예비 모듈은 기본 작업 모듈 이외에 시스템에 추가로 구성된 예비 모듈 또는 구성 요소를 의미합니다.예비 모듈은 주 모듈에 장애가 발생하면 자동으로 또는 수동으로 작업을 인수하여 시스템 다운타임이나 데이터 손실을 방지합니다.
이중화 모듈은 추가 구성 요소나 시스템을 추가하여 시스템의 신뢰성, 내결함성 및 가용성을 향상시키는 설계 방법으로 항공 우주, 산업 제어, 통신 네트워크, 데이터 센터 등 안정성에 대한 요구가 높은 분야에 널리 응용된다."백업" 메커니즘을 통해 일부 구성 요소가 고장났을 때 시스템이 정상적으로 작동하도록 하는 것이 핵심 아이디어입니다.
신뢰할 수 있는 이중화 모듈의 작동은 3대 핵심 기술 구성 요소의 협동에 의존합니다.
고장 모니터링 단위: 전압, 전류, 신호 피드백 등 방식을 통해 실시간으로 주 모듈의 상태를 검측하며, 상용 기술에는"심장 박동 검측"(주종 모듈이 정기적으로 신호를 주고받음),"전류 샘플링"(주 모듈의 부하 이상 여부를 검측) 이 포함된다.
제어 장치 전환: 모니터링 장치의 장애 신호를 받은 후 전환 논리를 트리거합니다. 일반적으로 하드웨어 전환 (릴레이, FPGA를 통한 빠른 회로 전환) 과 소프트웨어 전환 (운영 체제 또는 전용 펌웨어를 통한 제어) 이 있습니다.
데이터 동기화 유닛: 주 모듈과 중복 모듈의 데이터 일관성을 보장하고 전환 후 데이터 손실을 방지합니다. 자주 사용하는 기술은"실시간 미러링"(주 모듈 데이터가 실시간으로 중복 모듈로 복사됨),"증분 동기화"(변경된 데이터만 동기화) 입니다.
설계 및 사용 고려 사항
"동원 고장"을 피한다: 주 모듈과 예비 모듈은 독립적으로 전력을 공급하고 독립적으로 열을 방출해야 한다. 예를 들어 예비 전원은 같은 회로를 공용할 수 없다. 그렇지 않으면 전력망의 단전으로 인해 둘 다 동시에 효력을 잃게 된다.
비용 및 복잡도 제어: 이중 모듈은 단일 전원 공급 장치보다 30 ~ 50% 더 많은 이중 전원 공급 장치 비용과 같은 시스템 비용을 증가시키고 유지 관리 복잡도를 증가시킵니다. 시나리오에 따라 저울질해야 하며 가정용 라우터와 같은 비 핵심 시스템은 구성할 필요가 없습니다.
정기적인 테스트 및 유지 관리: 예비 모듈은 장기간 대기 중이므로 "수동 스위칭 테스트" 또는 "자동 순찰" 을 통해 데이터 센터에서 매월 예비 전원 스위칭을 테스트하는 등 정기적으로 가용성을 확인해야 합니다.
부하 및 성능 일치: 예비 모듈의 전력, 계산력은 주 모듈과 일치해야 하며, 예비 모듈의 성능 부족으로 인해 전환 후 시스템이 감액되어 작동하지 않도록 해야 한다.