无线网络控制器非稳态下的动态数据同步方法 【技术领域】
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及移动通讯系统RNC设备中多处理单元间的动态数据同步方法。
背景技术
在第三代移动通信系统WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)的RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)设备中，采用了分布式多处理单元的结构，各处理单元之间采用以太网和ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)两种方式进行通信。各处理单元的数据库中保存着RNC(Ra dio Network Controller，无线网络控制器)运行所需要的大量配置参数，这些配置参数中，有相当数量的配置参数需要在相关处理单元中保持一致，这些参数既包括静态数据，也包括动态数据。静态数据通过后台网管系统进行配置，动态数据由前台RNC中的各处理单元根据系统的运行状态实时更新。RNC中的操作维护单元(一种RNC处理单元中的一种)数据库包含着RNC所有的配置参数，其它处理单元包含了本处理单元正常运行所需的配置参数。在各个处理单元上电时，从操作维护单元同步获得初始数据，在系统运行中，各处理单元通过以太网通信方式进行数据的同步。事实上，动态数据的实时同步在系统初始上电、稳态运行时都有发生，特别是在系统初始上电时将产生大量地动态数据，此时由于不同处理单元中软件流程的初始化过程不同，这些处理单元到达稳态的时间也不同，而在某一时刻某一处理单元处于非稳态时，其他处理单元向其同步的动态数据极可能丢失。目前现有技术一般只涉及多处理单元在稳态情况下的动态数据同步，而各个处理单元上电时的非稳态过程中存在的丢失其他处理单元发送过来的动态数据，从而导致各个处理单元间的动态数据在一定时间段内不一致的问题，则不得不通过控制不同处理单元的上电顺序这一方式来勉强解决，实现动态数据的一致性，但这种方式将会导致处理上的复杂性、降低系统的可靠性、延长系统的启动时间。不同处理单元动态数据在一定时间段内的不一致将极大降低系统的稳定性与可靠性。经过检索，目前没有发现能够解决分布式系统中非稳态下动态数据同步的处理技术。
【发明内容】
本发明的目的是解决现有技术中存在的处理单元上电时的非稳态过程中存在的丢失动态数据，动态数据不一致、处理复杂度高、系统启动时间长等缺点，以在不增加任何硬件成本、不造成系统整体性能下降的情况下，实现处理单元上电时的非稳态过程中不丢失动态数据，简化系统处理、缩短启动时间、提高系统的稳定性和可靠性。
为实现上述目的，本发明提出了一种无线网络控制器中非稳态下的动态数据同步方法，其特征在于，包括三个同步进行的流程：处理单元状态监测流程、动态数据同步发送流程、动态数据同步接收流程；
所述处理单元状态监测流程将RNC设备中的每个处理单元划分为闭塞、解闭、非稳态三种状态，采用闭塞数组、解闭数组和非稳态数组分类记录处于相应状态的处理单元；设定操作维护单元始终处于解闭状态，实时监测各处理单元的运行状态，实时更新三个数组中的记录；
所述动态数据同步发送流程将动态数据从一个处理单元发送到另一个处理单元，并提供重发机制，如果在既定的时间内没有收到接收方的响应消息，则重新发送，如果重发次数超过既定次数后，则置到该处理单元的动态数据同步为失败，并进行相应的异常处理；动态数据在操作维护单元与处理单元之间进行实时同步，如果某处理单元产生的动态数据需要发送到另一个处理单元，则首先发送到操作维护单元，修改操作维护单元上相应记录的动态数据后，再由操作维护单元发送到目标处理单元；
所述动态数据同步接收流程接收动态数据同步发送流程所发送的动态数据包，根据数据包内容修改数相应数据库记录的动态数据，向发送动态数据的处理单元返回响应消息，并触发相应的软件流程根据新的动态数据进行业务处理。
所述处理单元状态监测流程进一步包括以下步骤：
(1)操作维护单元实时监控各处理单元的运行状态，各处理单元初始状态均为闭塞，位于闭塞数组；
(2)某处理单元上电，向操作维护单元请求同步静态数据，进行软件流程初始化，该单元的状态迁至非稳态，从闭塞数组迁至非稳态数组；
(3)某处理单元静态数据同步成功，软件流程初始化成功后，该处理单元的状态迁至解闭，从非稳态数组迁至解闭数组；
(4)非稳态数组中的处理单元软件初始化如果失败将复位并迁入闭塞数组，自动重启后重新迁入非稳态数组；
(5)解闭数组中的处理单元如果在运行中出现人为复位操作或因通信故障与操作维护单元断链，则迁入闭塞数组，重新启动后重新迁入非稳态数组；
所述动态数据同步发送流程进一步包括以下步骤：
(1)各处理单元在UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)监听端口5002(5002为端口号，以太网环境UDP通信的实现机制需SOCKET、IP地址、服务器端口号等)等待动态数据同步请求消息；动态数据同步请求消息包含两部分内容：其一为该同步请求消息的目标处理单元列表与消息的发送方式；其二为所需修改的包含动态数据的数据库记录内容；目标处理单元可以为一个或多个，向这些目标处理单元发送消息的方式可以为点对点、组播或广播；
(2)某处理单元收到动态数据同步请求消息后，在专用的内存消息缓冲区(各处理单元上均预先申请了既定大小的内存缓冲区用于缓存动态数据同步请求消息)复制一份该消息的副本以备重发；
(3)判断动态数据同步请求消息中每个目标处理单元的状态：任一目标处理单元可能位于闭塞、非稳态、解闭数组中任一个；此项操作仅判断收到动态同步请求消息时刻的目标处理单元状态，并把此刻非稳态数组与解闭数组中的所有目标处理单元复制到另一专用数组，该数组用于步骤(5)、(7)、(8)进行判断；
(4)对于所有位于闭塞数组的目标处理单元，不向该处理单元发送动态数据同步请求消息，因为该处理单元上电后向操作维护单元同步静态数据时将把所有相关的动态数据一起同步过来；
(5)对于每个位于非稳态数组的目标处理单元，分别设置定时器，对应于某个处理单元的定时器超时后，再判断该目标处理单元的状态，如果仍然位于非稳态数组，则重设定时器，直到该处理单元迁入解闭数组后，再把同步请求消息发往该处理单元，同时设置另一定时器以监测该处理单元的响应消息；如果该处理单元因软件初始化失败而迁入闭塞数组，则不再考虑该处理单元，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除，但该处理单元再次上电初始化时，将从操作维护单元同步到所有相关的静态数据与动态数据；
(6)对于每个位于解闭数组的目标处理单元，直接接收动态数据同步请求消息，同时分别设置定时器，该定时器用来监视接收同步请求消息的目标处理单元的响应消息；定时器与目标处理单元一一对应，分别监测每个目标处理单元的响应消息；
(7)发送同步请求消息的处理单元收到接收同步请求消息处理单元的响应消息后关闭与之对应的定时器，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；如果定时器超时后仍未等到响应消息，则再次判断目标处理单元的状态，如果该处理单元已迁入闭塞数组，则不再考虑该处理单元，并把并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；如果该目标处理单元仍位于解闭数组，则重新发送动态数据同步请求消息，如果该目标处理单元位于解闭数组的过程中重发次数超过既定的次数，则认为到该目标处理单元的动态数据同步失败，进行相应的异常处理，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；
(8)判断步骤(3)中所复制的专用数组中所有的目标处理单元均收到了响应消息或者进行过相应的异常处理，即判断该专用数组中是否所有处理单元的信息均已被清除；如果未处理完，则从步骤(7)继续循环；如果已处理完，则对该动态数据同步请求消息处理结束，把该条动态数据同步请求消息从消息缓冲区清除，从步骤(1)开始继续循环，监视下一条动态数据同步请求消息。
所述动态数据同步接收流程进一步包括以下步骤：
(1)在监听端口等待动态数据同步发送流程发来的动态数据包；
(2)根据数据包内容修改数相应数据库记录的动态数据；
(3)接收同步请求消息处理单元向发送同步请求消息的处理单元返回响应消息；
(4)触发相应的软件流程根据新的动态数据进行业务处理。
本发明对每个处理单元设定闭塞状态(处理单元断电时的状态)、解闭状态(处理单元稳定运行时的状态)、非稳态(处理单元初始上电到稳定运行前的状态)三种状态，针对每种状态，分别提出动态数据同步策略与实现技术，从而有效地防止了不同处理单元动态数据在一定时间段内不一致的情况，使系统的各处理单元在各种运行状态下均能成功地进行动态数据同步，无需控制不同处理单元的启动顺序即可保证各处理单元动态数据实时一致性、、简单的处理程序、较短的系统启动时间，提高了系统的稳定性和可靠性。
【附图说明】
图1是宽带码分多址系统中无线网络控制器的分布式多处理单元结构图；
图2是本发明所述动态数据同步方法的处理单元状态监测流程图；
图3是本发明所述动态数据同步方法的动态数据同步发送流程图；
图4是本发明所述动态数据同步方法的动态数据同步接收流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明所述方法作进一步阐述。
图1所示的是宽带码分多址系统中RNC设备的分布式多处理单元系统结构图。RNC分布式处理单元系统由一个互为主备的操作维护单元和多个处理单元构成，各处理单元之间采用以太网和ATM两种方式进行通信。操作维护单元的数据库中包含着RNC所有的配置参数，其它处理单元包含了本处理单元正常运行所需的配置参数。这些配置参数中，有相当数量的配置参数需要在相关处理单元中保持一致，这些参数包括静态数据和动态数据。图1仅针对动态数据进行说明，在各处理单元上均分布有动态数据同步发送模块与动态数据同步接收模块，在操作维护单元上还分布有处理单元状态监测模块，它们协作完成动态数据在各处理单元间的实时同步。
本发明所提出的RNC设备中多处理单元间非稳态下的动态数据同步方法，主要包括三个同步进行的流程：处理单元状态监测流程、动态数据同步发送流程、动态数据同步接收流程；
图2描述了处理单元状态监测流程。该流程由操作维护单元操作，它把每个处理单元的状态划分为三种：闭塞、解闭、非稳态，用三个数组分类记录处于相应状态的处理单元。操作维护单元采用主备方式提供可靠保护，先于其它处理单元上电，在系统中认为该单元始终处于解闭状态。该流程实时监测各处理单元的运行状态，实时更新三个数组中的记录。某处理单元收到上电消息前处于闭塞状态，位于闭塞数组；当它收到上电消息后，将向操作维护单元请求静态数据同步，进行相关软件流程初始化，在软件流程初始化完成之前，该处理单元处于非稳态，此时它位于非稳态数组；当它的软件流程初始化成功后，进入稳定运行状态，此时它位于解闭数组。当某个处理单元从一个数组迁移到另一个数组后，将把它在原来数组中的信息清除，于是任一处理单元在某时刻只存在其中的一个数组中，三个数组的集合就是所有的处理单元。
具体说来，处理单元状态监测流程包括以下步骤：
(1)操作维护单元实时监控各处理单元的运行状态，各处理单元初始状态均为闭塞，位于闭塞数组；
(2)某处理单元上电，向操作维护单元请求同步静态数据，进行软件流程初始化，该单元的状态迁至非稳态，从闭塞数组迁至非稳态数组；
(3)某处理单元静态数据同步成功，软件流程初始化成功后，该处理单元的状态迁至解闭，从非稳态数组迁至解闭数组；
(4)非稳态数组中的处理单元软件初始化如果失败将复位并迁入闭塞数组，自动重启后重新迁入非稳态数组；
(5)解闭数组中的处理单元如果在运行中出现人为复位操作或因通信故障与操作维护单元断链，则迁入闭塞数组，重新启动后重新迁入非稳态数组；
图3描述了动态数据同步发送流程。动态数据同步发送流程位于操作维护单元与其它各处理单元，利用改进的UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)把动态数据从一个处理单元发送到另一个处理单元，并提供重发机制，如果在既定的时间内没有收到接收方的响应消息，则重新发送，如果重发次数超过既定次数后，则置到该处理单元的动态数据同步为失败，并进行相应的异常处理。动态数据在操作维护单元与处理单元之间进行实时同步，如果某处理单元产生的动态数据需要发送到另一个处理单元，则首先发送到操作维护单元，修改操作维护单元上相应记录的动态数据后，再由操作维护单元发送到目标处理单元。
具体说来，动态数据同步发送流程包括以下步骤：
(1)各处理单元在UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)监听端口5002号端口等待动态数据同步请求消息；动态数据同步请求消息包含两部分内容：其一为该同步请求消息的目标处理单元列表与消息的发送方式；其二为所需修改的包含动态数据的数据库记录内容；目标处理单元可以为一个或多个，向这些目标处理单元发送消息的方式可以为点对点、组播或广播；
(2)某处理单元收到动态数据同步请求消息后，在专用的内存消息缓冲区复制一份该消息的副本以备重发；
(3)判断动态数据同步请求消息中每个目标处理单元的状态：任一目标处理单元可能位于闭塞、非稳态、解闭数组中任一个；此项操作仅判断收到动态同步请求消息时刻的目标处理单元状态，并把此刻非稳态数组与解闭数组中的所有目标处理单元复制到另一个专用数组，该数组用于步骤(5)、(7)、(8)进行判断。
(4)对于所有位于闭塞数组的目标处理单元，不向该处理单元发送动态数据同步请求消息，因为该处理单元上电后向操作维护单元同步静态数据时将把所有相关的动态数据一起同步过来；
(5)对于每个位于非稳态数组的目标处理单元，分别设置定时器，对应于某个处理单元的定时器超时后，再判断该目标处理单元的状态，如果仍然位于非稳态数组，则重设定时器，直到该处理单元迁入解闭数组后，再把同步请求消息发往该处理单元，同时设置另一定时器以监测该处理单元的响应消息；如果该处理单元因软件初始化失败而迁入闭塞数组，则不再考虑该处理单元，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除，但该处理单元再次上电初始化时，将从操作维护单元同步到所有相关的静态数据与动态数据；
(6)对于每个位于解闭数组的目标处理单元，直接接收动态数据同步请求消息，同时分别设置定时器，该定时器用来监视接收同步请求消息的目标处理单元的响应消息；定时器与目标处理单元一一对应，分别监测每个目标处理单元的响应消息；
(7)发送同步请求消息的处理单元收到接收同步请求消息处理单元的响应消息后关闭与之对应的定时器，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；如果定时器超时后仍未等到响应消息，则再次判断目标处理单元的状态，如果该处理单元已迁入闭塞数组，则不再考虑该处理单元，并把并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；如果该目标处理单元仍位于解闭数组，则重新发送动态数据同步请求消息，如果该目标处理单元位于解闭数组的过程中重发次数超过既定的次数，则认为到该目标处理单元的动态数据同步失败，进行相应的异常处理，并把该处理单元的信息从步骤(3)中所复制的专用数组中清除；
(8)判断步骤(3)中所复制的专用数组中所有的目标处理单元均收到了响应消息或者进行过相应的异常处理，即判断该专用数组中是否所有处理单元的信息均已被清除；如果未处理完，则从步骤(7)继续循环；如果已处理完，则对该动态数据同步请求消息处理结束，把该条动态数据同步请求消息从消息缓冲区清除，从步骤(1)开始继续循环，监视下一条动态数据同步请求消息。
图4描述了动态数据同步接收流程。动态数据同步接收流程位于操作维护单元与其它各处理单元，接收动态数据同步发送流程所发送的动态数据包，根据数据包内容修改数相应数据库记录的动态数据，向发送方返回响应消息，并触发相应的软件流程根据新的动态数据进行业务处理。
具体说来，动态数据同步接收流程包括以下步骤：
(1)在监听端口等待动态数据同步发送流程发来的动态数据包；
(2)根据数据包内容修改数相应数据库记录的动态数据；
(3)接收同步请求消息处理单元向发送同步请求消息的处理单元返回响应消息；
(4)触发相应的软件流程根据新的动态数据进行业务处理。
本发明不仅适用于非稳态下的动态数据同步，也同样适用于稳态下的动态数据同步，而且可以推广至其它的分布式以太网通信环境下需要实现动态数据同步的系统。