CN101159583A - 一种板间通信方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板间通信方法，包括：使用外部链路将板间通信的双方单板与外部交换设备连接起来，将需要板间转发的报文通过外部链路发送至外部交换设备，再由外部交换设备通过外部链路将该报文转发至板间通信的另一方单板。本发明还公开了一种板间通信系统。通过本发明，单板之间报文的转发通过外部链路和外部交换设备来完成，不占用系统内部通道的带宽，在不改变系统硬件平台架构的情况下，提高了板间转发通道带宽，解决了系统内部板间通信通道带宽不足的问题。

Description

一种板间通信方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地涉及一种板间通信方法、系统及装置。

背景技术

在很多硬件平台架构中，为了实现板间通信，系统内部会集成集线器或者利用紧凑型外设部件互连总线(Compact Peripheral Component Interconnect，CPCI)作为内部通道。内部通道的带宽都非常有限，系统内如果出现大量板间数据需要传送的情况，带宽就会不足。尤其是控制消息和数据报文共用一个内部通道的情况下，如果出现某一时间段内板间数据报文突发，很可能阻塞内部通道，影响控制报文的板间传送，导致系统无法正常运行。

为了解决系统内部通道带宽不足的问题，最直接的方法就是提高内部通道带宽，比如：如果是系统内集成集线器，就可以升级成带宽更高、处理能力更强的交换机；如果是CPCI总线，则可以加大总线带宽，或者采用更先进的硬件平台，扩展内部通道。但，上述方案需要更改硬件平台架构，成本高，风险大，不易采用。

另一重解决方案为，在内部通道收发报文的时候运用QOS，将数据报文的优先级降低，控制报文的优先级提高，保证控制报文优先于数据报文得到调度。但，该方案是以牺牲数据报文为代价的；有时，为保证控制报文的板间通信，需要丢弃数据报文，这样势必影响业务，在可靠性要求非常高的系统中不宜采用。

发明内容

本发明实施例提供一种板间通信方法、系统及装置，在不改变系统硬件平台架构的情况下，解决系统内部板间通信通道带宽不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种板间通信方法，包括：

外部交换设备通过外部链路接收来自一单板的需板间转发的报文，所述外部链路为所述外部交换设备与所述单板之间相连接的外部链路；

所述外部交换设备通过另一外部链路向板间通信的另一方单板转发所述报文，所述另一外部链路为所述外部交换设备与所述板间通信的另一方单板之间相连接的外部链路。

相应地，本发明实施例提供一种板间通信系统，包括需要进行板间通信的双方单板，还包括外部交换设备，用于将来自板间通信一方单板的需要板间转发的报文转发至另一方单板；所述外部交换设备与所述双方单板分别有外部链路相连。

本发明实施例还提供一种单板，包括有：

以太网头封装单元，用于将需要板间转发的报文封装上以太网头；

发送单元，用于将封装了以太网头的所述报文由板间通信端口发送至与外部交换设备相连接的外部链路上；

其中，所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的板间通信方法、系统及装置，使用外部链路将板间通信的双方单板与外部交换设备连接起来，板间通信的一方单板将需要板间转发的报文通过外部链路发送至外部交换设备，再由外部交换设备通过外部链路将该报文转发至板间通信的另一方单板。单板之间报文的转发通过外部链路和外部交换设备来完成，不占用系统内部通道的带宽，在不改变系统硬件平台架构的情况下，提高了板间转发通道带宽，解决了系统内部板间通信通道带宽不足的问题。

附图说明

图1是本发明中板间通信系统一实施例的组成示意图；

图2是本发明板间通信系统中单板的实施例一的功能模块组成示意图；

图3是本发明板间通信系统中单板的实施例二的功能模块组成示意图；

图4是本发明板间通信系统中单板的实施例三的功能模块组成示意图；

图5是本发明板间通信系统中单板的实施例四的功能模块组成示意图；

图6是本发明板间通信方法的实施例一的流程示意图；

图7是本发明板间通信方法的实施例二的流程示意图；

图8是图7中步骤S702的一具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细清楚的说明。

图1示出了本发明中板间通信系统一实施例的组成示意图，包括有板间通信的双方单板：单板A和单板B，及用于将来自板间通信一方单板的需要板间转发的报文转发至板间通信另一方单板的外部交换设备，所述外部交换设备与单板A和单板B分别通过外部链路I和外部链路II相连。之所以称为外部链路，是为了区别于系统内单板A和单板B之间的内部通道。当然，外部交换设备与单板A或单板B之间的外部链路可以不止一条。外部链路在单板上的对应端口称为板间通信端口。各单板的板间通信端口可以指定为该单板的任意端口。一般地，一个单板配置一个板间通信端口就可满足需求，也可以为一个单板配置主、备两个板间通信端口。

通过上述板间通信系统的实施例，通过外部交换设备和外部链路为板间通信提供了除系统内部通道外的板间通信通道，在不改变系统硬件平台架构的情况下提高了板间通信的通道带宽。

本发明中的外部交换设备泛指具有交换功能的设备，包括二层交换机、三层交换机、路由器等。

当外部交换设备为二层交换机或其类似交换设备时，上述板间通信系统实施例中通信双方单板的一实施例的功能模块组成示意图如图2所示，包括以太网头封装单元21和发送单元22。

以太网头封装单元21用于将需要板间转发的报文封装上以太网头。所谓以太网头，为报文的二层报文头，其内容包括有该报文的源介质访问控制(MediaAccess Control，MAC)地址及目的MAC地址。发送单元22用于将封装了以太网头的所述报文由板间通信端口发送至与所述外部交换设备相连接的外部链路上。所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口。

上述实施例中的单板将需要板间转发的报文封装上二层以太网头发送给外部交换设备后，外部交换设备像正常的链路收发一样处理该报文，将其转发至板间通信的另一方单板。

图3为本发明板间通信系统中单板的另一实施例的功能模块组成示意图，包括以太网头封装单元21和发送单元22，其中，以太网头封装单元21具体包括获取单元211及封装单元212。

获取单元211用于获取本单板的MAC地址及板间通信另一方单板的MAC地址。作为一种实施方式，本单板的MAC地址可以从本单板的链路层直接获得；另一方单板的MAC地址可以通过动态学习的方式获得，即，单板通过地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)报文相互探测请求非本单板的板间通讯端口的MAC地址。探测ARP报文的源IP和目的IP可以根据系统实现的方便，自行设计。例如，可以为每个端口配置成特殊的IP地址，也可以根据单板的物理信息自动生成，比如：配置一个IP基地址192.168，端口的探测IP地址就根据192.168+单板框号+单板槽号自动生成。需要注意的是，不论是配置还是自动生成，探测IP地址在同一个局域网内不能重复，否则可能影响通讯口的探测到的MAC地址。

封装单元212用于将获取单元211获取到的本单板的MAC地址和所述板间通信另一方单板的MAC地址分别作为源MAC地址和目的MAC地址将所述报文封装上以太网头。

为便于获取板间通信端口的MAC地址，及便于对板间通信端口的信息进行管理，可以在系统中创建一张板间通信端口表，记录系统中各单板的板间通信端口的物理信息、MAC地址等，将此表下发到配置了板间通信端口的各单板。图4示出了本发明板间通信系统中单板的另一实施例的功能模块组成示意图，包括以太网头封装单元21、发送单元22及存储单元41，其中，以太网头封装单元21具体包括获取单元211及封装单元212。存储单元41用于存储系统中各单板的板间通信端口表。获取单元211从所述存储单元41存储的板间通信端口表中查找获得本单板的MAC地址及板间通信另一方单板的MAC地址。作为一种实施方式，板间通信端口表记录的内容包括系统中各单板的板间通信端口的物理信息、MAC地址、探测IP地址、外部链路状态等，所述物理信息指该单板所在的框号、槽位号及该板间通信端口的端口号。

外部交换设备及外部链路有可能发生故障，因此，为保证板间通信的可靠性，作为一种实施方式，在使用外部链路转发报文前可以启用链路探测机制检测外部链路是否出现故障。图5为本发明板间通信系统中单板的另一实施例的功能模块组成示意图，包括以太网头封装单元21、发送单元22，还包括检测单元51，用于检测所述外部链路是否正常，当所述外部链路正常时，单板将需要板间转发的报文通过外部链路发送至所述外部交换设备。作为一种实施方式，当检测到外部链路正常时，通知所述以太网头封装单元21将需要板间转发的报文进行以太网头封装，发送单元22将封装好的需要板间转发的报文通过外部链路发送至外部交换设备。若检测发现外部链路故障，则可以使用系统内部板间通信通道转发该报文。同时，如果单板内存储有板间通信端口表，则单板在检测到外部链路故障时，将把板间通信端口表中该外部链路对应的链路状态设置为故障。作为一种实施方式，可以使用ARP报文进行链路探测，单板的板间通信端口及外部交换设备的端口启动定时器，不断请求对方的ARP，如果对方有回应，说明链路正常，如果对方在一定次数后不回应，说明链路故障。

需要注意的是，因为系统中的板间通信端口要接在一个局域网上，一般地，系统中的板间通信端口推荐划在一个VLAN中，和外部网络隔离，以保证内部通信不受外部网络影响。

对于外部交换设备是三层交换机或路由器的情况，方案的实施相对简单。如果单板间的路由是通过静态配置扩散的，那么只需要把板间转发路由的下一跳改成对应的外部路由器或者三层交换机的接口IP地址。例如：在单板A上把所有下一跳为单板B的路由的下一跳都改成与单板A相连接的外部路由器或三层交换机的接口IP地址，则，单板A在向单板B转发报文时，通过查询路由表发现其下一跳是外部路由器或三层交换机的接口IP地址，就将该报文通过外部链路发送至该外部路由器或三层交换机，然后再由该外部路由器或三层交换机转发至单板B。

如果单板间的路由是通过动态路由协议扩散的，则，在路由学习的时候单板就会自动把板间转发的路由的下一跳学习成与其对接的外部路由器或三层交换机的接口IP地址。则，在转发报文时，源单板通过查询路由表发现其下一跳是外部路由器或三层交换机的接口IP地址，就将该报文通过外部链路发送至该外部路由器或三层交换机，然后再由该外部路由器或三层交换机转发至板间通信的另一方单板。

本发明还提供一种板间通信方法，图6为其一实施例的流程示意图，包括：

步骤S601：外部交换设备通过外部链路接收来自一单板的需板间转发的报文。

所述外部链路为所述外部交换设备与所述单板之间相连接的链路，之所以称作外部链路是为了与设备内部各单板间的内部连接链路相区别。

步骤S602：所述外部交换设备通过另一外部链路向板间通信的另一方单板转发所述报文。

所述另一外部链路为所述外部交换设备与所述板间通信的另一方单板之间相连接的链路，之所以称作外部链路是为了与设备内部各单板间的内部连接链路相区别。

在本实施例中，板间通信的通道不是系统内部的板间通信通道，而是外部链路，系统中需要板间通信的单板双方与外部交换设备分别通过外部链路相连接，单板将需要板间转发的报文通过外部链路和外部交换设备发送至板间通信的另一方单板。通过本实施例的板间通信方法，在不改变系统硬件平台架构的情况下提高了板间通信的通道带宽，解决了系统内部板间通信带宽不足的问题。

上述实施例中所述的外部交换设备泛指具有交换功能的设备，例如，可以是二层交换机，也可以是三层交换机或路由器。

当所述外部交换设备为二层交换机时，在将需要板间转发的报文发送至外部二层交换机前，需要将该报文封装上二层报文头，以使二层交换机可以根据该二层报文头将该报文正确地转发至板间通信的另一方单板。图7为当外部交换设备为二层交换机或与其相似的设备时，本发明中板间通信方法的一实施例的流程示意图，包括：

步骤S701：单板将需要板间转发的报文封装上以太网头。

在转发报文时，单板通过查询路由表发现要转发的报文的下一跳为系统内部的另一单板，即，判定该报文需要进行板间转发，则将该报文封装上一个以太网头。所述以太网头为二层报文头，其内容包括该报文的源MAC地址及目的MAC地址。

步骤S702：单板将所述报文通过外部链路发送至外部二层交换机。

单板与外部二层交换机有外部链路相连，外部链路在单板上的对应端口称为板间通信端口。一般地，一个单板设置一个板间通信端口就能满足需求，也可以设置主、备两个板间通信端口。

步骤S703：外部二层交换机根据所述报文的以太网头将所述报文通过外部链路转发至板间通信的另一方单板。

二层交换机对收到的需要板间转发的报文按照正常的链路收发处理。报文的以太网头中包含有该报文的目的MAC地址，即板间通信的另一方单板的地址，二层交换机根据该目的MAC地址查询路由将其转发至板间通信的另一方单板。

在封装报文的以太网头时，单板需要获取该报文的源MAC地址及目的MAC地址，图8为封装以太网头(即图7中的步骤S701)的一具体实施方式的流程示意图，包括：

步骤S801：获取本单板的MAC地址。

作为一种实施方式，可以从本单板的链路层中直接获取到本单板的MAC地址。作为另一种实施方式，也可以在系统中建立一张板间通信端口表，记录系统中各单板的板间通信端口的信息，如各单板的板间通信端口的物理信息、MAC地址、探测IP地址、对应的外部链路状态等，所述物理信息指该板间通信端口所在的机框号、槽号及该端口的端口号等。建立该表后，将该板间通信端口表下发到系统中配置有板间通信端口的各单板，则，在封装以太网头时，单板可以直接从该板间通信端口表中获得本单板的MAC地址。

步骤S802：获取板间通信的另一方单板的MAC地址。

由于板间通信的另一方单板不是本单板，所以其MAC地址不能直接从链路层获取。作为一种实施方式，如果单板存储了板间通信端口表，则可以从所述板间通信端口表中直接获取板间通信的另一方单板的MAC地址。作为另一种实施方式，也可以通过动态学习的方式获得板间通信的另一方单板的MAC地址，即，单板通过ARP报文相互探测请求非本单板的板间通信端口的MAC地址。探测ARP报文的源IP和目的IP可以根据系统实现的方便自行设计，例如，可以为每个端口配置特殊的IP地址，也可以根据单板的物理信息自动生成，比如：配置一个IP基地址192.168，端口的探测IP地址就根据192.168+框+槽自动生成。不过，不论是配置还是自动生成，探测IP地址在同一个局域网内不能重复，否则可能影响通讯口的探测到的MAC地址。

步骤S803：将本单板的MAC地址和板间通信的另一方单板的MAC地址分别作为源MAC地址和目的MAC地址将所述报文封装上以太网头。

外部链路不一定时刻可靠，为保证板间通信的可靠性，作为一种实施方式，在通过外部链路转发报文前，可以启动链路探测机制，检测外部链路是否正常，如果外部链路正常，则通过外部链路转发；当外部链路不正常时，可以通过系统内部通道转发，如果单板存储有板间通信端口表，则还可以将板间通信端口表中该外部链路对应的链路状态置为异常或故障。链路探测可以用ARP报文实现，探测IP地址的设置如前所述，单板及与其相连的外部交换设备分别启动定时器不断请求对方的ARP，如果对方有回应，说明链路正常，如果对方在一定次数后不回应，说明链路异常或故障。

在上述实施例中，需要注意的是，因为系统中的板间通信端口要接在一个局域网上，一般地，系统中的板间通信端口推荐划在一个VLAN中，和外部网络隔离，以保证内部通信不受外部网络影响。

当所述外部交换设备为三层交换机或路由器时，无需对需要板间转发的报文封装以太网头，实现的方法相对简单。如果系统中单板间的路由是以静态配置的方式扩散的，则，只要在转发前设置板间通信的转发路由即可，即，将单板路由表中板间转发路由的下一跳设置成与该单板相连接的外部三层交换机或路由器的接口IP地址。所谓板间转发路由，指单板路由表中下一跳地址为系统内部单板的路由。设置完毕后，在转发报文时，单板将根据所述路由表将需要板间转发的报文发送至其下一跳，即与其相连接的外部三层交换机或路由器。所述三层交换机或路由器再将该报文通过外部链路转发至板间通信的另一方单板。如果单板间的路由是通过动态路由协议扩散的，则，在路由学习的时候单板就会自动把板间转发的路由的下一跳学习成与其对接的外部路由器或三层交换机的接口IP地址。则，在转发报文时，源单板通过查询路由表发现其下一跳是外部路由器或三层交换机的接口IP地址，就将该需要板间转发的报文通过外部链路发送至该外部路由器或三层交换机，然后再由该外部路由器或三层交换机转发至板间通信的另一方单板。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (20)

1.一种板间通信方法，其特征在于，包括：

外部交换设备通过外部链路接收来自一单板的需板间转发的报文，所述外部链路为所述外部交换设备与所述单板之间相连接的链路；

所述外部交换设备通过另一外部链路向板间通信的另一方单板转发所述报文，所述另一外部链路为所述外部交换设备与所述板间通信的另一方单板之间相连接的链路。

2.如权利要求1所述的板间通信方法，其特征在于，在单板将需要板间转发的报文通过其与外部交换设备相连接的外部链路发送至所述外部交换设备的步骤之前包括：

所述单板将需要板间转发的报文封装上以太网头，所述以太网头的内容包括该报文的源介质访问控制地址及目的介质访问控制地址。

3.如权利要求2所述的板间通信方法，其特征在于，所述单板将需要板间转发的报文封装上以太网头的步骤具体包括：

获取本单板的介质访问控制地址；

获取板间通信的另一方单板的介质访问控制地址；

将本单板的介质访问控制地址和板间通信的另一方单板的介质访问控制地址分别作为源介质访问控制地址和目的介质访问控制地址将所述报文封装上以太网头。

4.如权利要求3所述的板间通信方法，其特征在于，所述单板获取本单板的介质访问控制地址的方式为从本单板的链路层获取。

5.如权利要求3所述的板间通信方法，其特征在于，所述单板获取本单板的介质访问控制地址的方式为从板间通信端口表中查找获得；所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连接的单板端口。

6.如权利要求3所述的板间通信方法，其特征在于，所述单板获取板间通信的另一方单板的介质访问控制地址的方式为通过动态学习的方式获得。

7.如权利要求3所述的板间通信方法，其特征在于，所述单板获取板间通信的另一方单板的介质访问控制地址的方式为从板间通信端口表中查找获得；所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连接的单板端口。

8.如权利要求5或7所述的板间通信方法，其特征在于，所述板间通信端口表记录的信息包括：系统中各单板的板间通信端口的物理信息、介质访问控制地址、探测IP地址、链路状态。

9.如权利要求1所述的板间通信方法，其特征在于，在单板将需要板间转发的报文通过其与外部交换设备相连接的外部链路发送至所述外部交换设备的步骤之前包括：

所述单板检测所述外部链路是否正常；

其中，当所述外部链路正常时，所述单板执行将需要板间转发的报文通过该外部链路发送至所述外部交换设备的步骤。

10.如权利要求9所述的板间通信方法，其特征在于，当所述单板检测到所述外部链路不正常时，所述单板将所述报文通过其与板间通信的另一方单板间的系统内部通道发送给所述板间通信的另一方单板。

11.如权利要求1所述的板间通信方法，其特征在于，在单板将需要板间转发的报文通过其与外部交换设备相连接的外部链路发送至所述外部交换设备的步骤之前包括：

在所述单板的路由表中将板间转发路由的下一跳设置为所述外部交换设备接口的IP地址；所述外部交换设备接口为与所述单板有外部链路连接的外部交换设备接口。

12.一种板间通信系统，其特征在于，包括需要进行板间通信的双方单板，还包括外部交换设备，用于将来自板间通信一方单板的需要板间转发的报文转发至另一方单板；所述外部交换设备与所述双方单板分别有外部链路相连。

13.如权利要求12所述的板间通信系统，其特征在于，所述单板包括有：

以太网头封装单元，用于将需要板间转发的报文封装上以太网头；

发送单元，用于将封装了以太网头的所述报文由板间通信端口发送至与所述外部交换设备相连接的外部链路上；

其中，所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口。

14.如权利要求13所述的板间通信系统，其特征在于，所述以太网头封装单元具体包括：

获取单元，用于获取本单板的介质访问控制地址及板间通信另一方单板的介质访问控制地址；

封装单元，用于将本单板的介质访问控制地址和所述板间通信另一方单板的介质访问控制地址分别作为源介质访问控制地址和目的介质访问控制地址将所述报文封装上以太网头。

15.如权利要求14所述的板间通信系统，其特征在于，所述单板还包括有存储单元，用于存储系统中各单板的板间通信端口表；所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口；

其中，所述获取单元用于从所述存储单元存储的板间通信端口表中查找获得本单板的介质访问控制地址及板间通信另一方单板的介质访问控制地址。

16.如权利要求11至15任一项所述的板间通信系统，其特征在于，所述单板还包括检测单元，用于检测所述外部链路是否正常，当所述外部链路正常时，所述单板将需要板间转发的报文通过外部链路发送至所述外部交换设备。

17.一种单板，其特征在于，包括有：

以太网头封装单元，用于将需要板间转发的报文封装上以太网头；

发送单元，用于将封装了以太网头的所述报文由板间通信端口发送至与外部交换设备相连接的外部链路上；

其中，所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口。

18.如权利要求17所述的单板，其特征在于，所述以太网头封装单元具体包括：

获取单元，用于获取本单板的介质访问控制地址及板间通信另一方单板的介质访问控制地址；

封装单元，用于将本单板的介质访问控制地址和所述板间通信另一方单板的介质访问控制地址分别作为源介质访问控制地址和目的介质访问控制地址将所述报文封装上以太网头。

19.如权利要求18所述的单板，其特征在于，还包括有存储单元，用于存储系统中各单板的板间通信端口表；所述板间通信端口为与所述外部交换设备有外部链路相连的单板的端口；

其中，所述获取单元用于从所述存储单元存储的板间通信端口表中查找获得本单板的介质访问控制地址及板间通信另一方单板的介质访问控制地址。

20.如权利要求17至19任一项所述的单板，其特征在于，还包括有检测单元，用于检测所述外部链路是否正常，当所述外部链路正常时，所述单板将需要板间转发的报文通过外部链路发送至所述外部交换设备。

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