CN109508261A - 一种基于大数据的电网数据节点备份方法及备份*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于大数据的电网数据节点备份方法及***，该***包括主服务器组和备份服务器组，其中主服务器组包括N个互不连接的主服务器，用于存储数据并接受客户端的读写访问操作，而备份服务器组包括N个连接为环形网络的备份服务器，其用于备份对应主服务器的数据，并在主服务器失效时向客户端提供服务。备份服务器组中的每一个备份服务器的存储空间划分为两部分，其中第一部分用于对其所对应的主服务器进行热备份，第二部分为可用的存储部分，在其相邻的备份服务器无法工作时，其可以提供存储空间供客户端进行写入数据的操作。

Description

一种基于大数据的电网数据节点备份方法及备份***

技术领域

本发明涉及服务器备份的技术领域，特别涉及一种基于大数据的电网数据节点备份方法及备份***。

背景技术

随着电力业务的发展，电力用户规模迅速扩张，电网***需要使用大量的数据节点来保存相应的数据以供客户端进行读写查询等操作。为了保障数据节点的正常运行，一般都会对数据节点进行备份。现有技术中，经常采用的方式是双机热备份，即主服务器与备份服务器直接相连、实时备份，一旦主服务器出现故障，就立刻切换到备份服务器，由备份服务器接替主服务器提供相应的服务，同时对主服务器进行修理重启等操作，待主服务器正常运行后，又可恢复为双机热备份的模式。

但是，当前电力通信网络***中，主服务器与备份服务器极有可能具有相同的机房物理位置，例如位于同一个机房中，或位于同一个县市的不同机房中，因此在机房环境出现不理想的状况时，存在主服务器和备份服务器同时失效的可能性，给网络通信的连续性带来重大影响。而且，主服务器出现故障的原因很可能是突如其来的大量数据访问，在这种情况下，备份服务器也可能在短时间内失效，从而无法为客户端提供服务。在现有技术中，例如在中国授权发明专利ZL201710388516.1中，提供了一种认证服务器环形逃生***和方法，其通过提供三台服务器来实现认证和逃生功能，其使用的服务器数量较多，成本较高。

因此，如何改进当前的备份方法以使得电网数据节点能够更好的应对极端状况的出现，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于大数据的电网数据节点备份***，其特征在于，该***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，备份服务器组T中包括N个连接为环形网络的备份服务器，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数；备份服务器组T中的每一个备份服务器T_i的存储空间划分为两部分L₀和L₁；每一个备份服务器T_i均维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息。

本发明还提供了一种基于大数据的电网数据节点备份***，其特征在于，该***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，备份服务器组T中包括N个连接为星形网络的备份服务器，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数；备份服务器组T中的每一个备份服务器T_i的存储空间划分为两部分L₀和L₁；星形网络的中心是一网络控制器，其与每个备份服务器相连，该网络控制器维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息。

本发明还提供了相应的基于大数据的电网数据节点备份方法，其中，根据本发明的第一方面，该方法包括，步骤S100，判断主服务器S_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则切换到该主服务器S_i对应的备份服务器T_i，由T_i对客户端进行服务；

步骤S200，判断备份服务器T_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则根据状态列表中的信息确定由其相邻的备份服务器T_i+1和/或T_i-1对客户端进行服务；

其中，每个备份服务器通过环形网络实时更新该状态列表中的信息。

步骤S300，实时检测备份服务器T_i+1和/或T_i-1是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果二者中至少一个无法正常工作，则重复执行步骤S200。

步骤S400，当主服务器恢复正常时，由各个备份服务器向主服务器写回数据。

根据本发明的第二方面，该方法包括，步骤S100，判断主服务器S_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则切换到该主服务器S_i对应的备份服务器T_i，由T_i对客户端进行服务；

步骤S200，判断备份服务器T_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则在网络控制器的控制下，根据状态列表中的信息确定由其他可用的备份服务器向客户端提供服务；

其中，网络控制器通过星形网络实时更新状态列表中的信息。

步骤S300，实时检测正在使用的备份服务器是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果其中至少一个无法正常工作，则重复执行步骤S200。

步骤S400，当主服务器恢复正常时，由各个备份服务器向主服务器写回数据。

通过本发明的这种基于大数据的电网数据节点备份方法及***，能够在不增加备份服务器数量的前提下，更加有效的应对网络中极端的状况，并提供更加可靠的备份方案。

附图说明

图1是根据本发明的第一方面的基于大数据的电网数据节点备份***的示意性结构图；

图2是根据本发明的第二方面的基于大数据的电网数据节点备份***的示意性结构图。

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，将结合附图对本发明作进一步地详细描述。这种描述是通过示例而非限制的方式介绍了与本发明的原理相一致的具体实施方式，这些实施方式的描述是足够详细的，以使得本领域技术人员能够实践本发明，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以使用其他实施方式并且可以改变和/或替换各要素的结构。因此，不应当从限制性意义上来理解以下的详细描述。

如图1所示，根据本发明的第一方面，提供了一种基于大数据的电网数据节点备份方法及备份***，该备份***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，用于存储数据并接受客户端的读写访问操作，而备份服务器组T中包括N个连接为环形网络的备份服务器，其用于备份对应的主服务器的数据，并在主服务器失效时向客户端提供服务，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数。

在图1所示的示意性结构图中，备份服务器组T中的每一个备份服务器T_i的存储空间可以划分为两部分，其中第一部分用于对其所对应的主服务器S_i进行热备份，第二部分为可用的存储部分，在其相邻的备份服务器T_i-1或T_i+1无法工作时，其可以提供存储空间供客户端进行写入数据的操作。为达成此目的，每一个备份服务器T_i均维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息，包括但不限于，每个备份服务器的ID，每个备份服务器的当前状态，每个备份服务器的第一部分存储空间，每个备份服务器的第二部分存储空间，每个备份服务器的平均无故障时间(MTBF)，每个备份服务器T_i到相邻备份服务器T_i-1和T_i+1的网络连接时间等等。本领域的技术人员可以理解，任何用于表征备份服务器的状态及可连接性的参数均可以在该状态列表中维护。各个备份服务器通过环形网络实时更新该状态列表。

根据本发明的第一方面，在如图1所示的示意性结构图中，整个备份***执行如下的备份方法：备份服务器T_i的存储空间分为L₀和L₁两部分；主服务器组S中的主服务器S_i与备份服务器组T中的备份服务器T_i一一对应进行热备份，该热备份存储于备份服务器T_i的L₀区域中；一旦某个主服务器S_i出现故障无法服务，则由其对应的备份服务器T_i向客户端提供服务；主服务器S_i出现故障期间，一旦对应的备份服务器T_i也出现故障，则由该备份服务器T_i的相邻备份服务器T_i-1和/或T_i+1向客户端提供写入数据的存储空间L₁。可以根据前文所述的表征备份服务器状态及可连接性的参数来选择是由T_i-1或T_i+1中的一个或者两个来提供存储空间L₁。具体而言，根据状态列表中的参数检测T_i-1和/或T_i+1的L1中是否已经存储有数据，如果某一个的L1中存储有数据，则选择另外一个没有存储数据的来提供存储空间；如果二者均没有存储数据，可以由二者中L₁区域较大的那个来提供供客户端写入数据的存储空间，或者由二者中平均无故障时间MTBF较长的那个来提供供客户端写入数据的存储空间，或者由二者中网络连接时间较短的那个来提供供客户端写入数据的存储空间；如果二者均存储有数据，那么按照二者L₁区域的大小比例来由二者按照该比例共同承担所需的存储空间等等。

根据现实中出现的情况，可以考虑更加极限的状况，即，已经在提供存储空间的备份服务器T_i-1和/或T_i+1中的至少一个发生故障时的处理方法。在此情况下，只需继续重复执行之前所述的选择备份服务器的步骤即可解决问题。也就是说，由于状态列表中指明了某备份服务器的当前状态(是否正在提供服务，是否正常工作等等)，且该状态列表是实时更新的，所以只需在该备份服务器无法工作时，继续重复之前的操作即可根据同一标准从其余的备份服务器中进行选择。在主服务器及其相应的备份服务器重新可用时，替代它们进行服务的备份服务器应当将所存储的与它们相关的数据写回到主服务器及其对应的备份服务器中。

由于不同的备份服务器位于不同的县市，在物理距离上有所间隔，机房条件也不尽相同，不同县市的备份服务器所采用的服务器品牌和性能也有所不同，同时出现故障的概率极低，因此，采用本发明的这种备份方法可以在不增加备份服务器的前提下，有效的解决在主服务器和备份服务器同时故障时电网数据通信中断的问题。

如图2所示，根据本发明的第二方面，提供了一种基于大数据的电网数据节点备份方法及备份***，该备份***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，用于存储数据并接受客户端的读写访问操作，而备份服务器组T中包括N个连接为星形网络的备份服务器，其用于备份对应的主服务器的数据，并在主服务器失效时向客户端提供服务，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数。星形网络的中心是一个网络控制器，其用于维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息，包括但不限于，每个备份服务器的ID，每个备份服务器的当前状态，每个备份服务器的第一部分存储空间，每个备份服务器的第二部分存储空间，每个备份服务器的平均无故障时间(MTBF)，每个备份服务器T_i到其他备份服务器T_j的网络连接时间等等。本领域的技术人员可以理解，任何用于表征备份服务器的状态及可连接性的参数均可以在该状态列表中维护。网络控制器根据与各个备份服务器的通讯情况，实时更新该状态列表。本领域的技术人员了解，该网络控制器可以以服务器的形式实现。

根据本发明的第二方面，在如图2所示的示意性结构图中，整个备份***执行如下的备份方法：备份服务器T_i的存储空间分为L₀和L₁两部分；主服务器组S中的主服务器S_i与备份服务器组T中的备份服务器T_i一一对应进行热备份，该热备份存储于备份服务器T_i的L₀区域中；一旦某个主服务器S_i出现故障无法服务，则由其对应的备份服务器T_i向客户端提供服务；主服务器S_i出现故障期间，一旦对应的备份服务器T_i也出现故障，则在网络控制器的控制下，由其他备份服务器向客户端提供写入数据的存储空间L₁。可以根据前文所述的表征备份服务器状态及可连接性的参数来选择是由哪个备份服务器或者哪些备份服务器来提供存储空间L₁。具体而言，可以由所有能够正常工作的备份服务器中L₁区域较大的那个来提供供客户端写入数据的存储空间，或者由所有能够正常工作的备份服务器中平均无故障时间MTBF较长的那个来提供供客户端写入数据的存储空间，或者由所有能够正常工作的备份服务器中网络连接时间较短的那个来提供供客户端写入数据的存储空间。为了使得一个备份服务器不承担过多的数据流量，网络控制器还可以根据一定的算法确定由多个备份服务器提供供客户端写入数据的存储空间。例如，网络控制器可以根据状态列表确定固定数量的备份服务器提供存储空间，确定的依据可以是L₁存储空间的大小、平均无故障时间MTBF的时长、网络连接时间的长短等等。例如，网络控制器根据状态列表中的参数选择L₁存储空间最大的M个备份服务器提供服务，或者选择平均无故障时间MTBF最长的M个备份服务器，或者选择网络连接时间最短的M个备份服务器。为了使得网络的整体负载较小并安全可控，M的优选值是2或者3。网络控制器还可以根据状态列表确定所有符合预设阈值的备份服务器提供存储空间，例如，网络控制器确定所有L₁大于500TB的备份服务器提供存储空间，或者确定所有平均无故障时间大于十万小时的备份服务器提供存储空间，或者确定所有网络连接时间小于50微秒的备份服务器提供存储空间。

在上述方法中，网络控制器处于中心调节控制的地位，其与每个备份服务器通过网络相连接，通过网络实时更新状态列表的信息。各个备份服务器可以通过网络两两之间全部互联，也可以出于节约成本的需要，仅相邻的备份服务器之间互联或者各个备份服务器在保证至少连接其余两个其他备份服务器的情况下任意互联。

同样地，考虑更加极限的状况，即，已经在提供存储空间的M个备份服务器中的至少一个发生故障时的处理方法。在此情况下，只需继续重复执行之前所述的选择备份服务器的步骤即可解决问题。也就是说，由于网络控制器维护的状态列表中指明了某备份服务器的当前状态(是否正在提供服务，是否正常工作等等)，且该状态列表是实时更新的，所以只需在该备份服务器无法工作时，继续重复之前的操作即可根据同一标准从其余的备份服务器中进行选择。这样一来，可以将提供服务的备份服务器的数量始终保持为M个，直至备份服务器组T中可用的备份服务器数量小于M个为止。而根据一般常识，这种情况基本不可能出现，或者在此之前，主服务器及其它备份服务器已经修好或重启，能够提供正常服务了。在主服务器及其相应的备份服务器重新可用时，替代它们进行服务的备份服务器应当将所存储的与它们相关的数据写回到主服务器及其对应的备份服务器中。

本发明公开的方法包括用于实现本发明目的的一个或多个步骤，方法步骤可彼此相互交换而没有离开本发明的范围。换言之，除非实施例的正常操作需要特定顺序的步骤，可修改具体步骤的顺序，而不会离开本发明精神的范围。尽管本发明主要描述了具体实施例和应用，但本领域技术人员应理解本发明并不局限于此。根据本发明公开的方法和***，对于本领域技术人员明显的各种修改、变化以及改变均不背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据的电网数据节点备份***，其特征在于，该***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，备份服务器组T中包括N个连接为环形网络的备份服务器，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数；备份服务器组T中的每一个备份服务器T_i的存储空间划分为两部分L₀和L₁；每一个备份服务器T_i均维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息。

2.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述的每个备份服务器的各项信息包括每个备份服务器的ID，每个备份服务器的当前状态，每个备份服务器的第一部分存储空间L₀，每个备份服务器的第二部分存储空间L₁，每个备份服务器的平均无故障时间(MTBF)，每个备份服务器T_i到相邻备份服务器T_i-1和T_i+1的网络连接时间。

3.一种使用如权利要求2所述的基于大数据的电网数据节点备份方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S100，判断主服务器S_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则切换到该主服务器S_i对应的备份服务器T_i，由T_i对客户端进行服务；

步骤S200，判断备份服务器T_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则根据状态列表中的信息确定由其相邻的备份服务器T_i+1和/或T_i-1对客户端进行服务；

其中，每个备份服务器通过环形网络实时更新该状态列表中的信息。

步骤S300，实时检测备份服务器T_i+1和/或T_i-1是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果二者中至少一个无法正常工作，则重复执行步骤S200。

4.根据权利要求3所述的备份方法，其特征在于，还包括步骤S400，当主服务器恢复正常时，由各个备份服务器向主服务器写回数据。

5.根据权利要求3或4所述的备份方法，其特征在于，根据状态列表中的信息确定由其相邻的备份服务器T_i+1和/或T_i-1对客户端进行服务包括，根据状态列表中的参数检测T_i-1和/或T_i+1的L1中是否已经存储有数据，如果某一个的L1中存储有数据，则选择另外一个没有存储数据的来提供服务；如果二者均没有存储数据，由二者中L₁区域较大者来提供服务，或者由二者中平均无故障时间MTBF较长者来提供服务，或者由二者中网络连接时间较短者来提供服务；如果二者均存储有数据，那么根据T_i+1和T_i-1二者L₁区域的大小比例来由二者按照该比例共同提供服务。

6.一种基于大数据的电网数据节点备份***，其特征在于，该***包括主服务器组S＝{S₁,S₂……S_N}和备份服务器组T＝{T₁，T₂……T_N}，其中主服务器组S中包括N个(N为自然数，N>＝2)互不连接的主服务器S₁,S₂……S_N，备份服务器组T中包括N个连接为星形网络的备份服务器，其中T_i是对应于主服务器S_i的备份服务器，i为1到N之间的自然数；备份服务器组T中的每一个备份服务器T_i的存储空间划分为两部分L₀和L₁；星形网络的中心是一网络控制器，其与每个备份服务器相连，该网络控制器维护一个状态列表，该状态列表中载明了每个备份服务器的各项信息。

7.根据权利要求6所述的备份***，其特征在于，所述的每个备份服务器的各项信息包括每个备份服务器的ID，每个备份服务器的当前状态，每个备份服务器的第一部分存储空间L₀，每个备份服务器的第二部分存储空间L₁，每个备份服务器的平均无故障时间(MTBF)，每个备份服务器T_i到其他可用的备份服务器T_j的网络连接时间。

8.一种使用如权利要求6所述的基于大数据的电网数据节点备份方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S100，判断主服务器S_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则切换到该主服务器S_i对应的备份服务器T_i，由T_i对客户端进行服务；

步骤S200，判断备份服务器T_i是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果无法正常工作，则在网络控制器的控制下，根据状态列表中的信息确定由其他可用的备份服务器向客户端提供服务；

其中，网络控制器通过星形网络实时更新状态列表中的信息。

步骤S300，实时检测正在使用的备份服务器是否正常工作，如果正常工作，结束流程；如果其中至少一个无法正常工作，则重复执行步骤S200。

9.根据权利要求8所述的备份方法，其特征在于，还包括步骤S400，当主服务器恢复正常时，由各个备份服务器向主服务器写回数据。

10.根据权利要求8或9所述的备份方法，其特征在于，所述的在网络控制器的控制下，根据状态列表中的信息确定由其他可用的备份服务器向客户端提供服务，包括，网络控制器根据L₁存储空间的大小、平均无故障时间MTBF的时长、网络连接时间的长短确定M个备份服务器提供服务，M的优选值是2或者3；或者包括，网络控制器根据L₁存储空间的大小、平均无故障时间MTBF的时长、网络连接时间的长短确定所有符合预设阈值的备份服务器提供服务。