CN106559332A - 一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统 - Google Patents

一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统。在所述方法通过在集群中指定一台服务器充当主节点，其他服务器在启动初始化时，均向主节点服务器注册自身的节点信息；并在注册成功后，获取当前集群中所有的服务器的节点信息；集群中的各个服务器建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；由此，实现了集群内所有服务器的全连通。当有新的服务器加入时，只需向主节点服务器注册，注册成功后主节点服务器向集群中其他服务器转发新加入的服务器的节点信息；当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中，由此，集群中新加入了一个服务器，即可实现全连通，非常快速、便捷。

Description

一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统
技术领域
本发明涉及服务器组网领域，特别涉及一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统。
背景技术
在大数据互联网云时代，不断增加的用户数以及不断复杂的业务处理，很少说可以仅仅靠单一服务器就可以支撑满足需求的增长，基本说都要靠多台服务器来支撑业务的稳定快速发展。多台服务器间通常也不是互相独立的，而是需要彼此通信的。比如服务器A和服务器B各自运行着一个缓存应用的实例，然后在服务器A的缓存中插入一个键/值对之后，需要从服务器B上也可以访问，显然为了达到这个目的，服务器A必须以某种方式将相关信息告诉服务器B，传递该信息的方式很多，如TCP或UDP或其他方法，但无论采用哪种方式，都涉及跨服务器通信。
通常来说，多台服务器间的集群通信能力，根据业务需求的不同，有些会构建于同一局域网内，也有些会构建于广域网内。对于同一机房(IDC)里的多台服务器，很多时候并非所有的服务器都有外网（广域网）IP，一来不一定都需要外网IP，一些不直接对外提供服务的服务器不需要外网IP；二来减少一些外网IP资源可以节省成本。同一机房的服务器间彼此的通信基本上是可以走内部局域网的；多机房或多中心间服务器的通信一般则需要走广域网。而服务器间的集群关系进一步可分为全连通（如图1所示）和非全连通（如图2所示），全连通比较适合于要加入集群的成员处于同一局域网内或者成员间彼此可以直接访问并且成员数量不是很大的情况（将有n*(n-1)/2条链路，n为成员数）；非全连通则一般比较适用于要加入集群的成员处于不同局域网或者不是所有成员彼此间都可以直接访问的情况。这里说的全连通是指集群中的每个成员都能够感知其他每个成员，任意两个成员都可以直接通信；非全连通，则是指存在多个集群，每个集群内部的成员是全连通的，而集群与集群之间则只有选定的某一部分成员彼此知道对方，且集群间的通信需要选定的成员中转。
综上所述，如何快速构建出多台服务器间的全连通集群数据通信能力，变得越来越重要。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统，在新增的服务器加入后，快速的组建全连通集群。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种快速组建全连通服务器集群的方法，包括如下步骤：
A、在将要建立集群的网络环境中指定一台服务器充当主节点，该主节点服务器对网络环境中的各服务器可见；
B、所述集群中其他各服务器通过配置，指明充当主节点的服务器节点信息，在启动初始化时，向主节点服务器注册自身的节点信息；注册成功后，获取当前集群中包括主节点服务器在内的所有已注册服务器的节点信息；
C、集群中的各个服务器各自建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；
D、当有新加入的服务器向主节点服务器注册时，主节点服务器向当前集群中已注册的除自身外的其他服务器转发新注册的服务器的节点信息；
E、当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中。
所述的快速组建全连通服务器集群的方法中，所述方法还包括步骤F：
集群中的服务器在退出集群时，向主节点服务器发送退出消息；
主节点服务器删除自身路由表里该服务器的节点信息，并向集群内的其他服务器转发所述退出消息；
各服务器收到退出消息后，删除各自维护的路由表里该退出服务器的节点信息。
所述的快速组建全连通服务器集群的方法中，所述主节点服务器配置有密钥；新加入的服务器向主节点服务器注册自身的节点信息时，附带上与主节点服务器相同的密钥。
所述的快速组建全连通服务器集群的方法中，所述步骤D具体包括：
D1、新加入的服务器向主节点服务器注册发送自身的节点信息和主节点服务器的密钥；
D2、主节点服务器判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的服务器。
所述的快速组建全连通服务器集群的方法中，所述集群中，主节点服务器优先启动。
一种快速组建全连通服务器集群的系统，所述系统包括：
对网络环境中的各服务器可见的主节点服务器，用于建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；接收新加入的次节点服务器发出的节点信息，并在新加入的次节点服务器注册成功后，更新所述路由表并向集群中的其他次节点服务器转发新注册的次节点服务器的节点信息；
次节点服务器，用于在加入所述集群时，向主节点服务器注册自身的节点信息，注册成功后，通过主节点服务器获取当前集群中所有服务器的节点信息，并建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；在加入所述集群后，将其他新注册的次节点服务器的节点信息加入到自身的路由表中。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述次节点服务器，还用于在退出集群时，向主节点服务器发送退出消息；在收到其他次节点服务器的退出消息后，删除自身路由表里该退出服务器的节点信息；所述主节点服务器还用于在收到次节点服务器发出的退出消息后，删除自身路由表里该次节点服务器的节点信息，并向集群内的其他次节点服务器转发所述退出消息。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述主节点服务器配置有密钥；新加入的次节点服务器向主节点服务器注册自身的节点信息时，附带上与主节点服务器相同的密钥。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述主节点服务器接收到次节点服务器发出的密钥后，判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的次节点服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的次节点服务器。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述集群中，主服务器优先启动。
相较于现有技术，本发明提供一种快速组建全连通服务器集群的方法和系统。在所述方法通过在集群中指定一台服务器充当主节点，集群内的其他服务器在启动初始化时，均向主节点服务器注册自身的节点信息；并在注册成功后，获取当前集群中包括主节点服务器在内的所有已注册服务器的节点信息；集群中的各个服务器建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；由此，实现了集群内所有服务器的全连通。当有新的服务器加入时，只需向主节点服务器注册，注册成功后主节点服务器向集群中其他服务器转发新加入的服务器的节点信息；当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中，由此，集群中新加入了一个服务器，即可实现全连通，非常快速、便捷。
附图说明
图1为全连通服务器集群的连接示意图。
图2为非全连通服务器集群的连接示意图。
图3为本发明提供的快速组建全连通服务器集群的方法的流程图。
图4为本发明提供的快速组建全连通服务器集群的方法中，新的服务器加入集群的流程示意图。
图5为本发明提供的快速组建全连通服务器集群的方法中，集群中的服务器退出集群的流程示意图。
图6为本发明提供的快速组建全连通服务器集群的系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种快速组建全连通服务器集群的方法，请参阅图3，所述方法包括如下步骤：
S10、在将要建立集群的网络环境中指定一台或多台服务器充当主节点，优选的，选取一台服务器充当主节点，该主节点服务器对网络环境中的各服务器可见，所述主节点服务器配置有一个密钥（Cookie）并定义主节点服务器的节点名。只有持相同密钥的服务器才可加入集群，以防止非法成员进入，提高了服务器组网的安全性。在所述集群中，主节点服务器优先启动，有利于后续其他服务器的连接。所述主节点服务器的选择可以任意。所述网络环境可以是某一机房。
S20、所述集群中其他各服务器通过配置，指明充当主节点的服务器节点信息，在启动初始化时，向主节点服务器注册自身的节点信息，并附带上与主节点服务器相同的密钥；注册成功后，获取当前集群中包括主节点服务器在内的所有已注册服务器的节点信息。非主节点服务器（即，次节点服务器）向主节点服务器注册注册时，只有其提供的密钥与主节点服务器相同，主节点服务器才允许其注册通过，以提高安全性。所述节点信息包括IP地址、端口信息（Port）和节点名等。各个服务器的节点名不同。本实施例中，所述密钥为字符串密钥。
S30、集群中的各个服务器各自建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的节点信息。各个服务器建立路由表后，可根据该路由表实现集群内的相互通信，实现了全连通。
S40、当有新加入（即将加入）的服务器向主节点服务器注册时，主节点服务器向当前集群中已注册的除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息。
S50、当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中。
具体的，新加入的服务器向主节点服务器注册发送自身的节点信息和主节点服务器的密钥。主节点服务器判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的服务器。当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中，并反馈收到节点信息的结果给主节点服务器。新加入的服务器建立集群路由表并将集群中所有服务器的节点信息存储在所述路由表中。
请参阅图4，新加入的服务器向主节点服务器注册发送IP地址、端口信息、节点名和密钥。主节点服务器检查所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则将新加入的服务器加入自身的路由表，返回当前集群中所有服务器的成员信息（集群各个服务器的节点信息）给新加入的服务器，并向当前集群中的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则向新加入的服务器返回“错误”。新加入的服务器将接收的成员信息加入本地路由表。集群中的其他服务器将接收的节点信息加入自身的本地路由表，并反馈收到节点信息的结果给主节点服务器。由此新服务器加入的流程完成。
由此可知，外部服务器只需向主服务器发送节点信息和密钥，即可自动加入到已有的集群中，而且在加入后，新的服务器无需再单独与集群内的其他服务器进行连接，通过主节点服务器的转发即可加入到其他服务器的路由表中，实现了全连通，非常快捷、方便。
S60、集群中的服务器在退出集群时，向主节点服务器发送退出消息；
主节点服务器删除自身路由表里该服务器的节点信息，并向集群内的其他服务器转发所述退出消息；
各服务器收到退出消息后，删除各自维护的路由表里该退出服务器的节点信息。同样的，服务器在退出集群时，只需发出退出消息，即可与集群内所有其他的服务器断开连接，非常快捷、方便。
如图5所示，集群中的服务器在退出集群时，向主节点服务器发送退出集群请求。主节点服务器反馈已收到退出集群请求的信息后，删除自身路由表里该服务器的节点信息，并向集群内的其他服务器转发所述退出消息。待退出集群的服务器在确认主节点服务器收到退出集群请求后，关闭并退出集群。各服务器收到退出消息后，删除各自维护的路由表里该退出服务器的节点信息。
新的服务器加入集群后，集群中的各服务器成员间的通信方式采用点对点通信，通讯的协议可以是TCP、UDP或其他。
在本发明的优选实施例中，如图1所示，某一机房内或某一局域网内或者不同局域网内有5台不同的服务器：服务器A -> 121.211.96.190:4396、服务器B ->121.211.96.191:4396、服务器C -> 121.211.96.192:4396、服务器D -> 120.211.134.50:4396和服务器E -> 120.211.134.51:4396。
现在这五台服务器需要建立一个集群，做法可以如下：
（1）选取服务器A（或其他任何一台服务器）作为主节点服务器，配置一个cookie（可随意，但不能过于简单，如123456), 监听端口为4396， 然后最先启动，在端口4396等待信息。
（2）服务器B，在初始化配置表中配置好主节点服务器A的IP和Port(121.211.96.190:4396), 同时配置一个与服务器A配置的相同的cookie,然后启动并向A发送自己的信息（IP&Port&cookie）。
（3）服务器A判断服务器B上传的cookie是否与自己的cookie相同，如果相同，则将服务器B的IP和Port加入自己维护的路由表（在实现上，其实就是一个Map），并返回当前集群中的所有已注册成员信息（包括A服务器自己）；反之，则拒绝对方的加入，返回加入集群失败的原因：cookie错误。
（4）服务器B成功加入集群后，服务器A向当前集群中已注册的其他成员转发服务器B的相关信息(IP和Port);
（5）收到消息的集群成员将服务器B的信息添加进自己的路由表中；
（6）服务器C、D、E依次执行步骤（2）~（5）中类似B服务器的操作；
（7）至此，最后所有的服务器构成一个全连通的集群，可以进行点对点间的通信。
当然，这五个服务器组成集群后，在后续启动初始化时，向服务器A注册自己的信息，从而获取当前集群中的所有已注册成员的信息。这样避免了服务器关机时，其他服务器加入导致的遗漏。
所述集群中，各成员服务器的节点名的组成有两部分，第一部分为节点名称，第二部分为域名或ip地址。如node@domain，其中node为节点名称， domain可以是域名也可以是ip地址，所以同一个ip或域名的机器上可以部署有多个集群成员，只要node不一样即可，极大的节约了ip资源。
本实施例中，所述路由表如下：
由此可知，本发明提供的快速组建全连通服务器集群的方法，在同一局域网或者在各服务器间可直接互相访问的网络环境里，可以快速动态增减服务器集群成员，提供各服务器间点对点的基础通讯能力。
基于上述实施例中的快速组建全连通服务器集群的方法，本发明还提供一种快速组建全连通服务器集群的系统，如图6所示，所述系统包括一个或多个对网络环境中的各服务器可见的主节点服务器10，以及一个或多个次节点服务器20。本实施例中，所述主节点服务器10优选为一个。
所述主节点服务器10，用于建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；接收新加入的次节点服务器发出的节点信息，并在新加入的次节点服务器注册成功后，更新所述路由表并向集群中的其他次节点服务器转发新注册的次节点服务器的节点信息。所述集群中，主节点服务器优先启动。
所述次节点服务器20就是除主节点服务器以外的服务器，用于在加入所述集群时，向主节点服务器10注册自身的节点信息，注册成功后，通过主节点服务器10获取当前集群中所有服务器的节点信息，并建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；在加入所述集群后，将其他新注册的次节点服务器20的节点信息加入到自身的路由表中；在加入所述集群后、启动初始化时，向主节点服务器10注册自身的节点信息，并附带上与主节点服务器10相同的密钥；注册成功后，获取当前集群中包括主节点服务器10在内的所有已注册服务器的节点信息。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述次节点服务器20，还用于在退出集群时，向主节点服务器10发送退出消息；在收到其他次节点服务器20的退出消息后，删除自身路由表里该退出服务器的节点信息。
所述主节点服务器10还用于在收到次节点服务器20发出的退出消息后，删除自身路由表里该次节点服务器20的节点信息，并向集群内的其他次节点服务器20转发所述退出消息。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述主节点服务器10配置有密钥；新加入的次节点服务器20向主节点服务器10注册自身的节点信息时，附带上与主节点服务器10相同的密钥。本实施例中，所述密钥为字符串密钥。所述主节点服务器10接收到次节点服务器20发出的密钥后，判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的次节点服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的次节点服务器。当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中，并反馈收到节点信息的结果给主节点服务器。新加入的次节点服务器建立集群路由表并将集群中所有服务器的节点信息存储在所述路由表中。
所述的快速组建全连通服务器集群的系统中，所述节点信息包括IP地址、端口信息和节点名。
由于所述快速组建全连通服务器集群的系统的原理、特点在上述方法实施例中已详细阐述，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机（或移动终端）程序来指令相关的硬件完成，所述的计算机（或移动终端）程序可存储于一计算机（或移动终端）可读取存储介质中，程序在执行时，可包括上述各方法的实施例的流程。其中的存储介质可以为磁碟、光盘、只读存储记忆体（ROM）或随机存储记忆体（RAM）等。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速组建全连通服务器集群的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在将要建立集群的网络环境中指定一台服务器充当主节点，该主节点服务器对网络环境中的各服务器可见；
B、所述集群中其他各服务器通过配置，指明充当主节点的服务器节点信息，在启动初始化时，向主节点服务器注册自身的节点信息；注册成功后，获取当前集群中包括主节点服务器在内的所有已注册服务器的节点信息；
C、集群中的各个服务器各自建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；
D、当有新加入的服务器向主节点服务器注册时，主节点服务器向当前集群中已注册的除自身外的其他服务器转发新注册的服务器的节点信息；
E、当前集群中的各个服务器接收新注册服务器的节点信息，并将其添加进自身所维护的路由表中。
2.根据权利要求1所述的快速组建全连通服务器集群的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤F：
集群中的服务器在退出集群时，向主节点服务器发送退出消息；
主节点服务器删除自身路由表里该服务器的节点信息，并向集群内的其他服务器转发所述退出消息；
各服务器收到退出消息后，删除各自维护的路由表里该退出服务器的节点信息。
3.根据权利要求1所述的快速组建全连通服务器集群的方法，其特征在于，所述主节点服务器配置有密钥；新加入的服务器向主节点服务器注册自身的节点信息时，附带上与主节点服务器相同的密钥。
4.根据权利要求1所述的快速组建全连通服务器集群的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：
D1、新加入的服务器向主节点服务器注册发送自身的节点信息和主节点服务器的密钥；
D2、主节点服务器判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的服务器。
5.根据权利要求1所述的快速组建全连通服务器集群的方法，其特征在于，所述集群中，主节点服务器优先启动。
6.一种快速组建全连通服务器集群的系统，其特征在于，所述系统包括：
对网络环境中的各服务器可见的主节点服务器，用于建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；接收新加入的次节点服务器发出的节点信息，并在新加入的次节点服务器注册成功后，更新所述路由表并向集群中的其他次节点服务器转发新注册的次节点服务器的节点信息；
次节点服务器，用于在加入所述集群时，向主节点服务器注册自身的节点信息，注册成功后，通过主节点服务器获取当前集群中所有服务器的节点信息，并建立集群路由表来维护当前集群中所有服务器的信息；在加入所述集群后，将其他新注册的次节点服务器的节点信息加入到自身的路由表中。
7.根据权利要求6所述的快速组建全连通服务器集群的系统，其特征在于，所述次节点服务器，还用于在退出集群时，向主节点服务器发送退出消息；在收到其他次节点服务器的退出消息后，删除自身路由表里该退出服务器的节点信息；所述主节点服务器还用于在收到次节点服务器发出的退出消息后，删除自身路由表里该次节点服务器的节点信息，并向集群内的其他次节点服务器转发所述退出消息。
8.根据权利要求6所述的快速组建全连通服务器集群的系统，其特征在于，所述主节点服务器配置有密钥；新加入的次节点服务器向主节点服务器注册自身的节点信息时，附带上与主节点服务器相同的密钥。
9.根据权利要求8所述的快速组建全连通服务器集群的系统，其特征在于，所述主节点服务器接收到次节点服务器发出的密钥后，判断所述密钥是否正确，若所述密钥正确，则注册成功，主节点服务器返回当前集群中所有服务器的节点信息给新加入的次节点服务器，并向当前集群中除自身外的其他服务器转发新注册的服务器节点信息；若密钥不正确，则注册不成功，主节点服务器将注册失败的结果反馈给新加入的次节点服务器。
10.根据权利要求6所述的快速组建全连通服务器集群的系统，其特征在于，所述集群中，主节点服务器优先启动。
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