CN101778135A - 一种农村综合信息平台的服务器系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

一种农村综合信息平台的服务器系统，属于计算机技术领域。由负载均衡器、一级和二级服务器池构成，负载均衡器包括用户ID区域信息表和区域定位模块；一级服务器池包括公共信息服务器组和区域信息服务器组，其中服务器通过局域网相互连接；二级服务器池包括区域农村信息网站，二级服务器池里的服务器通过广域网相互连接；负载均衡器经互联网与一级服务器池相互连接，一级服务器池通过互联网与二级服务器池相互连接；用户经互联网连接到农村综合信息平台的服务器系统的负载均衡器上。本发明克服了现有网站服务缺少地域针对性、用户体验差、页面杂乱等缺点，用区域负载均衡算法、两级故障检测和处理机制，提供高可用的、权威的、简明的信息服务。

Description

一种农村综合信息平台的服务器系统及其运行方法

所属技术领域

本发明涉及一种农村综合信息服务平台的服务器系统及其运行方法，属于计算机技术领域。

背景技术

随着农村生产力的不断进步和科学技术的发展，农村对于农业种植技术、农产品行情、国家法律、国家政策等信息的需求正越来越广泛。同时，农民也需要把自己的信息传播出去，让世界了解自己，推广农业产品、农业。农村要发展、农业要进步、农民要增收，都离不开有效可靠的农村综合信息服务平台。农村信息化建设在农村经济社会建设中正发挥着越来越重要的作用。为了把中国农村与农村之外的世界联系起来，中国的各个地区逐步建立起关于农村、农业、农民的网站。这些网站提供专门针对农村地区的信息，例如中国农业信息网、山东农业信息网提供关于农业政策、养殖、种植等方面的信息，它们采用单服务器或者集群服务器的方式通过对用户请求的调度在一定程度上满足了农民的信息需求。然而，农村对于信息的需求不断增长，需求种类多样，目前的农业网站不能很好地为农民服务，它们主要缺点有：系统运行慢，不能及时处理用户请求，导致用户长时间等待，大大降低了服务质量；用户体验差，而农村地区的用户文化素质较低，无法有效地获取信息；网站数量较多，农民无法记住这些网站，也无法判别这些网站的质量；信息服务不具有区域性，农民获得的冗余信息多；对用户请求的调度没有考虑用户来自不同的地域。例如专利一种集群服务器的动态负载均衡方法(申请号：03118665.3，公开号：CN391434393)、基于网络存储和可扩展体系结构的服务器系统和方法(申请号：02103274.2，公开号：CN1444149)等所述即属于此列。相互分离的、独立的地区性网站难以满足农民日益增长的信息需求，整合各地区网站内容十分必要。

中国农村地域广阔，农民人口众多，农业种类广泛，因此，面向农村的信息服务平台的服务器系统需要满足五个特点。一是可扩展性，中国农村网民数量日益增多，访问农村信息服务平台的次数会爆炸式增长，因此，需要建立可以扩展的信息服务平台来满足不断增长的访问需求。二是高可用性，信息服务平台需要提供每星期7天、每天24小时的服务，尤其是电子商务服务，任何服务中断和关键性数据的丢失都会造成直接的经济损失。三是高性能，农村信息服务平台越来越多地使用动态网页、提供越来越多的内容，这就要求服务器有越来越高的处理性能。四是信息地域化，中国农村分布广泛，种植的农作物种类繁多，对信息服务平台的信息需求也不相同，农村信息服务平台需要根据不同地区的农民提供有针对性的信息服务。五是简单易用，中国农村教育水平较低，许多农民还不会进行相对复杂的上网操作，因此，信息服务平台需要提供一个简单易用的界面，农民只需要简单操作，就可以获得简洁、明了的实用信息。

随着计算机网络技术的发展，集群技术大量应用在大型网站上面。运用集群技术可以将分散的计算资源节点连接起来完成原来单独节点难以高质量、高速度完成的任务，使得有多个独立计算机组成的松耦合的集群系统构成一个虚拟服务器，也就是集群服务器。集群服务器是一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统，并以单一系统的模式加以管理。此单一系统为用户提供高可靠性的服务，构成了信息服务系统的硬件平台。集群服务有三个特点。一是高可用性，利用集群管理软件，集群之中的某一台服务器出现故障时，另一台服务器自动、及时接管该服务器的工作，以实现对用户的不间断服务。二是高性能，可以充分利用集群的每一台服务器处理大量计算任务。三是负载平衡，即把用户请求根据某种负载调度算法合理地分配到集群中的每一台计算机上面，确保集群的每一台服务器在其可以承受的负载压力之下工作。

集群系统一般采用三层结构，其主要组成部分为：1、负载均衡器，它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求调度到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址(我们可称之为虚拟IP地址)上的。2、服务器池，是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。3、存储区域，它为整个集群提供存储服务，使得服务器池可以拥有相同的内容，提供相同的服务。

集群系统应用到农村信息综合服务平台的服务器系统实现上面，需要考虑农村的区域分布特点、农业种植的多样性特点以及农民文化水平相对较低等现实情况。但是，目前的集群系统负载均衡器的调度算法没有考虑到来自不同区域的农民对农业信息有不同的需求，服务器池也没有针对不同的区域进行划分，存储区域也没有考虑到对不同农业网站的信息整合。

发明内容

针对现有的农业网站数量繁多、质量不佳以及信息服务缺少针对性等缺点，本发明提供了一种整合现有网站资源，并提供高质量服务的农村综合信息平台的服务器系统及其运行方法。

本发明所涉及的农村综合信息平台服务器系统是改进了的高可用集群和负载均衡集群，它主要包括三层架构，如图1所示，其主要组成部分为：(1)负载均衡器，(2)一级服务器池，(3)二级服务器池。

本发明的技术方案如下：

一种农村综合信息平台的服务器系统，由负载均衡器、一级服务器池、二级服务器池构成，其特征在于负载均衡器包括用户ID区域信息表和区域定位模块；一级服务器池包括由服务器组成的公共信息服务器组和区域信息服务器组，其中服务器通过局域网相互连接；二级服务器池包括由服务器组成的区域农村信息网站，二级服务器池里面的服务器通过广域网相互连接；负载均衡器通过互联网(Internet)与一级服务器池相互连接，一级服务器池通过互联网(Internet)与二级服务器池相互连接；用户通过互联网(Internet)连接到农村综合信息平台的服务器系统的负载均衡器上。

一种上述信息平台的服务器系统的运行方法，步骤如下：

(1)用户访问服务器系统，先输入服务器系统的IP地址；用户请求首先经过负载均衡器把用户的请求调度给一级服务器池；负载均衡器中存储用户ID区域信息表和区域定位模块，区域信息表保存记录了用户的ID号以及用户区域信息，区域定位模块负责根据用户ID号从区域信息表中找到对应的用户区域，(用户ID号是用户的唯一标志，用户访问农村综合信息服务平台系统时，会自动提供用户ID号。)负载均衡器根据区域信息表和区域定位模块判断该把用户请求调度给一级服务器池的哪一个服务器组，然后再按照负载调度算法从服务器组中选取一台服务器处理用户请求；

(2)用户请求被负载均衡器调度给一级服务器池，一级服务器池中的公共信息服务器组提供针对农村的公共信息服务，(例如国家法律、国家政策、全国农产品价格行情等。)区域信息服务器组按照所服务的区域的不同分为若干服务器小组，每个服务器小组为来自相应区域的用户提供服务；一级服务器池接收到负载均衡器调度过来的请求之后，对请求进行处理，为用户提供信息服务；如果用户需要公共信息服务，那么一级服务器池的公共信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要区域化信息服务，那么一级服务器池的区域信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要的信息在一级服务器池之中不存在，那么一级服务器池将请求调度给二级服务器池；

(3)二级服务器池负责处理来自一级服务器池的请求，二级服务器池定期将有价值的信息上报给一级服务器池；二级服务器池也接受一级服务器池调度过来的请求，处理请求之后，将响应结果直接发送给用户；

(4)负载均衡器、一级服务器池、二级服务器池配置有两级故障检测和处理机制，具体包括负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理、一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理：

负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理：负载均衡器检测一级服务器池中的每一台服务器是否处于工作状态，如果检测到该服务器工作正常，那么负载均衡器将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器处于异常状态，那么负载均衡器将该服务器屏蔽掉，将用户请求调度到其他服务器上面处理，同时通知管理员处理该服务器的故障；

一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理：一级服务器池的服务器负责检测二级服务器池中每一台服务器的工作状态，如果检测到该服务器正常工作，那么一级服务器池能够获取该服务器的有价值信息，或将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器出现故障，那么一级服务器池的服务器将该服务器屏蔽掉，不再从该服务器获取信息，或者将用户请求调度到其他服务器上面处理。

本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统运行方法是高可用集群和负载均衡集群的结合。高可用集群的目的是在系统出现故障时仍能继续对外提供服务。它的设计思想就是最大限度地减少服务中断时间，这类集群致力于提供高度可靠的服务，是指以减少服务中断时间为目的的服务器集群技术。负载均衡集群技术就是带均衡算法的服务器集群，目的是提供和节点个数成正比的负载能力。负载均衡集群通过在系统节点之间合理分配工作负载来提高系统的总体性能，如减少系统的平均响应时间等。负载均衡集群建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽，增加吞吐量，提高数据处理能力，同时又可以避免单点故障。将高可用集群和负载均衡集群的结合起来就可以满足农村综合信息服务平台的可扩展性、高可用性、高性能等三个特点。为了进一步满足农村综合信息服务平台的信息区域化、简单易用这两个特点，我们还需要对集群系统做相应改进。

负载均衡器，它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求按照某种调度算法调度到一组服务器上执行。

一级服务器池如图2所示，该服务器池包含若干台服务器，这些服务器分为两类，分别为属于公共信息服务器组和区域信息服务器组。公共信息服务器组提供针对农村的公共信息服务，例如国家法律、国家政策、全国农产品价格行情等。区域信息服务器组按照所服务的区域的不同分为若干服务器小组，每个服务器小组为来自相应区域的用户提供服务。区域信息服务器组的信息来源为二级服务器池。区域信息服务器组定期从二级服务器池中获取有价值的信息。一级服务器池也可以将调度给自己的用户请求再交给二级服务器池处理。二级服务器池中的某台服务器接受请求，处理请求之后，将响应结果直接发送给用户。

二级服务器池，是指由现有的各地区的农村信息网站构成的服务器池，二级服务器池定期将有价值的信息上报给二级服务器池。二级服务器池也可以接受一级服务器池调度过来的请求，处理请求之后，将响应结果直接发送给用户。

本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统采用改进的Linux Virtual Server(LVS)集群系统。LVS是Linux服务器集群软件项目，该项目提出了基于IP层和基于内容请求的负载均衡解决方法，并在Linux内核中实现了这些方法，将一组服务器构成一个具有高可用性的、具有负载均衡功能的服务器集群系统。LVS中实现负载均衡的技术有三种：基于网络地址转换的负载均衡，基于IP隧道的负载均衡，基于直接路由的负载均衡。LVS中采用八种调度算法：轮转调度，加权轮转调度，最少链接调度，加权最少链接调度，基于局部性的最少链接调度，带复制的基于局部性最少链接调度，目标地址散列调度，源地址散列调度。

本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统采用基于IP隧道的负载均衡。在农村综合信息服务平台系统中，所有用户的访问请求都是需要经过负载均衡器调度的。当负载均衡器接收到请求报文后，根据各服务器的负载情况，动态地选择一台服务器，将请求报文封装在另一个IP报文中，再将封装后的IP报文转发给选出的服务器。服务器收到报文后，现将报文解封获得原来的报文，处理这个报文请求，然后将响应报文直接发送给用户。这样，服务器响应客户的报文不经过负载均衡器直接返回给用户，大幅度降低了负载均衡器的工作量。同时，这种方法可以将位于不同地理位置的服务器纳入同一个集群系统之中，满足了农村综合信息服务平台系统整合不同区域农业信息网站的需求。

目前的LVS集群系统的八种调度算法都没有考虑用户来自不同的区域。在农村综合信息服务平台系统的采用改进的调度算法，需要结合用户的区域信息进行调度。在负载均衡器中设置一个区域信息表和区域定位模块，区域信息表保存记录了用户的ID号以及用户区域信息，区域定位模块负责根据用户ID号从区域信息表中找到对应的用户区域。用户ID号是用户的唯一标志，用户访问农村综合信息服务平台系统时，会自动提供用户ID号。当用户访问农村综合信息服务平台系统的时候，用户请求首先要经过负载均衡器，负载均衡器根据用户ID号，判断应该把用户请求调度给一级服务器池的哪一个服务器组，然后再按照八种算法的某一种算法从服务器组中选取一台服务器处理用户请求。我们可以将上述算法称为为基于区域的负载均衡算法。

本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统包含两级故障检测和处理机制。故障检测和处理机制是为了实现安全可靠的系统设计的，检测机制检测到系统上的故障，如服务器掉电、服务器硬件故障、网络故障等，然后进行系统的故障处理。两级故障检测和处理机制包括负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理、一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理。

负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理是指，负载均衡器负责检测一级服务器池中的每一台服务器是否处于工作状态。如果检测到该服务器工作正常，那么负载均衡器可以将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器处于异常状态，那么负载均衡器将该服务器屏蔽掉，将用户请求调度到其他服务器上面处理，同时通知管理员处理该服务器的故障。

一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理是指，一级服务器池的服务器负责检测二级服务器池中每一台服务器的工作状态。如果检测到该服务器正常工作，那么一级服务器池可以获取该服务器的有价值信息，或者可以将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器出现故障，那么一级服务器池的服务器将该服务器屏蔽掉，不再从该服务器获取信息，或者将用户请求调度到其他服务器上面处理。

用户访问本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统的流程如图4所示。用户通过Internet访问农村综合信息平台的服务器系统，请求首先经过负载均衡器，负载均衡器按照区域负载均衡算法将用户请求调度到一级服务器池中的某一个服务器中，由该服务器提供服务。如果一级服务器池中存储了用户请求的信息，那么一级服务器池的服务器处理请求直接将结果通过Internet返回给用户；如果以及服务器池中没有符合用户请求的信息，那么一级服务器池向二级服务器池发送请求，从二级服务器池中获取符合要求的信息，然后整理信息通过Internet返回给用户，或者，一级服务器池把用户请求发送给二级服务器池，二级服务器池的服务器处理用户请求，然后将结果通过Internet发送给用户。

本发明的优点：本发明克服了目前针对农村的信息网站服务缺少地域针对性、用户体验较差、页面杂乱等缺点，在有效整合现有网络资源的基础上使用区域负载均衡算法、两级故障检测和处理机制，从而提供高可用的、权威的、简明的信息服务。来自农村的用户只需要登录本发明所涉及的农村综合信息平台的服务器系统，就可以获得公共信息服务和针对本地区的农业信息服务。

附图说明

图1是本发明的农村综合信息平台的服务器系统示意图。

其中：1、用户，2、负载均衡器，3、一级服务器池，4、二级服务器池，5、公共信息服务器组，6、区域农村信息网站，7、区域信息服务器组，A区域信息服务器小组，8、互联网(Internet)。

图2是图1所示的信息平台的服务器系统的运行方法的流程图，其中(1)-(4)为其步骤。

具体实施方式

实施例1：

一种农村综合信息平台的服务器系统，如图1所示，由负载均衡器2、一级服务器池3、二级服务器池3构成，其特征在于负载均衡器2包括用户ID区域信息表和区域定位模块；一级服务器池3包括由服务器组成的公共信息服务器组5和区域信息服务器组7，其中服务器通过局域网相互连接；二级服务器池4包括由服务器组成的区域农村信息网站6，二级服务器池4里面的服务器通过广域网相互连接；负载均衡器通过互联网(Internet)与一级服务器池3相互连接，一级服务器池3通过互联网(Internet)与二级服务器池相互连接；用户1通过互联网(Internet)连接到农村综合信息平台的服务器系统的负载均衡器2上。

实施例2：

一种上述信息平台的服务器系统的运行方法，如图2所示，步骤如下：

(1)用户访问服务器系统，先输入服务器系统的IP地址；用户请求首先经过负载均衡器把用户的请求调度给一级服务器池；负载均衡器中存储用户ID区域信息表和区域定位模块，区域信息表保存记录了用户的ID号以及用户区域信息，区域定位模块负责根据用户ID号从区域信息表中找到对应的用户区域，(用户ID号是用户的唯一标志，用户访问农村综合信息服务平台系统时，会自动提供用户ID号。)负载均衡器根据区域信息表和区域定位模块判断该把用户请求调度给一级服务器池的哪一个服务器组，然后再按照负载调度算法从服务器组中选取一台服务器处理用户请求；

(2)用户请求被负载均衡器调度给一级服务器池，一级服务器池中的公共信息服务器组提供针对农村的公共信息服务，(例如国家法律、国家政策、全国农产品价格行情等。)区域信息服务器组按照所服务的区域的不同分为若干服务器小组，每个服务器小组为来自相应区域的用户提供服务；一级服务器池接收到负载均衡器调度过来的请求之后，对请求进行处理，为用户提供信息服务；如果用户需要公共信息服务，那么一级服务器池的公共信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要区域化信息服务，那么一级服务器池的区域信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要的信息在一级服务器池之中不存在，那么一级服务器池将请求调度给二级服务器池；

(3)二级服务器池负责处理来自一级服务器池的请求，二级服务器池定期将有价值的信息上报给一级服务器池；二级服务器池也接受一级服务器池调度过来的请求，处理请求之后，将响应结果直接发送给用户；

(4)负载均衡器、一级服务器池、二级服务器池配置有两级故障检测和处理机制，具体包括负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理、一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理：

负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理：负载均衡器检测一级服务器池中的每一台服务器是否处于工作状态，如果检测到该服务器工作正常，那么负载均衡器将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器处于异常状态，那么负载均衡器将该服务器屏蔽掉，将用户请求调度到其他服务器上面处理，同时通知管理员处理该服务器的故障；

一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理：一级服务器池的服务器负责检测二级服务器池中每一台服务器的工作状态，如果检测到该服务器正常工作，那么一级服务器池能够获取该服务器的有价值信息，或将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器出现故障，那么一级服务器池的服务器将该服务器屏蔽掉，不再从该服务器获取信息，或者将用户请求调度到其他服务器上面处理。

Claims (2)

1.一种农村综合信息平台的服务器系统，由负载均衡器、一级服务器池、二级服务器池构成，其特征在于负载均衡器包括用户ID区域信息表和区域定位模块；一级服务器池包括由服务器组成的公共信息服务器组和区域信息服务器组，其中服务器通过局域网相互连接；二级服务器池包括由服务器组成的区域农村信息网站，二级服务器池里面的服务器通过广域网相互连接；负载均衡器通过互联网与一级服务器池相互连接，一级服务器池通过互联网与二级服务器池相互连接；用户通过互联网连接到农村综合信息平台的服务器系统的负载均衡器上。

2.一种权利要求1所述信息平台的服务器系统的运行方法，步骤如下：

(1)用户访问服务器系统，先输入服务器系统的IP地址；用户请求首先经过负载均衡器把用户的请求调度给一级服务器池；负载均衡器中存储用户ID区域信息表和区域定位模块，区域信息表保存记录了用户的ID号以及用户区域信息，区域定位模块负责根据用户ID号从区域信息表中找到对应的用户区域，负载均衡器根据区域信息表和区域定位模块判断该把用户请求调度给一级服务器池的哪一个服务器组，然后再按照负载调度算法从服务器组中选取一台服务器处理用户请求；

(2)用户请求被负载均衡器调度给一级服务器池，一级服务器池中的公共信息服务器组提供针对农村的公共信息服务，区域信息服务器组按照所服务的区域的不同分为若干服务器小组，每个服务器小组为来自相应区域的用户提供服务；一级服务器池接收到负载均衡器调度过来的请求之后，对请求进行处理，为用户提供信息服务；如果用户需要公共信息服务，那么一级服务器池的公共信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要区域化信息服务，那么一级服务器池的区域信息服务器组会把数据直接经过Internet返回给用户；如果用户需要的信息在一级服务器池之中不存在，那么一级服务器池将请求调度给二级服务器池；

(3)二级服务器池负责处理来自一级服务器池的请求，二级服务器池定期将有价值的信息上报给一级服务器池；二级服务器池也接受一级服务器池调度过来的请求，处理请求之后，将响应结果直接发送给用户；

(4)负载均衡器、一级服务器池、二级服务器池配置有两级故障检测和处理机制，具体包括负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理、一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理：

负载均衡器对一级服务器池的故障检测和处理：负载均衡器检测一级服务器池中的每一台服务器是否处于工作状态，如果检测到该服务器工作正常，那么负载均衡器将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器处于异常状态，那么负载均衡器将该服务器屏蔽掉，将用户请求调度到其他服务器上面处理，同时通知管理员处理该服务器的故障；

一级服务器池对二级服务器池的故障检测和处理一级服务器池的服务器负责检测二级服务器池中每一台服务器的工作状态，如果检测到该服务器正常工作，那么一级服务器池能够获取该服务器的有价值信息，或将用户请求调度给该服务器；如果检测到该服务器出现故障，那么一级服务器池的服务器将该服务器屏蔽掉，不再从该服务器获取信息，或者将用户请求调度到其他服务器上面处理。

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