CN101739317B

CN101739317B - 双机软冗余系统切换方法

Info

Publication number: CN101739317B
Application number: CN2009102012248A
Authority: CN
Inventors: 袁亚军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: CN101739317A

Abstract

本发明公开了一种双机软冗余系统切换方法，包括主机、备机和IO模块，所述主机和备机软硬件配置相同，其中，所述方法包括如下步骤：(a)将主机、备机和IO模块通过总线相连；(b)主机发送请求和响应，并接受处理数据；备机监听总线，仅接受处理数据；(c)若备机发现在一定时间内总线上无数据，则转为主机发送请求和响应。本发明提供的双机软冗余系统切换方法，不需要定时同步数据，且能保证可靠切换，有效避免无主机或双主机故障。

Description

双机软冗余系统切换方法

技术领域

本发明涉及一种双机冗余系统切换方法，尤其涉及一种双机软冗余系统切换方法。

背景技术

冗余技术是计算机系统可靠性设计中常用的一种技术，是提高计算机系统可靠性的最有效方法，同时也是鉴别各类计算机控制系统好坏的标志之一。特别在工业自动化系统中，为了使系统长期稳定可靠地运行，常组建冗余系统。冗余的分类方式很多。目前，采用的双机冗余方式分为两种，即软冗余系统和硬冗余系统。

图1是现有双机硬冗余系统示意图。请参见图1，主机1和备机2通过检测切换模块3相连，硬冗余的可靠性高，但构建系统成本也较高。因此软冗余是一种综合考虑提高可靠性和降低成本的折中方案。软冗余系统就是通过软件模块控制主机备机的切换，一般来说，双机需要定时同步数据，切换时主备机需要互相通知确认，因此，切换可靠性和实时性不如硬冗余系统。比如，定时同步数据影响系统的实时性；主机发生致命故障后无法通知备机切换；切换请求响应包丢失导致无主机故障或双主机故障等等。目前，虽然软冗余系统已经在污水处理、冶金、化工等控制工程中得到了普遍应用，但对于软冗余的性能，仍缺乏系统的研究，对软冗余系统可靠性和实时性的改进一直是本领域技术人员持续改进的技术热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双机软冗余系统切换方法，不需要定时同步数据，且能保证可靠切换，有效避免无主机或双主机故障。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种双机软冗余系统切换方法，包括主机、备机和IO模块，所述主机和备机软硬件配置相同，其中，所述方法包括如下步骤：(a)将主机、备机和IO模块通过总线相连；(b)主机发送请求和响应，并接受处理数据；备机监听总线，仅接受处理数据；(c)若备机发现在一定时间内总线上无数据，则转为主机发送请求和响应。

上述的切换方法，其中，若主机发现重复的响应包则暂停发送请求和响应，暂停后若总线上的数据包恢复正常，则转为备机。

上述的切换方法，其中，若主机发生故障，向备机发送切换请求，备机收到切换请求则转为主机并回复切换成功，主机收到切换成功的响应后转为备机。

上述的切换方法，其中，若主机向备机发送切换请求没有收到切换成功的响应则进入单机工作模式。

上述的切换方法，其中，复位或重启后的备机向主机发送初始化请求，主机收到初始化请求后向备机同步数据。

上述的切换方法，其中，所述双机一个预设为主机模式，另一个预设为备机模式，复位或重启后的双机先按照预设模式工作。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的双机软冗余系统切换方法，由于备机实时接受处理数据，因此主机备机不需要定时同步数据。同时，本发明的备机通过监听总线数据确定是否切换成主机，能保证可靠切换，有效避免无主机故障。此外，本发明的主机若发现重复的响应包则暂停发送请求和响应，暂停后若总线上的数据包恢复正常，则转为备机，避免双主机故障，进一步提供系统切换的可靠性。

附图说明

图1是现有双机硬冗余系统示意图；

图2是本发明使用的双机软冗余系统示意图；

图3是本发明软冗余切换流程图。

图中：

1主机 2备机

3检测切换模块 4总线

5IO模块

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2是本发明使用的双机软冗余系统示意图。

请参见图2，本发明使用的双机软冗余系统包括主机1、备机2和IO模块5，所述主机和备机软硬件配置相同，主机1、备机2和IO模块5通过总线4相连。总线4可以是常用的各种现场总线，目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI(ActraturSensorInterface)，MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80％左右的市场。

图3是本发明软冗余切换流程图。

请参见图3，本发明提供的切换方法包括如下步骤：

首先，将主机1、备机2和IO模块5通过总线4相连，主机1和备机2同时接受处理来自总线，即IO模块5的数据，也就是说主机1和备机2的数据状态自动保持同步。

如果总线4在一定时间内无数据，备机2发现后，则转为主机发送请求和响应，完成备机到主机的转换，由于备机2一直在接受处理数据，因此不需要同步数据即可转成主机正常运行。本方法和现在常用的主备通知切换的方法相比，能够保证备机可靠切换成主机，避免出现无主机现象。如现有的主备通知切换的方法，当主机发生致命故障时，常无法发送切换请求，导致备机无法切换成主机。

双机软冗余系统切换过程中常会出现双主现象，即双机同时工作在主机模式。为了解决该问题，本发明提供的切换方法，若主机1发现重复数据包则暂停发送请求和响应，暂停后若总线4上的数据包恢复正常，则转为备机。当然主机在上述情况下也可直接转为备机，假如出现无主机现象，该机在一定时间内发现总线无数据后又会切换成主机。

当然，本发明提供的切换方法，若主机发生故障，也可以主动向备机发送切换请求，备机收到切换请求则转为主机并回复切换成功，主机收到切换成功的响应后转为备机。上述的主动切换，由于不需要在切换前同步数据，因此可以减少切换时间。当主机向备机发送切换请求没有收到切换成功的响应则进入单机工作模式，继续以主机模式工作，保证系统不停止工作，同时系统报警，提醒用户启动或修复备机。

本发明提供的切换方法，备机实时监听处理数据，主备机不需要定时同步数据，但是当备机复位或重启后，备机上的数据可能和主机上的数据不同步。为保证切换后的备机能正常工作，复位或重启后的备机2可以向主机1发送初始化请求，主机收到初始化请求后向备机同步数据。

本发明提供的切换方法，双机通过监听总线选择主备机工作模式，当双机同时复位或重启时，双机竞争主备机工作模式。为了避免双机同时复位或重启时竞争总线，可以将双机一个预设为主机模式，另一个预设为备机模式，复位或重启后的双机先按照预设模式工作。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种双机软冗余系统切换方法，包括主机、备机和IO模块，所述主机和备机软硬件配置相同，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(a)将主机、备机和IO模块通过总线相连；

(b)主机发送请求和响应，并接受处理来自IO模块的数据；备机监听总线，仅接受处理来自IO模块的数据；

(c)若备机发现在一定时间内总线上无数据，则转为主机发送请求和响应。

2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，若主机发现重复的响应包则暂停发送请求和响应，暂停后若总线上的数据包恢复正常，则转为备机。

3.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，若主机发生故障，向备机发送切换请求，备机收到切换请求则转为主机并回复切换成功，主机收到切换成功的响应后转为备机。

4.根据权利要求3所述的切换方法，其特征在于，若主机向备机发送切换请求后没有收到切换成功的响应则进入单机工作模式。

5.根据权利要求1至4所述的任一项切换方法，其特征在于，复位或重启后的备机向主机发送初始化请求，主机收到初始化请求后向备机同步数据。

6.根据权利要求1至4所述的任一项切换方法，其特征在于，所述双机一个预设为主机模式，另一个预设为备机模式，复位或重启后的双机先按照预设模式工作。