[发明专利]一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航空控制自动化技术领域，特别是涉及一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的不断发展，我国航空管理部门对于空中交通自动化管制系统的需求越来越强烈。在我国，为了保障飞机飞行安全，保障我国的领空权，制定了严格的空中交通管理法规，并且建立了各种的空中交通管制机构，为各个航空部门购置了相应的设备和设施。为了确保空管自动化系统中各关键模块的服务器能够长期稳定运行，对服务器的电源、网卡、硬盘等部分器件提供了冗余设计。但是，如果空管自动化系统的重要服务器的一些关键部件发生故障，如中央处理器故障、内存故障、主板故障等，整个服务器就会停止运行，无法继续提供服务，结果会严重影响整个空管自动化系统的运行和空域的管理，导致空中交通事故的发生。

为了在一台服务器发生故障的情况下，另一台服务器能够在最短的时间内代替其提供服务。硬件供应商以及操作系统供应商一般都会提供集群方案，比如惠普公司随其Alpha机提供的基于Tru64操作系统的True Cluster集群服务器包；微软公司的Windows NT Server4.0Enterprise Edition提供的MSCS（Microsoft Clustering Server）技术，以及Windows2000Advanced Server 与Windows2000Datacenter Server提供的Microsoft Cluster Service等等，使用这些操作系统提供的集群能力，可以较为方便地提高系统的可靠性，增强故障恢复能力和部件冗余功能。

虽然这些操作系统提供了集群功能，但是对于开发空管自动化系统而言，这些集群方案也有许多限制，具体说来，主要有以下几点：

（1）增加额外成本。这些集群服务器一般都不是免费提供的，需要用户花费较多的经费购买。

（2）程序移植不方便。这些集群方案，大多数既需要供应商提供硬件的支持，也需要同一家供应商的软件支持，一旦决定采用一家公司的集群方案之后，往往只能被动地绑定在该公司的平台上，对于以后移植空管系统到其它平台非常不方便。

（3）无法完全满足ATC（Air Traffic Control，空中交通管制）系统要求。这些集群方案，大多数立足于通用的系统数据库存储方案，使用磁盘阵列存储，重点放在保障数据库数据上。但是ATC系统不但要求保障数据库数据完整性，而且还要求保障整个系统能够在出现故障时，尽可能地连续服务。这些要求，常规的操作系统集群方案无法直接提供。

（4）无法直接与ATC系统集成。由供应商提供的集群方案往往需要使用供应商提供的应用程序相配合，如果用户需要使自己的应用程序能够利用这些集群功能，则需要自己编程调用供应商提供的API（Application Programming Interface，应用程序接口），而不能直接利用现成的方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种空管自动化系统中的双服务器热备系统及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的空管自动化系统中的双服务器热备系统包括：第一服务器、第二服务器和状态监控终端，其中：第一服务器和第二服务器为两台完全相同的用于运行空管自动化软件的空管服务器，分别与专用空管网络相连接；状态监控终端为用于监控第一服务器和第二服务器工作状态的专用计算机，其与空管网络相连接；同时，在空管网络上还连接有多个客户端。

本发明提供的双服务器热备系统的控制方法分为初始启动的S1阶段、启动成功的S2阶段和主备运行的S3阶段；其中：S1阶段为上电启动和初始化阶段，在此阶段中，第一服务器A、第二服务器B和状态监控终端C均处在上电启动状态，其各自进行自身的自检和初始化操作，均不对外发送信息，也不接收外部的信息；启动完成后进入S2阶段；

所述的S2阶段为启动成功后完成主/备机初始设置阶段，在此阶段中：

1）两个服务器，即：第一服务器和第二服务器分别加载自身的空管应用程序，同时分别通过空管网络向状态监控终端发送心跳信息，并接收状态监控终端发出的控制信息；

2）两个服务器均不向客户端发送数据，也不接收客户端发送的数据；

3）状态监控终端对两个服务器实施主/备状态初始设置，即通过空管网络捕获两个服务器发出的心跳信息，并通过心跳信息获得两台服务器的运行情况，并根据运行情况，发出主/备设置指令，将两台服务器分别设置为主用状态和备用状态；