[发明专利]基于scada系统的多中心冗余仲裁方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于scada系统的多中心冗余仲裁方法及系统，包括：服务器分配序列号步骤：对服务器会根据优先级分配序列号；主备切换步骤：根据服务器序列号的优先级进行活动节点的切换，选择优先级较高的服务器作为当前的活动节点；同时所有非活动节点会对接收心跳进行计数，延时则向所有节点发起投票请求，进行投票，选择新的活动节点。本发明利用可靠第三方进行仲裁的方式，使得多网卡服务器在冗余网卡下线的时候能够判断出是本机掉线而不是活动节点下线，从而维持非活动节点，避免因为冗余状态的改变导致相关服务通过剩余的网卡对其他服务器的应用产生影响。

技术领域

本发明涉及监控系统的冗余判断领域，具体地，涉及一种基于scada系统的多中心冗余仲裁方法及系统。

背景技术

随着工业自动化的高速发展，对生产设备的可靠性提出了更高的要求，人们希望通过提高硬件可靠性的同时，有更加可靠的解决方案来满足对工业通信控制领域中控制系统可靠性的要求，而基于网络控制的冗余热备系统是目前较为可靠的控制系统。此系统多采用两台服务器，一台服务器器作为主服务器器，另外一个作为从台服务器器。正常情况下，由主服务器器执行程序，控制I/O设备，从服务器器不断监测主服务器器状态。如果主服务器器出现故障，从服务器器立即接管对I/O的控制，继续执行程序，从而实现对系统冗余热备控制。

然而基于两台服务器的冗余设计，仍然存在隐患，为了保证通信网络的稳定可靠，人们开发了三个服务器及以上的冗余设计(例如谷歌的ETCD算法)，其主服务器的选择，即选主模式如下：

一组服务节点构成一个集群，并且有一个主节点来对外提供服务。当集群初始化，或者主节点挂掉后，需要进行选主。集群中每个节点，任意时刻处于Leader,Follower,Candidate这三个角色之一。选举特点如下：

当集群初始化时候，每个节点都是Follower角色；

集群中存在至多1个有效的主节点，通过心跳与其他节点同步数据；

当Follower在一定时间内没有收到来自主节点的心跳，会将自己角色改变为Candidate，并发起一次选主投票；当收到包括自己在内超过半数节点赞成后，选举成功；当收到票数不足半数选举失败，或者选举超时。若本轮未选出主节点，将进行下一轮选举(出现这种情况，是由于多个节点同时选举，所有节点均为获得过半选票)。

Candidate节点收到来自主节点的信息后，会立即终止选举过程，进入Follower角色。

为了避免陷入选主失败循环，每个节点未收到心跳发起选举的时间是一定范围内的随机值，这样能够避免2个节点同时发起选主。

由于投票制在某些情况下会造成永远选不出的Leader的问题(比如所有服务器间的心跳都不通的情况)，因此需要一种新的方法确定Leader服务器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于scada系统的多中心冗余仲裁方法、系统。

根据本发明提供的一种基于scada系统的多中心冗余仲裁方法，包括：

服务器分配序列号步骤：对服务器会根据优先级分配序列号；

主备切换步骤：根据服务器序列号的优先级进行活动节点的切换，选择优先级较高的服务器作为当前的活动节点；同时所有非活动节点会对接收心跳进行计数，延时则向所有节点发起投票请求，进行投票，选择新的活动节点。

优选地，所述服务器序列号从1开始，数字越小优先级越高，优先级越高的服务器在主备切换时越可能成为活动节点；

所有服务器分为四种状态：

活动节点：只有处于活动节点状态的服务器会提供服务；

非活动节点：处于非活动节点状态的服务器不提供服务；