訊連線，以使該備援控制器35接收該主要控制器25傳送的資料。

該傳輸步驟55為該主要控制器25將本身對應的資料依序經由該主要網路交換單元261、該主要網路埠262、該備援網路埠362、該備援網路交換單元361傳送到該備援控制器35。

該判斷步驟56為當該備援控制器35接收該主要控制器25傳送的資料後，該備援控制器35判斷接收到的資料是否與本身儲存的資料相同以決定是否對接收到的資料做備份，藉以用所接收到的資料更新本身儲存的資料。

該判斷步驟56可進一步地區分為以下二種情況：

一、當該備援控制器35判斷接收到的資料與本身儲存的資料相同而無須備份時，則接著進入該切換步驟57。

二、當該備援控制器35判斷接收到的資料與本身儲存的資料不同時，則先儲存接收到的資料以更新本身所儲存的資料，再接著進入該切換步驟57。

該切換步驟57為該主要基板管理控制器21根據該傳輸權限控制該主要網路交換單元261與該主要晶片組27通訊連線，並同步發出該備份通知，使該備援基板管理控制器31根據該傳輸權限接著控制該備援網路交換單元361與該備援晶片組37通訊連線，以使該備援晶片組37接收該主要晶片組27傳送的資料。

該傳輸步驟58為該主要晶片組27將本身對應的資料依序經由該主要網路交換單元261、該主要網路埠262、該備援網路埠362、該備援網路交換單元361傳送到該備援晶片組37。

該判斷步驟59為當該備援晶片組37接收該主要晶片組27傳送的資料後，該備援晶片組37判斷接收到的資料與本身儲存的資料是否相同以決定是否對接收到的資料做備份藉以更新本身儲存的資料。

該判斷步驟59可進一步地區分為以下二種情況：

一、當該備援晶片組37判斷接收到的資料與本身儲存的資料相同而無須備份時，則接著回到該通知步驟51。

二、當該備援晶片組37判斷接收到的資料與本身儲存的資料不同時，則先儲存接收到的資料以更新本身所儲存的資料，再接著回到該通知步驟51。

需再說明的是，本實施例中，是由主要基板管理控制器21與該備援基板管理控制器31根據該傳輸權限依序執行相關資料傳輸及判斷備份等一連串的自動化流程，除此之外，由於該主要主機板2的該主要網路交換單元261及該備援主機板3的該備援網路交換單元361本身具有RJ-45埠，因此使用者可由一遠端主機藉由乙太網路纜線與二者通訊連線，而可直接獲得伺服器機櫃內各電腦節點的各主機板上可與該網路交換單元連接的任一元件的狀態。

此外，本實施例觸發資料備份的另一種做法是由該主要基板管理控制器21週期性地根據該傳輸權限控制該主要網路交換單元262依序分別與該主要基板管理控制器21本身、該主要控制器25，及該主要晶片組27電連接，並同步發出備份通知到該備援基板管理控制器31，使該備援基板管理控制器31同步週期性地根據該傳輸權限對應控制該備援網路交換單元361依序分別與該備援基板管理控制器31本身、該備援控制器35，及該備援晶片組37電連接，使該主要基板管理控制器21、該主要控制器25，與該主要晶片組27分別傳送資料到該備援基板管理控制器31、該備援控制器35，與該備援晶片組37以供更新備份資料。

綜上所述，該實施例藉由第一電腦節點的主要主機板傳送本身的資料到第二電腦節點的備援基板管理控制器，並由該備援基板管理控制器判斷是否需備份資料後，接著主要基板管理控制器依據傳輸權限控制主要網路交換單元依序分別與主要控制器及主要晶片組通訊連線，並在與二者通訊連線時先後接收二者傳送的資料，同時備援基板管理控制器也同步地依據傳輸權限控制備援網路交換單元依序分別與備援控制器及備援晶片組通訊連線，並在與二者通訊連線時先後接收來自主要控制器及主要晶片組傳送的資料，再依序由備援控制器及備援晶片組決定是否備份資料，進而有減少佔用該主要基板管理控制器及該備援基板管理控制器的傳輸時間、提升該主要基板管理控制器及該備援基板管理控制器執行其他監控功能的工作效能之優點，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

11:主要主機板

111:基板管理控制器

112:輸入輸出控制器

113:晶片組

114:唯讀記憶體

12:備援主機板

3:備援主機板

31:備援基板管理控制器

35:備援控制器

36:備援網路介面

361:備援網路交換單元

362:備援網路埠

121:基板管理控制器

122:輸入輸出控制器

123:晶片組

124:唯讀記憶體

2:主要主機板

21:主要基板管理控制器

25:主要控制器

26:主要網路介面

261:主要網路交換單元

262:主要網路埠

27:主要晶片組

37:備援晶片組

4:資料交換通道

51:通知步驟

52:傳輸步驟

53:判斷步驟

54:切換步驟

55:傳輸步驟

56:判斷步驟

57:切換步驟

58:傳輸步驟

59:判斷步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明習知的一資料備援系統；圖2是一方塊圖，說明本發明資料備援系統的一實施例；圖3是一流程圖，輔助說明該實施例執行資料備援時的運作流程；及圖4是一流程圖，輔助說明該實施例執行資料備援時的運作流程。