用于服务器切换的方法、适配器、服务器和调度装置与流程

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种用于服务器切换的方法、适配器、服务器和调度装置。

背景技术：

工业物联网，简单的说就是要把工业设备联网，目的是把工业设备的各种运行状态和数据发送到网络侧服务器，网络侧服务器负责接收数据、保存数据、处理数据，并对数据进行统计和分析。今天，随着微处理器技术的不断发展，绝大多数工业设备都带有自控和伺服功能，并通过本端控制器方式实现，可以说已经非常强大。但是这些设备的设计本身还是以传统的模式，并没有考虑到联网的需求。适配器就是为了解决传统设备的物联网需要，应运而生的一个中间适配设备。所谓适配就是说，在维持原有设备不做任何改动的前提条件下，用适配的方式与工业设备通信，并把工业设备的运行状态和数据发送到网络侧服务器。

通常适配器与网络侧服务器建立通信链路进行通信，但是在某些情况下会导致适配器与服务器之间通信失败，例如服务器发生故障。在这种情况下，适配器需要从原服务器切换到新的服务器，与新的服务器重新建立通信链路进行通信。目前还没有一种明确的服务器切换方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种用于服务器切换的方法，以使适配器在与原服务器发生通信失败时能够及时切换到新的服务器，与新的服务器重新建立通信链路进行通信。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

在一些可选的实施例中，所述用于服务器切换的方法用于安装在工业设备上的适配器，包括：与第一服务器建立第一通信链路；所述第一通信链路因故障断开后，接收网络侧调度装置发送的第二服务器信息；并，与所述第二服务器建立第二通信链路。

在一些可选的实施例中，所述用于服务器切换的方法用于网络侧调度装置，包括：获得多个服务器的状态信息；发现第一服务器状态异常后，从所述多个服务器中选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给一个或多个与所述第一服务器建立通信链路的适配器。

在一些可选的实施例中，所述用于服务器切换的方法用于网络侧调度装置，包括：接收用于服务器切换的请求消息，从多个服务器中选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给一个或多个适配器；所述一个或多个适配器与第一服务器之间的通信链路因故障断开。

在一些可选的实施例中，所述用于服务器切换的方法用于服务器，包括：与一个或多个适配器建立通信链路；所述通信链路因故障断开后，向调度装置发送用于服务器切换的请求消息。

本发明的另一个目的是提出一种适配器。

在一些可选的实施例中，所述适配器用于安装在工业设备上，包括：第一通信链路单元，用于与第一服务器建立第一通信链路；

信息接收单元，用于在所述第一通信链路因故障断开后，接收网络侧调度装置发送的第二服务器信息；

第二通信链路单元，用于与所述第二服务器建立第二通信链路。

本发明的另一个目的是提出一种调度装置。

在一些可选的实施例中，所述调度装置包括：信息获取单元，用于获得多个服务器的状态信息；选择单元，用于选择可用服务器；所述选择单元在所述调度装置发现第一服务器状态异常后被启动；信息发送单元，用于将所述可用服务器的信息发送给部分或全部与所述第一服务器建立通信链路的适配器；所述第一服务器为所述多个服务器中的一个。

在一些可选的实施例中，所述调度装置包括：消息接收单元，用于接收用于服务器切换的请求消息；选择单元，用于选择可用服务器；信息发送单元，用于将所述可用服务器的信息发送给一个或多个适配器；所述一个或多个适配器与第一服务器之间的通信链路因故障断开。本发明的另一个目的是提出一种服务器。

在一些可选的实施例中，所述服务器包括：通信单元，用于与一个或多个适配器建立通信链路；切换请求单元，用于在所述通信链路因故障断开后，向调度装置发送用于服务器切换的请求消息。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是一种可选的用于切换服务器的系统示意图；

图2是一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图3是另一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图4是另一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图5是另一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图6是另一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图7是另一种可选的用于切换服务器的方法流程示意图；

图8是一种可选的适配器结构示意结构；

图9是一种可选的调度装置结构示意结构；

图10是另一种可选的调度装置结构示意结构；

图11是一种可选的服务器结构示意结构。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

实现服务器切换的方法可以根据不同的需求和不同的场景而具体设计，并没有常规技术手段。

图1示出一种可选的用于切换服务器的系统，该可选的系统中包括调度装置10、服务器20和工业设备30。每一工业设备30上都安装有适配器，通过适配器与服务器20建立通信链路进行通信。每一服务器20与多个工业设备30进行通信，并与调度设备10进行通信。调度装置与多个服务器20通信，获得多个服务器20的状态信息，并能够在某一服务器20发生故障时，从其它服务器中选择可用服务器，并将可用服务器的信息发送给相关的工业设备30，使得相关的工业设备30能够从发生故障的服务器切换到可用服务器，从而继续与网络侧进行通信。

在一些应用场景中，服务器20可以是公有云服务器，调度装置可以被安装在私有云的服务器上，或者也可以是一个独立的设备，也可以是私有云服务器本身。

图2示出一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，服务器发送其状态信息给调度装置(步骤S102)。服务器发生故障(步骤S103)，工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)。工业设备将无法与服务器继续通信。工业设备与原服务器之间的通信链路断开后将与其它备用服务器尝试连接。如果工业设备与备用服务器连接成功，则切换到备用服务器。工业设备与备用服务器连接失败(步骤S105)，则发送用于服务器切换的请求消息给调度装置(S106)。调度装置收到工业设备发送的请求消息后，选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

在另一些可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信，服务器发送其状态信息给调度装置。服务器发生故障，工业设备与服务器之间的通信链路将会断开，工业设备将无法与服务器继续通信。这种情况下，工业设备发送用于服务器切换的请求消息给调度装置。调度装置收到工业设备发送的请求消息后，选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信。

图3示出另一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，服务器发送其状态信息给调度装置(步骤S102)。服务器发生故障(步骤S103)，工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)，工业设备将无法与服务器继续通信。服务器发送状态异常信息给调度装置(步骤S302)，调度装置收到服务器发送的信息后会得知服务器发生故障。工业设备发送用于服务器切换的请求消息给调度装置(S106)。调度装置收到工业设备发送的请求消息后，选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

上述可选实施例中，服务器可以周期性发送其状态信息给调度装置，或者，可通过事件触发发送其状态信息给调度装置。或者，服务器也可以在收到调度装置发送的查询消息后，发送其状态信息给调度装置，以响应调度装置的查询。

相应地，调度装置获得服务器状态信息的方式包括但不限于：通过周期性上报的方式获得各服务器的状态信息；或者，通过事件触发上报的方式获得各服务器的状态信息；或者，通过查询响应的方式获得各服务器的状态信息；或者，通过检测各服务器的状态获得各服务器的状态信息。

图4示出另一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，调度装置检测服务器的状态(步骤S202)。服务器发生故障(步骤S103)，调度装置发现服务器发生故障(步骤S203)。工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)，工业设备将无法与服务器继续通信。工业设备与原服务器之间的通信链路断开后将与其它备用服务器尝试连接。如果工业设备与备用服务器连接成功，则切换到备用服务器。工业设备与备用服务器连接失败(步骤S105)，则发送用于服务器切换的请求消息给调度装置(S106)。调度装置收到工业设备发送的请求消息后，选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

图5示出另一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，服务器发送其状态信息给调度装置(步骤S102)。服务器发生故障(步骤S103)，工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)，工业设备将无法与服务器继续通信。服务器发送状态异常信息给调度装置(步骤S302)，调度装置收到服务器发送的信息后会得知服务器发生故障。调度装置将主动选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

图6示出另一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，调度装置检测服务器的状态(步骤S202)。服务器发生故障(步骤S103)，调度装置发现服务器发生故障(步骤S203)。工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)，工业设备将无法与服务器继续通信。调度装置发现服务器发生故障后将主动选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

图7示出另一种用于切换服务器的可选方法流程。

在该可选实施例中，工业设备与网络侧服务器建立通信链路进行通信(步骤S101)，服务器发送其状态信息给调度装置(步骤S102)。服务器发生故障(步骤S103)，工业设备与服务器之间的通信链路将会断开(步骤S104)，工业设备将无法与服务器继续通信。服务器发送状态异常信息给调度装置(步骤S302)，调度装置收到服务器发送的信息后会得知服务器发生故障。服务器发送用于服务器切换的请求消息给调度装置(S303)。调度装置收到服务器发送的请求消息后，选择可用的服务器，并将可用服务器的信息发送给工业设备(步骤S107)。工业设备收到调度设备发送的信息后，与可用服务器建立通信链路进行通信(步骤S108)。

在一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于安装在工业设备上的适配器，该方法包括：与第一服务器建立第一通信链路；所述第一通信链路因故障断开后，接收网络侧调度装置发送的第二服务器信息；并与所述第二服务器建立第二通信链路。其中，所述第一通信链路发生故障断开后还包括：尝试与备用服务器建立通信链路；与备用服务器建立通信链路失败后向所述网络侧调度装置发送用于服务器切换的请求消息，并等待接收所述网络侧调度装置发送的第二服务器信息。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于网络侧调度装置，该方法包括：获得多个服务器的状态信息，所述状态消息包括各服务器的工作状态、与各服务器通信的工业设备数量、与各服务器通信的各工业设备的ID；发现第一服务器状态异常后，选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给部分或全部与所述第一服务器建立通信链路的适配器；所述第一服务器为所述多个服务器中的一个。其中，选择可用服务器前还包括：接收用于服务器切换的请求消息。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于网络侧调度装置，该方法包括：获得多个服务器的状态信息，所述状态消息包括各服务器的工作状态、与各服务器通信的工业设备数量、与各服务器通信的各工业设备的ID；发现第一服务器状态异常后，选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给部分或全部与所述第一服务器建立通信链路的适配器；所述第一服务器为所述多个服务器中的一个。其中，选择可用服务器前还包括：接收用于服务器切换的请求消息；所述用于服务器切换的请求消息来自所述第一服务器，或者，来自部分或全部与所述第一服务器建立通信链路的适配器。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于网络侧调度装置，该方法包括：接收用于服务器切换的请求消息，选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给一个或多个适配器；所述一个或多个适配器与第一服务器之间的通信链路因故障断开，所述用于服务器切换的请求消息来自所述第一服务器，或者，来自所述一个或多个适配器。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于网络侧调度装置，该方法包括：接收用于服务器切换的请求消息，选择可用服务器；将所述可用服务器的信息发送给一个或多个适配器；所述一个或多个适配器与第一服务器之间的通信链路因故障断开，所述用于服务器切换的请求消息来自所述第一服务器，或者，来自所述一个或多个适配器。其中，选择可用服务器前还包括获得多个服务器的状态信息，所述第一服务器为所述多个服务器中的一个，所述状态信息包括各服务器的工作状态、与各服务器通信的工业设备数量、与各服务器通信的各工业设备的ID。

上述各可选实施例中，所述获得多个服务器的状态信息，包括：通过周期性上报的方式获得所述多个服务器的状态信息；或者，通过事件触发上报的方式获得所述多个服务器的状态信息；或者，通过查询响应的方式获得所述多个服务器的状态信息；或者，通过检测所述多个服务器的状态获得所述多个服务器的状态信息。

上述各可选实施例中，根据负荷均衡原则选择可用服务器，包括采用动态调整法或负荷均衡算法选择可用服务器。

动态调整法，会根据一个服务器当前运行的状态和所有服务器运行状态的平均值进行对比，如果该服务器当前运行状态差于所有服务器运行状态的平均值，则减少与该服务器连接的适配器数量。如果该服务器当前运行状态优于所有服务器运行状态的平均值，则增加与该服务器连接的适配器数量，直到达到一个总体平衡。

所述根据负荷均衡原则选择可用服务器为采用动态调整法选择可用服务器。该方案的好处在于可以动态平衡其它服务器的处理能力。一种可选的采用动态调整法选择可用服务器，包括：选择当前运行状态优于所有服务器运行状态的平均值的服务器作为可用服务器。

所述根据负荷均衡原则选择可用服务器为采用均衡算法选择可用服务器。均衡算法的好处在于主要解决将请求如何发送给后端服务。均衡算法包括：随机(random)算法、轮训(round-robin)算法、一致哈希(consistent-hash)算法或主备(master-slave)算法。

所述根据负荷均衡原则选择可用服务器为采用主备算法选择可用服务器。该算法能够实现将适配器尽量放到某个服务器上，而其他服务器则用来做备份，如果出现问题就切换到另外的服务器上。为保证各适配器提交数据的时序性，可以将适配器都尽量连接到某台服务器上，当这台服务器出现问题，再用其他的服务器。

采用主备算法时，可以先对每台服务器的IP端口(IP:Port)做哈希(hash)变换，然后按从大到小的顺序排序，第一个就是主服务器，将所有的适配器都连接到该主服务器。如果第一个出现问题，再取第二个作为主服务器。

一种可选的采用主备算法选择可用服务器，包括：按预先设定的顺序选择排序最大的服务器为可用服务器。其中，按各服务器IP端口的哈希变换值从大到小对各服务器顺序排序。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于服务器，该方法包括：与一个或多个适配器建立通信链路；所述通信链路因故障断开后，向调度装置发送用于服务器切换的请求消息。其中，还包括周期性向所述调度装置发送本设备的状态信息；所述状态信息包括本设备的工作状态、与本设备通信的工业设备数量、与本设备通信的各工业设备的ID。

在另一些可选实施例中，所述用于服务器切换的方法被用于服务器，该方法包括：与一个或多个适配器建立通信链路；所述通信链路因故障断开后，向调度装置发送用于服务器切换的请求消息。其中，所述通信链路因故障断开后，还包括向所述调度装置发送本设备状态异常的信息。

本文还公开一种适配器，被用于安装在工业设备上。

图8示出适配器一种可选的示意结构，该可选的适配器结构包括：用于与第一服务器建立第一通信链路的第一通信链路单元301，用于在所述第一通信链路因故障断开后接收网络侧调度装置发送的第二服务器信息的信息接收单元302，和用于与所述第二服务器建立第二通信链路第二通信链路单元303。其中，还包括：第三通信链路单元，用于与备用服务器建立通信链路；和，请求发送单元，用于在所述第三通信链路单元与备用服务器建立通信链路失败后向所述网络侧调度装置发送用于服务器切换的请求消息。

图9示出调度装置一种可选的示意结构，该可选的调度装置结构包括：用于获得多个服务器的状态信息的信息获取单元304，用于选择可用服务器的选择单元305，所述选择单元305在所述调度装置发现第一服务器状态异常后被启动；和，信息发送单元306，用于将所述可用服务器的信息发送给一个或多个与所述第一服务器建立通信链路的适配器；所述第一服务器为所述多个服务器中的一个。其中，还包括：消息接收单元，用于接收用于服务器切换的请求消息。

图10示出调度装置另一种可选的示意结构，该可选的调度装置结构包括：用于接收用于服务器切换的请求消息的消息接收单元307，选择单元305，和信息发送单元306。其中，所述一个或多个适配器与第一服务器之间的通信链路因故障断开。

选择单元305根据负荷均衡原则选择可用服务器。一种可选的方式是，选择单元305采用动态调整法或负荷均衡算法选择可用服务器。

选择单元305采用动态调整法选择可用服务器。该方案的好处在于可以动态平衡其它服务器的处理能力。一种可选的实现方式是，选择单元305选择当前运行状态优于所有服务器运行状态的平均值的服务器作为可用服务器。

选择单元305采用主备算法选择可用服务器。为保证各适配器提交数据的时序性，可以将适配器都尽量连接到某台服务器上，当这台服务器出现问题，再用其他的服务器。一种可选的实现方式是，选择单元305按预先设定的顺序选择排序最大的服务器为可用服务器。其中，按各服务器IP端口的哈希变换值从大到小对各服务器顺序排序。

图11示出服务器一种可选的示意结构，该可选的服务器结构包括：用于与一个或多个适配器建立通信链路的通信单元308，用于在所述通信链路因故障断开后向调度装置发送用于服务器切换的请求消息的切换请求单元309。其中，还包括：状态发送单元，用于向所述调度装置发送本设备的状态信息；所述状态信息包括本设备的工作状态、与本设备通信的工业设备数量、与本设备通信的各工业设备的ID。其中，所述通信链路因故障断开后，所述状态发送单元还用于向所述调度装置发送本设备状态异常的信息。

本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。