CN103441863A - 一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法。系统包括第一、第二服务器和状态监控终端，第一、二服务器为两台完全相同的用于运行空管自动化软件的空管服务器，分别与专用空管网络相连接；状态监控终端为用于监控第一、二服务器工作状态的专用计算机，其与空管网络相连接；空管网络上还连接有多个客户端。本发明的系统及控制方法的优点：不受操作系统限制，可在各种操作系统平台上运行；完全由软件实现，不受服务器硬件的限制，任意两类服务器都可以组成双机热备系统；不需要共享介质，节省空间，降低硬件成本；两台服务器的主用、备用状态的切换由独立的服务器工作状态监控终端实现，减轻了两服务器的负担，提高了服务器运行的稳定性。

Description

一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法

技术领域

本发明属于航空控制自动化技术领域，特别是涉及一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的不断发展，我国航空管理部门对于空中交通自动化管制系统的需求越来越强烈。在我国，为了保障飞机飞行安全，保障我国的领空权，制定了严格的空中交通管理法规，并且建立了各种的空中交通管制机构，为各个航空部门购置了相应的设备和设施。为了确保空管自动化系统中各关键模块的服务器能够长期稳定运行，对服务器的电源、网卡、硬盘等部分器件提供了冗余设计。但是，如果空管自动化系统的重要服务器的一些关键部件发生故障，如中央处理器故障、内存故障、主板故障等，整个服务器就会停止运行，无法继续提供服务，结果会严重影响整个空管自动化系统的运行和空域的管理，导致空中交通事故的发生。

为了在一台服务器发生故障的情况下，另一台服务器能够在最短的时间内代替其提供服务。硬件供应商以及操作系统供应商一般都会提供集群方案，比如惠普公司随其Alpha机提供的基于Tru64操作系统的True Cluster集群服务器包；微软公司的Windows NTServer4.0Enterprise Edition提供的MSCS（MicrosoftClustering Server）技术，以及Windows2000Advanced Server与Windows2000Datacenter Server提供的Microsoft ClusterService等等，使用这些操作系统提供的集群能力，可以较为方便地提高系统的可靠性，增强故障恢复能力和部件冗余功能。

虽然这些操作系统提供了集群功能，但是对于开发空管自动化系统而言，这些集群方案也有许多限制，具体说来，主要有以下几点：

（1）增加额外成本。这些集群服务器一般都不是免费提供的，需要用户花费较多的经费购买。

（2）程序移植不方便。这些集群方案，大多数既需要供应商提供硬件的支持，也需要同一家供应商的软件支持，一旦决定采用一家公司的集群方案之后，往往只能被动地绑定在该公司的平台上，对于以后移植空管系统到其它平台非常不方便。

（3）无法完全满足ATC（Air Traffic Control，空中交通管制）系统要求。这些集群方案，大多数立足于通用的系统数据库存储方案，使用磁盘阵列存储，重点放在保障数据库数据上。但是ATC系统不但要求保障数据库数据完整性，而且还要求保障整个系统能够在出现故障时，尽可能地连续服务。这些要求，常规的操作系统集群方案无法直接提供。

（4）无法直接与ATC系统集成。由供应商提供的集群方案往往需要使用供应商提供的应用程序相配合，如果用户需要使自己的应用程序能够利用这些集群功能，则需要自己编程调用供应商提供的API（Application Programming Interface，应用程序接口），而不能直接利用现成的方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统包括：第一服务器、第二服务器和状态监控终端，其中：第一服务器和第二服务器为两台完全相同的用于运行空管自动化软件的空管服务器，分别与专用空管网络相连接；状态监控终端为用于监控第一服务器和第二服务器工作状态的专用计算机，其与空管网络相连接；同时，在空管网络上还连接有多个客户端。

本发明提供的双服务器热备系统的控制方法分为初始启动的S1阶段、启动成功的S2阶段和主备运行的S3阶段；其中：S1阶段为上电启动和初始化阶段，在此阶段中，第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C均处在上电启动状态，其各自进行自身的自检和初始化操作，均不对外发送信息，也不接收外部的信息；启动完成后进入S2阶段；

所述的S2阶段为启动成功后完成主/备机初始设置阶段，在此阶段中：

1）两个服务器，即：第一服务器和第二服务器分别加载自身的空管应用程序，同时分别通过空管网络向状态监控终端发送心跳信息，并接收状态监控终端发出的控制信息；

2）两个服务器均不向客户端发送数据，也不接收客户端发送的数据；

3）状态监控终端对两个服务器实施主/备状态初始设置，即通过空管网络捕获两个服务器发出的心跳信息，并通过心跳信息获得两台服务器的运行情况，并根据运行情况，发出主/备设置指令，将两台服务器分别设置为主用状态和备用状态；

4）两个服务器在收到状态监控终端的初始设置指令后，根据指令的内容，将自身设置为主用状态或备用状态；此后，进入S3阶段；

所述的S3阶段为主备运行阶段，在此阶段中：

1）两台服务器均通过空管网络定时向状态监控终端发送心跳信息，并接收状态监控终端发出的控制信息；

2）两台服务器均运行空管应用程序，并同时接收客户端发送的数据，实现两台服务器的数据同步；

3）工作于主用状态的主服务器通过空管网络向客户端发送实时数据；而工作于备用状态的备用服务器并不向客户端发送数据；

4）状态监控终端接收主用服务器和备用服务器发出的心跳信息，通过心跳信息实时监测主用服务器、备用服务器的工作状态和空管应用程序的运行状态，如果监测到服务器的工作状态异常或服务器的空管应用程序的运行状态异常时，状态监控终端将发出异常告警信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换；如果监测到服务器的工作状态恢复正常或服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常时，状态监控终端将发出异常恢复信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换。

在所述的S2阶段和S3阶段中，所述的心跳信息包含服务器的机器标识、服务器当前的工作状态、服务器中要监测的空管应用程序的运行状态信息。

在S2阶段中，所述的主/备状态初始设置方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息并提取应用程序状态信息的S201阶段：状态监控终端C通过空管网络接收某台服务器发送的心跳信息，提取并保存该服务器当前的状态信息；

步骤二，判断应用程序是否启动成功的S202阶段：从收到的心跳信息中判断相应的服务器中的空管应用程序是否全部启动成功，如果判断结果为“是”，则进入下一步S203阶段；否则返回到S201阶段的入口处，继续接收心跳信息；

步骤三，判断是否有主用服务器的S203阶段：状态监控终端C通过收到的心跳信息的内容判断该服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，则进入下一步S204阶段；否则下一步进入S205阶段；

步骤四，发送将该服务器设为主用服务器的命令的S204阶段：状态监控终端C发送初始设置命令，将该服务器设为主用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤五，发送将该服务器设为备用服务器的命令的S205阶段：状态监控终端发送初始设置命令，将该服务器设为备用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤六，判断两台服务器全部完成初始设置的S206阶段：状态监控终端判断当前两台服务器是否已全部完成初始设置，即两台服务器均完成主用服务器或备用服务器的设置；如果判断结果为“是”，则主备状态初始设置流程至此结束；否则返回到S201阶段的入口处，下一步继续执行S201阶段。

在所述的S3阶段中，所述的服务器中空管应用程序运行状态监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息的S301阶段：状态监控终端接收主/备用服务器定时发送的心跳信息，并对心跳信息进行解析，获取和记录主用、备用服务器中空管应用程序的运行状态信息；

步骤二，记录接收的心跳信息个数的S302阶段：分别记录主/备用服务器各自所发送的心跳信息的个数；

步骤三，提取心跳信息中的应用程序状态信息的S303阶段：提取该服务器中的空管应用程序的运行状态信息；

步骤四，判断应用程序状态是否正常的S304阶段：状态监控终端通过该服务器心跳信息中空管应用程序的运行状态信息，判断该服务器中的空管应用程序运行是否正常，如果判断结果为“是”，下一步进入S305阶段；否则，认为该服务器的空管应用程序的运行状态有异常，则下一步进入S306阶段；

步骤五，判断前一时刻应用程序状态是否正常的S305阶段：状态监控终端通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断在前一个时刻该服务器接收的心跳信息个数和空管应用程序的运行状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常，则下一步进入S307阶段；

步骤六，发出异常告警信息并执行异常处理流程的S306阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常告警信息，然后执行异常处理流程；服务器中应用程序的工作状态判断流程至此结束；

步骤七，发出异常恢复信息并执行异常恢复处理流程的S307阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器中应用程序的工作状态的判断流程至此结束。

在所述的S3阶段中，所述的服务器的工作状态的监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，定时查看接收的心跳信息的个数是否变化的S401阶段：状态监控终端定时查看主/备用服务器定时发送的心跳信息的个数是否在变化，如果判断结果为“是”，下一步进入S402阶段；否则，认为该服务器的工作状态异常，则下一步进入S403阶段；

步骤二，判断前一时刻服务器的工作状态是否正常的S402阶段：状态监控终端通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断该服务器在前一个时刻的工作状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的工作状态恢复正常，则下一步进入S404阶段；

步骤三，发出故障告警信息并执行异常处理流程的S403阶段：状态监控终端发出该服务器的工作状态异常的故障告警信息，然后执行异常处理流程；服务器的工作状态判断流程至此结束；

步骤四，发出故障恢复信息并执行异常恢复处理流程的S404阶段：状态监控终端发出该服务器的工作状态恢复正常的故障恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器的工作状态判断流程至此结束。

在所述的S3阶段的S306阶段或S403阶段中，所述的异常处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收服务器异常信息的S501阶段：状态监控终端读取当前的服务器的异常告警信息（服务器中空管应用程序的运行状态异常告警信息或服务器的工作状态异常告警信息）；

步骤二，判断是否为主用服务器的S502阶段：状态监控终端判断当前出现异常的服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S503阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，发送主用/备用状态切换命令的S503阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤四，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S504阶段：收到状态监控终端所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

在S3阶段的S307阶段或S404阶段中，所述的异常恢复处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，收到服务器异常恢复信息的S601阶段：状态监控终端C读取当前的异常恢复信息；

步骤二，判断主备服务器是否都异常的S602阶段：状态监控终端判断主用和备用服务器是否都出现异常，如果判断结果为“是”，进入下一步S603阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，判断异常恢复的服务器是否为备用服务器的S603阶段：状态监控终端判断从异常中恢复的服务器是否为备用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S604阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤四，发送主用/备用状态切换命令的S604阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤五，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S605阶段：收到状态监控终端所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

与现有技术相比，本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法的优点是：（a）本发明提供的方法不受操作系统的限制，可以在各种操作系统平台上运行；（b）本发明完全由软件实现，提供的方法不受服务器硬件的限制，任意两类服务器都可以组成双机热备系统；（c）本发明不需要共享介质，节省空间，降低硬件成本；（d）本发明中的两台服务器的主用、备用状态的切换由独立的服务器工作状态监控终端实现，减轻了两服务器的负担，提高了服务器运行的稳定性；（e）本发明中管理员可以通过服务器工作状态监控终端查询每台服务器及其应用程序的运行状态，对服务器进行维护，同时可以实现两台服务器的主用、备用状态切换；（f）兼容性好，已有的单机系统可以方便地升级为双机热备系统。

附图说明

图1是本发明提供的空管自动化系统中双服务器热备系统组成示意图；

图2是本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统控制方法的主/备状态初始设置操作流程图；

图3是本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统服务器中空管应用程序的运行状态监测方法流程图；

图4是本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统中服务器的工作状态监测方法流程图；

图5是本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统中服务器的异常处理操作流程图；

图6是本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统中服务器的异常恢复处理操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统包括：第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C，其中：第一服务器A和第二服务器B为两台完全相同的用于运行空管自动化软件的空管服务器，分别与专用空管网络L相连接；状态监控终端C为用于监控第一服务器A和第二服务器B工作状态的专用计算机，其与空管网络L相连接；同时，在空管网络L上还连接有多个客户端K。

所述的空管自动化系统中双服务器热备系统的控制方法将整个控制过程分为三个阶段，即：初始启动的S1阶段、启动成功的S2阶段和主备运行的S3阶段；其中：所述的S1阶段为上电启动和初始化阶段，在此阶段中，第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C均处在上电启动状态，其各自进行自身的自检和初始化等操作，均不对外发送信息，也不接收外部的信息；启动完成后进入S2阶段；

所述的S2阶段为启动成功后完成主/备机初始设置阶段，在此阶段中：

1）两个服务器，即：第一服务器A和第二服务器B分别加载自身的空管应用程序，同时分别通过空管网络L向状态监控终端C发送心跳信息，并接收状态监控终端C发出的控制信息；

2）两个服务器均不向客户端K发送数据，也不接收客户端K发送的数据；

3）状态监控终端C对两个服务器实施主/备状态初始设置，即通过空管网络L捕获两个服务器发出的心跳信息，并通过心跳信息获得两台服务器的运行情况，并根据运行情况，发出主/备设置指令，将两台服务器分别设置为主用状态和备用状态；

4）两个服务器在收到状态监控终端C的初始设置指令后，根据指令的内容，将自身设置为主用状态或备用状态；此后，进入S3阶段；

所述的S3阶段为主备运行阶段，在此阶段中：

1）两台服务器均通过空管网络L定时向状态监控终端C发送心跳信息，并接收状态监控终端C发出的控制信息；

2）两台服务器均运行空管应用程序，并同时接收客户端K发送的数据，实现两台服务器的数据同步；

3）工作于主用状态的主服务器通过空管网络L向客户端K发送实时数据；而工作于备用状态的备用服务器并不向客户端K发送数据；

4）状态监控终端C接收主用服务器和备用服务器发出的心跳信息，通过心跳信息实时监测主用服务器、备用服务器的工作状态和空管应用程序的运行状态，如果监测到服务器的工作状态异常或服务器的空管应用程序的运行状态异常时，状态监控终端C将发出异常告警信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换；如果监测到服务器的工作状态恢复正常或服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常时，状态监控终端C将发出异常恢复信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换。

在S2阶段和S3阶段中，两台服务器启动后，定时向服务器工作状态监控终端发送心跳信息；所述的心跳信息包含服务器的机器标识、服务器当前的工作状态、服务器中要监测的空管应用程序的运行状态等信息。

在S2阶段中，所述的主/备状态初始设置操作方法为：状态监控终端C通过接收的心跳信息判断该服务器中受监控的应用程序是否全部启动成功，如果服务器的应用程序全部启动成功，且系统中还没有主用服务器，状态监控终端C将发送设置主机指令，将该服务器置为主用服务器；如果系统中已经有主用服务器，则发送设置备机指令，将该服务器置为备用服务器。

在S2阶段中，状态监控终端C将实时记录心跳信息中每台服务器的工作状态以及服务器中受监控的应用程序的运行状态。

如图2所示，在S2阶段中，所述的主/备状态初始设置操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息并提取应用程序状态信息的S201阶段：状态监控终端C通过空管网络L接收某台服务器发送的心跳信息，提取并保存该服务器当前的状态信息；

步骤二，判断应用程序是否启动成功的S202阶段：从收到的心跳信息中判断相应的服务器中的空管应用程序是否全部启动成功，如果判断结果为“是”，则进入下一步S203阶段；否则返回到S201阶段的入口处，继续接收心跳信息；

步骤三，判断是否有主用服务器的S203阶段：状态监控终端C通过收到的心跳信息的内容判断该服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，则进入下一步S204阶段；否则下一步进入S205阶段；

步骤四，发送将该服务器设为主用服务器的命令的S204阶段：状态监控终端C发送初始设置命令，将该服务器设为主用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤五，发送将该服务器设为备用服务器的命令的S205阶段：状态监控终端C发送初始设置命令，将该服务器设为备用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤六，判断两台服务器全部完成初始设置的S206阶段：状态监控终端C判断当前两台服务器是否已全部完成初始设置，即两台服务器均完成主用服务器或备用服务器的设置；如果判断结果为“是”，则主备状态初始设置流程至此结束；否则返回到S201阶段的入口处，下一步继续执行S201阶段。

如图3所示，在S3阶段中，所述的服务器中空管应用程序的运行状态的监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息的S301阶段：状态监控终端C接收主/备用服务器定时发送的心跳信息，并对心跳信息进行解析，获取和记录主用、备用服务器中空管应用程序的运行状态信息；

步骤二，记录接收的心跳信息个数的S302阶段：分别记录主/备用服务器各自所发送的心跳信息的个数；

步骤三，提取心跳信息中的应用程序状态信息的S303阶段：提取该服务器中的空管应用程序的运行状态信息；

步骤四，判断应用程序状态是否正常的S304阶段：状态监控终端C通过该服务器心跳信息中空管应用程序的运行状态信息，判断该服务器中的空管应用程序运行是否正常，如果判断结果为“是”，下一步进入S305阶段；否则，认为该服务器的空管应用程序运行状态有异常，则下一步进入S306阶段；

步骤五，判断前一时刻应用程序状态是否正常的S305阶段：状态监控终端C通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断在前一个时刻该服务器接收的心跳信息个数和空管应用程序的运行状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常，则下一步进入S307阶段；

步骤六，发出异常告警信息并执行异常处理流程的S306阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常告警信息，然后执行异常处理流程；服务器中应用程序的工作状态判断流程至此结束；

步骤七，发出异常恢复信息并执行异常恢复处理流程的S307阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器中应用程序的工作状态判断流程至此结束。

如图4所示，在S3阶段中，所述的服务器的工作状态监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，定时查看接收的心跳信息的个数是否变化的S401阶段：状态监控终端C定时查看主/备用服务器定时发送的心跳信息的个数是否在变化，如果判断结果为“是”，下一步进入S402阶段；否则，认为该服务器的工作状态异常，则下一步进入S403阶段；

步骤二，判断前一时刻服务器的工作状态是否正常的S402阶段：状态监控终端C通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断该服务器在前一个时刻的工作状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的工作状态恢复正常，则下一步进入S404阶段；

步骤三，发出故障告警信息并执行异常处理流程的S403阶段：状态监控终端C发出该服务器的工作状态异常的故障告警信息，然后执行异常处理流程；服务器的工作状态的判断流程至此结束；

步骤四，发出故障恢复信息并执行异常恢复处理流程的S404阶段：状态监控终端C发出该服务器的工作状态恢复正常的故障恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器的工作状态的判断流程至此结束。

如图5所示，在S3阶段的S306阶段和S403阶段中，所述的异常处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收服务器异常信息的S501阶段：状态监控终端C读取当前的服务器的异常告警信息（服务器中空管应用程序的运行状态异常告警信息或服务器的工作状态异常告警信息）；

步骤二，判断是否为主用服务器的S502阶段：状态监控终端C判断当前出现异常的服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S503阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，发送主用/备用状态切换命令的S503阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤四，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S504阶段：收到状态监控终端C所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

如图6所示，在S3阶段的S307阶段和S404阶段中，所述的异常恢复处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，收到服务器异常恢复信息的S601阶段：状态监控终端C读取当前的异常恢复信息（服务器中空管应用程序的运行状态的异常恢复信息或服务器的工作状态的异常恢复信息）；

步骤二，判断主备服务器是否都异常的S602阶段：状态监控终端C判断主用和备用服务器是否都出现异常（服务器中空管应用程序的运行状态异常或服务器的工作状态异常），如果判断结果为“是”，进入下一步S603阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，判断异常恢复的服务器是否为备用服务器的S603阶段：状态监控终端C判断从异常中恢复的服务器是否为备用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S604阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤四，发送主用/备用状态切换命令的S604阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤五，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S605阶段：收到状态监控终端C所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

所述的状态监控终端C接收每台服务器发送的心跳信息，判断并记录每台服务器的工作状态和每台服务器中的空管应用程序的运行状态；这样管理人员可以通过状态监控终端C查询每台服务器及其空管应用程序的工作状态，对服务器进行维护；同时管理人员也可以通过状态监控终端C对主/备服务器进行切换。

Claims (8)

1.一种空管自动化系统中的双服务器热备系统，其特征在于：所述的系统包括：第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C，其中：第一服务器A和第二服务器B为两台完全相同的用于运行空管自动化软件的空管服务器，分别与专用空管网络L相连接；状态监控终端C为用于监控第一服务器A和第二服务器B工作状态的专用计算机，其与空管网络L相连接；同时，在空管网络L上还连接有多个客户端K。

2.一种如权利要求1所述的双服务器热备系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法分为初始启动的S1阶段、启动成功的S2阶段和主备运行的S3阶段；其中：S1阶段为上电启动和初始化阶段，在此阶段中，第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C均处在上电启动状态，其各自进行自身的自检和初始化操作，均不对外发送信息，也不接收外部的信息；启动完成后进入S2阶段；

所述的S2阶段为启动成功后完成主/备机初始设置阶段，在此阶段中：

1）两个服务器，即：第一服务器A和第二服务器B分别加载自身的空管应用程序，同时分别通过空管网络L向状态监控终端C发送心跳信息，并接收状态监控终端C发出的控制信息；

2）两个服务器均不向客户端K发送数据，也不接收客户端K发送的数据；

3）状态监控终端C对两个服务器实施主/备状态初始设置，即通过空管网络L捕获两个服务器发出的心跳信息，并通过心跳信息获得两台服务器的运行情况，并根据运行情况，发出主/备设置指令，将两台服务器分别设置为主用状态和备用状态；

4）两个服务器在收到状态监控终端C的初始设置指令后，根据指令的内容，将自身设置为主用状态或备用状态；此后，进入S3阶段；

所述的S3阶段为主备运行阶段，在此阶段中：

1）两台服务器均通过空管网络L定时向状态监控终端C发送心跳信息，并接收状态监控终端C发出的控制信息；

2）两台服务器均运行空管应用程序，并同时接收客户端K发送的数据，实现两台服务器的数据同步；

3）工作于主用状态的主服务器通过空管网络L向客户端K发送实时数据；而工作于备用状态的备用服务器并不向客户端K发送数据；

4）状态监控终端C接收主用服务器和备用服务器发出的心跳信息，通过心跳信息实时监测主用服务器、备用服务器的工作状态和空管应用程序的运行状态，如果监测到服务器的工作状态异常或服务器的空管应用程序的运行状态异常时，状态监控终端C将发出异常告警信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换；如果监测到服务器的工作状态恢复正常或服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常时，状态监控终端C将发出异常恢复信息，并根据具体情况发出主备切换指令，实施两台服务器的主用、备用状态的切换。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：在所述的S2阶段和S3阶段中，所述的心跳信息包含服务器的机器标识、服务器当前的工作状态、服务器中要监测的空管应用程序的运行状态信息。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：在S2阶段中，所述的主/备状态初始设置方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息并提取应用程序状态信息的S201阶段：状态监控终端C通过空管网络L接收某台服务器发送的心跳信息，提取并保存该服务器当前的状态信息；

步骤二，判断应用程序是否启动成功的S202阶段：从收到的心跳信息中判断相应的服务器中的空管应用程序是否全部启动成功，如果判断结果为“是”，则进入下一步S203阶段；否则返回到S201阶段的入口处，继续接收心跳信息；

步骤三，判断是否有主用服务器的S203阶段：状态监控终端C通过收到的心跳信息的内容判断该服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，则进入下一步S204阶段；否则下一步进入S205阶段；

步骤四，发送将该服务器设为主用服务器的命令的S204阶段：状态监控终端C发送初始设置命令，将该服务器设为主用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤五，发送将该服务器设为备用服务器的命令的S205阶段：状态监控终端C发送初始设置命令，将该服务器设为备用服务器，然后下一步进入S206阶段；

步骤六，判断两台服务器全部完成初始设置的S206阶段：状态监控终端C判断当前两台服务器是否已全部完成初始设置，即两台服务器均完成主用服务器或备用服务器的设置；如果判断结果为“是”，则主备状态初始设置流程至此结束；否则返回到S201阶段的入口处，下一步继续执行S201阶段。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：在所述的S3阶段中，所述的服务器中空管应用程序运行状态监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收心跳信息的S301阶段：状态监控终端C接收主/备用服务器定时发送的心跳信息，并对心跳信息进行解析，获取和记录主用、备用服务器中空管应用程序的运行状态信息；

步骤二，记录接收的心跳信息个数的S302阶段：分别记录主/备用服务器各自所发送的心跳信息的个数；

步骤三，提取心跳信息中的应用程序状态信息的S303阶段：提取该服务器中的空管应用程序的运行状态信息；

步骤四，判断应用程序状态是否正常的S304阶段：状态监控终端C通过该服务器心跳信息中空管应用程序的运行状态信息，判断该服务器中的空管应用程序运行是否正常，如果判断结果为“是”，下一步进入S305阶段；否则，认为该服务器的空管应用程序的运行状态有异常，则下一步进入S306阶段；

步骤五，判断前一时刻应用程序状态是否正常的S305阶段：状态监控终端C通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断在前一个时刻该服务器接收的心跳信息个数和空管应用程序的运行状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的空管应用程序的运行状态恢复正常，则下一步进入S307阶段；

步骤六，发出异常告警信息并执行异常处理流程的S306阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常告警信息，然后执行异常处理流程；服务器中应用程序的工作状态判断流程至此结束；

步骤七，发出异常恢复信息并执行异常恢复处理流程的S307阶段：状态监控终端C发出服务器的空管应用程序异常恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器中应用程序的工作状态的判断流程至此结束。

6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：在所述的S3阶段中，所述的服务器的工作状态的监测方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，定时查看接收的心跳信息的个数是否变化的S401阶段：状态监控终端C定时查看主/备用服务器定时发送的心跳信息的个数是否在变化，如果判断结果为“是”，下一步进入S402阶段；否则，认为该服务器的工作状态异常，则下一步进入S403阶段；

步骤二，判断前一时刻服务器的工作状态是否正常的S402阶段：状态监控终端C通过查看该服务器前一个时刻的工作状态判断该服务器在前一个时刻的工作状态是否正常，如果判断结果为“是”，退出本流程；否则，认为该服务器的工作状态恢复正常，则下一步进入S404阶段；

步骤三，发出故障告警信息并执行异常处理流程的S403阶段：状态监控终端C发出该服务器的工作状态异常的故障告警信息，然后执行异常处理流程；服务器的工作状态判断流程至此结束；

步骤四，发出故障恢复信息并执行异常恢复处理流程的S404阶段：状态监控终端C发出该服务器的工作状态恢复正常的故障恢复信息，然后执行异常恢复处理流程；服务器的工作状态判断流程至此结束。

7.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于：在所述的S3阶段的S306阶段或S403阶段中，所述的异常处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，接收服务器异常信息的S501阶段：状态监控终端C读取当前的服务器的异常告警信息（服务器中空管应用程序的运行状态异常告警信息或服务器的工作状态异常告警信息）；

步骤二，判断是否为主用服务器的S502阶段：状态监控终端C判断当前出现异常的服务器是否为主用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S503阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，发送主用/备用状态切换命令的S503阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤四，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S504阶段：收到状态监控终端C所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

8.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于：在S3阶段的S307阶段或S404阶段中，所述的异常恢复处理流程的操作方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤一，收到服务器异常恢复信息的S601阶段：状态监控终端C读取当前的异常恢复信息；

步骤二，判断主备服务器是否都异常的S602阶段：状态监控终端C判断主用和备用服务器是否都出现异常，如果判断结果为“是”，进入下一步S603阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤三，判断异常恢复的服务器是否为备用服务器的S603阶段：状态监控终端C判断从异常中恢复的服务器是否为备用服务器，如果判断结果为“是”，进入下一步S604阶段，否则，不执行任何操作，退出本流程；

步骤四，发送主用/备用状态切换命令的S604阶段：状态监控终端C分别向两个服务器发送主备状态切换命令；

步骤五，主用服务器收到命令降为备用服务器，备用服务器收到命令后升为主用服务器的S605阶段：收到状态监控终端C所发送的主备状态切换命令后，当前的主用服务器将转换成为备用服务器，同时，当前的备用服务器将转换成为主用服务器；转换完成后，主/备状态切换流程至此结束。

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