CN101848154A - 基于高级电信计算架构的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种基于高级电信计算架构的系统,涉及通信技术领域,为提高基于高级电信计算架构的系统槽位间数据互通的可靠性而设计,包括:至少两个接口板,每个接口板与其对应的业务处理板相连;至少一个交换单元,交换单元与每个接口板相连;其中接口板用于接收来自业务处理板的数据,将数据向交换单元发送,并且能够接收来自交换单元的数据;交换单元用于接收第一接口板发送的数据,并将从第一接口板接收的数据向第二接口板进行发送。本发明实施例通过交换单元直接建立接口板间的通信链路,使接口板间的数据不需通过业务处理板及交换网板进行交换,避免因数据得不到业务处理板响应而产生的互通故障,提高了系统内槽位间数据互通的可靠性。

Description

基于高级电信计算架构的系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种基于高级电信计算架构的系统。
背景技术
高级电信计算架构(ATCA,Advanced Telecommunications ComputingArchitecture,)平台定位为一个全互联网协议(IP,Internet Protocol)系统平台,采用开放架构和模块化组件,具有良好的兼容性和可扩展性。
PICMG 3.0(PCI Industrial Computer Manufacturers Group,PCI工业计算机制造者联合会)规范定义了ATCA单板和机框尺寸,其中单板和背板的第一区(Zone1),第二区(Zone2)是按规范定义,保证了所有厂家的ATCA单板可以兼容,第三区(Zone3)是可以自定义的,不同厂家的第三区定义各不相同。基于ATCA平台的第三区单板主要包括业务处理板、交换网板和机框管理板。其中业务处理板负责接入和处理各种业务,交换网板负责数据报文转发和业务处理板间级联,机框管理板负责机框内单板状态的监控和管理。如图1所示,基于高级电信计算架构的系统1,包括多个槽位2,每个槽位2包括业务处理板3和接口板4;其中,业务处理板3和接口板4分别作为ATCA系统的前插板及后插板通过连接器直接相连。
具体地,业务处理板3负责业务处理及接口板4管理,接口板4是业务处理板的接口扩充,只受控于与其对接的业务处理板,不直接与其他单板及背板发生关系。通常情况下各个槽位的业务处理板之间业务相互独立,若要实现槽位接口板的数据互通,那么需要依靠交换网板5通过业务处理板的中央处理器6(CPU,Central Processing Unit)进行数据互通,具体过程为:第一接口板将数据发往与所述第一接口板对接的业务处理板,该业务处理板的CPU对数据进行适配和转换后转发至交换网板,交换网板再将数据发往第二业务处理板,所述第二业务处理板对数据进行识别后,将数据传至与所述第二业务处理板对接的接口板,这个过程需要业务处理板两次参与转发。
本发明人发现,在上述系统中,业务处理板的CPU既需要处理业务数据或其他进程,又要对槽位间需要互通的数据进行转发,这样当CPU的负荷过多时,可能会导致业务处理板的系统崩溃,而使业务处理板或接口板之间数据互通得不到及时响应,降低数据互通的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种基于高级电信计算架构的系统,能够提高基于高级电信计算架构的系统内槽位间单板数据互通的可靠性。
为实现上述发明目的,本发明实施例基于高级电信计算架构的系统采用的技术方案,包括:
至少两个接口板,所述每个接口板与其对应的业务处理板相连;
至少一个交换单元,所述交换单元与每个所述接口板相连;其中,
所述接口板,用于接收来自所述业务处理板的数据,将所述数据向所述交换单元发送,并且能够接收来自所述交换单元的数据;
所述交换单元,用于接收第一接口板发送的数据,并将从第一接口板接收的数据向第二接口板进行发送。
本发明实施例通过接口板建立数据的转发机制,交换单元直接建立接口板之间的通信链路,使得接口板之间的数据不需要通过业务处理板以及交换网板进行交换,从而分担了业务处理板CPU的处理负荷,避免了因数据得不到CPU及时响应而产生的数据互通故障,提高了系统内槽位间数据互通的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明现有技术基于高级电信计算架构的系统示意图;
图2为本发明实施例一中具有一个交换单元的基于高级电信计算架构的系统结构示意图;
图3为本发明接口板之间拓扑结构示意图;
图4为本发明另一实施例采用两个交换单元示意图;
图5为本发明实施例二接口板结构示意图;
图6为本发明实施例二数据交换示意图;
图7为本发明实施例二交换单元结构示意图;
图8为本发明实施例二交换单元与接口板物理连接示意图;
图9为本发明业务处理板与接口板之间的拓扑结构示意图;
图10为本发明实施例二业务处理板主备切换示意图;
图11为本发明实施例三基于高级电信计算架构的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例旨在提供一种基于高级电信计算架构的系统,能够提高基于高级电信计算架构的系统内槽位间单板数据互通的可靠性。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明实施例的技术方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
实施例一
参见图2,本发明实施例提供了一种基于高级电信计算架构的系统1,包括:
至少两个接口板2,所述每个接口板2与其对应的业务处理板4相连;
至少一个交换单元3,所述交换单元3与每个所述接口板2相连;其中,
所述接口板2,用于接收来自所述业务处理板的数据,将所述数据向所述交换单元3发送,并且能够接收来自所述交换单元3的数据;
所述交换单元3,用于接收第一接口板发送的数据,并将从第一接口板接收的数据向第二接口板进行发送。
本发明实施例中,来自交换处理板的数据类型可以根据任务需要而异。例如,来自业务处理板的数据可以为经过业务处理板处理的业务数据,也可以为由业务处理板下发的配置管理数据,无论何种数据类型,当数据需要跨槽位流动时,本发明实施例接口板都可将数据向所述交换单元发送。
例如,两个业务处理板需要进行数据互通时,一个槽位的业务处理板能够不直接与另一个槽位的业务处理板进行数据交换,而是通过与每个业务处理板对应的接口板及交换单元来实现数据交换;具体地,如果槽位A的业务处理板A(对应接口板A)需要发数据给槽位B的业务处理板B(对应接口板B),则数据传输方向为:业务处理板A-接口板A-交换单元-接口板B-业务处理板B。其中,每个接口板既可以接收数据也可以发送数据。
再如,一个业务处理板需要与其他槽位接口板相接的其他设备进行数据互通,那么业务处理板A对数据完成处理后,通过与业务处理板A对应的接口板A发送相关数据,接口板A将需要发送的数据先发送到交换单元,再通过交换单元发送到其他接口板B,通过接口板B向与接口板B相连的其他设备传输数据。
进一步地,本发明实施例所述接口板还用于接收所述接口板相连的其他设备的数据,将所述数据向所述交换单元发送。
基本发明实施例接口板能够进行发送的数据,并不限于来源于与其对接的业务处理板,同时还可以来源于与接口板对接的其他设备。
例如,与两个接口板对接的其他设备间需要进行数据互通时,那么其中一个其他设备A经与该设备相连的接口板A发送到交换单元,交换单元向接口板B发送数据,接口板B将数据传输至另一个其他设备B。参见图3,基于该技术方案,本发明实施例接口板之间通过交换单元实现了数据直接互通,相当于建立了接口板之间的高速数据互通链路,与现有技术每个接口板需要通过业务处理板及交换网板的方法相比,减少了接口板间数据互通需要经过的节点,简化了数据互通过程的步骤,提高了接口板间数据互通的可靠性。这对传统意义上的TDM(Time Division Multiplex,时分复用)电话业务尤为有用,可以在A、B两个局向间搭建“半永久”数据链路,直接实现两个局之间的中继。同样对“胖客户端”(指在客户端上安装配置有功能丰富的交互式用户界面)的全IP电话业务,也可以在两个互通的局向之间直接实现业务中继。
综上所述,本发明实施例可以将交换单元看成是一个连接通路,用于连接两个槽位的接口板,实现接口板间的数据互通,进而实现业务处理板间或是与接口板相连的其他设备间的数据互通。
本发明实施例通过接口板建立数据的转发机制,交换单元直接建立接口板之间的通信链路,使得接口板之间的数据不需要通过业务处理板以及交换网板进行交换,从而分担了业务处理板CPU的处理负荷,避免了因数据得不到CPU及时响应而产生的数据互通故障,使得系统内槽位间业务互通的可靠性提高。
参见图4,需要说明的是,本发明实施例基于高级计算架构的系统还可以包括两个交换单元3,分别作为主用交换单元和备用交换单元,每个交换单元都分别与每个接口板进行连接,接口板的数据双发至两个交换单元,当其中一个交换单元出现故障时,另一个交换单元平滑接管故障交换单元的工作。通过主备用两个交换单元的设计,可以实现数据互通过程中数据的备份,提高了数据互通过程中的可靠性。
实施例二
本发明实施例二基于上述实施例一,进一步地,参见图5,本发明实施例所述接口板2包括通信单元22,用于对所述进入接口板内数据进行所述接口板和所述交换单元之间的通信协议转换。
通信单元实现了接口板和交换单元的双向通信,通过接口板和交换单元之间的高速总线和自定义的协议,使数据能够被接口板发送到交换单元,同样地,也能够使交换单元发来的数据被接口板接收。
参见图6,基于高级电信计算架构的系统,流经接口板的数据大致可以分为两类,业务数据和配置管理数据;其中所述业务数据可以是经过业务处理板处理过的业务数据,或者来自与接口板对接的其他设备的业务数据,或者来自交换单元的业务数据;配置管理数据来源于业务处理板,包括本槽位的业务处理板或者其他槽位的业务处理板(通过交换单元进行传输);配置管理数据用于对接口板进行配置和管理,配置和管理的内容并不限定,实际应用中可以根据具体的接口板进行具体设定,包括但不限于接口速率、接口类型的设定。
对于本发明实施例,若接口板需要发送的数据为业务数据(其可以来源于业务处理板的业务数据,也可以来自其他设备的业务数据),通信单元将数据进行接口板与交换单元之间协议转换后,将数据发往交换单元,交换单元实现数据在不同接口板间的转发,将业务数据转发至另一个接口板,完成一次数据互通过程。
进一步地,如图5所示,本发明实施例所述接口板2,包括地址映射单元21;所述地址映射单元包括:
地址管理模块211,用于对接口板进行编址,以及识别待发送数据携带的地址信息,并向所述待发送数据加载访问命令;
命令识别响应模块212用于对来自所述交换单元的数据进行访问命令识别并对所述访问命令执行操作并进行数据反馈。其中,所述访问命令,包括操作指令和数据的目的接口板编码和目的接口板板内地址。
通过对接口板上的器件或硬件模块提供寄存器,对寄存器执行读或写的操作来实现对接口板的配置与管理,本发明实施例中地址管理模块对系统内的所有接口板的相关寄存器进行统一编址管理。
若进入接口板内待发送数据为配置管理数据,则配置管理数据中携带了由业务处理板指定的地址信息,以表明对哪块接口板实行配置管理操作。地址管理模块识别配置管理数据中携带的目的地址信息,当配置管理数据需要访问的是除本接口板以外其他接口板时,根据编址信息,向所述配置管理数据加载访问命令,将配置管理数据映射至所要访问的接口板。所述访问命令包括向目的接口板读或写的操作指令,也包括目的接口板的编码和目的接口板板内地址。为了使数据能够在接口板和交换单元之间顺利传输,基于与业务数据同样的原理与做法,需要通信单元对配置管理数据进行接口板与业务处理板间的协议转换。
当接口板用于接收来自交换单元的配置管理数据时,通信单元对接收到的数据再次进行协议适配之后,命令识别响应模块对来自交换单元的数据进行访问命令识别,所述访问命令为在发送接口板中插入的访问命令,并根据配置数据的访问命令,对配置数据的目的接口板内的寄存器执行读或写的配置操作,之后对该访问命令做出相应的数据反馈,该反馈数据通过本接口板发送到交换单元中。
进一步地,如图5所示,所述地址管理模块211,还用于对访问本接口板地址的数据进行响应与传输。
当地址管理模块对数据,本发明实施例中为配置管理数据,进行地址识别后,若数据需要访问的是本板地址,那么地址管理模块直接对访问配置管理数据进行快速响应而不再向交换单元转发,也避免对接口板和交换单元之间通信带宽的无谓占用。
如图7所示,本发明实施例交换单元3包括转发模块31,用于将其中一个接口板发送的数据向其他接口板进行转发。
交换单元接收其中一个接口板发送的数据并将数据进行交换和转发到其他接口板,在此过程中,交换单元将数据向接口板转发可以采用两种方式:广播发送或有目的发送;其中,广播发送就是将来自接口板的数据发送到系统内的所有接口板,如将收到的其中一个接口板发送的业务数据广播发送给所有其他接口板;按目的发送就是将数据发送到指定的接口板上。
进一步地,如图7所示,本发明实施例所述交换单元3包括:命令解析模块32,用于对所述交换单元接收到的数据进行访问命令解析,确定该数据的目的接口板编码和目的接口板板内地址。
本发明实施例中,交换单元3用于实现接口板之间的链路通道,对各接口板中的数据进行汇聚分发,例如,可以将其中一个接口板中的数据向其他所有接口板分发。
此外,交换单元也可以根据接口板的要求进行有目的分发,当交换单元对数据进行有目的分发时,需要知道数据的目的接口板,例如本发明实施例中可以通过提取和解析数据管理数据中的访问命令,从而确定数据的目的接口板编码和目的接口板地址,进而转发模块可以根据提取的地址信息将数据向目的接口板进行发送。
本发明实施例中,交换单元以及接口板中的通信单元、地址映射单元等可以采用各种硬件处理芯片实现,例如可编程逻辑器件(PLD,Programmable LogicDevice),如FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)等,或者采用专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)芯片或其他具有类似功能的硬件实现,与现有用CPU软件实现的方法相比,本发明实施例采用PLD或ASIC等硬件实现时,可以提高各接口板处理数据以及各接口板之间数据传输的速度,以及系统的可靠性。
进一步地,如图8所示,本发明实施例基于高级电信计算架构的系统1还包括,交换网板4和背板5;其中所述交换单元3设置在所述交换网板4(如可以通过扣板的形式),所述交换单元3通过所述背板5以及接口板对应的业务处理板与所述至少两个接口板2相连。
交换单元通过背板高速总线与系统内多个接口板相连,连接方式基于ATCA规范,其中,交换网板和接口板之间的物理线路经过业务处理板,需要说明的是,这里业务处理板只提供到接口板到交换单元的物理连接,但在本发明实施例中业务处理板并不参与上述接口板与交换单元的数据通信。
本发明实施例基于高级电信计算架构的系统,每个接口板可以和系统内其他接口板实现双向的数据互通,其中的数据可以是业务数据也可以配置管理数据。基于此,系统中业务处理板下发的业务数据和配置管理数据可以通过与该业务处理板相连的接口板经交换单元转发到系统内所有其他接口板,基于同样的技术方案,其他接口板对所述业务数据和配置管理数据的反馈也可以通过这个通路返回到下发数据的业务处理板,如图9所示,这相当于在每块业务处理板和所有接口板之间建立总线拓扑结构。
作为高级电信计算架构的应用层面,本发明实施例还解释了本发明实施例的系统如何实现业务备份和倒换以及接口扩充的功能。
业务备份和倒换的实现过程如下所述:当主用和备用业务处理板均正常工作的情况下,基于现有技术,主用业务处理板和备用业务处理板均正常管理各自槽位的接口板,处理各自接口板的业务;基于ATCA标准的前插业务处理板和后插接口板的硬件总线,以及本发明实施例的交换单元和接口板之间建立起来的高速互通数据链路,备用接口板能够将业务双发至主用业务处理板和备用业务处理板,形成备份;如图10所示,当主用业务处理板出现故障无法处理业务时,主用业务处理板下发命令或者备用业务处理板自动启用备用数据通道,把主用接口板的业务和管理都切换到备用业务处理板上,基于本发明实施例所述互通数据链路,备用业务处理板同时管理主用接口板和备用接口板,处理主用接口板和备用接口板的业务。此切换基于硬件可在底层毫秒级时间内实现,从而实现几乎无缝的业务切换,当主用业务处理板的CPU和软件崩溃等严重故障发生时,接口板上业务仍然能正常倒换,增强了系统可靠性。
接口扩充的实现过程如下所述:利用如图9所示的单个业务处理板到多个接口板的总线拓扑结构,单个业务处理板可以管理多个接口板,可以处理多个接口板的业务,这些接口板的对外接口协议可以是完全不同的,可以在已有系统上方便灵活地实现单个业务处理板所支持接口数量和种类的扩充。
本发明实施例通过接口板建立数据的转发机制,交换单元直接建立接口板之间的通信链路,使得接口板之间的数据不需要通过业务处理板以及交换网板进行交换,从而分担了业务处理板CPU的处理负荷,避免了因数据得不到CPU及时响应而产生的数据互通故障,使得系统内槽位间业务互通的可靠性提高。
此外,本发明实施例各单元可以通过FPGA、ASIC等硬件电路实现,可以使得数据处理及传输更加快速可靠,更好地支持业务切换以及接口扩充。
实施例三
如图11所示,本发明实施例三基于高级电信计算架构的系统1所采用的技术方案与实施例二不同之处在于,所述交换单元3设置在所述至少两个接口板其中的一个接口板21,并与系统内其他所述接口板相连。
交换单元与其他接口板的连接采用外部连线方式,即交换单元与其他接口板通过线缆直接相连,如通过千兆以太网网口(GE,Gigabit Ethernet)将需要进行接口业务相通或者业务备份或者接口扩充的接口板进行网络连接。交换单元设置在接口板内使该接口板具有接口板间的交换能力,其他接口板上则只需具备接口处理功能和通信功能即可,所有相连的接口板构成一个互助网络。这样,也可以实现业务处理板的接口扩充和业务备份、倒换功能。相对实施例二,本发明实施例三不需要占用背板高速总线。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,包括:
至少两个接口板,所述每个接口板与其对应的业务处理板相连;
至少一个交换单元,所述交换单元与每个所述接口板相连;其中,
所述接口板,用于接收来自所述业务处理板的数据,将所述数据向所述交换单元发送,并且能够接收来自所述交换单元的数据;
所述交换单元,用于接收第一接口板发送的数据,并将从第一接口板接收的数据向第二接口板进行发送。
2.按照权利要求1所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,所述接口板,用于接收所述接口板相连的其他设备的数据,将所述数据向所述交换单元发送。
3.按照权利要求1或2所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于:所述接口板包括通信单元,用于对所述进入接口板内数据进行所述接口板和所述交换单元之间的通信协议转换。
4.按照权利要求3所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于:
每个所述接口板,包括地址映射单元;所述地址映射单元,包括,
地址管理模块,用于对接口板进行编址,以及识别待发送数据携带的地址信息,并向所述待发送数据加载访问命令;
命令识别响应模块,用于对来自所述交换单元的数据进行访问命令识别并对所述访问命令执行操作并进行数据反馈;其中,所述访问命令,包括操作指令和数据的目的接口板编码和目的接口板板内地址。
5.按照权利要求4所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于:
所述地址管理模块,还用于对访问本接口板地址的数据进行响应与传输。
6.按照权利要求1或2所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于:
所述交换单元包括转发模块,用于将第一接口板发送的数据向其他接口板进行转发。
7.按照权利要求6所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,所述交换单元还包括:
命令解析模块,用于对进入所述交换单元的数据进行所述访问命令解析,确定该数据的目的接口板编码和目的接口板板内地址。
8.按照权利要求1或2所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,所述系统还包括交换网板和背板;其中
所述交换单元设置在所述交换网板,所述交换单元通过所述背板与所述至少两个接口板相连。
9.按照权利要求1或2所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,所述交换单元设置在所述至少两个接口板其中的一个接口板,并与系统内其他所述接口板通过外部连线方式相连。
10.按照权利要求4所述的基于高级电信计算架构的系统,其特征在于,
所述通信单元、地址映射单元和所述通信单元通过硬件处理芯片实现,所述硬件处理芯片为可编程逻辑阵列,或者专用集成电路。
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