CN102694680A - 热备份方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热备份方法及设备。该方法包括：备用状态的从管理板接收工作状态的主管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息，其中所述热备份设备包括所述备用状态的从管理板和所述工作状态的主管理板；所述备用状态的从管理板接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；所述切换至工作状态的从管理板发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；所述切换至工作状态的从管理板根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

Description

热备份方法及设备

技术领域

本发明涉及一种热备份技术，尤其涉及一种热备份方法及设备，属于通信技术领域。

背景技术

随着互联网（Internet）的飞速发展，网络已经尤为社会生活中不可或缺的重要部分，企业和个人的通信与交流均离不开网络的使用，因此对网络的可靠性的要求也越来越高。热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方法，其能够在不中断运行的情况下，使用备用的模块替换故障模块，并在故障消除之后，***能自动重新同步运行，从而有效提高设备的可靠性，避免因设备故障而中断运行。

目前，通常在采用热备份技术的设备中设置主管理板和从管理板。主管理板在正常工作状态下，将交换机的网络状态实时同步到从管理板上，以保持主从管理板的当前状态一致。一旦主管理板发生故障或被热拔出时，从管理板自动切换到工作状态，根据在先同步的网络状态，接替执行主管理板的工作，以保证设备的继续运行。

当采用上述方案实现热备份技术时，由于主管理板在工作过程中需将大量网络状态信息同步传输到从管理板，降低了设备的处理性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种热备份方法及设备，实现主从管理板之间无需网络状态信息同步传输的热备份。

一方面，本发明实施例提供一种热备份方法，包括：

备用状态的从管理板接收工作状态的主管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息，其中所述热备份设备包括所述备用状态的从管理板和所述工作状态的主管理板；

所述备用状态的从管理板接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

所述切换至工作状态的从管理板发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；

所述切换至工作状态的从管理板根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

另一方面，本发明实施例提供一种热备份设备，包括：

同步接收模块，用于在备用状态下接收工作状态的另一管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息；

主从切换模块，用于接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

重配置模块，用于在切换至工作状态后，发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；

执行模块，用于在工作状态下，根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

根据本发明实施例的热备份方法及设备，由于从管理板在待机状态下备份本机的Domain ID和交换链路参数协商信息，并在切换至工作状态时，触发非中断Fabric重配置，以在重配置过程中获取网络状态同步信息，使得从管理板能够根据同步的网络状态接替执行主管理板的工作，以保证设备的继续运行。实现了在主从管理板之间无需进行网络状态信息同步传输的情况下的热备份，提高了设备的处理性能。

附图说明

图1为典型的光纤通道（Fiber Channel，FC）网络架构（Fabric）中交换机的分布示意图。

图2为本发明一个实施例的热备份方法的流程示意图。

图3为本发明一个实施例的热备份设备的结构示意图。

具体实施方式

图1为典型的Fabric中交换机的分布示意图。如图1所示，该Fabric包括一台主交换机（交换机A）和多台普通交换机（交换机B、交换机C、交换机D、交换机E、交换机F、交换机G以及交换机H）。下文中以在图1所示的Fabric中应用本发明的技术方案为例，对下述实施例的技术方案进行详细说明。本领域的技术人员能够理解，在图1所示的Fabric中应用本发明的技术方案仅用作一个示例，而非对本发明的限制，本发明的技术方案可应用于任意其它光纤通道网络架构中。

实施例一

图2为本发明一个实施例的热备份方法的流程示意图。如图2所示，该热备份方法包括：

步骤S201，备用状态的从管理板接收工作状态的主管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息，其中所述热备份设备包括所述备用状态的从管理板和所述工作状态的主管理板；

步骤S202，所述备用状态的从管理板接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

步骤S203，所述切换至工作状态的从管理板发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变。

下面以在图1中的一个普通交换机（例如为交换机B）上执行本实施例的热备份方法进行说明。

具体地，当交换机B未切换至从管理板工作时，即由主管理板执行交换机B的工作时，在整个Fabric网络的物理连接建立后，交换机B的主管理板进行链路初始化，向与自身相连的交换机A、交换机C、交换机D和交换机E发送交换链路参数（Exchange Link Parameters，ELP）报文，开始进行交换链路协商，例如协商并保存各交换机端口的属性信息。若交换链路协商成功，则交换机B与交换机A、交换机C、交换机D和交换机E之间的连接才真正建立起来，才能进行数据传输，如果与某一交换机协商失败，则交换机B与相应的交换机不能进行数据通信。交换机B的主管理板将交换链路参数协商信息（即协商获得的交换机端口的属性信息，例如包括交换机端口的标识信息和交换机端口所支持的编码类型等）同步至从管理板。此外，主管理板还在接收到交换机A（主交换机）分配给交换机B的域标识（Domain ID）时，将该Domain ID同步给从管理板。其中，Fabric网络中，每台交换机拥有一个唯一的Domain ID，并且该Domain ID由Fabric网络选举出的全网的唯一一台主交换机分配产生。

当由于交换机B的主管理板发生故障或其它原因，切换至由从管理板执行工作时，从管理板在Fabric网络内泛洪构建Fabric报文（Build Fabric，BF报文），触发Fabric网络进行非中断重配置。具体地，Fabric重配置包括中断Fabric重配置和非中断Fabric重配置，在非中断Fabric重配置过程中数据传输不会中断。发起非中断重配置的交换机向所有连接其它交换机的端口发送BF报文给直连的交换机，接收到BF报文的交换机向除收到报文的端口转发收到的BF报文给直连的交换机，最终整个Fabric网络中所有的交换机都发送或接收到了BF报文。

例如结合图1所示，交换机B的从管理板启动非中断Fabric重配置，向交换机A、交换机C、交换机D和交换机E发送BF报文；交换机A比交换机C快，从交换机B接收到BF报文后，向交换机C发送BF报文；交换机D从交换机B接收到BF报文后，向交换机E、交换机H和交换机G发送BF报文；交换机E从交换机B和交换机D接收到BF报文后，向交换机H、交换机C以及交换机F发送BF报文；交换机C接收到交换机B、交换机A以及交换机E发送的BF报文后，向交换机F发送BF报文。至此，整个Fabric网络内全部交换机都至少接收或发送一次BF报文，即完成BF报文在Fabric网络内的泛洪。

其中，各交换机在发起或首次接收到BF报文时，启动时间为F_S_TOV（缺省设置为5秒）的定时器。定时器超时前，清除本地保存的主交换机名，以及Fabric网络内所有交换机的Domain ID。对于未发生主从切换的交换机，由于BF报文触发的是非中断Fabric重配置，即在接收到BF报文后，仍保持工作状态，所以能够确定自身的Domain ID，对于切换至从管理板的交换机B，由于已备份了自身Domain ID，所以也能够确定自身Domain ID。此外，各交换机还保留有自身的优先级。

定时器超时后，Fabric网络内的各交换机开始主交换机选举过程。例如，通过交换光纤参数（Exchange Fabric Parameters，EFP）报文来选举主交换机。各交换机向其它交换机发送EFP报文并接收其它交换机发送的EFP报文，EFP报文中包含发送该EFP报文的交换机的优先级和Domain ID。各交换机分别将本机的优先级和Domain ID与接收到的EFP报文中的优先级和Domain ID进行比较，若接收到的EFP报文中的优先级高于本机优先级，则将接收到的报文中的优先级和Domain ID更新为本机所记录的主交换机优先级和主交换机的Domain ID。按此方式，完成主交换机的选举。由于重配置的Fabric中的交换机未发生增加或减少，各交换机的优先级未发生改变，因此重新选举出的主交换机与原主交换机保持一致，例如为交换机A。各交换机在EFP报文交互过程中，获取到网络状态同步信息。网络状态同步信息例如包括Fabric内所有交换机的优先级和Domain ID，以及交换机端口的上下文关系等。以交换机B为例，通过接收到的EFP报文所携带的信息，获取到整个Fabric中各交换机的优先级和Domain ID，以及通过从哪个交换机端口接收到EFP报文，来获知交换机端口的上下文关系等。

根据现有的Fabric重配置协议，完成主交换机的选举后，各普通交换机请求主交换机分配Domain ID。具体地，由普通交换机向主交换机发送域标识请求报文（Request Domain ID，RDI），用于请求主交换机为其分配DomainID，该RDI报文中包含的Domain ID的取值为0或希望分配的Domain ID；RDI应答报文由主交换机向普通交换机反馈，用于为该普通交换机分配Domain ID，该RDI应答报文中包含的Domain ID取值为实际分配的DomainID。

在本实施例中，发生主从切换的交换机利用现有的Fabric重配置协议，获取网络状态同步信息。当在Fabric中的普通交换机上实现本实施例的热备份方法时，需在Fabric内应用由普通交换机在RDI报文中携带希望分配的Domain ID这一重配置方式。以交换机B为例，交换机B向主交换机发送RDI报文，RDI报文中包含的Domain ID取值为交换机B所备份的Fabric重配置前的本机Domain ID。主交换机接收到RDI报文后，根据RDI报文中所携带的Domain ID取值为交换机B分配Domain ID。类似地，Fabric内所有其它普通交换机，在发送至主交换机的RDI报文中均携带自身的Domain ID，以使主交换机重新分配给自身的Domain ID与重配置前保持一致。按照此方式，确保了各交换机的Domain ID在重配置之后与重配置之前保持一致。

各交换机还重新进行链路状态协商，获取并保存协议交互状态信息，例如包括交换机的端口上下游信息等。交换机进行链路状态协商的方法及流程与现有技术相同，故此处不再赘述。

至此，完成了Fabric的重配置，重配置的Fabric的网络状态恢复为与重配置前相同。并且，发生主从切换的交换机B通过重配置过程获取到了网络状态同步信息。交换机B的从管理板根据所获取的网络状态同步信息以及备份的交换链路参数协商信息即可执行工作。

根据本实施例的热备份方法，由于从管理板实时备份本机的Domain ID和交换链路参数协商信息，并在切换至工作状态时，触发非中断Fabric重配置，以在重配置过程中获取网络状态同步信息，使得从管理板能够根据同步的网络状态接替执行主管理板的工作，以保证设备的继续运行。通过本实施例的热备份方法，一方面，由于仅需同步备份交换机的Domain ID和交换链路参数协商信息，而无需对大量的网络状态信息进行同步备份，较大的降低了同步备份的数据量，提高了设备的处理性能；另一方面，由于备份了交换链路参数协商信息，使得在重配置Fabric后，无需重新进行各交换机端口间的ELP协商，避免网络链路的震荡变化，提高了网络的稳定性。此外，由于在本实施例的热备份方法中，不对网络状态信息进行同步备份，所以无需同步交换（Exchange）会话的状态，从而还能够避免因无法创建相同标识的Exchange而导致的备份失败的情况，提高了设备的稳定性。

实施例二

在上述实施例一的基础上，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的主交换机，则还包括：

所述备用状态的从管理板接收所述工作状态的主管理板发送的所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识；

相应地，所述在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变具体包括：

在所述重配置的光纤通道网络架构中，保持所述主交换机和所述普通交换机的域标识不变。

下面以在图1中的主交换机（例如为交换机A）上执行本实施例的热备份方法进行说明。

具体地，当交换机A由主管理板执行工作时，除将交换链路参数协商信息和本机Domain ID同步至从管理板之外，还将Fabric内所有普通交换机的Domain ID均同步备份至从管理板。当在Fabric中的主交换机上实现本实施例的热备份方法时，无论在Fabric内应用由普通交换机在RDI报文中携带希望分配的Domain ID这一重配置方式，或是应用普通交换机不指定希望分配的Domain ID这一重配置方式，即无论普通交换机在RDI报文中是否携带希望分配的Domain ID，均能够由主交换机为普通交换机分配与重配置前相同的Domain ID。

更为具体地，在普通交换机在RDI报文中不携带希望分配的Domain ID的情况下，当交换机A切换至从管理板工作、并发起非中断Fabric重配置时，交换机A接收到普通交换机发送的域标识请求报文后，从备份的所有普通交换机的Domain ID中查找发送该域标识请求报文的交换机对应的Domain ID，并将所查找到的Domain ID作为分配给该普通交换机的Domain ID，携带在域标识响应报文中返回给普通交换机，从而确保重配置后的Fabric与重配置前保持一致。在普通交换机在RDI报文中携带希望分配的Domain ID的情况下，普通交换机在RDI报文中所携带希望分配的Domain ID（即自身重配置前的Domain ID）与交换机A所备份的对应的Domain ID相同，因此，即便交换机A根据RDI报文中所携带的Domain ID为各普通报文分配Domain ID，仍可确保重配置后的Fabric与重配置前保持一致。

进一步地，在上述任一实施例的热备份方法中，切换至工作状态的从管理板可根据需要或网络变化，对交换链路参数协商信息进行更新。例如，因网络中新增一台交换机而增加与该新增交换机的交换链路参数协商信息。从管理板还可将更新的交换链路参数协商信息同步至备用状态的主管理板。而且，本领域的技术人员能够理解，上述任一实施例的热备份方法中，主管理板和从管理板为相对概念，两者可以互换。

实施例三

本实施例的热备份设备例如为FC交换机。图3为本发明一个实施例的热备份设备的结构示意图。如图3所示，该热备份设备包括第一管理板31和第二管理板32，其中，所述第一管理板31和/或第二管理板32（图中仅以第二管理板32为例示出具体结构）包括：

同步接收模块321，用于在备用状态下接收工作状态的另一管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息；

主从切换模块322，用于接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

重配置模块323，用于在切换至工作状态后，发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；

执行模块324，用于在工作状态下，根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

本实施例的热备份设备例如为Fabric中的交换机，其中，第一管理板例如为主管理板，第二管理板为从管理板，也可互换。本实施例的热备份设备执行热备份的具体流程与上述实施例的热备份方法相同，故此处不再赘述。

根据上述实施例的热备份设备，由于工作状态的管理板将本机的DomainID和交换链路参数协商信息实时同步至待机状态的另一管理板，并且另一管理板在切换至工作状态时，触发非中断Fabric重配置，以在重配置过程中获取网络状态同步信息，从而能够根据同步的网络状态接替执行原工作状态的管理板的工作，以保证设备的继续运行。通过本实施例的热备份设备，一方面，由于仅需同步备份交换机的Domain ID和交换链路参数协商信息，而无需对大量的网络状态信息进行同步备份，较大的降低了同步备份的数据量，提高了设备的处理性能；另一方面，由于备份了交换链路参数协商信息，使得在重配置Fabric后，无需重新进行各交换机端口间的ELP协商，避免网络链路的震荡变化，提高了网络的稳定性。此外，由于在本实施例的热备份设备中，第一管理板和第二管理板之间不对网络状态信息进行同步备份，所以无需同步交换（Exchange）会话的状态，从而还能够避免因无法创建相同标识的Exchange而导致的备份失败的情况，提高了设备的稳定性。

进一步地，在上述实施例的热备份设备中，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的普通交换机，所述重配置模块具体用于向光纤通道网络架构中的主交换机发送携带有所述域标识的域标识请求报文，以使所述主交换机在重配置的光纤通道网络架构中，为所述普通交换机分配所述域标识请求报文所携带的域标识。

进一步地，在上述实施例的热备份设备中，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的主交换机，则所述同步接收模块还用于在备用状态下接收工作状态的另一管理板发送的所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识；所述重配置模块还用于在所述重配置的光纤通道网络架构中，保持所述普通交换机的域标识不变。

进一步地，在上述实施例的热备份设备中，所述重配置模块具体用于根据所述主交换机的域标识以及所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识，在重配置的光纤通道网络架构中为所述主交换机和所述普通交换机分配域标识。

进一步地，在上述实施例的热备份设备中，所述第一管理板和/或第二管理板还包括：

同步发送模块，用于在工作状态下，将更新的交换链路参数协商信息同步至备用状态的另一管理板。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种热备份方法，其特征在于，包括：

备用状态的从管理板接收工作状态的主管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息，其中所述热备份设备包括所述备用状态的从管理板和所述工作状态的主管理板；

所述备用状态的从管理板接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

所述切换至工作状态的从管理板发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取所述热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；

所述切换至工作状态的从管理板根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

2.根据权利要求1所述的热备份方法，其特征在于，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的普通交换机，所述在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变具体包括：

所述切换至工作状态的从管理板向光纤通道网络架构中的主交换机发送携带有所述域标识的域标识请求报文，以使所述主交换机在重配置的光纤通道网络架构中，为所述普通交换机分配所述域标识请求报文所携带的域标识。

3.根据权利要求1所述的热备份方法，其特征在于，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的主交换机，则还包括：

所述备用状态的从管理板接收所述工作状态的主管理板发送的所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识；

相应地，所述在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变具体包括：

在所述重配置的光纤通道网络架构中，保持所述主交换机和所述普通交换机的域标识不变。

4.根据权利要求3所述的热备份方法，其特征在于，所述在所述重配置的光纤通道网络架构中，保持所述主交换机和所述普通交换机的域标识不变具体包括：

所述切换至工作状态的从管理板根据所述主交换机的域标识以及所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识，在重配置的光纤通道网络架构中为所述主交换机和所述普通交换机分配域标识。

5.根据权利要求1-4任一所述的热备份方法，其特征在于，还包括：

所述切换至工作状态的从管理板将更新的交换链路参数协商信息同步至备用状态的主管理板。

6.一种热备份设备，其特征在于，包括第一管理板和第二管理板，其中，所述第一管理板和/或第二管理板包括：

同步接收模块，用于在备用状态下接收工作状态的另一管理板发送的热备份设备的域标识和交换链路参数协商信息；

主从切换模块，用于接收主从切换触发消息，响应所述主从切换触发消息切换至工作状态；

重配置模块，用于在切换至工作状态后，发起非中断光纤通道网络架构重配置过程，以通过所述非中断光纤通道网络架构重配置过程获取热备份设备的网络状态同步信息，并在重配置的光纤通道网络架构中保持所述热备份设备的域标识不变；

执行模块，用于在工作状态下，根据所述交换链路参数协商信息和所述网络状态同步信息执行工作。

7.根据权利要求6所述的热备份设备，其特征在于，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的普通交换机，所述重配置模块具体用于向光纤通道网络架构中的主交换机发送携带有所述域标识的域标识请求报文，以使所述主交换机在重配置的光纤通道网络架构中，为所述普通交换机分配所述域标识请求报文所携带的域标识。

8.根据权利要求6所述的热备份设备，其特征在于，若所述热备份设备为光纤通道网络架构中的主交换机，则所述同步接收模块还用于在备用状态下接收工作状态的另一管理板发送的所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识；所述重配置模块还用于在所述重配置的光纤通道网络架构中，保持所述普通交换机的域标识不变。

9.根据权利要求8所述的热备份设备，其特征在于，所述重配置模块具体用于根据所述主交换机的域标识以及所述光纤通道网络架构中的普通交换机的域标识，在重配置的光纤通道网络架构中为所述主交换机和所述普通交换机分配域标识。

10.根据权利要求6-9任一所述的热备份设备，其特征在于，所述第一管理板和/或第二管理板还包括：

同步发送模块，用于在工作状态下，将更新的交换链路参数协商信息同步至备用状态的另一管理板。

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