專利名稱：雙熱備服務器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種雙熱備服務器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
計算機服務器設備提供的功能，主要包括了科學計算、數(shù)據(jù)存儲、通信交互和信息檢索與顯示等，其發(fā)展除功能完善和性能提升外，計算機服務器設備的可靠性、設備集成度底、低功耗成為目前發(fā)展的重要方向，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各領域?qū)τ嬎銠C服務器設備的依賴性越來越高，必然要求計算機服務器產(chǎn)品進一步提高其集成度和可靠性?，F(xiàn)有產(chǎn)品的特點如下I)計算機服務器各設備獨立配置，可配置獨立的人機交互外設(如鍵盤、鼠標、顯示設備)和數(shù)據(jù)I/o設備(如光驅(qū)、軟驅(qū)、U盤等)。2)使用獨立的以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口設備進行網(wǎng)絡互連；現(xiàn)有產(chǎn)品的缺陷如下I)不能提供可靠的數(shù)據(jù)存儲和訪問服務；2)不能提供雙機熱備份機制，無法保證7X 24小時可靠性；3)無法保證在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)在90毫秒內(nèi)完成自動切換，業(yè)務執(zhí)行無影響；4)無法滿足特種行業(yè)安裝平臺100%可靠工作要求。因此，有必要設計一種雙熱備服務器系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙熱備服務器系統(tǒng)，該雙熱備服務器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高。發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，包括外部網(wǎng)絡和機箱，外部網(wǎng)絡為級聯(lián)的兩個交換機；在機箱中集成有2塊主板、互聯(lián)背板、2塊網(wǎng)卡、雙冗余電源、冗余風扇和磁盤陣列(RAIDS)，互聯(lián)背板包括CPCI總線、CPCI接口、CPLD控制器(即中央處理單元)以及CPLD控制器接口，2塊主板通過CPCI總線與CPLD控制器相連；磁盤陣列及2塊網(wǎng)卡均與CPLD控制器相連；且每一塊網(wǎng)卡均與級聯(lián)的兩個交換機相連。根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，每一塊塊網(wǎng)卡的兩路物理接口采用相同的IP和MAC地址。根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，主板上的微處理器采用龍芯處理器。根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，磁盤陣列中集成有4塊硬盤?；ヂ?lián)背板，即切換控制裝置，用于主板和交換機之間、主板和磁盤陣列之間、主板和雙冗余電源之間的互聯(lián)。根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，所述的互聯(lián)背板還包括鍵盤復用控制單兀、HID (人機對話接口設備)復用控制單兀、USB復用控制單兀、VGA復用控制單元、串口復用控制單元和磁盤陣列接口，CPLD控制器采用ARM7系列微處理器。在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，CPLD先等待系統(tǒng)命令調(diào)度冗余設備或主板切換；若長時間無系統(tǒng)命令，CPLD則直接切換主板。一種基于龍芯處理器的高性能低功耗雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，包括多個主板、冗余網(wǎng)卡、冗余電源、冗余風扇、磁盤陣列、雙交換機接口，所述兩個主板(即主機)集中安裝在一個機箱內(nèi)，本雙熱備服務器系統(tǒng)原理如下I)雙熱備服務器工作原理雙熱備服務器系統(tǒng)采用雙機容錯機制實現(xiàn)，同時實現(xiàn)以軟件方式對磁盤陣列柜內(nèi)的卷進行鏡像。數(shù)據(jù)存儲于雙熱備服務器系統(tǒng)內(nèi)的磁盤陣列柜鏡像盤上，通過EC鏡像引擎或卷管理軟件將數(shù)據(jù)進行實時鏡像備份。在Active/Standy的工作模式下，應用主板作為活動主板，備份主板作為待機主板，當應用·主板發(fā)生故障時(包括各種軟硬件故障)，備份主板通過CPLD控制器偵測到服務器的故障并自動接管所有服務器上的各類資源(如IP地址、數(shù)據(jù)庫服務、用戶數(shù)據(jù)等)，在本機上將繼續(xù)讀取本地連接的磁盤柜鏡像盤上的數(shù)據(jù)并繼續(xù)運行相關應用服務。2)應用及網(wǎng)絡故障切換過程由于冗余服務器都是處于熱備狀態(tài)，通信鏈路都是處于可到達狀態(tài)，系統(tǒng)切換主要耗時在應用程序監(jiān)聽服務器斷開時間和應用程序重新建立連接上，耗時不超過90ms。3)熱備服務器資源監(jiān)控雙熱備服務器的資源指某種業(yè)務運行過程中所依賴的最小的關聯(lián)服務，在雙機熱備技術(shù)中提到的服務器資源主要包括，可切換的網(wǎng)絡IP資源、計算機名、磁盤卷資源、服務器進程等。4)系統(tǒng)故障時自動切換能力當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(如系統(tǒng)宕機、熱備進程/應用進程被殺掉、RS_232、SCS1、光纖、網(wǎng)絡線纜斷開)，雙機熱備軟件將確定故障原因，并采取相應對策，并將這些應用切換到備份服務器上。整個切換過程無需人工參與。5)網(wǎng)絡高可靠性如果熱備服務器系統(tǒng)的網(wǎng)絡部分發(fā)生故障，會導致用戶不能連接和訪問到服務器，這同樣是致命的故障。該熱備服務器系統(tǒng)配備了冗余的網(wǎng)絡接口，雙機熱備軟件會使用它來恢復網(wǎng)絡連接。6)存儲高可靠性需要將應用的全部數(shù)據(jù)存儲在雙熱備服務器系統(tǒng)隨時能訪問到的共享磁盤陣列中。雙熱備服務器系統(tǒng)提供了相應的處理程序，以保證磁盤陣列及數(shù)據(jù)的可靠性。本發(fā)明公開的雙熱備服務器系統(tǒng)是一種全系統(tǒng)檢測能力，其檢測分為系統(tǒng)級、應用級、網(wǎng)絡級三個方面，當其中任何一級出現(xiàn)問題時雙機熱備軟件能自動運行到備用主板上，讓備用主板接替主主板的工作，達到讓服務器永不停機，數(shù)據(jù)永不丟失。
主要用于低溫和車載、艦載等惡劣環(huán)境下，該熱備服務器系統(tǒng)提高服務器設備集成度、科學能力、數(shù)據(jù)存儲能力、自動切換能力，保證數(shù)據(jù)的快速、及時、可靠處理和存儲，進一步使得熱備系統(tǒng)的維護、維修、升級換代、現(xiàn)場重構(gòu)等更為便利，也降低了雙機熱備服務器系統(tǒng)購置成本和運行成本。有益效果本發(fā)明的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于采用雙冗余結(jié)構(gòu)，包括主機板、冗余網(wǎng)卡、冗余電源、冗余風扇，將上述設備安裝在同一個機箱中；通過雙面主機背板集成系統(tǒng)硬件從而可以大大減小系統(tǒng)體積、通過CPCI總線和CPLD控制器靈活切換主板和外設以實現(xiàn)系統(tǒng)的冗余熱備，進一步提高服務器系統(tǒng)的集成度和可靠性。對外連接上采用冗余網(wǎng)卡，兩路物理接口采用相同的IP和MAC地址；全部電路模塊采用CPCI規(guī)范，可實現(xiàn)較好的集成度和兼容性；外部網(wǎng)絡采用雙交換機級聯(lián)方式互聯(lián)，連接方式見摘要附圖，主板切換采用CPLD控制器調(diào)度實現(xiàn)。本發(fā)明主要用于數(shù)據(jù)的集中可靠存儲和訪問服務，采用雙機熱備份機制，保證7X24小時可靠穩(wěn)定運行，雙熱備服務器系統(tǒng)自動切換在90毫秒內(nèi)完成。實現(xiàn)了高存儲密度、高擴展性、高可使用性以及空間的高效運用，具有體積小、重量輕，較強的抗振動、抗沖擊特性，較寬的環(huán)境溫度適應范圍，防潮、防塵的特性。適合于低溫和車載、艦載等惡劣環(huán)境下使用。本發(fā)明的突出優(yōu)點有(I)集成度高、體積小。系統(tǒng)采用背板集中連接并安裝在同一個機箱中，使得主機的集成度高、所占的空間小，便于集中維護。(2)冗余設備可靈活切換，系統(tǒng)靈活性增強。所有外部設備接口均匯接到CPCI總線上，所有設備均由CPLD控制器進行調(diào)度管理，可形成一種全新的服務器設備熱備形式，整個過程無需人工參與。由此節(jié)約了外部設備的數(shù)量，降低購置成本和能耗成本，節(jié)省設備費用和人工費用。(3)增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過CPLD控制器對多外部設備的靈活配對，在需要冗余備份的高可靠性服務器系統(tǒng)中，使得服務器切換過程在90ms內(nèi)完成，有利于保證關鍵任務系統(tǒng)的連續(xù)、可靠運行。(4)采用集中的冗余電源，也進一步提高了系統(tǒng)的運行可靠性，而且節(jié)約了成本，降低了能耗。


圖1為雙熱備服務器系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為切換控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為系統(tǒng)切換流程。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明實施例1 :本實施例的雙熱備服務器系統(tǒng)，是一種基于龍芯處理器的高性能低功耗雙熱備服務器系統(tǒng)，其系統(tǒng)邏輯題如圖1所示，說明如下
(I)熱備服務器的主板模塊(第一主板、第二主板)該例中配置主機板(即主板)的數(shù)量為2片，設計為6U CPCI模塊機械規(guī)范；(2)主板網(wǎng)絡接口連接千兆冗余網(wǎng)卡，經(jīng)互聯(lián)背板與CPCI總線模塊相連，實現(xiàn)高速的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換通道；(3)主板存儲接口連接RAID卡，經(jīng)互聯(lián)背板與CPCI總線模塊相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時交互；(4)主板電源接口連接冗余電源，經(jīng)互聯(lián)背板與CPCI總線模塊相連，通過冗余電源給服務器供電；(5)主板外設接口標識為KVMU包括了鍵盤⑷、顯示器(V)、鼠標(M)、USB (U)接口匯接到了智能型外部設備接口切換控制裝置；(6)磁盤陣列通過內(nèi)部PCIE總線與主機相連，用于數(shù)據(jù)的冗余存儲。(7)交換機采用14GE端口的以太網(wǎng)交換機，也設計為6U規(guī)格，4個接口用于內(nèi)部主板間互聯(lián)，其余I個端口經(jīng)互聯(lián)背板外接，用于與外部設備的網(wǎng)絡互通；(8)冗余電源(即共用電源)采用最基本的1+1熱備份模式，提供冗余的電源保證；(9)互聯(lián)背板是系統(tǒng)內(nèi)模塊間數(shù)據(jù)和電能交互的連接中樞。切換控制裝置即互聯(lián)背板的一種具體實現(xiàn)方式如圖2所示，中央處理器單元選ATMEL的ARM7系列微處理器。因為該處理器提供的外部通信處理接口完全適用，可以盡量采用一個處理器，減少了硬件和軟件的開發(fā)工作量，提高集成度，提高設計水平，提高可靠性和保證研制周期，確保切換控制裝置接口復用。雙熱備服務器結(jié)構(gòu)設計為6U高度的19英寸插箱?；邶埿咎幚砥鞯母咝阅艿凸碾p熱備服務器系統(tǒng)檢測到服務器宕機后，將宕機的服務器使用的資源(磁盤陣列、IP/MAC地址、啟用的進程或服務等)轉(zhuǎn)移到其他服務器上，在備用服務器上啟動應用程序/服務。同時進行轉(zhuǎn)移的資源的集合，被稱作失效切換組。從使用者角度看，可以將失效切換組看作是虛擬計算機。由于從服務器一直處于熱備狀態(tài)，故服務器切換時間可控制在90ms以內(nèi)，整個切換過程不會影響相關業(yè)務的執(zhí)行，切換過程如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，包括外部網(wǎng)絡和機箱，外部網(wǎng)絡為級聯(lián)的兩個交換機；在機箱中集成有2塊主板、互聯(lián)背板、2塊網(wǎng)卡、雙冗余電源、冗余風扇和磁盤陣列(RAIDS)，互聯(lián)背板包括CPCI總線、CPCI接口、CPLD控制器(即中央處理單元)以及CPLD控制器接口，2塊主板通過CPCI總線與CPLD控制器相連；磁盤陣列及2塊網(wǎng)卡均與CPLD控制器相連；且每一塊網(wǎng)卡均與級聯(lián)的兩個交換機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，每一塊塊網(wǎng)卡的兩路物理接口采用相同的IP和MAC地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，主板上的微處理器采用龍芯處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，磁盤陣列中集成有4塊硬盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的雙熱備服務器系統(tǒng)，其特征在于，所述的互聯(lián)背板還包括鍵盤復用控制單元、HID (人機對話接口設備)復用控制單元、USB復用控制單元、VGA復用控制單元、串口復用控制單元和磁盤陣列接口，CPLD控制器采用ARM7系列微處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙熱備服務器系統(tǒng)，包括外部網(wǎng)絡和機箱，外部網(wǎng)絡為級聯(lián)的兩個交換機；在機箱中集成有2塊主板、互聯(lián)背板、2塊網(wǎng)卡、雙冗余電源、冗余風扇和磁盤陣列(RAIDS)，互聯(lián)背板包括CPCI總線、CPCI接口、CPLD控制器(即中央處理單元)以及CPLD控制器接口，2塊主板通過CPCI總線與CPLD控制器相連；磁盤陣列及2塊網(wǎng)卡均與CPLD控制器相連；且每一塊網(wǎng)卡均與級聯(lián)的兩個交換機相連。該雙熱備服務器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高。
文檔編號G06F11/16GK103064769SQ20121058703
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者龍建, 孫文德, 劉學文, 李明, 楊劍 申請人:長沙湘計海盾科技有限公司, 湖南長城信息金融設備有限責任公司, 長城信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司