CN111064778B - 基于stp的数据处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种基于STP的数据处理方法及系统，所述方法包括：S1、将第一设备的STP配置数据同步至第二设备；S2、BPDU报文同步发送至第一设备和第二设备；S3、第一设备和第二设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；S4、第一设备对处理后的BPDU报文进行下发。本发明中的主设备和备设备可以同时进行基于STP的报文数据处理，而仅通过主设备进行数据下发，主备设备切换后，新的主设备将控制面与转发面的配置数据进行平滑处理；本发明以非常小的代价实现了STP主备设备的高可用性，大大节省了开发测试资源，加速了产品推出的时间点。

Description

基于STP的数据处理方法及系统
技术领域
本发明属于数据传输网络设备(如数据中心、企业网、城域网等)技术领域，具体涉及一种基于STP的数据处理方法及系统。
背景技术
对于主备式的网络堆叠设备或者框式设备两种场景，如果要支持STP协议(Spanning Tree Protocol，生成树协议)实现HA(HighAvailability，高可用性)功能，一般的做法是主设备(Master)接收BPDU报文(Bridge Protocol Data Unit，生成树协议报文)，只在主设备(Master)上跑STP协议，然后将主设备(Master)的数据实时同步到备设备(Standby)，可以称之为主备状态同步。通过主备状态同步的方式来实现STP的HA，主要是批量备份、实时备份和平滑。
通过主备状态备份来实现STP的HA有如下缺点:
1.编码工作量大
所有主设备STP软表的变化都需要提取后编码发送到备设备，解码后需要恢复到软表中，编解码和提取/恢复的代码非常多。然后STP代码非常复杂，软表变量更新的地方很多，在哪些地方触发同步，要考虑到一致性和效率的均衡。恢复软表时考虑数据之间的关联依赖，尤其是指针相互引用的地方，很容易出问题；
2.状态同步数据量大
STP协议非常复杂，一个STP端口上需要同步的变量就有100多个，定时器有近10个，BPDU每两秒更新一次，会触发大量的变量进行更新；
3.平滑和测试工作量大
平滑需要核对主备设备间的数据差异，因为数据同步代码是额外写的，要平滑和验证这些代码是否正常工作，也需要大量的测试工作。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于STP的数据处理方法及系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于STP的数据处理方法及系统。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种基于STP的数据处理方法，所述方法包括：
S1、将第一设备的STP配置数据同步至第二设备；
S2、BPDU报文同步发送至第一设备和第二设备；
S3、第一设备和第二设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
S4、第一设备对处理后的BPDU报文进行下发。
一实施例中，所述步骤S1具体为：
将第一设备的命令行数据Config Sync同步至第二设备中。
一实施例中，所述步骤S2具体为：
将第一设备和第二设备的报文接收端口加入组播组中，第一设备和第二设备同时接收外部发送的BPDU报文；
或，第一设备接收外部发送的BPDU报文，并将BPDU报文同步至第二设备中。
一实施例中，所述步骤S4具体为：
第一设备对处理后的BPDU报文通过下发端口进行下发，第二设备的下发端口保持关闭。
一实施例中，所述第一设备为主设备，第二设备为从设备。
一实施例中，所述方法还包括：
第一设备和第二设备进行主备切换；
将第二设备的STP配置数据同步至第一设备；
BPDU报文同步发送至第二设备和第一设备；
第二设备和第一设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
第二设备对处理后的BPDU报文进行下发。
本发明另一实施例提供的技术方案如下：
一种基于STP的数据处理系统，所述系统包括：
第一设备，其包括第一数据接收单元、第一数据处理单元及第一配置单元；
第二设备，其包括第二数据接收单元、第二数据处理单元及第二配置单元；
其中，所述第一数据接收单元与第二数据接收单元相链接，用于同步BPDU报文，第一配置单元与第二配置单元相链接，用于同步STP配置数据。
一实施例中，所述第一设备为主设备，第二设备为从设备时，第一设备中的下发端口和BPDU报文通道开启，第二设备中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第一配置单元同步至第二配置单元中，BPDU报文通过第一数据接收单元同步至第二数据接收单元中。
一实施例中，所述第二设备为主设备，第一设备为从设备时，第二设备中的下发端口和BPDU报文通道开启，第一设备中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第二配置单元同步至第一配置单元中，BPDU报文通过第二数据接收单元同步至第一数据接收单元中。
一实施例中，所述系统还包括Slave设备，用于向第一数据接收单元和第二数据接收单元同步发送BPDU报文。
本发明具有以下有益效果：
本发明中的主设备和备设备可以同时进行基于STP的报文数据处理，而仅通过主设备进行数据下发，主备设备切换后，新的主设备将控制面与转发面的配置数据进行平滑处理；
本发明以非常小的代价实现了STP主备设备的高可用性，大大节省了开发测试资源，加速了产品推出的时间点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中基于STP的数据处理系统的模块示意图；
图2为本发明一具体实施例中基于STP的数据处理系统的模块示意图；
图3为本发明一具体实施例中基于STP的数据处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种基于STP的数据处理方法，包括：
S1、将第一设备的STP配置数据同步至第二设备；
S2、BPDU报文同步发送至第一设备和第二设备；
S3、第一设备和第二设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
S4、第一设备对处理后的BPDU报文进行下发。
本发明还公开了一种基于STP的数据处理系统，包括：
第一设备，其包括第一数据接收单元、第一数据处理单元及第一配置单元；
第二设备，其包括第二数据接收单元、第二数据处理单元及第二配置单元；
其中，所述第一数据接收单元与第二数据接收单元相链接，用于同步BPDU报文，第一配置单元与第二配置单元相链接，用于同步STP配置数据。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参图2所示，本发明一具体实施例中基于STP的数据处理系统，包括第一设备(主设备Master)10及第二设备(备设备Standby)20，其中：
第一设备10包括第一数据接收单元(ASIC)11、第一数据处理单元(mstpd)12及第一配置单元(stackd)13；
第二设备20包括第二数据接收单元(ASIC)21、第二数据处理单元(mstpd)22及第二配置单元(stackd)23；
其中，第一数据接收单元11与第二数据接收单元12相链接，用于同步BPDU报文，第一配置单元13与第二配置单元23相链接，用于同步STP配置数据。
第一设备10中的下发端口和BPDU报文通道开启，第二设备20中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第一配置单元13同步至第二配置单元23中，BPDU报文通过第一数据接收单元11同步至第二数据接收单元21中。
当第一设备和第二设备的主备切换后，第二设备20为主设备，第一设备10为从设备时，第二设备20中的下发端口和BPDU报文通道开启，第一设备10中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第二配置单元23同步至第一配置单元13中，BPDU报文通过第二数据接收单元21同步至第一数据接收单元11中。
另外，本实施例的系统中还包括Slave设备30(包括ASIC)，用于向第一数据接收单元11和第二数据接收单元21同步发送BPDU报文。
参图3所示，本实施例中基于STP的数据处理方法，具体包括：
S1、将第一设备的STP配置数据同步至第二设备。
具体为：
将第一设备的命令行数据Config Sync同步至第二设备中。
S2、BPDU报文同步发送至第一设备和第二设备。
具体为：
将第一设备和第二设备的报文接收端口加入组播组中，第一设备和第二设备同时接收外部发送的BPDU报文；
或，第一设备接收外部发送的BPDU报文，并将BPDU报文同步至第二设备中。
S3、第一设备和第二设备基于STP对BPDU报文进行同步处理。
设备基于STP对BPDU报文进行处理的方法属于现有技术，此处不再进行赘述。
S4、第一设备对处理后的BPDU报文进行下发。
第一设备对处理后的BPDU报文通过下发端口进行下发，第二设备的下发端口保持关闭。
本实施例中为了实现STP高可用性，把第一设备(主设备Master)10及第二设备(备设备Standby)20看成是一个黑盒子，分别有两个输入来源：一是用户配置，二是邻居发送给该设备的BPDU报文，所以要做到主备设备同步，需通过以下两点实现：
1.首先要实现所有主设备的STP配置数据都同步到备设备，这个配置同步只需要把命令行数据Config Sync发送一份给备设备即可以实现，其工作量和难度都很低；
2.需要把端口收到的BPDU报文，同时发送给主备设备。这个在芯片中可以把主设备和备设备的CPU端口都加入到组播组中，这样每个设备收到的BPDU报文后就可以实现同时发送给主备设备。
第一设备(主设备Master)10及第二设备(备设备Standby)20分别有两个输出，一是下发端口的状态(阻塞/学习/转发)，二是向邻居设备发送BPDU报文，作为主设备(第一设备)，需要开启下发端口和发送BPDU报文的通道；作为备设备(第二设备)，需要关闭下发端口和发送BPDU报文的通道。
另外，本实施例中的方法还包括：
第一设备和第二设备进行主备切换；
将第二设备的STP配置数据同步至第一设备；
BPDU报文同步发送至第二设备和第一设备；
第二设备和第一设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
第二设备对处理后的BPDU报文进行下发。
因为主备设备并没有通过状态同步来实现高可用性，而且通过主备设备都同时跑自己的STP状态机，因为CPU调度或者定时器的差异，有可能在某个瞬间主和备计算出来的状态是不一致的。那么在不一致的状态下，如果做了主备切换，如何保证新的主设备(原来的备设备)上控制面和转发面的状态一致呢？这就依赖于数据平滑。
控制面就是大脑，转发面应该听从新的大脑的控制。那么平滑时，新的主设备会将所有端口的状态下发给所有设备，所有设备将新的状态强制更新到芯片中。这个过程中可能有较多数据需要平滑处理，可以对数据进行打包发送，减小进程之间的开销。
应当理解的是，上述实施例中以一个第一设备和一个第二设备为例进行说明，在其他实施例中，本申请中的第一设备和/或第二设备可以设置为多个。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明中的主设备和备设备可以同时进行基于STP的报文数据处理，而仅通过主设备进行数据下发，主备设备切换后，新的主设备将控制面与转发面的配置数据进行平滑处理；
本发明以非常小的代价实现了STP主备设备的高可用性，大大节省了开发测试资源，加速了产品推出的时间点。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于STP的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、将第一设备的STP配置数据同步至第二设备；
S2、BPDU报文同步发送至第一设备和第二设备；
S3、第一设备和第二设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
S4、第一设备对处理后的BPDU报文进行下发；
所述第一设备为主设备，第二设备为从设备；
所述方法还包括：
第一设备和第二设备进行主备切换；
将第二设备的STP配置数据同步至第一设备；
BPDU报文同步发送至第二设备和第一设备；
第二设备和第一设备基于STP对BPDU报文进行同步处理；
第二设备对处理后的BPDU报文进行下发。
2.根据权利要求1所述的基于STP的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
将第一设备的命令行数据Config Sync同步至第二设备中。
3.根据权利要求1所述的基于STP的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
将第一设备和第二设备的报文接收端口加入组播组中，第一设备和第二设备同时接收外部发送的BPDU报文；
或，第一设备接收外部发送的BPDU报文，并将BPDU报文同步至第二设备中。
4.根据权利要求1所述的基于STP的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
第一设备对处理后的BPDU报文通过下发端口进行下发，第二设备的下发端口保持关闭。
5.一种基于STP的数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：
第一设备，其包括第一数据接收单元、第一数据处理单元及第一配置单元；
第二设备，其包括第二数据接收单元、第二数据处理单元及第二配置单元；
其中，所述第一数据接收单元与第二数据接收单元相链接，用于同步BPDU报文，第一配置单元与第二配置单元相链接，用于同步STP配置数据；
所述第一设备为主设备，第二设备为从设备时，第一设备中的下发端口和BPDU报文通道开启，第二设备中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第一配置单元同步至第二配置单元中，BPDU报文通过第一数据接收单元同步至第二数据接收单元中；
所述第二设备为主设备，第一设备为从设备时，第二设备中的下发端口和BPDU报文通道开启，第一设备中的下发端口和BPDU报文通道关闭，STP配置数据通过第二配置单元同步至第一配置单元中，BPDU报文通过第二数据接收单元同步至第一数据接收单元中。
6.根据权利要求5所述的基于STP的数据处理系统，其特征在于，所述系统还包括Slave设备，用于向第一数据接收单元和第二数据接收单元同步发送BPDU报文。
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Address before: 215000 unit 13 / 16, 4th floor, building B, No.5 Xinghan street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province

Applicant before: CENTEC NETWORKS (SUZHOU) Co.,Ltd.

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GR01 Patent grant
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