CN1750419A - 一种通信网络设备中实现单板备份的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信网络设备中实现单板备份的方法，所述单板包括业务处理模块和一个或者多个业务接口，主用业务处理模块向备用板发送主用板的状态信息以及监测主用板上各接口状态信息，备用板对主用板状态信息进行监测及状态备份；根据监测到的主用板的状态信息判断是业务接口异常还是业务处理模块异常，如果是业务接口出现异常，则进行业务接口主备倒换；如果是业务处理模块出现异常，则进行业务处理模块主备倒换。使用该方法可以实现单板各部件之间主备倒换的相互独立，从而避免了现有技术下由于联动倒换产生的业务中断、可靠性差，倒换速度慢等问题，减小对用户业务的影响。本发明还公开了一种通信网络设备实现单板备份的装置。

Description

一种通信网络设备中实现单板备份的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及通信网络设备中实现单板备份的方法及装置。

背景技术

在现代通信系统中，用户通信业务中断变得越来越不可接受。而作为用户通信业务的传送设备或传送线路，可能受各种因素影响，导致线路中断或设备故障，进而可能对用户通信业务带来影响。

为了提高通信设备的可靠性，通信设备的关键部件通常采用冗余备份的设计，使其能支持主备热备份工作，一旦工作单板发生故障，则通信设备自动将用户业务切换到备份单板上，以使用户业务受尽可能小的影响，更不至于中断。

目前常见的线路接口备份方式如图1所示。承载用户业务的传送线路有两组，一组是工作线路，即主用线路，与通信设备的主用接口相连；另一组是备份线路，即备用线路，与通信设备的备份接口相连，图中的实线表示工作线路，虚线表示备份线路。采用这种备份方式，在工作线路中断或主用模块异常时，可以将用户业务切换到备份线路或备用模块，使用户业务得到保护。

下面以业务处理单板为例，参照附图2～4对现有技术中的单板备份的技术方案进行详细介绍：

附图2所示，业务处理单板包括业务处理模块和多个业务接口组成，其中业务接口完成用户数据的收发，业务处理模块完成用户数据的处理，以及单板的配置、状态监控、单板主备用的倒换控制等操作。

在业务处理单板正常工作的时候，主用板上的业务处理模块定时向备用单板发出“心跳”信号，以表示本单板正常工作，以及发送本单板的一些状态信息。同时，实时监测本单板上的各个业务接口的状态，一旦发现有业务接口异常，如线路中断，则发起倒换操作，使本单板降为备用状态，并触发备用单板升为主用状态，用户数据的收发也同时切换到新升为主用的单板上。

备用板上的业务处理模块实时接收主用板发出的状态信息，并对状态信息进行备份。同时，监测主用板发出的“心跳”信号，一旦发现主用板“心跳”异常，则将备用板升为主单板，然后负责用户数据的收发以及用户数据的处理。

为使文字简洁，叙述方便，下文中凡是涉及“接口”均指“业务接口”。

如图3所示，假设1号单板的接口1线路异常中断，1号单板的业务处理模块在状态监控过程中检测到接口1线路异常中断的信息后，发起倒换过程，使1号单板降为备用，2号单板升为主用。1号单板上的所有接口的用户数据都倒换到2号单板上。

如图4所示，假设1号单板的业务处理模块异常，将导致其发送给2号单板的“心跳”信号异常，2号单板可以检测到主用业务单板心跳异常，发起倒换过程，使1号单板降为备用，2号单板升为主用，1号单板上的所有接口的用户数据都倒换到2号单板上。

上述技术方案存在的主要缺陷为：

1、由于现有技术是将业务处理模块的主备用状态和接口的主备用状态捆绑在一起的，因此，无论是接口倒换还是业务处理模块倒换，并不是独立的。在接口发生故障倒换时，业务处理模块要进行主备用倒换；而在接口没有故障，只有单板内部业务处理模块故障时进行倒换时，各个接口也不得不跟着发生倒换，而接口的倒换可能使与本设备对接的对端设备也发生倒换，这样就带来了一个联动倒换问题，从而产生倒换较慢和可靠性降低的问题。

2、现有技术中，由于一个接口出现故障时，会引起同一单板上的所有接口都倒换，从而使一块单板所有接口上的用户业务收到影响，且一旦倒换失败，将导致所有用户业务中断，对用户业务产生较大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信网络设备中单板的备份方法，以解决现有技术条件下，通信设备进行主备倒换时，出现的业务处理模块与接口联动倒换问题，以克服因倒换导致的业务中断、可靠性差，倒换速度慢等缺陷，从而减小对用户业务的影响，本发明的另一目的是提供一种通信网络设备中实现单板备份的装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种通信网络设备中实现单板备份的方法，所述单板包括业务处理模块和一个或者多个业务接口，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、主用业务处理模块向备用板发送主用板的状态信息以及监测主用板上各接口状态信息，备用板对主用板状态信息进行监测及状态备份；

B、根据监测到的主用板的状态信息判断是否需要发起主备倒换，如果不需要，则重复步骤A，否则进行步骤C；

C、根据监测到的主用板的状态信息判断是业务接口异常还是业务处理模块异常，如果是业务接口出现异常，则进行业务接口主备倒换；如果是业务处理模块出现异常，则进行业务处理模块主备倒换。

上述步骤C中所述业务接口主备倒换过程包括下述步骤：所述主用业务处理模块停止从主用板的故障业务接口接收数据，改为通过备份通路，从该故障业务接口的备份业务接口接收数据；同时，所述主用业务处理模块将原来发往所述故障业务接口的数据改为通过备份通路发往该故障业务接口的备份业务接口，其他业务接口不进行主备倒换，保持正常工作状态。

上述步骤C中所述业务处理模块主备倒换过程包括下述步骤：所述备用板上的业务处理模块发出倒换指令，将主用板上的业务处理模块降为备用，将自己升为主用；来自主用板上的各业务接口的数据通过备份通路，传送到备用板上的主用业务处理模块；主用业务处理模块将经过自己处理的数据通过备份通路，传送给主用板的业务接口模块，通过主用板的各业务接口发送出去。

与此对应的一种通信网络设备中实现单板备份的装置，所述单板包括业务处理模块和一个或者多个业务接口，其特征在于，所述单板是两块功能结构完全相同的互为主备份的单板，两块单板的业务处理模块、业务接口也互为主备份，在每个单板上还分别设有一个业务接口模块，所述业务接口模块两端分别与业务接口与业务处理模块连接，用于将各接口的业务切换到主用业务处理模块或备用业务处理模块上处理；还设有一条专门用于传递主用板和备用板之间数据的备份通路，所述备份通路两端分别与主备两板的业务接口模块连接。

上述备份通路包括备份业务通路和备份管理通路，所述备份业务通路用于传递主用板和备用板之间的业务数据，所述备份管理通路用于传递主用板和备用板之间的状态数据。

本发明产生的有益效果为：

本发明通过监测到的主用板的状态信息判断是业务接口异常还是业务处理模块异常，并根据判断结果选择业务接口倒换或者业务处理模块倒换，实现了通信网络设备中单板倒换过程中各部件的相对独立，从而使得受到影响的用户业务降到最小，倒换的速度也因此提高，增强了整个通信网络系统的可靠性及稳定性。

另外在业务接口倒换过程中，通过备份通路从该故障业务接口的备份业务接口接收数据，实现了单板上一个(或几个)接口倒换与其他接口相互独立，不会出现一个(或几个)接口发生异常，其他接口都需要一起倒换的情况，从而避免了现有技术中当接口倒换失败时产生所有业务都中断的严重后果，使得损失降到最低程度。

附图说明

图1为现有技术通信设备线路接口备份方式示意图；

图2为现有技术线路接口备份方案示意图；

图3为现有技术线路接口异常主备倒换结构示意图；

图4为现有技术业务处理模块异常主备倒换结构示意图；

图5为本发明单板主备系统示意图；

图6为本发明软件工作流程示意图；

图7为本发明接口主备倒换示意图；

图8为本发明业务接口模块主备倒换示意图。

具体实施方式

本发明实现思想主要是基于单板业务处理模块主备倒换与业务接口主备倒换相互独立的互为备份方法，主用板的业务处理模块出现故障，仅与备单板中的业务处理模块进行主备倒换，主用板上的业务接口不需要主备倒换；同样，主用板中的业务接口出现故障，仅该故障业务接口与备用板中的相应备份业务接口进行主备倒换，主用板上其他业务接口继续正常工作，通过本发明技术方案避免了现有技术单板主备倒换时可能带来的对端设备联动倒换问题，避免用户因单板主备倒换而影响通信质量。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

请参考图5，两个互为主备的功能结构完全相同的单板(假设1号板为主用板，2号板为备用板)，包括业务处理模块和一个或多个业务接口，两块单板的业务处理模块和业务接口也互为主备份。在每个单板上分别设有一个业务处理模块，还设有一条备份通路。

所述业务接口模块位于单板上各业务接口与业务处理模块之间，一端与各业务接口连接，另一端与业务处理模块连接。业务接口模块根据主用业务处理模块的配置，完成各接口和主用业务处理模块、备用业务处理模块之间的数据分发和切换。

所述备份通路又包括备份业务通路与备份管理通路，备份业务通路与备份管理通路的两端分别与主备两板的业务接口模块连接，其中，备份业务通路用于传递主用板和备用板之间的业务数据，例如业务接口模块将来自主用板业务接口的数据分为两路，一路传给主用板的业务处理模块，另一路通过备份业务通路，传送给备用板的业务处理模块；同时，业务接口模块将经过主用板的业务处理模块处理的数据也分成两路，一路通过主用板的业务接口发送出去，另一路通过业务备份通路，传送给备份板的业务处理模块。所述备份管理通路用于传递主用板和备用板之间的状态数据，主用业务处理模块通过备份管理通路，实现对备份板上各模块的配置和管理，并监控备份板上的业务处理模块的工作状态。

本发明的硬件提供通信的通道和环境，其数据备份与主备倒换的具体操作则由软件来执行。

请参考图6、7、8，本发明进行数据备份和主备倒换的工作原理简述如下：假设1号板为主用板，单板上的业务处理模块和各业务接口处于主用状态，2号板为备用板。主用板每隔预定时间(比如100ms)向备用板发送至少包括一个“心跳”信号的状态信息，该“心跳”信息是一个用于反映电路板是否处于正常工作状态而专门设计的以适中频率输出的脉冲信号，通过备份管理通路传递到备用业务处理模块，一旦主用业务处理模块出现异常情况，将不能定时发出此“心跳”信号。主用业务处理模块同时通过处理中断，或定时查询接口模块芯片的寄存器值的方法，监测主用板各业务接口状态。如果接口模块向主用业务处理模块发出中断消息或接口模块芯片的寄存器值发生变化，便认为接口出现异常，于是启动接口主备倒换。假设1号板的接口1出现异常，则使1号板上的主用业务处理模块停止从1号板接口1接收数据，改为通过备份通道，从该业务接口的备份接口(2号板的接口1)接收数据，同时，1号板的主用业务处理模块将原来发往1号板接口1的数据，改由经过备份通路，发往该业务接口的备份接口。这样，即完成了接口的主备倒换过程。而1号板的接口0、接口2和接口3由于没有异常，因此不发生倒换，即1号板的接口0、接口2、接口3和2号板的接口1同时完成数据的接收与发送；同样，业务处理模块由于没有异常，也不发生倒换。

主用板在向备用板发送“心跳”等状态消息的同时，备用板业务处理模块经过备份管理通路对来自主用板状态消息进行备份，并同时对来自主用板的“心跳”信号进行监测。如果备用板在预定时间内(比如200ms)没有收到来自主用业务处理模块发来的“心跳”信号，便认为主用业务处理模块出现异常，于是启动业务处理模块主备倒换。此时2号板上的业务处理模块发出指令，将1号板的业务处理模块降为备用，而自己升为主用。同时，将来自1号板各接口的数据全部通过备份通路，传送到2号板的业务处理模块，而经由2号板业务处理模块发送的数据，全部用过备份通路，传送到1号板的业务接口模块，通过1号板的各接口发送出去。这样，即完成了业务处理模块的主备倒换过程。同样，1号板的各接口由于没有异常因此也不发生倒换。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (8)

1、一种通信网络设备中实现单板备份的方法，所述单板包括业务处理模块和一个或者多个业务接口，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、主用业务处理模块向备用板发送主用板的状态信息以及监测主用板上各接口状态信息，备用板对主用板状态信息进行监测及状态备份；

B、所述业务处理模块根据监测到的主用板的状态信息判断是否需要发起主备倒换，如果不需要，则重复步骤A，否则进行步骤C；

C、所述业务处理模块根据监测到的主用板的状态信息判断是业务接口异常还是业务处理模块异常，如果是业务接口出现异常，则进行业务接口主备倒换；如果是业务处理模块出现异常，则进行业务处理模块主备倒换。

2、如权利要求1所述的通信网络设备中实现单板备份的方法，其特征在于，所述业务接口主备倒换过程包括下述步骤：所述主用业务处理模块停止从主用板的故障业务接口接收数据，改为通过备份通路，从该故障业务接口的备份业务接口接收数据，同时，所述主用业务处理模块将原来发往所述故障业务接口的数据改为通过备份通路发往该故障业务接口的备份业务接口。

3、如权利要求1所述的通信网络设备中实现单板备份的方法，其特征在于，所述业务处理模块主备倒换过程包括下述步骤：所述备用板上的业务处理模块发出倒换指令，将主用板上的业务处理模块降为备用，将自己升为主用；来自主用板上的各业务接口的数据通过备份通路，传送到备用板上的主用业务处理模块；主用业务处理模块将经过自己处理的数据通过备份通路，传送给主用板的业务接口模块，通过主用板的各业务接口发送出去。

4、如权利要求1或2或3所述的通信网络设备中实现单板备份的方法，其特征在于，所述备用板对主用板状态信息进行监测的方法为：主用业务处理模块每隔一定时间发出一个“心跳”信号，通过所述备份通路并将其传送给备用业务处理模块，所述备用业务处理模块一旦发现在设定的时间间隔内没有收到“心跳”信号，则启动业务处理模块主备倒换过程。

5、如权利要求1或2或3所述的通信网络设备中实现单板备份的方法，其特征在于，所述主用业务处理模块监测主用板各业务接口的状态的方法为：主用业务处理模块通过处理中断，或通过定时查询接口模块芯片的寄存器值的方法，判断接口是否发生异常，一旦发生异常，则启动接口主备倒换过程。

6、如权利要求1或2或3所述的通信网络设备中实现单板备份的方法，其特征在于，所述备用业务处理模块备份主用板状态信息的方法为：主用业务处理模块每隔预定时间，将主用板的状态变化信息，发送给备用业务处理模块；备用业务处理模块收到来自主用业务处理模块的状态信息时，提取其中的信息，并对备用板的相关模块进行配置，以使备用板的状态保持和主用板的一致。

7、一种通信网络设备中实现单板备份的装置，所述单板包括业务处理模块和一个或者多个业务接口，其特征在于，所述单板是两块功能结构完全相同的互为主备份的单板，两块单板的业务处理模块、业务接口也互为主备份，在每个单板上还分别设有一个业务接口模块，所述业务接口模块两端分别与业务接口与业务处理模块连接，用于将各接口的业务切换到主用业务处理模块或备用业务处理模块上处理；还设有一条专门用于传递主用板和备用板之间数据的备份通路，所述备份通路两端分别与主备两板的业务接口模块连接。

8、如权利要求7所述的通信网络设备中实现单板备份的装置，其特征在于：所述备份通路包括备份业务通路和备份管理通路，所述备份业务通路用于传递主用板和备用板之间的业务数据，所述备份管理通路用于传递主用板和备用板之间的状态数据。

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