CN101980476A - 一种热备份的方法及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热备份的方法及网络设备，其中方法包括：线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态；在该链路当前的状态发生变化时，线卡将该链路变化后的状态信息通告至主控板；主控板将通告的状态信息同步至备份主控板。本发明中的主控板只需要在链路状态发生变化时，将链路的状态信息同步给备份主控板，而无需像现有技术那样，主控板需要频繁地将链路状态信息和接收的报文的序号信息同步至备份主控板，节约了主控板的资源，提高了网络设备的总体运行效率。

Description

一种热备份的方法及网络设备

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种热备份的方法及网络设备。

背景技术

为了满足系统吞吐量的要求，网络设备对报文转发常采用分布式处理，可以插多个线路处理板，每个线路板独立完成转发处理工作，即做到每个接口处都有一个独立CPU，专门单独负责接收和发送本接口数据包，管理接收发送队列、查询路由表并做出转发决定等。通过核心交换板实现板间无阻塞交换，即一个板上输入的报文经过寻路后可以像通过导线直连那样，被交换到另一个板上输出，实现包交换，其整机吞吐量可以成倍扩充。而主控CPU仅完成路由器配置控制管理等非实时功能。这种体系结构的优点是本地转发/过滤数据包的决定由每个接口处理的专用CPU来完成，对数据包的处理被分散到每块接口卡上。线路板上有专用芯片完成二层、三层乃至四层的转发处理工作，硬件实现使转发能够达到线速(高速端口所连接线路的速率)，达到了电路交换那样的性能，使网络设备不会成为网络中的瓶颈。

图1是一个典型的分布式网络设备的架构图，分为三级结构，各级之间通过外围组件互联总线(Peripheral Component Interconnect Express，PCIE)高速总线进行连接，主控板负责整个系统的控制层面配置信息及跨二层卡间的数据转发，二层卡负责跨三层卡间的数据转发，三层卡也即独立的线卡，负责卡间的数据转发。备份主控板是主控板的备份设备，负责主控板的备份功能，当主控板发生意外宕机时，可以迅速切换到备份主控板，使数据转发得以继续稳定的工作。

现有分布式网络设备要实现实时的主备切换功能，一般采用热备份的方式，也就是由主控板运行链路保活协议，通过向链路对端的网络设备发送链路保活协议报文，接收对端网络设备返回的响应报文来实现对链路状态的检测，在分布式网络设备内部，线卡生成链路保活协议报文通过内部PCIE总线传递至主控板，主控板将接收的链路保活协议报文通过内部PCIE总线转由线卡进行处理。在链路保活协议的实现过程中，会在链路保活协议报文附加发送和接收包序列号信息，以增强链路检测的连续性和实时性，在检测到接收的连续两个报文的序列号超出了设定的门限值时(例如当前预期接收的报文序号是5，而实际收到的报文序号为9，设定的门限值为3，则表明收到的报文的序号超出了设定的门限值)，将链路状态设置为故障(DOWN)状态，为了实现热备份，主控板需要实时地将链路当前状态以及当前接收报文的序号的值同步到备份主控板中，以便一旦链路出现故障，备份主控板可迅速地接替主控板的工作(若不同步报文的序列号值，主控板切换至备份主控板后，备份主控板会因为链路两端的序列号值相差较大使得链路无法连通)，主控板和备份主控板之间一般按照链路保活协议报文的收发频率来实现同步，由于链路保活协议的周期最小为1秒，这种情况下，每秒钟就需要在主控板和备份主控板之间进行一次序列号信息和链路状态信息的同步，在链路数量较多的情况下，主控板会频繁地进行信息的同步，对于主控板的资源占用过大。

发明内容

本发明提供一种热备份的方法及网络设备，用以解决现有分布式网络设备的热备份过程过多占用主控板资源的问题。

本发明实施例提供的一种热备份的方法，包括：

线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态；

在所述链路当前的状态发生变化时，线卡将所述链路变化后的状态信息通告至主控板；

主控板将通告的状态信息同步至备份主控板。

本发明实施例提供的一种网络设备，包括主控板、备份主控板和线卡，其中：

所述线卡，用于通过链路保活协议检测链路当前的状态；并在所述链路当前的状态发生变化时，将所述链路变化后的状态信息通告至主控板；

所述主控板，用于将通告的状态信息同步至备份主控板。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的热备份的方法及网络设备，链路保活协议由线卡来实现，由线卡来确定链路当前的状态，并且只有在链路状态发生变化时，线卡将变化后的状态信息通告至主控板，主控板再将通告的状态信息同步至备份主控板，这样，对于线卡来说，由于只需要在链路状态发生变化时，向主控板通告当前的链路状态信息，不需要频繁地向主控板同步大量的信息，因此对线卡中其他报文的收发的影响不大，更重要的是，主控板仅需要在链路状态发生变化时，将链路的状态信息同步给备份主控板，而无需像现有技术那样，主控板需要频繁地将链路状态信息和接收的报文的序号信息同步至备份主控板，节约了主控板的资源；另外，由于热备份过程中线卡只需将变化后的链路状态信息传递给主控板，不用像现有技术那样在主控板和线卡之间传递链路保活协议报文，从一定程度上也简化了链路保活协议的执行流程，提高了网络设备的总体运行效率。

附图说明

图1为现有分布式网络设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的热备份的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的网络设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种热备份的方法及网络设备分别进行详细地说明。

本发明实施例提供的热备份的方法，针对网络设备连接的每条链路，按照如图2所示的步骤执行热备份，具体而言包括下述步骤：

S201、线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态；

S202、在该链路当前的状态发生变化时，线卡将该链路变化后的状态信息通告至主控板；

S203、主控板将通告的状态信息同步至备份主控板。

下面对上述各步骤进行详细的说明。

上述步骤S201与现有技术中由主控板执行链路保活协议不同，在上述步骤S201中，由网络设备中的线卡执行链路保活协议，线卡生成链路保活协议报文并将其发送至对端设备，并从对端设备接收链路保活报文的响应报文，根据连续接收的响应报文携带的序号信息进行链路状态的检测。

在上述步骤S201之前，主控板可以通过其人机交互接口接收用户设定的链路保活协议的参数，例如连续接收的两个报文序号之差的阈值、检测的频率和重新检测的总次数等参数，主控板可以将用户设定的这些参数，同步至线卡中。

在执行上述步骤S201时，线卡可以根据根据设定的链路保活协议的参数，按照现有技术的方法，执行发送链路保活协议报文、接收链路保活协议报文的响应报文以及根据发送和接收的报文的序号信息确定当前链路的状态的操作。

线卡可通过链路保活协议确定当前链路状态至少为下述状态之一：链路的连通状态、链路的中断状态、链路产生回环的状态、链路未产生回环的状态等。本发明实施例并不限定链路状态的数量和种类。

上述步骤S202中，在线卡检测到当前链路状态发生变化时，例如链路由连通状态变化为中断状态时，线卡需要将变化后的链路的状态实时地同步到主控板中。

线卡上预先设置有第一接口，线卡可以通过该第一接口将链路变化后的状态信息通告至主控板；

主控板上预先设置有第二接口，该第二接口和第一接口之间存在映射关系，例如可以预先在主控板上设置一个以太网口1.0.0作为第二接口，在线卡上也设置一个与该以太网口对应的接口作为第一接口。

主控板通过该第二接口接收该链路变化后的状态信息，而两个接口之间则通过PCIE总线进行状态信息的同步，两个接口之间存在映射关系，可以保证主控板和线卡之间同步的状态信息保持一致。

在上述步骤S203中，主控板将该链路改变后的链路状态信息同步至备份主控板，不需要像现有技术那样，按照报或协议报文的周期频繁地将接收的报文的序号信息和链路的状态信息都实时地同步至备份主控板，极大地减少了主控板资源的占用。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种网络设备，由于该网络设备解决问题的原理与前述一种热备份的方法相似，因此该网络设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不在赘述。

本发明实施例提供的网络设备，如图3所示，包括：线卡301、主控板302和备份主控板303，其中：

线卡301，用于通过链路保活协议检测链路当前的状态；并在所述链路当前的状态发生变化时，将所述链路变化后的状态信息通告至主控板；

主控板302，用于将通告的状态信息同步至备份主控板303；

进一步地，本发明实施例提供的网络设备中的主控板302，设置有人机交互接口，还用于同人机交互接口接收用户设定的链路保活协议的参数，并将设定的链路保活协议的参数同步至线卡301；

相应地，本发明实施例提供的网络设备中的线卡301，还用于根据设定的所述链路保活协议的参数，执行发送链路保活协议报文、接收链路保活协议报文的响应报文以及根据发送和接收的报文的序号信息确定当前链路的状态的操作。

进一步地，本发明实施例提供的网络设备中的线卡301，设置有第一接口，该线卡301还用于将该链路变化后的状态信息通过所述第一接口通告至主控板；

本发明实施例提供的网络设备中的主控板302，设置有与第一接口存在映射关系的第二接口，进一步用于通过该第二接口接收链路变化后的状态信息；以及通过第一接口接收链路保活协议的参数；

线卡301的第一接口和主控板302的第二接口之间通过PCIE总线同步链路变化后的状态信息；以及将设定的链路保活协议的参数通过所述第二接口同步至线卡。

较佳地，本发明实施例提供的网络设备可以为分布式路由器设备。

本发明实施例提供的热备份的方法及网络设备，链路保活协议由线卡来实现，由线卡来确定链路当前的状态，并且在链路状态发生变化时，线卡将变化后的状态信息通告至主控板，主控板再将通告的状态信息同步至备份主控板，这样，对于线卡来说，由于只需要在链路状态发生变化时，向主控板通告当前的链路状态信息，不需要频繁地向主控板同步大量的信息，因此对线卡中其他报文的收发的影响不大，更重要的是，主控板仅需要在链路状态发生变化时，将链路的状态信息同步给备份主控板，而无需像现有技术那样，主控板按照链路保活协议的周期频繁地将链路状态信息和接收的报文的序号信息同步至备份主控板，节约了主控板的资源；另外，由于热备份过程中线卡只需将变化后的链路状态信息传递给主控板，不用像现有技术那样在主控板和线卡之间传递链路保活协议报文，从一定程度上也简化了链路保活协议的执行流程，提高了网络设备的总体运行效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种热备份的方法，其特征在于，包括：

线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态；

在所述链路当前的状态发生变化时，线卡将所述链路变化后的状态信息通告至主控板；

主控板将通告的状态信息同步至备份主控板。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态的步骤之前，还包括：

所述主控板接收用户设定的链路保活协议的参数，并将设定的链路保活协议的参数同步至所述线卡；

所述线卡通过链路保活协议检测链路当前的状态的步骤包括：

所述线卡根据设定的所述链路保活协议的参数，执行发送链路保活协议报文、接收链路保活协议报文的响应报文以及根据发送和接收的报文的序号信息确定当前链路的状态的操作。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述链路保活协议的参数，至少包括下述参数之一：连续接收的两个报文序号之差的阈值、检测的频率和重新检测的总次数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，线卡将所述链路变化后的状态信息通过预先设置的第一接口通告至主控板；

所述主控板通过预先设置的与第一接口存在映射关系的第二接口接收所述链路变化后的状态信息。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主控板将设定的链路保活协议的参数通过预先设置的第二接口同步至线卡；

所述线卡通过所述线卡上预先设置的与所述第二接口存在映射关系的第一接口接收所述链路保活协议的参数。

6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，链路当前的状态为下述状态之一：链路的连通状态、链路的中断状态、链路产生回环的状态、链路未产生回环的状态。

7.一种网络设备，包括主控板、备份主控板和线卡，其特征在于，所述线卡，用于通过链路保活协议检测链路当前的状态；并在所述链路当前的状态发生变化时，将所述链路变化后的状态信息通告至主控板；

所述主控板，用于将通告的状态信息同步至备份主控板。

8.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述主控板，设置有人机交互接口，还用于同人机交互接口接收用户设定的链路保活协议的参数，并将设定的链路保活协议的参数同步至所述线卡；

所述线卡，还用于根据设定的所述链路保活协议的参数，执行发送链路保活协议报文、接收链路保活协议报文的响应报文以及根据发送和接收的报文的序号信息确定当前链路的状态的操作。

9.如权利要求7或8所述的网络设备，其特征在于，所述线卡，设置有第一接口，进一步用于将所述链路变化后的状态信息通过所述第一接口通告至主控板；以及通过第一接口接收链路保活协议的参数；

所述主控板，设置有与所述第一接口存在映射关系的第二接口，进一步用于通过所述第二接口接收所述链路变化后的状态信息；以及将设定的链路保活协议的参数通过所述第二接口同步至线卡。

10.如权利要求9所述的网络设备，其特征在于，所述线卡的第一接口和所述主控板的第二接口之间通过外围组件互联总线PCIE同步所述链路变化后的状态信息。

Images