CN101964731A - 一种数据链路监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据链路监测装置及方法，该装置，包括：CPU模块、数据链路监测模块；所述数据链路监测模块，用于监测数据链路；所述CPU模块，用于监控所述数据链路监测模块，并在所述数据链路监测模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。本发明使用CPU来监测数据链路监测接口状态，同时还可以单独控制数据链路切换的继电器，从而提高数据链路监测装置稳定性；使用看门狗来对CPU进行实时监测，从而保障了装置的可靠性。

Description

一种数据链路监测方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信分析监测领域，具体涉及一种数据链路监测方法及装置。

背景技术

在网络分析监测领域，业务数据链路监测装置(Test Access Point：TAP)也叫分光器/分路器；分光是数据通过光纤传输；分路是数据通过网线传输。粗浅的说，TAP的概念是原来的流量正常通行，同时分一股出来供监测设备分析使用。

目前的分路器有两种方式如图1a和图1b所示，其中，图1a为模拟方式，即在业务数据链路采用高阻连接经放大后直接采集监测，图1b为数字方式即在链路上插入同样性能的收发器将收到的数据复制两份，一份送到原来的数据链路上，一份送给自己进行采集监测。这两种方式的优缺点分别是：模拟方式的优点是简单可靠，缺点是会使链路上的信号能量会减小，会影响到自身采集数据的质量甚至原有数据链路的通信质量；数字方式的优点是信号有保证，缺点是对插入数据链路中的收发器稳定性要求非常高，不能出现故障否则影响原来数据链路。图1b所示数字方式中的继电器是个线路二选一开关，当数据链路监测装置上电后，继电器1和2把线路接进收发器；当装置掉电后，继电器马上将线路直接接通，保证原来数据链路的畅通。

随着业务数据传输的速度越来越高，模拟方式的数据链路监测已经不符合要求，目前千兆以上的电以太网数据监测都是采用数字方式。但是数字方式要求链路中插入的收发器不能出现任何故障，这就向系统提出了更高的要求。如果万一出现故障，就需要马上切换继电器，避免有故障的系统接入数据链路中来。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种数据链路监测装置及方法，针对业务数据监测系统的要求，有效提高通信系统的稳定性。

为了解决上述问题，本发明提供一种数据链路监测装置，其特征在于，包括：CPU模块、数据链路监测模块；所述数据链路监测模块，用于监测数据链路；所述CPU模块，用于监控所述数据链路监测模块，并在所述数据链路监测模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

一种实施例中，所述数据链路监测装置还包括看门狗模块，用于实时监测所述CPU模块的运行状态，在所述CPU模块异常时复位所述CPU模块。

所述看门狗模块还用于在所述CPU模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

所述CPU模块还用于检测所述看门狗模块的状态，当所述看门狗模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

再一种实施例中，所述数据链路监测装置还包括：上层网管模块，用于接收指示所述CPU模块或所述看门狗模块发生异常的告警信息。

另一种实施例中，所述看门狗模块为复杂可编程逻辑器件CPLD。

相应于上述数据链路监测装置，本发明还提供一种数据链路检测方法，包括：设置CPU模块以监控用于监测数据链路的数据链路监测模块；所述CPU模块在所述数据链路监测模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

一种实施例中，该方法还包括：设置看门狗模块以实时监测所述CPU模块的运行状态，在所述CPU模块异常时复位所述CPU模块。

所述看门狗模块在所述CPU模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

所述CPU模块检测所述看门狗模块的状态，在所述看门狗模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

本发明的有益效果是：

(1)使用CPU模块来监测数据链路监测模块，并在数据链路监测模块异常时使之停止对数据链路的监测，提高了数据链路监测装置稳定性；

(2)实施例中使用看门狗模块来实时监测CPU模块，当CPU异常时复位CPU，进一步地保障了装置的可靠性；

(3)实施例中还通过采用看门狗和CPU相互监控机制，使得对数据链路的监测得到了双重保障。

附图说明

图1a是目前数据链路监测装置的一种工作方式示意图；

图1b是目前数据链路监测装置的另一种工作方式示意图；

图2是本发明数据链路监测装置实施例的结构示意图；

图3是本发明数据链路监测方法实施例中CPU模块的工作流程示意图；

图4是本发明数据链路监测方法实施例中CPLD模块的工作流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明数据链路监测装置实施例的思想是：采用接入CPU模块来监控数据链路监测模块，并在数据链路监测模块异常时，停止该模块对数据链路的监测，即切换回原来的线路以保证原来数据链路的畅通。

在通信设备设计中，系统设计的可靠性是非常重要的，尤其是系统中的关键模块。由于CPU模块的硬件系统在工作时常常会受到来自外界电磁场或者其他的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，从而使系统无法继续正常工作，并可能发生不可预料的后果。为进一步提高可靠性，本发明装置实施例还采用看门狗模块来实时监测CPU模块运行状态，当CPU模块出现异常时复位CPU模块。一种实施例中硬件看门狗利用计数器来监控主程序的运行，也就是说在主程序的运行过程中，需要在定时时间到之前对计数器进行清零。如果出现死循环，或者说PC指针不能回来，那么定时时间到后就会使CPU模块复位。常用的看门狗(Watch Dog Timer)芯片如MAX813、MAX706、5045、IMP 813等。此外，看门狗模块还用于在CPU模块异常时，停止数据链路监测模块对数据链路的监测，即切换回原来的线路以保证原来数据链路的畅通。

为更进一步地保证通信系统的可靠性，本实施例还采用CPU模块和看门狗模块相互监控机制，CPU模块也用于检测看门狗模块的状态，当看门狗模块异常时，停止数据链路监测模块对数据链路的监测，即切换回原来的线路以保证原来数据链路的畅通。

但是一个系统光有看门狗模块也不可靠，因为看门狗模块只是负责在CPU模块有故障时重新启动了CPU模块，CPU模块本身不知道自己是因为故障被重启的，所以需要一个机制告诉CPU模块这个信息。当CPU模块发现自己是从故障中重启的，为保险起见，不主动打开数据链路监测装置，并且发送告警信息到上层网管。实施例中，上层网管接收指示CPU模块或看门狗模块异常的告警信息。管理员可通过告警信息检查原因并进行排查；如果让曾经发生过故障的CPU进行业务数据监测，则有很可能中断或者捣乱原来的数据业务。

本实施例使用CPLD(Complex Programmable Logic Device：复杂可编程逻辑器件)充当看门狗的角色。

如图2所示，本实施例包括：上层网管101、CPU 102、复杂可编程逻辑器件CPLD 103)、位于数据链路监测模块中的数据链路监测接口105、以及继电器开关104，该继电器开关104用于控制位于数据链路监测模块中的继电器。

其中，CPU 102和CPLD 103相互进行监控，同时两者都可以对继电器开关进行控制。CPU102还连接上层网管，管理员通过上层网管查看硬件装置的运行状态。CPU102同时也对整个业务数据链路监测模块进行监测，如果发现异常，则控制继电器开关104来切换继电器以保证原来数据链路的畅通。

因为CPLD内部有大量的寄存器可以做计数器来使用，所以本实施例直接使用CPLD做看门狗。CPU负责整个装置的主要业务的运行，也可监测CPLD的状态。CPLD对CPU的数据地址总线进行解复用，使CPU可以直接访问CPLD内部的寄存器，同时也可监测CPLD是否正常。CPLD也负责监测CPU是否正常，这样两个模块相互监督，使数据链路监测装置具有双重保障功能，确保被监测业务数据链路不会因为装置的自身故障导致异常。

本发明数据监测方法实施例采用前述业务数据监测装置实施例，其通过设置CPU模块以监控用于监测数据链路的数据链路监测模块，在数据链路监测模块异常时，CPU模块停止数据链路监测模块对数据链路的监测，并通过继电器开关控制继电器以保证原来的数据链路的畅通。本方法实施例还设置看门狗模块以实时监测CPU模块的运行状态，在CPU模块异常时复位CPU模块，并停止数据链路监测模块对数据链路的监测。同时CPU模块也检测看门狗模块的状态，在看门狗模块异常时，停止数据链路监测模块对数据链路的监测。本方法实施例中CPU模块与CPLD模块的具体处理流程如图3和图4所示。

图3是本发明方法实施例中CPU模块的处理流程示意图，具体如下：

1021，首先上电后装置启动；

1022，CPU进行初始化；

1023，CPU检测CPLD状态，即CPLD是否有故障；

1024，如果没有检测出CPLD有故障，则继续检测CPLD内部的CPU故障标识寄存器，如果发现存在CPLD上的CPU故障位，则表明CPU本身有故障，转步骤1025，即不能打开业务数据监测装置；

1025，如果检测出CPLD状态异常，则通过继电器关闭业务数据监测装置，再转步骤1027；

1026，如果CPU和CPLD都没有故障，则通过继电器开关切换数据链路进入监测装置进行正常工作。在正常业务操作流程中，CPU要打开看门狗计数器并不断重复“喂狗”(即清零)计数器并且检查CPLD的异常，并且要检查数据链路监测接口的情况，如果有异常，CPU都应该马上关闭继电器使能及时切换回链路。

1027，向上层网管上报错误信息。

1028，至此整个流程结束。

图4是本发明方法实施例中CPLD模块的的工作流程示意图，具体如下：

1031，通过编程使CPLD生成一个看门狗计数器，免去硬件上需再接一个看门狗芯片的成本。如果看门狗计数器溢出，说明CPU未能及时“喂狗”(即清零该计数器)，存在故障，这时CPLD需要完成以下2个动作。

1032，设置CPU故障标识，其标识寄存器可为8位或者多位的寄存器，如图4中的1034所示，标识值设置为0xE0或者其他非0值，CPLD芯片在上电时所有寄存器都初始化为0。

1033，关闭业务数据监测装置，避免CPU故障对它的影响，并且重启CPU使故障CPU重启后能访问到CPU故障标识寄存器并尝试连接上层网管，上报“错误”。

CPLD内部也设置了一个CPLD状态标识(1034)提供给CPU模块的接口以查询CPLD状态，如果发现CPLD异常，为保证安全也马上关闭业务数据监测装置并切换回链路。

综上，本方法实施例使得即使数据监测装置内部任何模块出现故障，都不会影响受监测的业务数据链路。实施例可以只采用CPU对数据链路监测模块进行监控，使得CPU检查数据链路监测接口状态的同时，可以单独通过控制继电器开关来控制数据链路切换的继电器；实施例还可以采用CPU和CPLD相互进行监控的机制，使得数据链路监测装置得到双重保障；此外，由于采用根据CPLD内部寄存器的值来通知CPU是否存在故障，同时CPLD充当了看门狗的角色。使得CPU无论是否发生误操作，都能在启动后准确的定位出故障，并且，由CPLD完成硬件看门狗的功能使装置节约了硬件成本。本发明可用于如以太网数据监测等领域，该装置可对业务数据(比如电以太网1000BASE-T中的数据)进行监测，监测的同时还确保了不对原来数据链路产生任何影响。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据链路监测装置，其特征在于，包括：CPU模块、数据链路监测模块；

所述数据链路监测模块，用于监测数据链路；

所述CPU模块，用于监控所述数据链路监测模块，并在所述数据链路监测模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

2.如权利要求1所述的数据链路监测装置，其特征在于，所述数据链路监测装置还包括看门狗模块，用于实时监测所述CPU模块的运行状态，在所述CPU模块异常时复位所述CPU模块。

3.如权利要求2所述的数据链路监测装置，所述看门狗模块还用于在所述CPU模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

4.如权利要求3所述的数据链路监测装置，其特征在于，所述CPU模块还用于检测所述看门狗模块的状态，当所述看门狗模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

5.如权利要求2-4任一项所述的数据链路监测装置，其特征在于，所述数据链路监测装置还包括：上层网管模块，用于接收指示所述CPU模块或所述看门狗模块发生异常的告警信息。

6.如权利要求2-4任一项所述的数据链路监测装置，其特征在于，所述看门狗模块为复杂可编程逻辑器件CPLD。

7.一种数据链路监测方法，其特征在于，包括：

设置CPU模块以监控用于监测数据链路的数据链路监测模块；

所述CPU模块在所述数据链路监测模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

8.如权利要求7所述的数据链路监测方法，其特征在于，该方法还包括：

设置看门狗模块以实时监测所述CPU模块的运行状态，在所述CPU模块异常时复位所述CPU模块。

9.如权利要求8所述的数据链路监测方法，其特征在于，该方法还包括：所述看门狗模块在所述CPU模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

10.如权利要求8或9所述的数据链路监测方法，其特征在于，所述方法还包括：所述CPU模块检测所述看门狗模块的状态，在所述看门狗模块异常时，停止所述数据链路监测模块对数据链路的监测。

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