CN112685803A - 热备状态切换方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热备状态切换方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，所述主设备处于主运行状态；判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭；将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。本申请有效解决了双机热备不能切换或切换不一致的问题，有效提高了双机热备的高可用的功效，提升了单向光闸对外提供服务的可靠能力，进而提高用户业务系统单向数据传送的可靠性，降低了系统运维的成本。

Description

热备状态切换方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及网络安全技术领域，具体而言，涉及一种热备状态切换方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

单向光闸(又称单向网闸)作为不同网络间、不同安全域之间的物理隔离设备，仅允许数据的单向无反馈传输，对于信息安全要求较高的网络来说，为防止重要信息不会外泄，外部网络中的数据仅能单向传输到内部网络。

单向光闸的硬件架构为2+1架构，即由外端机、内端机和隔离部件组成，单向隔离部件由两块单向隔离卡通过单向光纤连接构成，外端机和内端机作为整机对外提供服务，分别运行代理软件，外端机与内端机物理单向通信。高可用作为单向光闸的必备特性，在保障用户业务的正常运行中，发挥着重要作用，需要支持双机热备功能，双机热备是应用于服务器的一种解决方案，其构造思想是主设备和从设备通过TCP/IP网络连接，正常情况下主设备处于工作状态，从设备处于监视状态，一旦从设备发现主设备异常，从机将会在很短的时间之内代替主机，完全实现主机的功能。在主从设备的切换过程中，外端机和内端机的状态切换动作需要保持一致，才能保证整个系统正常工作。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种热备状态切换方法、装置、设备和存储介质，实现自动切换双机热备系统中主设备和备用设备的工作状态。

本申请实施例第一方面提供了一种热备状态切换方法，包括：获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，所述主设备处于主运行状态；判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭；将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。

于一实施例中，所述若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭，包括：若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，生成电源关闭命令；根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口。

于一实施例中，所述根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口，包括：根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

于一实施例中，所述根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电，包括：根据所述电源关闭命令，将所述电源接口的寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，对所述虚拟地址进行位操作，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

于一实施例中，所述将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态，包括：当所述备用设备在预设时间段内未接收到所述主设备的热备信息时，设置所述备用设备为主运行状态。

本申请实施例第二方面提供了一种热备状态切换装置，包括：获取模块，用于获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，所述主设备处于主运行状态；判断模块，用于判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；驱动模块，用于若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭；切换模块，用于将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。

于一实施例中，所述驱动模块用于：若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，生成电源关闭命令；根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口。

于一实施例中，所述根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口，包括：根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

于一实施例中，所述根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电，包括：根据所述电源关闭命令，将所述电源接口的寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，对所述虚拟地址进行位操作，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

于一实施例中，所述切换模块用于：当所述备用设备在预设时间段内未接收到所述主设备的热备信息时，设置所述备用设备为主运行状态。

本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器，用以存储计算机程序；处理器，用以执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法，以自动切换双机热备系统中主设备和备用设备的工作状态。

本申请实施例第四方面提供了一种非暂态电子设备可读存储介质，包括：程序，当其藉由电子设备运行时，使得所述电子设备执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。

本申请提供的热备状态切换方法、装置、设备和存储介质，通过实时获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，并判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；当所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值时，驱动所述主设备的电源关闭；以引起主设备重启或关机，然后将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。如此，通过双机热备软件监控热备信息状态，并依据运行状态控制电源关闭的方法实现主设备与备用设备的状态切换，可以有效解决双机热备不能切换或切换不一致的问题，有效提高了双机热备的高可用的功效，提升了单向光闸对外提供服务的可靠能力，进而提高用户业务系统单向数据传送的可靠性，降低了系统运维的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例的电子设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例的热备状态切换系统的场景示意图；

图3为本申请一实施例的热备状态切换方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例的热备状态切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例提供一种电子设备1，包括：至少一个处理器11和存储器12，图1中以一个处理器为例。处理器11和存储器12通过总线10连接，存储器12存储有可被处理器11执行的指令，指令被处理器11执行，以使电子设备1可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程，以自动切换双机热备系统中主设备和备用设备的热备状态。

于一实施例中，电子设备1可以是手机、笔记本电脑、台式计算机、或者多台计算机组成的运算系统等设备。

请参看图2，其为本申请一实施例的双机热备系统20的热备状态切换场景，该系统包括：主设备21和备用设备22，其中：

主设备21可以是基于单向光闸的双机设备，包括外端机A1、内端机A2和单向隔离部件，在正常状态下，主设备21的外端机A1和内端机A2处于主运行状态。单向隔离部件可以由两块单向隔离卡通过单向光纤连接构成，外端机A1和内端机A2作为整机对外提供服务，分别运行代理软件，外端机A1与内端机A2物理单向通信。

同样的，备用设备22是基于单向光闸的双机设备，包括外端机B1、内端机B2和单向隔离部件，在正常状态下，主设备21的外端机B1和内端机B2处于备份状态。外端机B1与内端机B2物理单向通信。

主设备21与备用设备22之间可以通过网线或隔离部件连接，可以采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议，简称VRRP)协议通信热备信息，通信连接关系如下：

1)外端机A1和外端机B1通过网线通信热备信息。

2)内端机A2和内端机B2通过网线通信热备信息。

3)外端机A1和内端机A2通过单向隔离部件通信热备信息。

4)外端机B1和内端机B2通过单向隔离部件通信热备信息。

外端机A1、内端机A2、外端机B1和内端机B2依据通信信息切换状态。

主设备21与备用设备22之间可以定时通信，通信内容的内容主要可以包括工作状态(主运行状态ACTIVE和备份状态STANDBY)和资源优先级(如网口等)等热备信息，依据这些信息执行AS(主运行状态与备份状态)的状态切换。详细切换过程可以如下：

1)外端机A1出现故障，外端机A1降低自身的资源优先级，工作状态保持不变，并通知外端机B1和内端机A2。

2)外端机A1在定时周期内收到外端机B1的热备信息，并对比外端机B1的资源优先级，如果低于外端机B1，将自身状态设置为STANDBY并通知外端机B1和内端机A2，否则保持状态不变。

3)内端机A2在定时周期内收到外端机A1、外端机B1的热备信息，如果外端机A1状态变化为STANDBY状态，内端机A2设置自身状态为STANDBY并通知内端机内端机B2，否则只是更新资源优先级信息。

4)外端机B1在定时周期内收到外端机A1的热备信息，如果外端机A1状态设置为STANDBY状态，外端机B1会将自身的状态设置为ACTIVE状态并通知外端机A1和内端机内端机B2，否则只是更新资源优先级信息。

5)内端机内端机B2在定时周期内收到外端机B1的热备信息，如果外端机B1状态变化为ACTIVE状态，内端机内端机B2设置自身状态ACTIVE并通知内端机A2，否则只是更新资源优先级信息。

上述实施例中，单向光闸在进行状态切换时，在某些场景下会存在工作状态切换不一致的现象，比如：

1、状态不切换

1)内端机A2的某个网口故障，内端机A2降低自身的资源优先级，工作状态保持不变，并通知内端机B2。

2)内端机A2在定时周期内收到外端机A1、内端机B2的热备信息，并对比内端机B2的资源优先级，如果低于内端机B2则需要切换，但是外端机A1状态不为STANDBY，所以不能切换。导致无法对外提供服务。

2、状态切换不一致

1)内端机A2的某个网口出现故障，内端机A2降低自身的资源优先级，工作状态保持不变，并通知内端机B2。

2)内端机A2在定时周期内收到外端机A1、内端机B2的热备信息，并对比内端机B2的资源优先级，如果低于内端机B2则需要切换，内端机A2状态设置为STANDBY，但是外端机A1状态为ACTIVE，所以切换不一致。

请参看图3，其为本申请一实施例的热备状态切换方法，该方法可由图1所示的电子设备1来执行，并可以应用于如图2所示的双机热备系统20的热备状态切换场景中，以自动切换双机热备系统20中主设备21和备用设备22的工作状态，以解决切换状态不一致等问题。该方法包括如下步骤：

步骤301：获取双机热备系统20中主设备21当前的资源优先级，主设备21处于主运行状态。

在本步骤中，双机热备系统20以图2所示的结构为例，在主设备21出现故障时，其资源优先级会下降，为了确保信息安全，在主设备21的外端机A1和内端机A2处于主运行状态过程中，实时监控并获取主设备21的当前资源优先级。

步骤302：判断主设备21的资源优先级是否小于第一阈值。若是进入步骤303，否则返回步骤301。

在本步骤中，第一阈值可以基于实际场景的需求设定，只有资源优先级大于或等于第一阈值的主设备21，才可以继续被设置为主运行状态提供服务。否则，说明当前主设备21可能出现故障，存在数据丢失的风险，为了保证主设备21的资源优先级能够达到这个标准，可以实时判断主设备21的资源优先级是否小于第一阈值，若是进入步骤303，否则返回步骤301。

步骤303：驱动主设备21的电源关闭。

在本步骤中，若主设备21的资源优先级小于第一阈值，说明当前主设备21可能故障，比如可能是外端机A1故障或者内端机A2故障，此处以内端机A2故障为例，假设内端机A2的某个网口故障，内端机A2降低自身的资源优先级，工作状态保持不变，并通知内端机B2。为了避免图2所示的场景中切换不准确的问题，可以直接驱动内端机A2的电源关闭。

此处，也可以将主设备21的资源优先级与备用设备22比对，当主设备21的资源优先级低于备用设备22时，可以触发热备状态切换，进而触发关闭主设备21电源。比如在内端机A2资源优先级低于内端机B2时，引发热备状态切换，可以驱动关闭内端机A2的电源。

于一实施例中，步骤303具体可以包括：若主设备21的资源优先级小于第一阈值，生成电源关闭命令。根据电源关闭命令，调用主设备21的电源驱动器关闭电源接口。比如，电源关闭命令可以是poweroff命令，通过执行poweroff命令，进而关闭主设备21电源。

以标准Linux系统为例，可以通过poweroff命令内部执行系统调用syscall()函数来关闭主设备21电源，调用号可以是reboot，参数是LINUX_REBOOT_CMD_POWEROFF。Linux内核的sys_reboot函数会调用双机热备系统20的电源驱动器，来关闭电源接口。

于一实施例中，根据电源关闭命令，调用主设备21的电源驱动器关闭电源接口，包括：根据电源关闭命令，设置主设备21的电源接口为高电平，以触发主设备21断电。具体可以根据电源关闭命令，将电源接口的寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，对虚拟地址进行位操作，设置主设备21的电源接口为高电平，以触发主设备21断电。比如双机热备系统20使用ATX电源(ATX电源作用是把交流220V的电源转换为计算机内部使用的直流5V，12V，24V的电源)，ATX电源公头插入主板电源接口母座，此时ATX的PS-ON引脚与对应主板PS-ON接口连接。电源驱动器将外设PS-ON(电源接口，低电平-电源开启，高电平-电源关闭)接口对应寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，后进行位操作，进而设置主板电源接口PS-ON引脚电平为高电平，即可关闭主设备21电源。比如ATX电源PS-ON引脚电平发生变化后，触发一次电源断电，最终引起主设备21的外端机A1和内端机A2重启或关机。

步骤304：将双机热备系统20的备用设备22切换为主运行状态。

在本步骤中，在关闭主设备21的电源后，设置备用设备22为主运行状态，来接替原有的主设备21的工作。

于一实施例中，步骤304可以包括：当备用设备22在预设时间段内未接收到主设备21的热备信息时，设置备用设备22为主运行状态。预设时间段可以基于实际需求设定，比如3秒或者2秒。假设备用设备22的外端机B1或内端机B2在预设时间端内未收到主设备21的外端机A1或内端机A2的热备通信信息，则分别先后将自身设置为ACTIVE状态。

于一实施例中，在步骤304之后，备用设备22切换为ACTIVE状态后，同样可以按照步骤301至步骤304的方式，监控备用设备22的当前资源优先级，并在备用设备22的当前优先级低于一定的阈值时，驱动关闭备用设备22的电源，然后设置主设备21为ACTIVE状态。实现备用设备22到主设备21的切换。

上述热备状态切换方法，通过控制电源接口PS-ON信号的电平变换，即可控制异常的设备关闭。内端机因故障需要切换状态时，通过调用系统命令关闭电源，进而实现状态切换。解决了双机的外端机和内端机状态不切换或切换不一致问题，可以有效提高双机热备的高可用的功效，提升了单向光闸对外提供服务的可靠能力，进而提高用户业务系统单向数据传送的可靠性，并降低了系统运维的成本。

请参看图4，其为本申请一实施例的热备状态切换装置400，该装置应用于图1所示的电子设备1，并可以应用于如图2所示的双机热备系统20的热备状态切换场景中，以自动切换双机热备系统20中主设备21和备用设备22的工作状态，以解决切换状态不一致等问题。该装置包括：获取模块401、判断模块402、驱动模块403和切换模块404，各个模块的原理关系如下：

获取模块401，用于获取双机热备系统20中主设备21当前的资源优先级，主设备21处于主运行状态。

判断模块402，用于判断主设备21的资源优先级是否小于第一阈值。

驱动模块403，用于若主设备21的资源优先级小于第一阈值，驱动主设备21的电源关闭。

切换模块404，用于将双机热备系统20的备用设备22切换为主运行状态。

于一实施例中，驱动模块403用于：若主设备21的资源优先级小于第一阈值，生成电源关闭命令。根据电源关闭命令，调用主设备21的电源驱动器关闭电源接口。

于一实施例中，根据电源关闭命令，调用主设备21的电源驱动器关闭电源接口，包括：根据电源关闭命令，设置主设备21的电源接口为高电平，以触发主设备21断电。

于一实施例中，根据电源关闭命令，设置主设备21的电源接口为高电平，以触发主设备21断电，包括：根据电源关闭命令，将电源接口的寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，对虚拟地址进行位操作，设置主设备21的电源接口为高电平，以触发主设备21断电。

于一实施例中，切换模块404用于：当备用设备22在预设时间段内未接收到主设备21的热备信息时，设置备用设备22为主运行状态。

上述热备状态切换装置400的详细描述，请参见上述实施例中相关方法步骤的描述。

本发明实施例还提供了一种非暂态电子设备可读存储介质，包括：程序，当其在电子设备上运行时，使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种热备状态切换方法，其特征在于，包括：

获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，所述主设备处于主运行状态；

判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；

若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭；

将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭，包括：

若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，生成电源关闭命令；

根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口，包括：

根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电，包括：

根据所述电源关闭命令，将所述电源接口的寄存器物理地址映射到本地虚拟地址，对所述虚拟地址进行位操作，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态，包括：

当所述备用设备在预设时间段内未接收到所述主设备的热备信息时，设置所述备用设备为主运行状态。

6.一种热备状态切换装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取双机热备系统中主设备当前的资源优先级，所述主设备处于主运行状态；

判断模块，用于判断所述主设备的资源优先级是否小于第一阈值；

驱动模块，用于若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，驱动所述主设备的电源关闭；

切换模块，用于将所述双机热备系统的备用设备切换为主运行状态。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动模块用于：

若所述主设备的资源优先级小于所述第一阈值，生成电源关闭命令；

根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述根据所述电源关闭命令，调用所述主设备的电源驱动器关闭电源接口，包括：

根据所述电源关闭命令，设置所述主设备的电源接口为高电平，以触发所述主设备断电。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用以存储计算机程序；

处理器，用以执行如权利要求1至5中任一项所述的方法，以自动切换双机热备系统中主设备和备用设备的工作状态。

10.一种非暂态电子设备可读存储介质，其特征在于，包括：程序，当其藉由电子设备运行时，使得所述电子设备执行权利要求1至5中任一项所述的方法。

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