CN101877631A - 服务器及其业务切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服务器及其业务切换方法，其中，服务器包括单板，单板包括：互为冗余的第一通信端口和第二通信端口；以及中央处理器CPU，用于检测第一通信端口和第二通信端口的状态；当检测到第一通信端口的状态为异常、且第二通信端口的状态为正常时，将第一通信端口的业务切换到第二通信端口。本发明有效地减少和避免了由于主板的通信端口出现故障而导致的网口服务质量下降引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

Description

服务器及其业务切换方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种服务器及其业务切换方法。

背景技术

在IPTV(Internet Protocol Television，网络电视)多媒体服务器中，由于通信量比较大，用户点播的数目也比较多，对于负责媒体存储、内容分发、以及直播码流的单板来说，一般不允许出现业务中断或者码流缺失，因而对于媒体分发等重要的单板均采用主备备份的方式，当主板出现异常，备板可以及时倒换成主板，而不至于影响到业务或者对业务只产生很少的影响。

在主备架构的单板上，发生主备倒换的原因一般有：主板复位，断电；人工戳单板的倒换按钮；软件下发倒换命令；主用单板上硬件异常如子卡松动，flash(闪存)故障等；备用单板上正常工作的网口数目占优；主用单板上对应的网口故障。在上述发生倒换的原因中，由于主用单板硬件故障和网口故障导致的网口数目占优、出现内网口丢包或者对外网口down(不可用、异常)而引发的倒换占到了发生倒换总数目的90％以上。在每次的主备倒换过程中都会存在大量的通讯与业务的迁移，主备单板间会出现大量数据的同步，这种主备板间的数据同步还是会或多或少地影响业务的传输。

图1是根据相关技术的单板后插卡的示意图。如图1所示，每个单板(具体实施时，单板可以包括前插板和后插板)上只有一排网口，这样主备两块单板之间的三个端口互成主备。主备板上的互为主备的两个网口可以具有相同的IP地址以及不同的MAC(MediaAccess Control，媒体接入控制)。当收发数据的时候，只有主用单板在处理数据，备用单板虽然接收但是不处理数据，只有切换为主用时备用单板才开始处理数据。主备单板中只要一个单板上发生硬件或者网口的异常或者丢包就会发生单板之间的主备倒换。从而需要对通讯链路和业务的数据进行迁移和同步，开销和时间都很大。

综上，相关技术的主备倒换方法由于在主板的关键硬件出现异常、特别是网口等通信端口出现故障时，会引起单板之间的频繁的主备倒换，在每次的主备倒换过程中都会进行大量的通讯业务的迁移，主备单板间会出现大量数据的同步，从而影响业务的正常传输和处理。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种服务器及其业务切换方法，以至少解决上述的由于主板的通信端口出现故障而导致的单板之间的频繁倒换的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种服务器，包括单板，单板包括：互为冗余的第一通信端口和第二通信端口；以及中央处理器CPU，用于检测第一通信端口和第二通信端口的状态；当检测到第一通信端口的状态为异常、且第二通信端口的状态为正常时，将第一通信端口的业务切换到第二通信端口。

根据本发明的另一方面，提供了一种服务器的业务切换方法，包括：检测服务器的同一单板上的互为冗余的第一通信端口和第二通信端口的状态；当检测到第一通信端口的状态为异常、且第二通信端口的状态为正常时，将第一通信端口的业务切换到第二通信端口。

通过本发明，由于在每个单板上进行冗余设计为该单板的原有的通信端口设置冗余的通信端口，在互为冗余的第一通信端口和第二通信端口中一个发生故障时可以将业务切换到另一个，从而有效地减少和避免了由于主板的通信端口出现故障而导致的网口服务质量下降引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的主备单板的网口的示意图；

图2是根据本发明实施例的服务器的示意图；

图3是根据本发明第一优选实施例的主备单板的网口的示意图；

图4是根据本发明第一优选实施例的服务器中的单板的实际应用示意图；

图5是根据本发明第二优选实施例的服务器的示意图；

图6是根据本发明实施例的服务器的业务切换方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2是根据本发明实施例的服务器的示意图，该服务器1包括单板10，该单板10包括：互为冗余的第一通信端口102和第二通信端口102′；以及中央处理器(Central Processing Unit，中央处理器)100，用于检测第一通信端口102和第二通信端口102′的状态；当检测到第一通信端口102的状态为异常(异常可以包括发生故障、丢包、和松动)、且第二通信端口102′的状态为正常时，将第一通信端口102的业务切换到第二通信端口102′。

相关技术中由于在主板的关键硬件出现异常、特别是网口等通信端口出现故障时，会引起单板之间的频繁的主备倒换，在每次的主备倒换过程中都会进行大量的通讯业务的迁移，主备单板间会出现大量数据的同步，从而影响业务的正常传输和处理。本实施例由于在每个单板上进行冗余设计为该单板的原有的通信端口设置冗余的通信端口，在互为冗余的第一通信端口和第二通信端口中一个发生故障时可以将业务切换到另一个，从而有效地减少和避免了由于主板的通信端口出现故障而导致的网口服务质量下降引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

优选地，CPU 100还用于当检测到第一通信端口102的状态为正常、且第二通信端口102′的状态为异常时，将第二通信端口102′的业务切换到第一通信端口102；当检测到第一通信端口102和第二通信端口102′的状态均为异常时，将单板10(如单板1)的业务切换到服务器1上的另一块单板10(如单板1)上。这样，仅在互为冗余的第一通信端口和第二通信端口均发生故障时，才启动传统的单板之间的主备倒换，而第一通信端口和第二通信端口同时异常的概率是非常小的，从而进一步减少了单板间主备倒换次数，进一步提高了服务器的稳定性和可靠性、以及用户体验。

其中，上述的通信端口为单板的光口/电口(即网口)。上述服务器可以是IPTV多媒体服务器。每个服务器中可以包括多个如上所述的单板10，每个单板中也可以包括多对如上所示的互为冗余的第一通信端口102和第二通信端口102′。

如图3所示，根据本发明第一优选实施例的服务器，以服务器的单板上的通信端口为网口为例，在主备单板上，每块单板都存在N对互为冗余的两个网口，如：Eth1和Eth1′、Eth2和Eth2′、......、EthN和EthN′。这样如果因为对外端口有一个发生故障的话，就不需要启用单板之间的倒换，应用程序丝毫感觉不到网口发生故障，因为协议层可以从另外一个网口进行数据的收发。如果发现本单板上的互为冗余的第一通信端口和第二通信端口均发生故障，那么此时需要启用单板之间的倒换流程。根据实际的需求，互为冗余的两个网口可以设置为具有相同的MAC也可以设置成具有不同的MAC。

如图3所示，每块单板上的网口都通过网线连接到交换机上，其中，不同的网口可以根据具体的应用情况连接到多个不同的交换机上。每个单板上设置有两列网口，第一横排上的网口Eth1、Eth2、Eth3和第二横排上的网口Eth1′、Eth2′、Eth3′分别对应组成一对冗余的网口(根据交换芯片的出线位置，主备网口可能不是完全按横排对应的)。将主用单板和备用单板上的每列的互为冗余的网口分别通过网线连接到交换机上。根据本发明第一优选实施例的服务器的业务切换方法包括以下步骤：

步骤1，CPU及硬件正常上电后，CPU检测所有的硬件(包括互为冗余的多对网口)的状态是否正常。

步骤2，CPU检测到互为冗余的第一网口(例如为Eth1)和第二网口(例如为Eth1′)的状态均正常，可以仅让第一网口和第二网口中的一个进行数据收发，也可以让第一网口和第二网口各处理一部分数据。

步骤3，CPU检测到第一网口的状态异常时，将第一网口的业务数据切换到第二网口上。当检测到第一网口的状态为正常、且第二网口的状态为异常时，将业务切换到第一网口。在这两种情况下，数据均在状态正常的网口上处理、并告警通知网口状态异常。

如图4所示，当第一网口Eth1发生故障导致链路1发生故障时，上层的应用程序还可以通过第二网口Eth1′从链路1′上收发数据；在链路1和链路1′都正常时可以根据配置选择其中一条链路收发数据；当链路1和链路1′都发生故障时，再启动单板之间的主备倒换流程。但是，两条链路(即互为冗余的第一网口Eth1和第二网口Eth1′)都发生故障的情况出现的概率极低。在整个过程中，上层的应用程序在上层收包无需关心数据包是从哪个网口传输过来的。

步骤4，CPU检测到第一网口和第二网口的状态都异常，这时业务在同一块单板上已经无法正常运行，要启动单板之间的主备倒换。

优选地，还可以为每个单板10上原有的除通信端口以外的其他关键硬件如：磁盘/flash(闪存)、交换芯片、电源、功能子卡(即提供业务功能的子卡)、网络处理器、串口控制器、可编程器件如(EPLD、FPGA)中的至少一种硬件设置冗余硬件，以提供冗余的方式来减少甚至完全解决板间倒换的问题。上述的提供冗余的方式是在一块单板上实现的关键硬件的备份。关键硬件中不包括CPU。实际实施的过程中，在做冗余设计的时候，如果对所有的关键硬件都做冗余的话，成本会非常高，所以，可以对经常出问题引起倒换的关键硬件比如通讯端口(光口/电口)、磁盘/闪存、电源、交换芯片采用冗余设计。其中，实现通讯端口的冗余成本比较低，但是带来的减少单板间的倒换次数的效果却非常好。

图5是根据本发明第二优选实施例的服务器的示意图。

优选地，如图5所示，上述的单板10还包括：互为冗余的第一磁盘/闪存104和第二磁盘/闪存104′；则CPU 100还用于检测第一磁盘/闪存104和第二磁盘/闪存104′的状态；当检测到第一磁盘/闪存104的状态为异常、且第二磁盘/闪存104′的状态为正常时，将第一磁盘/闪存104上的业务切换到第二磁盘/闪存104′；当检测到第一磁盘/闪存104的状态为正常、且第二磁盘/闪存104′的状态为异常时，将第二磁盘/闪存104′上的业务切换到第一磁盘/闪存104；当检测到第一磁盘/闪存104和第二磁盘/闪存104′的状态均为异常时，将该单板(如单板1)上的业务切换到服务器上的另一块单板(如单板2)上。这样，从而有效地减少和避免了由于主板的磁盘/闪存出现故障而引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

由于第一磁盘/闪存104和第二磁盘/闪存104′中的数据的实时同步的，当互为冗余的第一磁盘/闪存104和第二磁盘/闪存104′中的一个的状态正常而另一个的状态异常时，其他硬件还可以读或加载状态正常的磁盘/闪存中的数据。

优选地，上述的单板10还包括：互为冗余的第一交换芯片106和第二交换芯片106′；则CPU 100还用于检测第一交换芯片106和第二交换芯片106′的状态；当检测到第一交换芯片106的状态为异常、且第二交换芯片106′的状态为正常时，将第一交换芯片106上的业务切换到第二交换芯片106′；当检测到第一交换芯片106的状态为正常、且第二交换芯片106′的状态为异常时，将第二交换芯片106′上的业务切换到第一交换芯片106；当检测到第一交换芯片106和第二交换芯片106′的状态均为异常时，将单板(如为单板1)上的业务切换到服务器上的另一块单板(如为单板2)上。这样，从而有效地减少和避免了由于主板的交换芯片出现故障而导致的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

优选地，上述的单板10还包括：互为冗余的第一电源108和第二电源108′；则CPU 100还用于检测第一电源108和第二电源108′的状态；当检测到第一电源108和第二电源108′中的一个的状态为异常、且另一个的状态为正常时，仅使用状态为正常的电源；当检测到第一电源108和第二电源108′的状态均为异常时，将单板(如为单板1)上的业务切换到服务器1上的另一块单板(如为单板2)上。这样，从而有效地减少和避免了由于主板的电源出现故障而引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

优选地，上述的单板10还包括：互为冗余的第一网络处理器110和第二网络处理器110′；则CPU 100还用于检测第一网络处理器110和第二网络处理器110′的状态；当检测到第一网络处理器110的状态为异常、且第二网络处理器110′的状态为正常时，将第一网络处理器110上的业务切换到第二网络处理器110′；当检测到第一网络处理器110的状态为正常、且第二网络处理器110′的状态为异常时，将第二网络处理器110′上的业务切换到第一网络处理器110；当检测到第一网络处理器110和第二网络处理器110′的状态均为异常时，将单板(如为单板1)上的业务切换到服务器1上的另一块单板(如为单板2)上。这样，从而有效地减少和避免了由于主板的网络处理器出现故障而引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

优选地，上述的单板10还包括：互为冗余的第一功能子卡112和第二功能子卡112′；则CPU 100还用于检测第一功能子卡112和第二功能子卡112′的状态；当检测到第一功能子卡112的状态为异常、且第二功能子卡112′的状态为正常时，将第一功能子卡112上的业务切换到第二功能子卡112′；当检测到第一功能子卡112的状态为正常、且第二功能子卡112′的状态为异常时，将第二功能子卡112′上的业务切换到第一功能子卡112；当检测到第一功能子卡112和第二功能子卡112′的状态均为异常时，将单板(如为单板1)上的业务切换到服务器1上的另一块单板(单板2)上。这样，从而有效地减少和避免了由于主板的功能子卡出现故障而引起的单板之间的倒换次数，提高了服务器的稳定性和用户的体验。

上述优选实施例提供了当对单板上的关键硬件：磁盘/闪存、交换芯片、电源、网络处理器、功能子卡设置了冗余时，单板进行业务切换的具体实施方案。这些单板中的关键硬件在发生故障时同样会引起单板之间的倒换，上述优选实施例通过对这些关键硬件设置冗余，一个发生故障还可以继续使用另一个，从而进一步地减少甚至避免了由于主板上的关键硬件故障导致的主备单板之间的倒换次数，减少了单板间的通信与业务迁移的次数，可以有效地避免业务的迁移。在发生这种异常情况时，只需要在同一块单板上启动另外一块冗余的硬件就可以有效地保证业务与数据的准确与连续，这样真正做到了无缝切换，使得服务器的处理速度更快、更稳定，提高了服务器的质量与用户的体验，并能够进一步增强网络的稳定性。

另外，对于串口控制器或者可编程器件如(EPLD、FPGA)显然也可以如上述设置冗余的硬件，具体的切换方法同上述的交换芯片等类似，这里不再赘述。

在实际实施的过程中，CPU(可以是多核的)除需负责单板上的所有硬件的挂载、卸载与管理控制之外，还可以在其上运行一个软件(可称为软件控制模块)。该软件是运行在CPU上的应用软件，主要负责对实现冗余的关键硬件进行管理，即主要负责：检测冗余的关键硬件的状态、冗余的硬件在不同的状态下的逻辑处理、和冗余硬件的切换。也就是说，CPU的检测冗余硬件的工作状态、以及冗余硬件之间的业务切换功能均是由运行在CPU上的该软件控制模块来实现的。CPU与其他硬件之间可以通过PCI总线进行数据交换与通讯。显然，也可以在CPU上增加相应的硬件来实现该软件控制模块的功能。

图6是根据本发明实施例的服务器的业务切换方法，包括以下步骤：

步骤S602，检测服务器的同一单板上的互为冗余的第一通信端口和第二通信端口的状态；

步骤S604，当检测到第一通信端口的状态为异常、且第二通信端口的状态为正常时，将第一通信端口的业务切换到第二通信端口。

优选地，在上述的方法中，还包括：当检测到第一通信端口的状态为正常、且第二通信端口的状态为异常时，将第二通信端口的业务切换到第一通信端口。

优选地，在上述的方法中，还包括：当检测到第一通信端口和第二通信端口的状态均为异常时，将单板的业务切换到服务器上的另一块单板上。

此外，还可以检测同一单板上的互为冗余的其他关键硬件(如电源、交换芯片等)的状态，在检测到互为冗余的关键硬件中的一个的状态为正常而另一个为异常时，将业务切换到状态正常的关键硬件上进行处理；当检测到互为冗余的关键硬件的状态均为异常时，才启动传统的单板间的倒换，即将该单板上的业务切换到服务器上的另一个单板上。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

(1)能够减少由于主板的关键硬件出现异常、特别是网口出现故障而导致的网口服务质量下降引起的单板间的倒换次数，提高了服务器的稳定性；

(2)使用本发明的冗余设计，在网口发生故障、丢包、松动，或者其他关键硬件发生故障时，只要在软件上切换到另外一个冗余的硬件即可，从很大程度上避免了单板之间的主备倒换，上层软件无需关心是单板是工作在哪一块硬件上。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种服务器，其特征在于，包括单板，所述单板包括：

互为冗余的第一通信端口和第二通信端口；

中央处理器CPU，用于检测所述第一通信端口和所述第二通信端口的状态；当检测到所述第一通信端口的状态为异常、且所述第二通信端口的状态为正常时，将所述第一通信端口的业务切换到所述第二通信端口。

2.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述CPU还用于当检测到所述第一通信端口的状态为正常、且所述第二通信端口的状态为异常时，将所述第二通信端口的业务切换到所述第一通信端口；当检测到所述第一通信端口和所述第二通信端口的状态均为异常时，将所述单板的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

3.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，所述单板还包括：

互为冗余的第一磁盘/闪存和第二磁盘/闪存；

所述CPU还用于检测所述第一磁盘/闪存和所述第二磁盘/闪存的状态；当检测到所述第一磁盘/闪存的状态为异常、且所述第二磁盘/闪存的状态为正常时，将所述第一磁盘/闪存上的业务切换到所述第二磁盘/闪存；当检测到所述第一磁盘/闪存的状态为正常、且所述第二磁盘/闪存的状态为异常时，将所述第二磁盘/闪存上的业务切换到所述第一磁盘/闪存；当检测到所述第一磁盘/闪存和所述第二磁盘/闪存的状态均为异常时，将所述单板上的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

4.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，所述单板还包括：

互为冗余的第一交换芯片和第二交换芯片；

所述CPU还用于检测所述第一交换芯片和所述第二交换芯片的状态；当检测到所述第一交换芯片的状态为异常、且所述第二交换芯片的状态为正常时，将所述第一交换芯片上的业务切换到所述第二交换芯片；当检测到所述第一交换芯片的状态为正常、且所述第二交换芯片的状态为异常时，将所述第二交换芯片上的业务切换到所述第一交换芯片；当检测到所述第一交换芯片和所述第二交换芯片的状态均为异常时，将所述单板上的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

5.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，所述单板还包括：

互为冗余的第一电源和第二电源；

所述CPU还用于检测所述第一电源和所述第二电源的状态；当检测到所述第一电源和所述第二电源中的一个的状态为异常、且另一个的状态为正常时，仅使用状态为正常的电源；当检测到所述第一电源和所述第二电源的状态均为异常时，将所述单板上的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

6.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，所述单板还包括：

互为冗余的第一网络处理器和第二网络处理器；

所述CPU还用于检测所述第一网络处理器和所述第二网络处理器的状态；当检测到所述第一网络处理器的状态为异常、且所述第二网络处理器的状态为正常时，将所述第一网络处理器上的业务切换到所述第二网络处理器；当检测到所述第一网络处理器的状态为正常、且所述第二网络处理器的状态为异常时，将所述第二网络处理器上的业务切换到所述第一网络处理器；当检测到所述第一网络处理器和所述第二网络处理器的状态均为异常时，将所述单板上的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

7.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，所述单板还包括：

互为冗余的第一功能子卡和第二功能子卡；

所述CPU还用于检测所述第一功能子卡和所述第二功能子卡的状态；当检测到所述第一功能子卡的状态为异常、且所述第二功能子卡的状态为正常时，将所述第一功能子卡上的业务切换到所述第二功能子卡；当检测到所述第一功能子卡的状态为正常、且所述第二功能子卡的状态为异常时，将所述第二功能子卡上的业务切换到所述第一功能子卡；当检测到所述第一功能子卡和所述第二功能子卡的状态均为异常时，将所述单板上的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

8.一种服务器的业务切换方法，其特征在于，包括：

检测所述服务器的同一单板上的互为冗余的第一通信端口和第二通信端口的状态；

当检测到所述第一通信端口的状态为异常、且所述第二通信端口的状态为正常时，将所述第一通信端口的业务切换到所述第二通信端口。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

当检测到所述第一通信端口的状态为正常、且所述第二通信端口的状态为异常时，将所述第二通信端口的业务切换到所述第一通信端口。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

当检测到所述第一通信端口和所述第二通信端口的状态均为异常时，将所述单板的业务切换到所述服务器上的另一块单板上。

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