專利名稱：移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域的緊耦合多機(jī)系統(tǒng)，特別是涉及一種在群集系統(tǒng)服務(wù)器本地建立數(shù)據(jù)庫以提高歸屬位置寄存器(Home Location Register，簡稱HLR)用戶數(shù)據(jù)可用性的裝置及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通訊系統(tǒng)中，對用戶數(shù)據(jù)的可用性要求很高，需要實(shí)現(xiàn)24小時(shí)可訪問，如果出現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)不可用，就會(huì)造成大量用戶無法使用移動(dòng)電話，帶來難以估量的損失。
提高用戶數(shù)據(jù)的可用性，目前主要是采用群集服務(wù)器(Cluster)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，群集服務(wù)器是一種緊耦合多機(jī)系統(tǒng)，它由一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)構(gòu)成的，這些計(jì)算機(jī)彼此相互協(xié)作，就像單機(jī)系統(tǒng)一樣，用以確保關(guān)鍵任務(wù)程序和資源始終能讓客戶使用。
現(xiàn)有技術(shù)的具體方案是兩臺服務(wù)器共用一個(gè)磁陣，數(shù)據(jù)庫建在磁陣上。兩臺服務(wù)器共享一個(gè)外部IP，啟動(dòng)時(shí)通過主/備競爭，其中一臺服務(wù)器獲得外部IP成為主機(jī)，另外一臺則成為備機(jī)；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，Cluster軟件監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)是否正常，如果發(fā)現(xiàn)主機(jī)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)出現(xiàn)異常，則進(jìn)行主/備切換，讓備機(jī)接管外部IP和處理SQL(Structured Query Language，結(jié)構(gòu)化查詢語言)請求，繼續(xù)提供服務(wù)。由于整個(gè)數(shù)據(jù)庫是建立在公用磁陣上的，所以當(dāng)群集服務(wù)器做主/備切換時(shí)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
采用群集服務(wù)器公用磁陣的方式雖然可以解決主備機(jī)數(shù)據(jù)一致性問題，但由此也帶來了巨大的隱患1.運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的存放完全依賴公用磁陣，一旦公用磁陣損壞后，會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，并且無法恢復(fù)；2.使用公用磁陣的成本費(fèi)用過高；3.市場上的Cluster軟件為通用管理軟件，無法和現(xiàn)有的移動(dòng)通訊系統(tǒng)緊密結(jié)合，當(dāng)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時(shí)，Cluster軟件不能實(shí)時(shí)告警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是克服為了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提出一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，在群集系統(tǒng)的服務(wù)器本地建立數(shù)據(jù)庫，及利用共享內(nèi)存裝置代替公用磁陣以提高HLR寄存器用戶數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的可用性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，包括若干個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)，其特征在于每個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)服務(wù)器所在的通訊節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，且該兩個(gè)服務(wù)器共同連接在一個(gè)共享內(nèi)存裝置上，每個(gè)服務(wù)器至少包括以下功能模塊一主控模塊，用于實(shí)現(xiàn)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)服務(wù)器雙機(jī)間的主/備狀態(tài)競爭、主/備機(jī)倒換及其互相監(jiān)控，同時(shí)用于監(jiān)控本機(jī)上的各監(jiān)控對象；多個(gè)監(jiān)控對象模塊，用于監(jiān)控系統(tǒng)中所有與業(yè)務(wù)相關(guān)的應(yīng)用程序，及其他應(yīng)用和資源的子監(jiān)控程序；一通訊模塊，用于當(dāng)本機(jī)處于主用狀態(tài)時(shí)，綁定外部IP并與其他節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路及提供與其他節(jié)點(diǎn)的通信接口。
本發(fā)明還提供一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟組成虛擬節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)服務(wù)器上電時(shí)，完成主/備狀態(tài)競爭；數(shù)據(jù)庫操作代理進(jìn)程收集所有客戶端的數(shù)據(jù)庫操作請求，并且把這些請求存儲到共享內(nèi)存區(qū)；主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理進(jìn)程對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)際操作，主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程進(jìn)行日志備份，并且將所述日志備份文件傳輸?shù)絺溆梅?wù)器，由備用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程將數(shù)據(jù)應(yīng)用到該服務(wù)器的本地?cái)?shù)據(jù)庫中。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采取了數(shù)據(jù)庫建在本地，不需要使用公用磁陣，節(jié)省了群集服務(wù)器成本，提高了數(shù)據(jù)的安全性和可用性；而且本發(fā)明主/倒換全部通過操作雙機(jī)控制板的硬件寄存器來實(shí)現(xiàn)，徹底解決商用Cluster軟件倒換異常、失敗的情況。并提供數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)告警功能，與現(xiàn)有移動(dòng)交換系統(tǒng)緊密結(jié)合，大大提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
下面將結(jié)合實(shí)施例，并參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，以便對本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)有更深入的理解。


圖1為本發(fā)明提供的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提供的軟件系統(tǒng)功能模塊圖；圖3為本發(fā)明提供的主/備機(jī)競爭流程圖；
圖4為本發(fā)明提供的備機(jī)倒換為主機(jī)的操作流程圖；圖5a為本發(fā)明提供的主機(jī)倒換為備機(jī)的操作流程圖；圖5b為本發(fā)明提供的主機(jī)倒換為備機(jī)的操作流程圖；圖6為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)庫請求處理流程圖；圖7為本發(fā)明提供的主/備用數(shù)據(jù)庫同步操作流程圖；圖8是本發(fā)明提供的告警處理功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖1所示，為本發(fā)明所提供的群集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，群集系統(tǒng)中的一個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)由Server A和Server B的通訊節(jié)點(diǎn)共同組成，該兩個(gè)服務(wù)器Server A(服務(wù)器A)101和Server B(服務(wù)器B)102，共同連接一個(gè)共享內(nèi)存裝置103。其中兩個(gè)服務(wù)器可進(jìn)行主/備用狀態(tài)轉(zhuǎn)換，其CPU(中央處理器CentralProcessing Unit)、內(nèi)存、硬盤等具體配置取決于具體的應(yīng)用而定。
所述共享內(nèi)存裝置由兩部分組成一部分是雙機(jī)控制板，另一部分是共享內(nèi)存板。其中，雙機(jī)控制板作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)部件插在每個(gè)服務(wù)器主板的PCI插槽上，為服務(wù)器提供連接共享內(nèi)存板的總線接口、主/備狀態(tài)控制及其它服務(wù)，具有擴(kuò)展頁面存儲器管理功能，可將邏輯地址映射為物理地址，以便服務(wù)器可以直接訪問共享內(nèi)存板上的存儲器資源；共享內(nèi)存板是一個(gè)物理存儲設(shè)備，在邏輯上分為2個(gè)部分一部分是監(jiān)控對象訪問的數(shù)據(jù)區(qū)、另一部分是主控模塊的消息接收、發(fā)送交換區(qū)，它用于保存Server A與Server B可直接訪問的數(shù)據(jù)，共享內(nèi)存板的容量可擴(kuò)充、可并行操作，同時(shí)，為了避免服務(wù)器斷電造成的單點(diǎn)故障而帶來的共享內(nèi)存板數(shù)據(jù)丟失的后果，共享內(nèi)存板采用雙電源供電。
如圖2所示，本發(fā)明的系統(tǒng)功能模塊主要包括主控模塊201，通訊模塊202和監(jiān)控對象模塊203。其中，主控模塊用來實(shí)現(xiàn)雙機(jī)(如圖2所示的server A和server B)間的主/備狀態(tài)競爭、主/備機(jī)倒換及其互相監(jiān)控等功能，同時(shí)用于監(jiān)控本機(jī)上的各監(jiān)控對象；通信模塊202主要負(fù)責(zé)和通信接口實(shí)現(xiàn)、當(dāng)處于主用狀態(tài)時(shí)綁定外部IP并與其他節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路和提供與其他節(jié)點(diǎn)的通信接口；監(jiān)控對象模塊203包括所有的被監(jiān)控對象，它們可以是與業(yè)務(wù)相關(guān)的應(yīng)用程序，也可以是監(jiān)控其他應(yīng)用或資源的子監(jiān)控程序(當(dāng)前版本中監(jiān)控對象就是DbAgent進(jìn)程和DbSync進(jìn)程)。
本系統(tǒng)中的服務(wù)器采用主/備用工作方式。正常工作時(shí)，只允許一個(gè)機(jī)器工作在主用方式下。由于系統(tǒng)上電時(shí)兩服務(wù)器未確定主/備狀態(tài)，因此需先啟動(dòng)主控模塊進(jìn)行主/備狀態(tài)競爭，在主/備機(jī)的雙機(jī)控制板上均有兩個(gè)資源配置寄存器伙伴機(jī)狀態(tài)寄存器與本機(jī)狀態(tài)寄存器，在雙機(jī)控制版上有一部分電路控制主備機(jī)上述兩個(gè)寄存器的狀態(tài)變化，競爭的原則是通過查詢雙機(jī)控制板上的伙伴機(jī)的狀態(tài)寄存器來確定。
如圖3所示，為本發(fā)明群集系統(tǒng)中服務(wù)器主/備狀態(tài)競爭流程圖，用以完成系統(tǒng)上電后的服務(wù)器主/備狀態(tài)競爭。其操作步驟如下主/備機(jī)上電后，首先初始化雙機(jī)控制板上的基本寄存器(包括在線標(biāo)志設(shè)置、主用允許、自復(fù)位允許、外部總線狀態(tài)錯(cuò)中斷允許、寄偶校驗(yàn)中斷允許、外部時(shí)鐘中斷允許、硬件看門狗打開、總線錯(cuò)誤隔離功能開放、5毫秒定時(shí)中斷清除、啟動(dòng)、故障中斷請求寄存器清除、通信中斷清除)，開始本機(jī)主用狀態(tài)申請，步驟301；設(shè)置延時(shí)循環(huán)，從伙伴機(jī)的狀態(tài)寄存器中讀出伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，步驟302；判斷本機(jī)申請主用狀態(tài)是否成功，步驟303；如果失敗，設(shè)置伙伴機(jī)為主用，則本機(jī)狀態(tài)寄存器為備用，步驟304；否則，從伙伴機(jī)的狀態(tài)寄存器中讀出伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，步驟305；如果伙伴機(jī)已設(shè)置為主用，則設(shè)置本機(jī)狀態(tài)寄存器為備用，步驟308；如果伙伴機(jī)未設(shè)置為主用，則設(shè)置本機(jī)狀態(tài)寄存器為主用，步驟306；設(shè)置伙伴機(jī)為備用，步驟307；主備競爭完成后，檢測本機(jī)是否已有外部IP，對于備機(jī)，如果有則刪除該外部IP，對于主機(jī)，如果本機(jī)已有外部IP，則不添加，否則添加外部IP。然后啟動(dòng)通訊模塊建立主備內(nèi)部通信鏈路及外部通訊鏈路。正常情況下，通信鏈路在2秒左右能建立成功。主備競爭完成后，根據(jù)本機(jī)狀態(tài)啟動(dòng)監(jiān)控模塊。
如圖4所示，為本發(fā)明群集系統(tǒng)中備機(jī)申請倒換成主機(jī)的操作流程，具體過程如下首先判斷本機(jī)是否處于備用狀態(tài)，步驟401；如果否，則該程序結(jié)束；如果本機(jī)處于備用狀態(tài)，則通過硬件獲取伙伴機(jī)的狀態(tài)，即利用備機(jī)主控模塊中的10毫秒定時(shí)任務(wù)監(jiān)視作為主用機(jī)的伙伴機(jī)雙機(jī)控制狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，步驟402；判斷當(dāng)前作為主用機(jī)的伙伴機(jī)是否處于主用狀態(tài)，若否，表明當(dāng)前主用機(jī)為非服務(wù)態(tài)，則本機(jī)進(jìn)行主用申請，步驟404；由作為備機(jī)的本機(jī)主控模塊設(shè)置本機(jī)雙機(jī)控制狀態(tài)寄存器為主用狀態(tài)，步驟405，該步驟也包括設(shè)置備機(jī)主控模塊為主用狀態(tài)、備機(jī)監(jiān)控模塊為主用狀態(tài)。
如圖5所示，為本發(fā)明群集系統(tǒng)中主機(jī)申請倒換成備機(jī)的操作流程，其具體步驟如下首先，判斷本機(jī)是否處于主用狀態(tài)，步驟501；如否，則當(dāng)前操作結(jié)束；如果本機(jī)為主用狀態(tài)，則判斷主/備機(jī)之間是否正在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步操作，步驟502；判斷主/備機(jī)是否處于告警信息同步狀態(tài)，步驟505；如果正在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，或主/備機(jī)處于告警信息同步狀態(tài)，則需進(jìn)一步判斷當(dāng)前是否需要進(jìn)行主/備機(jī)狀態(tài)周期倒換，步驟503；如是，則延遲五分鐘后進(jìn)行主/備機(jī)狀態(tài)倒換，步驟504；如否，則操作流程結(jié)束，不進(jìn)行狀態(tài)倒換；若前面所述的主/備機(jī)不處于告警信息同步狀態(tài)，則通過本機(jī)雙機(jī)控制狀態(tài)寄存器獲取伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，步驟506；當(dāng)前伙伴機(jī)是否處于主用狀態(tài)，步驟507；如果伙伴機(jī)為主用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)備用狀態(tài)，步驟508；如果伙伴機(jī)不是主用狀態(tài)，則判斷其是否處于備用狀態(tài)，步驟509；如果此時(shí)伙伴機(jī)也不是備用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)的硬件處于主用狀態(tài)，步驟510；及設(shè)置本機(jī)軟件處于主用狀態(tài)，步驟511；若此時(shí)伙伴機(jī)為備用狀態(tài)，則本機(jī)硬件為備用狀態(tài)，步驟512；通過本機(jī)雙機(jī)控制板獲取系統(tǒng)中伙伴機(jī)的狀態(tài)，步驟513；當(dāng)前伙伴機(jī)是否處于為主用狀態(tài)，步驟515；如果是主用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)硬件為備用狀態(tài)，步驟516；及設(shè)置本機(jī)軟件處于備用狀態(tài)；步驟517；反之，如果伙伴機(jī)目前不處于備用狀態(tài)，則判斷系統(tǒng)所設(shè)置的延時(shí)循環(huán)次數(shù)是否大于10，若是，則設(shè)置本機(jī)硬件處于主用狀態(tài)，步驟519；及設(shè)置本機(jī)軟件處于主用狀態(tài)，步驟510；反之，則延遲100ms后，返回步驟512；繼續(xù)后續(xù)的流程。
上述流程中，其倒換流程與備機(jī)/主機(jī)的倒換流程一樣，都是首先設(shè)置本機(jī)雙機(jī)控制板的狀態(tài)寄存器參數(shù)，然后設(shè)置主機(jī)主控模塊為備用狀態(tài)，主機(jī)監(jiān)控模塊為備用狀態(tài)，下面幾種情況可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)自動(dòng)倒換成備機(jī)1.人工倒換，按下主用面板上的倒換按鈕，如果滿足條件a.伙伴機(jī)處于備用狀態(tài)；b.主備機(jī)非處于數(shù)據(jù)同步狀態(tài)；c.主備機(jī)非處于告警信息同步狀態(tài)；主機(jī)將倒換為備機(jī)，備機(jī)將倒換為主機(jī)。
(2)后臺人機(jī)倒換，從后臺告警管理中選擇主用倒換命令，如果滿足(1)的倒換條件，主用將倒換為備用，備用將倒換為主用。
(3)周期倒換，在告警裝置上設(shè)置允許周期倒換，并設(shè)置倒換時(shí)間，倒換時(shí)間到，如果滿足(1)的倒換條件，倒換立即實(shí)現(xiàn)。若不滿足(1)倒換條件，將延遲5分鐘再倒換。
(4)主用檢測到數(shù)據(jù)庫操作失敗，若滿足(1)的倒換條件，將倒換為備用，伙伴機(jī)倒換為主用。
(5)主用檢測到跟其他移動(dòng)交換系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)通信失敗，主用將向監(jiān)控模塊發(fā)送將倒換成備用請求命令，若滿足(1)的倒換條件，同時(shí)伙伴機(jī)與后臺通信正常，主用機(jī)將倒換為備用，備用將倒換為主用。
(6)主用檢測到磁盤剩余空間小，若滿足(1)的倒換條件，將倒換成備用，伙伴機(jī)將倒換成主用。
如圖6所示，為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)庫請求處理方框圖，它包括以下步驟客戶端程序601將客戶端的請求通訊節(jié)點(diǎn)602為通信接口，透過網(wǎng)絡(luò)603及對應(yīng)的服務(wù)器段的通訊節(jié)點(diǎn)604轉(zhuǎn)發(fā)到主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理DBAgent進(jìn)程605；再由該主用的DbAgent進(jìn)程將操作請求和數(shù)據(jù)庫中獲得的最新日志序列號存儲到共享內(nèi)存區(qū)的共享數(shù)據(jù)606中；主用的DbAgent進(jìn)程將操作請求應(yīng)用于主用數(shù)據(jù)庫606，并將可能的操作結(jié)果返回給客戶端；主用的數(shù)據(jù)同步DbSync進(jìn)程607將數(shù)據(jù)庫最新變化的日志進(jìn)行備份，并且將備份文件傳輸?shù)絺錂C(jī)，由備機(jī)的DbSync進(jìn)程負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)恢復(fù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫中；備用的DbSync進(jìn)程做完數(shù)據(jù)庫恢復(fù)后，通知備機(jī)的DbAgent進(jìn)程，搜索并刪除共享內(nèi)存區(qū)的無用記錄。正如圖4和圖5中提到的，本發(fā)明所提供的群集系統(tǒng)，其主/備狀態(tài)可根據(jù)情況人工或自動(dòng)倒換，所以，server A和server B的主/備狀態(tài)是相對的，圖6中假定server B為主用狀態(tài)，則相對的server A就稱為備用狀態(tài)。
如圖7所示，為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)庫同步模塊的備機(jī)狀態(tài)遷移圖，以備機(jī)狀態(tài)遷移為例，圖中箭頭所示為狀態(tài)的遷移方向，箭頭旁邊的文字為觸發(fā)狀態(tài)遷移的條件，首先，同步進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，備機(jī)處于啟動(dòng)狀態(tài)701；等待主控模塊的上電通知，收到備機(jī)上電通知后，切換到未初始化狀態(tài)702；進(jìn)行初始化操作，該操作內(nèi)容包括初始化SQL服務(wù)、FTP服務(wù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)庫完全恢復(fù)、獲得和主機(jī)數(shù)據(jù)庫同一時(shí)間點(diǎn)等，初始化成功后切換到空閑狀態(tài)703；空閑狀態(tài)下，備機(jī)向主機(jī)發(fā)送日志同步請求，并且進(jìn)入日志請求狀態(tài)704；收到日志備份響應(yīng)(即完成通知)后，進(jìn)入日志恢復(fù)狀態(tài)707，完成數(shù)據(jù)恢復(fù)；成功后，返回空閑狀態(tài)703，等待下一次請求的發(fā)出；如果在上述的日志同步中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則從備機(jī)當(dāng)前的空閑狀態(tài)進(jìn)入差異數(shù)據(jù)請求狀態(tài)705，請求差異數(shù)據(jù)同步，待收到差異請求完成通知后，進(jìn)入差異恢復(fù)狀態(tài)708；如果差異同步中出現(xiàn)多次錯(cuò)誤，則提出完全數(shù)據(jù)請求，備機(jī)從空閑狀態(tài)進(jìn)入完全數(shù)據(jù)請求狀態(tài)706，請求數(shù)據(jù)庫完全數(shù)據(jù)；收到完成通知后，進(jìn)入完全數(shù)據(jù)恢復(fù)狀態(tài)709；上述狀態(tài)遷移過程中，不論在任何狀態(tài)切換中發(fā)生的錯(cuò)誤，都會(huì)發(fā)送告警到系統(tǒng)的告警服務(wù)器，由告警服務(wù)器給用戶統(tǒng)一的告警，并由當(dāng)前的狀態(tài)轉(zhuǎn)入錯(cuò)誤態(tài)710；分析該告警的失敗類型711，一般包括日志恢復(fù)失敗、差異恢復(fù)失敗或完全恢復(fù)失敗，若為日志恢復(fù)失敗類型告警，則轉(zhuǎn)入差異請求狀態(tài)708，完成差異同步；若為差異恢復(fù)失敗，則提出完全數(shù)據(jù)請求，遷移至完全數(shù)據(jù)請求狀態(tài)，請求數(shù)據(jù)庫完全數(shù)據(jù)；若為完全恢復(fù)失敗，則備機(jī)狀態(tài)遷移至未初始化狀態(tài)702；重新進(jìn)行初始化及按照新的請求，進(jìn)行新的狀態(tài)遷移。為保證主備數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致，定時(shí)執(zhí)行完全數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能，在各種請求態(tài)中，不斷發(fā)送狀態(tài)校驗(yàn)請求給主機(jī)，由主機(jī)判斷主/備機(jī)狀態(tài)是否一致，如果狀態(tài)不一致，主機(jī)發(fā)送通知強(qiáng)制解除備機(jī)的請求狀態(tài)，備機(jī)將重新發(fā)起請求。
如圖8所示，為本發(fā)明告警處理功能模塊圖，廣義的告警包括一般性通知和嚴(yán)重告警，前者只表明該系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的不可重復(fù)或瞬時(shí)故障，如備用服務(wù)器復(fù)位，其處理是很簡單的，主用服務(wù)器只是把此消息轉(zhuǎn)發(fā)給后臺。而嚴(yán)重告警會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，直至故障的消失，其處理比較復(fù)雜，本發(fā)明所要的解決就是這種嚴(yán)重告警(以下簡稱為告警)。
當(dāng)服務(wù)器上的監(jiān)控進(jìn)程檢測到一故障時(shí)，向主控模塊發(fā)送一告警消息，此消息中包含告警頭和告警體。告警頭中包括有告警碼、告警原因，其中告警碼和告警原因是統(tǒng)一編碼的。告警體中是各告警須進(jìn)一步描述此告警的內(nèi)容。主控模塊收到一條告警后，保存在內(nèi)存中，同時(shí)將其傳給后臺告警模塊。
當(dāng)一個(gè)告警產(chǎn)生后，圖中的實(shí)線部分表示監(jiān)控程序把告警傳給后臺告警模塊的流程，在此流程中，為了防止重復(fù)告警，各告警源在某一部分向主控模塊告警后，應(yīng)置一“已告警”標(biāo)志，主控模塊在收到一告警后，也會(huì)把相應(yīng)的部分置為告警態(tài)。
告警恢復(fù)時(shí)同樣也向主控模塊發(fā)送恢復(fù)消息，恢復(fù)消息中包括告警碼，以及和告警碼相關(guān)的標(biāo)識故障部位的內(nèi)容，如數(shù)據(jù)庫三級故障等。
在主控告警處理模塊中有一個(gè)可容納數(shù)百條告警的緩沖池用于保存本機(jī)的告警，當(dāng)一個(gè)新告警產(chǎn)生，將在緩沖池中占據(jù)一個(gè)位置，同時(shí)也分配一個(gè)Aid給它，目前Aid做成流水號形式，四字節(jié)長，可以做到各條告警的Aid不重復(fù)。
絕大多數(shù)情況下，發(fā)往后臺告警模塊的告警和告警恢復(fù)消息是不會(huì)丟的，但為了防止萬一，在程序中加入了同步措施，具體是后臺告警模塊定時(shí)把已經(jīng)收到一模塊所有告警Aid發(fā)給主機(jī)主控告警模塊，由主控告警模塊檢索告警緩沖池，當(dāng)后臺告警模塊傳來的同步消息中有某一Aid，而緩沖池中沒有，則給后臺發(fā)此Aid恢復(fù)消息，反之發(fā)此Aid的告警消息。上圖中虛線部分表示后臺向主機(jī)主控告警模塊同步告警的消息流程。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以WINNT操作系統(tǒng)+SQLSERVER2K用戶數(shù)據(jù)庫為例，說明本發(fā)明提供的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟第一步在假定的群集系統(tǒng)中的兩臺服務(wù)器Server A和Server B上分別安裝版本相同的SQL Server DBMS(Database Management System數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))，在Server A和Server B的本地硬盤分別建構(gòu)相同的用戶數(shù)據(jù)庫。并分別安裝本發(fā)明提供的群集系統(tǒng)軟件；第二步服務(wù)器Server A和Server B上電時(shí)，完成主/備競爭，具體流程參見圖4，主/備機(jī)分別進(jìn)入Active/standby狀態(tài)；本發(fā)明提供的群集軟件中的主控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控主/備機(jī)資源以及外部通訊狀態(tài)，同時(shí)主/備機(jī)之間通過讀取雙機(jī)控制板上的狀態(tài)寄存器信息來進(jìn)行互相監(jiān)測。Server A和Server B的通訊節(jié)點(diǎn)共同組成一個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)；第三步客戶端程序?qū)?shù)據(jù)庫服務(wù)器的訪問通過內(nèi)部消息交互機(jī)制實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫操作代理進(jìn)程(DbAgent)收集所有客戶端的數(shù)據(jù)庫操作請求，并且把這些請求存儲到共享內(nèi)存區(qū)，存儲內(nèi)容包括操作請求語句、最新日志序列號、以及完成狀態(tài)標(biāo)志。主用服務(wù)器的DbAgent進(jìn)程對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)際操作，操作完成后更新共享內(nèi)存區(qū)的“完成狀態(tài)”標(biāo)志，將該標(biāo)志置為“完成”；第四步主機(jī)的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程DbSync將記錄數(shù)據(jù)庫最新變化的日志進(jìn)行備份，并且將該備份文件傳輸?shù)絺錂C(jī)，由備機(jī)的DbSync進(jìn)程將數(shù)據(jù)應(yīng)用到本地?cái)?shù)據(jù)庫中；第五步備機(jī)的DbSync進(jìn)程完成數(shù)據(jù)庫恢復(fù)后，通知備機(jī)的DbAgent進(jìn)程，依據(jù)日志序列號搜索到共享內(nèi)存區(qū)中已經(jīng)完成的操作請求記錄，予以刪除。
上述流程中，若發(fā)生故障，則通過對共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀取操作，請求數(shù)據(jù)的重新應(yīng)用，這樣可以保證主備機(jī)倒換后，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。故障處理操作的具體步驟為1)備機(jī)監(jiān)測到主機(jī)故障(規(guī)定一些監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn))或者主機(jī)主動(dòng)發(fā)起到換的請求；2)備機(jī)的通訊節(jié)點(diǎn)接管虛擬節(jié)點(diǎn)，接受客戶端發(fā)起的請求；3)備機(jī)DbAgent進(jìn)程檢索共享數(shù)據(jù)區(qū)中的記錄，將未刪除的紀(jì)錄的lsn與當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的lsn做比較，如果有記錄沒有應(yīng)用到當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫中，則重新執(zhí)行之，隨后，清空共享內(nèi)存中已完成的操作請求；4)備機(jī)所有進(jìn)程轉(zhuǎn)變成主用狀態(tài)，主機(jī)所有進(jìn)程轉(zhuǎn)成備用狀態(tài)。以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，包括若干個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)，其特征在于每個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)服務(wù)器所在的通訊節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，且該兩個(gè)服務(wù)器共同連接在一個(gè)共享內(nèi)存裝置上，每個(gè)服務(wù)器至少包括以下功能模塊一主控模塊，用于實(shí)現(xiàn)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的主/備狀態(tài)競爭、主/備機(jī)倒換及其互相監(jiān)控，同時(shí)用于監(jiān)控本機(jī)上的各監(jiān)控對象；多個(gè)監(jiān)控對象模塊，用于監(jiān)控系統(tǒng)中所有與業(yè)務(wù)相關(guān)的應(yīng)用程序，及其他應(yīng)用和資源的子監(jiān)控程序；一通訊模塊，用于當(dāng)本機(jī)處于主用狀態(tài)時(shí)，綁定外部IP并與其他節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路及提供與其他節(jié)點(diǎn)的通信接口。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，其特征在于所述共享內(nèi)存裝置，包括雙機(jī)控制板和共享內(nèi)存板。
3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，其特征在于所述雙機(jī)控制板為一插接在服務(wù)器主板PCI插槽上的獨(dú)立部件。
4.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，其特征在于所述共享內(nèi)存板為一物理存儲設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控對象包括數(shù)據(jù)庫代理進(jìn)程和數(shù)據(jù)庫同步進(jìn)程。
6.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，其特征在于所述功能模塊包括一個(gè)告警處理模塊。
7.一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟組成虛擬節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)服務(wù)器上電時(shí)，完成主/備狀態(tài)競爭；數(shù)據(jù)庫操作代理進(jìn)程收集所有客戶端的數(shù)據(jù)庫操作請求，并且把這些請求存儲到共享內(nèi)存區(qū)；主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理進(jìn)程對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)際操作，主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程進(jìn)行日志備份，并且將所述日志備份文件傳輸?shù)絺溆梅?wù)器，由備用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程將數(shù)據(jù)應(yīng)用到該服務(wù)器的本地?cái)?shù)據(jù)庫中。
8.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述主/備狀態(tài)競爭的流程，包括以下步驟主/備服務(wù)器上電后，初始化所述雙機(jī)控制板上的基本寄存器，開始本機(jī)主用狀態(tài)申請；設(shè)置延時(shí)循環(huán)，從伙伴機(jī)的狀態(tài)寄存器中讀出伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)；判斷本機(jī)申請主用狀態(tài)是否成功；如果失敗，設(shè)置伙伴機(jī)為主用，本機(jī)狀態(tài)寄存器為備用；否則，從伙伴機(jī)的狀態(tài)寄存器中讀出伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)；如果伙伴機(jī)已設(shè)置為主用，則設(shè)置本機(jī)狀態(tài)寄存器為備用；如果伙伴機(jī)未設(shè)置為主用，則設(shè)置本機(jī)狀態(tài)寄存器為主；設(shè)置伙伴機(jī)為備用；刪除備用服務(wù)器的外部IP；添加主用服務(wù)器外部IP；啟動(dòng)通訊模塊建立主備內(nèi)部通信鏈路及外部通訊鏈路。
9.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述備機(jī)申請倒換成主機(jī)的操作流程，包括以下步驟判斷本機(jī)是否處于備用狀態(tài)；如果本機(jī)處于備用狀態(tài)，則通過硬件獲取伙伴機(jī)的狀態(tài)；判斷當(dāng)前作為主用機(jī)的伙伴機(jī)是否處于主用狀態(tài)，若否，表明當(dāng)前主用機(jī)為非服務(wù)態(tài)，則本機(jī)進(jìn)行主用申請；由作為備機(jī)的本機(jī)主控模塊設(shè)置本機(jī)雙機(jī)控制狀態(tài)寄存器為主用狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求8所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述主機(jī)申請倒換成備機(jī)的操作流程，包括以下步驟判斷本機(jī)是否處于主用狀態(tài)；如果本機(jī)為主用狀態(tài)，則判斷主/備機(jī)之間是否正在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步操作；判斷主/備機(jī)是否處于告警信息同步狀態(tài)；如果正在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，或主/備機(jī)處于告警信息同步狀態(tài)，則需進(jìn)一步判斷當(dāng)前是否需要進(jìn)行主/備機(jī)狀態(tài)周期倒換；如是，則延遲五分鐘后進(jìn)行主/備機(jī)狀態(tài)倒換；如否，則操作流程結(jié)束，不進(jìn)行狀態(tài)倒換；若主/備機(jī)不處于告警信息同步狀態(tài)，則獲取伙伴機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)；判斷當(dāng)前伙伴機(jī)是否處于主用狀態(tài)；如果伙伴機(jī)為主用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)備用狀態(tài)；如果伙伴機(jī)非主用狀態(tài)，則判斷其是否處于備用狀態(tài)；如果此時(shí)伙伴機(jī)也不是備用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)的硬件處于主用狀態(tài)，及設(shè)置本機(jī)軟件處于主用狀態(tài)；若此時(shí)伙伴機(jī)為備用狀態(tài)，則本機(jī)硬件為備用狀態(tài)；獲取系統(tǒng)中伙伴機(jī)的狀態(tài)；判斷伙伴機(jī)是否處于為主用狀態(tài)；如果是主用狀態(tài)，則設(shè)置本機(jī)硬件為備用狀態(tài)，及設(shè)置本機(jī)軟件處于備用狀態(tài)；反之，如果伙伴機(jī)目前不處于備用狀態(tài)，則判斷系統(tǒng)所設(shè)置的延時(shí)循環(huán)次數(shù)是否大于10；若是，則設(shè)置本機(jī)硬件處于主用狀態(tài)，設(shè)置本機(jī)軟件處于主用狀態(tài)；反之，則延遲100ms后，繼續(xù)后續(xù)的操作。
11.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述數(shù)據(jù)庫請求處理的流程，還包括步驟將客戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)到主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理進(jìn)程；由主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理進(jìn)程將操作請求和數(shù)據(jù)庫中獲得的最新日志序列號存儲到共享內(nèi)存區(qū)；主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)代理進(jìn)程將操作請求應(yīng)用于主用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，并將結(jié)果返回客戶端；主用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程將數(shù)據(jù)庫最新變化的日志進(jìn)行備份，并且將備份文件傳輸?shù)絺溆梅?wù)器；備用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程將數(shù)據(jù)恢復(fù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫中；搜索并刪除共享內(nèi)存區(qū)的無用記錄。
12.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述備用服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步進(jìn)程的操作，包括以下步驟同步進(jìn)程啟動(dòng)，備機(jī)處于啟動(dòng)狀態(tài)；收到上電通知后，備機(jī)切換到未初始化狀態(tài)；進(jìn)行初始化操作，并將備用服務(wù)器切換到空閑狀態(tài)；空閑狀態(tài)下，備機(jī)向主機(jī)發(fā)送日志同步請求，并且進(jìn)入日志請求狀態(tài)；收到日志備份響應(yīng)后，進(jìn)入日志恢復(fù)轉(zhuǎn)臺，完成數(shù)據(jù)恢復(fù)；如果在所述日志同步中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則進(jìn)入差異數(shù)據(jù)請求狀態(tài)，請求差異數(shù)據(jù)同步；如果差異同步中出現(xiàn)多次錯(cuò)誤，則進(jìn)入完全數(shù)據(jù)請求狀態(tài)，請求數(shù)據(jù)庫完全數(shù)據(jù)；將上述狀態(tài)切換中發(fā)生的錯(cuò)誤發(fā)送告警到系統(tǒng)的所述告警處理模塊，對用戶進(jìn)行統(tǒng)一告警。
13.如權(quán)利要求12所述的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其中所述告警處理模塊的操作流程，包括以下步驟分析該告警的失敗類型；若為日志恢復(fù)失敗類型告警，則將備用服務(wù)器轉(zhuǎn)入差異請求狀態(tài)，完成差異同步；若為差異恢復(fù)失敗，則提出完全數(shù)據(jù)請求，將備用服務(wù)器轉(zhuǎn)入完全數(shù)據(jù)請求狀態(tài)，請求數(shù)據(jù)庫完全數(shù)據(jù)；若為完全恢復(fù)失敗，則將備用服務(wù)器轉(zhuǎn)入未初始化狀態(tài)，重新接受新的請求，進(jìn)行新操作。
全文摘要
一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中使用共享內(nèi)存的群集系統(tǒng)，包括若干個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)，其特征在于每個(gè)虛擬通訊節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)服務(wù)器所在的通訊節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，且該兩個(gè)服務(wù)器共同連接在一個(gè)共享內(nèi)存裝置上，每個(gè)服務(wù)器至少包括以下功能模塊一主控模塊；多個(gè)監(jiān)控對象模塊；一通訊模塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采取了數(shù)據(jù)庫建在本地，不需要使用公用磁陣，節(jié)省了群集服務(wù)器成本，提高了數(shù)據(jù)的安全性和可用性；提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04W88/18GK1553716SQ0313180
公開日2004年12月8日 申請日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者田茂良, 昂衛(wèi)武, 汪伊明, 孫國華 申請人:中興通訊股份有限公司