CN108600374A - 多地区跨地域远程集中交换网络架构 - Google Patents

Abstract

多地区跨地域远程集中交换网络架构包括三部分：1.本地区域数据网络设置若干对外交换用的功能数据区，通过对数据区的读写实现与异地数据交换的逻辑操作。2.传送模块通过对相关数据区的复制操作和传送，形成跨越地域的副本映像。3.在集中交换地，通过接收并复制各地的映像数据后，连接建立异地集中交换网络，通过对各地请求和应答数据区间的传送实现远程交换操作。说明书摘要附图1为原理性示意图。核心内容是●通过传输模块跨地域空间的数据映射操作，解决地域跨度问题。●异地集中交换网络实现各地的数据互连互通逻辑连接问题。●本地区域数据网络，只需操作本地的相关数据区即可。●物理连接通道可以作为广义数据的一种特定形式。

Description

多地区跨地域远程集中交换网络架构

所属技术领域

多地区跨地域远程集中交换网络架构可用于多个区域性数据网络的连接和数据交换，主要提出了区域性网络之间远距离互联方面新的网络架构形式，针对网络拓扑结构，传输模式及效率，升级便利性等提出了新的设计概要方案。

背景技术

数据网络传输技术，特别是地域性的网络传输技术已经发展得相当成熟。

不过，在远距离跨地域数据网络互联互通方面，仍然存在着一定的技术、设备和系统性方案方面的瓶颈。

以目前(2018年)的通讯技术为例，当地无线数据流量与跨地区流量之间的巨大价格差异就反映出了相关技术的相对滞后。

随着信息技术的进一步发展，视频信息技术的更广泛应用，全地域覆盖的智能化平台的建设等等，都需要更加强大的网络基础能力的支持。

现有的网络系统，仅仅还是局限于满足通讯、简单音视频通讯、一般性图文传送的水平上。

数据网络传输技术，在相距较远的多个地域性网络的互连互通方面，需要有更加方便，高效，可维护性好，可扩充性好，发展空间更大的技术方案。

发明内容

多地区跨地域远程集中交换网络架构的设计是为了能够更高效，更易扩充地解决地域性数据网络之间的远程数据互连互通问题，主要包括了模块化的三部分内容：

1.本地数据网络的功能扩充，解决本地网络与远程网络之间数据和连接的模式、方法及交换逻辑。

2.相对独立的相关数据的跨地域传送环节，通过把映像数据传递到第三方集中交换地点的方式，解决地理位置与数据关联性之间的矛盾。

3.异地的数据集中交换，在第三方地点的集中交换地，把各地传送来的映像数据组成交换网络，完成其间需要的数据传递和交换。

第一部分是对本地区域网络的功能扩充，通过在本地建立功能数据区的方式实现。

通过对本地功能数据区的操作，实现与远程数据交换的逻辑功能。

说明书附图1示意了本地区域网络需要扩充的几个基本功能数据区。

本地区域性数据网络需要与远程的数据网络实现互联互通时，多地区跨地域远程集中交换网络架构在本地数据网络中增设若干个功能数据区，包括

●对外请求数据区

●外来应答数据区

●外来请求数据区

●对外应答数据区

●状态信息数据区等等。

这些数据区是指可以处理各种形式的数据及连接的逻辑区域，可以包含但不限于静态数据，动态数据，同步数据，异步数据，流数据，链接逻辑甚至数据连接通道。

对外请求数据区和外来应答数据区用于本地对外数据的交换需求。

当本地区域性数据网络需要外部的远程数据响应或者需要进行远程连接时，只需把需求内容以一定的形式放置到对外请求数据区中，然后等待外部应答数据区中返回的相应回复即可，相关数据的跨地域传送及交换问题，无需当地网络参与。

外来请求数据区和对外应答数据区用于响应其它远程网络对本地的数据需求。

本地区域性数据网络通过随时动态响应外来请求数据区中出现的异地对本地的数据和连接要求，并把回复数据或必要的连接通道放置到对外应答数据区中，实现对外来远程数据请求的响应。

状态数据区可用于系统的自动组网及运行状态的监控，特别是在故障检测方面非常重要。

状态数据区可以及时反映系统工作状态，子系统状态，数据就绪状态，通道通畅状态等等，还可以提示优化替代方案。

便于系统动态自动组网，动态纠错等功能需要。

第二部分是相关数据的远程传送及数据区内容的映射。

说明书附图2为相关数据区镜像复制的示意图，箭头表示了数据同步关系的方向。

多地区跨地域远程集中交换网络架构的远程数据传输模式采用了远程数据传送干线两端先对要传送的数据镜像复制，中间通过数据干线集中传输的方式。

在本地区域数据网络一端，首先对要传送的功能数据区进行镜像复制，形成数据区副本，然后对数据区副本内容进行远距离传输(或连接)，数据传输至异地的集中交换地点后，再原成数据区映像。

数据区映像被再次镜像复制后，形成集中交换地所需要的交换用功能数据区。

传输干线可以采用任何方式和形式的传输技术。

这一系列数据区，数据区副本，数据区映像之间的多级复制连接，要保持一定的同步关系。

有些数据区是特定方向同步，有些是双向同步的。

其中，对外请求数据区和对外应答数据区的内容，传输链路上的所有副本和映像，都对本地网络相关数据区同步。

也就是说，对外请求数据区和对外应答数据区的内容及各种副本及映像数据，只有本地区域数据网络是可读写的，其它环节包括传送和集中交换环节，这两种数据区都是只读的。

这里的读写操作不包括复制和同步本身的操作。

类似，外来请求数据区及外来应答数据区的内容，对本地数据网络是只读的，它们只能有异地集中交换地一端的交换网络对相应数据区进行读写操作。

状态数据区是双向同步的，当然其中某些数据是只有一端可以改变的，数据区的内容自动与新变数据同步。

传输干线两端采取的两次镜像复制操作，既可以实现本地区域数据网络、传输模块、异地集中交换地网络之间的相互隔离，又能为相关数据的容错设计及系统的动态扩充等提供方便。

第三部分是异地集中交换部分

可以选择任何地点作为集中交换地。

各地的各组功能数据区经过传输模块传送到集中交换地，并形成一些列交换用映像数据区以后，集中交换工作就变得非常简单。

首先建立必要的连通网络，能够实现相关数据区的读写操作。

然后读取各个请求数据区的请求数据，把它们送达到所要求地区的外来请求数据区中。

同时，把各地对外应答数据区的数据，根据相关信息传送到相关地区的外来应答数据区中。

另外，异地集中交换地还要设置足够的数据连接通道，以满足各个数据区对相应通道连接的要求。

数据连接通道，可以是动态数据实现的逻辑通道，也可以是物理通道。

动态数据模拟的逻辑通道，应该设置一定的缓冲池，用于通道匹配和容错等。

以上三部分建成后，各地的本地区域数据网络即可通过向对外请求数据区发送请求数据，然后在外来应答数据区获得反馈数据的方式完成与所有异地数据网络的数据连接，同样，也通过应答外来请求数据区的数据请求，在对外应答数据区中提供所有异地网络对本地的数据请求。

说明书附图3是整个架构的原理性示意图。

一个本地区域数据网络，可以通过多个干线传输模块，与多个异地集中交换区连接，但是应该建立相应独立的多组功能数据区。

多个异地集中交换区可以互相连接，也可以级联连接。

合理的集中交换区的互连和级联结构，可以提供更有效的系统容错能力及连通率。如某些干线传输模块或者摸个集中交换区发生异常时，可以通过状态数据区的状态信息，形成新的可用替代路径。

模拟实施方案

A，B，C三地各自有本地数据网络系统，但相距较远，虽具备一定的互联互通能力，但希望借用多地区跨地域远程集中交换网络架构快速扩充三地互联互通能力，参考方案如下：

●在A，B，C三地的网络中分别增设五个数据(连接)区，分别为对外请求数据区，外来应答数据区，外来数据请求区，对外应答数据区，以及状态数据区。数据区具备动态扩充能力。

●选择介于三地之间的D地作为集中数据交换地点。

●传输通道的建立：

■首先在A，B，C三地构建本地五个数据区的镜像副本，与原始数据区相互单向或双向同步，同步关系为，对外数据时从本地到镜像数据的同步，外来数据是镜像数据到本地数据的同步，状态数据为双向同步，同步为最新变化后的数据。

■各数据区的镜像副本被分割为标准数据块，由传输干线在A，B，C地与D地之间双向传送，并在D地一端还原成本地数据区的映像。

■D地把所有各地传送来的所有的数据区映像再次镜像复制，形成用于D地进行交换的工作数据区，并把各个工作数据区用网络连接起来，以便进行交换。

■数据区是一个广泛的概念，包括各种形式的数据甚至数据通道，数据通道可以时动态的数据流，也可能就是实际的物理传输线路，如现在的多通道复用光纤等。

■以上所说的镜像复制是指动态地把两侧的内容保持一致。因为除状态数据区外其它数据区都是单向传输和同步的，实现起来不难。状态数据区的数据内容也应该设计为单方面可写，双方可读，需要双方共同设置的状态数据，可以通过设置各自的写数据项，然后通过逻辑处理形成共同的第三个只读的状态数据项。

●交换逻辑的实现

■在本地数据网络一端，有两种类型的对外操作，请求外部数据响应及响应外部数据请求。请求外部数据响应时，只需把依据特定格式，把含有地址、需求内容、格式要求(或通道要求)等等信息的请求数据放入对外请求数据区，然后根据状态数据区的状态信号在外来应答数据区中获得回应信息或已经建立的通道。同时，要通过状态数据区监控外来请求数据区的外来请求并加以响应，把响应结果放入对外应答数据区中。

■在集中交换地，把各地数据区映像而成的交换用工作数据区通过一定的拓扑结构连接成有效网络后，只需按照各地状态数据区的状态信号，把各地的对外请求数据及对外应答数据分别传送到相应目的地区的相应数据区即可，不需对数据内容进行过多操作。

■传输环节主要用于解决本地及交换地之间各个数据区的内容的传送及同步问题，两端均采用镜像复制的方式，形成了与两端两个网络的有效隔离，使三部分的故障处理和升级操作均可独立进行，同事还提供一定的容错缓存能力。

■传输模块对传输技术没有限制制约。除非需要指定形式的通道连接，如最高带宽和时效性的通道需求。某些通道方式的可以通过对内容的动态处理形成逻辑通道，也可以直接用物理通道技术来实现。

●本地，传输通道及交换地之间彼此可以相对独立地根据状态数据区的状态信息来控制和驱动，并随时设置各种相应的状态信息。

相应系统的实现，可以参考说明书附图3。

Claims (6)

1.多地区跨地域远程集中交换网络架构用于多个跨地域分布的地区性数据网络(以下简称地区数据网络)的互联互通，需要远程交换的相关数据通过特定的通道传递到第三方集中交换地点(以下简称集中交换地)进行集中交换，实现互连互通，该架构分别在本地地区数据网络，传输环节，集中交换三个部分进行了特别设计：第一部分本地地区数据网络，主要设计是设置若干个功能数据区，用于处理对外请求数据，外来应答数据，外来请求数据和对外应答数据及相关状态信息数据等，数据区包含数据功能及通道功能，本地地区数据网络通过对功能数据区数据的操作，来实现与远程数据的交换操作；第二部分为传输模块的设计，各地地区数据网络功能数据区的数据首先通过镜像复制成副本数据，副本数据采用干线集中传输的方式传送至集中交换地，然后副本数据还原为功能数据区映像，供集中交换地网络复制使用；第三部分为集中交换地交换网络设计，集中交换地首先通过镜像复制，把接收到的各地功能数据区映像进行镜像复制，形成集中交换地交换操作用的交换数据区，并采用任何可行的连接模式把各地的交换用数据区连接成交换网络，交换网络通过把各地的各种请求数据传送至其请求的目的地外来请求数据区的方式，交与相关地区数据网络去加以应答，并把各地的应答数据区的数据，传送给相应的地区的相应数据区；地区数据网络及集中交换地的交换网络只是对各自的本地数据区进行操作，本地数据内容和远程数据内容的相关同步工作由传输环节通过数据区的镜像复制和相应的同步操作来实现；该网络架构可以设置多个集中交换地，也可以多级级联。

2.权利请求1中的地区数据网络为满足与异地数据网络数据的交换需求，需要建立几个功能数据区：对外请求数据区，外部应答数据区，外来请求数据区，对外应答数据区，以及状态数据区，这些数据区是指可以处理各种形式的数据及连接的逻辑区域，可以包括但不限于静态数据，动态数据，同步数据，异步数据，流数据，链接逻辑甚至数据连接通道，本地数据网络需要异地的数据响应时，把请求数据放置到对外请求数据区，然后等待外部应答数据区中的相应回复；当发现外来请求数据区有外部对本地的数据需求时，本地数据网络根据相应需求准备好相应应答数据后，直接放置到对外应答数据区即可。

3.权利请求1中的地区数据网络，不需要参与或管理数据的远程传送及远程交换。

4.权利请求1中地区数据网络与集中交换地之间的传输，两端均采用镜像复制的方式，地区数据网络的有关数据区首先镜像复制为副本数据区，然后以数据的方式经过数据干线集中传输，到达集中交换地后还原成相应数据区的形式，再经过镜像复制，形成的数据区映像作为远程交换工作数据区供集中交换使用，传输干线两端的镜像复制操作，一可实现不同网络间的数据隔离；二可实现缓存功能，并能解决各种匹配问题；三可以作为容错措施，当两端的网络或中间的传输干线发生异常时，镜像复制的副本数据可以作为容错数据使用，镜像复制操作中各个数据区的操作要保证在特定方向或双方向上满足一定的同步关系。

5.权利请求1中集中交换地的网络连接可以采用任何方式，只要能够实现把各种请求数据区及应答数据区的数据传送到相应的指定地区的目标数据区即可，必要时，可以设置适当的状态信息。

6.权利请求1中的集中交换地可以是方便连接各个相关地区的任何地点，每个地区数据网络可以与一个或多个集中交换地相连接，多个集中交换地可以级联到更上一级的集中交换地以实现更广地域的连接。