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DE4442309C2 - High-availability connection for single-port peripherals - Google Patents

High-availability connection for single-port peripherals

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Publication number
DE4442309C2
DE4442309C2 DE19944442309 DE4442309A DE4442309C2 DE 4442309 C2 DE4442309 C2 DE 4442309C2 DE 19944442309 DE19944442309 DE 19944442309 DE 4442309 A DE4442309 A DE 4442309A DE 4442309 C2 DE4442309 C2 DE 4442309C2
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DE
Germany
Prior art keywords
mass storage
bus
bus lines
data
data processing
Prior art date
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Application number
DE19944442309
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German (de)
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DE4442309A1 (en
Inventor
Udo Schaefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wincor Nixdorf International GmbH filed Critical Wincor Nixdorf International GmbH
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Description

Technisches GebietTechnical field

Das Verfahren betrifft den Anschluß von Peripheriegeräten, insbesondere Magnetplatten als Massenspeicher, bei hochverfügbaren Systemen.The procedure concerns the connection of peripheral devices, especially magnetic disks as mass storage, at highly available systems.

Stand der TechnikState of the art

Für Systeme mit besonderen Anforderungen an die Verfügbarkeit der Daten hat sich eine redundante Speicherung der Daten auf physikalisch unterschiedlichen Massenspeichern bewährt. Insbesondere bei der sogenannten Spiegel­ plattentechnik werden die Daten als identische Kopien auf zwei getrennten Massenspeichern gespeichert. Bei einer Rechenanlage mit zwei Prozessoren und gemeinsamen Massenspeicher werden die Massenspeicher mit zwei getrennten Anschlüssen für unterschiedliche Busstränge zu den Zentraleinheiten versehen und Zugriffskonflikte in der die getrennten Anschlüsse bedienenden Steuereinheit jedes der Massenspeicher aufgelöst. Diese Dual-Port-Massenspeicher sind technisch aufwendiger als die in großen Stückzahlen verfügbaren Single-Port-Massenspeicher.For systems with special requirements for the Availability of the data has become redundant storage the data on physically different mass storage devices proven. Especially with the so-called mirror plate technology, the data is based on identical copies two separate mass storage devices. At a Computer system with two processors and common Mass storage devices are mass storage devices with two separate ones Connections for different bus lines to the Provide central units and access conflicts in the separate connections serving control unit of each of the Mass storage resolved. This dual port mass storage are technically more complex than those in large numbers available single-port mass storage.

Eine Anordnung mit Dual-Port-Platten ist beispielsweise in dem Artikel "Betriebssystem- und geräteunabhängige Schnittstelle" von F. Caprasse in der Zeitschrift "Design d Elektronik", Ausgabe 5 vom 6.3.90, S. 130-134 zu entnehmen.An arrangement with dual-port plates is, for example, in the article "Operating system and device independent Interface "by F. Caprasse in the magazine" Design d Electronics ", Issue 5, 6.3.90, pp. 130-134.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zum Redundanzbetrieb von Massenspeichern in Multiprozessor­ systemen anzugeben, die Single-Port-Massenspeicher ver­ wendet.The object of the invention is therefore an arrangement for Redundancy operation of mass storage in multiprocessor systems to specify, the single-port mass storage ver turns.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung beruht darauf, daß die Auflösung der Zugriffskonflikte statt in dem einzelnen Massenspeicher durch das verwendetet Bussystem erfolgt.The invention is based on the fact that the resolution of the Access conflicts instead of in the individual mass storage the bus system used is done.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Anordnung einer Rechenanlage mit zwei Zentraleinheiten und zwei Paaren von Spiegelplatten nach der Erfindung, Fig. 1 shows an arrangement of a computer system with two central processing units and two pairs of mirror plates according to the invention,

Fig. 2 eine ähnliche Anordnung nach dem Stand der Technik. Fig. 2 shows a similar arrangement according to the prior art.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

In Fig. 2 ist eine Anordnung nach dem Stand der Technik dargestellt. Zwei Zentraleinheiten 11a und 11b enthalten jeweils eine Plattensteuereinheit 12a und 12b. Diese sind mit jeweils zugeordneten unterschiedlichen Bussträngen 14a und 14b verbunden. Jeder der Massenspeicher in Form von Magnetplatten 15a, 15b, 16a, 16b hat zwei Anschlüsse für jeweils einen Busstrang, was als Dual-Ported-Platten bezeichnet wird. Die Zentraleinheit 11a hat also vier Adressen, um über den Busstrang 14a alle vier Platten erreichen zu können. Die Zentraleinheit kann dieselben Adressen verwenden, weil die Stränge 14a und 14b getrennt sind. Es sind zwei Gruppen "15" und "16" von je zwei Platten 15a, 15b und 16a, 16b vorhanden. Beim Schreiben von Daten auf die Gruppe "15" aus der Zentraleinheit 11a werden die Daten quasi-gleichzeitig auf die Platten 15a und 15b geschrieben.In FIG. 2 illustrates an arrangement according to the prior art. Two central processing units 11 a and 11 b each contain a disk control unit 12 a and 12 b. These are connected to respectively assigned different bus lines 14 a and 14 b. Each of the mass storage devices in the form of magnetic disks 15 a, 15 b, 16 a, 16 b has two connections for one bus line each, which is referred to as dual-ported disk. The central unit 11 a thus has four addresses in order to be able to reach all four disks via the bus line 14 a. The central unit can use the same addresses because the strands 14 a and 14 b are separated. There are two groups " 15 " and " 16 " of two plates 15 a, 15 b and 16 a, 16 b each. When writing data to the group " 15 " from the central unit 11 a, the data are written quasi-simultaneously on the disks 15 a and 15 b.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Lösung dargestellt. Für die Platten 15a, 15b, 15c und 15d werden handelsübliche Single-Port-Platten verwendet, die vorzugsweise mit einem SCSI Anschluß (Small System Computer Interface nach ANSI X3.131) ausgestattet sind. Jede Zentraleinheit erhält eine zweite Plattensteuereinheit 13a, 13b. Es werden wieder zwei Busstränge 14a, 14b gebildet, jedoch in anderer Verschaltung. Während nach dem Stand der Technik an einen Busstrang, z. B. 14a, nur eine Steuereinheit, hier 12a, und jedes Plattenlaufwerk angeschlossen ist, werden nach der Erfindung an jeden Busstrang zwei Steuereinheiten, z. B. an 14a die Steuereinheiten 12a und 13b angeschlossen, jedoch nur zwei der Plattenlaufwerke, hier 15a und 16a, an diesen Busstrang angeschlossen. Die Zentraleinheit erreicht die vier Platten jetzt über getrennte Steuereinheiten. Da an einen Busstrang mehr als zwei Steuereinheiten angeschlossen sind, muß das Bussystem über einen Konflikt­ auflösungsmechanismus verfügen, wenn die beiden Steuer­ einheiten gleichzeitig auf den Bus zugreifen wollen. Dieser Mechanismus wird bei den genannten SCSI-Bus als Arbitrierung bezeichnet. Alternativ kann als Busstrang ein Ethernet- Segment nach IEEE 802.3 verwendet werden, in dem als Konfliktauflösungsmechanismus das CSMA/CD Verfahren verwendet wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung des VME-Bus oder des Multibus II, welche beide auch eine Arbitrierung zulassen.In Fig. 1, the solution according to the invention is shown. For the plates 15 a, 15 b, 15 c and 15 d, commercially available single-port plates are used, which are preferably equipped with a SCSI connection (Small System Computer Interface according to ANSI X3.131). Each central unit receives a second disk control unit 13 a, 13 b. Two bus lines 14 a, 14 b are again formed, but in a different connection. While according to the prior art to a bus line, for. B. 14 a, only one control unit, here 12 a, and each disk drive is connected, two control units, z. B. connected to 14a, the control units 12 a and 13 b, but only two of the disk drives, here 15 a and 16 a, connected to this bus line. The central unit now reaches the four plates via separate control units. Since more than two control units are connected to a bus line, the bus system must have a conflict resolution mechanism if the two control units want to access the bus simultaneously. This mechanism is referred to as arbitration in the SCSI bus mentioned. Alternatively, an Ethernet segment according to IEEE 802.3 can be used as the bus line, in which the CSMA / CD method is used as the conflict resolution mechanism. Another option is to use the VME bus or the Multibus II, both of which also allow arbitration.

Anstelle der einfachen Datenduplizierung, die auch als Spiegelplattentechnik bezeichnet wird, kann auch die bekannte RAID-Technik (Redundant Array of Inexpensive Discs) verwendet werden. Hierbei werden Gruppen von n Plattenlaufwerkten gebildet, wobei auf n-1 Platten verschiedene Daten und auf der n-ten Platte eine Quersumme gespeichert werden, so daß beim Ausfall einer Platte die Daten durch die Daten auf den restlichen Platten und der Quersumme rekonstruiert werden können. Die Erfindung verwendet dann entsprechend viele Busstränge und Steuereinheiten pro Zentraleinheit.Instead of simple data duplication, which is also called Mirror plate technology can also be called Known RAID technology (Redundant Array of Inexpensive Discs) be used. Here groups of n Disk drives formed, being on n-1 disks different data and a checksum on the nth plate be saved so that when a disk fails the Data through the data on the remaining disks and the Cross sum can be reconstructed. The invention then uses a corresponding number of bus lines and Control units per central unit.

Die Erfindung kann insbesondere problemlos auf mehr als eine Zentraleinheit erweitert werden, da das Bussystem auch mehr als zwei Busmaster arbitrieren kann. Dies ist mit der herkömmlichen Dual-Port-Lösung nicht möglich.In particular, the invention can easily be applied to more than one Central unit can be expanded because the bus system also more can arbitrate as two bus masters. This is with the conventional dual-port solution is not possible.

Claims (4)

1. Datenverarbeitungsanlage zur redundanten Speicherung von Daten mindestens zweier Zentraleinheiten (11a, 11b) auf mindestens zwei Massenspeichern (15a, 15b, 16a, 16b), wobei
  • - zur Verbindung zwischen Zentraleinheit (11a, 11b) und Massenspeicher (15a, 15b, 16a, 16b) mindestens zwei getrennte Busstränge (14a, 14b) eines multi­ master fähigen Bussystems verwendet werden,
  • - jeder Massenspeicher (15a, 15b, 16a, 16b) einen einzigen Anschluß besitzt, der an einen der beiden Busstränge (14a, 14b) angeschlossen ist,
  • - jede Zentraleinheit (11a, 11b) mindestens zwei Steuereinheiten (12a, 12b, 13a, 13b) besitzt, an die jeweils ein einziger der beiden Busstränge (14a, 14b) angeschlossen ist,
  • - jeweils ein Busstrang (14a, 14b) durch Verbindung mit mindestens einem Massenspeicher (15a, 15b, 16a, 16b) und den Steuereinheiten (12a, 12b, 13a, 13b) von mindestens zwei Zentraleinheiten (11a, 11b) gebildet wird.
1. Data processing system for the redundant storage of data of at least two central units ( 11 a, 11 b) on at least two mass memories ( 15 a, 15 b, 16 a, 16 b), wherein
  • at least two separate bus lines ( 14 a, 14 b) of a multi-master-capable bus system are used to connect the central unit ( 11 a, 11 b) and mass storage device ( 15 a, 15 b, 16 a, 16 b),
  • - Each mass storage device ( 15 a, 15 b, 16 a, 16 b) has a single connection which is connected to one of the two bus lines ( 14 a, 14 b),
  • each central unit ( 11 a, 11 b) has at least two control units ( 12 a, 12 b, 13 a, 13 b), to each of which a single one of the two bus lines ( 14 a, 14 b) is connected,
  • - Each a bus line ( 14 a, 14 b) by connection to at least one mass storage device ( 15 a, 15 b, 16 a, 16 b) and the control units ( 12 a, 12 b, 13 a, 13 b) of at least two central units ( 11 a, 11 b) is formed.
2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, wobei als Bussystem ein SCSI- System verwendet wird.2. Data processing system according to claim 1, wherein as a bus system a SCSI System is used. 3. Betriebsverfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage nach An­ spruch 1 oder 2, wobei als Verfahren zur Redundanz Spiegelung verwendet wird, indem jeweils zwei an getrennten Bussträngen liegende Massenspeicher identische Daten enthalten.3. Operating procedure for operating a data processing system according to An saying 1 or 2, being a method of redundancy Mirroring is used by two at a time Mass storage located on separate bus lines contain identical data. 4. Betriebsverfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage nach An­ spruch 3 mit mehr als zwei Bussträngen, wobei als redundantes Speicherverfahren das RAID-Verfahren verwendet wird und jeweils Gruppen von mehr als zwei Massenspeichern gebildet werden, die an jeweils getrennten Bussträngen liegen.4. Operating procedure for operating a data processing system according to An say 3 with more than two bus lines, whereby as redundant storage process the RAID process is used and groups of more than two each Mass storage devices are formed, each at separate bus lines.
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DE10101805A1 (en) * 2001-01-17 2002-07-18 Siemens Ag Networks of switches, programmable devices, PCs or measurement transformers having distributed storage of network parameters and configuration details, so that if a component is replaced or repaired it is readily reconfigured

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