[发明专利]一种分布式系统可修复控制方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式系统控制领域，特别设计对可靠性及安全性高的多层多节点的分布式系统可修复控制方法。

背景技术

分布式系统控制的应用非常广泛，因此分布式系统控制的可靠性和安全性尤为重要。目前分布式系统主要采用双机热备、三取二、二乘二取二等结构来实现系统地安全性和可靠性。双机热备结构采用两个互为备用的模块同时工作，若发现故障则切换到另一个模块工作；三取二结构采用三个模块同时工作，能屏蔽掉一个故障；二乘二取二结构采用双重结构，内层相当于逻辑与，外层互为备用。从可靠性和安全性的因素考虑，二乘二取二结构要优于三取二结构和双机热备结构；从运行成本考虑双机热备结构要低于三取二结构和二乘二取二结构；尤其对于多节点的分布式系统来说，成本因素是不容忽视的。因此需要一种既能保证可靠性和安全性又能控制成本的可修复控制方法。

双机热备结构的优点是成本低，缺点是可靠性和安全性低；三取二结构和二乘二取二结构的优点是安全性和可靠性高，缺点是成本较高。若系统采用多层多节点的分布式系统结构时，以上三种冗余结构的优缺点就出现了两极化，因此需要一种方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在保证安全性和可靠性的基础上，有效控制成本的针对多层多节点分布式系统可修复控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括如下步骤：

（1）对分布式系统中原有的连接进行可修复设置，为第二层以后属于上一层同一节点控制的一组节点增加一个冗余节点，设置冗余节点的数量为上一层除冗余节点外所有节点的数量；；

（2）从分布式系统的第二层开始，每个节点进行双机热备；

（3）双机备份的主备节点进行控制动作前进行判别，当主备节点的计算结果一致时，则判别没有故障，主节点输出，进行控制动作；当主备节点计算结果不一致时，则判别有故障，本层冗余节点进行，将冗余节点计算结果与主备节点的计算结果进行比较，计算结果与冗余节点计算结果相同的节点为正确节点进行输出。

冗余节点为上一层所属节点的公用节点。

本发明的有益效果在于：本发明在系统中增加冗余节点可以判断出故障节点，给出正确输出，及时修复系统，冗余节点的数量由上层除冗余节点外的节点数量动态决定，相比于三取二结构和二乘二取二结构的固定冗余结构从成本上显著降低，因此能够在增加分布式系统控制的可靠性和安全性的同时兼顾到修复成本。

附图说明

图1本发明分布式系统可修复控制示意图；

图2本发明分布式系统可修复判别流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

此本发明的实施例提出一种针对多层多节点分布式系统可修复控制方法，该方法不仅可以对分布式系统的节点进行修复，而且还能有效的降低成本。对于安全性和可靠性要求高的场合，例如火灾报警系统、矿井安全系统、列车安全系统等尤为适用。

对分布式系统作可修复连接。参考图1，分布式系统共分为3层：第一层有1个主控机(节点)，第二层有n个从机（节点），第三层在每个从机控制下有m_i个控制单元。在第二层第n个从机后增加一个冗余从机n+1（冗余节点），第三层每个从机控制下的m_i个控制单元后增加一个冗余单元m_i+1。

步骤2，可修复控制方法。当节点进行控制动作前，双机备份的主备节点同时运行，并对结果进行判别。由于主备节点的结果同时出错的概率极小，因此主备节点中一定存在正确的结果，进而选出正确的节点进行相应的操作。

步骤3，可修复方法的判别。参考图2，当主备节点的计算结果一致时，主节点输出；当主备节点结果不一致时，将本层冗余节点也进行同样的计算，并将运算结果分别与主备节点的运算结果相比较，则与冗余节点结果相同的节点为正确结果并输出。