CN107070579A - 三级时间服务器控制与容错方法 - Google Patents

三级时间服务器控制与容错方法 Download PDF

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陈龙
陈娟
肖勇
蒋昕
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    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
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Abstract

本发明公开一种三级时间服务器控制与容错方法，其针对复杂分布式系统时间对准问题，通过为三级时间服务器设置优先级，建立高可靠实时状态轮询机制，提供三级时间服务器开启控制与备份容错方法，使分布式系统开机后，应用基于优先级的时间服务器开机控制策略，在外部时间源无异常的状态下，主时间服务器自动开机并发送时间服务器状态报文，其他时间服务器收到时间服务器状态报文后进入等待状态；如果当前时间服务器发生故障，其他时间服务器根据开机控制与容错策略控制优先级高的时间服务器开机并发送时间服务器状态报文，从而保障分布式系统中时间对准服务常态化运行，并防止多重服务器同时开启导致的系统对时混乱。

Description

三级时间服务器控制与容错方法
技术领域
本发明涉及通用航空管制领域技术，特别涉及一种三级时间服务器控制与容错方法。
背景技术
在复杂分布式系统中时间对准是一项非常重要的任务。为保障时间同步，一套系统中一般采用由两台服务器构成主从模式的时间备份与容错策略，服务器从外部时钟源(通常是GPS)接收统一基准时间。但某些复杂大系统，如不同场所计算机联网构成的分布式系统，其可单个场所的计算机可构成独立的网络单独运行，又可与全系统计算机构成全网络运行。在这些复杂系统中，时间服务器往往不只两台，而且还需要判断外部时钟源接收设备是否正常，在这种情况下时间服务器的控制与容错策略将会非常复杂。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够保障分布式系统中时间对准服务常态化运行，并防止多重服务器同时开启导致的系统对时混乱的三级时间服务器控制与容错方法。
一种三级时间服务器控制与容错方法，所述三级时间服务器控制与容错方法包括如下步骤：
S1、配置三级时间服务器的优先级，分别为主时间服务器、从时间服务器、次从时间服务器；
S2、设计系统内部使用的时间服务器状态报文；
S3、建立状态轮询机制、基于优先级的时间服务器开机控制策略、容错策略；
S4、分布式系统开机后，应用基于优先级的时间服务器开机控制策略，如在正常状态下，并且外部时间源无异常的状态下，主时间服务器自动开机；
S5、当前开机的时间服务器发送时间服务器状态报文，其他时间服务器收到时间服务器状态报文后进入等待状态；
S6、如果当前时间服务器发生故障，其他时间服务器根据开机控制与容错策略控制优先级高的时间服务器开机并发送时间服务器状态报文。
本发明提供了一种三级时间服务器控制与容错方法，其针对复杂分布式系统时间对准问题，通过为三级时间服务器设置优先级，建立高可靠实时状态轮询机制，提供三级时间服务器开启控制与备份容错方法，保障分布式系统中时间对准服务常态化运行，并防止多重服务器同时开启导致的系统对时混乱。
附图说明
图1是本发明所述三级时间服务器控制与容错方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。
如图1所示，本发明实施例提供一种三级时间服务器控制与容错方法，所述三级时间服务器控制与容错方法包括如下步骤：
S1、配置三级时间服务器的优先级，分别为主时间服务器、从时间服务器、次从时间服务器。
所述步骤S1包括以下分步骤：
S11、在每个节点内编辑时间服务器配置文件，所述配置文件至少包括级别信息、IP地址信息；
S12、各节点根据配置文件中的IP地址信息，判断自身是否为时间服务器，并根据级别信息确定该时间服务器的优先级别。
其中，所述配置文件至少包括级别信息、服务器属性信息。
S2、设计系统内部使用的时间服务器状态报文。
其中，所述状态报文至少包括外部时钟源GPS状态信息、工作模式信息、状态报文源IP信息。
S3、建立状态轮询机制、基于优先级的时间服务器开机控制策略、容错策略。
具体的，所述状态轮询机制具体为：当前时间服务器每秒发送服务器自身状态信息。
所述基于优先级的服务器开机控制策略包括：外部时间源设备正常状态下的各级时间服务器开机策略，和外部时间源设备不正常状态下的各级时间服务器开机策略。
所述外部时间源设备正常状态下的各级时间服务器开机策略：
如果主时间服务器节点在5秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动主时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发；
如果从时间服务器节点在10秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发；
如果次从时间服务器节点在15秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发。
所述外部时间源设备不正常状态下的各级时间服务器开机策略：
如果外部时间源设备不正常，主时间服务器节点在20秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动主时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；
如果外部时间源设备不正常，从时间服务器节点在25秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；
如果外部时间源设备不正常，次从时间服务器节点在30秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发。
所述容错策略如下：
如果主时间服务器收到时间服务器状态报文，不做任何处理；
如果从时间服务器收到时间服务器状态报文，判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器发出的，如是，再判断从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭从时间服务器的时间服务，本次容错处理结束；
如果次从时间服务器收到时间服务器状态报文，判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务，本次容错处理结束。
S4、分布式系统开机后，应用基于优先级的时间服务器开机控制策略，如在正常状态下，并且外部时间源无异常的状态下，主时间服务器自动开机；
S5、当前开机的时间服务器发送时间服务器状态报文，其他时间服务器收到时间服务器状态报文后进入等待状态；
S6、如果当前时间服务器发生故障，其他时间服务器根据开机控制与容错策略控制优先级高的时间服务器开机并发送时间服务器状态报文。
当分布式系统开机时，各级时间服务器均未启动，如外部时间源设备正常，主时间服务器节点在5秒内没有收到时间服务器报文后，则自动启动主时间服务，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发，而所述次时间服务器和次从时间服务器收到时间服务器状态报文后，首先分别进行容错判断，即所述从时间服务器收到时间服务器状态报文后，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器发出的，如是，再判断从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭从时间服务器的时间服务，所述次从时间服务器收到时间服务器状态报文，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务；
如果外部时间源设备正常，但主时间服务器发生故障，从时间服务器节点在10秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发；所述次从时间服务器收到时间服务器状态报文，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务。
如果外部时间源设备正常，但主时间服务器和从时间服务器均发生故障，次从时间服务器节点在15秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发。
如果外部时间源设备不正常，主时间服务器节点在20秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动主时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；而所述次时间服务器和次从时间服务器收到时间服务器状态报文后，首先分别进行容错判断，即所述从时间服务器收到时间服务器状态报文后，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器发出的，如是，再判断从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭从时间服务器的时间服务，所述次从时间服务器收到时间服务器状态报文，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务；
如果外部时间源设备不正常，且主时间服务器发生故障，从时间服务器节点在25秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；所述次从时间服务器收到时间服务器状态报文，基于服务器状态报文中的状态报文源IP信息判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务。
如果外部时间源设备不正常，且主时间服务器和从时间服务器均发生故障，次从时间服务器节点在30秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发。
本发明提供了一种三级时间服务器控制与容错方法，其通过配置三级时间服务器的优先级，并设计系统内部使用的时间服务器状态报文，建立状态轮询机制、基于优先级的时间服务器开机控制策略、容错策略；使分布式系统开机后，应用基于优先级的时间服务器开机控制策略，在外部时间源无异常的状态下，主时间服务器自动开机并发送时间服务器状态报文，其他时间服务器收到时间服务器状态报文后进入等待状态；如果当前时间服务器发生故障，其他时间服务器根据开机控制与容错策略控制优先级高的时间服务器开机并发送时间服务器状态报文。
本发明所述三级时间服务器控制与容错方法，其针对复杂分布式系统时间对准问题，通过为三级时间服务器设置优先级，建立高可靠实时状态轮询机制，提供三级时间服务器开启控制与备份容错方法，保障分布式系统中时间对准服务常态化运行，并防止多重服务器同时开启导致的系统对时混乱。
以上装置实施例与方法实施例是一一对应的，装置实施例简略之处，参见方法实施例即可。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能性一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应超过本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述三级时间服务器控制与容错方法包括如下步骤：
S1、配置三级时间服务器的优先级，分别为主时间服务器、从时间服务器、次从时间服务器；
S2、设计系统内部使用的时间服务器状态报文；
S3、建立状态轮询机制、基于优先级的时间服务器开机控制策略、容错策略；
S4、分布式系统开机后，应用基于优先级的时间服务器开机控制策略，如在正常状态下，并且外部时间源无异常的状态下，主时间服务器自动开机；
S5、当前开机的时间服务器发送时间服务器状态报文，其他时间服务器收到时间服务器状态报文后进入等待状态；
S6、如果当前时间服务器发生故障，其他时间服务器根据开机控制与容错策略控制优先级高的时间服务器开机并发送时间服务器状态报文。
2.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下分步骤：
S11、在每个节点内编辑时间服务器配置文件，所述配置文件至少包括级别信息、IP地址信息；
S12、各节点根据配置文件中的IP地址信息，判断自身是否为时间服务器，并根据级别信息确定该时间服务器的优先级别。
3.根据权利要求2所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述配置文件至少包括级别信息、服务器属性信息。
4.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述状态报文至少包括外部时钟源GPS状态信息、工作模式信息、状态报文源IP信息。
5.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述状态轮询机制具体为：当前时间服务器每秒发送服务器自身状态信息。
6.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述基于优先级的服务器开机控制策略包括：外部时间源设备正常状态下的各级时间服务器开机策略，和外部时间源设备不正常状态下的各级时间服务器开机策略。
7.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述外部时间源设备正常状态下的各级时间服务器开机策略：
如果主时间服务器节点在5秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动主时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发；
如果从时间服务器节点在10秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发；
如果次从时间服务器节点在15秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取外部时钟源时间为统一时间向全系统分发。
8.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述外部时间源设备不正常状态下的各级时间服务器开机策略：
如果外部时间源设备不正常，主时间服务器节点在20秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动主时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；
如果外部时间源设备不正常，从时间服务器节点在25秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发；
如果外部时间源设备不正常，次从时间服务器节点在30秒内没有收到时间服务器状态报文，则自动启动次从时间服务器，并取本地时钟时间为统一时间向全系统分发。
9.根据权利要求1所述三级时间服务器控制与容错方法，其特征在于，所述容错策略如下：
如果主时间服务器收到时间服务器状态报文，不做任何处理；
如果从时间服务器收到时间服务器状态报文，判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器发出的，如是，再判断从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭从时间服务器的时间服务，本次容错处理结束；
如果次从时间服务器收到时间服务器状态报文，判断时间服务器状态报文是否是主时间服务器或从时间服务器发出的，如是，再判断次从时间服务器自身是否开机，如开机了则关闭次从时间服务器的时间服务，本次容错处理结束。
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