电力监控系统计算机类设备故障解决方法及电力监控系统与流程

本发明涉及电力监控系统计算机类设备故障解决方法及电力监控系统，属于电力系统监控技术领域。

背景技术：

目前电力系统监控已经经过多年的发展，已经开始向无人值守方向发展，由此对监控系统设备的可靠性提出了更高的要求，但是对于其中的计算机类设备而言，由于在设计初期，并没有考虑到冗余设计(如一些辅助系统管理机、故障录波主机等)，再加上传统计算机类设备中存在机械旋转部件(如硬盘、风扇等)，其故障率相对较高，在目前的电力系统监控中，由于自动化程度的提高，对计算机类设备的依赖性逐渐增强，使计算机类设备已经变成了关键设备，一旦出现故障，会导致整个系统不可用。另外，在早期的一些电力系统监控设计中，网络设计有一些是非冗余网络，导致网络中的设备故障也会导致整个系统不可用，而这些设备和产品由于设计的原因，很难进行单独更新，即使更新了冗余设备，同时还需要对已经运行的应用软件进行更新，以适应在冗余设备上运行，更新应用软件有会带来一系列的稳定性等问题；如果整个系统全部更换的话，又会承担较高的时间和设备成本。

以下介绍本发明涉及到的几种现有技术：

prp(parallelredundancyprotocol)，是通过支持prp的网络节点为系统提供冗余，每个网络节点同时连接到2个独立并行工作的局域网上，并将报文复制为2份，通过2个全双工通信端口分别发送，再经两个并行工作的局域网分别转发到目的网络节点上。prp技术实现的冗余网络示意图如图1所示。

hsr(high-availabilityseamlessredundancy)，是一种高可用性无缝冗余协议，其是典型的环形拓扑结构，源节点会复制所有的信息，通过两个不同的路径进行传输，一旦有一个网络出现故障，可以确保数据无延时地进行传输。hsr技术实现的冗余网络示意图如图2所示。

当前国际上只有hsr(high-availabilityseamlessredundancy)协议和prp(parallelredundancyprotocol)协议可以达到0ms自愈的冗余网络协议，即真正实现“零丢包”和“零切换”。

prp/hsr转换设备：该转换设备为基于prp技术或者hsr技术构建的冗余网络中的组成部分，该转换设备的作用并非是prp和hsr之间的转换，而是使不支持prp或者hsr协议的只有一个网络接口的装置能够接入prp或者hsr网络中。如图3所示，该转换设备的一端提供一个网络接口，连接在待接入装置上，另外一端提供两个网络接口，如果为基于prp技术实现的冗余网络，那么，这两个网络接口接入prp冗余网络中；如果为基于hsr技术实现的冗余网络，那么，这两个网络接口接入hsr冗余网络中。

虚拟机：虚拟机(virtualmachine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。虚拟机软件可以通过集群技术，在多个物理机上创建虚拟机，当某一个物理机故障时，可以把该物理机上运行的应用自动切换到其他物理机上继续运行，而应用不会中断。目前的实现软件有openstack、kvm、vmware等。其系统模型示意图与实体计算机模型示意图的比较如图4所示。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电力监控系统计算机类设备故障解决方法，用以解决出现故障时会影响电力监控系统正常运行的问题。本发明同时提供一种电力监控系统。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种电力监控系统计算机类设备故障解决方法，包括以下步骤：

(1)建立至少两个冗余设置的物理机，创建虚拟机，将相应的操作系统和应用部署在虚拟机中；

(2)构建基于prp或者hsr技术的冗余网络；

(3)把各物理机接入到构建的冗余网络中；

(4)通过prp/hsr转换设备把相关装置接入到构建的冗余网络中。

通过虚拟机技术，实现计算机设备的硬件冗余，把相应的操作系统以及应用部署到虚拟机中，使所需的操作系统以及应用可以在不修改更新和修改配置的情况下就能够实现冗余功能，部署完成后当任意一个物理机硬件故障时，虚拟机会进行故障迁移，不会影响应用软件的运行；构建基于prp或者hsr技术的冗余网络，利用prp或者hsr技术原理，使网络中任意一个线路故障损坏均不会影响系统的正常运行；通过prp/hsr转换设备，把相关装置接入到构建的冗余网络中，使原来不支持冗余网络的装置接入到冗余网络中，使各装置具有冗余功能。因此，在不改变现有计算机设备应用程序和配置的情况下，为原有的计算机设备配置冗余功能，通过prp/hsr技术处理网络的单点故障，通过虚拟机技术处理硬件单点故障，从而解决系统单点故障。

本发明还提供一种电力监控系统，包括主机以及受控于主机的至少一个装置，使用虚拟机构建所述主机，主机中部署有至少两个冗余设置的物理机，主机接入采用基于prp或者hsr技术的交换机设备构建的冗余网络中，各装置通过prp/hsr转换设备接入到所述冗余网络中。

各物理机中配置有双网卡，通过双网卡接入到所述冗余网络中。

附图说明

图1是基于prp技术实现的冗余网络示意图；

图2是基于hsr技术实现的冗余网络示意图；

图3是prp/hsr转换设备的原理示意图；

图4是虚拟机系统模型与实体计算机模型的比较示意图；

图5是一种典型的设备网络结构示意图；

图6是使用prp方式组网构成的设备网络结构示意图；

图7是使用hsr方式组网构成的设备网络结构示意图。

具体实施方式

本实施例涉及到的相关概念：prp技术、hsr技术、prp/hsr转换设备以及虚拟机在上述背景技术中均有详细描述，并且，这些技术均属于现有技术，本实施例就不再具体说明。

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本实施例提供一种电力监控系统计算机类设备故障解决方法，包括以下步骤：

(1)建立至少两个冗余设置的物理机，创建虚拟机，将相应的操作系统和应用部署在虚拟机中。由于虚拟机的作用为：当某一个物理机故障时，可以把该物理机上运行的应用自动切换到其他物理机上继续运行，而应用不会中断，因此，通过虚拟机技术，实现计算机设备的硬件冗余，把原应用部署到虚拟机中，使原有应用可以不修改更新和修改配置而实现冗余功能，以此处理硬件单点故障。

(2)构建基于prp或者hsr技术的冗余网络。通过prp或者hsr技术构建的冗余网络，即采用支持prp技术的交换机部署冗余网络，或采用支持hsr技术的交换机部署冗余网络，基于prp或者hsr技术原理，当冗余网络中任意一个交换机故障或者连接线损坏时均不会影响系统的正常运行。

(3)把各物理机接入到构建的冗余网络中。实现方式具体为：重新部署的各物理机中配置双网卡，分别连接在冗余网络中，解决网络连接线故障引起系统不可用。

(4)通过prp/hsr转换设备把相关装置接入到构建的冗余网络中。转换设备的一端连接待接入装置上，另外一端的两个冗余网络接口接入冗余网络中。使用prp/hsr转换设备接入原系统中的装置，由于装置设计时硬件可能没有冗余网口，那么，通过prp/hsr转换设备可以在不更换硬件装置的情况下使各装置接入到冗余网络中。

因此，基于上述方法能够构建出新型的电力监控系统，以下基于一种典型的设备网络结构，分别针对prp技术和hsr技术说明构建的电力监控系统。

如图5所示，这是一个典型的通过一台主机管理若干台装置的结构设计，在此网络中，包括一台主机和至少一台装置，为了便于说明，装置的个数为至少两个，通过一个星型以太网连接在一起，在这种设计中，存在多个单点故障可以影响整个系统可用性的薄弱环节，主要包括：(1)图中的主机硬件故障；(2)图中主机到网络lan的连接线lc；(3)图中组建以太网的交换机，由于设备数量的关系，其中的交换机可能有1个或者多个，任何一个故障或者交换机之间的连接线损坏都会引起一些装置不可用。

针对这种典型设计，使用以下方式来解决这些单点故障。

使用虚拟机构建图5中的主机，用来解决主机的单点故障问题，主机中部署有至少两个冗余设置的物理机，部署完成后任意一个物理机硬件故障，虚拟机会进行故障迁移，不会影响应用软件的运行。重新部署的物理机接入到构建的冗余网络中，实现方式具体为：重新部署的各物理机中配置双网卡，分别连接在冗余网络中，解决网络连接线故障引起系统不可用。

采用支持prp技术的交换机部署冗余网络，如图6所示，冗余网络中任意一个交换机故障或者连接线损坏都不会引起系统不可用。由于图5中的各装置只通过一个网口和相应的线路连接主机的lan线，因此装置在设计时硬件可能没有冗余网口，那么，使用prp/hsr转换设备接入原系统中的装置，每个装置配套连接有一个prp/hsr转换设备，利用prp/hsr转换设备的两个网口将各装置接入到冗余网络中，而不更换硬件装置，如图6所示。

同理，采用支持hsr技术的交换机部署冗余网络，如图7所示，冗余网络中任意一个交换机故障或者连接线损坏都不会引起系统不可用。由于图5中的各装置只通过一个网口和相应的线路连接主机的lan线，因此装置在设计时硬件可能没有冗余网口，那么，使用prp/hsr转换设备接入原系统中的装置，每个装置配套连接有一个prp/hsr转换设备，利用prp/hsr转换设备的两个网口将各装置接入到冗余网络中，而不更换硬件装置，如图7所示。

因此，基于上述方法过程，使用prp方式进行组网能够得到一种电力监控系统，如图6所示。使用hsr方式组网能够得到一种电力监控系统，如图7所示。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。