CN101944954A - 一种单板实现主备倒换的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单板实现主备倒换的方法及***，所述方法包括：建立各单板与其他单板之间的板间通讯通道；在需要主备倒换时，各单板通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。本发明的单板主备倒换实现方式无需控制单板干预，避免了因控制单板故障而无法完成主备倒换的风险，降低了***的复杂度，节省了***搭建成本，***结构相对简单，整个实现方式简便易行。

Description

一种单板实现主备倒换的方法及***

技术领域

本发明涉及一种单板实现主备倒换的方法及***。

背景技术

随着光网络技术的高速发展，SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)，OTN(Optical Transport Network，光传送网)等通讯协议和WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)技术逐渐成熟，对于通讯线路的保护要求越来越高。保护倒换就是在这样的条件下提出的。保护倒换的一般做法是：***中增加一部分冗余的备份单板，当***中某块单板出现异常，备份单板可以在最短的时间内接替故障单板工作，即通过主备倒换来实现业务保护。

业务保护的种类很多，例如对于光通讯领域中的交叉类单板(光交叉单板)，业界通用的保护倒换方式是在光交叉子***中，交叉单板采用n∶m配置，n代表实际工作的交叉单板，m代表备份用的交叉单板，一旦n块工作中的某一块交叉单板出现故障，立刻倒换到m块备份单板中的某一块交叉单板上，这样可以保证业务在最短时间内可以恢复。但这种方式需要控制单板进行干预，***结构较为复杂，且一旦控制单板出现问题，将可能影响到倒换的正常实施。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种单板实现主备倒换的方法及***，实现方式简便，***结构简单。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种单板实现主备倒换的方法，包括：

建立各单板与其他单板之间的板间通讯通道；

在需要主备倒换时，各单板通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤包括：

各单板轮流发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应；

申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断达到预设条件，确定自身为待主用单板。

在本发明所述方法的一种实施例中，设置各单板的优先级，通过所述单板间相互协商从而推选出申请主用的单板中的优先级最高的单板作为待主用单板。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤具体包括：

时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；

申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤采用分组协商：将单板分为多个分组，一组内的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出组内待主用单板，各分组推选出的组内待主用单板通过单板间相互协商而推选出待主用单板。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述预设条件为同意应答数阈值，申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其中的同意应答的数量达到所述同意应答数阈值，确定自身为待主用单板。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述板间通讯通道为网络、***总线或各单板间的数据接口。

在本发明所述方法的一种实施例中，所述单板为光交叉单板。

本发明还提供了一种单板实现主备倒换的***，各单板与其他单板之间建立有板间通讯通道，包括：各单板的协商模块，用于通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

在本发明所述***的一种实施例中，各单板设置有优先级，所述***包括：

时隙分配模块，用于时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板的协商模块，轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；以及

申请主用的单板的协商模块对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

现有的主备倒换，通常需要控制单板的干预，由控制单板控制进行单板的主备倒换，这增加了***的复杂度，并可能在控制单板故障时无法完成主备倒换。本发明通过建立单板间的板间通讯通道，从而各个单板之间可以实现相互协商，利用单板间的自协商机制，从申请主用的单板中推选出主用单板。这种实现方式无需控制单板干预，避免了因控制单板故障而无法完成主备倒换的风险，降低了***的复杂度，节省了***搭建成本，***结构相对简单，整个实现方式简便易行。

附图说明

图1是本方法的通讯时隙示意图；

图2是发送时隙软件处理流程；

图3是监听时隙软件处理流程；

图4是倒换处理流程协作流程。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供了一种单板实现主板倒换的方法及***，以完成单板保护倒换的需求，其主要特点是：倒换过程不需要控制单板等的硬件干预，而完全由单板自协商来实现主备倒换，其接近于一种纯软件方式，单板自协商完全可以由单板软件来完成。

本发明实施例的单板实现主备倒换的方法，包括：

建立各单板与其他单板之间的板间通讯通道；

在需要主备倒换时，各单板通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

板间通讯通道，是通讯层数据接口，用来完成单板的板间通讯。板间通讯通道可以采取网络方式，也可以采用***总线方式，或者各单板间的数据接口。网络方式主要适用于远距离的单板间的相互通讯，***总线方式则是采用设置一条或多条***总线，各单板都挂接在***总线上，总线方式的结构简单，易于构建，缺点是一旦总线故障，则所有单板间的协商都无法完成，且一般一条总线上在某一时刻只能传输一块单板的数据。当然，总线方式的这些缺点可以利用设置多条总线的方式予以解决。各单板间的数据接口，可以是每一单板都与其他单板有数据接口，可直接与其他单板进行数据协商；也可以是每一单板只与部分单板有数据接口，并通过与其有数据接口的单板过渡，间接地与其他与其没有数据接口的单板进行数据协商。并且，上述几种方式并非互斥的，也可以同时采用其中的两种或全部方式，保证单板的板间通道始终顺畅。

协商时，各单板发出的协商消息主要包括：主用申请消息、主用申请回应消息。主用申请消息即是单板申请主用时发出的消息，以说明单板申请主用。主用申请回应即是单板对其他的一块或多块单板的主用申请所做出的回应。回应包括同意应答或不同意应答，在同意某一单板的主用申请时，发出同意应答，在不同意某一单板的主用申请时，则发出不同意应答。单板可以发出上述两种协商消息中的其中一种，也可以两种协商消息都发出，例如，某一单板发出主用申请回应，不同意另一单板的主用申请；并且发出主用申请，申请自身作为主用。

各单板可以轮流发出协商消息，申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断达到预设条件，确定自身为待主用单板。

预设条件例如可以是同意应答数阈值，例如设置该阈值为10。申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断到其他单板中有10块单板的回应是同意应答，也就是说同意应答的数量达到了同意应答数阈值，则确定自身为待主用单板，设置自身为主用。这种方式可以快速地推选出主用单板，适合于需要尽快进行主备倒换的情况。

可以为各单板设置优先级，并且通过单板间相互协商从而推选出申请主用的单板中的优先级最高的单板作为待主用单板。对于上述快速协商方式，也可以优先级为同意应答或不同意应答的选择原则，即当单板判断申请主用的单板优先级高于自身，则发出同意应答，否则发出不同意应答。当然，上述快速协商方式，只保证了部分单板中的最高优先级单板作为主用，但不一定是全部单板中的最高优先级单板，一种可以推选出最高优先级单板的流程可以按如下方式进行：

时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；

申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

由于各个单板在申请主用的单板优先级高于自身，发出同意应答，否则发出不同意应答，并且在不同意时，自身申请主用，并在其他单板都发出同意应答时，才确定自身为待主用单板，可见，该待主用单板显然是优先级最高的单板。

上述主板倒换可以单板软件中的保护倒换协议形式实现。各单板各自进行自身的协议计算与处理相关工作。按照上述的时隙分配法进行，首先进行***时钟同步，例如对于一个交叉子***而言，该时钟为交叉子***内部时钟，交叉子***中的每块交叉单板被分配到一个固定的时隙(每一单板被分配到的时隙称为该单板的发送时隙)，在本时隙中，单板获准向外发送数据，在其它时隙中，单板只能侦听通讯报文。其主要包括以下步骤：

步骤A.各单板通过板间通讯通道接收数据报文；

步骤B.各单板的板间通讯通道将接收到的数据报文发送到单板中的协议处理部分；

步骤C.协议处理；

步骤D.在本单板时隙发送本交叉板当前状态，并期望状态(例如申请主用，即期望为主用状态)；

步骤E.当某个时隙有一块单板没有正常发送数据或者数据显示该单板出现故障，其它单板重新计算主备状态，可以申请主用的单板等待在自己的发送时隙申请主用。

步骤F.交叉子***中的每块单板判断是否有单板申请主用，如果有，判断该申请主用的单板是否比本板有更高的优先级，如果有，则在自己的发送时隙发送同意应答，如本板优先级更高，则发送不同意应答，并且发出主用申请。需要注意的是，单板可以对之前所有的主用申请都做回应，也可以仅回应前一个主用申请。这是由于在本实施例中，当一块单板提出主用申请之后，如果又有单板提出主用申请，则后提出申请的单板必然具有比之前提出申请的单板更高的优先级，因而再后的单板仅需回应后一主用申请即可。另一方面，由于当一块单板提出主用申请之后，如果又有单板提出主用申请，则意味着后一单板不同意前一单板的主用申请，因而可以将主用申请消息和主用申请回应消息合而为一，即协商消息可以分为主用申请消息(首先提出的主用申请仅为单纯的主用申请，之后提出的主用申请不仅是本板的主用申请，同时也是对前板的主用申请的不同意应答)和主用申请回应消息(仅包含同意应答)。

步骤G.当交叉子***中所有的单板都同意某块单板的主用申请后，该单板确定自身为待主用单板，并将自身设置为主用。

在单板数量较多时，可以采用分组协商：将单板分为多个分组，一组内的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出组内待主用单板，各分组推选出的组内待主用单板通过单板间相互协商而推选出待主用单板。这样，各个分组可以各自进行组内协商，多个分组各自的组内协商可以同时进行。在组内协商得到各个分组的组内待主用单板后，再由这些各分组待主用单板进行组间协商，最终协商出待主用单板。从而可以加快协商得到主用单板的速度。

本发明实施例的单板实现主备倒换的***，各单板与其他单板之间建立有板间通讯通道，包括：各单板的协商模块，用于通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

各单板设置有优先级，所述***可以包括：

时隙分配模块，用于时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板的协商模块，轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；以及

申请主用的单板的协商模块对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

下面通过一具体应用例对本发明做进一步说明。该具体应用例应用于交叉子***中，包含n块交叉单板，并采用时隙分配法进行主备倒换的自协商。

在该交叉子***中，公用一个时钟发生源作为交叉子***的基准时间。交叉子***中的每一块单板都被分配了一个固定的时隙，如图1所示，1号单板被分配到1号时隙，2号单板被分配到2号时隙，n号单板被分配到n号时隙。

各单板只有在自己所分配的发送时隙中可以进行报文发送，在其它时隙当中仅作为监听单板监听其它单板发送的报文，监听同时，可以记录其它单板报文中的状态，并根据状态计算判断是否需要进行主用申请。

如图2所示，单板在本板发送时隙的处理流程包括：

正常情况下，如果当前单板为主用板，则判断是否存在故障，如果有，则释放主用状态并上报故障状态。

如果本板为备用单板，判断***中的当前主用单板状态，如果主用单板正常，则上报本板的当前状态。

如果当前主用单板异常，则需要判断是否有单板已经提前申请主用，如果没有，则本板申请主用；如果有，则将申请板状态与本板状态比较，判断是否本板优先级更高，如果是，则发送主用申请；如果优先级没有申请板高，则上报同意应答，同意该板的主用申请。

如图3所示，单板在本板监听时隙(即发送时隙之外的其他时隙)的处理流程包括：

单板处于监听情况下，接收到的报文类型有以下几种：

1、正常维护性质的报文。处理方法是继续监听。

2、该单板(在本例中，该单板即指发出报文的单板，下同)故障。这种情况又分为如下两种：

1)该单板为备用单板，则记录该单板故障状态，继续监听。

2)该单板为主用单板，判断本板状态，如果本板正常，等待申请主用(需要等待到本板的发送时隙才能发出主用申请)，如果本板异常，继续监听。

3该单板申请主用。判断该单板的优先级，如果之前已经有单板申请主用，比较两者优先级，记录优先级较高的单板，继续监听。

4监听超时，认为该单板不在位，与故障状态处理方法一致。

如图4所示，倒换处理流程协作流程包括：

倒换协作处理是指，当主板出现问题，***中所有的状态正常的单板都可以申请为主用单板，但是需要经过最终***中在位的所有单板协商后，决定由优先级最高的单板为主用单板。对于某一申请主用的单板，只有其他单板一致通过其主用申请，该申请板才可以切换本板状态为主用。

在图4的示例中，交叉***中有6块单板，其中4号单板为主用单板，此时***中主用优先级1＞2＞3＞5＞6号，1号单板优先级最高但是存在故障，2号单板优先级次高且正常，最终倒换需要倒换到2号单板上。每块单板处理流程如下：

4号单板出现故障，在发送时隙发送故障状态且释放主用。

5号单板时隙，检测到4号单板主用异常，则发送申请主用报文。

6号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且5号单板申请主用，判断本板工作正常但是比5号单板优先级低，发送同意应答。

1号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且5号单板申请主用，判断本板工作异常，发送同意应答。

2号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且5号单板申请主用，判断本板工作正常且优先级比5号单板高，发送申请主用。

3号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且2号单板和5号单板申请主用，判断本板工作正常且优先级没有2号单板高，发送同意应答。

4号单板时隙，2号单板申请主用，判断本板工作异常，发送同意应答。

5号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且2号单板申请主用，判断本板工作正常但没有2号单板优先级高，发送同意应答。

6号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且2号单板申请主用，判断本板工作正常且优先级没有2号单板高，发送同意应答。

1号单板时隙，检测到4号单板主用异常，且5号单板申请主用，判断本板工作异常，发送同意应答。

2号单板时隙，检测到本板申请主用且优先级最高，切换当前状态为主用状态。

本发明相对于现有技术中的其它主备倒换方法，不需要控制单板、业务单板、硬件参与，不占用业务开销，完全由单板间的自协商来确定主用单板，结构简单，升级方便，例如对于现有交叉子***，仅需要升级单板软件即可实现。

此外本方法也有很强的扩展性，不局限于固定比例的交叉保护，支持n∶m的保护，n和m根据***需求设置，不会引起***上的重大变更，为在网***扩容提供了一种简便的方法。

以上是以交叉类单板为例，显然，本方法并不局限于交叉板主备倒换，对于其它的业务类单板、监控类单板，也都可以采用，本方法实现1+1保护倒换、1∶n保护倒换、n∶m保护倒换，其应用场景众多。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单板实现主备倒换的方法，其特征在于，包括：

建立各单板与其他单板之间的板间通讯通道；

在需要主备倒换时，各单板通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤包括：

各单板轮流发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应；

申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断达到预设条件，确定自身为待主用单板。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，设置各单板的优先级，通过所述单板间相互协商从而推选出申请主用的单板中的优先级最高的单板作为待主用单板。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤具体包括：

时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；

申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出待主用单板的步骤采用分组协商：将单板分为多个分组，一组内的各单板通过单板间相互协商而从申请主用的单板中推选出组内待主用单板，各分组推选出的组内待主用单板通过单板间相互协商而推选出待主用单板。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设条件为同意应答数阈值，申请主用的单板对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其中的同意应答的数量达到所述同意应答数阈值，确定自身为待主用单板。

7.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述板间通讯通道为网络、***总线或各单板间的数据接口。

8.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述单板为光交叉单板。

9.一种单板实现主备倒换的***，其特征在于，各单板与其他单板之间建立有板间通讯通道，包括：各单板的协商模块，用于通过单板间的相互协商，从申请主用的单板中推选出待主用单板，将所述待主用单板设置为主用。

10.如权利要求9所述的***，其特征在于，各单板设置有优先级，所述***包括：

时隙分配模块，用于时钟同步各单板，并为各个单板分配发送时隙，各单板在所分配的发送时隙向外发送数据，在其他时隙监听其他单板发送的数据；

各单板的协商模块，轮流在所分配的发送时隙发出以下消息中的至少一者：申请主用、对其他单板的主用申请进行回应，其中，某一单板对其他单板的主用申请的回应包括：判断申请主用的单板优先级是否高于自身，如是，发出同意应答，否则，发出不同意应答，并发出主用申请；以及

申请主用的单板的协商模块对其他单板对其主用申请的回应进行判断，当判断其他单板都发出同意应答，确定自身为待主用单板。

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