CN101106443A - 一种控制主备板倒换的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制主备板倒换的系统和方法，可以根据主备板的运行情况，针对不同的倒换需求，采取不同的主备倒换控制方法。对倒换命令，本系统可以立刻进入正常倒换流程，而当主板异常时，系统会自动启动异常倒换流程。正常倒换流程通过消息缓存、备倒主、主倒备、消息派发、链路切换等一系列操作，实现了提高主备倒换的稳定性、可靠性的目的。而对异常倒换，则通过简化的流程，只执行消息缓存、备倒主、链路切换操作，快速响应，保证了主板异常情况下，倒换能快速进行，原备用板能快速成为主用板。

Description

一种控制主备板倒换的系统和方法

技术领域

本发明属于通信领域，特别涉及移动通信基站系统中单板的主备倒换系统和方法。

背景技术

作为电信级设备，在系统运行的可靠性方面提出了较高的要求，所以主控板采用主备双机备份的方式进行冗余设计。正常运转时，由主用板处理业务数据，当主用板发生故障时，系统发生主备倒换，备用板升为主用板，继续处理业务数据，保证在线业务不中断。在系统业务较闲时(如凌晨)也可以主动进行主备倒换，提高系统运行的可靠性。

现有技术中对于硬件如何实现故障时及时倒换，以及数据库主备同步技术阐述的比较多，但是还未涉及从一个整体的角度出发，实现主备板倒换技术这方面的内容，因此，如何从整体上对主备倒换技术进行把握，并且缩短主备倒换时间，增强主备倒换的可靠性是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述缺陷，而提出一种控制主备板倒换的系统和方法，可以根据主备板的运行情况，针对不同的倒换需求，采取不同的主备倒换控制方法。收到倒换命令，本系统可以立刻进入正常倒换流程，而当主用板异常时，系统会自动启动异常倒换流程。正常倒换流程通过消息缓存、备倒主、主倒备、消息派发、链路切换等一系列操作，实现了提高主备倒换的稳定性、可靠性的目的。而对异常倒换，则通过简化的流程，只执行消息缓存、备倒主、链路切换操作，快速响应，保证了主用板异常情况下，倒换能快速进行，原备用板能快速成为主用板。

为了达到本发明所提到的目的，本发明所采用的技术方案是：

一、一种控制主备倒换的系统：

如图1所示，由主用板、备用板，以及和主(备)用主控板有连接的外围单板组成。主用板和备用板上，又分别有主控进程、基本进程、通信进程和主备扫描任务，配合完成主备倒换的控制流程。具体每个模块的功能如下：

所述主控进程，负责主备倒换流程的控制，主要完成对主备倒换请求的响应、控制主备板之间的主备倒换流程、控制本板基本进程和通信进程的主备倒换、管理主备板的主备状态；

所述基本进程，在所述主控进程的控制下，进行数据同步和软件状态的切换；

所述通信进程，负责进行倒换中的消息缓存、倒换后的链路切换和消息派发；

所述主备扫描任务，负责定时检测伙伴板的状态，一旦伙伴板状态发生改变，则通知本板主控进程，发起异常倒换。

所述伙伴板是指参与主备倒换的主用板和备用板互为伙伴板；

所述伙伴板状态发生改变包括异常复位、掉电、插拔、运行状态异常。

如图1所示，主备板之间的连接是指：  主备板之间建立的连接关系；主用板或备用板和外围单板之间的连接是指：主用板或备用板与外围单板直接建立的以太网的连接关系。

二、一种控制主备板倒换的方法，包括以下步骤：

主用板主控进程收到倒换命令时，开始正常倒换流程；

主用板发生异常时，则开始异常倒换流程；

所述正常倒换流程为，主控进程与通信进程配合完成消息缓存、主控进程控制完成备倒主与主倒备、主控进程与通信进程配合完成链路切换；

所述异常倒换流程为，主控进程与通信进程配合完成消息缓存、主控进程控制完成备倒主、主控进程与通信进程配合完成链路切换。

所述备倒主是指备用板转为主用板，所述主倒备是指主用板转为备用板。

所述正常倒换流程的具体步骤包括：

主用板主控进程收到倒换命令时，首先要检查备用板的状态是否满足倒换条件，如果不满足倒换条件，则不启动倒换流程，如果满足倒换条件，则启动正常倒换流程；

所述主用板主控进程通知本板通信进程倒换开始，由所述本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板，即业务板，所述业务板将发往所述主用板和所述备用板的消息进行消息缓存；

所述主用板主控进程通知备用板主控进程完成备倒主流程；

所述主用板主控进程控制本板的基本进程完成主倒备流程；

新主用板，即原备用板，主控进程通知本板通信进程倒换完成。

所述备倒主流程的具体步骤包括：

所述主用板主控进程通知所述备用板主控进程进行所述备倒主流程；

所述备用板主控进程控制本板的基本进程进行所述备倒主流程；

所述备用板的主控进程控制本板的基本进程进行数据同步，并进行软件状态切换，从备用状态跃迁到主用状态；

当所述备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置备用板软件状态为主用；

然后通知所述主用板主控进程，所述备倒主流程完成，其中，

对重要的基本进程，设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。

所述主倒备流程的具体步骤包括：

所述主用板主控进程控制本板的基本进程进行所述主倒备流程；

所述主用板主控进程控制本板的基本进程进行软件状态切换，由主用状态跃迁到备用状态；

当所述主用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置主用板软件状态为备用，并控制本板在硬件上放弃主用，使得原主用板在硬件上为备用，原备用板在硬件上为主用，即完成单板在硬件上的状态切换；

然后通知原备用板主控进程，主倒备流程完成，其中，

对重要的基本进程，设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。

所述新主用板，即原备用板，主控进程通知本板通信进程倒换完成的具体步骤包括：

所述新主用板主控进程通知本板通信进程倒换完成；

所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的所述业务板进行链路切换，将缓存的消息进行派发；

至此，所述正常倒换流程结束。

所述异常倒换流程的具体步骤包括：

所述原备用板主控进程通知本板通信进程，倒换开始，由所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的所述业务板进行消息缓存；

所述原备用板的主控进程控制其单板上的基本进程，进行软件状态的切换，由备用状态切换为主用状态，由于原主用板异常，所以基本进程不需要进行数据同步，若备用板中某个基本进程备倒主成功，则控制下一个基本进程开始备倒主；

所述备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置本板软件状态为主用，这样所述原备用单板在硬件和软件上均为主用状态；

所述新主用板主控进程通知本板通信进程倒换完成；

所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的业务板进行链路切换，将缓存的消息进行派发；

至此，所述异常倒换流程结束。

所述异常包括异常复位、掉电、运行状态异常、插拔。

在进行完所述异常倒换流程后，为了保证数据的一致性，部分基本进程还需要重新从数据库同步数据。

备倒主流程中异常的处理与主倒备流程中异常的处理；

所述备倒主流程中异常的处理是指：若基本进程备倒主失败或超时，所述备用板主控进程给所述主用板主控进程回复备倒主失败消息，告警，并复位本板，结束倒换流程，因为所述备倒主倒换过程中，并未进行硬件状态切换，所述主用板也没有进行软件状态切换，所以当备倒主失败时不影响所述主用板的正常工作，所述主用板主控进程收到所述备倒主失败的消息后，会通知本板通信进程倒换结束，所述本板通信进程只通知所述业务板恢复链路即可，不用进行链路切换；

所述主倒备流程中异常的处理是指：若基本进程主倒备失败，所述主用板主控进程向所述原备用板主控进程发送主倒备失败消息，告警，然后将本板复位，因为所述原备用板已经完成了所述备倒主流程，在软硬件状态上已经都是主用状态，所以，能够直接接手主用工作，所述新主用板主控进程向本板通信进程发送倒换结束的消息，所述本板通信进程通知所述业务板进行链路切换，派发缓存的消息。

本发明通过一套完善的倒换控制方法，综合考虑倒换的速度、可靠性及复杂度，在不增加倒换的复杂度，并有效控制倒换速度的基础上，提高了倒换的可靠性。

1)在备倒主、主倒备等环节中，本发明要求重要的基本进程应有处理成功或失败的应答消息，并对应答时间加定时器进行控制，在基本进程返回失败消息或回应超时的情况下，主控进程可直接结束倒换，从而提高了主备倒换的可靠性。

2)通信进程在备倒主前仅控制外围单板进行消息缓存，在主倒备结束后才进行链路的切换。相对于先进行链路切换的方法，第一，本发明在需要对原主用板进行倒换回退时，通信进程只需通知外围板恢复链路即可，不用进行链路回切；第二，由于先进行链路切换，发往原主用板的链路消息将发往新主用板，而此时不能对新主用板的链路通信进行封锁。本发明则能避免上述现象导致的消息乱序。

3)本发明将倒换流程分为正常倒换流程和异常倒换流程，当收到倒换命令时启动正常倒换；而当主用板异常时，主备扫描任务会立刻发现，并通知备用板主控进程启动异常倒换。因此，本发明可以保证在一般情况下倒换能够有效而稳定的进行，而在紧急情况下，倒换能够迅速完成，从而适应各种工作场景。

附图说明

图1是主备倒换系统图；

图2是正常倒换流程图；

图3是异常倒换流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的说明。

如图1所示，一种控制主备倒换的系统：

由主用板、备用板，以及和主(备)用主控板有连接的外围单板组成。主用板和备用板上，又分别有主控进程、基本进程、通信进程和主备扫描任务，配合完成主备倒换的控制流程。具体每个模块的功能如下：

所述主控进程，负责主备倒换流程的控制，主要完成对主备倒换请求的响应、控制主备板之间的主备倒换流程、控制本板基本进程和通信进程的主备倒换、管理主备板的主备状态；

所述基本进程，在所述主控进程的控制下，进行数据同步和软件状态的切换；

所述通信进程，负责进行倒换中的消息缓存、倒换后的链路切换和消息派发；

所述主备扫描任务，负责定时检测伙伴板的状态，一旦伙伴板状态发生改变，则通知本板主控进程，发起异常倒换。

所述伙伴板是指参与主备倒换的主用板和备用板互为伙伴板；

所述伙伴板状态发生改变包括异常复位、掉电、插拔、运行状态异常。

如图1所示，主备板之间的连接是指：  主备板之间建立的连接关系；主用板或备用板和外围单板之间的连接是指：主用板或备用板与外围单板直接建立的以太网的连接关系。

下面对正常倒换流程、异常倒换流程以及倒换中的异常处理结合附图进行说明。

1.正常倒换流程

若主用板主控进程收到倒换命令，首先要检查备用板的状态是否满足倒换条件。如果不满足倒换条件，则不启动倒换流程。如果满足倒换条件，则启动正常倒换流程。正常倒换分为几个处理环节：主控进程与通信进程配合完成的消息缓存、主控进程控制完成的备倒主、主倒备、主控进程与通信进程配合完成的链路切换。详细流程如下(见图2)：

步骤1：主用板主控进程通知本板通信进程倒换开始，由本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板(业务板)，业务板将发往本主备板的消息进行消息缓存；

步骤2：主用板主控进程通知备用板主控进程进行备倒主流程，备用板主控进程控制本板的基本进程进行备倒主流程，即备用板的主控进程控制本板的基本进程进行数据同步，并进行软件的状态切换，从备状态跃迁到主状态；对重要的基本进程，需要设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。当备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成进程软件状态切换后，需要设置备用板软件状态为主用。然后通知主用板主控进程，备倒主完成；

步骤3：主用板主控进程控制本板基本进程进行主倒备流程，即主用板主控进程控制本板的基本进程进行软件状态切换，由主状态跃迁到备状态，对重要的基本进程，设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。主用板主控进程控制本板的所有基本进程完成进程软件状态切换后，设置主用板软件状态为备用，并控制本板在硬件上放弃主用，使得原主用板在硬件为备，原备用板在硬件上为主，即完成主备板在硬件上的状态切换。然后通知原备用板主控进程，主倒备流程完成；

步骤4：新主用板(原备用板)主控进程通知本板通信进程倒换完成。本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板进行链路切换，将缓存的消息进行派发。至此，正常倒换结束。

2.异常倒换流程

在正常运行过程中，备用板上伙伴机状态扫描任务监视主用板的运行状况，一旦发现主用板发生异常(异常复位、掉电、运行状态异常、插拔)，则向本板主控进程发出伙伴板异常信号，此时备用板发起异常倒换流程。当发生异常倒换时，原备用板在硬件上已经是主用板，所以异常倒换的主要工作是将备用板的软件状态切换为主用。异常倒换分为几个处理环节：主控进程与通信进程配合完成的消息缓存、主控进程控制完成的备倒主、主控进程与通信进程配合完成的链路切换。详细流程如下(见图3)：

步骤1：原备用板主控进程通知本板通信进程，倒换开始，由本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板(业务板)进行消息缓存；

步骤2：原备用板的主控进程控制本板上的基本进程，进行基本进程软件状态的切换，由备工作状态切换为主工作状态，由于原主用板异常，所以基本进程不需要进行数据同步。若备用板中某个基本进程备倒主成功，则控制下一个基本进程开始备倒主；备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成进程软件状态切换后，设置本板软件状态为主用。这样原备用板在硬件和软件上就均为主用状态了。

步骤3：新主用板(原备用板)主控进程通知本板通信进程倒换完成。本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板进行链路切换，将缓存的消息进行派发。至此，异常倒换结束。在进行完异常倒换后，为了保证数据的一致性，部分基本进程还需要重新从数据库同步数据；

3.倒换中的异常处理

1)备倒主异常的处理：若基本进程备倒主失败或超时，备用板主控进程给主用板主控回复备倒主倒换失败消息，告警，并复位本板，结束倒换流程。因为备倒主倒换过程中，并未进行硬件状态切换，主用板也没有进行软件状态切换，所以当备倒主失败时不影响主用板的正常工作。主用板收到备倒主失败的消息后，会通知本板通信进程倒换结束，本板通信进程只通知外围板恢复链路即可，不用进行链路切换；

2)主倒备异常的处理：若基本进程主倒备失败，主用板向原备用(新主用)板发送主倒备失败消息，告警，然后将本板复位。因为原备用(新主用)板已经完成了备倒主流程，在软硬件状态上已经都是主用状态，所以，可以直接接手主用工作。新主用板向本板通信进程发送倒换结束的消息，本板通信进程通知外围单板进行链路切换，派发缓存的消息。

3)图2和图3中，T1是对正常倒换流程中备倒主流程的一个保护，T2是对正常倒换流程中主倒备流程的一个保护，T3是对异常倒换流程中备倒主流程的一个保护，如果在设置的定时器时长的范围内，没有完成备倒主流程或主倒备流程，相应有复位原备用板和复位原主用板的处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种控制主备板倒换的方法，其特征在于，包括：

主用板主控进程收到倒换命令时，开始正常倒换流程；

主用板发生异常时，则开始异常倒换流程；

所述正常倒换流程为，主控进程与通信进程配合完成消息缓存、主控进程控制完成备倒主与主倒备、主控进程与通信进程配合完成链路切换；

所述异常倒换流程为，主控进程与通信进程配合完成消息缓存、主控进程控制完成备倒主、主控进程与通信进程配合完成链路切换。

2.根据权利要求1所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：

所述正常倒换流程的具体步骤包括：

主用板主控进程收到倒换命令时，首先要检查备用板的状态是否满足倒换条件，如果不满足倒换条件，则不启动倒换流程，如果满足倒换条件，则启动正常倒换流程；

所述主用板主控进程通知本板通信进程倒换开始，由所述本板通信进程通知与当前倒换板有连接的外围单板，即业务板，所述业务板将发往所述主用板和所述备用板的消息进行消息缓存；

所述主用板主控进程通知备用板主控进程完成备倒主流程；

所述主用板主控进程控制本板基本进程完成主倒备流程；

新主用板，即原备用板，主控进程通知本板通信进程倒换完成。

3.根据权利要求2所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：所述备倒主流程的具体步骤包括：

所述主用板主控进程通知所述备用板主控进程进行所述备倒主流程；

所述备用板主控进程控制本板的基本进程进行所述备倒主流程；

所述备用板的主控进程控制本板的基本进程进行数据同步，并进行软件状态切换，从备用状态跃迁到主用状态；

当所述备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置备用板软件状态为主用；

然后通知所述主用板主控进程，所述备倒主流程完成，其中，

对重要的基本进程，设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。

4.根据权利要求2所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于，所述主倒备流程的具体步骤包括：

所述主用板主控进程控制本板的基本进程进行所述主倒备流程；

所述主用板主控进程控制本板的基本进程进行软件状态切换，由主用状态跃迁到备用状态；

当所述主用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置主用板软件状态为备用，并控制本板在硬件上放弃主用，使得原主用板在硬件上为备用，原备用板在硬件上为主用，即完成单板在硬件上的状态切换；

然后通知原备用板主控进程，主倒备流程完成，其中，

对重要的基本进程，设置定时器进行保护，采取等停确认方式，顺序进行。

5.根据权利要求2所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于，所述新主用板，即原备用板，主控进程通知本板通信进程倒换完成的具体步骤包括：

所述新主用板主控进程通知本板通信进程倒换完成；

所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的所述业务板进行链路切换，将缓存的消息进行派发；

至此，所述正常倒换流程结束。

6.根据权利要求1所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：所述异常倒换流程的具体步骤包括：

所述原备用板主控进程通知本板通信进程，倒换开始，由所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的所述业务板进行消息缓存；

所述原备用板的主控进程控制其单板上的基本进程，进行软件状态的切换，由备用状态切换为主用状态，由于原主用板异常，所以基本进程不需要进行数据同步，若备用板中某个基本进程备倒主成功，则控制下一个基本进程开始备倒主；

所述备用板主控进程控制本板的所有基本进程完成软件状态切换后，设置本板软件状态为主用，这样所述原备用单板在硬件和软件上均为主用状态；

所述新主用板主控进程通知本板通信进程倒换完成；

所述本板通信进程通知与所述当前倒换板有连接的业务板进行链路切换，将缓存的消息进行派发；

至此，所述异常倒换流程结束。

7.根据权利要求1或6所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：所述异常包括异常复位、掉电、运行状态异常、插拔。

8.根据权利要求6所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：在进行完所述异常倒换流程后，为了保证数据的一致性，部分基本进程还需要重新从数据库同步数据。

9.根据权利要求1所述的一种控制主备板倒换的方法，其特征在于：

备倒主流程中异常的处理与主倒备流程中异常的处理；

所述备倒主流程中异常的处理是指：若基本进程备倒主失败或超时，所述备用板主控进程给所述主用板主控进程回复备倒主失败消息，告警，并复位本板，结束倒换流程，因为所述备倒主倒换过程中，并未进行硬件状态切换，所述主用板也没有进行软件状态切换，所以当备倒主失败时不影响所述主用板的正常工作，所述主用板主控进程收到所述备倒主失败的消息后，会通知本板通信进程倒换结束，所述本板通信进程只通知所述业务板恢复链路即可，不用进行链路切换；

所述主倒备流程中异常的处理是指：若基本进程主倒备失败，所述主用板主控进程向所述原备用板主控进程发送主倒备失败消息，告警，然后将本板复位，因为所述原备用板已经完成了所述备倒主流程，在软硬件状态上已经都是主用状态，所以，能够直接接手主用工作，所述新主用板主控进程向本板通信进程发送倒换结束的消息，所述本板通信进程通知所述业务板进行链路切换，派发缓存的消息。

10.一种控制主备板倒换的系统，由主用板、备用板，以及和主备板有连接的外围单板组成，其特征在于：主用板和备用板上，分别有主控进程、基本进程、通信进程、以及主备扫描任务；

所述主控进程，负责主备倒换流程的控制，主要完成对主备倒换请求的响应、控制主备板之间的主备倒换流程、控制本板基本进程和通信进程的主备倒换、管理主备单板的主备状态；

所述基本进程，在所述主控进程的控制下，进行数据同步和软件状态的切换；

所述通信进程，负责进行倒换中的消息缓存、倒换后的链路切换和消息派发；

所述主备扫描任务，负责定时检测伙伴板的状态，一旦伙伴板状态发生改变，则通知本板主控进程，发起异常倒换。

11.根据权利要求10所述的一种控制主备板倒换的系统，其特征在于，

所述伙伴板是指参与主备倒换的主用板和备用板互为伙伴板；

所述伙伴板状态发生改变包括异常复位、掉电、插拔、运行状态异常。

Images