CN1671216B - 利用双发选收电路的双平面系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用双发选收电路的双平面系统，其包括两个交换网板和多个业务板，每一交换网板与各业务板采用星形连接，其中各业务板通过主用通道和备用通道实现其与交换网板间的数据通信，其特征在于，所述业务板包括可生成用于检测主用通道和备用通道工作状态的双发选收电路，所述双发选收电路根据接收的握手帧选择主用通道。本发明的利用双发选收电路的双平面系统的故障检测和倒换时间短，在倒换前就知道备用通道是否正常，可防止发生频繁倒换主备用通道的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种双平面系统，特别涉及一种利用双发选收电路构建的双平面系统。
背景技术
在对可靠性要求很高的应用系统中，双平面结构被广泛采用，图1为千兆以太网(Gigabit Ethernet，GE)交换网框内双平面方案的拓扑结构图。如图1所示，两块交换网板11分别下挂各个业务板12，形成两个星型交换平面。各业务板12在发送数据时同时向两个交换网板11发送，而在接收数据时只接收其中一个交换网板11的数据，当该接收通道故障时，业务板12倒换到另一个接收通道接收另一个交换网板11的数据，这就是双发选收。
业务板12的内部结构如图2所示，其通过链路复制器件23实现双发选收功能，通过物理层电路22连接业务板内其他电路模块。链路复制器件23内部的结构如图3所示。链路复制器件23的一驱二驱动器32将通过内部接收接口34从业务板12电路接收的待发送的单路千兆以太网输出信号复制为两路，通过主用通道发送接口26和备用通道发送接口27分别送到两个千兆以太网交换网平面；根据配置，链路复制器件23通过二选一选择器33从接收自两个交换网平面的千兆以太网信号中选取一路发送至内部发送接口35。这样，每个业务 板12同时通过两个千兆以太网交换网平面向目的板发送完全相同的数据，业务板12按照配置只接收其中一个平面的数据。当前正在使用的接收通道发生故障的时候，单板上处理器通过业务通道可以检测到当前主用通道的故障，则配置链路复制器件23倒换接收通道，接收另一个接收通道的数据。
然而，在上述系统中，由于链路复制器件23本身没有对链路层数据的检测功能，在接收通道切换之前，无法确知另一个接收通道其工作状态是否正常。当两个通道工作都异常时，容易造成频繁在两个接收通道间倒换的现象。此外，通过软件检测业务通道线路故障的时间长，倒换时间长，可能导致倒换期间数据大量丢失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用双发选收电路的双平面系统，用于业务板与交换网板间的数据通讯。
本发明的技术方案是，提供一种利用双发选收电路的双平面系统，其包括两个交换网板和多个业务板，每一交换网板与各业务板采用星形连接，其中各业务板通过主用通道和备用通道实现其与交换网板间的数据通信，所述业务板包括可生成握手帧用于检测主用通道和备用通道工作状态的双发选收电路，所述双发选收电路根据接收的握手帧选择主用通道。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述业务板还包括与所述双发选收电路连接的物理层电路，所述物理层电路通过主用通道接口及备用通道接口与交换网板连接。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述双发选收电路包括用于与交换网板连接的主用通道接口、备用通道接口及与业务板内部其他电路连接的内部接口。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述双发选收电路还包括可生成用于双发选收电路间握手通讯的握手帧和检测所述握手帧的检测模块。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述握手帧包括帧标签域。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，检测模块根据握手帧的标签域判断握手帧是否由当前业务板发出，若是，则终结所述握手帧；若不是，则设置该握手帧的标签域为转发标签，并将所述握手帧通过主用通道和备用通道发送至交换网板。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述握手帧还包括目的媒体访问控制器地址域、源媒体访问控制器地址域、帧类型域、帧序列号域及填充域。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述双发选收电路还包括用于复制帧数据的上行调度模块及用于选择帧数据的下行调度模块，所述上行调度模块与下行调动模块分别与检测模块连接，上行调度模块将复制的业务数据和握手帧分别通过主用通道和备用通道发送至交换网板，而下行调度模块则将接收自交换网板的业务数据和握手帧分别发送到业务板内其他电路和检测模块。
上述利用双发选收电路的双平面系统中，所述双发选收电路还包 括六个队列模块：上行接收队列模块、第一上行发送队列模块、第二上行发送队列模块、第一下行接收队列模块、第二下行接收队列模块和下行发送队列模块。
本发明的利用双发选收电路的双平面系统，能够实时检测主用和备用通道的故障并快速进行主备用通道的倒换，不需要处理器的参与，有效解决现有技术方案在倒换前对备用接收通道的工作状态不清楚，故障检测和倒换的时间长等缺点。
附图说明
图1是本发明利用双发选收电路的双平面系统的双平面拓扑结构图。
图2是现有双发选收方案的业务板内部结构示意图。
图3是现有双发选收方案的链路复制器件原理框图。
图4是本发明利用双发选收电路的双平面系统的业务板内部结构示意图。
图5是本发明利用双发选收电路的双平面系统的双发选收电路内部结构示意图。
图6是本发明利用双发选收电路的双平面系统的握手帧数据格式示意图。
具体实施方式
如图4所示，业务板12包括双发选收电路42，其用于把业务板12内其他电路模块21的输出数据复制，分别送到物理层电路22的两个发送端口，同时双发选收电路在两个发送通道中定时插入握手帧。双发选收电路42接收物理层电路22从两个千兆以太网接口接收到的数据，选择其中一路接收通道设置为主用接收通道，另一路接收通道设置为备用接收通道，主用接收通道和备用接收通道的握手帧都被提取出来由双发选收电路42内部处理，主用接收通道收到的业务帧送到板内其他电路模块处理，备用接收通道收到的业务帧被丢弃。通过发送和接收握手帧的方法，双发选收电路42可以实时的检测主备用通道是否正常工作。
如图5所示，双发选收电路42包括三个物理接口，分别为内部接口、主用通道接口和备用通道接口。其中内部通道接口与业务板12内部的其他电路连接，其包括内部接口接收模块511和内部接口发送模块512，分别用于接收业务板12内部电路的数据和发送数据至业务板12内部电路。主用通道接口和备用通道接口通过媒体访问控制(MAC)芯片或物理层(PHY)芯片连接到交换网板，用于业务板12与交换网板11间的数据传输。主用通道接口包括主用通道接口接收模块515和主用通道接口发送模块513，备用通道接口包括备用通道接口接收模块516和备用通道接口发送模块514。内部接口接收模块511、内部接口发送模块512、主用通道接口接收模块515、主用通道接口发送模块513、备用通道接口接收模块516和备用通道接口发送模块514都是帧接口模块，用于完成帧接口的时序配合，完成外部帧接口和内部队列模块的数据传输。帧接口的设计属于成熟技术，其有多种不同的接口标准，实际系统中根据所采用的相应接口标准进行设计。
本实施例中把从内部接口到主用通道接口和备用通道接口的数 据流向称为上行方向，主用通道接口和备用通道接口到内部接口的数据流向称为下行方向。双发选收电路30还包括六个队列模块：上行接收队列模块51、第一上行发送队列模块56、第二上行发送队列模块57、第一下行接收队列模块58、第二下行接收队列模块59和下行发送队列模块52。队列的设计属于成熟设计，在此不做赘述。
双发选收电路还包括上行调度模块53、下行调度模块54和检测模块55。上行调度模块53轮询上行接收队列模块51和检测模块55，将从上行接收队列模块51读出的接收帧和从检测模块55读出的握手帧同时写入到两个发送队列模块56、57。下行调度模块54轮询两个下行接收队列模块58、59，将接收的业务帧和握手帧分离出来，其中主用接收通道的业务帧写入到下行发送队列模块52，备用接收通道的业务帧丢弃；主用接收通道和备用接收通道的握手帧都送给检测模块55处理。检测模块55定时产生握手帧，并通过上行调度模块53复制后写入到两个上行发送队列模块56、57，分别由主用通道接口发送模块5 13和备用通道接口发送模块514发送出去，检测模块55同时接收下行调度模块54送来的从下行方向主用通道接口接收模块515和备用通道接口接收模块516接收到的握手帧，检测模块55利用发送和接收握手帧的方法可以实时的检测主用通道和备用通道是否工作正常。
上述电路的工作流程如下：业务板12发送到交换网板11的数据通过内部接口的接收模块24以帧数据的形式写入到上行接收队列模块51，上行调度模块53从上行接收队列模块51中读出帧数据进行复制，分别写入到两个上行发送队列模块56、57；另外，检测模块55定时产 生握手帧，上行调度模块54也要把握手帧复制后写入两个上行发送队列模块56、57，主用通道接口发送模块513和备用通道接口发送模块514分别从相应的发送队列模块56、57中读出帧数据从发送接口发送出去；从交换网板11输入的帧通过主用通道接口和备用通道接口的接收模块515、516分别写入相应的下行接收队列模块58、59，下行调度模块34分别读取两个接收队列模块58、59的帧数据，如果是握手帧，则将该帧送给检测模块55处理，对于从主用通道接收到的业务帧写入下行发送队列模块52，对于从备用接收通道收到的业务帧直接丢弃。检测模块55利用发送和接收握手帧的方法实时的检测主用通道和备用通道是否工作正常。如果主用通道异常而同时备用通道正常，检测模块55指示下行调度模块54倒换主备用接收通道；如果主用通道异常而同时备用通道也异常则不倒换，这样避免了在两个接收通道之间频繁倒换的现象。
如图6所示，本实施例中的握手帧的数据格式采用以太网帧数据格式，在实际应用中还可采用其他形式的握手帧。所述握手帧的长度为64个字节，其中各参数的功能定义如下：
目标地址：即目的媒体访问控制地址，长度为6个字节；
源地址：即源媒体访问控制地址，长度为6个字节；
帧类型：长度为2个字节，如果该域的值小于1500，那它表示的是长度，如果该域的值是1536或更大，那它表示的是类型，握手帧用一个特定的帧类型值表示，该帧类型值必须和业务帧的帧类型值不同；
帧标签：长度为1个字节，源端发出握手帧时，该域设置为一个固定的原始标签(如设置为0x55)；目的端返回该握手帧时将该域更改为另一固定的转发标签(如设置为0xAA)。本申请中对握手帧标签域的描述中用上述值进行描述。
序列号：长度为1个字节，源端发出握手帧时，序列号递增，接收到返回的握手帧时可以根据序列号判断是否出现丢失握手帧。
填充域：长度为48字节，该域的数据没有实际意义，只是做填充用，保证最小的帧长度不小于64字节，满足以太网帧对数据格式的要求。
检测模块55通过检查握手帧的标签域可以识别该握手帧是否是自己发出的。如果检测模块55接收到握手帧的标签域为0x55，说明该握手帧不是自己发出的，检测模块将该握手帧的源地址和目的地址对调，同时将标签域设置为0xAA后，通过上行方向的发送接口发送出去；如果检测模块接收到握手帧的标签域为0xAA，说明该握手帧是自己发出的，则终结该握手帧并置内部的收到握手帧标志；通过发送和接收握手帧的方法，检测模块可以实时的检测主备用通道工作是否正常。
Claims (9)
1.一种利用双发选收电路的双平面系统，其包括两个交换网板和多个业务板，每一交换网板与各业务板采用星形连接，其中各业务板通过主用通道和备用通道实现其与交换网板间的数据通信，其特征在于，所述业务板包括可生成握手帧并用于检测主用通道和备用通道作状态的双发选收电路，所述双发选收电路根据接收的握手帧选择主用通道。
2.根据权利要求1所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述业务板还包括与所述双发选收电路连接的物理层电路，所述物理层电路通过主用通道接口及备用通道接口与交换网板连接。
3.根据权利要求1所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述双发选收电路包括用于与交换网板连接的主用通道接口、备用通道接口及与业务板内部其他电路连接的内部接口。
4.根据权利要求3所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述双发选收电路还包括可生成用于双发选收电路间握手通讯的握手帧和检测所述握手帧的检测模块。
5.根据权利要求4所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述握手帧包括帧标签域。
6.根据权利要求5所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，检测模块根据握手帧的标签域判断握手帧是否由当前业务板发出，若是，则终结所述握手帧；若不是，则设置该握手帧的标签域为转发标签，并将所述握手帧通过主用通道和备用通道发送至交换网 板。
7.根据权利要求5所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述握手帧还包括目的媒体访问控制器地址域、源媒体访问控制器地址域、帧类型域、帧序列号域及填充域。
8.根据权利要求4所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述双发选收电路还包括用于复制帧数据的上行调度模块及用于选择帧数据的下行调度模块，所述上行调度模块与下行调度模块分别与检测模块连接，上行调度模块将复制的业务数据和握手帧分别通过主用通道和备用通道发送至交换网板，而下行调度模块则将接收自交换网板的业务数据和握手帧分别发送到业务板内其他电路和检测模块。
9.根据权利要求8所述利用双发选收电路的双平面系统，其特征在于，所述双发选收电路还包括六个队列模块：上行接收队列模块、第一上行发送队列模块、第二上行发送队列模块、第一下行接收队列模块、第二下行接收队列模块和下行发送队列模块；所述上行接收队列模块与所述上行调度模块连接，所述上行调度模块与所述第一上行发送队列模块、第二上行发送队列模块分别连接，所述上行调度模块轮询所述上行接收队列模块和所述检测模块，将从所述上行接收队列模块读出的接收帧和从所述检测模块读出的握手帧写入到所述第一上行发送队列模块、第二上行发送队列模块；所述下行发送队列模块与所述下行调度模块连接，所述下行调度模块与所述第一下行接收队列模块、第二下行接收队列模块分别连接，所述下行调度模块轮询所 述第一下行接收队列模块、第二下行接收队列模块，将接收的业务帧和握手帧分离出来，其中主用接收通道的业务帧写入到所述下行发送队列模块，备用接收通道的业务帧丢弃；主用接收通道和备用接收通道的握手帧都送给所述检测模块处理。
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