CN110830281A - 一种基于网状网络结构的热备方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网状网络结构的热备方法及系统，应用于包括存储服务设备和采集设备的热备系统，开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。本发明同一台存储服务设备既能当主机，又能当热备机，充分利用了设备资源，设备利用率高。

Description

一种基于网状网络结构的热备方法及系统

技术领域

本发明属于网络备份技术领域，尤其涉及一种基于网状网络结构的热备方法及系统。

背景技术

随着监控行业发展，对监控系统稳定性要求越来越高，在对稳定性要求较高的场合下，不允许出现录像丢失的情况。但是在实际场景中，不可避免会出现设备故障的情况，在设备出现故障时，容易导致录像丢失。

目前，防止录像丢失的技术方案一般采用备份的方法，例如网络硬盘录像机的N+M热备方法，在N台工作机上添加M台备份机，同时在M台备份机上也添加N台工作机；工作机与备份机进行双向认证，备份机自动登录工作机，获取到工作机连接的所有IPC的配置信息；备份机检测到工作机掉线后，所有的备份机均进入候选状态，多个备份机之间进行选举，选举获胜的备份机接管故障工作机的前端；备份机检测到工作机上线后，将工作机掉线后的录像文件回传工作机。

然而上述N+M热备方法，需要依赖工作机的网络状态判断是否进入备份状态，无法处理工作机网络正常，硬盘异常的情况。此外，工作机、备份机有功能区分，资源利用率较低；且配置相对复杂，需要在每台工作机上配置备份机，每台备份机上配置工作机；备份机和工作机之间为星状网络结构，多台工作机对应一台备份机，实际效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于网状网络结构的热备方法及系统，在不需要人工干预的情况下实现数据的热备和补录，保障设备在短期故障期间存储数据的完整性，为技术人员排查故障提供宝贵的时间。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种基于网状网络结构的热备方法，应用于包括存储服务设备和采集设备的热备系统，所述基于网状网络结构的热备方法，包括：

开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；

存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；

采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

进一步地，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

若所述选择的热备机成功响应热备请求，则将采集的数据存储到所选择的热备机上；否则，循环遍历本地热备机列表，向下一台热备机发送热备请求，直到找到可用的热备机；

在当前热备机异常时，重新按照所述本地热备机列表选择热备机。

进一步地，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

所述采集设备在将采集的数据存储到所选择的热备机上后，获取该热备机的热备机列表，将本地热备机列表更新为该热备机的热备机列表。

进一步地，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

采集设备还按照设定的周期检测其原主机是否已经恢复正常，若原主机已经恢复则将采集数据存储到原主机；

采集设备获取原主机的热备机列表，将本地热备机列表更新为原主机的热备机列表。

进一步地，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

在采集设备将采集数据存储到原主机后，还将热备机上已经存储的数据回迁到原主机，通知热备机删除备份的数据。

本发明还提出了一种基于网状网络结构的热备系统，所述热备系统包括存储服务设备和采集设备，所述基于网状网络结构的热备系统，其中：

开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；

存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；

采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

进一步地，所述采集设备，还用于：

若所述选择的热备机成功响应热备请求，则将采集的数据存储到所选择的热备机上；否则，循环遍历本地热备机列表，向下一台热备机发送热备请求，直到找到可用的热备机；

在当前热备机异常时，重新按照所述本地热备机列表选择热备机。

进一步地，所述采集设备在将采集的数据存储到所选择的热备机上后，获取该热备机的热备机列表，将本地热备机列表更新为该热备机的热备机列表。

进一步地，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述采集设备还按照设定的周期检测其原主机是否已经恢复正常，若原主机已经恢复则将采集数据存储到原主机；

采集设备获取原主机的热备机列表，将本地热备机列表更新为原主机的热备机列表。

进一步地，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备系统在采集设备将采集数据存储到原主机后，还将热备机上已经存储的数据回迁到原主机，通知热备机删除备份的数据。

本发明提出的一种基于网状网络结构的热备方法及系统，通过开启热备功能的存储服务设备发送自身的设备基本信息，其他存储服务设备建立热备机列表，从而在存储服务设备主机故障的情况下，将录像存储到其他存储服务设备。且在原主机故障恢复时，回迁数据，保障存储数据的完整性。本发明同一台存储服务设备既能当主机，又能当热备机，充分利用了设备资源。本发明存储服务设备间采用网状网络拓扑结构进行交互，可选热备机数量增多，设备利用率高。

附图说明

图1为本发明基于网状网络结构的热备方法流程图；

图2为本发明实施例视频监控系统组网示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

如图1所示，一种基于网状网络结构的热备方法，应用于包括存储服务设备和采集设备的视频热备系统，该方法包括：

步骤S1、开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息。

本实施例以视频监控系统为例进行说明，如图2所示，包括各个存储服务设备和各自管理的采集设备。在视频监控系统中，存储服务设备可以是网络硬盘录像机(NVR)或硬盘录像机(DVR)，或其他存储服务器；采集设备可以是网络摄像机IPC，或模拟摄像机与编码器。本发明同样适用于其他包括采集设备和存储服务设备的系统，例如物联网系统等，在本技术方案中也统称为热备系统。

在图2所示的视频监控系统内，NVR1管理了IPC1-3，NVR2管理了IPC4-6，NVR3管理了IPC7-9，也可以包括更多的NVR及其管理的IPC设备。图2中NVR之间通过网络连接，彼此之间互通，或者说NVR之间基于网状网络结构连接。为了方便说明，本实施例仅以图2为例进行说明。

假设在图2中，NVR1和NVR2开启了热备功能，也就是说NVR1和NVR2可以作为其他NVR的热备机来使用，在NVR1和NVR2中，均划分出一定的存储空间，作为热备其他NVR通道录像的存储资源。

NVR1和NVR2按照预设的时间间隔(例如5秒，可自由设置)，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息。设备基本信息包括设备ID、设备IP、剩余带宽、剩余硬盘容量等信息。例如，NVR1每隔5秒，向网络中的其他NVR发送自身的基本信息，在网络中的NVR2、NVR3均收到NVR1的基本信息。同理，NVR2也在网络中发布自身的基本信息。容易理解的，NVR1或NVR2在发布自身的基本信息时，可以通过单播向其他NVR发送，也可以通过广播向其他NVR发送，优选的，通过组播仅向网络中的NVR设备发送。

步骤S2、存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备。

在图2所示的网络中，NVR1会接收到NVR2下发的设备基本信息，NVR2会接收到NVR1下发的设备基本信息，NVR3会接收到NVR1和NVR2下发的设备基本信息。

以NVR3为例，NVR3会接收到NVR1和NVR2下发的设备基本信息，如果是首次接收到，会生成热备机列表，如果已经有热备机列表，则对其进行更新。例如，NVR3的热备机列表如下表所示：

设备ID	设备IP
		NVR1	192.168.1.10
NVR2	192.168.1.20

表1

在热备机列表中，包括热备机的设备ID和设备IP，从而在需要热备的时候，可以选择其中之一作为热备机。

容易理解的是，在选择热备机列表中的设备作为热备机时，可以随机选择，也可以按照优先级来选择，选择优先级高的设备作为热备机。为此，本实施例在生成或更新热备机列表时，还对每条记录进行排序，以确定设备的优先级。

本实施例存储服务设备根据设备基本信息生成所述开启热备功能的存储服务设备对应的优先级，记录在热备机列表中。

具体地，热备机列表中设备的优先级可以通过如下规则确定：

剩余网络带宽大者优先；

硬盘剩余容量大者优先。

即根据剩余网络带宽、硬盘剩余容量来确定各个开启热备功能的存储服务设备的优先级，记录在热备机列表中，或者将热备机列表中的设备直接按照优先级进行排序，优先级高的排列在前面。

例如，NVR3的热备机列表排序后如下表所示：

设备ID	设备IP	优先级
			NVR1	192.168.1.10	5
NVR2	192.168.1.20	4

表2

本发明并不限于热备机列表中设备优先级确定的具体方法，例如还可以为存储服务设备配置热备机白名单，仅允许在白名单中的设备作为本机的热备机，在黑名单中的设备不允许作为本机的热备机。且在热备机列表中优先级排序时，仅选择在白名单中的设备加入热备机列表，且根据白名单的配置顺序建立优先级。又例如，可以为开启热备功能的存储服务设备配置黑名单，拒绝为黑名单中的存储服务设备做热备。

在建立热备机列表后，NVR3将热备机列表下发到所管理的采集设备，即下发给IPC7-9，从而在IPC7-9中具备了本地热备机列表。

步骤S3、采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

由于采集设备都具备了本地热备机列表，从而可以在与存储服务设备之间存储异常时，按照保存的本地热备机列表选择热备机，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

例如，IPC7感知到与NVR3之间存储异常时，即网络断开或存储服务设备硬盘异常无法存储录像时，IPC7按照本地热备机列表，依次寻找可用的热备机，发起热备请求。按照优先级，IPC7选择NVR1作为热备机，向NVR1发起热备请求。

当NVR1接收到IPC7的热备请求后，则回复响应消息。需要说明的是，若NVR1设置了黑名单，黑名单包括了NVR3，则拒绝IPC7的热备请求，返回失败的响应消息。另外，NVR1还根据自身能力来判断是否回复响应消息，自身能力可以根据自身的剩余网络带宽和硬盘剩余容量来判断，若自身能力可处理热备请求，则返回成功的响应消息，否则返回失败的响应消息。

IPC7接收响应消息，若热备机NVR1响应成功，则将视频存储到NVR1上，并获取该热备机NVR1上的热备机列表，将本地热备机列表更新为NVR1上的热备机列表。若热备机NVR1响应失败，则循环遍历热备机列表，向下一台热备机NVR2发起热备请求，直到找到可用的热备机。

此外，采集设备在备份过程中，还继续更新热备机列表，保存到本地，需要说明的是，此时是通过热备机来更新热备机列表。例如IPC7的热备机是NVR1时，获取该热备机NVR1上的热备机列表，将本地热备机列表更新为NVR1上的热备机列表。若当前热备机异常，则按照前述步骤重新寻找下一台热备机进行数据热备，这里不再赘述。

需要说明的是，上述实施例IPC7将视频存储到NVR1上后，获取该热备机NVR1上的热备机列表，更新本地热备机列表，即当前建立了与NVR1的存储关系，将本地热备机列表更新为NVR1上的热备机列表，后续根据更新后的热备机列表来进行热备，这里不再赘述。

此外，本实施例按照保存的热备机列表选择热备机，将采集的数据存储到所选择的热备机上，可以从热备机列表中随机选择，也可以根据建立的优先级次序进行选择。

本实施例采集设备在备份的过程中，采集设备还按照设定的周期检测其原主机是否已经恢复正常，若原主机已经恢复则将采集数据存储到原主机。其中采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，例如IPC7的原主机是NVR3。

具体地，IPC7还按照设定的周期T检测其原主机NVR3是否已经恢复，若原主机NVR3已经恢复正常则停止将录像热备存储到热备机NVR1，将采集数据存储到原主机NVR3上。

本实施例还在采集设备将采集数据存储到原主机后，将热备机上已经存储的数据回迁到原主机，通知热备机删除备份的数据。

例如，在IPC7将采集数据存储到原主机NVR3后，NVR1上备份的数据需要回迁到NVR3上。此时，采集设备IPC7将本地保存的热备机列表上传到主机NVR3，主机NVR3接收到采集设备IPC7上报的热备机列表后向热备机NVR1请求录像回迁，回迁时刷新录像索引，当录像回迁完毕，通知热备机NVR1删除录像。在回迁完毕后，IPC7继续工作在NVR3下，这时候需要获取原主机NVR3的热备机列表，将本地热备机列表更新为原主机NVR3的热备机列表，以便继续做热备准备。

与上述方法对应的，本技术方案还给出了一种基于网状网络结构的热备系统，所述热备系统包括存储服务设备和采集设备，所述基于网状网络结构的热备系统，其中：

开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；

存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；

采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

关于本实施例热备系统中各设备所执行的操作，在上述方法的实施例中已经进行了详细的描述，这里不再赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于网状网络结构的热备方法，应用于包括存储服务设备和采集设备的热备系统，其特征在于，所述基于网状网络结构的热备方法，包括：

开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；

存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；

采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

2.根据权利要求1所述的基于网状网络结构的热备方法，其特征在于，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

若所述选择的热备机成功响应热备请求，则将采集的数据存储到所选择的热备机上；否则，循环遍历本地热备机列表，向下一台热备机发送热备请求，直到找到可用的热备机；

在当前热备机异常时，重新按照所述本地热备机列表选择热备机。

3.根据权利要求1所述的基于网状网络结构的热备方法，其特征在于，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

所述采集设备在将采集的数据存储到所选择的热备机上后，获取该热备机的热备机列表，将本地热备机列表更新为该热备机的热备机列表。

4.根据权利要求1所述的基于网状网络结构的热备方法，其特征在于，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

采集设备还按照设定的周期检测其原主机是否已经恢复正常，若原主机已经恢复则将采集数据存储到原主机；

采集设备获取原主机的热备机列表，将本地热备机列表更新为原主机的热备机列表。

5.根据权利要求4所述的基于网状网络结构的热备方法，其特征在于，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备方法，还包括：

在采集设备将采集数据存储到原主机后，还将热备机上已经存储的数据回迁到原主机，通知热备机删除备份的数据。

6.一种基于网状网络结构的热备系统，所述热备系统包括存储服务设备和采集设备，其特征在于，所述基于网状网络结构的热备系统，其中：

开启热备功能的存储服务设备按照预设的时间间隔，周期性的向其他存储服务设备发送自身的设备基本信息；

存储服务设备接收到开启热备功能的存储服务设备发送的设备基本信息，生成或更新热备机列表，并将热备机列表下发给自身管理的采集设备；

采集设备保存或更新热备机列表作为本地热备机列表，在感知到与存储服务设备之间存储异常时，按照所述本地热备机列表选择热备机，向选择的热备机发送热备请求，将采集的数据存储到所选择的热备机上。

7.根据权利要求6所述的基于网状网络结构的热备系统，其特征在于，所述采集设备，还用于：

若所述选择的热备机成功响应热备请求，则将采集的数据存储到所选择的热备机上；否则，循环遍历本地热备机列表，向下一台热备机发送热备请求，直到找到可用的热备机；

在当前热备机异常时，重新按照所述本地热备机列表选择热备机。

8.根据权利要求6所述的基于网状网络结构的热备系统，其特征在于，所述采集设备在将采集的数据存储到所选择的热备机上后，获取该热备机的热备机列表，将本地热备机列表更新为该热备机的热备机列表。

9.根据权利要求6所述的基于网状网络结构的热备系统，其特征在于，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述采集设备还按照设定的周期检测其原主机是否已经恢复正常，若原主机已经恢复则将采集数据存储到原主机；

采集设备获取原主机的热备机列表，将本地热备机列表更新为原主机的热备机列表。

10.根据权利要求9所述的基于网状网络结构的热备系统，其特征在于，所述采集设备原来所存储的存储服务设备为其原主机，所述基于网状网络结构的热备系统在采集设备将采集数据存储到原主机后，还将热备机上已经存储的数据回迁到原主机，通知热备机删除备份的数据。

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