CN103036819A - 分组业务总线的切换方法、系统及数据交换通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分组业务总线的切换方法、系统及数据交换通信设备，该方法包括：业务板通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；所有的交换板中每个交换板在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；业务板在所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。通过本发明，实现了分组交换系统的无损切换。

Description

分组业务总线的切换方法、系统及数据交换通信设备

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种分组业务总线的切换方法、系统及数据交换通信设备。

背景技术

现有技术中，通讯设备包括系统和终端两部分。系统通讯设备种类繁多，通常用于构建通讯网的基础网络，对可靠性有较高要求，通常系统通讯设备包括路由器、交换机、SDH设备、波分设备等等。

图1是根据相关技术中的通讯设备实现框架示意图，需要说明的是，系统设备种类虽然繁多，但系统实现框架有很大的相似性，如图1所示，系统通讯设备通常都是以交换板为核心构建的，交换板的数量根据系统方案而不相同，有的系统可能只有一块交换板，有的系统可能有多块交换板，各业务板和各交换板之间都有背板总线互联。多交换板系统除了能够提供更大的交换容量外，不同的交换板之间还形成冗余备份关系，如果一块交换板发生故障，系统会把故障交换板上的业务自动倒换到其他交换板，从而避免了数据业务的中断。

图2是根据相关技术中的业务板和交换板业务总线并发优收示意图，如图2所示，业务板发送同时并发到所有交换板；业务板接收，从所有交换板业务总线中优选，即，业务板到交换板是并发，所以切换交换板时该方向业务是无损的。交换板到业务板，业务板存在优收选择过程，所以切换交换板时该方向业务有损伤。

在现有技术中，交换分为电路交换和分组交换，下面对电路交换和分组交换分别进行说明。

图3是根据相关技术中的电路交换业务板优收示意图，如图3所示，各个交换板发给业务板的帧长相等，帧头对齐，基于电路交换的这个特点，业务板可以在帧头位置切换交换板，在帧头位置切换不破坏净荷，因此，基于电路交换可以做到无损切换。

图4是根据相关技术中的分组交换业务板优收示意图，如图4所示，各个交换板发给业务板的帧长不相等，帧头位置也是随机的，由于分组交换的这个特点，业务板很难寻找一个统一的帧头位置切换交换板，因此分组交换业务总线切换时会损伤业务。对于分组交换的交换板间的业务切换，如何达到无损切换称为了业界的一个难题。

现有技术对此提供了一种解决方法：可以采用把分组报文先封装到电路交换数据帧中，这样背板业务总线上传送电路交换数据帧。通过这种方式，可以利用电路交换帧头对齐的特点来实现业务总线无损切换，但是，这种方法实现过程复杂，成本高，总体而言，这种方案并不易于商用普及。

发明内容

针对分组交换中采用将分组报文封装到电路交换数据帧来解决无损切换所导致的实现复杂的问题，本发明提供了一种分组业务总线的切换方法、系统及数据交换通信设备，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种分组业务总线的切换方法，该方法包括：业务板通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；所有的交换板中每个交换板在接收到所述通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，所述每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；所述业务板在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

优选地，该方法还包括：所述每个交换板在本地设置的定时器超时后恢复发送所述业务数据，其中，所述定时器在接收到所述通知之后启动计时，所述定时器的时长不短于所述分组业务总线切换所需的时间。

优选地，该方法还包括：所述业务板在切换完成之后，触发所述所有的交换板恢复发送所述业务数据。

优选地，所述所有的交换板中每个交换板在接收到所述通知之后均暂停业务数据的发送包括：每个交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停业务数据的发送，并存储其余待向所述业务板发送的业务数据。

优选地，根据所述业务板的分组业务总线进行切换所需的时长在所述每个交换板上预留对应大小的用于存储待向所述业务板发送的业务数据的存储空间，其中，所述存储空间的大小与所述分组业务总线进行切换所需的时长成正比。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种分组业务总线的切换系统，该系统包括：通知模块，位于业务板上，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；暂停模块，位于每个交换板上，用于在接收到所述通知之后，暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，所述每个交换板的业务数据都处于帧间隙位置；切换模块，位于所述业务板上，用于在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

优选地，该系统还包括：发送模块，位于所述交换板上，用于在本地设置的定时器超时后恢复发送所述业务数据，其中，所述定时器在接收到所述通知之后启动计时，所述定时器的时长不短于所述分组业务总线切换所需的时间。

优选地，该系统还包括：触发模块，位于所述业务板上，用于在所述业务板在切换完成之后，触发所有的交换板恢复发送所述业务数据。

优选地，所述暂停模块还用于在交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停所述业务数据的发送，并存储其余待向所述业务板发送的业务数据。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种数据交换通信设备，包括业务板和多个交换板，其中，所述业务板，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；所述多个交换板，用于在接收到所述通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；所述业务板，还用于在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

通过本发明，采用所有的交换板中每个交换板在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，并且，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置，在处于帧间隙位置的暂停发送业务数据期间，完成分组业务总线的切换，从而在进行分组交换时，达到了数据无损切换的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术中的通讯设备实现框架示意图；

图2是根据相关技术中的业务板和交换板业务总线并发优收示意图；

图3是根据相关技术中的电路交换业务板优收示意图；

图4是根据相关技术中的分组交换业务板优收示意图；

图5是根据本发明实施例的分组业务总线的切换方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的分组业务总线的切换系统的结构框图；

图7是根据本发明实施例的数据交换通信设备的结构框图；

图8是根据本发明优选实施例的分组业务总线切换的示意图；

图9是根据本发明优选实施例的分组业务总线切换方法的流程图；

图10是根据本发明优选另一实施例的分组业务总线切换示意图；

图11是根据本发明另一优选实施例的HW总线示意图；

图12是根据本发明另一优选实施例的HW总线时序示意图；

图13是根据本发明另一优选实施例的暂停窗口时间示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在以下实施例中提出了一种分组业务总线的切换方法，由于在分组交换系统中，分组交换中的业务总线上传送的是分组数据包，相邻数据包之间存在帧间隙，因此，本发明实施例及其优选实施方式利用了相邻数据包之间存在的帧间隙来进行分组业务总线切换，即通过某种机制实现切换时间点上所有交换板都处于帧间隙位置，可以在处于该帧间隙位置时，暂停发送业务数据，在暂停发送业务数据期间来完成分组业务总线的切换，从而实现无损切换。

图5是根据本发明实施例的分组业务总线的切换方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，业务板通知所有的交换板进行分组业务总线的切换。

步骤S504，所有的交换板中每个交换板在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置。

步骤S506，业务板在所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

通过本实施例的上述步骤，采用所有的交换板中每个交换板在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，并且，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置，在处于帧间隙位置的暂停发送业务数据期间，完成分组业务总线的切换，从而在进行分组交换时，达到了数据无损切换的效果。

作为上述实施例的一个优选实施方式，在业务板完成分组业务总线的切换之后，可以通过多种方式来恢复每个交换板上发送业务数据，例如，可以通过每个交换板在本地设置的定时器，在定时器超时后恢复发送业务数据，并且，定时器在接收到业务板发送的分组业务总线切换通知之后及时启动该定时器，并进行计时，其中，为了保证分组业务总线能够完成，那么，定时器的设置时长应该不短于分组业务总线切换所需的时间。这种实施方式，只需根据切换的情况设置定时器的定时时长即可，其实现时比较简单。

又例如，可以在业务板切换完成之后，触发所有的交换板恢复发送业务数据，其中，可以但不限于通过向每个交换板发送完成分组业务总线切换已完成的通知或消息，当每个交换板接收到该通知或消息时，触发所有的交换板恢复发送业务数据。由于业务板向每个交换板发送的方式为并发，因此，这种方式实现比较可靠。

优选地，在所有的交换板中每个交换板接收到通知之后均暂停业务数据的发送时，为了保证业务数据不损失，可以通过每个交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停业务数据的发送，并存储其余待向业务板发送的业务数据。这样可以在一定程度上保证已经发送的数据和待发送的数据均没有损失。

作为本实施例的一种较优的实施方式，在存储其余待向业务板发送的业务数据时，可以但不限于根据业务板的分组业务总线进行切换所需的时长在每个交换板上预留对应大小的用于存储待向业务板发送的业务数据的存储空间，其中，存储空间的大小与分组业务总线进行切换所需的时长成正比，即，分组业务总线切换的时间越长，其所需的存储空间越大。通过存储数据保证在数据恢复发送时，不损失暂停期间的业务数据。

在本实施例中，还提供了一种分组业务总线的切换系统，该系统用于实现上述实施例及其优选的实施方式，已经进行过说明的不再赘述，下面对该对该装置涉及的各个模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图6是根据本发明实施例的分组业务总线的切换系统的结构框图，如图6所示，该系统包括通知模块60，暂停模块62和切换模块64，下面对该系统的各个模块及其功能进行说明。

通知模块60，位于该系统的业务板上，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；暂停模块62，位于该系统的每个交换板上，用于在接收到通知之后，暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据都处于帧间隙位置；切换模块64，位于该系统的业务板上，用于在所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

优选地，该系统还包括发送模块，位于该系统的交换板上，用于在本地设置的定时器超时后恢复发送业务数据，其中，定时器在接收到通知之后启动计时，定时器的时长不短于分组业务总线切换所需的时间。

优选地，该系统还包括触发模块，位于该系统的业务板上，用于在业务板在切换完成之后，触发所有的交换板恢复发送业务数据。

优选地，暂停模块62还用于在交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停业务数据的发送，并存储其余待向业务板发送的业务数据。

图7是根据本发明实施例的数据交换通信设备的结构框图，如图7所示，该设备包括业务板70和多个交换板72，下面对该设备的各个部件及其功能进行说明。

业务板70，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；多个交换板72，用于在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；70业务板，还用于在所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

下面结合优选实施例进行说明，该优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式，在本优选实施例中，通过在切换时间点上所有交换板都处于帧间隙位置，并在该帧间隙位置暂停业务数据发送来完成分组业务总线的切换，从而有效地解决了分组交换系统中业务板在不同交换板之间切换业务总线带来的业务损断问题，实现了分组交换系统中分组业务总线的无损切换。

图8是根据本发明优选实施例的分组业务总线切换的示意图，下面结合图8对该优选实施例进行说明。

需要说明的是，本优选实施例中的交换板需要同时具备以下几个功能：

(1)存储功能，每个交换板均能够存储分组数据包，需要说明的是，现有的交换板虽然也具有存储的功能，但存储深度非常有限，在本实施例中的交换板的存储功能的存储深度所支持暂停时间窗口需要满足业务板业务总线切换要求。

(2)暂停发送功能，交换板具有暂停发送时间窗口，该窗口内暂停向业务板发送分组数据包，理论上交换板的存储容量越大，则暂停窗口的设置深度也可以越大，即，交换板的存储容量越大，暂停窗口的设置深度也可以越大，也就意味着存储的数据包越多。

(3)暂停机制，系统内设计有暂停机制，暂停机制一旦启动，所有交换板同时启动暂停发送窗口，暂停向业务板发送，暂停窗口时间逝去后再启动发送

图9是根据本发明优选实施例的分组业务总线切换方法的流程图，如图9所示，该流程包括如下步骤：

步骤S902，设置交换板暂停发送时间窗口，需要说明的是，该窗口不易设置过短也不易设置过长，以能够刚好满足业务板切换时间为好。

步骤S904，业务板启动系统暂停机制，并通知所有交换板暂停发送业务数据。

步骤S906，所有交换板接收到该通知，并暂停窗口发送数据。

步骤S908，业务板在暂停窗口内完成分组业务总线的切换。由于在暂停窗口内所有交换板暂停发送，并且，业务板切换分组业务总线的时间点刚好在所有交换板的帧间隙位置，有效地解决了分组交换系统中业务板在不同交换板之间切换业务总线带来的业务损断问题，从而实现了无损切换。

图10是根据本发明优选另一实施例的分组业务总线切换示意图，如图10所示，在公司某通讯设备为分组交换设备的前提下，实现数据交换功能。

如图10所示，系统中有2块交换板和6块业务板，两块交换板互为备份，交换板和业务板之间采用千兆以太网SGMII总线互联，从业务板接入的业务在板内经过一系列处理后统一转换成千兆以太网数据包，并通过背板SGMII总线并发给2块交换板。同时通过背板SGMII总线接收2块交换板转发过来的千兆以太网数据包，并优选一路处理。背板上设计有一条HW总线，同时连2块交换板和6块业务板，HW总线工作频率为8MHz，为所有业务板和交换板都划分了工作时隙，每块业务板的HW时隙中定义一个交换板暂停发送使能位，2块交换板实时监测该使能位。某块业务板(例如，业务板1)如果计划切换交换板，则打开暂停使能位，2块交换板可以同时检查到暂停命令，并使能暂停发送窗口，业务板在暂停窗口内完成分组业务总线切换。

下面以上述系统中有2块交换板和6块业务板为例，对分组业务总线切换的过程进行如下说明。

图11是根据本发明另一优选实施例的HW总线示意图，如图11所示，HW总线包括3根信号线，分别是HW帧头、HW时钟信号线和HW数据信号线。图12是根据本发明另一优选实施例的HW总线时序示意图，如图12所示，工作频率为2MHz，共32个时隙，HW帧头位置对应时隙1，其中，6块业务板和2两块交换板各分配4个时隙，每块业务板各选一个时隙定义为暂停发送位。如果该暂停发送位被设置为1，则命令交换板启动暂停发送窗口；业务板切换交换板时，则将本板的暂停位设为1。两块交换板实时监测HW总线状态，一旦发现某块单板的暂停位被置位，则立刻启动暂停发送窗口。如果检测到暂停命令时交换板正在向业务板发送数据包，则发送完后立刻启动暂停发送窗口。图13是根据本发明另一优选实施例的暂停窗口时间示意图，下面结合图13对其进行说明。

T1：业务板在T1时间点设置暂停发送命令。

T2：交换板在T2时间点检测到业务板下发的暂停发送命令。HW线工作时钟频率为2MHz，共32个时隙，一个HW周期125us，因此T2和T1之间时间间隔最大125us。

T3：交换板在T3时间点上启动暂停发送时间窗口。交换板在T2时间点上可能正在发送数据包，背板为1.25G的SGMII总线，最大数据包为9600字节，发送完一包数据最长用时76.8us。同时交换板在T2时间点检测到暂停命令后还需要运行一段软件才能启动发送时间窗口，这段时间和交换板所采用的处理器性能以及软件效率有关，通常不会超过5ms。因此，为了满足需求，T2和T3之间最大时间间隔可设为5ms。

T4：业务板在T4时间点启动切换。

T5：交换板在T5时间点结束暂停时间发送窗口。业务板通常采用交点开关实现业务总线切换，物理切换时间不会超过1ms，T4和T5之间预留10ms时间即可以满足。

因此，交换板一旦检测到暂停命令则立刻启动暂停发送时间窗口，暂停窗口设为10ms.业务板在设置暂停发送命令后等待6-8ms后即可进行总线切换。

在另外一个实施例中，还提供了一种分组业务总线切换软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述传输时延控制软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

通过上述实施例及其优选实施例，通过采用所有的交换板中每个交换板在接收到通知之后，均暂停业务数据的发送，并且，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置，在处于帧间隙位置的暂停发送业务数据期间，完成分组业务总线的切换，从而在进行分组交换时，达到了数据无损切换的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分组业务总线的切换方法，其特征在于，包括：

业务板通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；

所有的交换板中每个交换板在接收到所述通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，所述每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；

所述业务板在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述每个交换板在本地设置的定时器超时后恢复发送所述业务数据，其中，所述定时器在接收到所述通知之后启动计时，所述定时器的时长不短于所述分组业务总线切换所需的时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述业务板在切换完成之后，触发所述所有的交换板恢复发送所述业务数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述所有的交换板中每个交换板在接收到所述通知之后均暂停业务数据的发送包括：

每个交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停业务数据的发送，并存储其余待向所述业务板发送的业务数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述业务板的分组业务总线进行切换所需的时长在所述每个交换板上预留对应大小的用于存储待向所述业务板发送的业务数据的存储空间，其中，所述存储空间的大小与所述分组业务总线进行切换所需的时长成正比。

6.一种分组业务总线的切换系统，其特征在于包括：

通知模块，位于业务板上，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；

暂停模块，位于每个交换板上，用于在接收到所述通知之后，暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，所述每个交换板的业务数据都处于帧间隙位置；

切换模块，位于所述业务板上，用于在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

发送模块，位于所述交换板上，用于在本地设置的定时器超时后恢复发送所述业务数据，其中，所述定时器在接收到所述通知之后启动计时，所述定时器的时长不短于所述分组业务总线切换所需的时间。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

触发模块，位于所述业务板上，用于在所述业务板在切换完成之后，触发所有的交换板恢复发送所述业务数据。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述暂停模块还用于在交换板发送完当前正在发送的业务数据包之后，暂停所述业务数据的发送，并存储其余待向所述业务板发送的业务数据。

10.一种数据交换通信设备，包括业务板和多个交换板，其特征在于，

所述业务板，用于通知所有的交换板进行分组业务总线的切换；

所述多个交换板，用于在接收到所述通知之后，均暂停业务数据的发送，其中，在暂停业务数据发送时，每个交换板的业务数据均处于帧间隙位置；

所述业务板，还用于在所述所有的交换板暂停发送业务数据期间完成对分组业务总线的切换。

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