WO2009030365A1

WO2009030365A1 - Einrichtung und verfahren zur durchführung von hardware-anpassungen an einem server in einem verteilten computersystem mit wenigstens zwei servern

Info

Publication number: WO2009030365A1
Application number: PCT/EP2008/006821
Authority: WO
Inventors: Christian M. Stich; Marcel Dix; Mats A. Petterson
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2010-03-03
Also published as: DE102007041652A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine entsprechende Einrichtung zur Durchführung von Server-Hardware-Anpassungen 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 betroffenen Servers eingerichtet wird.

Description

Einrichtung und Verfahren zur Durchführung von Hardware-Anpassungen an einem Server in einem verteilten Computersvstem mit wenigstens zwei Servern

Beschreibung

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.

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 zeitauf- wändig ist.

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.

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.

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.

Eine weitere Erläuterung der Erfindung und deren Vorteile ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnungsfigur.

Fig. 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.

Zur Durchführung einer Hardware-Anpassung beziehungsweise -Änderung, wie z. B. eine Aufrüstung oder eine Reparatur oder einfach eine Wartung, die eine Abschaltung des betroffenen Rechners mit Server-Funktionalität erfordert, wird die in Schrit- ten 1 und 2 der Fig. 1 dargestellte und nachstehend erläuterte Vorgehensweise vorgeschlagen.

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.

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.

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.

Wenn während des Betriebs eines Servers mittels virtueller Maschine keine Veränderung der Serverfunktionalität zulässig sein soll, kann eine schreibgeschützte Betriebsweise vorgesehen werden.

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.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Durchführung von Hardware-Anpassungen an Rechnern mit Serverfunktion 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 einer Rechnerabschaltung zur Durchführung von Hardware-Änderungen temporär in einem nicht abzuschaltenden Rechner des Computersystems jeweils eine virtuelle Maschine mit der Server- Funktionalität des von der Rechnerabschaltung betroffenen Servers eingerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung und Durchführung einer Hardware-Anpassung a) in einem ersten Schritt (Schritt 1) in einem der vorhandenen physikalischen Rechner mit Server-Funktion (z. B. R2, Server b) eine virtuelle Maschine (V1) mit der Funktionalität eines anderen Servers (z. B. Server a), der zur Hardware-Anpassung abgeschaltet werden soll, installiert wird, und anschließend der anzupassende Rechner (z. B. R1 , Server a) abgeschaltet und seine Anpassung durchgeführt wird, und b) in einem zweiten Schritt (Schritt 2) der so aktualisierte Server (z. B. R1 , Server) wieder dem Computersystem zugeschaltet und die virtuelle Maschine (V1) deaktiviert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich Hardware-Anpassungen auf Maßnahmen wie Wartung, Reparatur oder Rechneraufrüstung beziehen, die eine Rechnerabschaltung erfordern.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Dauer des Betriebs eines Servers als virtuelle Maschine diese Maschine in einem schreibgeschützten Modus betrieben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Dauer des Betriebs eines Servers als virtuelle Maschine weitere Änderungen und/oder Anpassungen dieses virtuellen Servers zugelassen und gespeichert werden, und/oder nach der Hardware-Anpassung des physikalischen Rechners eine Rückübertragung der Server-Funktionen und/oder der weiteren Anpassungen in den physikalischen Rechner vorgenommen wird.

6. Verteiltes 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 das Computersystem zur Vermeidung einer Unterbrechung der Bereitstellung von Server-Funktionalitäten während der Durchführung einer Hardware-Anpassung dafür eingerichtet ist, temporär in einem im System vorhandenen, nicht von der beabsichtigten Hardware-Anpassungen betroffenen Rechner (z. B. R2) wenigstens eine virtuelle Maschine (z. B. V1) mit der Server-Funktionalität eines von der beabsichtigten Hardware-Anpassung betroffenen Servers (z. B. Server a) zu installieren.

7. Verteiltes Computersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem ein Automatisierungssystem ist.

8. Verteiltes Computersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der im Computersystem vorhandenen physikalischen Rechner mit Serverfunktion dafür ausgelegt sind, eine Installation einer virtuellen Maschine mit der Funktionalität eines beliebigen Servers im Computersystem zu ermöglichen.