CN110138446B - 一种双余度光纤通道网络余度降级故障的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于测试性技术领域，公开了一种双余度光纤通道网络余度降级故障的检测方法。所述方法适用于具有两个独立介质访问控制器的光纤通道节点。该方法包括：获取两个独立介质访问控制器的通信状态；比较两个独立介质访问控制器的通信状态获得比较结果；并根据所述比较结果判断是否发生余度降级故障；在检测到余度降级故障后上报主机或网络管理器。

Description

一种双余度光纤通道网络余度降级故障的检测方法
技术领域
本发明为一种双余度FC网络余度降级故障的检测方法，属于测试性技术领域。
背景技术
FC(Fibre Channel，光纤通道)网络具有速率高、抗干扰能力强、时延低、扩展性好的优点，在航空机载网络中得到了大量的应用。机载FC网络承担了航电设备之间互联的中枢功能，在航电系统中具有重要的地位，因此广泛采用了双余度技术构建机载双余度FC网络来提高网络的可靠性，如图1为一种典型的由FC节点、交换机和网络管理器组成的机载双余度FC网络。
现有的机载双余度FC网络采用“双发双收”的余度通信机制，双余度FC节点是双余度FC网络的基本要素之一，具有一个主机接口和两个FC通道，负责将主机的应用数据提交到网络上和接收网络上的数据并提交至主机。现有的双余度节点主要采用两个独立的MAC(Media Access Controller，介质访问控制器)，每个MAC对应一个FC通道。在通信过程中，发送节点将每个数据帧从两个通道发出，经传输后进入接收方对应的两个接收通道，接收节点从两个通道接收到的相同数据帧中提取唯一的数据。余度通信机制保证了收发节点之间只要剩余一路FC通道正常工作，通信过程就可以正常进行，大大提高了FC网络的可靠性；但是，现有的机载FC网络的余度通信机制存在严重的测试性设计缺陷，当其中一条通道故障时，FC网络的余度已经降级，即FC网络的可靠性已经降低，但是收发节点之间仍能维持正常的通信过程，表面上看起来“通信一切正常”，导致余度降级故障成为未被检测的隐蔽故障，给FC网络带来的潜在的安全隐患，严重影响了机载FC网络的测试性和安全性，因此机载FC网络余度降级故障的故障检测具有重要的意义。
发明内容
发明目的：
本发明提供了一种双余度FC网络余度降级故障的检测方法，该方法能够在不影响网络通信、不依赖外部测试设备的情况下，检测出多余度FC网络的余度降级故障。
技术方案：
第一方面，提出了一种双余度光纤通道网络余度降级故障的检测方法，其特征在于，所述方法适用于具有两个独立介质访问控制器的光纤通道节点，所述方法包括：
获取两个独立介质访问控制器的通信状态；
比较两个独立介质访问控制器的通信状态获得比较结果，并根据所述比较结果判断是否发生余度降级故障；
在检测到余度降级故障后上报主机或网络管理器。
优选地，判断是否发生余度降级故障包括：判断是否发生链路中断导致的余度降级故障；判断是否发生因发送失败导致的余度降级故障；判断是否发生帧丢失导致的余度降级故障；以及判断是否发生帧错误导致的余度降级故障。
优选地，判断是否发生链路中断导致的余度降级故障，包括：
比较两个独立介质访问控制器的链路状态机；
如果两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器的链路状态机处于非有效状态，而另一个介质访问控制器的链路状态机处于有效状态，则判定光纤通道网络发生因链路中断导致的余度降级故障。
优选地，判断是否发生因发送失败导致的余度降级故障，包括：
对两个独立介质访问控制器从单帧数据发送开始到完成发送的时间进行计时；
统计两个独立介质访问控制器未能在规定时间内完成单帧数据发送的超时次数；
若两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器的超时次数超过阈值，而另一个介质访问控制器的超时次数未超过阈值，判定光纤通道网络发生因发送失败导致的余度降级故障。
优选地，判断是否发生帧丢失导致的余度降级故障，包括：
比较两个独立介质访问控制器接收到的帧数量；
若两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器接收到的帧数量与另一个介质访问控制器接收到的帧数量的差值超过阈值，则判定光纤通道网络发生帧丢失导致的余度降级故障。
优选地，判断是否发生帧错误导致的余度降级故障，包括：
对两个独立介质访问控制器接收的数据帧进行错误检验；
统计两个独立介质访问控制器接收到的错误帧数量；
如出现两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器接收到的错误帧数量超过阈值，而另一个介质访问控制器接收到的错误帧数量未超过阈值，则判定光纤通道网络发生因帧错误导致的余度降级故障。
优选地，在检测到余度降级故障后上报主机包括通过光纤通道节点的主机接口向主机上报余度降级故障。
优选地，在检测到余度降级故障后上报网络管理器包括通过当前未故障的通道向光纤通道网络管理器上报。
有益效果：
1)本发明可检测因链路中断、发送失败、帧丢失、帧错误导致的FC网络余度降级故障，提高FC网络的测试性和安全性；
2)本发明在检测到余度降级故障后可主动上报至主机和网络管理器，以便于及时查看和处理故障；
3)本发明的检测过程不会中断网络通信，不影响FC网络任务的执行；
4)本发明的检测过程无需额外的外部测试设备，适用于航空机载环境。。
附图说明
图1是一种典型的机载双余度FC网络。
图2是本发明的实施原理图。
具体实施方式
为进一步明确本发明的实施方式，结合图2对具体实施方式进行进一步说明，具体方法如下：
本发明适用于具有两个独立MAC的双余度FC节点，每个MAC对应一个FC通道，由FC节点内部的余度故障检测单元、余度发送控制单元、MAC错误检测单元等单元完成，检测机制如下：
1)余度故障检测单元读取两个MAC的中的PSM(Port State Machine，端口状态机)并进行比较，如出现一个MAC中的PSM处于非AC状态，而另一个MAC中的PSM处于AC状态，余度故障检测单元判定处于非AC状态的MAC对应的FC通道链路状态错误导致FC网络发生余度降级故障；
2)两个MAC从开始发送单帧数据时开始计时，如未在规定时间内完成发送，则将该帧数据丢弃，并向余度故障检测单元发送超时信息；余度故障检测单元记录各个MAC发送超时的次数，并在每次接收到MAC发送的超时信息时将对应MAC的超时次数记录+1，如出现一个MAC超时次数超过阈值而另一个MAC超时次数未超过阈值，余度故障检测单元判定超时次数超过阈值的MAC对应的FC通道发送失败导致FC网络发生余度降级故障；
3)两个MAC每接收到一帧数据向余度故障检测单元上报帧收到指示，余度故障检测单元记录各个MAC收到的帧数量，如一个MAC接收到帧数量小于另一个MAC接收到的帧数量超过阈值，余度故障检测单元判定接收到帧数量小的MAC对应的FC通道帧丢失导致FC网络发生余度降级故障；
4)MAC错误检测单元将对应MAC接收到的数据帧进行错误检验，将无错误的帧输出至余度接收处理单元，如检验接收到的帧为错误帧，则将该帧丢弃，并向余度故障检测单元发送帧错误信息；余度故障检测单元记录各个MAC接收到错误帧数量，并在每次接收到MAC错误检测单元发送的帧错误信息时将对应MAC接收错误帧数量记录+1，如出现一个MAC接收到的错误帧数量超过阈值而另一个MAC接收到的错误帧数量未超过阈值，余度故障检测单元判定超出阈值的MAC对应的FC通道帧错误导致FC网络发生余度降级故障；
当FC节点检测到了FC网络余度降级故障，通过以下方法主动进行故障上报：
1)余度故障检测单元向主机发送余度降级故障信息；
2)余度故障检测单元将检测的故障信息送入发送数据缓冲中并将故障信息目的地址设置为网络管理器的地址，同时将当前故障的FC通道信息发送至余度发送控制单元，余度发送控制单元在启动数据发送时仅选择当前未故障的FC通道向FC网络管理器发送故障信息。

Claims (5)

1.一种双余度光纤通道网络余度降级故障的检测方法，其特征在于，所述方法适用于具有两个独立介质访问控制器的光纤通道节点，所述方法包括：
获取两个独立介质访问控制器的通信状态；
比较两个独立介质访问控制器的通信状态获得比较结果，并根据所述比较结果判断是否发生余度降级故障，判断是否发生余度降级故障包括：判断是否发生链路中断导致的余度降级故障；判断是否发生因发送失败导致的余度降级故障；判断是否发生帧丢失导致的余度降级故障；以及判断是否发生帧错误导致的余度降级故障；
在检测到余度降级故障后上报主机或网络管理器，在检测到余度降级故障后上报主机包括通过光纤通道节点的主机接口向主机上报余度降级故障，在检测到余度降级故障后上报网络管理器包括通过当前未故障的通道向光纤通道网络管理器上报。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断是否发生链路中断导致的余度降级故障，包括：
比较两个独立介质访问控制器的链路状态机；
如果两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器的链路状态机处于非有效状态，而另一个介质访问控制器的链路状态机处于有效状态，则判定光纤通道网络发生因链路中断导致的余度降级故障。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断是否发生因发送失败导致的余度降级故障，包括：
对两个独立介质访问控制器从单帧数据发送开始到完成发送的时间进行计时；
统计两个独立介质访问控制器未能在规定时间内完成单帧数据发送的超时次数；
若两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器的超时次数超过阈值，而另一个介质访问控制器的超时次数未超过阈值，判定光纤通道网络发生因发送失败导致的余度降级故障。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断是否发生帧丢失导致的余度降级故障，包括：
比较两个独立介质访问控制器接收到的帧数量；
若两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器接收到的帧数量与另一个介质访问控制器接收到的帧数量的差值超过阈值，则判定光纤通道网络发生帧丢失导致的余度降级故障。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断是否发生帧错误导致的余度降级故障，包括：
对两个独立介质访问控制器接收的数据帧进行错误检验；
统计两个独立介质访问控制器接收到的错误帧数量；
如出现两个独立介质访问控制器中的一个介质访问控制器接收到的错误帧数量超过阈值，而另一个介质访问控制器接收到的错误帧数量未超过阈值，则判定光纤通道网络发生因帧错误导致的余度降级故障。
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