CN111464346A - 基于atca架构的主备用控制板同步方法及系统 - Google Patents

基于atca架构的主备用控制板同步方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ATCA架构的主备用控制板同步方法及系统，该方法包括：通过BASE平面管理业务板，通过本控制板的FABRIC平面接收所述业务处理板发送的业务数据，处理并响应所述业务数据，根据所述业务数据的业务状态管理所述业务数据的第一状态机，并根据所述第一状态机的变化情况将相应的同步命令通过BASE平面发送给备用控制板；所述备用控制板通过BASE平面接收到所述同步命令，根据所述同步类型管理所述业务数据的第二状态机。本发明至少具有以下有益效果：数据同步由业务流程触发，保证主备用控制板中业务状态及信息一致，有效避免批量同步耗时，减少了数据平滑过渡时间，具体业务对主备切换无感，提升了通信系统的稳定性。

Description

基于ATCA架构的主备用控制板同步方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于ATCA架构的主备控制板同步方法及系统。
背景技术
为提高通信系统的稳定性，1+1主备板机制日益普遍，分别为主用主控板(Master)和备用主控板(Slave)。其中，主用主控板为整机设备管理和业务处理的核心，与外部和业务板进行业务通信，完成系统内各单板的正常功能；而备用主控板则只作为主用主控板的备份。当主用主控板出现故障时，系统需要自动进行主备切换，由备用主控板接替主用主控板的工作，以保证业务的正常运行。
传统方式中主备控制板同步过程主要分为批量备份、实时备份和数据平滑三个阶段，对于需要备份数据变化频繁的系统，如应用在电信网系统中，实时备份的业务信息较多且变化频繁，增加系统开销，同时也会增加数据平滑的时间。且平滑过程，需要等待系统维护的数据和状态是一致后，备用设备才能真正变为主用设备，因此，对延时较敏感的系统中，无法满足实时性处理的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于ATCA架构的主备控制板同步方法，能够有效避免批量同步耗时操作。
本发明还提出一种具有上述基于ATCA架构的主备控制板同步方法的基于ATCA架构的主备控制板同步系统。
根据本发明的第一方面实施例的基于ATCA架构的主备控制板同步方法，包括：主用控制板通过BASE平面管理业务板，通过本控制板的FABRIC平面接收所述业务处理板发送的业务数据，处理并响应所述业务数据，根据所述业务数据的业务状态管理所述业务数据的第一状态机，并根据所述第一状态机的变化情况将相应的同步命令通过BASE平面发送给备用控制板，其中所述同步命令中包括同步类型及所述第一状态机的相关信息；所述备用控制板通过BASE平面接收到所述同步命令，根据所述同步类型管理所述业务数据的第二状态机。
根据本发明实施例的基于ATCA架构的主备控制板同步方法，至少具有如下有益效果：主用控制板与各业务处理板通过FABRIC平面连接，主备用控制板板BASE平面进行互通，保证备用控制板中获取的业务处理板的管理类数据和主用控制板储存管理类数据始终一致；备用控制板的业务数据同步由业务流程触发，保证主备用控制板中业务状态及信息一致，有效避免批量同步耗时操作的同时也可减少数据平滑过渡时间，具体业务对主备切换无感，提升了通信系统的稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述业务状态包括：业务新建、业务中间流程及业务结束。根据业务的生存周期来管理业务相关数据，可实时同步关键数据，实现主备切换时业务的无感平滑过度。
根据本发明的一些实施例，若所述业务状态为业务新建，则所述主用控制板根据所述业务数据生成所述第一状态机，将所述同步类型设置为业务开始；所述备用控制板接收到所述同步类型为业务开始的所述同步命令，则根据所述第一状态机的相关信息生成所述第二状态机。主备用控制板中的状态机均根据业务的生成而生成，保持同步。
根据本发明的一些实施例，若所述业务状态为业务中间流程，则所述主用控制板根据所述业务数据判断是否更新所述第一状态机，若所述第一状态机被更新则将所述同步类型设置为业务更新；所述备用控制板接收到所述同步类型为业务更新的所述同步命令，则根据所述第一状态机的相关信息更新所述第二状态机。仅状态机需要更新时，才通知备用控制板进行更新，减少通信数据及备用板工作负担，进而节省能源。
根据本发明的一些实施例，若所述业务状态为业务结束，则所述主用控制板释放所述第一状态机，并将所述同步类型设置为业务释放；所述备用控制板接收到所述同步类型为业务释放的所述同步命令，释放所述第二状态机。主备用控制板中的状态机均根据业务的消亡而及时消亡，节省控制板内部资源。
根据本发明的一些实施例，所述主用控制板通过BASE平面以心跳包的方式维持与所述备用控制板及所述业务处理板的通信。维持通信，提高系统稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述主用控制板通过BASE平面发送给所述业务处理板的心跳包中包括所述主用控制板的板位信息。业务处理板仅向主用控制板的板位发送信息，数据同步则由主备用间通信提供，提高了系统的稳定性。
根据本发明的第二方面实施例的基于ATCA架构的主备控制板同步系统，包括：业务处理板，用于接收业务流；主用控制板，用于通过BASE平面管理所述业务处理板，通过本控制板的FABRIC平面接收所述业务处理板发送的业务数据，根据所述业务数据的业务状态管理所述业务数据的第一状态机，并根据所述第一状态机的变化情况将相应的同步命令发送给备用控制板；备用控制板，用于以备用状态通过BASE平面与所述主用控制板维持通信，进行数据同步，管理所述业务数据的第二状态机，若检测到所述主用控制板异常则切换为主用状态。
根据本发明实施例的基于ATCA架构的主备控制板同步系统，至少具有如下有益效果：控制板管理同步和业务同步功能相分离，通过平面互通连接，保证备用控制板中获取的业务处理板的管理类数据和主用控制板储存管理类数据始终一致，有效缩短设备同步切换数据过度的操作时间；业务数据同步由业务流程触发，保证主备用控制板中业务状态及信息一致，有效避免批量同步耗时，也减少了数据平滑过渡时间，使得用户的业务对主备切换无感，提升通信系统的稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述主用控制板及所述备用控制板均包括：主备通信模块，用于传送所述主用控制板及所述备用控制板间的同步命令，以心跳包方式维持通信；业务通信模块，用于根据工作状态以发送心跳包的方式与所述业务处理板通信，其中所述心跳包中包括所述主用控制板的板位信息；数据处理模块，用于根据工作状态接收所述业务数据，根据所述业务状态对所述业务数据作出响应，并将响应结果发送给所述业务处理板；状态机模块，用于根据所述业务数据管理第一状态机，或根据所述同步命令管理第二状态机。主用控制板维持与备用控制板及所有业务处理板的通信，负责管理响应业务数据，业务触发备用的同步，在发生主备用切换时，业务能无感平滑地过度，由备用控制板及时处理。
根据本发明的一些实施例，所述主用控制板及所述备用控制板还包括：主备判决模块，用于确定本控制板的当前工作状态；业务控制模块，用于管理所述业务处理板的控制功能。通过主备判决模块，确定本控制板当前工作状态为主用还是备用，确保同时只存在一主一备，保障系统正常运行；通过业务控制模块可统一管理业务处理板，如控制业务处理板程序或数据更新，业务处理单板复位等操作。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的方法的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例的方法中具体的处理过程；
图3为本发明实施例的系统的模块示意框图；
图4为本发明实施例的系统中的各模块的数据交互图；
图5为本发明实施例的系统中的主用控制板的模块示意框图。
附图标记：
业务处理板100、主用控制板200、备用控制板300；
主备通信模块210、业务通信模块220、数据处理模块230、状态机模块240、主备判决模块250、业务控制模块260。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
名词解释：
ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture)标准即先进的电信计算平台，它脱胎于在电信、航天、工业控制、医疗器械、智能交通、军事装备等领域应用广泛的新一代主流工业计算技术——CompactPCI标准，是为下一代融合通信及数据网络应用提供的一个高性价比的、基于模块化结构的、兼容的、并可扩展的硬件构架。ATCA总线分为两类总线，BASE总线及FABRIC总线。在本发明的实施例中，BASE总线是系统的管理控制平面总线，称BASE平面；FABRIC总线提供系统业务平面的数据通道，称FABRIC平面。
心跳包，就是在客户端和服务器间定时通知对方自己状态的一个自己定义的命令字，按照一定的时间间隔发送，类似于心跳，所以叫做心跳包。
参照图1，本发明的实施例的方法包括以下步骤：1)主用控制板通过BASE平面管理业务处理板；通过FABRIC平面接收业务处理板发送的业务数据，解析业务数据，处理并作出相应的业务响应，判断该业务数据对应的业务状态，根据业务状态管理该业务数据对应的第一状态机；并根据第一状态机的变化情况，生成相应类型的同步命令，通过BASE平面发送给备用控制板；2)备用控制板通过BASE平面接收同步命令，根据同步命令的类型管理该业务数据对应的第二状态机。该同步命令内包括有第一状态机的相关信息。应理解的是，在本发明的实施中，第一状态机及第二状态机中包括业务数据的业务状态及业务数据的关键信息。
在图2中，实心箭头粗线部分为管理类数据(即状态机相关数据)的同步维护，空心箭头细线部分为业务数据的处理响应。本发明的实施例的方法步骤如下。主用控制板首先通过FABRIC平面接收业务处理板的业务数据，并解析业务数据，判断该业务数据对应的业务状态。业务状态分为三种：业务新建、业务中间流程及业务结束。下面将根据业务状态逐一说明本发明实施例的方法中主备用控制板的工作流程。
若业务状态为业务新建，即新产生一项业务，主用控制板新申请第一状态机，根据业务数据赋值给第一状态机中的相关数据，并设置第一状态机的状态为初始状态，生成类型为业务开始的同步命令发送给备用控制板，可理解的是，同步命令中携带有第一状态机的相关数据。备用控制板接收到的同步命令的类型为业务开始，则申请新的第二状态机，并根据同步命令中携带的第一状态机的相关数据对第二状态机的相关数据。可理解的是，主用控制板还应对业务数据产生相应的业务响应并返回给业务处理板，其数据处理过程参照图2中的空心箭头细线部分，包括：获取第一状态机的数据内容，生成相应的业务响应数据；若响应将对第一状态机的相关数据有影响，还需要更新第一状态机的相关数据。应理解的是，在本发明的实施例中，若业务处理板A发送了业务数据给主用控制板，主用控制板作出的业务响应数据，不一定发给或仅发给该业务处理板A，也可以是其它业务处理板，图2仅是为了方便理解才只画了一个业务处理板。
若业务类型为业务中间流程，即业务在新建后结束前，主用控制板提取业务数据中与第一状态机相关的关键数据，对第一状态机进行更新，并判断第一状态机状态是否发生变化。如未发生变化，则主用控制板不再继续处理，接收新的业务数据；如发生变化，则主用控制板生成类型为业务更新的同步命令，该同步命令中携带第一状态机最新的相关数据。备用控制板接收到同步命令为业务更新，查找相应的第二状态机，若该第二状态机不存在，则新申请第二状态机并根据接收到的数据(即同步命令中的第一状态机最新的相关数据)对第二状态机进行相应的赋值；若该第二状态机存在，则根据接收到的同步数据对该第二状态机进行数据更新。主用控制板生成业务响应的数据处理过程，参照图2中的空心箭头细线部分，包括：获取第一状态机的数据内容，生成相应的业务响应数据；若响应将对第一状态机的相关数据有影响，还需要更新第一状态机的相关数据。
若业务类型为业务结束，即业务处理完毕，主用控制板释放相应的第一状态机，并发送给备用控制板业务释放的同步命令。备用控制板接收到的同步命令为业务释放，则查找相应的第二状态机，若该第二状态机存在到即释放，若不存在，则不做任何处理。主用控制板接收到业务结束的业务数据，生成相应的业务响应发送给业务处理板，参照图2中的空心箭头细线部分。
参照图3，本发明的实施例的系统，包括：业务处理板100、主用控制板200及备用控制板300。其中，业务处理板100用于接收处理业务流，可理解的是，本发明的实施例中，可以包括多个业务处理板100，每个业务处理板处理不同种类的业务。主用控制板200用于通过BASE平面管理业务处理板，通过本控制板的FABRIC平面接收业务处理板发送的业务数据，根据业务数据的业务状态管理业务数据的第一状态机，并根据第一状态机的变化情况将相应的同步命令发送给备用控制板；备用控制板300，用于以备用状态通过BASE平面与主用控制板维持通信，进行数据同步，管理业务数据的第二状态机，若检测到主用控制板异常则切换为主用状态。
参照图4，本发明的实施例的系统中，包括两个主用控制板，即1#主用控制板及2#主用控制板，两者间通过各自的BASE平面连接，维持心跳包通信(心跳包的时间间隔根据需要设置，如10ms)，进行主备协商，传输同步命令。两个主用控制板通过各自的FABRIC平面与业务处理板100交换业务数据，并通过各自的BASE平面管理业务处理板。应理解的是，图3中的两个业务处理板100为同一个，画作两个仅是为了方便示例理解。1#主用控制板及2#主用控制板通过BASE平面进行主备协商后，1#主用控制板作为主用控制板200，2#主用控制板作为备用控制板300，系统进入正常工作。此时，1#主用控制板以发送心跳包的方式通过BASE平面对业务处理板100维持通信，心跳包中包括有1#主用控制板的板位信息，主用控制板200(即1#主用控制板)及业务处理板100的网络接口划归同一虚拟局域网，业务处理板100仅向主用控制板200发送业务数据。备用控制板300(即2#主用控制板)以备用方式的工作时，不参与业务处理板100通信(既不接收业务数据，也不发送心跳包给业务处理板100)，若检测发现主用控制板200异常(如主用控制板200心跳包超时)，则切换为主用工作状态；此时，2#主用控制板向业务处理板100发送包括有2#主用控制板的板位信息的心跳包，将2#主用控制板及业务处理板100的网络接口划归同一虚拟局域网，业务处理板100将向当前新的主用控制板200(即2#主用控制板)发送业务数据。
参照图4，本发明的实施例的系统中的主用控制板200，包括：主备通信模块210、业务通信模块220、数据处理模块230、状态机模块240、主备判决模块250、业务控制模块260。其中，主备通信模块210，用于主用控制板与备用控制板通过BASE平面进行通信，维持心跳包通信，传输同步命。业务通信模块220，用于以发送心跳包的方式与业务处理板通信，该心跳包中包括主用控制板的板位信息。数据处理模块230，用于接收业务数据，根据业务状态作出响应，并将响应结果发送给业务处理板；状态机模块240，用于根据业务数据管理第一状态机(主用的工作状态下)，或根据同步命令管理第二状态机(备用的工作状态下)。主备判决模块250，用于确定本控制板的当前工作状态；业务控制模块260，用于管理业务处理板的控制功能，如控制子处理单板程序/数据更新，子处理单板复位等操作。可以理解的是，本发明的实施例系统中的备用控制板具有与主用控制板相同的模块结构，以便切换成主用工作状态，其模块结构不再进行复述。
在本发明的实施例中，主备判断模块250通过主备协商或异常判断，确定了本控制板的当前工作状态：主用或备用。若本控制板为主用，则通过业务通信模块220通知业务处理板将业务数据发送给本主用控制板，通过数据处理模块230接收业务数据并作处理，并通过状态机模块240管理第一状态机，将同步命令通过主备通信模块210发送给备用控制板。若本控制板为备用，则仅通过主备通信模块210接收同步命令，并通过状态机模块240管理第二状态机，不使能业务通信模块220及数据处理模块230。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，包括：
主用控制板通过BASE平面管理业务板，通过本控制板的FABRIC平面接收所述业务处理板发送的业务数据，处理并响应所述业务数据，根据所述业务数据的业务状态管理所述业务数据的第一状态机，并根据所述第一状态机的变化情况将相应的同步命令通过BASE平面发送给备用控制板，其中所述同步命令中包括同步类型及所述第一状态机的相关信息；
所述备用控制板通过BASE平面接收到所述同步命令，根据所述同步类型管理所述业务数据的第二状态机。
2.根据权利要求1所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，所述业务状态包括：业务新建、业务中间流程及业务结束。
3.根据权利要求2所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，
若所述业务状态为业务新建，则所述主用控制板根据所述业务数据生成所述第一状态机，将所述同步类型设置为业务开始；
所述备用控制板接收到所述同步类型为业务开始的所述同步命令，则根据所述第一状态机的相关信息生成所述第二状态机。
4.根据权利要求2所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，
若所述业务状态为业务中间流程，则所述主用控制板根据所述业务数据判断是否更新所述第一状态机，若所述第一状态机被更新则将所述同步类型设置为业务更新；
所述备用控制板接收到所述同步类型为业务更新的所述同步命令，则根据所述第一状态机的相关信息更新所述第二状态机。
5.根据权利要求2所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，
若所述业务状态为业务结束，则所述主用控制板释放所述第一状态机，并将所述同步类型设置为业务释放；
所述备用控制板接收到所述同步类型为业务释放的所述同步命令，释放所述第二状态机。
6.根据权利要求1所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，所述主用控制板通过BASE平面以心跳包的方式维持与所述备用控制板及所述业务处理板的通信。
7.根据权利要求6所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步方法，其特征在于，所述主用控制板通过BASE平面发送给所述业务处理板的心跳包中包括所述主用控制板的板位信息。
8.一种基于ATCA架构的主备用控制板同步系统，使用如权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，包括：
业务处理板，用于接收业务流；
主用控制板，用于通过BASE平面管理所述业务处理板，通过本控制板的FABRIC平面接收所述业务处理板发送的业务数据，处理并响应所述业务数据，根据所述业务数据的业务状态管理所述业务数据的第一状态机，并根据所述第一状态机的变化情况将相应的同步命令发送给备用控制板；
备用控制板，用于以备用状态通过BASE平面与所述主用控制板维持通信，进行数据同步，管理所述业务数据的第二状态机，若检测到所述主用控制板异常则切换为主用状态。
9.根据权利要求8所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步系统，其特征在于，所述主用控制板及所述备用控制板均包括：
主备通信模块，用于传送所述主用控制板及所述备用控制板间的同步命令，以心跳包方式维持通信；
业务通信模块，用于根据工作状态以发送心跳包的方式与所述业务处理板通信，其中所述心跳包中包括所述主用控制板的板位信息；
数据处理模块，用于根据工作状态接收所述业务数据，根据所述业务状态对所述业务数据作出响应，并将响应结果发送给所述业务处理板；
状态机模块，用于根据所述业务数据管理第一状态机，或根据所述同步命令管理第二状态机。
10.根据权利要求8所述的基于ATCA架构的主备用控制板同步系统，其特征在于，所述主用控制板及所述备用控制板还包括：
主备判决模块，用于确定本控制板的当前工作状态；
业务控制模块，用于管理所述业务处理板的控制功能。
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CN115065590A (zh) * 2022-06-28 2022-09-16 烽火通信科技股份有限公司 一种分布式双状态机实现线性保护的方法及装置
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