节点系统、服务器切换方法、服务器装置和数据接管方法.pdf

具体实施方式

将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

(第一示例性实施例)

图5是示出第一示例性实施例中的节点的配置的框图。此示例性实施例的节点包括活动服务器11₁、11₂和备用服务器12。活动服务器11₁、11₂和备用服务器12连接到通信路径13。

在正常操作期间，活动服务器11₁、11₂利用其自己的数据D1₁、D1₂来提供服务，并将其自己的数据同步到其他服务器。这样，节点被维持在活动服务器11₁、11₂的服务能够被另外的服务器继续的状态中。另外的服务器指的是其他活动服务器或备用服务器。在数据的同步中，活动服务器11₁、11₂的相互关系通过级联连接实现。级联连接中的最后的活动服务器11₂将其自己的数据D1₂同步到在下一级级联连接的备用服务器12，作为数据D1₂′。

当任何活动服务器发生故障时，该活动服务器后级的服务器利用与发生故障的活动服务器同步的数据来继续服务。在此情况下，更后级的服务器继续下述活动服务器到目前为止提供的服务：该活动服务器利用与前级活动服务器同步的数据提供服务。

当活动服务器11₂发生故障时，或者当活动服务器11₂取代更前级活动服务器11₁开始服务时，备用服务器12利用与前级活动服务器11₂同步的数据D1₂′来继续服务。

在图5的示例中，当活动服务器11₁发生故障时，活动服务器11₂利用与活动服务器11₁同步的数据D1₁′来继续服务。然后，活动服务器11₂提供的服务由备用服务器12继续。

在此示例性实施例中，多个活动服务器11₁、11₂和备用服务器12被级联连接，使得前级活动服务器的数据被同步到后级活动服务器，并且最后的活动服务器的数据被同步到备用服务器。当任何活动服务器发生故障时，其后级的服务器利用从前级服务器同步的数据来继续前级服务器的服务。

这样，在对于多个活动服务器包括一个备用服务器的配置中，活动服务器和备用服务器都被用于数据同步。结果，根据此示例性实施例，与备用服务器以一对一对应关系支持活动服务器时相比，可以以更低的成本切换服务器以继续服务，其中备用服务器所需的资源不取决于活动服务器的数目，无需诸如分割通信路径之类的复杂操作。

预期到，当备用服务器所需的资源不取决于活动服务器的数目时，这种独立性有助于以低成本获得备用服务器，并且当在活动服务器和备用服务器之间提供共同性时，还有助于以低成本获得活动服务器。

再次参考图5，活动服务器11包括处理器14、存储设备15和通信接口16。

处理器14通过执行软件程序来操作，并且利用存储在存储设备15中的数据来提供服务。

处理器14在利用其自己的数据提供服务时还将其自己的数据同步到后级服务器。另外，如果在包含处理器14的服务器之前存在活动服务器11，则处理器14在存储设备15中存储与前级活动服务器11同步的数据。

另外，当前级活动服务器11发生故障时，或者前级活动服务器11取代更前级活动服务器11开始服务时，处理器14利用与前级活动服务器11同步的数据D1′来继续服务。

存储设备15保存相关联的服务器的服务所需的数据。另外，当在相关联的服务器之前存在活动服务器11时，存储设备15还保存来自前级服务器的同步的数据D1′。

通信接口16连接到通信路径13以在服务器之间建立通信。在服务器之间，同步数据在活动服务器之间或者活动服务器与备用服务器之间传送。

备用服务器12包括处理器17、存储设备18和通信接口19。

处理器17通过执行软件程序来操作，并且在前级活动服务器11₂发生故障时或者当活动服务器11₂取代更前级的活动服务器11₁开始服务时，利用存储在存储设备18中的与活动服务器11₂同步的数据D1₂′来继续服务。

存储设备18保存与前级活动服务器11₂同步的数据D1₂′。

通信接口19连接到通信路径13以与前级活动服务器11₂进行通信。在通信中，通信接口19在活动服务器11₂与备用服务器12之间传送同步数据。

图6是示出在第一示例性实施例的服务器中当前级活动服务器发生故障时服务器的操作的流程图。这里，作为示例，使操作对于活动服务器11和备用服务器12是同样的。

参考图6，服务器检测活动服务器11的故障，并且开始服务器间切换序列(步骤101)。服务器间切换序列是用于在提供冗余的多个服务器之间切换服务的处理序列。服务器判定在其后级是否存在活动服务器11或备用服务器(步骤102)。这是判定服务器本身是活动服务器11还是备用服务器12的处理。当使得操作对于活动服务器11和备用服务器12是同样的时，不需要此处理。当在其后级发现服务器时，意味着服务器本身是活动服务器，而当在其后级没有服务器时，意味着服务器本身是备用服务器。

当存在后级服务器时，服务器向后级服务器发送服务器间切换请求(步骤103)。服务器间切换请求是用于请求后级服务器开始服务器间切换序列的消息。然后，在接收到来自后级服务器的服务器间切换完成消息后(步骤104)，服务器停止其操作(步骤105)。服务器间切换完成是用于通知服务器间切换序列完成的消息。然后，服务器利用与前级服务器同步的数据接管到目前为止前级服务器提供的服务(步骤106)。

另一方面，当在步骤102中判定没有后级服务器时，服务器进行步骤106处的操作，其中服务器接管到目前为止前级服务器提供的服务。

图7是示出在第一示例性实施例的服务器中接收到来自前级活动服务器的服务器间切换请求的服务器的操作的流程图。这里，作为示例，使得操作对于活动服务器11和备用服务器12是同样的。

参考图7，服务器接收来自前级服务器的服务器间切换请求，并且开始服务器间切换序列(步骤201)。步骤202-206处所示的服务器间切换序列与图6中步骤102-106处所示的相同。当服务器完成步骤202-206处的处理时，服务器向前级服务器发送服务器间切换完成消息，并且终止处理。

接下来，将描述当活动服务器11发生故障时整个节点的操作。这里，将描述当从活动服务器11₁和活动服务器11₂都在提供服务的正常操作状态中活动服务器11₁发生时节点的操作。当活动服务器11₁发生故障时，服务器被切换，使得活动服务器11₂和备用服务器12提供服务，从而允许了节点继续操作。

当活动服务器11₁发生故障时，活动服务器11₂检测此故障，并且开始服务器间切换序列。活动服务器11₂认识到其本身不是备用服务器，并且请求将接管活动服务器11₂的服务的后级服务器(备用服务器12)进行服务器间切换。

在接收到服务器间切换请求后，备用服务器12利用与前级活动服务器11₂同步的数据D1₂′来开始到目前为止由活动服务器11₂提供的服务。然后，备用服务器12通知前级活动服务器11₂服务器间切换完成。

在接收到来自备用服务器12的服务器间切换完成后，活动服务器11₂停止到目前为止由其提供的服务。接下来，活动服务器11₂利用与前级活动服务器11₁同步的数据D1₁′开始到目前为止由活动服务器11₁提供的服务。

注意，在服务器之间发送/接收的服务器间切换请求和服务器间切换完成的数据量与为了同步用于服务中的数据而传送的同步数据的数据量相比足够小。这样，服务器之间的通信花费较短的时间，并且服务器间切换立即完成。从而，当活动服务器11₁发生故障时，从整个节点来看可以继续服务。

另外，虽然此示例性实施例是在假设后级服务器检测前级服务器的故障的情况下描述的，但是本发明并不限于此，也可以用任何配置或方法来监视故障。

(第二示例性实施例)

在第一示例性实施例中，一个备用服务器被指派给级联连接的一组活动服务器。然而，本发明并不限于此。第二示例性实施例例示了将一个备用服务器指派给级联连接的两组活动服务器的配置。

活动服务器充当其余活动服务器之一的备份，因此包括用于存储两个活动服务器的数据(包括其自己的数据)的存储容量。当对于活动服务器和备用服务器都使用具有相同性能的服务器时，备用服务器也包括用于存储两个活动服务器的数据的存储容量。

因此，在此示例性实施例中，多个活动服务器被分成两组，并且在每个组中通过级联连接来同步数据，并且在两组的最末级处共享一个备用服务器。这样，当任何活动服务器发生故障时，服务器间切换可以仅限于该活动服务器所属的组。

另外，作为一个结果，可以减少伴随着服务器间切换而在服务器之间发送/接收的消息。当N个活动服务器都在一个组中级联连接时，在服务器间将进行最多N次通信。作为替换，当N个活动服务器被分成两组，每组包括(N/2)个活动服务器时，通信可以减少到最多(N/2)次。结果，从整个节点来看也减少了服务器间切换所花费的时间量。

图8是示出第二示例性实施例中的节点的配置的框图。此示例性实施例的节点包括活动服务器21₁-21₄以及备用服务器22。活动服务器21₁-21₄和备用服务器22连接到通信路径23。

活动服务器21₁-21₄被分成两组，即包括活动服务器21₁、21₂的组和包括活动服务器21₄、21₃的组，其中通过级联连接同步数据。

在正常操作期间，活动服务器21₁-21₄利用其自己的数据D2₁-D2₄来提供服务，并且将其自己的数据D2₁-D2₄同步到级联连接中其后级的服务器。

当任何服务器发生故障时，该活动服务器后级的服务器利用与发生故障的活动服务器同步的数据来继续服务。在此情况下，更后级的服务器利用与前级活动服务器同步的数据来继续将接管服务的活动服务器到目前为止提供的服务。

当属于两个组中的任何一组的前级活动服务器21中发生故障时，或者当前级活动服务器21取代更前级活动服务器21开始服务时，备用服务器22利用与前级活动服务器21同步的数据D2′来继续服务。

在此示例性实施例中，当活动服务器21发生故障时，服务器间切换限于包括发生故障的活动服务器21的群组内。

在图8的示例中，当活动服务器21₁发生故障时，活动服务器21₂利用与活动服务器21₁同步的数据D2₁′来继续服务。然后，先前由活动服务器21₂提供的服务由备用服务器22继续。

另一方面，当活动服务器21₄发生故障时，活动服务器21₃利用与活动服务器21₄同步的数据D2₄′来继续服务。然后，先前由活动服务器21₃提供的服务由备用服务器22继续。

再次参考图8，活动服务器21包括处理器24、存储设备25和通信接口26。处理器24、存储设备25和通信接口26在配置和操作上与图5所示的根据第一示例性实施例的活动服务器11的处理器14、存储设备15和通信接口16类似。

备用服务器22包括处理器27、存储设备28和通信接口29。备用服务器22与图5所示的根据第一示例性实施例的备用服务器12的不同之处在于它被两个组中的活动服务器所共享。然而，备用服务器22对于每个组的操作方式与第一示例性实施例中的备用服务器12类似。另外，处理器27、存储设备28和通信接口29对于每个组的操作方式与根据第一示例性实施例的处理器17、存储设备18和通信接口19类似。

接下来，将描述当活动服务器21₁发生故障时整个节点的操作。这里，将描述当从活动服务器21₁-21₄提供服务的正常操作状态中活动服务器21₁发生故障时节点的操作。当活动服务器21₁发生故障时，服务器被切换，使得活动服务器21₂和备用服务器22提供服务，从而允许了节点继续操作。

当活动服务器21₁发生故障时，活动服务器21₂检测该故障，并且开始服务器间切换序列。活动服务器21₂确认其不是备用服务器，并且向继续活动服务器21₂自身的服务的后级服务器(备用服务器12)请求服务器间切换。

在接收到服务器间切换请求后，备用服务器12利用与前级活动服务器21₂同步的数据D2₂′来开始到目前为止由活动服务器21₂提供的服务。然后，备用服务器22通知活动服务器21₂服务器间切换完成。

在接收到来自备用服务器22的服务器间切换完成后，活动服务器21₂停止到目前为止由其提供的服务。接下来，活动服务器21₂利用与前级活动服务器21₁同步的数据D2₁′开始到目前为止由活动服务器21₁提供的服务。

注意，在服务器之间发送/接收的服务器间切换请求和服务器间切换完成消息的数据量与为了同步用于服务中的数据而传送的同步数据的数据量相比足够小。这样，服务器之间的通信花费较短的时间，并且服务器间切换立即完成。从而，当活动服务器21₁发生故障时，从整个节点来看可以继续服务。

另外，虽然这里例示的配置对两组活动服务器包括一个备用服务器，配置也可以改为对于三组或更多组包括一个备用服务器。

(第三示例性实施例)

在第一和第二示例性实施例中，每个活动服务器属于一组，并且多个活动服务器仅在一个方向上同步其数据。然而，本发明并不限于此，第三示例性实施例例示了一种配置，其包括级联连接的多个活动服务器，使得它们的数据在两个方向上被同步。

在此示例中，一个方向上的第一活动服务器在另一方向上被视为最末活动服务器。多个活动服务器连接成一线，使得相邻的活动服务器在两个方向上相互同步数据。另外，两端处的两个活动服务器还与备用服务器同步它们的数据。

关于作为不同组的不同方向上的级联连接，活动服务器分别属于两个组。这样，当活动服务器发生故障时，可以从两组中选择适当的一个来执行切换。

根据此配置，当任何活动服务器发生故障时，服务器间切换可以仅限于两个方向之一。另外，当任何活动服务器发生故障时，可以依据发生故障的活动服务器选择包括较少数目的必须切换服务的服务器的组。结果，服务器间切换所要求在服务器之间发送/接收的消息的数目可以减少。当N个活动服务器都在一个组中级联连接时，在服务器之间将最多进行N次通信。作为替换，当N个活动服务器被分成各包括(N/2)个活动服务器的两组并且在双方向上级联连接以总共提供四组时，通信可以减少到最多(N/4)次。结果，从整个节点来看也减少了服务器间切换所花费的时间量。

图9是示出第三示例性实施例中的节点的配置的框图。此示例性实施例的节点包括活动服务器31₁-31₆以及备用服务器32。活动服务器31₁-31₆和备用服务器32连接到通信路径33。

活动服务器31₁-31₆被分成两组，即活动服务器31₁、31₂和31₃的集合和活动服务器31₃、31₄、31₅和31₆的集合，它们分别通过级联连接同步其数据。

属于同一集合的多个活动服务器31连接成一线，使得相邻的活动服务器31在双方向上相互同步数据，并且两端的两个活动服务器还与备用服务器32同步其数据。

例如，在活动服务器31₁、31₂和31₃的集合中，活动服务器31₁和活动服务器31₂在双方向上相互同步数据。另外，活动服务器31₂和活动服务器31₃在双方向上相互同步数据。此外，位于两端的活动服务器31₁和活动服务器31₃还与备用服务器32同步其数据。这样，通过活动服务器31₁、31₂和31₃的集合建立了两组级联连接。

这里，活动服务器31₃属于两个集合，并且在每个集合中位于级联连接的组的最后一级，在该处连接到备用服务器32。利用此配置，单个活动服务器31₃的数据可以用作两个组的应当同步到备用服务器32的数据。

再次参考图9，活动服务器31包括处理器34、存储设备35和通信接口36。处理器34、存储设备35和通信接口36在配置和操作上与图5所示的根据第一示例性实施例的活动服务器11的处理器14、存储设备15和通信接口16类似。然而，在此示例性实施例中，单个活动服务器31属于多个组。

因此，当任何一个活动服务器31发生故障时，判定将在发生故障的活动服务器31所属的一个组中执行服务器间切换。处理器34除了与图5所示的根据第一示例性实施例的活动服务器11的处理器14的功能类似的功能之外，还可包括在任何活动服务器31发生故障时选择要经历服务器间切换的组的功能。例如，处理器34可以根据发生故障的活动服务器31的位置来选择要经历服务器间切换的组。更具体而言，每个服务器可以预先登记有将发生故障的活动服务器31映射到下述组的信息：该组包括最少数目的针对故障必须进行服务器间切换的服务器。

备用服务器32包括处理器37、存储设备38和通信接口39。与图8所示的第二示例性实施例中的备用服务器22的情况一样，备用服务器32被多个组所共享。备用服务器32对于每个组的操作方式与第一示例性实施例中的备用服务器12类似。另外，处理器37、存储设备38和通信接口39对于每个组的操作方式与根据第一示例性实施例的处理器17、存储设备18和通信接口19类似。

接下来，将描述当活动服务器31₄发生故障时整个节点的操作。这里，将描述当从活动服务器31₁-31₆正提供服务的正常操作状态中活动服务器31₄发生故障时节点的操作。

当活动服务器31₄发生故障时，活动服务器31₃和活动服务器31₅检测到该故障。在经过活动服务器31₃的组中，在去往备用服务器32的途中只经过一个服务器(只有活动服务器31₃)。另一方面，在经过活动服务器31₅的组中，在去往备用服务器32的途中经过两个服务器(活动服务器31₅、31₆)。因此，在经过活动服务器31₃的组中执行服务器间切换。

活动服务器31₃开始服务器间切换序列。活动服务器31₃确认它不是备用服务器32，并且向将继续活动服务器31₃自身的服务的后级服务器(备用服务器32)请求服务器间切换。

在接收到服务器间切换请求后，备用服务器32利用与前级活动服务器31₃同步的数据D3₃″′来开始到目前为止由活动服务器31₃提供的服务。另外，备用服务器32通知活动服务器31₃服务器间切换完成。

在接收到来自备用服务器32的服务器间切换完成消息后，活动服务器31₃停止到目前为止由其提供的服务。接下来，活动服务器31₃利用与前级活动服务器31₄同步的数据D3₄″开始到目前为止由活动服务器31₄提供的服务。

注意，在服务器之间发送/接收的服务器间切换请求和服务器间切换完成消息的数据量与为了同步用于服务中的数据而传送的同步数据的数据量相比足够小。这样，服务器之间的通信花费较短的时间，并且服务器间切换立即完成。从而，当活动服务器31₄发生故障时，从整个节点来看可以继续服务。

虽然已经参考一些示例性实施例描述了本发明，但是本发明并不限于这些示例性实施例。权利要求中限定的本发明在配置和细节上可以按各种方式被修改，本领域的技术人员可以理解这些方式是处于本发明的范围内的。