CN109284136B - 一种实现交换机系统快速重启的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种实现交换机系统快速重启的方法及装置，通过在系统重启之前预存配置文件，且在系统重启后在引导加载程序中引导操作系统内核初始化之前先做交换芯片的初始化，同时完成二层和三层通包的静态配置，完成后就能够实现交换机的二三层通包，而无需等整个交换系统完全准备好，大大节省了系统初始化所耗费的时间，达到在非常短的时间内能够正常的网络通信的效果。

Description

一种实现交换机系统快速重启的方法及装置
技术领域
本发明涉及交换机系统，尤其是涉及一种实现交换机系统快速重启的方法及装置。
背景技术
现有交换机系统的启动过程一般包括：系统上电，初始化必要的硬件；引导加载程序(bootloader)引导操作系统内核启动，引导程序退出，操作系统开始初始化；通过交换芯片的驱动来初始化交换芯片；交换机系统协议栈的初始化；完成整个系统的启动。
但是现有交换机系统需在完成整个系统(包括芯片，协议栈等)的重启后才能实现交换机的正常工作，也就是说，此时才能实现交换机二三层的通包，启动时间比较长，通常都需要60秒左右，甚至更久。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种实现交换机系统快速重启的方法及装置。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种实现交换机系统快速重启的方法，所述方法包括：
S1，预先在交换机系统中保存一份所述系统的配置文件，所述配置文件中包括二层和三层通包的配置；
S2，重启系统上电，引导加载程序读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的初步初始化；
S3，引导加载程序引导操作系统的初始化；
S4，对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动。
优选地，S2中，引导加载程序初始化交换芯片之前，系统还初始化交换芯片中的基础硬件。
优选地，S2中，引导加载程序根据配置文件完成交换芯片的硬表初始化。
优选地，所述S3包括：引导加载程序引导操作系统内核启动，引导加载程序退出，操作系统开始初始化。
优选地，S4中，所述对交换芯片进行进一步初始化包括：读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件对芯片驱动所用的软表进行初始化。
优选地，S1中，在系统重启之前，保存所述配置文件到系统的存储器中。
本发明还揭示了另外一种技术方案：一种实现交换机系统快速重启的装置，所述装置包括：
配置文件保存模块，用于预先在交换机系统中保存一份所述系统的配置文件，所述配置文件中包括二层和三层通包的配置；
引导加载模块，用于在系统重启上电后，读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的初步初始化，及引导操作系统的初始化；
系统协议的启动模块，用于对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动。
优选地，所述装置还包括芯片硬件初始化模块，用于在引导加载模块初始化交换芯片之前，对交换芯片中的基础硬件初始化。
优选地，所述引导加载模块根据配置文件完成交换芯片的硬表初始化。
优选地，所述引导加载模块引导操作系统的初始化过程包括：引导操作系统内核启动，引导加载模块退出，操作系统开始初始化。
优选地，所述系统协议的启动模块对交换芯片进行进一步初始化的过程包括：读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件对芯片驱动所用的软表进行初始化。
本发明的有益效果是：本发明通过在系统重启之前预存配置文件，且在系统重启后在引导加载程序中引导操作系统内核初始化之前先做交换芯片的初始化，同时完成二层和三层通包的静态配置，完成后就能够实现交换机的二三层通包，而无需等整个交换系统完全准备好，大大节省了系统(包括操作系统内核和系统协议栈)初始化所耗费的时间，达到在非常短的时间内能够正常的网络通信的效果，启动时间能短到秒级。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图；
图2是本发明装置的模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种实现交换机系统快速重启的方法及装置，通过在引导加载程序中完成芯片的初始化，同时完成二层和三层通包的静态配置，达到在非常短的时间(秒级)内能够正常的网络通信的效果。
如图1所示，本发明所揭示的一种实现交换机系统快速重启的方法，包括：
第1步，预先在交换机系统中保存一份系统的配置文件，配置文件中包括二层和三层通包的配置。
具体地，如图1所示，在系统重启之前，预存一份系统的配置文件到系统的存储器中，该配置文件中包括了系统配置所需的所有文件，可根据用户需要进行自定义配置，其中主要包括了交换机二层和三层通包的配置文件，用于交换机二层和三层通包的静态配置。
第2步，重启系统上电后，初始化交换芯片中的基础硬件。
具体地，这一步骤与现有系统初始化交换芯片中的必要硬件相同，这里的基础硬件包括交换机内部的CPU、存储器等。
第3步，引导加载程序读取并解析配置文件，根据配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的初步初始化。
这一步骤主要是引导加载程序对交换芯片进行初步初始化的过程，主要初始化交换芯片中的硬表部分。与现有引导加载程序先引导操作系统内核初始化不同的是，本发明在操作系统初始化之前，先做交换芯片的初始化。具体地，引导加载程序读取系统重启之前在存储器中保存的配置文件，解析该配置文件，并根据该配置文件配置交换芯片，这里的配置包括采用配置文件中的二层和三层通包的配置完成对交换芯片二层和三层通包相关的静态配置。也就是说，在配置完成后，系统便可以实现二层和三层数据包的转发，而无需等整个交换系统完全准备好，实现快速通包。
第4步，引导加载程序引导操作系统的初始化。
具体地，这一过程与现有操作系统的初始化过程相同，均包括：引导加载程序引导操作系统内核启动，引导加载程序退出，操作系统开始初始化。
第5步，对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动。
这里对交换芯片进行进一步初始化主要是对交换芯片的软表进行配置初始化，使其与芯片硬表中的配置一致。具体地，该过程包括：从存储器中读取并解析配置文件，根据配置文件对芯片驱动所用的软表进行初始化。在该过程中，因上述第3步中已完成交换芯片的硬表初始化，所以这里就不需要对芯片硬表进行重新初始化，但是由于交换芯片的驱动必然会有一些软件表项需要根据配置文件来恢复，所以这一过程只对芯片驱动所使用的软表进行初始化。
交换机系统协议栈的初始化过程与现有相同，可参照现有交换机系统中协议栈的初始化原理，这里不做赘述。
这样便完成了整个交换机系统的启动过程，在整个过程中，本发明由于在引导加载程序中已经完成了芯片的初步初始化和芯片的二三层转发，这样实现系统刚开始启动，但芯片已经初始化好。与现有交换机系统启动过程相比，本发明方案节省的时间是系统(包括操作系统内核和系统协议栈)初始化所耗费的时间，从而达到了快速启动的目的，重启时间可降到秒级。
与上述实现交换机系统快速重启的方法相对应的，如图2所示，本发明所揭示的一种实现交换机系统快速重启的装置，包括：配置文件保存模块、芯片硬件初始化模块、引导加载模块和系统协议的启动模块，其中，配置文件保存模块，用于预先在交换机系统中保存一份系统的配置文件，实施时，可保存配置文件到系统的存储器中，且配置文件中包括二层和三层通包的配置。
芯片硬件初始化模块，用于在系统重启上电后，对交换芯片中的基础硬件初始化。
引导加载模块，用于在芯片硬件初始化模块初始化芯片基础硬件后，读取并解析配置文件，根据配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的初步初始化，及引导操作系统的初始化。实施时，引导加载模块中包括引导加载程序，由引导加载程序完成交换芯片的初步初始化。
系统协议的启动模块，用于对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动。
上述配置文件保存模块、芯片硬件初始化模块、引导加载模块、系统协议的启动模块的工作原理可参见上述方法中步骤1～5的描述，这里不再赘述。另外，上述交换芯片可以是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片，但不局限于ASIC芯片，还可以是FPGA(FPGA，现场可编程门阵列)或NP(Network Processor，网络处理器)等。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种实现交换机系统快速重启的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，预先在交换机系统中保存一份所述系统的配置文件，所述配置文件中包括二层和三层通包的配置；
S2，重启系统上电，引导加载程序读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的硬表部分的初始化；
S3，引导加载程序引导操作系统的初始化；
S4，对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动，其中，对交换芯片进行进一步初始化包括：读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件对芯片驱动所用的软表进行初始化。
2.根据权利要求1所述的实现交换机系统快速重启的方法，其特征在于，S2中，引导加载程序初始化交换芯片之前，系统还初始化交换芯片中的基础硬件。
3.根据权利要求1所述的实现交换机系统快速重启的方法，其特征在于，S2中，引导加载程序根据配置文件完成交换芯片的硬表初始化。
4.根据权利要求1所述的实现交换机系统快速重启的方法，其特征在于，所述S3包括：引导加载程序引导操作系统内核启动，引导加载程序退出，操作系统开始初始化。
5.一种实现交换机系统快速重启的装置，其特征在于，所述装置包括：
配置文件保存模块，用于预先在交换机系统中保存一份所述系统的配置文件，所述配置文件中包括二层和三层通包的配置；
引导加载模块，用于在系统重启上电后，读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件配置交换芯片，完成交换芯片的硬表部分的初始化，及引导操作系统的初始化；
系统协议的启动模块，用于对交换芯片进行进一步初始化，及交换机系统协议栈的初始化，从而完成整个交换机系统的启动，其中，所述系统协议的启动模块对交换芯片进行进一步初始化的过程包括：读取并解析所述配置文件，根据所述配置文件对芯片驱动所用的软表进行初始化。
6.根据权利要求5所述的实现交换机系统快速重启的装置，其特征在于，所述装置还包括芯片硬件初始化模块，用于在引导加载模块初始化交换芯片之前，对交换芯片中的基础硬件初始化。
7.根据权利要求5所述的实现交换机系统快速重启的装置，其特征在于，所述引导加载模块根据配置文件完成交换芯片的硬表初始化。
8.根据权利要求5所述的实现交换机系统快速重启的装置，其特征在于，所述引导加载模块引导操作系统的初始化过程包括：引导操作系统内核启动，引导加载模块退出，操作系统开始初始化。
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