一種實現網站容災容錯運行的方法與系統的製作方法
2023-06-07 16:28:01 1
專利名稱：一種實現網站容災容錯運行的方法與系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及網站安全運行的技術，尤其涉及一種實現網站容災容錯運行的方 法與系統。
背景技術：
一個網站的運行，由於需要眾多的運營商環節、軟硬體設施、各種通訊協議、 技術和人員的支撐，所以發生故障的因素就多種多樣，但對於一些關鍵部門的網站 而言，由於發布信息具有權威性、嚴肅性、唯一性以及不容篡改性等基本要求，同 時，這些網站的連續可用性也是社會各界關注的焦點，對於這些至關重要的網站， 如何能做到在容災、容錯的前提下長時間的連續運行，即應急保障，就成為了當前 眾多網站運行中遇到的棘手問題。其中的主要不利技術因素在於
1) 域名系統(Domain Name System,下稱DNS)的工作模式是異步的、多級緩 存的、重定向和分發機制的，這就決定了一個網站在切換不同IP的對外工作服務 器時會有很長的延遲。
2) 網站故障在形式、原因和影響地域等方面具有相當複雜性和多樣性，這就 決定了僅使用一些簡單的測試方法(如測試鏈路通斷Ping、 了解設備負載等)不 能判斷如數據錯誤、內容被篡改等複雜問題。
綜上因素可知，網站要實現可以動態的、異地的、在容災容錯狀態下可持續 運行，需要融合多項不同系統的技術方案才能夠平穩實現這一需求。
發明內容
本發明的目的在於解決上述問題，提供了一種實現網站容災容錯運行的系統， 對網站經營中的故障及錯誤具有實時容錯容災的能力。
本發明的另一目的在於提供了一種實現網站容災容錯運行的方法。 本發明的技術方案為本發明揭示了一種實現網站容災容錯運行的系統，包括
至少一個使用容災備份服務的目標網站；
容災備份中心，包括備份伺服器和存儲裝置，該存儲裝置用於存儲該些目標 網站的應急備份網站，該備份伺服器用於運行應急備份網站；
監控和調度中心，獨立運行並識別目標網站的錯誤和故障，當發生故障或故 障恢復時發送調度指令；
DNS管理中心，包括一組DNS伺服器，實現目標網站和應急備份網站的切 換，在接收到該監控和調度中心的發生故障的調度指令以切換到應急備份網站時， 根據域名選中應急備份網站的IP位址，通過該應急備份網站的IP位址實現對該域 名的用戶解析請求，在接收到該監控和調度中心的故障解除的調度指令以切換到目 標網站時，根據域名選中目標網站的IP位址，通過該目標網站的IP位址實現對該 域名的用戶解析請求。
上述的實現網站容災容錯運行的系統，其中，該容災備份中心具有自動備份 和數據同步機制，備份數據來自目標網站，該數據同步機制包括劃定虛擬伺服器 工作區並使用虛擬網絡安全隧道來同步所有動態網站的數據；或直接通過訪問目標
網站並下載和存儲為靜態網頁。
上述的實現網站容災容錯運行的系統，其中，該DNS伺服器使用的生存時間 值為600秒以內。
上述的實現網站容災容錯運行的系統，其中，該監控和調度中心在識別出目 標網站發生故障或者目標網站的故障已經解除時，在發送調度指令的同時向外通知 目標網站的當前狀態。
上述的實現網站容災容錯運行的系統，其中，該容災備份中心啟用間隔了一 個時間窗的舊數據提供應急服務。
本發明還揭示了一種實現網站容災容錯運行的方法，包括
監控和調度中心實時監測目標網站，在發現目標網站出現錯誤或故障時，呼
叫DNS管理中心和容災備份中心，DNS管理中心啟用容災備份中心所存儲的應急 備份網站的IP位址作為當前的解析記錄，容災備份中心設置和檢查數據，用戶請 求的域名通過該應急備份網站的IP位址訪問該應急備份網站；
監控和調度中心實時監測目標網站，在發現目標網站的錯誤或故障解除時且已持續運行時長超出一預設值，開始呼叫DNS管理中心和容災備份中心，DNS管 理中心啟用原始的目標網站的IP位址作為當前的解析記錄，用戶請求的域名通過 該原始的目標網站的IP位址訪問目標網站，容災備份中心恢復應急備份網站的數 據同步與備份工作。
上述的實現網站容災容錯運行的方法，其中，該容災備份中心的數據同步包 括劃定虛擬伺服器工作區並使用虛擬網絡安全隧道來同步所有動態網站的數據； 或直接通過訪問目標網站並下載和存儲為靜態網頁。
上述的實現網站容災容錯運行的方法，其中，用戶訪問請求先使用在本地DNS 緩存伺服器中的緩存記錄，該本次DNS緩存伺服器使用的生存時間值為600秒以 內。
上述的實現網站容災容錯運行的方法，其中，該監控和調度中心在識別出目 標網站發生故障或者目標網站的故障已經解除時，在發送調度指令的同時向外通知 目標網站的當前狀態。
上述的實現網站容災容錯運行的方法，其中，該容災備份中心啟用間隔了一 個時間窗的舊數據提供應急服務。
本發明對比現有技術有如下的有益效果本發明通過在網站運行過程中，當
出現各類故障時(電源故障、網絡故障、硬體設施故障、軟體程序故障、網站維護 中的人為故障、網站高負載運行和系統崩潰、網站遭黑客攻擊、網頁被非法篡改、 自然災害等)能夠及時切換啟用備用伺服器組繼續對外提供連續服務，從而使一個 (或一組)網站能夠保持連續運行並儘可能少的向訪問者展示故障和錯誤。本發明
融合了現有網站監控、內容分發網絡(CDN)和容災備份等技術而形成了一套綜合 技術方案和實施方法，本方案較好的解決了位於廣域網中的重要部門網站對容錯、 容災和連續運行提出的應急保障需求。
圖1是本發明的實現網站容災容錯運行的系統的較佳實施例的概述圖。 圖2是本發明的實現網站容災容錯運行的方法切換為應急工作方式的示意圖。 圖3是本發明的實現網站容災容錯運行的方法切換為正常工作方式的示意圖。 圖4是本發明的一種狀態下的數據流示意圖。圖5是本發明的另一種狀態下的數據流示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
圖1示出了本發明的實現網站容災容錯運行的系統的較佳實施例。請參加圖
1，本實施例的系統包括監控和調度中心1、 DNS管理中心2、容災備份中心3以及 目標網站4。其中目標網站4可以有多個，例如目標網站a、目標網站b等，除了 在DNS記錄中需做CNAME記錄或託管面S外，目標網站無需再做任何軟、硬體設置 以及管理和運營的改變。
容災備份中心3包括一組備份伺服器30 (例如圖示的備份伺服器a、備份服 務器b)以及存儲裝置31。存儲裝置31用於存儲目標網站對應的應急備份網站， 例如目標網站a對應的應急備份網站a。備份伺服器30用於運行應急備份網站。 容災備份中心3需要在接入帶寬、軟硬體性能等吞吐量設計上做好充分冗餘能力安 排。容災備份中心3具有自動備份和數據同步機制，通過同步或異步方式自動鏡像 網站中的網頁內容、數據並建立好備份存檔。如何同步取決於用戶決定，可使用的 方法如劃定虛擬伺服器(VPS)工作區並使用虛擬網絡(VPN)安全隧道來同步所 有數據(通常是用於動態網站，保證和數據的高度一致性)，或直接通過訪問目標 網站並下載和存儲網頁(通常是用於靜態頁面為主的網站)。容災備份中心3具有 一對多的特徵，可以集中管理和存放多個目標網站的鏡像。
監控和調度中心1是獨立設置和運行的，通過各種手段判斷出各種網站錯誤 以及通過各種手段驗證錯誤判斷的可信性。監控和調度中心1使用任意複雜算法和 機制來提高發現問題的準確性。這些網站錯誤包括鏈路檢査、連接超時檢査、拒 接連接、4XX和5XX系統錯誤檢查以及內容錯誤(被劫持、篡改、人為疏失或I/0 數據錯誤引起)等等。調度中心通過分布式工作、充分冗餘和校驗機制的實現，從 而確保監控和調度中心獲得較高的穩定性和可靠性支撐。
DNS管理中心2包括一組互為冗餘對外工作的DNS伺服器，DNS管理中心2主 要實現目標網站4和應急備份網站的切換。由於DNS使用了多級緩存、重定向和分 發機制，所以要實現一個網站由一組伺服器切換為另一組伺服器提供服務，需要很 長的時間才能完成緩存記錄的刷新，這個刷新時間的長短取決於源DNS伺服器中相應域名記錄的TTL記錄所規定的時長加上一個適當量延時，這大致是一個網站切換 工作機IP位址所需的總時間。為了加快網站的切換時間，在處理好壓力和負載均 衡性能的前提下DNS伺服器中對域名的管理執行短生存時間(Time To Live,即 TTL)策略，TTL值縮短為600秒以內。當監控和調度中心1監測到某目標網站(主 伺服器)錯誤時，將使用調度指令通知DNS伺服器的API接口 ，令DNS開始對外解 析某域名。DNS伺服器依據調度指令選中寄存於本機的該域名對應的應急備份網站 的IP位址，在此後對該域名的用戶解析請求時，提供這一新選中的應急備份網站 的IP位址發還給用戶。也就是說，此時使用容災備份中心3中的應急備份網站的 IP位址作為該域名的工作伺服器地址。與此同時，監控和調度中心1也以各種通 訊方式通知網站相關責任人察覺故障和已啟動的切換機制狀態，以便及時維護網站 和解決故障。在由容災備份中心3向用戶推送網頁時，容災備份中心3的數據與從 複製目標網站主伺服器的數據，保留一個適當的時間窗來避免"備份到錯誤"。
監控和調度中心1仍然持續的監控目標網站原來的主伺服器，當發現故障已 被解除並穩定運行了一個既定的時間值之後，監控和調度中心1使用調度指令通知 DNS伺服器的API接口 。 DNS伺服器依據調度指令選中目標網站原來的主伺服器的 IP位址，即網站由應急備份伺服器換回主伺服器繼續提供服務，並同時告知網站 相關責任人。
圖2示出了本發明的實現網站容災容錯運行的方法切換為應急工作方式。請 參加圖2，監控和調度中心實時監測目標網站的重要網頁，當發現目標網站出現錯 誤或故障時呼叫DNS管理中心和容災備份中心(步驟S20)。然後，DNS管理中心 開始啟用容災備份中心所存儲的應急備份網站的IP位址作為新的解析記錄，容災 備份中心開始設置和檢查數據，準備接收即將到來的用戶訪問(步驟S22)。而後， 訪問者開始使用容災備份中心的IP位址訪問應急備份網站(步驟S24)。
圖3示出了本發明的實現網站容災容錯運行的方法切換為正常工作方式。請 參加圖3，監控和調度中心實時監測目標網站的重要網頁，當發現目標網站的錯誤 或故障已被解除且已持續運行時長超過一個預設值，便開始呼叫DNS管理中心和容 災備份中心(步驟S30) 。 DNS管理中心開始啟用目標網站的主伺服器IP位址為新 的解析記錄，容災備份中心開始恢復周期性的網站數據同步與備份工作(步驟 S32)。訪問者開始使用目標網站的主伺服器IP位址訪問目標網站(步驟S34)。
8圖4描述了用戶訪問請求、本地DNS伺服器、主記錄所在的智能動態DNS服 務器、監控和調度中心、主網站(圖示以abc.gov為例的網站)和容災中心鏡像網 站(圖示以abc.gov為例的容災鏡像)之間的數據流和時序關係。
當一個用戶發起請求某網站(例如圖示的abc.gov網站)時，用戶瀏覽器查 詢本地DNS伺服器，如果本地DNS伺服器中的緩存記錄有效，則直接返回主網站(或 應急備份網站)的映射IP位址，之後用戶從該IP位址的伺服器上獲得相應內容和 服務。
當一個用戶發起請求某網站時，遇到本地DNS伺服器緩存中的記錄過期(TTL 生存時間過期)時，本地DNS伺服器通過根域名伺服器引導最終抵達存放了相應域 名的智能動態DNS伺服器，開始査詢該域名的映射IP位址，智能動態DNS伺服器 根據當時的調度狀態返回應急備份網站(或主伺服器網站)的IP給發出查詢的本 地DNS伺服器，本地DNS伺服器在刷新域名記錄並開始TTL倒計時的同時，轉發 IP記錄給用戶，從而實現自一個用戶請求訪問某域名網站，到獲得對應IP位址的 伺服器來提供相應內容和服務的全過程。
當目標網站主伺服器處於平穩運行狀態時，根據監控和調度中心的調度，容 災備份中心定期從主伺服器讀取數據並建立鏡像。當遇到調度通知將立即啟用容災 備份中心服務時，容災備份中心將放棄當前正在備份的數據，而啟用間隔了一個時 間窗的舊數據向用戶提供服務，這樣將防止容災備份中心備份到"錯誤或篡改後的 網頁"。
圖5為圖4並列的另一種子狀態。用戶不希望完全託管DNS解析服務在智能 動態DNS伺服器中。此時用戶僅需要在其智能動態DNS伺服器中做CNAME描述即可， 此時用戶的查詢請求會被重定向到智能動態DNS伺服器，從而最終實現及達到圖4 一致的目的和效果。
上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本發明的，本領域普 通技術人員可在不脫離本發明的發明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或 變化，因而本發明的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提 到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求
1、一種實現網站容災容錯運行的系統，包括至少一個使用容災備份服務的目標網站；容災備份中心，包括備份伺服器和存儲裝置，該存儲裝置用於存儲該些目標網站的應急備份網站，該備份伺服器用於運行應急備份網站；監控和調度中心，獨立運行並識別目標網站的錯誤和故障，當發生故障或故障恢復時發送調度指令；DNS管理中心，包括一組DNS伺服器，實現目標網站和應急備份網站的切換，在接收到該監控和調度中心的發生故障的調度指令以切換到應急備份網站時，根據域名選中應急備份網站的IP位址，通過該應急備份網站的IP位址實現對該域名的用戶解析請求，在接收到該監控和調度中心的故障解除的調度指令以切換到目標網站時，根據域名選中目標網站的IP位址，通過該目標網站的IP位址實現對該域名的用戶解析請求。
2、 根據權利要求1所述的實現網站容災容錯運行的系統，其特徵在於，該容 災備份中心具有自動備份和數據同步機制，備份數據來自目標網站，該數據同步機制包括劃定虛擬伺服器工作區並使用虛擬網絡安全隧道來同步所有動態網站的數 據；或直接通過訪問目標網站並下載和存儲為靜態網頁。
3、 根據權利要求1所述的實現網站容災容錯運行的系統，其特徵在於，該 DNS伺服器使用的生存時間值為600秒以內。
4、 根據權利要求l所述的實現網站容災容錯運行的系統，其特徵在於，該監 控和調度中心在識別出目標網站發生故障或者目標網站的故障已經解除時，在發送 調度指令的同時向外通知目標網站的當前狀態。
5、 根據權利要求1所述的實現網站容災容錯運行的系統，其特徵在於，該容 災備份中心啟用間隔了一個時間窗的舊數據提供應急服務。
6、 一種實現網站容災容錯運行的方法，包括監控和調度中心實時監測目標網站，在發現目標網站出現錯誤或故障時，呼叫DNS管理中心和容災備份中心，DNS管理中心啟用容災備份中心所存儲的應急備份網站的IP位址作為當前的解析記錄，容災備份中心設置和檢查數據，用戶請 求的域名通過該應急備份網站的IP位址訪問該應急備份網站；監控和調度中心實時監測目標網站，在發現目標網站的錯誤或故障解除時且已持續運行時長超出一預設值，開始呼叫DNS管理中心和容災備份中心，DNS管 理中心啟用原始的目標網站的IP位址作為當前的解析記錄，用戶請求的域名通過 該原始的目標網站的IP位址訪問目標網站，容災備份中心恢復應急備份網站的數 據同步與備份工作。
7、 根據權利要求6所述的實現網站容災容錯運行的方法，其特徵在於，該容 災備份中心的數據同步包括劃定虛擬伺服器工作區並使用虛擬網絡安全隧道來同 步所有動態網站的數據；或直接通過訪問目標網站並下載和存儲為靜態網頁。
8、 根據權利要求6所述的實現網站容災容錯運行的方法，其特徵在於，用戶 訪問請求先使用在本地DNS緩存伺服器中的緩存記錄，該本次DNS緩存伺服器使 用的生存時間值為600秒以內。
9、 根據權利要求6所述的實現網站容災容錯運行的方法，其特徵在於，該監 控和調度中心在識別出目標網站發生故障或者目標網站的故障已經解除時，在發送 調度指令的同時向外通知目標網站的當前狀態。
10、 根據權利要求6所述的實現網站容災容錯運行的方法，其特徵在於'該 容災備份中心啟用間隔了一個時間窗的舊數據提供應急服務。
全文摘要
本發明公開了一種實現網站容災容錯運行的方法與系統，對網站經營中的故障及錯誤具有實時容錯容災的能力。其技術方案為本發明的系統包括目標網站；容災備份中心，用於存儲和運行該些目標網站的應急備份網站；監控和調度中心，獨立運行並識別目標網站的錯誤和故障，當發生故障或故障恢復時發送調度指令；DNS管理中心實現目標網站和應急備份網站的切換，在接收調度指令以切換到應急備份網站時，根據域名選中應急備份網站的IP位址，實現對該域名的用戶解析請求，在接收調度指令以切換到目標網站時，根據域名選中目標網站的IP位址，實現對該域名的用戶解析請求。本發明應用於網絡服務。
文檔編號H04L12/26GK101465768SQ20091004517
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月12日 優先權日2009年1月12日
發明者紀明敏, 許晨光, 諾 郭, 郭劍波 申請人:上海及第熊軟體科技有限公司