CN101242366B

CN101242366B - 一种路由器及路由器内管理控制的方法

Info

Publication number: CN101242366B
Application number: CN2008100265187A
Authority: CN
Inventors: 张冠聪
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: CN101242366A; WO2009105978A1

Abstract

本发明公开了一种路由器，包括：至少一个逻辑转发单元，所述逻辑转发单元用于转发数据；控制单元，通过通用IO接口或/和快速数据通道与所述逻辑转发单元建立连接，用于根据存储的逻辑转发单元注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制，所述注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息。本发明还公开了一种路由器内管理控制的方法。本发明提供的方案解决了控制单元如何实现对转发单元进行管理控制的问题。

Description

一种路由器及路由器内管理控制的方法

技术领域

本发明涉及路由器技术领域，尤其涉及一种路由器及路由器内管理控制的方法。

背景技术

在网络中路由器用来连接不同的子网，实现寻径和转发。路由器主要分为两个部分：控制单元和转发单元。控制单元主要完成路由、控制和信令协议的功能，如路由信息协议(Routing Information Protocol，RIP)、开放式最短路径优先协议(Open Shortest-Path First Interior Gateway Protocol，OSPF)和资源预留协议(Resource Reservation Protocol，RSVP)等协议的功能。该控制单元通常承载在一个或多个通用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)上。转发单元主要提供逐包或逐流转发功能，通常包括一块或多块接口板的物理接口、转发表、访问控制列表(Access Control List，ACL)、逐流服务质量(Quality ofService，QoS)表等资源。

传统的路由器中，控制单元和转发单元紧紧的耦合在一起，不利于适应不断扩张的互联网对路由器的要求。因此，现有技术中提出了转发与控制分离框架——转发与控制分离(Forwarding and Control Element Separation，ForCES)。在ForCES框架中主要是基于协议层分离转发单元和控制单元，一个控制单元可以管理一个或多个(甚至上百个)转发单元。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

虽然ForCES框架定义了控制单元和转发单元之间的接口，并把这些接口标准化。但是，现在技术并没有具体描述控制单元如何把转发单元纳入一个控制单元体系中管理。现有技术也没有具体描述控制单元与转发单元之间的接口是如何实现的。

发明内容

本发明实施例提供一种路由器和路由器内管理控制的方法。解决控制单元控制管理转发单元的问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种路由器，包括：至少一个逻辑转发单元，所述逻辑转发单元用于转发数据；

控制单元，通过通用IO(Input/Output)接口或/和快速数据通道与所述逻辑转发单元建立连接，用于从所述逻辑转发单元获取注册信息并根据逻辑转发单元注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制，所述注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息。

另一方面，本发明的实施例还提供了一种路由器内管理控制的方法，用于所述路由器中转发单元对逻辑转发单元的控制，所述控制单元通过通用IO接口或/和快速数据通道与所述逻辑转发单元建立连接，所述方法包括：

控制单元从所述逻辑转发单元获取逻辑转发单元的注册信息，所述注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息；

所述控制单元根据所述获得的注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制。

在本发明实施例中，用逻辑转发单元来实现现有路由器中转发单元的功能，并向上提供统一的连接接口(通用IO(Input/Output)接口或/和快速数据通道)建立逻辑转发单元与控制单元间的连接，使得控制单元可以方便的对其进行控制和管理。

附图说明

图1是本发明中路由器的一个实施例的组成示意图；

图2是图1中的逻辑转发单元的一个实施例的组成示意图；

图3是图2中的管理模块的一个实施例的组成示意图；

图4是本发明中路由器内管理控制的方法的一个实施例的流程示意图；

图5是本发明中的设备列表的一个实施例的示意图；

图6是本发明中路由器的一个详细的结构组成示意图；

图7是本发明中路由器的另一个详细的结构组成示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1，为本发明中一种路由器的一个实施例的组成示意图。所述路由器1包括：至少一个逻辑转发单元10，所述逻辑转发单元10用于转发数据；控制单元12，用于对所述逻辑转发单元10进行控制以实现所述数据的转发；所述控制单元12通过通用IO接口或/和快速数据通道建立与所述逻辑转发单元10的连接。

其中，所述快速数据通道可为专门定义的快速通道——FE(ForwardingEquipment，FE)Express。FE Express通道不属于通用IO接口，物理实现时可采用比较快速的承载通道，如以太网或其他共享总线。FE Express通道包含两个部分，一部分为控制信息通道，主要用于控制单元下发相关控制信息，如转发表项、更新转发控制信息等。另一部分为数据通道，主要用于控制单元下发报文，逻辑转发单元上送本地报文、错误报文以及其他控制或信令协议报文。

所述通用IO接口和快速数据通道可以同时用于上述信息的传输，也可以单独在一个路由器中使用。通用IO接口主要用于当路由器内不要进行大量数据交互的情况，快速数据通道主要用于需要进行大量数据交互的情况。

在本发明的实施例中，一个路由器可以包括多个逻辑转发单元，一个管理单元可以管理一个到多个逻辑转发单元，一个路由器中也可以同时包括多个管理单元，图1中仅以具有一个管理单元和一个逻辑转发单元的情况为例进行描述。

其中，如图2所示，所述逻辑转发单元10具体可包括：

芯片模块100，用于实现具体的转发功能。芯片模块具体可包括应用于转发的物理端口芯片、转发芯片(如专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、网络处理器等)、存储器芯片等硬件以及用于控制和配置这些硬件的软件。其中，在一个逻辑转发单元内可以包括一个或多个所述芯片模块。

管理模块110，用于对所述芯片模块100的状态进行管理。如图3所示，管理模块110具体可包括：第一注册子模块1100，用于对所述芯片模块100进行注册，生成第一注册信息；同步子模块1101，用于对已注册的芯片模块100进行同步，包括芯片模块100内部的芯片的同步和不同芯片模块之间的同步；检测子模块1102，用于当逻辑转发单元10内的各芯片模块100均完成同步后检测各芯片模块的状态，生成相应的状态检测结果，所述检测结果为正常或不正常。。

所述管理模块110还可进一步包括第二注册子模块1103，当所述检测子模块1102检测结果为到特定芯片模块的状态为正常时，根据所述第一注册信息生成第二注册信息，并通过所述收发模块120向所述控制单元发送所述第二注册信息。

收发模块120，与所述芯片模块100、管理模块110以及控制单元10相连，用于转发所述芯片模块100、管理模块110以及控制单元10间交互的信息数据。。

其中，所述收发模块120可进一步包括：接收模块，用于接收控制单元10下发的控制信息和/或除所述控制信息之外的其他数据信息，并将所述接收到的信息发送至管理模块110或芯片模块100；

发送模块，用于将来自所述芯片模块100和/或所述管理模块110的数据信息发送给所述控制单元10。比如，假设逻辑转发单元包含2个FE物理端口芯片、2个千兆位以太网(Gigabit Ethenet，GE)物理端口芯片及光模块接口、1个XSCALE 2400网络处理器芯片、1个通用处理器CPU、1个只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)、2个动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)和1个逻辑处理芯片等硬件，同时包含了读写和控制这些硬件的驱动，如FE芯片驱动、GE芯片驱动、ROM驱动等，还包含了转发控制软件，如IP转发软件，多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)转发软件，L2虚拟专用网络(L2-Virtual Private Network，L2VPN)业务处理软件。则上述芯片(或存储器、处理器等)、相应的驱动以及控制软件构成了逻辑转发单元的芯片模块。其中芯片模块可以是与各种芯片一一对应，如假设芯片模块A对应随机存储器、随机存储器的驱动和控制软件构成的一个整体。芯片模块也可以是对应多个芯片，如芯片模块B对应2个FE物理端口芯片、其驱动和控制软件组成的一个整体。

在本发明实施例中，逻辑转发单元的各个硬件，如FE芯片，GE芯片，ROM芯片可合并注册到控制单元。实现控制单元对多个硬件的同时管理。逻辑转发单元本身具有管理模块，维护着属于逻辑转发单元的各个硬件。这个管理模块可运行在通用CPU中。同时逻辑转发单元将具体的各个接口的输入输出功能统一成对外提供的收发模块，对外提供统一的接口并与控制单元进行数据交互。

如图4所示，为本发明中路由器内管理控制的方法的一个实施例的流程示意图。所述方法包括：

401、逻辑转发单元向控制单元进行注册(register)。该注册过程具体包括：

a1、路由器中的控制单元通过通用IO接口或/和快速数据通道获得逻辑转发单元的转发能力属性，并保存。

a2、控制单元获得所述逻辑转发单元的设备标识，并保存。通常，当控制单元在获得了逻辑转发单元发送的包含有其转发能力属性的注册信息后，为该逻辑转发单元生成一个设备标识，并回传给逻辑转发单元。控制单元生成并维护记录了路由器内各设备情况的设备列表，其中包括有逻辑转发单元的标识和其对应的转发能力属性，如图5所示。

在图5中的设备列表中可以看到三个具有不同转发能力的逻辑转发单元，分别是：转发单元1：具备通用路由封装(Generic Routing Encapsulation，GRE)隧道封装解封装的转发能力；转发单元2：具备netstream采样能力；转发单元3：具备IP转发、MPLS转发、L2VPN业务等的转发能力。图中flash为一种可擦写的掉电不丢失数据的存储设备，Hard disk为硬盘设备，Card为包含了以太、异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)等物理端口芯片的子卡。

这样，控制单元获得数据包需要转发时，通过查找该设备列表就可以知道，当前可以使用那个/些逻辑转发单元进行相应的转发。

同时，也可以通过设备管理界面查看各逻辑转发单元(Logical ForwardingEquipment，LFE)的情况，如：

[Devices]-＞show LFE all

名字属性状态

LFE1 GRE up

LFE2 NETSTREAM up

LFE3 IP，MPLS，L2VPN up

…

在步骤a1之前，还可包括

步骤a0、逻辑转发单元内部初始化。如，在一实施例中假设逻辑转发单元包含两个FE物理端口芯片、2个GE物理端口芯片及光模块接口、1个XSCALE2400网络处理器芯片、1个通用处理器CPU、1个ROM、2个DRAM和1个逻辑处理芯片等硬件，同时包含了读写和控制这些硬件的驱动，如FE芯片驱动、GE芯片驱动、ROM驱动等，还包含了转发控制软件，如IP转发软件，MPLS转发软件，L2VPN业务转发软件。

在本发明实施例中，逻辑转发单元的各个硬件，如FE芯片，GE芯片，ROM芯片可合并注册到控制单元。实现控制单元对多个硬件的同时管理。逻辑转发单元本身具有管理模块，维护着属于逻辑转发单元的各个硬件。这个管理模块可运行在通用CPU中。同时逻辑转发单元具有统一对外提供的收发模块与控制单元接口。

通用CPU启动后，会从ROM芯片中加载其他硬件驱动及转发软件。而后这些硬件驱动分别初始化各类硬件，并注册到通用CPU中的设备管理。接着XSCALE 2400网络处理器也被通用CPU启动。XSCALE 2400和其他硬件同步后，加载IP转发软件，MPLS转发软件，L2VPN业务转发软件等，加载成功后通告通用CPU。通用CPU再次检查各类硬件及软件加载及启动状态，所有状态都OK之后，则将IP转发、MPLS转发、L2VPN业务转发等转发能力标识构造到转发能力属性结构，向控制单元发注册请求，则控制单元可以获得所述逻辑转发单元的转发能力属性。

上述注册过程a1用程序表述如下：

int LFERegister(“LFE3”，转发能力属性结构)/*说明：注册LFE3*/

{

retVal＝register(“LFE3”，转发能力属性结构，逻辑转发单元，&g_lfeid)；/*说明：携带转发能力属性以逻辑转发单元方式注册到控制单元，这个函数需要等待控制单元返回逻辑转发单元ID，存放到g_lfeid变量中*/

if(OK＝＝retVal)/*说明：如果注册成功则返回成功标识，否则，注册失败则返回失败标识*/

{

返回成功标识

}

else

{

返回失败标识

}

而在控制单元中，存在如下注册回调程序，在获得逻辑转发单元的转发能力属性后为逻辑转发单元分配设备标识(步骤a2)，以完成整个注册过程：

int DeviceRegisterCallback(设备名，设备属性结构)/*说明：为逻辑转发单元分配设备标识*/

{

分析设备属性结构；

if(是逻辑转发单元？)

{

获取并解析转发能力属性；

}

else

{

获取并解析设备属性；

}

分配设备ID及设备；

记录设备名及属性到设备列表。

返回设备ID并返回OK。

}

通过这样的一个注册过程，控制单元的设备列表中就存在了”LFE3”这个逻辑转发单元，并保存了对应的转发单元3的转发能力属性——IP，MPLS，L2VPN。

其他转发单元也同样注册后，通过设备列表，控制单元可以很容易从逻辑转发单元的属性中获知转发单元的转发能力。

402、控制单元根据所述转发能力属性和设备标识通过通用IO接口或/和快速数据通道对所述逻辑转发单元进行相应的控制。

其中，所述进行相应的控制包括控制单元的各个程序通过write的方式给逻辑转发单元下发控制信息以及数据信息。如：

程序1(…)/*说明：本程序通过write方式给逻辑转发单元下发控制信息以及数据信息*/

{

设置打开标记openflags；

设置打开模式openmode；

LFEfd＝open(”LFE1”，openflags，openmode)；/*说明：打开名为 “LFE1“的逻辑转发单元，获取逻辑转发单元句柄*/

设置控制参数feCtrl；

ioctrl(LFEfd，GRETUNNEL，feCtrl)；/*说明：设置逻辑转发单元的访问内容*/

构造pbuffer内容，可以时控制消息，管理消息，也可以是待发送报文；

write(LFEfd，pbuffer，128)；/*说明，将pbuffer的内容写到逻辑转发单元中*/

}

所述进行相应的控制还包括控制单元的各个程序通过read方式查询逻辑转发单元的各类信息，如：

程序2(…)

{

设置打开标记openflags；

设置打开模式openmode；

LFEfd＝open(”LFE1”，openflags，openmode)；/*说明：打开名为“LFE1“的逻辑转发单元，获取逻辑转发单元句柄*/

设置控制参数feCtrl；

read(LFEfd，pbuffer，128)；/*说明：读取相应信息到pbuffer中*/

对读取的内容进行分析处理；

}

同时，逻辑转发单元还可以以notify事件的方式通知控制单元本地发生的各类状态及事件。控制单元则根据上述通知进行相应的事件处理。比如，逻辑转发单元以notify事件的方式告知控制单元有本地报文或其他报文需要上送，控制单元收到该事件后调动原先注册的本地报文事件处理函数，在该函数中分析本地报文，并将报文送到控制单元的相应模块进行进一步分析处理。具体程序如下：

1、在逻辑转发单元中的程序如下：

int LFENotify(g_lfeid，事件类型)/*说明：g_lfeid为LFE注册时获取的逻辑转发单元ID，事件类型有本地报文上送，错误报文上送，端口up，端口down等*/

{

notify(g_lfeid，事件结构)；

}

2、在控制单元中的相应程序如下：

int LFENotifyCallback(逻辑转发单元ID，事件类型)

{

switch(事件类型)

{

case本地报文上送事件：

调用本地报文接收并处理程序。

break；

case错误报文上送事件：

调用错误报文接收并处理程序。

break；

case端口up事件：

通知接口管理模块。

break；

case端口down事件：

通知接口管理模块。

break；

/*其他事件处理*/

default：

break；

}

同样，逻辑转发单元的端口up/down事件、某个队列满、计数器达到门限等事件也可以采用上述notify事件的方式进行处理。

具体实现中，在逻辑转发单元向控制单元发送注册信息前还包括：

逻辑转发单元对本单元的多个芯片模块进行注册，生成第一注册信息；

同步所述已注册的多个芯片模块；

当逻辑转发单元内的各芯片模块均完成同步后检测各芯片模块的状态，生成相应的状态检测结果，所述状态检测结果为正常或不正常；

当检测到特定芯片模块的状态为正常时，根据所述第一注册信息生成第二注册信息，并向所述控制单元发送所述第二注册信息，所述第二注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息。所述第二注册信息可采用notify事件的方式发送。

如图6所示，为本发明路由器的第二实施例的组成示意图。结合上述方法的描述可知，在本实施例中，逻辑转发单元和控制单元之间通过通用IO接口交互上述的write、read、notify及register信息。其中，write及read信息可以是控制单元中的相应控制模块进行处理，notify和register信息则由管理设备列表的设备管理模块进行处理。

类似的，参考图7，其中，由于notify和register信息数据量较少，notify和register信息仍通过通用IO接口进行传输，但对于其他信息则由可以进行大量数据快速传输的FE Express通道进行传输。

在本发明采用的实施例中，用逻辑转发单元代替了现有的转发单元完成转发功能，逻辑转发单元作为一个独立的整体提供给控制单元进行管理控制，彻底解决了控制单元如何管理转发单元的问题。同时，还定义了控制单元和逻辑转发单元之间信息交互的通道和具体的命令，进一步明确了控制单元对逻辑转发单元的管理方式。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，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

1.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：

至少一个逻辑转发单元，所述逻辑转发单元用于转发数据；

控制单元，通过通用IO接口或/和快速数据通道与所述逻辑转发单元建立连接，用于从所述逻辑转发单元获取注册信息并根据逻辑转发单元注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制，所述注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息；

所述逻辑转发单元具体包括：

至少一个芯片模块，所述芯片模块用于进行数据的转发；

管理模块，用于对所述芯片模块的状态进行管理；

收发模块，与所述芯片模块、管理模块以及控制单元相连，用于转发所述芯片模块、管理模块以及控制单元间交互的信息数据；

所述管理模块包括：

第一注册子模块，用于对所述芯片模块进行注册，生成第一注册信息；

同步子模块，用于对已注册的芯片模块进行同步；

检测子模块，用于当逻辑转发单元内的各芯片模块均完成同步后检测各芯片模块的状态，生成相应的状态检测结果，所述状态检测结果为正常或不正常。

2.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述控制单元包括：

存储模块，用于存储逻辑转发单元发送的逻辑转发单元注册信息；

第一控制模块，用于根据所述存储模块存储的所述注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制。

3.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述快速数据通道为以太网或其它共享总线，所述快速数据通道包括：

控制信息通道，用于传输控制单元向逻辑转发单元下发的控制信息；

数据通道，用于传输控制单元与逻辑转发单元间相互传输的除所述控制信息之外的其他数据信息。

4.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述管理模块还包括：第二注册子模块，用于当所述检测子模块检测到特定芯片模块的状态为正常时，根据所述第一注册信息生成第二注册信息，并通过所述收发模块向所述控制单元发送所述第二注册信息，所述第二注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息。

5.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述收发模块包括：

接收模块，用于接收控制单元下发的控制信息和/或除所述控制信息之外的其他数据信息，并将所述接收到的信息发送至管理模块或芯片模块；

发送模块，用于将来自所述芯片模块和/或所述管理模块的数据信息发送给所述控制单元。

6.一种路由器内管理控制的方法，用于所述路由器中控制单元对逻辑转发单元的控制，其特征在于，所述控制单元通过通用IO接口或/和快速数据通道与所述逻辑转发单元建立连接，所述方法包括：

所述控制单元根据所述获得的注册信息对所述逻辑转发单元进行数据转发控制；

所述控制单元获得逻辑转发单元的注册信息具体为：

接收并保存逻辑转发单元发送的注册信息；

在逻辑转发单元向控制单元发送注册信息前还包括：

逻辑转发单元同步所述已注册的多个芯片模块；

当逻辑转发单元内的各芯片模块均完成同步后检测各芯片模块的状态，逻辑转发单元生成相应的状态检测结果，所述状态检测结果为正常或不正常；

当检测到特定芯片模块的状态为正常时，逻辑转发单元根据所述第一注册信息生成第二注册信息，并向所述控制单元发送所述第二注册信息，所述第二注册信息包括所述逻辑转发单元的转发能力信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述快速数据通道为以太网或其它共享总线，用于传输路由器的控制单元向逻辑转发单元下发的控制信息，以及用于传输控制单元和逻辑转发单元之间交互的除所述控制信息之外的其他数据信息。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当检测到特定芯片模块的状态为正常时，根据所述第一注册信息生成第二注册信息，并向所述控制单元发送所述第二注册信息步骤中，向所述控制单元发送所述第二注册信息时采用通知notify事件的方式。