CN102412948A - 数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，包括以下步骤：S10，检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；S20，S10判断为否时，继续进行增量备份；S30，S10判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，并启动延时定时器；S40，判断延时定时器是否超时；S50，S40判断为是时，执行初始备份，并打开增量备份开关，然后循环至S10步骤；S60，S40判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后执行S50步骤。由此可降低主板卡上备份数据所消耗的CPU占用率，提高主板卡处理网络业务的能力，提高分布式***的高可靠性性能，降低宕机风险。

Description

数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种适用于分布式***中主备板卡在数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法及装置。

背景技术

电信级或军事用途的以太网网络，对于网络可靠性的要求非常高。一般会采用机架式的设备，通过分布式***达到提高网络可靠性的目的。其中主备板卡的冗余备份，是分布式***高可靠性实现的重要一部分。通常而言，主备板卡的冗余备份在实现上分为初始备份和增量备份。其中初始备份是备板初始化完成时，主板卡将目前所有状态和数据备份到备板卡上，实现状态一致；增量备份是指备板卡完成初始备份后，主板卡在运行过程中将状态的实时变化通知备板卡，备份项是更新的状态数据，不是全部状态和数据。备板卡通过增量备份更新内部状态和数据，达到与主板卡状态同步的目的。

基于状态备份的分布式***，通常的做法是主板卡的任何状态变化都实时通知到备板卡，无论外部网络环境是如何的，即不关心外部网络数据是否处于震荡状态，以实现主备板卡状态一致。

然而，如果***处于一个数据震荡的网络环境中，主板卡上的数据和状态不断更新，此时的实时增量备份数据量是相当巨大的。主板卡在处理网络业务的同时还需要生成大量的备份消息，发往备板卡，以供备板卡同步状态。但是此时主板卡上生成和发送备份消息会消耗大量CPU资源，挤占处理网络震荡的CPU资源，使得数据震荡的时间延长；甚至在某些情况下会加剧网络震荡，直至宕机。所以，上述在任何环境下的实时增量备份在某些情况下，不但不能增加***的可靠性，反而会使得***更加脆弱。

因此，有必要提供一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法及装置以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法。

本发明的另一目的在于提供一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，所述装置应用数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法。

相应地，一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，包括以下步骤：

S10，检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；

S20，S10判断为否时，继续进行增量备份；

S30，S10判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，并启动延时定时器；

S40，判断延时定时器是否超时；

S50，S40判断为是时，执行初始备份，并打开增量备份开关，然后循环至S10步骤；

S60，S40判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后执行S50步骤。

作为本发明的进一步改进，所述S10具体包括以下步骤：

S101，统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；

S102，判断S101中的备份数据量是否大于备份数据量的阈值；

S103，若是，则检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值。

作为本发明的进一步改进，所述S101及S103任意一步判断为否时均循环至S20步骤。

作为本发明的进一步改进，所述S30中延时定时器的时长等于初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数。

作为本发明的进一步改进，所述S20具体包括如下步骤：

S201，检测增量备份开关是否关闭；

S202，S201判断为否时，继续进行增量备份；

S203，S201判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于则循环至所述S50步骤，若大于则结束处理。

作为本发明的进一步改进，一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置包括：

检测单元，用于检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；

第一执行单元，用于在检测单元判断为否时，继续进行增量备份；

第二执行单元，包括一延时定时器，用于在检测单元判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，启动延时定时器；

第一判断单元，用于判断延时定时器是否超时；

第三执行单元，用于在第一判断单元判断为是时，执行初始备份，并在执行完初始备份后打开增量备份开关，同时启动检测单元；

第四执行单元，用于在第一判断单元判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后启动上述第三执行单元。

作为本发明的进一步改进，所述检测单元进行网络环境的检测主要是用于：

统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；

判断该备份数据量是否大于备份数据量的阈值；

在判断为是时，检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值。

作为本发明的进一步改进，所述检测单元中两项判断或检测中任意一项判断为否时均启动第一执行单元。

作为本发明的进一步改进，所述第二执行单元中延时定时器的时长等于初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数。

作为本发明的进一步改进，所述第一执行单元还用于：

在判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于恢复阈值则启动第三执行单元，若大于恢复阈值则结束处理。 

 本发明的有益效果是：通过在网络数据震荡环境下，在适当的时机利用初始备份代替增量备份，降低主板卡上备份数据所消耗的CPU占用率，提高主板卡处理网络业务的能力；同时，也保证了绝大多数情况下，主备板卡的状态是始终是状态同步的，提高分布式***的高可靠性性能，降低宕机风险。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法的流程图；

图2是图1中S10的具体处理流程图；

图3是本发明一具体实施方式数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置的模块图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参阅图1所示的是本发明一具体实施方式数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法的流程图，其中该实现方法主要包含两个方面：一个是对数据震荡环境的检测，二是网络数据震荡后，主备板卡间的备份流程。

其中这里所说的数据震荡环境，必须满足两大特征，一是CPU利用率急剧上升，处理数据量大幅增加，如果主备板卡间采用实时增量备份，则备份数据会大幅增加；二是单位时间内多次处理重复数据。以OSPF协议（Open Shortest Path First，开放式最短路优先协议）为例，当某个物理端口不停的UP/DOWN时，UP导致OSPF计算出1000条OSPF路由，DOWN导致OSPF删除这1000条OSPF路由。单位时间内多次处理某条特定的OSPF路由，且处理数据量巨大，这种情况就是典型的数据震荡环境。

结合该图1所示，该实现方法主要包括如下步骤：

S10，检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境； 

S20，S10判断为否时，继续进行增量备份；

S30，S10判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，并启动延时定时器；其中所述S30中延时定时器的时长的计算采用惩罚机制的计算方式，为延时定时器的初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数，这样，可以在长时间的数据震荡环境中减少初始备份的次数，增强***处理网络业务震荡的能力；

S40，判断延时定时器是否超时；

S50，S40判断为是时，执行初始备份，并打开增量备份开关，然后循环至S10步骤；

S60，S40判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后执行S50步骤。

请参阅图2所示，并结合上述数据震荡环境检测必须具备的两大特征可得，所述S10具体包括以下步骤：

S101，统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；

S102，判断S101中的备份数据量是否大于备份数据量的阈值；假设分布式***在网络典型应用下，主备板卡间增量备份的平均数据量为A条/秒，增量备份最大数据量为B条每秒，那么，当***主备板卡间增量备份数据量大于(A+2B)/3条每秒时，则认为***备份数据量过大，满足数据震荡环境条件之一；该(A+2B)/3条每秒即为备份数据量的阈值；

S103，若是，则检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值；主要是在***中预先设定敏感数据源，如上述例子中，OSPF路由条目即为敏感数据源；主备板卡进行增量备份时，统计相同敏感数据源单位时间内处理的次数，如果大于阈值，则认为满足数据震荡环境另外一个条件；该阈值是预先设置的敏感数据源单位时间内处理的最多次数。

由此可见，所述S101及S103步骤分别进行数据量的检测及敏感数据源单位时间处理次数的检测是数据震荡环境的界定的两个必要条件，在任意一步判断为否时均循环至S20步骤。

请结合图1所示，所述S20具体包括如下步骤：

S201，检测增量备份开关是否关闭；

S202，S201判断为否时，继续进行增量备份；

S203，S201判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于则循环至所述S50步骤，若大于则结束处理。

以上数据震荡环境下得高可靠性备份的实现方法即可理解为：实际处理中，当网络环境正常，主备板卡间的增量备份机制采用实时增量备份的方法；当网络异常，有数据震荡，且实时增量备份的数据量大于阈值，即上面所讲的(A+2B)/3条每秒时，主板卡停止实时增量备份，启动延时定时器；在延时定时器超时后，主板卡采取初始备份的方式，将所有当前状态备份到备板卡后，检测当前的增量备份数据量，若仍然大于增量备份的数据量阈值，且满足上述数据震荡环境的两个必要条件，即仍处于震荡环境下，则持续停止实时增量备份，重新计算延时定时器时长，等待下次超时后再执行初始备份。

请参阅图3所示的是本发明数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置的模块图。可以看出该装置包括：

检测单元，用于检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；

第一执行单元，用于在检测单元判断为否时，继续进行增量备份；

第二执行单元，包括一延时定时器，用于在检测单元判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，启动延时定时器；其中所述延时定时器的时长的计算采用惩罚机制的计算方式，为延时定时器的初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数，这样，可以在长时间的数据震荡环境中减少初始备份的次数，增强***处理网络业务震荡的能力；

第一判断单元，用于判断延时定时器是否超时；

第三执行单元，用于在第一判断单元判断为是时，执行初始备份，并在执行完初始备份后打开增量备份开关，并启动检测单元；

第四执行单元，用于在第一判断单元判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后启动上述第三执行单元。

所述检测单元进行网络环境的检测主要是用于：首先统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；判断该备份数据量是否大于备份数据量的阈值，假设分布式***在网络典型应用下，主备板卡间增量备份的平均数据量为A条每秒，增量备份最大数据量为B条每秒，那么，当***主备板卡间增量备份数据量大于(A+2B)/3条每秒时，则认为***备份数据量过大，即满足数据震荡环境条件之一，该(A+2B)/3条每秒即为备份数据量的阈值；在判断为是时，然后检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值，主要是在***中预先设定敏感数据源，如上述例子中，OSPF路由条目即为敏感数据源；主备板卡进行增量备份时，统计相同敏感数据源单位时间内处理的次数，如果大于阈值，则认为满足数据震荡环境另外一个条件；该阈值是预先设置的敏感数据源单位时间内处理的最多次数。所述检测单元中两项判断或检测为数据震荡环境的两个必要条件，其中任意一项判断为否时均启动第一执行单元。

所述第一执行单元还用于：检测增量备份开关是否关闭；在判断为否时，继续进行增量备份；在判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于恢复阈值则启动第三执行单元，若大于恢复阈值则结束处理。

综上所述，本发明数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法或装置通过在网络数据震荡环境下，在适当的时机利用初始备份代替增量备份，降低主板卡上备份数据所消耗的CPU占用率，提高主板卡处理网络业务的能力；同时，也保证了绝大多数情况下，主备板卡的状态是始终是状态同步的，提高分布式***的高可靠性性能，降低宕机风险。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请可用于众多通用或专用的计算***环境或配置，或通信设备中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器***、基于微处理器的***、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何***或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；

S20，S10判断为否时，继续进行增量备份；

S30，S10判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，并启动延时定时器；

S40，判断延时定时器是否超时；

S50，S40判断为是时，执行初始备份，并打开增量备份开关，然后循环至S10步骤；

S60，S40判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后执行S50步骤。

2.根据权利要求1所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，其特征在于，所述S10具体包括以下步骤：

S101，统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；

S102，判断S101中的备份数据量是否大于备份数据量的阈值；

S103，若是，则检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值。

3.根据权利要求2所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，其特征在于，所述S101及S103任意一步判断为否时均循环至S20步骤。

4.根据权利要求1所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，其特征在于，所述S30中延时定时器的时长等于初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数。

5.根据权利要求1所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现方法，其特征在于，所述S20具体包括如下步骤：

S201，检测增量备份开关是否关闭；

S202，S201判断为否时，继续进行增量备份；

S203，S201判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于则循环至所述S50步骤，若大于则结束处理。

6.一种数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测主备板卡进行增量备份的网络环境是否处于异常的数据震荡环境；

第一执行单元，用于在检测单元判断为否时，继续进行增量备份；

第二执行单元，包括一延时定时器，用于在检测单元判断为是时，关闭增量备份，同时设置延时定时器时长，启动延时定时器；

第一判断单元，用于判断延时定时器是否超时；

第三执行单元，用于在第一判断单元判断为是时，执行初始备份，并在执行完初始备份后打开增量备份开关，同时启动检测单元；

第四执行单元，用于在第一判断单元判断为否时，继续等待延时定时器超时并在超时后启动上述第三执行单元。

7.根据权利要求6所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，其特征在于，所述检测单元进行网络环境的检测主要是用于：

统计单位时间内进行增量备份的备份数据量；

判断该备份数据量是否大于备份数据量的阈值；

在判断为是时，检测主备板卡增量备份时的敏感数据源在单位时间内处理的次数是否大于该次数的阈值。

8.根据权利要求7所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，其特征在于，所述检测单元中两项判断或检测中任意一项判断为否时均启动第一执行单元。

9.根据权利要求6所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，其特征在于，所述第二执行单元中延时定时器的时长等于初始时长乘以2的N次方秒，其中该N为连续超时的次数。

10.根据权利要求6所述的数据震荡环境下的高可靠性备份的实现装置，其特征在于，所述第一执行单元还用于：

检测增量备份开关是否关闭；

在判断为否时，继续进行增量备份；

在判断为是时，检测进行增量备份的数据量是否小于恢复阈值，若小于恢复阈值则启动第三执行单元，若大于恢复阈值则结束处理。

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