基於嵌入式設備冗餘備份的方法
2023-10-10 07:20:24
基於嵌入式設備冗餘備份的方法
【專利摘要】本發明涉及基於嵌入式設備冗餘備份的方法，步驟為：1)使主設備與備用設備都與網絡保持物理連接，主設備與備用設備之間通過數據傳輸接口進行數據通信；2)設備啟動時要先判斷主設備與備用設備，主備設備都正常的情況下默認其中之一為主設備；3)判斷出主設備與備用設備後，切斷備用設備的網絡連接，讓其處於待機狀態，這時通過網絡只能訪問到主設備；4)當檢測到設備需要主備切換時，切斷原來主設備的網絡連接，使備用設備的網絡保持連通狀態。本發明相比於需要其它硬體設計來實現冗餘備份的方案，成本更低；較其它靠程序來實現冗餘備份的方案，主設備與備用設備切換更加迅速，可提高系統的響應速度。
【專利說明】基於嵌入式設備冗餘備份的方法
【技術領域】
[0001]本發明主要闡述了嵌入式設備中一種新的冗餘備份方法，這種方法可以對主備設備進行迅速切換，從而提高系統的響應速度。
【背景技術】
[0002]在某些領域，對通信設備可靠性要求很高，所以人們更多地去選擇帶有主控卡冗餘備份功能的嵌入式設備。目前主要有兩大類冗餘備份方法:
[0003]一種是在兩臺設備前加入控制設備，對相同的兩臺網關設備同時進行配置，其缺點是控制設備出問題時，網關設備無法使用，設備採購成本較高。
[0004]另一種方法是通過軟體實現，程序判斷出主備卡後，主備卡分別啟用不同的程序，進行冗餘備份。缺點是當設備進行主備切換時，要先退出當前的部分程序，再啟動新的線程，這就導致了切換過程時間較長，影響設備的響應時間。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的是提出一種自適應的冗餘備份方法，當主設備與備用設備進行切換時，冗餘備份模塊的程序並不需要切換，這樣便提高了系統響應速度。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
[0007]設備啟動時，監控狀態的線程通過讀取主設備與備用設備的寄存器狀態，並通過主設備與備用設備之間專門的數據傳輸接口進行設備間通信後，判斷出主設備與備用設備(主備設備都正常的情況下默認其中之一為主設備)，然後切斷備用設備的網絡連接，讓其處於待機狀態，但是備用設備上運行的程序與主設備完全相同。這時通過網絡只能訪問到主設備，這時可以通過網絡接口對主設備進行配置，主設備將從網絡收到的配置信息通過主設備與備用設備之間專用的以太接口發送到備用設備，這樣就在主設備與備用設備運行相同程序的前提下完成了配置備份的工作。
[0008]當監控狀態的線程發現需要進行主設備與備用設備切換時，只需斷開主設備的網絡連接並使備用設備的網絡處於連接狀態，這樣便完成了主設備與備用設備切換。
[0009]本發明可帶來如下效果:
[0010]本發明相比於需要其它硬體設計來實現冗餘備份的方案，成本更低；較其它靠程序來實現冗餘備份的方案，主設備與備用設備切換更加迅速，可提高系統的響應速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是設備初始化過程示意圖；
[0012]圖2是設備與網絡連接示意圖；
[0013]圖3是設備切換示意圖；
[0014]圖4是冗餘備份示意圖。【具體實施方式】
[0015]本發明提出一種自適應的冗餘備份方法，其包括以下步驟:
[0016]I)使主設備與備用設備都與網絡保持物理連接，主設備與備用設備之間通過數據傳輸接口進行數據通信；
[0017]2)設備啟動時要先判斷主設備與備用設備，主備設備都正常的情況下默認其中之一為主設備；
[0018]3)判斷出主設備與備用設備後，切斷備用設備的網絡連接，讓其處於待機狀態，這時通過網絡只能訪問到主設備；
[0019]4)當檢測到設備需要主備切換時，切斷原來主設備的網絡連接，使備用設備的網絡保持連通狀態。
[0020]所述主設備與備用設備的MAC地址與IP位址均相同。
[0021]在所述步驟2)中，通過讀取主設備與備用設備的寄存器狀態來判斷主設備與備用設備。
[0022]在所述步驟3)中，備用設備的網絡連接被切斷後，主設備將從網絡收到的消息通過主設備與備用設備之間的數據傳輸接口發送到備用設備。
[0023]下面結合附圖詳細說明。
[0024]1.設備啟動時要先裁決主設備和備用設備，監控狀態的線程通過讀取主設備與備用設備的寄存器狀態，並通過主設備與備用設備之間專門的數據傳輸接口進行設備間通信後，判斷出主設備與備用設備。可以定義當寄存器為高電平時設備正常，低電平時有異常；主設備和備用設備之間有心跳通信，即隔幾秒主設備會給備用設備發送心跳信號，備用設備收到信號後會給主設備回復，這時認為主設備和備用設備正常運轉，如果超過一定時間後沒有收到信號則視為異常。主備狀態需要根據寄存器狀態和心跳信號綜合判斷。
[0025]主設備備用設備都正常的情況下默認其中之一為主設備。主設備只能有一個，另一個必須為備用設備，主設備和備用設備通過VLAN接口進行數據通信，備用設備準備接收主設備的配置信息(冗餘備份需要備份的就是這些配置信息，比如用戶將設備的IP位址改變，備用設備需要知道這樣的配置信息，以便主備切換時備用設備能正常訪問)。判斷出主設備和備用設備後程序繼續運行(如圖1所示)。
[0026]圖2中，主設備與備用設備都與網絡保持物理連接，MAC地址與IP位址均相同。但是只有一個保持使能狀態。
[0027]2.判斷出主設備和備用設備後，切斷備用設備的網絡連接，讓其處於待機狀態，這時通過網絡只能訪問到主設備，如圖4所示。程序這樣設計:所有配置信息與業務消息都來自網絡接口，並且兩個設備中同一時刻只能有一個設備可以與網絡連接。由於設備從網絡中會收到許多消息，有些消息是需要備份的消息，有些是不需要備份的，比如說:當瀏覽WEB頁面時，瀏覽器會向設備發送請求信息，告訴設備需要瀏覽某個頁面，設備會把這個頁面推送到瀏覽器，類似這種信息並不需要備份。因此主設備將從網絡收到的消息進行篩選後通過設備專用的數據傳輸接口發送到備用設備。這種處理機制保證了兩設備在運行相同程序的情況下，可以完成配置業務數據向備用設備的備份。
[0028]3.當監控線程檢測到設備需要主備切換時，切斷原來主設備的網絡連接，使備用設備的網絡保持連通狀態。圖3中，當監控線程檢測到設備需要切換時，只需要使其中一個設備連接網絡，並斷開另一個設備與網絡的連接即可。由於原來的備用設備一直在運行，切換後立即就可以使用，不用再進行主備程序切換，這樣就達到了快速切換的目的。
【權利要求】
1.一種基於嵌入式設備冗餘備份的方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)使主設備與備用設備都與網絡保持物理連接，主設備與備用設備之間通過數據傳輸接口進行數據通信； 2)設備啟動時要先判斷主設備與備用設備，主備設備都正常的情況下默認其中之一為主設備； 3)判斷出主設備與備用設備後，切斷備用設備的網絡連接，讓其處於待機狀態，這時通過網絡只能訪問到主設備； 4)當檢測到設備需要主備切換時，切斷原來主設備的網絡連接，使備用設備的網絡保持連通狀態。
2.如權利要求1所述的基於嵌入式設備冗餘備份的方法，其特徵在於: 所述主設備與備用設備的MAC地址與IP位址均相同。
3.如權利要求1所述的基於嵌入式設備冗餘備份的方法，其特徵在於: 在所述步驟2)中，通過讀取主設備與備用設備的寄存器狀態來判斷主設備與備用設備。
4.如權利要求1所述的基於嵌入式設備冗餘備份的方法，其特徵在於: 在所述步驟3)中，備用設備的網絡連接被切斷後，主設備將從網絡收到的消息通過主設備與備用設備之間的數據傳輸接口發送到備用設備。
【文檔編號】H04L1/22GK103916226SQ201210592438
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】付景林, 董經 申請人:北京大唐高鴻軟體技術有限公司