CN100390747C - 全程化实时系统中基于内存数据库的软双机备份方法 - Google Patents

Abstract

基于内存数据库的软双机方法，采用下述方法：1).在主服务器上各应用程序通过调用应用api接口将业务数据存入主服务器内存数据库中，分别写入增量数据区和全量数据区中；2).主服务器上数据同步进程将主服务器内存数据库中的增量数据以数据流的形式通过socket发送给备用机的数据同步进程；3).备用机的数据同步进程将接收到的数据写入备用机内存数据库中的全量数据区中。4).以上1-3步骤完成了一次主备机间数据的热备，当主服务器内存数据库的增量数据为空时表明两台服务器间已经完全同步。该发明的特点是：数据集中：所有需要热备的数据都保存在内存数据库中。热备和冷备效率高。

Description

全程化实时系统中基于内存数据库的软双机备份方法

技术领域

本发明涉及双机热备的方法，尤其是服务器双机基于内存数据库的软双机方法。

背景技术

目前的服务器双机热备有两种典型的方式，一种是比较标准的基于磁盘阵列的方式，两台服务器通过一个共享的存储设备(一般是共享的磁盘阵列或存储区域网SAN)，数据存放在共享的存储设备上。当主服务器处理业务时，直接在存储设备上进行读写。当主服务器出现故障切换后，备用服务器也同样读取该存储设备上的数据，实现双机热备。另一种方式是通过纯软件的方式，一般称为纯软件方式或镜像方式(Mirror)，通过镜像软件将主服务器磁盘上的变动数据实时复制到另一台服务器的磁盘上，这样同样的数据就在两台服务器的磁盘上各存在一份，如果主服务器出现故障，可以及时切换到备用服务器。

纯软件方式具有以下优点：

1.避免了磁盘阵列的单点故障：对于双机热备，本身即是防范由于单个设备的故障导致服务中断，但磁盘阵列恰恰又形成了一个新的单点。(比如，服务器的可靠系数是99.9％，磁盘阵列的可靠系数是99.95％，则纯软双机的可靠系数是1-99.9％×99.9％＝99.99％，而基于磁盘阵列的双机热备系统的可靠系数则会是略低于99.95％。

2.节约投资：不需购买昂贵的磁盘阵列。

3.不受距离的限制：两台服务器不需受SCSI电缆的长度限制(光纤通道的磁盘阵列也不受距离限制，但投资会大得多)。这样，可以更灵活地部署服务器，包括通过物理位置的距离来提高安全性(容灾)。

以上介绍的磁盘方式和纯软件方式的共同缺点就是对于主备服务器内存中的业务数据都无法做到互备，而在一些对处理性能要求高的业务应用系统(如在线计费系统OCS，其对每一笔会话的响应时间要求＜200ms)，因此大量的业务处理数据被保存在内存中，而主备机因故障切换时必须不影响当前正在进行的业务，这样就必须保证主备机内存数据的同步。

发明内容

本发明目的是，提出一种主备机内存数据的同步方法，尤其是基于内存数据库的软双机方法，就是针对现有双机热备技术无法实现内存中的数据同步问题而提出的。

本发明的技术解决方案是：

一、本发明的系统基于以下几个部件组成：

1.主备服务器上的应用aip接口

2.主备服务器上的内存数据库(数据区分为增量数据区和全量数据区)

3.主备服务器上的数据同步进程

二、本发明的技术解决方案是：

基于内存数据库的软双机方法，1.在主服务器上各应用程序通过调用应用api接口将业务数据存入主服务器内存数据库中，分别写入增量数据区和全量数据区中；

2.主服务器上数据同步进程将主服务器内存数据库中的增量数据以数据流的形式通过socket发送给备用机的数据同步进程；

3.备用机的数据同步进程将接收到的数据写入备用机内存数据库中的全量数据区中。

4.以上1-3步骤完成了一次主备机间数据的热备，当主服务器内存数据库的增量数据为空时表明两台服务器间已经完全同步。

该发明的特点和主要优势在于：

1.数据集中：所有需要热备的数据都保存在内存数据库中。

2.热备效率高：采用增量库方案保证实时性，热备一次时间＜＝5ms

3.冷备效率高：采用全量库方案，冷备一次时间＜＝10s，具体参见附图和实施例。(注：采用ORACLE公司的TimesTen作为内存数据库)

实际使用表明，基于内存数据库的软双机技术完成一条业务数据的热备时间＜＝5ms，完成一次冷备份时间＜＝10s。

附图说明

图1是本发明内存数据库的双机结构示意图。

图2是本发明热备场景下的处理过程场景时序图

图3是本发明冷备场景下的处理过程场景时序图

具体实施方式

一、热备场景下的处理过程：(如图所示)

1.主服务器上的应用进程通过调用api接口将业务数据写入本机的内存数据库中(分别写至增量数据区和全量数据区中)

2.主服务器上的数据同步进程读取本机内存数据库中的一条增量数据，发送至备用机的数据同步进程，发送成功后删除该条增量数据。该步骤循环处理至增量数据区中无数据。

3.备用机的数据同步进程将接收到的数据写入本机的内存数据库中(只写入全量数据区中)。该步骤循环处理至无数据接收到。

二、冷备场景下的处理过程：

1.主服务器出现故障，备用机启用。

2.备用机上的应用进程通过调用api接口将业务数据写入本机的内存数据库中(分别写至增量数据区和全量数据区中)

3.主服务器重启成功，主服务器上的数据同步进程发送一条冷备请求至备用机的数据同步进程。

4.备用机的数据同步进程收到冷备请求，将备用机内存数据库锁定，清空增量数据，并将内存数据库的数据文件复制一份，然后解锁内存数据库，将复制出的数据文件发送至主服务器的数据同步进程。

5.主服务器的数据同步进程将接收到的数据文件替换本机当前的数据文件。

6.开始热备场景……根据附图的场景时序图。

本发明采用Socket为本发明提供一套丰富的方法和属性。Socket类允许使用协议执行异步和同步数据传输。Socket类遵循异步方法的.NET Framework命名模式；适用于同步操作模式：

·如果当前使用的是面向连接的协议(如TCP)，则服务器可以使用Listen方法侦听连接。Accept方法处理任何传入的连接请求，并返回可用于与远程主机进行数据通信的Socket。可以使用此返回的Socket来调用Send或Receive方法。如果要指定本地IP地址和端口号，请在调用Listen方法之前先调用Bind方法。如果不调用Bind，基础服务提供程序将为您分配这些值。此后，可以使用LocalEndPoint属性来标识分配给Socket的IP地址和端口号。如果想连接到侦听主机，请调用Connect方法。若要进行数据通信，请调用Send或Receive方法。

若要在执行过程中使用单独的线程处理通信，采用适用于异步操作模式的方法。

·如果当前使用的是面向连接的协议(如TCP)，则可使用Socket、BeginConnect和EndConnect方法来连接侦听主机。通过使用BeginSend和EndSend方法，或者使用BeginReceive和EndReceive方法，可以进行异步数据通信。可以使用BeginAccept和EndAccept处理传入的连接请求。如果对一个套接字执行多个异步操作，它们不一定按启动时的顺序完成。当数据发送和数据接收完成之后，可使用Shutdown方法来禁用Socket。在调用Shutdown之后，可调用Close方法来释放与Socket关联的所有资源。Socket类允许使用SetSocketOption方法来配置Socket。可使用GetSocketOption方法来检索这些设置。

Claims (2)

1.基于内存数据库的软双机方法，其特征是采用下述方法：1).在主服务器上各应用程序通过调用应用api接口将业务数据存入主服务器内存数据库中，分别写入增量数据区和全量数据区中；2).主服务器上数据同步进程将主服务器内存数据库中的增量数据以数据流的形式通过socket发送给备用机的数据同步进程；3).备用机的数据同步进程将接收到的数据写入备用机内存数据库中的全量数据区中；4).以上1-3步骤完成了一次主备机间数据的热备，当主服务器内存数据库的增量数据为空时表明两台服务器间已经完全同步；

主服务器上的应用进程通过调用api接口将业务数据写入本机的内存数据库中后，其同步进程读取本机内存数据库中的一条增量数据，发送至备用机的数据同步进程，发送成功后删除该条增量数据；该步骤循环处理至增量数据区中无数据；且备用机的数据同步进程将接收到的数据写入本机的内存数据库的全量数据区中；该步骤循环处理至无数据接收到。

2.由权利要求1所述的基于内存数据库的软双机方法，其特征是主服务器出现故障，备用机启用；备用机上的应用进程通过调用api接口将业务数据写入本机的内存数据库中，且分别写至增量数据区和全量数据区中；主服务器重启成功，主服务器上的数据同步进程发送一条冷备请求至备用机的数据同步进程；备用机的数据同步进程收到冷备请求，将备用机内存数据库锁定，清空增量数据，并将内存数据库的数据文件复制一份，然后解锁内存数据库，将复制出的数据文件发送至主服务器的数据同步进程；主服务器的数据同步进程将接收到的数据文件替换本机当前的数据文件。

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