[发明专利]一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群

权利要求书

1.一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，其特征在于：包括多台控制器、交换机和共享存储空间；

多台控制器包括m台主控制器和n台备份控制器，每个控制器均向外发送心跳报文，并获得其他控制器的心跳报文，判断其他控制器工作状态；如果控制器在指定的时间内未收到某一控制器发送的心跳报文，则判定某一控制器失效，如果失效的控制器为主控制器，则其他未失效控制器将主控制器识别为故障，其他未失效控制器中优先级最高的控制器将自身切换为主控制器；如果失效的控制器为从控制器，则其它控制器将该失效控制器识别为故障；

共享存储空间，用于存储任务过程中所需要的数据与信息，可供各控制器读写；

交换机连接到所有的控制器，各控制器通过交换机交换数据；

当某一控制器发生故障时，如果判断将自身切换为主控制器，则将自身的工作内容及状态转换至原主控制器的工作内容及状态，接替原主控制器继续工作，实现集群的故障恢复；

当优先级高于主控制器的控制器重新发送心跳信号，其他控制器判断其恢复正常，优先级高于主控制器的控制器实时备份主控制器的工作内容及状态，并发送准备好信号至其他控制器，优先级高于主控制器的控制器将自身切换为主控制器，实现集群的状态恢复；

控制器还监控自身的工作状态，如果发现自身存在故障，则停止发送自身的心跳报文，并发出报警信号，如果发现自身故障消除，则停止报警，并重新发送自身的心跳报文；

每台控制器至少配置三个以太网口，其中第一网口用于提供访问服务，第二网口用于接收和发送其他控制器的心跳监测数据，第三网口用于与共享存储空间通信；

每个控制器的体系结构分为四层，心跳层、成员层、资源分配层和资源层；心跳层通过心跳组件定时向其他控制器发送心跳报文，并接收他控制器的心跳报文发送给成员层；成员层，根据心跳报文判断其他控制器的工作状态，并向资源分配层发送冗余切换指令；资源分配层存储控制器当前控制状态，并发送给其他控制器，接收其他控制器的状态，执行切换操作；资源层用于提供访问服务，提供控制器资源的接口。

2.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，其特征在于：资源分配层分为四部分，集群资源管理、集群信息基准、策略引擎和转换引擎和本地资源管理，集群资源管理用来管理资源分配层的所有动作，集群信息基准用于存储优先级、状态和限值条件信息，策略引擎用于判断切换为主控制器的是否将为自身；转换引擎用于当将自身切换为主控制器时，将自身的工作内容及状态转换至原主控制器的工作内容及状态，本地资源管理用于调用控制器资源。

3.一种基于权利要求1所述多控制器计算冗余集群的协同工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)从多控制器计算冗余集群中选择主控制器，并设置从控制器的优先级；

(2)主控制器向外界提供服务，实时发送自身工作内容及状态；从控制器对所有主控制器进行监控，实时备份主控制器的工作内容及状态；每个控制器获得其他控制器的心跳报文，判断其他控制器工作状态；如果控制器在指定的时间内未收到某一控制器发送的心跳报文，则判定某一控制器失效，如果失效的控制器为主控制器，则其他未失效控制器将主控制器识别为故障，其他未失效控制器中优先级最高的控制器将自身切换为主控制器；如果失效的控制器为从控制器，则其它控制器将该失效控制器识别为故障；

当某一控制器发生故障时，如果判断将自身切换为主控制器，则将自身的工作内容及状态转换至原主控制器的工作内容及状态，接替原主控制器继续工作，实现集群的故障恢复；

当优先级高于主控制器的控制器重新发送心跳信号，其他控制器判断其恢复正常，优先级高于主控制器的控制器实时备份主控制器的工作内容及状态，并发送准备好信号至其他控制器，优先级高于主控制器的控制器将自身切换为主控制器，实现集群的状态恢复，控制器还监控自身的工作状态，如果发现自身存在故障，则停止发送自身的心跳报文，并发出报警信号，如果发现自身故障消除，则停止报警，并重新发送自身的心跳报文。