专利名称：一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高家庭网络系统可靠性的方法，尤其涉及的是一种通过家庭网络中的多个硬件设备组成服务器设备组，服务器设备组内的服务器设备通过一些规定的交互过程，进行协作来提高家庭网络系统的可靠性的方法。
背景技术：
数字家庭的思想就是将家电、电脑和各种数码设备等不同领域的数字产品互连互通，融为一体。用来实现数字家庭的网络称为家庭网络。家庭网络是代表家庭信息化的一种新概念，它是全方位提供智能化服务的网络系统。它是指在家庭内部通过一定的传输介质将各种电气设备和电气子系统连接起来，对内实现资源共享，对外能通过网关与外部网互连进行信息交换。家庭网络可以通过不同的接入方式与外部网络互连互通，可支持用户通过远程访问控制家庭网络设备。家庭网络的主要功能有安全服务、通信服务、能源管理、自动控制、娱乐等等。通过家庭网络，人们能够享受到更加舒适和方便的生活。
一个完整的家庭网络必须包含家庭服务器，这里的家庭服务器是逻辑上的概念，指家庭网络中进行安全、业务控制等核心管理工作的物理设备。家庭服务器在家庭网络中的地位比较重要，具有设备管理和设备服务管理功能、资源管理功能，保存有家庭网络的安全、业务、配置等重要数据。人们的生活将越来越依赖家庭网络提供的服务，家庭服务器出错将可能导致家庭网络崩溃，从而使部分或全部业务无法正常使用，这将影响到人们的正常生活。但是目前所见的家庭网络方案大多设计了一个家庭服务器设备，家庭服务器处于核心地位，家庭网络围绕家庭服务器进行组织。家庭服务器的实现方式一般是采用专用的服务器设备，或者采用家用PC机，或者将家庭服务器功能集成到家庭网关等设备中。由于家庭对设备价格的承受能力有限，所以家庭中使用的服务器设备一般不会具有电信级设备的可靠性和稳定性，设备出现故障是在所难免的。所以如何不通过增加额外的设备硬件投资，在现有家庭网络设备基础上增加家庭网络的稳定性是一个值得关注的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，用于提高家庭网络系统可靠性。
本发明的技术方案如下一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，其用于家庭网络中，所述家庭网络包括多个具有服务器功能的服务器设备，其中，所述方法包括a)将所述服务器设备组成服务器设备组，并提供一个IP组播地址用于所述服务器设备组的管理；b)所述服务器设备之间采用信息同步机制用于保证多个服务器之间的信息同步；c)从所有的家庭服务器中选举出一主用服务器，其它服务器为备用服务器；d)所述网络设备需要访问服务器功能时，根据主用服务器事先的通告信息通过单播方式和主用服务器直接进行交互，不涉及其他备用服务器；在网络设备无法直接和主用服务器通信时，通过服务器设备组获得主用服务器配置。
所述的方法，其中，还包括c1)利用所述IP组播地址提供主用服务器信息的定时通告机制；并且
c2)进行对主用服务器的异常检测机制。
所述的方法，其中，所述信息同步方法包括定期同步方式和事件触发方式同步。
所述的方法，其中，所述服务器设备包括专用服务器、家庭网关和机顶盒。
所述的方法，其中，所述方法还包括在主用服务器出现异常时，在所有的家庭服务器中选举出主用服务器，选举结束后通过组播方式通告家庭网络上的所有设备。
所述的方法，其中，所述主用服务器的通告内容包括主用服务器的名字、IP地址、主用服务器的有效时间及网络配置数据。
所述的方法，其中，所述主用服务器设置一有效时间，有效时间超时后重新选举主用服务器，并且所述有效时间可动态修改。
采用本发明所述的方法，无须通过增加额外的设备硬件投资，通过多个硬件设备之间的协作，在现有家庭网络设备基础上增加了家庭网络的稳定性；即使家庭网络中负责执行服务器功能的个别网络设备出现故障，也不会影响其他网络设备的正常运行，不会对家庭网络造成重大的影响。
图1是本发明方法的家庭网络系统的组成示意图；图2是本发明方法的家庭网络系统的逻辑结构示意图；图3是本发明方法的家庭网络中的设备与服务器间的消息交互示意图。
具体实施例方式
下面对技术方案的实施作进一步的详细描述。
本发明所述家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，其家庭网络系统的组成如图1所示，一般包括下面一些设备，但是具体的组成方式不只限于下列部分，也可能只包括其中一部分宽带接入设备，用于实现宽带接入功能，可以采用和家庭网关集成的方式；家庭网关，家庭内的主要控制设备；家庭服务器，家庭数据和服务中心，不一定是单独的设备，可以由家庭网关实现或者采用其他实现方式；家庭骨干IP网，可以是家庭网关内部的交换机，也可以是连接到家庭网关的以太网、1394网、无线局域网等独立IP网网络，也可以是其他形式，可以是有线的也可以是无线的。但是要具有较高的带宽，承担家庭内的骨干网络作用；通信适配器，用于桥接骨干IP网和电源线/有线电缆/电话线等已有线路，避免重新室内布线，连接家庭内多个房间的网络设备；媒体适配器，用来连接计算机和电视音响等娱乐设备，进行不同媒体格式的转换，以便在家庭不同设备间共享视频音频等资源。典型的设备如数字机顶盒等。
本发明方法具体如图2所示，为增加家庭网络的稳定性，引入了支持多服务器的家庭网络概念。家庭中可以有多个家庭服务器，这里的家庭服务器是逻辑上的概念，不要求必须是专用的服务器设备，具体形式不限，可以是服务器、家庭网关、机顶盒等家庭网络上任何拥有足够处理能力的设备，但是该服务器应该是和家庭网关在一个骨干IP网上，便于和家庭外部网络通信，便于和家庭网络不同区域中的设备进行通信。
多个家庭服务器组成服务器设备组，服务器设备组中只有一个主用服务器执行服务器的功能，其他服务器设备则处于备用服务器状态，对于普通网络设备来说只需看到一个主用服务器。涉及家庭服务器功能的工作都由主用服务器来完成。提供一个IP组播地址用于和服务器设备组内的所有服务器通信，用于服务器设备组的管理。需要使用服务器功能的其他网络设备也要加入服务器设备组。
每个家庭服务器都保存家庭网络中所有和服务器功能相关的信息，包括家庭网络的安全、业务、网络配置等重要数据。家庭服务器之间采用信息同步方法用于保证多个服务器的信息同步。具体可包括定期同步方式，和事件触发方式同步等。
在所有的家庭服务器中根据一定的算法选举出主用服务器，例如可以考虑在服务器设备间进行负荷分担，选择负荷较少的服务器作为主用服务器，也可采用其他原则。选举结束后通过组播方式通告家庭网络上的所有设备，包括要通告服务器设备组内的服务器设备。主用服务器的通告内容主要包括主用服务器的名字、IP地址、主用服务器的有效时间、网络配置数据等等。
因为服务器设备组内的组播方式并不可靠，而且随时会有设备加入或退出网络，原有设备也可能因为复位等操作未能接收到主用服务器通告，所以还需要提供定时通告机制，主用服务器周期性地向家庭网络上的所有设备进行主用服务器通告。家庭网络的所有设备在自己上电后，都需要主动向服务器设备组请求主用服务器配置信息，如果未能收到响应信息，需要重新发起主用服务器选举。
主用服务器需要设置一个有效时间，有效时间超时后需要重新选举主用服务器，有效时间可根据需要动态修改。服务器设备组内的其他备用服务器需要定期检测主用服务器的状态，在主用服务器异常情况下要重新选举主用服务器。
网络设备需要访问主用服务器时，根据主用服务器事先的通告信息通过单播方式和主用服务器直接进行交互，不涉及其他备用服务器。如果网络设备事先没有收到通告信息，则网络设备需要主动向服务器设备组了解主用服务器的IP地址等配置信息，然后和主用服务器直接进行交互。服务器设备组内的所有服务器都应接收网络设备请求主用服务器配置的消息，由主用服务器对请求消息进行应答。其他备用服务器收到请求消息后，应检测主用服务器是否即时做了应答，如果主用服务器没有及时响应网络设备的请求消息，则表明主用服务器可能处于异常情况，需要重新发起主用服务器的选举，当然原来的主用服务器仍可能被选举为主用服务器。
要实现本发明所述的方法来提高家庭网络的可靠性，需要家庭网络中所有的网络设备都能够支持本发明所述的要求。具体就是服务器设备要支持主用服务器的选举、家庭服务器之间的信息同步、主用服务器的定时通告机制、主用服务器的异常检测机制、网络设备和主用服务器的交互这些功能。普通的网络设备则需要支持主用服务器的通告消息处理、主用服务器的异常检测机制，网络设备和主用服务器的交互等功能。
本实施例中，服务器设备组包括一个独立的PC服务器、家庭网关、机顶盒三个设备。提供一个IP组播地址“224.1.1.1”用于服务器设备组内进行组播通信。本实施例中视频电话是作为家庭网络中的一个普通网络设备；机顶盒既是一个服务器设备，也是一个普通网络设备。本发明的实施主要包括下面一些步骤1.主用服务器的选举因为服务器设备组中只能有一个主用服务器负责家庭网络的控制，所以首先需要从服务器设备组中选举出一个主用服务器。本实施例中选择在服务器设备间进行负荷分担的方式，选择负荷较少的服务器作为主用服务器。任何服务器设备上电后，向服务器设备组发送主用服务器配置请求。如果已经存在主用服务器，则不必发起主用服务器的选举。如果当前没有主用服务器，则服务器设备组中的设备参加主用服务器选举，选举出主用服务器。本实施例中PC服务器经过选举成为主用服务器。选举结束后PC服务器通过组播方式，将主用服务器配置数据通告家庭网络上的所有设备。通告内容主要包括主用服务器的名字、IP地址、主用服务器的有效时间、网络配置数据等等。
2.家庭服务器之间的信息同步
PC服务器在成为主用服务器后，利用组播通讯方式和家庭网关、机顶盒进行服务器数据同步，保证三个服务器设备间数据的一致。具体的服务器数据包括家庭网络的安全、业务、配置等数据。
3.主用服务器的定时通告机制PC服务器在成为主用服务器后，为保证网络上的所有设备都能得到正确的主用服务器配置数据，采用定时通告的方式将主用服务器配置数据通告家庭网络上的所有设备。间隔时间设置为1分钟，可根据需要修改。
4.主用服务器的异常检测机制备用服务器根据主用服务器的定时通告间隔时间，应该能够收到主用服务器的定时通告消息。当备用服务器无法正常收到定时通告消息时，表明主用服务器可能发生了错误，这时需要进行主用服务器异常处理，异常处理采用立即重新进行主用服务器选举的方式实现。当然原来的主用服务器仍可能被选举为主用服务器。本实施例中主用服务器未出现异常。
5.网络设备和主用服务器的交互本实施例中用户要进行视频电话，则在用户拨号后，视频电话首先根据主用服务器通告消息中的数据，确定主用服务器的IP地址。然后通过单播通讯和主用服务器也就是PC服务器进行通信，进行一些安全和业务处理流程。如为了防止非法用户通过无线局域网进入家庭网络，盗用视频电话业务，需要验证视频电话设备是否是合法设备，要验证进行视频通讯的对方电话号码是否是允许的被叫号码。网络设备和主用服务器的上述过程如图3所示。
本发明的一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，通过对家庭网络中的多个服务器组成的服务器设备组进行管理，利用主用服务器的选举，家庭服务器之间的信息同步，主用服务器的定时通告机制，主用服务器的异常检测机制，网络设备和主用服务器的交互方式等过程，提高了家庭网络系统的可靠性。
本发明中的具体实施例只是列举了本发明的一个实例，总之，使用本发明的设计思想及其任何等效变换来提高家庭网络的稳定性，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，其用于家庭网络中，所述家庭网络包括多个具有服务器功能的服务器设备，其特征在于，所述方法包括a)将所述服务器设备组成服务器设备组，并提供一个IP组播地址用于所述服务器设备组的管理；b)所述服务器设备之间采用信息同步机制用于保证多个服务器之间的信息同步；c)从所有的家庭服务器中选举出一主用服务器，其它服务器为备用服务器；d)所述网络设备需要访问服务器功能时，根据主用服务器事先的通告信息通过单播方式和主用服务器直接进行交互，不涉及其他备用服务器；在网络设备无法直接和主用服务器通信时，通过服务器设备组获得主用服务器配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括c1)利用所述IP组播地址提供主用服务器信息的定时通告机制；并且c2)进行对主用服务器的异常检测机制。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息同步方法包括定期同步方式和事件触发方式同步。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器设备包括专用服务器、家庭网关和机顶盒。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在主用服务器出现异常时，在所有的家庭服务器中选举出主用服务器，选举结束后通过组播方式通告家庭网络上的所有设备。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述主用服务器的通告内容包括主用服务器的名字、IP地址、主用服务器的有效时间及网络配置数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主用服务器设置一有效时间，有效时间超时后重新选举主用服务器，并且所述有效时间可动态修改。
全文摘要
本发明公开了一种家庭网络中多个服务器设备协同工作的方法，包括将所述服务器设备组成服务器设备组，并提供一个IP组播地址用于所述服务器设备组的管理；所述服务器设备之间采用信息同步机制用于保证多个服务器之间的信息同步；从所有的家庭服务器中选举出一主用服务器，其它服务器为备用服务器；所述网络设备需要访问服务器功能时，根据主用服务器事先的通告信息通过单播方式和主用服务器直接进行交互，不涉及其他备用服务器；在网络设备无法直接和主用服务器通信时，通过服务器设备组获得主用服务器配置。本发明方法无须通过增加额外的设备硬件投资，通过多个硬件设备之间的协作，在现有家庭网络设备基础上增加了家庭网络的稳定性。
文档编号H04L12/28GK1863110SQ20051006934
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者冯涛, 彭海清, 谭昭平, 程伟森 申请人:中兴通讯股份有限公司