CN116746093A - 一种灵活以太网开销帧处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种灵活以太网开销帧处理方法及装置，用于减少处于故障状态下的PHY对FlexE group中正常状态的PHY所承载的业务数据流的影响。该方法应用于包括主板和备板的网络设备中，该方法包括：该主板向该备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板的第一PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位；该备板接收第一指示信息，并根据第一开销帧的相位确定该备板的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位，第二开销帧是第一开销帧的下一个开销帧。

Description

一种灵活以太网开销帧处理方法及装置 技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种灵活以太网开销帧处理方法及装置。

背景技术

灵活以太网(flexible ethernet，FlexE)技术是基于高速以太网(ethernet)接口，通过ethernet媒体接入控制(media access control，MAC)层与物理层解耦而实现的低成本、高可靠的电信级接口技术。FlexE技术通过在IEEE802.3基础上引入灵活以太网切片(FlexE shim)层实现了MAC层与物理层解耦，从而实现了灵活的速率匹配。

FlexE技术通过将多个以太网物理层(physical layer，PHY)绑定成一个灵活以太网组(FlexE group)以及物理层通道化等功能，满足灵活带宽的端口应用需求。因此，FlexE提供的MAC速率可以大于单个PHY的速率(通过捆绑实现)，也可以小于单个PHY的速率(通过通道化实现)。

按照当前FlexE标准以及相关现有技术的方案，对于FlexE中存在安全保障需求的网络设备，如图1所示，该网络设备主要通过主板和备板的保护倒换机制来实现业务数据流的传输。具体的，该网络设备中的主板和备板均通过FlexE group发送业务数据流；当该主板正常工作时，由切换开关选择主板的FlexE group上承载的该业务数据流发送给其他设备；当该主板的FlexE group中的一个或多个PHY处于故障状态时，由该切换开关选择备板的FlexE group上承载的该业务数据流发送给其他设备。

但是，上述保护倒换机制会导致主板的FlexE group中正常工作的PHY所承载的业务数据流发生中断，中断时长可能达到几十毫秒，从而造成正常工作的PHY所承载的业务数据流受损。因此，如何能够减少处于故障状态下的PHY对FlexE group中正常状态的PHY所承载的业务数据流的影响，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种灵活以太网开销帧处理方法及装置，用于减少处于故障状态下的PHY对FlexE group中正常状态的PHY所承载的业务数据流的影响。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案。

第一方面，提供一种灵活以太网开销帧处理方法，应用于包括主板和备板的网络设备中，该方法包括：该主板向该备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板的第一物理层接口PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位，该主板与网络之间可以对应第一FlexE group，可以包括多个PHY，第一PHY可以是第一FlexE group绑定的多个PHY中的任意一个PHY；该备板接收第一指示信息，并根据第一开销帧的相位确定该备板的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位，第二开销帧是第一开销帧的下一个开销帧；其中，该备板与网络之间可以对应第二FlexE group，第二PHY可以是第二FlexE group绑定的多个PHY中用于承载该业务数据流的一个PHY，即第二PHY承载的业务数据流与第一PHY上承载的业务数据流为同一业务数据流。

上述技术方案中，该备板根据第一开销帧的相位确定第二PHY上的该业务数据流的第二开销帧相位之后，可以使得该业务数据流在该备板上的开销帧的相位跟踪对齐该业务数据流在该主板上的开销帧的相位。这样，当该主板发生故障时，第一网络设备可以通过该备板向第二网络设备发送该业务数据流，由于该主板和该备板发送的该业务数据流的开销帧的相位是对齐的，从而第二网络设备仍然可以锁定该业务数据流中的开销帧，进而降低了因为该主板中的某一PHY故障而导致其他正常工作的PHY上的业务数据流受损的影响。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：当该主板未发生故障时，该主板在第一PHY上以第一开销帧的相位发送该业务数据流；当该主板发生故障时，该备板在第二PHY上以第二开销帧的相位发送该业务数据流。上述可能的实现方式中，当该主板发生故障时，第一网络设备可以通过该备板向第二网络设备发送该业务数据流，由于该主板和该备板发送的该业务数据流的开销帧的相位是对齐的，从而第二网络设备仍然可以锁定该业务数据流中的开销帧，进而降低了因为该主板中的某一PHY故障而导致其他正常工作的PHY上的业务数据流受损的影响。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息是以单比特编码格式编码后的信息。可选的，第一指示信息包括第一开销帧的帧头位置；进一步，第一指示信息还包括以下至少一项：编码版本号、第一开销帧的特征信息。上述可能的实现方式中，可以提高该备板确定第一开销帧的高效性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息还包括：循环冗余校验码CRC8，该CRC8用于校验该编码版本号和/或第一开销帧的特征信息。上述可能的实现方式中，通过该CRC8校验该编码版本号和/或第一开销帧的特征信息，可以提高上述信息的安全性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该备板根据第一开销帧的相位确定该备板上的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位，包括：该备板根据第一开销帧的帧头位置和开销帧间隔，确定第一PHY上的第二开销帧的帧头位置；根据第一PHY上的第二开销帧的帧头位置，确定该备板上的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位。上述可能的实现方式中，提供了一种简单有效的确定该备板上的第二开销帧的相位的方式。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：该备板根据板间传输时延和/或编解码时延，补偿该备板上的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位。上述可能的实现方式中，提高了该备板上的第二开销帧的相位的准确性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该特征信息包括填充块PAD相位，该方法还包括：根据该PAD相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位；和/或，该特征信息还包括对齐标志字AM相位，该方法还包括：根据该AM相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的AM相位。上述可能的实现方式中，该备板按照上述方式可以保证该主板的第一PHY上的第二开销帧中的PAD相位和AM相位分别与该备板的第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位和AM相位是对齐的，从而保证该主板和该备板对于PAD和AM的插入的一致性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：该备板根据第一PHY和第 二PHY上承载的该业务数据流的同一个开销帧的帧头，确定该主板与该备板之间的帧头相位偏差；当该帧头相位偏差大于预设偏差时，该备板触发告警信息。上述可能的实现方式中，该备板向该网络设备中的处理器发送告警信息，以使该主板和该备板之间重新对齐开销帧。

第二方面，提供一种灵活以太网开销帧处理装置，述装置包括主板和备板；其中，该主板，用于向该备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板的第一物理层接口PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位；该备板，用于接收第一指示信息，并根据第一开销帧的相位确定该备板的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位，第二开销帧是第一开销帧的下一个开销帧。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该主板还用于当该主板未发生故障时，该主板在第一PHY上以第一开销帧的相位发送该业务数据流；该备板还用于当该主板发生故障时，该备板在第二PHY上以第二开销帧的相位发送该业务数据流。

在第二方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息是以单比特编码格式编码后的信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息包括第一开销帧的帧头位置。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该备板还用于：根据第一开销帧的帧头位置和开销帧间隔，确定第一PHY上的第二开销帧的帧头位置；根据第一PHY上的第二开销帧的帧头位置，确定该备板上的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该备板还用于：根据板间传输时延和/或编解码时延，补偿第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位。

在第二方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息还包括以下至少一项：编码版本号、第一开销帧的特征信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，第一指示信息还包括：循环冗余校验码CRC8，该CRC8用于校验该编码版本号和/或第一开销帧的特征信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该特征信息包括填充块PAD相位，该备板还用于：根据该PAD相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位；和/或，该特征信息还包括对齐标志字AM相位，该备板还用于：根据该AM相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的AM相位。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该备板还用于：根据第一PHY和第二PHY上承载的该业务数据流的同一个开销帧的帧头，确定该主板与该备板之间的帧头相位偏差；当该帧头相位偏差大于预设偏差时，触发告警信息。

本申请的又一方面，提供一种可读存储介质，该可读存储介质中存储有指令，当可读存储介质在设备上运行时，使得设备执行第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的方法。

本申请的又一方面，提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的方法。

可以理解地，上述提供的任一种灵活以太网开销帧处理方法的装置、计算机存储介质或者计算机程序产品均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有 益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为一种通过保护倒换机制来传输业务数据流的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种FlexE OH帧的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种FlexE group的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种100GBASE-R FlexE复用器功能的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种100GBASE-R FlexE解复用器功能的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种FlexE通信系统的应用场景示意图；

图7为本申请实施例提供的一种灵活以太网开销帧处理方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种第一指示信息的编码示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种灵活以太网开销帧处理方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的一种确定第二PHY上的第二开销帧的相位的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，本申请实施例采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在介绍本申请的技术方案之前，首先对本申请实施例所涉及的相关技术和概念进行介绍说明。

在以太网中，以太网端口通常作为面向数据的逻辑上的概念出现，称为逻辑端口或简称为端口，以太网物理接口作为硬件上的概念出现，称为物理接口或简称为接口。通常以太网端口的速率的确定以以太网物理接口的速率为基础，一般情况下一个以太网端口最大带宽对应一个以太网物理接口的带宽。随着以太网在过去的一段时间内的发展和应用，以太网端口的速率以10倍提升，从10兆比特每秒(megabit per second，Mbps)向100Mbps、1000Mbps(即1Gbps)、10Gbps、40Gbps、100Gbps、400Gbps等不断演进发展，而实际应用需求的带宽增长并不呈现这样的10倍增长特征，例如50Gbps、75Gbps、200Gbps等，从而造成以太网端口的速率与实际应用需求期望的偏差不断增大。因此，业界一方面希望能够提供一些灵活带宽的逻辑端口，这些逻辑端 口可以共同使用一个或者若干个以太网物理接口，例如2个40GE端口和2个10GE端口共同使用一个100G物理接口；并能够随着需求的变化做出灵活的速率调整，例如从200Gbps调整为330Gbps，或者50Gbps调整为20Gbps，以提高端口使用效率或者延长其使用生命周期。对于固定速率的物理链路，可以将其级联捆绑，以支持逻辑端口速率的堆叠增加(例如，将2个100GE物理接口堆叠级联捆绑以支持200GE逻辑端口)。另一方面，希望能够将物理接口灵活堆叠所得到的带宽资源池化，将其带宽按照颗粒(例如，5G为一个颗粒)分配给特定的以太网逻辑端口，实现若干以太网虚拟连接对堆叠级联的物理链路组的高效共享。

由此，灵活以太网(flexible ethernet，FlexE)的概念应运而生，灵活以太网又称为灵活虚拟以太网。FlexE支持针对以太网业务的子速率、通道化、反向复用等功能。例如，针对以太网业务的子速率应用场景，FlexE能够支持将250G的以太网业务(MAC码流)采用3路现有的100GE的物理接口进行传送。针对以太网业务的反向复用场景，FlexE能够支持将200G的以太网业务采用2路100GE的物理媒质相关(physical medium dependent，PMD)子层进行传送。针对以太网业务的通道化场景，FlexE能够支持若干个逻辑端口共同使用一个或者多个物理接口，能够支持将多路低速率的以太网业务复用到高速率的灵活以太网的中。FlexE的子速率、通道化和反向复用功能的引入，极大的扩展了以太网的应用场合，增强了以太网应用的灵活性，并使得以太网技术逐渐向传送网领域渗透。

FlexE借鉴同步数字体系(synchronous digital hierarchy，SDH)/光传输网络(optical transfer network，OTN)技术，对物理接口传输构建固定帧格式，并进行时分复用(time division multiplexing，TDM)的时隙划分。下面以现有的FlexE帧格式举例说明。FlexE的TDM时隙划分粒度是66比特(bits)，对应承载一个64B/66B比特块。如图2所示，一个FlexE帧包含8个灵活以太网开销(FlexE overhead，FlexE OH)块(也可以称为OH块，每个OH块为一个64B/66B比特块)，第一个FlexE OH块为该FlexE OH帧的帧头位置，FlexE OH块与FlexE OH块之间为进行时隙划分的净荷区域，该净荷区域以66比特为粒度，对应1023×20个66比特承载空间(即1023组时隙，每组20个时隙，每个时隙为66比特)，100GE接口的带宽划分20个时隙，每个时隙的带宽约为5Gbps。图2中仅示出了一个FlexE帧中相邻的两个FlexE OH块、以及这两个FlexE OH块之间的净荷区域的示意图。FlexE通过交织复用的方式在单个物理接口上实现了多个传输通道，即实现了多个时隙。若干个物理接口可以捆绑，该若干个物理接口的全部的时隙可以组合承载一个以太网逻辑端口。例如10GE需要两个时隙，25GE需要5个时隙等。逻辑端口上可见的仍为顺序传输的64B/66B比特块，每个逻辑端口对应一个MAC，传输相应的以太网报文，对报文的起始结束和对空闲填充的识别与传统以太网相同。FlexE只是一种接口技术，相关的交换技术可以基于现有的以太网包进行，也可以基于FlexE交叉进行，此处不再赘述。

FlexE技术通过在IEEE802.3基础上引入灵活以太网切片(FlexE shim)层实现了MAC层与物理层解耦，实现灵活的速率匹配。如图3所示，FlexE可以将一个或者多个物理层接口(physical layer，PHY)绑定在一起构成一个FlexE组(FlexE group)，通过一个FlexE组传输来自不同MAC的多个FlexE客户(FlexE client)，以实现以太 网接口速率的灵活匹配。图3中以四个PHY绑定在一起构成一个FlexE组为例进行说明。

FlexE group：也可以称为捆绑组，每个FlexE group包括的多个PHY具有逻辑上的捆绑关系，该多个PHY在物理上可以是独立的，不存在物理连接关系。FlexE中的网络设备可以通过PHY的编号来标识一个FlexE group中包含哪些PHY，来实现多个PHY的逻辑捆绑。例如，每个PHY的编号可用1-254之间的一个数字来标识，0和255为保留数字。一个PHY的编号可对应网络设备上的一个物理接口。相邻的两个网络设备之间需采用相同的编号来标识同一个PHY。一个FlexE group中包括的各个PHY的编号不必是连续的。

FlexE client：对应于网络的各种用户接口，与现有的因特网协议或以太网等网络中的传统业务接口一致。FlexE client可根据带宽需求灵活配置，支持各种速率的以太网MAC数据流，例如可以通过64B/66B的编码的方式将数据流传递至FlexE shim。FlexE client可以被解释为基于一个物理地址的以太网流。通过同一FlexE group发送的客户需要共用同一时钟，且这些客户需要按照分配的时隙速率进行适配。

FlexE shim：作为插入MAC与PHY(PCS子层)中间的一个额外逻辑层，通过基于日常表(calendar)的时隙分发机制实现FlexE技术的核心架构。FlexE shim的主要作用是根据相同的时钟对数据进行切片，并将切片后的数据封装至预先划分的时隙中。然后，根据预先配置的时隙配置表，将划分好的各时隙映射至FlexE group中的PHY上进行传输。其中，每个时隙映射于FlexE group中的一个PHY。

示例性的，对于发送端，以图4所示的100GBASE-R FlexE复用器(mux)功能为例，对于来自MAC层(对应客户时钟域(client clock domain))的多个数据流(分别表示为cl#1至cl#M)，在对该多个数据流进行客户处理(client processing)后进入FlexE shim(对应FlexE时钟域(FlexE clock domain))，FlexE shim对该多个数据流的处理过程可以包括：对于该多个数据流中的每个数据流，通过增加或删除idle码型以完成该数据流的速率适配，即将数据流的速率从MAC的速率适配到PHY的速率；将速率适配后的多个数据流映射到FlexE shim的时隙中以得到calendar数据流，该calendar数据流对应的总带宽可以为N×20×5Gbps；在一个FlexE group中的多个PHY上插入OH帧(也可以称为FlexE帧或FlexE OH帧)；将该calendar数据流分发到该多个PHY上。其中，该多个PHY中每个PHY上承载的数据是从该PHY的OH帧的帧头位置开始映射的，且在该多个PHY的OH帧头对齐后开始传输，该多个PHY上承载的数据可以分别表示为FlexE#1 100G实例(instance)至FlexE#N 100G实例，该实例也可以称为子日常表(sub-calendar)数据流。

示例性的，对于接收端，以图5所示的100GBASE-R FlexE解复用器(demux)功能为例，FlexE shim的处理过程可以包括：对于接收到的多个子calendar数据流(分别表示为FlexE#1 100G实例至FlexE#N 100G实例)，锁定每个PHY上的OH帧；按照OH帧的边界对齐同一FlexE group中的多个PHY上的数据，在对齐过程中可以去掉多个PHY之间的相位偏差；将该多个PHY上的数据重新排列成calendar数据流；通过client的映射信息，从该calendar数据流中抽取多个数据流：对于该多个数据流中的每个数据流，通过增加或删除idle码型以完成该数据流的速率适配，即将数据流 的速率从PHY的速率适配到MAC的速率，即得到多个数据流(分别表示为cl#1至cl#M)。

图6示出了本申请涉及的FlexE通信系统的应用场景示意图，该FlexE通信系统包括用户设备1、网络设备1、网络设备2和用户设备2，网络设备1和网络设备2可以是逻辑上相邻的两个网络设备。其中，网络设备1可以是中间节点，此时网络设备1通过其他网络设备与用户设备1连接；或者，网络设备1是边缘节点，此时网络设备1直接与用户设备1连接。同理，网络设备2可以是中间节点，此时网络设备2通过其他网络设备与用户设备2连接；或者，网络设备2是边缘节点，此时网络设备2直接与用户设备2连接。

其中，网络设备1可以包括分别作为主板和备板的网卡11和网卡12、以及用于切换网卡11和网卡的切换开关13。网卡11具有FlexE接口a，网卡12具有FlexE接口b。网络设备2包括网卡21，网卡21具有FlexE接口c。每个FlexE接口也可以称为一个FlexE group，与传统以太网接口的区别在于一个FlexE接口可以承载多个客户(client)，且作为逻辑接口的FlexE接口可以由多个物理接口组合而成。可选的，每个网络设备中的一个网卡可以具有一个或者多个FlexE接口，网络设备2也可以包括分别作为主板和备板的两个网卡，图6中以一个网卡具有一个FlexE接口、以及网络设备2具有一个网卡为例进行说明。

具体的，假设网络设备1处于安全保障的需要，将网卡11作为主板、网卡12作为备板，以实现主板和备板的保护。这样网络设备1通过保护倒换机制与网络设备2之间进行通信的过程可以包括：网络设备1在向网络设备2发送数据时，网卡11和网卡12可以分别通过FlexE接口a和FlexE接口b向切换开关13发送两路数据，这两路数据为同一数据，由切换开关13选择这两路数据中的一路数据发送给网络设备2，即网络设备1发送的数据在切换开关13处实现数据的选收，即选择网卡11或网卡12的数据发送给网络设备2，通常选择网卡11(即主板)的数据，在网卡11故障时选择网卡12(即备板)的数据；网络设备1在接收来自网络设备2的数据时，切换开关13会将接收到的数据分别通过FlexE接口a和FlexE接口b发送给网卡11和网卡12，即接收到的数据在切换开关13处实现数据的双发，以使网卡11和网卡12均接收到该数据。

应理解，图6中所示的系统仅以2个用户设备和2个网络设备为例进行说明，该FlexE通信系统中还可以包括更多数量的用户设备和网络设备，本申请实施例对此不做限定。图6中所示的FlexE通信系统仅是举例说明，本申请提供的FlexE通信系统的应用场景不限于图6所示的场景。本申请提供的技术方案适用于所有应用采用FlexE技术进行数据传输的网络场景。

图7为本申请实施例提供的一种灵活以太网开销帧处理方法的流程示意图，该方法应用于包括主板和备板的第一网络设备中，比如，第一网络设备为上述图6所示的网络设备1，该方法包括以下几个步骤。

S201：主板向备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板的第一PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位。

其中，该主板与网络之间可以对应第一FlexE group(也可以称为第一FlexE接口)， 第一FlexE group可以包括多个PHY，第一PHY可以是该多个PHY中的任意一个PHY。第一PHY上承载的业务数据流可以包括一个或者多个客户的数据。具体的，在该主板未发生故障，第一网络设备通过该主板向第二网络设备发送该业务数据流(即第一网络设备中的切换开关选择该主板的数据发送给第二网络设备)的过程中，该主板可以向该备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板的第一PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位。第一开销帧可以是该主板当前发送的开销帧(也可以称为FlexE帧)，第一开销帧的相位可以是指当前发送的第一开销帧的时域位置，比如，该时域位置可以为时隙。

可选的，第一指示信息可以包括第一开销帧的帧头位置；其中，第一开销帧可以包括8个开销块，第一开销帧的帧头可以是指这8个开销块中的第一个开销块，该帧头位置即为第一开销块的时域位置，从而第一开销帧的相位可以为第一开销帧的帧头位置(或称为第一开销块的时域位置)。进一步的，第一指示信息还可以包括第一开销帧的特征信息，该特定信息可以包括填充块PAD相位、和/或对齐标志字(aligment marker，AM)相位；其中，PAD和AM是以太网中分别用于做速率匹配和数据对齐的，在该业务数据流的发送过程中该PAD和该AM会按照一定规律插入该业务数据流中。比如，第一网络设备在该业务数据流中可以按照间隔a1插入开销帧，按照间隔a2插入PAD，按照间隔a3插入AM，若开销帧、PAD和AM在初始化时的相位是对齐的，则该业务数据流在经过a1、a2和a3的最小公倍数的传输后，开销帧、PAD和AM的相位会再次对齐，这样第二网络设备在接收到该业务数据流时可基于该开销帧、该PAD或者该AM中的任意一个即可实现数据对齐。需要说明的是，关于该PAD和AM的相关描述可以参见相关技术中的阐述，本申请实施例在此不再赘述。

具体的，在第一网络设备通过该主板发送第一开销帧的过程中，该主板可以对第一开销帧进行采样，以确定第一指示信息中包括的第一开销帧的帧头位置；进一步的，该主板还可以从该帧头位置开始统计比特块(block)的数量，以确定该PAD和该AM分别相对于第一开销帧的帧头的比特块的数量，即确定第一指示信息中包括的第一开销帧中的PAD相位和AM相位；之后，该主板可以向该备板发送第一指示信息。

在一种可能的实施例中，该主板还可以使用单比特编码格式对第一指示信息进行编码。示例性的，如图8所示，该主板可以从第一开销帧的帧头位置开始编码，通过M(M为正整数)个编码周期(比如，采用10MHz的编码频率，即一个编码周期为100ns)完成该帧头的编码，该帧头可以包括N个周期的高电平和N个周期的低电平，比如，M等于20、N等于10。此外，如图8所示，对于第一指示信息中的其他信息(比如，第一开销帧的特征信息)，可以采用一个编码周期内“x”长度的高电平和“y”长度的高电平的编码方式表示数据“0”，及采用一个编码周期内“y”长度的高电平和“x”长度的高电平的编码方式表示数据“1”的方式，比如，x＝25ns、y＝75ns。进一步的，当每次使用的编码版本不同时，第一指示信息中还可以包括编码版本号；第一指示信息中还可以包括循环冗余校验码CRC8，该CRC8可用于校验该编码版本号和第一开销帧的特征信息(以长度为86比特(bits)为例)，以保证该编码版本号和第一开销帧的特征信息的安全性。此外，第一指示信息中还可以包括结束字段，比如，该结束字段可以为k个编码周期的低电平，比如，k＝30。

S202：当该备板接收到第一指示信息时，该备板根据第一开销帧的相位确定该备板的第二PHY上承载的该业务数据流的第二开销帧的相位，第二开销帧是第一开销帧的下一个开销帧。

其中，该备板与网络之间可以对应第二FlexE group(也可以称为第二FlexE接口)，第二FlexE group可以包括多个PHY，第二PHY可以是该多个PHY中用于承载该业务数据流的一个PHY，即第二PHY承载的业务数据流与第一PHY上承载的业务数据流为同一业务数据流。当该备板接收到第一指示信息时，该备板可以根据第一指示信息确定第一开销帧的相位，从而根据第一开销帧的相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位。

具体的，当第一指示信息包括第一开销帧的帧头位置时，该备板可以根据第一开销帧的帧头位置、以及两个开销帧之间的间隔(该间隔是固定的，比如，该间隔可以为163688(即20×1023×8+8)个64B/66B比特块)，确定该业务数据流在第一PHY上的第二开销帧的帧头位置；之后，该备板可以根据第一PHY上的第二开销帧的帧头位置对齐该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的帧头位置，比如，将第一PHY上的第二开销帧的帧头位置作为该数据流在第二PHY上的第二开销帧的帧头位置，即实现该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位的对齐。进一步的，当第一指示信息还包括PAD相位时，该备板还可以根据该PAD相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位，若该PAD相位为该PAD与第一开销帧的帧头之间的间隔，则该备板可以根据该PAD相位、两个PAD之间的间隔和两个开销帧之间的间隔确定第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位。同理，当第一指示信息还包括AM相位时，该备板还可以根据该AM相位确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧中的AM相位，若该AM相位为该AM与第一开销帧的帧头之间的间隔，则该备板可以根据该AM相位、两个AM之间的间隔和两个开销帧之间的间隔确定第二PHY上的确定第二开销帧中的AM相位。这样，该备板按照上述方式可以保证该主板的第一PHY上的第二开销帧中的PAD相位和AM相位分别与该备板的第二PHY上的第二开销帧中的PAD相位和AM相位是对齐的，从而保证该主板和该备板对于PAD和AM的插入的一致性。

在一种可能的实施例中，当该主板使用单比特编码格式对第一指示信息进行编码时，该备板可以在接收到第一指示信息时对第一指示信息进行解码，以得到第一指示信息中的相关信息。示例性的，以图8所示的编码方式为例，该备板可以在检测到来自主板的数据流的信号向上跳变后开始解码，当连续接收到N个周期的高电平后，检测到信号向下跳变时确定该向下跳变的位置为第一开销帧的帧头位置；之后，连续检测到N个周期的低电平，若检测到连续N个周期的低电平则第一开销帧的帧头位置正确，若未检测到连续N个周期的低电平则重新确定第一开销帧的帧头位置。进一步的，该备板可以根据数据“0”和数据“1”的编码方式分别解码出编码版本号、第一开销帧的特征信息(比如，PAD相位和AM相位)和CRC8等，该编码版本号可用于指示编码版本，以使该备板可以根据该编码版本号识别不同编码版本之间的差异。相应的，该备板还可以根据CRC8对第一开销帧的特征信息进行校验，若检验成功即确定第一开销帧的特征信息正确，若校验失败，则重新开始检测第一指示信息。最后，当该备 板检测到结束字段，比如，检测到k(比如，k＝30)个编码周期的低电平时，该备板即可确定第一指示信息解码完成。

需要说明的是，该备板在检测N个周期的低电平或N个周期的高电平时，会由于板间走线的影响等导致信号发生抖动，从而实际检测到低电平或高电平的周期会大于或小于N，比如检测到的周围数为N+1或N-1。因此，只要N与检测到的低电平的周期数之差的绝对值小于预设阈值，即可认为检测到N个周期的低电平或N个周期的高电平。

进一步的，如图9所示，该方法还可以包括：S203。

S203：该备板根据板间传输时延和/或编解码时延，补偿该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位。

其中，该板间传输时延可以是指第一开销帧的相位(比如，第一开销帧的帧头位置)从该主板传输至该备板的传输时延，该板间传输时延可以事先通过诸如示波器等外部硬件设备测量后配置给该备板，从而在需要补偿第二PHY上的第二开销帧的相位时，该备板即可根据相应的配置直接获取该板间传输时延。另外，该编解码时延包括编码时延和解码时延，该编码时延是指该主板编码第一开销帧的相位时的时延，该解码时延是指该备板解码第一开销帧的相位时的时延。该编码时延和该解码时延可以事先通过测量得到，并可以配置给该备板。

具体的，当第一指示信息包括第一开销帧的帧头位置，该主板将单比特编码后的第一指示信息发送给该备板时，该备板确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位可以包括：根据第一开销帧的帧头位置、该编码时延、该板间传输时延、该解码时延、第一开销帧的特征信息的传输时延和开销帧间隔，确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位，该第二开销帧的相位为第二开销帧的帧头位置。示例性的，如图10所示，以第一PHY和第二PHY为100G PHY为例，若第一PHY上的第一开销帧的帧头为T0、该编码时延为t1、该板间传输时延为t2、该解码时延为t3、第一开销帧的特征信息的传输时延为t4(t4小于开销帧的间隔)，开销帧的间隔为Δt，则该备板确定第一PHY上的第二开销帧的相位为T1(比如，T1＝T0+Δt-t1-t2-t3-t4)，从而将第二PHY上的第二开销帧的相位确定为T1。图10中的t5＝Δt-t1-t2-t3-t4，即补偿第一开销帧的相位后实际距离第二开销帧的间隔。

该备板通过上述方式确定该业务数据流在第二PHY上的第二开销帧的相位后，可以使得该业务数据流在第一PHY和第二PHY上的同一开销帧的相位是对齐的，也可以理解为该业务数据流在第二PHY上的开销帧的相位跟踪对齐该业务数据流在第一PHY上的开销帧的相位。这样，当该主板发生故障时，第一网络设备可以通过该备板向第二网络设备发送该业务数据流，比如，该备板在第二PHY上以对齐后的第二开销帧的相位发送该业务数据流。由于该主板和该备板发送的业务数据流的开销帧的相位是对齐的，从而在该主板发生故障，第二网络设备接收到该备板发送的该业务数据流时，第二网络设备仍然可以锁定该业务数据流中的开销帧，并基于锁定的开销帧实现多个PHY中的数据对齐，进而从对齐的数据中抽取客户的数据。可选的，当第一指示信息中还包括第一开销帧的PAD相位或AM相位时，第二网络设备也可以基于该PAD相位或该AM相位实现多个PHY中的数据对齐。

需要说明的是，第二网络设备锁定开销帧、基于锁定的开销帧实现多个PHY中的数据对齐、以及从对齐的数据抽取客户的数据具体过程可以参考现有技术的相关描述，本申请实施例在此不再赘述。

进一步的，如图9所示，该方法还可以包括：S204-S205。其中，S204-S205与S201-S203可以不分先后顺序，图9中以S204-S205位于S203之后为例进行说明。

S204：该备板根据第一PHY和第二PHY上承载的该业务数据流的同一个开销帧的帧头，确定该主板与该备板之间的帧头相位偏差。

其中，该备板可用于检测该业务数据流在该主板和该备板上的同一开销帧的帧头之间的相位偏差。比如，该备板中可以集成有一个计数器，该计数器可用于在该备板确定的该主板上的某一开销帧的帧头位置开始计数，并在该备板上的同一开销帧的帧头位置(或者在计算得到的该备板上的同一开销帧的帧头位置)时停止计数，该计数器的累加值即为该业务数据流在该主板和该备板上的同一开销帧的帧头之间的相位偏差。例如，在该主板的第一开销帧早于该备板的第一开销帧的场景下，该计数器首先在“该备板计算得到的该主板上的第一开销帧的帧头”时开始计数，之后在该备板上的第一开销帧的帧头到来时停止计数，该计数器对应的累加值即为该帧头相位偏差。

S205：当该帧头相位偏差大于预设偏差时，该备板触发告警信息。

比如，该预设偏差为5ns，该备板通过计算器得到的相位偏差为7ns，则该备板可以向第一网络设备中的处理器发送告警信息，以使该主板和该备板之间重新对齐开销帧。其中，该预设偏差可以事先进行设置，比如，该预设偏差可以根据第一网络设备中用于切换该主板和该备板的切换开关的对齐能力确定，本申请实施例对此不作具体限制。

为便于理解，下面以图11所示的第一网络设备的结构为例，对本申请实施例提供的方法进行举例说明。假设该主板与网络之间的FlexE group为第一FlexE group(也可以称为工作组(working group))、该备板与网络之间的FlexE group为第二FlexE group(也可以称为备用组(backup group))，则第一FlexE group和第二FlexE group中可以包括接收(receive，RX)解码(decode)单元、帧头锁定和检查单元、PHY相位对齐单元、发送(transmit，TX)编码(code)单元和取样单元。该主板与该备板还可以各自连接有一个可编程器件，用于对各自交互的数据进行编译或译码等。具体的，以该主板向该备板发送第一指示信息为例，该主板中的取样单元可用于对第一FlexE group中的第一PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的帧头进行采样；该主板中的TX编码单元可用于对采样的第一开销帧的帧头进行编码并发送给该备板；该备板中的RX解码单元可以对接收的数据进行解码；该备板中的帧头锁定和检查单元可根据解码后的数据锁定第一开销帧的帧头，以及检查该主板和该备板中同一开销帧的帧头相位偏差；该备板中的PHY相位对齐单元可用于根据第一开销帧的帧头对齐该备板的第二开销帧的帧头。

需要说明的是，本申请实施例中的主板和备板可以互换，比如，该备板升级为主板时，该备板也可以将当前发送的开销帧的相位发送给该主板，以使该主板跟踪对齐该备板的开销帧的相位。上述仅以该备板跟踪对齐该主板的开销帧的相位为例进行说明，本申请实施例所提供的技术方案同样适用于该主板跟踪对齐该备板的开销帧的相 位的方案中，在此不再赘述。

在本申请实施例中，该主板向该备板发送第一指示信息，第一指示信息用于指示该主板上的该业务数据流的第一开销帧的相位，该备板在接收到第一指示信息时，可以根据第一开销帧的相位确定该备板上的该业务数据流的第二开销帧的相位，从而使得该业务数据流在该备板上的开销帧的相位跟踪对齐该业务数据流在该主板上的开销帧的相位。这样，当该主板发生故障时，第一网络设备可以通过该备板向第二网络设备发送该业务数据流，由于该主板和该备板发送的该业务数据流的开销帧的相位是对齐的，从而第二网络设备仍然可以锁定该业务数据流中的开销帧，进而降低了因为该主板中的某一PHY故障而导致其他正常工作的PHY上的业务数据流受损的影响。

上述主要从第一网络设备的角度对本申请实施例提供的方法进行了介绍。可以理解的是，第一网络设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的网元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对第一网络设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本申请实施例提供了一种第一网络设备，第一网络设备的结构示意图可以如图6中的网络设备1所示。第一网络设备包括：网卡11和网卡12，网卡11可以作为主板，网卡12可以作为备板。其中，网卡11用于支持第一网络设备执行上述方法实施例中的S201；网卡12用于支持第一网络设备执行上述方法实施例中的S202-S205中的一个或者多个，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。进一步的，第一网络设备还包括：切换开关13；其中，切换开关13用于支持第一网络设备在网卡11未故障时选择网卡11发送的数据发送给第二网络设备，在网卡11故障时选择网卡12发送的数据发送给第二网络设备。上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施 例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得终端执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1. 一种灵活以太网开销帧处理方法，其特征在于，应用于包括主板和备板的网络设备中，所述方法包括：

   所述主板向所述备板发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述主板的第一物理层接口PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位；

   所述备板接收所述第一指示信息，并根据所述第一开销帧的相位确定所述备板的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位，所述第二开销帧是所述第一开销帧的下一个开销帧。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

   当所述主板未发生故障时，所述主板在所述第一PHY上以所述第一开销帧的相位发送所述业务数据流；

   当所述主板发生故障时，所述备板在所述第二PHY上以所述第二开销帧的相位发送所述业务数据流。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一指示信息是以单比特编码格式编码后的信息。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一指示信息包括所述第一开销帧的帧头位置。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述备板根据所述第一开销帧的相位确定所述备板的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位，包括：

   所述备板根据所述第一开销帧的帧头位置和开销帧间隔，确定所述第一PHY上的第二开销帧的帧头位置；

   根据所述第一PHY上的第二开销帧的帧头位置，确定所述备板上的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

   所述备板根据板间传输时延和/或编解码时延，补偿所述备板上的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一指示信息还包括以下至少一项：编码版本号、所述第一开销帧的特征信息。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一指示信息还包括：循环冗余校验码，所述循环冗余校验码用于校验所述编码版本号和/或所述第一开销帧的特征信息。
9. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述特征信息包括填充块PAD相位，所述方法还包括：根据所述PAD相位确定所述业务数据流在所述第二PHY上的所述第二开销帧中的PAD相位；

   和/或，

   所述特征信息还包括对齐标志字AM相位，所述方法还包括：根据所述AM相位确定所述业务数据流在所述第二PHY上的所述第二开销帧中的AM相位。
10. 根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

    所述备板根据所述第一PHY和所述第二PHY上承载的所述业务数据流的同一个开销帧的帧头，确定所述主板与所述备板之间的帧头相位偏差；

    当所述帧头相位偏差大于预设偏差时，所述备板触发告警信息。
11. 一种灵活以太网开销帧处理装置，其特征在于，所述装置包括主板和备板；其中，

    所述主板，用于向所述备板发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述主板的第一物理层接口PHY上承载的业务数据流的第一开销帧的相位；

    所述备板，用于接收所述第一指示信息，并根据所述第一开销帧的相位确定所述备板的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位，所述第二开销帧是所述第一开销帧的下一个开销帧。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

    所述主板，还用于当所述主板未发生故障时，所述主板在所述第一PHY上以所述第一开销帧的相位发送所述业务数据流；

    所述备板，还用于当所述主板发生故障时，所述备板在所述第二PHY上以所述第二开销帧的相位发送所述业务数据流。
13. 根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述第一指示信息是以单比特编码格式编码后的信息。
14. 根据权利要求11-13任一项所述的装置，其特征在于，所述第一指示信息包括所述第一开销帧的帧头位置。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述备板还用于：

    根据所述第一开销帧的帧头位置和开销帧间隔，确定所述第一PHY上的第二开销帧的帧头位置；

    根据所述第一PHY上的第二开销帧的帧头位置，确定所述备板上的第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位。
16. 根据权利要求11-15任一项所述的装置，其特征在于，所述备板还用于：

    根据板间传输时延和/或编解码时延，补偿所述第二PHY上承载的所述业务数据流的第二开销帧的相位。
17. 根据权利要求11-16任一项所述的装置，其特征在于，所述第一指示信息还包括以下至少一项：编码版本号、所述第一开销帧的特征信息。
18. 根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一指示信息还包括：循环冗余校验码，所述循环冗余校验码用于校验所述编码版本号和/或所述第一开销帧的特征信息。
19. 根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述特征信息包括填充块PAD相位，所述备板还用于：根据所述PAD相位确定所述业务数据流在所述第二PHY上的所述第二开销帧中的PAD相位；

    和/或，

    所述特征信息还包括对齐标志字AM相位，所述备板还用于：根据所述AM相位确定所述业务数据流在所述第二PHY上的所述第二开销帧中的AM相位。
20. 根据权利要求11-19任一项所述的装置，其特征在于，所述备板还用于：

    根据所述第一PHY和所述第二PHY上承载的所述业务数据流的同一个开销帧的帧头，确定所述主板与所述备板之间的帧头相位偏差；

    当所述帧头相位偏差大于预设偏差时，触发告警信息。