專利名稱：一種通訊鏈路的主備倒換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊設(shè)備中通訊鏈路的一種主備倒換方法，具體地說，涉及傳輸通信領(lǐng)域的線路冗余備份的方法。
背景技術(shù)：
在通訊領(lǐng)域中，為了保證通訊設(shè)備長期穩(wěn)定地工作，大多數(shù)系統(tǒng)在應(yīng)用中都要求進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)其中一部分設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以跳轉(zhuǎn)到備份單元。而在線路傳輸通信領(lǐng)域，質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)通常是傳輸線路，因此需要針對(duì)傳輸鏈路進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。
目前常用的方法，都是采用兩套設(shè)備，分別設(shè)定為主設(shè)備和備用設(shè)備，發(fā)生故障的時(shí)候，在主設(shè)備和備用設(shè)備之間進(jìn)行倒換。例如在中國專利00106113.5《交換機(jī)的主備倒換方法及其實(shí)現(xiàn)裝置》中，介紹了一種用于交換機(jī)的主備倒換方法及其實(shí)現(xiàn)裝置；以及在中國專利02121024.1《通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)主備設(shè)備快速倒換的方法》中，利用通信設(shè)備中的FPGA(現(xiàn)場可編程門列陣)實(shí)現(xiàn)由主備設(shè)備倒換；以及在專利02103929.1《一種通訊設(shè)備中的主備倒換方法》中，用本板和對(duì)板狀態(tài)的四條狀態(tài)信號(hào)線，實(shí)現(xiàn)兩塊單板快速的主備倒換過程。這類的倒換方法，使用了兩套一致的方法，在工作過程中，兩套設(shè)備要同時(shí)工作，并互相交互命令，而且在故障情況下，不考慮是設(shè)備故障，還是線路故障，即直接倒換到另外一套系統(tǒng)中。這樣的設(shè)計(jì)需要投入較多的成本，并且兩套設(shè)備在倒換中，需要交互數(shù)據(jù)，倒換也不可能很快完成。
在專利02159089.3《通訊通道主備倒換方法》，是多個(gè)設(shè)備的倒換，對(duì)每個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)通訊端口并分別通過兩套交換體系在任意一對(duì)建立通訊連接的節(jié)點(diǎn)間構(gòu)建一條主用通訊通道和一條備用通訊通道；它不用集中的通訊鏈路管理節(jié)點(diǎn)，也不用對(duì)交換設(shè)備進(jìn)行控制，雖然提高了通用性，但是需要增加主備設(shè)備以外的管理設(shè)備，更加增加了成本。
綜上所述，現(xiàn)有的倒換方法局限在設(shè)備級(jí)別的倒換上，忽視了故障點(diǎn)多出現(xiàn)在傳輸線路的事實(shí)，因此這樣的倒換設(shè)計(jì)，比較繁瑣，成本也比較高。當(dāng)兩個(gè)設(shè)備硬件相同，如果同時(shí)出現(xiàn)故障，而且同時(shí)向?qū)Ψ缴暾?qǐng)，當(dāng)申請(qǐng)得不到確認(rèn)后，也會(huì)同時(shí)撤消請(qǐng)求，這樣，兩個(gè)設(shè)備總是處于申請(qǐng)，撤消，申請(qǐng)，撤消的循環(huán)中，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備最終死鎖。
現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，因此有待于繼續(xù)改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)前面提出的倒換設(shè)計(jì)存在的問題，本發(fā)明提出了一種在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)不同的通道之間實(shí)現(xiàn)主備倒換的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟A在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)設(shè)備中，一端稱為本端，另一端稱為對(duì)端，在本端和對(duì)端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；B本端設(shè)備與對(duì)端設(shè)備之間，建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；C檢測與對(duì)端設(shè)備的通訊是否正常，如果對(duì)端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進(jìn)入等待狀態(tài)；延時(shí)隨機(jī)的時(shí)間之后再次檢測對(duì)端的正常狀態(tài)，如果與對(duì)端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟D，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待；D檢測自身告警狀態(tài)，如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟E；否則回到步驟C；E預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善，如下執(zhí)行步驟F、G；如果不能改善，就放棄倒換的請(qǐng)求延機(jī)隨機(jī)的時(shí)間之后再回到步驟C；G對(duì)端設(shè)備收到倒換請(qǐng)求后，也預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，即倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟H；H對(duì)端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令，本端收到此指令后進(jìn)行解釋確認(rèn)，兩個(gè)設(shè)備同時(shí)倒換進(jìn)入備用態(tài)。
所述的方法，其中，所述步驟G中如不能改善，則執(zhí)行步驟I對(duì)端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，并恢復(fù)到正常狀態(tài)；J本端收到指令后撤消倒換，本端隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后，然后回到正常態(tài)。
所述的方法，其中，所述步驟B中的發(fā)送線程包括B11發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1；B12延時(shí)0.1毫秒；B13發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2；B14延時(shí)0.1毫秒；B15發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼；B16延時(shí)0.1毫秒；B17再延時(shí)0.1毫秒，重復(fù)子步驟B11，依次循環(huán)。
所述的方法，其中，所述步驟B中的接收線程包括
B21接收端檢測狀態(tài)；B22延時(shí)0.05毫秒；B23重復(fù)步驟B21共10次；B24根據(jù)這十次的結(jié)果進(jìn)行判斷對(duì)端指令是否正常。
所述的方法，其中，所述步驟B24的判斷包括如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字碼，則設(shè)備接收的指令為有效；有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對(duì)端設(shè)備處于正常；接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對(duì)端設(shè)備為非正常狀態(tài)。
所述的方法，其中，所述隨機(jī)延時(shí)的隨機(jī)數(shù)種子產(chǎn)生方式包括設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間；設(shè)備啟動(dòng)后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)；或第一次用戶操作的時(shí)間。
所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上是合一的。
所述的方法，其中，所述本端設(shè)備與對(duì)端設(shè)備之間的物理層通訊端口中，所述物理層是簡單I/O口，E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
本發(fā)明所提供的一種通訊鏈路的主備倒換方法，可簡單、快捷、可靠地進(jìn)行倒換，在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)倒換，倒換時(shí)不需要交互配置數(shù)據(jù)，很方便迅速地完成了倒換；整個(gè)倒換過程依賴的硬件資源少，不需要兩套設(shè)備，也不需要外置的管理設(shè)備；提出了一種簡捷的命令交互方式，可以很好地解決因?yàn)閰f(xié)議問題造成的設(shè)備死鎖問題。


圖1為本發(fā)明方法的設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明方法的發(fā)送指令狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖3為本發(fā)明方法的通訊鏈路轉(zhuǎn)換流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖將對(duì)本發(fā)明的各較佳實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的通訊鏈路的主備倒換方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn)，如圖3所示的步驟1建立如圖1所示的由兩臺(tái)設(shè)備組成的系統(tǒng)。在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中，兩側(cè)各有一臺(tái)設(shè)備組成，其中一端稱為本端，通過線路連接的另外一側(cè)稱為對(duì)端。本端和對(duì)端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路。數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上可以是合一的。
如圖1所示的，A點(diǎn)跟B點(diǎn)之間要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，可以通過雙向的數(shù)據(jù)通道1轉(zhuǎn)發(fā)，也可以通過雙向的數(shù)據(jù)通道2進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)備1與設(shè)備2之間的通訊通道，采用通訊通道1或者通訊通道2進(jìn)行通訊。當(dāng)通訊通道采用通訊通道1，數(shù)據(jù)通道也采用數(shù)據(jù)通道1時(shí)，處于主用態(tài)；當(dāng)通訊通道采用通訊通道2，數(shù)據(jù)通道也采用數(shù)據(jù)通道2時(shí)，處于備用態(tài)；步驟2本端設(shè)備與對(duì)端設(shè)備之間，先建立四個(gè)通訊位，建立設(shè)備1與設(shè)備2之間的通訊，通過以下的子步驟實(shí)現(xiàn)。
不管采用什么樣的物理層進(jìn)行，其目的都是要保證數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確無誤地傳遞到對(duì)端設(shè)備，在本發(fā)明方法中采用了一種可以用比較簡單的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的方法，同時(shí)能保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、無誤地傳輸給對(duì)方，而且可以得知對(duì)方設(shè)備是否正常，同時(shí)采用了比通常校驗(yàn)方法更可靠的檢驗(yàn)手段來保證數(shù)據(jù)的可靠傳遞。跟常用方法通訊方法相比，該方法有以下優(yōu)點(diǎn)1.數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤2.硬件資源占用最小(因?yàn)椴捎盟膫€(gè)I/O接口線或E1里的四個(gè)通訊位即可實(shí)現(xiàn))，程序編寫比較簡單。3.可靠性高4.當(dāng)對(duì)端設(shè)備死機(jī)或移走時(shí)，狀態(tài)即可以更新。
以下為所述各子步驟子步驟2.1建立設(shè)備1與設(shè)備2之間的物理層通訊端口，物理層可以是簡單I/O口，也可以是E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
本發(fā)明方法利用通訊端口的4個(gè)通訊位，例如在2M通訊鏈路中的0時(shí)隙的4個(gè)保留位。定義這4個(gè)bit的含意如下

BIT4-BIT1四個(gè)位傳輸命令和信息；子步驟2.2建立發(fā)送線程和接收線程；發(fā)送線程如子步驟2.3到子步驟2.9所示，如圖2所示。接收線程如子步驟2.10到子步驟2.13所示。
發(fā)送端子步驟2.3發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1，如表中所示的0000，子步驟2.4延時(shí)0.1毫秒。
子步驟2.5發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2，如表中所示的1111。
子步驟2.6延時(shí)0.1毫秒。
子步驟2.7發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼M。
子步驟2.8延時(shí)0.1毫秒。
子步驟2.9再延時(shí)0.1毫秒，重復(fù)子步驟2.3，依次循環(huán)。
接收端子步驟2.10接收端檢測狀態(tài)。
子步驟2.11延時(shí)0.05毫秒。
子步驟2.12重復(fù)子步驟2.10共10次。
子步驟2.13如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字M，這時(shí)設(shè)備接收的指令為有效。有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對(duì)端設(shè)備處于正常。接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對(duì)端設(shè)備為非正常態(tài)。
四個(gè)通訊位BIT4-BIT1的意義表達(dá)如下

步驟3通過步驟2的方法檢測與對(duì)端設(shè)備通訊是否正常。如果對(duì)端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，也就是說收到如子步驟2.10所敘述的非正常指令，這時(shí)，本端設(shè)備進(jìn)入等待狀態(tài)；隨后產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)m，延時(shí)m毫秒之后再次檢測對(duì)端的正常狀態(tài)，如果這時(shí)與對(duì)端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟4，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待。
步驟4檢測自身告警狀態(tài)。如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟5；否則回到步驟3。
步驟5檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件。預(yù)測倒換后鏈路的告警是否能改善，如果倒換后鏈路的告警能改善，則執(zhí)行如下步驟6，7。如果監(jiān)測到倒換后鏈路的告警不能改善，就放棄倒換的請(qǐng)求，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)m，延時(shí)m毫秒之后再回到步驟3。
為防止導(dǎo)致設(shè)備最終死鎖，本發(fā)明方法一旦設(shè)備進(jìn)入申請(qǐng)狀態(tài)并且遭到拒絕之后，就會(huì)隨機(jī)延時(shí)m毫秒再進(jìn)行下一次申請(qǐng)，隨機(jī)數(shù)m種子的產(chǎn)生可能通過下面幾種方面獲得1.設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間，因?yàn)橥ǔＴO(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間很可能有很大的差異，同時(shí)啟動(dòng)的可能性很小。2.設(shè)備啟動(dòng)后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)。內(nèi)存在沒有初始化之前，里面的數(shù)據(jù)通常可以看作隨機(jī)數(shù)。3.第一次用戶操作的時(shí)間。
通過隨機(jī)延時(shí)的方法，保證了兩個(gè)設(shè)備再進(jìn)行下一次申請(qǐng)的時(shí)間不會(huì)相同，只要申請(qǐng)有了先后次序，就可以保證先申請(qǐng)的設(shè)備搶占了主動(dòng)權(quán)，就不會(huì)進(jìn)入無限循環(huán)，從而導(dǎo)致設(shè)備死鎖狀態(tài)。
步驟6對(duì)端設(shè)備收到倒換請(qǐng)求后，檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件。倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟7，否則執(zhí)行步驟8-9。
步驟7對(duì)端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令。本端收到此指令后進(jìn)行解釋并確認(rèn)，這時(shí)兩個(gè)設(shè)備同時(shí)倒換進(jìn)入備用態(tài)。
步驟8對(duì)端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，然后對(duì)端恢復(fù)到正常狀態(tài)。
步驟9本端收到指令后撤消倒換，并且產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)m，本端根據(jù)此隨機(jī)數(shù)延時(shí)m毫秒，然后回到正常態(tài)。
本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了通訊設(shè)備鏈路的主備倒換，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)鏈路故障，可以及時(shí)倒換到備用鏈路，從而加強(qiáng)了設(shè)備消除故障的能力。而且，通過死鎖問題的解決，在實(shí)際應(yīng)用中沒有出現(xiàn)死機(jī)的問題。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)具體實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟A在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)設(shè)備中，一端稱為本端，另一端稱為對(duì)端，在本端和對(duì)端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；B本端設(shè)備與對(duì)端設(shè)備之間，建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；C檢測與對(duì)端設(shè)備的通訊是否正常，如果對(duì)端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進(jìn)入等待狀態(tài)；延時(shí)隨機(jī)的時(shí)間之后再次檢測對(duì)端的正常狀態(tài)，如果與對(duì)端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟D，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待；D檢測自身告警狀態(tài)，如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟E；否則回到步驟C；E預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善，如下執(zhí)行步驟F、G；如果不能改善，就放棄倒換的請(qǐng)求延機(jī)隨機(jī)的時(shí)間之后再回到步驟C；G對(duì)端設(shè)備收到倒換請(qǐng)求后，也預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，即倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟H；H對(duì)端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令，本端收到此指令后進(jìn)行解釋確認(rèn)，兩個(gè)設(shè)備同時(shí)倒換進(jìn)入備用態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟G中如不能改善，則執(zhí)行步驟I對(duì)端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，并恢復(fù)到正常狀態(tài)；J本端收到指令后撤消倒換，本端隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后，然后回到正常態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的發(fā)送線程包括B11發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1；B12延時(shí)0.1毫秒；B13發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2；B14延時(shí)0.1毫秒；B15發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼；B16延時(shí)0.1毫秒；B17再延時(shí)0.1毫秒，重復(fù)子步驟B11，依次循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的接收線程包括B21接收端檢測狀態(tài)；B22延時(shí)0.05毫秒；B23重復(fù)步驟B21共10次；B24根據(jù)這十次的結(jié)果進(jìn)行判斷對(duì)端指令是否正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B24的判斷包括如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字碼，則設(shè)備接收的指令為有效；有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對(duì)端設(shè)備處于正常；接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對(duì)端設(shè)備為非正常狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述隨機(jī)延時(shí)的隨機(jī)數(shù)種子產(chǎn)生方式包括設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間；設(shè)備啟動(dòng)后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)；或第一次用戶操作的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上是合一的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述本端設(shè)備與對(duì)端設(shè)備之間的物理層通訊端口中，所述物理層是簡單I/O口，E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的本端和對(duì)端之間建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；檢測與對(duì)端設(shè)備的通訊是否正常，如果對(duì)端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進(jìn)入等待狀態(tài)；延時(shí)隨機(jī)的時(shí)間之后再次檢測對(duì)端的正常狀態(tài)，直至恢復(fù)正常；預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善執(zhí)行倒換。本發(fā)明方法可簡單、快捷、可靠地進(jìn)行倒換，倒換時(shí)不需要交互配置數(shù)據(jù)；整個(gè)倒換過程依賴的硬件資源少，不需要兩套設(shè)備，也不需要外置的管理設(shè)備。
文檔編號(hào)H04B1/74GK1988400SQ20051013244
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者花茂盛, 劉燕, 黃守旺 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司