CN113467955A - 一种配网主站数据采集链路智能分配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配网主站数据采集链路智能分配方法及系统，包括：获取每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量；按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。优点：区内均衡策略和区间备用策略两种应用场景配合使用，既保证本区终端优先由本区采集服务器负责，管理简单，又能保证异常情况下，其他区自动分担采集任务，增强了系统的稳定性和可用性。

Description

一种配网主站数据采集链路智能分配方法及系统

技术领域

本发明涉及一种配网主站数据采集链路智能分配方法及系统，属于配电自动化技术领域。

背景技术

配网主站系统运行的可靠性需要依靠多台服务器的自动均衡、区间互备切换实现，在自动化管理系统中，采集服务器承上启下，担任着桥梁的作用。采集服务器在接收到采集信号，将生数据处理为熟数据后，经网络传送给后台系统。

采集服务器的基本任务是与终端建立稳定可靠的链路，通过编码与解码，交换信息，传递命令，组织和解释规约，获取准确的信息。同时，采集资源需要自动均衡，合理分配，既要保证报文的可观测可控制，又要支持报文监视与保存、终端维护管理等功能。

采集服务器需要提供较高的并发执行效率，满足当前系统多终端实时通讯的需求。由于多进程的设计保证各个终端之间的信息处理不会相互干扰，也不会因为一个终端的信息处理故障而影响到其它终端的正常工作。另外，当出现网络故障或者个别采集服务器失去任务处理的能力时，能够通过自动的区内均衡以及区间备份策略，均衡分担故障采集区的采集任务，提高系统的可用性和稳定性。

现有技术中运用的区内采集方式的是分组采集和主备切换的方式，区间的切换也是随机的，没有选择出负载低性能优的采集分区来承担采集任务。系统中需要主备机有同样的配置，对硬件要求高，同时不支持N>2的采集服务器实现负载均衡，扩展性不高，不利于最大化机器的使用效率，节省成本。现有技术中没有对于数据获取阶段如何均衡采集服务器的负载，如何备份切换，如何处理数据采集异常情况，没有进行深入的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种配网主站数据采集链路智能分配方法，既能最大限度地提高采集服务器的使用率，又能够在异常情况下，自动分担采集任务，提高了系统的稳定性和灵活性。连接数算法简单实用，保证能够选出负载低性能优的机器进行采集，不需要额外配置，简化工程实施的难度，提高了系统的易用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种配网主站数据采集链路智能分配方法，包括：

获取每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量；

根据每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；

获取每台采集服务器已经接入终端的连接数，根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；

若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。

进一步的，所述根据每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数，包括：

按照性能加权法自动计算出采集区域每台采集服务器可接入终端的最大连接数，所有采集服务器的最大连接数总和大于区内终端总数；

最大连接数的计算公式表示为：

式中，MaxLi为区域内第i台采集服务器可接入的最大连接数，Si为根据每台采集服务器的内存、处理器、网络、硬盘加权计算出的性能分数，n为区内采集服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

进一步的，所述获取每台采集服务器已经接入终端的连接数，根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路，包括：

根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，得出每台采集服务器的可用连接数，计算公式为：

Ai＝MaxLi-Ui

式中，Ai为每台采集服务器的可用连接数，Ui为每台采集服务器已经接入的连接数；

根据得到的每台采集服务器的可用连接数，确定可用连接数最大的采集服务器，建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推。

进一步的，所述建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推，包括：

在建立链路时或者建立链路后链路中断时，当前采集服务器自动重新连接终端，如果连接失败，则间隔5～10秒的等待时间，之后再重新连接至少3次；

当当前采集服务器重连均失败后，则根据确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一采集服务器进行终端连接，直到连接成功为止；获取每次采集服务器不可用、建立链路成功或断开链路成功的信息，根据获取的信息自动更新采集服务器连接状态及连接数信息。

进一步的，所述若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路，包括：

若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；

则根据其他采集区域内确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一个或者多个采集区域，用于接收当前采集区域内的部分或者全部终端连接任务，直到全部终端都有采集区域负责建立链路。

一种配网主站数据采集链路智能分配系统，包括：

获取模块，用于获取每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量以及每台采集服务器已经接入终端的连接数；

计算模块，用于根据每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；

区内采集模块，用于根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；

区间备用模块，用于若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。

进一步的，所述计算模块，用于按照性能加权法自动计算出采集区域每台采集服务器可接入终端的最大连接数，所有采集服务器的最大连接数总和大于区内终端总数；

最大连接数的计算公式表示为：

式中，MaxLi为区域内第i台采集服务器可接入的最大连接数，Si为根据每台采集服务器的内存、处理器、网络、硬盘加权计算出的性能分数，n为区内采集服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

进一步的，所述区内采集模块包括：

第一确定模块，用于根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，确定每台采集服务器的可用连接数，计算公式为：

Ai＝MaxLi-Ui

式中，Ai为每台采集服务器的可用连接数，Ui为每台采集服务器已经接入的连接数；

第二确定模块，用于根据得到的每台采集服务器的可用连接数，确定可用连接数最大的采集服务器，建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推。

进一步的，所述第二确定模块包括：

重复连接模块，用于在建立链路时或者建立链路后链路中断时，当前采集服务器自动重新连接终端，如果连接失败，则间隔5～10秒的等待时间，之后再重新连接至少3次；

服务器切换模块，用于在当前采集服务器重连均失败后，则根据确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一采集服务器进行终端连接，直到连接成功为止；获取每次采集服务器不可用、建立链路成功或断开链路成功的信息，根据获取的信息自动更新采集服务器连接状态及连接数信息。

进一步的，所述区间备用模块包括：

第三确定模块，用于确定当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；

区域切换模块，用于根据其他采集区域内确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一个或者多个采集区域，用于接收当前采集区域内的部分或者全部终端连接任务，直到全部终端都有采集区负责建立链路。

本发明所达到的有益效果：

本发明连接数算法的数据采集链路智能分配策略，算法简洁有效，不需要增加额外硬件设施，系统就可以自动选择出性能优负载低的服务器建立链路。区内均衡策略和区间备用策略两种应用场景配合使用，既保证本区终端优先由本区采集服务器负责，管理简单，又能保证异常情况下，其他区自动分担采集任务，增强了系统的稳定性和可用性。

附图说明

图1是本发明采集服务器的建立连接流程示意图；

图2是采集区域内各采集服务器的采集结构示意图；

图3是本发明采集区域的连接连接流程示意图；

图4是各采集区域的采集结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种配网主站数据采集链路智能分配方法，有区内采集策略和区间备用策略两部分组成，分别进行两种情境下的自动控制调节功能。

如图1所示，区内采集策略，区内采集策略根据区内采集服务器的配置个数和远程通信终端个数，根据不同服务器的可用连接数算法自动均衡分配采集服务器连接终端的数目，无需手动干预。

首先按照性能加权法自动计算出区内每台服务器可接入终端的最大连接数。最大连接数的计算公式，

式中MaxLi为区域内第i台机器可接入的最大连接数，Si为根据每个机器的内存、处理器、网络、硬盘等加权计算出的性能分数，n为区内服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，得出每台采集服务器的可用连接数Ai＝MaxLi-Ui。

选择可用连接数最大的采集服务器，建立链路。但是不排除网络异常或者其他原因，导致建立链路失败的情况。为了保证系统稳定性和可靠性，本发明做了改进，增加了5～10秒的等待时间，之后再重新连接3次；当重连三次都失败后，再会选择其他服务器建立连接，具体过程见图1，图2的。

如此反复循环切换连接，直到连接正常为止。

区间备用策略：

如图3、图4所示，在日常的采集管理工作中，有时会出现一些故障。比如某个采集区交换机故障，导致该区域内所有采集服务器无法连接到相对应的终端；或者由于电源类故障，导致本区所有采集服务器宕机；也有可能采集I区部分服务器不可用，导致无法满足本区终端的采集任务；本发明针对这种情况做了如下的设计：

如果采集I区宕机，则无法正常上报本区的可用连接总数；如果采集I区网络中断，则可用连接总数为0；如果采集I区正常运行的服务器可以提供的可用连接数满足不了终端的请求，这些情况系统都会要求其他区上报本区可用连接数总和。选择可用连接数最大的采集区II，将采集I的部分或者全部采集任务分配给采集区II。

如果选出来的采集II区仍然满足不了终端的连接请求，则继续按照上述方法选择采集区III，直至全部终端都有采集区负责建立链路。

本发明的方法，主要采用区内均衡和区间备用两种策略进行配网主站基于连接数算法的数据采集链路智能分配工作。区内均衡策略提高了本区的可靠性和可用性，增强了系统的扩展性，降低了维护难度。区间备份策略，保证本区正常工作的同时，为其他分区提供了灾备解决方案，在不增加硬件投入地情况了，增加了系统的冗余度，从而提高了整个系统的可靠性和可用性。

相应的，本发明还提供一种配网主站数据采集链路智能分配系统，包括：

获取模块，用于获取每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量以及每台采集服务器已经接入终端的连接数；

计算模块，用于根据每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；

区内采集模块，用于根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；

区间备用模块，用于若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。

进一步的，所述计算模块，用于按照性能加权法自动计算出采集区域每台采集服务器可接入终端的最大连接数，所有采集服务器的最大连接数总和大于区内终端总数；

最大连接数的计算公式表示为：

式中，MaxLi为区域内第i台采集服务器可接入的最大连接数，Si为根据每台采集服务器的内存、处理器、网络、硬盘加权计算出的性能分数，n为区内采集服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

进一步的，所述区内采集模块包括：

第一确定模块，用于根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，确定每台采集服务器的可用连接数，计算公式为：

Ai＝MaxLi-Ui

式中，Ai为每台采集服务器的可用连接数，Ui为每台采集服务器已经接入的连接数；

第二确定模块，用于根据得到的每台采集服务器的可用连接数，确定可用连接数最大的采集服务器，建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推。

进一步的，所述第二确定模块包括：

重复连接模块，用于在建立链路时或者建立链路后链路中断时，当前采集服务器自动重新连接终端，如果连接失败，则间隔5～10秒的等待时间，之后再重新连接至少3次；

服务器切换模块，用于在当前采集服务器重连均失败后，则根据确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一采集服务器进行终端连接，直到连接成功为止；获取每次采集服务器不可用、建立链路成功或断开链路成功的信息，根据获取的信息自动更新采集服务器连接状态及连接数信息。

进一步的，所述区间备用模块包括：

第三确定模块，用于确定当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；

区域切换模块，用于根据其他采集区域内确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一个或者多个采集区域，用于接收当前采集区域内的部分或者全部终端连接任务，直到全部终端都有采集区负责建立链路。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种配网主站数据采集链路智能分配方法，其特征在于，包括：

获取每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量；

根据每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；

获取每台采集服务器已经接入终端的连接数，根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；

若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。

2.根据权利要求1所述的配网主站数据采集链路智能分配方法，其特征在于，所述根据每个采集区域内采集服务器的数量以及接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数，包括：

按照性能加权法自动计算出采集区域每台采集服务器可接入终端的最大连接数，所有采集服务器的最大连接数总和大于区内终端总数；

最大连接数的计算公式表示为：

式中，MaxLi为区域内第i台采集服务器可接入的最大连接数，Si为根据每台采集服务器的内存、处理器、网络、硬盘加权计算出的性能分数，n为区内采集服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

3.根据权利要求2所述的配网主站数据采集链路智能分配方法，其特征在于，所述获取每台采集服务器已经接入终端的连接数，根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路，包括：

根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，得出每台采集服务器的可用连接数，计算公式为：

Ai＝MaxLi-Ui

式中，Ai为每台采集服务器的可用连接数，Ui为每台采集服务器已经接入的连接数；

根据得到的每台采集服务器的可用连接数，确定可用连接数最大的采集服务器，建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推。

4.根据权利要求3所述的配网主站数据采集链路智能分配方法，其特征在于，所述建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推，包括：

在建立链路时或者建立链路后链路中断时，当前采集服务器自动重新连接终端，如果连接失败，则间隔5～10秒的等待时间，之后再重新连接至少3次；

当当前采集服务器重连均失败后，则根据确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一采集服务器进行终端连接，直到连接成功为止；获取每次采集服务器不可用、建立链路成功或断开链路成功的信息，根据获取的信息自动更新采集服务器连接状态及连接数信息。

5.根据权利要求3所述的配网主站数据采集链路智能分配方法，其特征在于，所述若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路，包括：

若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；

则根据其他采集区域内确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一个或者多个采集区域，用于接收当前采集区域内的部分或者全部终端连接任务，直到全部终端都有采集区域负责建立链路。

6.一种配网主站数据采集链路智能分配系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量以及每台采集服务器已经接入终端的连接数；

计算模块，用于根据每个采集区域内采集服务器的数量、接入终端数量，按照性能加权法自动计算出区内每台采集服务器可接入终端的最大数；

区内采集模块，用于根据每台采集服务器已经接入终端的连接数和每台采集服务器可接入终端的最大数确定每台采集服务器的可用连接数，根据每台采集服务器的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路；

区间备用模块，用于若当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；则根据每个采集区域的可用连接数确定出性能优负载低的服务器建立链路。

7.根据权利要求6所述的配网主站数据采集链路智能分配系统，其特征在于，所述计算模块，用于按照性能加权法自动计算出采集区域每台采集服务器可接入终端的最大连接数，所有采集服务器的最大连接数总和大于区内终端总数；

最大连接数的计算公式表示为：

式中，MaxLi为区域内第i台采集服务器可接入的最大连接数，Si为根据每台采集服务器的内存、处理器、网络、硬盘加权计算出的性能分数，n为区内采集服务器的总数，C为区内接入的终端总数。

8.根据权利要求7所述的配网主站数据采集链路智能分配系统，其特征在于，所述区内采集模块包括：

第一确定模块，用于根据每台采集服务器的最大连接数，已经接入的连接数，确定每台采集服务器的可用连接数，计算公式为：

Ai＝MaxLi-Ui

式中，Ai为每台采集服务器的可用连接数，Ui为每台采集服务器已经接入的连接数；

第二确定模块，用于根据得到的每台采集服务器的可用连接数，确定可用连接数最大的采集服务器，建立链路，如果该采集服务器不可用或者建立链路超时，则选择可用连接数次之的，依此类推。

9.根据权利要求8所述的配网主站数据采集链路智能分配系统，其特征在于，所述第二确定模块包括：

重复连接模块，用于在建立链路时或者建立链路后链路中断时，当前采集服务器自动重新连接终端，如果连接失败，则间隔5～10秒的等待时间，之后再重新连接至少3次；

服务器切换模块，用于在当前采集服务器重连均失败后，则根据确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一采集服务器进行终端连接，直到连接成功为止；获取每次采集服务器不可用、建立链路成功或断开链路成功的信息，根据获取的信息自动更新采集服务器连接状态及连接数信息。

10.根据权利要求8所述的配网主站数据采集链路智能分配系统，其特征在于，所述区间备用模块包括：

第三确定模块，用于确定当前采集区域内的正常运行的采集服务器提供的可用连接数满足不了终端的请求；

区域切换模块，用于根据其他采集区域内确定的可用连接数从多到少依次重新选择另一个或者多个采集区域，用于接收当前采集区域内的部分或者全部终端连接任务，直到全部终端都有采集区负责建立链路。

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