CN103095766A - 通信前置机的端口级冗余管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信前置机的端口级冗余管理方法，包括步骤：1)在各通信前置机上为每个底层设备配置一个固定的优先级位和一个活动位；2)当处于活动状态的通信前置机的活动端口发生故障，该端口与对应的底层设备连接中断时，将活动状态切换至其他通信前置机中优先级位最高且能与该底层设备连接的通信前置机的对应端口；3)当优先级位比当前处于活动状态的通信前置机高的通信前置机的端口故障恢复后，将活动状态切换至该故障恢复的端口。本发明通过配置优先级位和活动位，使通信前置机之间能够根据配置自动进行负载均衡调整，从而实现了在不增加通信前置机负荷的前提下应对网络的双点故障，同时保证了监控系统的稳定性。

Description

通信前置机的端口级冗余管理方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及分布式监控系统中，通信前置机的基于端口级冗余的管理方法。

背景技术

在轨道交通综合监控系统、水务综合监控系统等一些地理分布较广的应用领域中，出于设备管理方便安全的考虑，往往会划分成若干区域(例如轨道交通中的车站、车辆段，水务中的闸站等)，在每一区域设置通信前置机统一管理区域内的设备。为了确保设备管理的可靠性，通信前置机需要双机或者多机热备冗余，同时，由于区域内的设备众多，还需要考虑网络的双点故障以及通信前置机的负载均衡等情况。

但是在现有的分布式监控系统中，通常通信前置机是基于整机冗余的，即热备冗余的多机中，只有一台通信前置机是处于活动状态的，而其他通信前置机都是处于非活动状态的，外部应用只能与活动的通信前置机进行交互，而不能同时与多台通信前置机进行交互。这样，为了应对网络的双点故障，需要在通信前置机之间进行数据同步，由于通信前置机的硬件配置通常不高，大量的数据同步将会加大通信前置机的负荷，不利于系统的稳定运行，并且也无法实现通信前置机之间的负载均衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通信前置机的端口级冗余管理方法，它可以使通信前置机之间负载均衡。

为解决上述技术问题，本发明的通信前置机的端口级冗余管理方法，包括以下步骤：

1)在各台通信前置机上分别为每个底层设备配置一个固定的优先级位和一个活动位；

2)当处于活动状态的通信前置机的活动端口发生故障，该端口与对应的底层设备的连接中断时，将活动状态切换至其他通信前置机中优先级位最高且能与该底层设备连接的通信前置机的对应端口；

3)当优先级位比当前处于活动状态的通信前置机高的通信前置机的端口的故障恢复后，将活动状态切换至该故障恢复的端口。

所述步骤2)，进一步包括以下步骤：

21)发生故障的通信前置机将所述底层设备的活动位设置为非活动状态；

22)其他通信前置机通过心跳线读取到所述活动位的变化，得知故障发生；

23)其他通信前置机之间互相比较所述底层设备的优先级位；

24)优先级位最高的通信前置机将所述底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动对应的端口，尝试连接该底层设备；若连接成功，则开始读取数据，结束流程；若连接失败，则将该底层设备的活动位设置为非活动状态，然后重复步骤22)至24)，直到优先级位最低的通信前置机尝试连接完毕。

所述步骤3)，进一步包括以下步骤：

31)端口故障恢复的通信前置机通过心跳线读取当前处于活动状态的通信前置机的优先级位，若读取到的优先级位高于本机，则结束流程；若读取到的优先级位低于本机，则将该底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动该故障恢复的端口，与该底层设备重新建立连接并开始采集数据，继续步骤32)；

32)所述当前处于活动状态的通信前置机通过心跳线读取到该底层设备活动位的变化，得知故障恢复，则将本机上该底层设备的活动位设置为非活动状态，终止对该底层设备的数据采集。

本发明通过为底层设备配置优先级位和活动位，在系统运行时，根据优先级位实时调整通信前置机的活动状态，从而使热备冗余中的多台通信前置机都可以同时与外部应用进行交互，实现了在不增加通信前置机负荷的前提下应对网络的双点故障，并保证了通信前置机之间负载均衡，保证了监控系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明通信前置机的部署结构示意图。

图2是本发明在活动端口发生故障时的冗余管理流程示意图。

图3是本发明在故障恢复时的冗余管理流程示意图。

图中附图标记说明如下：

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

如图1所示，通信前置机中，存在与不同底层设备通信的驱动程序，每个驱动程序对应于一种通信协议，以及使用该通信协议的一个或多个底层设备。本发明在对通信前置机进行配置时，为每个底层设备配置一个优先级位和一个活动位，其中，优先级位在运行时不可修改，而活动位在运行时实时调整。通信前置机之间通过心跳线获取对等机器上各个底层设备的优先级位和活动位，以此来确定自身的活动状态。

在正常情况下，对于某一个底层设备而言，优先级位最高的通信前置机处于活动状态。

当该处于活动状态的通信前置机的活动端口发生故障时，该端口与该底层设备的连接发生中断，此时，按照以下步骤实现通信前置机的冗余管理(如图2所示)：

步骤1，该发生故障的通信前置机将该底层设备的活动位设置为非活动状态。

步骤2，其他通信前置机通过心跳线读取到该底层设备活动位的变化，得知故障发生。

步骤3，其他通信前置机互相比较各自的优先级位。

步骤4，优先级位最高的通信前置机首先将该底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动对应的端口，尝试连接该底层设备；若连接成功，则开始读取数据，结束流程；若连接不成功，则将该底层设备的活动位设置为非活动状态，并重复步骤2至4，直到优先级位最低的通信前置机尝试连接完毕。

通信前置机端口的故障恢复后，按照以下步骤实现通信前置机的冗余管理(如图3所示)：

步骤1，故障恢复的通信前置机在重新连接底层设备成功后，通过心跳线读取当前端口处于活动状态的通信前置机对应的优先级位，如果读取到的优先级位高于本机，则结束流程；若读取到的优先级位低于本机，则将该底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动该已经恢复的端口，与该底层设备重新建立连接，并开始采集数据，然后继续步骤2。

步骤2，其他通信前置机通过心跳线读取到该底层设备活动位的变化，得知故障恢复。

步骤3，其他通信前置机各自检查本机上该底层设备的活动位的状态，若为活动状态，则将其活动位设置为非活动状态，并终止对该底层设备的数据采集。

采用上述冗余管理方法后，通信前置机之间就可以根据配置自动进行负载均衡调整，从而避免了一台通信前置机负荷过重，而其他通信前置机负荷很轻，甚至没有负荷的情况。并且，当两台通信前置机的不同端口同时发生故障时，可以不必通过通信前置机之间的数据同步，就能保证所有数据的完整性，从而确保了系统的稳定性。

Claims (3)

1.通信前置机的端口级冗余管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在各台通信前置机上分别为每个底层设备配置一个固定的优先级位和一个活动位；

2)当处于活动状态的通信前置机的活动端口发生故障，该端口与对应的底层设备的连接中断时，将活动状态切换至其他通信前置机中优先级位最高且能与该底层设备连接的通信前置机的对应端口；

3)当优先级位比当前处于活动状态的通信前置机高的通信前置机的端口的故障恢复后，将活动状态切换至该故障恢复的端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)，进一步包括以下步骤：

21)发生故障的通信前置机将所述底层设备的活动位设置为非活动状态；

22)其他通信前置机通过心跳线读取到所述活动位的变化，得知故障发生；

23)其他通信前置机之间互相比较所述底层设备的优先级位；

24)优先级位最高的通信前置机将所述底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动对应的端口，尝试连接该底层设备；若连接成功，则开始读取数据，结束流程；若连接失败，则将该底层设备的活动位设置为非活动状态，然后重复步骤22)至24)，直到优先级位最低的通信前置机尝试连接完毕。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)，进一步包括以下步骤：

31)端口故障恢复的通信前置机通过心跳线读取当前处于活动状态的通信前置机的优先级位，若读取到的优先级位高于本机，则结束流程；若读取到的优先级位低于本机，则将该底层设备的活动位设置为活动状态，然后启动该故障恢复的端口，与该底层设备重新建立连接并开始采集数据，继续步骤32)；

32)所述当前处于活动状态的通信前置机通过心跳线读取到该底层设备活动位的变化，得知故障恢复，则将本机上该底层设备的活动位设置为非活动状态，终止对该底层设备的数据采集。

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