Горячая замена - HotSwap

Горячая замена (Hot Swap, Hot swapping - горячая замена и HotPlug - горячее подключение) - термины означающие отключение или подключение электронного оборудования в серверной системе во время её работы без снятия питания и остановки системы (HotPlug), а также замену блока в целом (Hot Swap). Также существует термин, обозначающий противоположность горячей замене - холодная замена, то есть когда все подключения производятся после остановки системы и снятия напряжения (остаточного потенциала) с электронных компонентов. Оборудование делится по этому принципу на допускающее горячую замену и не допускающее.

Ранее оборудование, предназначенное для подключения во время работы сервера, использовалось только в дорогих системах и считалось сложным в проектировании. В последнее время подобные системы стали распространенными даже в недорогих решениях.

• Предназначены для горячей замены и следовательно, поддерживают горячую замену стандарты: PCMCIA, USB, FireWire, Fibre Channel и eSATA.
  Среди устройств этого типа - флеш-накопители, некоторые жесткие диски в том числе для массивов в серверах и карты расширения форматов PCI-X, PCI Express, ExpressCard (PCMCIA, также ранее называемые PC Cards), находящие применение в ноутбуках и даже в некоторых блоках питания.
• Не поддерживают полноценную горячую замену дисковые интерфейсы SATA и полностью не поддерживает протокол IDE (SATA поддерживает горячее подключение используемое операционной системой, начиная с SATA Revision 1.0).

Серверы, рассчитанные на замену оборудования «на ходу», должны тем или иным способом определять, что устройство отсоединено, а также иметь электрические цепи, нечувствительные к скачкам напряжения при подключении и отключении. Кроме того, программная часть должна быть рассчитана на внезапную потерю связи с устройством.

Некоторые схемы горячей замены требуют предварительно выполнения команды на отсоединение, что упрощает их конструкцию, однако угрожает целостности данных, если устройство не будет отсоединено правильным способом или в нем возникнет ошибка.

Более сложные схемы обладают запасом избыточности и легко восстанавливают данные при внезапном отключении устройства.

Термин «горячая замена» используется в двух значениях. С одной стороны, он обозначает возможность отсоединить или присоединить устройство без отключения питания. С другой стороны, он также может подразумевать еще и автоматическое определение устройства при подсоединении. Первое значение термина распространяется на интерфейсы RS-232, FireWire и простейшие реализации SCSI, второе значение - на USB, FireWire, PCI Express и сложные варианты SCSI.

В большинстве современных устройств, допускающих горячую замену, используются подвижные контакты. Один из них делается длиннее других, чтобы первым входить в контакт с присоединяемой частью, через него подключается шина заземления. Остальные контакты делаются короче, всего может быть до 3 различных длин. Задержка между подключением первого контакта и последующих составляет от 25 до 250 миллисекунд.

Цепи питания подключаются в две стадии: в первой с помощью более длинных контактов подключается цепь, ограниченная по току, а затем более короткими - питание полной мощности. Все цепи, участвующие в соединении, содержат защиту от статического электричества.

Вот пример типичной последовательности подключения:

1. 1.Замыкаются наиболее длинные контакты (заземление). Тем самым достигается электрическая безопасность соединения и защита от статического заряда.
2. 2.Замыкаются длинные или средние контакты предварительного питания. Заряжаются входные контуры цепей питания.
3. 3.Задержка в десятки миллисекунд.
4. 4.Подключаются короткие контакты питания.
5. 5.Соединение считается установленным. Включается сигнал инициализации питания.
6. 6.Цепь мягкого включения питания подает напряжение на устройство.
7. 7.Задержка в десятки миллисекунд.
8. 8.Цепь питания закончила мягкое подключение. Выключается сигнал инициализации питания.
9. 9.Устройство начинает полноценную работу.

Особую сложность представляет соединение нескольких устройств, так как подсоединение второго и последующих устройств может нарушать работу уже подключенного. Для борьбы с этим явлением используют фильтры в выходных цепях или временное логическое отключение передачи данных.

Технология HotSwap широко применяется в полномасштабных серверных решениях Dopler StreamHD, при построении охранных систем с повышенными требованиями к защите данных.

Вернуться в раздел.

Вернуться на Главную.