一种可靠的服务器冗余控制算法.pdf

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1、文献标识码：A文章编号：1003—0492(2010)12—0093—03中图分类号：TP202+．1一种可靠的服务器冗余控制算法AReliableAlgorithmforServersRedundantControl吴亚凤(1975一)这样的系统结构一般都会存在如下几个问题，难于解决：女，陕西渭南人，硕士，中国劳动关系学院(1)服务器A、B机的主从控制机制复杂，常会现“双基础部讲师，主要从事应用数学方面的研主”、“双从”或者来回切换(“打乒乓球”现象)，使得系统究。可靠性降低。为了解决这个问题，有些系统采用硬件方式给两台服务器之间设置硬件切换电路板，保证不

2、出现这个问题，但又存摘要：本文分析了目前工业计算机控制系统中服务器冗余控制存在的问在成本以及切换电路可靠性的问题；题，提出一种高可靠的服务器冗余控制算法模型，并给出了该算法的洋细(2)两台服务器的数据同步是冗余控制的难点，特别是在内容及其实现。双机进行各种状态转换(主机、从机、单机、故障／停机)过程中关键词：计算机控制；服务器；冗余控制；算法模犁发生的数据更新或者来自操作站的控制命令时，如何保证双机数据严格的一致性以及不丢失数据是非常困难的；Abstract：Thispaperanalyzesserverredundantcontrolproblemsini

3、ndustrial(3)系统双网络结构使得某些情况下难于控制，如两台服computercontrolsystemItpresentsahighlyreliablealgorithmicmodelfortheservers’redundantcontrolMoreover,itanalyzesthedetailedcontentofthe务器的交叉网络故障，使得双机互不能访问对方，从而造成系统algorithm，anddescribesitsrealization．不可用J。Keywords：ComputerControl；Server；Redundancy；

4、AlgorithmicModel2冗余控制模型本文提出一种基于图1的改良网络模型，在两个服务器上各增加一块以太网卡，形成第三条网络(如图2所示)，通过合适的l问题的提出控制算法，使其达到准确检测、正确切换、无扰控制、不丢数据的目的，以满足工业控制场合高可靠性与高可用性要求。在工业计算机控制应用领域，为了提高系统的可靠性以及可用性，经常采用冗余服务器架构，即设置两台互为冗余的服务器，工作在一用一备模式下，为网络上的其他节点提供各类数据NetAlI翠Ill⋯‘翠I【服务，并且常常设置冗余网络，进一步提高系统的可用性。可以—．J——L——一一———上——————』

5、——————～一上一图2改进的网络实现当存在单个服务器节点故障或者单个网络故障时，系统的可该兀余控制模型如图3所示，自下到上依次是状态诊断、主用性不降低。系统结构如图l所示⋯。从控制、数据服务以及冗余控制四层结构，下层为层提供服务，上层的执行依赖于下层的运算结果。它们的功能如下：状态诊断：为服务器提供自己和对方准确的网络以及关键进程状态；图1工业计算机控制网络鼢热带婚熊拣黼9一3主从控制：根据自己和对方的状态，按照服务器切换状态机防止程序BUG等意外情况所做的容错设计。客户机回复状态字进行主从切换；如图5所示。一田『回L-JrL余控制数蜇『前步A机可见冗余控

6、制、LB机可见一一机状态肖鼠输出获得报务，r消{收消故服务请求图5客户机回复状态宇数据服务一一由以上的过程，可以对两台服务器关键进程、各自的网络、态机一态机■主从控制，客户机网络做出准确的判断，只要当系统被割裂为完全独立的两，一一I态回填一一监听反馈个子系统时，系统的运行模式转为两个独立系统，如图6所示。一状二广播●状杰广播一(二听均费诊断<一-诊断，，“状盔诊断ServerAServerBClientN图3冗余控制模型Il一一一一一一一I数据服务：客户机向服务器进行数据请求，以及服务器的数I_一一一一一一一一一一一一一一一一一一l据服务过程；图6系统被割裂

7、为两个完全独立的子系统冗余控制：两台服务器之间的数据同步过程。只有当两个服务器的NETA~IB交叉故障、NETC故障、每台客户机均有一个网络故障的情况下，才会出现被割裂为完全独立3服务器的状态诊断的两个子系统的情况。但是故障恢复后，系统可以进行数据的合服务器状态监测包括自我监测、状态广播、监听对方、监听并，保证不丢失数据。客户机四个部分团。L服务器监测自己的三个网络的好坏、监测自身4服务器的主从控制关键进程的运行回状L态，并艄将这些状态填人自身状态字中，然后将自身状态字通过全部网卡广播出去；并一直监视来自对方服务器服务器的状态有四种：主机、备用机、故障、单机

8、模式。主的广播信息包以及来自其他客户机的异常监听反馈