CN116346624A - 一种子网主节点选举方法及装置、主机检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种子网主节点选举方法及装置、主机检测系统，包括：控制若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它客户端返回的选举接口响应；获取预设时间内若干个客户端分别接收到的选举接口响应的数量；将接收到的选举接口响应的数量大于预设数值的若干个客户端中用时最短的一个客户端选举为子网的主节点，将子网内其它客户端确定为子网的子节点。通过对大量客户端进行分组，并于各客户端中选举一客户端作为主节点，连通服务端和该组内的其它子客户端，既避免了服务端应对客户端数量巨大而增加的成本和扩容问题，也避免了额外增加中间数据节点导致的成本增加问题，解决了数据连接及上报问题。

Description

一种子网主节点选举方法及装置、主机检测系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种子网主节点选举方法及装置、主机检测系统。

背景技术

在主机检测领域，主流的架构是C/S架构，即客户端－服务端模式。客户端就是俗称的检测探针，也叫检测终端。检测探针首先需要从服务端获取相应的配置，通过对宿主机的数据进行按照配置的规则进行采集，然后上报给服务端。服务端则将探针采集的数据进行相应的加工和展示。但是在现在检测终端因为业务发展，数量逐渐变得越来越对多，检测终端上报的数据量也变得非常庞大，检测终端的管理成本也变得越来越高。

C/S架构为了解决检测终端数量暴增的问题，因其中心化的终端管理模式的限制，只能通过分布式、集群化来改造服务端，对服务端的物理架构增加相应的节点和资源来解决海量检测终端的连接和检测数据上报的问题。该种扩展方式的成本非常高昂，为了保证网络I/O的独享性和服务端的稳定性，当前的服务端节点都是独立部署的。如果扩容节点，费用更是线性增加。而且该模式下服务端对检测终端的管理成本也很高，比如检测终端批量重启，或者服务端软件升级后，二者重新建立连接，其初始化的数据洪流会对服务端造成很大的冲击。

为解决客户端和服务端之间出现瞬时流量过高的问题，通常会引入消息队列服务，例如RabbitMQ、Kafka，其消息队列集群为了保证稳定性，通常会建立三个节点，并将这三个节点分别部署到不同的物理服务器上。在解决上述问题时，通过增加设置于服务端和客户端之间的中间层仍需投入大量设备，增加了系统建设的成本。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种主机检测系统，通过对大量客户端进行分组，并于各组客户端中择一作为主节点，连通服务端和该组内的其它子客户端，避免了服务端应对客户端数量巨大而增加的成本和扩容问题，也避免了额外增加中间数据节点导致的成本增加问题，在现有客户端中选择中间数据节点，无需额外增加成本，解决了数据连接及上报问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第三方面提供了一种子网主节点选举方法，子网包括若干个互相连通的客户端，包括如下步骤：

控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它所述客户端返回的选举接口响应；

获取预设时间内所述若干个客户端分别接收到的所述选举接口响应的数量；

将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，将所述子网内其它客户端确定为所述子网的子节点。

进一步地，所述将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，包括如下步骤：

判断所述客户端接收到的所述选举接口响应的数量是否大于预设数值；

如是，则将所述客户端确定为候选主节点；

获取若干个所述候选主节点接收到的响应数量大于所述预设数值的用时；

选取所述用时中最短的所述客户端为所述子网的所述主节点。

进一步地，所述判断所述客户端接收到的所述选举接口响应的数量是否大于预设数值之后，还包括：

如所述预设时间内，所述子网的所有客户端接收的所述选举接口响应的数量均小于或等于所述预设数值，则重新开始下一周期的主节点选举进程。

进一步地，所述控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，包括：

控制所述客户端通过所述子网广播，确定所述子网内的所述其它客户端；

接收服务端发送的配置文件，基于所述配置文件确定自身是否满足主节点选举要求；

如符合，则向所述子网内的其它客户端发送所述选举接口请求；

如不符合，则仅对所述其它客户端发送的所述选举接口请求进行响应。

进一步地，所述预设数值为所述子网内所有所述客户端总量的一半。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种子网主节点选举装置，基于上述子网主节点选举方法选举子网的主节点，子网包括若干个互相连通的客户端，包括：

请求发送模块，其用于控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它所述客户端返回的选举接口响应；

数量统计模块，其用于获取预设时间内所述若干个客户端分别接收到的所述选举接口响应的数量；

选举控制模块，其用于将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，将所述子网内其它客户端确定为所述子网的子节点。

相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种主机检测系统，基于上述子网主节点选举方法选举子网的主节点，包括：子节点层、主节点层、服务端；

所述子节点层包括若干个子节点单元，所述子节点单元中的若干个子节点择一为主节点，所述主节点与所述子节点单元的其它子节点数据连通，接收所述子节点的检测数据与自身检测数据合并后发送至所述服务端；

所述主节点层包括若干个所述主节点，所述服务端和若干个所述主节点分别数据连通，接收所述主节点发送的子节点汇总数据。

进一步地，所述主节点层包括设置于所述服务端和所述子节点之间的若干个主节点子层；

顶层所述主节点子层的若干个主节点分别与所述服务器数据连通，底层所述主节点子层的若干个主节点分别与对应所述子节点单元中的其他子节点数据连通；

上述所述主节点子层中的所述主节点分别与下层所述主节点子层中的若干个主节点数据连通。

进一步地，在所述主节点异常时，对应所述子节点单元的其他若干个子节点依据所述子网主节点选举方法重新计算该所述子节点单元中的主节点，重新计算得到的所述主节点分别与所述服务端和所述子节点单元中的其他子节点建立数据通信，并将异常状态的所述主节点调整该组所述子节点单元中的普通子节点。

进一步地，所述主节点接收所述服务端发送的配置信息，将其与所述主节点缓存的配置信息进行对比，如信息相同则忽略接收的所述配置信息，如信息不相同则将接收的所述配置信息发送至对应所述子节点单元的其他子节点。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、基于子网主节点选举方法，实现了子网若干个客户端则优称为主节点，降低了与服务端连接的子网节点的数量，减少了因为客户端数量庞大给服务端带来的硬件要求，降低了设备成本；

2、对检测终端和服务端的软件结构进行调整，通过选举的主节点对子节点的管理进行代理。因子节点在相同网段，其上报的检测信息重复率会比较高，所以数据的压缩度会比较大。其网络I/O的降低程度大，极大地减少了网络带宽压力和服务端的数据处理压力。

3、在配置下发和文件下载时，因主节点的代理，极大地降低了服务端的广播成本，减少了数据下载的中心压力，变相地实现了CDN功能。同时服务端只直接管理主节点，其管理成本降低很多。当新增很多检测终端后，主节点对检测数据的压缩和管理也会降低服务端扩容的概率，在同等检测终端数量的新增情况下，其服务端的扩容成本显著小于二层C/S架构的服务端扩容成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的子网主节点选举方法流程图；

图2是本发明实施例提供的主机检测系统原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参照图1，本发明实施例的第三方面提供了一种子网主节点选举方法，子网包括若干个互相连通的客户端，包括如下步骤：

步骤S100，控制若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它客户端返回的选举接口响应。

步骤S200，获取预设时间内若干个客户端分别接收到的选举接口响应的数量。

步骤S300，将接收到的选举接口响应的数量大于预设数值的若干个客户端中用时最短的一个客户端选举为子网的主节点，将子网内其它客户端确定为子网的子节点。

具体的，步骤S300中，将接收到的选举接口响应的数量大于预设数值的若干个客户端中用时最短的一个客户端选举为子网的主节点，包括如下步骤：

步骤S310，判断客户端接收到的选举接口响应的数量是否大于预设数值。

步骤S320，如是，则将客户端确定为候选主节点。

步骤S330，获取若干个候选主节点接收到的响应数量大于预设数值的用时。

步骤S340，选取用时中最短的客户端为子网的主节点。

具体的，步骤S310，判断客户端接收到的选举接口响应的数量是否大于预设数值之后，还包括：

步骤S350，如预设时间内，子网的所有客户端接收的选举接口响应的数量均小于或等于预设数值，则重新开始下一周期的主节点选举进程。

进一步地，步骤S100，控制若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，包括：

步骤S110，控制客户端通过子网广播，确定子网内的其它客户端。

步骤S120，接收服务端发送的配置文件，基于配置文件确定自身是否满足主节点选举要求。

步骤S130，如符合，则向子网内的其它客户端发送选举接口请求。

步骤S140，如不符合，则仅对其它客户端发送的选举接口请求进行响应。

具体的，预设数值为子网内所有客户端总量的一半。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种子网主节点选举装置，基于上述子网主节点选举方法选举子网的主节点，子网包括若干个互相连通的客户端，包括：

请求发送模块，其用于控制若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它客户端返回的选举接口响应；

数量统计模块，其用于获取预设时间内若干个客户端分别接收到的选举接口响应的数量；

选举控制模块，其用于将接收到的选举接口响应的数量大于预设数值的若干个客户端中用时最短的一个客户端选举为子网的主节点，将子网内其它客户端确定为子网的子节点。

具体的，选举控制模块包括：

数量判断单元，其用于判断客户端接收到的选举接口响应的数量是否大于预设数值；

候选节点控制单元，其用于在客户端接收到的选举接口响应的数量大于预设数值时，将客户端确定为候选主节点；

时间信息获取单元，其用于获取若干个候选主节点接收到的响应数量大于预设数值的用时；

主节点选举单元，其用选取用时中最短的客户端为子网的主节点。

进一步地，选举控制模块包括：

超时控制单元，其用于在预设时间内如子网的所有客户端接收的选举接口响应的数量均小于或等于预设数量时，重新开始下一周期的主节点选举进程。

具体的，请求发送模块包括：

广播控制单元，其用于控制客户端通过子网广播，确定子网内的其它客户端；

条件判断单元，其用于接收服务端发送的配置文件，基于配置文件确定自身是否满足主节点选举要求；

请求发送单元，其用于在客户端符合配置文件的要求时，向子网内的其它客户端发送选举接口请求；

请求响应单元，其用于在客户端不符合配置文件的要求时，仅对其它客户端发送的选举接口请求进行响应。

此外，在上述实施例中，预设数值为子网中所有客户端的总量的一半，即接收到子网其它客户端响应的数量超过总客户端数量的50％时，该客户端可以成为候选主节点，进而选取用时最短的客户端成为主节点，子网其它的所有客户端均成为子节点。

请参照图2，本发明实施例提供了一种主机检测系统，包括：子节点层、主节点层、服务端；子节点层包括若干个子节点单元，子节点单元中的若干个子节点择一为主节点，主节点与子节点单元的其它子节点数据连通，接收子节点的检测数据与自身检测数据合并后发送至服务端；主节点层包括若干个主节点，服务端和若干个主节点分别数据连通，接收主节点发送的子节点汇总数据。

上述技术方案中的构造子节点－主节点－服务端的三层结构，充分发挥检测终端的边缘计算能力的检测终端自治代理的方法。其中，服务端负责和主节点进行通信、配置下发、文件下载等控制功能。主节点负责数据上报周期内的数据汇总和压缩，以及管理其范围内的子节点的在线状态管理、配置下发代理和下载文件代理共享等自治和代理功能。子节点负责主节点选举、检测数据上报、配置获取、下载文件等终端功能。

当子节点进行数据上报时，将采集数据上报到主节点，主节点根据上报周期窗口(通常为固定时间段)，对子节点上报的数据和主节点的检测数据合并，进行标记和压缩处理。压缩完毕后通过和服务端的通信将压缩后的数据传输至服务端。当服务端针对检测节点的配置进行相应的下发时，首先将配置下发至其直辖的主节点，如果配置和主节点缓存的配置未发生变化，则省略此次广播。如果新下发的配置和主节点缓存的配置不一致，主节点缓存新的配置数据，并将新的配置广播到其管理的子节点。子节点接收到上报配置更新状态，主节点将其状态和自己的应用状态合并标记后，上报给服务端。

进一步地，主节点层包括设置于服务端和子节点之间的若干个主节点子层；顶层主节点子层的若干个主节点分别与服务器数据连通，底层主节点子层的若干个主节点分别与对应子节点单元中的其他子节点数据连通；上述主节点子层中的主节点分别与下层主节点子层中的若干个主节点数据连通。

可选的，子节点－主节点－服务端三层结构也非固定形式，主节点层可以是多级。

在服务端和检测终端都初次安装完毕后，检测终端以同网段为维度，在子网环境下进行初次节点选举。通过子网主节点选举方法选举出该子网的主节点，主节点和子节点建立通信，主节点对当前子网的所有子节点进行状态汇总。主节点和服务端建立通信，上报到服务端。

可选的，在子网环境下的多个主机也可以进行个数编组，比如一个网段内254个主机，编组数量为16。则分为16个小组，编组后进行编组范围的配置下发，该范围内的子节点进行重新选举，选举过程和状态上报过程和前述步骤保持一致。

在主节点任期内，该主节点对应的检测终端承担检测数据上报、汇总等动作。汇总后的数据进行压缩后上报给服务端。其数据汇总和压缩充分发挥边缘计算的优势，减少了服务端的运算量和网络通信的带宽使用。

子节点的在线状态管理通过周期上报的方式，子节点向主节点进行在线状态上报。主节点将其管理的所有子节点遍历，并将未上报但是在其管理范围内的子节点进行异常标记，将所有管理的子节点遍历标记完毕后，和自己的状态进行合并，进行上报。

进一步地，每组子节点单元中的若干个子节点在依据子网主节点选举方法计算主节点前，基于预选参数进行子节点预筛选；其中，预选参数包括：最大空闲资源量、最高硬件配置。

进一步地，在主节点异常时，对应子节点单元的其他若干个子节点依据子网主节点选举方法重新计算该子节点单元中的主节点，重新计算得到的主节点分别与服务端和子节点单元中的其他子节点建立数据通信，并将异常状态的主节点调整该组子节点单元中的普通子节点。

具体的，当主节点发生网络故障或运行故障，导致主节点状态异常，则其同组的子节点重新发起选举，选举流程和步骤1保持一致。重新选举出主节点后，重新上报服务端新的主节点信息，服务端将该组旧的主节点状态设置为异常，并将其降级为普通节点。当其恢复后从服务端得到降级信息和其主节点信息，断开和服务端的通信并和新的主节点建立通信。

进一步地，主节点按照预设周期接收子节点单元中其他子节点的检测数据，与自身检测数据合并后，经数据压缩发送至服务端。

进一步地，主节点在接收服务端发送的系统文件后，以socket方式或者通过ftp服务转发至子节点单元中的其他若干个子节点。

进一步地，主节点接收服务端发送的配置信息，将其与主节点缓存的配置信息进行对比，如信息相同则忽略接收的配置信息，如信息不相同则将接收的配置信息发送至对应子节点单元的其他子节点。

本发明实施例旨在保护一种子网主节点选举方法及装置、主机检测系统，包括：控制若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它客户端返回的选举接口响应；获取预设时间内若干个客户端分别接收到的选举接口响应的数量；将接收到的选举接口响应的数量大于预设数值的若干个客户端中用时最短的一个客户端选举为子网的主节点，将子网内其它客户端确定为子网的子节点。上述技术方案具备如下效果：

通过对大量客户端进行分组，并于各组客户端中择一作为主节点，连通服务端和该组内的其它子客户端，通过从子网的众多客户端中选举一个作为分别连通服务端和子节点的主节点，既避免了服务端应对客户端数量巨大而增加的成本和扩容问题，也避免了额外增加中间数据节点导致的成本增加问题，在现有客户端中选择中间数据节点，无需额外增加成本，解决了数据连接及上报问题。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种子网主节点选举方法，其特征在于，子网包括若干个互相连通的客户端，包括如下步骤：

控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它所述客户端返回的选举接口响应；

获取预设时间内所述若干个客户端分别接收到的所述选举接口响应的数量；

将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，将所述子网内其它客户端确定为所述子网的子节点。

2.根据权利要求1所述的子网主节点选举方法，其特征在于，所述将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，包括如下步骤：

判断所述客户端接收到的所述选举接口响应的数量是否大于预设数值；

如是，则将所述客户端确定为候选主节点；

获取若干个所述候选主节点接收到的响应数量大于所述预设数值的用时；

选取所述用时中最短的所述客户端为所述子网的所述主节点。

3.根据权利要求2所述的子网主节点选举方法，其特征在于，所述判断所述客户端接收到的所述选举接口响应的数量是否大于预设数值之后，还包括：

如所述预设时间内，所述子网的所有客户端接收的所述选举接口响应的数量均小于或等于所述预设数值，则重新开始下一周期的主节点选举进程。

4.根据权利要求1所述的子网主节点选举方法，其特征在于，所述控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，包括：

控制所述客户端通过所述子网广播，确定所述子网内的所述其它客户端；

接收服务端发送的配置文件，基于所述配置文件确定自身是否满足主节点选举要求；

如符合，则向所述子网内的其它客户端发送所述选举接口请求；

如不符合，则仅对所述其它客户端发送的所述选举接口请求进行响应。

5.根据权利要求1-4任一所述的子网主节点选举方法，其特征在于，所述预设数值为所述子网内所有所述客户端总量的一半。

6.一种子网主节点选举装置，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的子网主节点选举方法选举子网的主节点，子网包括若干个互相连通的客户端，包括：

请求发送模块，其用于控制所述若干个客户端分别向子网内其它客户端发送选举接口请求，接收其它所述客户端返回的选举接口响应；

数量统计模块，其用于获取预设时间内所述若干个客户端分别接收到的所述选举接口响应的数量；

选举控制模块，其用于将接收到的所述选举接口响应的数量大于预设数值的所述若干个客户端中用时最短的一个所述客户端选举为所述子网的主节点，将所述子网内其它客户端确定为所述子网的子节点。

7.一种主机检测系统，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的子网主节点选举方法选举子网的主节点，包括：子节点层、主节点层、服务端；

所述子节点层包括若干个子节点单元，所述子节点单元中的若干个子节点择一为主节点，所述主节点与所述子节点单元的其它子节点数据连通，接收所述子节点的检测数据与自身检测数据合并后发送至所述服务端；

所述主节点层包括若干个所述主节点，所述服务端和若干个所述主节点分别数据连通，接收所述主节点发送的子节点汇总数据。

8.根据权利要求7所述的主机检测系统，其特征在于，

所述主节点层包括设置于所述服务端和所述子节点之间的若干个主节点子层；

顶层所述主节点子层的若干个主节点分别与所述服务器数据连通，底层所述主节点子层的若干个主节点分别与对应所述子节点单元中的其他子节点数据连通；

上述所述主节点子层中的所述主节点分别与下层所述主节点子层中的若干个主节点数据连通。

9.根据权利要求7所述的主机检测系统，其特征在于，

在所述主节点异常时，对应所述子节点单元的其他若干个子节点依据所述子网主节点选举方法重新计算该所述子节点单元中的主节点，重新计算得到的所述主节点分别与所述服务端和所述子节点单元中的其他子节点建立数据通信，并将异常状态的所述主节点调整该组所述子节点单元中的普通子节点。

10.根据权利要求7-9任一所述的主机检测系统，其特征在于，

所述主节点接收所述服务端发送的配置信息，将其与所述主节点缓存的配置信息进行对比，如信息相同则忽略接收的所述配置信息，如信息不相同则将接收的所述配置信息发送至对应所述子节点单元的其他子节点。

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