CN104506372A - 一种实现主备服务器切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现主备服务器切换的方法及系统，包括网关监测到主服务器无法响应ARP请求时，向相应的备用服务区域广播ARP请求；备用服务器接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。本发明通过网关对主服务器故障情况的监测，实现了在主服务器发生故障，无法响应ARP请求时，启动主服务器对应的备用服务器对该ARP请求进行响应，完成了主备服务器之间的互相切换。本发明一方面保证了对现网业务使用的兼容；另一方面简单地实现了主备服务器之间的切换，而且不需要服务器具备集群功能。这样，不仅有效地保护了现有的网络设备的投资和运作，而且为企业带来更安全和快捷的数据存储保障。

Description

一种实现主备服务器切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及主备技术，尤指一种实现主备服务器切换的方法及系统。

背景技术

目前，在常用的主备方案中，一般需要多个服务器构成集群服务器架构，如图1所示，比如服务器S、服务器S'和服务器S″作为一个集群服务。其中，假设服务器S作为主服务器，服务器S'和服务器S″作为备用的集群服务器。备用的集群服务器可以预先使用优先级依次排序，当主服务器发生灾情故障时，由交换机指令按照预先设置好的优先级顺序启动备用服务器(同时只有一台服务器处于激活的状态)。在主服务器和备服务器中均安装有集群软件以提供集群功能，集群软件的主要功能就是在主服务器与备服务器之间进行心跳检测。一旦备服务器无法检测到主服务器的心跳，则将自身倒换为主服务器对外提供服务。

在现有服务器系统设计中，最初很多是没有考虑主备情况设计的，而一般就是由单台大型服务器独立运行，且部署的服务器可能还不具备集群能力，这种情况下要是遇到灾情故障是非常危险的。要改造这种情况，按照传统的集群方案，如图1所示，一方面，往往需要在交换机上部署双倍主服务器数量以上的备用服务器，而且在每台备用的服务器上还需要进增加集群功能。另一方面，如果在正在运行的备用服务器上进行修改增加集群功能是会影响用户使用的，而且交换机也可能因为接口数量有限而需要重新换置部署和配置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现主备服务器切换的方法及系统，针对不具备集群功能的服务器，简单实现主备服务器之间的切换。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种实现主备服务器切换的系统，至少包括网关，主交换机和备用交换机，与主交换机相连接的一个或一个以上主服务器，与备用交换机相连接的、与各主服务器分别完全镜像的一个或一个以上备用服务器；

其中，

网关，与主交换机、备用交换机分别相连，用于广播携带有主服务器的IP地址信息地址的解析协议ARP请求；接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器；在预设时间阈值内未接收到来自主服务器的MAC地址，在备用服务区域广播ARP请求；接收来自备用服务器的MAC地址，将报文经由备用交换机转发给该MAC地址对应的备用服务器；

主服务器，用于接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给网关；

主交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的主服务器；

备用交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的备用服务器；

备用服务器，用于接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。

当一个所述主服务器对应两个或两个以上备用服务器，且位于不同备用服务区域时，所述网关中还存储有：主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系。

所述主服务器恢复正常时，

所述主服务器还用于，向所述网关返回携带该主服务器的MAC地址的ARP应答；

所述网关，还用于收到来自主服务器的携带MAC地址的ARP应答，将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器。

本发明还提供了一种实现主备服务器切换的方法，包括：

网关监测到主服务器无法响应ARP请求时，向相应的备用服务器广播ARP请求；

备用服务器接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。

该方法还包括：在网关中预先存储有主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系；

所述向相应的备用服务器广播ARP请求包括：

所述网关根据对应关系，查找与当前主服务区域标识对应的备用服务区域标识，并在该备用服务区域标识对应的备用服务区域广播所述ARP请求。

该方法之前还包括：

所述网关在主服务区域周期性地广播ARP请求，所述主服务器接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给所述网关；

所述网关接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器。

当所述主服务器恢复正常后，该方法还包括：

所述主服务器向网关返回ARP应答消息并携带自身的MAC地址；

所述网关将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器。

与现有技术相比，本发明包括网关监测到主服务器无法响应ARP请求时，向相应的备用服务区域广播ARP请求；备用服务器接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。本发明通过网关对主服务器故障情况的监测，实现了在主服务器发生故障，无法响应ARP请求时，启动主服务器对应的备用服务器对该ARP请求进行响应，完成了主备服务器之间的互相切换。本发明中，一方面，主服务区域的主交换机和备用服务区域的备用交换机上无需增加新功能，保证了对现网业务使用的兼容；另一方面，只需在现网基础上扩展网关的功能，就简单地实现了主备服务器之间的切换，而且不需要服务器具备集群功能。这样，不仅有效地保护了现有的网络设备的投资和运作，而且为企业带来更安全和快捷的数据存储保障。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为现有主备服务器系统的组成示意图；

图2为本发明实现主备服务器切换的系统的组成结构示意图；

图3为本发明实现主备服务器切换的方法的流程图。

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。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2为本发明实现主备服务器切换的系统的组成结构示意图，如图2所示，至少包括网关，主交换机和备用交换机，与主交换机相连接的一个或一个以上主服务器，与备用交换机相连接的、与各主服务器分别完全镜像的一个或一个以上备用服务器。

其中，完全镜像的服务器是指具有相同IP地址的服务器。

其中，

网关，与主交换机、备用交换机分别相连，用于在主服务区域周期性广播地址解析协议(ARP，Address Resolution Protocol)请求；接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器；在预设时间阈值内未接收到来自主服务器的MAC地址，在备用服务区域广播ARP请求；接收来自备用服务器的MAC地址，将报文经由备用交换机转发给该MAC地址对应的备用服务器。

进一步地，当一个主服务器对应两个或两个以上备用服务器，且位于不同备用服务区域时，在网关中预先存储有主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系。

当网关在预设时间阈值内未接收到来自主服务器的MAC地址时，网关还用于根据对应关系，查找与当前主服务区域标识对应的备用服务区域标识，并在该备用服务区域标识对应的备用服务区域广播地址解析协议ARP请求。此时，实现了一次主服务器至备用服务器的切换过程。

ARP请求是广播消息，包括源IP地址和MAC地址，目标IP地址，ARP请求就是发送IP地址即目标IP地址广播，以得到相应的目标MAC地址，然后通过该目标MAC地址找到网络中唯一的一台计算机(服务器)，因为在实际运行中需要通过MAC地址来实现链路层的访问的。相应的ARP应答是单播消息，包括应答主机的MAC地址和IP地址，以及目标IP和MAC地址。

其中，网关在主服务区域或被服务区域广播ARP请求时，可以在ARP请求中携带用于标识不同区域的区域标识；也可以先将ARP请求发送给主交换机或备用交换机，再由主交换机或备用交换机广播给自身管辖下的服务器。

主服务器，用于接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给网关；

但是，如果主服务器发生故障，那么，主服务器是无法响应ARP请求的，这种情况本发明系统中通过网关来监测。

主交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的主服务器；

备用交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的备用服务器；

备用服务器，用于接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关；

主服务器还用于，在自身恢复正常时，向网关返回ARP应答消息，并携带该主服务器的MAC地址；

网关，还用于收到来自主服务器的携带MAC地址的ARP应答，将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器，此时，实现了一次备用服务器至主服务器的回切过程。。

需要说明的是，本发明中的一个主服务器可以对应一个或一个以上备用服务器，对于对应有两个或两个以上备用服务器的情况，本领域技术人员容易知道，可以预先使用优先级对备用服务器依次排序，当主服务器发生灾情故障时，由网关按照预先设置好的优先级顺序启动备用服务器。具体实现并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

本发明实现主备服务器切换的系统中，通过网关对主服务器故障情况的监测，实现了在主服务器发生故障，无法响应ARP请求时，启动主服务器对应的备用服务器对该ARP请求进行响应，完成了主备服务器之间的互相切换。本发明系统中，一方面，主服务区域的主交换机和备用服务区域的备用交换机上无需增加新功能，保证了对现网业务使用的兼容；另一方面，只需在现网基础上对网关功能进行扩展，就简单地实现了主备服务器之间的切换，而且不需要服务器具备集群功能。这样，不仅有效地保护了现有的网络设备的投资和运作，而且为企业带来更安全和快捷的数据存储保障。

图3为本发明实现主备服务器切换的方法的流程图，如图3所示，包括：

步骤300：网关监测到主服务器无法响应ARP请求时，向相应的备用服务区域广播ARP请求。

本步骤还包括：

当一个主服务器对应两个或两个以上备用服务器，且位于不同备用服务区域时，在网关中预先存储有主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系。

本步骤中，网关监测到主服务器无法响应ARP请求包括：网关在预设时间阈值内未接收到来自主服务器的MAC地址，则确定出主服务器无法响应ARP请求。相应地，

本发明方法还包括：网关在备用服务区域广播地址解析协议ARP请求。进一步地，网关根据对应关系，查找与当前主服务区域标识对应的备用服务区域标识，并在该备用服务区域标识对应的备用服务区域广播ARP请求。

本领域技术人员知道，ARP请求中携带有主服务器的IP地址信息。本步骤中的该主服务器的IP地址即是ARP请求中携带的IP地址。

步骤301：备用服务器接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。

该方法之后还包括：网关接收到来自备用服务器的MAC地址，将报文经由备用交换机转发给该MAC地址对应的备用服务器。

该方法之前还包括：

网关在主服务区域周期性地广播ARP请求，主服务器接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给网关；

网关接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器。

进一步地，

当主服务器恢复正常后，该方法还包括：

主服务器向网关返回ARP应答消息，并携带该主服务器的MAC地址；网关将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器。

本发明通过网关对主服务器故障情况的监测，实现了在主服务器发生故障，无法响应ARP请求时，启动主服务器对应的备用服务器对该ARP请求进行响应，完成了主备服务器之间的互相切换。本发明中，一方面，主服务区域的主交换机和备用服务区域的备用交换机上无需增加新功能，保证了对现网业务使用的兼容；另一方面，只需在现网基础上对网关功能进行扩展，就简单地实现了主备服务器之间的切换，而且不需要服务器具备集群功能。这样，不仅有效地保护了现有的网络设备的投资和运作，而且为企业带来更安全和快捷的数据存储保障。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种实现主备服务器切换的系统，其特征在于，至少包括网关，主交换机和备用交换机，与主交换机相连接的一个或一个以上主服务器，与备用交换机相连接的、与各主服务器分别完全镜像的一个或一个以上备用服务器；

其中，

网关，与主交换机、备用交换机分别相连，用于广播携带有主服务器的IP地址信息地址的解析协议ARP请求；接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器；在预设时间阈值内未接收到来自主服务器的MAC地址，在备用服务区域广播ARP请求；接收来自备用服务器的MAC地址，将报文经由备用交换机转发给该MAC地址对应的备用服务器；

主服务器，用于接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给网关；

主交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的主服务器；

备用交换机，用于将来自网关的报文转发给对应的备用服务器；

备用服务器，用于接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当一个所述主服务器对应两个或两个以上备用服务器，且位于不同备用服务区域时，所述网关中还存储有：主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主服务器恢复正常时，

所述主服务器还用于，向所述网关返回携带该主服务器的MAC地址的ARP应答；

所述网关，还用于收到来自主服务器的携带MAC地址的ARP应答，将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器。

4.一种实现主备服务器切换的方法，其特征在于，包括：

网关监测到主服务器无法响应ARP请求时，向相应的备用服务器广播ARP请求；

备用服务器接收到ARP请求，将自身MAC地址经由备用交换机发送给网关。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在网关中预先存储有主服务区域的主服务器的IP地址和主服务区域标识号，与与之镜像的备用服务器的所在备用服务区域标识号的对应关系；

所述向相应的备用服务器广播ARP请求包括：

所述网关根据对应关系，查找与当前主服务区域标识对应的备用服务区域标识，并在该备用服务区域标识对应的备用服务区域广播所述ARP请求。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括：

所述网关在主服务区域周期性地广播ARP请求，所述主服务器接收到属于自身的ARP请求，将自身MAC地址经由主交换机发送给所述网关；

所述网关接收到来自主服务器的MAC地址，将报文经由主交换机转发给该MAC地址对应的主服务器。

7.根据权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于，当所述主服务器恢复正常后，该方法还包括：

所述主服务器向网关返回ARP应答消息并携带自身的MAC地址；

所述网关将报文返回给与该MAC地址对应的主服务器。