本發(fā)明屬于通訊，并且更具體地涉及一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)逐漸從簡單的信息承載平臺轉(zhuǎn)變成一個為用戶提供強大的信息支撐的服務(wù)提供平臺。使用網(wǎng)絡(luò)的用戶對網(wǎng)絡(luò)的實時有效性的要求越來越高，以至于希望網(wǎng)絡(luò)能夠時刻穩(wěn)定運行，不出故障。因此，健壯、高效和可靠性成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要目標，而要保證網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定性則需要使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余技術(shù)，也就是在同一節(jié)點設(shè)置重復配置的設(shè)備，共同或者切換工作，保障系統(tǒng)設(shè)備不停止運轉(zhuǎn)。高冗余網(wǎng)絡(luò)使得用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、鏈路發(fā)生中斷或者變化，依然能夠像往常一樣使用網(wǎng)絡(luò)。

2、為解決上述問題，中國發(fā)明專利cn?116248606a公開了一種冗余處理方法、冗余交換機和冗余交換機系統(tǒng)，冗余處理方法應(yīng)用于冗余交換機系統(tǒng)，包括第一冗余交換機和第二冗余交換機，冗余處理方法包括：第一冗余交換機獲取外部數(shù)據(jù)；第一冗余交換機對多個數(shù)據(jù)包增設(shè)計數(shù)標志位并設(shè)置計數(shù)標志。第一冗余交換機將數(shù)據(jù)包傳輸至第二冗余交換機。第二冗余交換機解析數(shù)據(jù)包，并讀取計數(shù)標志；將當前讀取的數(shù)據(jù)包的計數(shù)標志與歷史讀取的計數(shù)標志進行比對，若當前的計數(shù)標志與歷史讀取的計數(shù)標志相同，則丟棄數(shù)據(jù)包；若當前的計數(shù)標志未出現(xiàn)歷史讀取，則刪除數(shù)據(jù)包中的計數(shù)標志位和計數(shù)標志。又如中國發(fā)明專利cn107995106公開了一種數(shù)據(jù)存儲平臺的交換機冗余系統(tǒng)，包括：網(wǎng)關(guān)，用于連接內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)；多個交換機，每個交換機均連接至網(wǎng)關(guān)，用于互為備份地在內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)；存儲器，用于存儲數(shù)據(jù)；多個服務(wù)器，每個服務(wù)器均連接至存儲器，用于互為備份地向存儲器存取數(shù)據(jù)；其中，每個交換機和每個服務(wù)器之間均建立有至少兩條獨立的物理連接。但是上述技術(shù)方案存在主交換機與冗余交換機之間的數(shù)據(jù)重復發(fā)送，負載過大的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本申請?zhí)峁┮环N數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)及方法，能夠針對數(shù)據(jù)采集與控制的設(shè)備數(shù)量不同設(shè)置冗余交換機，構(gòu)建提升用戶體驗的高冗余網(wǎng)絡(luò)，保障網(wǎng)絡(luò)的健壯、高效和可靠性。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，包括設(shè)備層和站控層，

4、所述站控層包括服務(wù)器、備用服務(wù)器、信息網(wǎng)交換機、信息網(wǎng)交換機冗余、控制網(wǎng)交換機、控制網(wǎng)交換機冗余；

5、所述設(shè)備層包括信息交換機、信息交換機冗余、控制交換機、控制交換機冗余、多個設(shè)備及其交換機；

6、所述信息交換機與所述設(shè)備層的信息網(wǎng)交換機相連，所述信息交換機冗余與所述信息網(wǎng)交換機冗余相連；

7、所述控制交換機與所述設(shè)備層的控制網(wǎng)交換機相連，所述控制交換機冗余與所述控制網(wǎng)交換機冗余相連；

8、所述多個設(shè)備中每個設(shè)備的交換機分別與所述信息交換機、所述信息交換機冗余、所述控制交換機和所述控制交換機冗余相連接。

9、所述信息交換機及信息交換機冗余，用于匯集每個設(shè)備中的交換機匯集的數(shù)據(jù)，信息交換機與信息交換機冗余互為備份。

10、所述控制交換機及控制交換機冗余，用于下發(fā)數(shù)據(jù)到設(shè)備中的交換機，控制交換機與控制交換機冗余互為備份。

11、設(shè)備的數(shù)量增加時，所述信息交換機和信息交換機冗余、控制交換機和控制交換機冗余的數(shù)量相應(yīng)增加。

12、所述多個設(shè)備中的交換機用于匯集每個設(shè)備點數(shù)據(jù)并下發(fā)數(shù)據(jù)到設(shè)備。

13、所述信息交換機與所述信息交換機冗余之間，以及所述控制交換機與所述控制交換機冗余之間，分別建立有心跳連接，實時監(jiān)測對方的連接狀態(tài)。

14、多個同類交換機中，通過對主交換機和冗余交換機之間鏈路聚合方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，負載分擔。

15、通過對主交換機和冗余交換機之間鏈路聚合方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，負載分擔具體包括：

16、將主交換機和冗余交換機的多個物理端口捆綁為一個邏輯端口，實現(xiàn)出入流量在各端口的負載分擔。

17、交換機根據(jù)端口負荷分擔策略決定報文從哪一個成員端口發(fā)送到對端的交換機，所謂端口負荷分擔策略，是指將多個物理端口捆綁在一起，成為一個邏輯端口，以實現(xiàn)出入流量在各成員端口中的負荷分擔。當交換機檢測到其中一個成員端口的鏈路發(fā)生故障時，就停止在此端口上發(fā)送報文，并根據(jù)負荷分擔策略在剩下鏈路中重新計算報文發(fā)送的端口。故障端口恢復后再次重新計算報文發(fā)送端口，這種策略旨在實現(xiàn)流量在多個端口之間的負載均衡，以減輕單個端口的壓力，并提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和資源利用率。主交換機與冗余交換機各自存在獨立的物理鏈接，實現(xiàn)物理連接的方法為光纖連接、雙絞線連接等，配置交換機的端口、設(shè)置傳輸速率、配置雙工模式等，配置ip地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，基于ip地址的輪詢、流量的權(quán)重分配等策略實現(xiàn)主交換機和冗余交換機之間的負載均衡，當其中任一交換機宕機或因其它原因出現(xiàn)故障時，關(guān)閉當前有問題的交換機，使另一臺同類交換機處于活躍狀態(tài)。本申請同時公開了一種基于前述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:

18、步驟1.各個設(shè)備建立兩個數(shù)據(jù)傳輸端口，即主端口和冗余端口，端口間建立心跳連接，配置切換端口超時時間。

19、步驟2.各個設(shè)備和數(shù)據(jù)源通過各自的設(shè)備交換機與對應(yīng)主信息交換機連接，主信息交換機匯集設(shè)備數(shù)據(jù)。

20、步驟3.主信息交換機與冗余信息交換機通過鏈路聚合保持數(shù)據(jù)一致。

21、步驟4.主信息交換機上報數(shù)據(jù)給主信息網(wǎng)交換機，冗余信息交換機上報給冗余信息網(wǎng)交換機。

22、步驟5.主信息網(wǎng)交換機匯集數(shù)據(jù)后上報給主服務(wù)器，主服務(wù)器將控制指令下發(fā)給主控制網(wǎng)交換機。

23、步驟6.主信息/控制/設(shè)備交換機發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動切換到對應(yīng)的冗余交換機。

24、步驟7.當主信息交換機輸入側(cè)故障時，數(shù)據(jù)可以從冗余信息交換機輸入端進入，并通過同步網(wǎng)共享給主信息交換機。

25、步驟8.數(shù)據(jù)由主信息交換機正常的輸出端上報主信息網(wǎng)交換機。

26、步驟9.控制指令依次經(jīng)主服務(wù)器、主控制網(wǎng)交換機、主控制交換機、主設(shè)備交換機下發(fā)給各個設(shè)備。

27、步驟10.主交換機修復后，重新接管其數(shù)據(jù)收發(fā)任務(wù)。

28、步驟11.同理，當任一主冗余對中主交換機故障時，都會自動切換到對應(yīng)的冗余交換機。

29、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┮环N數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，能夠針對數(shù)據(jù)采集與控制的設(shè)備數(shù)量不同設(shè)置冗余交換機，可以有效降低交換機冗余過程中負載過高的壓力，構(gòu)建提升用戶體驗的高冗余網(wǎng)絡(luò)，保障網(wǎng)絡(luò)的健壯、高效和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，包括設(shè)備層和站控層，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，通過對主交換機和冗余交換機之間鏈路聚合方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，負載分擔具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于，

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)，其特征在于：

12.一種利用權(quán)利要求1-11任一項權(quán)利要求所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:

技術(shù)總結(jié)
一種數(shù)據(jù)采集與控制的交換機冗余系統(tǒng)及方法，包括設(shè)備層和站控層，所述站控層包括服務(wù)器、備用服務(wù)器、信息網(wǎng)交換機、信息網(wǎng)交換機冗余、控制網(wǎng)交換機、控制網(wǎng)交換機冗余；所述設(shè)備層包括信息交換機、信息交換機冗余、控制交換機、控制交換機冗余、多個設(shè)備及其交換機；所述信息交換機與所述設(shè)備層的信息網(wǎng)交換機相連，所述信息交換機冗余與所述信息網(wǎng)交換機冗余相連；所述控制交換機與所述設(shè)備層的控制網(wǎng)交換機相連，所述控制交換機冗余與所述控制網(wǎng)交換機冗余相連；所述多個設(shè)備中每個設(shè)備的交換機分別與所述信息交換機、所述信息交換機冗余、所述控制交換機和所述控制交換機冗余相連接，最大程度上實現(xiàn)了系統(tǒng)的冗余功能。

技術(shù)研發(fā)人員：李志強,裴希桐,王凡凱
受保護的技術(shù)使用者：國能信控技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10