[發明專利]用于雙向冗余環網中多節點間保持同步的同步主選擇方法

有效

• 申請號: 201711438530.4
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108259110B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 石景海;胡炯;陳秋榮
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H04J3/08
• 分類號: H04J3/08;H04J3/06
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種用于雙向冗余環網中多節點間保持同步的同步主選擇方法，該方法的第一優先級條件是節點報文可送達的節點個數，第二優先級條件是從節點個數，第三優先級條件是節點硬件編號；所述的同步主選擇方法的核心方法之第一優先級條件節點報文可送達的節點個數是指鏈路不完整或鏈路變動期間選擇報文可送達節點個數最多的節點作為同步主；所述的同步主選擇方法的核心方法之第二優先級是從節點個數是指當符合第一優先級條件的節點不唯一時，選擇其中從節點個數最多的節點作為同步主；所述的同步主選擇方法的核心方法之第三優先級是節點硬件編號是指當符合第一優先級條件和第二優先級條件的節點不唯一時，則選擇其中硬件標識號碼最小的節點作為同步主；該發明方法具有同步效果好、適應性強、規則簡單、可靠性高等特點。

技術領域

本發明涉及電工技術領域，尤其涉及電工通信技術，特別是一種用于雙向冗余環網中多節點間保持同步的同步主選擇方法，用來解決雙向冗余環網鏈路變動時的同步主選擇問題。

背景技術

隨著雙向冗余環網在電工技術領域應用得越來越廣泛，基于該網絡架構的其它相關技術也逐漸開始進入人們的視野，而同步技術就是其中最基礎最關鍵的一環。

組成環網的多臺節點裝置之間同步的最簡單方式是人為指定主機，一主多從的同步方式，但是該方式在主機失效時會導致整個系統癱瘓，所以可用性不高；基于外部時鐘或天上衛星的同步是一種簡單的同步方式，但是該方式由于對外部裝置有依賴性而無法被可靠性要求特別高的裝置所接受，人們還是希望有一種不依賴于任何外部裝置的方法，使得組成環網的多臺節點裝置之間保持同步，而且又不依賴于某一臺特定主機。

該技術問題在數學上的對應模型是選舉算法問題。選舉是分布式系統中的一種常用的計算類型，它從進程集中選出一個進程執行特別的任務。例如，在分布式系統出現故障后，通常需要重新組織活動的節點使它們繼續執行有用的任務。在這個重新組織和配置的過程中，選出一個協調者來管理這些操作。故障的檢測通常是基于超時機制的。如果一個進程超過一定的時間沒有收到協調者的響應，它就懷疑協調者出了故障并啟動選舉過程。選舉在群服務器、負載平衡、重復數據更新、應急恢復、連接組和互斥等領域都有廣泛應用。選舉算法的實現中每個進程有相同的局部算法；.算法是分散式的，即，進程的任意非空子集都能開始一次計算；在每次計算中，算法達到終止配置。在每個可達的終止配置中，只有一個進程處于領導人狀態，而其它所有進程處于失敗狀態。最后一個性質可以弱化，只要求有一個進程處于領導者狀態。

常規的選舉算法都是假定網絡是運行正常或雙向同時通斷的工況，但是在雙向冗余環網中，網絡鏈接很可能是單向的和分塊的，這就使得常規算法在實現選舉時，要么統計信息不充分，要么無法將選舉結果通知給環網上的所有成員。而本發明提出的技術方案則能最大程度上避免這類問題，特別適用于雙向冗余環網上多個節點之間互相保持同步的工況。特別是在網絡狀態不完整時，最能發揮其技術優勢和效果。

發明內容

本發明公開了一種用于雙向冗余環網中多節點間保持同步的同步主選擇方法，用來解決雙向冗余環網鏈路變動時的同步主選擇問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種用于雙向冗余環網中多節點間保持同步的同步主選擇方法，其特征在于，所述同步主選擇方法包括以下步驟：

步驟1：雙向冗余環網上的每個節點均接收環網上所有節點發出的同步狀態信息報文，同步狀態信息報文中包含該節點收到的同步狀態信息報文統計和該節點選擇的同步主節點；該同步狀態信息報文內容為后續所有步驟判斷使用的原始數據，該同步狀態信息報文也稱為原始報文；

步驟2：由步驟1收到的所有原始報文，按照第一優先級條件選擇同步主，即：統計各個節點報文的可送達性，得到報文可送達節點個數最多的節點，如果可送達節點個數最多的節點是唯一的，那么該節點就被選作同步主，同步主選擇方法執行完畢；如果符合條件的節點個數不唯一，那么進入步驟3；