CN101505234A - 一种板间通信的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板间通信的***和方法。本发明板间通信的方法包括：注册单板之间的板间通信的通道，并分别建立板间通信的路由表，在路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行单板之间的通信；路由表中的默认通道被替换后，单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信。本发明不仅实现了单板之间的板间通信动态选择通道的目的，还通过设置优先级选择路径耗费时间最短的通道做为默认通道进行板间通信，从而提高了板间通信的效率。

Description

一种板间通信的***和方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种在网络通信领域中动态选择通信通道的板间通信的***和方法。

背景技术

通信领域里，在机架式设备中一般会设计有一个主控板或者预留有一到几个备用主控板用以全局控制、监视所有其它业务板、其他备用主控板的正常业务工作。为了描述方便，后文除了主控板之外的业务板、备用主控板统称为被控板。无需特别指明时，主控板，或者被控板都简称为单板。

主控板跟被控板之间的通信通过板间通信来实现。目前，业界板间通信一般是固定选择某个硬件接口，在此基础上通过标准协议栈，或者通过自定义的通信协议来完成单板跟单板之间的通信。

请参阅图1，其是现有技术单板之间的板问通信示意图。

当主控板或被控板工作不正常、甚至死机引起通信中断时，***设计师希望通过板间通信迅速检测出有问题的单板，从而快速恢复该单板的正常功能，使得对用户的影响降到最低程度。

然而，由于硬件接口的通道一般都比较固定，并不能动态选择，也即如果通道忙、或者通道故障，正常的板间通信将会受到影响，不能适时的收发数据，由此可能会导致通信中的另一方的误判，从而采取一些事先定义的、可能比较耗时的恢复手段，如重启单板，从而引起单板不必要的业务中断。

发明内容

为解决单板之间的板间通信不能动态选择通道的问题，有必要提供一种能动态选择通道的板间通信的***。

此外，还有必要提供一种上述的板间通信的方法。

本发明板间通信的***包括主控板和被控板，所述主控板包括至少一主控板通道，所述被控板包括至少一被控板通道，所述主控板和被控板分别建立路由表，并在所述路由表中，根据通道注册时所用的路径耗费时间，设定路径耗费时间最少的通道为默认通道，所述主控板和被控板通过各自的默认通道建立连接，进行板间通信，在默认通道被替换后，所述主控板和被控板使用替换之后的默认通道进行板间通信。

在上述***中，所述路由表包括通道的通道号和通道对应的优先级，所述通道对应的优先级根据所述通道注册时所用的路径耗费时间来设置，并且在所述路径耗费时间相同时，比较通道的通道号大小，确定通道对应的优先级，所述默认通道的优先级最高。

在上述***中，所述通道由硬件通道和软件通道组成。

本发明板间通信的方法包括以下步骤：

注册单板之间的板间通信的通道，并分别建立板间通信的路由表，在所述路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行所述单板之间的通信；

所述路由表中的默认通道被替换后，所述单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信。

在上述方法中，所述注册单板之间的板间通信的通道包括：所述单板之间通过各自的通道相互发送板间路由探测报文，并且判断是否返回对应的板间路由回答报文，若是，所述通道工作正常，否则，所述通道工作非正常。

在上述方法中，所述通道发送所述板间路由探测报文，到接收对应的所述回收报文的最短时间，定义为所述通道注册时所用的路径耗费时间，所述优先级根据所述路径耗费时间设定，所述默认通道为每一单板的所有通道的路径耗费时间中，路径耗费时间最短的通道。

在上述方法中，所述注册单板之间的板间通信的通道包括：注册主控板与被控板之间的板间通信的通道，并且，所述主控板向至少一被控板发送所述板间路由探测报文，所述被控板只向所述主控板发送所述板间路由探测报文。

在上述方法中，在所述路由表中设置通道的优先级包括：根据每一单板的所有通道的路径耗费时间大小顺序，设置通道的优先级，如果路径耗费时间相等，再比较通道的通道号大小，通道号越小，通道的优先级越高。

在上述方法中，所述路由表中的默认通道被替换指：所述单板之间通过默认通道发送板间路由探测报文，在预设的时间内未收到对应的板间路由回答报文，所述路由表中的默认通道被替换。

与现有技术相比较，本发明板间通信的***和方法通过单板之间分别建立板间通信的路由表，在所述路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行所述单板之间的通信，在所述路由表中的默认通道被替换后，所述单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信，不仅实现了单板之间的板间通信动态选择通道的目的，还通过设置优先级选择路径耗费时间最短的通道做为默认通道进行板间通信，从而提高了板间通信的效率。

在结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有技术单板之间的板间通信示意图；

图2是本发明板间通信的***模块示意图；

图3是本发明板间通信的***使用的报文格式；

图4是本发明板间通信的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明板间通信的***和方法进行说明。在下文中，硬件通道是指收发数据的硬件资源，软件通道是指对收发数据进行初步处理的软件资源。另外，为后面描述方便，统称实现了本发明所述通信方法的软件为板间通信模块。

请参阅图2，其是本发明板间通信的***模块示意图。

板问通信***包括：主控板A、被控板B和被控板C。主控板A、被控板B和被控板C相互连接。主控板A包括软件通道D1、D2、D3和硬件通道E1、E2。被控板B包括软件通道F1、F2和硬件通道H1、H2。被控板C包括软件通道I1、I2和硬件通道J1、J2。每一硬件通道上可以承载的软件通道个数不限，因此单板上硬件通道跟软件通道组合会有多种。每一单板的每一软件通道和每一硬件通道的组合统称为通道。其中，数字1，2，3为编号。主控板A的软件通道D1采用网际协议(Internet Protocol，IP)协议栈，D2和D3采用自定义协议栈，硬件通道E1为网口，E2为其他通信口。被控板B的软件通道F1采用IP协议栈，F2采用自定义协议栈，硬件通道H1为网口，H2为其他通信口。被控板C的软件通道I1采用IP协议栈，I2采用自定义协议栈，硬件通道J1和J2为网口。这里，假设主控板A，被控板B，被控板C的硬件通道承载了各自单板上所有的软件通道。

请参阅图3，其是本发明板间通信的***使用的报文格式。

板间通信的数据分成两种：一种是保持链路、维持路由信息的板间路由报文(Inter-Board Route Packet，IBRP)；另一种是传送正常数据的板间数据报文(Inter-Board Data Packet，IBDP)

其中，IBRP分两种：报文类型为0x4的板问路由探测报文(IBRDP)和报文类型为0x5的板问路由回答报文(IBRRP)。IBRRP是对IBRDP的回应。IBRP中第一个单板标识是源单板，最后一个单板标识是目的单板。IBRDP和IBRRP的报文结束符标志为EOT(0x4)。

单板跟单板之间如果没有数据报文发送，也即没有IBDP发送时，则会定时发送IBRP报文以维持链路；有IBDP发送时，将IBRP附在IBDP报文里一块发送。

IBDP的报文类型为0x35。如果IBDP包含了IBRP，则IBDP的是否包含路由报文的标识被置1，后面紧跟着板间路由报文头，并且板问路由报文头的报文结束符为0x3。

请参阅图4，其是本发明板间通信的方法流程示意图。

本发明板间通信的方法包括以下步骤：

步骤S1、注册单板之间的板间通信的通道，并分别建立板间通信的路由表，在所述路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行所述单板之间的通信；

在主控板一侧，主控板向被控板发送IBRDP，被控板给主控板回应IBRRP报文，主控板根据接收到的IBRRP报文更新路由表。

被控板根据硬件通道的属性给硬件通道设置一个默认的优先级权值，同样，软件通道也会有一个默认的优先级权值，因此通道的默认优先级权值为硬件通道跟软件通道优先级权值之和。被控板的硬件通道收到主控板的IBRDP时，如果目的单板标识为本单板，则在该硬件通道承载的所有软件通道上广播该报文，同时IBRDP的目的软件通道号，目的硬件通道号更新为相应的软件通道号、硬件通道号；如果目的单板不为本板，选择优先级权值最高的通道上送该报文。IBRDP经过软件通道最终传送到板间通信模块。如果IBRDP报文是发送到本单板，则先根据接收到的IBRDP更新路由表，然后在一秒钟以内在路由表里选择一个优先级最高的通道回送一个IBRRP；如果不是发送到本板，在报文IBRDP里添加中间单板信息，然后选择路由表里优先级最高的通道转发该报文。

被控板路由表的更新策略：***启动时候采用默认的优先级权值。一秒钟以内，对接收到IBRDP报文的通道，优先级权值减一，直到达到优先级权值最大值0；对没有接收到IBRDP报文的通道，优先级权值加一，直到达到优先级权值最小值255。

被控板因为不发送IBRDP报文，因此无法计算通道的路径耗费，故优先级级别的判定不再是路径耗费，而是直接使用通道的优先级权值。

以主控板A和被控板B之间的通信来说明：

通过主控板A的软件通道D1和硬件通道E1，向被控板B发送IBRDP。在IBRDP中，源单板标识为主控板A，源单板硬件通道号为E1，源单板软件通道号为D1，目的单板标识为被控板B，并且目的单板硬件通道号和软件通道号为未知。

通过主控板A的软件通道D1和硬件通道E1，向被控板B发送IBRDP，可能直接发送到被控板B，也可能发送到被控板C。

被控板B解析接收到的报文，若报文的类型为0x4，即为IBRDP，且为主控板A发送过来的IBRDP，再检查IBRDP的目的单板标识是否为被控板B。

若目的单板标识是被控板B，则修改该报文的类型为IBRRP，同时将源单板号改为被控板B，目的单板号改为主控板A。如果是通过被控单板B的软件通道H1和硬件通道F1发送IBRRP，则相应地将源单板硬件通道号为F1，源单板软件通道号为H1，再发送到主控板A。类似地，如果是通过被控单板B的其它软件通道和硬件通道组合发送IBRRP，则相应地更改源单板硬件通道号和源单板软件通道号，再发送到主控板A。

若目的单板标识不是被控板B，但是IBRDP中间经过的所有单板数不超过3个，则在IBRDP中添加被控板B为中转单板，并附上所使用的硬件通道号、软件通道号，然后转发该报文；若中间经过的所有单板数超过3个，则丢弃该报文。

主控板A解析接收到的报文，若报文的类型为0x5，即为IBRRP，再检查报文目的单板号是否为主控板A。

若目的单板号是主控板A，则说明主控板A硬件通道E1、软件通道D1是可通的，也即所述通道工作正常，并比较从主控板A的硬件通道E1、软件通道D1发出IBRDP到接收到的目的单板号是主控板A的所有IBRRP的最短时间，定义为所述硬件通道E1、软件通道D1组合的通道注册时所用的路径耗费时间，再填入路由表的路径耗费选项。

若目的单板号不是主控板A，但中间经过的所有单板数不超过3个，则在报文中添加自己的单板号为中转单板，并附上硬件通道、软件通道，然后转发该数据；若中间经过的所有单板数超过3个，则丢弃该报文。

建立主控板A与被控板B的板间通信的路由表。如下表所示：

表一

 

通道号

软件通道

硬件通道

路径耗费(ms)

优先级

 

1	D1	E1	2	0(默认通道)
					4	D2	E2	2	1(待选通道)
5	D3	E1	3	1
					2	D1	E2	4	3
6	D3	E2	5	4
					3	D2	E1	-1	-1(不可用)

在上述表中，通道号根据硬件通道的编号跟软件通道的编号共同确定。硬件通道号越小则路由表里的通道号越小，硬件通道号一样，则再比较软件通道号，软件通道号越小，则路由表里的通道号越小。

另外，如果某个硬件通道、软件通道组合的通道在发出IBRDP报文一秒钟以内没有接收到报文，需继续发送，连续三次发出的IBRDP报文都没有回应，则认为该通道是不通的，如表一中的通道3，且对应的路径耗费为-1，优先级为-1，表示不可用。

在表一中，优先级为0的路由表项为优先级最高的默认通道，即通道1。路径耗费一样的情况下，通道号越小优先级越高。主控板A通过默认通道与其它单板进行通信。

同理，建立主控板A与被控板C的板间通信的路由表。如下表所示：

表二

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					2	D1	E2	2	0(默认通道)
4	D2	E2	2	1(待选通道)
					5	D3	E1	3	1
3	D2	E1	4	3
					6	D3	E2	5	4
1	D1	E1	7	5

主控板A可以分别向被控板B和被控板C发送IBRDP，并接收来自被控板B和被控板C发送的IBRRP，从而分别建立主控板A与被控板B的板间通信的路由表和主控板A与被控板C的板间通信的路由表。

不同地是，被控板B更新其路由表的过程。被控板根据通道的默认优先级权值首先建立一个默认路由表。假设硬件通道H1为千兆网口，赋予默认的优先级权值为0；硬件通道H2为百兆网口，赋予默认的优先级权值为1；软件通道F1为自定义协议栈，赋予默认的优先级权值为0，F2为IP协议栈，赋予默认的优先级权值为1。所有通道的路径耗费都为0值，因此建立的默认路由表如表三所示：

表三

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					1	F1	H1	0	0(默认通道)
2	F2	H1	0	1(待选通道)
					3	F1	H2	0	1
4	F2	H2	0	2

主控板A给被控板B发送IBRDP报文时，被控板B的硬件通道H1接收到了三个报文，报文的通道号分别为E1和D1，以及E1和D2，E1和D3，因此先附上目的硬件通道号H1，并在H1承载的协议栈F1、F2对每个接收到的IBRDP报文分别广播，广播的IBRDP分别附上了F1，F2的软件通道号。被控板B的板问通信模块从软件通道F1，F2分别接收到了三个IBRDP报文，因此根据接收到的IBRDP更新路由表。H2接收到了三个IBRDP报文，报文的通道号分别为E2和D1，以及E2和D2，E2和D3，附上目的硬件通道号H1之后在H1承载的协议栈F1、F2分别广播，同时广播的IBRDP分别附上F1，F2的软件通道号。被控板B的板问通信模块从软件通道F1，F2分别接收到了IBRDP报文，根据接收到的IBRDP更新路由表。更新之后的路由表如下表所示：

表四

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					1	F1	H1	0	0(默认通道)

 

2	F2	H1	0	0(待选通道)
					3	F1	H2	0	0
4	F2	H2	0	0

更新了路由表之后，路由表里表项越靠前，优先级越高，优先级权值相等时，通道号越小优先级越高。在一秒钟以内对源通道为E1，D1的IBRDP报文选择在通道1回送IBRRP报文，同理源通道为E1、D2的IBRDP，以及源通道为E1、D3的IBRDP选择在通道1回送报文IBRRP；对于源通道为E2，D1，以及E2、D2，和E2、D3的报文选择在通道3回送报文IBRRP。这样被控板B的路由表就正式建立起来了，只要路由表建立起来之后发送不带IBRRP信息的IBDP就采用默认通道。

被控板接收到主控板发送的携带了IBRDP信息的IBDP报文时，在硬件通道上并不广播该IBDP报文，而是选择路由表里承载在该硬件通道上优先级最高的一个软件通道上送IBDP报文，并更新路由表。

假设被控板B在硬件通道H2接收到了一个IBDP报文，并携带了IBRDP信息，根据路由表，IBDP报文最终通过软件通道F1上送到板间通信模块，并将更新路由表如表五，同时回送IBRRP报文。如果有IBDP发送，并且选择的通道是通道3，则将IBRRP携带在IBDP里回送，否则单独回送IBRRP报文。

表五

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					3	F1	H2	0	0(默认通道)
1	F1	H1	0	1(待选通道)
					2	F2	H1	0	1
4	F2	H2	0	1

主控板A与被控板B之间通过各自的默认通道进行数据收发，即通过主控板A的软件通道D1和硬件通道E1与被控板B的软件通道F1和硬件通道H1进行板间通信。

同理，建立被控板C的板间通信的路由表。如下表所示：

表六

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					1	I1	J1	4	0(默认通道)
4	I2	J2	8	1(待选通道)
					3	I2	J1	8	2
2	I1	J2	9	3

主控板A与被控板C之间通过各自的默认通道进行数据收发，即通过主控板A的软件通道D1和硬件通道E2与被控板C的软件通道I1和硬件通道J1进行板间通信。

上述所有路由表建立之后，都需要动态维持。

下面以表一为例：

每秒钟主控板A会在路由表里两个优先级最高的通道中，即在默认通道和待选通道中发送IBRDP来维持板间通信。如果默认通道当前有IBDP发送，则将IBRDP内容包含在IBDP中进行传输。亦即，发送IBDP时，如果有IBRDP需要发送，可将IBRDP放在IBDP中一块发送，发送IBDP选择的是优先级最高的通道，因此首先需要检测需要发送IBRDP信息的通道是否是当前优先级最高的通道，如果不是则该IBRDP不能在IBDP里携带，需单独发送。

被控板B收到IBRDP，或者在接收到的IBDP中包含有IBRDP，向主控板A发送IBRRP。如果被控板B当前有IBDP需要传送，就将IBRRP包含在IBDP中进行传输，否则，需要单独传送IBRRP，以帮助路由表的维持。

如果在预先设定的一秒钟之内，主控板A收到IBRRP，或者在接收到的IBDP中包含有IBRRP，表示主控板A的两个优先级最高的默认通道和待选通道与被控板B板间通信正常，再检查路由表中是否有路径耗费为-1的通道，若有，将该路径耗费设置为当前路由表里面所具有的最大值递增1。在表一中，通道3对应的路径耗费为-1。再将路径耗费配置为当前路由表里面所具有的最大值加1，其对应的优先级相应地设为最低等级，即5。如下表所示：

表七

 

通道号	软件通道	硬件通道	路径耗费(ms)	优先级
					1	D1	E1	2	0(默认通道)
4	D2	E2	2	1(待选通道)
					5	D3	E1	3	1
2	D1	E2	4	3
					6	D3	E2	5	4
3	D2	E1	20	5

如果在一秒钟之内，默认通道和待选通道中一个，或者两个都没有接收到IBRRP，表示两个优先级最高的默认通道和待选通道中一个，或者两个非正常，就将该路由表中所对应的路径耗费置为-1，并根据路由表中的路径耗费重新决定通道的优先级。之后选择两个优先级最高的通道来继续发送IBRDP，重复上述过程。

如果所有通道都不能正常接收到IBRRP，则认为本单板跟目的单板的链路已经断开，然后每隔10秒钟都尝试重新进行通道的注册。

此外，如果有新通道注册，如添加了新的硬件，或者增加了新的协议栈，需要往路由表里面添加新的路由表项，每个表项所示的通道组合都需要发送IBRDP报文，收到IBRRP之后更新路由表，下一次IBDP发送就会根据新的默认通道发送。

如果有通道需要删除，同时也应该删除路由表里相应的表项。相应表项删除以后，对路由表里的通道号重新编号，同时更新的包括路由表项的优先级。如果默认通道需要删除的话，则将待选通道设置为默认通道；默认通道，待选通道同时被删除了，则根据重新编号的优先级来选定默认通道跟待选通道。

步骤S2、所述路由表中的默认通道被替换后，所述单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信。

如果通道忙、或者通道故障，当路由表重新计算以后，根据计算，如果当前的默认通道要被新的默认通道替换，则进行通道切换。立即停止使用旧的默认通道改用新的默认通道发送数据；如果通道的接收端有数据没有完全接收完毕，维持旧的默认通道一定时间，默认情况是100毫秒，超过规定时间以后进行强制切换，所有数据都通过新默认通道的接收端接收数据。

与现有技术相比较，本发明板间通信的***和方法通过单板之间分别建立板间通信的路由表，在所述路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行所述单板之间的通信，在所述路由表中的默认通道被替换后，所述单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信，不仅实现了单板之间的板间通信动态选择通道的目的，还通过设置优先级选择路径耗费时间最短的通道做为默认通道进行板间通信，从而提高了板间通信的效率。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，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。凡在本发明的精神和原则之内，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 (9)

1、一种板间通信的***，其包括主控板和被控板，所述主控板包括至少一主控板通道，所述被控板包括至少一被控板通道，其特征在于，所述主控板和被控板分别建立路由表，并在所述路由表中，根据通道注册时所用的路径耗费时间，设定路径耗费时间最少的通道为默认通道，所述主控板和被控板通过各自的默认通道建立连接，进行板间通信，在默认通道被替换后，所述主控板和被控板使用替换之后的默认通道进行板间通信。

2、根据权利要求1所述的板间通信的***，其特征在于，所述路由表包括通道的通道号和通道对应的优先级，所述通道对应的优先级根据所述通道注册时所用的路径耗费时间来设置，并且在所述路径耗费时间相同时，比较通道的通道号大小，确定通道对应的优先级，所述默认通道的优先级最高。

3、根据权利要求1所述的板间通信的***，其特征在于，所述通道由硬件通道和软件通道组成。

4、一种板间通信的方法，其特征在于，包括以下步骤：

注册单板之间的板间通信的通道，并分别建立板间通信的路由表，在所述路由表中设置通道的优先级，并选取优先级最高的通道为默认通道，来进行所述单板之间的通信；

所述路由表中的默认通道被替换后，所述单板之间使用替换之后的默认通道进行板间通信。

5、根据权利要求4所述的板间通信的方法，其特征在于，所述注册单板之间的板间通信的通道包括：所述单板之间通过各自的通道相互发送板间路由探测报文，并且判断是否返回对应的板间路由回答报文，若是，所述通道工作正常，否则，所述通道工作非正常。

6、根据权利要求5所述的板间通信的方法，其特征在于，所述通道发送所述板间路由探测报文，到接收对应的所述回收报文的最短时间，定义为所述通道注册时所用的路径耗费时间，所述优先级根据所述路径耗费时间设定，所述默认通道为每一单板的所有通道的路径耗费时间中，路径耗费时间最短的通道。

7、根据权利要求5所述的板间通信的方法，其特征在于，所述注册单板之间的板间通信的通道包括：注册主控板与被控板之间的板间通信的通道，并且，所述主控板向至少一被控板发送所述板间路由探测报文，所述被控板只向所述主控板发送所述板间路由探测报文。

8、根据权利要求5所述的板间通信的方法，其特征在于，在所述路由表中设置通道的优先级包括：根据每一单板的所有通道的路径耗费时间大小顺序，设置通道的优先级，如果路径耗费时间相等，再比较通道的通道号大小，通道号越小，通道的优先级越高。

9、根据权利要求4所述的板间通信的方法，其特征在于，所述路由表中的默认通道被替换指：所述单板之间通过默认通道发送板间路由探测报文，在预设的时间内未收到对应的板间路由回答报文，所述路由表中的默认通道被替换。

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