CN1851657A - 一种双机备份实现方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双机备份实现方法，首先在实现双机备份的两台服务器上分别增加与对方通信的接口，然后通过主用服务器和备用服务器的信令交换，实现两服务器的主用、备用态的切换，并通过主用服务器将服务数据同步发送到备用服务器上，实现两服务器的数据同步。本发明同时公开了一种双机备份***，包括主用服务器、备用服务器和客户端。本发明提供的方法不受操作***限制，可在各种操作***平台上运行；完全由软件实现，不增加任何硬件成本。本发明提供的***不受服务器硬件限制，任意两种类型的服务器都可组成双机备份***；兼容性好，已有的单机***可方便升级到双机备份***；不需共享存储介质，节省空间。

Description

一种双机备份实现方法及***

技术领域

本发明涉及双机备份领域，具体涉及一种双机备份实现方法及***。

背景技术

目前，为了确保电信级服务器能够长期稳定运行，对其部分部件提供了冗余设计，如电源冗余、网卡冗余、硬盘镜像等。但是，若服务器的关键部件发生故障，如中央处理器(CPU)故障、内存故障、主板故障等，整个服务器就会停止运行，无法继续提供服务，结果会严重影响整个***的运行，例如：造成业务中断等。

为了在一台服务器发生故障的情况下，另一台服务器能够在短时间内代替其提供服务。Microsoft公司的Windows 2000 Advanced Server操作***提供了群集服务，通过该服务，Windows 2000 Advanced Server操作***能利用两台服务器提供双机备份功能。如图1所示，服务器1和服务器2组成群集服务***，它们共享存储介质，在服务器1停止工作后，服务器2就会接替其提供服务。这样，给客户端1、2、3提供的服务可能会受到短暂影响，但是不会永久丧失。

现有技术的缺点如下：

1、受操作***的限制。操作***的版本必须是Windows NT Server 4.0以上。

2、存储介质共享，价格昂贵，且受地域限制。两台服务器通过小型计算机***接口(SCSI，Small Computer System Interface)和共享的存储介质相连，使得硬件成本非常昂贵，同时，由于SCSI支持的距离很短，因此两台服务器的存放位置受限。

3、必须为共享存储介质提供存放空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种双机备份实现方法，以实现不受操作***限制、并不增加硬件成本的双机备份。

同时，本发明提供一种双机备份***，以实现不受服务器硬件限制的双机备份。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双机备份实现方法，该方法在两台服务器上分别增加与对方通信的接口以组成双机备份***，一台服务器激活为主用服务器，另一台服务器激活为备用服务器，主用服务器将服务数据同步发送给备用服务器，且该两服务器定时向对方发送状态通知消息，进一步包括：

A、主用服务器需要进行状态切换，向备用服务器发送状态切换请求；

B、备用服务器收到该状态切换请求后，判断当前是否满足切换条件，若否，给主用服务器返回拒绝切换消息，本流程结束；否则，给主用服务器返回允许切换消息，并在收到主用服务器的状态通知后，根据主用服务器的状态调整自身状态。

所述两台服务器各自增加的与对方通信的接口的个数大于1。

所述一台服务器激活为主用服务器具体包括：

该服务器开始初始化，并判断自身是否能进入正激活态，若是，分配主用相关资源，并在分配完后进入主用态，成为主用服务器；否则，判断自身是否能进入正去激活态，若能进入，则进入备用态，成为备用服务器；若不能进入，则保持当前初始化态不变。

所述服务器判断自身是否能进入正激活态具体包括：

该服务器接收另一台服务器返回的状态通知，若返回的状态是初始化态，则通过协商或预先设定原则，判断自身是否能进入正激活态，若是，则确认能进入正激活态，否则，确认不能进入正激活态；若返回的状态是备用态，则确认能进入正激活态。

所述服务器判断自身是否能进入正去激活态具体包括：

该服务器接收另一台服务器返回的状态通知，若返回的状态是主用态，则确认自身能进入正去激活态。

所述另一台服务器激活为备用服务器具体包括：

该服务器判断接收到的另一台服务器的状态是否为主用态，若是，该服务器激活为备用服务器；否则，保持当前状态不变。

所述主用服务器将服务数据同步发送给备用服务器具体包括：

主用服务器通过文件传输协议FTP，定时将文件发送给备用服务器；

或者，主用服务器首先采用FTP与备用服务器实现同步，然后将服务数据同时写到主用服务器和备用服务器；

或者，主用服务器通过数据库管理***提供的数据同步技术将服务数据同步发送给备用服务器的数据库。

所述备用服务器的数据库为Microsoft提供的结构化查询语言服务器SQL Server数据库，

所述数据同步技术为：SQL Server数据库提供的日志备份/恢复技术，或事物同步复制技术。

步骤B所述备用服务器判断当前是否满足切换条件具体包括：

备用服务器判断当前是否已完成数据同步，且当前自身满足成为主用服务器的要求，若是，判定当前满足切换条件；否则，判定当前不满足切换条件。

步骤B所述备用服务器收到的主用服务器的状态通知为：备用态，

步骤B所述备用服务器调整自身状态，具体包括：备用服务器进入正激活态，分配主用相关资源，并在分配完后进入主用态，成为主用服务器。

所述备用服务器发送允许切换消息之后、收到主用服务器为备用态的状态通知之前，进一步包括：

主用服务器在收到备用服务器发送的允许切换消息之后，进入正去激活态，释放主用相关资源，并在释放完后，进入备用态，成为备用服务器。

所述双机备份***进一步包括：主用服务器为其提供服务的客户端，

且所述主用服务器进入备用态之后进一步包括：客户端根据自身保存的会话信息，主动发起建立连接请求；

或者，所述备用服务器进入主用态，成为主用服务器之后进一步包括：该主用服务器根据自身保存的会话信息，向客户端发起建立连接请求。

步骤B所述备用服务器收到的主用服务器的状态通知为：主用态，

步骤B所述备用服务器调整自身状态为：备用服务器继续保持备用态。

所述方法进一步包括：

备用服务器没有收到主用服务器的定时状态通知消息，备用服务器主动进入正激活态，分配完主用相关资源后，进入主用态，成为主用服务器。

所述主用相关资源至少包括：主用服务器和备用服务器共享的、用于客户端寻址的、且在同一时刻只能由主用服务器占用的虚拟地址。

一种双机备份***，包括主用服务器、备用服务器和客户端，主用服务器和备用服务器上分别具有与对方进行通信的接口，且该两服务器定时向对方发送状态通知，其中，

主用服务器：用于为客户端提供服务，并将服务数据同步发送给备用服务器，同时，在需要切换状态时，给备用服务器发送状态切换请求，并在接收到备用服务器的允许切换消息时，将自身状态切换到备用态；

备用服务器：用于接收主用服务器发送的服务数据，并在接收到主用服务器的状态切换请求后，给主用服务器返回允许切换或拒绝切换消息，然后根据主用服务器返回的状态通知，调整自身状态；

客户端：用于向主用服务器发送服务请求，或接收主用服务器返回的服务响应。

所述主用服务器和备用服务器分别进一步用于，在当前状态为初始化态时，根据对方返回的状态调整自身状态；

和/或所述备用服务器进一步用于，在当前为备用态且没有收到对方的定时状态通知后，主动进入主用态；

和/或所述主用服务器进一步用于，在刚进入主用态时，根据自身保存的会话信息，向客户端发送建立连接请求。

所述客户端进一步用于，在与主用服务器中断通信后，根据自身保存的会话信息，向主用服务器发送建立连接请求。

与现有技术相比，本发明所提供的双机备份实现方法及***，首先在实现双机备份的两台服务器上分别增加与对方通信的接口，然后通过主用服务器和备用服务器的信令交换，实现两台服务器的主用、备用态的切换，并通过主用服务器将服务数据同步发送到备用服务器上，实现两台服务器的数据同步。本发明提供的方法不受操作***限制，可在各种操作***平台上运行；完全由软件实现，不增加任何硬件成本。本发明提供的***不受服务器硬件限制，任意两种类型的服务器都可组成双机备份***；兼容性好，已有的单机***可方便升级到双机备份***；不需共享存储介质，节省空间。

附图说明

图1为现有技术实现群集服务的***组成图；

图2为本发明实现双机备份的***组成图；

图3为本发明提供的实现双机备份的流程图；

图4为本发明提供的实现双机备份的具体实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明中的双机备份***可以利用两台任意类型的服务器实现，只需在该两台服务器上分别增加与对方通信的接口，如串口、网口等即可。为了保证可靠通信，可设定多个通信接口，以保证在一个通信接口故障时，其它通信接口可以继续实现两服务器间的通信。

图2是本发明实现双机备份的***组成图，如图2所示，该***主要包括：

服务器1和服务器2：在同一时刻，该两服务器，分别为主用服务器和备用服务器，且，定时向对方发送状态通知消息，且，

主用服务器，用于为客户端提供服务，并将服务数据同步发送给备用服务器，同时，在需要切换状态时，给备用服务器发送状态切换请求，并在接收到备用服务器的允许切换消息时，将自身状态切换到备用态；

备用服务器，用于接收主用服务器发送的服务数据，并在接收到主用服务器的状态切换请求后，给主用服务器返回允许切换或拒绝切换消息，然后根据主用服务器返回的状态通知，调整自身状态。

进一步地，服务器1和2分别用于：在当前状态为初始化态时，根据对方返回的状态，调整自身状态；

或者进一步分别用于：在当前为备用态且没有收到对方的定时状态通知后，主动进入主用态；

或者进一步分别用于：在刚进入主用态时，根据自身保存的会话信息，向客户端发送建立连接请求。

客户端：用于向主用服务器发送服务请求，或接收主用服务器返回的服务响应。

进一步地，客户端用于：在与主用服务器中断通信后，根据自身保存的会话信息，向主用服务器发送建立连接请求。

客户端可为1个，也可为多个。

图3是本发明提供的实现双机备份的流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤301：两台服务器中的一台激活为主用服务器，另一台激活为备用服务器，主用服务器将服务数据同步发送给备用服务器，同时，主用服务器和备用服务器定时给对方发送状态通知消息，通知对方自己当前所处的状态。

步骤302：在需要切换状态时，主用服务器向备用服务器发起状态切换请求。

在主用服务器发生故障后，或者人工要求状态切换时，主用服务器会主动发起状态切换请求。

步骤303：备用服务器收到该状态切换请求，判断当前是否满足切换条件，若是，执行步骤305；否则，执行步骤304。

步骤304：备用服务器给主用服务器返回拒绝切换消息，本流程结束。

若当前正在进行数据同步过程，或备用服务器产生了软硬件故障，使得备用服务器不满足成为主用服务器的要求等，备用服务器就会拒绝切换。

步骤305：备用服务器给主用服务器返回允许切换消息。

步骤306：备用服务器收到主用服务器的状态通知，根据主用服务器的状态，调整自身状态。

若主用服务器收到了允许切换消息，主用服务器就会进入备用态，成为备用服务器，那么，备用服务器收到原主用服务器的状态通知后，就会进入主用态，成为主用服务器；若由于通信暂时中断等原因，使得主用服务器没有收到允许切换消息，那么，主用服务器就会继续保持主用态，备用服务器收到主用服务器的状态通知后，就仍然保持备用态。

图4是本发明提供的实现双机备份的具体实施例的流程图，为方便起见，将两台服务器分别称为服务器1和服务器2。如图4所示，其具体步骤如下：

步骤401：一台服务器即服务器1开始初始化。

步骤402：服务器1根据决策策略判断自身是否能进入正激活态，若是，执行步骤403；否则，执行步骤411。

服务器在进入主用态之前，要先进入正激活态，以分配主用相关资源；同样，服务器在进入备用态之前，要先进入正去激活态，以释放相关资源。

服务器1在初始化时，会根据服务器2返回的状态通知，进行决策，具体如下：

在以下情况下，服务器1能进入正激活态：

一、服务器2也是初始化态，且通过协商或根据预先设定原则，当前服务器1能进入正激活态；

预先设定原则可以是指定其中一台服务器享有优先进入正激活态的权利；也可以在服务器初始化时，同时生成一随机码，设定随机码小者享有优先进入正激活态的权利。

二、服务器2是备用态。

当服务器2是主用态时，服务器1进入正去激活态。

在其余情况即下述情况下，服务器1要继续保持初始化态：

一、服务器2也是初始化态，且通过协商或根据预先设定原则，当前服务器1不能进入正激活态；

二、服务器2虽然返回消息，但服务器2状态不确定；

三、服务器2是正去激活态；

四、服务器2是正激活态。

步骤403：该服务器即服务器1进入正激活态，开始分配主用相关资源，分配完毕，进入主用态，成为主用服务器，并将服务数据同步发送给备用服务器。

若另一服务器即服务器2正处于初始化态，那么，服务器2会根据服务器1返回的状态通知消息，判断服务器1是否已进入主用态，若是，服务器2就进入正去激活态，然后进入备用态，成为备用服务器；否则，保持当前状态不变。

主用相关资源包括：虚拟IP地址等。两台服务器各有一个物理地址，该物理地址可用于它们之间的相互寻址。同时，为了在主备切换过程中，不影响对外提供服务，即提供透明的切换过程，两台服务器可共享一个虚拟IP地址，该虚拟IP地址在同一时刻只由主用服务器占用，用于客户端对主用服务器的寻址。

步骤404：在需要切换状态时，主用服务器向备用服务器发送状态切换请求，同时自身进入请求切换态。

在主用服务器发生故障后，或者人工要求状态切换时，主用服务器会主动发起状态切换请求。

步骤405：备用服务器收到该状态切换请求，判断当前是否满足切换条件，若是，执行步骤407；否则，执行步骤406。

步骤406：备用服务器给主用服务器返回拒绝切换消息，本流程结束。

步骤407：备用服务器给主用服务器返回允许切换消息，同时自身进入允许切换态。

若主用服务器收到了允许切换消息，就会进入正去激活态，在释放完主用相关资源后，进入备用态，成为备用服务器。

若由于通信暂时中断等原因，主用服务器没有收到允许切换消息，就会继续保持在主用态。

步骤408：备用服务器收到主用服务器的状态通知，判断主用服务器返回的状态是备用态还是主用态，若是备用态，执行步骤409；若是主用态，执行步骤410。

步骤409：备用服务器进入正激活态，开始分配主用相关资源，资源分配完毕，进入主用态，成为主用服务器，同时将服务数据发送给新备用服务器即原主用服务器，本流程结束。

释放的主用相关资源包括：虚拟IP地址等。

步骤410：备用服务器进入正去激活态，然后重新进入备用态，仍然为备用服务器，本流程结束。

步骤411：该服务器根据决策策略判断自身是否能进入正去激活态，若是，执行步骤412；否则，返回步骤402。

步骤412：该服务器进入正去激活态，开始释放相关资源，释放完毕，进入备用态，成为备用服务器。

在主备切换过程中，从原主用服务器关闭服务到新主用服务器启动服务，会产生间隔很小的服务中断，并导致提供的服务中止。此时，客户端可根据自身保存的会话信息，主动发起建立连接请求；或者，等待进入主用态后的新主用服务器根据会话信息发起的建立连接请求。会话信息包含：会话标识、客户端信息、服务器信息等。

在本发明中，主用服务器和备用服务器之间实现数据同步可采用以下两种方式：

一、若备用服务器是以文件方式读取数据，则主用服务器可通过文件传输协议(FTP，File Transfer Protocol)，定时将文件发送给备用服务器；或者，主用服务器开始时采用FTP与备用服务器实现同步，然后将服务数据同时写到自身和备用服务器，以提高数据传输的效率。

二、若备用服务器是以数据库方式读取数据，则可通过数据库管理***提供的数据同步技术实现数据同步。如：备用服务器的数据库类型为Microsoft提供的结构化查询语言服务器(SQL Server)，则可选择SQL Server数据库提供的日志备份/恢复技术或事物同步复制技术实现数据同步。

另外，若备用服务器在定时时长内，没有收到主用服务器的定时状态通知消息，则备用服务器认为主用服务器发生异常，可主动进入正激活态，分配完主用相关资源后，进入主用态，成为主用服务器。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1、一种双机备份实现方法，其特征在于，在两台服务器上分别增加与对方通信的接口以组成双机备份***，一台服务器激活为主用服务器，另一台服务器激活为备用服务器，主用服务器将服务数据同步发送给备用服务器，且该两服务器定时向对方发送状态通知消息，该方法进一步包括：

A、主用服务器需要进行状态切换，向备用服务器发送状态切换请求；

B、备用服务器收到该状态切换请求后，判断当前是否满足切换条件，若否，给主用服务器返回拒绝切换消息，本流程结束；否则，给主用服务器返回允许切换消息，并在收到主用服务器的状态通知后，根据主用服务器的状态调整自身状态。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两台服务器各自增加的与对方通信的接口的个数大于1。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一台服务器激活为主用服务器具体包括：

该服务器开始初始化，并判断自身是否能进入正激活态，若是，分配主用相关资源，并在分配完后进入主用态，成为主用服务器；否则，判断自身是否能进入正去激活态，若能进入，则进入备用态，成为备用服务器；若不能进入，则保持当前初始化态不变。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述服务器判断自身是否能进入正激活态具体包括：

该服务器接收另一台服务器返回的状态通知，若返回的状态是初始化态，则通过协商或预先设定原则，判断自身是否能进入正激活态，若是，则确认能进入正激活态，否则，确认不能进入正激活态；若返回的状态是备用态，则确认能进入正激活态。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述服务器判断自身是否能进入正去激活态具体包括：

该服务器接收另一台服务器返回的状态通知，若返回的状态是主用态，则确认自身能进入正去激活态。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述另一台服务器激活为备用服务器具体包括：

该服务器判断接收到的另一台服务器的状态是否为主用态，若是，该服务器激活为备用服务器；否则，保持当前状态不变。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用服务器将服务数据同步发送给备用服务器具体包括：

主用服务器通过文件传输协议FTP，定时将文件发送给备用服务器；

或者，主用服务器首先采用FTP与备用服务器实现同步，然后将服务数据同时写到主用服务器和备用服务器；

或者，主用服务器通过数据库管理***提供的数据同步技术将服务数据同步发送给备用服务器的数据库。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述备用服务器的数据库为Microsoft提供的结构化查询语言服务器SQL Server数据库，

所述数据同步技术为：SQL Server数据库提供的日志备份/恢复技术，或事物同步复制技术。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述备用服务器判断当前是否满足切换条件具体包括：

备用服务器判断当前是否已完成数据同步，且当前自身满足成为主用服务器的要求，若是，判定当前满足切换条件；否则，判定当前不满足切换条件。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述备用服务器收到的主用服务器的状态通知为：备用态，

步骤B所述备用服务器调整自身状态，具体包括：备用服务器进入正激活态，分配主用相关资源，并在分配完后进入主用态，成为主用服务器。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述备用服务器发送允许切换消息之后、收到主用服务器为备用态的状态通知之前，进一步包括：

主用服务器在收到备用服务器发送的允许切换消息之后，进入正去激活态，释放主用相关资源，并在释放完后，进入备用态，成为备用服务器。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述双机备份***进一步包括：主用服务器为其提供服务的客户端，

且所述主用服务器进入备用态之后进一步包括：客户端根据自身保存的会话信息，主动发起建立连接请求；

或者，所述备用服务器进入主用态，成为主用服务器之后进一步包括：该主用服务器根据自身保存的会话信息，向客户端发起建立连接请求。

13、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述备用服务器收到的主用服务器的状态通知为：主用态，

步骤B所述备用服务器调整自身状态为：备用服务器继续保持备用态。

14、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

备用服务器没有收到主用服务器的定时状态通知消息，备用服务器主动进入正激活态，分配完主用相关资源后，进入主用态，成为主用服务器。

15、如权利要求3、10、14所述的方法，其特征在于，所述主用相关资源至少包括：主用服务器和备用服务器共享的、用于客户端寻址的、且在同一时刻只能由主用服务器占用的虚拟地址。

16、一种双机备份***，包括主用服务器、备用服务器和客户端，其特征在于，主用服务器和备用服务器上分别具有与对方进行通信的接口，且该两服务器定时向对方发送状态通知，其中，

主用服务器：用于为客户端提供服务，并将服务数据同步发送给备用服务器，同时，在需要切换状态时，给备用服务器发送状态切换请求，并在接收到备用服务器的允许切换消息时，将自身状态切换到备用态；

备用服务器：用于接收主用服务器发送的服务数据，并在接收到主用服务器的状态切换请求后，给主用服务器返回允许切换或拒绝切换消息，然后根据主用服务器返回的状态通知，调整自身状态；

客户端：用于向主用服务器发送服务请求，或接收主用服务器返回的服务响应。

17、如权利要求16所述的***，其特征在于，所述主用服务器和备用服务器分别进一步用于，在当前状态为初始化态时，根据对方返回的状态调整自身状态；

和/或所述备用服务器进一步用于，在当前为备用态且没有收到对方的定时状态通知后，主动进入主用态；

和/或所述主用服务器进一步用于，在刚进入主用态时，根据自身保存的会话信息，向客户端发送建立连接请求。

18、如权利要求16所述的***，其特征在于，所述客户端进一步用于，在与主用服务器中断通信后，根据自身保存的会话信息，向主用服务器发送建立连接请求。

Images