CN102123070A - 一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，包括主框和至少一个从框，所述主框和从框均包括主控板、背板、用户线卡和多个级联板，主框、从框间通过多条级联线将对应级联板上的级联口对接；所述用户线卡和级联板分别通过背板与主控板通信；主控板上包括主控CPU和交换模块，主控CPU通过交换模块与级联板通信，所述交换模块，还用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。通过本发明提供的系统，提高了主、从框间的带宽容量，提升了系统可靠性和用户业务体验。

Description

一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统。
背景技术
在网络通讯设备中，为增加系统容量，降低网管系统配置管理复杂度，往往采用主、从框级联系统，即一个主框下挂一个或多个从框，主、从框系统各自包括主用主控板，备用主控板，背板，线卡，级联板和上联板，主、从框通过级联线链接，主、从框级联系统通过主框主用主控板进行命令配置管理，构成集中式管理结构。然而，该系统存在以下问题，当主、从框数据和控制链路出现故障时，会导致业务转发产生中断，并失去主框对从框的控制。
发明内容
本发明提供一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，用以解决现有技术中存在的当主、从框数据和控制链路出现故障时，会导致业务转发产生中断，并失去主框对从框控制的问题。
具体的，本发明提供一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，包括主框和至少一个从框，所述主框和从框均包括主控板、背板、用户线卡和多个级联板，主框、从框间通过多条级联线将对应级联板上的级联口对接；所述用户线卡和级联板分别通过背板与主控板通信；主控板上包括主控CPU和交换模块，主控CPU通过交换模块与级联板通信，其中，所述交换模块，还用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。
本发明提供的系统进一步具有以下特点：
所述级联口内部划分为业务数据通道级联口和控制通道级联口；所述业务数据通道级联口对应业务数据通道，所述控制通道级联口对应控制通道。
所述交换模块包括业务数据通道交换子模块和控制通道交换子模块；
所述业务数据通道交换子模块，用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的业务数据通道级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述业务数据通道级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理；
所述控制通道交换子模块，用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的控制通道级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述控制通道级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。
所述交换模块在配置链路聚合组时将所述级联口对应的物理端口设置为全双工状态。
所述交换模块基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理具体为：所述交换模块轮询或中断检测所述链路聚合组中的各级联口的连接状态，当检测到某个级联口处于断链(linkdown)状态时，判断所述链路聚合组中是否存在其他级联口，若是，将处于linkdown状态的级联口从所述链路聚合组中删除，否则，不做处理。
所述交换模块，还用于轮询或中断检测非链路聚合组中的各级联口的连接状态，当检测到某个级联口处于建链(linkup)状态时，将所述级联口加入所述链路聚合组中。
所述从框的交换模块在系统启动时还将各级联口彼此间设置为隔离状态。
本发明有益效果如下：
本发明提供的系统通过采用链路聚合功能，大幅提高了主、从框间的带宽容量，提升了主、从框级联系统通讯的可靠性和用户的业务体验；并且，该系统通过不同类型的交换模块，实现了对不同类型通信数据的分离处理，从而方便了对不同用途数据链路的管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的实现主从框级联保护及负荷分担的系统结构图；
图2为本发明实施例中上联级联板与背板的连接示意图；
图3为本发明实施例提供的又一实现主从框级联保护及负荷分担的系统结构图。
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。
实施例一
为了提高现有网络设备中主、从框级联系统的可靠性及业务数据处理能力，本发明实施例提供一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，如图1所示，该系统包含一个主框和至少一个从框，主、从机框各提供多个级联槽位，当在构建主、从框级联系统时，主、从框上的多个级联槽位同时插上级联板，级联板上设有级联口，主框与从框通过级联线将对应的级联口对接，实现主、从框之间的连接。其中，进行对接的级联口内部分为业务数据通道级联口和控制通道级联口两种，分别对应业务数据通道和控制通道。业务数据通道完成主、从框间的宽窄带的业务数据通信；控制通道为板间通信提供通道，实现对系统中其它单板的管理。
该系统中，主框、从框均包括主控板、背板、用户线卡和多个级联板；其中，主控板上包括主控CPU和交换模块；用户线卡和级联板均通过背板总线实现和主控板的框内通讯，用户线卡的另一端与以太交换网相连，宽载带协议报文由用户线卡上的CPU提取出来之后通过带内控制通道送到主控CPU上处理；由上联级联板的上联口收到的报文通过交换模块直接提取到主控CPU上处理。
为了清楚的表述本发明，图2给出了上联级联板与背板连接示意图，图中实线框内为上联部分，背板到上联口可出10G光口、GE光口、10/100/1000M电口、FE光口等，可通过更换不同类型的接口子卡实现不同应用场景；CPU主要就是对接口子卡上Phy芯片配置及对光模块的监控；图中，虚线框内为级联部分，所有的宽带/窄带/控制资源均是由级联板直通到主、从框间的主控板，级联板上完成信号变换及差分信号补偿优化工作。
进一步的，本发明提供的系统中，主控板上的交换模块通过交换芯片实现其功能，该交换模块负责主控CPU与级联板或用户线卡间的通信，进一步的，为了解决现有技术中存在的问题，该交换模块，还用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。
其中，交换模块在配置链路聚合组时，将所述级联口对应的物理端口设置为全双工状态。
交换模块基于级联口的连接状态对链路聚合组中的物理链路进行管理具体通过下述方式实现：
交换模块检测链路聚合组中的各级联口的连接状态，当处在链路聚合组中的某个级联口发生从linkup到linkdown状态变化时，判断链路聚合组中是否存在其他级联口，若是，将处于linkdown状态的级联口从所述链路聚合组中删除，否则，不做处理。
进一步的，交换模块还用于对非链路聚合组中的各级联口的连接状态进行检测，当检测到某个级联口处于linkup状态时，将该级联口加入该链路聚合组中。
上述链路聚合或称为trunking机制是将多个物理链路绑定为一个逻辑链路，使用链路聚合可提高带宽，通过图1中所示的连接方式将级联口带宽容量增加了一倍。当链路均处在正常状态时，trunking机制通过对数据流中目的MAC地址，源MAC地址，VLAN，以太网类型，目的IP地址和源IP地址字段的组合进行hash算法，决定从哪一个级联口所对应的物理端口转发数据，从而均衡地使用了链路并实现了负载分担的效果。而当某个级联板出现故障，造成一组链路断开时，流量会自动在剩下正常的链路间重新分配，使数据链路发生故障时设备仍然可以正常处理转发数据，实现了链路的冗余保护，提高设备的可靠性。
需要说明的是，本发明当采用上述的主、从框对接方式时，主、从框设备间的网络连接中会出现环路，这种环路会引发数据包的无休止重复转发，形成广播风暴，造成网络故障。虽然通过对级联口进行的链路聚合配置可以消除环路的影响，但是由于链路聚合组的配置是在主、从主控板启动后才进行的，而在主、从框主控板boot启动阶段，已经有板间通讯的控制数据包在主、从框间的控制通道通过，如bootp请求包即为广播包。所以在系统启动加载时，需要通过采用端口隔离的方法消除环路对板间通讯的影响，即将从框上的数据通道级联口和控制通道级联口分别配置为端口隔离状态，目的是使进入这两个物理端口的报文互不转发，达到消除环路的目的。
实施例二，
本实施例提供一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，如图3所示，该系统与实施例一提供的系统布置方式相同，唯一不同的是主控板上包括业务数据通道交换模块、控制通道交换模块和主控CPU。本实施例通过上述交换模块分离了不同类型的通信数据，方便对不同用途的数据链路进行管理。
具体的，业务数据通道交换子模块，用于在系统启动时配置一链路聚合组，将指定的业务数据通道级联口加入到所述链路聚合组中，并基于业务数据通道级联口的连接状态对该链路聚合组中的物理链路进行管理；
控制通道交换子模块，用于在系统启动时配置一链路聚合组，将指定的控制通道级联口加入到该链路聚合组中，并基于控制通道级联口的连接状态对该链路聚合组中的物理链路进行管理。
其中，业务数据通道交换模块和控制通道交换模块配置链路聚合组的方式和对链路聚合组中物理链路的管理方式与实施例一中的交换模块相同，在此不做赘述。
通过本发明实施例提供的系统，大幅提高了主、从框间的带宽容量，提升了主、从框级联系统通讯的可靠性和用户的业务体验；并且，该系统通过不同类型的交换模块，实现了对不同类型通信数据的分离处理，从而方便了对不同用途数据链路的管理。
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 (7)

1.一种实现主从框级联保护及负荷分担的系统，包括主框和至少一个从框，所述主框和从框均包括主控板、背板、用户线卡和多个级联板，主框、从框间通过多条级联线将对应级联板上的级联口对接；所述用户线卡和级联板分别通过背板与主控板通信；主控板上包括主控CPU和交换模块，主控CPU通过交换模块与级联板通信，其特征在于，所述交换模块，还用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述级联口内部划分为业务数据通道级联口和控制通道级联口；所述业务数据通道级联口对应业务数据通道，所述控制通道级联口对应控制通道。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述交换模块包括业务数据通道交换子模块和控制通道交换子模块；
所述业务数据通道交换子模块，用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的业务数据通道级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述业务数据通道级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理；
所述控制通道交换子模块，用于在系统启动时配置链路聚合组，将指定的控制通道级联口加入到所述链路聚合组中，并基于所述控制通道级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理。
4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述交换模块在配置链路聚合组时将所述级联口对应的物理端口设置为全双工状态。
5.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述交换模块基于所述级联口的连接状态对所述链路聚合组中的物理链路进行管理具体为：
所述交换模块轮询或中断检测所述链路聚合组中的各级联口的连接状态，当检测到某个级联口处于断链状态时，判断所述链路聚合组中是否存在其它级联口，若是，将处于断链状态的级联口从所述链路聚合组中删除，否则，不做处理。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述交换模块，还用于轮询或中断检测非链路聚合组中的各级联口的连接状态，当检测到某个级联口处于建链状态时，将所述级联口加入所述链路聚合组中。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述从框的交换模块在系统启动时还将各级联口彼此间设置为隔离状态。
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