CN112235150B - 主备机自动接管方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种主备机自动接管方法和系统，该方法包括：各备份节点以组播或广播方式发出接管探寻；当前服务节点和具有优先凭据的其它备份节点对探寻发出拒绝响应。如果发出探寻的备份节点在一个合理时间段内未收到任何拒绝响应，即意味着不存在主节点及凭据优先节点，则该备份节点即成为主节点。当在合理的时间段内收到拒绝响应，则睡眠一段时间后，继续发出用于表示请求接管相应的服务模块的探寻报文。该方法可以实现主备环境的自动切换接管。还可以使用最少的设备（无需额外设备环境）达到高可用性目的。

Description

主备机自动接管方法和系统

技术领域

本发明涉及网络技术领域，具体涉及主备机自动接管方法和系统。

背景技术

现有的技术实现主备机自动接管的方法通常有两种实现方式，一种是专线心跳方式，另一种是网络选举方式。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

专线心跳方式，只能一对一备份，无法实现一对多备份；

网络选举方式，一方面需要预先配置固定的网络地址，无法动态扩展；另一方面，需要2N+1（其中N≥1）台设备，才能保证N点故障下的高可用，即如果要保障单点故障下的高可用，至少需要3台设备。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种主备机自动接管方法和系统，以实现主备机的自动切换接管。

第一方面，本发明实施例提供了一种主备机自动接管方法，其包括：

备份节点根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，所述探寻报文包括用于确定接管关系的群组信息和接管优先凭据信息，所述群组信息包括所述备份节点内部的服务模块的类型和标识；

接收节点接收所述备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果所述本接收节点当前是主节点，则向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据所述用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与所述备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与所述探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点时，向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与所述备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于所述备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文；

备份节点判断在第一时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到所述拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到所述拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出所述探寻报文。

在一些可能的实施方式中，所述备份节点包括：多个第一服务模块，所述多个第一服务模块的类型和标识均不相同；所述接收节点包括多个第二服务模块，所述多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，所述备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

在一些可能的实施方式中，所述备份节点在进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；所述第二探寻间隔的时长小于所述第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到所述拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出所述探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到所述预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到所述预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出所述用于接管的探寻报文。

在一些可能的实施方式中，所述接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

接收节点根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点，具体可以包括：

根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

在一些可能的实施方式中，根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据，具体可以包括：

将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据，具体可以包括：

将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点；具体可以包括：

当所述本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于所述备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定所述本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

第二方面，提供一种主备机自动接管系统，其包括：

备份节点，用于根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，所述探寻报文包括用于确定接管关系的群组信息和接管优先凭据信息，所述群组信息包括所述备份节点内部的服务模块的类型和标识；判断在第一时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到所述拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到所述拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出所述探寻报文；

接收节点，用于接收所述备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果所述本接收节点当前是主节点，则向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据所述用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与所述备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与所述探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点时，向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与所述备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于所述备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文。

在一些可能的实施方式中，所述备份节点包括：多个第一服务模块，所述多个第一服务模块的类型和标识均不相同；所述接收节点包括多个第二服务模块，所述多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，所述备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

在一些可能的实施方式中，所述备份节点，还用于：在所述的进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；所述第二探寻间隔的时长小于所述第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到所述拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出所述探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到所述预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到所述预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出所述用于接管的探寻报文。

在一些可能的实施方式中，所述接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

所述接收节点，具体用于：根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

在一些可能的实施方式中，所述接收节点，具体用于：将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当所述本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于所述备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定所述本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文或探测报文，由于是一主多备，使用组播和广播方式可以达到一对多的通讯方式，效率远高于一对一逐个通讯。

本发明实施例的方法可应用于金融领域的企业统一调度平台（USE）中。

本发明实施例可以使用最少的设备（无需额外设备环境）达到高可用性目的。

本发明实施例对于N节点环境，可以实现N-1点故障下的不间断。

本发明实施例部署配置简单，可在线扩展和收缩主备规模；

现有技术的专线心跳方式只能对整机备份，无法实现模块级备份，而本发明实施例可实现模块级主备机切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是本发明实施例的一种主备机自动接管方法的流程图；

图1B是本发明实施例的另一种主备机自动接管方法的流程图；

图2是本发明实施例的又一种主备机自动接管方法的流程图；

图3是本发明实施例的一种主备机自动接管系统的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例属于通用基础技术领域，可用于任何软件产品中需要进行主备机自动接管的场合。

本发明实施例可以实现调度平台的高可用性，使调度产品能够不依赖额外的软硬件资源实现故障切换和接管，以此保证平台的不间断运行。

本发明实施例的技术方案，不限于调度平台，任何有高可用性需求的软件产品均可以使用。

本发明实施例的技术方案，还可以实现模块级的备份。模块级备份可用于产品升级时，通过对单个模块的位置切换，实现不中断服务情况下的产品平滑升级。本发明实施例的技术方案，可应用于局域网环境。

本发明实施例的一些技术方案的工作原理包括：各备份节点以组播或广播方式发出接管探寻；当前服务节点和具有优先凭据的其它备份节点对探寻发出拒绝响应。如果发出探寻的备份节点在一个合理时间段内未收到任何拒绝响应，即意味着不存在主节点及凭据优先节点，则该备份节点即成为主节点。

实施例一

本发明实施例提供了一种主备机自动接管方法，其包括如下步骤：

备份节点根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，探寻报文包括用于确定接管关系的群组信息和接管优先凭据信息，群组信息包括备份节点内部的服务模块的类型和标识；在本步骤中，每个服务模块只发送自己所属的类型和标识，就是要接管的服务模块的类型和标识。

接收节点接收备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果本接收节点当前是主节点，则向备份节点发出针对探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点时，向备份节点发出针对探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文。

备份节点判断在第一时间段内是否接收到针对探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出探寻报文。在上述准备接管状态是准备接管的第一阶段，该第一阶段之后将触发进入准备接管的第二阶段，即提高探测频率阶段。

在一些实施例中，备份节点可以包括：多个第一服务模块，多个第一服务模块的类型和标识均不相同；接收节点包括多个第二服务模块，多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

在一些实施例中，备份节点在进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；第二探寻间隔的时长小于第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文。

在一些实施例中，接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

接收节点根据探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点，具体可以包括：

根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点。

在一些实施例中，根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据，具体可以包括：

将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据，具体可以包括：

将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点；具体可以包括：

当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点。

上述优先凭据判断过程的一个举例如下：

主机名称（或地址）是48字节（兼容IPv4和IPv6），不足部分补空值（NUL，16进制00）；主机进程号是32位整数；时间戳是64位整数。把这三项内容按照时间戳、主机地址、进程号的顺序拼接成60字节的二进制数据块，进行二进制比较，较小的一方优先级高。当有多个备份节点发生请求接管竞合时，具体由哪个备份节点来接管，是靠前述的60字节二进制凭据数据块的大小比较来确定优先顺序的。

以下举例对上述方法进行更加详细的说明：

图1A是本发明实施例的一种主备机自动接管方法的流程图。如图1A所示，该方法的执行主体是备份节点，其包括如下步骤：

S102：根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文。

现有技术中采用的心跳机制一般用于一对一的通讯连接中。一主一备（一对一）的主备模式，主备之间可以用心跳方式来互相发现对方的存活状态。本发明实施例提出是一主多备（一对多）的主备模式，多点之间如果用心跳，那么复杂度就会以指数级别疯狂上涨。例如：一主二备（三点）需要3个两两连接，一主三备（四点）需要6个两两连接，一主四备（五点）需要20个两两连接。这种连接数量的迅速增加，会导致性能的大大降低，因为需要把所有通讯连接上的结果汇总后进行判断。因此，在本发明实施例中没有采用一对一的连接通讯方式（单播），而是使用的一对多的组播和广播方式，可以降低通讯过程的时间消耗和汇总判断的复杂度，进而能够及时提高主备切换的反应速度。

在一些可能的实施例中，探寻报文中包括但不限于以下内容：用于唯一确定接管关系的类型和标识（类型和标识完全相同的模块之间彼此属于主备关系）、本地主机名称（唯一标识物理位置）、本地进程号（唯一标识探寻报文的发起者身份）、本地注册时间戳（用于宣誓优先权）。探寻报文的接收方节点通过主机名称、本地进程号、时间戳的综合比对，可以得到接管优先级高低。主节点直接拒绝对方，其它节点发现自己的凭据的优先级相对高，也拒绝对方的接管请求，发出表示拒绝接管的拒绝响应。

进一步地，通过类型和标识，确定群组，群组内可互相接管。例如：X机器上有标识分别为A、B、C的三个模块，Y机器上有标识为B、C的两个模块，Z机器上有标识为A、C的两个模块，那么XZ组成A群组，XY组成B群组，XYZ组成C群组，每个群组内部可以互相接管。

这个接管算法并不限于针对主机，更可以深入到主机内的模块（一个主机可以有多个模块），这里用“节点”一词来对主机和模块进行抽象性统称。上述接管还可以是不同主机（机器）内部的相同功能模块之间的相互接管或相互备份，从而可实现模块级的备份。

S104：判断在第一时间段内是否接收到针对探寻报文的拒绝响应。

在本实施例中采用的拒绝响应或者拒绝报文，其采用的是“默许”方式（即不反对就是同意），这样可以降低网络上的通讯流量（网络上只有拒绝包，没有同意包），也能简化通讯参与方的处理逻辑（收到响应报文就是拒绝，不需要进一步解析内容）。

S106：如果在第一时间段内没有接收到拒绝响应，则进入准备接管状态。在本步骤中，可以为一个内部变量打上标记，表明或指示要提高探测频率密度。

S108：如果在第一时间段内接收到拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出探寻报文。

在本实施例中，睡眠预设的时长用于控制探寻的间隔，睡眠时长的数值可配置，例可可以根据网络的实际使用情况选择配置值。

本发明实施例的上述技术方案的优点包括：组播和广播方式都是一次发送，多点接收，时间开销是T，而采用点对点通讯方式的话，时间开销是N×T（N是参与点数量），显然，组播和广播方式在多点参与通讯的情况下，时间消耗最低。其次，“默许”模式可以减少网络上的数据流量并简化参与方的处理，这些因素也能节约时间。

图1B是本发明实施例的另一种主备机自动接管方法的流程图。在一些实施例中，如图1B所示，在S106进入准备接管状态之后，该方法还可以包括如下步骤：

S110：根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文。在本步骤中的探寻报文的格式与图1A中的探寻报文的格式相同，目的是增加一些探寻压力，防止误判。可选地，步骤S110中每次探寻之间不再有间隔时间，或者，步骤S110中每次探寻的间隔时间小于S102中的每次发出探寻报文的间隔时间，以增大探寻压力。

在一个示例性的举例中，探寻报文长度为160字节定长：字节0（长度1字节）为操作种类，对于探测报文，为固定字符’*’；字节1（长度1字节）为服务模块类型，在USE产品中有4中类型（'S’、’C’、’A’、’N’）；字节2至66（长度为65字节）为服务模块标识（64字节）加1字节结束符；字节67至74（长度8为字节）为时间戳；字节75至78（长度4为字节）为进程号；字节79至127（长度49为字节）为48字节主机名称（或地址）加1字节结束符；字节128至159（剩余部分）在探测报文中未使用。

即在一些可能的实施例中，本步骤可以根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，其中第二探寻间隔小于上述的第一探寻间隔，或者第二探寻间隔为零。

S112：判断在第二时间段内是否接收到针对探寻报文的拒绝响应。在本步骤中，第二时间段的时长可以与上述的第一时间段的时长相同或不同。

S114：如果在第二时间段内接收到拒绝响应，则放弃准备接管。在放弃准备接管之后，进入步骤S108睡眠预设的时长，然后进入步骤S102继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出探寻报文。之前在S106中是准备接管，进入准备接管状态，现在步骤S114发现是之前误判，所以要放弃之前的准备接管，即放弃进入准备接管状态。

在一些实施例中，上述方法还可以包括如下步骤：

S116：如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探寻次数。

在本实施例中，连续探寻次数是一个可配置的数值，依赖于具体的网络状况和试验值，它可以基于这样一种判断：在目标环境下，如果连续多长时间、设定数量的多个通讯包没有被对方收到，就可以认为通讯出现了故障。因此，这个数值与具体的环境（例如网络带宽、压力等）密切相关。

基于同样的原因，探寻间隔也是可配置的，以适应不同的网络状况。探寻间隔一般建议是5-10秒，实际不做限制，探寻间隔越小，越能及时发现问题及时切换接管，但同时也会对网络压力有微小影响。

之前间隔探寻的时候，初步得到了需要接管的判断，后面再经过一定次数的压力探寻，避免之前的误判。这个次数也是可配置的，需要根据实际的网络条件来确定值。数值取小了，可能造成误判；数值取大了，耽误接管时间，所以需要实际测试来决定。

S118：如果已经达到预设的连续探寻次数，则实施接管。

在本实施例中，实施接管是指接管自己对应的应用模块。在一个系统中可能存在多个这种需要接管的模块，各自有自己的主备关系（通过前述类型和标识的组合来确定）。所谓接管，就是备机替代主机进行对应的服务，承担原主机的业务角色和功能。

如果没有达到预设的连续探寻次数，则进入步骤S110继续以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文。

图2是是本发明实施例的又一种主备机自动接管方法的流程图。如图2所示，该方法的执行主体是接收方节点，例如包括：主节点或者凭据优先节点，其包括如下步骤：

S210：接收备份节点发送的用于接管的探寻报文。本步骤可以包括：接收备份节点根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出的用于接管的探寻报文，或者，接收备份节点根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出的用于接管的探寻报文。第二探寻间隔的时长小于第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零。

S220：判断本接收节点是否当前为主节点。在本步骤中，当本接收节点自己当前成为主节点时，会在主节点标志上打上标记，如果具有该打上标记的主节点标志，则本接收节点判定自身当前是主节点。

S230：如果本接收节点当前是主节点，则向备份节点发出针对探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应。

在一些实施例中，图2方法还可以包括如下步骤：

S240：如果本接收节点当前不是主节点，则进一步判断本接收节点是否与备份节点处于同一服务模块群组中。如果否，则保持沉默，执行步骤S260不回复任何同意响应报文或拒绝响应报文。如果是，则执行步骤S250。

S250：判断本接收节点的当前凭据是否优先于备份节点的当前凭据；其中，当前凭据包括时间戳。

S260：本接收节点对探寻报文不作任何回复响应。

时间戳是一个表示时间点的数值，通常精确到微秒（百万分之一秒）。例如：20201201170000112233表示2020年12月1日17点0分0秒112233微秒。通过在优先凭据中添加时间戳，可以精确地区分优先度，避免因精度不足导致不易区分甲乙双方的优先顺序关系。

如果本接收节点的当前凭据优先于备份节点的当前凭据，则进入步骤S230向备份节点发出表示拒绝接管的拒绝响应。如果本接收节点的当前凭据不优先于备份节点的当前凭据，则返回步骤S220。

在一些可能的实施例中，探寻报文可以包括如下主要内容：类型和标识（两者组合用于唯一标识一个模块，相同类型和相同标识的模块之间是主备关系）、主机名称（即物理位置）、本地进程号（模块当前身份）、时间戳（优先因素）。本地主机名称、本地进程号、时间戳三者组合在一起，通过公式计算得到全网络的唯一性优先凭据。在可选的实施方式中，上述公式可以是：把上述本地主机名称、本地进程号、时间戳三个要素按照一定格式拼接在一起，组成一个凭据。优先权的判断就是对生成的凭据数据的比较，值较小的一方优先级高。上述类型和标识是用于区分群组的，同一个群组内才能互相接管。作为一个举例如下：格式为：时间戳（8字节二进制数）、主机名称（或地址）（48字节）、主机进程号（4字节二进制数）按顺序拼接组成60字节二进制数据块，作为凭据，进行二进制比较。

通过在有需要的功能模块中嵌入本发明实施例的组件，为这个功能模块设置唯一性的类型和标识，就达到了模块级的主备接管关系。原本在A机上的X和Y两个功能模块是主服务，B机上的X和Y是备用服务，现在可以做到A机上的X是主服务，Y是备用服务，而B机上的X是备用服务，Y是主服务。即主备关系不再是整机级别的，而是可以做到模块级别的。本发明实施例可以把该算法或组件做成工具包，然后其他需要这一功能的模块可以来调用这个工具包。

本发明实施例的上述技术方案的有益技术效果包括：

采用本发明实施例的技术方案，可以无需任何额外的软硬件产品即可实现主备环境的切换接管，适用于一般企业环境下的高可用性要求。特别地，该技术还可用于各类7×24平台的无间断升级和维护目的。

本发明实施例可以使用最少的设备（无需额外设备环境）达到高可用性目的。

本发明实施例对于N节点环境，可以实现N-1点故障下的不间断；而作为对比，开源产品ZooKeeper是（N-1）/2点故障不间断。

本发明实施例的技术方案部署配置简单，可在线扩展和收缩主备规模。

本发明实施例的技术方案可实现模块级主备切换。

实施例二

图3是本发明实施例提供的一种主备机自动接管系统的功能框图。如图3所示，其包括：

备份节点，用于根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，所述探寻报文包括用于确定接管关系的群组信息和接管优先凭据信息，所述群组信息包括所述备份节点内部的服务模块的类型和标识；判断在第一时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到所述拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到所述拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出所述探寻报文；

接收节点，用于接收所述备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果所述本接收节点当前是主节点，则向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据所述用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与所述备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与所述探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点时，向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与所述备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于所述备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文。

在一些实施例中，备份节点包括：多个第一服务模块，多个第一服务模块的类型和标识均不相同；接收节点包括多个第二服务模块，多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

在一些实施例中，备份节点，还用于：在进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；第二探寻间隔的时长小于第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文。

在一些实施例中，接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

接收节点，具体用于：根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点。

在一些实施例中，接收节点，具体用于：将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于备份节点属于凭据优先节点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种主备机自动接管方法，其特征在于，包括：

备份节点根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，所述探寻报文包括群组信息和接管优先凭据信息，其中，所述群组信息和所述接管优先凭据信息均用于确定接管关系，所述群组信息包括所述备份节点内部的服务模块的类型和标识；

接收节点接收所述备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果所述本接收节点当前是主节点，则向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据所述用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与所述备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与所述探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点时，向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与所述备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于所述备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文；

备份节点判断在第一时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到所述拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到所述拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出所述探寻报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备份节点包括：多个第一服务模块，所述多个第一服务模块的类型和标识均不相同；所述接收节点包括多个第二服务模块，所述多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，所述备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述备份节点在进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；所述第二探寻间隔的时长小于所述第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到所述拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出所述探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到所述预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到所述预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出所述用于接管的探寻报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

接收节点根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点，具体包括：

根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据，具体包括：

将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；

根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据，具体包括：

将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；

判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点；具体包括：

当所述本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于所述备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定所述本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

6.一种主备机自动接管系统，其特征在于，包括：

备份节点，用于根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文，所述探寻报文包括群组信息和接管优先凭据信息，其中，所述群组信息和所述接管优先凭据信息均用于确定接管关系，所述群组信息包括所述备份节点内部的服务模块的类型和标识；判断在第一时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第一时间段内没有接收到所述拒绝响应，则进入准备接管状态；如果在第一时间段内接收到所述拒绝响应，则睡眠预设的时长，然后继续发出所述探寻报文；

接收节点，用于接收所述备份节点发送的用于接管的探寻报文；判断本接收节点是否当前为主节点；如果所述本接收节点当前是主节点，则向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当判断本接收节点当前不是主节点时，根据所述用于确定接管关系的群组信息，判断本接收节点与所述备份节点是否属于相同的目标服务模块群组；当本接收节点内部的服务模块的类型和标识，与所述探寻报文携带的备份节点内部的服务模块的类型和标识相同时，确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组；当确定本接收节点与所述备份节点属于相同的目标服务模块群组时，进一步根据所述探寻报文携带的接管优先凭据信息，判断本接收节点相对于所述备份节点是否属于凭据优先节点；当本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点时，向所述备份节点发出针对所述探寻报文的且表示拒绝接管的拒绝响应；当本接收节点与所述备份节点不属于相同的目标服务模块群组时，或者当本接收节点相对于所述备份节点不属于凭据优先节点时，本接收节点不回复任何响应报文。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述备份节点包括：多个第一服务模块，所述多个第一服务模块的类型和标识均不相同；所述接收节点包括多个第二服务模块，所述多个第二服务模块的类型和标识均不相同；当多个第一服务模块和多个第二服务模块之间具有类型和标识均相同的目标服务模块时，所述备份节点和接收节点构成目标服务模块群组。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于：

所述备份节点，还用于：在所述的进入准备接管状态之后，还根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出用于接管的探寻报文；所述第二探寻间隔的时长小于所述第一探寻间隔的时长或者第二探寻间隔的时长为零；判断在第二时间段内是否接收到针对所述探寻报文的拒绝响应；如果在第二时间段内接收到所述拒绝响应，则放弃准备接管；在放弃准备接管之后，睡眠预设的时长，然后继续根据第一探寻间隔以组播或广播方式发出所述探寻报文；如果在第二时间段内没有接收到拒绝响应，则进一步判断是否达到预设的连续探测次数；如果已经达到所述预设的连续探寻次数，则对请求接管的服务模块实施接管；如果没有达到所述预设的连续探寻次数，则继续根据第二探寻间隔以组播或广播方式发出所述用于接管的探寻报文。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接管优先凭据信息包括：用于唯一标识物理位置的本地主机名称、用于唯一标识探寻报文的发起者身份的本地进程号、以及用于表征优先权的本地注册时间戳；

所述接收节点，具体用于：根据本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；根据备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，得到备份节点的全网络的唯一性优先凭据；判断本接收节点的全网络的唯一性优先凭据是否优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当本接收节点的全网络的唯一性优先凭据优先于备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述接收节点，具体用于：将本接收节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳按照预设的格式进行拼接处理，获得本接收节点的全网络的唯一性优先凭据；将备份节点的本地主机名称、本地进程号、以及注册时间戳，按照预设的格式进行拼接处理，获得备份节点的全网络的唯一性优先凭据；当所述本接收节点的全网络的唯一性优先凭据的数值小于所述备份节点的全网络的唯一性优先凭据时，确定所述本接收节点相对于所述备份节点属于凭据优先节点。

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