CN102239669A - 一种数据转发方法和路由器 - Google Patents

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Abstract

一种数据转发方法和路由器。其中，所述路由器包括：转发引擎FE、物理卡接口PIC、第一交换设备和第二交换设备，其中，第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。通过本发明实施例，可以提高系统的可靠性。

Description

一种数据转发方法和路由器
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种数据转发方法和路由器。
背景技术
路由器是互联网的主要节点设备，其主要功能就是通过路由决定数据的转发。随着计算机硬件技术的发展，路由器的架构朝着大容量分布的方向发展。当前，路由器的处理性能或容量仍然是业务带宽发展的一个重要追求目标。在满足大带宽需求的同时，稳定可靠性也是路由器不可或缺的指标。
请参阅图1，其为现有技术中一种路由器的数据转发结构示意图。如图1所示，转发引擎(FE，Forwarding Engine)与物理接口卡(PIC，Physical InterfaceCard)之间一对一地绑定，每个FE即可以进行上行数据发送，也可以进行下行数据发送，并且，各个FE之间又通过交换网络实现互通连接。在图1所示的转发结构中，上行数据可以从系统中的任何一个PIC输入，由与该PIC绑定的FE进行上行发送，之后通过交换网再发送给系统中的任何一个FE，最后由与该FE绑定的PIC输出数据。因此，该转发结构充分利用了转发资源，扩大了转发容量。同时，又对交换网络进行了1∶1的备份，实现了交换网的可靠性。
但是，发明人在研究中发现，在现有技术中的转发结构中，仅仅对交换网络做了1∶1的备份，FE和PIC没有进行任何备份，一旦FE或者PIC出现故障，将无法正常完成数据转发功能，因此，整个系统的可靠性不高。
发明内容
本发明的实施例提供了一种数据转发方法和路由器，以提高系统的可靠性。
本发明实施例公开了一种路由器，包括：转发引擎FE、物理卡接口PIC、第一交换设备和第二交换设备，其中，第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。
本发明实施例还公开了一种路由器，包括：转发引擎FE、物理卡接口PIC、第一交换设备和第二交换设备，其中，第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，所有FE通过第一交换设备互相连接，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接，通过第二交换设备互相连接的两个PIC分别与光网络环网中的两个节点连接，第二交换设备用于当进行IP数据交换时，根据FE的运行状态对数据进行上行分发，当进行光交换处理时，将数据发送给在当前光交换中作为下游节点的PIC。
本发明还公开了一种在路由器中实现IP数据转发的方法，包括：物理卡接口PIC接收数据；所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE。
本发明还公开了一种在路由器中实现光网络数据转发的方法，包括：物理卡接口PIC接收数据，将数据发送给与自身连接的第二交换设备；第二交换设备将数据发送给在当前光交换中作为下游节点的PIC。
由上述实施例可以看出，在路由器中，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，且第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，从而可以实现第一交换设备的1∶1的冗余备份。同时，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。从而可以实现FE和PIC的冗余备份。最终提高了整个系统的可靠性。
另外，还可以利用该路由器中，通过第二交换设备互相连接的两个PIC构建一个光环网，使路由器同时也可以对光网络数据进行转发处理，提高了路由器的使用效率。
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为现有技术中一种路由器的数据转发结构示意图；
图2为本发明中一种路由器的一个实施例中的一个原理结构示意图；
图3为本发明一种路由器的一个产品结构示意图；
图4为本发明一种路由器的另一个产品结构示意图；
图5为本发明一种路由器的一个实施例中的另一个原理结构示意图；
图6为本发明一种路由器的一个实施例的另一个原理结构示意图；
图7为本发明一种路由器的另一个实施例的一个原理结构示意图；
图8为本发明一种在实施一或者实施例二的路由器中实现IP数据转发的方法的一个实施例流程图
图9为本发明一种在实施例二的路由器中实现光网络数据转发的方法的一个实施例流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
实施例一
请参阅图2，其为本发明一种路由器的一个实施例中的一个原理结构示意图。在本实施例的图2中，为了简单、方便地表述路由器的结构，以路由器中包含四个FE和四个PIC为例来进行说明。如图2所示，该路由器包括：FE201、PIC 202、第一交换设备203和第二交换设备204，其中，第一交换设备203包括主第一交换设备2031和备第一交换设备2032，所有FE201之间通过第一交换设备203相互连接，至少两个FE201与数量相等的至少两个PIC202之间通过第二交换设备204互相连接。
如图2所示，在四个FE和四个PIC中，其中的FE1、FE2与PIC1、PIC2之间通过第二交换设备互相连接，FE3、FE4与PIC3、PIC4之间通过第二交换设备互相连接。在图2中的连接关系下，FE1和FE2之间互为备份，PIC1和PIC2之间互为备份，FE3和FE4之间互为备份，PIC3和PIC4之间互为备份。因此，在图2中，通过第二交换设备的连接，每两个FE之间实现1∶1的备份，每两个PIC之间实现1∶1的备份。
当然，也可以是四个FE与四个PIC之间通过第二交换设备相互连接。这样，FE1、FE2、FE3和FE4彼此之间互为备份，PIC1、PIC2、PIC3和PIC4彼此之间互为备份。因此，通过第二交换设备的连接，每四个FE之间实现1∶4的备份，每四个PIC之间实现1∶4的备份。
优选的，第一交换设备201为交换网板(Switch Fabric Card，SFC)。当然，除了SFC之外，还可以采用其它设备，本发明实施例对连接所有FE201的第一交换设备并不进行具体限定。
第二交换设备204可以为背板，数据的分发由PIC执行，或者为流量分发装置，负责数据的分发。
其中，优选的，当第二交换设备204为背板时，PIC202用于根据FE201的运行状态，将接收的数据分发给与自身连接、且运行正常的FE201。
请参阅图3，其为本发明一种路由器的一个产品结构示意图。如图3所示，第二交换设备为中置背板，中置背板将FE1、FE2与PIC1、PIC2之间的进行相互连接，以及，将FE3、FE4与PIC3、PIC4之间的相互连接。
同时，从连接关系考虑，第二交换设备除了可以是中置背板之外，还可以是背板。参阅图4，其为本发明一种路由器的另一个产品结构示意图。如图4所示，第二交换设备为背板，PIC1与位于同一槽位的FE1连接，PIC2与位于同一槽位的FE2连接，同时，FE1通过背板与FE2连接；PIC3与位于同一槽位的FE3连接，PIC4与位于同一槽位的FE4连接，同时，FE3通过背板与FE4连接。因此，同样实现FE1、FE2与PIC1、PIC2之间的相互连接，以及，FE3、FE4与PIC3、PIC4之间的相互连接。
优选的，当第二交换设备204为流量分发装置时，该流量分发装置用于根据FE的运行状态，将PIC接收的数据分发给与所述PIC连接的、且运行正常的FE。
其中，FE的运行状态可以由FE进行自身检测获得，也可以由路由器主控板上的路由处理板(Route Processor，RP)对FE进行检测获得，还可以由每个FE所在线卡(Line Card，LC)上的CPU对FE进行检测获得。请参阅图5，其为本发明一种路由器的一个实施例中的另一个原理结构示意图。如图5所示，路由器主控板上的RP205通过控制通道与第一交换设备203连接，RP205用于当检测到FE运行异常后，通过控制通道向外通知检测结果。例如，如果由PIC执行数据分发，RP205通知PIC检测结果；如果由数据分发装置执行数据分发，路由器主控板上的RP205同时数据分发装置检测结果。另外，为了保证RP205的可靠性，可以利用主RP205和备RP205实现1∶1的备份。
请参阅图6，其为本发明一种路由器的一个实施例的另一个原理结构示意图。FE所在线卡上的CPU206通过控制通道与第一交换设备连接，CPU206用于当检测到FE运行异常后，通过控制通道向外通知检测结果。例如，如果由PIC执行数据分发，RP205通知PIC检测结果；如果由数据分发装置执行数据分发，路由器主控板上的RP205同时数据分发装置检测结果。
此外，如图2所示，每个FE还可以进行自身检测，当检测到运行异常后，通知数据分发装置或者PIC检测结果。
需要说明的是，在同一个路由器中，可以同时由路由器主控板上的RP205、FE所在线卡上CPU206和FE201对不同的故障场景继续检测。其中，FE自身检测的异常情况是FE感知的局部部件故障，如，FE与第一交换设备接口故障或FE内部处理器故障等。路由器主控板上的RP205检测的异常情况通常是单板脱管。FE所在线卡上CPU206检测的异常情况通常是CPU感知的局部部件故障或者处理器逻辑故障等。
通过上述实施例可以看出，在路由器中，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，且第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，从而可以实现第一交换设备的1∶1的冗余备份。同时，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。从而可以实现FE和PIC的冗余备份。最终提高了整个系统的可靠性。
实施例二
请参阅图7，其为本发明一种路由器的另一个实施例的一个原理结构示意图。在本实施例中，通过第二交换设备互相连接的两个PIC与光网络环网中的两个节点连接，从而使路由器不仅可以对IP数据进行转发，还可以对光网络数据进行转发。在本实施例的图7中，为了简单、方便地表述路由器的结构，以路由器中包含四个FE和四个PIC为例来进行说明。如图7所示，该路由器包括：FE201、PIC202、第一交换设备203和第二交换设备204，其中，第一交换设备203包括主第一交换设备2031和备第一交换设备2032，所有FE201通过第一交换设备203互相连接，至少两个FE201与数量相等的至少两个PIC202通过第二交换设备203互相连接，通过第二交换设备互相连接的两个PIC202分别与光网络中的两个节点连接，第二交换设备203用于当进行IP数据交换时，根据FE的运行状态对数据进行上行分发，当进行光交换处理时，将数据发送给在当前光交换中作为下游节点的PIC。
由于路由器用于IP数据转发的结构已经在实施例一中进行了详细地描述，故本实施例不再赘述，相关结构可以参见实施例一。
在图7所示的路由器中，通过第二交换设备互相连接的PIC1和PIC2分别与光网络中的Node2和Node4这两个节点连接。在光环网中，PIC1与Node2互为上、下游节点，PIC1与PIC2互为上、下游节点，PIC2与Node4互为上、下游节点。当进行光交换处理时，第二交换设备用于将数据发送给当前光交换中作为下游节点的PIC。例如，如果是顺时针光环网，PIC1为Node2的下游节点、PIC2为PIC1的下游节点、Node4为PIC2的下游节点，Node3为Node4的下游节点，Node2为Node3的下游节点，依次循环。当PIC1接收到光网络数据时，第二交换设备将光网络数据发送给作为PIC1的下游节点的PIC2。
同样，在PIC3和PIC4之间，同样可以构建一个光环网。另外，如果四个FE与四个PIC之间通过第二交换设备相互连接，使每四个FE之间实现1∶4的备份，每四个PIC之间实现1∶4的备份，由于四个PIC通过第二交换设备互相连接，可以从四个PIC中任意选择两个PIC构建一个光环网。
由上述实施例可以看出，在路由器中，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，且第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，从而可以实现第一交换设备的1∶1的冗余备份。同时，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。从而可以实现FE和PIC的冗余备份。最终提高了整个系统的可靠性。
另外，还可以利用该路由器中，通过第二交换设备互相连接的两个PIC构建一个光环网，使路由器同时也可以对光网络数据进行转发处理，提高了路由器的使用效率。
实施例三
与上述实施例一中或者实施例二中的路由器相对应，本发明实施例还提供了一种在实施例一或者实施例二的路由器中实现IP数据转发的方法。请参阅图8，其为本发明一种在实施一或者实施例二的路由器中实现IP数据转发的方法的一个实施例流程图，具体包括以下步骤：
步骤801：PIC接收数据；
步骤802：所述PIC将数据发送给第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE。
其中，所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE包括：所述PIC将数据发送给第二交换设备；所述第二交换设备获取与所述PIC位于同一个槽位的FE的运行状态；当运行正常时，第二交换设备将数据发送给与所述PIC连接的其它任意一个运行正常的FE。
例如，如图2所示，如果PIC1将数据发送给第二交换设备，第二交换设备获取与PIC1位于同一个槽位的FE1的运行状态，当FE1运行正常时，第二交换设备将数据发送给与FE1，当FE1运行不正常时，第二交换设备获取通过自身与PIC1连接的FE2的运行状态，如果FE2运行正常时，第二交换设备将数据发送给FE2。特别的，如果通过自身与PIC1连接的所有FE都运行不正常，第二交换设备直接丢弃数据。
或者，所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE包括：PIC获取与自身位于同一个槽位的FE的运行状态；当运行正常时，所述PIC将数据通过第二交换设备发送给与自身位于同一个槽位的FE，否则，将数据通过第二交换设备发送给与自身连接的其它任意一个运行正常的FE。
例如，如图2所示，当PIC1接收到数据后，PIC1获取与自身位于同一个槽位的FE1的运行状态，当FE1运行正常时，PIC1将数据发送给与FE1，当FE1运行不正常时，PIC1获取通过第二交换设备与自身连接的FE2的运行状态，如果FE2运行正常时，PIC1将数据通过第二交换设备发送给FE2。特别的，如果通过第二交换设备与PIC1连接的所有FE都运行不正常，PIC1直接丢弃数据。
优选的，所述FE的运行状态的获取方法包括以下三种方式中的任意一种或者任意多种组合：
与PIC位于同一槽位的FE进行自身检测，当检测到异常时，向外通知检测结果；
路由器主控板上的RP对FE进行检测，当检测到异常时，向外通知检测结果；
FE所在线卡上的CPU对FE进行，当检测到异常时，向外通知检测结果。
由上述实施例可以看出，在路由器中，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，且第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，从而可以实现第一交换设备的1∶1的冗余备份。同时，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。从而可以实现FE和PIC的冗余备份。最终提高了整个系统的可靠性。
实施例四
与上述实施例二中的路由器相对应，本发明实施例还提供了一种在实施例二的路由器中实现光网络数据转发的方法。请参阅图9，其为本发明一种在实施例二的路由器中实现光网络数据转发的方法的一个实施例流程图，具体包括以下步骤：
步骤901：PIC接收数据，将数据发送给与自身连接的第二交换设备；
步骤902：第二交换设备将数据发送给当前光交换中作为下游节点的PIC。
例如，如图7所示，当PIC1接收到数据后，将数据发送给与自身连接的第二交换设备，第二交换设备将数据发送给作为PIC1的下游节点的PIC2。
由上述实施例可以看出，在实现IP数据转发的路由器中，通过第二交换设备互相连接的两个PIC构建一个光环网，使路由器同时也可以对光网络数据进行转发处理，提高了路由器的使用效率。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上对本发明所提供的一种数据转发方法和路由器和进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种路由器，其特征在于，包括：转发引擎FE、物理卡接口PIC、第一交换设备和第二交换设备，其中，第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，所有FE之间通过第一交换设备互相连接，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接。
2.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述第二交换设备为背板，所述PIC用于根据FE的运行状态，将接收的数据分发给与自身连接、且运行正常的FE。
3.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述第二交换设备为流量分发装置，用于根据FE的运行状态，将PIC接收的数据分发给与所述PIC连接的、且运行正常的FE。
4.根据权利要求2或3所述的路由器，其特征在于，路由器主控板上的路由处理板RP通过控制通道与第一交换设备连接，所述RP用于当检测到FE运行异常后，通过控制通道向外通知检测结果。
5.根据权利要求2或3所述的路由器，其特征在于，FE所在线卡LC上的中央处理器CPU通过控制通道与第一交换设备连接，所述CPU用于当检测到FE运行异常后，通过控制通道向外通知检测结果。
6.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述第一交换设备为交换网板SFC。
7.一种路由器，其特征在于，包括：转发引擎FE、物理卡接口PIC、第一交换设备和第二交换设备，其中，第一交换设备包括主第一交换设备和备第一交换设备，所有FE通过第一交换设备互相连接，至少两个FE与数量相等的至少两个PIC之间通过第二交换设备互相连接，通过第二交换设备互相连接的两个PIC分别与光网络环网中的两个节点连接，第二交换设备用于当进行IP数据交换时，根据FE的运行状态对数据进行上行分发，当进行光交换处理时，将数据发送给在当前光交换中作为下游节点的PIC。
8.一种在权利要求1或7所述的路由器中实现IP数据转发的方法，其特征在于，包括：
物理卡接口PIC接收数据；
所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个运行正常的FE包括：
所述PIC将数据发送给第二交换设备；
所述第二交换设备获取与所述PIC位于同一个槽位的FE的运行状态；
当运行正常时，第二交换设备将数据发送给与所述PIC位于同一槽位的FE，否则，将数据发送给通过自身与所述PIC连接的其它任意一个运行正常的FE。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述PIC将数据发送给通过第二交换设备与自身连接的一个正常运行的FE包括：
PIC获取与自身位于同一个槽位的FE的运行状态；
当运行正常时，所述PIC将数据通过第二交换设备发送给与自身位于同一槽位的FE，否则，将数据通过第二交换设备发送给与自身连接的其它任意一个运行正常的FE。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述FE的运行状态的获取方法包括以下三种方式中的任意一种或者任意多种组合：
与PIC位于同一槽位的FE进行自身检测，当检测到异常时，向外通知检测结果；
路由器主控板上的RP对FE进行检测，当检测到异常时，向外通知检测结果；
FE所在线卡LC上的CPU对FE进行，当检测到异常时，向外通知检测结果。
12.一种在权利要求7所述的路由器中实现光网络数据转发的方法，其特征在于，包括：
物理卡接口PIC接收数据，将数据发送给与自身连接的第二交换设备；
第二交换设备将数据发送给在当前光交换中作为下游节点的PIC。
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