CN1330473A - 反向复用业务中的备用冗余 - Google Patents

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Abstract

一种接口设备,包括第一器件和第二器件,每个器件具有一系列端口用于连接到与控制器相连的公共数据包传输总线,所述器件并行操作并配置成:当一个器件处于运行模式时,另一个为热备用模式,准备好在运行器件发生故障时变成运行模式,运行模式的器件的端口正常地与控制器通讯以开始通过所述数据包传输总线传输所述数据包,热备用模式的器件的所述端口不与控制器通讯,而其它部分正常地操作以在所述运行器件发生故障时能够立即启动。

Description

反向复用业务中的备用冗余
本发明涉及ATM网络，具体地说涉及一种在提供反向复用业务(IMA)的接口中提供冗余的方法。
反向复用是一种将来自高速链路的数据单元通过多个低速链路传输并在远端重新组合成高速数据流的系统。当链路出现故障时会产生问题。通过链路附加慢速恢复过程，IMA协议可以通过增加/删除到/来自IMA组的链路来部分地从错误中恢复，但是不能解决当IMA器件出现故障时产生的问题。
当在现有技术中实现冗余时，要求附加的外部电路和附加的用于监控和执行切换的软件。该过程要求大量的时间，导致从故障状态下恢复得较慢。
本发明的目的在于解决上述问题。
根据本发明，提供了一种接口设备，其包括第一器件和第二器件，每个器件具有一系列端口用于连接到与控制器相连的公共数据包传输总线，所述器件并行操作并配置成：当一个器件处于运行模式时，另一个器件处于热备用模式，准备好在运行器件发生故障时变成运行模式，所述处于运行模式的器件的端口正常地与控制器通讯以开始通过所述数据包传输总线传输所述数据包，并且处于备用模式的器件的所述端口不与控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到所述数据包传输总线，而其它部分正常地操作以准备好在所述运行器件发生故障时能够立即启动。
典型的数据包传输总线是连接到ATM控制器的ATM乌托邦(Utopia)总线。典型的该器件是连接在乌托邦总线和TDM总线之间的反向复用器件。
因此，根据本发明，两个IMA器件并行使用，一个处于运行模式，另一个处于“热”备用模式。通过利用热备用模式缩短了恢复时间并简化了恢复过程。
本发明的独特的技术方面在于以一种新的方式使用乌托邦接口，其中IMA器件根据在乌托邦总线上得到的信息操作而不响应它。在运行IMA器件响应各种条件时，配置成备用模式的IMA器件不响应(驱动)总线。两个IMA器件并行操作，但是处于备用模式的器件不驱动TX TDM总线或乌托邦端口。这样不需要任何原来需要的附加的外部胶合逻辑。
通过在乌托邦端口在芯片级实现备用模式使得ATM控制器不需要在两个独立的乌托邦总线上播送ATM数据单元(或在另一个器件上浪费时间重组整个IMA组)。如果TX TDM端口没有被配置成高阻抗模式，那么外部TDM开关将会要求对接到TDM器件。
每个器件能够使附加的端口正常工作，在这种情况下备用和运行模式适用于端口而不是器件，但是为了方便，在全文中一个器件被称为备用器件，另一个器件被称为运行器件。
因此，本发明还提供了一种接口设备，其包括一系列端口用于连接到与控制器相连的公共数据包传输总线，至少其中一些端口处于运行模式，并且至少其中一些端口处于备用模式，所述处于运行和备用模式的端口并行操作，并且被配置成：当一个处于运行模式时，对应的热备用模式的备用端口准备好在运行端口出现故障时变成运行模式，所述处于运行模式的端口与控制器正常通讯以开始通过数据包传输总线传输数据包，所述处于备用模式的端口不与控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到数据包传输总线，而其它部分正常地操作，以便于在对应的运行端口出现故障时能够立即启动。
本发明还提供了一种在接口设备中提供冗余的方法，该接口设备用于将数据传输到与控制器相连的高速数据包传输总线或从与控制器相连的高速数据包传输总线传输数据，其包括：提供一系列端口用于连接到公共数据包传输总线；为每个运行端口配置操作处于备用模式的冗余端口；将所述运行端口配置成与所述控制器正常通讯以开始通过所述数据包传输总线传输所述数据包；将备用端口配置成不与所述控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到所述总线，而其它部分正常地操作，以便于在对应的运行端口出现故障时能够立即启动。
下面参照附图，仅仅通过实例更详细地描述本发明，图中：
图1是根据本发明的原理用于将数据从ATM控制器传输到多个物理器件的IMA接口设备的方框图；
图2是用于将数据从多个物理器件传输到ATM控制器的IMA接口设备的方框图。
图1和图2中所示的接口设备被连接在传送高速ATM数据单元的公共乌托邦总线1和带有TDM链路的公共TDM总线2之间，在该总线上来自乌托邦总线的数据单元根据IMA标准被反向复用。图1和图2示出了用于在相反的方向传送数据单元的器件的各部分。公共乌托邦总线包括信号线和数据线，如在现有技术中所已知的那样逐字节地传输。图1示出了单个TX信号线13。图2示出了信号线10、11和数据线13，通常8比特宽。
ATM(Utopia)的通用检测和操作物理接口提供一个将ATM与物理子系统层的标准链接。它将链路限定在物理层(PHY)和诸如ATM层和各种管理实体的上层模块之间。子系统可以是ATM网络接口卡(NIC)、ATM开关或ATM路由器的部分。
通过更改乌托邦接口3和TX TDM接口4的操作使得两个IMA器件5、6连接到公共乌托邦总线1和公共TDM器件4(例如，制定者)，但应答不同，来实现热备用模式。一个器件6(或端口)处于运行模式，另一个器件5(或端口)处于备用模式。两个器件的内部应答相同，但是备用器件不将数据发送到TDM总线或乌托邦总线。两个IMA器件5和6的配置相同。它们具有相同的端口地址和相同的操作模式。相同的软件被用于同时更新它们的操作状态。运行器件正常地操作，并应答乌托邦请求和驱动TX TDM接口。备用模式的IMA器件整体操作5如同它在正常模式一样，除了它不驱动TX TDM端口7和乌托邦输出管脚8。
TX(发送)TDM输出管脚7被配置成高阻抗模式。TX乌托邦端口除了接收来自乌托邦端口的数据单元外，不应答轮询和端口选择。RX(接收)乌托邦端口除了以与它处于运行模式时相同的方式处理数据单元外，不应答轮询和端口选择。乌托邦总线上的输出管脚被保持在高阻抗模式。处于备用模式的器件5的内部数据单元恢复处理正常地操作，而数据单元从不传输到乌托邦控制器。
因为两个器件并行接收并处理同样的信息，所以，当错误发生时，恢复时间被减少到最短。由于检测错误状态的时间和将运行器件切换到备用模式和将其它器件从备用切换到运行模式所需的时间，并且由于两个器件不同步，因此会丢失一些ATM数据单元。但是，与利用后备器件重新启动组相比有了较大的改善。
备用模式适用于整个器件(例如，所有在非IMA模式和IMA模式的链路和组)并且通过在软件(用户)控制下的寄存器编程。
IMA协议的部分是通过软件实现的，并行操作两个器件是软件的职责。主要任务是保证两个器件的配置和操作参数相同。
在初始化阶段和当从操作IMA组增加或删除链路时，决定配置参数。当IMA组被配置或拆除(关闭)时，没有对时间要求严格的操作。
另外的操作任务主要是保证两个器件中的TX ICP数据单元的内容相同。在正常操作时，仅仅访问运行器件以检索操作参数。所有来自处于备用模式的运行器件的输入信息能够被忽略并且被IRQ屏蔽。减少了在正常地操作期间向两个器件写入TX ICP数据单元的内容的另外的软件内务操作。
一旦检测到错误，当要求时，控制软件改变两个器件的操作模式并利用处于备用模式的器件重新开始操作。
软件例程能够用于配置处于备用模式的器件，以在运行器件被配置后配置备用器件的情况下反映运行器件的状态。(在用好的备用器件替换故障器件的情况下)。
在多端口器件的情况下，运行/备用模式能够以每一个端口为基础或以每一个器件为基础。在多端口器件的情况下，只有一个器件处于备用模式操作，另一个器件处于运行模式。这简化了IMA组的管理。
现在考虑如图1所示的情况，其中ATM数据单元从乌托邦总线1传输到TDM总线2。乌托邦ATM控制器(未示出)通过TX信号线13询问在IMA器件上的端口8以了解它们是否准备好接收数据。运行器件的端口8被保持在正常模式并根据它们是否准备好接收数据而作出响应。备用器件的端口8被保持在高的状态使得它们从不指示它们准备好接收数据。当运行器件的端口8指示它们准备好接收数据时，乌托邦控制器将数据单元通过数据总线(在图1中未示出)传输。两个器件都接收到这些数据单元，即，处于运行和备用模式的两个器件都接收到这些数据单元，并且接收到的数据单元在两个IMA器件中以相同的方式在内部处理，使得两个IMA器件的状态总是相同。备用器件上的输出端口也被禁用使得备用器件不将数据单元输出到TDM链路。
在图2所示的相反方向上，运行和备用器件的端口7都并行地连续从TDM总线2接收数据单元，并且以相同的方式在内部处理。在输入侧，运行和备用器件这两个器件之间没有差别。在输出侧，端口8与乌托邦ATM控制器通过信号线10和11通讯。备用器件的端口8的输出管脚被保持在高阻抗状态。对于运行器件，为了将数据单元通过乌托邦总线1传输，管脚正常地操作与乌托邦ATM控制器通讯。实际上，运行器件而不是备用器件的端口的内部操作将数据单元传输到乌托邦总线以避免线路争用。
能够以每个端口为基础实现备用模式，其中在一个器件内仅有一些乌托邦和TDM端口处于备用模式，另一个器件中的其它端口处于备用模式。
相似的备用模式可以用于连接到乌托邦总线的任何其它器件。

Claims (19)

1.一种接口设备，其包括第一器件和第二器件，每个器件具有一系列端口用于连接到与控制器相连的公共数据包传输总线，所述器件并行操作并配置成：当一个器件处于运行模式时，另一个为热备用模式，准备好在运行器件发生故障时变成运行模式，所述处于运行模式的器件的所述端口正常地与控制器通讯以开始通过所述数据包传输总线传输所述数据包，并且处于热备用模式的器件的所述端口不与控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到所述数据包传输总线，而其它部分正常地操作，以便于在所述运行器件发生故障时能够立即启动。
2.根据权利要求1所述的接口设备，其中所述处于备用模式的器件的端口用于从公共数据包传输总线接收数据包，响应于控制器和运行器件之间的通讯开始传输所述数据包。
3.根据权利要求2所述的接口设备，其中所述公共数据包传输总线是传输ATM数据单元的乌托邦总线。
4.根据权利要求3所述的接口设备，其中器件还包括连接到公共时分复用(TDM)总线的第二组端口。
5.根据权利要求4所述的接口设备，其中备用器件和运行器件的第二组端口在接收方向上被配置成运行状态，使得通过所述两个器件从TDM总线并行接收数据。
6.根据权利要求5所述的接口设备，其中所述备用器件的第二组端口的输出管脚在发送方向上被配置成非运行状态，使得数据不从所述输出管脚发送到TDM总线。
7.根据权利要求6所述的接口设备，其中所述器件是在所述乌托邦总线和形成所述TDM总线的多个TDM链路之间传输数据单元的反向复用器。
8.根据权利要求7所述的接口设备，其中所述备用器件和运行器件中的至少一个具有另外的正常操作的端口。
9.一种接口设备，其包括一系列端口用于连接到与控制器相连的公共数据包总线，至少其中一些端口处于运行模式，并且至少其中一些端口处于备用模式，所述处于运行和备用模式的端口并行操作，并且被配置成：当一个处于运行模式时，对应的处于热备用模式的备用端口准备好在运行端口出现故障时变成运行模式，所述处于运行模式的端口与控制器正常通讯以开始通过数据包传输总线传输数据包，所述处于备用模式的端口不与控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到数据包传输总线，而其它部分正常地操作，以便于在对应的运行端口出现故障时能够立即启动。
10.根据权利要求9所述的接口设备，其中所述处于备用模式的端口用于从公共数据包传输总线接收数据包，响应于控制器和处于运行模式的端口之间的通讯开始所述数据包的传输。
11.根据权利要求10所述的接口设备，其中所述公共数据包传输总线是传输ATM数据单元的乌托邦总线。
12.根据权利要求10所述的接口设备，其中器件还包括连接到公共时分复用(TDM)总线的第二组端口。
13.一种在接口设备中提供冗余的方法，所述接口设备用于将数据传输到与控制器相连的高速数据包传输总线或从与控制器相连的高速数据包传输总线传输数据，其包括：提供一系列端口用于连接到公共数据包传输总线；为每个运行端口配置操作处于备用模式的冗余端口；将所述运行端口配置成与所述控制器正常通讯以开始通过所述数据包传输总线传输所述数据包；将备用端口配置成不与所述控制器通讯，不开始传输数据包或将数据包传输到所述总线，而其它部分正常地操作，以便于在对应的运行端口出现故障时能够立即启动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述备用端口用于从公共数据包传输总线接收数据包，响应于控制器和运行端口之间的通讯开始传输所述数据包。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述公共数据包传输总线是传输ATM数据单元的乌托邦总线。
16.根据权利要求15所述的方法，其中第二组端口将数据传输到公共时分复用(TDM)总线并从公共时分复用(TDM)总线传输数据。
17.根据权利要求16所述的方法，其中备用器件和运行器件的第二组端口在接收方向上处于运行状态使得两个器件从TDM总线并行接收数据。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二组备用端口的输出管脚在发送方向上处于非运行状态使得来自其输出管脚的数据不被发送到TDM总线。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述备用端口位于处于备用模式的第一器件，运行端口位于处于运行模式的第二器件。
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