CN115361269B - 一种应急广播设备热备份方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应急广播技术领域的一种应急广播设备热备份方法，包括如下步骤：步骤S10、在分布式文件系统中创建一HBase数据库，在所述HBase数据库中维护一设备管理表；步骤S20、将各主设备和备设备的运行参数写入所述设备管理表；步骤S30、运行预设数量的主设备和备设备，当主设备运行异常时，基于所述设备管理表指定备设备接管运行；步骤S40、当异常恢复后，基于所述设备管理表调整接管的备设备的运行状态。本发明的优点在于：极大的提升了应急广播设备的容灾能力，极大的降低了备份成本。

Description

一种应急广播设备热备份方法

技术领域

本发明涉及应急广播技术领域，特别指一种应急广播设备热备份方法。

背景技术

在应急广播系统中，对应急广播设备的健壮性和抗干扰性要求比较高，要求做到本地备份和异地容灾，因为应急广播系统不仅需要在平时负责宣传，战时也担负着应急疏散、战时指挥、灾后重建等重要作用。

针对应急广播设备的备份，传统上采用如下冷备份的方法：准备一套配置一样的备设备，在主设备工作出现异常时，断开主设备，接上备设备进行运行。然而，这种冷备份的方法会出现一定时间的空挡，考验应急人员的素质，无法做到无人值守情况下，让应急广播设备全自动的切换并运行。

为了让应急广播设备全自动的切换并运行，需要对应急广播设备进行热备份，而热备份存在如下几种方法：1、主设备和备设备使用同一个虚拟IP路由，优点是技术简单，在应急广播设备数量不多时，可以进行热备份，缺点是需要额外使用一个虚拟IP，并且只能热备份固定的两台应急广播设备，容灾能力有限；2、通过运行参数互拷的方法进行热备份，多台应急广播设备的运行参数通过实时通信进行同步，除了IP信息，其他运行参数完全一致，在其中一台主设备运行异常情况下，备设备自动切换IP运行，缺点是需要定制化的对运行参数进行拷贝，提升了备份成本；3、由应急广播系统的平台做主备切换逻辑，管理多台应急广播设备，使其进行主备切换，缺点是需要额外增加平台的工作量，应急广播设备的参数同步也成为负担，提升了备份成本。

因此，如何提供一种应急广播设备热备份方法，实现提升应急广播设备的容灾能力，降低备份成本，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种应急广播设备热备份方法，实现提升应急广播设备的容灾能力，降低备份成本。

本发明是这样实现的：一种应急广播设备热备份方法，包括如下步骤：

步骤S10、在分布式文件系统中创建一HBase数据库，在所述HBase数据库中维护一设备管理表；

步骤S20、将各主设备和备设备的运行参数写入所述设备管理表；

步骤S30、运行预设数量的主设备和备设备，当主设备运行异常时，基于所述设备管理表指定备设备接管运行；

步骤S40、当异常恢复后，基于所述设备管理表调整接管的备设备的运行状态。

进一步地，所述步骤S10中，所述HBase数据库存储的数据类型为字符串，字符串采用列式存储，且只执行字符串的插入操作。

进一步地，所述步骤S10中，所述设备管理表至少包括本机序列号、接管设备序列号、原始设备属性、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、配置文件、配置文件哈希值、异常接管次数、主设备运行数量、备设备运行数量以及异常恢复切换标识；

所述原始设备属性以及当前设备属性均为主设备或者备设备；所述配置文件至少包括IP地址；所述异常恢复切换标识为切换或者不切换。

进一步地，所述步骤S10还包括：设定各主设备和备设备的权限为只能往设备管理表插入本机的参数。

进一步地，所述步骤S20具体为：

将各主设备和备设备包括本机序列号以及保活时间的运行参数写入所述设备管理表，并基于本机的配置文件的哈希值对所述设备管理表的配置文件哈希值进行校验，若校验失败则更新所述配置文件哈希值。

进一步地，所述步骤S20中，所述主设备和备设备均为应急广播设备。

进一步地，所述步骤S30具体包括：

步骤S31、运行预设数量的主设备和备设备，基于所述保活时间判断各主设备是否运行异常，若是，则进入步骤S33；若否，则进入步骤S32；

步骤S32、基于所述设备管理表中的主设备运行数量，判断当前主设备的运行数量是否满足所述预设数量，若是，则进入步骤S31；若否，则进入步骤S33；

步骤S33、从所述设备管理表中，查找所述作为主设备运行时长最短的应急广播设备，将该应急广播设备的当前设备属性由备设备改为主设备，并向准备接管的备设备以及运行异常的主设备发送接管指令；

步骤S34、准备接管的备设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取运行异常的主设备的配置文件，基于所述配置文件接管运行异常的主设备；

运行异常的主设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取准备接管的备设备的配置文件，基于所述配置文件作为备设备进行运行，或者运行异常的主设备直接下线。

进一步地，所述步骤S34还包括：更新所述设备管理表中的接管设备序列号、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、异常接管次数、主设备运行数量以及备设备运行数量。

进一步地，所述步骤S34还包括：当备设备接管主设备失败时，基于所述作为主设备运行时长选择下一个备设备继续执行，直至接管成功。

进一步地，所述步骤S40具体为：

当异常恢复后，基于所述设备管理表的异常恢复切换标识调整接管的备设备的运行状态。

本发明的优点在于：

通过HBase数据库的设备管理表备份所有应急广播设备(主设备和备设备)的相关数据(配置文件等数据)，并分布式存储在分布式文件系统中，并同时运行预设数量的主设备和备设备，且主设备和备设备的运行互不影响，当主设备运行异常时，直接通过设备管理表指定备设备实时接管运行异常的主设备进行运行，无需共用虚拟IP路由，且可对多个主设备进行热备份，进而极大的提升了应急广播设备的容灾能力；通过创建设备管理表对所有的应急广播设备进行统一管理，无需像传统上在主设备和备设备之间互拷(同步)运行参数，且设备管理表的相关运算都在HBase数据库中进行，无需进行传递，进而极大的降低了应急广播设备的备份成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种应急广播设备热备份方法的流程图。

图2是本发明一种应急广播设备热备份方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过HBase数据库的设备管理表备份所有应急广播设备的相关数据，分布式存储在分布式文件系统中，并同时运行预设数量的主设备和备设备，当主设备运行异常时，直接通过设备管理表指定备设备接管运行，可对多个主设备进行热备份，以提升应急广播设备的容灾能力；通过创建设备管理表对所有的应急广播设备进行统一管理，无需在主设备和备设备之间互拷运行参数，且相关运算都在HBase数据库中进行，无需进行参数的传递，以降低应急广播设备的备份成本。

请参照图1至图2所示，本发明一种应急广播设备热备份方法的较佳实施例，包括如下步骤：

步骤S10、在分布式文件系统中创建一HBase数据库，在所述HBase数据库中维护一设备管理表；传统上热备份失败时，不能按照时间点进行恢复，而本发明通过分布式文件系统和HBase数据库的分布式存储恰好能克服该缺点，实现按照时间点进行恢复；分布式文件系统具有数据维护方便、纠错性能强、可伸缩性好等优点，让整个应急广播系统的备份机制更加灵活，统筹考虑，提高应急广播系统的容灾能力，又大大降低了备份成本；

所述分布式文件系统采用Hadoop分布式文件系统(HDFS,Hadoop DistributedFile System)，针对GFS的开源实现，可以实现服务器集群存储分布式文件，有很好的兼容能力，具有统一命名的特点，可以将所有的服务器看做是一个统一的大磁盘，并且具备自我纠错和数据恢复能力，是分布式数据库(HBase数据库)的基础架构；由于HDFS只允许一个用户对同一个文件进行操作，因此应急广播设备对文件的操作肯定需要额外的锁开销，影响应急广播系统的整体性能，应急广播设备只操作分布式数据库，由数据库再同步操作到分布式文件系统；

步骤S20、将各主设备和备设备的运行参数写入所述设备管理表；为了减少对所述设备管理表的读操作，各应急广播设备在启动时，将所述设备管理表缓存至内存中，在内存中进行相应的计算，即进行哈希值的计算比对；

步骤S30、运行预设数量的主设备和备设备，当主设备运行异常时，基于所述设备管理表指定备设备接管运行；

步骤S40、当异常恢复后，基于所述设备管理表调整接管的备设备的运行状态。

本发明将分布式存储和分布式数据库应用于热备份，通过应用大数据技术，将所有应急广播设备的数据进行联通和整合，在网络中的应急广播设备可以及时的进行替换运行，相比传统的热备份方法，本发明更加通用，热备份的应急广播设备数量更多，可以面向更加庞大的服务系统，健壮性也更强,还大大减少了备设备的比例，最大限度的利用备设备的资源，在备设备资源的应用上还做到均衡使用，提高整体应急广播系统的运行寿命，大大降低应急广播系统的运行成本以及热备份成本。

所述步骤S10中，所述HBase数据库存储的数据类型为字符串，字符串采用列式存储，且只执行字符串的插入操作，即不覆盖已有数据，更新数据时只在最后插入最新数据，以简化数据操作，类似心跳数据；通过列式存储，可以降低I/O开销，也方便冗余的数据进行压缩，针对应急广播设备写入重复的高冗余的数据，可以进行较高的数据压缩。

所述HBase数据库基于谷歌BigTable实现，具有可靠、高性能、面向列、可伸缩的特点，使用MapReduce计算服务来处理来自应急广播设备的运行数据，将运行数据存储在HBase数据库中，再使用HDFS作为底层存储。

所述步骤S10中，所述设备管理表至少包括本机序列号、接管设备序列号、原始设备属性、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、配置文件、配置文件哈希值、异常接管次数、主设备运行数量、备设备运行数量以及异常恢复切换标识；

所述原始设备属性以及当前设备属性均为主设备或者备设备；所述配置文件至少包括IP地址；所述异常恢复切换标识为切换或者不切换。

所述步骤S10还包括：设定各主设备和备设备的权限为只能往设备管理表插入本机的参数。所述设备管理表的当前设备属性由平台进行修改，所有应急广播设备不能修改此字段，所述设备管理表的操作不进行锁设置，提高分布式操作效率，只有平台删除应急广播设备的信息时进行锁表操作，保证数据一致性；平台添加应急广播设备不需要进行锁表，因为数据只添加到末端不影响数据的一致性；平台更新应急广播设备的信息锁列不锁表，只影响到单台应急广播设备的操作效率；平台设计MapReduce计算服务时共享操作，即不同的用户操作时，在服务内是互斥的，保证数据的完整和一致。

所述步骤S20具体为：

将各主设备和备设备包括本机序列号以及保活时间的运行参数写入所述设备管理表，并基于本机的配置文件的哈希值对所述设备管理表的配置文件哈希值进行校验，若校验失败则更新所述配置文件哈希值。

所述步骤S20中，所述主设备和备设备均为应急广播设备。

所述步骤S30具体包括：

步骤S31、运行预设数量的主设备和备设备，基于所述保活时间判断各主设备是否运行异常，若是，则进入步骤S33；若否，则进入步骤S32；

步骤S32、基于所述设备管理表中的主设备运行数量，判断当前主设备的运行数量是否满足所述预设数量，若是，则进入步骤S31；若否，则进入步骤S33；

步骤S33、从所述设备管理表中，查找所述作为主设备运行时长最短的应急广播设备，将该应急广播设备的当前设备属性由备设备改为主设备，并向准备接管的备设备以及运行异常的主设备发送接管指令；具体实施时，还可强制主设备运行为备设备；通过查找所述作为主设备运行时长最短的应急广播设备进行接管运行，可以最大化利用备用的应急广播设备的资源，避免备用的应急广播设备运行时长不均匀造成资源浪费；

步骤S34、准备接管的备设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取运行异常的主设备的配置文件，基于所述配置文件接管运行异常的主设备；

运行异常的主设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取准备接管的备设备的配置文件，基于所述配置文件作为备设备进行运行，或者运行异常的主设备直接下线。即各应急广播设备不会主动获取所述配置文件，需要接收到所述接管指令后才获取配置文件。

所述步骤S34还包括：更新所述设备管理表中的接管设备序列号、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、异常接管次数、主设备运行数量以及备设备运行数量。

所述步骤S34还包括：当备设备接管主设备失败时，基于所述作为主设备运行时长选择下一个备设备继续执行，直至接管成功。若遍历了所有备设备均失败，则进行告警提示。

所述步骤S40具体为：

当异常恢复后，基于所述设备管理表的异常恢复切换标识调整接管的备设备的运行状态，即进行主设备和备设备的切换，或者保持当前状态不进行切换。

综上所述，本发明的优点在于：

通过HBase数据库的设备管理表备份所有应急广播设备(主设备和备设备)的相关数据(配置文件等数据)，并分布式存储在分布式文件系统中，并同时运行预设数量的主设备和备设备，且主设备和备设备的运行互不影响，当主设备运行异常时，直接通过设备管理表指定备设备实时接管运行异常的主设备进行运行，无需共用虚拟IP路由，且可对多个主设备进行热备份，进而极大的提升了应急广播设备的容灾能力；通过创建设备管理表对所有的应急广播设备进行统一管理，无需像传统上在主设备和备设备之间互拷(同步)运行参数，且设备管理表的相关运算都在HBase数据库中进行，无需进行传递，进而极大的降低了应急广播设备的备份成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S10、在分布式文件系统中创建一HBase数据库，在所述HBase数据库中维护一设备管理表；

步骤S20、将各主设备和备设备的运行参数写入所述设备管理表；

步骤S30、运行预设数量的主设备和备设备，当主设备运行异常时，基于所述设备管理表指定备设备接管运行；

步骤S40、当异常恢复后，基于所述设备管理表调整接管的备设备的运行状态；

所述步骤S10中，所述设备管理表至少包括本机序列号、接管设备序列号、原始设备属性、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、配置文件、配置文件哈希值、异常接管次数、主设备运行数量、备设备运行数量以及异常恢复切换标识；

所述原始设备属性以及当前设备属性均为主设备或者备设备；所述配置文件至少包括IP地址；所述异常恢复切换标识为切换或者不切换；

所述步骤S30具体包括：

步骤S31、运行预设数量的主设备和备设备，基于所述保活时间判断各主设备是否运行异常，若是，则进入步骤S33；若否，则进入步骤S32；

步骤S32、基于所述设备管理表中的主设备运行数量，判断当前主设备的运行数量是否满足所述预设数量，若是，则进入步骤S31；若否，则进入步骤S33；

步骤S33、从所述设备管理表中，查找所述作为主设备运行时长最短的应急广播设备，将该应急广播设备的当前设备属性由备设备改为主设备，并向准备接管的备设备以及运行异常的主设备发送接管指令；

步骤S34、准备接管的备设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取运行异常的主设备的配置文件，基于所述配置文件接管运行异常的主设备；

运行异常的主设备基于接收的所述接管指令，从所述设备管理表中获取准备接管的备设备的配置文件，基于所述配置文件作为备设备进行运行，或者运行异常的主设备直接下线。

2.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述HBase数据库存储的数据类型为字符串，字符串采用列式存储，且只执行字符串的插入操作。

3.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S10还包括：设定各主设备和备设备的权限为只能往设备管理表插入本机的参数。

4.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S20具体为：

将各主设备和备设备包括本机序列号以及保活时间的运行参数写入所述设备管理表，并基于本机的配置文件的哈希值对所述设备管理表的配置文件哈希值进行校验，若校验失败则更新所述配置文件哈希值。

5.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S20中，所述主设备和备设备均为应急广播设备。

6.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S34还包括：更新所述设备管理表中的接管设备序列号、当前设备属性、保活时间、作为主设备运行时长、作为备设备运行时长、异常接管次数、主设备运行数量以及备设备运行数量。

7.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S34还包括：当备设备接管主设备失败时，基于所述作为主设备运行时长选择下一个备设备继续执行，直至接管成功。

8.如权利要求1所述的一种应急广播设备热备份方法，其特征在于：所述步骤S40具体为：

当异常恢复后，基于所述设备管理表的异常恢复切换标识调整接管的备设备的运行状态。

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