WO2011009248A1 - 基于主控板倒换的数据处理方法、线卡及主控板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主控板倒换的数据处理方法、 线卡及主控板， 上述数据处理方法包括：线卡在与处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板进行的数据交互的过程中，向处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发送同一数据，并接收来自处于主用状态的主控板的数据，其中，线卡连接至处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板； 在处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 线卡接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。根据本发明，提高了系统主备倒换的性能，增加了用户的满意度。

Description

基于主控反倒换的 :据处理方法、 线卡及主控板 技术领域 本发明涉及通信领域， 具体而言， 涉及一种基于主控板倒换的数据处理 方法、 线卡及主控板。 背景技术 目前， 在通讯设备中， 为了提高设备的可靠性， 主控板往往釆用主备机 制。 当主用主控板， 也可以称为处于主用状态的主控板 （例如， 记为 1号主 控板） 出现故障时， 业务控制和业务转发倒换到备用主控板， 也可以称为处 于备用状态的主控板 （例如， 记为 2 号主控板）， 而且备用主控板的状态变 为主用主控板， 原来的主用主控板的状态变为备用主控板。 在主备倒换的过 程中， 业务转发由 1号主控板切换到 2号主控板， 这个过程中会导致业务转 发产生中断。 发明内容 针对相关技术中主备主控板倒换时业务中断时间较长的问题而提出本 发明， 为此， 本发明的主要目的在于提供一种改进的基于主控板倒换的数据 处理方案， 以解决上述问题至少之一。 为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 首先提供了一种基于主控 板倒换的数据处理方法。 根据本发明的基于主控板倒换的数据处理方法， 包括： 线卡在与处于主 用状态的主控板和处于备用状态的主控板进行的数据交互的过程中， 向处于 主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发送同一数据， 并接收来自处于 主用状态的主控板的数据， 其中， 线卡连接至处于主用状态的主控板和处于 备用状态的主控板； 在处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发生 倒换的情况下， 线卡接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。 优选地，上述方法还包括：线卡丢弃来自处于备用状态的主控板的数据； 和 /或， 处于备用状态的主控板不向线卡发送数据。 优选地， 处于备用状态的主控板不向线卡发送数据包括： 将处于备用状 态的主控板与线卡相连接的端口设置为学习状态， 其中， 学习状态为记录来 自线卡的数据包的媒体接入控制地址， 并且不转发来自线卡的数据包。 优选地， 如果处于备用状态的主控板不向线卡发送数据， 则在处于主用 状态的主控板和处于备用状态的主控板发生倒换的情况下，上述方法还包括： 状态由主用变为备用的主控板将与线卡连接的端口的状态设置为学习状态， 其中， 学习状态为记录来自线卡的数据包的媒体接入控制地址， 并且不转发 来自线卡的数据包； 状态由备用变为主用的主控板将与线卡连接的端口的状 态设置为转发状态， 其中， 转发状态为转发来自线卡的数据包。 优选地， 如果线卡丢弃来自处于备用状态的主控板的数据， 则在处于主 用状态的主控板和处于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 上述方法还包 括： 线卡将与状态由主用变为备用的主控板相连接的端口设置为丢弃接收到 的所有数据； 线卡将与状态由备用变为主用的主控板相连接的端口设置为正 常接收。 优选地，向处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发送同一数 据包括： 线卡向处于主用状态的主控板发送数据， 并且拷贝一份相同的数据 发送给处于备用状态的主控板。 优选地， 拷贝至少包括以下之一： 镜像、 按端口位图重定向、 泛洪。 为了实现本发明的上述目的， 才艮据本发明的另一方面， 还提供了一种线 卡。 根据本发明的线卡包括： 发送模块和接收模块， 其中， 发送模块， 用于 在与处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板进行的数据交互的过程 中， 向处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发送同一数据， 其中， 线卡连接至处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板； 接收模块， 用 于接收来自处于主用状态的主控板的数据， 还用于在处于主用状态的主控板 和处于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 接收来自状态由备用变为主用 的主控板的数据。 优选地， 上述线卡还包括： 丢弃模块， 用于丢弃来自处于备用状态的主 控板的数据。 为了实现上述目的， 根据本发明的再一方面， 还提供了一种主控板。 根据本发明的主控板包括： 设置模块， 用于在主控板处于备用状态时， 将与线卡相连接的端口设置为学习状态， 其中， 学习状态为记录来自线卡的 数据包的媒体接入控制地址， 并且不转发来自线卡的数据包。 通过本发明， 釆用通过线卡接收主用主控板的数据， 并向主用主控板和 备用主控板发送相同的数据， 解决了主备主控板倒换时业务中断时间较长的 问题， 进而达到了可以在不增加设备成本的情况下， 提高系统主备倒换的性 能， 增加用户的满意度的效果。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说 明书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优 点可通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实 现和获得。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的 不当限定。 在附图中： 图 1是根据本发明实施例的基于主控板倒换的数据处理方法的流程图； 图 2 是根据本发明实施例的主控板与线卡和上联板的接口连接关系的 示意图； 图 3是根据本发明实施例的实例一的主备主控板倒换（设置线卡端口收 包状态） 的流程图； 图 4是根据本发明实施例的实例二的主备主控板倒换（设置主、备主控 板端口生成树状态） 的流程图； 图 5是 居本发明装置实施例一的线卡的结构框图； 图 6是 居本发明装置实施例一的线卡具体的结构框图； 图 7是根据本发明装置实施例二的线卡与主控卡连接的示意图。 具体实施方式 功能相克述 考虑到相关技术中主备主控板倒换时业务中断时间较长的问题，本发明 实施例提供了一种基于主控板倒换的数据处理方案，该方案的处理原则如下： 线卡连接至主用主控板和备用主控板， 线卡发送到两个主控板的数据完全相 同， 这样主、 备主控板上都能学习到线卡的媒体接入控制 （Media Access Control, 简称为 MAC ) 地址， 路由表信息和组播表信息通过主备同步的方 法设置到备用主控板的交换芯片中， 只有主用主控板会把数据发送到线卡， 备用主控板的数据不发到线卡， 这样可以保证线卡上只有一份数据。 当主备 倒换以后， 两个主控板 （主用和备用） 仍然都可以收到线卡的数据， 而由备 变为主的主控板可以发数据到线卡，由主变为备的主控板不能发数据到线卡。 通过这个方法， 可以达到非常高的主备倒换效率， 基本可以达到无损倒换。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 在以下实施例中，在附图的流程图示出的步 4聚可以在诸如一组计算机可 执行指令的计算机系统中执行， 并且， 虽然在流程图中示出了逻辑顺序， 但 是在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。 方法实施例 根据本发明的实施例， 提供了一种基于主控板倒换的数据处理方法， 图 1 是根据本发明实施例的基于主控板倒换的数据处理方法的流程图， 如图 1 所示， 该方法包括如下步骤 (步骤 S 102步 ~步骤 S 104 ): 步骤 S 102, 线卡在与处于主用状态的主控板 （简称为主用主控板） 和 处于备用状态的主控板 （简称为备用主控板） 进行的数据交互的过程中， 向 处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发送同一数据， 并接收来自 处于主用状态的主控板的数据， 其中， 线卡连接至处于主用状态的主控板和 处于备用状态的主控板。 即， 在本步骤中， 线卡接收来自主用主控板的数据， 但是， 不接收来自备用主控板的数据。 步骤 S 104, 在处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发生倒 换的情况下， 线卡接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。 优选地， 线卡不接收来自备用主控板的数据可以通过两种方式来实现， 方式一是线卡丢弃来自处于备用状态的主控板的数据； 方式二是处于备用状 态的主控板不向线卡发送数据。 下面分别对这两种方式进行说明。 方式一 线卡丢弃来自处于备用状态的主控板的数据。 在这种方式下，如果处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发 生倒换， 则线卡将与状态由主用变为备用的主控板相连接的端口设置为丢弃 接收到的所有数据； 线卡将与状态由备用变为主用的主控板相连接的端口设 置为正常接收。 方式二 处于备用状态的主控板不向线卡发送数据。 将处于备用状态的主控板与线卡相连接的端口设置为学习状态， 其中， 学习状态为记录来自线卡的数据包的媒体接入控制地址， 但是不转发来自线 卡的数据包。 在这种方式下，如果处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发 生倒换， 则状态由主用变为备用的主控板将与线卡连接的端口的状态设置为 学习状态， 其中， 学习状态为记录来自线卡的数据包的媒体接入控制地址， 并且不转发来自线卡的数据包； 状态由备用变为主用的主控板将与线卡连接 的端口的状态设置为转发状态， 其中， 转发状态为转发来自线卡的数据包。 优选地， 在步骤 S 102中向处于主用状态的主控板和处于备用状态的主 控板发送同一数据可以通过以下方式来实现： 线卡向处于主用状态的主控板发送数据，并且拷贝一份相同的数据发送 给处于备用状态的主控板， 其中， 拷贝至少包括以下之一： 镜像、 按端口位 图重定向、 泛洪。 下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。 在釆用主、 备主控板的通讯系统中， 线卡进行各种业务处理， 主控板进 行以太网交换，例如，线卡进行协议转换，将数字用户线路（ Digital Subscriber Line, 简称为 DSL )、 异步传输模式 （ Asynchronous Transfer Mode, 简称为 ATM ), 千兆无源光网络 ( Gigabit Passive Optical Network, 简称为 GPON ), 以太无源光网络 ( Ethernet Passive Optical Network, 简称为 EPON ) 等协议 封装的数据转换为以太网封装的数据， 以太网数据送到主控板进行以太网交 换或网际协议 ( Internet Protocol, 简称为 IP )路由， 并从上联口送到其他网 络设备。 图 2是根据本发明实施例的主控板与线卡和上联板的接口连接关系 的示意图， 如图 2所示， 主控板与线卡之间通过 serdes接口或 SGMII接口或 SMII接口或 XAUI接口或 RXAUI接口相连， 线卡上使用交换芯片或其他 ASIC 芯片的两个物理端口分别与主、 备主控板相连。 主用主控板交换芯片 通过一组端口与线卡相连， 主用主控板和线卡之间可以正常收发包。 备用主 控板交换芯片也通过一组端口与线卡相连， 备用主控板可以正常接收到线卡 发来的包， 但是线卡不能收到备用主控板发来的包。 线卡发给主用主控板的 数据拷贝一份给备用主控板， 拷贝的方法包括： 镜像， 按端口位图重定向、 洪泛及其他方法，对于洪泛的方法，在线卡上线卡与主控板相连的端口 MAC 地址学习功能要关闭， 否则单播包不能发到备用主控板。 下面结合实例对上述两种方式进行详细的说明，实例一是对方式一的详 细描述， 实例二对方式二的详细描述。 实例一 在本实例中，线卡丢弃与备用主控板相连接的端口上接收到的所有的数 据包。 线卡代码初始化时检测主备主控板槽位 ,与主用主控板相连的端口设置 正常接收状态， 与备用主控板相连的端口设置丢弃所有收到的包。 与主、 备 主控板相连的两组端口的发送状态正常。 图 3是根据本发明实施例的实例一的主备主控板倒换（设置线卡端口收 包状态） 的流程图， 如图 3所示， 该流程具体如下： 主备倒换时线卡产生操作系统中断信号，在中断服务程序或中断处理任 务中， 设置以下两组端口状态： 与由主变为备的主控板相连的端口状态设为 丢弃所有收到的包。 与由备变为主的主控板相连的端口状态设为正常接收。 为了保证系统的可靠性， 线卡用一个任务扫描主备状态， 如果状态发生 变化， 要把与新的主用主控板相连的端口收包状态设为正常， 把与新的备用 主控板相连的端口收包状态设为丢弃所有的包。 由于备用主控板总是能够收到线卡的包， 因此 MAC地址表处于正常刷 新状态， 虚拟局域网 （ Virtual Local Area Network, 简称为 VLAN )配置信息 通过主用主控板实时和 /或定时同步到备用主控板，并设置到备用主控板的交 换芯片。 备用主控板交换芯片端口生成树状态和主千 （ trunk )状态及其他状 态设置得和主用主控板完全一样，在主备倒换备用主控板变为主用主控板后， 二层可以立即进行转发， 流量可以到达线卡。 而之前的主用主控板变为备用 主控板后流量不能到达线卡。 三层转发和各种协议是通过主用主控板实时和 /或定时同步到备用主控 板的， 三层转发表和组播表（包括 L2组播和 IPMC )等也完全一样。 这样主 备倒换以后新的主用主控板三层和组播也能立即处于正常转发状态。 实例二 在本实例中， 备用主控板在与线卡相连接的端口上只进行 MAC地址学 习， 而不转发数据包。 主用主控板在初始化时或运行生成 †协议时，与线卡相连的端口设置为 转发状态， 备用主控板在初始化时或运行生成树协议时， 与线卡相连的端口 设置为学习状态， 处于学习状态的端口只对 MAC地址进行学习， 而不对数 据包进行转发。 这样可以保证线卡只收到一份 4艮文。 而备用主控板上又能学 习到 MAC地址。 线卡经过这个设置以后， 就只能接收主用主控板发来的包， 而不能接收备用主控板发来的包。 图 4是根据本发明实施例的实例二的主备主控板倒换（设置主、备主控 板端口生成树状态） 的流程图， 如图 4所示， 该流程具体如下： 主备倒换时， 主用主控板变为备用主控板， 产生操作系统中断信号， 在 中断月艮务程序或中断处理任务中， 设置与线卡相连的端口状态为学习状态。 备用主控板变为主用主控板也产生操作系统中断信号， 在中断月艮务程序或中 断处理任务中，设置与线卡相连的端口状态为转发状态。 经过这个设置以后， 线卡收发包逻辑就切换到与新的主控板相连的端口上。 为了保证系统的可靠性， 主、 备主控板上用一个任务扫描主备状态， 如 果状态发生变化， 要把新的主用主控板与线卡相连的端口设为转发状态， 把 新的备用主控板与线卡相连的端口设为学习状态。 由于备用主控板总是能够收到线卡的包， 因此 MAC地址表处于正常刷 新状态， vlan配置信息通过主用主控板实时和 /或定时同步到备用主控板， 并 设置到备用主控板的交换芯片。备用主控板交换芯片除了端口生成树状态外， 其他状态设置得和主用主控板完全一样， 在主备倒换备用主控板变为主用主 控板后， 二层可以立即进行转发， 流量可以到达线卡。 而之前的主用主控板 变为备用主控板后流量不能到达线卡。 三层转发和各种协议表项是通过主用主控板实时和 /或定时同步到备用 主控板的， 三层转发表和组播表 (包括 L2组播和 IPMC )等也完全一样。 这 样主备倒换以后新的主用主控板三层和组播也能立即处于正常转发状态。 装置实施例一 该装置实施例与上述实例一相对应， 根据本发明的实施例， 还提供了一 种线卡， 图 5是才艮据本发明装置实施例一的线卡的结构框图， 如图 5所示， 该结构包括： 发送模块 52和接收模块 54 , 下面对该结构进行详细的描述。 发送模块 52 , 用于在与处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控 板进行的数据交互的过程中， 向处于主用状态的主控板和处于备用状态的主 控板发送同一数据， 其中， 线卡连接至处于主用状态的主控板和处于备用状 态的主控板； 接收模块 54 , 用于接收来自处于主用状态的主控板的数据， 还 用于在处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。 图 6是 居本发明装置实施例一的线卡具体的结构框图， 如图 6所示， 该线卡还包括： 丢弃模块 62 , 该丢弃模块 62用于丢弃来自所述处于备用状 态的主控板的数据。 装置实施例二 该装置实施例与上述实例二相对应， 根据本发明的实施例， 还提供了一 种主控板， 图 7是根据本发明装置实施例二的线卡与主控卡连接的示意图， 如图 7所示， 该主控板包括： 设置模块 72 , 用于在主控板处于备用状态时， 将与线卡相连接的端口设置为学习状态， 其中， 学习状态为记录来自线卡的 数据包的媒体接入控制地址， 并且不转发来自线卡的数据包。 当该主控板的状态由主用变成备用时，该设置模块将与线卡相连接的端 口设置为学习状态； 当该主控板的状态由备用变成主用时， 该设置模块将与 线卡相连接的端口设置为正常转发状态。 综上， 通过上述实施例， 在不增加设备成本的前提下， 大幅提高了主备 倒换的性能， 减少了业务中断的时间， 提升了用户的业务体验。 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可 以用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布 在多个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程 序代码来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 或 者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制 作成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软 件结合。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本 领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的 ^"神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种基于主控板倒换的数据处理方法， 其特征在于， 包括：

线卡在与处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控板进行的 数据交互的过程中， 向所述处于主用状态的主控板和所述处于备用状态 的主控板发送同一数据， 并接收来自处于主用状态的主控板的数据， 其 中， 线卡连接至所述处于主用状态的主控板和所述处于备用状态的主控 板；

在所述处于主用状态的主控板和所述处于备用状态的主控板发生 倒换的情况下，所述线卡接收来自状态由备用变为主用的主控板的数据。

2. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 包括：

所述线卡丢弃来自所述处于备用状态的主控板的数据； 和 /或， 所述处于备用状态的主控板不向所述线卡发送数据。

3. 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述处于备用状态的主控板 不向所述线卡发送数据包括：

将所述处于备用状态的主控板与所述线卡相连接的端口设置为学 习状态， 其中， 所述学习状态为记录来自所述线卡的数据包的媒体接入 控制地址， 并且不转发来自所述线卡的数据包。

4. 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 如果所述处于备用状态的主 控板不向所述线卡发送数据， 则在所述处于主用状态的主控板和所述处 于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 所述方法包括：

状态由主用变为备用的主控板将与所述线卡连接的端口的状态设 置为学习状态， 其中， 所述学习状态为记录来自所述线卡的数据包的媒 体接入控制地址， 并且不转发来自所述线卡的数据包；

状态由备用变为主用的主控板将与所述线卡连接的端口的状态设 置为转发状态， 其中， 所述转发状态为转发来自所述线卡的数据包。

5. 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 如果所述线卡丢弃来自所述 处于备用状态的主控板的数据， 则在所述处于主用状态的主控板和所述 处于备用状态的主控板发生倒换的情况下， 所述方法包括：

所述线卡将与状态由主用变为备用的主控板相连接的端口设置为 丢弃接收到的所有数据；

所述线卡将与状态由备用变为主用的主控板相连接的端口设置为 正常接收。

6. 根据权利要求 1至 5中任一项所述的方法， 其特征在于， 向所述处于主 用状态的主控板和所述处于备用状态的主控板发送同一数据包括：

所述线卡向所述处于主用状态的主控板发送数据，并且拷贝一份相 同的数据发送给所述处于备用状态的主控板。

7. 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 所述拷贝至少包括以下之一： 镜像、 按端口位图重定向、 泛洪。

8. —种线卡， 其特征在于， 包括：

发送模块，用于在与处于主用状态的主控板和处于备用状态的主控 板进行的数据交互的过程中， 向所述处于主用状态的主控板和所述处于 备用状态的主控板发送同一数据， 其中， 线卡连接至所述处于主用状态 的主控板和所述处于备用状态的主控板；

接收模块， 用于接收来自处于主用状态的主控板的数据； 接收模块，还用于在所述处于主用状态的主控板和所述处于备用状 态的主控板发生倒换的情况下， 接收来自状态由备用变为主用的主控板 的数据。

9. 根据权利要求 8所述的线卡， 其特征在于， 包括： 丢弃模块， 用于丢弃来自所述处于备用状态的主控板的数据。

10. —种主控板， 其特征在于， 包括：

设置模块， 用于在所述主控板处于备用状态时， 将与线卡相连接的 端口设置为学习状态， 其中， 所述学习状态为记录来自所述线卡的数据 包的媒体接入控制地址， 并且不转发来自所述线卡的数据包。