CN1937782B - 一种机框设备及其报文发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机框设备及其发送报文的方法，属于网络通信技术领域。本发明是在每个机框中设置一个主用交换机和一个备用交换机，该机框中每一个主处理板和业务板分别与机框内的主用交换机和备用交换机电连接，机框之间通过主用交换机和备用交换机提供的框间级联接口相连。本发明由于采用了交换机连接机框内的各个电路板，并且交换机直接提供框间级联接口，框间只需两路线路连接，框间的布线大大简化，便于安装和维护工作；同时，当业务板需要发送或接收报文时不需要主处理板做代理和转发报文，降低了主处理板的负担，简化了软件设计，提高了系统可靠性。

Description

一种机框设备及其报文发送方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种通信机框设备。本发明还涉及利用机框设备发送报文的方法。

背景技术

机框设备是网络通信中使用一种设备，一个机框一般由主用主处理板、备用主处理板和若干个业务板组成，主用主处理板、备用主处理板和业务板通过一条共享总线连接起来。

当前，由于通信网络对设备的接口容量、交换容量提出了越来越高的要求，单机框系统已经难以满足日益增长的需求，采用两框至多机框级联方式提高设备系统容量成为一个趋势。多机框级联是指利用级联技术将原有的单机框设备互连，组成一个新的多机框产品形态，在交换容量和接口容量上进行扩展。

在多机框级联系统中，需要提供框间的控制通道和业务通道。其中控制通道主要完成框间的通信，实现框间的控制报文传递、路由表同步、主框对从框的状态监控等功能。控制通道必须具备极高的可靠性，所以将其设计为冗余备份。业务通道是业务报文的转发、交换的通道。

多机框级联系统按照连接结构可包括两框堆叠(背靠背)，一主框带四从框(一拖四)，一主框带八从框(一拖八)等。现有技术中，多机框级联系统中每个机框的结构如图1所示，由主用主处理板和备用主处理板提供与其它机框间的框间级联接口，主处理板之间、主处理板与业务板之间的通信，均通过共享总线结构实现。这种通道设计将业务板与框间通信接口分割开来，不同机框的业务板框间通信均需要主处理板作为代理。

现有技术中，由两个机框组成级联系统时，其中一个机框的主用主处理板分别与另一个机框的主用主处理板和备用主处理板连接，其备用主处理板也分别与另一个机框的主用主处理板和备用主处理板连接。

由五个机框组成级联系统时，其中一个机框为主机框，另外四个为从机框。设置一个主用框间交换机和一个备用框间交换机，主用框间交换机和备用框间交换机分别与所有机框的主、备用主处理板相连接，如图2所示。图中实线表示主用控制通道，虚线表示备用控制通道。这种结构简称为一拖四系统。一拖八系统的结构与之类似。

对于以上几种多机框级联系统，当主框的主处理板与从框的业务板通信时，需要先经过以太网交换机的链路层交换，将报文交换至从框的主用主处理板，从框的主用主处理板再通过框内的共享总线将报文转发给对应的业务板。主用主处理板需要完成通信的代理和报文转发功能，增加了软件的设计难度，同时耗费较多主处理板的CPU资源，降低了控制通道的可靠性。

另外，由于框间通信是由每个单框的主用主处理板做代理实现的，为了保证不会因单点故障引起整个框间通信中断，每个机框的主用主处理板间都必须具备主、备两个冗余备份的以太网通道(如图2中的加粗实线与加粗虚线所示)，因此每个主处理板至少要提供两个框间级联的以太网接口，这样提高了硬件成本，增加了框间的布线复杂度。

发明内容

为了解决现有技术中多机框级联系统成本高，机框内部及机框之间布线复杂，机框的主处理板CPU占用率高的问题，本发明提供一种成本低、机框内部及机框之间布线简单，控制通道可靠性高，主处理板的CPU占用率低的机框设备及其报文发送方法。

本发明的机框设备，包括主用主处理板和备用主处理板，还包括主用交换机和备用交换机，所述主用主处理板和备用主处理板分别与所述主用交换机和备用交换机连接；所述主用交换机和备用交换机分别提供一个框间级联接口，所述框间级联接口用于机框设备之间的通信。

所述机框设备还包括业务板，所述业务板分别与所述主用交换机和备用交换机连接。

所述机框设备包括多个机框，其中一个机框为主机框，其它机框为从机框，所述主机框包括主用主处理板、备用主处理板、主用交换机和备用交换机，所述主用主处理板和备用主处理板分别与所述主用交换机和备用交换机连接；所述每个从机框分别包括主用主处理板、备用主处理板、业务板、主用交换机和备用交换机，所述从机框的主用主处理板、备用主处理板和业务板分别与所述从机框的主用交换机和备用交换机连接；所述主机框中的主用交换机和备用交换机提供所述主机框的框间级联接口，所述从机框中的主用交换机和备用交换机提供所述从机框的框间级联接口，所述主机框与所述从机框通过框间级联接口相互连接。

所述机框设备包括两个机框，其中一个机框为主机框，另一个机框为从机框，所述主机框的主用交换机与所述从机框的主用交换机连接；所述主机框的备用交换机与所述从机框的备用交换机连接。

所述机框设备包括至少三个机框，其中一个机框为主机框，其它机框为从机框，所述主机框与从机框之间设有主用框间交换机和备用框间交换机，所述主用框间交换机分别与所述主机框和从机框的主用交换机连接，所述备用框间交换机分别与所述主机框和从机框的备用交换机连接。

所述的主机框还包括业务板，所述业务板分别与所述主机框的主用交换机和备用交换机连接。

本发明利用上述机框设备发送报文的方法为：向待发送的报文中添加目的地的主处理板或业务板的地址，判断主用交换机是否可用；如果所述主用交换机可用，将报文发送给所述主用交换机；所述主用交换机接收到报文后根据报文中的地址信息将报文转发给目的地的主处理板或业务板；如果所述主用交换机不可用，将报文发送给备用交换机，所述备用交换机接收到报文后根据报文中的地址信息将报文转发给目的地的主处理板或业务板。

所述方法具体包括以下步骤：

1)在每个机框的主用主处理板、备用主处理板和业务板上分别储存一套地址表；

2)从所述地址表中读取待接收报文的主用主处理板、备用主处理板或业务板的地址信息，将该地址添加到报文中；

3)判断主用交换机是否可用；

4)如果所述主用交换机可用，作为报文发送方的主用主处理板、备用主处理板或业务板将携带有目的地地址的报文发送给所述主用交换机，由所述主用交换机根据报文中携带的目的地地址将报文发送给作为接收方的主用主处理板、备用主处理板或业务板；

5)如果所述主用交换机不可用，作为报文发送方的主用主处理板、备用主处理板或业务板将携带有目的地地址的报文发送给备用交换机，由所述备用交换机根据报文中携带的目的地地址将报文发送给作为接收方的主用主处理板、备用主处理板或业务板。

所述地址表中存储有设备中所有其它主用主处理板、备用主处理板和业务板的地址。

所述的主用主处理板、备用主处理板和业务板的地址为其链路层地址。

在所述步骤3)中，作为报文发送方的主处理板、备用主处理板或业务板首先判断主用交换机是否可用，如果可用，将所述报文发送给主用交换机，由主用交换机进行报文转发；如果不可用，将报文发送给备用交换机，由备用交换机进行报文转发。

由于本发明的机框设备设置了主、备两台交换机，实现了机框中所有业务板和主处理板的全交换，并且由交换机直接提供框间级联接口，所以框间的布线大大简化，框间只需两路线路连接，即可实现控制通道的备份，便于安装和维护工作，提供了线路可靠性；同时，由于框间通信采用了主、备两台框间交换机，实现了框间控制通道的冗余备份，因此链路上任何单点故障不会导致控制通道中断；框间的控制报文通信可以经过交换机的链路层交换直接到达目的业务板或主处理板，而无需主处理板做通信代理和报文转发，减轻了主处理板负担，简化了控制通道的软件设计，提高了系统可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有技术中单机框的结构示意图。

图2为现有技术中一拖四系统的多机框级联设备结构示意图。

图3为本发明的单机框设备的结构示意图。

图4为本发明的两框堆叠系统的多机框级联设备的结构示意图。

图5为本发明的一拖四系统的多机框级联设备的结构示意图。

图6为利用本发明的多机框级联设备发送报文的方法的流程图。

具体实施方式

如图3所示，该机框设备由一个主用主处理板、一个备用主处理板、一个主用交换机、一个备用交换机和若干个业务板组成，主用主处理板、备用主处理板和所有的业务板分别通过电缆与主用交换机和备用交换机相连，主用交换机和备用交换机各提供一个框间级联接口。另外，如果不需要，该机框设备也可以不设业务板；各电路板与交换机之间也可以通过光缆或无线等其它方式相连；主用交换机和备用交换机也可以直接提供与应用系统的连接接口。

实施例一：

如图4所示，该机框设备由两个机框构成，其中一个是主框，另一个是从框，主框的主用交换机的框间级联接口与从框的主用交换机的框间级联接口通过电缆连接，主框的备用交换机的框间级联接口与从框的备用交换机的框间级联接口通过电缆连接。根据不同的应用环境，各交换机之间也可以通过光缆或无线等其它方式连接。

利用上述设备进行报文发送的方法如图6所示：

步骤1：将设备中所有主处理板和业务板的地址生成一个地址表，将该地址表存储在每一个主处理板和业务板中，该地址表一般存储各电路板的链路层地址，根据需要也可以是其它类型的地址；

步骤2：当一个业务板或主处理板需要向其它业务板或主处理板发送报文时，作为发送方的业务板或主处理板从地址表中读取接收方的业务板或主处理板的地址，将该地址添加到待发送的报文；

步骤3：判断主用交换机是否可用，如果可用，进行步骤4；如果不可用，进行步骤5；

步骤4：将报文发送给主用交换机；

步骤5：将报文发送给备用交换机；

步骤6：由主用交换机或备用交换机根据报文中携带的待接收报文的主处理板或业务板的地址信息将报文发送给相应的主处理板或业务板。

实施例二：

如图5所示，该机框设备由五个机框构成，其中一个是主框，另外四个是从框，主框的主用交换机的框间级联接口与主用框间交换机通过电缆相连，主框的备用交换机的框间级联接口与备用框间交换机通过电缆相连，而每个从框的主用交换机分别与主用框间交换机通过电缆相连，每个从框的备用交换机分别与备用框间交换机通过电缆相连。根据不同的应用环境，各交换机之间也可以通过光缆或无线等其它方式连接。

利用上述设备进行报文发送的方法如图6所示：

步骤1：将设备中所有主处理板和业务板的地址生成一个地址表，将该地址表存储在每一个主处理板和业务板中，该地址表一般存储各电路板的链路层地址，根据需要也可以是其它类型的地址；

步骤2：当一个业务板或主处理板需要向其它业务板或主处理板发送报文时，作为发送方的业务板或主处理板从地址表中读取接收方的业务板或主处理板的地址，将该地址添加到待发送的报文；

步骤3：判断主用交换机是否可用，如果可用，进行步骤4；如果不可用，进行步骤5；

步骤4：将报文发送给主用交换机；

步骤5：将报文发送给备用交换机；

步骤6：由主用交换机或备用交换机根据报文中携带的待接收报文的主处理板或业务的地址信息将报文发送给相应的主处理板或业务板。

一般情况下，主框不用配置业务板，在有特殊需要时才需要配置业务板；使用到的交换机可以是以太网交换机，也是其它交换机，例如基于HDLC(High level Data Link Control，高级数据链路控制)协议的交换机等。采用以太网交换机时，可以是快速以太网(FE：FastEthernet)交换机，也可以是吉比特以太网(GE：Gigabit Ethernet)交换机，还可以是提供更高带宽的以太网交换机，采用何种交换机都应当落入本发明的保护范围之内。

其它机框设备的结构与上述实施例类似，只要主用框间交换机和备用框间交换机提供相应的级联接口，与各机框的主用交换机和备用交换机建立连接即可。例如一拖八系统中，主用框间交换机提供九个级联接口，分别与主框的主用交换机和八个从框的主用交换机通过电缆、光缆或无线连接，备用框间交换机也提供九个级联接口，分别与主框的备用交换机和八个从框的备用交换机通过电缆、光缆或无线连接，其报文发送方法与实施例一或实施例二相同。本发明不限于上述几种实施方式，可以是更多级联形式，例如一拖十六、一拖三十二系统等。只要是为了解决相同的技术问题，采用了与本发明相同的技术方案或者在本发明基础上作了等效变换，从而达到与本发明相同或相近的技术效果，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机框设备，包括主用主处理板和备用主处理板，其特征在于，所述机框设备还包括主用交换机和备用交换机，所述主用主处理板和备用主处理板分别与所述主用交换机和备用交换机连接；所述主用交换机和备用交换机分别提供一个框间级联接口，所述框间级联接口用于机框设备之间的通信。

2.根据权利要求1所述的机框设备，其特征在于，所述机框设备还包括业务板，所述业务板分别与所述主用交换机和备用交换机连接。

3.根据权利要求1所述的机框设备，其特征在于，所述机框设备包括多个机框，其中一个机框为主机框，其它机框为从机框，所述主机框包括主用主处理板、备用主处理板、主用交换机和备用交换机，所述主用主处理板和备用主处理板分别与所述主用交换机和备用交换机连接；所述每个从机框分别包括主用主处理板、备用主处理板、业务板、主用交换机和备用交换机，所述从机框中的主用主处理板、备用主处理板和业务板分别与所述从机框中的主用交换机和备用交换机连接；所述主机框中的主用交换机和备用交换机提供所述主机框的框间级联接口，所述从机框中的主用交换机和备用交换机提供所述从机框的框间级联接口，所述主机框与所述从机框通过框间级联接口相互连接。

4.根据权利要求3所述的机框设备，其特征在于，所述机框设备包括两个机框，其中一个机框为主机框，另一个机框为从机框，所述主机框的主用交换机与所述从机框的主用交换机连接；所述主机框的备用交换机与所述从机框的备用交换机连接。

5.根据权利要求3所述的机框设备，其特征在于，所述机框设备包括至少三个机框，其中一个机框为主机框，其它机框为从机框，所述主机框与从机框之间设有主用框间交换机和备用框间交换机，所述主用框间交换机分别与所述主机框和从机框的主用交换机连接，所述备用框间交换机分别与所述主机框和从机框的备用交换机连接。

6.根据权利要求3至5之任一权利要求所述的机框设备，其特征在于，所述的主机框还包括业务板，所述业务板分别与所述主机框的主用交换机和备用交换机连接。

7.一种利用权利要求1所述的机框设备发送报文的方法，其特征在于，所述方法为：向待发送的报文中添加目的地的主处理板或业务板的地址，判断主用交换机是否可用；如果所述主用交换机可用，将报文发送给所述主用交换机；所述主用交换机接收到报文后根据报文中的地址信息将报文转发给目的地的主处理板或业务板；如果所述主用交换机不可用，将报文发送给备用交换机；所述备用交换机接收到报文后根据报文中的地址信息将报文转发给目的地的主处理板或业务板。

8.根据权利要求7所述的发送报文的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

1)在每个机框的主用主处理板、备用主处理板和业务板上分别储存一套地址表；

2)从所述地址表中读取待接收报文的主用主处理板、备用主处理板或业务板的地址信息，将该地址添加到报文中；

3)判断主用交换机是否可用；

4)如果所述主用交换机可用，作为报文发送方的主用主处理板、备用主处理板或业务板将携带有目的地地址的报文发送给所述主用交换机，由所述主用交换机根据报文中携带的目的地地址将报文发送给作为接收方的主用主处理板、备用主处理板或业务板；

5)如果所述主用交换机不可用，作为报文发送方的主用主处理板、备用主处理板或业务板将携带有目的地地址的报文发送给备用交换机，由所述备用交换机根据报文中携带的目的地地址将报文发送给作为接收方的主用主处理板、备用主处理板或业务板。

9.根据权利要求8所述的发送报文的方法，其特征在于，所述地址表中存储有设备中所有其它主用主处理板、备用主处理板和业务板的地址。

10.根据权利要求9所述的发送报文的方法，其特征在于，所述的主用主处理板、备用主处理板和业务板的地址为其链路层地址。

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