基于關(guān)鍵點(diǎn)控制的網(wǎng)絡(luò )嵌入式設備在線(xiàn)升級的實(shí)現
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1 系統軟件升級常用方案
網(wǎng)絡(luò )終端設備的系統軟件保存在FLASH中，系統啟動(dòng)時(shí)把系統軟件加載到內存中運行，軟件升級的本質(zhì)是從網(wǎng)絡(luò )下載新的系統軟件內容，把原來(lái)系統軟件內容擦除，然后寫(xiě)入新的系統軟件，系統重啟后加載新的系統軟件。常用的升級方案包括單系統升級方案和雙系統升級方案：
(1)單系統升級方案(如圖1所示)：系統啟動(dòng)后進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)功能，此時(shí)網(wǎng)絡(luò )后臺檢測終端版本號判斷是否有新版本可升級，如果檢測到當前終端的版本號低于最新版本號，則立即從網(wǎng)絡(luò )下載升級包啟動(dòng)升級過(guò)程，在用戶(hù)進(jìn)行業(yè)務(wù)功能的過(guò)程中后臺完成對于原系統軟件的擦除，并寫(xiě)入新的系統軟件和更新當前版本號。該升級過(guò)程對于用戶(hù)是透明的，用戶(hù)只有在終端重啟后再加載新的系統軟件。但是該升級方案的安全性比較弱，因為如果內容擦除后終端斷電或者重啟，則終端中系統軟件被破壞，沒(méi)有可用的系統軟件，終端以后再不能正常啟動(dòng)，必須技術(shù)支持人員到現場(chǎng)完成軟件修復升級。另外，如果新寫(xiě)入的系統軟件因為網(wǎng)絡(luò )傳輸或者其他原因存在錯誤時(shí)，也會(huì )上面的結果。這種升級方案存在較明顯的安全性缺陷，現在已經(jīng)較少使用。
(2)雙系統升級方案(如圖2所示)：為了增強升級過(guò)程的安全性，出現了雙系統的升級方案，通常的處理是終端中存在一個(gè)基本運行系統和一個(gè)正常運行系統，分別處于FLASH的不同分區中，基本運行系統只用于升級正常運行系統軟件，正常運行系統完成用戶(hù)的正常業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)過(guò)程中自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò )檢測最新版本號，判斷是否需要升級系統軟件，如果檢測到有需要升級的系統軟件，則終端設置從基本運行系統啟動(dòng)并提示用戶(hù)重啟系統。終端從基本運行系統啟動(dòng)后，從網(wǎng)絡(luò )下載正常運行系統軟件并完成升級過(guò)程，寫(xiě)入完成后更新當前版本號，設置從正常運行系統啟動(dòng)后重啟，終端從正常運行系統啟動(dòng)，進(jìn)行正常的用戶(hù)業(yè)務(wù)。
該升級方案克服上單系統升級方案中安全性的缺陷，升級過(guò)程中如果出現終端異常斷電或者重啟，只有正常運行系統軟件的被破壞，最小備份系統保持正常是升級功能，系統重啟后繼續從最小備份系統啟動(dòng)，完成系統升級功能。目前網(wǎng)絡(luò )設備中常會(huì )使用該升級，但這種升級方案每次都需要重啟系統，且用戶(hù)需要停止業(yè)務(wù)進(jìn)行系統軟件的升級，整個(gè)升級過(guò)程用戶(hù)只能等待，對于現在用戶(hù)體驗越來(lái)越重要的終端設備，該升級方案有較明顯的易用性缺陷。
2 基于關(guān)鍵點(diǎn)控制的系統軟件升級方案
基于關(guān)鍵點(diǎn)控制的升級方案是針對于上述雙系統升級方案的優(yōu)化和改進(jìn)，通過(guò)業(yè)務(wù)分析和統計，為了修改增強業(yè)務(wù)功能或者修改BUG，終端升級的絕大部分場(chǎng)景是需要升級正常運行系統，如果能夠實(shí)現在正常運行系統中能夠升級自身，升級過(guò)程對用戶(hù)透明，則能夠解做到絕大部分升級過(guò)程用戶(hù)不可見(jiàn)。同時(shí)由于基本運行系統也會(huì )存在BUG或者需要增強功能，也有需要升級基本運行系統的情況。
本方案通過(guò)在系統中設定關(guān)鍵點(diǎn)，在升級過(guò)程中通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)值控制升級的流程，保證系統軟件升級安全性，同時(shí)做到升級過(guò)程對用戶(hù)透明，而且除了能夠升級正常運行系統外還可以升級基本運行系統(如基本運行系統中存在BUG需要修改時(shí))，增強了終端的靈活性，另外升級過(guò)程引入了XML格式的升級控制文件，有效的控制了網(wǎng)絡(luò )版本的兼容性。關(guān)鍵點(diǎn)記錄了當前系統軟件的狀態(tài)。根據當前系統軟件狀態(tài)的不同，軟件升級的流程不同，在基本運行系統和正常運行系統中都包含下面的關(guān)鍵點(diǎn)，各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的取值和代表含義如下：
(1)系統啟動(dòng)未驗證(SSNV)：系統升級完成后沒(méi)有啟動(dòng)過(guò)，此時(shí)不能保證系統能夠正常啟動(dòng)，不能保證系統能夠運行業(yè)務(wù)功能，即沒(méi)有驗證系統的升級功能；正常運行系統處于SSNV狀態(tài)時(shí)，不能在該正常運行系統下升級基本運行系統，否則可能會(huì )出現2個(gè)系統都不能正常啟動(dòng)的狀態(tài)。同樣基本運行系統處于SSNV狀態(tài)時(shí)，不能在該基本運行系統中升級正常運行系統。
(2)系統升級未驗證(SUNV)：系統已經(jīng)正常啟動(dòng)，業(yè)務(wù)功能正常運行，但沒(méi)有驗證系統的升級功能。如果正常運行系統的升級功能沒(méi)有驗證，則不能在該系統下升級基本運行系統，否則可能會(huì )造成基本運行系統被破壞，同時(shí)正常運行系統沒(méi)有升級功能的情況，以后終端再也不具有在線(xiàn)升級的功能。同樣基本運行系統處于SUNV狀態(tài)時(shí)，不能在正常運行系統中直接升級正常運行系統本身，需要重啟進(jìn)入基本運行系統進(jìn)行升級；
(3)系統升級已驗證(SUV)：系統除了業(yè)務(wù)功能正常外，升級功能已經(jīng)驗證過(guò)，能夠進(jìn)行正常的升級。該狀態(tài)表明系統功能完全經(jīng)過(guò)驗證，如基本運行系統處于SUV狀態(tài)，則在正常運行系統中可以自動(dòng)升級自身，正常運行系統處于SUV狀態(tài)時(shí)，可以在正常運行系統中升級基本運行系統。
升級方案的具體控制流程中包含了關(guān)鍵點(diǎn)控制和判斷使用的時(shí)機，終端啟動(dòng)后判斷從哪個(gè)系統啟動(dòng)，如果從正常運行系統啟動(dòng)成功，此時(shí)假設正常運行系統的關(guān)鍵點(diǎn)狀態(tài)為SSNV狀態(tài)，則設置為SUNV狀態(tài)(如圖3所示)。
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