水情报汛服务器主备方案

摘要

本发明公开了一种水情报汛服务器主备方案，包括主服务器、备服务器、心跳线和服务控制器，所述主服务器和备服务器之间通过心跳线相互连接，所述主服务器和备服务器之间通过服务控制器相互连接。该水情报汛服务器主备方案，使用的单机虚拟化技术与主备数据库镜像同步方案，逻辑清晰易懂、操作简单易学、主备切换顺畅，实现了数据库主、备实时同步，该方案中用于将成果数据发送的水情信息交换系统进行主、备切换时，不用担心将以前的数据进行重复发送，在进行主、备切换时亦可实现数据接收、处理、发送的无缝衔接，可在每年枯水期，由水情分中心工作人员进行人工切换操作，确保两套软硬件系统逐年交替使用，服务器之间自动切换应调节为人工切换。

说明书

技术领域

本发明涉及水情报汛采集、处理与发送的主备方案技术领域，具体为一种水情报汛服务器主备方案。

背景技术

水情分中心在汛期采集、处理并发送已发生或正在发生的各地实时水情信息。由主管水文部门，根据各地水文站在每天特定时间，以专用通信线路及时传送的各项水文要素观测值、观测方法和趋势等资料，汇编后分发各有关部门和单位，或向公众发布，以便随时掌握水情，做好防汛工作。

水情分中心在水文行业中承担重要的水情报汛任务，水情报汛流程包含原始数据接收、中间过程处理、成果数据发送，为保证水情报汛时效，水情分中心工作人员采用了多种预防措施，包括数据处理流程中各项软、硬件的主备功能，但这将造成水情报汛过程中涉及运用多套专用软、硬件，如果全部采用传统主备方案将会耗费大量的服务器资源，增加水情报汛人员的维护工作量，由于传统主备方案没有实现数据实时同步、备机未达到热备状态，当出现故障需要主备切换时，操作流程繁琐、易错，不利于快速恢复报汛工作，报汛时效更不能保证。

普通数据库镜像同步需要三个数据库：主数据库、备数据库、见证数据库。原理：主数据库实时将数据备份到备用数据库中，当主数据库出现问题，见证数据库自动将备用数据库启动为主数据库运行，当原主数据库恢复后自动降为备用数据库。这种原理在实际场景呈现的问题有，一是实际情况只会有主、备两台服务器，不可能再提供第三台见证服务器；二是见证服务器没有备份，当见证服务器故障时结构将失效；三是当主数据库故障，将自动进行主备切换，而实际报汛工作中不希望主备自动切换。针对上述问题，在原有主备架构的基础上进行创新设计。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水情报汛服务器主备方案，解决了只会有主、备两台物理服务器，不可能再提供第三台见证服务器；见证服务器没有备份，当见证服务器故障时结构将失效；当主数据库故障，将自动进行主备切换，而实际报汛工作中不希望主备自动切换；传统主备结构会生成大量日志文件导致存储空间耗尽；主备切换后备机将重复处理和发送大量历史数据造成数据拥塞的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水情报汛服务器主备方案，包括主服务器，所述主服务器和备服务器之间通过心跳线相互连接，所述主服务器和备服务器之间通过服务控制器相互连接。

优选的，所述主服务器包括遥测系统、处理系统、传输系统和数据库系统，且遥测系统、处理系统、传输系统和数据库系统均与交换机相互连接，遥测系统和接收数据库相互连接，接收数据库和处理系统相互连接，处理系统和待发数据库相互连接，待发数据库和传输系统相互连接。

优选的，所述主服务器通过传输系统将待发数据库系统的成果数据传输给使用者，主服务器将待发数据库处理信息转换成事务日志文件，且将日志文件通过服务控制器传输到备服务器。

优选的，所述主服务器的数据库系统内设有事务日志清理模块，可将主服务器的数据库系统内产生的事务日志文件每5分钟定期删除，同时所述备服务器内的数据库系统同步进行事务日志文件删除操作，使主服务器和备服务器两边数据库系统内的日志文件总大小保持在1M以内，防止主服务器和备服务器的储存空间耗尽。

优选的，所述备服务器包括备用遥测系统、备用处理系统、备用传输系统和备用接收数据库系统，且备用遥测系统、备用处理系统、备用传输系统和备用数据库系统均与交换机相互连接，备用遥测系统和备用接收数据库相互连接，备用接收数据库和备用处理系统相互连接，备用处理系统和备用待发数据库相互连接，备用待发数据库和备用传输系统相互连接，备用数据库系统和主用数据库系统之间通过心跳线和服务控制器相互连接。

优选的，所述主服务器和备服务器之间切换方法包括如下步骤：

步骤a)，禁用或拔出主服务器与交换机相连的全部网线，保留心跳线和服务控制器连接线：

步骤b)，插入备服务器数据库服务器虚拟机与交换机相连的网线；

步骤c)，在备服务器数据库虚拟机上执行SQL命令解锁备数据库，使备数据库为主数据库；

步骤d)，插入备服务器虚拟机与交换机相连的其他网线，激活整个备用报汛流程。

优选的，所述步骤c)中，备数据库的应用数据库下运行命令alter databasedbname set partner force_service_allow_data_loss，且dbname为搭建的备用数据库名称。

优选的，所述服务控制器包括数据库镜像系统，且数据库镜像系统分别与主数据库虚拟机和备数据库虚拟机相互连接。

优选的，所述服务控制器运行包括以下步骤；

步骤a)，在主服务器和备服务器之间建立第一连接和第二连接。

步骤b)，将主服务器中数据库虚拟机的数据库事务日志文件通过数据库镜像系统实时传输到备服务器数据库虚拟机中，并通过数据库事务日志文件进行数据同步操作。

步骤c)，判断主服务器是否发生故障。

步骤d)，当在备用数据库的应用数据库下运行命令alter database dbname setpartner force_service_allow_data_loss后，解除主备模式，备用数据库激活为可用状态。

优选的，所述步骤c)中，实时诊断主服务器和备服务器，当两端同步未发生故障时，继续执行步骤b)。

优选的，所述步骤c)进行以下操作；

①、服务控制器提取主服务器数据库虚拟机事务日志文件；

②、通过服务控制器镜像传递至备服务器数据库虚拟机中；

③、在备服务器数据库虚拟机中执行事务日志文件同步数据操作；

④、定时在主服务器数据库虚拟机中执行事务日志文件删除操作；

⑤、备服务器数据库虚拟机同步执行事务日志文件删除操作。

(三)有益效果

本发明提供了一种水情报汛服务器主备方案。具备以下有益效果：

(1)、该水情报汛服务器主备方案，当主服务器出现故障时，操作人员拔掉主服务器连接交换机的全部网线，首先插上备数据库虚拟机上的网线，此时备数据库与外界连接通信，主数据库断开与外界连接，能够通过人为物理操作的方式完成对主服务器的切断，之后再采用人工方式将备服务器转换成主服务，由于备机始终为热机状态，只需通过现场网线拔插操作，即可完成短时间主备切换，因为数据库和软件一模一样，将确保切换后软件再次续传，对端将不会感知到本端的切换过程。

(2)、该水情报汛服务器主备方案，当出现故障的主服务器维修好以后，再构建一套以前一模一样的虚拟机架构、IP地址和数据库，拔掉全部网线，接入心跳线，原本的主服务器降级为备服务器运行，静默的主备稳定状态恢复，该方式可以避免以往使用见证服务器。

(3)、该水情报汛服务器主备方案，通过服务控制器，使主服务器内部的数据能够实时传输到备服务器的内部，之后操作人员再对主服务器和备服务器之间切换时，可以更加便捷，并且服务控制器能够对故障的主服务器进行锁定，避免主服务器继续运行，从而避免造成更大的负面影响。

(4)、该水情报汛服务器主备方案，应用了单机虚拟化技术，单台主服务器与单台备服务器上均同时虚拟出完整的一套水情报汛流程，且服务器后端物理网口实现与内部虚拟机的一一对应关系，方便用户管理。该方案用最少的资源建造最稳定的水情报汛主备模式，当需要切换时，可以实现稳定、简易、彻底的快速主备切换过程，满足水情报汛时效性要求，由于实现了数据库主、备实时同步，用于成果数据发送的水情信息交换系统进行主、备切换时，不用担心将以前的数据进行重复发送，在进行主、备切换时亦可实现数据发送的无缝衔接，方便每年枯水期，水情分中心工作人员进行人工切换操作，确保两套软硬件系统逐年交替使用。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明主服务器和备服务器系统连接结构示意图；

图3为本发明主服务器和备服务器切换流程结构示意图；

图4为本发明主服务器运行流程结构示意图；

图5为本发明备服务器运行流程结构示意图；

图6为本发明服务控制器运行流程结构示意图；

图7为本发明主服务器、备服务器和服务控制器连接结构示意图。

图中：1、主服务器；2、备服务器；3、心跳线；4、服务控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：一种水情报汛服务器主备方案，包括主服务器1、备服务器2、心跳线3和服务控制器4，主服务器1和备服务器2之间通过心跳线3相互连接，主服务器1和备服务器2之间通过服务控制器4相互连接；

主服务器1包括遥测系统、处理系统、传输系统和数据库系统，且遥测系统、处理系统、传输系统和数据库系统均与交换机相互连接，遥测系统和接收数据库相互连接，接收数据库和处理系统相互连接，处理系统和待发数据库相互连接，待发数据库和传输系统相互连接，能够有效的通过主服务器1对得到的数据进行传输，从而方便使用者的观察；

主服务器1通过传输系统将待发数据库系统的成果数据传输给使用者，主服务器1将待发数据库处理信息转换成事务日志文件，且将日志数据文件通过服务控制器4传输到备服务器2，使使用者能够通过主服务器1更加直观的观察到该装置的检测数据。

主服务器1的数据库系统内设有事务日志清理模块，可将主服务器1的数据库系统内产生的事务日志文件每5分钟定期进行删除，同时所述备服务器内的数据库系统同步进行事务日志文件删除操作，使主服务器1和备服务器2两边数据库系统内的日志文件总大小保持在1M以内，防止主服务器1和备服务器2的储存空间耗尽；

备服务器2包括备用遥测系统、备用处理系统、备用传输系统和备用数据库系统，且备用遥测系统、备用处理系统、备用传输系统和备用数据库系统均与交换机相互连接，备用遥测系统和备用接收数据库相互连接，备用接收数据库和备用处理系统相互连接，备用处理系统和备用待发数据库相互连接，备用待发数据库和备用传输系统相互连接，备用数据库系统和主用数据库系统之间通过心跳线和服务控制器相互连接，使该方案能够通过备服务器2对得到的事务日志文件进行入库操作，从而方便使用者的观察；

主服务器1和备服务器2之间切换方法包括如下步骤：

步骤a)，主服务器1发生故障时，禁用或拔出主服务器1全与交换机相连的部网线，保留心跳线3和服务控制器4连接线，使主服务器1停止运作，避免造成更多的错误：

步骤b)，插入备服务器2数据库虚拟机与交换机相连的网线，使备服务器2处于运作状态；

步骤c)，在备服务器2数据库虚拟机上执行SQL命令解锁备数据库，使备数据库为主数据库，继续进行之前的工作状态，从而达到不间断工作；

步骤d)，插入备服务器2虚拟机与交换机相连的其他网线，激活整个备用报汛流程，以此完成主备服务器之间的转换；

使该装置能够由主服务器1和备服务器2的自动切换转换为人工手动切换，从而能够避免服务器发生损坏时，造成数据的流失；

步骤c)中，在备数据库的应用数据库下运行命令alter database dbname setpartner force_service_allow_data_loss，且dbname为搭建的备用数据库名称；

服务控制器4包括数据库镜像系统，且数据库镜像系统分别与主数据库虚拟机和备数据库虚拟机相互连接，能够将主服务器1内部的事务日志文件实时传输到备服务器2的内部，之后当主服务器1发生故障时，能够更加迅速的完成主服务器1和备服务器2之间的切换；

服务控制器4运行包括以下步骤；

步骤a)，在主服务器1和备服务器2之间建立第一连接和第二连接。

步骤b)，将主服务器1中数据库虚拟机的数据库事务日志文件通过数据库镜像系统实时传输到备服务器2数据库虚拟机中，并通过数据库事务日志文件进行数据库同步操作。

步骤c)，判断主服务器1是否发生故障；

步骤d)，当在备用数据库的应用数据库下运行命令alter database dbname setpartner force_service_allow_data_loss后，解除主备模式，备用数据库激活为可用状态。

步骤c)中，实时诊断主服务器1和备服务器2，当两端同步未发生故障时，继续执行步骤b)；

步骤c)进行以下操作。

①、服务控制器4提取主服务器1数据库虚拟机事务日志文件；

②、通过服务控制器4镜像传递至备服务器2数据库虚拟机中；

③、在备服务器2数据库虚拟机中执行事务日志文件同步数据操作；

④、定时在主服务器1数据库虚拟机中执行事务日志文件删除操作；

⑤、备服务器2数据库虚拟机同步执行事务日志文件删除操作。

使用时，在主服务器1上安装虚拟化平台，虚拟多套操作系统，分别承载不同的水情报汛软件，包括原始数据接收软件、中间数据处理软件、成果数据发送软件、数据库软件等，再接入一台二层交换机，在备服务器2上完全相同的建立一套虚拟化应用，配置完全相同的IP地址，作为备机使用网线待接入同一台二层交换机，为简化操作和理解，主服务器1和备服务器2后配多个网口，每一台虚拟机对应主服务器1和备服务器2后一个固定的物理网口，主服务器1的虚拟机对应网口全部插上网线，并进行正常数据传输，主服务器1和备服务器2之间通过心跳线3相互连接，同时主服务器1和备服务器2之间的数据库虚拟机通过服务控制器4相互接通，主服务器1内部数据库虚拟机的数据库事务日志文件通过服务控制器4实时传输到备服务器2中数据库虚拟机中，并通过数据库事务日志文件进行数据同步操作，备服务器2整套系统始终为热机状态；

当主服务器1发生故障时，服务控制器4将主服务器1锁定，避免主服务器1继续运行，造成更大的负面影响，之后对主服务器1数据进行快照，得到数据文件，能够方便操作人员根据得到的数据文件，进行诊断，从而能够快速的寻找到发生故障的原因，并且对对得到数据文件进行保存，方便之后的使用，同时操作人员拔掉主服务器1连接交换机的全部网线，保留心跳线3和服务控制器4连接线，首先插上备服务器2上数据库虚拟机与交换机相连的网线，此时备数据库与外界连接通信，主数据库断开与外界连接，虽然备服务器2有主服务器1的全部数据，但是为锁定状态，需要采用人工方式将备服务器转换成主服务，人工操作方法：在备数据库的master的数据库下运行alter database dbname set partnerforce_service_allow_data_loss，其中dbname为搭建的备用数据库名称，可以将备数据库解锁成为主数据库，此时新的主数据库可对外提供数据库服务，数据库内数据和状态与原主数据库完全一致，再插上备服务器2虚拟机与交换机相连的其他待插入的网线，此时备机的数据遥测、数据处理、数据发送系统正式接管主服务器1上的系统，由于备服务器2始终为热机状态，只需通过现场网线拔插操作，即可完成短时间主服务器1和备服务器2之间的切换，因为数据库和软件一模一样，将确保切换后软件再次续传，对端将不会感知到本端的切换过程，当主服务器1维修好以后，再构建一套以前一模一样的虚拟机架构、IP地址和数据库，拔掉全部网线，接入心跳线3和服务控制器4，原本的主服务器1降级为备服务器2运行，静默的主备稳定状态恢复，本架构所有服务器、交换机等硬件，以及报汛软件均采用热备技术；

在使用时，因为主服务器1和备服务器2的数据库需实时同步数据，因此数据库中的事务日志文件一直储存，所以在使用中，主服务器1中数据库虚拟机存储空间容易耗尽，通过数据处理模块连接主数据库，能够将5分钟之前的事务日志文件删除，因为主服务器1的删除操作可以导致备服务器2对事务日志的同步删除，使主备数据库中的事务日志存储空间控制在1M以内，避免硬盘耗尽的情况发生，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上可得，当主服务器1出现故障时，操作人员拔掉主服务器1连接交换机的全部网线，首先插上备数据库虚拟机上的网线，此时备数据库与外界连接通信，主数据库断开与外界连接，能够通过人为物理操作的方式完成对主服务器的切断，之后再采用人工方式将备服务器2转换成主服务，由于备机始终为热机状态，只需通过现场网线拔插操作，即可完成短时间主备切换，因为数据库和软件一模一样，将确保切换后软件再次续传，对端将不会感知到本端的切换过程，当出现故障的主服务器1维修好以后，再构建一套以前一模一样的虚拟机架构、IP地址和数据库，拔掉全部网线，接入心跳线3，原本的主服务器1降级为备服务器2运行，静默的主备稳定状态恢复，该方式可以避免以往使用见证服务器，通过服务控制器4，使主服务器1内部的数据能够实时传输到备服务器2的内部，之后操作人员再对主服务器1和备服务器2之间切换时，可以更加便捷，并且服务控制器4能够对故障的主服务器1进行锁定，避免主服务器1继续运行，从而避免造成更大的负面影响，应用了单机虚拟化技术，单台主服务器1与单台备服务器2上均同时虚拟出完整的一套水情报汛流程，且服务器后端物理网口实现与内部虚拟机的一一对应关系，方便用户管理，该方案用最少的资源建造最稳定的水情报汛主备模式，当需要切换时，可以实现稳定、简易、彻底的快速主备切换过程，满足水情报汛时效性要求，由于实现了数据库主、备实时同步，用于成果数据发送的水情信息交换系统进行主、备切换时，不用担心将以前的数据进行重复发送，在进行主、备切换时亦可实现数据发送的无缝衔接，方便每年枯水期，水情分中心工作人员进行人工切换操作，确保两套软硬件系统逐年交替使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。