CN104618127A - 主备存储节点切换方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主备存储节点切换方法和系统，其方法包括：主存储节点将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，将服务请求数据同步至备存储节点；一致性控制中心在判定主存储节点的服务请求数据未成功同步至备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单；当主备存储节点切换后，备存储节点从一致性控制中心获取黑名单；备存储节点接收新的服务请求数据，并在新的服务请求数据的键值与黑名单中的键值一致时，拒绝提供写服务；否则，允许提供写服务。本发明在主备存储节点切换后，既保证了主备存储节点之间服务请求数据的强一致性，又保留了备存储节点的写服务功能。

Description

主备存储节点切换方法和系统

技术领域

本发明涉及到网络技术领域，特别涉及到主备存储节点切换方法和系统。

背景技术

随着网络技术的不断发展，网络服务业务越来越多，例如，会员业务、游戏币账户等。为了保证对外提供服务的可持续性，通常会有主存储节点和备存储节点，在主存储节点正常工作时，由主存储节点向用户提供业务服务，在主存储节点宕机或者其它原因不能提供服务的情况下，通常会自动快速的切换到备存储节点。

但是，目前成型的存储层主备切换方案存在一些缺陷。对于某些写数据高度敏感的服务，需要及时更新数据库中的数据，例如包月业务、充值业务等，在主备切换后，应继续保持写服务功能，以保证用户可以持续的开通包月、为游戏账户充值等，但是这样一来，无法确保备存储节点对外提供服务的数据与主存储节点的数据完全一致，即无法保证“一笔不差”的强一致性，容易导致数据错乱。而对于某些准确性要求很高的数据服务，如果不能保证主备切换后的强一致性，通常切换到备存储节点后，为避免数据错乱，不能开通备存储节点的写服务功能，即为了保证强一致性而牺牲了切换到备存储节点后的写服务，造成服务功能不完整。

发明内容

本发明实施例提供一种主备存储节点切换方法和系统，在主存储节点切换至备存储节点后，既保证了主存储节点和备存储节点之间服务请求数据的强一致性，又保留了备存储节点的写服务功能。

本发明实施例提出一种主备存储节点切换方法，包括步骤：

主存储节点将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，所述主存储节点将服务请求数据同步至备存储节点；

所述一致性控制中心在判定所述主存储节点的服务请求数据未成功同步至所述备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单；

当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，所述备存储节点从所述一致性控制中心获取所述黑名单；

所述备存储节点接收新的服务请求数据，并在所述新的服务请求数据对应的键值与所述黑名单中存储的键值一致时，所述备存储节点拒绝为所述新的服务请求数据提供写服务；否则，所述备存储节点允许为所述新的服务请求数据提供写服务。

本发明实施例还提出一种主备存储节点切换系统，包括主存储节点、备存储节点、一致性控制中心和配置中心；

所述主存储节点用于，将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，将服务请求数据同步至备存储节点；

所述一致性控制中心用于，在判定所述主存储节点的服务请求数据未成功同步至所述备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单；

所述配置中心用于，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点；

所述备存储节点用于，当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，从所述一致性控制中心获取所述黑名单；

所述备存储节点用于，接收新的服务请求数据，并在所述新的服务请求数据对应的键值与所述黑名单中存储的键值一致时，拒绝为所述新的服务请求数据提供写服务；否则，允许为所述新的服务请求数据提供写服务。

本发明实施例通过黑名单机制，来保证主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性，并确保在主备存储节点切换后，备存储节点能够为大多数服务请求数据提供写服务，既保证了主存储节点和备存储节点之间服务请求数据的强一致性，又保留了备存储节点的写服务功能。

附图说明

图1为本发明主备存储节点切换方法的第一实施例的流程图；

图2为本发明主备存储节点切换方法的第二实施例的流程图；

图3为本发明主备存储节点切换方法的第三实施例的流程图；

图4为本发明主备存储节点切换方法的第四实施例的流程图；

图5为本发明主备存储节点切换方法的第五实施例的流程图；

图6为本发明主备存储节点切换系统实施例的结构示意图；

图7为本发明实施例中主备切换前的信令图；

图8为本发明实施例中主备切换判断条件的信令图；

图9为本发明实施例中实现主备切换的信令图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例涉及到以下名称：

主备切换：在主存储节点宕机或者其它原因不能提供服务的情况下，自动快速的切换到备存储节点，从而保证对外提供服务的可持续性。

强一致性：在主备切换的过程中和切换后，确保备存储节点可以对外提供服务的数据是完全和主存储节点一致的，避免在切换过程中，因为数据同步问题而导致的数据错乱。

写服务：类似于操作数据库中的数据更新类操作，对于准确性要求很高的数据，如果不能保证主备切换的强一致性，通常切换到备存储节点后不能立刻提供写服务。

黑名单：在主备切换的情况下，必然存在一少部分数据无法及时从主存储节点同步到备存储节点，这部分数据将会被记录到一个文件中，这个文件就叫做黑名单。在主备切换后，备存储节点对于一个服务请求数据，会先判断该服务请求数据的键值是否在黑名单中，只有不在黑名单中的服务请求数据，会继续提供服务。

如图1所示，图1为本发明主备存储节点切换方法的第一实施例的流程图。本实施例提到的主备存储节点切换方法，包括：

步骤S10，主存储节点将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，主存储节点将服务请求数据同步至备存储节点；

本实施例为了保证主备存储节点之间数据的强一致性，需要将主存储节点的服务请求数据同步到备存储节点中，而在此之前，可将需要同步的服务请求数据发送到一致性控制中心进行备案，即注册，一致性控制中心将主存储节点发送的服务请求数据记录下来，用于检测主备存储节点之间数据的一致性。

步骤S20，一致性控制中心在判定主存储节点的服务请求数据未成功同步至备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单；

一致性控制中心将备存储节点获取的服务请求数据与已注册的服务请求数据进行比较，由于在主备存储节点切换后，可能存在一部分服务请求数据无法及时从主存储节点同步到备存储节点，而这部分服务请求数据已经在一致性控制中心注册成功，此时，一致性控制中心会判断出从备存储节点获取的服务请求数据与已注册的服务请求数据不一致，并且这些从备存储节点获取的服务请求数据与主存储节点中的服务请求数据也不一致，表明这部分服务请求数据同步失败，这部分不一致的已注册的服务请求数据对应的键值被确定为黑名单键值，这些黑名单键值将会被一致性控制中心记录到一个文件中，这个文件可以是由黑名单键值生成的位图文件，可简称为黑名单。

步骤S30，当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，备存储节点从一致性控制中心获取黑名单；

配置中心负责对主备存储节点进行切换。在主备存储节点切换后，一致性控制中心还负责向备存储节点下发黑名单。

步骤S40，备存储节点接收新的服务请求数据，并在新的服务请求数据对应的键值与黑名单中存储的键值一致时，备存储节点拒绝为新的服务请求数据提供写服务；否则，备存储节点允许为新的服务请求数据提供写服务。

由于黑名单中的键值所对应的服务请求数据是没有同步到备存储节点中的，为了保证主备存储节点之间的强一致性，此部分服务请求数据所对应的服务不被允许提供服务。只有不在黑名单中的键值所对应的服务请求数据才允许提供服务。

本实施例通过黑名单机制，来保证主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性，由于通常情况下，在主备存储节点同步后，未被同步的数据较少的，因此在黑名单中的服务请求数据相对较少，确保在主备存储节点切换后，备存储节点能够为大多数服务请求数据提供写服务。

如图2所示，图2为本发明主备存储节点切换方法的第二实施例的流程图。本实施例在图1所示实施例的基础上，对注册与同步的步骤详细描述，其中，步骤S10包括：

步骤S11，主存储节点将携带有服务请求数据的注册请求发送至一致性控制中心；

主存储节点经网关接收到一条服务请求数据后，将该服务请求数据发送到一致性控制中心进行注册。主存储节点在进行服务请求数据的注册操作时，处于正常工作状态，即尚未切换至备存储节点。

步骤S12，一致性控制中心存储服务请求数据，并返回注册成功应答至主存储节点；

服务请求数据包括服务请求数据的数据内容v和服务请求数据对应的键值k，一致性控制中心将接收到的数据记录在注册文件中，记录为[k，v]数据对，并返回注册成功应答。

步骤S13，主存储节点在接收到注册成功应答后，存储服务请求数据，并将服务请求数据同步至备存储节点；

主存储节点接收到注册成功应答后，修改主存储节点的本地数据，即将该条服务请求数据存储下来，并把存储记录写入到一个特定的文件中，并在同步时，读取该特定的文件中的服务请求数据，将该服务请求数据同步到备存储节点中，即向备存储节点发送携带有该条服务请求数据的同步请求。

步骤S14，备存储节点根据同步的服务请求数据更新备存储节点存储的服务请求数据。

备存储节点根据接收到的同步数据修改备存储节点的本地数据，使备存储节点的本地数据与主存储节点的本地数据一致，实现主备同步。

本实施例通过主存储节点在一致性控制中心注册服务请求数据，供一致性控制中心检测主备存储节点之间的数据一致性，以判断出主备存储节点是否同步成功，进而针对同步成功的服务请求数据提供写服务，针对同步不成功的服务请求数据拒绝提供写服务，既保证了主存储节点和备存储节点之间服务请求数据的强一致性，又保留了备存储节点的写服务功能。

如图3所示，图3为本发明主备存储节点切换方法的第三实施例的流程图。本实施例在图1所示实施例的基础上，对一致性检测的步骤详细描述，其中，步骤S20包括：

步骤S201，一致性控制中心提取已注册的服务请求数据对应的键值k，并发送携带有键值k的请求至备存储节点；

一致性控制中心在对每一条记录的服务请求数据进行一致性检验时，从记录的注册文件中提取一条[k，v]数据对，并生成携带有k的请求，发送至备存储节点。

步骤S202，备存储节点向一致性控制中心返回对应于键值k的服务请求数据的数据内容v’；

备存储节点根据键值k，从备存储节点的本地内存中查找k对应的v’，生成[k，v’]数据对，返回给一致性控制中心。

步骤S203，一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’；如果是，则执行步骤S204；如果否，则执行步骤S205；

一致性控制中心比较备存储节点返回的[k，v’]数据对与注册文件中的[k，v]数据对是否相等。

步骤S204，一致性控制中心判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功；

如果[k，v’]与[k，v]相等，则说明对于键值k，主备存储节点的数据一致，同步成功，结束这条记录的一致性检查。

步骤S205，一致性控制中心发送携带有键值k的请求至主存储节点；

如果[k，v’]与[k，v]不相等，则一致性控制中心将携带有k的请求发送至主存储节点，来获取主存储节点的数据。

步骤S206，主存储节点向一致性控制中心返回对应于键值k的服务请求数据的数据内容v’’；

主存储节点根据k，从主存储节点的本地内存中查找k对应的v’’，生成[k，v’’]数据对，返回给一致性控制中心。

步骤S207，一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’’；如果是，则执行步骤S208；如果否，则执行步骤S209；

一致性控制中心比较主存储节点返回的[k，v’’]数据对与注册文件中的[k，v]数据对是否相等。

步骤S208，一致性控制中心判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步失败，将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单；

如果[k，v’’]与[k，v]相等，则说明一致性控制中心与主存储节点中的数据一致，这条数据是主存储节点在一致性存储中心注册过了，但没有同步到备存储节点中，为了避免主备存储节点在切换后的数据错乱情况发生，将此部分没有同步成功的服务请求数据对应的键值k放入黑名单中，以便于在主备存储节点切换后，备存储节点根据黑名单拒绝提供该部分服务请求数据的写服务。

步骤S209，一致性控制中心比较v’是否等于v’’；如果是，则执行步骤S204；如果否，则执行步骤S208。

如果[k，v’’]与[k，v]不相等，一致性控制中心比较返回的[k，v’’]数据对与备存储节点返回的[k，v’]数据对是否相等。如果[k，v’’]与[k，v’]相等，则说明这条数据主存储节点没有在一致性存储中心注册，但对于键值k，主备存储节点的数据一致，同步成功，结束这条记录的一致性检查。如果[k，v’’]与[k，v’]不相等，则说明这条数据主存储节点没有在一致性存储中心注册，且没有同步到备存储节点中，为了避免主备存储节点在切换后的数据错乱情况发生，将此部分没有同步成功的服务请求数据对应的键值k放入黑名单中，以便于在主备存储节点切换后，备存储节点根据黑名单拒绝提供该部分服务请求数据的写服务。

本实施例通过黑名单机制，来保证主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性，确保在主备存储节点切换后，备存储节点能够为大多数服务请求数据提供写服务。

如图4所示，图4为本发明主备存储节点切换方法的第四实施例的流程图。本实施例在图1所示实施例的基础上，增加了当主存储节点宕机时主备切换的步骤，其中，步骤S30之前还包括：

步骤S311，当主存储节点宕机时，配置中心向备存储节点发送升级指令；

步骤S30之后还包括：

步骤S312，备存储节点根据升级指令自动升级，开通对外服务功能；

步骤S313，配置中心在备存储节点升级成功后，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点。

本实施例采用配置中心来判断主存储节点的工作状态，并以此确定是否需要切换主备存储节点。在主备存储节点都正常工作时，主备存储节点周期性的向配置中心发送“工作状态正常”的响应，同时，当主备存储节点之间的链路连接通畅时，主备存储节点还将“交互状态正常”的响应发送给配置中心，只要主备存储节点之间、主存储节点与配置中心之间、备存储节点与配置中心之间这三条路径中的任何两条路径通畅时，配置中心就能够正常检测出主备存储节点的工作状态。当主存储节点宕机时，其本身已经无法工作，不能对外提供服务，则配置中心使备存储节点提升为对外提供服务的状态，实现主备存储节点的身份转换，并完成路由的切换。网关在获得新的路由后，更新自己的路由表，将原来转发至主存储节点的请求，转发至备存储节点，完成整个切换过程。此外，上述备存储节点升级的步骤可以在提取黑名单之前执行，也可以在提取黑名单之后执行，本实施例以先提取黑名单，后执行备存储节点升级的升级顺序为例，可避免备存储节点在升级成功后，还未提取黑名单前，就有新的服务请求数据到达，而造成备存储节点无法对该部分服务请求数据对应的键值是否在黑名单中进行判断的情况发生，进一步确保主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性与可靠性。

如图5所示，图5为本发明主备存储节点切换方法的第五实施例的流程图。本实施例在图1所示实施例的基础上，增加了当主存储节点的链路断开时主备切换的步骤，其中，步骤S30之前还包括：

步骤S321，当主存储节点的链路断开时，配置中心向主存储节点发送降级指令，并向备存储节点发送升级指令；

步骤S322，主存储节点根据降级指令自动降级，切断对外服务功能；

步骤S30之后还包括：

步骤S323，备存储节点根据升级指令自动升级，开通对外服务功能；

步骤S324，配置中心在备存储节点升级成功后，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点。

本实施例与图4所示实施例的区别在于，当主存储节点虽然正常工作，但是它与其他两路的连接都断开时，此时主存储节点仍然无法对外提供服务，则配置中心控制主存储节点降级，使备存储节点提升为对外提供服务的状态，实现主备存储节点的身份转换，并完成路由的切换。此外，上述备存储节点升级的步骤可以在提取黑名单之前执行，也可以在提取黑名单之后执行，本实施例以先提取黑名单，后执行备存储节点升级的升级顺序为例，可避免备存储节点在升级成功后，还未提取黑名单前，就有新的服务请求数据到达，而造成备存储节点无法对该部分服务请求数据对应的键值是否在黑名单中进行判断的情况发生，进一步确保主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性与可靠性。

如图6所示，图6为本发明主备存储节点切换系统实施例的结构示意图。本实施例提到的主备存储节点切换系统，包括主存储节点10、备存储节点20、一致性控制中心30和配置中心40；

主存储节点10用于，将服务请求数据发送至一致性控制中心30注册，并在注册成功后，将服务请求数据同步至备存储节点20；

一致性控制中心30用于，在判定主存储节点10的服务请求数据未成功同步至备存储节点20时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单；

配置中心40用于，将网关路径由主存储节点10切换至备存储节点20；

备存储节点20用于，当配置中心40将网关路径由主存储节点10切换至备存储节点20时，从一致性控制中心30获取黑名单；

备存储节点20用于，接收新的服务请求数据，并在新的服务请求数据对应的键值与黑名单中存储的键值一致时，拒绝为新的服务请求数据提供写服务；否则，允许为新的服务请求数据提供写服务。

本实施例为了保证主备存储节点20之间数据的强一致性，需要将主存储节点10的服务请求数据同步到备存储节点20中，而在此之前，可将需要同步的服务请求数据发送到一致性控制中心30进行备案，即注册，一致性控制中心30将主存储节点10发送的服务请求数据记录下来，用于检测主备存储节点20之间数据的一致性。

一致性控制中心30将备存储节点20获取的服务请求数据与已注册的服务请求数据进行比较，由于在主备存储节点20切换后，可能存在一部分服务请求数据无法及时从主存储节点10同步到备存储节点20，而这部分服务请求数据已经在一致性控制中心30注册成功，此时，一致性控制中心30会判断出从备存储节点20获取的服务请求数据与已注册的服务请求数据不一致，并且这些从备存储节点20获取的服务请求数据与主存储节点10中的服务请求数据也不一致，表明这部分服务请求数据同步失败，这部分不一致的已注册的服务请求数据对应的键值被确定为黑名单键值，这些黑名单键值将会被一致性控制中心30记录到一个文件中，这个文件可以是由黑名单键值生成的位图文件，可简称为黑名单。

配置中心40负责对主备存储节点20进行切换。在主备存储节点20切换后，一致性控制中心30还负责向备存储节点20下发黑名单。由于黑名单中的键值所对应的服务请求数据是没有同步到备存储节点20中的，为了保证主备存储节点20之间的强一致性，此部分服务请求数据所对应的服务不被允许提供服务。只有不在黑名单中的键值所对应的服务请求数据才允许提供服务。

本实施例通过黑名单机制，来保证主备存储节点20切换后服务请求数据的强一致性，由于通常情况下，在主备存储节点20同步后，未被同步的数据较少的，因此在黑名单中的服务请求数据相对较少，确保在主备存储节点20切换后，备存储节点20能够为大多数服务请求数据提供写服务。

进一步的，以下装置实现服务请求数据的注册与同步。

主存储节点10用于，将携带有服务请求数据的注册请求发送至一致性控制中心30；

一致性控制中心30用于，存储服务请求数据，并返回注册成功应答至主存储节点10，服务请求数据包括服务请求数据的数据内容v和服务请求数据对应的键值k；

主存储节点10用于，在接收到注册成功应答后，存储服务请求数据，并将服务请求数据同步至备存储节点20；

备存储节点20用于，根据同步的服务请求数据更新备存储节点20存储的服务请求数据。

本实施例中，主存储节点10经网关接收到一条服务请求数据后，将该服务请求数据发送到一致性控制中心30进行注册。主存储节点10在进行服务请求数据的注册操作时，处于正常工作状态，即尚未切换至备存储节点20。一致性控制中心30将接收到的数据记录在注册文件中，记录为[k，v]数据对，并返回注册成功应答。主存储节点10接收到注册成功应答后，修改主存储节点10的本地数据，即将该条服务请求数据存储下来，并把存储记录写入到一个特定的文件中，并在同步时，读取该特定的文件中的服务请求数据，将该服务请求数据同步到备存储节点20中，即向备存储节点20发送携带有该条服务请求数据的同步请求。备存储节点20根据接收到的同步数据修改备存储节点20的本地数据，使备存储节点20的本地数据与主存储节点10的本地数据一致，实现主备同步。

本实施例通过主存储节点10在一致性控制中心30注册服务请求数据，供一致性控制中心30检测主备存储节点20之间的数据一致性，以判断出主备存储节点20是否同步成功，进而针对同步成功的服务请求数据提供写服务，针对同步不成功的服务请求数据拒绝提供写服务，既保证了主存储节点10和备存储节点20之间服务请求数据的强一致性，又保留了备存储节点20的写服务功能。

进一步的，以下装置实现主备存储节点20的一致性检测。

一致性控制中心30用于，提取已注册的服务请求数据对应的键值k，并发送携带有键值k的请求至备存储节点20；

备存储节点20用于，向一致性控制中心30返回对应于键值k的服务请求数据的数据内容v’；

一致性控制中心30用于，比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’；当v等于v’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功；当v不等于v’时，则发送携带有键值k的请求至主存储节点10；

主存储节点10用于，向一致性控制中心30返回对应于键值k的服务请求数据的数据内容v’’；

一致性控制中心30还用于，比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’’；当v等于v’’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步失败，将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单；当v不等于v’’时，则比较v’是否等于v’’；当v’等于v’’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功；当v’不等于v’’时，则直接将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单。

本实施例中，一致性控制中心30在对每一条记录的服务请求数据进行一致性检验时，从记录的注册文件中提取一条[k，v]数据对，并生成携带有k的请求，发送至备存储节点20。备存储节点20根据键值k，从备存储节点20的本地内存中查找k对应的v’，生成[k，v’]数据对，返回给一致性控制中心30。一致性控制中心30比较备存储节点20返回的[k，v’]数据对与注册文件中的[k，v]数据对是否相等。如果[k，v’]与[k，v]相等，则说明对于键值k，主备存储节点20的数据一致，同步成功，结束这条记录的一致性检查。如果[k，v’]与[k，v]不相等，则一致性控制中心30将携带有k的请求发送至主存储节点10，来获取主存储节点10的数据。主存储节点10根据k，从主存储节点10的本地内存中查找k对应的v’’，生成[k，v’’]数据对，返回给一致性控制中心30。一致性控制中心30比较主存储节点10返回的[k，v’’]数据对与注册文件中的[k，v]数据对是否相等。

如果[k，v’’]与[k，v]相等，则说明一致性控制中心30与主存储节点10中的数据一致，这条数据是主存储节点10在一致性存储中心注册过了，但没有同步到备存储节点20中，为了避免主备存储节点20在切换后的数据错乱情况发生，将此部分没有同步成功的服务请求数据对应的键值k放入黑名单中，以便于在主备存储节点20切换后，备存储节点20根据黑名单拒绝提供该部分服务请求数据的写服务。

如果[k，v’’]与[k，v]不相等，一致性控制中心30比较返回的[k，v’’]数据对与备存储节点20返回的[k，v’]数据对是否相等。如果[k，v’’]与[k，v’]相等，则说明这条数据主存储节点10没有在一致性存储中心注册，但对于键值k，主备存储节点20的数据一致，同步成功，结束这条记录的一致性检查。如果[k，v’’]与[k，v’]不相等，则说明这条数据主存储节点10没有在一致性存储中心注册，且没有同步到备存储节点20中，为了避免主备存储节点20在切换后的数据错乱情况发生，将此部分没有同步成功的服务请求数据对应的键值k放入黑名单中，以便于在主备存储节点20切换后，备存储节点20根据黑名单拒绝提供该部分服务请求数据的写服务。

本实施例通过黑名单机制，来保证主备存储节点20切换后服务请求数据的强一致性，确保在主备存储节点20切换后，备存储节点20能够为大多数服务请求数据提供写服务。

进一步的，以下装置实现当主存储节点10宕机时的主备切换。

配置中心40还用于，当主存储节点10宕机时，向备存储节点20发送升级指令；

备存储节点20还用于，根据升级指令自动升级，开通对外服务功能；

配置中心40还用于，在备存储节点20升级成功后，将网关路径由主存储节点10切换至备存储节点20。

本实施例采用配置中心40来判断主存储节点10的工作状态，并以此确定是否需要切换主备存储节点20。在主备存储节点20都正常工作时，主备存储节点20周期性的向配置中心40发送“工作状态正常”的响应，同时，当主备存储节点20之间的链路连接通畅时，主备存储节点20还将“交互状态正常”的响应发送给配置中心40，只要主备存储节点20之间、主存储节点10与配置中心40之间、备存储节点20与配置中心40之间这三条路径中的任何两条路径通畅时，配置中心40就能够正常检测出主备存储节点20的工作状态。当主存储节点10宕机时，其本身已经无法工作，不能对外提供服务，则配置中心40使备存储节点20提升为对外提供服务的状态，实现主备存储节点20的身份转换，并完成路由的切换。网关在获得新的路由后，更新自己的路由表，将原来转发至主存储节点10的请求，转发至备存储节点20，完成整个切换过程。此外，备存储节点20升级的过程可以在备存储节点20提取黑名单之前执行，也可以在备存储节点20提取黑名单之后执行，本实施例以备存储节点20先提取黑名单，后执行备存储节点升级的升级顺序为例，可避免备存储节点20在升级成功后，还未提取黑名单前，就有新的服务请求数据到达，而造成备存储节点20无法对该部分服务请求数据对应的键值是否在黑名单中进行判断的情况发生，进一步确保主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性与可靠性。

进一步的，以下装置实现当主存储节点10的链路断开时的主备切换。

配置中心40还用于，当主存储节点10的链路断开时，向主存储节点10发送降级指令，并向备存储节点20发送升级指令；

主存储节点10还用于，根据降级指令自动降级，切断对外服务功能；

备存储节点20还用于，根据升级指令自动升级，开通对外服务功能；

配置中心40还用于，在备存储节点20升级成功后，将网关路径由主存储节点10切换至备存储节点20。

本实施例与当主存储节点10宕机时的主备切换的实施例之间的区别在于，当主存储节点10虽然正常工作，但是它与其他两路的连接都断开时，此时主存储节点10仍然无法对外提供服务，则配置中心40控制主存储节点10降级，使备存储节点20提升为对外提供服务的状态，实现主备存储节点20的身份转换，并完成路由的切换。此外，备存储节点20升级的过程可以在备存储节点20提取黑名单之前执行，也可以在备存储节点20提取黑名单之后执行，本实施例以备存储节点20先提取黑名单，后执行备存储节点升级的升级顺序为例，可避免备存储节点20在升级成功后，还未提取黑名单前，就有新的服务请求数据到达，而造成备存储节点20无法对该部分服务请求数据对应的键值是否在黑名单中进行判断的情况发生，进一步确保主备存储节点切换后服务请求数据的强一致性与可靠性。

如图7至图9所示，图7为本发明实施例中主备切换前的信令图，图8为本发明实施例中主备切换判断条件的信令图，图9为本发明实施例中主备切换的信令图。

在主备切换前，参照图7。

步骤A，服务请求数据通过网关转发到相应的主存储节点；

步骤B，主存储节点发送注册请求到一致性控制中心；

步骤C，一致性控制中心记录下来主存储节点发送过来的记录，记为[k，v]数据对到注册文件中，并发送注册成功应答；

步骤D，主存储节点收到注册成功应答后，修改本地内存，把修改记录写入到日志文件，通过同步模块读取日志文件并同步数据到备存储节点；

步骤E，备存储节点收到同步请求，修改本地数据和主存储节点一致；

步骤F，除了上面的一笔正常写服务外，一致性控制中心本身在做主存储节点和备存储节点的数据一致性检测，具体如下：

步骤F1，读取注册文件的一条[k，v]数据对，并利用文件中的k生成获取请求，向备存储节点发送获取请求；

步骤F2，在从备存储节点获得获取应答后，比较备存储节点返回的[k，v’]与注册文件中的[k，v]是否相等，如果相等，则证明对于k，主备数据一致，完成这条记录检查，返回F1，否则进行F3；

步骤F3，如果F2中比较不相等，则再向主存储节点发送携带有k的获取请求，得到获取应答中包括[k，v’’]数据对，如果[k，v]=[k，v’’]，证明主存储节点和一致性控制中心数据一致，这条数据是主存储节点没有同步到备存储节点中的数据，把该条记录存入黑名单中，并返回F1；如果[k,v’]=[k,v”]，证明主存储节点和备存储节点数据一致，则一致性控制中心认为对于k，主备数据一致，返回F1；如果三者都不等，则将该记录存入黑名单，返回F1。

在判断主备是否切换时，参照图8。

在主存储节点、备存储节点、配置中心都正常工作的情况下，主/备存储节点把自己的心跳上报给配置中心，并且主/备存储节点相互有心跳产生，把相互的心跳也上传给配置中心。只要三个路径中，任何两个路径是相通的，则可以正常检测出主/备存储节点的存活情况。当主存储节点宕机，或者主存储节点与备存储节点之间、主存储节点与配置中心之间这两条链路都不可用时，主存储节点无法与备存储节点和配置中心通信，形成孤岛，则认为主存储节点为不可用状态，这会触发切换流程，主存储节点如果没有宕机，会自动降级，停止对外提供服务。

在进行主备切换时，参照图9。

步骤G，主存储节点如果没宕机，则自动降级，不提供对外服务；主存储节点如果此时已经宕机，则本身已经不能对外提供服务，可以忽略此步。

步骤H，配置中心向备存储节点发送升级指令；

步骤I，备存储节点接收到升级指令后，从一致性控制中心拉取黑名单，并提升自己为可以对外提供服务的状态，向配置中心发送升级完成的应答；

步骤J，配置中心接收到备存储节点升级完成的应答后，向网关发送新的路由，或者网关自动来拉取新的路由；

步骤K，网关获得新的路由后，更新自己的路由表，将原来转发给主存储节点的请求，发送到备存储节点，完成整个切换过程；

步骤L，一笔新的服务请求数据发送到备存储节点后，备存储节点会判断这个请求的k是否在从一致性控制中心拉取下来的黑名单中，如果在黑名单中，则暂时不提供服务，如果不在，则为其提供服务。由于通常黑名单的量都很小，因此保证了在主备切换后，可以继续为大多数服务请求数据提供写服务。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种主备存储节点切换方法，其特征在于，包括步骤： 

主存储节点将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，所述主存储节点将服务请求数据同步至备存储节点； 

所述一致性控制中心在判定所述主存储节点的服务请求数据未成功同步至所述备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单； 

当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，所述备存储节点从所述一致性控制中心获取所述黑名单； 

所述备存储节点接收新的服务请求数据，并在所述新的服务请求数据对应的键值与所述黑名单中存储的键值一致时，所述备存储节点拒绝为所述新的服务请求数据提供写服务；否则，所述备存储节点允许为所述新的服务请求数据提供写服务。 

2.根据权利要求1所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述主存储节点将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，所述主存储节点将服务请求数据同步至备存储节点的步骤包括： 

所述主存储节点将携带有服务请求数据的注册请求发送至一致性控制中心； 

所述一致性控制中心存储所述服务请求数据，并返回注册成功应答至所述主存储节点，所述服务请求数据包括所述服务请求数据的数据内容v和所述服务请求数据对应的键值k； 

所述主存储节点在接收到所述注册成功应答后，存储所述服务请求数据，并将所述服务请求数据同步至所述备存储节点； 

所述备存储节点根据同步的服务请求数据更新所述备存储节点存储的服务请求数据。 

3.根据权利要求2所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述一致性控制中心在判定所述主存储节点的服务请求数据未成功同步至所述备存 储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单的步骤包括： 

所述一致性控制中心提取已注册的服务请求数据对应的键值k，并发送携带有键值k的请求至所述备存储节点； 

所述备存储节点向所述一致性控制中心返回对应于所述键值k的服务请求数据的数据内容v’； 

所述一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’； 

当v等于v’时，则所述一致性控制中心判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功。 

4.根据权利要求3所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’的步骤之后还包括： 

当v不等于v’时，则所述一致性控制中心发送携带有键值k的请求至所述主存储节点； 

所述主存储节点向所述一致性控制中心返回对应于所述键值k的服务请求数据的数据内容v’’； 

所述一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’’； 

当v等于v’’时，则所述一致性控制中心判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步失败，将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单。 

5.根据权利要求4所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述一致性控制中心比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’’的步骤之后还包括： 

当v不等于v’’时，则所述一致性控制中心比较v’是否等于v’’； 

当v’等于v’’时，则所述一致性控制中心判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功； 

当v’不等于v’’时，则所述一致性控制中心直接将已注册的服务请求数据 对应的键值k加入黑名单。 

6.根据权利要求1所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，所述备存储节点从所述一致性控制中心获取所述黑名单的步骤之前还包括： 

当所述主存储节点的链路断开时，所述配置中心向主存储节点发送降级指令，并向备存储节点发送升级指令； 

所述主存储节点根据所述降级指令自动降级，切断对外服务功能。 

7.根据权利要求1所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，所述备存储节点从所述一致性控制中心获取所述黑名单的步骤之前还包括： 

当所述主存储节点宕机时，所述配置中心向备存储节点发送升级指令。

8.根据权利要求7或8所述的主备存储节点切换方法，其特征在于，所述当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存储节点时，所述备存储节点从所述一致性控制中心获取所述黑名单的步骤之后还包括： 

所述备存储节点根据所述升级指令自动升级，开通对外服务功能； 

所述配置中心在备存储节点升级成功后，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点。 

9.一种主备存储节点切换系统，其特征在于，包括主存储节点、备存储节点、一致性控制中心和配置中心； 

所述主存储节点用于，将服务请求数据发送至一致性控制中心注册，并在注册成功后，将服务请求数据同步至备存储节点； 

所述一致性控制中心用于，在判定所述主存储节点的服务请求数据未成功同步至所述备存储节点时，将同步失败的已注册的服务请求数据对应的键值存入黑名单； 

所述配置中心用于，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点； 

所述备存储节点用于，当配置中心将网关路径由主存储节点切换至备存 储节点时，从所述一致性控制中心获取所述黑名单； 

所述备存储节点用于，接收新的服务请求数据，并在所述新的服务请求数据对应的键值与所述黑名单中存储的键值一致时，拒绝为所述新的服务请求数据提供写服务；否则，允许为所述新的服务请求数据提供写服务。 

10.根据权利要求9所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述主存储节点用于，将携带有服务请求数据的注册请求发送至一致性控制中心； 

所述一致性控制中心用于，存储所述服务请求数据，并返回注册成功应答至所述主存储节点，所述服务请求数据包括所述服务请求数据的数据内容v和所述服务请求数据对应的键值k； 

所述主存储节点用于，在接收到所述注册成功应答后，存储所述服务请求数据，并将所述服务请求数据同步至所述备存储节点； 

所述备存储节点用于，根据同步的服务请求数据更新所述备存储节点存储的服务请求数据。 

11.根据权利要求10所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述一致性控制中心用于，提取已注册的服务请求数据对应的键值k，并发送携带有键值k的请求至所述备存储节点； 

所述备存储节点用于，向所述一致性控制中心返回对应于所述键值k的服务请求数据的数据内容v’； 

所述一致性控制中心用于，比较已注册的服务请求数据的数据内容v是否等于v’；当v等于v’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功。 

12.根据权利要求11所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述一致性控制中心还用于，当v不等于v’时，则发送携带有键值k的请求至所述主存储节点； 

所述主存储节点用于，向所述一致性控制中心返回对应于所述键值k的服务请求数据的数据内容v’’； 

所述一致性控制中心还用于，比较已注册的服务请求数据的数据内容v 是否等于v’’；当v等于v’’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步失败，将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单。 

13.根据权利要求12所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述一致性控制中心还用于，当v不等于v’’时，则比较v’是否等于v’’；当v’等于v’’时，则判定已注册的服务请求数据的数据内容v同步成功；当v’不等于v’’时，则直接将已注册的服务请求数据对应的键值k加入黑名单。 

14.根据权利要求9所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述配置中心还用于，当所述主存储节点的链路断开时，向主存储节点发送降级指令，并向备存储节点发送升级指令； 

所述主存储节点还用于，根据所述降级指令自动降级，切断对外服务功能。 

15.根据权利要求9所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述配置中心还用于，当所述主存储节点宕机时，向备存储节点发送升级指令。

16.根据权利要求14或15所述的主备存储节点切换系统，其特征在于，所述备存储节点还用于，根据所述升级指令自动升级，开通对外服务功能； 

所述配置中心还用于，在备存储节点升级成功后，将网关路径由主存储节点切换至备存储节点。