双通道热备系统及实现双通道热备的方法

摘要

本发明公开了一种双通道热备系统及实现双通道热备的方法，所述系统包括热备状态管理层、应用处理层和数据通信层；热备状态管理层包括两个热备管理单元，应用处理层包括两个应用处理机，数据通信层包括两个通信机；热备状态管理层用于控制两个应用处理机主、备状态的设置和切换、监控数据通信层的工作状态，并实现系统的两个通道的控制周期同步，一热备管理单元控制一应用处理机，并与其构成一个通道；数据通信层用于接收来自外界的数据，并转发给应用处理层。本发明避免了出现“双主”或者“双备”的状态；保证了两通道的控制周期同步；提高了系统的故障反应时间；满足了实时性的要求；提高了系统的可靠性和可用性；保证了主、备状态的无缝切换。

主权项

一种双通道热备系统，其特征在于，所述系统采用分层结构设计，包括热备状态管理层、应用处理层和数据通信层；所述热备状态管理层包括两个热备管理单元，所述应用处理层包括两个应用处理机，所述数据通信层包括两个通信机；所述热备状态管理层的热备管理单元为第三方判决设备，所述热备状态管理层用于控制两个应用处理机主、备状态的设置和切换、监控数据通信层的工作状态，并实现系统的两个通道的控制周期同步，其中，一个热备管理单元控制一个应用处理机，并与其构成该系统的一个通道；所述数据通信层用于接收来自外界的数据，并转发给所述应用处理层；其中一个热备管理单元用于监控所述应用处理机的工作状态，并向其中一个应用处理机发送工作模式码来通知工作模式，同理，另一热备管理单元控制另一应用处理机的工作模式；两个热备管理单元之间采用各自的自锁/互锁逻辑选择1个工作正常的通道为主状态，从而避免两个通道间互相判断时出现的“双主”或者“双备”的状态；同时，热备状态管理层输出同步信号，使应用层的两个应用处理机处于周期同步的工作状态；应用处理层包括两台应用处理机，在每个控制周期开始时都从对应的热备管理单元接收工作模式码，并根据接收到的工作模式码来执行主状态或者备状态的流程，完成应用处理流程后，向热备管理单元报告自己的工作状态；热备管理单元根据这些信息判断双机的工作状态是否正常；当任何一台应用处理机出现问题时，热备状态管理层控制双机完成主、备状态的切换，对工作异常的应用处理机采取冗余策略使其停止工作；数据通信层包括两台通信机在接收来自外界的数据，并转发给应用处理层的两台应用处理机的同时将处于主状态的应用处理机发出的运算结果向外部系统发送，两台通信机相互独立工作，构成冗余的配置结构，任何一台通信机发生故障时，另外一台仍为应用处理层的双机完成数据转发工作，两台通信机的状态受到热备管理层中两个热备管理单元的共同监控；通信机正常工作时，向热备管理层发送周期变化的电平信号，一旦这种动态信号停止或者发生了异常，热备管理层判断该通信机发生了异常，并把通信机的状态发送给应用处理层的两台应用处理机，便于应用处理机选择正常的通信机输出；热备管理层的一个热备管理单元和应用处理层的一台应用处理机共同构成热备系统的一个通道，数据通信层的两台通信机相互冗余，为两个通道共同使用，三层结构之间通过高速通信总线来实现数据的交换；热备管理单元、高速通信总线、通信机均采用冗余结构；另外，该系统通过以下三种设置来保证两个应用处理机之间的状态同步：1)应用处理机在进入备模式之前，在同步模式中根据处于主模式的应用处理机发送的数据进行同步；2)热备状态管理层向两个应用处理机输出同步信号，使两个应用处理机处于控制周期同步的工作状态；3)数据通信层通过识别应用处理层发送的数据请求中的周期号信息来保证给两个应用处理机发送的数据的一致性。