动态地促进无边界、高可用性系统管理的方法、系统和设备技术方案

在包括在多个机器上运行的多个计算资源(或计算引擎)的无边界控制高可用性(“BCHA”)系统(例如，工业控制系统)中，用于基于可用计算资源的能力/特性、执行的应用和跨这些资源分配应用被公开。在一些实施例中，所公开的技术可以动态地管理、协调、向系统操作员推荐某些动作以将整个系统的可用性维持在期望的水平。可以跨跨BCHA系统和/或计算资源的各个方面分配的各种不同计算资源来实现高可用性特征。所描述的BCHA系统的两个示例实现涉及M:N工作配置和M:N+R工作配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态地促进无边界、高可用性系统管理的方法、系统和设备相关申请的交叉引用本申请声明以下临时专利申请的优先权并从中受益:(1)在2016年6月24日提交的题为“BoundarylessHighAvailability(无边界高可用性)”的序列号为62/354,669的美国临时申请。上述专利申请的全部内容通过引用明确地并入本文。附图说明图1A至图1B是示出可靠系统和可用系统的方面的框图。图1C1是示出实现1:1硬件故障转移/冗余架构的系统的示例的框图。图1C2是示出根据所公开技术的一些实施例的实现M:N工作配置架构的无边界、高可用性(“BCHA”)系统的示例的框图。图2A示出与无边界控制高可用性(BCHA)架构相关联的组件的方面。图2B是示出BCHA委派(commnission)模块如何开发BCHA系统的方面的流程图。图3A示出使用BCHA委派模块和BCHA数据服务模块的实例化开发的BCHA架构的方面。图3B示出提供无边界控制高可用性(BCHA)计算资源的方面。图3C示出委派无边界控制高可用性(BCHA)应用的方面。图3D示出提供无边界控制高可用性(BCHA)控制应用程序-高可用性控制的各个方面。图3E示出提供无边界控制高可用性(BCHA)工作项的方面。图3F是示出用于BCHA架构属性的分层继承关系的各示例方面的框图图4示出无边界控制高可用性(BCHA)BCHA应用如何执行的方面；图5A示出BCHA系统如何监视操作状态以促进资源故障检测负载平衡和HA-M:N验证负载平衡的方面；图5B1是示出资源故障检测负载-平衡的方面的流程图；图5B2是示出资源故障检测负载-平衡修复操作状态确定的方面的流程图；图5C是示出HA-M:N验证负载-平衡的方面的流程图；图6A是示出BCHA系统M:N工作配置的方面的系统图；图6B1是示出在计算资源故障之前的操作状态评估的操作状态数据图；图6B2是示出故障检测-检测到CR4故障/故障的操作状态数据图；图6B3是示出BCHA系统重新分配元素能力/特性确定的方面的操作状态数据图；图6B4是示出BCHA系统重新分配池能力/特性确定的方面的操作状态数据图；图6B5是示出BCHA系统重新分配目标选择的方面的操作状态数据图；图6B6是示出BCHA系统重新分配修复的方面的操作状态数据图图6B7是示出BCHA系统执行目标选择/非关键应用暂停的方面的操作状态数据图；图6B8是示出修复操作状态确定/验证M:N工作配置的方面的操作状态数据图；图7A是示出将补充BCHA计算资源开发为M:N+R工作配置的方面的流程图；图7B是示出作为M:N+R工作配置的补充BCHA计算资源的方面的操作状态数据图；图7C是示出作为M:N+R工作配置的补充BCHA计算资源的方面的系统图；
技术介绍
现有系统通过使用相同的几乎相同的硬件来利用专门的1:1物理、冗余故障转移配置来促进高可用性特征和功能。这种1:1物理、冗余故障转移配置既昂贵又难以有效和高效地扩展。此外，使用这种1:1故障转移配置的现有系统通常需要在更换完成之前延长数十年的运行时间。因此，1:1物理、冗余故障转移配置涉及支持具有过时组件的旧硬件模块的重大工程挑战，因为各种组件遇到寿命终止硬件故障并且需要物理替换。这是更复杂的，因为现有系统通常需要正式的硬件/软件系统定义，其需要工程努力以在工厂扩展以增加产量时进行调整。
技术实现思路
本公开的至少一个方面涉及一种用于跨一组计算资源动态地负载-平衡重新分配元素(诸如但不限于应用和/或工作项)的系统，其促进工业执行过程或工业执行过程的一个方面，所述系统包括：系统，配置为：监视与执行过程控制系统组件和/或计算资源相关联的操作状态数据和可用性度量；识别负载-平衡机会以触发将至少一个重新分配元素重新分配到建议的重新分配目标；处理所述执行过程控制系统组件/计算资源，以确定维持系统可用性约束的潜在重新分配候选的目标重新分配池；以及将所述至少一个重新分配元素重新分配到从所述目标重新分配池中选择的至少一个目标重新分配组件/计算资源。在所述系统的一些实施例中，所述负载-平衡机会涉及资源故障检测负载-平衡。此外，可从根据负载-平衡重新部署类型从所述目标重新分配池中选择所述重新分配目标。另外地，所述负载-平衡重新部署类型可包括以下中的一个：最快故障转移负载平衡、最佳故障负载平衡或平衡的故障负载平衡。在所述系统的一些实施例中，所述负载-平衡机会可涉及HA-M:N验证负载-平衡。另外地，所述系统可以还包括：将一个或多个应用重新分配为所述至少一个重新分配元素。在一些实施例中，所述系统可以还包括：将一个或多个应用和相应的工作项重新分配为所述至少一个重新分配元素。此外，所述至少一个重新分配元素可与故障的计算资源相关联。另外地，所述HA-M:N验证负载-平衡可执行Z验证度计算资源故障模拟，其中Z大于或等于1。在所述系统的一些实施例中，所述系统可以还包括：为每个执行过程控制系统组件/计算资源迭代地模拟计算资源故障。在所述系统的一些实施例中，所述系统可以还包括确定用于所述HA-M:N验证负载-平衡的聚合操作状态。在所述系统的一些实施例中，聚合操作状态可以用于确定转变补充资源请求，以促进将操作状态转变回可行的M:N工作配置并维持高可用性要求。在一些实施例中，所述系统可以还包括执行修复操作状态确定。另外地，所述修复操作状态确定可以验证所述计算资源正在促进可行的M:N工作配置并维持高可用性要求。在所述系统的一些实施例中，所述修复操作状态确定验证所述计算资源正在促进可行的M:N工作配置并且不维持高可用性要求。另外地，所述修复操作状态确定可验证所述计算资源不促进可行的M:N工作配置并且不维持高可用性要求。在一些实施例中，所述系统可以还包括：生成操作状态转变补充计算资源请求，以促进转变回维持高可用性要求的可行的M:N工作配置。在一些实施例中，所述系统可以还包括：执行自动修复以获得和提供补充计算资源；以及将至少一个重新分配元素重新分配到所述补充计算资源。在所述系统的一些实施例中，可以基于具体过程控制模型和执行过程的相关计算或控制组件元素生成计算或控制组件。另外地，可基于与所述工作项相关联的操作特征和功能生成抽象模型组件。在一些实施例中，所述系统可还包括：在所述计算资源故障时或接近所述计算资源故障时激活重新分配的元素以及存储在数据服务模块中的相应的应用或工作项操作数据。根据一个实施例，一种用于跨一组计算资源动态地负载-平衡重新分配元素(诸如但不限于应用和/或工作项)的方法，其促进工业执行过程或的工业执行过程至少一个方面，所述方法包括：监视与执行过程控制系统组件/计算资源相关的操作状态数据和可用性度量；识别负载-平衡机会以触发将至少一个重新分配元素重新分配到建议的重新分配目标；处理执行过程控制系统组件/计算资源，以确定维持系统可用性约束的潜在重新分配候选的目标重新分配池；以及将所述至少一个重新分配元素重新分配到从所述目标重新分配池中选择的至少一个目标重新分配组件/计算资源。在所述方法的一些实施例中，所述负载-平衡机会涉及资源故障检测负载-平衡。此外，可根据负载-平衡重新部署类型从所述目标重新分配池中选择所述重新分配目标。另外，所述负载-平衡重新部署类型可包括以下中的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于跨一组计算资源动态地负载‑平衡重新分配元素的系统，其促进工业执行过程的至少一个方面，包括：系统，配置为：监视与执行过程控制系统组件/计算资源相关联的操作状态数据和可用性度量；识别负载‑平衡机会以触发将至少一个重新分配元素重新分配到建议的重新分配目标；处理所述执行过程控制系统组件/计算资源，以确定维持系统可用性约束的潜在重新分配候选的目标重新分配池；以及将所述至少一个重新分配元素重新分配到从所述目标重新分配池中选择的至少一个目标重新分配组件/计算资源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 US 62/354,6691.一种用于跨一组计算资源动态地负载-平衡重新分配元素的系统，其促进工业执行过程的至少一个方面，包括：系统，配置为：监视与执行过程控制系统组件/计算资源相关联的操作状态数据和可用性度量；识别负载-平衡机会以触发将至少一个重新分配元素重新分配到建议的重新分配目标；处理所述执行过程控制系统组件/计算资源，以确定维持系统可用性约束的潜在重新分配候选的目标重新分配池；以及将所述至少一个重新分配元素重新分配到从所述目标重新分配池中选择的至少一个目标重新分配组件/计算资源。2.如权利要求1所述的系统，其中所述负载-平衡机会涉及资源故障检测负载-平衡。3.如权利要求2所述的系统，还包括：根据负载-平衡重新部署类型从所述目标重新分配池中选择所述重新分配目标。4.如权利要求3所述的系统，其中所述负载-平衡重新部署类型包括以下中的一个：最快故障转移负载平衡、最佳故障负载平衡或平衡的故障负载平衡。5.如权利要求1所述的系统，其中所述负载-平衡机会涉及HA-M:N验证负载-平衡。6.如权利要求2所述的系统，还包括：将一个或多个应用重新分配为所述至少一个重新分配元素。7.如权利要求2所述的系统，还包括：将一个或多个应用和相应的工作项重新分配为所述至少一个重新分配元素。8.如权利要求7所述的系统，其中所述至少一个重新分配元素与故障的计算资源相关联。9.如权利要求5所述的系统，其中所述HA-M:N验证负载-平衡执行Z验证度计算资源故障模拟，其中Z大于或等于1。10.如权利要求9所述的系统，还包括：对于每个执行过程控制系统组件/计算资源，迭代模拟计算资源故障。11.如权利要求10所述的系统，还包括：确定用于所述HA-M:N验证负载-平衡的聚合操作状态。12.如权利要求11所述的系统，其中聚合操作状态用于确定转变补充资源请求，以促进将操作状态转变回可行的M:N工作配置并维持高可用性要求。13.如权利要求1所述的系统，还包括：执行修复操作状态确定。14.如权利要求13所述的系统，其中所述修复操作状态确定验证所述计算资源正在促进可行的M:N工作配置并维持高可用性要求。15.如权利要求13所述的系统，其中所述修复操作状态确定验证所述计算资源正在促进可行的M:N工作配置并且不维持高可用性要求。16.如权利要求13所述的系统，其中所述修复操作状态确定验证所述计算资源不促进可行的M:N工作配置并且不维持高可用性要求。17.如权利要求12所述的系统，还包括：生成操作状态转变补充计算资源请求，以促进转变回维持高可用性要求的可行的M:N工作配置。18.如权利要求17所述的系统，还包括：执行自动修复以获得和提供补充计算资源；以及将至少一个重新分配元素重新分配到所述补充计算资源。19.如权利要求7所述的系统，其中所述工作项包括：基于具体过程控制模型和执行过程的相关计算或控制组件元素生成的计算或控制组件；以及基于与所述工作项相关联的操作特征和功能生成的抽象模型组件。20.如权利要求7所述的系统，还包括：在所述计算资源故障时或接近所述计算资源故障时激活重新分配的元素以及存储在数据服务模块中的相应的应用或工作项操作数据。21.一种用于跨一组计算资源动态地负载-平衡重新分配元素的方法，其促进工业执行过程的至少一个方面，包括：监视与执行过程控制系统组件/计算资源相关的操作状态数据和可用性度量；识别负载-平衡机会以触发将至少一个重新分配元素重新分配到建议的重新分配目标；处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：RR马查，ALD克林，F米德尔多普，小内斯托尔J卡米诺，JG卢思，JP麦金太尔，
申请(专利权)人：施耐德电子系统美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US