DE102007041652A1

DE102007041652A1 - Apparatus and method for making hardware adjustments to a server in a distributed computer system having at least two servers

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Publication number: DE102007041652A1
Application number: DE102007041652A
Authority: DE
Inventors: Christian M. Stich; Marcel Dipl.-Inform. Dix; Mats A. Pettersson
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-05
Also published as: WO2009030365A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine entsprechende Einrichtung zur Durchführung von Server-Hardware-Anspassungen in einem verteilten Computersystem, mit mehreren physikalischen Rechnern (R1, R2, R3), wovon wenigstens zwei der Rechner (z. B. R1 und R2) als Server (a, b) eingerichtet sind, wobei zur Vermeidung einer Unterbrechung der Bereitstellung von Server-Funktionalitäten während der Durchführung von Hardware-Anpassungen temporär in einem nicht von einer Änderung betroffenen Rechner eine virtuelle Maschine mit jeweils der Server-Funktionalität eines von einer Anpassung betroffenden Servers eingerichtet wird.The invention relates to a method and a corresponding device for carrying out server hardware adaptations in a distributed computer system with a plurality of physical computers (R1, R2, R3), at least two of the computers (eg R1 and R2) as a server (a, b) are set up, wherein to avoid an interruption of the provision of server functionalities during the implementation of hardware adjustments temporarily in a not affected by a change computer, a virtual machine, each with the server functionality of one of an adaptation server is established.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Hardware-Anpassungen an einem Server in einem verteilten Computersystem das wenigstens zwei physikalische Server enthält. Solche Hardware-Anpassungen können sich z. B. auf eine Reparatur oder Aufrüstung oder eine Wartung eines Rechners mit Serverfunktion beziehen, die meistens eine Abschaltung des Rechners erfordern. In der Regel bedeutet dies zugleich eine Unterbrechung des gesamten Betriebs oder wenigstens den Ausfall eines Teilbetriebs, wodurch erhebliche Kosten entstehen können. Bei industriellen Automatisierungssystemen besteht daher beispielsweise typisch die Forderung, dass Hardware-Anpassungen ohne Betriebsunterbrechung durchzuführen sind.The The invention relates to a device and a method for execution hardware adjustments to a server in a distributed computer system which contains at least two physical servers. Such hardware adjustments can become z. B. on a repair or upgrade or maintenance of a Calculator with server function, which is usually a shutdown of the computer. As a rule, this also means one Interruption of the entire operation or at least the failure a part-operation, which can result in considerable costs. at industrial automation systems, therefore, for example typically the requirement that hardware adjustments be carried out without interruption.

Eine bekannte Systemkonzeption mit der diesen Anforderungen entsprochen werden kann, ist ein redundant ausgelegtes Computersystem, oder wenigstens temporär dem System einen zusätzlichen Rechner zuzuschalten, der die Funktion des abzuschaltenden Rechners übernimmt. Ein redundant ausgelegtes Computersystem ist aufwändig. Aber auch die Bereithaltung eines weiteren Rechners sowie Einrichtungen wie Schalter und Kabelverbindungen für dessen Einbindung in das System im Bedarfsfall bedeuten einen erheblichen Aufwand. Soweit kein Zusatzrechner bereitgehalten wird, muss er im Bedarfsfall erst beschafft werden, was zumindest zeitaufwändig ist.A known system design with the requirements met is a redundant computer system, or at least temporary the system an additional Switch on computer, which takes over the function of the computer to be turned off. A redundantly designed computer system is complex. But also the availability of another computer and facilities such as Switches and cable connections for its integration into the system in case of need mean a considerable Effort. As far as no additional computer is kept, he must in If necessary, be procured first, which is at least time-consuming.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, mit denen Hardware-Anpassungen an Rechnern mit Serverfunktion in einem nicht-redundanten verteilten Computersystem ohne Betriebsunterbrechung und mit vergleichsweise geringem Zusatzaufwand durchführbar sind.Of the Invention is therefore the object of a method and a Specify device with which hardware adjustments to computers with server function in a non-redundant distributed computer system without interruption and with comparatively little extra effort feasible are.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Durchführung von Hardware-Anpassungen an Rechnern mit Serverfunktion in einem verteilten Computersystem mit mehreren physikalischen Rechnern, wovon wenigstens zwei der Rechner als Server eingerichtet sind, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und ein zur Verfahrensdurchführung eingerichtetes Computersystem sind in weiteren Ansprüchen angegeben.These Task is solved by a method of implementation of hardware customizations Computers with server function in a distributed computer system with several physical computers, of which at least two of the computers are set up as servers that specified in claim 1 Features. Advantageous embodiments and a set up for the implementation of the method Computer system are specified in further claims.

Mit der Erfindung wird demnach vorgeschlagen, die zur Durchführung von Hardware-Anpassungen beziehungsweise -Änderungen an Rechnern mit Serverfunktion ohne Betriebsunterbrechung in einem verteilten Computersystem erforderliche Redundanz mittels temporärer virtueller Maschinen zu schaffen. Die virtuellen Maschinen übernehmen während einer Hardware-Anpassung die Server-Funktion des jeweils betroffenen Systemteils. Die für eine solche Vorgehensweise erforderlichen Vorkehrungen sind deutlich weniger aufwändig als bei den oben genannten bekannten Lösungen.With The invention is therefore proposed for the implementation of Hardware adjustments or changes on servers with server function without interruption in a distributed Computer system required redundancy by means of temporary virtual To create machines. The virtual machines take over during a hardware adaptation the server function of the affected system part. The for such an approach necessary precautions are much less laborious than in the above known solutions.

Eine weitere Erläuterung der Erfindung und deren Vorteile ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnungsfigur.A further explanation The invention and its advantages will be apparent from the following Description of an embodiment based on a drawing figure.

1 zeigt im oberen Zeichnungsbereich unter einem Schritt 0 ein nichtredundantes verteiltes Computersystem, beispielsweise ein industrielles Automatisierungssystem als Ausgangssystem. Ein solches System weist typisch eine Vielzahl von physikalischen Rechnern auf, wovon hier zur Vereinfachung nur drei physikalische Rechner R1, R2, und R3 dargestellt sind. Im Beispiel ist im ersten Rechner R1 Software für eine erste Server-Funktionalität a installiert. Im zweiten Rechner R2 ist eine Software für eine zweite Server-Funktionalität b installiert. Der dritte Rechner R3 ist ein Client. Die Rechner R1, R2, und R3 sind über ein Netzwerk N miteinander verbunden. 1 In the upper drawing area under a step 0 shows a non-redundant distributed computer system, for example an industrial automation system as the starting system. Such a system typically has a plurality of physical computers, of which only three physical computers R1, R2, and R3 are shown here for the sake of simplicity. In the example R1 software for a first server functionality a is installed in the first computer R1. In the second computer R2 software for a second server functionality b is installed. The third computer R3 is a client. The computers R1, R2, and R3 are interconnected via a network N.

Zur Durchführung einer Hardware-Anpassung beziehungsweise -Änderung, wie z. B. eine Aufrüstung oder eine Reparatur oder einfach eine Wartung, die eine Abschal tung des betroffenen Rechners mit Server-Funktionalität erfordert, wird die in Schritten 1 und 2 der 1 dargestellte und nachstehend erläuterte Vorgehensweise vorgeschlagen.To perform a hardware adaptation or change, such. As an upgrade or a repair or simply a maintenance that requires a shutdown of the affected computer with server functionality is in steps 1 and 2 of the 1 proposed and explained below procedure proposed.

Als Schritt 1 ist beispielhaft ein Vorgang dargestellt, bei dem zuerst auf dem zweiten Rechner R2 eine virtuelle Maschine V1 mit der Funktion des ersten Servers a installiert wird. Der zweite Rechner R2 übernimmt somit vorübergehend die Funktion der beiden Server a und b. Der erste Rechner R1 wird anschließend vom Netzwerk N getrennt und es erfolgt offline die vorgesehene Hardware-Anpassung beziehungsweise -Änderung des ersten Servers a.When Step 1 exemplifies a process in which first on the second computer R2 a virtual machine V1 with the function of the first server a is installed. The second computer R2 takes over thus temporarily the function of the two servers a and b. The first computer R1 is then from the Network N separated and it takes place offline, the intended hardware adaptation or -Modification the first server a.

Im Schritt 2 wird – nach einer Rück-Übertragung der Server-Funktionalität des Servers a aus der virtuellen Maschine V1 in den ersten Rechner R1 – der erste Rechner R1 wieder mit dem Netzwerk N verbunden, und die virtuelle Maschine V1 aus dem zweiten Rechner R2 entfernt. Damit ist der Änderungsvorgang abgeschlossen.in the Step 2 will - after a retransmission the server functionality of the server a from the virtual machine V1 in the first computer R1 - the first computer R1 is again connected to the network N, and the virtual one Machine V1 removed from the second computer R2. This is the change process completed.

Wenn wenigstens zwei der im Computersystem vorhandenen physikalischen Rechner eine ausreichende Rechnerkapazität aufweisen, damit temporär eine virtuelle Maschine mit einer beliebigen der im System vorhandenen Serverfunktionalitäten eingerichtet werden kann, ist keine Installation eines zusätzlichen Rechners zur Vermeidung einer Betriebsunterbrechung erforderlich. Somit sind vorteilhaft Infrastrukturänderungen vor und nach einer Hardware-Anpassung vermieden.If at least two of the physical computers present in the computer system have sufficient computing capacity in order to be able to temporarily set up a virtual machine with any of the server functionalities present in the system, no installation of an additional computer to avoid an interruption of operation is required. Thus, advantageous are in structural changes before and after a hardware adaptation avoided.

Wenn während des Betriebs eines Servers mittels virtueller Maschine keine Veränderung der Serverfunktionalität zulässig sein soll, kann eine schreibgeschützte Betriebsweise vorgesehen werden.If while the operation of a server using virtual machine no change the server functionality permissible should be a read-only mode of operation can be provided become.

Falls aber während des Serverbetriebs mittels virtueller Maschine weitere Anpassungen beziehungsweise Änderungen zugelassen werden, kann eine Rück-Migration der Server-Funktionalität und/oder der weiteren Anpassungen in den geänderten Rechner erfolgen bevor dieser wieder dem Netzwerk zugeschaltet und die virtuelle Maschine deinstalliert wird. Alternativ dazu kann auch eine zeitlang ein redundanter Betrieb des geänderten physikalischen Servers und des virtuellen Servers vorgesehen werden, bis eine automatische Synchronisation erfolgt ist.If but during server operation by virtual machine further adjustments or changes can be admitted, a back-migration the server functionality and / or the further adjustments in the changed calculator take place before this again switched to the network and the virtual machine is uninstalled. Alternatively, it can also take a while redundant operation of the changed physical server and the virtual server are provided until an automatic synchronization has taken place.

Claims

Method for performing hardware adjustments on servers with server function in a distributed computer system with several physical computers (R1, R2, R3), of which at least two of the computers (eg R1 and R2) are set up as servers (a, b) are, taking care to avoid interrupting the deployment of server functionalities while a computer shutdown for performing hardware changes temporarily in one computers of the computer system that can not be switched off each have a virtual one Machine with the server functionality of the computer shutdown affected server is established.

Method according to claim 1, characterized in that that to prepare and carry out a Hardware Customization a) in a first step (step 1) in one of the existing physical computers with server function (eg R2, server b) a virtual machine (V1) with the functionality of a other server (for example, server a) that shuts down for hardware customization is to be installed, and then the computer to be adapted (eg R1, server a) is switched off and its adaptation is carried out, and b) in a second step (step 2) the so updated Server (eg R1, server) switched back to the computer system and the virtual machine (V1) is deactivated.

Method according to claim 1 or 2, characterized that hardware adjustments affect measures such as maintenance, repair or computer upgrade relate that require a computer shutdown.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that during the duration of the operation of a server as a virtual machine this Machine in a read-only mode is operated.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that while the duration of the operation of a server as a virtual machine further changes and / or customizations of this virtual server are allowed and stored be, and / or after the hardware adaptation of the physical Calculator a retransmission the server functions and / or the further adjustments in the physical Calculator is made.

Distributed computer system with multiple physical Computers (R1, R2, R3), of which at least two of the computers (e.g. R1 and R2) are set up as servers (a, b), the computer system being used for Avoid interrupting the provision of server functionality during the execution a hardware customization for it is set up, temporary in an existing system, not affected by the intended hardware customization Computer (eg R2) at least one virtual machine (eg V1) with the server functionality of a server affected by the intended hardware customization (e.g. B. Server a) to install.

Distributed computer system according to claim 6, characterized characterized in that the computer system is an automation system is.

Distributed computer system according to claim 6 or 7, characterized in that at least two of the computer system existing physical servers with server function are designed to a virtual machine installation with the functionality of a any server in the computer system.