CN101710865A - 一种网络设备中主备快速倒换的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络设备中主备快速倒换的装置和方法，其中所述装置，包括：上联板、若干主控板、多路连接器件和逻辑器件；多路连接器件，用于连接所述上联板分别至所述若干主控板，所述上联板通过所述多路连接器件向所述主控板发送相同的下行数据；逻辑器件，用于根据所述主控板发出的各自的状态信号判定其处于主用状态还是备用状态，并控制所述多路连接器件对处于主用状态的主控板发来的上行数据进行接收。本发明采用硬件拷贝数据的方法，使得上联板同时发送数据到主备主控板，而只接收主用主控板的数据；在发生主备切换时，上联板可以立即切换到从备用变主用的主控板接收数据，从而最大限度减少业务流量的丢失，提高主备倒换的速度。

Description

一种网络设备中主备快速倒换的方法和装置
技术领域
本发明涉及通讯设备中主备倒换技术，尤其涉及一种通信领域中网络设备的主备快速倒换的方法和装置。
背景技术
在通讯设备中，为了提高设备的可靠性，主控板往往采用主备机制。而上联板比较简单，不易损坏，一般不采用主备机制。当主用主控板，也可以称为处于主用状态的主控板(例如，记为1号主控板)出现故障时，业务控制和业务转发倒换到备用主控板，也可以称为处于备用状态的主控板(例如，记为2号主控板)，而且备用主控板的状态变为主用主控板，原来的主用主控板的状态变为备用主控板。
现有设备中，上联板只与主用主控板收发数据，与备用主控板是断开的。(1)上联板上行(主控板到上联板方向)时，根据系统主备指示，上联板只从当前为主用状态的主控板那里接收数据；(2)上联板下行(从上联板到主控板方向)时，上联板只向当前为主用状态的主控板发送数据。
现有技术的缺点在于：在主备倒换的过程中，业务上联从由1号主控板至上联板切换到2号主控板至上联板，这个过程中会有较大的数据丢失，上联业务产生中断，导致主备倒换速度较慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种网络设备中主备快速倒换的方法和装置，针对现用技术主备倒换时上联业务中断时间较长时，最大限度减少业务流量的丢失，提高主备倒换的速度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种网络设备中主备快速倒换的装置，包括：上联板、若干主控板、多路连接器件和逻辑器件；
多路连接器件，用于连接所述上联板分别至所述若干主控板，所述上联板通过所述多路连接器件向所述主控板发送相同的下行数据；
逻辑器件，用于根据所述主控板发出的各自的状态信号判定其处于主用状态还是备用状态，并控制所述多路连接器件对处于主用状态的主控板发来的上行数据进行接收。
进一步地，所述逻辑器件，用于根据一主控板发出的主用状态信号判定该主控板处于主用状态，根据一主控板发出的备用状态信号判定该主控板处于备用状态。
进一步地，所述逻辑器件，用于将与处于主用状态的主控板相连的所述多路连接器件的接收端口设为连接状态，接收来自该主控板的数据；将与处于备用状态的主控板相连的所述多路连接器件的接收端口设为断开状态，丢弃来自该主控板的数据。
进一步地，所述多路连接器件，用于将其与所述若干主控板相连的发送端口设为硬件复制状态，将所述上联板发送给处于主用状态的主控板的数据通过硬件方式复制发送到处于备用状态的主控板。
进一步地，所述多路连接器件，用于将处于主用状态的主控板实时和/或定时同步的所述上联板的媒体接入控制(MAC)地址信息、路由表信息和组播表信息设置到处于备用状态的主控板。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种网络设备中主备快速倒换的方法，包括：逻辑器件检测各主控板发出的状态信号并判定其处于主用状态还是备用状态，所述逻辑器件控制所述多路连接器件仅接收处于主用状态的主控板发来的上行数据，上联板通过多路连接器件向各主控板发送相同的下行数据。
进一步地，处于主用状态的主控板向所述逻辑器件发出主用状态信号，处于备用状态的主控板向所述逻辑器件发出备用状态信号。
进一步地，所述逻辑器件根据主备状态信号产生控制信号设置多路连接器件的接收端口的状态，与处于备用状态的主控板相连的接收端口设为断开状态，丢弃所有收到的数据包，与处于主用状态的主控板相连的接收端口状态设为连接状态。
进一步地，将所述多路连接器件与所述若干主控板相连的发送端口设为硬件复制状态，所述上联板发送给处于主用状态的主控板的数据通过硬件方式复制发送到处于备用状态的主控板。
进一步地，处于主用状态的主控板将所述上联板的媒体接入控制(MAC)地址信息、路由表信息和组播表信息实时和/或定时通过所述多路连接器件同步到处于备用状态的主控板。
本发明的有益技术效果：
本发明采用硬件拷贝数据的方法，使得上联板同时发送数据到主备主控板，而只接收主用主控板的数据；在发生主备切换时，上联板可以立即切换到从备用变主用的主控板接收数据，从而最大限度减少业务流量的丢失，提高主备倒换的速度。
附图说明
图1是本发明实施例的带有主控板与上联板的连接关系的装置示意图；
图2是本发明实施例的实例的主备主控板倒换的流程图。
具体实施方式
本发明的核心在于：增设多路连接器件，用于连接所述上联板分别至所述若干主控板，所述上联板通过所述多路连接器件向所述主控板发送相同的下行数据；增设逻辑器件，用于根据所述主控板发出的各自的状态信号判定其处于主用状态还是备用状态，并控制所述多路连接器件对处于主用状态的主控板发来的上行数据进行接收。
下面以一个实施例对本发明提出的倒换装置进行说明，如图1所示，倒换装置，包括：上联板1、主用主控板2、备用主控板3、一多路连接器件4以及一逻辑器件5；
多路连接器件4，用于使上联板1通过其分别连接至主用主控板2和备用主控板3，向两个主控板发送下行数据；可以选用双通道1:2电子开关或类似器件实现；
逻辑器件5，用于接收主、备主控板的主备状态信号，并根据所述主备状态信号控制所述多路连接器件4对上行数据进行选择接收。
请注意，上联板、主用主控板、备用主控板的功能如同现有技术中的倒换装置，而多路连接器件以及逻辑器件可以封装成独立的器件，也可以设置于上联板内部，本发明并不限于此。
其中，上联板发送到两个主控板的数据完全相同，这样主、备主控板上都能学习到上联板的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)地址，路由表信息和组播表信息通过主备同步的方法设置到备用主控板的交换芯片中。
上联板的逻辑器件根据主、备主控板的主备状态信号控制多路连接器件，使得主用主控板能把数据发送到上联板，备用主控板的数据不能发到上联板，这样可以保证上联板上只收到数据；当主备倒换以后，两个主控板(主用和备用)仍然都可以收到上联板的下行数据，而由备变为主的主控板可以发送上行数据到上联板，由主变为备的主控板不能发送上行数据到上联板。
下面通过一个应用实例对本发明的装置进行进一步的说明。
在采用主、备主控板的通讯系统中，上联板进行业务上联，主控板进行以太网交换，如图1所示：
连接主控板与上联板的多路连接器件可以通过双通道1:2电子开关和两组端口实现，相关端口可以使用SERDES接口或SGMII接口或XAUI接口或RXAUI接口等类似接口。
主用主控板交换芯片通过一组接端口与上联板相连，其中发送端口设置为硬件复制状态，位于上联板侧的接收端口设为连接状态，主用主控板和上联板之间可以正常收发包；
备用主控板交换芯片也通过一组端口与上联板相连，其中发送端口设置为硬件复制状态，位于上联板侧的接收端口设为断开状态，备用主控板可以正常接收到上联板发来的包，但是上联板不能收到备用主控板发来的包。上联板发给主用主控板的数据通过双通道1:2电子开关或类似器件硬件拷贝一份给备用主控板。
主备倒换时主备状态信号发生变化，逻辑器件检测到主备状态信号的变化，产生控制信号重新设置多路连接器件的两组端口状态：与由主变为备的主控板相连的接收端口设为断开状态；与由备变为主的主控板相连的接收端口状态设为连接状态。
由于备用主控板总是能够收到上联板发送的数据，因此其MAC地址表处于正常刷新状态，虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简称为VLAN)配置信息通过主用主控板实时和/或定时同步到备用主控板，并设置到备用主控板的交换芯片上。备用主控板交换芯片的端口上生成的树状态和主干(TRUNK)状态及其他状态，与主用主控板的设置完全相同，在主备倒换时备用主控板变为主用主控板后，二层转发可以立即进行，流量可以到达上联板。
如果涉及三层交换，三层转发和各种协议的相关信息也是通过主用主控板实时和/或定时同步到备用主控板的，备用主控板上的三层转发表和组播表(包括L2组播和IPMC)等也与主用主控板的设置完全一样。这样主备倒换以后新的主用主控板三层转发和组播也能立即处于正常转发状态。
下面再以一个实施例对本发明的方法流程进行说明。
在整个数据交互的过程中，进行如下配置：
1)上联板与处于主用状态的主控板(简称为主用主控板)和处于备用状态的主控板(简称为备用主控板)通过多路连接器件连通，向主用主控板和备用主控板发送相同的数据；
“发送相同的数据”可以通过以下方式实现：向主用主控板发送数据的时候，通过多路连接器件的硬件方式(实际应用中如电子开关等器件的硬件方式等)复制一份数据到备用主控板；
2)逻辑器件根据接收的状态信号控制多路连接器件，以控制对主、备主控板发送的数据的接收；此时，上联板只接收来自主用主控板的数据，而不接收来自备用主控板的数据，因此与主用主控板相连的多路连接器件的接收端口设为连接状态；与备用主控板相连的多路连接器件的接收端口状态设为断开状态(丢弃所有收到的数据包)。
如图2所示，包括：
步骤100，倒换装置中的逻辑器件检测接收的主、备主控板发送的主备状态信号；
此时，处于主用状态的主控板发送主用状态信号，处于备用状态的主控板发送备用状态信号；逻辑器件通过对接收的状态信号的判别，检测相应的主控板更处于什么状态，是否发生倒换；
步骤200，逻辑器件根据主、备主控板的主备状态信号判定主备主控板是否发生了倒换，如果发生倒换，执行步骤300，否则，执行步走100；
步骤300，主备倒换时主备状态信号发生变化，此时，检测到原主用主控板处于备用状态，发送备用状态信号，原备用主控板处于主用状态，发送主用状态信号；
逻辑器件则根据主备状态信号的变化产生控制信号重新设置多路连接器件的两组接收端口的状态：与由主变为备的主控板相连的接收端口设为断开状态(丢弃所有收到的数据包)；与由备变为主的主控板相连的接收端口状态设为连接状态；
注意，当主备倒换发生时，上联板仍然通过硬件复制的方式向主用主控板和备用主控板发送数据，但是，主备控制信号控制双通道1:2电子开关或类似器件只接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。
其与前述的装置的操作流程对应，不足之处参考上述装置部分的叙述，在此不一一赘述。
通过上述实施例，在不增加设备成本的前提下，大幅提高了主备倒换的性能，减少了业务中断的时间，提升了用户的业务体验。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种网络设备中主备快速倒换的装置，包括：上联板和若干主控板，其特征在于，还包括：
多路连接器件，用于连接所述上联板分别至所述若干主控板，所述上联板通过所述多路连接器件向所述主控板发送相同的下行数据；
逻辑器件，用于根据所述主控板发出的各自的状态信号判定其处于主用状态还是备用状态，并控制所述多路连接器件对处于主用状态的主控板发来的上行数据进行接收。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述逻辑器件，用于根据一主控板发出的主用状态信号判定该主控板处于主用状态，根据一主控板发出的备用状态信号判定该主控板处于备用状态。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述逻辑器件，用于将与处于主用状态的主控板相连的所述多路连接器件的接收端口设为连接状态，接收来自该主控板的数据；将与处于备用状态的主控板相连的所述多路连接器件的接收端口设为断开状态，丢弃来自该主控板的数据。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述多路连接器件，用于将其与所述若干主控板相连的发送端口设为硬件复制状态，将所述上联板发送给处于主用状态的主控板的数据通过硬件方式复制发送到处于备用状态的主控板。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述多路连接器件，用于将处于主用状态的主控板实时和/或定时同步的所述上联板的媒体接入控制(MAC)地址信息、路由表信息和组播表信息设置到处于备用状态的主控板。
6.一种网络设备中主备快速倒换的方法，其特征在于，包括：
逻辑器件检测各主控板发出的状态信号并判定其处于主用状态还是备用状态，所述逻辑器件控制所述多路连接器件仅接收处于主用状态的主控板发来的上行数据，上联板通过多路连接器件向各主控板发送相同的下行数据。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
处于主用状态的主控板向所述逻辑器件发出主用状态信号，处于备用状态的主控板向所述逻辑器件发出备用状态信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述逻辑器件根据主备状态信号产生控制信号设置多路连接器件的接收端口的状态，与处于备用状态的主控板相连的接收端口设为断开状态，丢弃所有收到的数据包，与处于主用状态的主控板相连的接收端口状态设为连接状态。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
将所述多路连接器件与所述若干主控板相连的发送端口设为硬件复制状态，所述上联板发送给处于主用状态的主控板的数据通过硬件方式复制发送到处于备用状态的主控板。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
处于主用状态的主控板将所述上联板的媒体接入控制(MAC)地址信息、路由表信息和组播表信息实时和/或定时通过所述多路连接器件同步到处于备用状态的主控板。
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