一种智能变电站云平台的热备方法技术

本发明专利技术涉及一种智能变电站云平台的热备方法，主采集服务器和备用采集服务器接收采集目标发送的报文，并完成数据同步；当主采集服务器发生故障时，对主采集服务器的后续报文进行缓存，并将主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器。本发明专利技术采用SDN网络架构，用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输规则策略，随意在网络中添加备用采集服务器，从而更加灵活和智能；本发明专利技术改善的传统物理机热备应用于智能变电站云平台时存在资源浪费、切换时间长、故障率高等缺点，并满足了采集服务器数据量大、实时性要求高的需求。

Hot standby method for intelligent substation cloud platform

The invention relates to an intelligent substation of cloud platform hot preparation method, the main message collection server and backup server receives the acquisition target acquisition transmission, and complete data synchronization; when the main acquisition server failure, subsequent packets on the main acquisition server cache, and the main collection server and the corresponding network channel is switched to a standby acquisition server. The invention adopts the SDN network architecture, the user can customize any network routing and transmission rules to achieve the strategy, add spare acquisition server in the network, which is more flexible and intelligent; the invention improves the traditional physical machine thermal preparation used in intelligent substation Yun Ping station there is a waste of resources, long switching time and high failure rate shortcomings, and meet the requirements of large amount of data acquisition server, high real-time demand.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能变电站云
，具体地说是一种智能变电站云平台的热备方法。
技术介绍
继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作第三次IT浪潮，是中国战略性新兴产业的重要组成部分。它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变，成为当今全社会关注的热点。智能变电站的网络化及应用建设的成熟发展，为云计算技术应用提供了必要的技术条件。云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，云计算技术架构具有高可靠性、高利用率、高可扩展性的特征优势，符合智能变电站先进、可靠、集成、低碳、环保的智能技术要求。目前，云技术及国产化技术是国家行业信息化的重要技术路线。智能变电站云技术架构可以提高智能变电站二次系统可靠性，降低智能变电站设备系统的复杂程度，提高设备资源利用率，减少了设备数量，降低了能源消耗，节约投资。智能变电站云技术架构可以提供高可扩展性的应用平台，提高新应用功能的软件定义能力，简化变电站新设备功能的开发与工程实施。传统服务器热备只是将物理机进行双机热备，但智能变电站云平台是在物理机上运行多台虚拟机作为不同测点采集服务器，当智能变电站云平台中某个采集服务器发生故障时，传统服务器热备只能将物理机中的所有采集服务器切换到备机，这种方法首先造成了资源的浪费，其次由于物理机中运行着多台采集服务器，切换时间和故障率大大提高，对采集服务的实时性造成很大影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种智能变电站云平台的热备方法，通过网络设备将接收到的报文同步发送到主采集服务器和备用采集服务器，在主采集服务器出现问题时将网络通道切换到正常的备用采集服务器，并保证切换过程中采集数据不丢失。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种智能变电站云平台的热备方法，主采集服务器和备用采集服务器接收采集目标发送的报文，并完成数据同步；当主采集服务器发生故障时，对主采集服务器的后续报文进行缓存，并将主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器。所述主采集服务器为一个，备用采集服务器为一个或多个。所述数据同步过程为：SDN交换机接收主采集服务器和备用采集服务器发送采集报文，并判断采集报文是否同步；如果采集报文同步，则发送采集报文到采集目标，否则通过虚拟机监控系统对备用采集服务器进行校时；SDN交换机接收到采集目标发送的数据报文后，同步发送给主采集服务器和备用采集服务器。所述将主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器包括以下步骤：步骤1：虚拟机监控系统依次获取主采集服务器对应的备用采集服务器当前状态，判断如果该备用采集服务器当前状态正常，则发送报文到网络控制器，否则挂起该备用采集服务器；步骤2：网络控制器接收到报文，将网络通道切换到该报文对应的备用采集服务器，并向虚拟机监控系统发送切换成功报文；步骤3：虚拟机监控系统接收到切换成功报文后，挂起故障的主采集服务器，并对切换后的主采集服务器进行监控。所述将网络通道切换到该报文对应的备用采集服务器包括以下步骤：步骤1：网络控制器解析报文，获取主采集服务器和将要切换的备用采集服务器的端口号；步骤2：网络控制器生成流表规则，并下发到SDN网络；步骤3：关闭主采集服务器对应的交换机端口，将备用采集服务器对应的交换机端口与采集目标对应的交换机端口建立交换路径；步骤4：将主采集服务器缓存的报文转发到切换后的主采集服务器。所述主采集服务器发生故障包括：虚拟机系统运行状态为挂起或关闭，内存使用率超过正常值，网络通信流量异常和虚拟网卡桥接的物理机网卡连接断开或网卡未被加载。所述虚拟机监控系统为运行在虚拟机所在物理机上，通过读取配置来获取主采集服务器和对应备用采集服务器的虚拟机ID号，并通过虚拟机ID号获取虚拟机系统的运行情况、内存使用情况和网络通信状态信息，用于对虚拟机进行开启和挂起操作。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术采用SDN网络架构，用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输规则策略，随意在网络中添加备用采集服务器，从而更加灵活和智能。2.本专利技术改善的传统物理机热备应用于智能变电站云平台时存在资源浪费、切换时间长、故障率高等缺点，并满足了采集服务器数据量大、实时性要求高的需求。附图说明图1为本专利技术方法结构图；图2为本专利技术虚拟机监控系统监控流程图；图3为本专利技术采集服务器热备数据同步流程图；图4为本专利技术虚拟机监控系统故障服务器切换流程图；图5为本专利技术网络控制器故障服务器切换流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本系统是由网络控制器和虚拟机监控系统组成的智能变电站云平台热备系统。本系统采用SDN网络作为网络传输手段，如图1所示，SDN网络连接采集目标、主采集服务器和多个备用采集服务器。所述智能变电站云平台是由一台物理机上运行多台虚拟机，每个虚拟机为一个独立的采集服务器。物理机采用Xen虚拟机，它是由剑桥大学开发一个开放源代码虚拟机监视器，采用ICA协议，通过准虚拟化技术获得高性能。所述SDN网络是一种新兴的网络架构，这个架构可以让网络管理员，在不更动硬件设备的前提下，以中央控制方式，用程序重新规划网络，为控制网络流量提供了新的方法，也提供了核心网络及应用创新的良好平台。所述网络控制器采用OpenFlow协议对SDN网络进行可编程管理，通过获取主采集服务器和备用采集服务器物理地址来获得所连接的SDN交换机的端口号，并生成流表规则下发到SDN交换机中，来控制SDN交换机中各个端口交换路径和数据包转发。通过监听虚拟机监控系统，获得主采集服务器和备用采集服务器的运行状态。如图2所示，所述虚拟机监控系统采用虚拟机编程接口libvirt编写的虚拟机监控软件，运行在虚拟机所在物理机上。通过读取配置来获取主采集服务器和对应备用采集服务器的虚拟机id号，并通过id号获取虚拟机的系统运行情况、内存使用情况、网络通信状态信息，并能对虚拟机进行开启，挂起操作。所述虚拟机系统运行情况分为运行/挂起/关闭三种情况，当运行状态为挂起或关闭时，判定虚拟机系统运行故障。所述内存使用情况为获取虚拟机系统运行内存是否超过正常值，超过说明虚拟机系统含有未知错误风险，具有安全隐患，判定采集服务器为故障。所述网络通信状态为虚拟机虚拟网卡的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站云平台的热备方法，其特征在于：主采集服务器和备用采集服务器接收采集目标发送的报文，并完成数据同步；当主采集服务器发生故障时，对主采集服务器的后续报文进行缓存，并将主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站云平台的热备方法，其特征在于：主采集服务器和备用采集
服务器接收采集目标发送的报文，并完成数据同步；
当主采集服务器发生故障时，对主采集服务器的后续报文进行缓存，并将
主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器。
2.根据权利要求1所述的智能变电站云平台的热备方法，其特征在于：所述主
采集服务器为一个，备用采集服务器为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的智能变电站云平台的热备方法，其特征在于：所述数
据同步过程为：SDN交换机接收主采集服务器和备用采集服务器发送采集报文，
并判断采集报文是否同步；
如果采集报文同步，则发送采集报文到采集目标，否则通过虚拟机监控系
统对备用采集服务器进行校时；
SDN交换机接收到采集目标发送的数据报文后，同步发送给主采集服务器
和备用采集服务器。
4.根据权利要求1所述的智能变电站云平台的热备方法，其特征在于：所述将
主采集服务器和对应网络通道切换到备用采集服务器包括以下步骤：
步骤1：虚拟机监控系统依次获取主采集服务器对应的备用采集服务器当前
状态，判断如果该备用采集服务器当前状态正常，则发送报文到网络控制器，
否则挂起该备用采集服务器；
步骤2：网络控制器接收到报文，将网络通道切换到该报文对应的备用采集
服务器，并向虚拟机监控系统发...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明，王汉军，李喜旺，于同伟，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11