CN107306235A - 一种双主控设备主控之间链路扩展方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双主控设备主控之间链路扩展方法及装置，涉及通讯领域，所述双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，所述方法包括：在利用所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡；对所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行检测；当检测到所述直连链路发生异常时，禁用所述直连链路，并通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。通过主控和线卡之间的链路，使双主控之间的链路得到有限扩展，从而确保双主控之间数据同步的实时性和准确性。

Description

一种双主控设备主控之间链路扩展方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别涉及一种双主控设备主控之间链路扩展方法及装置。

背景技术

对于采用集中式管理架构的运用在通讯领域的双主控设备，主控单板起到枢纽的作用，涉及的模块包括管理平面、业务平面、控制平面等多个核心模块。其中，主用主控是当前正在工作的主控，备用主控是用于备份当前各模块信息的主控。对于要求热备份的设备，备用主控的各模块要求实时“掌握”工作在主用主控的对应模块的信息，即双主控之间的数据同步。这些数据可能来自外设(例如硬盘、flash、SD卡等)，也可能来自内存/缓存。一旦主用主控发生异常并触发主备倒换，则备用主控立刻转变为主用主控，各模块依据之前实时同步的数据开始工作。如果此时的热备份数据不完备，则影响设备业务的稳定运行。因此，双主控之间的数据同步的准确性和实时性是至关重要的。

目前通讯领域的双主控设备，各设备供应商大多采用两条直连高速总线来完成双主控之间的通信。而在实践中发现，两条通信链路，无论采用主备方式，还是负荷分担方式，仍可能存在一定程度链路异常情况，而受制于主控的交换芯片的端口数量，不能采用更多直连链路。即使随着硬件成本的进一步降低，交换芯片端口数量的增加，可以在新设备里增加更多直连链路，但如何保证老设备的双主控间数据同步的准确性和实时性，仍是目前面临的主要问题。

发明内容

根据本发明实施例提供的技术方案解决的技术问题是如何保证老设备的双主控间数据同步的准确性和实时性。

根据本发明实施例提供的双主控设备主控之间链路扩展方法，所述双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，所述方法包括：

在利用所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡；

对所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行检测；

当检测到所述直连链路发生异常时，禁用所述直连链路，并通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

优选地，所述的选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡的步骤包括：

对所述双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡；

将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

优选地，所述的禁用所述直连链路的步骤包括：

将所述主用主控的与备用主控直连的交换芯片端口禁用；

将所述备用主控的与主用主控直连的交换芯片端口禁用。

优选地，所述的通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步的步骤包括：

所述代理交换线卡经由其与所述主用主控相连的端口接收来自所述主用主控的同步数据，并经由其与所述备用主控相连的端口将所述同步数据转发至所述备用主控。

优选地，还包括：

对经由所述代理交换线卡形成的用于实现所述主用主控和所述备用主控之间数据同步的通信链路进行检测；

当检测到所述通信链路发生异常时，选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以便通过所述新的代理交换线卡实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

优选地，还包括：

当检测到所述直连链路正常时，启用所述直连链路，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述双主控设备主控之间链路扩展方法的程序。

根据本发明实施例提供的一种双主控设备主控之间链路扩展装置，所述双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，所述装置包括：

代理选取模块，用于在利用所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡；

链路检测模块，用于对所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行检测；

数据同步模块，用于当检测到所述直连链路发生异常时，禁用所述直连链路，并通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

优选地，所述代理选取模块对所述双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡，并将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

优选地，所述链路检测模块对经由所述代理交换线卡形成的用于实现所述主用主控和所述备用主控之间数据同步的通信链路进行检测，当检测到所述通信链路发生异常时，所述代理选取模块选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以供所述数据同步模块通过所述新的代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

优选地，当所述链路检测模块检测到所述直连链路正常时，所述数据同步模块启用所述直连链路，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例能够在不改变双主控(即主用主控和备用主控)之间物理链路的情况下，通过主控与线卡间的链路，使双主控之间链路得到有效拓展，确保双主控之间数据同步正常。

附图说明

图1是本发明实施例提供的双主控设备主控之间链路扩展方法框图；

图2是本发明实施例提供的双主控设备主控之间链路扩展装置框图；

图3是本发明实施例提供的双主控设备的系统通信链路示意图图；

图4是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由线卡CPU转发同步数据的示意图；

图5是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由线卡交换芯片转发同步数据的示意图；

图6是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由交换芯片端口操作系统流程图；

图7(a)是本发明实施例提供的主控与线卡间只支持二层通信，且通信链路告警检测点转移时保活探测报文的路径示意图；

图7(b)是本发明实施例提供的主控与线卡间支持三层通信，且通信链路告警检测点转移时保活探测报文的路径示意图；

图8是本发明实施例提供的新链路异常情况下，主用主控上报告警的系统流程图(MUX代表可容许的没有收到保活探测报文次数)。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的双主控设备主控之间链路扩展方法框图，双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，如图1所示，步骤包括：

步骤S101：在利用主用主控和备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡。

具体地说，对双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡，并将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

步骤S102：对主用主控和备用主控之间的直连链路进行检测。

步骤S103：当检测到直连链路发生异常时，禁用直连链路，并通过代理交换线卡，形成主用主控和备用主控之间的扩展的通信链路，从而利用该扩展的通信链路，实现主用主控和备用主控之间的数据同步。

当检测到直连链路发生异常时，首先将主用主控的与备用主控直连的交换芯片端口禁用，并将备用主控的与主用主控直连的交换芯片端口禁用，从而使直连链路禁用。然后，双主控间通过代理交换线卡转发同步数据，例如主用主控通过其与代理交换线卡相连的端口将同步数据发送至代理交换线卡，代理交换线卡经由其与主用主控相连的端口接收来自主用主控的同步数据，并经由其与备用主控相连的端口将同步数据转发至备用主控。

进一步地，对于代理交换线卡，如果其仅支持二层通信，则代理交换线卡将其交换芯片收到的数据上报至其中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，然后根据目的MAC地址，经由其交换芯片与备用主控连接的端口将相应的同步数据转发至备用主控；如果代理交换线卡支持三层通信，则代理交换线卡根据目的IP地址处理其交换芯片收到的数据，若目的IP是自己，则将数据发送至其CPU，若目的IP是备用主控，则其交换芯片直接经由与备用主控连接的端口将该数据转发至备用主控。

需要说明的是，在利用经由代理交换线卡形成的扩展的通信链路实现主用主控和备用主控之间数据同步的同时，对该通信链路进行链路检测，当检测到该通信链路发生异常时，选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以便通过新的代理交换线卡实现主用主控和备用主控之间的数据同步。

需要说明的是，当检测到主用主控和备用主控之间的直连链路正常时，通过启用主用主控和备用主控相连的相应的端口，启用直连链路，从而实现主用主控和备用主控之间的数据同步。

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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤S101至步骤S103。其中，的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。

图2是本发明实施例提供的双主控设备主控之间链路扩展装置框图，双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，如图2所示，装置包括：

代理选取模块，用于在利用主用主控和备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡。具体地说，代理选取模块对双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡，并将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

链路检测模块，用于对主用主控和备用主控之间的直连链路进行检测。

数据同步模块，用于当检测到直连链路发生异常时，禁用直连链路，并通过代理交换线卡，实现主用主控和备用主控之间的数据同步。具体地说，当链路检测模块检测到直连链路发生异常时，数据同步模块首先将主用主控的与备用主控直连的交换芯片端口禁用，并将备用主控的与主用主控直连的交换芯片端口禁用，从而使直连链路禁用；然后，通过代理交换线卡，形成双主控之间的扩展的通信链路，从而实现双主控间的同步数据的实时性和准确性。

其中，链路检测模块对经由代理交换线卡形成的用于实现主用主控和备用主控之间数据同步的通信链路进行检测，当检测到该通信链路发生异常时，代理选取模块选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以供数据同步模块通过新的代理交换线卡，实现主用主控和备用主控之间的数据同步。

其中，当链路检测模块检测到直连链路正常时，数据同步模块启用直连链路，实现主用主控和备用主控之间的数据同步。

图3是本发明实施例提供的双主控设备的系统通信链路示意图图，如图3所示，双主控设备包括主用主控、备用主控和多个线卡(例如图3中的线卡1至线卡4)，其中，主用主控与备用主控之间通过直连链路1连接，并通过直连链路1实现双主控间的数据同步。同时，每个线卡通过相应的端口分别于主用主控与备用主控连接，实现主控和线卡间的数据通信，例如线卡2通过通信链路2与主用主控进行数据通信，并通过通信链路3与备用主控进行数据通信。

当图3所示的直连链路1异常出现异常时，主用主控与备用主控无法通过直连链路1实现数据同步，此时可以利用线卡转发主控间的同步数据。图4是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由线卡CPU转发同步数据的示意图，如图4所示，假设选取图3所示的线卡2作为代理交换线卡。主用主控的交换芯片的端口ge1与备用主控的交换芯片的端口ge2连接，形成直连链路1；主用主控的交换芯片的端口ge3与代理交换线卡的交换芯片的端口ge4连接，形成链路2；备用主控的交换芯片的端口ge7与代理交换线卡的交换芯片的端口ge6连接，形成直连链路3。当直连链路1异常时，主用主控的告警模块上报关于直连链路异常的告警消息。系统根据该告警消息禁用端口ge1和端口ge2，并经由链路2和链路3转发主控间的同步数据。

图4假设线卡2仅支持二层通信，主用主控的同步数据经由交换芯片的端口ge3发送。代理交换线卡的交换芯片的端口ge4经由链路2收到的同步数据，并将该同步数据需要上送至CPU，然后CPU再经由端口ge6转发该同步数据，即经由链路3将同步数据发送至备用主控的交换芯片的端口ge7。备用主控的交换芯片的端口ge7经由链路3收到同步数据后，将该数据上送至其CPU。

图5是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由线卡交换芯片转发同步数据的示意图，如图5所示，图5的线卡2支持三层通信，主用主控的同步数据经由交换芯片的端口ge3发送。代理交换线卡的交换芯片的端口ge4经由链路2收到的同步数据，并直接经由端口ge6转发该同步数据，即经由链路3将同步数据发送至备用主控的交换芯片的端口ge7。备用主控的交换芯片的端口ge7经由链路3收到同步数据后，将该数据上送至其CPU。

图6是本发明实施例提供的双主控间直连链路1出现异常后，由交换芯片端口操作系统流程图，如图6所示，步骤包括：

步骤S201：对双主控间的直连链路进行定时检测。

步骤S202：判断双主控间的直连链路是否异常，若异常则执行步骤205，否则执行步骤S203。

步骤S203：判断双主控间的直连交换芯片端口(例如图4的端口ge1和端口ge2)是否已被禁用，若已被禁用则执行步骤S204，否则执行步骤S201。

步骤S204：启用直连交换芯片端口。

步骤S205：禁用直连交换芯片端口。

图7(a)是本发明实施例提供的主控与线卡间只支持二层通信，且通信链路告警检测点转移时保活探测报文的路径示意图，如图7(a)所示，主用主控的CPU经由其交换芯片的端口ge3将保活探测报文发送至代理交换线卡的交换芯片的端口ge4，代理交换线卡的CPU接收交换芯片上送的保活探测报文，并经由交换芯片的端口ge6将该报文转发至备用主控的交换芯片的端口ge7，备用主控的CPU收到交换芯片上送的保活探测报文后，生成响应的保活探测响应报文，并经由交换芯片的端口ge7发送至代理交换线卡的交换芯片的端口ge6，代理交换线卡的CPU接收交换芯片上送的保活探测响应报文，并经由交换芯片的端口ge4将该报文转发至主用主控的交换芯片的端口ge3，主用主控的CPU接收交换芯片上送的保活探测响应报文。

图7(b)是本发明实施例提供的主控与线卡间支持三层通信，且通信链路告警检测点转移时保活探测报文的路径示意图，如图7(b)所示，主用主控的CPU经由其交换芯片的端口ge3将保活探测报文发送至代理交换线卡的交换芯片的端口ge4，代理交换线卡的交换芯片经由其端口ge6将该报文转发至备用主控的交换芯片的端口ge7，备用主控的CPU收到交换芯片上送的保活探测报文后，生成响应的保活探测响应报文，并经由交换芯片的端口ge7发送至代理交换线卡的交换芯片的端口ge6，代理交换线卡的交换芯片经由其端口ge4将该报文转发至主用主控的交换芯片的端口ge3，主用主控的CPU接收交换芯片上送的保活探测响应报文。

图8是本发明实施例提供的新链路异常情况下，主用主控上报告警的系统流程图，如图8所示，步骤包括：

步骤S301：主用主控发送保活探测报文。

步骤S302：对双主控间的扩展的通信链路(即经由代理交换线卡形成的双主控间的通信链路)进行定时检测。

步骤S303：主用主控判断是否收到应答，若收到则执行步骤S304，否则执行步骤S305。

步骤S304：将计数器清零，即计数值K＝0。

步骤S305：将计数器的计数值加1，得到新的计数值。

步骤S306：判断当前的新的计数值是否大于可容许的没有收到保活探测报文的应答的次数MUX，若大于MUX则执行步骤S307，否则执行步骤S301。

步骤S307：主用主控上报通信异常告警。

对于选取代理交换线卡的步骤，由于借用某线卡转发主控之间的同步数据，可能会影响原有的主控与线卡间的数据通信，所以系统要根据实际业务情况自适应选择代理交换线卡，业务配置量小，意味着该单板与主控之间的通讯交互较少，选择其作为代理转发线卡，可以使干扰最小化，即按照线卡业务配置量排序，优先选择业务配置量小的线卡作为代理交换线卡。

正常情况下，主控与线卡、主控与主控之间采用单播通讯，当检测到主控与主控之间直连链路异常，在触发网管告警的同时，禁用主控与主控的交换芯片端口，并改由主控与代理交换线卡的交换芯片端口转发数据，即代理交换线卡的交换芯片也接收主控之间的同步数据。

当代理交换线卡的交换芯片收到主控发来的数据后，若该交换芯片支持三层通讯，则根据ip地址将数据转发给线卡cpu或者另一主控，即若该数据的目的IP地址是代理交换线卡本身，则代理交换线卡的交换芯片将该数据上送值线卡cpu,若该数据的目的IP地址是另一主控，则代理交换线卡的交换芯片将该数据转发给该另一主控；若该交换芯片只支持二层通讯，则统一将数据上送线卡cpu，再由线卡cpu根据数据内容转发给另一主控。

双主控之间新的链路增加通信异常检测告警点，主用主控与备用主控之间有保活探测报文的交互，当检测到链路异常时，主用主控上报通信异常告警，同时，系统根据线卡业务配置量的排序，选择另一块线卡单板作为代理交换线卡。

当故障恢复，系统检测到主控与主控之间直连链路恢复正常时，主控之间改回原有直连通信链路。

下面结合图3至图8的具体实施对本发明作进一步的说明。

不失一般性，假设双主控设备有一块主用主控、一块备用主控和四块线卡，彼此之间的通信链路如图3所示，系统对当前所有线卡的业务配置量做排序，其中线卡2的业务配置量最少，且两个主控与线卡2之间的链路无异常，所以被优先选择为代理交换线卡。双主控之间的直连链路为链路1，线卡2与主用主控之间的链路为链路2，线卡3与备用主控之间的链路为链路3。

实现的过程如下：

1.系统上电，系统对当前所有线卡的业务配置量做排序，其中线卡2的业务配置量最少，且两个主控与线卡2之间的链路无异常，所以被优先选择为代理交换线卡.

2.当双主控间直连链路1出现异常后，如图4所示，主用主控触发告警模块上报告警，同时系统禁用主用主控侧与备用主控直连的交换芯片端口ge1和备用主控侧与主用主控直连的交换芯片端口ge2，系统示意图如图6所示。

3.以从主用主控发送数据到备用主控为例，在主用主控侧，所有通过ge1发送的报文，改由与线卡2直连的交换芯片端口ge3发送。

4.线卡2与主用主控直连的交换芯片端口ge4收到从主用主控发送来的报文后，若主控与线卡间采用三层通信，不失一般性，假设线卡2被分配的设备内ip地址为192.168.0.2，备用主控被分配的设备内ip地址为192.168.0.14，当收到的报文目的ip为192.168.0.2，则报文上送本板cpu处理，当收到的报文目的ip为192.168.0.14，则报文通过与备用主控直连的交换芯片端口ge6转发给备用主控，该流程如图5所示。

5.当线卡2的ge4收到从主用主控发送来的报文后，若主控与线卡间只支持二层通信，则报文一律上送本板cpu处理，由本板cpu根据路由表，将目的ip为192.168.0.14的报文通过ge6转发给备用主控，该流程如图4所示。

6.当双主控间直连链路1出现异常后，两个主控之间通信链路的告警检测点转移到新的链路上，每隔若干秒，主用主控发送保活探测报文，经线卡2转发给备用主控，再由备用主控应答该保活探测报文，再经过线卡2转发给主用主控，流程如图7(a)和图7(b)的曲线箭头所示，如果主用主控连续若干次没有收到自己发送的保活探测报文的应答，则判定新的链路异常，主用主控上报通信异常告警，系统示意图如图8所示，同时系统再对当前所有线卡业务配置量排序，选择除线卡2之外业务配置量最小的线卡作为代理转发线卡。

7.当故障恢复，系统检测到两个主控之间直连链路正常后，两个主控之间通信链路改为原有直连链路，系统启用主用主控侧与备用主控直连的交换芯片端口ge1和备用主控侧与主用主控直连的交换芯片端口ge2，系统示意图如图6所示。

综上，本发明的实施例具有以下技术效果：

1、本发明实施例在不增加额外成本的情况下，借用主控与线卡间的链路，能够自适应选择某个线卡的交换芯片“搭桥”转发同步数据，使两个主控之间保持通信正常；

2、本发明实施例的两个主控之间的直连链路异常情况下，底层模块决策两个主控之间同步数据发送的真实路径，上层应用不需要感知。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双主控设备主控之间链路扩展方法，所述双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，所述方法包括：

在利用所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡；

对所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行检测；

当检测到所述直连链路发生异常时，禁用所述直连链路，并通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

2.根据权利要求1所述的方法，所述的选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡的步骤包括：

对所述双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡；

将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

3.根据权利要求1所述的方法，所述的禁用所述直连链路的步骤包括：

将所述主用主控的与备用主控直连的交换芯片端口禁用；

将所述备用主控的与主用主控直连的交换芯片端口禁用。

4.根据权利要求1所述的方法，所述的通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步的步骤包括：

所述代理交换线卡经由其与所述主用主控相连的端口接收来自所述主用主控的同步数据，并经由其与所述备用主控相连的端口将所述同步数据转发至所述备用主控。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，还包括：

对经由所述代理交换线卡形成的用于实现所述主用主控和所述备用主控之间数据同步的通信链路进行检测；

当检测到所述通信链路发生异常时，选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以便通过所述新的代理交换线卡实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，还包括：

当检测到所述直连链路正常时，启用所述直连链路，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

7.一种双主控设备主控之间链路扩展装置，所述双主控设备包括主用主控、备用主控和线卡，所述装置包括：

代理选取模块，用于在利用所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行数据同步期间，选取一个线卡作为用于数据同步的代理交换线卡；

链路检测模块，用于对所述主用主控和所述备用主控之间的直连链路进行检测；

数据同步模块，用于当检测到所述直连链路发生异常时，禁用所述直连链路，并通过所述代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

8.根据权利要求7所述的装置，所述代理选取模块对所述双主控设备的线卡的业务配置量进行排序，确定业务配置量最少的线卡，并将所确定的业务配置量最少的线卡作为代理交换线卡。

9.根据权利要求7或8所述的装置，所述链路检测模块对经由所述代理交换线卡形成的用于实现所述主用主控和所述备用主控之间数据同步的通信链路进行检测，当检测到所述通信链路发生异常时，所述代理选取模块选取另一线卡作为新的代理交换线卡，以供所述数据同步模块通过所述新的代理交换线卡，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。

10.根据权利要求7或8所述的装置，当所述链路检测模块检测到所述直连链路正常时，所述数据同步模块启用所述直连链路，实现所述主用主控和所述备用主控之间的数据同步。