CN114978871A - 业务系统的节点切换方法及节点切换装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种业务系统的节点切换方法及节点切换装置、电子设备。其中，该方法包括：采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息；基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。本发明解决了相关技术中业务系统在运行于非实时操作系统环境，主备节点进行状态切换时占用大量的CPU资源的技术问题。

Description

业务系统的节点切换方法及节点切换装置、电子设备

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，具体而言，涉及一种业务系统的节点切换方法及节点切换装置、电子设备。

背景技术

主备冗余是一种业务系统中的一种可靠性保证技术，当业务系统对可靠性要求较高时，普遍采用双机热备的主备冗余方式。主节点、备节点之间相互检测对方工作状态，备节点检测到主机异常时，自动切换为主节点，接替主节点对外提供服务。但是在实际应用中，由于网络故障、服务器高负载及操作系统资源调度等原因，均可能导致节点状态自动切换，尤其因服务器高负载、操作系统无法及时处理状态检测数据时，甚至出现短时间内主节点、备节点状态频繁切换，对业务系统的正常运行产生严重影响。

相关技术中，主要采用两种实现方式：(1)服务器运行于实时操作系统环境；(2)服务器运行于非实时操作系统，但主节点、备节点状态检测进程绑定独立的专用CPU核心。通过上述方式确保状态检测数据可得到及时处理。然而，实际应用中，业务系统可能需运行于非实时操作系统环境，且不希望主节点、备节点状态检测进程占用独立的专用CPU资源。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种业务系统的节点切换方法及节点切换装置、电子设备，以至少解决相关技术中业务系统在运行于非实时操作系统环境，主备节点进行状态切换时占用大量的CPU资源的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种业务系统的节点切换方法，应用于业务系统的当前节点，所述当前节点与所述业务系统的对端节点互为主备节点，包括：采集所述当前节点的自身资源使用信息，并将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收所述对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，所述状态信息至少包括：时间信息、地址信息和所述对端节点的主备状态；基于所述时间信息和所述地址信息，计算相邻两次接收所述状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；根据所述系统资源使用信息以及所述自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到所述状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；基于所述第一时间间隔和所述第二时间间隔，确定是否切换所述当前节点的节点状态。

可选地，采集所述当前节点的自身资源使用信息的步骤，包括：在所述当前节点上电启动后，控制所述当前节点进入初始状态；根据预先配置的时间周期检测所述当前节点的自身网络状态和自身资源使用信息。

可选地，在将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中之后，还包括：检测所述当前节点的自身状态信息；若所述自身状态信息指示未确定所述当前节点的主备状态，则向所述对端节点发送主备状态查询请求，其中，所述主备状态查询请求用于查询所述对端节点的主备状态；若所述自身状态信息指示已确定所述当前节点的主备状态，则向所述对端节点发送所述自身状态信息。

可选地，所述系统资源使用信息包括下述至少之一：CPU利用率、内存占用率、IO性能。

可选地，业务系统的节点切换方法还包括：在预定时间周期内，检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息，并查询所述共享存储设备中是否存储有所述对端节点在所述预定时间周期内记录的状态信息；若未接收到所述对端节点传输的状态信息，且在所述共享存储设备中未查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，则确认所述对端节点的工作状态异常，并将所述当前节点的自身状态切换为主节点；若接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为主节点，则保持自身状态为备节点；若接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为备节点，则确认所述当前节点为主节点。

可选地，在检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息之后，还包括：在所述当前节点与所述对端节点都处于初始状态的情况下，比较所述当前节点的状态信息中的地址信息与所述对端节点传输的状态信息中的地址信息，得到地址比较结果；基于所述地址比较结果，确定所述当前节点与所述对端节点的工作状态。

可选地，业务系统的节点切换方法还包括：在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态正常时，且在预定时间周期未收到所述对端节点的状态消息，若所述当前节点的工作状态为备节点，向所述对端节点发送主备状态查询请求；若收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述主备状态应答消息显示所述对端节点未发生状态切换，则控制所述当前节点仍保持为备节点；若未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点仍处于主节点状态，则控制所述当前节点仍保持为备节点；若未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点处于备节点状态，则控制所述当前节点将自身的工作状态切换为主节点。

可选地，业务系统的节点切换方法还包括：在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为主节点，则将所述当前节点的工作状态切换为备节点，并向所述共享存储设备写入切换后的工作状态记录，向所述对端节点发送状态切换信息，其中，所述对端节点在接收到所述当前节点传输的状态切换信息后，查询所述共享存储设备，将自身工作状态切换为主节点；在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为备节点，则所述当前节点及所述对端节点的工作状态均保持不变。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种业务系统的节点切换装置，应用于业务系统的当前节点，所述当前节点与所述业务系统的对端节点互为主备节点，包括：采集单元，用于采集所述当前节点的自身资源使用信息，并将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收单元，用于接收所述对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，所述状态信息至少包括：时间信息、地址信息和所述对端节点的主备状态；第一计算单元，用于基于所述时间信息和所述地址信息，计算相邻两次接收所述状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；第二计算单元，用于根据所述系统资源使用信息以及所述自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到所述状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；确定单元，用于基于所述第一时间间隔和所述第二时间间隔，确定是否切换所述当前节点的节点状态。

可选地，所述采集单元包括：第一控制模块，用于在所述当前节点上电启动后，控制所述当前节点进入初始状态；第一检测模块，用于根据预先配置的时间周期检测所述当前节点的自身网络状态和自身资源使用信息。

可选地，业务系统的节点切换装置还包括：第二检测模块，用于在将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中之后，检测所述当前节点的自身状态信息；第一发送模块，用于在所述自身状态信息指示未确定所述当前节点的主备状态时，向所述对端节点发送主备状态查询请求，其中，所述主备状态查询请求用于查询所述对端节点的主备状态；第二发送模块，用于在所述自身状态信息指示已确定所述当前节点的主备状态时，向所述对端节点发送所述自身状态信息。

可选地，所述系统资源使用信息包括下述至少之一：CPU利用率、内存占用率、IO性能。

可选地，业务系统的节点切换装置还包括：第三检测模块，用于在预定时间周期内，检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息，并查询所述共享存储设备中是否存储有所述对端节点在所述预定时间周期内记录的状态信息；第一确认模块，用于在未接收到所述对端节点传输的状态信息，且在所述共享存储设备中未查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，则确认所述对端节点的工作状态异常，并将所述当前节点的自身状态切换为主节点；第二确认模块，用于接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为主节点，则保持自身状态为备节点；第三确认模块，用于在接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为备节点，则确认所述当前节点为主节点。

可选地，业务系统的节点切换装置还包括：第一比较模块，用于在检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息之后，在所述当前节点与所述对端节点都处于初始状态的情况下，比较所述当前节点的状态信息中的地址信息与所述对端节点传输的状态信息中的地址信息，得到地址比较结果；第四确认模块，用于基于所述地址比较结果，确定所述当前节点与所述对端节点的工作状态。

可选地，业务系统的节点切换装置还包括：第三发送模块，用于在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态正常时，且在预定时间周期未收到所述对端节点的状态消息，若所述当前节点的工作状态为备节点，向所述对端节点发送主备状态查询请求；第二控制模块，用于在接收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述主备状态应答消息显示所述对端节点未发生状态切换，则控制所述当前节点仍保持为备节点；第三控制模块，用于在未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点仍处于主节点状态，则控制所述当前节点仍保持为备节点；第四控制模块，用于在未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点处于备节点状态，则控制所述当前节点将自身的工作状态切换为主节点。

可选地，业务系统的节点切换装置还包括：切换模块，用于在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为主节点，则将所述当前节点的工作状态切换为备节点，并向所述共享存储设备写入切换后的工作状态记录，向所述对端节点发送状态切换信息，其中，所述对端节点在接收到所述当前节点传输的状态切换信息后，查询所述共享存储设备，将自身工作状态切换为主节点；保持模块，用于在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为备节点，则所述当前节点及所述对端节点的工作状态均保持不变。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的业务系统的节点切换方法。

本发明实施例中，通过采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。在该实施例中，可以实现非实时操作系统环境下，状态检测进程无需绑定独立专用CPU核心的主备节点切换，从而解决相关技术中业务系统在运行于非实时操作系统环境，主备节点进行状态切换时占用大量的CPU资源的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的网络部署示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的节点切换方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的节点启动后确定主备状态的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的节点切换装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请可以应用于各种业务系统，该业务系统可以为非实时操作系统，业务系统中所包含的系统节点(包含主备节点)的状态检测进程无需占用独立的CPU资源，能够通过共享存储设备实现主备节点切换。

图1是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的网络部署示意图，如图1所示，该业务系统包含：主节点和备节点，主节点和备节点分别链接业务网和存储网，存储网链接有共享存储设备。

业务系统中包含主节点、备节点、共享存储设备等三类节点，主节点、备节点相互检测对方状态，并根据状态信息完成主备状态切换；共享存储设备为主节点、备节点提供状态信息存储和查询服务。

节点主备状态包含主、备、初始状态(或者设置为init状态)，其中，初始状态只在节点上电启动后、主备状态未明确前使用。

一般情况下，主节点、备节点均同时连接业务网与存储网，业务网完成状态信息的传输，存储网用于主备节点连接共享存储设备，完成状态信息的写入及查询。

共享存储设备可以采用本地文件、数据库、共享文件系统等多种形式的数据存储设备或软件。共享存储设备为存储载体为设备本地文件时，存储设备需提供配套状态信息记录及查询服务，当共享存储设备为数据库或共享文件系统时，主备节点可分别直接利用数据库或共享文件系统提供的数据共享服务，实现状态信息的共享。

主节点、备节点均运行非实时操作系统，且主节点、备节点的状态检测进场无需绑定独立、专用的CPU核心。下面结合各个实施例来详细说明本发明。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种业务系统的节点切换方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供了一种业务系统的节点切换方法，运行于非实时操作系统环境，应用于业务系统的当前节点，当前节点与业务系统的对端节点互为主备节点。

图2是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的节点切换方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；

步骤S204，接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；

步骤S206，基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；

步骤S208，根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；

步骤S210，基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。

通过上述步骤，可以采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。在该实施例中，可以实现非实时操作系统环境下，状态检测进程无需绑定独立专用CPU核心的主备节点切换，从而解决相关技术中业务系统在运行于非实时操作系统环境，主备节点进行状态切换时占用大量的CPU资源的技术问题。

下面结合上述各实施步骤来详细说明本发明。

步骤S202，采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中。

本发明实施例中，可以以部署在业务系统中的任意一个节点未当前节点，其另一节点即为对端节点。

可选的，采集当前节点的自身资源使用信息的步骤，包括：在当前节点上电启动后，控制当前节点进入初始状态；根据预先配置的时间周期检测当前节点的自身网络状态和自身资源使用信息。

在开始阶段，两个节点都没有被赋予节点的工作状态，此时需同时检测自身网络状态和对端节点主备状态，其中，节点自身网络状态检测可通过ping节点的业务网网管实现，对端节点主备状态检测可通过接收对端节点发送的状态信息或查询对端节点记录在共享存储设备中的状态信息等方式实现。

一般情况下，节点均需周期性持续检测自身网络状态及对端节点主备状态，以便实现节点网络状态及主备状态的快速异常检测。实际情况下，由于主备节点可能均运行于非实时操作系统环境，难以保证严格按照指定的时间周期进行网络及节点主备状态检测。本发明实施例中，设计状态检测时间动态变化的主备节点切换方法，并提出基于共享存储设备实现该方法。

可选的，在将自身资源使用信息记录至共享存储设备中之后，还包括：检测当前节点的自身状态信息；若自身状态信息指示未确定当前节点的主备状态，则向对端节点发送主备状态查询请求，其中，主备状态查询请求用于查询对端节点的主备状态；若自身状态信息指示已确定当前节点的主备状态，则向对端节点发送自身状态信息。

可选的，系统资源使用信息包括下述至少之一：CPU利用率(节点当前时刻CPU利用率)、内存占用率、IO性能。

节点检测自身网络状态时，可采用与检测对端节点的主备状态相同的方式处理，只是在检测自身网络状态时，对端节点可提供时间戳、IP地址等信息，故在计算期望时间间隔时，主要依据自身系统资源的使用情况调整相关参数的大小。

节点在发送自身主备状态信息前，需将信息写入共享存储设备。因主节点、备节点、共享存储设备均运行于非实时操作系统，主备节点仅需尽力按照固定时间周期发送状态信息，实际发送时间由操作系统的CPU、内存、IO等资源调度方式确定。

其次，根据实际应用需求，共享存储设备可记录所有主备节点运行期间所有的状态信息，最小情况下，共享存储设备仅需记录节点最近一次发送的状态信息即可。

共享存储设备上记录的节点主备状态信息可作为节点主备状态切换前，对端节点的主备状态另一种确认方式，即尽管在约定的时间内未收到对端节点发送的主备状态信息，但可从共享存储设备上查询到对端节点在此期间记录的主备状态信息，也可确认对端节点的主备状态。

步骤S204，接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态。

主备节点之间除交换状态信息外，还需交换节点当前的系统资源使用信息，尤其是CPU资源使用情况，具体地，主备节点间发送的状态信息包含如下内容：(1)时间信息(例如，时间戳，系统当前时间，精确到微秒)；(2)地址信息(例如，IP地址或MAC地址，节点IP地址0；(3)主备状态，节点当前为主机或备机。

步骤S206，基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔。

当前节点收到对端节点发送的状态信息后，计算当前相邻两次状态信息接收时间间隔T_a，即第一时间间隔T_a。

步骤S208，根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔。

根据状态信息中的系统资源使用信息(例如，CPU利用率-P1)及自身资源使用信息(例如，CPU利用率-P2)，计算期望下一次收到对端节点的状态信息的时间间隔T_b，即第二时间间隔T_b。

在本发明实施例中，T_b计算方式如下：

其中，T0为标准时间间隔，一般为预先设置的状态信息发送周期，随着当前节点、对端节点的资源使用情况(例如，CPU利用率的升高)，期望时间间隔逐渐增大至αT₀，直至最大允许的时间间隔nT₀。其中，上述公式中，α、n、P_a、P_b等参数均可根据实际情况灵活调整，可根据经验或应用需求设置，调整主备机期望收到对端节点的状态信息的时间间隔。

需要说明的是，上述计算方式仅是期望间隔时间与主备节点CPU利用率之间对应关系的实现方式之一。实际上，可根据经验、应用需求等确定二者之间的对应关系，如线性、指数型等不同的对应关系。对应关系的基本设计原则是主备节点CPU利用率越高，期望的间隔时间应该越长，但不可超过应用需求明确的最大时间间隔。

另外，上述期望时间间隔的计算方式中，不仅可以考虑的节点的CPU利用率，在实际应用及具体实现时，可进一步考虑主备节点的内存占用率、IO性能等因素。若需考虑内存占用率、IO性能等因素，基本设计原则也是内存占用率越高、IO资源占用越高，期望的间隔时间应该越长。

步骤S210，基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。

可选的，业务系统的节点切换方法还包括：在预定时间周期内，检测是否接收到对端节点传输的状态信息，并查询共享存储设备中是否存储有对端节点在预定时间周期内记录的状态信息；若未接收到对端节点传输的状态信息，且在共享存储设备中未查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，则确认对端节点的工作状态异常，并将当前节点的自身状态切换为主节点；若接收到对端节点传输的状态信息，或者，在共享存储设备中查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，且状态信息中显示对端节点的工作状态为主节点，则保持自身状态为备节点；若接收到对端节点传输的状态信息，或者，在共享存储设备中查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，且状态信息中显示对端节点的工作状态为备节点，则确认当前节点为主节点。

图3是根据本发明实施例的一种可选的节点启动后确定主备状态的示意图，如图3所示，

节点上电正常启动后，进入初始状态，开始按固定时间周期检测自身网络状态，判断自身网络状态是否正常，若是异常，继续进行网络状态检测，若是正常，继续向共享存储设备记录自身主备状态，在自身主备状态未确定时向对端节点发送主备状态查询请求，自身主备状态确定后向对端节点发送自身主备状态信息，并接收对端节点的主备状态信息，查询共享存储设备上的对端节点的主备状态信息。根据查询对端主备状态信息查询结果，按照上述方式计算接收对端节点的状态信息的实际时间间隔与期望时间间隔，其中，初始状态下，若共享存储设备中无对端节点的状态信息，则默认对端节点的资源使用信息为零，并按照如下规则进行主备状态切换：

(1)在预定时间周期(例如，N个期望时间段)内，未收到对端节点发送的状态信息，且在共享存储设备中未查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息记录时，则认为对端节点的工作状态异常，将自身状态切换为主节点；

(2)若在预定时间周期内，收到对端发送的状态信息，或在共享存储设备中查询到对端在预定时间周期内的状态信息时，且上述状态信息中显示对端状态为主节点，则保持自身状态为备节点；

(3)若在预定时间周期内，收到对端发送的状态信息，或在共享存储设备中查询到对端在预定时间周期内的状态信息，且上述状态信息中显示对端状态为备节点，则本节点为主节点，或按照事先约定的原则确定主备节点，如选择IP地址更小的节点作为主节点，另一个节点仍保持为备节点状态；

(4)在节点主备状态初始化阶段，若收到对端主备状态查询消息，且查询消息显示对端也处于初始状态(init状态)，则根据事先约定确定双方主备状态，并向对端应答。

上述规则中，N为状态信息检测的次数，N≥1，且N为正整数。

可选的，在检测是否接收到对端节点传输的状态信息之后，还包括：在当前节点与对端节点都处于初始状态的情况下，比较当前节点的状态信息中的地址信息与对端节点传输的状态信息中的地址信息，得到地址比较结果；基于地址比较结果，确定当前节点与对端节点的工作状态。

可选的，业务系统的节点切换方法还包括：在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态正常时，且在预定时间周期未收到对端节点的状态消息，若当前节点的工作状态为备节点，向对端节点发送主备状态查询请求；若收到对端节点传输的主备状态应答消息，且主备状态应答消息显示对端节点未发生状态切换，则控制当前节点仍保持为备节点；若未收到对端节点传输的主备状态应答消息，且共享存储设备上的对端节点的状态信息记录指示对端节点仍处于主节点状态，则控制当前节点仍保持为备节点；若未收到对端节点传输的主备状态应答消息，且共享存储设备上的对端节点的状态信息记录指示对端节点处于备节点状态，则控制当前节点将自身的工作状态切换为主节点。

在当前节点网络状态正常，当前节点在约定的时间内未收到对端节点的状态检测消息，若当前节点为备节点时，当前节点将拟切换为主节点，在当前节点进行状态切换前，当前节点需查询共享存储设备，并向对端节点发送主备状态查询消息。若收到对端节点发送的主备状态应答消息，且消息显示对端未发生状态切换，节点仍保持备为备节点；若未收到对端主备状态应答消息，但共享存储设备上的对端节点状态记录显示对端仍处于主节点状态，则节点仍保持为备节点；否则，当前节点将自身状态切换为主节点。在此条件下，可适当增加节点等待对端主备状态应答消息或共享存储设备返回对端节点主备状态信息的时间。

在当前节点网络状态正常的情况下，当前节点在约定的时间内未收到对端节点的状态检测消息，若节点为主节点时，则节点及对端节点的主备状态均保持不变，必要时，需向应用系统发出告警或提示消息。

可选的，业务系统的节点切换方法还包括：在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态异常时，若当前节点的工作状态为主节点，则将当前节点的工作状态切换为备节点，并向共享存储设备写入切换后的工作状态记录，向对端节点发送状态切换信息，其中，对端节点在接收到当前节点传输的状态切换信息后，查询共享存储设备，将自身工作状态切换为主节点；在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态异常时，若当前节点的工作状态为备节点，则当前节点及对端节点的工作状态均保持不变。

当前节点检测到自身网络状态异常时，若当前节点为主节点，则当前节点将自身状态切换为备节点，并立即向共享存储设备写入切换后的状态记录，向对端发送切换后的状态信息。对端节点获取到该状态切换信息后，需查询共享存储设备，并向节点发送主备状态查询消息。在此状态下，节点若无法通过业务网向对端节点确认自身状态切换，但对端节点可通过共享存储设备查询结果确认节点已发生状态切换，则对端节点将自身状态切换为主节点。

当前节点检测到自身网络状态异常，若节点为备节点，则当前节点及对端节点的主备状态均保持不变，必要时，需向应用系统发出告警或提示消息。

通过上述实施例，提供了基于共享存储设备的主备节点状态切换系统结构设计，主备节点状态信息交互方法设计以及节点主备状态切换策略设计，主备节点状态切换进程或线程无需绑定独立的专用CPU核心，可实现节点主备状态的稳定可靠切换，避免因操作系统调度、网络数据收发延迟抖动等原因，导致节点主备状态在短时间内频繁切换，影响业务系统的正常运行。

下面结合另一种可选的实施例来说明本申请。

实施例二

本实施例提供了一种业务系统的节点切换装置，应用于业务系统的当前节点，当前节点与业务系统的对端节点互为主备节点，该节点切换装置中所包含的各个实施单元对应于上述实施一中的各个实施步骤。

图4是根据本发明实施例的一种可选的业务系统的节点切换装置的示意图，如图4所示，该节点切换装置可以包括：采集单元41、接收单元42、第一计算单元43、第二计算单元44、确定单元45，其中，

采集单元41，用于采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；

接收单元42，用于接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；

第一计算单元43，用于基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；

第二计算单元44，用于根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；

确定单元45，用于基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。

上述业务系统的节点切换装置，可以通过采集单元41采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；通过接收单元42接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；通过第一计算单元43基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；通过第二计算单元44根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；通过确定单元45基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。在该实施例中，可以实现非实时操作系统环境下，状态检测进程无需绑定独立专用CPU核心的主备节点切换，从而解决相关技术中业务系统在运行于非实时操作系统环境，主备节点进行状态切换时占用大量的CPU资源的技术问题。

可选的，采集单元包括：第一控制模块，用于在当前节点上电启动后，控制当前节点进入初始状态；第一检测模块，用于根据预先配置的时间周期检测当前节点的自身网络状态和自身资源使用信息。

可选的，业务系统的节点切换装置还包括：第二检测模块，用于在将自身资源使用信息记录至共享存储设备中之后，检测当前节点的自身状态信息；第一发送模块，用于在自身状态信息指示未确定当前节点的主备状态时，向对端节点发送主备状态查询请求，其中，主备状态查询请求用于查询对端节点的主备状态；第二发送模块，用于在自身状态信息指示已确定当前节点的主备状态时，向对端节点发送自身状态信息。

可选的，系统资源使用信息包括下述至少之一：CPU利用率、内存占用率、IO性能。

可选的，业务系统的节点切换装置还包括：第三检测模块，用于在预定时间周期内，检测是否接收到对端节点传输的状态信息，并查询共享存储设备中是否存储有对端节点在预定时间周期内记录的状态信息；第一确认模块，用于在未接收到对端节点传输的状态信息，且在共享存储设备中未查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，则确认对端节点的工作状态异常，并将当前节点的自身状态切换为主节点；第二确认模块，用于接收到对端节点传输的状态信息，或者，在共享存储设备中查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，且状态信息中显示对端节点的工作状态为主节点，则保持自身状态为备节点；第三确认模块，用于在接收到对端节点传输的状态信息，或者，在共享存储设备中查询到对端节点在预定时间周期内的状态信息时，且状态信息中显示对端节点的工作状态为备节点，则确认当前节点为主节点。

可选的，业务系统的节点切换装置还包括：第一比较模块，用于在检测是否接收到对端节点传输的状态信息之后，在当前节点与对端节点都处于初始状态的情况下，比较当前节点的状态信息中的地址信息与对端节点传输的状态信息中的地址信息，得到地址比较结果；第四确认模块，用于基于地址比较结果，确定当前节点与对端节点的工作状态。

可选的，业务系统的节点切换装置还包括：第三发送模块，用于在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态正常时，且在预定时间周期未收到对端节点的状态消息，若当前节点的工作状态为备节点，向对端节点发送主备状态查询请求；第二控制模块，用于在接收到对端节点传输的主备状态应答消息，且主备状态应答消息显示对端节点未发生状态切换，则控制当前节点仍保持为备节点；第三控制模块，用于在未收到对端节点传输的主备状态应答消息，且共享存储设备上的对端节点的状态信息记录指示对端节点仍处于主节点状态，则控制当前节点仍保持为备节点；第四控制模块，用于在未收到对端节点传输的主备状态应答消息，且共享存储设备上的对端节点的状态信息记录指示对端节点处于备节点状态，则控制当前节点将自身的工作状态切换为主节点。

可选的，业务系统的节点切换装置还包括：切换模块，用于在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态异常时，若当前节点的工作状态为主节点，则将当前节点的工作状态切换为备节点，并向共享存储设备写入切换后的工作状态记录，向对端节点发送状态切换信息，其中，对端节点在接收到当前节点传输的状态切换信息后，查询共享存储设备，将自身工作状态切换为主节点；保持模块，用于在当前节点的自身网络状态指示当前节点的网络状态异常时，若当前节点的工作状态为备节点，则当前节点及对端节点的工作状态均保持不变。

上述的业务系统的节点切换装置还可以包括处理器和存储器，上述采集单元41、接收单元42、第一计算单元43、第二计算单元44、确定单元45，等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。

上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的业务系统的节点切换方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：采集当前节点的自身资源使用信息，并将自身资源使用信息记录至共享存储设备中；接收对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，状态信息至少包括：时间信息、地址信息和对端节点的主备状态；基于时间信息和地址信息，计算相邻两次接收状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；根据系统资源使用信息以及自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；基于第一时间间隔和第二时间间隔，确定是否切换当前节点的节点状态。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

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。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种业务系统的节点切换方法，其特征在于，应用于业务系统的当前节点，所述当前节点与所述业务系统的对端节点互为主备节点，包括：

采集所述当前节点的自身资源使用信息，并将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中；

接收所述对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，所述状态信息至少包括：时间信息、地址信息和所述对端节点的主备状态；

基于所述时间信息和所述地址信息，计算相邻两次接收所述状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；

根据所述系统资源使用信息以及所述自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到所述状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；

基于所述第一时间间隔和所述第二时间间隔，确定是否切换所述当前节点的节点状态。

2.根据权利要求1所述的节点切换方法，其特征在于，采集所述当前节点的自身资源使用信息的步骤，包括：

在所述当前节点上电启动后，控制所述当前节点进入初始状态；

根据预先配置的时间周期检测所述当前节点的自身网络状态和自身资源使用信息。

3.根据权利要求1所述的节点切换方法，其特征在于，在将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中之后，还包括：

检测所述当前节点的自身状态信息；

若所述自身状态信息指示未确定所述当前节点的主备状态，则向所述对端节点发送主备状态查询请求，其中，所述主备状态查询请求用于查询所述对端节点的主备状态；

若所述自身状态信息指示已确定所述当前节点的主备状态，则向所述对端节点发送所述自身状态信息。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的节点切换方法，其特征在于，所述系统资源使用信息包括下述至少之一：CPU利用率、内存占用率、IO性能。

5.根据权利要求1所述的节点切换方法，其特征在于，还包括：

在预定时间周期内，检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息，并查询所述共享存储设备中是否存储有所述对端节点在所述预定时间周期内记录的状态信息；

若未接收到所述对端节点传输的状态信息，且在所述共享存储设备中未查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，则确认所述对端节点的工作状态异常，并将所述当前节点的自身状态切换为主节点；

若接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为主节点，则保持自身状态为备节点；

若接收到所述对端节点传输的状态信息，或者，在所述共享存储设备中查询到所述对端节点在所述预定时间周期内的状态信息时，且所述状态信息中显示所述对端节点的工作状态为备节点，则确认所述当前节点为主节点。

6.根据权利要求5所述的节点切换方法，其特征在于，在检测是否接收到所述对端节点传输的状态信息之后，还包括：

在所述当前节点与所述对端节点都处于初始状态的情况下，比较所述当前节点的状态信息中的地址信息与所述对端节点传输的状态信息中的地址信息，得到地址比较结果；

基于所述地址比较结果，确定所述当前节点与所述对端节点的工作状态。

7.根据权利要求5所述的节点切换方法，其特征在于，还包括：

在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态正常时，且在预定时间周期未收到所述对端节点的状态消息，若所述当前节点的工作状态为备节点，向所述对端节点发送主备状态查询请求；

若收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述主备状态应答消息显示所述对端节点未发生状态切换，则控制所述当前节点仍保持为备节点；

若未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点仍处于主节点状态，则控制所述当前节点仍保持为备节点；

若未收到所述对端节点传输的主备状态应答消息，且所述共享存储设备上的所述对端节点的状态信息记录指示所述对端节点处于备节点状态，则控制所述当前节点将自身的工作状态切换为主节点。

8.根据权利要求1所述的节点切换方法，其特征在于，还包括：

在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为主节点，则将所述当前节点的工作状态切换为备节点，并向所述共享存储设备写入切换后的工作状态记录，向所述对端节点发送状态切换信息，其中，所述对端节点在接收到所述当前节点传输的状态切换信息后，查询所述共享存储设备，将自身工作状态切换为主节点；

在所述当前节点的自身网络状态指示所述当前节点的网络状态异常时，若所述当前节点的工作状态为备节点，则所述当前节点及所述对端节点的工作状态均保持不变。

9.一种业务系统的节点切换装置，其特征在于，应用于业务系统的当前节点，所述当前节点与所述业务系统的对端节点互为主备节点，包括：

采集单元，用于采集所述当前节点的自身资源使用信息，并将所述自身资源使用信息记录至共享存储设备中；

接收单元，用于接收所述对端节点传输的状态信息以及系统资源使用信息，其中，所述状态信息至少包括：时间信息、地址信息和所述对端节点的主备状态；

第一计算单元，用于基于所述时间信息和所述地址信息，计算相邻两次接收所述状态信息的时间间隔，得到第一时间间隔；

第二计算单元，用于根据所述系统资源使用信息以及所述自身资源使用信息，计算从当前时间点至下一次接收到所述状态信息的时间间隔，得到第二时间间隔；

确定单元，用于基于所述第一时间间隔和所述第二时间间隔，确定是否切换所述当前节点的节点状态。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至8中任意一项所述的业务系统的节点切换方法。

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