一种数据采集与控制的交换机冗余系统及方法与流程

本发明属于通讯，并且更具体地涉及一种数据采集与控制的交换机冗余系统及方法。

背景技术：

1、随着网络技术的不断发展与应用，网络逐渐从简单的信息承载平台转变成一个为用户提供强大的信息支撑的服务提供平台。使用网络的用户对网络的实时有效性的要求越来越高，以至于希望网络能够时刻稳定运行，不出故障。因此，健壮、高效和可靠性成为网络发展的重要目标，而要保证网络的可靠稳定性则需要使用网络设备冗余技术，也就是在同一节点设置重复配置的设备，共同或者切换工作，保障系统设备不停止运转。高冗余网络使得用户几乎感觉不到网络设备、链路发生中断或者变化，依然能够像往常一样使用网络。

2、为解决上述问题，中国发明专利cn 116248606a公开了一种冗余处理方法、冗余交换机和冗余交换机系统，冗余处理方法应用于冗余交换机系统，包括第一冗余交换机和第二冗余交换机，冗余处理方法包括：第一冗余交换机获取外部数据；第一冗余交换机对多个数据包增设计数标志位并设置计数标志。第一冗余交换机将数据包传输至第二冗余交换机。第二冗余交换机解析数据包，并读取计数标志；将当前读取的数据包的计数标志与历史读取的计数标志进行比对，若当前的计数标志与历史读取的计数标志相同，则丢弃数据包；若当前的计数标志未出现历史读取，则删除数据包中的计数标志位和计数标志。又如中国发明专利cn107995106公开了一种数据存储平台的交换机冗余系统，包括：网关，用于连接内网与外网；多个交换机，每个交换机均连接至网关，用于互为备份地在内网与外网之间传输数据；存储器，用于存储数据；多个服务器，每个服务器均连接至存储器，用于互为备份地向存储器存取数据；其中，每个交换机和每个服务器之间均建立有至少两条独立的物理连接。但是上述技术方案存在主交换机与冗余交换机之间的数据重复发送，负载过大的缺点。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本申请提供一种数据采集与控制的交换机冗余系统及方法，能够针对数据采集与控制的设备数量不同设置冗余交换机，构建提升用户体验的高冗余网络，保障网络的健壮、高效和可靠性。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种数据采集与控制的交换机冗余系统，包括设备层和站控层，

4、所述站控层包括服务器、备用服务器、信息网交换机、信息网交换机冗余、控制网交换机、控制网交换机冗余；

5、所述设备层包括信息交换机、信息交换机冗余、控制交换机、控制交换机冗余、多个设备及其交换机；

6、所述信息交换机与所述设备层的信息网交换机相连，所述信息交换机冗余与所述信息网交换机冗余相连；

7、所述控制交换机与所述设备层的控制网交换机相连，所述控制交换机冗余与所述控制网交换机冗余相连；

8、所述多个设备中每个设备的交换机分别与所述信息交换机、所述信息交换机冗余、所述控制交换机和所述控制交换机冗余相连接。

9、所述信息交换机及信息交换机冗余，用于汇集每个设备中的交换机汇集的数据，信息交换机与信息交换机冗余互为备份。

10、所述控制交换机及控制交换机冗余，用于下发数据到设备中的交换机，控制交换机与控制交换机冗余互为备份。

11、设备的数量增加时，所述信息交换机和信息交换机冗余、控制交换机和控制交换机冗余的数量相应增加。

12、所述多个设备中的交换机用于汇集每个设备点数据并下发数据到设备。

13、所述信息交换机与所述信息交换机冗余之间，以及所述控制交换机与所述控制交换机冗余之间，分别建立有心跳连接，实时监测对方的连接状态。

14、多个同类交换机中，通过对主交换机和冗余交换机之间链路聚合方式实现数据共享，负载分担。

15、通过对主交换机和冗余交换机之间链路聚合方式实现数据共享，负载分担具体包括：

16、将主交换机和冗余交换机的多个物理端口捆绑为一个逻辑端口，实现出入流量在各端口的负载分担。

17、交换机根据端口负荷分担策略决定报文从哪一个成员端口发送到对端的交换机，所谓端口负荷分担策略，是指将多个物理端口捆绑在一起，成为一个逻辑端口，以实现出入流量在各成员端口中的负荷分担。当交换机检测到其中一个成员端口的链路发生故障时，就停止在此端口上发送报文，并根据负荷分担策略在剩下链路中重新计算报文发送的端口。故障端口恢复后再次重新计算报文发送端口，这种策略旨在实现流量在多个端口之间的负载均衡，以减轻单个端口的压力，并提高网络的可靠性和资源利用率。主交换机与冗余交换机各自存在独立的物理链接，实现物理连接的方法为光纤连接、双绞线连接等，配置交换机的端口、设置传输速率、配置双工模式等，配置ip地址、子网掩码、网关等网络参数，基于ip地址的轮询、流量的权重分配等策略实现主交换机和冗余交换机之间的负载均衡，当其中任一交换机宕机或因其它原因出现故障时，关闭当前有问题的交换机，使另一台同类交换机处于活跃状态。本申请同时公开了一种基于前述系统的数据采集与控制的交换机冗余方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:

18、步骤1.各个设备建立两个数据传输端口，即主端口和冗余端口，端口间建立心跳连接，配置切换端口超时时间。

19、步骤2.各个设备和数据源通过各自的设备交换机与对应主信息交换机连接，主信息交换机汇集设备数据。

20、步骤3.主信息交换机与冗余信息交换机通过链路聚合保持数据一致。

21、步骤4.主信息交换机上报数据给主信息网交换机，冗余信息交换机上报给冗余信息网交换机。

22、步骤5.主信息网交换机汇集数据后上报给主服务器，主服务器将控制指令下发给主控制网交换机。

23、步骤6.主信息/控制/设备交换机发生故障时，系统会自动切换到对应的冗余交换机。

24、步骤7.当主信息交换机输入侧故障时，数据可以从冗余信息交换机输入端进入，并通过同步网共享给主信息交换机。

25、步骤8.数据由主信息交换机正常的输出端上报主信息网交换机。

26、步骤9.控制指令依次经主服务器、主控制网交换机、主控制交换机、主设备交换机下发给各个设备。

27、步骤10.主交换机修复后，重新接管其数据收发任务。

28、步骤11.同理，当任一主冗余对中主交换机故障时，都会自动切换到对应的冗余交换机。

29、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本申请提供一种数据采集与控制的交换机冗余系统，能够针对数据采集与控制的设备数量不同设置冗余交换机，可以有效降低交换机冗余过程中负载过高的压力，构建提升用户体验的高冗余网络，保障网络的健壮、高效和可靠性。

技术特征：

1.一种数据采集与控制的交换机冗余系统，包括设备层和站控层，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，通过对主交换机和冗余交换机之间链路聚合方式实现数据共享，负载分担具体包括：

9.根据权利要求8所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的一种数据采集与控制的交换机冗余系统，其特征在于：

12.一种利用权利要求1-11任一项权利要求所述系统的数据采集与控制的交换机冗余方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:

技术总结一种数据采集与控制的交换机冗余系统及方法，包括设备层和站控层，所述站控层包括服务器、备用服务器、信息网交换机、信息网交换机冗余、控制网交换机、控制网交换机冗余；所述设备层包括信息交换机、信息交换机冗余、控制交换机、控制交换机冗余、多个设备及其交换机；所述信息交换机与所述设备层的信息网交换机相连，所述信息交换机冗余与所述信息网交换机冗余相连；所述控制交换机与所述设备层的控制网交换机相连，所述控制交换机冗余与所述控制网交换机冗余相连；所述多个设备中每个设备的交换机分别与所述信息交换机、所述信息交换机冗余、所述控制交换机和所述控制交换机冗余相连接，最大程度上实现了系统的冗余功能。技术研发人员：李志强,裴希桐,王凡凯受保护的技术使用者：国能信控技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10