CN103067206B - 物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，包括N个服务器，所述N个服务器中的每个服务器均通过互联网和物联网中的各个职能节点电气连接，所述N个服务器设定优先级别，并按照优先级别确定主服务器和备用服务器，所述主服务器定时将主服务器的数据库中更新的数据传输给备用服务器。所述N个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态，当主服务器故障时，按照备用服务器的优先级，在线且优先级最高的备用服务器自动切换为新的主服务器。物联网中的智能节点自动选择可连接且优先级最高的服务器传输数据。从而达到了自动切换服务器，安全并且节约成本的目的。

Description

物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体地，涉及一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统。

背景技术

目前，物联网是通过各种传感技术(RFID、传感器、GPS、摄像机、激光扫描器等)、各种通讯手段(有线、无线、长距和短距等)，将任何物体与互联网相连接，以实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护，进而实现“管理、控制、营运”一体化的一种网络。

现有的物联网架构中：所有可以解析数字协议的传感器或控制器都称为智能节点，而不具备此功能的节点往往会挂载在一个“代理网关”上，从而成为一个大的智能节点。智能节点之间可以互相通讯，而大部分的数据会通过互联网传输到远端的服务器，如图1所示。物联网的控制和监控需要7x24小时不间断。而且不同于传统互联网，物联网的不分高峰和低峰，且需要随时面对各种突发情况，对于采集密度大的物联网系统，5分钟的断线也可能丢失大量的数据甚至导致事故。

传统的做法是，值班人员发现服务器有问题，通知到运营维护人员，手动进行备用服务器切换，抢修主服务器，之后再切回主服务器。发现问题并手动切换的这段时间往往最少也要10分钟以上，这对于物联网会造成巨大的损失。现有的自动切换架构如图2所示，自动切换主要由入口服务器(也是监控服务器)来完成，

这种架构有一些不足的地方

1.监控机是中心节点，如果监控机断线或者故障，则整个架构无法发挥应有的功能

2.这种部署方式，每次访问都要经过两台服务器，即入口服务器和后端的一台服务器，为了保证性能，这些服务器一般部署在同一个机房的局域网中。如果一个机房遇到了断线断电等灾难性问题，则整个系统断线。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，以实现在自动切换服务器下，安全且节约成本的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，包括N个服务器，所述N个服务器中的每个服务器均通过互联网和物联网中的各个智能节点电气连接，所述N个服务器设定优先级别，并按照优先级别确定主服务器和备用服务器，所述主服务器定时将主服务器的数据库中更新的数据传输给备用服务器，所述N个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态，当主服务器故障时，按照备用服务器的优先级，优先级最高的备用服务器自动切换为新的主服务器，物联网中的智能节点自动选择优先级最高的服务器传输数据。

根据本发明的优选实施例，所述N个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态。

根据本发明的优选实施例，当优先级更高的服务器恢复工作后，当前主服务器发现有优先级更高的服务器在线，则将优先级更高的服务器切换回主服务器。

根据本发明的优选实施例，所述N个服务器的优选级别和服务器的IP地址进行绑定，所述主服务器将数据库中更新的数据传输给备用服务器时，依据备用服务器的IP地址，按照备用服务器的优先级别进行顺序传输。

根据本发明的优选实施例，所述N个服务器分布在不同的机房中。

本发明的技术方案，将各个服务器均和物联网中的智能节点电气建立通信，并根据服务器优选级别选定主服务器，同时将更新的数据同步给备用服务器，同时所述N个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态，从而在主服务器停止工作时，优先级别最高的备用服务器将自动切换为主服务器，从而保证了物联网中各个服务器间的自动切换，而减少了入口服务器，从而节约了成本，并避免了因入口服务器故障造成整个物联网系统的瘫痪，从而达到了自动切换服务器下，安全并且节约成本的目的。而将服务器设置在不同的机房中，则避免了因单个机房断电造成的物联网瘫痪。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有的物联网架构原理框图；

图2为现有的自动切换物联网架构原理框图；

图3为本发明所述的物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3所示，一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，3个服务器，3个服务器中的每个服务器均通过互联网和物联网中的各个智能节点电气连接，3个服务器设定优先级别，并按照优先级别确定主服务器和备用服务器，主服务器定时将主服务器的数据库中更新的数据传输给备用服务器，3个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态，当主服务器故障时，按照备用服务器的优先级，优先级最高的备用服务器自动切换为新的主服务器，物联网中的智能节点自动选择优先级最高的服务器传输数据。服务器的个数可以根据物联网系统的需要进行增减。

其中，主服务器发现正常运行的备用服务器优先级高时，则将优先级高的备用服务器作为新的主服务器。服务器的优选级别和服务器的IP地址进行绑定，所述主服务器将数据库中更新的数据传输给备用服务器时，依据备用服务器的IP地址，按照备用服务器的优先级别进行顺序传输。主服务器每分钟均将主服务器的数据库中更新的数据传输给备用服务器。各个服务器分布在不同的机房中。服务器间互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态。当优先级更高的服务器恢复工作后，当前主服务器发现有优先级更高的服务器在线，则将优先级更高的服务器切换回主服务器。

多台服务器分开部署在不通的机房，作为一个分布式的系统，各个服务器的关系是对等的，只有优先级有高低，优先级最高且正常运行的服务器是当前正在使用的服务器，称为主服务器。主服务器定时将数据同步给备用服务器，备用服务器可随时无缝切换为主服务器使用。

自动切换逻辑如下。假设有三台服务器A,B,C优先级关系是A>B>C。当服务器A故障后，在一分钟以内，服务器B会自动成为主服务器，所有智能节点也会自动将数据传输给服务器B，同样服务器B故障后，服务器C会自动切换为主服务器，如果服务器A,B同时故障，或者服务器B先故障，服务器A故障后，则在服务器A故障后会自动切换到服务器C，依次类推。当更高优先级的服务器修复后，线上同时出现多台主服务器时，优先级低的服务器自动退出主服务器模式。

如图3所示，图中的3台服务器可以分开部署在不通的机房，作为一个分布式的系统，各个服务器的关系是对等的，但优先级有高低，服务器A最高，服务器B其次，依次类推，优先级最高且正常运行的服务器是当前正在使用的服务器，称为主服务器，主服务器可以切换。

当服务器A故障后，在一分钟以内，服务器B会自动成为主要服务器，所有智能节点也会自动将数据传输给节点B，为实现上述功能，要按如下顺序进行。

准备工作：每个服务器和每个智能节点都要维护一张按优先级排列的“IP地址列表”(也可以是域名)，如下表:

表一、服务器IP地址列表：

优先级	服务器IP	服务器名
			1	58.xx.xx.xx	服务器A
2	61.xx.xx.xx	服务器Ｂ
			３	121.xx.xx.xx	服务器C

智能节点的上传逻辑：按表一的“IP地址列表”从上到下的顺序测试链接，只要测到一个在线即停止测试，并发送数据。

服务器运行切换逻辑：1.主服务器每隔1分钟将数据库的增量数据发送到其他服务器，按“IP地址列表”优先级顺序发送同步数据。保证备用服务器随时可切换成主服务器。

2.每个服务器给其他服务器发送心跳包格式如表二下：

表二、数据传输格式表：

来自	发给	本服务器状态
			58.xx.xx.xx	61.xx.xx.xx	主服务器

3.服务器每分钟维持和其它各服务器的心跳连接：

备用服务器：发现没有比自己优先级高的服务器在线：切换成主服务器模式。

主服务器：发现线上有服务器优先级高于自己，则把自己切回备用服务器，否则不做任何动作。

文中的心跳包为在客户端和服务器间定时通知对方自己状态的一个自己定义的命令字，按照一定的时间间隔发送，类似于心跳，所以叫做心跳包。

特殊情况处理逻辑：

线上有时会短暂出现两个主服务器。因此需要如下逻辑保障：

1.接受数据库增量数据时，以优先级高的主服务器为准。

部分智能节点因本地网络的原因偶尔会连上某备用服务器，而无法连上主服务器，因此部分数据在正常运行时也会送到备用服务器。

1.备用服务器也可以接受数据，并直接转发给主服务器

本发明的还具有以下优点：

1.全自动切换，修复问题服务后全自动切回；

2.热备用分布在不通的机房中，减少了全部失去连接的风险；

3.分布式对等结构，减少了中心节点故障的风险，也可以随时增加减少服务器；

4.分布式部署，减少中心节点，减少一台服务器成本；

5.任意节点故障，系统链路断开，不影响系统整体运行，自愈合能力强。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (2)

1.一种物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，包括N个服务器，所述N个服务器中的每个服务器均通过互联网和物联网中的各个智能节点电气连接，所述N个服务器设定优先级别，并按照优先级别确定主服务器和备用服务器，所述主服务器定时将主服务器的数据库中更新的数据传输给备用服务器，所述N个服务器互相发送心跳包，互相知道当前的其他服务器的状态，当主服务器故障时，按照备用服务器的优先级，优先级最高的备用服务器自动切换为新的主服务器，物联网中的智能节点自动选择优先级最高的服务器传输数据；

当优先级更高的服务器恢复工作后，当前主服务器发现有优先级更高的服务器在线，则将优先级更高的服务器切换回主服务器；

其特征在于，所述N个服务器的优先级别和服务器的IP地址进行绑定，所述主服务器将数据库中更新的数据传输给备用服务器时，依据备用服务器的IP地址，按照备用服务器的优先级别进行顺序传输。

2.根据权利要求1所述的物联网跨机房分布式全自动热备用服务器切换系统，其特征在于，所述N个服务器分布在不同的机房中。