CN109560903B - 一种完全容灾的车载指挥通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全容灾的车载指挥通信系统，系统包括多个协同指挥的通信单元，通过网络从服务提供者单元获取数据及算法服务，服务提供者单元将数据备份到其他通信单元，当网络发生异常时，每个子网络中产生一个新的服务提供者单元提供服务，子网络合并后原服务提供者单元通过仲裁产生新的服务提供者单元提供服务，服务提供者单元的备服务节点对主服务节点进行实时备份，在单个通信单元内单服务器故障时，能迅速切换到副节点提供服务。本发明在仅存单通信单元的情况下，仍可留存数据并提供服务，在网络内和单元内构建了两级灾备冗余机制，这种高容错性设计极大增加了协同指挥系统的灵活性和使用的便捷性。

Description

一种完全容灾的车载指挥通信系统

技术领域

本发明涉及一种用于作战指挥的控制系统，具体指一种完全容灾的车载指挥通信系统。

背景技术

车载协同作战指挥通信系统在军事领域具有重要的应用，具有机动部署、移动快速、单点易毁、物理层通信不稳定等特点；在各种复杂的电磁环境下，指挥者需要进行全局态势展示、智能战场决策分析、作战命令下达、火力单元引导、语音视频通话等；传统的指挥通信系统的做法为在固定的位置部署服务端及数据库，各个节点通过战场无线网络向固定的数据通信服务请求和上传数据，这种架构设计不具备容灾属性，在作战时一旦数据中心被摧毁，所有数据将无法恢复，一旦网络发生异常，与服务端连接中断的单元将无法继续工作，不具备机动部署的灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种完全容灾的车载指挥通信系统，以解决车载协同指挥场景时的系统容灾问题，以保证各协同单元在物理通信网络不稳定的情况下，可以安全的进行数据传输和存放，实现数据和服务的容灾，有效地减少网络环境对功能客户端访问系统服务的影响。

本发明的目的是这么实现的，所述车载指挥通信系统包括一个以上的通信单元，所述的通信单元是物理上一体的指挥车或指挥所，通信单元之间通过IP网络连接，每个通信单元包括两个以上的服务器、任意个数据采集端和功能客户端，所述的数据采集端用以采集战场指挥需要的数据，所述的功能客户端用以提供作战指挥需要的系统功能，所述的数据采集端、功能客户端和服务器通过以太网连接并进行功能和数据交互，所有的通信单元的服务器组成所述的车载指挥通信系统的服务器群，每个服务器作为一个节点，所述系统通过挑选一个通信单元为服务提供者单元，将所述服务提供者单元的一个节点设置为主服务节点向数据采集端和功能客户端提供数据和计算服务，每个节点上部署数据库模块、业务服务模块和节点控制模块，所述的数据库模块用以提供数据存取功能，所述的业务服务模块用以向数据采集端和功能客户端提供各类业务服务，所述的节点控制模块用以自主管理所述的服务器群中的各服务器的工作模式，提供包括以下功能：

在系统部署规划时，所述的节点控制模块为每个通信单元分配唯一标识，分别为通信单元中的每个服务器分配IP地址，为每个服务器配置节点级别、缺省主从属性，为服务器群配置对外服务IP地址；

在系统初始化启动阶段，所述的节点控制模块在特定组播地址内周期性发送本节点信息，同时接收其它节点的信息，判断系统中当前的服务提供者，若无服务提供者，则将本单元设置为服务提供者单元，并通告其它通信单元，若有多个服务提供者，则进入冲突解决阶段，若有一个服务提供者，则系统进入进入稳定运行阶段；

在系统稳定运行阶段，所述的服务提供者单元的一个服务器被指定为主服务节点，所述的服务提供者单元中的其他服务器设置为备用服务节点，所述的主服务节点上以master方式启动数据库模块，所述的备用服务节点上以slave方式启动数据库模块，数据库模块启动成功后，启动业务服务模块，非服务提供者单元中的服务器为普通服务节点，以slave方式启动数据库模块后，启动业务服务模块；

在系统发生裂变或合并时，若系统发生裂变，裂变后与服务提供者单元在同一网络的通信单元会继续稳定运行，而裂变后与服务提供者单元不在同一网络的通信单元，其节点控制模块发现主服务节点失效后，将主服务节点信息删除，同时该网络中的通信系统进入系统初始化启动阶段，执行系统初始化启动阶段的操作；若系统发生合并，新网络中也会出现一个以上的服务提供者单元，则进入冲突解决阶段；

在系统冲突解决阶段，通信单元相互之间进行节点信息交换，在接收到其它服务提供者单元的节点信息时，根据服务开始时间、默认优先级、当前子网节点数因素，计算出该节点的优先级，与本节点的优先级对比，如果本节点优先级高，则不做任何处理，仍然作为系统的服务提供者单元，如果本节点的优先级低，则将本单元转换为非服务提供者单元，本单元包含节点转为普通服务节点，停止业务服务模块并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块，开始从服务提供者单元进行数据同步。

进一步的，所述节点控制模块包含节点状态监测模块、网络数据接收模块和主服务节点查询模块，其中：

所述的节点状态监测模块包含一个节点状态监测定时器，每过一个定时间隔检测一次主服务节点信息是否失效，如果主服务节点未失效，只发送本节点信息通告消息，不进行其他操作，如果主服务节点失效，将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的通告消息；

所述的主服务节点查询模块用以发送主服务节点查询请求，并启动节点状态监测定时器，一个定时间隔内未收到主服务节点回复，则下一个定时间隔继续发送主服务节点查询请求，连续三个定时间隔未收到主服务节点回复，则将本节点切换为主服务节点；

所述的网络数据接收模块用于进行网络消息的接收和处理，当接收到网络消息后，首先判断消息发送者是否为主服务节点：

对于主服务节点发送的通告消息，如果本节点也是主服务节点，则进入仲裁流程，根据优先级确定最终主服务节点，如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点字段值是否与存储的主服务节点相同，若不同，更新存储的主服务节点为消息中的主服务节点字段值，相同则不操作；

对于非主服务节点发送的消息,如果本节点是主服务节点，判断消息中主服务节点字段值是否为本节点，是则忽略，不是则发送主服务节点查询请求；如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点信息是否为本节点，是则将本节点切换为主服务节点。

进一步的，所述的通信单元内的服务器还包括多机协作模块，所述的多机协作模块用以实现两个以上服务器的主备控制及切换，并将服务器群的对外服务IP地址设置到所述的服务提供者单元的主服务节点上。

进一步的，所述节点控制模块的处理流程包括：

S1，所述节点控制模块在服务器开机后自启动；

S2，所述节点控制模块启动网络数据接收模块和节点状态监测模块1111，然后再启动主服务节点查询模块；

S3，节点状态监测模块1111启动节点状态监测定时器，如果本机为主服务节点，则每过一个定时间隔向其他节点周期性发送节点信息通告消息，如果本机为非主服务节点，每过一个定时间隔检查主服务节点的通告消息是否超时，如超时，则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果未超时则发送普通节点信息通告消息；

S4，网络数据接收处理模块处于监听等待状态，如果从组播网内接收到其它节点的节点信息通告消息，则进入处理过程S6；

S5，主服务节点查询模块发送主服务节点查询请求，启动单次超时监测定时器，单次超时监测定时器到期后，检查本地是否有主服务节点信息，如果没有，则继续发送主服务节点查询请求，直到三次超时后，将本节点设切换为主服务节点；

S6，判断网络数据接收处理模块收到的通告消息是否为主服务节点发送，如果是，进入步骤S7；如果不是，进入S8；

S7，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点也是主服务节点则进入冲突处理流程S9，如果本机节点不是主服务节点，进入S10；

S8，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点不是主服务节点，进入S11，如果本机节点是主服务节点，则判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，是则不处理，不是则进入S5;

S9，根据服务开始时间、默认优先级、当前子网节点数因素，计算出该节点的优先级，与本节点的优先级对比，如果本节点优先级高，则不做任何处理，仍然作为系统的主服务节点，如果本节点的优先级低，则将本节点转换为非主服务节点；

S10，判断主服务节点是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则将主服务节点信息更新为主服务节点；

S11，判断通告消息中的主服务节点字段是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则继续判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，如果是本节点则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，不是则忽略。

进一步的，所述冲突处理流程包括：

SS1,网络数据接收处理模块从组播网内接收其它节点的节点信息通告消息,该消息为主服务节点发送，且本节点也为主服务节点；

SS2，根据通告消息中的主服务节点服务时长、节点默认级别、当前网络节点数通过参数因子计算出消息发送节点的动态优先级，将本节点的服务开始时间、节点默认级别、当前网络节点数通过相同的参数因子计算出本节点动态优先级，其中主服务节点服务时长从稳定运行后开始计数，节点默认级别在在系统部署规划时静态配置，由通信单元的加固属性、地理位置、战术地位确定，当前网络节点数由主服务节点通过备用服务节点的通告消息统计；

SS3，比较消息发送节点和本节点的动态优先级如果本节点优先级高，将本节点优先级高，继续保持服务并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果本节点的优先级低，则将本节点转换为非服务提供者单元，发送本节点信息通告消息，其中的主服务节点字段为进行比较的高优先级节点，停止业务服务模块并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块，开始从服务提供者单元进行数据同步，之后再启动业务服务模块。

进一步的，所述车载指挥通信系统对关键数据和非关键数据进行区分，对关键数据进行所有节点实时同步，而非关键数据首先进行通信单元内部的主从备份，然后再对其他通信单元做低优先级的闲时同步。

进一步的，所述服务器具有双网卡，服务器的其中一个网卡直连到通信单元内的另一个服务器用于单元内部通信，另一个网卡接入IP网络，用于单元对外通信。

进一步的，对业务服务进行区分，调整所述业务服务模块部署方式，对于单次访问数据量大、访问频繁、数据长期无变化的基础服务，由单元内部提供。

进一步的，所述IP网络为电台自组网或卫星网络。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：

本发明提供的车载指挥通信系统具有完全容灾特性，即在极端情况下，在物理指挥车/指挥所通信单元仅存单点的情况下，仍可最大程度的留存系统数据，并能继续提供服务；在单个通信单元内单台服务器故障的情况下，业务可以做到秒级切换，数据不会丢失；在通信网络内和通信单元内构建了两级灾备冗余机制，使系统服务端具备无中心、物理位置分散部署、不受单点硬件故障影响的特性；在危险性极高的战争场景下，指挥车辆在迅速移动的情况下，允许短暂脱离集群，由本地通信单元继续提供服务，而加入后，又快速融为一体，这种高容错性设计极大增加了协同指挥系统的灵活性和使用的便捷性。

附图说明

图1是本发明的组成结构示意图；

图2是本发明的通信单元组成结构示意图；

图3是本发明的节点控制模块组成结构示意图；

图4是本发明的节点控制模块工作流程图；

图5是本发明的节点控制模块管理服务器集群的逻辑流程图；

图6是本发明网络数据接收处理模块进行冲突处理流程示意图。

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，本发明提供的完全容灾的车载指挥通信系统包括多个协同指挥的通信单元100.1、100.2、…、100.m连入IP网络200，多个通信单元100的功能客户端130/数据采集端140产生的数据通过IP网络200发送给数据服务提供者通信单元100的服务端，并通过IP网络200从数据服务提供者单元获取系统数据及算法服务，数据服务提供者通信单元100通过IP网络200将数据备份到其他通信单元100的服务端。所述通信单元100是物理上为一体的指挥车或指挥所，处于不同地理位置。

如图2所示，每个通信单元100包含多个服务器110、任意个功能客户端130和/或数据采集端140，所述服务器110、功能客户端130、数据采集端140在通信单元100内部通过以太网连接，所述功能客户端130包括一整套专业指挥控制软件，分别部署到多个连接到内部以太网络的PC系统上，包含态势、决策、指令、模拟等客户端模块；数据采集端140是集成到通信单元100网络内的各种外设，在指挥控制系统中，包括雷达、声呐、温度、湿度、风向风速等模块。

所有通信单元100的服务器110组成所述系统的服务器群，每个服务器110作为一个节点，所述系统通过挑选一个通信单元100为服务提供者单元，将所述服务提供者单元的一个节点设置为主服务节点向数据采集端140和功能客户端130提供数据和计算服务，所述通信系统的每个节点部署有节点控制模块111、数据库模块113、业务服务模块115，数据库模块113用于数据存储，存储数据包括各类静态数据，如系统配置、算法模型，以及动态数据，如前端模块采集数据、指令、轨迹、通信语音、图片，业务服务模块115负责将算法、数据封装为应用协议接口，由功能客户端130、数据采集端140通过IP网络200访问，算法为领域专家的固化算法及流程，如武器发射轨迹运算、目标轨迹预测等，节点控制模块111用来自主管理所述的服务器群中的各服务器110的工作模式，包括以下功能：

在系统部署规划时，所述的节点控制模块111为每个通信单元100分配唯一标识，分别为通信单元100中的服务器110分配IP地址，为每个服务器110配置节点级别、缺省主从属性，为服务器群配置对外服务IP地址。

在系统初始化启动阶段，所述的节点控制模块111在特定组播地址内周期性发送本节点信息，同时接收其它节点的信息，判断系统中当前的服务提供者，若无服务提供者，则将本单元设置为服务提供者单元，并通告其它通信单元100，若有多个服务提供者，则进入冲突解决阶段，若有一个服务提供者，则服务器群进入稳定运行阶段，在此阶段系统中产生几个服务提供者单元主要取决于系统中各通信单元100的启动顺序，如果各单元按顺序依次进行启动，那第一个启动的通信单元100发现网络中没有服务提供者单元，就将自身设置为服务提供者单元，而后启动的通信单元100将自动成为非服务提供者单元，系统自然进入稳定运行阶段，如果系统中存在两个以上通信单元100同时启动，则都会将自身设置为服务提供者单元，于是系统产生多个服务提供者单元，进入系统冲突解决阶段。

在系统稳定运行阶段，所述的服务提供者单元的一个服务器110被指定为主服务节点，所述的服务提供者单元中的其他服务器110设置为备用服务节点，所述的主服务节点上以master方式启动数据库模块113，所述的备用服务节点上以slave方式启动数据库模块113，数据库模块113启动成功后，启动业务服务模块115，非服务提供者单元中的服务器110为普通服务节点，以slave方式启动数据库模块113后，启动业务服务模块115，本阶段指定主服务节点主要依靠系统规划阶段时的默认主从属性，当一个通行单元被设置为服务提供者单元时，将默认主从属性为“主”的设置为主服务节点，将默认主从属性为“从”的设置为备用服务节点；

在系统发生裂变或合并时，若系统发生裂变，裂变后与服务提供者单元在同一网络的通信单元100会继续稳定运行，而裂变后与服务提供者单元不在同一网络的通信单元100，其节点控制模块111发现主服务节点失效后，将主服务节点信息删除，同时该网络中的通信系统进入系统初始化启动阶段，执行系统初始化启动阶段的操作；若系统发生合并，新网络中也会出现一个以上的服务提供者单元，则进入冲突解决阶段。

在系统冲突解决阶段，通信单元100相互之间进行节点信息交换，在接收到其它服务提供者单元的节点信息时，根据服务开始时间、默认优先级、当前子网节点数因素，计算出该节点的优先级，与本节点的优先级对比，如果本节点优先级高，则不做任何处理，仍然作为系统的服务提供者单元，如果本节点的优先级低，则将本单元转换为非服务提供者单元，本单元包含节点转为普通服务节点，停止业务服务模块115并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块113，从服务提供者单元进行数据同步。

通过所述节点控制模块111管理，所述功能客户端130/数据采集端140通过服务端的对外服务IP进行数据的存取、算法服务的获取，客户端/数据采集端140来说都是不需要关心服务提供者为集群中的哪一台服务器110，在通信网络发生分裂后，裂变后的网络分支中又会产生新的服务提供者单元，客户端/数据采集端140仍然可以继续访问算法服务，并继续使用分叉的数据拷贝进行其它业务操作，将业务受网络的影响降到最低。

在具体实施过程中，如图2所示，所述节点控制模块111包含节点状态监测模块1111、网络数据接收处理模块1110和主服务节点查询模块，其中：

所述的节点状态监测模块1111包含一个节点状态监测定时器，每过一个定时间隔检测一次主服务节点信息是否失效，如果主服务节点未失效，只发送本节点信息通告消息，不进行其他操作，如果主服务节点失效，将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的通告消息；

所述的主服务节点查询模块用以发送主服务节点查询请求，并启动节点状态监测定时器，一个定时间隔内未收到主服务节点回复，则下一个定时间隔继续发送主服务节点查询请求，连续三个定时间隔未收到主服务节点回复，则将本节点切换为主服务节点；

所述的网络数据接收处理模块1110用于进行网络消息的接收和处理，当接收到网络消息后，首先判断消息发送者是否为主服务节点：

对于主服务节点发送的通告消息，如果本节点也是主服务节点，则进入仲裁流程，根据优先级确定最终主服务节点，如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点字段值是否与存储的主服务节点相同，若不同，更新存储的主服务节点为消息中的主服务节点字段值，相同则不操作；

对于非主服务节点发送的消息,如果本节点是主服务节点，判断消息中主服务节点字段值是否为本节点，是则忽略，不是则发送主服务节点查询请求；如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点信息是否为本节点，是则将本节点切换为主服务节点。

如图4所示，节点控制模块111的处理流程包括：

S1，所述节点控制模块111在服务器110开机后自启动；

S2，所述节点控制模块111启动网络数据接收处理模块1110和节点状态监测模块1111，然后再启动主服务节点查询模块；

S3，节点状态监测模块1111启动节点状态监测定时器，如果本机为主服务节点，则每过一个定时间隔向其他节点周期性发送节点信息通告消息，如果本机为非主服务节点，每过一个定时间隔检查主服务节点的通告消息是否超时，如超时，则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果未超时则发送普通节点信息通告消息；

S4，网络数据接收处理模块1110处于监听等待状态，如果从组播网内接收到其它节点的节点信息通告消息，则进入处理过程S6；

S5，主服务节点查询模块发送主服务节点查询请求，启动单次超时监测定时器，单次超时监测定时器到期后，检查本地是否有主服务节点信息，如果没有，则继续发送主服务节点查询请求，直到三次超时后，将本节点设切换为主服务节点；

S6，判断网络数据接收处理模块1110收到的通告消息是否为主服务节点发送，如果是，进入步骤S7；如果不是，进入S8；

S7，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点也是主服务节点则进入冲突处理流程S9，如果本机节点不是主服务节点，进入S10；

S8，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点不是主服务节点，进入S11，如果本机节点是主服务节点，则判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，是则不处理，不是则进入S5;

S9，计算消息节点和本节点的优先级，通过优先级比较进行仲裁，优先级高的继续作为服务主节点，优先级低的切换为非服务主节点；

S10，判断主服务节点是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则将主服务节点信息更新为主服务节点；

S11，判断通告消息中的主服务节点字段是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则继续判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，如果是本节点则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，不是则忽略。

如图5所示，节点控制模块111所包含的三个模块各有分工，但在对服务器群进行管理时，三个模块会相互调用，形成统一的整体。

对于节点冲突的仲裁，主要是通过计算两个节点的优先级，选择优先级高的节点继续作为主服务节点，如图6所示，处理流程包括：

SS1,网络数据接收处理模块1110从组播网内接收其它节点的节点信息通告消息,该消息为主服务节点发送，且本节点也为主服务节点；

SS2，根据通告消息中的主服务节点服务时长、节点默认级别、当前网络节点数通过参数因子计算出消息发送节点的动态优先级，将本节点的服务开始时间、节点默认级别、当前网络节点数通过相同的参数因子计算出本节点动态优先级，其中主服务节点服务时长从稳定运行后开始计数，节点默认级别在在系统部署规划时静态配置，由通信单元100的加固属性、地理位置、战术地位等确定，当前网络节点数由主服务节点通过备用服务节点的通告消息统计；

SS3，比较消息发送节点和本节点的动态优先级如果本节点优先级高，将本节点优先级高，继续保持服务并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果本节点的优先级低，则将本节点转换为非服务提供者单元，发送本节点信息通告消息，其中的主服务节点字段为进行比较的高优先级节点，停止业务服务模块115并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块113，开始从服务提供者单元进行数据同步，之后再启动业务服务模块115。

为实现系统内各通信单元100的主备切换，发明人在还在各服务器110内设置了多机协作模块112，所述的多机协作模块112用以实现两个以上服务器110的主备控制及切换，并将服务器群的对外服务IP地址设置到所述的服务提供者单元的主服务节点上，作为一种可行的实施方式，多机协作模块112可借助采用heatbeat等双机软件进行实现，在主服务器110异常的情况下，多机协作模块112会将备服务节点切换为主服务节点，并将集群对外服务的IP地址加载到新的主服务节点上，并向节点控制模块111发出切换通知，节点控制模块111将本机的数据库模块113工作模式切换为master，并启动业务服务模块115，实现秒级业务接替，由于在通信单元100内部，数据的完整性可以进行最大化的容灾保全。

很多车载指挥系统应用的战场环境可能相对偏远，架设有线网络会受地形等影响较为不便，本发明并不局限于有线网络中，作为一种可选的实施方式，所述IP网络200设置为电台自组网或卫星网络，将每一个通信单元100连接到电台自组网或是卫星网络的终端上，通过电台自组网或卫星网络进行通信单元100之间的通信，依托电台自组网或卫星网络实现所述车载指挥通信系统数据和服务的容灾备份。

所有节点都对数据进行实时备份，最大程度的保证了数据的冗余，但在作战时，如果通信单元100较多，当某一数据发生变化时，所有通信节点同时进行备份，会导致通信单元100间的IP网络200产生极大拥塞，从而影响到通信的实时性。为了解决这一问题，发明人做出了改进，所述车载指挥通信系统对关键数据和非关键数据进行区分，仅对关键数据进行所有节点实时同步，而非关键数据首先进行通信单元100内部的主从备份，然后再对其他通信单元100做低优先级的闲时同步，这样既能保证关键数据的实时同步，也避免系统繁忙时的网络拥塞，同时，非关键数据闲时同步也保证了节点数据一定程度上的更新，确保服务的有效性。

将非关键数据进行闲时同步，一定程度上解决了备份时的网络拥塞，但是通信单元100内部的主从备份仍然会占用很多网络资源，影响到网络通信，为进一步解决这个问题，发明人继续做出了改进，作为一种可选的实施方式，所述服务器110具有双网卡，服务器110的其中一个网卡直连到通信单元100内的另一个服务器110构建直连网络用于单元内部通信，另一个网卡接入IP网络200，用于单元对外通信，这样使得大量的数据备份操作都分配到了直连网络，极大减轻了IP网络200的负荷，有助于所述车载指挥通信系统更稳定的运行。

通过对非关键数据进行闲时备份一定程度上减轻了网络负荷，但是整个通信系统只有一个服务提供者单元，所有的服务都要由服务提供者单元进行提供，只有网络异常时主节点无效时才进行服务切换，这样对于一些数据访问量大的服务，例如用于态势显示的战场环境基础数据，对网络容量要求较高，当多个单元同时使用时，还是会造成网络的拥塞，产生网络异常，更进一步的，系统对业务服务进行区分，调整所述业务服务模块115部署方式，对于单次访问数据量大、访问频繁、数据长期无变化的基础服务，由单元内部提供，这样避免和相同数据不停地在网络中进行传输，能够更进一步释放网络空间，保证足够的网络容量，使得通信单元100之间的闲时备份的实时性更高，在一定程度上也能保证单元内部所提供服务的实时性。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种完全容灾的车载指挥通信系统，包括一个以上的通信单元（100），所述的通信单元（100）是物理上一体的指挥车或指挥所，通信单元（100）之间通过IP网络（200）连接，每个通信单元（100）包括两个以上的服务器（110）、任意个数据采集端（140）和功能客户端（130），所述的数据采集端（140）用以采集战场指挥需要的数据，所述的功能客户端（130）用以提供作战指挥需要的系统功能，所述的数据采集端（140）、功能客户端（130）和服务器（110）通过以太网连接并进行功能和数据交互，其特征在于，所有的通信单元（100）的服务器（110）组成所述的车载指挥通信系统的服务器群，每个服务器（110）作为一个节点，所述系统通过选择一个通信单元（100）为服务提供者单元，将所述服务提供者单元中的一个节点设置为主服务节点向数据采集端（140）和功能客户端（130）提供数据和计算服务，每个节点上部署数据库模块（113）、业务服务模块（115）和节点控制模块（111），所述的数据库模块（113）用以提供数据存取功能，所述的业务服务模块（115）用以向数据采集端（140）和功能客户端（130）提供各类业务服务，所述的节点控制模块（111）用以自主管理所述的服务器群中的各服务器（110）的工作模式，提供包括以下功能：

在系统部署规划时，所述的节点控制模块（111）为每个通信单元（100）分配唯一标识，分别为通信单元（100）中的每个服务器（110）分配IP地址，为每个服务器（110）配置节点级别、缺省主从属性，为服务器群配置对外服务IP地址；

在系统初始化启动阶段，所述的节点控制模块（111）在特定组播地址内周期性发送本节点信息，同时接收其它节点的信息，判断系统中当前的服务提供者，若无服务提供者，则将本单元设置为服务提供者单元，并通告其它通信单元（100），若有多个服务提供者，则进入冲突解决阶段，若有一个服务提供者，则服务器群进入系统稳定运行阶段；

在系统稳定运行阶段，所述的服务提供者单元的一个服务器（110）被指定为主服务节点，所述的服务提供者单元中的其他服务器（110）设置为备用服务节点，所述的主服务节点上以master方式启动数据库模块（113），所述的备用服务节点上以slave方式启动数据库模块（113），数据库模块（113）启动成功后，启动业务服务模块（115），非服务提供者单元中的服务器（110）为普通服务节点，以slave方式启动数据库模块（113）后，启动业务服务模块（115）；

在系统发生裂变或合并时，若系统发生裂变，裂变后与服务提供者单元在同一网络的通信单元（100）会继续稳定运行，而裂变后与服务提供者单元不在同一网络的通信单元（100），其节点控制模块（111）发现主服务节点失效后，将主服务节点信息删除，同时该网络中的通信系统进入系统初始化启动阶段，执行系统初始化启动阶段的操作；若系统发生合并，新网络中也会出现一个以上的服务提供者单元，则进入冲突解决阶段；

在系统冲突解决阶段，通信单元（100）相互之间进行节点信息交换，在接收到其它服务提供者单元的节点信息时，根据服务开始时间、默认优先级、当前子网节点数因素，计算出该节点的优先级，与本节点的优先级对比，如果本节点优先级高，则不做任何处理，仍然作为系统的服务提供者单元，如果本节点的优先级低，则将本单元转换为非服务提供者单元，本单元包含节点转为普通服务节点，停止业务服务模块（115）并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块（113），从服务提供者单元进行数据同步。

2.根据权利要求1所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述节点控制模块（111）包含节点状态监测模块（1111）、网络数据接收处理模块（1110）和主服务节点查询模块（1112），其中：

所述的节点状态监测模块（1111）包含一个节点状态监测定时器，每过一个定时间隔检测一次主服务节点信息是否失效，如果主服务节点未失效，只发送本节点信息通告消息，不进行其他操作，如果主服务节点失效，将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的通告消息；

所述的主服务节点查询模块（1112）用以发送主服务节点查询请求，并启动节点状态监测定时器，一个定时间隔内未收到主服务节点回复，则下一个定时间隔继续发送主服务节点查询请求，连续三个定时间隔未收到主服务节点回复，则将本节点切换为主服务节点；

所述的网络数据接收处理模块（1110）用于进行网络消息的接收和处理，当接收到网络消息后，首先判断消息发送者是否为主服务节点：

对于主服务节点发送的通告消息，如果本节点也是主服务节点，则进入仲裁流程，根据优先级确定最终主服务节点，如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点字段值是否与存储的主服务节点相同，若不同，更新存储的主服务节点为消息中的主服务节点字段值，相同则不操作；

对于非主服务节点发送的消息,如果本节点是主服务节点，判断消息中主服务节点字段值是否为本节点，是则忽略，不是则发送主服务节点查询请求；如果本节点是非主服务节点，判断通告消息中的主服务节点信息是否为本节点，是则将本节点切换为主服务节点。

3.根据权利要求1或2所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述的通信单元（100）内的服务器（110）还包括多机协作模块（112），所述的多机协作模块（112）用以实现两个以上服务器（110）的主备控制及切换，并将服务器群的对外服务IP地址设置到所述的服务提供者单元的主服务节点上。

4.根据权利要求3所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述通信节点控制模块（111）的处理流程包括：

S1，所述通信节点控制模块（111）在服务器（110）开机后自启动；

S2，所述通信节点控制模块（111）启动网络数据接收处理模块（1110）和节点状态监测模块（1111），然后再启动主服务节点查询模块（1112）；

S3，节点状态监测模块（1111）启动节点状态监测定时器，如果本机为主服务节点，则每过一个定时间隔向其他节点周期性发送节点信息通告消息，如果本机为非主服务节点，每过一个定时间隔检查主服务节点的通告消息是否超时，如超时，则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果未超时则发送普通节点信息通告消息；

S4，网络数据接收处理模块（1110）处于监听等待状态，如果从组播网内接收到其它节点的节点信息通告消息，则进入处理过程S6；

S5，主服务节点查询模块（1112）发送主服务节点查询请求，启动单次超时监测定时器，单次超时监测定时器到期后，检查本地是否有主服务节点信息，如果没有，则继续发送主服务节点查询请求，直到三次超时后，将本节点设切换为主服务节点；

S6，判断网络数据接收处理模块（1110）收到的通告消息是否为主服务节点发送，如果是，进入步骤S7；如果不是，进入S8；

S7，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点也是主服务节点则进入冲突处理流程S9，如果本机节点不是主服务节点，进入S10；

S8，判断本机节点是否为主服务节点，如果本机节点不是主服务节点，进入S11，如果本机节点是主服务节点，则判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，是则不处理，不是则进入S5;

S9，根据服务开始时间、默认优先级、当前子网节点数因素，计算出该节点的优先级，与本节点的优先级对比，如果本节点优先级高，则不做任何处理，仍然作为系统的主服务节点，如果本节点的优先级低，则将本节点转换为非主服务节点；

S10，判断主服务节点是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则将主服务节点信息更新为主服务节点；

S11，判断通告消息中的主服务节点字段是否与本机存储的主服务节点信息相同，如果相同则不处理，如果不同则继续判断通告消息中的主服务节点字段是否为本节点，如果是本节点则将本节点切换为主服务节点，并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，不是则忽略。

5.根据权利要求4所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述冲突处理流程包括：

SS1,网络数据接收处理模块（1110）从组播网内接收其它节点的节点信息通告消息,该消息为主服务节点发送，且本节点也为主服务节点；

SS2，根据通告消息中的主服务节点服务时长、节点默认级别、当前网络节点数通过参数因子计算出消息发送节点的动态优先级，将本节点的服务开始时间、节点默认级别、当前网络节点数通过相同的参数因子计算出本节点动态优先级，其中主服务节点服务时长从稳定运行后开始计数，节点默认级别在在系统部署规划时静态配置，由通信单元（100）的加固属性、地理位置、战术地位确定，当前网络节点数由主服务节点通过备用服务节点的通告消息统计；

SS3，比较消息发送节点和本节点的动态优先级如果本节点优先级高，将本节点优先级高，继续保持服务并发送通告本节点为主服务节点的节点信息通告消息，如果本节点的优先级低，则将本节点转换为非服务提供者单元，发送本节点信息通告消息，其中的主服务节点字段为进行比较的高优先级节点，停止业务服务模块（115）并启动数据合并，数据合并处理结束后，以slave方式启动数据库模块（113），开始从服务提供者单元进行数据同步，之后再启动业务服务模块（115）。

6.根据权利要求5所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述车载指挥通信系统对关键数据和非关键数据进行区分，对关键数据进行所有节点实时同步，而非关键数据首先进行通信单元（100）内部的主从备份，然后再对其他通信单元（100）做低优先级的闲时同步。

7.根据权利要求4所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述服务器（110）具有双网卡，服务器（110）的其中一个网卡直连到通信单元（100）内的另一个服务器（110）用于单元内部通信，另一个网卡接入IP网络（200），用于单元对外通信。

8.根据权利要求4或5所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：对业务服务进行区分，调整所述业务服务模块（115）部署方式，对于单次访问数据量大、访问频繁、数据长期无变化的基础服务，由通信单元（100）内部提供。

9.根据权利要求8所述的完全容灾的车载指挥通信系统，其特征在于：所述IP网络（200）为电台自组网或卫星网络。