CN1753373A - 一种远程容灾系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远程容灾系统，应用于智能网系统，包括：本端智能系统和远端智能系统，其中，本端智能系统和远端系统均包括上层应用单元、数据管理单元、数据区单元、本端智能系统还包括数据更新日志单元，远端还包括数据区镜像单元。相应的提供了一种远程容灾方法，包括数据写入本端智能系统步骤和远端智能系统数据同步步骤：其中，在数据管理单元的控制下，实现本端执行系统的数据写入和远端智能系统与本端智能系统的数据同步，并且两个过程独立开来。使用本发明，使本端智能系统的智能应用不受到容灾过程的影响，不受网络的影响，提高了性能。

Description

一种远程容灾系统及方法

技术领域

本发明涉及智能网容灾技术领域，特别是指一种远程容灾系统及方法。

背景技术

在电信领域，人们的信息交流越来越依赖智能网所提供的各种业务，对智能网提供服务的稳定性要求也越来越高。

导致网络设备处理过程中出现了大范围的中断，无法正常提供服务，并且无法在一定的时间内解决的情况称为数据灾难，典型的例子有火灾、爆炸事件、地震、水灾等自然原因以及电源、机器故障、人为因素等非自然原因引起的灾难。

智能网的存储设备中保存有大量的数据资源，一旦发生数据灾难，设备中止运行，将导致大面积的用户无法正常使用智能业务，对运营商来说，也会造成大量的经济损失；另一方面，若智能网存储设备保存的数据遭受损失，例如充值卡数据丢失，对运营商来说会造成进一步的经济损失。

为了避免数据灾难带来的不利影响，就需要智能网设备提供远程容灾功能。灾难发生时，能够快速的由远端智能系统代替发生灾难的本端智能系统进行业务的处理。实现这个需求，需要满足以下条件：

1)要求远程智能系统上的应用程序同本端智能系统上的应用程序完全相同。智能网的应用程序负责处理智能网业务、管理用户信息和数据。要求本端智能系统和远端智能系统安装有完全相同的智能网应用程序，是为了保证远程容灾端的应用程序能够代替本端的应用程序处理所有的业务。

2)本端智能系统的智能应用在处理业务时会产生大量的业务增量数据，为保证两端业务数据完全一致，需要将业务增量数据通过网络传输到远端智能系统中进行存储。

3)如图1所示，还需要在远端容灾系统上有一个监控进程，实时对本端智能系统运行状态进行监控，一旦发现本端智能系统有重大异常情况发生，监控进程将快速拉起远端智能系统上的智能网应用程序，由该应用程序对取代本端的进行智能业务处理，从而保证在灾难发生时，使得智能网业务仍然能正常处理，不会对用户造成影响。

目前智能网的容灾系统采用硬件同步方案实现，如图2所示，其容灾系统组网方式一般为本端和远端的小型机各自连接一个具有数据同步功能的高端存储设备。智能网的应用软件分别运行于小型机1和小型机2上，本端智能系统小型机1上的智能网应用将数据写入存储设备1时，存储设备1会将数据写入磁盘的同时通过网络传送到10公里以外的存储设备2上，存储设备2接收数据后将数据写入自己磁盘内。这样保证了存储设备1上和存储设备2上的数据完全一致性。当本端系统发生灾难时，就将智能网业务转移到远端系统上进行运行。

该智能网容灾系统的特点是由具有数据同步功能的存储设备来完成数据传输和数据同步工作。其采用的两点数据同步是采用同步写方式，下面参见图3示出的智能网容灾系统原理图，进行详细说明其容灾过程：

步骤301：在本端智能系统侧，当智能网应用程序将数据写入存储设备1时，数据首先被写入到存储设备1的数据缓冲区1中；

步骤302：数据写入到存储设备1的数据缓存区1后，并没有马上被写入到存储设备1的磁盘1中，而是通过网络发往存储设备2；然后写入存储设备2的数据缓冲区2内；

步骤303：存储设备2将数据缓冲区2内的数据写入磁盘2中；

步骤304：存储设备2完成向磁盘2的写数据后，通过网络向存储设备1返回操作成功信息；

步骤305：存储设备1接收到所述操作成功信息后，将存放在数据缓存区1中的数据写入磁盘1；

步骤306：存储设备1写数据成功后，向智能应用程序返回写盘成功信息；智能应用程序接收到该写盘成功信息后，返回步骤301，继续进行下一个写盘操作。

采用上述的硬件同步方案的容灾系统，占用智能系统较少的CPU，并实时的使远端和本端保持严格的数据一致性。但是，其缺点为：本端智能系统的智能应用受到容灾过程的影响较大，导致本端智能系统的性能较低，以下进行分析：

容灾过程中，数据传输过程对本端智能系统的影响：

如果连接本端智能系统和远端智能系统的数据传输网络质量低，传输网络丢包严重，会导致存储设备2接收不到数据、或存储设备1将无法接收到存储设备2的成功操作信息，这样整个写操作过程将失败，存储设备1将重新执行上述步骤302～305步操作，直到整个写过程成功。因此一个数据备份到远端的操作可能需要进行多次才能成功，从而导致本端智能系统存储设备1写磁盘的性能下降，使整个本端智能系统的处理性能受到影响。

如果数据传输网络质量低的导致传输中断，这种情况将导致存储设备1无法接收到远端智能系统返回的写成功信号，而认为执行步骤302时数据在网络传输时丢失，会反复的执行步骤302，使本端智能系统的智能应用程序无法接收到写盘成功信号，并继续等待写成功信号返回，后续的写盘操作将无法进行，导致智能应用程序无法正常处理智能业务。

本端完成一个数据写入过程，需要的时间包括上述步骤301～步骤306各个步骤执行所需时间。由于存在有网络传输时间，因此受网络影响严重，使得写存储设备的反应速度大大降低。

另外，还存在以下的缺点：

由于采用基于硬件同步的方案，对存储设备性能要求较高。要求用于同步数据的本端存储设备和远端存储设备须是具有数据同步功能的同一个厂家的产品，甚至须同一型号，才能实现这种数据的远程同步工作。目前具有相互同步数据功能的存储设备都是高端设备，价格昂贵，相应的造成实现该容灾方案的成本较高。

要求必须使用高质量的网络，由于本端和远端智能系统之间的距离一般都在10公里以上，搭建如此远距离且高质量的网络，成本相当高。

对传输网的距离有限制，由于数据在网络中传输是需要时间的，传输距离越远，数据从距离的一端传送到另一端所消耗的时间就越长，本端智能系统完成一个写磁盘操作时延也就越长，存储设备写速率就越低。为了保证智能网业务性能的需要，必须保证一定的磁盘写速率，因此对传输网距离有限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种远程容灾系统及方法，使本端智能系统的智能应用不受到容灾过程的影响。

本发明提供的一种远程容灾系统，应用于智能网系统，包括：本端智能系统和远端智能系统，其中，

本端智能系统包括本端上层应用单元、本端数据管理单元、本端数据区单元、本端数据更新日志单元；其中，

本端上层应用单元存储有智能应用程序，用于将智能应用程序产生的数据下发给本端数据管理单元；本端数据管理单元用于控制本端数据区单元、本端数据更新日志单元的数据读写，以及和远端智能系统的远端数据管理单元进行通信；本端数据区单元用于存储数据；本端数据更新日志单元用于存储本端数据管理单元写入本端数据区单元时对数据修改的日志；

远端智能系统包括远端上层应用单元、远端数据管理单元、远端数据区单元，所述远端上层应用单元、远端数据区单元分别与本端上层应用单元、本端数据区单元相同；其中，

远端数据管理单元用于控制远端数据区单元的数据读写，以及和本端智能系统的本端数据管理单元进行通信。

其中，远端智能系统进一步包括：远端数据区镜像单元，用于将远端数据区单元进行镜像复制。

本发明还提供了一种远程容灾的方法，应用于智能网系统，该方法包括：数据写入本端智能系统步骤，和远端智能系统数据同步步骤：

数据写入本端智能系统步骤包括：

A1、本端上层应用单元将需要更新的数据提交给本端数据管理单元；

B1、本端数据管理单元将需要更新的数据记录日志，并将所述日志存入本端数据更新日志单元；

C1、本端数据管理单元将需要更新的数据写入本端数据区单元进行存储；

D1、本端数据管理单元向本端上层应用单元反馈写盘成功消息，返回步骤A1；

远端智能系统数据同步步骤包括：

A2、本端数据管理单元依次读取本端数据更新日志单元记录的日志；

B2、本端数据管理单元通过传输网络将读取出来的数据日志发送到远端数据管理单元；

C2、远端数据管理单元将接收到的所述数据日志写入远端数据区单元。

其中，远端智能系统数据同步步骤进一步包括步骤：D2、远端数据区镜像单元实时复制远端数据区单元数据。

其中，在对远端智能系统进行测试时，该方法进一步包括：

A3：启动远端上层应用单元包含的智能应用程序，并中止远端数据区镜像单元的镜像复制过程；

B3：远端上层应用单元在测试过程中产生的数据发送给远端数据管理单元，远端数据管理单元将所述数据写入远端数据区镜像单元。

C3：远端智能系统测试结束时，中止所述智能应用程序，启动远端数据区镜像单元对远端数据区单元的镜像复制。

由上述方法可以看出，本发明采用了异步备份数据方式，将业务数据写入本端存储设备和两端数据同步进行分离，智能应用将业务数据写入本端智能系统存储设备时，数据将被直接写入存储设备，远端智能系统与本端数据同步的过程同上述的本端写数据过程分离，使本端智能系统的智能应用不受到容灾过程的影响，且不受传输网络质量影响。

对存储设备没有严格要求，采用了数据管理单元控制两端数据的同步，同存储设备没有任何关系，不要求两端存储设备有硬件数据同步功能，本端和远端的存储设备型号、厂家、档次都可以不同。可以使用低端存储设备，降低成本。

由于采用了异步方式，网络延时不会对本端业务产生影响，距离不再是问题，可以采用传输更远的网络，且对网络质量要求不高，网络搭建成本低，不需要搭建高质量的远程数据传输网络。

附图说明

图1为灾难前后智能系统工作示意图。

图2为目前智能网的容灾系统示意图。

图3为现有智能网容灾系统原理图。

图4为本发明智能网容灾系统原理图。

图5为发明智能网容灾系统层次图。

图6为本发明对远端智能系统测试流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例和参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图4示出了本发明的智能网容灾系统，包括本端智能系统和远端智能系统。其中：

本端智能系统包括上层应用单元、数据管理单元、数据区单元、数据更新日志单元。上层应用单元存储有智能应用程序，并将智能应用程序产生的业务数据下发给数据管理单元；数据管理单元用于控制数据向数据区单元、数据更新日志单元的读写，以及和远端智能系统的数据管理单元进行通信；数据区单元用于存放业务数据和话单文件；数据更新日志单元用于存储数据管理单元写入数据区单元时对数据修改的日志。

远端智能系统包括上层应用单元、数据管理单元、数据区单元、数据区镜像单元。其上层应用单元与本端智能系统的上层应用单元相同，在本端智能系统正常时，远端智能系统的智能应用程序并不运行；数据管理单元用于控制数据向数据区单元的读写，还与本端智能系统的数据管理单元进行通信；数据区镜像单元用于实时同步数据区单元数据。

为了描述方便，以示区分，本发明文中其他部分将本端智能系统的各单元称为本端单元，如将本端智能系统的上层应用单元称为本端上层应用单元，将远端智能系统各单元称为远端单元。

参见图5示出的发明智能网容灾系统层次图，从分层的角度来看，可以将本发明分为应用层、管理系统层、物理层三个层面，应用层包括所述上层应用单元，运行有智能应用程序，主要完成智能业务的处理，为智能用户提供服务，以及存在一个进程实现对本端智能系统的监控；管理系统层包括两端智能系统的数据管理单元，负责对物理层存储设备的读写控制、提供两端智能系统之间的数据同步能力；物理层包括存储设备、数据传输网络、小型机等各种硬件设施，存储设备上存储有数据区单元、数据区镜像单元及数据更新日志单元，小型机上存储有所述的智能应用程序等。

应用本发明提供的系统，在本端智能系统的智能应用程序在处理业务时，产生的新数据需要保存到存储设备时，本端上层应用单元将智能应用程序产生的数据提交给本端数据管理单元，由本端数据管理单元负责将这些数据写入存储设备的本端数据区单元完成数据的写入，并将这些数据发送到远端智能系统，进行两端的数据同步工作。本发明中将数据写入本端存储设备和数据的远程同步独立开来，分别实现，互不影响。参见图4示出的智能网容灾系统原理图，包括数据写入本端存储设备过程，和数据的远端同步过程，下面详细说明。

当本端上层应用单元的智能应用程序产生新数据时，数据写入本端存储设备过程包括以下步骤：

步骤401：本端上层应用单元将这些需要存储设备更新的数据提交给本端数据管理单元；

步骤402：本端数据管理单元将这些需要更新的数据记录日志并将日志放入本端数据更新日志单元中；

步骤403：本端数据管理单元成功向本端数据更新日志单元写入日志后，将需要更新的数据写入存储设备的本端数据区单元进行存储；

步骤404：本端数据管理单元向本端上层应用单元反馈写盘成功消息，本端上层应用单元收到该消息后，智能应用程序可以继续进行后续业务的处理，不必等待数据的远端同步过程的完成。

以上为数据写入本端智能系统过程，本发明中将这个过程与数据传输到远端智能系统进行数据同步过程分离。在一定条件下，本端智能系统将本端数据更新日志单元中的日志发送给远端智能系统，完成两端数据的同步，具体的数据远端同步过程包括以下步骤：

步骤A：当连接本端和远端的网络有空闲的带宽时，本端数据管理单元按照存放的时间顺序，依次读取本端数据更新日志单元记录的数据日志；

步骤B：本端数据管理单元通过传输网络将读取出来的数据日志发送到远端数据管理单元；

步骤C：远端数据管理单元将接收到的所述数据日志，直接写入到远端存储设备的远端数据区单元中；

步骤D：远端系统的远端数据区镜像单元实时复制远端数据区单元，更新镜像内容，保持与远端数据区单元数据一致，该远端数据区镜像单元主要用来为用户提供测试时使用。

通过以上步骤A～C实现了本端存储设备和远端存储设备的数据的同步，保证了两端数据区单元内的数据一致性。下面分析本发明中增加步骤D的原因。

在实际应用中，当本端智能系统正常使用时，本端数据区单元的状态为主用状态(Primary)；远端智能系统的远端数据区单元状态为备用状态(Secondary)，表示远端数据区单元不可用，仅可以用于数据同步的过程。当远端智能系统监测到本端智能系统出现灾难不可用时，远端智能系统迅速指示其远端数据区单元改变为Primary状态，以支持远端智能应用程序调用，可以进行读写。

本发明考虑到了这种情况：在本端智能系统状态正常时，运营商或维护人员需要知道远端智能系统中的数据是否正常，是否可以被使用，因此会对远端智能系统中的数据进行测试，例如用测试手机进行拨打测试，由于该拨打测试过程将访问远端智能系统的存储设备的数据和智能应用，因此需要启动运行远端智能系统的智能应用和远端数据区单元的数据，将远端数据区单元状态从Secondary拉起为Primary状态。但是，远端数据区单元拉起为Primary状态会导致终止同本端智能系统的数据同步过程，两端智能系统的数据不再一致。在测试完后，远端数据区单元再退回到Secondary状态才能继续同本端数据区单元同步数据，此刻，本端智能系统已经同远端智能系统的数据不一致，且远端智能系统测试过程产生了大量的数据，这种情况下需要将本端智能系统数据区单元的所有数据全部同步到远端智能系统，远端智能系统将消耗很长的时间才能完成两端数据的同步，若在此时本端智能系统发生灾难，则两端数据将相差较大，也就是说，这种情况下将导致数据的丢失。

为此，本发明在远端存储设备中建立了所述的远端数据区镜像单元，对应于所述的远端数据区单元，其功能就是对远端数据区单元进行同步镜像，由于远端数据区单元和远端数据区镜像单元都在同一个主机内，不需要通过网络传输数据，它们数据的复制速度将是通过网络复制数据的800倍左右。当用户对远端智能系统进行测试时，智能网系统将启动暂时中止远端数据区镜像单元的同步过程，使用远端数据区镜像单元上的数据来配合测试过程，读写的数据均写入远端数据区镜像单元。而此时远端数据区单元保持在Secondary状态，保持和本端智能系统的数据同步。可以看出测试过程将不会对远程同步过程造成影响，当测试完成后，智能网系统将启动远端数据区镜像单元对远端数据区单元的同步镜像过程，再次保持远端数据区镜像单元和远端数据区单元的数据一致。由上所述该镜像复制速度比网络复制速度的800倍左右，因此该镜像过程会很快完成。具体来说，该测试过程包括以下步骤：

步骤601：启动远端上层应用单元的智能应用程序，同时中止远端数据区镜像单元的镜像复制过程，该远端数据区镜像单元为可以读写状态；而保持远端数据区单元对本端智能系统的同步过程；

步骤602：用户通过手机进行拨打测试，远端上层应用单元产生的数据由远端数据管理单元写入远端数据区镜像单元，保证智能应用程序的可用性；

步骤603：测试完毕，中止智能应用程序，启动远端数据区镜像单元对远端数据区单元的镜像复制。

由以上方案可以看出，本发明容灾方案采用异步的数据同步方式，使得对本端存储设备的操作和远端数据同步实现分离，因此本端智能系统业务处理性能不会受到容灾过程的影响。例如：如果连接两端的数据传输网络中断，本端智能应用程序的一个写本端存储设备的操作只需要完成写本端数据后就可以继续处理后续的智能网业务，而不必等待远端数据同步过程完成。由于本发明写存储操作所消耗的时间只与写本端存储设备有关，与其他无关，因此不受网络同步时间、网络传输时间、远端智能系统处理时间的影响。

另外，本发明通过设置一个远端数据区镜像单元，使用户对远端智能系统进行测试时不会中断两端的同步过程，防止在测试过程中发生本端灾难时，远端数据与本端不一致的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种远程容灾系统，应用于智能网系统，其特征在于，包括：本端智能系统和远端智能系统，其中，

本端智能系统包括本端上层应用单元、本端数据管理单元、本端数据区单元、本端数据更新日志单元；其中，

本端上层应用单元存储有智能应用程序，用于将智能应用程序产生的数据下发给本端数据管理单元；本端数据管理单元用于控制本端数据区单元、本端数据更新日志单元的数据读写，以及和远端智能系统的远端数据管理单元进行通信；本端数据区单元用于存储数据；本端数据更新日志单元用于存储本端数据管理单元写入本端数据区单元时对数据修改的日志；

远端智能系统包括远端上层应用单元、远端数据管理单元、远端数据区单元，所述远端上层应用单元、远端数据区单元分别与本端上层应用单元、本端数据区单元相同；其中，

远端数据管理单元用于控制远端数据区单元的数据读写，以及和本端智能系统的本端数据管理单元进行通信。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，远端智能系统进一步包括：远端数据区镜像单元，用于将远端数据区单元进行镜像复制。

3、一种远程容灾的方法，应用于智能网系统，其特征在于，该方法包括：数据写入本端智能系统步骤，和远端智能系统数据同步步骤：

数据写入本端智能系统步骤包括：

A1、本端上层应用单元将需要更新的数据提交给本端数据管理单元；

B1、本端数据管理单元将需要更新的数据记录入日志，并将所述日志存入本端数据更新日志单元；

C1、本端数据管理单元将需要更新的数据写入本端数据区单元进行存储；

D1、本端数据管理单元向本端上层应用单元反馈写盘成功消息，返回步骤A1；

远端智能系统数据同步步骤包括：

A2、本端数据管理单元依次读取本端数据更新日志单元记录的日志；

B2、本端数据管理单元通过传输网络将读取出来的数据日志发送到远端数据管理单元；

C2、远端数据管理单元将接收到的所述数据日志写入远端数据区单元。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

D2、远端数据区镜像单元实时复制远端数据区单元数据。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在对远端智能系统进行测试时，该方法进一步包括：

A3：启动远端上层应用单元包含的智能应用程序，并中止远端数据区镜像单元的镜像复制过程；

B3：远端上层应用单元在测试过程中产生的数据发送给远端数据管理单元，远端数据管理单元将所述数据写入远端数据区镜像单元。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

C3：远端智能系统测试结束时，中止所述智能应用程序，启动远端数据区镜像单元对远端数据区单元的镜像复制。

Images