[發明專利]一種全接口冗余的高可靠計算機系統

在審

• 申請號: 202310265207.0
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116302697A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 司呈強;吳佳毅;姚承利
• 申請（專利權）人: 中船重工（武漢）凌久電子有限責任公司
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14;G06F11/07;G06F13/42;G06F13/40
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 吳靜

本發明提供一種全接口冗余的高可靠計算機系統，包括兩套計算機單元、一塊仲裁切換模塊、兩塊網絡交換模塊、兩塊網絡管理模塊、兩塊電源模塊和機箱組成；所述計算機單元包括主處理模塊、網絡通信模塊、數據裝載模塊、串口通信模塊、I/O接口模塊；通過一塊仲裁切換模塊實現了串口、I/O、VGA、USB等常用硬件接口的冗余切換，同時基于IPMI總線實現了故障診斷管理功能；通過兩塊網絡交換模塊構建了雙星網絡拓撲，實現了多組雙冗余網絡功能，每組雙冗余網絡接口均支持相同MAC、相同IP地址。

技術領域

本發明涉及高可靠計算機技術領域，尤其涉及一種全接口冗余的高可靠計算機系統。

背景技術

在某些計算機系統關鍵的應用中，需要保證系統能夠長時間穩定、無誤差工作，任何微小的故障都會引起不可估量的損失，所以對計算機系統的可靠性提出了越來越高的要求。提高計算機系統的可靠性有兩種方法：一種方法是從提高原系統本身可靠性來實現，如對元器件進行嚴格篩選、電路設計更加周全、改進結構熱設計、提高生產裝配工藝等手段，但應用這些手段在系統可靠性被提高到某一階段后則會出現瓶頸，想要繼續提升可靠性十分困難而且需要付出巨大的成本代價。在對可靠性要求非常高的系統中這樣的可靠性仍然遠遠不足以滿足需求。另外一種辦法是采取容錯技術，即保證系統在發生硬件故障或軟件故障等情況下，仍然能保證系統的正常工作的技術。在容錯系統中需要實現對計算機系統的故障診斷、仲裁切換，而且能夠實現快速修復故障或者隔離故障，從而保證局部的故障不影響整個系統的正常工作。采用容錯技術設計高可靠的計算機系統可以彌補常規技術手段的不足，大幅提高系統的可靠性和安全性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供了一種全接口冗余的高可靠計算機系統，當系統內任一功能模塊發生故障時，仲裁切換模塊能夠迅速進行仲裁切換，提高了計算機系統的可靠性和安全性。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供了一種全接口冗余的高可靠計算機系統，包括兩套計算機單元、一塊仲裁切換模塊、兩塊網絡交換模塊、兩塊網絡管理模塊、兩塊電源模塊和機箱組成；

所述計算機單元包括主處理模塊、網絡通信模塊、數據裝載模塊、串口通信模塊、I/O接口模塊。

進一步，所述主處理模塊采用多組PICE總線分別與所述串口通信模塊、所述I/O接口模塊和所述網絡通信模塊互聯；所述數據裝載模塊通過SATA接口擴展所述主處理模塊存儲容量；所述網絡通信模塊擴展引出網絡接口，兩套所述計算機單元之間通過網絡接口進行數據同步。

進一步，所述仲裁切換模塊采用串口分別與兩塊所述主處理模塊連接；所述計算機單元通過所述網絡通信模塊引出四路千兆以太網接口，配置為雙冗余網絡，每組所述雙冗余網絡均同時與兩塊所述網絡交換模塊連接對應的所述網絡交換模塊端口配置為主備模式；兩塊所述網絡交換模塊合并對外引出五組雙冗余網絡接口，每組所述雙冗余網絡接口均支持相同IP和MAC。

進一步，所述網絡管理模塊通過兩路雙冗余網絡分別與兩塊所述網絡交換模塊相連接，所述網絡管理模塊支持八路管理網口，通過轉發軟件實現每路所述管理網口具有相同IP和端口。

進一步，兩塊所述電源模塊采用并聯均流為兩個所述計算機單元、所述仲裁切換模塊、所述網絡交換模塊、所述網絡管理模塊供電，支持兩個所述計算單元獨立上下電工作。

進一步，系統上電，所述仲裁切換模塊開始工作，對兩套計算機的工作狀態進行監視和判斷；

如果判斷兩套計算機狀態正常，則進一步判斷手動切換信號；

如未收到手動切換信號，則將第一計算機單元缺省配置為控制機；將第二計算機單元配置為備份機，隨后由所述仲裁切換模塊接管所述控制機全部對外接口，而所述備份機處于待命狀態，系統正常工作；