[发明专利]基于IP切换的N+M服务备份机制

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于IP切换的N+M服务备份机制，属于服务备份容错领域。

背景技术

目前，对于可靠性和稳定性要求较高的系统的备份容错方案大多采用这样的方案，即一台主机配置一台备机，且要求两者安装相同的服务程序，两者之间的切换条件是通过特定的消息进行检测，若判断主机发生故障，则备机切换成主机，以提供持续的服务。这样的备份机制在很多应用中存在这样问题：

(1)成本高。一台主机需要配置一台备机，在硬件成本上为原来的两倍。另外，对于机房来说，一台机器便需要一个安放位置，对于机房空间也有很大的压力。对于维护来说，一台机器也就意味着多一份维护工作量。

(2)备份服务的保护有限。一台备机仅仅只能对一台主机进行备份，若备份后机器出现故障，则无法进行备份了。

(3)只能相同应用服务备份。主机与备机两者是对称的，备机要求安装与主机相同的应用，在启动时进行主备设置。

(4)切换条件是通过特定的消息进行检测。这些消息一般是这些应用系统自己独有的，不具有通用性。

(5)调度机制复杂且需要单独的调度设备。在对多台设备设置多台备机的情形下，一般采用单独的调度设备且包含有复杂的调度机制，这样单独的调度设备本身出现故障则会造成整个备份机制失效，且增加了成本。

发明内容

本发明的目的，是为了有效地解决上述问题，提供一种可以达到M重备份的效果，且根据需要可以一台备份多台，备份机制灵活，在经济性和可靠性上的配置上具有良好可伸缩性的基于IP切换的N+M服务备份机制。

本发明的实现总体思路为：一台或者若干台备用服务器(称为备机)实现对若干台主用服务器服务(称为主机)的监听与备份，主要采用IP地址切换的方法来实现。备机对所有主机进行侦听，检查主机是否处于网络中，如果检查到主机一定时间内不在网络中，则认为该主机发生故障，此时将备机的IP改为故障主机的IP，并启动相应的服务，代替其提供服务。当故障主机修复重新接入网络后，替代的备机停止当前服务，将IP改回为原来的IP，原主机继续提供服务。

为了实现多台备机对多台主机进行监听和多重备份，采用调度和检测机制为：首先对每台备机进行编号，每台备机只检测编号在其前面的备机，如果该备机为编号最前面(也称为首号备机)，则需要对所有主机进行检测。检测的原则是只要找到编号在其前面的一台备机，便停止检测，记下该机的信息，后续优先检测此备机。若找不到编号在其前面的备机(首号备机)，则检测所有主机。若已经切换为主机的编号为i(i＜N)的机器切换回备机，则该备机对编号其前面的备机进行检测，若该备机为排在最前面的备机，且若编号从i+1至M存在对所有N台主机进行检测的备机(即切换前编号为排在最前面的备机)，则将该机器(编号为i+1至N之间的机器)的检测机器改为编号为i的备机。

针对主机恢复后，解决IP冲突的思路为：在一台主机上配置两个IP地址，两个地址都能在网络中使用。当切换后备机占用其一个IP地址，主机恢复后，会提示IP冲突，但是另外一个IP地址仍然能访问网络，这样就能通过此IP进行通信，使主备服务器恢复到原来状态。对于主机的两个IP地址：一个称为服务IP，主要以该IP对外提供服务，另外一个称为侦控IP，主要用来提供对备机进行通信使用。

附图说明

图1是本发明系统原理示意图。

图2是主机服务流程示意图。

图3是备机服务流程示意图。

图4是切换后恢复服务流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，有N台主机与M台备机，主机编号为A1，A2，...，AN，备机编号为B1，B2，...，BM。B1排在最前面，是存在的备机中编号最小，为首号备机，它负责检查所有主机，备机B2只需要检测到B1存在就可以，其他备机只需检测到存在有比自己编号小的备机就可以了。若有主机发生故障，则备机B1进行IP切换，并启动相应服务，代替主机工作，备机B2则成为编号最小的备机，即首号备机，负责检测所有主机，其他备机只需要检测到存在着比自己编号小的备机即可。

在主机与备机两者在功能上虽然存在差异，但都设计成一套程序，通过配置文件来识别该机器的身份，确定其提供的服务。

配置说明：机器类型包括有主机与备机两个，需要在配置文件中进行配置，相同的机器类型之间用ID进行识别其身份。主机中必须配置2个IP，一个为服务IP，另外一个为侦控IP。服务IP是提供服务时采用的IP地址，侦控IP用来侦听其他服务器发送过来的消息。

主机侧提供的功能：