CN100446495C - 一种动态共享连接的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态共享连接的方法，该方法包含以下步骤：服务器集群中的各个服务器保存所述集群中所有服务器的信息；服务器集群中的各个服务器根据所述信息共同选举产生主节点服务器和次节点服务器；服务器集群中的被选举为主节点的服务器与外部系统建立连接；服务器集群中的次节点服务器当需要与外部系统连接时，各个次节点服务器通过主节点服务器，与外部系统建立连接。本发明还公开了一种动态共享连接系统，包含服务器集群，其特征在于，所述服务器集群中的各个服务器进一步包括节点管理模块，各个节点管理模块共同选举产生主节点服务器和次节点服务器，次节点服务器通过主节点服务器与外部网络建立连接。

Description

一种动态共享连接的方法和系统

技术领域

本发明属于网络技术领域，具体来说是提供实现服务器集群负载均衡的动态共享连接方法和系统。

背景技术

随着各类应用系统访问量的不断增加，只部署一台服务器的系统已经不能满足要求，多数系统通过增加相同功能的多台服务器配合适当的负载均衡机制来扩大系统容量，提升系统性能。已知的负载均衡方案有许多种，例如通过DNS的轮询机制实现、基于应用软件的实现等等，最常用的方法是采用专门的负载均衡器。负载均衡方案虽然解决了服务器集群的流量分配，会话保持等问题，但并不能解决服务器扩容带来的所有问题，共享连接就是一类。

当负载均衡组网下的服务器集群和其他外部系统交互时需要建立连接，如果仅仅是按照上述方案，那么服务器集群中的所有服务器是对等的，每个服务器应用都会和外部系统建立连接，但在实际中外部系统往往出于组网、安全等方面的考虑只接收有限数目、特定地址的连接，如图1所示，在实际环境中部分短消息网关或短消息中心就对接入的物理连接数量类型做限制，此时就会出现与外部系统连接建立失败的情况。

目前，现有技术是在服务器集群和外部系统之间增加一个代理服务器，如图2所示，服务器集群与代理服务器通过私有协议交互，而代理服务器负责与外部系统连接。这样仅由代理服务器与外部系统交互，避免了由服务器组中服务器的数目不确定带来的与外部系统建立多条连接的问题。

显然，由于多增加一台代理服务器，增加了软件成本和硬件成本；需要专门维护服务器集群和代理服务器之间的接口协议；可靠性不强，如果代理服务器无法正常工作，就会使整个系统瘫痪，无法体现负载均衡系统的高可靠性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种动态共享连接的方法，该方法包含以下步骤：

服务器集群中的各个服务器保存所述集群中所有服务器的信息；

服务器集群中的各个服务器共同选举产生主节点服务器和次节点服务器；

服务器集群中的被选举为主节点的服务器与外部系统建立连接；

服务器集群中的次节点服务器当需要与外部系统连接时，各个次节点服务器通过主节点服务器，与外部系统建立连接。

其中，所述所有服务器的信息包括服务器集群中所有服务器的句柄。

所述服务器集群中的次节点服务器当需要与外部系统连接时，各个次节点服务器通过主节点服务器，与外部系统建立连接的步骤中进一步包括，次节点服务器获取主节点服务器上的句柄，调用主节点服务器远程接口创建连接。

所述调用主节点服务器远程接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现。

所述服务器集群中的各个服务器根据所述信息共同选举产生主节点服务器和次节点服务器的步骤中，服务器集群中的各个服务器比较各自的IP地址和/或交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX端口的大小来选举主、次节点服务器。

选举产生主节点服务器和次节点服务器的过程如下：

F.遍历各个服务器保存的所有服务器的信息；判断是否已经选举出了正式的主节点服务器，如果是则选举结束，返回当前主节点；如果否，则继续以下步骤；

G.判断是否存在临时主节点服务器；

H.如果临时主节点服务器不存在，则将第一个节点作为临时主节点；

I.如果临时主节点存在且当前节点不是最后一个节点，则比较当前节点和临时主节点的IP地址，如果当前节点IP地址比临时主节点IP地址小，则由当前节点作为临时主节点，进入下一次循环，执行步骤A；如果临时主节点存在且当前节点是最后一个节点，则比较当前节点和临时主节点的IP地址，如果当前节点IP地址比临时主节点IP地址小，则由当前节点作为正式主节点，其他节点为次节点，否则由临时主节点作为正式主节点，其他节点为次节点。

J.遍历服务器集群中的所有服务器后，选举结束，将主节点和各个次节点的信息记录到各个服务器中。

本发明还提供了一种在负载均衡体系中动态共享连接的系统，所述服务器集群中的各个服务器保存所述集群中所有服务器的信息，并进一步包括节点管理模块，各个节点管理模块共同选举产生主节点服务器和次节点服务器，次节点服务器通过主节点服务器与外部网络建立连接。

主节点服务器由IP地址最小和/或交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX端口号最小的服务器来担任。

所述节点管理模块保存了服务器集群中的所有节点服务器包括主、次节点服务器的句柄。

所述次节点服务器上的节点管理模块获取主节点服务器上的句柄，调用主节点服务器远程接口创建连接。

所述调用主节点服务器远程接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现。

本发明提出了一种如何在服务器集群中选出一个或多个主节点建立共享连接与外部系统交互的方法和系统，以解决现有技术中存在的由于外部系统的限制而导致的服务器集群与外部系统连接建立失败，以及依靠代理服务器解决连接建立失败问题时产生的软硬件成本上升、维护难度大、可靠性不强的技术问题。

附图说明

图1是本发明所述背景技术系统结构图；

图2是本发明所述现有技术系统结构图；

图3是本发明所述系统结构图。

具体实施方法

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图3是本实施例系统结构图，如图3所示，在一个支持负载均衡体系的服务器集群系统中，存在服务器1、服务器2、….、服务器n等多台服务器，每一台服务器上都安装了节点管理模块，每一台服务器都有向外部系统——短消息服务中心发出服务请求的需求。

实施例一

短消息服务中心对所述服务器集群系统只开放了一个链接，即在某一时刻，只允许服务器集群系统中的一台服务器与短消息服务中心建立连接，其他服务器的连接请求将被拒绝。短消息服务中心首先将允许所述服务器集群系统的连接数量消息发送至服务器集群系统的网关节点，网关节点将该消息广播到服务器集群系统中的所有服务器，各个服务器上的节点管理模块接收该消息，并存储其中的数量信息，将该信息作为服务器集群系统中主节点个数的依据。

服务器集群系统开始选举主节点服务器和次节点服务器(在集群系统中各个服务器的IP地址都是在一个子网中的)，具体选举过程如下：

A.各个服务器上的节点管理模块首先遍历服务器状态表(所有服务器中的状态表的内容是一致的，该表记录服务器集群中服务器的服务器编号、名称、IP地址、是否为主次节点等信息)，判断是否已经选举出了正式的主节点服务器，如果是则选举结束，返回当前主节点；

B.如果没有正式的主节点服务器则进行主节点的选举：首先遍历各个服务器保存的所有服务器的信息，如果临时主节点服务器不存在则说明还没有选举过，这时将服务器1作为临时主节点服务器，服务器1发送广播告知其他服务器这一消息，其他服务器将这一消息记录在各自节点管理模块上的状态表中，然后执行步骤C；

C.作为临时主节点服务器的服务器1将包含其IP地址(210.0.0.10255.255.255.0)的信息转发给服务器2(210.0.0.8255.255.255.0)，服务器2将本地IP地址和服务器1的IP地址进行比较，因为服务器2的IP地址比服务器1的IP地址小，则服务器1失去作为主节点服务器的条件，服务器2将作为临时主节点服务器，服务器2发送广播告知其他服务器这一消息，其他服务器将这一消息记录到各自节点管理模块上的状态表，系统进入下一次循环，服务器2将与服务器3按照上述步骤进行比较；

D.服务器集群中编号两两相邻的所有服务器按步骤C的方法比较完毕后，选举结束，这时，各个节点管理模块的状态表中记录的主节点服务器就是选举到的主节点服务器，其他服务器自动被设定为次节点服务器，同时节点管理模块保存了服务器集群中的所有节点服务器包括主、次节点服务器的句柄。

本例中，假设服务器2被选举为主节点服务器，则服务器2将与短消息服务中心建立连接，服务器2上的节点管理模块启动自身的远程调用服务端接口，侦听来自次节点服务器的连接请求，若服务器1有与短消息服务中心的连接需求，则服务器1上的节点管理模块将启动远程调用客户端接口(所述服务端和客户端接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现)，与服务器2建立连接后，通过服务器2向短消息服务中心发送请求，如果短消息服务中心是根据与其连接的IP地址来限制连接数量，在主节点服务器选举成功后，主节点管理模块将向短消息服务中心注册自身的IP地址，服务器2上的节点管理模块将服务器1发来的数据包的源地址字段修改为服务器2的IP地址后再向短消息服务中心发送，服务器2记录服务器1与短消息服务中心的映射关系。服务器2将短消息服务中心发来的响应消息转发给服务器1。

实施例二

短消息服务中心对所述服务器集群系统开放了三个链接，即在某一时刻，允许服务器集群系统中三台服务器与短消息服务中心建立连接，其他服务器的连接请求将被拒绝。短消息服务中心首先将允许所述服务器集群系统的连接数量消息发送至服务器集群系统的网关节点，网关节点将该消息广播到服务器集群系统中的所有服务器，各个服务器上的节点管理模块接收该消息，并存储其中的数量信息，将该信息作为服务器集群系统中主节点个数的依据。

服务器集群系统开始选举主节点服务器和次节点服务器，具体选举过程如下：

E.各个服务器上的节点管理模块首先遍历其收集的节点服务器状态表(所有节点管理模块中的状态表的内容是一致的，该表记录服务器集群中服务器的服务器编号、名称、IP地址、是否为主次节点等信息)，判断是否已经选举出了正式的主节点服务器，如果是则选举结束，返回当前主节点，如果主节点服务器不存在则说明还没有选举过，则执行步骤F；

F.将服务器1作为临时主节点服务器，服务器1发送广播告知其他服务器这一消息，其他服务器将这一消息记录到各自节点管理模块上的状态表，然后执行步骤G；

G.作为临时主节点服务器的服务器1将包含其JMX端口号的信息转发给服务器2，服务器2将本地JMX端口号和服务器1的JMX端口号进行比较，若服务器2的JMX端口号比服务器1的JMX端口号小，则服务器1失去作为临时主节点服务器的条件，服务器2将作为临时主节点服务器，服务器2发送广播告知其他服务器这一消息，其他服务器将这一消息记录到各自节点管理模块上的状态表，系统进入下一次循环，服务器2将与服务器3按照上述步骤进行比较；

H.服务器集群中编号两两相邻的所有服务器按步骤G的方法比较完毕后，第一次选举结束，这时，各个节点管理模块的状态表中记录的主节点服务器就是选举到的第一个主节点服务器，该主节点服务器读取自身节点管理模块中存储的主节点数量信息，若数量不为1，则将其减1后重新存入节点管理模块中，并将修改后的数值广播到其他服务器，其他服务器的节点管理模块接收该数值后，用该值修改原来存储在本模块的数量信息。

I.除了选举出来的主节点服务器外，其他服务器上的节点管理模块查询主节点数量信息，若数值不为1，则开始其他主节点选举，已经选举出来的主节点服务器不参加选举，默认除已经选举出来的主节点服务器外的编号最靠前的服务器为临时主节点服务器；

J.循环执行如F、G、H、I所述步骤，直至按照短消息服务中心允许的主节点数量信息，把所有主节点服务器选举出来，各个节点管理模块保存了服务器集群中的所有节点服务器包括主、次节点服务器的句柄，选举过程结束。

本例中，假设服务器1、2、3被选举为主节点服务器，则服务器1、

2、3将与短消息服务中心建立连接，服务器1、2、3上的节点管理模块启动自身的远程调用服务端接口，侦听来自次节点服务器的连接请求，若服务器6有与短消息服务中心的连接需求，则服务器6上的节点管理模块将启动远程调用客户端接口(所述服务端和客户端接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现)，判断服务器集群中主节点服务器1、2、3的负载情况，选择当前远程调用进程数最低的主节点服务器2作为向短消息服务中心发送请求的通道，与服务器2建立连接后，通过服务器2向短消息服务中心发送请求，如果短消息服务中心是根据与其连接的节点的IP地址来限制连接数量，在主节点服务器选举成功后，主节点管理模块将向短消息服务中心注册自身的IP地址，服务器2上的节点管理模块将服务器6发来的数据包的源地址字段修改为服务器2的IP地址后再向短消息服务中心发送，服务器2记录服务器6与短消息服务中心的映射关系。服务器2将短消息服务中心发来的响应消息转发给服务器6。

实施例三

一个正在运行的支持负载均衡的服务器集群系统，包括一个主节点服务器2和若干个次节点服务器1、3、......、n，主节点服务器2是因其IP地址最小而当选为主节点服务器的，其IP地址为192.168.0.10，获得IP地址的方法，可以是网络管理员手工设置，也可以是由DHCP服务器动态分配，由于业务发展需要，服务器集群中增加了一个新的节点服务器m，IP地址为192.168.0.6，节点服务器m上的节点管理模块根据IP地址最小者，即为主节点服务器的原则，查询自身的节点状态表，该表在服务器m刚刚接入服务器集群系统时，从其他相邻服务器的节点管理模块中复制而来，节点服务器m判断自身的IP地址小于当前主节点服务器2的IP地址，则节点服务器m获得主节点服务器的地位，原主节点服务器2成为次节点服务器，并将该结果广播给其他节点服务器，所有节点服务器的状态表被刷新，原主节点服务器2断开与短消息服务中心的连接，并将断开连接消息发送给正在通过服务器2与短消息服务中心连接的次节点服务器，所述次节点服务器将停止与短消息服务中心的连接，等待新的主节点服务器m与短消息服务中心建立连接；

服务器m与短消息服务中心建立连接后，将连接可用状态广播给服务器集群系统中的所有服务器，服务器m上的节点管理模块启动自身的远程调用服务端接口，侦听来自次节点服务器的连接请求，若服务器1有与短消息服务中心的连接需求，则服务器1上的节点管理模块将启动远程调用客户端接口(所述服务端和客户端接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现)，与服务器m建立连接后，通过服务器m向短消息服务中心发送请求，如果短消息服务中心是根据与其连接的IP地址来限制连接数量，在主节点服务器选举成功后，主节点管理模块将向短消息服务中心注册自身的IP地址，删除原主节点服务器2在短消息服务中心注册的IP地址，服务器m上的节点管理模块将服务器1发来的数据包的源地址字段修改为服务器m的IP地址后再向短消息服务中心发送。

实施例四

一个正在运行的支持负载均衡的服务器集群系统，包括一个主节点服务器1和若干个次节点服务器2、3、......、n，主节点服务器1是因其IP地址最小并且JMX端口号最小而当选为主节点服务器的，其IP地址为192.168.0.10，获得IP地址的方法，可以是网络管理员手工设置，也可以是由DHCP服务器动态分配，由于网络故障，主节点服务器1与服务器集群系统分离，其他次节点服务器上的节点管理模块中的检测出当前无主节点服务器可用，便开始在次节点服务器中选举新的主节点服务器，通过比较IP地址大小和JMX端口号，原次节点服务器2因IP地址最小并且JMX端口号最小被选举为主节点服务器，原主节点服务器1的网络故障排除后，将按照实施例三中新节点服务器接入服务器集群系统的方法处理。

新主节点服务器2与短消息服务中心建立连接后，将连接可用状态广播给服务器集群系统中的所有服务器，服务器2上的节点管理模块启动自身的远程调用服务端接口，侦听来自次节点服务器的连接请求，若服务器3有与短消息服务中心的连接需求，则服务器3上的节点管理模块将启动远程调用客户端接口(所述服务端和客户端接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现)，与服务器2建立连接后，通过服务器2向短消息服务中心发送请求，如果短消息服务中心是根据与其连接的IP地址来限制连接数量，在主节点服务器选举成功后，其节点管理模块将向短消息服务中心注册自身的IP地址，删除原主节点服务器1在短消息服务中心注册的IP地址，服务器2上的节点管理模块将服务器3发来的数据包的原地址字段修改为服务器2的IP地址后再向短消息服务中心发送。服务器2记录服务器3与短消息服务中心的映射关系。服务器2将短消息服务中心发来的响应消息转发给服务器3。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1、一种动态共享连接的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

服务器集群中的各个服务器保存所述集群中所有服务器的信息；

服务器集群中的各个服务器根据所述信息共同选举产生主节点服务器和次节点服务器；

服务器集群中的被选举为主节点的服务器与外部系统建立连接；

服务器集群中的次节点服务器当需要与外部系统连接时，各个次节点服务器通过主节点服务器，与外部系统建立连接。

2、如权利要求1所述的动态共享连接的方法，其特征在于，所述所有服务器的信息包括服务器集群中所有服务器的句柄。

3、如权利要求2所述的动态共享连接的方法，其特征在于，所述服务器集群中的次节点服务器当需要与外部系统连接时，各个次节点服务器通过主节点服务器，与外部系统建立连接的步骤进一步包括，次节点服务器获取主节点服务器上的句柄，调用主节点服务器远程接口创建与外部系统的连接。

4、如权利要求2所述的动态共享连接的方法，其特征在于，所述服务器集群中的各个服务器根据所述信息共同选举产生主节点服务器和次节点服务器的步骤中，服务器集群中的各个服务器比较各自的IP地址和/或交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX端口号的大小来选举主节点服务器和次节点服务器。

5、如权利要求3所述的动态共享连接的方法，其特征在于，所述调用主节点服务器远程接口是通过交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、EnterpriseJavaBean技术实现。

6、如权利要求4所述的动态共享连接的方法，其特征在于，选举产生主节点服务器和次节点服务器的过程如下：

A.遍历各个服务器保存的所述所有服务器的信息，判断是否已经选举出了正式的主节点服务器，如果是则选举结束，返回当前主节点；如果否，则继续以下步骤；

B.判断是否存在临时主节点服务器；

C.如果临时主节点服务器不存在，则将第一个节点作为临时主节点；

D.如果临时主节点存在且当前节点不是最后一个节点，则比较当前节点和临时主节点的IP地址和/或JMX端口号，如果当前节点IP地址比临时主节点IP地址小并且/或当前节点的JMX端口号比临时主节点的JMX端口号小，则由当前节点作为临时主节点，进入下一次循环，执行步骤A；如果临时主节点存在且当前节点是最后一个节点，则比较当前节点和临时主节点的IP地址和/或JMX端口号，如果当前节点IP地址和/或JMX端口号比临时主节点IP地址和/或JMX端口号小，则由当前节点作为正式主节点，其他节点为次节点，否则由临时主节点作为正式主节点，其他节点为次节点；

E.遍历服务器集群中的所有服务器后，选举结束，将主节点和各个次节点的信息记录到各个服务器中。

7、一种动态共享连接系统，包含服务器集群，其特征在于，所述服务器集群中的各个服务器保存集群中所有服务器信息，并进一步包括节点管理模块，各个节点管理模块共同选举产生主节点服务器和次节点服务器，次节点服务器通过主节点服务器与外部网络建立连接。

8、如权利要求7所述的动态共享连接系统，其特征在于，所述节点管理模块保存了服务器集群中的所有节点服务器的句柄。

9、如权利要求8所述的动态共享连接系统，其特征在于，所述次节点服务器上的节点管理模块获取主节点服务器上的句柄，调用主节点服务器远程接口创建连接。

10、如权利要求9所述的动态共享连接系统，其特征在于，所述调用主节点服务器远程接口是通过企业版万维网交互单元编程语言平台J2EE的Java管理扩展JMX服务实现的，或者通过J2EE的Java消息服务JMS、Enterprise JavaBean技术实现。

11、如权利要求7所述的动态共享连接系统，其特征在于，主节点服务器由IP地址最小和/或JMX端口号最小的服务器来担任。

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