CN100498729C - 实现主备节点间数据备份的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现主备节点间数据备份的方法和***，其核心为：首先主用节点根据需备份的数据对象的位置定位信息，将需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式构建为备份数据实体，发送到备用节点；然后备用节点根据接收到的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。通过本发明同时备份数据对象的处理方式的方法，当同样的内存数据在主、备节点上的起始地址不一致时，或当数据量大小不一致时，均能够顺利实现数据的备份，因此本发明指定备份的内存数据组织形式可以比较零散，数据备份的方式也比较灵活，主、备节点备份的数据量相对也较少，备份的效率也相应比较高。

Description

实现主备节点间数据备份的方法和***

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及数据的备份。

背景技术

基于提高设备***运行可靠性的目的，对于某些重要模块往往采用主备两套设计，以便当其中一套模块设备发生故障时，另一套模块设备可以直接切换到当前***上来使用，这两套模块设备在***中互为主备用的关系，称为主用模块设备(也称为主节点)和备用模块设备(也称为备节点)。主用模块设备和备用模块设备在硬件上做成一致，实际运行时只有一个模块处于主用状态对外提供功能和接口，另一个模块处于备用状态不对外提供功能和接口，只有在需要时两个模块设备的主备状态发生跃迁，原来的主用模块设备降为备用模块设备，原来的备用模块设备升为主用模块设备并取代原来的主用模块设备向外提供功能和接口。为了能够保证主用模块设备和备用模块设备实时切换后，备用模块设备的软件能够直接替代主用模块设备的软件继续运行，并且对原***几乎没有影响，需要将这两个模块设备的软件正常运行时依赖的一些内存数据在两个模块设备之间进行实时完整的备份。

与本发明相关的现有技术是当主、备节点间备份内存数据时，根据指定的数据起始地址和数据量大小一次性从主节点指定的起始位置向备节点中相同起始位置备份指定大小的数据量。

由现有技术的技术方案可以看出，其存在如下缺陷：

1、通过现有技术实现主、备节点间的数据备份时，指定备份的内存数据在主、备节点中的起始地址应是相同的，且在使用该指定内存数据时其数据量大小也是一致的。而实际实现中，往往会存在动态离散分配内存的情况，也就是说，存在同样的内存数据在主、备节点上的起始地址不一致的情况，此时如果仍按起始地址来进行备份，显然要在主、备节点上记录各数据的起始地址，在实现操作上要复杂很多。

2、如果指定内存数据的数据量比较大，当主节点上一个数据发生变化时，则需要备份一块完整的数据量，显然备份数据量会很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现主备节点间数据备份的方法，通过本发明，当同样的内存数据在主、备节点上的起始地址不一致时，或当数据量大小不一致时，均能够顺利实现数据的备份，因此本发明指定备份的内存数据组织形式可以比较零散，数据备份的方式也比较灵活，主、备节点备份的数据量相对也较少，备份的效率也相应比较高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种实现主备节点间数据备份的方法，其包括：

A、主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体并发送到备用节点；B、备用节点根据位置定位信息，以及接收到的对应的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

其中，当需备份的数据对象为离散数据时，所述步骤A1具体包括：

A1、主用节点构建备份数据区；以及主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；

A2、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象和所述备份数据对象对应的处理方式存放到所述构建的备份数据区内，构建成备份数据实体；

所述步骤B具体包括：

B1、备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式解析成离散的内存块，并赋值到备用节点上相应的数据对象。

其中，当需备份的数据对象为离散数据时，并且所述数据对象包括子对象时，所述步骤A具体包括：

A3、主用节点构建备份数据区；以及主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和所述数据对象的子对象的对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；A4、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象和所述备份数据对象对应的处理方式存放到所述构建的备份数据区内，构建成备份数据实体；

所述步骤B具体包括：

B2、备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式解析成离散的内存块，并赋值到备用节点上相应的数据对象，以及所述数据对象的子对象的各个具体数据成员中。

其中，当需备份的数据对象包括子对象时，所述步骤A1具体包括：

A5、主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和所述数据对象的子对象的编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；A6、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体；

所述步骤B具体包括：

备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式赋值到备用节点上相应的数据对象，以及所述数据对象的子对象的各个具体数据成员中。

其中，所述处理方式包括：函数操作方式或消息操作方式。

其中，所述处理方式还包括：备份数值结果、备份消息或备份文件流。

本发明提供一种实现主备节点间数据备份的***，其包括：

主用节点和备用节点；

所述主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体并发送到备用节点；

所述备用节点根据位置定位信息，以及接收到的对应的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

其中，所述主用节点包括：备份数据构建模块和第一数据备份模块；所述备份数据构建模块基于需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式构建备份数据实体，然后将所述备份数据实体放入第一数据备份模块中的缓冲队列等待发送。

其中，所述备用节点包括：备份数据恢复模块和第二数据备份模块；所述第二数据备份模块接收所述备份数据实体，并将其存放在相应缓冲队列中；所述备份数据恢复模块根据所述第二数据备份模块中的缓冲队列中的备份数据实体中的数据对象的位置定位信息，以及对应的处理方式对相应的数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中主用节点将需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式发送到备用节点；备用节点根据接收到的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。通过本发明同时备份数据对象的处理方式的方法，当同样的内存数据在主、备节点上的起始地址不一致时，或当数据量大小不一致时，均能够顺利实现数据的备份，因此本发明指定备份的内存数据组织形式可以比较零散，数据备份的方式也比较灵活，主、备节点备份的数据量相对也较少，备份的效率也相应比较高。

附图说明

图1为本发明提供的第一实施例的***结构示意图；

图2为本发明提供的第二实施例的流程图；

图3为本发明提供的第四实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种实现主备节点间数据备份的方法和***，通过本发明，主备节点间备份的内容不仅包括备份数据对象的结果值，而且还增加了主备节点间具体数据对象的源输入和源操作方法的备份。其核心为：主用节点将需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式发送到备用节点；备用节点根据接收到的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

针对本发明所述的***提供了第一实施例，其***结构示意图如图1所示，其包括主用节点和备用节点。所述主用节点又包括备份数据构建模块和第一数据备份模块，所述备份数据构建模块位于主用节点应用层；所述备用模块又包括备份数据恢复模块和第二数据备份模块，所述备份数据恢复模块位于备用节点的应用层。

主用节点的各个备份数据构建模块和备用节点的备份数据恢复模块使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和该数据对象的子对象的对象编号将需备份的数据对象进行划分，确定数据对象的位置定位信息。

主用节点中的备份数据构建模块基于需备份的数据对象的位置定位信息，将需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式构建成备份数据实体，然后将所述备份数据实体放入第一数据备份模块中的缓冲队列等待发送。

当备份数据实体到达备用节点后，第二数据备份模块接收所述备份数据，并将其存放在相应缓冲队列中；位于备用节点应用层的备份数据恢复模块根据其内的数据对象的位置定位信息从所述第二数据备份模块中的缓冲队列中提取备份数据中的数据对象，并根据所述数据对象的类型和编号，采用相应的处理方式对所述数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

针对本发明所述的方法，本发明提供了第二实施例，通过该实施例实现了离散数据的集中备份，具体实施过程如图2所示，包括：

首先，主用节点基于需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式构建备份数据。具体实施过程如下：

步骤101，主用节点构建备份数据区；以及，

主用节点的各个备份数据构建模块和备用节点的备份数据恢复模块使用各自***中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和该数据对象的子对象的对象编号将需备份的数据对象进行划分，确定数据对象的位置定位信息。

步骤102，主用节点根据所述数据对象的位置定位信息将数据对象和与所述备份数据对象对应的处理方式存放到所述构建的备份数据区内，构建成备份数据实体。

步骤101和步骤102可以通过数据结构实现，所述数据结构定义如下：

typedef struct

{

  unsigned long dwModuleld；/＊应用层模块编号，用户自定义*/

  unsigned long dwObjectType；/＊需备份数据对象类型，用户自定义＊/

  unsigned long dwObjectld；/＊需备份数据对象编号，用户自定义＊/

  unsigned long dwSubObjectld；/＊需备份数据对象子对象编号，用户自定义＊/

  unsigned long dwBackupMod；/＊备份方法，包含备份操作方式、备份数值结果、备份消息、备份文件流等，可扩展＊/

  unsigned long dwDataLen；/＊具体备份数据区长度＊/

  unsigned char abData[1024]；/＊具体备份数据区内容，具体长度根据实际情况由dwDataLen确定＊/

  }STR_DATA_BACKUP；

通过上述数据结构，位于主用节点应用层的数据备份构建模块首先构建备份数据区，然后主用节点和备用节点中位于应用层的模块使用各自***内统一编号的dwModuleld，对需备份的数据对象按该数据对象的类型dwObjectType和该数据对象的编号dwObjectld在模块内进行统一划分。划分后的数据构成需备份数据对象的位置定位信息。

备份方法dwBackupMod是为了指定其后的备份对象属于何种备份类型。例如，当备份对象为备份操作方式时，则表示构建备份数据时，应包含需备份数据的操作方式；当备份对象为备份数值结果时，则表示构建备份数据时，应包含需备份数据的数值结果；当备份对象为备份消息时，则表示构建备份数据时，应包含需备份数据的软件模块入口驱动消息；当备份对象为备份文件流时，则表示构建备份数据时，应包含需备份数据的备份文件数据流。

DwDataLen表示后续的正式备份数据区的长度，abData则是具体备份数据区的内容，该段备份数据的长度可以根据实际dwDataLen申请相应大小的内容空间。

经过上述分析可以看出，利用上述数据结构能够确定具体备份数据对象、备份方法和具体备份数据内容。

例如，假设主用节点中位于应用层中的备用数据模块中的某数据对象的具体数据成员为分散于10个不同起始地址的内存块，则按照上述方法，首先借助模块号、数据对象类型和数据对象编号等确定数据对象的位置定位信息，以及在备份方法dwBackupMod字段中定义后续备份数据区。然后按照主用节点和备用节点预先定义的离散内存的备份方式a，将10个离散内存块按照所述确定的数据对象的位置定位信息放入备份数据区内，组合为一个完整的数据信息实体，即构成备份数据实体。

步骤103，将所述构建后的备份数据传送给所述备用节点。

步骤104，所述备用节点根据所述数据对象的位置定位信息，利用所述备份数据实体中的备份方式对相应的数据对象进行处理，获得相应的备份数据。

当备份数据通过主用节点的数据备份模块从主用节点传送给所述备用节点后，位于备用节点应用层中具有备份相应dwModuleld的数据恢复模块将完整的数据信息实体，即备份数据按照备份方式a解析成10个离散的内存块，并赋值到备用节点上所述数据对象，以及所述数据对象的子对象的各个具体数据成员中。至此经过上述过程实现了离散内存数据的备份。

本发明提供第三实施例，是针对需备份的数据对象为离散数据，并且所述数据对象不包括子对象时的具体备份过程，其与第二实施例的区别之处在于：在确定数据对象的位置定位信息时，不需要依据数据对象的子对象的编号。具体实现体现在步骤101中，即：

主用节点构建备份数据区；以及，

主用节点的各个备份数据构建模块和备用节点的备份数据恢复模块使用各自***中的统一编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，确定数据对象的位置定位信息。

实现过程依据的数据结构不包括如下子项：

unsigned long dwSubObjectld；/＊需备份数据对象子对象编号，用户自定义＊/

这是因为当数据对象不存在子对象编号时，不需要使用所述dwSubObjectld进行区分需备份数据对象的位置。

本发明提供的第二实施例和第三实施例提供了实现离散内存数据集中备份的具体实施方案。而本发明提供第四实施例提供了通过备份数据对象的源输入数据和源操作方式来实现数据对象最终结果的备份的具体实施方案。具体实施过程如图3所示，包括：

步骤301，主用节点应用层中各个备份数据构建模块和备用节点中的各个数据恢复模块使用各自***中的统一模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和所述数据对象的子对象的编号将需备份的数据对象和所述数据对象的子对象进行划分，并确定数据对象的位置定位信息。

步骤302，将确定好位置定位信息后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体。

在主用节点和备用节点的应用层中，对需要进行主备备份的关键内存数据对象操作进行接口封装时，可以使用函数方式或消息的方式。譬如，对指定内存数据对象在应用层中的备份数据构建模块内，按照dwModuleld、数据对象类型和数据对象编号对数据对象进行统一划分，然后使用函数的方式封装根据对数据对象编号、数据子对象编号对应的数据值进行访问、修改等数据操作，具体的接口函数结构如下：

void FunGetParaValur(unsigned long dwObjectType，unsigned long dwObjectld，unsigned long dwSubObjectld，unsigned long＊pdwParaVlaue)；

void FunSetParaValue(unsigned long dwObjectType，unsigned long dwObjectld，unsigned long dwSubObjectld，unsigned long dwParaVlaue)。

其中dwParaVlaue是指数据对象dwObjectld中的子数据对象dwSubObjectld的数据值。

在前述条件下，主用节点和备用节点中需备份的数据对象在初始化时进行一致的操作，以保证初始化完毕后(以主备两个节点均完成初始化为该判断时间点)，主用节点和备用节点中该数据对象的初始值是一致的。

当主用节点的应用层中指定数据对象dwObjectld的子对象dwSubObjectld的数据值需修改为输入参数dwParaVlaue时，在主用节点的应用层中具有dwModuleld的备份数据构建模块中，根据上述定义的主用节点和备用节点的备份数据接口构建需备份的数据。在构建备份数据时，相应的数据对象定位信息直接录入主用节点和备用节点的数据备份接口中的对应字段。备份方法字段定义为备份数据对象dwObjectld的某个子对象的数据值设置操作，具体的参数部分abData则录入dwObjectType、dwObjectld、dwSubObjectld和dwParaVlaue。

步骤303，将所述构建后的备份数据实体传送给所述备用节点。

步骤304，所述备用节点根据所述备份数据实体中的处理方式对相应的数据对象进行处理，获得需备份的数据。

构建备份数据实体完毕后，主用节点应用层中的备份数据构建模块通知数据备份模块将构建好的备份数据实体从主用节点备份到备用节点上，备用节点上相应的应用层中具有同样编号(dwModuleld)的备份数据恢复模块再根据接收到的备份数据实体中的备份方法字段中定义的dwObjectld的数据值设置操作(此处即为FunSetParaValue操作)，以及对需备份的备份数据(此处即为dwObjectType、dwObjectld、dwSubObjectld和dwParaVlaue)修改为备用节点上数据对象dwObjectld的某子对象的具体数据值的操作，从而实现主备节点间的指定内存数据量的备份。

本发明提供的第五实施例，其与第四实施例的区别之处在于，数据对象不包括子对象，此时步骤301中，应用层中各个备份数据构建模块在确定数据对象的位置定位信息时，不再依旧数据对象的子对象的编号信息，而仅仅使用各自***中的统一应用层模块编号、需备份的数据对象的对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，确定数据对象的位置定位信息。

步骤302中，将确定好位置定位信息后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建备份数据实体时，利用如下结构的接口函数：

void FunGetParaValur(unsigned long dwObjectType，unsigned long dwObjectld，unsigned long＊pdwParaVlaue)/＊中文＊/。

构建备份数据实体完毕后，主用节点应用层中的备份数据构建模块通知数据备份模块将构建好的备份数据实体从主用节点备份到备用节点上。

之后，所述备用节点根据所述备份数据实体中的处理方式对相应的数据对象进行处理，获得需备份的数据的过程与第四实施例中有些区别，具体如下：

备用节点上相应的应用层中具有同样编号(dwModuleld)的备份数据恢复模块根据接收到的备份数据实体中的备份方法字段中定义的dwObjectld的数据值设置操作(此处即为FunSetParaValue操作)，以及对需备份的备份数据(此处即为dwObjectType、dwObjectld和pdwParaVlaue)修改为备用节点上数据对象dwObjectld的具体数据值的操作，从而实现主备节点间的指定内存数据量的备份。

本发明提供的第四实施例和第五实施例中，描述了通过函数接口实现数据备份的具体实施方式，当扩展到消息接口层面上时，也就是说，当输入到主用节点的消息直接备份到备用节点上时，由备用节点根据接收到的备份消息中的处理方式直接对相应的数据对象做相应处理，以获得需要的备份数据。

由上述实施例可以看出，本发明改变了现有技术中仅仅对备份内存数据对象的具体数值进行备份的方式，而是将现有技术针对内存数据本身进行备份的处理方式进行扩展，增加了对数据对象的操作方式和操作参数进行备份等等备份方式，并将所述备份方式与备份数据对象整合为一个备份数据实体，在此备份数据实体下，可以灵活实现主用节点和备用节点间的数据备份，譬如，离散数据块的备份、部分修改的文件数据的备份、数据对象的操作备份以及模块入口处理消息等等。因此，通过本发明在主用节点和备用节点间需备份的内存数据的组织形式可以比较零散，可以是起始地址不一样的，数据量的大小也可以是不一样的。数据备份的方式比较灵活，主备节点备份的数据量相对也较少，因此备份的效率相应比较高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种实现主备节点间数据备份的方法，其特征在于，包括：

A、主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体并发送到备用节点；

B、备用节点根据位置定位信息，以及接收到的对应的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需备份的数据对象为离散数据时，所述步骤A具体包括：

A1、主用节点构建备份数据区；以及

主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；

A2、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象和所述备份数据对象对应的处理方式存放到所述构建的备份数据区内，构建成备份数据实体；

所述步骤B具体包括：

B1、备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式解析成离散的内存块，并赋值到备用节点上相应的数据对象。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需备份的数据对象为离散数据时，并且所述数据对象包括子对象时，所述步骤A具体包括：

A3、主用节点构建备份数据区；以及

主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和所述数据对象的子对象的对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；

A4、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象和所述备份数据对象对应的处理方式存放到所述构建的备份数据区内，构建成备份数据实体；

所述  步骤B具体包括：

B2、备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式解析成离散的内存块，并赋值到备用节点上相应的数据对象，以及所述数据对象的子对象的各个具体数据成员中。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需备份的数据对象包括子对象时，所述步骤A具体包括：

A5、主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，将需备份的数据对象在模块内按照对象类型、对象编号和所述数据对象的子对象的编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；

A6、主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体；

所述步骤B具体包括：

B3、备用节点应用层中的数据恢复模块将所述备份数据实体按照备份方式赋值到备用节点上相应的数据对象，以及所述数据对象的子对象的各个具体数据成员中。

5、根据权利要求1至4所述的任意一项所述的方法，其特征在于，所述处理方式包括：

函数操作方式或消息操作方式。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理方式还包括：

备份数值结果、备份消息或备份文件流。

7、一种实现主备节点间数据备份的***，其特征在于，包括：

主用节点和备用节点；

所述主用节点和备用节点使用各自***应用层中统一的模块编号，在模块内按照对象类型和对象编号将需备份的数据对象进行划分，并根据划分后的信息确定数据对象的位置定位信息；主用节点根据所述位置定位信息将划分后的数据对象采用相应的处理方式进行封装，构建成备份数据实体并发送到备用节点；所述备用节点根据位置定位信息，以及接收到的对应的处理方式对所述备份数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

8、根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述主用节点包括：

备份数据构建模块和第一数据备份模块；

所述备份数据构建模块基于需备份的数据对象和所述数据对象对应的处理方式构建备份数据实体，然后将所述备份数据实体放入第一数据备份模块中的缓冲队列等待发送。

9、根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述备用节点包括：

备份数据恢复模块和第二数据备份模块；

所述第二数据备份模块接收所述备份数据实体，并将其存放在相应缓冲队列中；所述备份数据恢复模块根据所述第二数据备份模块中的缓冲队列中的备份数据实体中的数据对象的位置定位信息，以及对应的处理方式对相应的数据对象进行处理，获得相应的备份信息。

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