CN102769544B - 通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法 - Google Patents

Abstract

通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法，涉及数据和IP传输设备领域，包括控制平面和多个业务盘，控制平面包括网络服务模块及业务适配层模块，网络服务模块通过业务适配层模块与业务盘通信；步骤：S1.网络服务模块生成业务控制信息并传给业务适配层模块，业务盘启动；S2.业务适配层模块首次接收业务控制信息时，将配置数据按照“配置块ID+KEY”的形式存储于缓存，并为每个配置块创建序列号和状态标识字段；S3.之后，每次接收，均按照“配置块ID+KEY”的形式查找所述缓存，按照S2新建一个序列号或在缓存中更新该配置数据，并将配置数据更新发送至对应业务盘。本发明降低系统复杂程度，保持系统的简单高效。

Description

通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法

技术领域

本发明涉及数据和IP传输设备领域，具体来讲是通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法。

背景技术

随着网络技术的发展，特别是万兆以太网推出后，对网络设备处理性能要求越来越高，为此提出了一种新的高性能可扩展流处理系统架构。为了充分发挥新架构高性能可扩展的优势，同时尽量降低系统复杂度，保持系统的简单高效，现有广泛用于路由器或交换机等网络通信设备上的架构一般有两种：集中式软件架构和分布式软件架构。

集中式软件架构应用于集中式路由器或交换机等网络通信设备，特点是在通信系统的主CPU上完成所有控制平面的控制管理功能和数据平面的报文转发功能。业务盘接口在收到报文后，将报文都交给系统主CPU处理，在主CPU上完成找到转发表和所有相关业务处理后，主CPU将报文从出接口发送出去。

分布式软件架构应用于分布式路由器或交换机等网络通信设备，这些网络通信设备从逻辑功能上来划分主要包含三大平面：控制平面、数据平面、管理平面。控制平面主要是对业务进行控制，实现控制信令、路由协议等功能，一般承载在主控板上；数据平面主要实现业务数据的接收、转发、策略等功能，一般承载在业务盘上；管理平面主要实现网络、业务配置、性能、告警等功能，一般也承载在主控板上。分布式网络通信设备的特点是系统有专门的主控板，同时存在多块独立的业务盘，控制平面在主控板和业务盘上都具备系统的分布式控制和管理功能，主控板上的控制平面主要完成本设备控制报文收发和处理，业务盘实现数据平面分布式的转发和业务处理。当某个业务盘的接口在收到报文后，查找本业务盘上的转发表，如果目的地址是本地IP的报文则上送主控板处理；如果是需要本业务盘转发的报文，获得出业务盘和出接口信息，在本业务盘完成必要的业务处理后，将报文通过发给出业务盘，在出业务盘上也可能进行必要的业务处理。然后报文从出业务盘发送出去。

然而，无论是集中式软件架构还是分布是式软件架构，对于各种业务的控制和管理，在实现上都是非常繁琐和复杂的，对于不同的设备类型、不同的业务单盘类型需要开发不同的网络服务模块，同时跟业务管理模块相关的配置、控制功能实现都需要做相应的改动，实现复杂度大，不同类型设备难以共享网络服务模块中的大部分通用功能和特性，不利于实现可扩展和通用性等特性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法，降低系统复杂程度，在数据和IP传输设备等系统设备上，不同类型设备的网络服务模块及应用软件功能得以共享，发挥软件的可扩展性，保持系统的简单高效。

为达到以上目的，本发明采取一种通信系统中设备业务适配层架构，包括控制平面和多个业务盘，所述控制平面包括一个网络服务模块及一个业务适配层模块，所述网络服务模块通过业务适配层模块与所述业务盘进行通信，网络服务模块用以在通信设备的主控板上集中实现控制平面的操作。

本发明还提供一种通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，包括如下步骤：S1.控制平面接收业务信息，网络服务模块将业务信息生成业务控制信息并传给通信设备的业务适配层模块，其中业务控制信息包含配置数据，同时业务盘启动，并注册到所述业务适配层模块；S2.业务适配层模块首次接收网络服务模块的业务控制信息时，将所有配置数据按照“配置块ID+KEY”的形式存储于业务适配层的缓存中，并为每个配置块创建一个全局的序列号和一个状态标识字段，其中配置块ID为标识，KEY为关键字，指向所需配置块，将配置数据发送至对应业务盘；S3.除首次接收所述业务控制信息外，业务适配层模块每次接收业务控制信息的配置数据，均按照“配置块ID+KEY”的形式查找所述缓存，若新接收配置数据的配置块ID与缓存中的配置块ID不同，则按照S2新建一个序列号，并将该配置数据发送至对应业务盘；若新接收的配置数据的配置块ID与缓存中的某个配置块ID相同，且KEY指向的配置不同，则在所述缓存中更新该配置数据，并将配置数据更新发送至对应业务盘。

在上述技术方案的基础上，所述S1中，当各业务盘启动后，分别向业务适配层模块发送上电通知消息，业务适配层模块接收到上电通知消息后，回应上电通知响应消息到对应业务盘，同时将对应业务盘注册到业务适配层模块。

在上述技术方案的基础上，所述业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列，业务盘启动后，每隔10秒发送一次业务盘上电通知消息，直到收到业务适配层模块回应的上电通知响应消息。

在上述技术方案的基础上，所述S3中，当配置块的KEY指向的配置发生变化时，业务适配层模块将所述配置块的序列号值加1，并将旧的配置块状态标识字段设置为数据删除状态。

在上述技术方案的基础上，所述S3中，业务适配层模块向业务盘逐条发送或多条一起发送配置数据更新消息，所述业务盘收到配置数据更新消息后，逐条回应或者多条一起回应配置数据确认消息，并对收到的配置数据更新消息进行更新，对旧的数据进行删除。

在上述技术方案的基础上，所述业务适配层模块定时发送心跳信息给已注册的业务盘，当业务盘收到心跳信息时，回送心跳确认消息；当业务适配层模块多次没有收到某个业务盘的心跳确认消息时，将该业务盘的状态设置为下线状态，并注销该业务盘，清除业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列中所有没有收到确认的消息。

在上述技术方案的基础上，所述业务适配层模块会发生重启，重启后，业务适配层模块将广播发送代理获取摘要消息给所有业务盘，各业务盘收到代理获取摘要消息后，分别向业务适配层模块发送获取摘要确认消息，将各业务盘的配置块摘要信息发送至业务适配层模块。

在上述技术方案的基础上，所述业务适配层模块重启完成后，按照“配置块ID+KEY”形式在缓存中查找配置数据，如果查找失败，则将状态标识字段设置为数据删除状态，同步配置数据到对应业务盘，并添加到业务适配层模块创建的对应业务盘的配置重传队列中。

在上述技术方案的基础上，如果查找成功，则将状态标识字段设置为数据来自业务盘状态，比较序列号，当序列号不一致时，将状态标识字段设置为配置更新信息，由业务适配层模块同步发送配置数据到业务盘，并添加到业务适配层模块创建的该业务盘的配置重传队列中，如果比较序列号一致则不做操作。

在上述技术方案的基础上，所述业务适配层模块的配置数据包括两部分，一部分是配置块数据表结构，每类配置块ID对应一个数据表；另一个是业务盘结构数组，数组下标表示业务盘逻辑编号。

本发明的有益效果在于：

1.通过通信系统中设备业务适配层架构及业务适配层实现方法，管理业务单盘和接口，屏蔽槽位号、物理端口等信息，将对于物理端口的数据收发、初始化、告警、性能、管理抽象成对于逻辑端口的处理，对于上层业务管理或业务控制功能模块，提供标准的接口调用，将上层业务管理或业务控制功能模块的相关元素抽象成标准的对象类型；对于数据平面，提供对不同业务盘的管理功能以及业务配置同步功能。

2.本发明中控制平面采用集中式实现，数据平面采用分布式实现，在控制平面内设置业务适配层模块，并通过业务适配层模块实现控制平面和数据平面间的联系，保证通信系统中控制管理命令和消息在控制平面、数据平面及其硬件处理引擎之间的可靠传递，实现系统管理功能。同时由业务适配层蔽数据平面硬件信息，提供对不同业务盘的管理功能，以及业务配置同步功能。

3.为设备网络服务层及相关上层软件模块提供统一的业务适配层模块，将业务盘的槽位号、物理端口等信息抽象成统一的逻辑端口号，同时将对于特定物理单盘和物理接口的业务信息抽象成统一的逻辑端口的业务信息，屏蔽不同类型设备及不同类型业务盘在业务层面的个性特征，在不同类型设备上实现控制平面功能时只需要对业务适配层模块进行修改，网络服务层的业务管理和业务控制模块及其上层应用模块都可以保持不变，有效降低相关产品和设备的开发和维护成本，同时由于业务适配层对上层提供了统一的接口调用，屏蔽了设备最底层的物理特性，使得上层主要功能开发更加简单，最大限度降低系统复杂度，保持系统的简单高效。

附图说明

图1为本发明实施例通信系统中设备业务适配层架构示意图；

图2为本发明实施例中业务适配层模块与启动业务盘的信息交互示意图；

图3为本发明实施例中业务适配层模块下发配置数据的流程图；

图4为本发明实施例中业务适配层模块与业务盘的心跳信息交互示意图；

图5为本发明实施例中控制平面重启后通过业务适配层模块与业务盘建立连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明通信系统中设备业务适配层架构，包括控制平面和多个业务盘(业务盘1、业务盘2…业务盘n)，其中控制平面包括一个网络服务模块及一个业务适配层模块，所述网络服务模块通过业务适配层模块与所述业务盘进行通信，负责在通信设备的主控板上集中实现控制平面的操作。网络服务模块能够管理业务盘及其接口，屏蔽业务盘的槽位号、物理端口等信息，对于物理端口的数据收发、初始化、告警、性能、管理抽象成对于逻辑端口的处理；另外，网络服务模块实现和业务盘之间通信的功能，包括同步通信和异步通信功能，通过业务盘之间定义的统一的协议机制，实现与业务盘的信息交互过程。

本发明通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，包括如下步骤：

S1.所述控制平面负责接收来自通信系统中的业务信息，网络服务模块将业务信息生成业务控制信息，并传给通信设备的业务适配层模块，其中业务控制信息包含配置数据。所述配置数据包括两部分，一部分是配置块数据表结构，每类配置块ID对应一个数据表；另一个是业务盘结构数组，数组下标表示业务盘逻辑编号。与此同时，业务盘启动，并注册到所述业务适配层模块。

如图2所示，为本发明实施例中业务适配层模块与启动业务盘的信息交互示意图。当业务盘1…业务盘n启动后，分别给通信设备的业务适配层模块发送业务盘的上电通知消息BOARD_UP_NOTIFY，通知业务盘已经启动，业务适配层模块接收到所述上电通知消息BOARD_UP_NOTIFY后，回应上电通知响应消息BOARD_UP_NOTIFY_ACK到对应业务盘，同时将对应业务盘注册到业务适配层模块。业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列，业务盘启动后，每隔10秒发送一次上电通知消息BOARD_UP_NOTIFY，直到收到业务适配层模块回应的上电通知响应消息BOARD_UP_NOTIFY_ACK。

S2.业务适配层模块首次接收网络服务模块的业务控制信息时，网络服务模块调用业务适配层模块的接口，将所有的配置数据按照“配置块ID+KEY”的形式存储于业务适配层的缓存中，并为每个配置块创建一个全局的序列号和一个状态标识字段，其中配置块ID为标识，KEY为关键字并指向所需配置，业务适配层模块将配置数据发送至对应业务盘，并等待所述业务盘的回应。

S3.除首次接收所述业务控制信息外，业务适配层模块每次接收业务控制信息的配置数据，均按照“配置块ID+KEY”的形式查找所述缓存，若新接收配置数据的配置块ID与缓存中的配置块ID不同，则按照S2新建一个序列号，并将该配置数据发送至对应业务盘；若新接收的配置数据的配置块ID与缓存中的某个配置块ID相同，且KEY指向的配置不同，则在所述缓存中更新该配置数据，并将配置数据更新发送至对应业务盘。若是，查找到“配置块ID+KEY”完全相同的配置数据，则不作任何处理。

如图3所示，为网络服务模块通过业务适配层模块下发配置数据的流程图。所述S3中，当某个KEY指向的配置发生变化，意味着更新或者删除，业务适配层模块将所述配置块的序列号值加1。对于更新，业务适配层模块向业务盘按照“配置块ID+KEY+seq”的形式(seq为序列号)，逐条发送或多条一起发送配置数据更新消息GENT_CONFIG_UPDATE，所述业务盘收到配置数据更新消息GENT_CONFIG_UPDATE后，逐条回应或者多条一起回应配置数据确认消息AGENT_CONFIG_ACK，设置数据包的总长度最大值MTU为1400。而更新后，需要对旧的配置块删除，则将配置块的状态标识字段设置为数据删除状态INFO_DELETE。

在上述步骤中，如图4所示，所述业务适配层模块定时发送心跳信息AGENT_KEEPALIVE_MSG给已注册的业务盘，当业务盘收到心跳信息时，回送心跳确认消息AGENT_KEEPALIVE_MSG_ACK。当业务适配层模块多次没有收到某个业务盘的心跳确认消息时，将该业务盘的状态设置为下线状态，并注销该业务盘，清除业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列中所有没有收到确认的消息。当业务适配层模块接收到没有注册的业务盘消息时，将该业务盘注册到业务适配层模块，并创建对该业务盘的配置重传队列。

在上述步骤进行中，所述通信设备的业务适配层模块在主控盘软件升级、网管对主控盘发送复位命令或本地维护对主控盘进行复位操作时，通常会发生重启。重启后，如图5所示，业务适配层模块将广播发送代理获取摘要消息AGENT_GET_SUMM给所有业务盘，各业务盘收到代理获取摘要消息AGENT_GET_SUMM后，分别向业务适配层模块发送获取摘要确认消息AGENT_GET_SUMM_ACK，将各业务盘的配置块摘要信息(配置块ID+KEY+seq)发送到业务适配层模块。

所述业务适配层模块重启完成后，按照“配置块ID+KEY”形式在缓存中查找配置数据，如果查找失败，则将状态标识字段设置为数据删除状态DATA_DELETE，同步配置数据到对应业务盘，并添加到业务适配层模块创建的对应业务盘的配置重传队列中。如果查找成功，则将状态标识字段设置为数据来自业务盘状态DATA_FROM_BOARD，比较序列号，当序列号不一致时，将状态标识字段设置为配置更新信息INFO_UPDATE，由业务适配层模块同步发送配置数据到业务盘，并添加到业务适配层模块创建的该业务盘的配置重传队列中，如果比较序列号一致则不做操作。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种通信系统中设备业务适配层架构，包括控制平面和多个业务盘，其特征在于：所述控制平面包括一个网络服务模块及一个业务适配层模块，所述网络服务模块通过业务适配层模块与所述业务盘进行通信，网络服务模块用以在通信设备的主控板上集中实现控制平面的操作；业务适配层模块屏蔽数据平面硬件信息，提供对不同业务盘的管理功能，以及业务配置同步功能，将业务盘的槽位号、物理端口信息抽象成统一的逻辑端口号，同时将对于特定物理单盘和物理接口的业务信息抽象成统一的逻辑端口的业务信息，屏蔽不同类型设备及不同类型业务盘在业务层面的个性特征；

所述通信系统中设备业务适配层架构实现业务适配层时：

首先控制平面接收业务信息，网络服务模块将业务信息生成业务控制信息并传给通信设备的业务适配层模块，其中业务控制信息包含配置数据，同时业务盘启动，并注册到所述业务适配层模块；所述业务适配层模块的配置数据包括两部分，一部分是配置块数据表结构，每类配置块ID对应一个数据表；另一个是业务盘结构数组，数组下标表示业务盘逻辑编号；

然后业务适配层模块首次接收网络服务模块的业务控制信息时，将所有配置数据按照“配置块ID+KEY”的形式存储于业务适配层的缓存中，并为每个配置块创建一个全局的序列号和一个状态标识字段，其中配置块ID为标识，KEY为关键字，指向所需配置块，将配置数据发送至对应业务盘；

最后除首次接收所述业务控制信息外，业务适配层模块每次接收业务控制信息的配置数据，均按照“配置块ID+KEY”的形式查找所述缓存，若新接收配置数据的配置块ID与缓存中的配置块ID不同，则新建一个序列号，并将该配置数据发送至对应业务盘；若新接收的配置数据的配置块ID与缓存中的某个配置块ID相同，且KEY指向的配置不同，则在所述缓存中更新该配置数据，并将配置数据更新发送至对应业务盘。

2.一种通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.控制平面接收业务信息，网络服务模块将业务信息生成业务控制信息并传给通信设备的业务适配层模块，其中业务控制信息包含配置数据，同时业务盘启动，并注册到所述业务适配层模块；所述业务适配层模块的配置数据包括两部分，一部分是配置块数据表结构，每类配置块ID对应一个数据表；另一个是业务盘结构数组，数组下标表示业务盘逻辑编号；

S2.业务适配层模块首次接收网络服务模块的业务控制信息时，将所有配置数据按照“配置块ID+KEY”的形式存储于业务适配层的缓存中，并为每个配置块创建一个全局的序列号和一个状态标识字段，其中配置块ID为标识，KEY为关键字，指向所需配置块，将配置数据发送至对应业务盘；

S3.除首次接收所述业务控制信息外，业务适配层模块每次接收业务控制信息的配置数据，均按照“配置块ID+KEY”的形式查找所述缓存，若新接收配置数据的配置块ID与缓存中的配置块ID不同，则按照S2新建一个序列号，并将该配置数据发送至对应业务盘；若新接收的配置数据的配置块ID与缓存中的某个配置块ID相同，且KEY指向的配置不同，则在所述缓存中更新该配置数据，并将配置数据更新发送至对应业务盘。

3.如权利要求2所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述S1中，当各业务盘启动后，分别向业务适配层模块发送上电通知消息，业务适配层模块接收到上电通知消息后，回应上电通知响应消息到对应业务盘，同时将对应业务盘注册到业务适配层模块。

4.如权利要求3所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列，业务盘启动后，每隔10秒发送一次业务盘上电通知消息，直到收到业务适配层模块回应的上电通知响应消息。

5.如权利要求2所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述S3中，当配置块的KEY指向的配置发生变化时，业务适配层模块将所述配置块的序列号值加1，并将旧的配置块状态标识字段设置为数据删除状态。

6.如权利要求2所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述S3中，业务适配层模块向业务盘逐条发送或多条一起发送配置数据更新消息，所述业务盘收到配置数据更新消息后，逐条回应或者多条一起回应配置数据确认消息，并对收到的配置数据更新消息进行更新，对旧的数据进行删除。

7.如权利要求2所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述业务适配层模块定时发送心跳信息给已注册的业务盘，当业务盘收到心跳信息时，回送心跳确认消息；当业务适配层模块多次没有收到某个业务盘的心跳确认消息时，将该业务盘的状态设置为下线状态，并注销该业务盘，清除业务适配层模块创建各业务盘的配置重传队列中所有没有收到确认的消息。

8.如权利要求2所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述业务适配层模块会发生重启，重启后，业务适配层模块将广播发送代理获取摘要消息给所有业务盘，各业务盘收到代理获取摘要消息后，分别向业务适配层模块发送获取摘要确认消息，将各业务盘的配置块摘要信息发送至业务适配层模块。

9.如权利要求8所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：所述业务适配层模块重启完成后，按照“配置块ID+KEY”形式在缓存中查找配置数据，如果查找失败，则将状态标识字段设置为数据删除状态，同步配置数据到对应业务盘，并添加到业务适配层模块创建的对应业务盘的配置重传队列中。

10.如权利要求9所述的通信系统中设备业务适配层架构的业务适配层实现方法，其特征在于：如果查找成功，则将状态标识字段设置为数据来自业务盘状态，比较序列号，当序列号不一致时，将状态标识字段设置为配置更新信息，由业务适配层模块同步发送配置数据到业务盘，并添加到业务适配层模块创建的该业务盘的配置重传队列中，如果比较序列号一致则不做操作。