CN1753376A - 双主控网络设备及其主备切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双主控网络设备，包括主用主控单元、备用主控单元和至少一个业务单元，业务单元通过串行总线分别与主用主控单元和备用主控单元连接，主控单元用来进行业务处理工作；备用主控单元用来监测主用主控单元的运行状态，在主用主控单元发生故障时升级为主用主控单元并启动业务处理工作；业务单元在主用主控单元处于正常运行状态时，通过与主用主控单元的总线连接完成业务处理；在主用主控单元发生运行故障时，通过与原备用主控单元的总线连接完成业务处理。本发明在为每一个业务接口单元提供大的专用总线带宽的同时提高了双主控网络设备的可靠性。本发明还提供了一种能够实现负载分担的双主控网络设备。

Description

双主控网络设备及其主备切换方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域的高可用性实现，尤其涉及双主控网络设备以及该网络设备中双主控板的切换方法。

背景技术

随着互联网流量的迅速增长，网络设备除了要进行大流量的数据交换和其他日益复杂的业务处理，同时还需要确保不间断的可靠工作。

网络设备中的CPU(Central Process Unit，中央处理器)系统具有数据报文转发和传输路径选择功能，是网络设备的主控单元。双主控网络设备具有两套独立的CPU系统，正常工作时一套CPU系统作为主用主控单元，位于主用主控板上，另一套CPU系统作为备用主控单元，位于备用主控板上，其结构如图1所示。主用主控板和备用主控板分别与并行共享总线连接，网络设备的各个业务单元位于业务接口板上，也分别与共享总线连接。控制通道用来连接主用主控板和备用主控板。

虽然主用主控板和备用主控板同时在物理上连接到并行共享总线上，但是在正常情况下，只有主用主控板进行处理工作，包括数据报文转发、传输路径的选择和工作信息的配置等。备用主控板通过其内部自动识别本单板为备用状态来控制备用主控板与共享总线隔离。主用主控板正常运行时，备用主控板监视主用主控板的运行状态并通过控制通道进行网络设备工作信息的备份。控制通道一般为以太网接口或者是串行通讯接口，备份的工作信息包括路由信息、配置信息等网络设备转发报文和选择传输路径所需的各种信息。

双主控网络设备在启动后进行初始化时，通常先进行主备仲裁，当一块主控板获得共享总线控制权后，另一块主控板被置为备用状态。主备状态通常根据其所在的物理位置来设置。在工作过程中，一旦备用主控板发现主用主控板运行异常，将触发中断上报备用主控板上的CPU并取代主用主控板的处理工作，获得总线控制权，同时升级为主用主控板。同时，出现异常的原主用主控板与共享总线隔离，在原主用主控板在重新复位或修复后将作为当前主用主控板的备用主控板。对业务接口板而言，始终是通过共享总线将业务数据发送至主控板进行处理，而当前工作的是主用主控板还是备用主控板不会改变业务接口板的工作方式。

现有技术中，双主控网络设备采用并行的共享总线作为两个主控板之间、主控板与业务接口板之间的连接。由于并行共享总线的线间干扰使其难以工作在较高的频率，限制了其能够提供的带宽，例如广泛使用的PCI(PeripheralComponent Interconnect，外围组件互连)并行共享总线，一般以33MHz(兆赫兹)或66MHz的频率，32bit(位)或64bit的位宽工作，在理论上能够提供的带宽也只有66MHz×64bit＝4Gbps(千兆位每秒)，而且这种极限带宽在具体实现中是以牺牲该共享总线上能够支持的业务接口板数量为代价的。随着网络流量的增大，共享总线的带宽已经不能满足日益增长的业务需求。

同时，由于并行共享总线本身信号线数量众多，在并行传输时对每条线上的信号有严格的同步要求，为了使众多的信号达到同步会损耗一部分传输性能，同时增加布线的复杂程度；而并行信号线之间的干扰随着所连接设备的增多而越发严重，甚至导致系统无法正常工作。采用共享总线的双主控设备有更多的并行信号线，进一步增加了布线的难度和信号线间的相互干扰，使得网络设备的运行难以实现很好的可靠性，往往不能达到实际应用环境的对网络设备可用性的需求。并且，由于共享总线在一个时刻只能由一个主控板享有控制权，无法支持两个主控板同时工作，造成了硬件资源的浪费。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中双主控网络设备总线带宽小和因总线控制权造成的可靠性低的问题。

本发明所述双主控网络设备包括主用主控单元、备用主控单元和至少一个业务单元，业务单元通过串行总线分别与主用主控单元和备用主控单元连接，其中：

主控单元用来进行业务处理工作；

备用主控单元用来监测主用主控单元的运行状态，在主用主控单元发生故障时升级为主用主控单元并启动业务处理工作；

业务单元在主用主控单元处于正常运行状态时，通过与主用主控单元的总线连接完成业务处理；在主用主控单元发生故障时，通过与原备用主控单元的总线连接完成业务处理。

优选地，所述主用主控单元和备用主控单元均包括处理器模块、总线接口模块、总线交换模块和运行状态模块，其中：

主用主控单元的运行状态模块与备用主控单元的运行状态模块连接，用来交换本端与对端主控单元的运行状态参数，在对端主控单元发生故障时通知本端处理器模块；

处理器模块用来进行业务处理工作，根据运行状态模块中本端与对端的运行状态参数将主用主控单元降级为备用主控单元或将备用主控单元升级为主用主控单元；

总线交换模块以串行总线与至少一个业务单元相连接，用来通过总线接口模块连接所述业务单元与处理器模块；

所述业务单元包括连接模块和业务接口模块，其中：

连接模块以串行总线分别与主用主控单元和备用主控单元的总线交换模块相连接，用来将业务接口模块的总线通道连接至主用主控单元或备用主控单元；

业务接口模块用来与主用主控单元配合完成业务处理工作。

优选地，所述业务单元还包括状态接收模块和连接控制模块，其中：

状态接收模块用来接收主用主控单元和备用主控单元的运行状态模块输出的运行状态参数；

连接控制模块用来根据状态接收模块接收的运行状态参数控制连接模块将业务接口模块连接到当前的主用主控单元。

优选地，所述主用主控单元和备用主控单元还分别包括信息更新模块，与处理器模块连接，用来将主用主控单元处于正常运行状态时的工作信息备份到备用主控单元上。

优选地，所述串行总线包括至少一路快速外围组件互连PCI Express总线；所述总线接口模块为快速外围组件互连根复用器PCI Express Root Complex；所述总线交换模块为快速外围组件互连交换芯片PCI Express Switch；所述运行状态模块由可编程逻辑器件CPLD实现；所述连接控制模块和状态接收模块由CPLD实现；所述连接模块由多路复用器MUX芯片和快速外围组件互连端点设备PCI Express Endpoint实现，或由具有总线通道切换能力的PCIExpress Endpoint实现。

本发明提供了一种上述双主控网络设备的主备切换方法，包括以下步骤：

主用主控单元和业务单元通过其间的串行总线完成业务处理工作；

备用主控单元监测主用主控单元的运行状态；

当主用主控单元发生故障时，备用主控单元升级为主用主控单元；

业务单元和升级后的原备用主控单元通过连接于其间的串行总线完成业务处理工作。

优选地，所述方法还包括：

业务单元监测主用主控单元和备用主控单元的运行状态；

当备用主控单元升级为主用主控单元后，业务单元将与原主用主控单元连接的总线通道切换至与升级后的原备用主控单元连接。

可选地，所述方法还包括：备用主控单元升级为主用主控单元后，指令业务单元通过与升级后的原备用主控单元间的总线连接完成业务处理。

优选地，所述方法还包括：网络设备初始化时，进行主备仲裁确定主用主控单元和备用主控单元；

所述方法还包括：当发生故障的原主用主控单元恢复后，作为备用主控单元监测主用主控单元的运行状态；

所述方法还包括：在主用主控单元正常运行时，备用主控单元备份主用主控单元的工作信息。

本发明提供了另一种双主控网络设备，包括两个主控单元和至少一个业务单元，业务单元通过串行总线分别与两个主控单元连接，其中：

两个主控单元用来分别进行业务处理工作；

业务单元用来监测两个主控单元的工作状态，与当前正常运行的主控单元完成业务处理。

优选地，两个主控单元之间通过信息同步通道连接，以维护相同的工作信息；

两个主控单元之间还通过运行状态通道连接，以交换运行状态信息。

本发明在主控单元和业务单元之间采用串行总线连接，利用串行总线的多路绑定方式可以为每一个业务接口单元提供大的专用总线带宽；由于串行总线采用内嵌时钟，信号线数量少，布线简单，提高了双主控网络设备的可靠性；

同时，本发明中主用主控单元和备用主控单元与业务接口单元有各自的串行总线连接，主用和备用主控单元可以同时进行业务处理，在提供高可用性的同时实现了负载分担。

附图说明

图1为现有技术中双主控网络设备的结构图；

图2为采用串行总线的双主控网络设备的结构图；

图3为本发明所述双主控网络设备第一实施例的结构示意图；

图4为本发明所述双主控网络设备第一实施例的主备切换流程图；

图5为本发明所述双主控网络设备第二实施例的结构示意图；

图6为本发明优选实现方式的结构示意图；

图7为本发明优选实现方式中MUX芯片的逻辑框图。

具体实施方式

在现有技术中，连接主控板和业务接口卡的共享总线只能提供有限的带宽，而高速串行总线每条线路都具有较大的带宽，并且可以通过多条串行总线绑定的方式提供更大的带宽。同时，串行总线采用点到点的连接方式，每个连接独享带宽，进一步增加了总线的数据吞吐能力。

采用串行总线的双主控网络设备的结构如图2所示，由于串行总线的点到点连接方式，每个业务接口卡都通过各自的串行总线分别连接到主用和备用主控卡。这样，主用主控卡到业务接口卡与备用主控卡到业务接口卡的总线通道互不干扰。在主用主控卡和备用主控卡发生主备切换时，不存在切换共享总线控制权的问题，避免了造成双主控网络设备可靠性的故障点。

因此，本发明中的双主控网络设备基于串行总线实现。在本发明的以下实施例中，主控单元主要进行业务处理工作，包括通过业务单元转发业务报文、选择传输路径以及控制业务单元的工作方式等，而业务单元包括到外部网络的接口以发送和接收业务报文，配合主控单元完成业务处理。主控单元与业务单元的上述功能在现有的网络设备中已有完整的实现方法，此处不再赘述。

实施例一的结构如图3所示。简便起见，图3中只显示了一个业务单元300的结构及其与主用主控单元100和备用主控单元200的连接方式，但参考图2，任何本领域技术人员均可认识到，本实施例能够支持超过一个的业务单元300。

图3中，业务单元300通过串行总线分别与主用主控单元100和备用主控单元200连接。在正常运行状态下，只有主用主控单元100进行业务处理工作，此时业务单元300的两条串行总线中只有与主用主控单元100连接的一条用来完成业务处理。备用主控单元200对主用主控单元100的运行状态进行监测，当发现主用主控单元100出现故障时，升级为主用主控单元，启动业务处理工作；而业务单元300此时将与升级后的原备用主控单元200配合进行业务处理，即业务单元300通过与原备用主控单元200连接的串行总线完成业务处理。

主用主控单元100包括处理器模块110、总线接口模块120、总线交换模块130、信息更新模块140和运行状态模块150，其中处理器模块110与总线接口模块120、信息更新模块140和状态模块150连接，总线接口模块120与总线交换模块130之间通过串行总线连接。与主用主控单元100类似，备用主控单元200也包括处理器模块210、总线接口模块220、总线交换模块230、信息更新模块240和运行状态模块250，其间的连接关系与主用主控单元100相同。

总线交换模块130、230分别具有至少一个串行总线接口，以连接至少一个业务单元300；总线接口模块120、220分别为处理器模块110和210提供串行总线接口，使得总线交换模块130、230可以将业务单元300与处理器模块110和210连接起来；处理器模块110、210进行业务处理工作。

处理器模块110将主用主控单元100的运行状态参数写入运行状态模块150，处理器模块210将备用主控单元200的运行状态参数写入运行状态模块250，运行状态模块150和250连接，交换所在主控单元的运行状态参数，以实现对对端主控单元运行状态的监测。运行状态参数包括主控单元的主从状态、当前工作是否正常、是否在线等。

当运行状态模块210监测到主用主控单元100发生故障时，上报备用主控单元200的处理器模块210，处理器模块210将备用主控单元200升级为主用主控单元，启动业务处理工作，同时还可以向用户发送告警或显示提示信息等。当运行状态模块110监测到备用主控单元200发生故障时，上报主用主控单元100的处理器模块110，处理器模块110也可以进行向用户发送告警或显示提示信息等操作。

主用主控单元100的信息更新模块140与备用主控单元200的信息更新模块240连接，在主用主控单元100正常工作时，将网络设备的工作信息备份到备用主控单元200上。这样，在发生主控单元切换时，对业务处理工作的影响可以降到很低程度。与现有技术中一样，备份的工作信息包括路由信息、配置信息和/或其他完成业务处理工作所需的信息。信息更新模块140、150的备份方式可以有多种实现方式，比如可以在主用主控单元100发生工作信息更新时主动向备用主控单元200发送更新消息，也可以定期由备用主控单元200备份工作信息。

业务单元300包括业务接口模块310和连接模块320，业务接口模块310与主控单元的处理器模块配合完成业务处理工作，向主用主控单元100上报业务处理请求以及执行主用主控单元的业务处理结果，完成网络设备的功能。连接模块320包括至少两个串行总线接口，分别连接至主用主控单元100的总线交换模块130和备用主控单元200的总线交换模块230，形成业务接口模块310至主用主控单元100和至备用主控单元200的总线通道，为业务处理工作提供数据通道。

在主控单元发生切换时，业务单元300也应当相应地切换与之进行业务处理的主控单元。业务单元300的切换有多种实现方法，例如可以由升级后的原备用主控单元200指令业务单元300将业务处理切换至与之连接的总线通道进行，本发明推荐采用由业务单元300主动进行业务切换的方法。

要实现业务单元300主动进行业务切换，在业务单元300中增加连接控制模块330和状态接收模块340。状态接收模块340分别与主用主控单元100的运行状态模块150和备用主控单元200的运行状态模块250连接，接收运行状态模块150和250输出的运行状态参数。连接控制模块330接于连接模块320和状态接收模块340之间，根据状态接收模块340接收的两个主控单元的运行状态参数，控制连接模块320在业务接口模块310和当前的主用主控单元之间形成总线通道。

需要说明的是，本实施例中主控单元和业务单元中的各个模块在具体实现中可以进行组合，由一个物理器件实现多个模块的功能。同时，本实施例中的串行总线连接可以是一条线路，也可以是将超过一条串行总线以绑定方式形成的一条逻辑线路。

图4所示为本实施例中双主控网络设备主备切换方法的流程图。在步骤S10，网络设备启动，确定主用主控单元和备用主控单元。网络设备在启动时需要对两个主控单元进行主备仲裁，主备仲裁的方法可以由用户选择，较为简便的一种是根据主控单元的硬件连接位置来确定。

在步骤S20，主用主控单元进行业务处理工作，业务单元以与主用主控单元连接的总线作为业务数据通道，完成业务处理。

在步骤S30，主用主控单元与备用主控单元交换各自的运行状态参数，备用主控单元通过这些参数监测主用主控单元的运行状态；同时，备用主控单元还可以对主用主控单元的工作信息进行备份。

在步骤S40，主用主控单元发生故障。

在步骤S50，备用主控单元根据主用主控单元的运行状态参数得知其发生故障，则升级为主用主控单元并启动业务处理工作。

在步骤S60，业务单元相应切换业务数据通道，由与发生故障的原主用主控单元连接的总线通道切换为与升级后的原备用主控单元连接的总线通道。可以由备用主控单元在升级为主用主控单元后，对业务单元发送指令，启动业务单元切换业务数据通道；也可以由业务单元对主用主控单元和备用主控单元的运行状态参数进行监测，发现备用主控单元升级为主用主控单元后，自动对业务数据通道进行切换。

通常情况下，步骤S50和步骤S60是同步进行的，以缩短主备切换所需的时间。

在步骤S70，业务单元与升级后的原备用主控单元通过连接其间的总线通道完成业务处理工作。

在步骤S80，发生故障的原主用主控单元进行故障恢复后，降级为当前主用主控单元的备用主控单元运行于网络设备中。

本发明中采用串行总线代替原来的共享总线应用于双主控网络设备中后，由于两个主控单元到业务单元有各自的总线连接，不需要争用总线控制权，因此两个主控单元可以同时进行业务处理工作而不会互相干扰，实现负载分担。本发明实施例二即采用上述工作方式，其结构如图5所示。与实施例一中相同，虽然图5中只描述了一个业务单元的连接，但本发明实施例二完全可以支持超过一个的业务单元。

业务单元600以串行总线分别连接至主控单元400和主控单元500，形成两条业务数据通道，在主控单元400和500正常工作时，业务单元可以与任一个，也可以与两个主控单元通过串行总线通道完成业务处理工作。

同时，业务单元600分别接收主控单元400和500的运行状态参数，对主控单元400和500的状态进行监测。主控单元的运行状态参数包括当前运行状态是否正常、是否在线等。当其中一个主控单元发生故障时，业务单元600不再使用与故障主控单元连接的总线通道，而通过与正常工作的另一个主控单元的总线通道完成所有的业务处理；当监测发生故障的主控单元恢复正常运行后，业务单元600可以重新启用与其连接的总线通道完成业务处理。

在主控单元400和500之间，可以增加信息同步通道，每个主控单元将本端对工作信息的更新及时通知对端主控单元，使得两个主控单元得以维护相同的工作信息，协调网络设备的工作。

还可以在主控单元400和500之间增加运行状态通道，交换各自的运行状态信息，在监测到对端发生故障后，进行告警或显示提示信息，使用户及时得知网络设备的故障。

与实施例一中相同，本实施例中的串行总线连接可以是一条线路，也可以是将超过一条串行总线以绑定方式形成的一条逻辑线路。

本发明还提供了一种采用PCI Express(快速外围组件互连)串行总线的具体实现方案，工作于实施例一的主备方式，图6为其结构示意图。

PCI Express总线是由Intel在2001年春季正式公布的取代PCI总线的第三代局部总线技术。一路PCI Express串行总线信号由收、发两对差分信号组成，带宽为2.5Gbps，由于一般的串行总线采用8B/10B编解码技术，因此实际的带宽为2.5Gbps×8/10，也就是实际能够得到的2Gbps带宽；如果使用四路PCI Express串行总线，则实际可以得到的总带宽可达8Gbps。

图6中，处理器单元和总线接口单元由集成了CPU和PCI Express RootComplex(快速外围组件互连根联合体)的SoC(System On Chip，片上系统)处理器实现。这一部分也可以采用一般不提供PCI Express总线接口的处理器和提供PCI Express总线接口的北桥组合的方式实现。

总线交换单元由PCI Express Switch(快速外围组件互连交换芯片)实现。PCI Express Switch是一种集中的交换器件，提供多个独立的PCI Express串行线路，这种独立的串行线路可以为一条PCI Express线路也可以为多条线路捆绑的一个逻辑上的串行线路PCIe。每个业务卡通过一条逻辑上PCI Express串行线路和PCI Express Switch连接。SoC处理器和PCI Express Switch的连接也是通过一条逻辑上的PCI Express串行线路PCIe。一般SoC处理器和PCIExpress Switch的连接通过多个物理线路捆绑的方式形成一条逻辑上的PCIExpress串行线路。

主用主控板和备用主控板之间通过以太网接口GE进行工作信息备份。

主用和备用主控板通过各自的PCI Express Switch为下游提供两套PCIe串行总线端口，每套总线通过点对点的PCIe串行总线与每个业务接口板相连。为达到大幅提高总线的带宽，连接到每个业务接口板的PCIe总线可以由多个PCI Express串行线路组成。可见，基于PCI Express总线的集中式双主控网络设备不但比基于共享总线的网络设备可以提供更高的带宽，还使用了更少的信号线。

每个业务接口板上有一个专用的PCI Express串行总线开关：MUX(Multiplexor，多路复用器)芯片。例如图7中的MUX芯片，可以提供4对差分信号通路，并通过切换选通控制信号sel实现2路至1路的选通功能，从而和PCI Express Endpoint(快速外围组件互连端点设备)一起实现业务单元的连接模块，为双主控网络设备提供业务数据通道的切换能力。连接模块也可以由具有总线通道切换能力的PCI Express Endpoint实现。

业务单元的连接控制模块和状态接收模块、主控单元的运行状态模块由CPLD(Complex Programmable Logic Device，可编程逻辑器件)实现。两个主控板都会通过信号线Online、M_S和Work向对端发送运行状态参数，其中信号Online表明本端主控板是否在线，信号M_S表明当前本端主控板是为主用主控板还是备用主控板，信号Work表明本端工作是否正常；同时两个主控板通过对应的Mate_Online、Mate_M_S和Mate_Work信号线来接收对端主控板相应的运行状态参数，并且通过这些参数来判断对端的运行状态。

在网络设备上电启动时，首先要进行主备仲裁。此时以槽位号作为仲裁条件，将槽位号(Board ID)为0的主控板设置为主用主控板，槽位号为1的主控板设置为备用主控板。通过读取CPLD中的对端状态寄存器，得知对端主控板的运行状态，并将本端的运行状态参数提供给对端。

主用主控板和备用主控板的运行状态参数同时还提供给了业务接口卡上的CPLD。根据两个主控板的运行状态参数，业务接口板通过CPLD将MUX芯片上的选通开关切换到主用主控板的总线通道上。

此后，备用主控板将时刻监视主用主控板的运行状态，并通过GE对主用主控板的配置信息、路由信息等进行备份。一旦备用主控板发现主用主控板工作异常，将触发中断上报本端的CPU并升级为主用主控板，此时业务接口板将根据两块主控板的最新的运行状态参数，将MUX芯片切换至新升级的主用主控板总线通道上，完成业务数据通道的转换功能。

此外，如果在业务接口板上的PCI Express Endpoint芯片能够提供两个PCIe端口，并可以在其内部实现总线通道的切换，此时在业务接口板上可以省去MUX芯片，将MUX的切换功能由PCI Express Endpoint芯片内部实现，其工作原理与上述一致，不再重复。

本实现方案中的双主控网络设备基于PCI Express总线实现，从根本上改变了传统的基于共享式PCI总线的双主控网络设备。通过这种实现方案，不但在网络设备内部可以为每个业务接口板提供很高的专用带宽，而且确保基于高速串行总线的网络设备能够稳定可靠地工作。本实现方案作为下一代网络设备的优选方案可以带来极大的经济效益。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种双主控网络设备，其特征在于，包括主用主控单元、备用主控单元和至少一个业务单元，业务单元通过串行总线分别与主用主控单元和备用主控单元连接，其中：

主控单元用来进行业务处理工作；

备用主控单元用来监测主用主控单元的运行状态，在主用主控单元发生故障时升级为主用主控单元并启动业务处理工作；

业务单元在主用主控单元处于正常运行状态时，通过与主用主控单元的总线连接完成业务处理；在主用主控单元发生故障时，通过与原备用主控单元的总线连接完成业务处理。

2.如权利要求1所述的双主控网络设备，其特征在于，所述主用主控单元和备用主控单元均包括处理器模块、总线接口模块、总线交换模块和运行状态模块，其中：

主用主控单元的运行状态模块与备用主控单元的运行状态模块连接，用来交换本端与对端主控单元的运行状态参数，在对端主控单元发生故障时通知本端处理器模块；

处理器模块用来进行业务处理工作，根据运行状态模块中本端与对端的运行状态参数将主用主控单元降级为备用主控单元或将备用主控单元升级为主用主控单元；

总线交换模块以串行总线与至少一个业务单元相连接，用来通过总线接口模块连接所述业务单元与处理器模块；

所述业务单元包括连接模块和业务接口模块，其中：

连接模块以串行总线分别与主用主控单元和备用主控单元的总线交换模块相连接，用来将业务接口模块的总线通道连接至主用主控单元或备用主控单元；

业务接口模块用来与主用主控单元配合完成业务处理工作。

3.如权利要求2所述的双主控网络设备，其特征在于，所述业务单元还包括状态接收模块和连接控制模块，其中：

状态接收模块用来接收主用主控单元和备用主控单元的运行状态模块输出的运行状态参数；

连接控制模块用来根据状态接收模块接收的运行状态参数控制连接模块将业务接口模块连接到当前的主用主控单元。

4.如权利要求2或3所述的双主控网络设备，其特征在于，所述主用主控单元和备用主控单元还分别包括信息更新模块，与处理器模块连接，用来将主用主控单元处于正常运行状态时的工作信息备份到备用主控单元上。

5.如权利要求2或3所述的双主控网络设备，其特征在于：所述串行总线包括至少一路快速外围组件互连PCI Express总线；所述总线接口模块为快速外围组件互连根复用器PCI Express Root Complex；所述总线交换模块为快速外围组件互连交换芯片PCI Express Switch；所述运行状态模块由可编程逻辑器件CPLD实现；所述连接控制模块和状态接收模块由CPLD实现；所述连接模块由多路复用器MUX芯片和快速外围组件互连端点设备PCI ExpressEndpoint实现，或由具有总线通道切换能力的PCI Express Endpoint实现。

6.一种权利要求1所述双主控网络设备的主备切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

主用主控单元和业务单元通过其间的串行总线完成业务处理工作；

备用主控单元监测主用主控单元的运行状态；

当主用主控单元发生故障时，备用主控单元升级为主用主控单元；

业务单元和升级后的原备用主控单元通过连接于其间的串行总线完成业务处理工作。

7.如权利要求6所述双主控网络设备的主备切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

业务单元监测主用主控单元和备用主控单元的运行状态；

当备用主控单元升级为主用主控单元后，业务单元将与原主用主控单元连接的总线通道切换至与升级后的原备用主控单元连接。

8.如权利要求6所述双主控网络设备的主备切换方法，其特征在于，所述方法还包括：备用主控单元升级为主用主控单元后，指令业务单元通过与升级后的原备用主控单元间的总线连接完成业务处理。

9.如权利要求7或8所述双主控网络设备的主备切换方法，其特征在于，所述方法还包括：网络设备初始化时，进行主备仲裁确定主用主控单元和备用主控单元；

所述方法还包括：当发生故障的原主用主控单元恢复后，作为备用主控单元监测主用主控单元的运行状态；

所述方法还包括：在主用主控单元正常运行时，备用主控单元备份主用主控单元的工作信息。

10.一种双主控网络设备，其特征在于，包括两个主控单元和至少一个业务单元，业务单元通过串行总线分别与两个主控单元连接，其中：

两个主控单元用来分别进行业务处理工作；

业务单元用来监测两个主控单元的工作状态，与当前正常运行的主控单元完成业务处理。

11.如权利要求10所述的双主控网络设备，其特征在于：两个主控单元之间通过信息同步通道连接，以维护相同的工作信息；

两个主控单元之间还通过运行状态通道连接，以交换运行状态信息。

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