CN1889483A - 框间互连的通信系统及其数据交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种框间互连的通信系统，其结构由多个框组成，各框间采用网状拓扑结构实现框间的互连，任意两框之间都设有直达的物理介质。解决数据交换必须通过中心框的交换网板转发的问题；框间数据由互连直达的物理介质直接发送到目的框。框间数据传输仅通过两框的交换网板转发，减小数据传输的延迟、抖动；由于框间流量在所有的交换网板负荷分担，降低对交换网板的处理性能要求；这样对交换网板处理性能的要求不高，解决了原系统不能级连太多框的问题，增强了系统的处理能力，增大了系统的容量。框与框处于对等的地位，可以使用完全相同的软件处理交换网板的工作；同时此系统采用的分布式交换结构，提高了系统的可靠性。

Description

框间互连的通信系统及其数据交换方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种框间互连的通信系统及其数据交换方法。

背景技术

现有的通信系统一般由多框组成，每个单框内采用两个交换网板，两个交换网板采用冗余备份、负荷分担或者双平面等工作方式，从而提供一种高可靠性的通信系统的通信工作方式；通信系统中，框与框之间的交换网板是通过物理介质互连，为系统内部的单板相互之间数据交互提供可达路由。

由于继承性、局限性等多方面的原因，使得现有的通信系统框间级连方案一般采用星型的拓扑结构。所述的星型拓扑结构即为设置一个中心框、多个从框的拓扑结构。

当框间采用星型的拓扑结构时，框间主交换网板之间互连，从交换网板之间互连，并且在框间主交换网板和从交换网板之间没有物理互连介质。可以看出，这一框间交换网板互连方案可以很好地适合于框间交换网板联动倒换、框间交换网板双平面工作或者负荷分担的应用方案。

参照图1，可以从图中看出，中心框的交换网板作为整个系统框间交换的枢纽，即主交换网板，负责中心框和从框之间或者从框之间的业务板的数据交换。由于从框之间没有直达路由，因此，任意的两个从框之间的业务板的数据交换必须通过中心框的主交换网板转发，也就是说需要经过三次交换网的搭网和交换才可以实现从框间的数据交换。所以，目前的这种星型拓扑结构的框间互连方案对中心框的交换网板提出了较高的要求，不仅需要其具有较大的处理带宽，更需要其具有较高的可靠性，以保证整个通信系统的稳定性及可等待靠性。

由此，可以得出上述现有技术提供的星型拓扑结构的框间互连的技术方案存在如下的缺点：

1、采用一个中心框(即主框)，多个从框的框间互连方案，任意两个从框之间没有直达通道，数据交换必须通过中心框的交换网板转发，数据传输的延迟、抖动较大；并且对中心框中的交换网板的处理性能要求较高，提高了中心框中交换网板的实现成本；

2、受中心框交换网板处理性能的限制，框间互连时不能级连太多的从框，从而使得通信系统的处理能力和容量受限，无法很好地满足日益增长的通信要求；

3、由于存在中心框和从框的区别，中心框和从框交换网板的软件处理不完全相同，需要分别设置相应的软件处理流程，增加了框间互连实现的复杂程度；

4、星型拓扑结构的框间互连的技术方案使得通信系统的可靠性不高，当中心框出现故障时，将导致整个系统瘫痪，使得未出现故障的从交换网板间无法正常进行通信。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种能够解决上述问题的框间互连的通信系统及其数据交换方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种框间互连的通信系统，通信系统的各框间采用网状拓扑结构实现框间的互连，在任意两框之间均设有直达的物理介质。

所述的各框均由两个交换网板与一个或一个以上业务板组成；各框内的各业务板与各交换网板间分别通过直达的物理介质互连；各框间的各交换网板分别通过直达的物理介质两两对应互连。

所述的各框内的两个交换网板分别作为主交换网板或备交换网板。

所述的各框中的各交换网板可以采用结构功能相同的交换网板。

本发明还提供了一种基于所述框间互连的通信系统的数据交换方法，包括：

A、通信系统中的数据始发框内的业务板将待发送的数据发送至框内的交换网板；

B、所述交换网板通过直达的物理介质直接将所述数据发送到目的框内的交换网板；

C、目的框的业务板通过框内的交换网板接收所述数据。

所述的步骤A具体包括：

数据始发框内的业务板将相同的数据分别发送至框内的各交换网板。

所述的步骤B具体包括：

所述交换网板根据保存的网络拓扑信息确定到达目的框的直达物理介质，并直接将数据通过所述直达物理介质发送到目的框内的交换网板。

所述的步骤C包括：

目的框确定接收数据的业务板，所述业务板通过框内与主用交换网板接收数据。

所述的步骤C包括：

当确定目的框内交换网板发生了主备倒换时，则业务板通过框内的备用交换网板接收数据。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明的框间互连的通信系统，由多个框组成，各框间采用网状拓扑结构实现框间的互连，任意两框之间都设有直达的物理介质。框间数据由互连直达的物理介质直接发送到目的框。

因此，本发明技术方案带来如下的有益效果：

1、框间采用网状拓扑结构，任意两个框之间有直达通道，数据交换不必通过中心框的交换网板转发，只在任意两个框的交换网板间转发；降低了数据传输的延迟、抖动，并且不要求通信系统中设置处理能力较强的交换网板，降低了通信系统的实现成本；

2、由于框间流量在所有的交换网板负荷分担，降低对交换网板的处理性能要求；能级连很多框和系统，处理能力和容量都有所提高；

3、框与框处于对等的地位，交换网板的软件处理完全相同，使得框间互连的实现更为简便；

4、分布式交换结构，解决系统的可靠性不高问题，即不再会出现因为某一交换网板出现故障导致整个通信系统无法正常通信的情况。

附图说明

图1为现有技术方案的示意图；

图2为本发明技术方案的示意图；

图3为本发明技术方案的流程图。

具体实施方式

本发明中，所述的框间互连的通信系统由多个(N个)框组成，各框间采用网状拓扑结构实现框间的互连，也就是在任意两框之间都设置有直达的物理介质；具体为：各框均由主交换网板、备交换网板与业务板组成；框间主交换网板之间互连，从交换网板之间两两互连，各框内的业务板与主备的交换网板都有物理介质互连。这样，框与框之间的地位是对等的，没有中心框和从框的概念；解决了以往数据交换必须通过中心框的交换网板转发的问题。本发明的方案只在任意两个框的交换网板间转发。

本发明所述系统的具体实现结构如图2所示：

所述的框间互连的通信系统的N个框均由两个交换网板与两个或两个以上业务板组成；各框间的各交换网板间分别通过直达的物理介质两两对应互连；各框内的业务板与主备的交换网板都有物理介质互连。所述的各框内的两个交换网板分别为交换网0与交换网1，假定作为交换网0主交换网板，交换网1从交换网板。这里的各框中的各交换网板均采用结构功能相同的交换网板。

本发明所述的系统采用双发选收的工作方式。例如：业务板A向业务板B发送数据，首先，业务板向本框1的交换网板0、1发送相同的业务数据包，通过框间互连介质转发到框N的交换网板0、1，再通过交换网板0、1转发相同的两个数据包给业务板B，业务板B根据框N交换网的主备状态选择一路接收；因为业务板A双发，业务板B选收，所以叫双发选收。

下面将对本发明提供的基于所述框间互连的通信系统的数据交换方法，其步骤包括：

步骤31：通信系统的始发框内的业务板将两组同样的数据发送至主交换网板与从交换网板；

步骤32：始发框内的主交换网板与从交换网板通过直达的物理介质直接将各自所接收的数据发送到目的框内的对应主交换网板与从交换网板；

所述交换网板具体为根据框内保存的网络拓扑信息确定到达目的框的直达物理介质，以便于直接将所述数据通过所述直达物理介质发送到目的框内的交换网板；

步骤33：目的框判断主备倒换状态，如果发生主备倒换，则执行步骤34，否则，执行步骤35；

在该步骤中主要目的是根据框内主备倒换状态确定当前处于工作状态的交换网板，以便于通过相应的交换网板进行业务数据的接收；

步骤34：目的框的业务板接收框内的从交换网板的数据，完成数据交换；

步骤35：目的框的业务板接收框内的主交换网板的数据，完成数据交换。

这里的目的是为防止接收两份同样的数据包，业务板仅从主用的交换网板接收数据包，一旦主用的交换网板故障，则交换网板发送主备倒换，原来的主用交换网板降为备用的交换网板，原来备用的交换网板升为主用的交换网板，但是业务板一直是从主用的交换网板接收数据包的。

本发明中，由于框间主交换网板和从交换网板之间没有交叉的物理互连介质，框与框之间的地位是平等的，因此，可以实现框间流量负荷分担，任意框的交换网板故障仅影响本框，不影响其它框，不会导致系统的瘫痪；框间数据交换有直达路由，仅经过两级的交换网搭接和转发，抖动和延迟相对较小。

由于框间流量在所有的交换网板负荷分担，降低对交换网板的处理性能要求；这样对交换网板处理性能的要求不高，解决了原系统不能级连太多框的问题，可以级连很多框，增强了系统的处理能力，增大了系统的容量。

框与框处于对等的地位，可以使用完全相同的软件处理交换网板的工作；同时此系统采用的分布式交换结构，提高了系统的可靠性。

当框间需要传送数据时，起始框的业务板接收数据后，发送到该框的主和备交换网板，起始框的主和备交换网板通过互连的直达物理介质将数据传送到目的框的主和备交换网板，目的框的主交换网板将数据发送到框的业务板。在此过程中如果某主交换网板出现故障，主备交换网板发送主备倒换，备用的交换网板升为主用的交换网板，则数据通过该框的原来的从交换网板进行传送。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种框间互连的通信系统，其特征在于，通信系统的各框间采用网状拓扑结构实现框间的互连，在任意两框之间均设有直达的物理介质。

2、根据权利要求1所述的框间互连的通信系统，其特征在于，所述的各框均由两个交换网板与一个或一个以上业务板组成；各框内的各业务板与各交换网板间分别通过直达的物理介质互连；各框间的各交换网板分别通过直达的物理介质两两对应互连。

3、根据权利要求2所述的框间互连的通信系统，其特征在于，所述的各框内的两个交换网板分别作为主交换网板或备交换网板。

4、根据权利要求2所述的框间互连的通信系统，其特征在于，所述的各框中的各交换网板采用结构功能相同的交换网板。

5、一种基于所述框间互连的通信系统的数据交换方法，其特征在于，包括：

A、通信系统中的数据始发框内的业务板将待发送的数据发送至框内的交换网板；

B、所述交换网板通过直达的物理介质直接将所述数据发送到目的框内的交换网板；

C、目的框的业务板通过框内的交换网板接收所述数据。

6、根据权利要求5所述的基于框间互连的通信系统的数据交换方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

数据始发框内的业务板将相同的数据分别发送至框内的各交换网板。

7、根据权利要求5所述的基于框间互连的通信系统的数据交换方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

所述交换网板根据保存的网络拓扑信息确定到达目的框的直达物理介质，并直接将数据通过所述直达物理介质发送到目的框内的交换网板。

8、根据权利要求6或7所述的基于框间互连的通信系统的数据交换方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

目的框确定接收数据的业务板，所述业务板通过框内与主用交换网板接收数据。

9、根据权利要求6或7所述的基于框间互连的通信系统的数据交换方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

当确定目的框内交换网板发生了主备倒换时，则业务板通过框内的备用交换网板接收数据。

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