이중화 보드 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING REDUNDANCY BOARD}
도 1은 이중화 보드를 지원하는 셸프 구조 시스템의 구성을 설명하는 블록도, 도 2는 종래 기술에 따른 이중화 보드에서 시스템 정보 백업 방식을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 이중화 보드에서 시스템 정보 백업 방식을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이중화 보드에서 시스템 정보 백업 방식을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 이중화 동작 시에 특정 보드에서 장애가 발생 할 시의 동작 흐름도, 도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이중화 동작 시에 특정 보드에서 장애가 발생 할 시의 동작 흐름도.
본 발명은 이중화를 지원하는 셸프(Shelf)구조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히, 보드의 장애 발생 시에도 서비스를 중단시키지 않는 장치 및 방법에 관한 것이다. 슬롯이란, 시스템을 동작하기 위한 보드나 성능을 추가하기 위한 보드를 실장하기 위하여 구비되는 것이다. 셸프(Shelf) 구조란, 임의의 시스템에 여러 개의 슬롯이 구비되어 그 슬롯에 보드가 실장되는 구조를 말한다. 보드의 이중화는, 시스템 동작에 중요한 보드를 마스터(Master)/슬레이브(Slave) 보드나, 또는 액티브(Active)/스탠바이(Stand-by)보드로 이중화(Redundancy)하여 구비하는 것으로, 액티브 상태로 동작하는 마스터 보드에서 오류(Fault)가 발생되면, 대기 상태에 있던 슬레이브 보드로 그 기능을 절체되도록 하여, 시스템이 중단되는 것을 방지하고, 오류가 발생한 보드를 교체하는 동안 시스템이 올바르게 작동하도록 하는 것으로, 이는 시스템의 중단을 제거하여 가용성을 높이고 유지 보수가 용이하도록 하는 것이다. 도 1은 이중화를 지원하는 셸프 구조 시스템의 구조를 설명하는 블록도이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 셸프 구조 시스템(100)은 복수 개의 슬롯(102)과, 상기 슬롯(102)에 실장 되는 보드(104)와, 상기 슬롯(102) 후면에 장착되는 백플레인(Backplane)이 있다. 상기 슬롯(102)은 시스템의 기능을 추가하거나 그 기능을 하는 보드를 실장하는 기능을 한다. 보드(104)들은 상기 슬롯(102)에 실장 되는 것으로, 제조자, 또는 관리자로부터 부여받은 기능을 수행하여, 시스템을 원활하게 하는 동작을 하도록 한다. 도 2는 종래 기술에 따른 이중화 보드에서 시스템 정보 백업 방식을 도시한 도면으로서, 하기에서 설명하도록 하겠다. 마스터 보드(Master board)(200)는 상기 슬롯(102)에 실장된 슬레이브 보드(Slave board)(202a, 202b, 202c,...202n, 204)들의 알람(Alarm)정보 등을 하드웨어 적으로 수집하고 액티브 보드들(202a, 202b, 202c,..202n)과 상기 스탠바이 보드(204)를 N:1로 이중화 상태를 관장하는 역할을 수행한다. 여기서 상술한 N:1 이중화 상태란, 정상 동작 시에는 상기 N개의 액티브 보드들(202a, 202b, 202c,..202n)의 데이터를 백업(back-up)받고, 상기 N개의 액티브 보드들(202a, 202b, 202c,..202n) 중 어느 한 보드에서 장애가 발생할 경우 대기하고 있던 1개의 스탠바이 보드(204)가 상기 장애 발생 보드의 역할을 대신 수행하는 방식을 의미한다. 따라서, 상술한 바와 같이 N:1 방식의 이중화 방식을 사용하는 종래 기술에서는 상기 스탠바이 보드(204)에서 모든 액티브 보드들(202a, 202b, 202c,..202n)의 백업 데이터를 저장하며, 동시에 장애가 발생한 보드의 역할 또한 대신 수행하여야 한다. 그렇기 때문에 도시되지 않은 상기 스탠바이 보드(204)의 제어부에 부하가 집중되며, 전체 액티브 보드들의 백업 데이터를 저장할 수 있을 만큼의 메모 리 용량을 갖고 있어야 하는 등의 다른 보드들과는 특화된 성능을 구비해야 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이중화 구조를 갖는 시스템에 있어서, 액티브 보드와 스탠바이 보드간의 이중화를 제어하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 정상 동작 시 다수의 액티브 보드와 적어도 하나의 스탠바이 보드로 동작되는 다수의 슬레이브 보드들과 장애 발생 시 상기 스탠바이 보드가 상기 액티브 보드로 동작되도록 제어하는 마스터 보드를 구비하는 이중화 관리 장치에 있어서, 정상 동작 시 소정 제어신호에 따라 인접된 액티브/스탠바이 보드로 백업 데이터를 각각 전달하는 상기 슬레이브 보드들과, 정상 동작 시 상기 백업 동작을 제어함과 아울러 장애 발생 시 장애가 발생된 m번째 액티브 보드의 백업 데이터를 인접된 m+1번째 액티브 보드로부터 전달받아 상기 스탠바이 보드로 전달하고 상기 스탠바이 보드가 상기 m번째 액티브 보드의 이중화 동작을 수행하도록 제어하는 상기 마스터 보드를 포함한다. 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 정상 동작 시 다수의 액티브 보드와 적어도 하나의 스탠바이 보드로 동작되는 다수의 슬레이브 보드들과 장애 발생 시 상기 스탠바이 보드가 상기 액티브 보드로 동작되도록 제어하는 마스터 보드를 구비하는 이중화 관리 방법에 있어서, 정상 동작 시 상기 마스터 보드의 제어하에 따라 상기 슬레이브 보드들이 인접된 액티브/스탠바이 보드로 백업 데이터 를 전달하는 과정과, 장애 발생 시 상기 스탠바이 보드가 장애가 발생된 m번째 액티브 보드의 백업 데이터를 인접된 m+1번째 보드로부터 전달받는 과정과, 상기 스탠바이 보드가 상기 m번째 액티브 보드의 이중화 동작을 수행하는 과정을 포함한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도 3은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 케스케이드(cascade) 방식에 따른 이중화 동작 제어 방법을 도시한 블록도로서, 하기에서 설명하기로 하겠다. 먼저 마스터 보드(300)는 상기 슬롯(102)에 실장된 슬레이브 보드(Slave board)(302a, 302b, 302c,...302n, 304)들의 알람(Alarm)정보 등을 하드웨어 적으로 수집하고 액티브 보드들(302a, 302b, 302c,..302n)과 상기 스탠바이 보드(304)를 N:1로 이중화 상태를 관장하는 역할을 수행한다. 또한, 각 보드들에는 도시하지 않았지만, 각 보드들의 동작을 제어하는 제어부와, 각종 데이터 및 본 발명의 실시 예에 따라 백업 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 구비하고 있으며, 스탠바이 상태의 보드는 필요에 따라 액티브 상태로 전환하여 액티브 보드의 동작을 수행할 수 있다. 상기 마스터 보드(300)가 상기 슬레이브 보드들의 이중화 동작을 제어하는 과정을 좀더 상세히 설명하면, 액티브 보드 1(302a)은 자신의 백업(Back-up)데이터를 액티브 보드 2(302b)로 전송하고, 상기 액티브 보드 2(302b)는 상기 백업 데이터를 도시되지 않은 메모리에 저장한다. 또한 상기 액티브 보드 2(302b)는 자신의 백업 데이터를 액티브 보드 3(302c)으로 전송하며, 상기 액티브 보드 3(302c)은 도시되지 않은 다음 순서의 액티브 보드로 자신의 백업 데이터를 전송한다. 상기와 같은 과정을 n 번째 액티브 보드(302n)까지 반복하며, 상기 n 번째 액티브 보드(302n)는 자신의 백업 데이터를 대기 상태로 있던 스탠바이 보드(304)에 전송한다. 따라서, 종래 N:1 이중화 방식을 사용하는 시스템에 비해 백업 기능을 여러 보드로 분산시킴으로써, 상기 스탠바이 보드(304)의 제어부나 메모리를 특화시킬 필요가 없다. 도 4는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 서큘러(Circular)방식에 따른 이중화 동작 제어 방법을 도시한 블록도로서, 하기에서 설명하기로 하겠다. 먼저 마스터 보드(400)는 상기 슬롯(102)에 실장된 슬레이브 보드(Slave board)(402a, 402b, 402c,...402n, 404)들의 알람(Alarm)정보 등을 하드웨어 적으로 수집하고 액티브 보드들(402a, 402b, 402c,..402n)과 상기 스탠바이 보드(404)를 N:1로 이중화 상태를 관장하는 역할을 수행한다. 또한, 각 보드들에는 도시하지 않았지만, 각 보드들의 동작을 제어하는 제어부와, 각종 데이터 및 본 발명의 실시 예에 따라 백업 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 구비하고 있다. 상기 마스터 보드(400)가 상기 슬레이브 보드들의 이중화 동작을 제어하는 과정을 좀더 상세히 설명하면, 액티브 보드 1(402a)은 자신의 백업 데이터를 인접한 액티브 보드 2(402b)로 전송하며, 상기 액티브 보드 2(402b)는 자신의 백업 데이터를 액티브 보드 3(402c)으로 전송한다. 또한, 상기 액티브 보드 3(402c)은 도시되지 않은 다음 순서의 액티브 보드로 자신의 백업 데이터를 전송한다. 상기와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(402n)까지 반복하며, 상기 n번째 액티브 보드(402n)은 자신의 백업 데이터를 상기 액티브 보드 1(402a)로 전송한다. 상기 도 3 및 도 4에 도시된 슬레이브 보드들간의 백업 과정을 백업 체인(Back-Up Chain)이라고 명명하겠으며, 이하에서도 동일한 의미로 사용할 것이다. 여기서, 본 발명의 케스케이드(Cascade) 방식의 제 1실시 예와 서큘러(Circular) 방식의 제 2실시 예의 차이점은 상술한 바와 같이 스탠바이 상태의 보드가 백업 동작에 참여하는지의 여부로 결정된다. 상기 제 1실시 예와 제 2실시 예는 각 슬레이브 보드들을 제어하는 마스터 보드가 관리하는 방식에 따라 선택적으로 선택될 수 있다. 도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 이중화 동작 시에 특정 보드에서 장애가 발생 할 시의 동작 흐름도이다. 도 5(a)부터 5(e)는 본 발명의 제 1실시 예인 케스케이드(Cascade)방식으로 이중화 동작을 제어하는 순서를 나타내었으며, 설명의 편의를 위해 도시하지는 않았지만, 상기 마스터 보드(300)의 제어에 의해 수행된다. 먼저, 상기 도 5(a)는 본 발명의 제 1실시 예인 케스케이드 방식으로 각 슬레이브 보드들간의 정상적인 백업 동작 수행 과정을 도시하고 있으며, 이에 대한 설명은 이미 상기 도3을 통해 설명하였으므로 생략하도록 하겠다. 도 5(b)는 본 발명의 제 1실시 예에 따라 백업 동작 수행 시에 특정 보드에서 장애(Fault)가 발생하여 정상적인 백업 동작이 이루어지지 않는 상황을 도시하였으며, 하기에서 설명하기로 하겠다. 먼저, 설명에 앞서 상기 도 5(b)에서 장애가 발생한 보드를 액티브 보드 2(302b)로 가정하였다. 마스터 보드(300)는 상기 액티브 보드 2(302b)에 장애가 발생했음을 감지하고, 상기 슬레이브 보드들간의 백업 체인(Back-up Chain)을 변경한다. 또한, 상기 마스터 보드(300)는 액티브 보드 1(302a)의 백업 데이터를 스탠바이 보드(304)로 전송하게 제어하고, 액티브 보드 3(302c)에 저장된 장애가 발생한 액티브 보드 2(302b)의 백업 데이터를 상기 스탠바이 보드(304)가 읽어올 수 있게 제어한다. 그 후 상기 액티브 보드 3(302c)은 자신의 백업 데이터를 도시되지 않은 다음 액티브 보드로 전송하며, 이와 같은 동작을 n번째 액티브 보드(302n)까지 반복하며, 상기 n번째 액티브 보드(302n)는 상술한 바대로 스탠바이 보드(304)에 자신의 백업 데이터를 전송한다. 도 5(c)는 상기 액티브 보드 2(302b)에 장애가 발생하여 상기 스탠바이 보드(304)가 상기 액티브 보드 2(302b)의 동작을 대신 수행하는 과정을 도시하였다. 마스터 보드(300)는 상기 액티브 보드 2(302b)에서 장애가 발생함을 감지하고, 상기 도 5(b)와 같은 과정을 거친 후에 상기 액티브 보드 1(302a)의 백업 데이터를 스탠바이 보드(304)로 전송하게 지시한다, 또한, 상기 스탠바이 보드(304)는 상기 마스터 보드(300)의 지시를 받아 상기 액티브 보드 1(302a)이 전송한 백업 데 이터를 자신의 메모리에 저장시키며, 이와 함께 장애가 발생한 상기 액티브 보드 2(302b)의 동작을 대신 수행하고, 스탠바이 상태에서 액티브 상태로 전환되게 된다. 그 후, 상기 스탠바이 보드(304)는 액티브 보드 3(302c)으로 자신의 백업 데이터를 보내며, 상기 액티브 보드3(302c)은 도시되지 않은 인접 액티브 보드로 자신의 백업 데이터를 전송하며, 그와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(302n)까지 반복한다. 상기 n번째 액티브 보드(302n)는 자신의 백업 데이터를 스탠바이 보드(304)로 전송한다. 도 5(d)는 액티브 보드 2(302b)의 장애가 복구되어 정상 동작을 수행하기 전의 동작을 도시한 도면으로서, 이 역시 상기 마스터 보드(300)의 제어를 받는다. 먼저, 액티브 보드 2(302b)의 장애가 복구되었음을 인지한 상기 마스터 보드(300)는 액티브 보드 3(302c)에 저장되어 있던 백업 데이터를 상기 액티브 보드 2(302b)가 읽을 수 있게 제어하여 액티브 보드 2(302b)가 정상 동작을 수행할 수 있게 한다. 그리고, 상기 액티브 보드 1(302a)은 자신의 백업 데이터를 정상화된 상기 액티브 보드 2(302b)로 전송하며, 액티브 보드 3(302c)은 자신의 백업 데이터를 도시되지 않은 인접 액티브 보드로 전송하며, 이와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(302n)까지 반복하고, 상기 n번째 액티브 보드(302n)는 자신의 백업 데이터를 상기 스탠바이 보드(304)로 전송한다. 도 5(e)는 장애가 발생되었던 액티브 보드 2(302b)의 동작이 모두 복구되어 본 발명의 제 1실시 예에 따른 케스케이드 방식의 백업 체인 동작을 수행하는 도면으로서, 상술했던 상기 도 3의 과정과 동일하기 때문에 설명을 생략하도록 하겠다. 도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이중화 동작 시에 특정 보드에서 장애가 발생 할 시의 동작 흐름도이다. 도 6(a)부터 6(e)는 본 발명의 제 2실시 예인 서큘러(Circular)방식으로 이중화 동작을 제어하는 순서를 나타내었으며, 도시되지 않았지만, 마스터 보드(400)에 의해 백업 체인(Back-Up Chain)동작이 제어된다. 먼저, 상기 도 6(a)는 본 발명의 제 2실시 예인 서큘러 방식으로 각 슬레이브 보드들간의 정상적인 백업 동작 수행 과정을 도시하고 있으며, 이에 대한 설명은 이미 상기 도4를 통해 설명하였으므로 생략하도록 하겠다. 도 6(b)는 본 발명의 제 2실시 예에 따라 백업 동작 수행 시에 특정 보드에서 장애(Fault)가 발생하여 정상적인 백업 동작이 이루어지지 않는 상황을 가정하여 도시하였으며, 하기에서 설명하기로 하겠다. 먼저, 설명에 앞서 상기 도 6(b)에서 장애가 발생한 보드를 액티브 보드 2(402b)로 가정하였다. 먼저, 도시되지 않은 마스터 보드(400)는 상기 액티브 보드 2(402b)의 장애를 감지하고, 액티브 보드 1(402a)의 백업 데이터를 스탠바이 보드(404)가 읽을 수 있게 제어하며, 상기 스탠바이 보드(404)는 상기 액티브 보드 1(402a)의 백업 데이터를 도시되지 않은 메모리에 저장한다. 또한, 상기 스탠바이 보드(404)는 상기 액티브 보드 2(402b)의 역할을 대신 수행하기 위해 액티브 보드 3(402c)에 저장되어 있던 상기 액티브 보드 2(402b)의 백업 데이터를 가져온다. 그 후, 상기 액티브 보드 3(402c)은 자신의 백업 데이터를 도시되지 않은 인접한 액티브 보드로 전송하며, 이와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(402n)까지 반복한다. 또한, 상기 n번째 액티브 보드(402n)는 자신의 백업 데이터를 액티브 보드 1(402a)로 전송한다. 도 6(c)는 상기 스탠바이 보드(404)가 장애가 발생한 상기 액티브 보드 2(402b)의 동작을 대신 수행하는 과정을 도시하였다. 도시되지 않은 마스터 보드(400)는 상기 액티브 보드 1(402a)의 백업 데이터를 상기 스탠바이 보드(404)로 전송하게 지시하며, 상기 스탠바이 보드(404)는 상기 액티브 보드 2(402b)의 역할을 대신 수행하며 생긴 백업 데이터를 액티브 보드 3(402c)으로 전송하게 되며, 스탠바이 상태에서 액티브 상태로 전환되게 되는데, 이와 같은 동작 또한 상기 마스터 보드(400)에 의해 제어된다. 그 후, 상기 액티브 보드 3(402c)은 자신의 백업 데이터를 도시되지 않은 인접 액티브 보드로 전송하고, 그와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(402n)까지 반복한다. 상기 n번째 액티브 보드(402n)는 자신의 백업 데이터를 상기 액티브 보드 1(402a)로 전송한다. 도 6(d)는 액티브 보드 2(402b)의 장애가 복구되어 정상 동작을 수행하기 전의 동작을 도시한 도면으로서, 이 역시 도시되지 않은 마스터 보드(400)의 제어를 받는다. 먼저, 액티브 보드 2(402b)의 장애가 복구되었음을 인지한 상기 마스터 보드(400)는 상기 액티브 보드 3(402c)에 저장되어 있던 백업 데이터를 상기 액티브 보 드 2(402b)가 읽을 수 있게 제어하여 상기 액티브 보드 2(402b)가 정상 동작을 수행할 수 있게 한다. 그리고, 상기 액티브 보드 1(402a)은 자신의 백업 데이터를 정상화된 상기 액티브 보드 2(402b)로 전송하며, 상기 액티브 보드 3(402c)은 자신의 백업 데이터를 상기 도시되지 않은 인접 액티브 보드로 전송하고, 이와 같은 과정을 n번째 액티브 보드(402n)까지 반복한다. 그 후, 상기 n번째 액티브 보드(402n)는 자신의 백업 데이터를 상기 액티브 보드 1(402a)로 전송하며, 상기 스탠바이 보드(404)는 다시 스탠바이 상태로 전환되게 된다. 도 6(e)는 장애가 발생되었던 액티브 보드 2(402b)의 장애가 모두 복구되어 본 발명의 제 2실시 예에 따른 서큘러 방식의 백업 체인 동작을 수행하는 도면으로서, 상술했던 상기 도 4의 과정과 동일하기 때문에 설명을 생략하도록 하겠다. 한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 이중화 방식으로 동작하는 장치에 있어서, 특정 보드에서 수행하던 액티브 상태인 보드들의 백업을 분산시킴으로 인해 특정 보 드에 탑재되는 제어부의 부하와 메모리의 증가로 인한 문제를 해소 할 수 있으며, 따라서, 이중화 구조의 각각 보드들의 효율성을 극대화하고, 시스템의 안정성을 보장할 수 있다. |
