一種服務器故障檢測及切換方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種服務器故障檢測及切換方法，其包括：首先建立網(wǎng)絡服務器池，所述服務器池包括至少兩臺池化器，其中該池化器負責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并對服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集；服務器啟動后向池化器發(fā)送登記消息進行登記；然后池化器進行回應，對服務器進行周期性健康狀況檢查；如果在數(shù)據(jù)交換中該服務器發(fā)生故障，客戶端從傳輸層得到一個錯誤信息，客戶端由此可以獲知服務器端發(fā)生故障，這時，客戶端進入故障切換模式，客戶端重新在池化器處做一次池名解析，獲得下一臺正常運行的服務器IP地址，然后直接和新的服務器建立連接，完成故障切換過程。
【專利說明】一種服務器故障檢測及切換方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是關于計算機網(wǎng)絡服務器領域，尤其涉及一種服務器故障檢測及切換方 法。

【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有傳統(tǒng)的服務器故障容錯系統(tǒng)中，通常采用心跳機制實現(xiàn)服務器故障的檢測， 其具體實現(xiàn)機理如下：
[0003] 在被檢測服務器和檢測服務器之間連接一條專用的網(wǎng)線，即所謂的"心跳線"，此 心跳線僅為故障檢測發(fā)送檢測信息之用，不作為應用數(shù)據(jù)傳輸之用，因此在服務器上都有 兩塊網(wǎng)卡，一塊用于連接心跳線，另一塊則用于應用數(shù)據(jù)線路。檢測服務器通過心跳線每隔 一定的間隔時間向被檢測服務器發(fā)送一個ICMP消息，即Ping方式來檢查被檢測服務器的 健康狀況。
[0004] 如果檢測服務器每次Ping后都能從被檢測服務器得到回應，則表明被檢測服務 器是正常的，反之則表明被檢測服務器發(fā)生故障，從而可以決定進一步的容錯處理。
[0005] 快速正確地檢測出被檢測服務器的故障，是整個容錯系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，如果 出現(xiàn)誤判，就會給用戶帶來重大損失。
[0006] 傳統(tǒng)的故障檢測機制（心跳機制）在服務器故障識別上存在很大的局限性：
[0007] (1)無法檢測出應用數(shù)據(jù)所使用的網(wǎng)絡接口的故障，因為心跳線采用獨立與應用 數(shù)據(jù)網(wǎng)線的專用的網(wǎng)卡和網(wǎng)線，如果數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（網(wǎng)卡或網(wǎng)線等）發(fā)生故障，這種情況下是無 法檢測出來的。
[0008] (2)無法檢測出應用服務程序本身是否發(fā)生異常，心跳機制采用發(fā)送ICMP協(xié)議消 息（Ping)的方式檢測對方服務器的健康狀況，這種Ping方式實事上只能檢測出被檢測服 務器的操作系統(tǒng)是否正常運行。
[0009] (3)如果心跳線本身出現(xiàn)故障，該容錯系統(tǒng)將無法正常工作。
[0010] (4)無法對可能發(fā)生硬件性能瓶頸提前判斷。
[0011] 采用心跳檢測機制的容錯系統(tǒng)中無法檢測應用程序的故障，無法檢測應用數(shù)據(jù) 所使用的網(wǎng)絡故障，同時在心跳線自身故障時，將無法正常行使故障檢測功能。
[0012] 在典型的服務器-客戶機模式下，服務器是由DNS域名確定其位置的，客戶端應用 系統(tǒng)在訪問服務器之前必須通過使用DNS服務對其域名進行解析，從而得到該服務器的IP 地址。在客戶機和服務器建立連接后，就可以進行信息交換；假如這一服務器發(fā)生故障，客 戶機應用系統(tǒng)有兩種可能的選擇：1.中斷通信；2.選擇另一個服務器繼續(xù)。
[0013] 在這種模式下，客戶端應用系統(tǒng)必須通過以下方式檢測出服務器是否中斷：
[0014] (1)服務器沒有響應（time out);
[0015] (2)服務器回應錯誤信息；
[0016] (3)收到傳輸層錯誤信息；
[0017] 為了讓客戶應用程序能夠在檢測出服務器發(fā)生故障后，有選擇其它服務器的可 能，必須在其應用程序中明確提供一個服務器列表，指明：第一服務器、第二服務器、第 三......等。當?shù)谝粋€服務器中斷，則嘗試和第二個服務器建立連接，再則第三，依此類 推。
[0018] 也就是說，這一故障切換過程是由用戶程序的干涉而實現(xiàn)的，有較大局限性：
[0019] 其一、服務器列表是靜態(tài)的，必須有用戶特別指明；
[0020] 其二、替代服務器的選擇有著較大的盲目性，無法保證所選服務器是否正常及有 效，也不能因服務器的負載情況而靈活選擇；
[0021] 其三、接管是通過應用程序而實現(xiàn)，缺乏透明性；
[0022] 其四、被動的中斷識別方式；
[0023] 其五、為滿足可靠性的保證，應用程序開發(fā)量較大。
[0024] 因為確有必要對現(xiàn)有技術進行改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 本發(fā)明的目的在于提供一種服務器故障檢測及切換模塊，在服務器池框架下實現(xiàn) 全透明的故障切換模式，用戶無需任何干預，只需要在服務器故障發(fā)生后進行一個池名解 析就可以獲得新的正常服務器，并重新進行連接，而從方便快捷完成故障切換的過程。
[0026] 為達成前述目的，本發(fā)明一種服務器故障檢測及切換方法，其包括如下步驟：
[0027] (1)首先建立網(wǎng)絡服務器池，所述服務器池包括至少兩臺池化器，其中該池化器負 責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并對服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集；
[0028] (2)服務器啟動后向池化器發(fā)送登記消息進行登記；
[0029] (3)池化器收到登記消息后，立即以登記回應消息回復；
[0030] (4)池化器每隔一個固定的時間間隔向該服務器發(fā)送持續(xù)活動消息，對服務器進 行周期性健康狀況檢查；
[0031] (5)服務器接到持續(xù)活動消息后，立即以持續(xù)活動確認消息回復給池化器；
[0032] (6)如果池化器發(fā)出的持續(xù)活動消息，在設定時間內(nèi)沒有收到持續(xù)活動確認消息， 則迅速連續(xù)發(fā)送幾個持續(xù)活動消息，如果仍然沒有收到持續(xù)活動確認消息，則可以判定服 務器發(fā)生故障；
[0033] (7)客戶端通過池名訪問服務器池，首先在池化器處進行池名解析，池化器收到客 戶端發(fā)來的池名解析請求后，會在自身保存的服務器列表中進行查找，并根據(jù)預先確定的 策略選擇一個有效的正常運行的服務器，然后將該服務器的IP地址發(fā)送給發(fā)出解析請求 的客戶端；
[0034] (8)客戶端完成池名解析后，然后根據(jù)解析得到的服務器IP地址，直接訪問服務 器，并進行數(shù)據(jù)交互；
[0035] (9)如果在數(shù)據(jù)交換中該服務器發(fā)生故障，客戶端從傳輸層得到一個錯誤信息，客 戶端由此可以獲知服務器端發(fā)生故障，這時，客戶端進入故障切換模式，客戶端重新在池化 器處做一次池名解析，獲得下一臺正常運行的服務器IP地址，然后直接和新的服務器建立 連接，完成故障切換過程。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明的服務器池系統(tǒng)由以下三個部分組成：
[0037] 服務器池：服務器池是由一組具有相同功能的，并被統(tǒng)一管理起來的服務器組成， 每個服務器池均使用唯一的池名作為標識；
[0038] 池化器：是服務器池的管理設備，負責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并 對各臺服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集；同時提供池名解析功能，以便能讓用戶方 便地訪問服務器；
[0039] 客戶端：訪問服務器池的客戶機。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述服務器池采用池化器的池名解析機制：客戶端訪 問服務器池，先在池化器處做池名解析，池化器根據(jù)客戶端提交的解析請求，在自己的服務 器列表中進行查詢，通常每個池名都對應著多個服務器，池化器按照事先確定好的選擇策 略，為該用戶選擇一個最佳的服務器IP，并將該結果以解析回應消息的形式反饋給客戶端。
[0041] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的故障識別方法，可識別以下故障種類：宕機故障、月艮 務器程序死鎖、服務器程序崩潰、系統(tǒng)資源耗盡、網(wǎng)絡故障（網(wǎng)卡故障、交換機故障等引起 的網(wǎng)絡通信故障）。故障識別更精準，更快速。相對傳統(tǒng)的故障識別機制（心跳機制）來 說，可以提供更深度的故障檢測功能。并且本發(fā)明的故障切換方法的優(yōu)點在于簡單透明，無 需在客戶端維護一個服務器列表，只需隨時簡單地在池化器做池名解析即可。同時服務器 增加減少或變更都無需通知客戶端做任何改動。對用戶實現(xiàn)了完全的透明化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 圖1是本發(fā)明的服務器池系統(tǒng)的結構示意圖；
[0043] 圖2為本發(fā)明的服務器故障檢測及切換方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0044] 此處所稱的"一個實施例"或"實施例"是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中 的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的"在一個實施例中"并非均指同一 個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0045] 請參閱圖1，其為本發(fā)明的服務器池系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的服 務器池系統(tǒng)由以下三個部分組成：
[0046] 服務器池：服務器池是由一組具有相同功能的，并被統(tǒng)一管理起來的服務器組成， 每個服務器池均使用唯一的池名作為標識；
[0047] 池化器：是服務器池的管理設備，負責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并 對各臺服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集；同時提供池名解析功能，以便能讓用戶方 便地訪問服務器；
[0048] 客戶端：訪問服務器池的客戶機。
[0049] 請參閱圖2,其為本發(fā)明的服務器故障檢測及切換方法的流程圖。
[0050] 如圖2所示，其步驟包括：
[0051] 步驟S1 :首先建立網(wǎng)絡服務器池，所述服務器池包括至少兩臺池化器，其中該池 化器負責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并對服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和 米集；
[0052] 步驟S2 :服務器啟動后向池化器發(fā)送登記消息進行登記；
[0053] 步驟S3 :池化器收到登記消息后，立即以登記回應消息回復；
[0054] 步驟S4 :池化器每隔一個固定的時間間隔向該服務器發(fā)送持續(xù)活動消息，對服務 器進行周期性健康狀況檢查；
[0055] 步驟S5 :服務器接到持續(xù)活動消息后，立即以持續(xù)活動確認消息回復給池化器；
[0056] 步驟S6 :如果池化器發(fā)出的持續(xù)活動消息，在設定時間內(nèi)沒有收到持續(xù)活動確認 消息，則迅速連續(xù)發(fā)送幾個持續(xù)活動消息，如果仍然沒有收到持續(xù)活動確認消息，則可以判 定服務器發(fā)生故障；
[0057] 步驟S7 :客戶端通過池名訪問服務器池，首先在池化器處進行池名解析，池化器 收到客戶端發(fā)來的池名解析請求后，會在自身保存的服務器列表中進行查找，并根據(jù)預先 確定的策略選擇一個有效的正常運行的服務器，然后將該服務器的IP地址發(fā)送給發(fā)出解 析請求的客戶端；
[0058] 步驟S8 :客戶端完成池名解析后，然后根據(jù)解析得到的服務器IP地址，直接訪問 服務器，并進行數(shù)據(jù)交互；
[0059] 步驟S9 :如果在數(shù)據(jù)交換中該服務器發(fā)生故障，客戶端從傳輸層得到一個錯誤信 息，客戶端由此可以獲知服務器端發(fā)生故障，這時，客戶端進入故障切換模式，客戶端重新 在池化器處做一次池名解析，獲得下一臺正常運行的服務器IP地址，然后直接和新的服務 器建立連接，完成故障切換過程。
[0060] 由于服務器在登記時，提供其自身服務的相關信息，比如：服務協(xié)議、IP地址、端 口號、以及是否進行服務檢測等信息，如果服務器需要進行服務檢測，池化器根據(jù)這些信 息，對該服務器進行周期性的服務可用性探測，方法是向指定的IP和端口按照其服務協(xié)議 發(fā)送探測消息，然后通過服務器的回應判斷其服務正常與否。
[0061] 本發(fā)明的故障識別方法，可識別以下故障種類：宕機故障、服務器程序死鎖、服務 器程序崩潰、系統(tǒng)資源耗盡、網(wǎng)絡故障（網(wǎng)卡故障、交換機故障等引起的網(wǎng)絡通信故障）。故 障識別更精準，更快速。相對傳統(tǒng)的故障識別機制（心跳機制）來說，可以提供更深度的故 障檢測功能。并且本發(fā)明的故障切換方法的優(yōu)點在于簡單透明，無需在客戶端維護一個服 務器列表，只需隨時簡單地在池化器做池名解析即可。同時服務器增加減少或變更都無需 通知客戶端做任何改動。對用戶實現(xiàn)了完全的透明化。
[0062] 上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的【具體實施方式】。需要指出的是，熟悉該領域的 技術人員對本發(fā)明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權利要求書的范圍。 相應地，本發(fā)明的權利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【權利要求】
1. 一種服務器故障檢測及切換方法，其包括如下步驟： (1) 首先建立網(wǎng)絡服務器池，所述服務器池包括至少兩臺池化器，其中該池化器負責將 多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并對服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集； (2) 服務器啟動后向池化器發(fā)送登記消息進行登記； (3) 池化器收到登記消息后，立即以登記回應消息回復； (4) 池化器每隔一個固定的時間間隔向該服務器發(fā)送持續(xù)活動消息，對服務器進行周 期性健康狀況檢查； (5) 服務器接到持續(xù)活動消息后，立即以持續(xù)活動確認消息回復給池化器； (6) 如果池化器發(fā)出的持續(xù)活動消息，在設定時間內(nèi)沒有收到持續(xù)活動確認消息，則迅 速連續(xù)發(fā)送幾個持續(xù)活動消息，如果仍然沒有收到持續(xù)活動確認消息，則可以判定服務器 發(fā)生故障； (7) 客戶端通過池名訪問服務器池，首先在池化器處進行池名解析，池化器收到客戶端 發(fā)來的池名解析請求后，會在自身保存的服務器列表中進行查找，并根據(jù)預先確定的策略 選擇一個有效的正常運行的服務器，然后將該服務器的IP地址發(fā)送給發(fā)出解析請求的客 戶端； (8) 客戶端完成池名解析后，然后根據(jù)解析得到的服務器IP地址，直接訪問服務器，并 進行數(shù)據(jù)交互； (9) 如果在數(shù)據(jù)交換中該服務器發(fā)生故障，客戶端從傳輸層得到一個錯誤信息，客戶 端由此可以獲知服務器端發(fā)生故障，這時，客戶端進入故障切換模式，客戶端重新在池化器 處做一次池名解析，獲得下一臺正常運行的服務器IP地址，然后直接和新的服務器建立連 接，完成故障切換過程。
2. 根據(jù)權利要求1所述的服務器故障檢測及切換方法，其特征在于：本發(fā)明的服務器 池系統(tǒng)由以下三個部分組成： 服務器池：服務器池是由一組具有相同功能的，并被統(tǒng)一管理起來的服務器組成，每個 服務器池均使用唯一的池名作為標識； 池化器：是服務器池的管理設備，負責將多臺服務器組成一個虛擬的服務器池，并對各 臺服務器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和采集；同時提供池名解析功能，以便能讓用戶方便地 訪問服務器； 客戶端：訪問服務器池的客戶機。
3. 根據(jù)權利要求1所述的服務器故障檢測及切換方法，其特征在于：所述服務器池采 用池化器的池名解析機制：客戶端訪問服務器池，先在池化器處做池名解析，池化器根據(jù)客 戶端提交的解析請求，在自己的服務器列表中進行查詢，通常每個池名都對應著多個服務 器，池化器按照事先確定好的選擇策略，為該用戶選擇一個最佳的服務器IP，并將該結果以 解析回應消息的形式反饋給客戶端。
【文檔編號】H04L12/24GK104144064SQ201310166822
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權日:2013年5月9日
【發(fā)明者】張焰 申請人:張焰