CN111885168A - 高可用接入系统及其接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高可用接入系统及其接入方法，高可用接入系统包括：多个实体设备；多个接入服务模块，每个接入服务模块与至少一个实体设备通信连接以控制实体设备并提供设备功能；注册中心，注册中心与实体设备和接入服务模块通信连接，注册中心能够用于动态保存接入服务模块与实体设备的通信连接关系以及接入服务模块的信息；重定向模块，重定向模块与注册中心和多个接入服务模块相连，重定向模块能够在一个接入服务模块出现故障时从注册中心查询其他可用的接入服务模块，并将与一个接入服务模块通信连接的实体设备重新定向至其他可用的接入服务模块。根据本发明实施例的高可用接入系统，接入服务支持动态伸缩，灵活性大大提高。

Description

高可用接入系统及其接入方法

技术领域

本发明涉及实体设备接入领域，更具体地，涉及一种高可用接入系统及其接入方法。

背景技术

目前，现有技术中实体设备与接入服务进行接入时，通常需要将实体设备与接入服务的绑定关系进行固定绑定，每次要操作实体设备必须先找到实体设备对应的接入服务，然后通过接入服务与实体设备进行通讯。

现有实体设备接入方式虽然实现简单，但存在一个最大的问题就是单点故障，一旦接入服务不可用，将导致接入服务绑定的所有实体设备都不可用，进而形成大面积设备断线的情况，同时接入服务也不支持动态伸缩，即实体设备无法转移到其他可用的接入服务进行建立通信连接，因此一旦存在接入服务不可用的情况，即会造成与该接入服务绑定的所有实体设备出现断线，严重影响整体的设备运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高可用接入系统及其接入方法，接入服务支持动态伸缩，灵活性高。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种高可用接入系统，包括：多个实体设备；多个接入服务模块，每个所述接入服务模块与至少一个所述实体设备通信连接以控制所述实体设备并提供设备功能；注册中心，所述注册中心与所述实体设备和所述接入服务模块通信连接，所述注册中心能够用于动态保存所述接入服务模块与所述实体设备的通信连接关系以及所述接入服务模块的信息；重定向模块，所述重定向模块与所述注册中心和多个所述接入服务模块相连，所述重定向模块能够在一个所述接入服务模块出现故障时从所述注册中心查询其他可用的所述接入服务模块，并将与一个所述接入服务模块通信连接的所述实体设备重新定向至其他可用的所述接入服务模块。

根据本发明实施例的高可用接入系统，通过采用将注册中心与实体设备动态接入相结合的策略，使得接入服务在出现故障时，实体设备能够转移到其他接入服务建立通信连接后正常提供服务，从而实现实体设备接入的高可用，而且接入服务支持动态伸缩，灵活性大大提高。

根据本发明的一些实施例，每个所述接入服务模块分别与多个所述实体设备通信连接。

根据本发明的一些实施例，每个所述接入服务模块分别限定有所述实体设备的设定接入量，所述设定接入量大于实际与所述接入服务模块通信连接的所述实体设备的数量。

根据本发明的一些实施例，实际与所述接入服务模块通信连接的所述实体设备的数量为所述设定接入量的60％-90％。

根据本发明的一些实施例，所述接入服务模块的信息包括负载量、在线状态以及IP和端口信息。

根据本发明的一些实施例，所述注册中心在接收到所述接入服务模块注册时将所述接入服务模块的信息保存在本地。

根据本发明的一些实施例，所述实体设备为门禁一体机、摄像机或抓拍机。

第二方面，本发明实施例提供一种高可用接入系统的接入方法，包括以下步骤：S1、控制所述实体设备上线；S2、所述实体设备与所述注册中心通信连接以查询可用的所述接入服务模块；S3、所述注册中心通过接入策略获得所述实体设备的最佳接入服务模块后将所述实体设备与所述最佳接入服务模块建立通信连接；S4、所述注册中心更新接入所述最佳接入服务模块的所述实体设备的信息。

根据本发明的一些实施例，所述接入方法还包括以下步骤：在所述接入服务模块发生故障时，所述实体设备执行步骤S2至S4以更换新的所述接入服务模块。

根据本发明的一些实施例，所述接入方法还包括以下步骤：在发生故障的所述接入服务模块与所述注册中心重新建立通信连接后，所述注册中心获取多个所述接入服务模块的负载量，并将负载量超过预设范围的所述接入服务模块上的所述实体设备转移至负载量低于所述预设范围的所述接入服务模块。

附图说明

图1为根据本发明实施例的高可用接入系统的示意图；

图2为根据本发明实施例的高可用接入系统的接入方法的流程图；

图3为本发明实施例的电子设备的示意图。

附图标记：

高可用接入系统100；

实体设备10；接入服务模块20；注册中心30；

电子设备300；

存储器310；操作系统311；应用程序312；

处理器320；网络接口330；输入设备340；硬盘350；显示设备360。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的高可用接入系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的高可用接入系统100包括多个实体设备10、多个接入服务模块20、注册中心30和重定向模块(未示出)。

具体而言，每个接入服务模块20与至少一个实体设备10通信连接以控制实体设备10并提供设备功能，注册中心30与实体设备10和接入服务模块20通信连接，注册中心30能够用于动态保存接入服务模块20与实体设备10的通信连接关系以及接入服务模块20的信息，重定向模块与注册中心30和多个接入服务模块20相连，重定向模块能够在一个接入服务模块20出现故障时从注册中心30查询其他可用的接入服务模块20，并将与一个接入服务模块20通信连接的实体设备10重新定向至其他可用的接入服务模块20。

换言之，根据本发明实施例的高可用接入系统100主要由多个实体设备10、多个接入服务模块20、注册中心30和重定向模块组成，其中需要说明的是，高可用接入系统100整体可以与业务系统模块相连，业务系统泛指业务方的平台系统，根据本发明实施例的高可用接入系统100不包含此业务系统，在本申请下述实施例中所引出的业务系统是为了配合更好的说明根据本发明实施例的高可用接入系统100。

具体地，接入服务模块20的主要功能是与实体设备10建立通信连接，从而操控实体设备10并提供设备功能，实体设备10是物理真实存在的设备，可以是门禁一体机，摄像机，抓拍机等各种物理设备，注册中心30主要是动态保存接入服务模块20和实体设备10的绑定关系以及接入服务模块20的相关信息，接入服务模块20与实体设备10之间为1：N关系，即一个接入服务模块20可以与多个实体设备10建立通信连接，而一个实体设备10只能接入到一个接入服务模块20所有接入服务模块20和实体设备10都必须与注册中心30建立通信连接，重定向模块则与接入服务模块20和注册中心30都存在通信连接，重新定向模块能够在其中一个接入服务模块20出现故障时，根据与注册中心30的连接关系，从注册中心30查询其他可用的接入服务模块20，并将与出现故障的接入服务模块20通信连接的实体设备10重新定向至其他可用的接入服务模块20。

由此，根据本发明实施例的高可用接入系统100，通过采用将注册中心30与实体设备10动态接入相结合的策略，使得接入服务在出现故障时，实体设备10能够转移到其他接入服务建立通信连接后正常提供服务，从而实现实体设备10接入的高可用，而且接入服务支持动态伸缩，灵活性大大提高。

根据本发明的一个实施例，每个接入服务模块20分别限定有实体设备10的设定接入量，设定接入量大于实际与接入服务模块20通信连接的实体设备10的数量。优选地，实际与接入服务模块20通信连接的实体设备10的数量为设定接入量的60％-90％。

可选地，在本发明的一些具体实施方式中，接入服务模块20的信息包括负载量、在线状态以及IP和端口信息。可选地，注册中心30在接收到接入服务模块20注册时将接入服务模块20的信息保存在本地。

也就是说，现有技术中实体设备接入与微服务架构存在的区别是微服务架构中的服务是无差别的，其中一个服务崩溃其他服务仍能正常提供服务，而实体设备的功能只能由接入服务来完成，即业务方是通过接入服务来间接操控实体设备，这就表明实体设备和接入服务之间是有一一对应关系的，接入服务由于接入不同实体设备从而提供的功能是有差别的，一旦实体设备对应的接入服务奔溃，那么实体设备就与整个业务系统失去联系，从而影响业务系统的功能完整性(因为此时业务系统已经与部分实体设备失去了联系)。

根据本发明实施例的高可用接入系统100为了弱化实体设备10与接入服务模块20的固定绑定关系，设计了注册中心30，由注册中心30负责保存接入服务模块20与实体设备10的绑定关系，以及接入服务模块20的其他相关信息(如负载量，在线状态，IP,端口等信息)，注册中心30可以根据实体设备10与接入服务模块20的接入量以及在线状态来为实体设备10选择合适的接入服务模块20，当其中一个接入服务模块20崩溃，实体设备10可以从注册中心30查询到其他可用的接入服务模块20，然后重定向到此接入服务模块20(即与新的接入服务模块20建立通信连接)后继续正常提供功能，这样一个接入服务模块20的奔溃并不影响整个业务系统完整功能的提供，业务系统仍能使用所有实体设备10提供的功能。

为了避免接入服务模块20的单点故障问题，根据本发明实施例的高可用接入系统100设置成每个接入服务模块20都具有一定的空闲接入量，即在发生单点故障时接入服务模块20还可以容纳其他实体设备10的接入，比如接入服务最多能接入1000个实体设备10，那么在实际使用中可以让接入服务模块20最多接入到800，留下剩余的200来应对后期可能发生的故障问题，以空间换取稳定性，这样当接入服务模块20出现故障，实体设备10可以迁移到其他可用的接入服务模块20，而接入服务模块20也不会因负载过大崩溃或者变的超时缓慢，从而实现设备10接入的高可用。

为了让实体设备10能动态迁移到其他接入服务，根据本发明实施例的高可用接入系统100设置了重定向模块，使得实体设备10具有重定向功能，即可以与其他接入服务重新建立通信连接，由此可以使得实体设备10接入的接入服务模块20发生奔溃时能动态迁移到其他可用的接入服务模块20，不会导致实体设备10与业务系统失去联系，也就是说实体设备10与接入服务模块20的绑定关系变成动态了，可以随时根据接入服务模块20的相关信息(在线状态，负载量等)动态地调整它们之间的关系。

注册中心30在接收到接入服务模块20的注册信息时将接入服务的服务ID,IP,端口等相关信息保存在本地，以便在注册中心30重启时数据仍能正常获取到，同时与接入服务模块20保持心跳连接以便实时更新接入服务模块20在线状态，例如服务是否掉线、崩溃等。

当实体设备10上线，即实体设备10启动时，设备连到注册中心30进行查询可用的接入服务模块20，注册中心30通过相关策略，例如可以是负载均衡策略，hash策略等获得设备的最佳接入服务信息(即接入服务的ID,IP、端口)后建立通信连接，连接成功则去注册中心30更新接入服务模块20的接入实体设备ID,保证实体设备10与接入服务模块20绑定关系的实时性，两者之间的绑定关系如下表1所示：

表1实体设备与接入服务模块的绑定关系表

接入服务id	实体设备id
		s1	d1
s1	d2
		s2	d3
...	...

当业务系统要对实体设备10进行操作时，先从注册中心30利用先前保存的绑定关系表根据实体设备ID查询接入服务，获得接入服务IP和端口后再与之进行通信。

当接入服务模块20发生故障，实体设备10与接入服务模块20的连接会发生断开，此时实体设备10从注册中心30查询可用的接入服务模块20，注册中心30会返回最佳的接入服务信息(如IP,端口等)给到实体设备10，实体设备10获得IP和端口后就可以与新的接入服务模块20建立通信连接，继续提供功能服务。

当接入服务模块20从奔溃掉线恢复上线，即又重新与注册中心30建立连接后，注册中心30对实体设备10与接入服务模块20的负载量进行分析，从绑定关系表中可以知晓每个接入服务模块20当前接入了多少设备10，如果有某个接入服务模块20的接入设备量过大，而有些接入服务模块20的接入量过少，则可以转移部分实体设备10到比较空闲的接入服务20上，将负载量过大的接入服务模块20的一部分实体设备10进行重定向连接到比较空闲的接入服务模块20，保持整体的均衡稳定。

总而言之，根据本发明实施例的高可用接入系统100可以避免接入服务模块20的单点故障问题，同时让实体设备10和接入服务模块20都能动态伸缩，即可以增加或减少接入服务模块20和实体设备10的数量，在增加或减少的过程中不用人工进行参与，系统能自动感知发生的变化并作出相应的处理，大大提升了整体的稳定性与灵活性。

如图2所示，根据本发明高可用接入系统的接入方法包括以下步骤：

S1、控制所述实体设备上线。

S2、所述实体设备与所述注册中心通信连接以查询可用的所述接入服务模块。

S3、所述注册中心通过接入策略获得所述实体设备的最佳接入服务模块后将所述实体设备与所述最佳接入服务模块建立通信连接。

S4、所述注册中心更新接入所述最佳接入服务模块的所述实体设备的信息。

可选地，根据本发明的一个实施例，上述接入方法还包括以下步骤：

在所述接入服务模块发生故障时，所述实体设备执行步骤S2至S4以更换新的所述接入服务模块。

进一步地，在本发明的一些具体实施方式中，上述接入方法还包括以下步骤：

在发生故障的所述接入服务模块与所述注册中心重新建立通信连接后，所述注册中心获取多个所述接入服务模块的负载量，并将负载量超过预设范围的所述接入服务模块上的所述实体设备转移至负载量低于所述预设范围的所述接入服务模块。

根据本发明实施例的高可用接入系统100的接入方法在上述实施例中已经进行了详细描述，因此不再赘述。

此外，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述任一所述的高可用接入系统的接入方法。

也就是说，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，使得所述处理器执行上述任一所述的高可用接入系统的接入方法。

如图3所示，本发明实施例提供了一种电子设备300，包括存储器310和处理器320，所述存储器310用于存储一条或多条计算机指令，所述处理器320用于调用并执行所述一条或多条计算机指令，从而实现上述任一所述的方法。

也就是说，电子设备300包括：处理器320和存储器310，在所述存储器310中存储有计算机程序指令，其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，使得所述处理器320执行上述任一所述的方法。

进一步地，如图3所示，电子设备300还包括网络接口330、输入设备340、硬盘350、和显示设备360。

上述各个接口和设备之间可以通过总线架构互连。总线架构可以是可以包括任意数量的互联的总线和桥。具体由处理器320代表的一个或者多个中央处理器(CPU)，以及由存储器310代表的一个或者多个存储器的各种电路连接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路连接在一起。可以理解，总线架构用于实现这些组件之间的连接通信。总线架构除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线，这些都是本领域所公知的，因此本文不再对其进行详细描述。

所述网络接口330，可以连接至网络(如因特网、局域网等)，从网络中获取相关数据，并可以保存在硬盘350中。

所述输入设备340，可以接收操作人员输入的各种指令，并发送给处理器320以供执行。所述输入设备340可以包括键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。

所述显示设备360，可以将处理器320执行指令获得的结果进行显示。

所述存储器310，用于存储操作系统运行所必须的程序和数据，以及处理器320计算过程中的中间结果等数据。

可以理解，本发明实施例中的存储器310可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存。本文描述的装置和方法的存储器310旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在一些实施方式中，存储器310存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统311和应用程序312。

其中，操作系统311，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序312，包含各种应用程序，例如浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序312中。

本发明上述实施例揭示的方法可以应用于处理器320中，或者由处理器320实现。处理器320可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器320中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器320可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器310，处理器320读取存储器310中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

具体地，处理器320还用于读取所述计算机程序，执行上述任一所述的方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高可用接入系统，其特征在于，包括：

多个实体设备；

多个接入服务模块，每个所述接入服务模块与至少一个所述实体设备通信连接以控制所述实体设备并提供设备功能；

注册中心，所述注册中心与所述实体设备和所述接入服务模块通信连接，所述注册中心能够用于动态保存所述接入服务模块与所述实体设备的通信连接关系以及所述接入服务模块的信息；

重定向模块，所述重定向模块与所述注册中心和多个所述接入服务模块相连，所述重定向模块能够在一个所述接入服务模块出现故障时从所述注册中心查询其他可用的所述接入服务模块，并将与一个所述接入服务模块通信连接的所述实体设备重新定向至其他可用的所述接入服务模块。

2.根据权利要求1所述的高可用接入系统，其特征在于，每个所述接入服务模块分别与多个所述实体设备通信连接。

3.根据权利要求2所述的高可用接入系统，其特征在于，每个所述接入服务模块分别限定有所述实体设备的设定接入量，所述设定接入量大于实际与所述接入服务模块通信连接的所述实体设备的数量。

4.根据权利要求3所述的高可用接入系统，其特征在于，实际与所述接入服务模块通信连接的所述实体设备的数量为所述设定接入量的60％-90％。

5.根据权利要求1所述的高可用接入系统，其特征在于，所述接入服务模块的信息包括负载量、在线状态以及IP和端口信息。

6.根据权利要求5所述的高可用接入系统，其特征在于，所述注册中心在接收到所述接入服务模块注册时将所述接入服务模块的信息保存在本地。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的高可用接入系统，其特征在于，所述实体设备为门禁一体机、摄像机或抓拍机。

8.一种高可用接入系统的接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制所述实体设备上线；

S2、所述实体设备与所述注册中心通信连接以查询可用的所述接入服务模块；

S3、所述注册中心通过接入策略获得所述实体设备的最佳接入服务模块后将所述实体设备与所述最佳接入服务模块建立通信连接；

S4、所述注册中心更新接入所述最佳接入服务模块的所述实体设备的信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述接入服务模块发生故障时，所述实体设备执行步骤S2至S4以更换新的所述接入服务模块。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在发生故障的所述接入服务模块与所述注册中心重新建立通信连接后，所述注册中心获取多个所述接入服务模块的负载量，并将负载量超过预设范围的所述接入服务模块上的所述实体设备转移至负载量低于所述预设范围的所述接入服务模块。

Images