[发明专利]一种边缘服务器高速数据同步备份系统及方法

说明书

本发明属于物联网技术领域，公开了一种边缘服务器高速数据同步备份系统及方法。本发明通过光纤分光器接收来自物联网感知设备的数据，将其分为完全相同的两路信号同步发送至两块FPGA开发板，两板之间通过QSFP+光模块建立有同步链路，通过SFP+光模块建立有心跳链路；根据心跳监测信息选择执行数据缓存任务和数据输出任务的FPGA开发板，并控制两板通过同步链路进行数据的同步备份；执行数据输出任务的FPGA开发板通过光纤将数据传送至光纤分光器，最终将数据发送至边缘服务器。本发明具有高速、高通量、快速切换、低功耗的特点，具有低成本、低功耗的优势，能够保证高速数据的稳定传输、降低设备故障造成的数据损失。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，更具体地，涉及一种边缘服务器高速数据同步备份系统及方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，传感器等物联网感知设备的数量爆发式增长，从而产生了大量的高速实时数据，给边缘计算领域的数据传输机制带来了挑战。大量感知设备产生的瞬时数据量往往远超过边缘服务器的数据接收能力，因此，需要在感知设备与边缘服务器之间增加缓存设备，用于对来自感知设备的高速数据进行缓冲。现有的缓存方法使用单一的缓存通道，缺少备份机制，一旦设备故障则会导致数据传输中断，造成大量数据丢失。而部分场景对数据传输的稳定性和连续性的要求较高，比如带有时间标签的时序数据、需要实时处理的智能驾驶数据，此类数据要求对感知设备采集的数据进行实时传输，且传输过程中产生数据丢失会对后续数据处理过程造成破坏。因此，对数据传输的速度、稳定性、连续性都提出了较高的要求。

发明内容

本发明通过提供一种边缘服务器高速数据同步备份系统及方法，解决现有技术中物联网感知设备与边缘服务器之间的缓存系统及对应的缓存方法缺少备份机制，设备故障时会造成大量数据丢失的问题。

本发明提供一种边缘服务器高速数据同步备份方法，通过第一光纤分光器接收来自物联网感知设备的数据，将其分为完全相同的两路信号，通过光纤同步发送至两块FPGA开发板，分别记为FPGA主板和FPGA备板；

所述FPGA主板和所述FPGA备板通过光纤互联，两板之间通过QSFP+光模块建立有同步链路，两板之间通过第一SFP+光模块建立有心跳链路；两板之间通过所述心跳链路互发心跳信号，进行实时心跳监测，根据心跳监测信息选择执行数据缓存任务和数据输出任务的FPGA开发板，并控制两板通过所述同步链路进行数据的同步备份；

执行数据输出任务的FPGA开发板通过光纤将数据传送至第二光纤分光器，所述第二光纤分光器通过光纤将数据发送至边缘服务器。

优选的，两块所述FPGA开发板均通过输入端SFP+光模块进行数据输入，通过输出端SFP+光模块进行数据输出；所述FPGA开发板开启所述输入端SFP+光模块时接收数据，所述FPGA开发板开启所述输出端SFP+光模块时输出数据。

优选的，基于所述心跳监测信息判定所述FPGA主板正常运行时，所述FPGA主板执行数据缓存任务和数据输出任务；

基于所述心跳监测信息判定所述FPGA主板出现故障、所述FPGA备板正常运行时，所述FPGA备板替代所述FPGA主板执行数据缓存任务和数据输出任务；

基于所述心跳监测信息判定所述FPGA主板故障恢复、所述FPGA备板正常运行时，所述FPGA备板通过所述同步链路将其缓存的数据同步至所述FPGA主板，所述FPGA主板重新开始执行数据缓存任务和数据输出任务。

优选的，基于所述心跳监测信息判定所述FPGA主板正常运行、所述FPGA备板出现故障时，所述FPGA主板执行数据缓存任务和数据输出任务；

基于所述心跳监测信息判定所述FPGA主板正常运行、所述FPGA备板正常运行时，所述FPGA主板执行数据缓存任务和数据输出任务，并通过所述同步链路将其缓存的数据实时地同步至所述FPGA备板。