CN101005398B - 单框设备上双机工作方法 - Google Patents

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Abstract

单框设备上双机工作方法，涉及通信技术，特别涉及单框设备上双路由器系统。本发明包括以下步骤：a、为两张主控卡分配接口卡和管理通道；b、两张主控卡互相备份接口卡配置信息，并互相监测对方工作状态；c、当一张主控卡出现故障时，由另一张主控卡接管其接口卡。本发明的有益效果是，可以为用户节约成本，一台路由器设备既可以配置成双主控模式运行，也可以配置成双路由器模式运行，既充分利用了两张主控卡的资源，而且可以让用户在一台设备中实现双机热备功能，保证了电信级的可靠性要求。

Description

单框设备上双机工作方法
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及单框设备上双路由器系统。
背景技术
数据通信设备中一般采用HA(High Availability，高可用性)技术，提供电信级的可靠性和备份要求，而且板卡支持热插拔冗余配置。现有的在机架式设备中的备份方法通常是要求系统中必须包括双主控、双星型背板、双电源等冗余设计；双主控的备份方法包括1+1备份和1∶1备份。1∶1备份，正常情况下主主控卡工作，从主控卡(MPU卡)备份，在主卡发生故障时则切换至从卡工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种单框双机工作方案，特别是双路由器，能够在低成本情况下实现双机热备份，并且能够充分利用双主控卡资源。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，单框设备上双机工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在两张主控卡上，分别设置与每张接口卡连接的用于数据通信的双矩阵数据总线和用于状态和配置信息交互的双管理总线；
b、在每张接口卡上，分别设置用于切换Fabric数据总线的矩阵开关单元；
c、为两张主控卡分配不同的接口卡和管理总线；
d、每张接口卡根据其从管理总线接收到的被分配的主控卡配置信息，控制矩阵开关单元切换到与该主控卡连接的矩阵数据总线；
e、两张主控卡互相备份接口卡配置信息，并互相监测对方工作状态；
f、当一张主控卡出现故障时，由另一张主控卡接管其接口卡。所述步骤c中，通过主主控卡进行配置，主主控卡通过高可用性数据通道发送配置信息到从主控卡。或者通过其中任意一张主控卡进行配置，并由此主控卡通过高可用性数据通道发送配置信息到另一张主控卡。接口卡通过管理总线接收主控卡配置信息，并配置自身参数。
所述步骤e中，主控卡通过监听心跳互相检测工作状态，通过高可用性数据总线互相备份路由表等相关信息。
本发明的有益效果是，可以为用户节约成本，一台路由器设备既可以配置成双主控模式运行，也可以配置成双路由器模式运行，既充分利用了两张主控卡的资源，而且可以让用户在一台设备中实现双机热备功能，保证了电信级的可靠性要求。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明方案中的主从备份的路由器构架图。
具体实施方式
下文的LPU卡为本发明的接口卡的一种实施方式。
本发明以路由器的主从备份的硬件结构为基础，充分发挥了两张主控卡的资源；本发明中的主从备份的路由器构架参见附图1。图中MPU卡完成整个路由器系统控制和数据转发功能，LPU卡为网络接口卡，负责为用户提供网络接口。MPU卡和LPU卡的CMM单元通过主从两条管理总线相互通信，负责两者之间的状态交互、电源控制以及Fabric数据开关切换等操作；两张MPU卡和LPU卡之间的通信分别通过各自与LPU卡之间的Fabric数据总线完成；两张MPU卡之间通过心跳总线完成双MPU卡之间心跳信息的传递；通过专用HA数据总线完成双MPU卡之间的数据交互，用以实时备份LPU卡的配置、路由表等信息。LPU卡的Fabric开关单元受其CMM管理单元控制，用以切换到当前主MPU卡的Fabric数据总线。
本发明实现单框设备上的双路由器，必须具备以下基本要素：双主控卡、双管理总线、HA数据总线、心跳总线及双Fabric总线；系统上电后，系统进入默认的主从工作模式下，两张MPU卡通过心跳总线和HA数据总线协商各自的主从工作模式，若MPU卡A为主卡，则MPU卡B为从卡；主MPU卡(A)通过主管理总线通知所有LPU卡的CMM单元自己的主卡身份，同时主MPU卡(A)还可以通过主管理总线来管理从MPU卡(B)；此时从管理总线备用，在主管理总线发生故障时，主MPU卡(A)可以使用从管理总线来管理所有LPU卡和从MPU卡。LPU卡的CMM单元根据所接收到的信息会自动配置Fabric总线开关，将开关切换至当前主MPU卡(A)的Fabirc总线上，即由当前主MPU卡(A)负责与所有LPU卡之间的通信。在通信过程中，当前主MPU卡(A)通过HA数据总线实时把LPU卡配置信息、路由表信息等送从MPU卡(B)备份，同时主MPU卡(A)和从MPU卡(B)会通过心跳总线侦听对方的工作状态，从MPU卡一旦检测到主MPU卡的CPU工作异常，则两者会切换各自的主从工作模式，即MPU卡(A)切换为从卡，MPU卡(B)切换为主卡；两者切换主从后，会通过管理总线告知所有LPU卡的CMM单元，由CMM单元控制Fabric总线开关的切换，使LPU卡及时切换至当前主MPU卡(B)的Fabric总线上。
在上述的普通主从工作模式下，MPU卡、管理总线、Fabric数据总线是一一冗余备份的；由当前主控MPU卡，主MPU卡通过主管理总线管理所有的LPU卡和从MPU卡，主MPU卡通过其Fabric总线完成与所有的LPU卡之间的通信；从MPU卡并不参与与LPU卡之间的通信，只通过心跳总线和HA数据总线来监测主MPU卡的状态和交互相关信息，只是在主MPU卡发生故障时，通过主从状态切换成为新的主MPU卡，并接管所有LPU卡的管理，所有LPU卡则切换Fabric总线开关至新的MPU卡，由新的MPU卡完成与LPU卡之间的通信。
本发明在此基础上，充分利用双主控卡、双管理总线、HA数据总线、心跳总线等冗余资源，可以在单框设备上实现双路由器功能，即，使两张MPU卡同时工作，使一张MPU卡负责与其中一部分LPU卡通信，剩余的LPU卡由另一张MPU卡负责与其通信，而且两张MPU卡之间通过心跳总线和HA数据总线侦听对方工作状态和交互信息，在其中任意一张MPU卡发生故障时，则由其中一张MPU卡接管所有的LPU卡；其工作过程如下：
系统上电，两张主控卡通过心跳总线和HA数据总线协商，默认工作在普通的主从模式下。
通过主MPU卡配置口配置路由器进入双路由器模式。配置内容：主MPU+LPU0+LPUn；从MPU+LPU1+LPUm。注意，LPU卡不能被两张MPU同时包含(软件做出互锁判断)。主MPU卡通过HA数据通道把LPU卡分配信息发生给从MPU卡。
通过主MPU卡配置口为主从MPU卡分配管理总线，主MPU卡用主用管理总线进行通信，从MPU卡用备用管理总线进行通信，主MPU卡通过HA数据通道把管理总线的分配信息发生给从MPU卡。
LPU卡的CMM单元通过各自的管理总线接收MPU卡的配置信息，并根据该配置信息来配置Fabric总线交换芯片，使其切换至各自所属MPU卡的Fabric总线。
在正常通信过程中两张MPU卡通过HA总线互相交互LPU卡的配置信息、路由表信息等，同时通过心跳互相检测对方MPU卡的工作状态
当其中一张MPU卡A发生故障，另外一张MPU卡B则接管原先MPU卡A所负责通信的LPU卡；MPU卡B通过其管理总线通知这些LPU卡的CMM单元，CMM单元则控制交换芯片，切换Fabric总线至MPU卡B，此时MPU卡B负责与所有的LPU卡之间的通信。
上述工作过程中，对LPU卡和管理总线分配的配置步骤的另外一种实现方式是：可以从任意一张MPU卡的配置口进行LPU卡和管理总线分配的配置，若从MPU卡B的配置口进行配置相关信息，则必须由MPU卡B通过HA数据总线通知MPU卡A相关的配置信息，其他操作步骤相同。
在这种双路由器工作方式下，一方面既充分利用了主从MPU卡的资源，使两张MPU卡都参与了与LPU卡之间的通信，提高了路由器路由转发的性能，使用户可以在一台机框设备上配置两台独立的路由器，极大的降低了用户的成本；另一方面，两张MPU卡之间通过心跳总线和HA数据总线实现了状态侦听和信息交互，在一张MPU卡出现异常时由另一张MPU卡接管其工作，方便地在一台设备上实现了双机热备功能，满足了电信级的高可靠性HA要求，同时又简化了用户操作。

Claims (7)

1.单框设备上双机工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在两张主控卡上，分别设置与每张接口卡连接的用于数据通信的双矩阵数据总线和用于状态和配置信息交互的双管理总线；
b、在每张接口卡上，分别设置用于切换矩阵数据总线的矩阵开关单元；
c、为两张主控卡分配不同的接口卡和管理总线；
d、每张接口卡根据其从管理总线接收到的被分配的主控卡配置信息，控制矩阵开关单元切换到与该主控卡连接的矩阵数据总线；
e、两张主控卡互相备份接口卡配置信息，并互相监测对方工作状态；
f、当一张主控卡出现故障时，由另一张主控卡接管其接口卡。
2.如权利要求1所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述步骤c中，两张主控卡协商主从关系，产生主主控卡和从主控卡，通过主主控卡进行配置，主主控卡通过高可用性数据总线发送接口卡分配和管理总线分配的配置信息到从主控卡。
3.如权利要求1所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述步骤c中，亦可以通过其中任意一张主控卡进行配置，并由此张主控卡通过高可用性数据总线发送接口卡分配和管理总线分配的配置信息到另一张主控卡。
4.如权利要求1所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述步骤c中，接口卡通过管理总线接收主控卡配置信息，并配置自身参数。
5.如权利要求1所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述步骤e中，主控卡通过监听心跳互相检测工作状态。
6.如权利要求1所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述步骤e中，两张主控卡通过高可用性数据总线实时备份各自接口卡的配置信息、路由信息。
7.如权利要求1、2、3或4所述的单框设备上双机工作方法，其特征在于，所述双机为双路由器。
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