[发明专利]一种基于P2P的VoIP系统容灾备份方法

说明书

技术领域

本发明属于VoIP系统的数据备份领域，具体涉及一种基于P2P的VoIP系统容灾备份方法。

背景技术

备份策略指备份方式、备份窗口、数据恢复等几方面。传统的备份方式主要有完全备份、增量备份和差分备份3种。

在实际应用中，须根据备份窗口和恢复窗口的大小及整个数据量大小，来决定采用何种备份方式。备份窗口就是可用来备份的时间。备份窗口的长短取决于的负载和磁带库的性能及速度。在通常情况下，网络系统需要正常运转，而数据备份会极大地影响服务器的响应能力。因此，备份系统必须选择合适的可用备份时间。通常，备份策略是以上3种的结合。

数据恢复是指若干节点宕机时，网络中数据可以恢复至原有的状态，使得系统中的数据依然可用、可靠。容灾的核心就是增加数据冗余度。当灾难发生时，让数据的副本被同时毁坏的概率降到可以接受的程度，降低数据副本数，提升数据的恢复速度，保证整体数据具有较高的可用性、较低的失效概率，是数据恢复要达到的目标。

VoIP(Voice overInternet Protocol)是指将模拟声音讯号(Voice)数字化，以数据封包(Data Packet)的形式在IP数据网络(IP Network)上做实时传递。

VoIP的基本原理是：通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。

实现VoIP网络按照架构不同大致可以分为两类：一类是采用“网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)”架构；另一类是基于“软交换”的解决方案。基于“网关与网守架构”，通信协议大部分采用H.323协议。网络架构如图1所示。

软交换VoIP其实在概念上与VoIP有根本的不同：VoIP只是软交换提供的业务之一。软交换是综合的业务平台，除了语音外，还支持视频、即时消息、游戏和各种数据业务。在这种方式中，软交换设备是整个系统的核心。软交换网络是下一代通信网络“NGN网络”的核心设备，处于NGN网络中的控制层，功能复杂，业务齐全。软交换网络架构如图2所示。

VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。VoIP可以在IP网络上更经济地传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。

在使用软交换网络构建VoIP系统的方案中，核心网可以通过P2P技术来实现。用户数据分布式地存储在核心网节点上。为了降低运营商的投资成本、增强网络的灵活性，基于P2P的VoIP系统网络可以根据一定的升级策略，动态地将用户节点升级为服务节点，使得网络中提供服务的节点不仅包含运营商部署的服务器/PC，也包含用户节点。当核心网若干节点宕机或某些提供服务的用户异常下线时，一些用户数据就可能丢失，造成VoIP系统的不稳定或不可用。

如何保证在大批量节点宕机时数据的可靠性和可用性呢？恰当的容灾备份策略可以解决这个问题。需要考虑的因素有三点：核心网节点的宕机率、作为核心网节点提供服务的用户节点的平均在线时间、网络带宽。根据如上三个要素，确定数据副本的个数。数据保存份数太少，仍然有可能因为多点故障而导致数据丢失，造成VoIP系统的不可用，即，数据恢复成功率过低。保存太多，又会增加不必要的维护和数据复制开销，会占用大量的存储资源，影响服务节点对于用户请求的响应，降低用户体验。而且，根据业界研究证明，当副本数达到一定值之后，再增加副本数并不会对提高数据的可靠性带来更大的贡献。

现有的备份方案如下：

方案一：完全备份

用一盘磁带对整个系统数据进行完全的备份。当发生数据丢失的灾难时，只要用一盘磁带(即灾难发生前一天的备份磁带)，就可以恢复丢失的数据。

方案二：采用数据分发策略，差分备份到连续N个后继节点

在结构化的P2P网络中，数据的主存储节点将数据分发备份到连续N个后继节点上。其中，N的大小是可配置的。当节点有数据发生更新时，数据的主存储节点将更新数据更新至连续N个后继节点上，保证数据的一致性。当有节点宕机时，宕机节点的直接后继节点成为宕机数据的新主存储节点，可以保证数据的可用性和可靠性。同时，新的数据主存储节点要将数据进行新的备份。