CN1756108A - 主备系统数据同步方法 - Google Patents

Abstract

一种主备系统数据同步方法，该方法包括：主系统根据需同步的数据特性将需要同步的数据划分为若干数据块；主系统判断数据块的内容是否发生改变，若是，则主系统发起增量同步；否则，主系统根据触发条件(如定时同步周期，系统复位，主备系统通讯异常中断等可能导致数据不一致的因素)发起批量同步；批量同步，增量同步都按照划分的数据块优先级进行同步，高优先级的数据块先进行同步。该方法减少了主用、备用系统数据同步中不必要的同步数据量，从而减轻主备用系统间的数据同步量；同时采用优先级高的数据先同步的方法，较一般方式提高了系统的可靠性。

Description

主备系统数据同步方法

技术领域

本发明涉及数据同步方法，尤其是涉及主用、备用系统间的数据同步方法。

背景技术

数据通信系统通常要求系统具有很高的可靠性，而冗余是提高可靠性的一种基本方法。冗余系统中，对处于核心地位的系统一般采用1+1备份或N+1备份，一旦正在工作的主用系统发生故障时，备用系统能很快接管主用系统的工作而成为主用，使整个系统能继续正常工作。在主备倒换系统中，可能涉及到较多的动态数据以及配置数据等操作，要实现使主用、备用系统的切换不会对系统正常的运行造成影响，必然涉及到主用、备用系统之间数据的同步问题。

为了提高系统可靠性，对于系统中的关键系统通常采用主备热备份机制加以保护。正常工作状态下，主用系统处于工作状态，完成系统所必须的功能，备用系统对主用系统保持实时数据同步，当主用系统出现问题无法胜任工作时，备用系统能够及时完全地替换主用系统工作，以提高系统的可靠性。

现有技术中采用对需同步的数据在主用系统进行压缩，用滑动窗口协议传送到备用系统后进行解压缩的方法，保证主用、备用系统的数据同步。

从现有技术中可以分析其存在以下不足：

采用压缩算法加大了系统的运算复杂度，同时该方案中的同步方法每次需同步所有的数据，不管需同步的数据是否在备用系统中已经存在，这样当主用、备用系统中的大量数据已经一致时，就会在周期性的同步中传送很多不必要的同步数据，从而加大主用、备用系统通讯的负担；同时，如果在同步过程中发生主用、备用系统倒换，由于数据采用压缩的方法传送，导致备用系统收到的压缩数据可能不全，不能进行正确的解压缩，这时备用系统就不能起到保护主用系统的功能，从而降低系统的可靠性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种主备系统数据同步方法，该方法避免同步不必要的同步数据；同时能最大限度地保证备用系统中数据的可用性、完备性，从而从总体上提高整个系统的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种主备系统数据同步方法，该方法包括，

A、主系统将需同步的数据划分为若干数据块；

B、判断数据块的内容是否发生改变，若是，则发起增量同步；否则，根据触发条件发起批量同步。

其中，所述将需要同步的数据划分为若干数据块的过程具体包括：

21)、根据系统中需同步数据的数据特性、数据类别及系统的运算速度确定数据块的大小；

22)、根据数据块的大小将需同步的数据划分为若干数据块。

其中，所述增量同步的过程具体包括：将该数据块同步到备系统；结束增量同步过程；

其中，所述批量同步的过程具体包括：

31)、备系统上传数据块给主系统；

32)、主系统判断备系统传送的数据块内容与主系统对应的数据块内容是否一致，如不一致，则将该数据块同步到备系统，结束批量同步过程，继续执行步骤B；如一致，则结束批量同步过程，继续执行步骤B。

其中，所述将需要同步的数据划分为若干数据块的过程还包括：根据数据块的大小及系统的运算速度为若干数据块选取相应类型的校验码。

其中，在所述步骤A与B之间还包括：主备系统根据每个数据块的数据计算其对应的校验码。

其中，所述批量同步的过程具体包括：

41)、备系统将计算后的校验码上报给主系统；

42)、主系统判断接收到的校验码与自己计算出的校验码是否相同，若不同，则将该数据块同步到备系统，结束批量同步过程，继续执行步骤B；若相同，则结束批量同步过程，继续执行步骤B。

其中，在所述步骤A与步骤B之间包括：根据数据的重要性对需同步的数据块进行优先级排序。

其中，在增量同步的过程中及在步骤32)中所述将该数据块同步到备系统的过程具体为：将该数据块按照数据块的优先级从高到低的顺序先后同步到备系统。

其中，在步骤42)中所述将该数据块同步到备系统的过程具体为：将数据块按照数据块的优先级从高到低的顺序先后同步到备系统。

其中，所述触发条件包括：周期同步、系统复位、主备系统通讯异常中断。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于采用了数据分块，减少了主用、备用系统数据同步中不必要的同步数据量，从而减轻主备用系统通讯的负担。另外，通过数据分块且通过校验码判断数据块是否一致的方式，更进一步减少了主备用系统数据同步过程中不必要的同步数据量，从而能进一步减轻主用、备用系统通讯的负担；同时，通过数据分块且用校验码校验数据块是否一致的方式以及划分优先级的方式，使本发明较一般方式提高了系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明第一实施例的流程图；

图2是本发明第一实施例中增量同步的流程图；

图3是本发明第一实施例中批量同步的流程图(不采用校验码)；

图4是本发明第二实施例中批量同步的流程图(采用校验码)；

图5是为主用系统中将数据块划分及优先级分配并同步到备用系统的示意图；

图6是本发明第三实施例中增量同步的流程图；

图7是本发明第三实施例中批量同步的流程图(不采用校验码及按数据块优先级顺序同步)；

图8是本发明第四实施例中批量同步的流程图(采用校验码及按数据块优先级顺序同步)。

具体实施方式

数据同步是指主备热备份系统中备用系统实时保持与主用系统数据一致的过程。分两种情况，一种是批量同步，一种是增量同步。

所述批量同步是指备用系统对主用系统所有数据尝试进行数据同步的方式，用于主用、备用系统通讯中断/系统复位等异常情况，也用于周期性的同步，以保证备用系统与主用系统间的数据同步。

所述增量同步是指当主用系统工作正常时，主用系统由于自身数据改变(如用户下发配置命令导致主系统配置数据发生改变)，将发生改变的数据块内容同步到备系统的过程。

本方法公开了一种优化的主备系统数据同步的方法，该方法采用N+1(N＞＝1)的主备热备份保护方式。

下面结合图1对本发明的第一实施例作详细的描述。

在本发明中，首先执行步骤S101，对主用系统中需要同步的数据划分为若干数据块。具体操作为：步骤1，根据需同步数据的数据特性、数据类别及系统的运算速度等综合因素确定数据块的大小，例如，当系统中需同步的配置数据中每条配置命令为定长M，划分配置数据块时，选择M的整数倍N作为数据块的大小(M*N)；如果CPU的运算速度较快，将数据块适当确定大一些；数据的类别，也称为数据间的耦合性，划分数据块时，将耦合性较强的数据划分到同一个数据块中，耦合性较弱的数据划分到不同的数据块中。例如将业务配置数据划分到一个数据块，将保护类数据划分到一个数据块，将维护类数据划分到一个数据块。步骤2，根据数据块的大小将需同步的数据划分为若干数据块；例如，需同步的配置数据总量为：T，则可将配置数据划分为(T/(M*N)+1)个数据块。

将同步数据划分为数据块后，则每次备份操作的最小单位为一个数据块。在一个系统中将数据划分成若干个数据块，这样划分可以使大多数的修改操作一次仅涉及一个数据块，因此仅需要同步一个数据块的内容，而且若经划分后的数据块容量足够小，就能够加速同步的进程。

接着，执行步骤S102，主系统判断数据块的内容是否发生改变(通常用户下发配置命令等情况导致主系统配置数据发生改变)，如是则执行步骤S103进行增量同步；如果数据块的内容未发生改变，则执行步骤S104，主系统根据触发条件(如通讯中断、系统复位或周期性的同步等)发起批量同步。

下面结合图2详细说明增量同步的过程。

首先，主系统执行步骤S201，检测到某些数据块的内容发生改变，需进行增量同步，接着主系统执行步骤S202，得到需进行增量同步的数据块编号，然后执行步骤S203，将编号对应的数据块同步到备系统，然后结束增量同步过程。

下面结合图3对本发明批量同步的过程作详细说明。

当主系统检测到符合批量同步条件时，首先执行步骤S301，向备系统发起批量同步命令；备系统收到该命令后，执行步骤S302，将备系统上各数据块内容传送给主系统；接着执行步骤S303，主系统接收到备系统传送过来的数据块后，判断这些数据块内容与主系统上相应数据块的内容是否一致，如果一致则结束本次批量同步过程，否则主系统执行步骤S304，即记录不一致的数据块编号；接着执行步骤S305，即将这些数据块编号对应的数据块同步到备系统，结束批量同步过程。

下面是本发明的第二实施例。

首先主系统将需同步的数据划分为若干数据块，具体操作为：步骤1，根据需同步数据的数据特性、数据类别及系统的运算速度等综合因素确定数据块的大小；例如，当系统中需同步的配置数据中每条配置命令为定长M，划分配置数据块时，选择M的整数倍N作为数据块的大小(M*N)；如果CPU的运算速度较快的化，可将数据块的大小适当确定大一些；数据类别，也称为数据间的耦合性，划分数据块时，将耦合性较强的数据划分到同一个数据块中，耦合性较弱的数据划分到不同的数据块中。例如将业务配置数据划分到一个数据块，将保护类数据划分到一个数据块，将维护类数据划分到一个数据块。步骤2，根据数据块的大小将需同步的数据划分为若干数据块；例如，需同步的配置数据总量为：T，则可将配置数据划分为(T/(M*N)+1)个数据块。步骤3，根据数据块的大小及系统的运算速度为若干数据块选取相应类型的校验码；例如当划分的数据块大小为1K，如果CPU的速度较快，可选择MD5等可用于数字签名的校验码类型；否则可选择CRC-16等传输过程中经常用来保证接收端与发送端数据一致性的校验码类型。

其次，主用、备用系统根据每个数据块的数据计算其对应的校验码。

接着，如果主系统判断数据块的内容发生了改变(通常用户下发配置命令等情况导致主系统配置数据发生改变)，则进行增量同步；如果数据块的内容未发生改变，则主系统将根据触发条件(如通讯中断、系统复位或周期性的同步等)发起批量同步。

增量同步的过程如图2所示，具体描述同第一实施例。

下面结合图4对本发明采用校验码的数据批量同步过程作详细的描述。

当主系统检测到符合批量同步条件时，首先执行步骤S401，即向备系统发起批量同步命令；备系统收到该命令后，执行步骤S402，计算备系统各数据块校验码，并上报给主系统；主系统接收到备系统上报的校验码后执行步骤S403计算其上的各数据块校验码；主系统计算完其上各数据块校验码后，执行步骤S404，判断其计算出的校验码与备系统上报的校验码是否一致；如一致，则结束本次批量同步过程，如不一致，执行步骤S405，记录校验码不一致的数据块编号；然后执行步骤S406，将这些编号对应的数据块同步到备系统，结束本次批量同步过程。

采用校验码的方式能进一步减少主备系统间的数据同步量，但需增加主备系统的计算量，相当于软件设计中常用到的用时间换取空间策略。具体应用时，可根据需同步数据量的多少确定是否采用校验码的方式。如果需同步的数据量不大，建议不采用该方式，而采用上一实施例方式。

下面是本发明的第三实施例，这是一种更优化的主备系统数据同步方法。

首先主用系统将需要同步的数据划分若干数据块；具体操作过程同第一

实施例。

当需要对多个数据块进行同步的时候，需要在划分完数据块后根据数据块对系统运行的重要性，对各数据块确定优先级，制定同步顺序，例如：在有配置数据块，保护数据块，维护数据块三种数据块的情况下，可将配置数据的优先级定位最高，保护类数据优先级次之，维护类优先级最低；如图5所示，为主用系统中将数据块划分，及优先级分配并同步到备用系统的示例。业务配置的数据优先级最高，标记为数据块A110；其次为保护类数据，标记为数据块B120；再其次为维护类数据，标记为数据块C130，以此类推，按照优先级A＞B＞C＞D＞E＞…进行排列。

接着执行下一步骤，当用户下发配置命令等情况导致主系统配置数据发生改变时，主系统判断出数据块的内容发生了改变，于是进行增量同步；如果数据块的内容未发生改变，则主系统将根据触发条件(如通讯中断、系统复位或周期性的同步等)发起批量同步。

下面结合图6详细说明增量同步的过程。

首先，主系统执行步骤S601，检测到某些数据块的内容发生改变，需进行增量同步，接着主系统执行步骤S602，得到需进行增量同步的数据块编号，然后执行步骤S603，将遍号对应的数据块按照数据块的优先级顺序从高到低先后同步到备系统，优先级高的先同步，然后结束增量同步过程。

下面结合图7对本发明批量同步的过程作详细说明。当主系统检测到符合批量同步条件时，首先执行步骤S701向备系统发起批量同步命令；备系统收到该命令后，执行步骤S702，将备系统将各数据块内容传送给主系统；接着执行步骤S703，主系统接收到备系统传送过来的数据块后，判断这些数据块内容与主系统上相应数据块的内容是否一致，如果一致则结束本次批量同步过程，否则主系统执行步骤S704，即记录不一致的数据块编号；接着执行步骤S705，即将这些数据块编号对应的数据块按照数据块的优先级顺序从高到低先后同步到备系统，优先级高的先同步，然后结束批量同步过程。

下面是本发明的第四实施例，这是另一种更优化的主备系统数据同步方法。

首先主用系统将需要同步的数据划分若干数据块；具体操作过程同第二

实施例。

其次根据数据块对系统运行的重要性，对多个数据块数据块确定优先级，制定同步顺序，例如：在有配置数据块，保护数据块，维护数据块三种数据块的情况下，可将配置数据的优先级定位最高，保护类数据优先级次之，维护类优先级最低；如图5所示，为主用系统中一个数据块划分，及优先级分配并同步到备用系统的示例。业务配置的数据优先级最高，标记为数据块A110；其次为保护类数据，标记为数据块B 120；再其次为维护类数据，标记为数据块C130，以此类推，按照优先级A＞B＞C＞D＞E＞…进行排列。

接着，主用、备用系统根据每个数据块的数据计算其对应的校验码。

如主系统判断出数据块的内容发生了改变(通常用户下发配置命令等情况导致主系统配置数据会发生改变)，则进行增量同步，具体过程同第三实施例中所描述；如果数据块的内容未发生改变，则主系统将根据触发条件(如通讯中断、系统复位或周期性的同步等)定时发起批量同步。

下面结合图8对本实施例中批量同步过程作详细的描述。

当主系统检测到符合批量同步条件时，首先执行步骤S801，即向备系统发起批量同步命令；备系统收到该命令后，执行步骤S802，计算备系统各数据块校验码，并上报给主系统；主系统接收到备系统上报的校验码后执行步骤S803计算其上的各数据块校验码；主系统计算完其上各数据块校验码后，执行步骤S804，判断其计算出的校验码与备系统上报的校验码是否一致；如一致，则结束本次批量同步过程，如不一致，执行步骤S805，记录校验码不一致的数据块编号；然后执行步骤S806，将这些编号对应的数据块按照数据块的优先级顺序从高到低先后同步到备系统，优先级高的先同步，然后结束批量同步过程。

上述第三及第四实施例中，由于主用系统按优先级的高低进行数据同步，即对优先级高的数据优先同步，对优先级较低的数据随后同步，这样即使在同步过程中出现意外，如，通讯中断、同步意外中止等，备用系统可以使用已经优先同步的数据完成基本的功能，这样大大增加了系统的可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种主备系统数据同步方法，其特征在于，包括：

A、主系统将需同步的数据划分为若干数据块；

B、判断数据块的内容是否发生改变，若是，则发起增量同步；否则，根据触发条件发起批量同步。

2、按照权利要求1所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，所述将需要同步的数据划分为若干数据块的过程具体包括：

21)、根据系统中需同步数据的数据特性、数据类别及系统的运算速度确定数据块的大小；

22)、根据数据块的大小将需同步的数据划分为若干数据块。

3、按照权利要求2所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，

所述增量同步的过程具体包括：将该数据块同步到备系统；结束增量同步过程；

所述批量同步的过程具体包括：

31)、备系统上传数据块给主系统；

32)、主系统判断备系统传送的数据块内容与主系统对应的数据块内容是否一致，如不一致，则将该数据块同步到备系统，结束批量同步过程，继续执行步骤B；如一致，则结束批量同步过程，继续执行步骤B。

4、按照权利要求2所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，所述将需要同步的数据划分为若干数据块的过程还包括：

根据数据块的大小及系统的运算速度为若干数据块选取相应类型的校验码。

5、按照权利要求4所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，在所述步骤A与B之间还包括：

主备系统根据每个数据块的数据计算其对应的校验码。

6、按照权利要求5所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，所述批量同步的过程具体包括：

41)、备系统将计算后的校验码上报给主系统；

42)、主系统判断接收到的校验码与自己计算出的校验码是否相同，若不同，则将该数据块同步到备系统，结束批量同步过程，继续执行步骤B；若相同，则结束批量同步过程，继续执行步骤B。

7、按照权利要求1至6任一项所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，在所述步骤A与步骤B之间包括：

根据数据的重要性对需同步的数据块进行优先级排序。

8、按照权利要求7所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，在增量同步的过程中及在步骤32)中所述将该数据块同步到备系统的过程具体为：将该数据块按照数据块的优先级从高到低的顺序先后同步到备系统。

9、按照权利要求7所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，在步骤42)中所述将该数据块同步到备系统的过程具体为：将数据块按照数据块的优先级从高到低的顺序先后同步到备系统。

10、按照权利要求8或9所述的主备系统数据同步方法，其特征在于，所述触发条件包括：周期同步、系统复位、主备系统通讯异常中断。

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