CN114124272B - 一种基于网卡检测的热备份切换方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于网卡检测的热备份切换方法和系统,方法包括以下步骤:S1:驱使第一同步网卡按预设时间间隔向第二同步网卡发送查询指令;S2:判断第一同步网卡获得主服务器装置发送的应答包,若是,则执行S1,若否,则向播放终端发送工作模式查询指令,并执行S3;S3:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则从服务器装置发送切换指令到播放终端,若是,则驱使播放终端向主服务器装置连续发送查询指令,并执行S4;S4:判断第二同步网卡是否有响应,若是,则执行S1,若否,则驱使从服务器装置进行热备切换。在本发明中,通过主、从服务器装置的网卡实现热备切换,降低服务器性能的消耗,并实现无缝切换续播。
Description
技术领域
本发明涉及数字广播网络传输技术领域,尤其涉及一种基于网卡检测的热备份切换方法和系统。
背景技术
随着数字网络广播行业的发展,数字网络广播行业的涉及的领域与规模也越来越大,很多新型广播项目开始使用了数字网络音频广播代替了传统的模拟音频广播。与此同时,也有部分项目、领域对广播系统的稳定性,可靠性有着极高的要求。而一般的网络广播设备由于设计限制,硬件性能限制,很难保证系统音频播放的稳定性与可靠性,导致被这些对稳定可靠性要求高的领域阻挡在门外。尤其是突发性的故障,当外接信号源的服务器突发意外时,基本上意味着整个广播系统进入瘫痪的状态,然而在执行听力考试、车站重要广播等广播任务时,通常采用通信故障检测等手段来避免故障,但常规设置中的通信故障检测会消耗大量服务器的资源,对通信故障检测结果要求越高,则越会影响服务器的流畅度和播放的音质效果,导致系统在运行时极易出现不稳定的情况。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种基于网卡检测的热备份切换方法,其能解决常规设置中的通信故障检测会消耗大量服务器的资源,影响服务器的流畅度和播放的音质效果,导致系统在运行时极易出现不稳定的情况的问题。
本发明的目的之二在于提供一种基于网卡检测的热备份切换系统,其能解决常规设置中的通信故障检测会消耗大量服务器的资源,影响服务器的流畅度和播放的音质效果,导致系统在运行时极易出现不稳定的情况的问题。
为了达到上述目的之一,本发明所采用的技术方案如下:
一种基于网卡检测的热备份切换方法,包括以下步骤:
S1:驱使从服务器装置的第一同步网卡按预设时间间隔向主服务器装置的第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包;
S2:判断第一同步网卡是否获得主服务器装置发送的应答包,若是,则执行S1,若否,则向播放终端发送工作模式查询指令,并执行S3;
S3:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则从服务器装置发送切换指令到播放终端,若是,则驱使播放终端向主服务器装置连续发送若干查询指令,并执行S4;
S4:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S1,若否,则驱使从服务器装置进行热备切换。
优选的,还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器装置和从服务器装置均与GPS模块连接。
优选的,所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接。
优选的,在所述S1之前还包括以下步骤:
S01:获取从服务器上电信号,通过第一同步网卡查询第二同步网卡的当前地址;
S02:判断第一同步网卡在预设时间内是否获取第二同步网卡的当前地址,若是,则驱使GPS模块对主服务器装置和从服务器装置进行同步授时,并执行S1,若否,则查询播放终端的工作模式,并执行S03;
S03:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则将从服务器装置标记为主服务器装置,若是,则执行S01。
优选的,所述S1具体由以下步骤实现:
S11:驱使主服务器装置和从服务器装置同时播放同一音频帧;
S12:驱使第二同步网卡将主服务器播放的音频帧发送至播放终端,并且驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频帧截止;
S13:驱使第一同步网卡按预设时间间隔向第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包。
优选的,所述S4具体由以下步骤实现:
S41:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S13,若否,则执行S42;
S42:驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频发送至播放终端,并且将从服务器装置标记为主服务器装置。
优选的,所述播放终端的工作模式包括处于播放状态的主模式和处于空闲状态的空闲模式之间的其中一种。
为了达到上述目的之二,本发明所采用的技术方案如下:
一种基于网卡检测的热备份切换系统,包括主服务器装置、从服务器装置和播放终端,所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接。
优选的,还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器和从服务器均与GPS模块连接。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:通过第一同步网卡和第二同步网卡进行双服务器热备切换检测,避免受到服务器的非实时性与运算效率影响,利用硬件本身的优势实现高速双服务器热备切换,减少对服务器的资源占用,保证了服务器的流畅度和稳定性;进一步的,通过GPS模块对主服务器装置和从服务器装置进行同步授时,同步主服务器装置与服务器机装置的时间戳,在同一时间戳播放同一音频帧,实现音频同步,令到系统在双服务器热备切换时,也能使音频播放也实现无缝切换,为系统提供了可靠并稳定的网络广播功能。
附图说明
图1为本发明中所述的基于网卡检测的热备份切换方法的流程图。
图2为本发明中所述的基于网卡检测的热备份切换系统的实际应用示意图。
图3为本发明中所述的基于网卡检测的热备份切换方法的实际应用示意图。
图4为本方面中所述的第一同步网卡或第二同步网卡的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:
在本发明中,所述主服务器装置和从服务器装置均为双层设置,优选的,所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接。其中主服务器和从服务器均为嵌入式平台,所述第一同步网卡和第二同步网卡均为USB千兆网卡,其原理图如图4所示,基于硬件底层网络数据高速检测技术进行交互,所述主服务器与从服务器通过USB千兆网卡与交换机连接,进行网络通信与数据交互,平时可以作为一般网卡使用。在本实施例中,USB千兆网卡可捕捉制定端口的网络数据,上层应用通过向指定端口发送广播数据,即可控制网卡或与网卡通信,优选的,所述主服务器与从服务器可通过网络指令配置USB千兆网卡热备检测的目标IP与端口和播放终端装置的IP与端口,使得从服务器装置的网卡可无需经过应用层控制,直接与主服务器装置或播放终端装置通信。主服务器装置的网卡也无需经过应用层控制,直接与从服务器装置或播放终端装置通信。
实施例一:
如图1-4所示,一种基于网卡检测的热备份切换方法,包括以下步骤:
S01:获取从服务器上电信号,通过第一同步网卡查询第二同步网卡的当前地址;
具体的,在从服务器装置上电启动后,第一同步网卡开始查找主服务器装置的地址,优选的,当从服务器开始上电启动后,第一同步网卡开始查询第二同步网卡的当前地址,并与之建立通信通道。
优选的,可采用终端配置工具通过网络广播方式,搜索设备并配置好每一个设备的IP地址(主服务器装置的地址和从服务器装置的地址),以使第一同步网卡通过配置工具配置后,直接获取到第二同步网卡的IP地址,可以直接向目标IP地址查询。
S02:判断第一同步网卡在预设时间内是否获取第二同步网卡的当前地址,若是,则驱使GPS模块对主服务器装置和从服务器装置进行同步授时,并执行S1,若否,则查询播放终端的工作模式,并执行S03;
具体的,当第一同步网卡在5秒内能获取到第二同步网卡的当前地址,则第一同步网卡和第二同步网卡建立通信通道,进行热备切换检测,优选的,还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器装置和从服务器装置进均与GPS模块连接,当第一同步网卡和第二同步网卡建立通信通道后,驱使GPS模块对主服务器装置和从服务器装置进行同步授时,通过GPS授时获得时间戳,主服务器装置与从服务器装置之间时间戳偏差不超过20us,以保证主服务器和从服务器在同一时间戳播放的音频帧是同一帧。当第一同步网卡在5秒内无法获取到第二同步网卡的当前地址,则第一同步网卡向播放终端发送工作模式查询指令,查询播放终端的工作模式,从而判断主服务器装置是否还在正常工作。
S03:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则将从服务器装置标记为主服务器装置,若是,则执行S01。
具体的,当第一同步网卡在5秒内无法获取到第二同步网卡的当前地址,则查询播放终端的工作模式,优选的,所述播放终端的工作模式包括处于播放状态的主模式和处于空闲状态的空闲模式之间的其中一种,若播放终端当前仍处于主模式,则表示目前主服务器装置仍处于正常的工作状态,故驱使第一同步网卡重新开始查找主服务器装置的地址,若播放终端当前仍处于空闲模式,则表示播放终端目前并无播放任务,主服务器装置发生故障的概率较大,则将从服务器装置标记为主服务器装置,接替原主服务器装置对系统进行管理和与控制。
S1:驱使从服务器装置的第一同步网卡按预设时间间隔向主服务器装置的第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包;
具体的,当主服务器装置和从服务器装置建立通信通道后,第一同步网卡会定时向第二同步网卡发送心跳包,以确保主服务器装置的状态,值得注意的是,心跳包和应答包由第一同步网卡和第二同步网卡发出并接收,无需主服务器或者从服务器介入,在本实施例中,所述S1具体由以下步骤实现:
S11:驱使主服务器装置和从服务器装置同时播放同一音频帧;
具体的,预先通过卫星同步授时,驱使主服务器装置和从服务器装置同时播放同一音频帧,以确保切换换时音频能够无缝衔接。
S12:驱使第二同步网卡将主服务器播放的音频帧发送至播放终端,并且驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频帧截止;
具体的,主服务器将音频源的音频通过第二同步网卡发送到播放终端,以使得播放终端对外播放音频,同时,从服务器播放的音频帧被第一同步网卡截止不会分发出去。
S13:驱使第一同步网卡按预设时间间隔向第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包。
具体的,通过第一同步网卡每1毫秒向第二同步网卡发送查询指令(心跳包),当第二同步网卡收到第一同步网卡发送的查询指令后,向第一同步网卡发送应答包,以确保主服务器装置的状态。
S2:判断第一同步网卡是否获得主服务器装置发送的应答包,若是,则执行S1,若否,则向播放终端发送工作模式查询指令,并执行S3;
具体的,当第一同步网卡连续5毫秒都收不到第二同步网卡发送的应答包,则通过播放终端发送工作模式查询指令,从而验证主服务器装置当前的状态,以及实现热备切换,若第一同步网卡在连续5毫秒内收到第二同步网卡发送的应答包,则重新执行S1,每1毫秒向第二同步网卡发送查询指令(心跳包)。
S3:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则从服务器装置发送切换指令到播放终端,若是,则驱使播放终端向主服务器装置连续发送若干查询指令,并执行S4;
具体的,当播放终端收到第一同步网卡发送的工作模式查询指令,则将其工作状态(主模式或者空闲模式)发送至第一同步网卡,当播放终端的工作模式属于空闲模式,则从服务器装置标=发送切换指令到播放终端,并接替原主服务器装置对系统进行管理和与控制,当播放终端的工作模式属于主模式,则驱使播放终端向主服务器装置连续发送3个查询指令,以进一步验证主服务器装置当前的状态,由于整个切换与检测过程由底层网卡执行,无需上层嵌入式平台参与,使得从服务器装置热备切换可在10毫米内完成,并且还对播放终端装置进行了检测确认,双重检测机制保证了系统的可靠性与实时性。
S4:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S1,若否,则驱使从服务器装置进行热备切换。
具体的,当第二同步网卡响应播放终端的查询指令,则表示主服务器装置仍然正常工作,当第二同步网卡无法响应播放终端的查询指令,则表示主服务器装置可能已经离线,在本实施例中,所述S4具体由以下步骤实现:
S41:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S13,若否,则执行S42;
具体的,当第二同步网卡响应播放终端的查询指令,则表示主服务器装置仍然正常工作,则驱使第一同步网卡按预设时间间隔向第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包,第二同步网卡无法响应播放终端的查询指令,则表示主服务器装置可能已经离线。
S42:驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频发送至播放终端,并且将从服务器装置标记为主服务器装置
具体的,第二同步网卡无法响应播放终端的查询指令,则表示主服务器装置可能已经离线,同时从服务器装置热备切换接管系统,从服务器上播放的音频帧数据被第一同步网卡分发给播放终端装置,替代主服务器装置进行续播。
实施例二:
如图1-4所示,一种基于网卡检测的热备份切换系统,包括主服务器装置、从服务器装置和播放终端,所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接。优选的,还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器和从服务器均与GPS模块连接。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于网卡检测的热备份切换方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:驱使从服务器装置的第一同步网卡按预设时间间隔向主服务器装置的第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包;
S2:判断第一同步网卡是否获得主服务器装置发送的应答包,若是,则执行S1,若否,则向播放终端发送工作模式查询指令,并执行S3;
S3:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则从服务器装置发送切换指令到播放终端,若是,则驱使播放终端向主服务器装置连续发送若干查询指令,并执行S4;
S4:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S1,若否,则驱使从服务器装置进行热备切换;
还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器装置和从服务器装置均与GPS模块连接;
所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接;
其中,在所述S1之前还包括以下步骤:
S01:获取从服务器上电信号,通过第一同步网卡查询第二同步网卡的当前地址;
S02:判断第一同步网卡在预设时间内是否获取第二同步网卡的当前地址,若是,则驱使GPS模块对主服务器装置和从服务器装置进行同步授时,并执行S1,若否,则查询播放终端的工作模式,并执行S03;
S03:判断播放终端的工作模式是否属于主模式,若否,则将从服务器装置标记为主服务器装置,若是,则执行S01。
2.如权利要求1所述的基于网卡检测的热备份切换方法,其特征在于,所述S1具体由以下步骤实现:
S11:驱使主服务器装置和从服务器装置同时播放同一音频帧;
S12:驱使第二同步网卡将主服务器播放的音频帧发送至播放终端,并且驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频帧截止;
S13:驱使第一同步网卡按预设时间间隔向第二同步网卡发送查询指令,以获取第二同步网卡发送的应答包。
3.如权利要求2所述的基于网卡检测的热备份切换方法,其特征在于,所述S4具体由以下步骤实现:
S41:判断第二同步网卡是否响应播放终端的查询指令,若是,则执行S13,若否,则执行S42;
S42:驱使第一同步网卡将从服务器播放的音频发送至播放终端,并且将从服务器装置标记为主服务器装置。
4.如权利要求1所述的基于网卡检测的热备份切换方法,其特征在于:所述播放终端的工作模式包括处于播放状态的主模式和处于空闲状态的空闲模式之间的其中一种。
5.一种基于网卡检测的热备份切换系统,其应用于如权利要求1-4任意一项所述的基于网卡检测的热备份切换方法,其特征在于:包括主服务器装置、从服务器装置和播放终端,所述从服务器装置包括第一同步网卡和用于连接音频源的从服务器,所述主服务器装置包括第二同步网卡和用于连接音频源的主服务器,所述主服务器和从服务器通过第一同步网卡和第二同步网卡连接,所述第一同步网卡和第二同步网卡均与播放终端连接;还包括用于卫星授时的GPS模块,所述主服务器和从服务器均与GPS模块连接。
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