TWI509428B

TWI509428B - 防制系統失效之備援方法

Info

Publication number: TWI509428B
Application number: TW102115608A
Authority: TW
Inventors: Jackson Mao
Original assignee: Ibase Technology Inc
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2015-11-21
Also published as: US9146543B2; US20140330403A1; TW201443664A

Description

防制系統失效之備援方法

本發明係有關於一種防制系統失效之備援方法，尤其是在主要電子裝置的操作不正常時，啟動備用電子裝置以持續主要電子裝置原有的操作，藉以防制整個系統失效。

許多電子裝置需要非常穩定的操作效能，比如能長時間、全天候連續運轉。例如，提供銀行、網路交易等電子商務用的高階伺服器裝置，機場、監控核電場等需高度安全性之場所或設備的即時監控裝置，保全、門禁管理用的管制系統，交通號誌、電力輸配線、國防武器控制的監控管理系統，或政府機構相關單位之間的機密性連網系統。

為滿足上述高穩定性及信賴度之需求，通常業者是藉由挑選高穩定度的電子零件或增加其設計容許度的方式來達成。不過，所有電子零件本身都有一定之失效比率，因此即使是容許度再高的設計，都將有一定之失效比率，可能造成使用者在實際運用上，會因單一零件失效而導致整個系統失效、停止運作、永久性損壞，甚至是生命、財產的重大損失。

在習用技術中，可利用額外建置的另一完全相同之裝置，當作原始裝置的備援裝置，藉以在原始裝置本身失效時，即時接手原始裝置的原有操作任務，以保持系統的正常運作。以電子商務的網路系統為例，客戶端的使用者是藉個人電腦經有線或無線網際網路而連結至伺服端，而伺服端配置第一伺服器及第二伺服器，其中第一伺服器為主控裝置，而第二伺服器為備用電子裝置，且第一伺服器及第二伺服器之間是利用網路、特殊機制或特定介面以保持溝通，亦即由第一伺服器提供客戶端進行網路交易服務，而第二伺服器為備用狀態，因此在第一伺服器無法正常運作而失效時，由第二伺服器即時接替第一伺服器的原有工作，以確保網路交易服務不會中斷，而客戶端的使用者能持續操作。

然而，上述習用技術的缺點在於第二伺服器為一獨立操作裝置，因此第一伺服器及第二伺服器個別具有不同的基本輸入輸出系統(Basic Input Output System，BIOS)設定、網路控制器之媒體存取控制位置(Media Access Control Address，MAC Address)、設置顯示輸出之介面，使得第二伺服器中的軟體將無法立即接手原先之工作，或是接手後必須要進行一段時間的同步處理，才可將原失效的第一伺服器之資料備份至第二伺服器，以供接續已進行中的工作，造成必須準備多套的軟體而增加授權費用，甚至需要額外的開機、關機動作以確保相關資料在轉移、備份、更新過程中的正確性。

因此，需要一種防制系統失效之備援方法，不須準備多套的軟體，可實現備用電子裝置的即時切換處理，避免失效裝置導置整體系統停擺或當機，藉以解決上述習用技術的問題。

本發明之主要目的在於提供一種防制系統失效之備援方法，係用以防制包含一主要電子裝置、至少一備用電子裝置、至少二終端裝置、微處理器及上游裝置的系統失效，其中主要電子裝置及備用電子裝置係電氣連接至第一終端裝置、第二終端裝置、微處理器及上游裝置，該至少二終端裝置可包括第一終端裝置及第二終端裝置，且本發明的備援方法包括以下操作步驟：

步驟一，利用微處理器經特定傳輸介面傳送特定封包至主要電子裝置，且主要電子裝置是經電氣線路而電氣連結該至少二終端裝置，而上游裝置經由連結介面而連接至主要電子裝置及備用電子裝置，且產生操作指令，經連結介面傳送至主要電子裝置，並由主要電子裝置依據操作指令以執行對該至少二終端裝置的控制操作。

步驟二，主要電子裝置接收特定封包後，產生一回傳封包，並回傳給微處理器，其中回傳封包可為該特定封包。

步驟三，微處理器接收來自主要電子裝置的回傳封包。

步驟四，微處理器檢視所傳送的特定封包以及所接收的回傳封包之間的時間間隔是否在預設時間內，如果時間間隔是在預設時間內，則判定主要電子裝置為正常，並重複上述步驟一至步驟三的操作，而如果時間間隔不是在預設時間內，則判定主要電子裝置為不正常，同時開啟備用電子裝置的電源，並啟動備用電子裝置的開機操作，且備用電子裝置是經由上述電氣線路而電氣連結該至少二終端裝置。

步驟五，停止主要電子裝置對該至少二終端裝置的控制操作，並由備用電子裝置接收來自上游裝置的操作指令，且依據操作指令以控制該至少二終端裝置，用以將主要電子裝置的控制操作切換至備用電子裝置，而由備用電子裝置執行該控制操作。

步驟六，在預設安全時間內，關閉主要電子裝置的電源。

上述的上游裝置可為基本輸入輸出系統(BIOS)、包含BIOS的裝置、電腦、伺服器，主要電子裝置及備用電子裝置可為微電腦、電腦、伺服器，而終端裝置可為硬碟、硬碟陣列、顯示裝置、電腦、手機、平板電腦、終端機。特定傳輸介面可為串列傳輸介面，比如RS-232或串列埠(Serial port)介面。連結介面可包括序列先進技術連結(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)介面、通用序列匯流排(USB)介面、快閃記憶體(Flash)介面。

因此，本發明的備援方法可在主要電子裝置的操作異常時，利用備用電子裝置接替主要電子裝置的原有工作，防制系統運作失效，以改善整體系統的操作穩定性及可靠度。

10‧‧‧主要電子裝置

20‧‧‧備用電子裝置

30‧‧‧微處理器

S10至S70‧‧‧步驟

T1‧‧‧傳輸介面

T2‧‧‧電氣線路

T3‧‧‧連結介面

TM1‧‧‧第一終端裝置

TM2‧‧‧第二終端裝置

UD‧‧‧上游裝置

第一圖顯示依據本發明防制系統失效之備援方法的系統示意圖。

第二圖顯示依據本發明防制系統失效之備援方法的操作流程圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請同時參閱第一圖及第二圖，其中第一圖為依據本發明防制系統失效之備援方法的系統示意圖，而第二圖為依據本發明備援方法的操作流程圖。如第一圖所示，本發明所針對的系統主要包括主要電子裝置10、至少一備用電子裝置20、至少二終端裝置(比如第一終端裝置TM1及第二終端裝置TM2)、微處理器30及上游裝置UD，用以提供一服務，其中主要電子裝置10及備用電子裝置20係電氣連接至該至少二終端裝置、微處理器30及上游裝置UD。本發明的主要特徵在於即時偵測主要電子裝置10是否異常，並利用備用電子裝置20取代主要電子裝置10，藉以防制整個系統的運作錯誤、停滯而失效。

要注意的是，第一圖顯示單一備用電子裝置20，且該二終端裝置包括第一終端裝置TM1及第二終端裝置TM2，只是用以方便說明本發明特徵的示範性實例而已，並非用以限定本發明的範圍，因此，本發明實質上可包括一個或一個以上的備用電子裝置20，且可包括二個或二個以上的終端裝置。

具體而言，微處理器30可藉特定的傳輸介面T1而電氣連結至主要電子裝置10及備用電子裝置20，同時主要電子裝置10及備用電子裝置20可經由電氣線路T2，比如網路，而連結至第一終端裝置TM1及第二終端裝置TM2，且上游裝置UD可經由連結介面T3而連接至主要電子裝置10及備用電子裝置20。要注意的是，上述的網路只是具體實現所需電氣線路T2的示範性實例而已，並非用以限定本發明的範圍，亦即電氣線路T2可為任意具電氣連結功能的線路。

上游裝置UD可為基本輸入輸出系統(BIOS)、包含BIOS的裝置、電腦、伺服器，主要電子裝置10及備用電子裝置20可為微電腦、電腦、伺服器，而第一終端裝置TM1及第二終端裝置TM2可為硬碟、硬碟陣列、顯示裝置、電腦、手機、平板電腦、終端機。傳輸介面T1可為串列傳輸介面，比如RS-232或串列埠(Serial port)介面，網路可為有線或無線網路，而連結介面T3可包括序列先進技術連結(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)介面、通用序列匯流排(USB)介面、快閃記憶體(Flash)介面。

上游裝置UD可包含開機指令，並能產生操作指令，並經連結介面T3傳送，主要電子裝置10接收操作指令，且依據操作指令以執行對該至少二終端裝置的控制操作。亦即，一開始時，是由主要電子裝置10執行對該至少二終端裝置的控制操作，而備用電子裝置20實質上還未參與控制第一終端裝置TM1及第二終端裝置TM2。

為詳細說明本發明的技術特徵，以下將以第一終端裝置TM1為硬碟而第二終端裝置TM2為顯示裝置當作示性的實例，其中第一終端裝置TM1儲存多個廣告資訊，而第二終端裝置TM2具顯示功能，且上游裝置UD所產生的操作指令包含驅動主要電子裝置10讀取第一終端裝置TM1的廣告資訊，並傳送至第二終端裝置TM2，而由第二終端裝置TM2顯示所接收的廣告資訊。因此，第一終端裝置TM1的所有廣告資訊可由第二終端裝置TM2依序顯示、播放，達到廣告目的。

如第二圖所示，本發明的備援方法是由步驟S10開始，主要是利用微處理器30經傳輸介面T1傳送特定封包至主要電子裝置10，其中特定封包可為具有效定義的封包，比如心跳封包(Heartbeat packet)。心跳封包是交換機常用的監控方式，可掌握所有連結設備的狀態，比如可提供切換旁路功能(Bypass)，讓以內連(In-Line)方式連接的設備具有隨插及用的功能，而不需另外安裝驅動程式。

接著在步驟S20中，主要電子裝置10接收特定封包後，產生回傳封包，並將回傳封包回傳給微處理器30，藉以完成回應處理，其中回傳封包可為主要電子裝置10的特定封包，或不同於主要電子裝置10的特定封包的另一特定封包。在步驟S30中，微處理器30接收來自主要電子裝置10的回傳封包。

然後進入步驟S40，微處理器30檢視所傳送的特定封包以及所接收的回傳封包之間的時間間隔是否在預設時間內，如果時間間隔是在預設時間內，則判定主要電子裝置10為正常，並重複上述步驟S10至步驟S30的操作，而如果時間間隔不是在預設時間內，則判定主要電子裝置10為不正常，無法進行正常的服務(在此為顯示、播放廣告資訊)，比如因當機、傳輸信號不穩定、介面失效或電源消失而無法於有效時間內完成對微處理機30的回應，並進行步驟S50的操作，由微處理器30開啟該備用電子裝置20的電源，同時啟動該備用電子裝置20的開機操作。

要注意的是，對於包含多個備用電子裝置20的系統，微處理器30必須隨機或依據預設的優先次序，由該等備用電子裝置20中選取某一備用電子裝置20當作所需的備用電子裝置20。

較佳的，主要電子裝置10及備用電子裝置20可由電源供應裝置(第一圖中未顯示)提供電力，而電源供應裝置是由微處理器30控制。此外，電子裝置20可在供電後，接收上游裝置UD的開機指令，藉以實現開機操作。

然後進入步驟S60，微處理機30停止主要電子裝置10對該至少二終端裝置的控制操作，而由備用電子裝置20接收來自上游裝置UD的操作指令，並且依據操作指令以控制該至少二終端裝置，用以將主要電子裝置10的控制操作切換至備用電子裝置20，而由備用電子裝置20執行，亦即由備用電子裝置20接續或重新執行原由主要電子裝置10所處理的工作。

最後，執行步驟S70，微處理機30在預設安全時間內，關閉主要電子裝置10的電源，可達成系統的備援功能，防制因主要電子裝置10的異常而導致整個系統發生當機或功能失效。因此，本發明能很平順的將主要電子裝置10的服務交由備用電子裝置20執行，在本實例中，服務是指第二終端裝置TM2能接續顯示廣告資訊，而不會出現全黑、停滯、抖動或扭曲的畫面，可讓原有的廣告訊息接續撥放而不需要立刻需要維修人員到場處理，進而節省維修成本以及爭取最大之廣告撥放時間。

此外，另一示範性實例為第一終端裝置TM1係原始儲存媒介且第二終端裝置TM2係備用儲存媒介，而系統的服務是將第一終端裝置TM1中資料備份至第二終端裝置TM2的備份操作，亦即上游裝置UD驅動主要電子裝置10讀取第一終端裝置TM1中的資料，並將所讀取的資料傳送至第二終端裝置TM2，並由第二終端裝置TM2儲存。如果主要電子裝置10發生異常，則微處理機30停止、中斷主要電子裝置10的備份操作，而改由備用電子裝置20進行備份操作。實務上，備用電子裝置20可忽略主要電子裝置10已進行的備份操作，而重新執行備份操作，或可利用上游裝置UD記錄備份操作的狀態，使得上游裝置UD能接續進行中斷後的其餘備份操作，可避免重複操作，提高操作效率。此外，備份操作的狀態也可記錄於第一終端裝置TM1中，藉以供上游裝置UD讀取並利用。

再舉另一實例說明，本系統的第一終端裝置TM1為影像感測裝置，第二終端裝置TM2為警報顯示裝置，而上游裝置UD儲存監控軟體，用以產生並傳送具監控功能的操作指令，稱為監控指令，且系統的服務為監視安置第一終端裝置TM1的場所，亦即主要電子裝置10依據監控指令擷取第一終端裝置TM1所產生的影像，判斷是否有外力入侵，並產生警報訊息而傳送至第二終端裝置TM2，用以通知監控操作者。如果主要電子裝置10發生故障，可直接由備用電子裝置20接替監控，防止監控中斷，造成安全上的危險。尤其是，監控操作者不需等待故障的主要電子裝置10被更換後才能進行監控，可無縫進行監控，避免浪費寶貴的時間，且系統中除主要電子裝置10以外的其他裝置，不會因主要電子裝置10故障而無法正常操作，避免硬體閒置。此外，上游裝置UD還可發送故障訊息至第二終端裝置TM2或另一終端裝置，以通知監控操作者對主要電子裝置10進行必要的檢視及更換。

綜上所述，本發明的特點在於微處理機可利用特定封包以檢視主要電子裝置的操作是否發生異常狀態，並在主要電子裝置失效時，即時啟動備用電子裝置，而由備用電子裝置接續主要電子裝置原已進行的工作，可防止整個系統發生失效。因此，本發明很適合應用於具高度操作穩定性及可靠度的連網系統，比如用於電子商務的高階伺服器陣列，或發電場、核電場、電力輸配線所使用的監控系統。

本發明的另一特點在於主要電子裝置及備用電子裝置具有相同的操作環境，亦即相同的硬體環境，如上游裝置、微處理器、終端裝置，以及軟體環境，如BIOS。尤其是，主要電子裝置及備用電子裝置是接受上游裝置控制而操作終端裝置，因此在主要電子裝置切換至備用電子裝置的過程中，不需備份主要電子裝置的中間處理過程資料，大幅簡化切換程序，能達到平順切換備用電子裝置的目的。此外，只需安裝單一套軟體於上游裝置，並由主要電子裝置及備用電子裝置共用，而不需準備多套的軟體，進一步節省軟體授權的成本，提升產業利用率。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

S10‧‧‧微處理器傳送特定封包

S20‧‧‧主要電子裝置接收並傳送回傳封包

S30‧‧‧微處理器接收來自主要電子裝置的回傳封包

S40‧‧‧判斷是否在預設時間內

S50‧‧‧啟動備用電子裝置

S60‧‧‧切換至備用電子裝置

S70‧‧‧關閉主要電子裝置的電源

Claims

一種防制系統失效之備援方法，包括一主要電子裝置、至少一備用電子裝置、一微處理器、至少二終端裝置及一上游裝置，其中該微處理器是藉一傳輸介面連結至該主要電子裝置及該至少一備用電子裝置，該主要電子裝置及該至少一備用電子裝置是藉電氣線路而電氣連結至該等終端裝置，且該上游裝置是藉一連結介面而連結至該主要電子裝置及該至少一備用電子裝置，該上游裝置包含開機指令，並產生操作指令而經該連結介面傳送，該主要電子裝置接收該操作指令，且依據該操作指令以執行對該至少二終端裝置的控制操作以提供一服務，且該等備用電子裝置未參與該服務，其特徵在於該備援方法包括以下步驟：利用該微處理器經一特定傳輸介面傳送一特定封包至該主要電子裝置；該主要電子裝置接收該特定封包後，產生一回傳封包而回傳給該微處理器，以完成一回應處理；該微處理器接收來自該主要電子裝置的回傳封包；該微處理器檢視傳送該特定封包以及接收該回傳封包之間的一時間間隔是否在一預設時間內，如果該時間間隔是在該預設時間內，則判定該主要電子裝置為正常，並重複上述步驟的操作，而如果該時間間隔不是在該預設時間內，則判定該主要電子裝置為不正常，並由該微處理器由該至少一備用電子裝置中選取一備用電子裝置，並開啟該備用電子裝置的電源，同時由該備用電子裝置接收來自該上游裝置的開機指令，以啟動該備用電子裝置的開機操作；該微處理機停止該主要電子裝置對該至少二終端裝置的控制操作，而由該備用電子裝置接收來自該上游裝置的操作指令，並依據該操作指令以控制該至少二終端裝置，用以將該主要電子裝置的控制操作切換至該備用電子裝置，而由該備用電子裝置執行；以及在一預設安全時間內，關閉該主要電子裝置的電源。
依據申請專利範圍第1項所述之備援方法，其中該特定封包包括心跳封包(Heartbeat packet)。
依據申請專利範圍第1項所述之備援方法，其中該回傳封包係為該特定封包，或不同於該特定封包。
依據申請專利範圍第1項所述之備援方法，其中該上游裝置為基本輸入輸出系統(BIOS)、包含BIOS的裝置、電腦或伺服器，該主要電子裝置及該備用電子裝置為微電腦、電腦或伺服器，而該終端裝置為具硬碟、硬碟陣列、顯示裝置、電腦、手機、平板電腦或終端機。
依據申請專利範圍第1項所述之備援方法，其中該傳輸介面為一串列傳輸介面，而該串列傳輸介面包括RS-232或串列埠(Serial port)介面，該電氣線路包括有線或無線網路，而該連結介面包括序列先進技術連結(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)介面、通用序列匯流排(USB)介面或快閃記憶體(Flash)介面。