CN101394260A - 一种实现主备倒换及负荷分担的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现主备倒换及负荷分担的方法，包括以下步骤：设置第一单板为主用单板，第二单板为备用单板，对所述第一单板和第二单板配置相同的业务逻辑IP地址，启用IWF互通功能；当数据链路处在正常状态时，所述第一单板和第二单板采用负荷分担的方式处理转发数据；或者，当数据链路出现故障时，将所述第二单板设置为主用单板，处理和对端之间的上下行数据。通过以上实施例提供的方法，在主、备单板上设置同一业务逻辑IP地址并启用IWF功能，实现了主备单板负荷分担处理转发数据，且只需切换背板内网口的逻辑IP地址，就可以实现主、备单板的倒换，从而使得数据链路发生故障时设备仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

Description

一种实现主备倒换及负荷分担的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现主备倒换及负荷分担的方法和装置。

背景技术

在传统GSM(Global System for Mobile Communications，数字蜂窝移动通信系统)核心网中，话音和数据流量几乎都是通过TDM(Time DivisionMultiplexing，时分多路复用)电路交换网络来传送的。TDM是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。

BSC(Base station controller，基站控制器)作为无线核心网的网关设备，在数据链路出现故障时，如何保证数据的正常转发是用户十分关心的问题。在TDM方式下，BSC采用1+1的主备方式，即在数据链路正常情况下，利用主用单板进行数据的转发，备用单板处于闲置状态。一旦数据链路出现故障，BSC可以快速进行主、备用单板的倒换，备用单板将启动并代替主用单板处理转发数据，从而可以保证用户数据的正常转发，提高设备的可靠性。

随着以太网的发展，以软交换为核心的NGN(Next Generation Network，下一代通信网络)网络大量进入商业应用阶段，话音业务需要全面向IP化迁移。全网的IP化是技术的发展趋势，更是运营商业务转型和网络转型的必然选择，同时IP网络可以满足运营商对网络带宽、可靠性、QOS、安全性、多业务能力和可管理性等方面的要求。在BSC接入IP网络之后，对BSC设备的可靠性要求没有降低，由于以太网不提供对数据链路的检测，在数据链路出现故障时，就无法保证设备运行的高可靠性。

以背景技术一为例继续说明，背景技术一中，将IP方式下的BSC单板配置为主备方式，当主用单板数据链路出现故障时，主、备用单板采用路由倒换方式，参考图1所示。其中，主、备用单板的FE/GE(Fast Ethernet/GigabitEthernet，快速以太/千兆以太网)接口配置不同的IP地址和独立的转发路由。数据链路正常情况下，本端设备和对端设备之间的下上行数据均由主用单板处理转发，备用单板闲置。当主用单板数据链路出现故障时，设备将主用单板的路由切换到备用单板，实现板间端口倒换，此时由本端设备发送给对端设备的下行数据到达主用单板后，通过板间路由发送给备用单板，再由备用单板转发给对端设备；由对端设备发送的上行数据到达备用单板后，经过板间路由发送给主用单板，再由主用单板转发给本端设备上的业务处理板。

发明人经研究发现，上述背景技术一至少存在以下问题：一方面，数据链路正常情况下，备用单板为闲置状态，造成资源浪费；另一方面，数据链路出现故障时，所有上下行数据都要经过板间路由转换，导致整个板内流量大增，可能是正常时的3倍，或者更多。

以背景技术二继续说明，背景技术二中，将IP方式下的BSC单板配置为主备方式，当主用单板数据链路出现故障时，主、备用单板采用背板数据倒换方式，参考图2所示。其中，主、备用单板的FE/GE接口的IP地址相同。数据链路正常情况下，本端设备和对端设备之间的下上行数据均由主用单板处理转发，备用单板是主用单板的镜像，主用单板将其上的所有稳态数据进行实时备份并发送给备用单板，或者说将主用单板上的所有稳态数据实时同步到备用单板中，备用单板在数据链路正常情况下不处理数据业务。当主用单板的数据链路出现故障时，则设备通过背板将主用单板上的数据切换到备用单板，实现板间倒换，倒换成功后，本端设备与对端设备之间的上下行数据均直接由备用单板处理转发。

发明人经研究发现，上述背景技术二中至少存在以下问题：一方面，数据链路正常情况下，备用单板为闲置状态，造成资源浪费；另一方面，背板数据倒换是一种镜像备份，主用单板的所有稳态数据都需要实时备份，且主、备用单板倒换需平滑处理，处理过程相对比较复杂。

上述两种背景技术中设备单板均采用主备方式提高设备可靠性，但是在正常情况下，有一块单板闲置，造成资源浪费。因此设备单板负荷方式营运而生，在此负荷方式下两块单板都可以正常工作且仍然保持高可靠性。

以背景技术三为例继续说明，在背景技术三中，将IP方式下的设备主备单板配置为负荷方式，参考图3所示。其中，主、备单板的FE/GE接口配置不同的IP地址和独立的转发路由，业务逻辑IP地址和IWF(InterworkingFunction，互通功能)均只在主用单板上生效。在主用单板上存在到对端设备的两条路由，其中一条从主用单板直接路由到对端设备，另外一条通过背板路由到备用单板，再由备用单板路由到对端设备，两块单板对外表现为同时收发数据。主用单板接收到数据后，经过IWF替换后直接通过背板转发给业务处理板，而备用单板由于IWF无效，因此接收到数据后，必须经过背板路由到主用单板，再由主用单板经IWF替换后转发。

当主用单板数据链路出现故障时，主用单板更改路由信息，此时，由本端设备发送给对端设备的下行数据到达主用单板后，通过板间路由到备用单板，再由备用单板转发给对端设备；由对端设备发送的上行数据到达备用单板后，经过板间路由到主用单板，再由主用单板处理转发。

发明人经研究发现，在上述背景技术三中至少存在如下问题：一方面，主用单板数据链路出现故障时，所有本端设备和对端设备之间的上下行数据均需通过板间路由转换，板间数据流量增加一倍，增加了处理开销和时延；另一方面，由于业务逻辑IP地址和IWF均只在主用单板上生效，主、备用单路由倒换时，业务逻辑IP地址、IWF开关、内部IP和MAC等均需切换到备用单板上且需进行平滑处理，处理过程相对比较复杂。

发明内容

本发明的实施例提供一种实现主备倒换及负荷分担的方法和装置，实现主、备用单板可以同时工作，且数据链路发生故障时仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

为达到上述目的，本发明实施例一方面提出一种实现主备倒换及负荷分担的方法，包括以下步骤：

设置第一单板为主用单板，第二单板为备用单板，对所述第一单板和第二单板配置相同的业务逻辑IP地址，启用IWF互通功能；

当数据链路处在正常状态时，所述第一单板和第二单板采用负荷分担的方式处理转发数据；

或者，当数据链路出现故障时，将所述第二单板设置为主用单板，处理和对端之间的上下行数据。

另一方面，本发明实施例还提供了一种装置，包括：

第一单板，用于在数据链路正常情况下，处理转发通过本单板的数据；或者，

在数据链路出现故障的特定时间内，接收所述本端设备发送的下行数据，并经第二单板处理转发给对端设备；或者，

在数据链路出现故障特定时间后，所述第一单板不再处理任何业务；

第二单板，用于在数据链路正常情况下，作为备用单板与所述第一单板负荷分担，处理转发通过本单板的数据；

在数据链路出现故障的特定时间内，处理转发所述第一单板发送的本端设备的下行数据；或者，

当接收到对端设备的上行数据时，直接转发给本端设备上的业务处理板；或者，

在数据链路出现故障特定时间后，处理转发所有本端设备和对端设备之间的上下行数据；

配置模块，用于对所述第一单板和第二单板的业务逻辑IP、内部逻辑IP、端口IP、以及IWF功能进行配置；

IP切换模块，用于在检测到数据链路出现故障且特定的时间内无法恢复时，将所述内部逻辑IP地址从所述第一单板切换到第二单板，实现主、备用单板之间的倒换。

与背景技术相比，本发明的实施例所揭示的技术方案，具有以下优点：

通过以上实施例提供的方法，在主、备单板上设置同一业务逻辑IP地址并启用IWF功能，实现了主备单板负荷分担处理转发数据，且只需切换背板内网口的逻辑IP地址，就可以实现主、备单板的倒换，从而使得数据链路发生故障时设备仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

附图说明

图1是背景技术一中一种实现单板主备倒换方法的示例图；

图2是背景技术二中另一种实现主备倒换方法的示例图；

图3是背景技术三的一种实现主备倒换及负荷分担方法的示例图；

图4是本发明实施例描述的数据链路正常情况下一种实现主备倒换及负荷分担的方法的示例图；

图5是本发明实施例一所揭示的一种实现主备倒换及负荷分担的方法的示例图；

图6是本发明实施例一中检测到数据链路故障发生的特定时间内，设备数据收发场景示例图；

图7是本发明实施例一中检测到数据链路的故障特定时间后，设备数据收发场景示例图；

图8是本发明实施例的一种实现主备倒换及负荷分担的装置示例图。

具体实施方式

以下本发明提供的实施例中，BSC单板采用主备方式，在其中一块单板的内网口配置一个内部逻辑IP地址，该内部逻辑IP地址用于单板与设备内部通信，且只在主用单板上生效。配置逻辑IP地址的单板作为主用单板，另外一块单板作为备用单板。可在主、备用单板的FE/GE接口配置不同的IP地址，并且在两块单板上配置同一业务逻辑IP地址。两块单板存在主备关系，主用单板可以通过备份使得IWF在备用单板上生效。通过以上配置，此时实现负荷分担的两块单板均可以对本端设备和对端设备之间的上下行数据进行处理转发，两块单板对外表现为同时收发报文。具体的，本端设备发送的下行数据可以通过主用单板直接处理转发给对端设备，也可以通过主用单板路由到备用单板，再由备用单板处理转发到对端设备；由对端设备发送的上行数据可以选择不同的接口IP地址发送给主用单板或备用单板，主用单板或备用单板接收到对端设备发送的上行数据后，均可以直接处理转发给本端设备上的业务处理板，备用单板可以不必再通过板间路由到主用单板处理转发，因此大大减少了板间的数据流量，加快了报文处理速度，形成负荷分担的模式。本发明的实施例在数据链路正常的情况下的负荷分担的示例图，参考图4所示。数据链路正常情况下，主、备单板采用负荷分担的方式处理转发数据；数据链路出现故障时，只需切换背板内逻辑IP地址，即可以实现主、备单板倒换，从而实现数据链路发生故障时仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明的实施例一中，一种实现主备倒换及负荷分担的方法，参考图5所示，具体步骤包括：

步骤S501，对第一单板和第二单板进行配置，设置第一单板为主用单板，第二单板为备用单板。

具体的，可在第一单板上的内网口配置一个内部逻辑IP地址，该内部逻辑IP地址用于单板与设备内部通信，只在主用单板上生效。配置逻辑IP地址的第一单板作为主用单板，第二单板作为备用单板，在主、备用单板的FE/GE接口配置不同的IP地址，采用除FE/GE以外的接口传输数据的，也可以通过这个方式来配置IP地址。

步骤S502，对第一单板和第二单板配置相同的业务逻辑IP地址，且同时启用IWF功能。

具体的，由于第一单板和第二单板之间存在主备关系，主用单板可以通过备份使得IWF在备用单板上生效，

在数据链路正常情况下，第一单板和第二单板采用负荷分担的方式处理转发数据。具体的，第一单板接收到本端设备发送的下行数据时，可以直接处理转发给对端设备，也可以路由到第二单板，再由第二单板处理转发给对端设备；由对端设备发送的上行数据可以选择不同的接口IP地址发送给第一单板或第二单板，第一单板和第二单板接收到对端设备发送的上行数据后，均可以直接处理转发给本端设备上的业务处理板，第二单板可以不必再通过板间路由到第一单板处理转发，因此减少了板间的数据流量，加快了报文处理速度。

步骤S503，设备检测到数据链路出现故障。

设备可以通过快速检测方法BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测协议)来对数据链路进行故障检测。

BFD是一种高速的独立HELLO协议，能够与相邻系统建立对等关系，每个系统以协商的速率监测来自其他系统的BFD速率。监测速率能够以毫秒级增量设定。当对等系统没有接到预先设定数量的数据包时，它推断BFD保护的软件或硬件基础设施发生故障，不管基础设施是标记交换路径、其他类型的隧道还是交换以太网络。本实施例以BFD对检测方法进行说明只是为了便于理解，但本发明中使用的检测方法并非局限与此，任何关于对数据链路出现故障的检测方法均可以为本实施例实施范围所涵盖。

进一步的，步骤S504，在数据链路故障发生的特定时间内，数据均通过第二单板处理转发。

具体的，设备通过快速检测方法发现故障时，同时启动定时器，在数据链路故障发生的特定时间内，第一单板仍然为主用单板，第二单板为备用单板。参考图6所示，本端设备发送的下行数据通过第一单板路由到第二单板，再由第二单板处理转发到对端设备；由对端设备发送的上行数据通过第二单板处理直接转发给本端设备中的业务处理板。

这里所说的特定时间，可以是一个预设的固定时间，也可以是根据需要设置的时间，可以对时间值进行修改。

进一步的，步骤S505，经过特定的时间后，设备检测到链路故障仍然存在，则可以将内部逻辑IP地址从第一单板切换到第二单板。

这里所说的特定时间，可以是一个预设的固定时间，也可以是根据需要设置的时间，可以对时间值进行修改。

步骤S504和步骤S505的技术方案，也可以是，只要数据链路故障发生了，设备可以直接将内部逻辑IP地址从第一单板切换到第二单板，转到步骤S507。当然这种情况也可以理解为特定时间比较短，甚至短到可以忽略的情况。

步骤S506，第二单板作为主用单板处理转发所有本端设备和对端设备之间的上下行数据。

参考图7所示，为内部逻辑IP地址从第一单板切换到第二单板后的数据收发场景。由于内部逻辑IP地址由第一单板切换到第二单板，从而使得数据均从第二单板的端口收发，消除了板间的数据交换。

通过以上实施例提供的方法，在主、备单板上设置同一业务逻辑IP地址并启用IWF功能，实现了主备单板负荷分担处理转发数据，且只需切换背板内网口的逻辑IP地址，就可以实现主、备单板的倒换，从而使得数据链路发生故障时设备仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

本发明的实施例中，一种实现主备倒换及负荷分担的装置如图8所示，装置1可包括第一单板10、第二单板20、配置模块30以及IP切换模块40。

第一单板10，用于在数据链路正常情况下，作为主用单板处理转发通过本单板的数据；在数据链路出现故障的特定时间内，仍然作为主用单板，接收本端设备发送的下行数据，并路由到第二单板20，经第二单板20处理转发给对端设备；在数据链路出现故障特定时间后，且第一单板10链路仍无法正常工作恢复时，装置1将内部逻辑IP切换到第二单板20，第一单板10不再处理任何业务。

第二单板20，用于在数据链路正常情况下，作为备用单板与第一单板10负荷分担，处理转发通过本单板的数据；在数据链路出现故障的特定时间内，仍然作为备用单板，处理转发第一单板10发送的本端设备的下行数据，接收到对端设备的上行数据时，无需路由到第一单板10，直接处理转发给本端设备上的业务处理板；在数据链路出现故障特定时间后，且第一单板10链路仍无法正常工作恢复时，作为主用单板处理转发所有本端设备和对端设备之间的上下行数据。

配置模块30，用于对第一单板10和第二单板20的业务逻辑IP、内部逻辑IP、端口IP、以及IWF功能进行配置。

IP切换模块40，用于在数据链路出现故障且特定时间内无法恢复时，将内部逻辑IP地址从第一单板10切换到第二单板20，实现主、备用单板之间的倒换。

进一步的，装置1还可以包括：

故障检测模块50，用于通过快速检测方法检测数据链路的故障，当检测到数据链路出现故障且特定时间后仍未恢复时，通知IP切换模块40。

第一单板10和第二单板20的内部结构一致，以下以第一单板10的内部结构为例对该装置进行说明，在此不再对第二单板20的内部结构做重复描述。

具体的，第一单板10进一步还可以包括：

数据接收子模块11，用于接收数据，并发送给IWF替换子模块12。

IWF替换子模块12，用于对数据接收子模块11发送的数据利用IWF替换处理，并发送给数据发送子模块13。

数据发送子模块13，用于接收IWF替换子模块12发送的数据，并发送给对端设备或本端设备上的处理板。

路由子模块14，用于实现第一单板10与第二单板20之间、以及与对端设备之间的通信。

优选地，故障检测模块50中，可进一步包括：

定时器51，用于当故障检测模块50发现数据链路的故障时启动，在经过特定的时间后，如果数据链路的故障仍然存在，则通知IP切换模块40。

可以理解的是，附图8中所示(或本实施例中所描述)装置仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件显示的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。也可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上实施例提供的装置，在主、备单板上设置同一业务逻辑IP地址并启用IWF功能，实现了主备单板负荷分担处理转发数据，且只需切换背板内网口的逻辑IP地址，就可以实现主、备单板的倒换，从而使得数据链路发生故障时设备仍然可以正常处理转发数据，提高设备的可靠性。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对背景技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该获取机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是目前发明人认为的本发明比较重要或者优选的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明各实施例所揭示的技术方案的原理的前提下，完全还可以做出若干改进和润饰或者等同技术特征替换，这些改进和润饰或者等同技术特征替换也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置第一单板为主用单板，第二单板为备用单板，对所述第一单板和第二单板配置相同的业务逻辑IP地址，启用IWF互通功能；

当数据链路处在正常状态时，所述第一单板和第二单板采用负荷分担的方式处理转发数据；或者，

当数据链路出现故障时，将所述第二单板设置为主用单板，处理和对端之间的上下行数据。

2、如权利要求1所述实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，还包括：

将所述第一单板和第二单板与外部设备的接口分别配置不同的IP地址。

3、如权利要求1所述实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，所述设置第一单板为主用单板，第二单板为备用单板，包括：

将所述第一单板的内网口配置一个内部逻辑IP地址，所述内部逻辑IP地址用于单板与设备内部通信，且只在主用单板上生效。

4、如权利要求1所述实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，所述检测到数据链路出现故障具体为：

通过快速检测方法检测到数据链路出现故障。

5、如权利要求4所述实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，所述通过快速检测方法检测到数据链路出现故障之后还包括：

在数据链路故障发生的特定时间内，第一单板仍作为主用单板，接收本端设备发送的下行数据后路由到所述第二单板，由所述第二单板处理转发给对端设备，所述第二接口单板接收对端设备发送的上行数据，直接处理转发给所述本端设备。

6、如权利要求3所述实现主备倒换及负荷分担的方法，其特征在于，所述将所述第二单板设置为主用单板具体为：

将第一单板的内部逻辑IP地址切换到所述第二单板。

7、一种实现主备倒换及负荷分担的装置，其特征在于，包括：

第一单板，用于在数据链路正常情况下，处理转发通过本单板的数据；或者，

在数据链路出现故障的特定时间内，接收所述本端设备发送的下行数据，并经第二单板处理转发给对端设备；或者，

在数据链路出现故障特定时间后，所述第一单板不再处理任何业务；

第二单板，用于在数据链路正常情况下，作为备用单板与所述第一单板负荷分担，处理转发通过本单板的数据；或者，

在数据链路出现故障的特定时间内，处理转发所述第一单板发送的本端设备的下行数据；或者，

当接收到对端设备的上行数据时，直接转发给本端设备上的业务处理板；或者，

在数据链路出现故障特定时间后，处理转发所有本端设备和对端设备之间的上下行数据；

配置模块，用于对所述第一单板和第二单板的业务逻辑IP、内部逻辑IP、端口IP、以及IWF功能进行配置；

IP切换模块，用于在检测到数据链路出现故障且特定的时间内无法恢复时，将所述内部逻辑IP地址从所述第一单板切换到第二单板，实现主、备用单板之间的倒换。

8、如权利要求7所述实现主备倒换及负荷分担的装置，其特征在于，还包括：

故障检测模块，用于通过快速检测方法检测数据链路的故障，当检测到数据链路出现故障且特定时间后仍未恢复时，通知所述IP切换模块。

9、如权利要求8所述实现主备倒换及负荷分担的装置，其特征在于，所述故障检测模块进一步包括：

定时器，用于当所述故障检测模块发现数据链路的故障后启动，在经过特定的时间后，如果数据链路的故障仍然存在，则通知所述IP切换模块切换内部逻辑IP地址。

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