CN111478947B - 主备控制板实时同步方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主备控制板实时同步方法及系统，该方法包括：主用控制板对业务进行处理，将非同步数据存入本控制板的第一级数据缓冲区，将需要同步的数据存入与备用控制板共享的第二级数据缓冲区，并通过定时心跳与所述备用控制板进行通信，所述备用控制板仅与所述主用控制板通信；所述备用控制板通过主备用判决切换成主用工作状态，使能对所述第二级数据缓冲区的读写，原所述主用控制板则不再对所述第二级数据缓冲区进行读写。本发明至少具有如下有益效果：重塑主备同步过程，有效避免耗时的批量同步，替换系统开销较大的实时备份操作，简化平滑过程，保证主切换过程中的业务处理的顺利过度，提高系统的稳定性和可靠性。

Description

主备控制板实时同步方法及系统
技术领域
本发明涉及通信系统，特别涉及一种主备控制板实时同步方法及系统。
背景技术
为提高通信系统的可靠性，1+1主备控制板机制的应用日益普遍。双配主控板时，主用控制板正常工作，备用控制板处于备份状态。主用控制板和备用控制板之间通过批量备份、实时备份等高可靠性机制来保证数据的一致性。备用控制板收到主用控制板工作异常的信息或主备倒换命令时，迅速接替主板工作。
传统方式中主备控制板同步过程主要分为批量备份、实时备份和数据平滑三个阶段，对于需要备份数据变化频繁的系统，如应用在电信网系统中，实时备份的业务信息较多且变化频繁，增加系统开销，同时也会增加数据平滑的时间。且平滑过程，需要等待系统维护的数据和状态是一致后，备用设备才能真正变为主用设备，因此，对延时较敏感的系统中，无法满足实时性处理的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种主备控制板实时同步方法，能够避免批量备份，简化平滑操作。
本发明还提出一种具有上述主备控制板实时同步方法的主备控制板实时同步系统。
根据本发明的第一方面实施例的主备控制板实时同步方法，包括：主用控制板对业务进行处理，将业务过程中所需的及所产生的非同步数据存入本控制板的第一级数据缓冲区，将需要同步的数据存入与备用控制板共享的第二级数据缓冲区，并通过定时心跳与所述备用控制板进行通信，所述备用控制板仅与所述主用控制板通信；所述备用控制板通过主备用判决切换成主用工作状态，使能对所述第二级数据缓冲区的读写，原所述主用控制板则不再对所述第二级数据缓冲区进行读写。
根据本发明实施例的主备控制板实时同步方法，至少具有如下有益效果：通过二级数据缓冲结构，重塑主备同步过程，有效避免耗时的批量同步，替换系统开销较大的实时备份操作，简化平滑过程，保证主备控制板切换过程中的业务处理的顺利过度，提高系统的稳定性和可靠性。
根据本发明的一些实施例，还包括：两块控制板启动后，根据主备用判决决出所述主用控制板和备用控制板。保证同时只存在一个主用控制板一个备用控制板。
根据本发明的一些实施例，所述第二级数据缓冲区为共享的片外RAM或者分布式内存数据库。可多种方式设置第二级数据缓冲区。
根据本发明的一些实施例，所述定时心跳的间隔时间为10ms。便于及时发现主控制板工作异常的信息，及时切换，提高系统稳定性和可靠性。
根据本发明的第二方面实施例的主备控制板实时同步系统，包括：控制板模块，用于通过定时心跳与另一所述控制板模块通信，根据当前工作状态处理业务，包括：第一级数据存储模块，用于存放所述控制板模块处理业务所需及所产生的非同步数据；逻辑处理模块，用于与另一所述控制板模块通信，进行主备用判定，根据所述工作状态处理业务；第二级数据存储模块，用于存储所述控制板模块之间需要同步的数据。
根据本发明实施例的主备控制板实时同步系统，至少具有如下有益效果：通过二级数据缓冲结构，重塑主备同步过程，有效避免耗时的批量同步，替换系统开销较大的实时备份操作，简化平滑过程，保证主备控制板切换过程中的业务处理的顺利过度，提高系统的稳定性和可靠性。
根据本发明的一些实施例，所述逻辑处理模块包括：主备判断单元，用于在所述控制板模块间进行主备用判决，决定所述控制板模块的工作状态；主备通信单元，用于与另一所述控制板模块以定时心跳的方式进行通信；二级缓冲读取控制单元，用于使能对所述第二级数据存储模块的读取操作；二级缓冲写入控制单元，用于使能对所述第二级数据存储模块的写入操作；逻辑控制数据处理单元，用于控制处理业务，处理主备用切换过程。通过主备判断单元，确保同一时间只有一个主用控制板；二级缓冲读取控制单元及二级缓冲写入控制单元，可保证只有主用控制板能对第二级数据存储模块进行读写；逻辑控制数据处理单元，使得业务处理过程中，各单元有序进行，且保证了主备控制板切换的顺利进行。
根据本发明的一些实施例，所述逻辑处理模块还包括：外部数据接收单元，用于接收外部业务的数据；外部数据发送单元，用于发送数据给外部业务。保证主用控制板可以业务正常交互数据，可控制备用控制板不与外部交换数据。
根据本发明的一些实施例，所述控制板模块还包括：数据加载模块，用于读取所述第二级数据存储模块中的数据；数据写入模块，用于写入数据到所述第二级数据存储模块中。提供统一的数据读写模块，有利于提高读写效率，减少错误。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例的系统的模块示意框图；
图3为图2中的逻辑处理模块的内部单元示意模型图；
附图标记：
控制板模块100、第二级数据存储模块200；
第一级数据存储模块110、逻辑处理模块120、数据加载模块130、数据写入模块140；
主备判断单元121、主备通信单元122、二级缓冲读取控制单元123、二级缓冲写入控制单元124、逻辑控制数据处理单元125、外部数据接收单元126、外部数据发送单元127。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，本发明的实施例的方法，包括：正常工作模式下，主用控制板对业务进行处理，将业务过程中所需的及所产生的非同步数据存入本控制板的第一级数据缓冲区，将需要同步的数据存入与备用控制板共享的第二级数据缓冲区，并通过定时心跳与备用控制板进行通信；主备用切换时，备用控制板通过主备用判断，确定需要切换为主用的工作模式，则获取第二级数据缓冲区的读写控制权，通过使能对第二级数据缓冲区来完成，而原主用控制板则放弃对第二级数据缓冲区的读写控制权转为备用的工作模式。可以理解的是，本发明的实施例中，在正常工作模式下，备用控制板只与主用控制板进行通信，不对外部业务做任何操作。
在本发明的实施例中，第一级数据缓冲区为系统运行自有的内存空间，一般为设备RAM空间,作为主备控制板中独立的堆空间、栈空间、静态区、常量区、和程序代码区。第二级数据缓冲区为主备设备间共享的存储空间，用来存储主备间需要同步的数据。主用控制板将该部分数据放入共享的二级数据缓冲区，并实时更新缓冲区中数据。当发生主备切换后，备用控制板仅需要从二级缓冲区中就可以获取当前设备最新的静态数据，设备状态数据，动态业务数据等。第二级数据缓冲区可以是纯硬件构成的，如共享的片外RAM，也可以使用软硬件结合的方式实现，如分布式内存数据库等。
在本发明的实施例中，当双控制板启动时，通过主备用判决，决出主用控制板和备用控制板，防止出现双主/双备的情况。主用控制板和备用控制板之间以心跳方式(默认10ms的时间间隔)维持通信。
参照图2，本发明的实施例的系统中包括：控制板模块100和第二级数据存储模块200。应理解的是，作为主用及备用的控制板模块在模块结构上完成相同，但备用控制板在切换成主用的工作状态之前(即正常工作情况下)，内部并不产生与第二数据存储模块的数据交换，因此图2中作为备用的控制板模块的连接线未标识箭头。控制板模块100，用于通过定时心跳与另一控制板模块100通信，根据当前工作状态处理业务，包括：第一级数据存储模块110，用于存放本控制板模块处理业务所需及所产生的非同步数据；逻辑处理模块120，用于与另一控制板模块通信，进行主备用判定，根据工作状态处理业务。若本控制板模块的工作状态为主用，则逻辑处理模块120控制本控制板模块处理业务，实时将需要同步的数据存入第二级数据存储模块200，将不需要同步的数据存入第一级数据存储模块110，同时与另一控制板模块100(即备用的控制板模块)以定时心跳方式维持通信；若本控制板模块的工作状态为备用，则不操作第二级数据存储模块200，也不处理业务。在本发明的一些实施例中，还包括专用于对第二数据存储模块200分别进行读、写的操作的数据加载模块130及数据写入模块140。
作为本发明实施例的系统中的核心模块的逻辑处理模块120的结构参见图3，包括：主备判断单元121、主备通信单元122、二级缓冲读取控制单元123、二级缓冲写入控制单元124和逻辑控制数据处理单元125。主备判断单元121，用于进行主备用判决，决定控制板模块的工作状态；主备通信单元122，用于与另一控制板模块以定时心跳的方式进行通信；二级缓冲读取控制单元123，用于使能对第二级数据存储模块的读取操作；二级缓冲写入控制单元124，用于使能对第二级数据存储模块的写入操作；逻辑控制数据处理单元125，用于控制处理业务，处理主备用切换过程。
为便于处理业务，在本发明的实施例中，逻辑处理模块120还包括：用于与外部业务交互数据的外部数据接收单元126和外部数据发送单元127。
参照图3，带③、⑦的指示线为控制板与外部设备的数据交互通道，如与业务板之间数据交互；①表示主备控制板间的数据交互通道，用来就行主备协商和心跳操作；其他指示线为逻辑处理模块内部数据通道。在本发明的实施例中，主备通信单元122负责与另一控制板进行通信，利用通道②配合主备判决单元121，确定出设备当前工作状态为主用还是备用，防止出现双主/双备的情况；设备状态确定后，主备通信单元122通过通道①负责主备间的心跳操作，保证主用控制板设备故障或手动切换后，备用可以快速完成切换成主用。
当确定出设备主备状态后，主备判决单元121利用通道⑩通知逻辑控制数据处理单元125。当设备状态为主用时，此时启用外部数据接收单元126及外部数据发送单元127。具体地，逻辑控制数据处理单元125通过通道⑥使能外部数据接收单元126，并通过通道④读取其中的数据；通过通道⑨将数据发送给外部数据发送单元127。当设备状态为备用时，不启用外部数据接收单元126和外部数据发送单元127，仅以定时心跳方式通过主备通信单元121与主用控制板通信。
当控制板模块处于主用工作状态时，逻辑控制数据处理单元125利用通道④接收外部数据，对业务进行正常的流转处理，将运行过程需要和产生的非同步数据缓冲在第一级数据存储模块110(参照图2)。若需要同步的数据产生变化，逻辑控制数据处理单元125利用通道⑤启用二级缓冲写入控制单元124，并控制数据写入模块140(参照图2)将变化的同步数据写入到共享的第二级数据存储模块200中。对于需要交互的外部业务数据，逻辑控制数据处理单元125还利用通道⑥调用外部数据发送单元127将响应业务数据发送至业务板。
发生主备切换操作时，备用控制板通过主备判决单元121，判决出当前设备需要切换成主用设备，并通知逻辑控制数据处理单元125。逻辑控制数据处理单元125首先利用通道⑧使能二级数据缓冲区读取控制单元，然后调用图2中的数据加载模块130，从第二级数据存储模块200中读取出共享的同步数据，然后使能外部数据接收单元126及外部数据发送单元127，开始进行业务流程的处理。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种主备控制板实时同步方法，其特征在于，包括：
主用控制板对业务进行处理，将业务过程中所需的及所产生的非同步数据存入本控制板的第一级数据缓冲区，将需要同步的数据存入与备用控制板共享的第二级数据缓冲区，并通过定时心跳与所述备用控制板进行通信，所述备用控制板仅与所述主用控制板通信；
两块控制板启动后，根据主备用判决决出所述主用控制板和备用控制板；
所述备用控制板通过主备用判决切换成主用工作状态，使能对所述第二级数据缓冲区的读写，原所述主用控制板则不再对所述第二级数据缓冲区进行读写。
2.根据权利要求1所述的主备控制板实时同步方法，其特征在于，所述第二级数据缓冲区为共享的片外RAM或者分布式内存数据库。
3.根据权利要求1所述的主备控制板实时同步方法，其特征在于，所述定时心跳的间隔时间为10ms。
4.一种主备控制板实时同步系统，其特征在于，包括：
控制板模块，用于通过定时心跳与另一所述控制板模块通信，根据当前工作状态处理业务，包括：第一级数据存储模块，用于存放所述控制板模块处理业务所需及所产生的非同步数据；逻辑处理模块，用于与另一所述控制板模块通信，进行主备用判定，根据所述工作状态处理业务；
第二级数据存储模块，用于存储所述控制板模块之间需要同步的数据。
5.根据权利要求4所述的主备控制板实时同步系统，其特征在于，所述逻辑处理模块包括：
主备判断单元，用于在所述控制板模块间进行主备用判决，决定所述控制板模块的工作状态；
主备通信单元，用于与另一所述控制板模块以定时心跳的方式进行通信；
二级缓冲读取控制单元，用于使能对所述第二级数据存储模块的读取操作；
二级缓冲写入控制单元，用于使能对所述第二级数据存储模块的写入操作；
逻辑控制数据处理单元，用于控制处理业务，处理主备用切换过程。
6.根据权利要求5所述的主备控制板实时同步系统，其特征在于，所述逻辑处理模块还包括：
外部数据接收单元，用于接收外部业务的数据；
外部数据发送单元，用于发送数据给外部业务。
7.根据权利要求4所述的主备控制板实时同步系统，其特征在于，所述控制板模块还包括：
数据加载模块，用于读取所述第二级数据存储模块中的数据；
数据写入模块，用于写入数据到所述第二级数据存储模块中。
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