CN102708027B - 一种避免通信设备运行中断的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避免通信设备运行中断的方法及系统，所述通信设备包括一块或多块单板，该方法包括：在单板上运行嵌入式虚拟化平台；在嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台(N大于1)虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；在主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行。本发明能够在不增加通信设备的体积和硬件成本的前提下，在设备内部对软件系统形成多重备份，确保在通信设备出现软件运行故障时，能够切换到备用软件系统上继续运行，保证通信设备运行不中断。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式领域和通信领域，尤其涉及的是一种避免通信设备运行中断的方法及系统。
背景技术
现在的通信设备一般都是嵌入式设备，经过统计发现，通信设备运行不正常在很多时候是由于软件运行故障(操作系统或应用软件出现故障)。当通信设备内的某单板工作在单机模式时，一旦出现软件运行故障，则通常采用重启该单板或整个通信设备的方式恢复通信，由于重启操作耗时较长(分钟级)，因此导致长时间的通信中断，在一些对运行可靠性要求较高的场合，这种长时间的通信中断是不能允许的。但是，如果将通信设备中的单板配置为双机热备方式(两块单板，其中一块单板为主用板，另一块单板为备用板，在系统正常情况下，由主用板提供服务，当主用板出现异常不能提供服务时，由备用板接管主用板的工作继续支持服务，保证通信系统不间断的运行)，则由于新增了冗余的硬件装置而增加了通信设备的体积和成本。
随着嵌入式领域的快速发展，虚拟化技术正在进入嵌入式领域。虚拟化是指计算机软件在一个虚拟的平台上而不是真实的基础上运行。嵌入式虚拟化在裸机上运行一个虚拟化平台，在该虚拟化平台创建的一个或多个虚拟机上运行软件如同运行于真正的硬件之上。其中，虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。如图1所示，一些设备软件优化商已经推出了应用于嵌入式系统的虚拟化平台，比如风和虚拟化平台，能够支持各种不同的处理器架构，基于单核/多核CPU，在其上运行Linux，windows及Vxworks等操作系统。嵌入式虚拟化技术能够实现在同一硬件平台上运行多个操作系统，这一优势为进一步提升嵌入式设备的性能提供了可能。
因此，如何在保证通信设备运行不中断的同时又不增加通信设备的体积和硬件成本是需要解决的技术问题，现有技术中缺乏相关的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种避免通信设备运行中断的方法及系统，在保证通信设备运行不中断的同时又不增加通信设备的体积和硬件成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种避免通信设备运行中断的方法，所述通信设备包括一块或多块单板，该方法包括：
在单板上运行嵌入式虚拟化平台；在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行。
进一步地，所述创建N台虚拟机，包括：根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
进一步地，所述创建备用虚拟机，包括；
当创建的备用虚拟机的数量为一台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在双机热备模式；当创建的备用虚拟机的数量为多台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在多机备份模式。
进一步地，在双机热备模式下，主用虚拟机与备用虚拟机实时同步任务状态和运行数据，当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
在多机备份模式下，选择一台或多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，优先选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
进一步地，所述单板为控制单板或功能单板。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种避免通信设备运行中断的系统，包括：
虚拟机创建模块，用于在单板上运行嵌入式虚拟化平台，在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
任务运行模块，用于在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行。
进一步地，所述虚拟机创建模块，用于在创建N台虚拟机时，根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
进一步地，所述虚拟机创建模块，用于在创建备用虚拟机时，当创建的备用虚拟机的数量为一台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在双机热备模式；当创建的备用虚拟机的数量为多台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在多机备份模式。
进一步地，所述任务运行模块，用于在双机热备模式下，主用虚拟机与备用虚拟机实时同步任务状态和运行数据，当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
所述任务运行模块，还用于在多机备份模式下，选择一台或多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，优先选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
进一步地，所述单板为控制单板或功能单板。
与现有技术相比，本发明提供的一种避免通信设备运行中断的方法及系统，能够在不增加通信设备的体积和硬件成本的前提下，在设备内部对软件系统形成多重备份，确保在通信设备出现软件运行故障时，能够切换到备用软件系统上继续运行，保证通信设备运行不中断。
附图说明
图1为现有技术中嵌入式虚拟化平台的示意图。
图2为本发明实施例的一种避免通信设备运行中断的方法的流程图。
图3为本发明实施例的一种避免通信设备运行中断的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
如图2所示，本发明实施例提供了一种避免通信设备运行中断的方法，应用于通信设备上，所述通信设备包括一块或多块单板，该方法包括：
S10，在单板上运行嵌入式虚拟化平台；在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
其中，当所述通信设备包括多块单板时，可以选择在一块或多块单板上运行嵌入式虚拟化平台。
其中，所述单板为控制单板或功能单板。
其中，嵌入式虚拟化平台可以选用风河(Wind River公司)嵌入式虚拟化平台，或者Linux嵌入式虚拟化平台；其中，风和虚拟化平台能够支持各种不同的处理器架构，运行在单核/多核CPU上，支持Linux，windows及Vxvorks等操作系统。
其中，在所述嵌入式虚拟化平台上创建N台虚拟机时，根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
其中，在创建备用虚拟机时，一般情况下，创建一台备用虚拟机，将主用虚拟机和备用虚拟机配置为双机热备模式。为了提高设备运行的可靠性，可以创建多台备用虚拟机，将主用虚拟机和备用虚拟机配置为多机备份模式。
S20，在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行。
其中，在双机热备模式下，主用虚拟机与备用虚拟机实时同步任务状态和运行数据，当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
在多机备份模式下，选择一台或多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，优先选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
在多机备份模式下，保持部分备用虚拟机不与主用虚拟机进行同步的好处在于：减少对CPU资源、内存资源的占用。另一方面，虽然将任务切换到某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机时，还需要耗费时间进行主用虚拟机与备用虚拟机之间的同步，但是，用于同步操作的时间要明显少于单板或设备重启的时间，因此，仍然能够减轻通信中断的程度。综上，多机备份较之双机热备，系统运行的可靠性更高。
如图3所示，本发明实施例提供了一种避免通信设备运行中断的系统，所述通信设备包括一块或多块单板，该系统包括：
虚拟机创建模块，用于在单板上运行嵌入式虚拟化平台，在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
任务运行模块，用于在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行。
其中，所述虚拟机创建模块，还用于在创建N台虚拟机时，根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
其中，所述虚拟机创建模块，还用于在创建备用虚拟机时，当创建的备用虚拟机的数量为一台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在双机热备模式；当创建的备用虚拟机的数量为多台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在多机备份模式；
所述任务运行模块，用于在双机热备模式下，主用虚拟机与备用虚拟机实时同步任务状态和运行数据，当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
所述任务运行模块，还用于在多机备份模式下，选择一台或多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，优先选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
其中，所述单板为控制单板或功能单板。
上述实施例提供的一种避免通信设备运行间断的方法和系统，在嵌入式设备(通信设备)的单板上运行嵌入式虚拟化平台，由嵌入式虚拟化平台创建多个虚拟机，让其中一个虚拟机作为主用虚拟机，其他的虚拟机作为备用虚拟机，当主用虚拟机运行故障时，由备用虚拟机接替主用虚拟机提供服务，从而在一套硬件平台上实现多套具有完整硬件系统功能的完整计算机系统，能够确保在通信设备出现软件运行故障时，将任务切换到备用软件系统上继续运行，保证通信设备运行不中断。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种避免通信设备运行中断的方法，所述通信设备包括一块或多块单板，该方法包括：
在单板上运行嵌入式虚拟化平台；在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
所述创建备用虚拟机，包括：
当创建的备用虚拟机的数量为多台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在多机备份模式；
在多机备份模式下，选择多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述创建N台虚拟机，包括：根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述单板为控制单板或功能单板。
4.一种避免通信设备运行中断的系统，包括：
虚拟机创建模块，用于在单板上运行嵌入式虚拟化平台，在所述嵌入式虚拟化平台上根据单板要运行的任务创建N台虚拟机，其中一台虚拟机创建为主用虚拟机，其他N-1台虚拟机创建为备用虚拟机；其中，N大于1；
任务运行模块，用于在所述主用虚拟机上运行所述任务，并在主用虚拟机与备用虚拟机之间实时同步任务状态和运行数据；当检测到主用虚拟机运行不正常时，将任务切换到备用虚拟机上继续运行；
所述虚拟机创建模块，用于在创建备用虚拟机时，当创建的备用虚拟机的数量为多台时，确定主用虚拟机和备用虚拟机工作在多机备份模式；
所述任务运行模块，用于在多机备份模式下，选择多台备用虚拟机与主用虚拟机保持实时同步，剩余的备用虚拟机不与主用虚拟机保持同步；当检测到主用虚拟机运行不正常时，选择与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机进行切换；如果与主用虚拟机保持实时同步的备用虚拟机均不能运行正常，则在将主用虚拟机的任务状态和运行数据一次性同步给某台先前没有与主用虚拟机保持同步的备用虚拟机后，再将任务切换过去。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述虚拟机创建模块，用于在创建N台虚拟机时，根据单板要运行的任务确定虚拟机的硬件配置、操作系统和应用软件。
6.如权利要求4或5所述的系统，其特征在于：所述单板为控制单板或功能单板。
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