CN102281563A - 一种通信***、用在通信***中的切换方法和网管服务器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信***，包括：第一网络设备；与第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备；第一网管服务器，用于监控第一网络设备的工作状态，接收第一网络设备所备份的工作配置信息并传送工作配置信息至第二网络设备；当第一网络设备达到预设故障条件时将第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便第二网络设备使用工作配置信息来运作。本发明还涉及切换方法和网管服务器。本发明基于网管服务器在不对网络设备的软硬件进行修改的情况下来实现网络设备的双机热备切换，使得对网络设备特别是交换机的管理和监控简单化、标准化，提高了通信***的可靠性和容灾性，节省了成本，且还适用于各种不同类型、品牌型号的网络设备。

Description

一种通信***、用在通信***中的切换方法和网管服务器

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种通信***、用在通信***中的切换方法和网管服务器。

背景技术

无线通信的应用领域越来越广，对可靠性和容灾性的要求也越来越高。经过多年的发展，无线通信网络的可靠性和容灾性有了很大的提高，但还是有较大不足。具体表现在：专业无线通信网络对网络设备特别是无线交换机高度依赖，目前的专业无线通信网络中其他业务型的设备之间的组网还只是单网结构，如果设备之间的网络连接出现了问题，则会影响***的功能。

现有无线交换机仅仅在单机内部关键模块上实现了主备(Duty-Standby)方式和双主(Duty-Duty)方式，以此来保证单台交换机某个模块即便损坏也能切换至另一模块正常工作。然而当交换机所在机房发生停电、火灾、地质灾害或者人为事故的情况下，使用现有的方案会引起无线通信网络的局部或全部瘫痪，或者因为设备之间的网络连接出现问题而使得整个***不能正常运行，导致了设备或***的容灾能力差、可靠性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无线通信***容灾能力差、可靠性低的缺陷，提供一种通信***、用在通信***中的切换方法和网管服务器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种通信***，包括：

第一网络设备；

与所述第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备；

第一网管服务器，与所述第一网络设备和所述第二网络设备通信连接，用于监控所述第一网络设备的工作状态，以及接收所述第一网络设备所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备；当所述第一网络设备达到预设故障条件时将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

本发明还提供一种用在通信***中的切换方法，所述通信***包括第一网络设备、与所述第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备、第一网管服务器；所述方法包括：由所述第一网管服务器监控所述第一网络设备的工作状态，以及接收所述第一网络设备所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备，并判断所述第一网络设备是否达到预设故障条件，若是，则将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

本发明还提供一种用在通信***中的网管服务器，与第一网络设备和第二网络设备通信连接，所述网管服务器包括：

监控单元，用于监控所述第一网络设备的工作状态；

切换单元，用于接收来自所述第一网络设备的工作配置信息，当监控单元检测到所述第一网络设备达到预设故障条件时将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

本发明的有益效果是，基于网管服务器在不对网络设备的软硬件进行修改的情况下来实现网络设备的双机热备切换，不管是具有切换功能的网络设备还是不具有切换功能的网络设备都能适用，使得对通信***中的网络设备特别是交换机的管理和监控简单化、标准化，大大提高了通信***的可靠性和容灾性，节省了大量成本，而且还适用于各种不同类型、品牌和型号的网络设备。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一实施例的通信***结构示意图；

图2是依据本发明另一实施例的通信***结构示意图；

图3是依据本发明另一实施例的与两个网络互连的通信***部分结构示意图；

图4是依据本发明一实施例的用在通信***中的切换方法流程图；

图5是依据本发明一实施例的用在通信***中的网管服务器结构示意图；

图6是依据本发明一实施例的通信***简化结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是依据本发明一实施例的通信***100结构示意图。参考图1，通信***100包括第一网络设备101、第二网络设备102、第一网管服务器103。

第二网络设备102与第一网络设备101具有相同的硬件配置。

第一网管服务器103与第一网络设备101和第二网络设备102通信连接，用于监控第一网络设备101的工作状态，以及接收所述第一网络设备101所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备102；当所述第一网络设备101达到预设故障条件时将所述第二网络设备102从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备102使用所述工作配置信息来运作。

第一网络设备101和第二网络设备102连接至第一网络中(未示出)。

在本发明的实施例中，采用主备模式，将第一网络设备101作为主设备，第二网络设备102作为备用设备。当然，在实际操作中，第二网络设备102也可作为主设备而第一网络设备101作为备用设备。在正常情况下，主设备正常工作，备用设备正常开机但不进行数据的交换业务也不对网络***中的其他设备做任何操作。本实施例中的网管服务器可以监控通信***中的部分或全部设备，当作为主设备的第一网络设备101出现故障时，网管服务器就会将主设备降级为备用设备，然后将原备用设备也即第二网络设备102升级为主设备，也即将其从热备模式切换至工作模式。这里所说的预设故障条件例如但不限于第一网络设备的一些关键模块出现故障，第一网络设备与通信***中的其他设备之间的链路出现故障，第一网络设备与第一网络的连接出现故障，第一网络设备断电等等。具体的故障条件可以根据实际需要设定。

除了图中所示的设备外，通信***100还可包括其他的保持通信***正常运作的设备，诸如基站等，因此，第一网管服务器103除了能够对第一网络设备101、第二网络设备102进行切换外，还可对通信***100中的其他网络设备进行切换和监控。

在现有方案中要实现交换机的双机热备，需要无线交换机厂商对交换机的软硬件进行修改定制，其成本高昂、周期长。另外，要实现交换机的双机热备，涉及到切换技术，目前大部分交换机本身不具备切换功能，那么在通信***中无法对这些不具备切换功能的交换机实现双机热备。基于网管服务器在不对网络设备的软硬件进行修改的情况下来实现网络设备的双机热备切换，不管是具有切换功能的网络设备还是不具有切换功能的网络设备都能适用，使得对通信***中的网络设备特别是交换机的管理和监控简单化、标准化，大大提高了通信***的可靠性和容灾性，节省了大量成本。而且本发明中的网管服务器还适用于各种不同类型、品牌和型号的网络设备。

图2是依据本发明另一实施例的通信***200结构示意图。参考图2，通信***200包括第一网络设备201、第二网络设备202、第一网管服务器203、第二网管服务器204，与第一网络设备201和第二网络设备通信连接的多个基站。图示的基站的数量仅为示例，不作为对本发明的限制。

在本实施例中，为了加强***的稳定性，网管服务器采取双机热备结构，当主网管服务器出现故障时，备用网管服务器会自动升级为主网管服务器。仅作为示例，将第一网管服务器203作为主网管服务器，第二网管服务器204作为备用网管服务器，第一网络设备201作为主网络设备，第二网络设备202作为备用网络设备。图中实线表示正常连接，虚线表示备用连接。

第一网管服务器203与第一网络设备201和第二网络设备202通信连接，用于监控第一网络设备203的工作状态，当第一网络设备203出现故障时将第二网络设备204从热备模式切换至工作模式。

第二网络设备202与第一网络设备201具有相同的硬件配置。第二网管服务器204与第一网管服务器203具有相同的硬件配置。第一网络设备201、第二网络设备202都具有正常启动的最基本配置，该配置不涉及基站、链路等信息。在这里为了描述上的方便，我们称之为基本包。作为主网络设备的第一网络设备201具有能使整个通信***正常工作的完整配置，也即工作配置信息，在这里为了描述上的方便，我们称之为工作包。第一网管服务器203和第二网管服务器204能够同时访问第一网络设备201和第二网络设备202。另外依据交换机的厂家不同需要在基站和交换机的链路之间增加不同型号的动态节点设备(Dynamic Node Equipment)，用来进行网络设备(例如交换机)与基站之间的链路切换。

作为主网络设备的第一网络设备201在工作包下工作，作为备用设备的第二网络设备202在基本包下工作。当第一网络设备203出现故障时将第二网络设备204从热备模式切换至工作模式，具体操作步骤如下：

第1步：作为主网管服务器的第一网管服务器203将第一网络设备201从工作包切换到基本包，此时第一网络设备201降级为备用网络设备；

第2步：第一网管服务器203将原备用网络设备即第二网络设备202从基本包切换到工作包，此时第二网络设备202升级为主网络设备。

第3步：第一网管服务器203断开基站与原主网络设备即第一网络设备201之间的链路，并开通基站与当前主网络设备即第二网络设备202之间的链路。

在本发明另一实施例中，还需要通过作为主网管服务器的第一网管服务器203对第一网络设备201和第二网络设备202进行同步操作。作为主网络设备的第一网络设备201在工作包下工作，作为备用网络设备的第二网络设备202在基本包下工作，具体同步操作如下：

第1步：主网络设备即第一网络设备201备份其当前工作包(工作配置信息)并传送至主网管服务器即第一网管服务器203；

第2步：第一网管服务器203接收所述工作配置信息并传送至备用网络设备即第二网络设备202，以便第二网络设备202切换至工作模式时使用所述工作配置信息来运作。

在本发明一实施例中，对第一网络设备201和第二网络设备202进行同步操作是定时进行的。由所述第一网络设备201定时对其工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器203，第一网管服务器203将其传送至第二网络设备202。

在本发明另一实施例中，对第一网络设备201和第二网络设备202进行同步操作是在预设条件下进行的，例如但不限于：当所述第一网络设备201的工作配置信息发生改变时，由所述第一网络设备201对已改变的工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器203，第一网管服务器203将其传送至第二网络设备202，以便当第一网络设备201不能正常工作需要切换到第二网络设备202时，第二网络设备202能够使用与第一网络设备201一致的工作配置信息进行工作。

同步操作主要目的是保证在发生故障需要进行网络设备例如交换机的切换时，原来正常运作的主交换机的工作参数能够及时传递到备用交换机，以便备用交换机使用同步操作所传送的工作配置信息正常的接替主交换机的工作，不会因故障而对整个通信***的正常工作造成影响。同步操作可以在任何时间进行，具体的时间设置可以是定时的，也可以根据实际的需要来设置。这里的工作配置信息，例如但不限于交换机处理数据的进程、与哪些基站进行交互等等。

在本发明另一实施例中，提供的通信***可连接至两个网络，如图3所示。图3是依据本发明另一实施例的与两个网络互连的通信***300部分结构示意图。仅示出了第一网络设备301、第二网络设备302、第一网络、第二网络。通信***300还可包括其他的网络设备，此例中为了描述方便，未示出。第二网络设备302是第一网络设备301的备份，类似于图1和图2所示的102和202。

其中第一网络和第二网络是互联互通的。第一网络和第二网络的网段不同。通信***300中每一设备(尤其是关键性设备)都是双机热备的，主备模式或主主模式均可。每一设备可装有两块(或以上)网卡，分别接入到第一网络和第二网络，网卡之间进行桥连，每一网卡对应一个网络。例如当第一网络设备301与第一网络之间的连接出现故障时，第一网络设备301就可通过第二网络与其他设备通信。如果第一网络设备301与第一网络和第二网络均失去连接，则第二网络设备302升级为主网络设备接替第一网络设备301的工作。

图3的实例中阐述了通信***300中的网络设备可以使用多个网络进行通信，在其中的一个或多个网络连接出现故障时，可以使用其它的正常连接的网络进行通信，使得不管在网络设备出现故障还是网络连接出现故障都能很好的处理，保证通信***300的正常运作不受故障的影响，增强了通信***容灾能力。此例中给出的双网络或者更多网络可应用在通信***例如通信***100和200中。

在本发明一实施例中，可将第一网络设备101、201、301放置在不同的机房或者场地中，这样的话当第一网络设备101、201、301所在地出现地质灾害、断电、火灾等意外事件时，切换至第二网络设备102、202、302，无线通信***100、200、300不会瘫痪，仍能正常运行。另外，使用本发明的网管服务器而实现的网络设备异地热备，减少了网络设备异地热备的软硬件成本，免除了网络设备需要另外开发的风险和成本。

图4是依据本发明一实施例的用在通信***中的切换方法400流程图。通信***包括第一网络设备、与所述第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备、网管服务器。

在步骤401中，由网管服务器监控第一网络设备的工作状态，以及接收所述第一网络设备所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备。

在步骤402中，由网管服务器判断第一网络设备是否达到预设故障条件；若是，则进入步骤403，将第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作；若否，则返回步骤401继续进行监控操作。这里所说的预设故障条件例如但不限于第一网络设备的一些关键模块出现故障，第一网络设备与通信***中的其他设备之间的链路出现故障，第一网络设备与第一网络的连接出现故障，第一网络设备断电等等。具体的故障条件可以根据实际需要设定。

以第一网络设备为主设备为例，作为主网络设备的第一网络设备在工作包下工作，作为备用网络设备的第二网络设备在基本包下工作，具体的同步操作详见图1-图3中关于此内容的描述。

同步操作主要目的是保证在发生故障需要进行网络设备例如交换机的切换时，原来正常运作的主交换机的工作参数能够及时传递到备用交换机，以便备用交换机使用同步操作所传送的工作配置信息正常的接替主交换机的工作，不会因故障而对整个通信***的正常工作造成影响。同步操作可以在任何时间进行，具体的时间设置可以是定时的，也可以根据实际的需要来设置。这里的工作配置信息，例如但不限于交换机处理数据的进程、与哪些基站进行交互等等。

在本发明的另一实施例中，通信***还包括与所述第一网管服务器具有相同硬件配置的第二网管服务器。第二网管服务器与第一网络设备、第二网络设备、和第一网管服务器通信连接。第二网管服务器监控第一网管服务器的工作状态，当检测到第一网管服务器出现故障时，第二网管服务器自动从热备模式切换至工作模式。

在本发明的又一实施例中，第一网络设备和第二网络设备连接至第一网络、第二网络，第一网络与第二网络互连互通。当第一网络设备与第一网络的连接出现故障时，第一网络设备通过第二网络与通信***中的其他设备进行通信。

上述关于通信***的详细描述同样适用于切换方法，类似地，关于切换方法的详细描述同样适用于通信***，此处不再赘述。

图5是依据本发明一实施例的用在通信***中的网管服务器500的结构示意图。网管服务器500与第一网络设备和第二网络设备通信连接，这里的第一网络设备、第二网络设备可以是图1-4中涉及的第一网络设备、第二网络设备。网管服务器500包括监控单元501、切换单元502。

监控单元501，用于监控所述第一网络设备的工作状态；

切换单元502，用于当监控单元检测到所述第一网络设备出现故障时将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式。

在本发明一实施例中，切换单元502还用于接收来自第一网络设备的工作配置信息，以便第二网络设备切换至工作模式时使用所述工作配置信息来运作。

在本发明另一实施例中，网管服务器500还可包括用户操作单元，用户可通过该用户操作单元对通信***中网管服务器500所管辖的设备进行相关参数配置，或者其他的处理操作等。例如，若用户希望从主交换机A切换至备用交换机B，则可通过手动操作用户操作单元，进行相应的切换处理。

采用本实施例的网管服务器能够节省了大量成本，而且还适用于各种不同类型、品牌和型号的网络设备，为通信***的网络管理和监控带来了便利，简化了管理操作，降低了管理成本。而且基于网管服务器来实现热备热切，无需对软硬件进行修改，不管是具有切换功能的网络设备还是不具有切换功能的网络设备都能适用，使得对通信***中的网络设备特别是交换机的管理和监控简单化、标准化，大大提高了通信***的可靠性和容灾性。

在通信***中，重要的网络设备之一是交换机，本发明的技术方案增强了以交换机为核心的通信***的容灾能力，尤其对容灾能力有较高要求的通信领域(如公安、轨道交通)具有及其重要的意义。对于轨道交通例如城市地铁来说，即使在设备最为集中的运营中心发生了大火灾、楼宇倒塌等毁灭性灾难也能保证地铁的通信***正常运作，且在整体功能上不受影响。

上述关于通信***和切换方法的详细描述同样适用于网管服务器，此处不再赘述。

图6是依据本发明一实施例的通信***简化结构示意图。在图6中，采用双以太网网络实现通信***600中设备的通信连接，通信***600包括第一网管服务器601A、第二网管服务器601B、第一调度服务器602A、第二调度服务器602B、第一录音服务器603A、第二录音服务器603B、交换机604A、交换机604B、基站605。

第一网络服务器601A、第一调度服务器602A、第一录音服务器603A、交换机604A放置在设备房A中，第二网络服务器601B、第二调度服务器602B、第二录音服务器603B、交换机604B放置在设备房B中。设备房A与设备房B处于不同的区域或位置。第二网络服务器601B、第二调度服务器602B、第二录音服务器603B、交换机604B是第一网络服务器601A、第一调度服务器602A、第一录音服务器603A、交换机604A的备份。假设第一网管服务器601A为主网管服务器，当第一调度服务器602A、第一录音服务器603A、交换机604A中的一个或多个出现故障或者达到预设的故障条件时，第一网管服务器601A将出现故障的设备切换至与之对应的备份设备。

假设通信***600为地铁交通通信***，设备房A中的设备为主设备，设备房B中的设备为备用设备，那么交换机604A为主交换机，第一网管服务器601A为主网管服务器，通信***600正常运作时，交换机604A与基站605进行通信，第一调度服务器602A完成地铁交通的调度工作，比如对每天地铁车辆的时间安排、对地铁进站出站的调度、对应急事件的紧急处理等等。第一录音服务器603A完成调度过程中的语音输入或者与通信***600正常运作相关的音频录制。

在本发明一实施例中，第一调度服务器602A出现掉电，第一网管服务器601A会立即切换至设备房B中的第二调度服务器602B，实现无缝切换，保证调度工作的正常执行。

在本发明另一实施例中，第一网管服务器601A实现第一交换机604A与第二交换机604B的同步操作。在该实施例中，同步操作是定时完成的，诸如每天凌晨两点钟，由第一网管服务器601A将所接收的第一交换机604A所备份的工作配置信息发送给第二交换机604B。这样，当第一交换机出现故障不能正常工作时，由第二交换机604B使用第一网管服务器601A所传送的第一交换机604A的工作配置信息进行运作。

本发明基于网管服务器和双网组网技术实现网络设备的异地双机热备，使得通信***的可靠性和容灾性大大加强。本发明的技术方案可应用于对***可靠性要求比较高的无线***中，比如轨道交通无线***。

在本发明另一实施例中，若设备房A发送火灾等毁灭性灾难时，设备房A中的设备可切换到设备房B的设备中，保证了通信***600的正常运作。

采用本发明的网管服务器实现对通信***关键设备的热备热切，无需对网络设备的软硬件进行修改，不管是具有切换功能的网络设备还是不具有切换功能的网络设备都能适用，使得对通信***中的网络设备特别是交换机的管理和监控简单化、标准化，大大提高了通信***的可靠性和容灾性，节省了大量成本。而且，将主设备和备用设备设置在不同地方，并使用本发明的网管服务器实现对通信***中关键设备的主备无缝切换，防止了重大灾难引起通信***瘫痪的发生，对于轨道交通等对容灾能力要求较高的领域，本发明的优势更加明显。

Claims (10)

1.一种通信***，其特征在于，包括：

第一网络设备；

与所述第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备；

第一网管服务器，与所述第一网络设备和所述第二网络设备通信连接，用于监控所述第一网络设备的工作状态，以及接收所述第一网络设备所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备；当所述第一网络设备达到预设故障条件时将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

2.根据权利要求1所述的通信***，其特征在于，所述第一网络设备和所述第二网络设备连接至第一网络、第二网络，所述第一网络与所述第二网络互连；

当所述第一网络设备与所述第一网络的连接出现故障时，所述第一网络设备通过第二网络进行通信。

3.根据权利要求1所述的通信***，其特征在于，所述第一网络设备备份工作配置信息包括：

由所述第一网络设备定时对其工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器，和/或

当所述第一网络设备的工作配置信息发生改变时，由所述第一网络设备对已改变的工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器。

4.根据权利要求1～3任一项所述的通信***，其特征在于，还包括：与所述第一网管服务器具有相同硬件配置的第二网管服务器；

所述第二网管服务器与所述第一网络设备、所述第二网络设备、和所述第一网管服务器通信连接，用于监控所述第一网管服务器的工作状态，当所述第一网管服务器出现故障时第二网管服务器自动从热备模式切换至工作模式。

5.一种用在通信***中的切换方法，其特征在于，所述通信***包括第一网络设备、与所述第一网络设备具有相同硬件配置的第二网络设备、第一网管服务器；所述方法包括：

由所述第一网管服务器监控所述第一网络设备的工作状态，以及接收所述第一网络设备所备份的工作配置信息并传送所述工作配置信息至所述第二网络设备，并判断所述第一网络设备是否达到预设故障条件，若是，则将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通信***还包括：与所述第一网管服务器具有相同硬件配置的第二网管服务器，所述第二网管服务器与所述第一网络设备、所述第二网络设备、和所述第一网管服务器通信连接；

所述方法还包括：

由所述第二网管服务器监控所述第一网管服务器的工作状态，并判断所述第一网管服务器是否出现故障，若是，则第二网管服务器自动从热备模式切换至工作模式。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备和所述第二网络设备连接至第一网络、第二网络，所述第一网络与所述第二网络互连；所述方法包括：

判断所述第一网络设备与所述第一网络的连接是否出现故障，若是，则所述第一网络设备通过第二网络进行通信。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备备份工作配置信息进一步包括：

由所述第一网络设备定时对其工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器。

9.根据权利要求5～7任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备备份工作配置信息包括：

当所述第一网络设备的工作配置信息发生改变时，由所述第一网络设备对已改变的工作配置信息进行备份并传送至所述第一网管服务器。

10.一种用在通信***中的网管服务器，其特征在于，与第一网络设备和第二网络设备通信连接，所述网管服务器包括：

监控单元，用于监控所述第一网络设备的工作状态；

切换单元，用于接收来自所述第一网络设备的工作配置信息，当监控单元检测到所述第一网络设备达到预设故障条件时将所述第二网络设备从热备模式切换至工作模式，以便所述第二网络设备使用所述工作配置信息来运作。

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