CN1829110B - 一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对不同功能单元的多对一混合备份方法，包括如下步骤：(1)配置备用单元，在备用单元上保存需要备份功能单元中至少一个单元的功能软件，使其正常运行在备用状态，其他功能单元软件在主备倒换时根据需要由系统临时下载；(2)当某一主用单元发生故障，并且存在正常的备用单元时，系统启动主、备倒换；(3)系统通知备用单元激活相应的功能软件，转变为新的主用单元，具有原故障主用单元相同的功能；(4)系统更改相应的配置，使得原来配置到原故障主用单元的业务流，全部转移到新的主用单元。本发明对于硬件相同但软件不同的功能单元通过一个备用单元进行备份，能够大大减少备份单元的数量，又能满足系统可靠运行的要求。

Description

一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法

技术领域

本发明涉及一种对通信系统中不同功能单元上的数据进行备份的方法，尤其涉及一种对数据通信系统中硬件相同或兼容但通过软件来实现不同功能的单元上的数据进行多对一混合备份的方法。

背景技术

对于可靠性要求很高的领域，例如军用、电信、航天航空、工业控制、医用设备等领域，可以通过不断改进产品各个单元本身的开发和生产质量来提高产品的可靠性，这种方法对于提高系统可靠性虽有帮助但并不明显，对于系统中关键资源(数据)采用备份策略才是提供系统可靠性的最好办法。所以在可靠性要求高的场合，对所用设备内部的关键资源(数据)都有备份，系统关键设备之间的资源(数据)也有备份。但提供备份意味着要提高系统的成本，因为必须要多配置至少一个备份单元，当需要备份的单元较多时，备份所增加的成本将大幅上升，如果对所有的部件都做备份的话，成本几乎要增加一倍。

为了减少备份单元的数量以降低成本，业界通常对一个系统中存在的多个硬件相同、功能相同的单元，设置一个共同的备份单元来进行备份，我们通常把这种针对相同功能单元进行的多对一的备份方法又称N+1备份，但这种备份只能在功能相同的单元中进行，对于系统中存在不同功能的单元时它仍需要不同的备份单元进行备份。

另一方面，设备制造商为了降低成本，更多地对设备中的很多功能单元都采用相同的或兼容的硬件设计，通过可编程器件运行不同的功能软件来实现不同的业务功能，这样在一个系统中就存在很多硬件相同(或相兼容)但软件功能不同的单元。对这种情况，现有的备份方法仍需要对不同功能的单元进行单独备份，无法有效地降低成本。

发明内容

本发明的主要目的即在于克服上述缺陷，针对一个系统中存在的多个硬件相同或兼容但软件功能不同的功能单元提出一种更好的备份方法，在可靠性得到保证的同时，可以大幅度地降低备份成本。

为了实现上述目的，本发明公开了一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，包括如下步骤：

(1)、配置备用单元，在备用单元上保存需要备份功能单元中至少一个单元的功能软件，使其正常运行在备用状态，其他功能单元软件在主备倒换时根据需要由系统临时下载；

(2)、当某一主用功能单元发生故障，并且存在正常的备用单元时，系统启动主、备导换流程；通过可编程器件运行所述备用单元上的功能软件实现所述主用功能单元的功能。

进一步的方案是，在步骤(2)中，主、备倒换流程包括如下步骤：

(a)、系统通知备用单元激活故障主用功能单元对应的功能软件，完成必要的初始工作，使得备用单元转变为新的主用单元，具有原故障主用单元相同的功能；

(b)、系统更改相应的配置，使得原来配置到原故障主用单元的业务流，全部转移到新的主用单元；通过可编程器件运行所述备用单元上的功能软件实现所述主用功能单元的功能。

其中，还包括如下步骤：系统复位原故障主用功能单元。

其中，还包括如下步骤：系统配置原故障主用单元为备用单元。

其中，还包括如下步骤：原故障主用单元恢复正常后，系统将其切换回主用单元，原备份单元依然是备份单元。

其中，在步骤(2)中，主用单元故障信息可通过系统实时检测得到，也可由主用单元主动向系统上报故障。

其中，在步骤(2)中，主用功能单元不存在故障时，系统也可以强制启动主、备倒换。

在本技术方案中，所述的备用单元可以是一块，也可以是多块。

在本技术方案中，所述的功能软件包括各种程序、可编程的逻辑、微码等代码化或符号化指令序列。

其中，所述的不同功能单元和备份单元的硬件相同或相兼容。

与现有的技术相比，由于本发明技术方案通过对系统中硬件相同(或相兼容)但软件不同的不同功能单元借由一个备用单元进行备份，因而能够大大减少备份单元的数量，在降低成本的同时又能满足系统可靠运行的要求。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明本发明的详细技术内容。

为了帮助更好地理解本发明，本发明中所称的单元是指一个系统的组成部分，对于一个设备来说它可以是一个独立的部件、一块单板等，对于一个大系统来说，它也可以是一个设备。目前业界通常采用N+1备份的方法备份系统单元中的重要数据，但这种备份只能在功能相同的单元中进行，对于系统中不同功能的单元仍要进行独立备份。

另一方面，设备制造商为了降低生产成本，对设备中的很多功能单元采用相同的或相兼容的硬件设计，通过可编程器件运行不同的功能软件来实现不同的业务功能，可以使硬件开发、物料采购以及单板的生产和维护成本都能大大降低，这样在一个系统中就存在很多硬件相同(或相兼容)但功能不同的单元。而目前通用的N+1备份方法针对这些不同功能的单元仍需要单独备份，无法进一步有效降低成本。

本发明则针对这种情况提供了一种新的针对不同功能单元的多对一混合备份方法，能够利用一个备用单元为多个硬件相同或相兼容、但软件不同的多个主用功能单元上的数据进行备份。

本发明所采用的备份方法主要通过下面几个步骤完成：

1、配置备用单元：要想实现多对一混合备份，首先要配置备用单元，在备用单元上保存所要备份的系统全部功能单元所需的全部软件，正常运行在备用状态，此时控制系统不会把业务流配置到该备用单元。

2、故障检测：控制系统实时检测各个主用功能单元的运行情况，如果检测到某个主用功能单元出现故障(包括软件故障和硬件故障)、且存在正常的备用单元时，则启动主、备倒换流程.

其中故障检测通常采用两种方式：一种是由系统定时查询、判断各主用功能单元的工作情况，另一种是由主用功能单元主动上报故障。当系统得知主用功能单元出现故障后，还要求当前备用单元工作正常，只有这两个条件都满足才会启动倒换流程。

用户也可以根据需要，在主用单元正常的情况下通过命令强制发起倒换流程，这种情况下不用考虑主用单元是否故障，但备用单元正常的条件仍需满足。

倒换流程包括如下步骤：

(1)备用单元功能激活：系统复位原故障主用单元，并设置原故障主用单元为备用单元；同时通知备用单元激活故障主用单元对应的功能软件，完成必要的初始工作，使备用单元转变为新的主用单元，具有原故障主用单元相同的功能。

(2)主备倒换：系统启动主备倒换指令使得备用单元能够顶替故障主用单元进行工作，这时系统将更改相应的配置，使得原来配置到故障单元的业务流，全部转移到新的主用单元来，这样原备用单元就变成主用的功能单元，能够完成原主用单元全部的功能。

3、系统复位原故障主用功能单元，配置原故障主用单元为备用单元。

以上是以备用单元加载全部需要备份的主用功能单元的软件的情况为例进行说明的。在本发明的另一技术实施方案中，也可以在备用单元上保存需要备份功能单元中一个或几个单元的功能软件，尤其是在系统中的功能软件比较大的情况下，通常选择一个对系统而言很重要的功能软件预载在备份单元中，目的在于当需要对该功能单元进行倒换时，可以直接激活该程序，省去加载程序的时间，保证对重要的功能实现最快速的倒换处理，其他功能单元软件在主备倒换时根据需要由系统临时下载。其它实施步骤与实施例1相同。这种情况就不需在备用单元上存储全部的软件，只是在倒换时才由系统临时加载所需的软件。

在本发明的又一实施例中，所述的备份单元变成主用功能单元后，原故障主用单元倒换后不做备用单元使用，只要原主用单元恢复正常后，系统再切换回来，原主用单元依然是主用单元，备份单元依然是备份单元。

本发明也可用于功能单元可编程逻辑控制电路硬件不同，但只需通过软件改变就能实现所需备份的功能单元的全部功能的情况，即硬件电路相兼容的情况。例如主用功能单元采用386型CPU的处理器，则可以采用486型CPU的处理器来备份他们，486和386型CPU的硬件虽然不同，但却是兼容的，同样可以完成多对一的备份需求，相应的实施方案与前述实施例相同。

本发明的再一种提高本发明系统可靠性的方案是，在系统中预留一个以上的备份功能单元，例如10个主用功能单元对应2个备份单元，或10个主用功能单元对应3个备份单元等。

另外，需要说明的是，本发明所指的软件还可以是可编程的逻辑、微码等等可以在线改变功能的代码化或符号化指令序列。例如目前高端的路由器应用就多采用CPU+NP的结构，通过加载不同的微码完成不同的功能，本发明同样适用于这种情况。

综上可以看出，本发明对于硬件相同或相兼容、但软件不同的功能单元，通过至少一个备用单元进行备份，可以大大减少备份单元的数量，降低系统硬件成本，同时又能满足系统可靠运行的要求，具有显著的技术效果.

Claims (18)

1.一种针对不同功能单元多对一的混合备份方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配置备用单元，在备用单元上保存所要备份全部功能单元所需的全部软件，使其正常运行在备用状态；

(2)当某一主用功能单元发生故障，并且存在正常的备用单元时，系统启动主、备倒换；通过可编程器件运行所述备用单元上的功能软件实现所述主用功能单元的功能。

2.根据权利要求1所述的针对不同功能单元的多对一混合备份方法，其特征在于，在步骤(2)中，主、备倒换流程包括如下步骤：

(i)系统通知备用单元激活故障主用功能单元对应的功能软件，完成必要的初始工作，使得备用单元转变为新的主用单元，具有原故障主用单元相同的功能；

(ii)系统更改相应的配置，使得原来配置到原故障主用单元的业务流，全部转移到新的主用单元。

3.根据权利要求2所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，还包括如下步骤：系统复位原故障主用功能单元，并配置原故障主用单元为备用单元。

4.根据权利要求2所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，还包括如下步骤：原故障主用单元恢复正常后，系统将其切换回主用单元，原备份单元依然是备份单元。

5.根据权利要求1所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，在步骤(2)中，主用单元故障信息可通过系统实时检测得到，也可由主用单元主动向系统上报故障。

6.根据权利要求1所述的一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，在步骤(2)中，主用功能单元不存在故障时，系统也可以强制启动主、备倒换。

7.根据权利要求1所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述的备用单元可以是一块，也可以是多块。

8.根据权利要求1所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述的功能软件包括各种程序、可编程的逻辑、微码等代码化或符号化指令序列。

9.根据权利要求1所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述不同功能单元和备份单元的硬件相同或相兼容。

10.一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)、配置备用单元，在备用单元上保存需要备份功能单元中至少一个单元的功能软件，使其正常运行在备用状态，其他功能单元软件在主备倒换时根据需要由系统临时加载；

(b)、当某一主用功能单元发生故障，并且存在正常的备用单元时，系统启动主、备倒换；通过可编程器件运行所述备用单元上的功能软件实现所述主用功能单元的功能。

11.根据权利要求10所述的针对不同功能单元的多对一混合备份方法，其特征在于，在步骤(b)中，主、备倒换流程包括如下步骤：

(i)系统通知备用单元激活故障主用功能单元对应的功能软件，完成必要的初始工作，使得备用单元转变为新的主用单元，具有原故障主用单元相同的功能；

(ii)系统更改相应的配置，使得原来配置到原故障主用单元的业务流，全部转移到新的主用单元。

12.根据权利要求11所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，还包括如下步骤：系统复位原故障主用功能单元，并配置原故障主用单元为备用单元。

13.根据权利要求11所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，还包括如下步骤：原故障主用单元恢复正常后，系统将其切换回主用单元，原备份单元依然是备份单元。

14.根据权利要求10所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，在步骤(b)中，主用单元故障信息可通过系统实时检测得到，也可由主用单元主动向系统上报故障。

15.根据权利要求10所述的一种针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，在步骤(b)中，主用功能单元不存在故障时，系统也可以强制启动主、备倒换。

16.根据权利要求10所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述的备用单元可以是一块，也可以是多块。

17.根据权利要求10所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述的功能软件包括各种程序、可编程的逻辑、微码等代码化或符号化指令序列。

18.根据权利要求10所述的针对不同功能单元的多对一的混合备份方法，其特征在于，所述不同功能单元和备份单元的硬件相同或相兼容。