專利名稱：一種負(fù)荷分擔(dān)模式的交換系統(tǒng)及端口級(jí)保護(hù)倒換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交換技術(shù)，尤其是涉及一種基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分 擔(dān)模式的交換系統(tǒng)中的端口級(jí)保護(hù)倒換系統(tǒng)及端口級(jí)保護(hù)倒換。
背景技術(shù)：
隨著Internet突飛猛進(jìn)的發(fā)展以及寬帶技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，對(duì) Internet的互聯(lián)設(shè)備一一路由器的性能要求越來(lái)越高，組建骨千網(wǎng)的路 由器一般都需要有千兆以上的轉(zhuǎn)發(fā)能力，傳統(tǒng)的交換網(wǎng)一般有四種形式， 分別是總線交換、環(huán)形交換、Crossbar交換以及共享內(nèi)存交換結(jié)構(gòu)?？偩€交換是最古老的一種數(shù)據(jù)交換方式，它沒(méi)有專門的交換網(wǎng)芯片， 通過(guò)共享背板總線進(jìn)行各線卡之間的數(shù)據(jù)傳遞，各線卡分時(shí)占用背板總 線?？偩€交換雖然結(jié)構(gòu)和技術(shù)都比較簡(jiǎn)單，但是其突出缺點(diǎn)是交換容量受 背板總線帶寬限制，無(wú)法構(gòu)建大容量的交換系統(tǒng)，并且隨著背板總線帶寬 的增加，碼流的同步控制也成為一大瓶頸。環(huán)形交換實(shí)質(zhì)上仍然是一種總線交換方式，改進(jìn)點(diǎn)就是將總線從背板 移到了芯片上。它雖然能夠比總線交換提高一定的帶寬，但是并沒(méi)有從根 本上解決總線交換的弊端。因此隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，以上兩種技術(shù)越發(fā) 顯得力不從心，逐漸將退出歷史舞臺(tái)。Crossbar交換是目前應(yīng)用很廣泛的一種交換結(jié)構(gòu)，這種交換方式最 大的優(yōu)點(diǎn)就是擴(kuò)展性比較好，但是它的調(diào)度機(jī)制非常復(fù)雜，同時(shí)需要兩倍 以上的冗余交換能力才能滿足無(wú)阻塞交換，成本高，而且復(fù)雜的調(diào)度機(jī)制 使得時(shí)延增加，特別是對(duì)于組播和多播傳輸方式，系統(tǒng)開銷和時(shí)延都比較 大。共享內(nèi)存是目前業(yè)界非?？春玫囊环N交換方式，它采用并行搡作，先 將串行數(shù)據(jù)流在輸入口進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，并將并行數(shù)據(jù)按照端口順序?qū)懭?R100M,輸出端口處理單元從存儲(chǔ)器中讀取并行數(shù)據(jù)，并經(jīng)并串轉(zhuǎn)換后發(fā) 送出去。共享內(nèi)存的交換技術(shù)是所知的有潛力提供最好性能的結(jié)構(gòu)，它充 分利用了輸出帶寬，并且在充分利用緩沖內(nèi)存的情況下，達(dá)到很低的時(shí)延。 輸出隊(duì)列不需要Crossbar所需要的中央調(diào)度器，每個(gè)端口可以自主的允 許數(shù)據(jù)進(jìn)入本端口所對(duì)應(yīng)的共享緩存。另外，共享內(nèi)存的交換方式對(duì)于多 播或者組播也有良好的支持，對(duì)于多播和組播，它能夠避免了數(shù)據(jù)的多次 拷貝，提高了交換效率。眾所周知，電信網(wǎng)絡(luò)需要為其用戶提供穩(wěn)定可靠不間斷的服務(wù)，基于 共享內(nèi)存的交換結(jié)構(gòu)由于其內(nèi)部有一個(gè)很大的存儲(chǔ)單元，傳輸過(guò)程中會(huì)有 大量報(bào)文緩存在里面，如果該交換平面發(fā)生故障，會(huì)造成大量的數(shù)據(jù)丟失。 對(duì)于通信設(shè)備穩(wěn)定性所需要的性能要求，出錯(cuò)倒換的時(shí)間只有控制在毫秒 級(jí)才能夠滿足電信級(jí)設(shè)備的要求，因此如何提高共享內(nèi)存交換結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性、可靠性，以及在出錯(cuò)時(shí)能夠在盡可能短的時(shí)間恢復(fù)是需要解決的一個(gè) 難題?，F(xiàn)有的采用共享內(nèi)存的交換系統(tǒng)多采用1+1主備方式，這種方式的缺 點(diǎn)是(1)所有工作都集中在一個(gè)交換平面上，其工作負(fù)荷過(guò)重；(2 ) —個(gè)交換端口的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有交換平面的倒換，代價(jià)過(guò)高。而現(xiàn)有的負(fù)荷分擔(dān)和保護(hù)倒換系統(tǒng)及方法都有以下不足 將交換端口的故障處理等同于交換模塊故障， 一個(gè)端口的故障就會(huì)影 響整個(gè)交換系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分擔(dān)模 式的交換系統(tǒng)及其端口級(jí)保護(hù)倒換方法。采用本發(fā)明系統(tǒng)及方法能使系統(tǒng) 進(jìn)行端口級(jí)的保護(hù)倒換，滿足電信級(jí)設(shè)備的倒換要求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分擔(dān)模式的交換 系統(tǒng)包括兩個(gè)交換平面與若干個(gè)交換終端，通過(guò)背板總線以及高速鏈路 線、信號(hào)線相連，每個(gè)交換終端都具有過(guò)濾器，所述若干個(gè)交換終端的過(guò)
濾器的設(shè)置使得任何一個(gè)交換終端只從一個(gè)固定的交換平面接收?qǐng)?bào)文。進(jìn)一步，所述每個(gè)交換終端包括第一過(guò)濾器與第二過(guò)濾器，分別對(duì) 應(yīng)于所述兩個(gè)交換平面，所述第一與第二過(guò)濾器的設(shè)置使得每?jī)蓚€(gè)終端之 間收發(fā)的報(bào)文經(jīng)過(guò)的交換平面是固定的，并且每個(gè)交換終端的過(guò)濾器設(shè)置 都相同。進(jìn)一步，所述每個(gè)過(guò)濾器都具有N個(gè)比特，其中每個(gè)比特對(duì)應(yīng)一個(gè) 終端，通過(guò)該比特的值來(lái)表示發(fā)向該比特對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文是否將從該過(guò)濾 器對(duì)應(yīng)的交換平面流經(jīng)。根據(jù)本發(fā)明所述基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分擔(dān)模式的交換系統(tǒng)，本發(fā)明 端口級(jí)保護(hù)倒換方法包括如下步驟(1) 初始工作時(shí)，將交換平面設(shè)置成負(fù)荷分擔(dān)的工作模式；(2) 所有交換終端和交換平面定時(shí)檢測(cè)鏈路狀況；(3) 當(dāng)某個(gè)交換終端的主用鏈路檢測(cè)出錯(cuò)時(shí)，修改所述交換終端的 過(guò)濾器設(shè)置，改用備用鏈路進(jìn)行包傳輸，其中，所述某個(gè)交換終端的主用鏈路為該終端從某個(gè)固定交換平面接 收?qǐng)?bào)文時(shí)與該交換平面之間的鏈路；所述備用鏈路為該終端與另 一個(gè)交換 平面之間的鏈路。進(jìn)一步，步驟(l)更具體包括每個(gè)交換終端設(shè)置第一過(guò)濾器和第二過(guò)濾器，每個(gè)過(guò)濾器都設(shè)置有N 個(gè)比特，其中每個(gè)比特對(duì)應(yīng)一個(gè)終端，通過(guò)該比特的值來(lái)表示發(fā)向該比特 對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文是否將從該過(guò)濾器對(duì)應(yīng)的交換平面流經(jīng)。再進(jìn)一步，將所有終端上的第一過(guò)濾器比特設(shè)置成相同并與第二過(guò)濾 器的比特設(shè)置為互補(bǔ)。再進(jìn)一步，將交換終端與交換平面之間傳輸?shù)陌譃閿?shù)據(jù)包和鏈路檢 測(cè)包兩種格式，所述數(shù)據(jù)包承載系統(tǒng)中傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)，所述鏈路檢測(cè)包 通過(guò)檢測(cè)鏈路時(shí)其發(fā)出后是否正確收回判斷鏈路狀況。再進(jìn)一步，將所述數(shù)據(jù)包分成正常數(shù)據(jù)包和反向數(shù)據(jù)包兩種格式，所 迷正常數(shù)據(jù)包根據(jù)過(guò)濾器的設(shè)置選擇通過(guò)的交換平面，所述反向數(shù)據(jù)包根 據(jù)過(guò)濾器的設(shè)置選擇相反的方向。再進(jìn)一步，在所述步驟(2)中包括 在所有交換終端上都設(shè)置主用鏈路計(jì)數(shù)器和備用鏈路計(jì)數(shù)器，用于記錄相應(yīng)鏈路檢測(cè)包的出錯(cuò)率；在每個(gè)交換平面上設(shè)置鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器，用于檢測(cè)相應(yīng)交換終端對(duì)應(yīng) 鏈路檢測(cè)包的出錯(cuò)率；每個(gè)交換終端啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)向兩個(gè)交換兩面分別發(fā)送鏈路檢測(cè) 包，交換平面檢測(cè)在單位時(shí)間內(nèi)是否收到相應(yīng)交換終端發(fā)送過(guò)來(lái)的包；每 個(gè)交換平面也在定時(shí)往所有交換終端發(fā)送鏈路檢測(cè)包，交換終端檢測(cè)在單 位時(shí)間內(nèi)是否收到交換平面發(fā)送過(guò)來(lái)的包。再進(jìn)一步，當(dāng)步驟(2)任何一個(gè)交換終端檢測(cè)到至少有一條鏈路出錯(cuò) 時(shí)，在步驟(3)中執(zhí)行以下步驟如果主用和備用計(jì)數(shù)器都達(dá)到門限，則將所有交換終端對(duì)應(yīng)該終端的 過(guò)濾器位置改為使該交換終端交換系統(tǒng)的設(shè)置；如果只有備用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限，則該交換終端給出告警信息，并 啟動(dòng)對(duì)應(yīng)該鏈路的備用計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，監(jiān)測(cè)該鏈路，鏈路恢復(fù)正常時(shí)清 空備用鏈路計(jì)數(shù)器并關(guān)閉定時(shí)器；如果只有主用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限，則將所有交換終端的過(guò)濾器對(duì)應(yīng) 該終端的過(guò)濾器位置改為屏蔽該出錯(cuò)主用鏈路對(duì)應(yīng)的交換平面而選擇另 一交換平面為通信鏈路的設(shè)置。再進(jìn)一步，當(dāng)步驟(2)任何一個(gè)交換平面檢測(cè)到對(duì)應(yīng)終端的鏈路出錯(cuò) 時(shí)，在步驟(3)中執(zhí)行以下步驟通知達(dá)到門限的鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的交換終端只發(fā)送反向數(shù)據(jù)包， 并啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)向出錯(cuò)鏈路所連接的交換平面發(fā)送鏈路檢測(cè)包，如果 鏈路恢復(fù)正常，則通知交換終端將原先發(fā)送的臨時(shí)反向數(shù)據(jù)包改為正常數(shù) 據(jù)包。再進(jìn)一步，當(dāng)步驟(2)任何一個(gè)交換終端檢測(cè)到只有主用鏈路出錯(cuò)時(shí)， 在步驟(3)中還執(zhí)行以下步驟啟動(dòng)定時(shí)器，計(jì)數(shù)器超標(biāo)的交換終端定時(shí)向主用鏈路發(fā)送鏈路檢測(cè) 包，如果能夠通過(guò)主用鏈路回收到該檢測(cè)包，則清空主用鏈路計(jì)數(shù)器并關(guān) 閉定時(shí)器，并進(jìn)行無(wú)損倒換恢復(fù)原來(lái)的設(shè)置。再進(jìn)一步，所述無(wú)損倒換步驟為
所有交換終端開始往交換平面發(fā)送反向數(shù)據(jù)包；當(dāng)交換平面內(nèi)儲(chǔ)存的主用鏈路數(shù)據(jù)包都發(fā)送完畢后只剩下反向數(shù)據(jù) 包時(shí)，通知所有交換終端修改過(guò)濾器并發(fā)送正常數(shù)據(jù)包。采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證通信系統(tǒng)的 穩(wěn)定性和可靠性方面有了很大的進(jìn)步，端口級(jí)的保護(hù)倒換更加快捷、穩(wěn)定， 滿足電信級(jí)設(shè)備的倒換要求。


圖l是正常情況下采用負(fù)荷分擔(dān)的系統(tǒng)示意圖。圖2是系統(tǒng)初始化流程圖。 圖3是某個(gè)交換終端檢測(cè)鏈路出錯(cuò)的流程圖。 圖4是某個(gè)交換平面檢測(cè)到鏈路出錯(cuò)的流程圖。 圖5是某個(gè)交換平面檢測(cè)到鏈路恢復(fù)的流程圖。 圖6是某個(gè)交換終端檢測(cè)到鏈路恢復(fù)后的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式。如圖l所示，作為一個(gè)實(shí)施例，以三個(gè)交換終端為例，系統(tǒng)包括兩個(gè) 交換平面X和Y，交換終端A、 B、 C,交換終端上有過(guò)濾器。所有的交換 終端和交換平面都通過(guò)背板的總線相連，而交換平面與交換終端之間還通 過(guò)高速鏈路線以及信號(hào)線相連。作為本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式，每個(gè)終端的過(guò)濾器包括第 一過(guò)濾器 FilterX和第二過(guò)濾器FliterY，分別對(duì)應(yīng)于交換平面X和交換平面Y。假設(shè)有N個(gè)終端，則每個(gè)終端上的兩個(gè)過(guò)濾器各有N個(gè)bit，每個(gè)bit 對(duì)應(yīng)一個(gè)終端，它代表一個(gè)開關(guān)。如果該bit為l,則表示發(fā)向這個(gè)bit 對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文將從該過(guò)濾器所對(duì)應(yīng)的平面流通；如果該bit為O,則表 示發(fā)往這個(gè)bit對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文不從這個(gè)平面經(jīng)過(guò)。過(guò)濾器的設(shè)置必須遵循以下的規(guī)則(1 )兩個(gè)過(guò)濾器的bit設(shè)置應(yīng)該互補(bǔ)，假設(shè)一個(gè)才艮文在FilterX中設(shè)置成從X平面通過(guò)，則必須在FilterY中進(jìn)行屏蔽，不能再?gòu)腨中經(jīng)過(guò)。 (2)所有終端的過(guò)濾器(即FilterX和FilterY)設(shè)置必須相同。以圖l的例子來(lái)說(shuō)，因?yàn)閳D中有三個(gè)終端，因此對(duì)于每個(gè)過(guò)濾器設(shè)置 三個(gè)bit。如果終端A的[FilterX]二[lOl],由規(guī)則(1)所得，終端A的 [FilterY]二[OlO]。含義是終端A發(fā)往終端A的報(bào)文將從平面X經(jīng)過(guò)，發(fā) 往終端B的報(bào)文將從平面Y經(jīng)過(guò)，發(fā)往終端C的報(bào)文將從平面X經(jīng)過(guò)。由 規(guī)則(2)所得，其它所有的終端設(shè)置都應(yīng)該和終端A相同，即它們的 [Filter幻二[101]以及[FilterY]二
。規(guī)則(2)還衍生出來(lái)一個(gè)潛規(guī)則，因?yàn)樗薪K端過(guò)濾器的設(shè)置都是 相同的，因此任何終端接收到的報(bào)文，無(wú)論其是從哪一個(gè)終端發(fā)出來(lái)的， 都只會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的平面。例如，若終端過(guò)濾器設(shè)置成[FilterX]二[lOl] 以及[FilterY]二[OlO],那么發(fā)往終端A、 C的報(bào)文只會(huì)經(jīng)過(guò)平面X,而發(fā) 往終端B的報(bào)文只會(huì)經(jīng)過(guò)平面Y。由此，對(duì)于每一個(gè)終端，我們定義出主 用鏈路和備用鏈路的概念。若某個(gè)終端只從某個(gè)固定平面接收?qǐng)?bào)文，則將該終端與該平面之間的 鏈路稱作主用鏈路；相反，該終端與另 一個(gè)平面之間的鏈路稱作備用鏈路。(1) 數(shù)據(jù)包，這種包承載的是系統(tǒng)中所傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包還 分為兩種格式 一個(gè)是正常數(shù)據(jù)包，這種包會(huì)根據(jù)過(guò)濾器的設(shè)置來(lái)選擇通 過(guò)的交換平面。例如，假設(shè)終端A過(guò)濾器設(shè)置成[FilterX]二[101]和 [FilterY]二[OlO],則終端A發(fā)給終端C的正常數(shù)據(jù)包將從FilterX (也 就是最后從平面X)通過(guò)。數(shù)據(jù)包的另 一個(gè)格式是反向數(shù)據(jù)包，這種包會(huì)根據(jù)過(guò)濾器的設(shè)置選擇 相反的方向。例如，假設(shè)終端A過(guò)濾器設(shè)置成[FilterX]二[101]和 [FilterY]二[OlO],則終端A發(fā)給終端C的反向數(shù)據(jù)包將不從FilterX走， 而是改從FilterY (也就是從平面Y)通過(guò)，這就是所謂的反向功能。(2) 鏈路檢測(cè)包，這種包的功能就是通過(guò)檢測(cè)發(fā)送出去的包有沒(méi)有 正確回收回來(lái)，從而判斷鏈路的狀況。將端口的保護(hù)分為兩種情況， 一種是交換終端監(jiān)控的接收方向端口保護(hù)；另一種是交換平面監(jiān)控的發(fā)送方向端口保護(hù)。所述的保護(hù)倒換有以下 步驟(1) 初始工作時(shí)，將交換平面設(shè)置成負(fù)荷分擔(dān)的工作模式。(2) 所有交換終端和交換平面各自啟動(dòng)定時(shí)器T，定時(shí)檢測(cè)鏈路狀況。(3) 當(dāng)某個(gè)交換終端的主用和備用鏈路檢測(cè)出錯(cuò)，修改所有交換終 端的過(guò)濾器，將出錯(cuò)終端暫時(shí)屏蔽出交換系統(tǒng)。(4) 當(dāng)某個(gè)交換終端的備用鏈路檢測(cè)出錯(cuò)，告警，啟動(dòng)定時(shí)期T， 對(duì)其定時(shí)監(jiān)控。(5) 當(dāng)某個(gè)交換終端的主用鏈路檢測(cè)出錯(cuò)，修改所有交換終端過(guò)濾 器，改用備用鏈路進(jìn)行包傳輸；同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果該鏈路 恢復(fù)則進(jìn)行無(wú)損倒換，恢復(fù)原來(lái)的設(shè)置。(6) 當(dāng)某個(gè)交換平面的鏈路檢測(cè)出錯(cuò)，通知其對(duì)應(yīng)的交換終端改為 發(fā)送反向數(shù)據(jù)包(即該終端發(fā)送的包只從另外一個(gè)平面經(jīng)過(guò))；同時(shí)啟動(dòng) 定時(shí)器T進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果鏈路恢復(fù)則改為發(fā)送正常數(shù)據(jù)包。下面結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中端口級(jí)保護(hù)倒換方法。(A) 初始工作時(shí)，設(shè)置兩個(gè)交換平面都工作在負(fù)荷分擔(dān)模式下，每 個(gè)交換終端都設(shè)有兩個(gè)過(guò)濾器分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)交換平面，過(guò)濾器是根據(jù)包 的目的地址所設(shè)置的。為了減少交換平面的工作負(fù)荷，以及避免重包的產(chǎn) 生，兩個(gè)過(guò)濾器的濾值應(yīng)該配置成互補(bǔ)，從而保證對(duì)于每個(gè)包的流向，只 會(huì)走唯一的交換平面。如圖1所示，所有交換終端的兩個(gè)過(guò)濾器都設(shè)置成[FilterX]二[lOl] 以及[FilterY;KOlO],即所有終端發(fā)往終端A、 C的報(bào)文都從平面X通過(guò)， 而發(fā)往終端B的報(bào)文都從平面Y通過(guò)。(B) 每個(gè)交換終端啟動(dòng)定時(shí)器T,定時(shí)向兩個(gè)交換平面分別發(fā)送鏈 路檢測(cè)包，交換平面檢測(cè)在定時(shí)器的單位時(shí)間內(nèi)是否收到相應(yīng)交換終端送 過(guò)來(lái)的包；同時(shí)每個(gè)交換平面也在定時(shí)往所有交換終端發(fā)送鏈路檢測(cè)包， 交換終端在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)于包是否收到進(jìn)行檢測(cè)。在所有交換終端上分別設(shè)置兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別為主用鏈路計(jì)數(shù)器和備 用鏈路計(jì)數(shù)器，用以記錄相應(yīng)鏈路檢測(cè)包的出錯(cuò)率。
在每個(gè)交換平面上都設(shè)有一個(gè)鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器，用于4全測(cè)相應(yīng)交換終 端對(duì)應(yīng)鏈路的檢測(cè)包的出錯(cuò)率。如圖2所示，所有終端和所有平面互相發(fā)送鏈路檢測(cè)包用來(lái)檢測(cè)鏈路 的狀況。(C)在步驟B中，如果交換終端上的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的數(shù)值有一個(gè)達(dá)到 門限時(shí)，則執(zhí)行下面的步驟。(Cl)如杲主用和備用計(jì)數(shù)器都達(dá)到門限(C11)說(shuō)明該終端的主用鏈路和備用鏈路同時(shí)出錯(cuò)，此交換終端已 經(jīng)不可用，需要將所有交換終端的對(duì)應(yīng)該終端的過(guò)濾器位置改成'0', 即讓此交換終端暫時(shí)退出交換系統(tǒng)。如圖3所示，如果交換終端A連接交換平面X和Y的鏈路同時(shí)損壞， 則需要將所有交換終端的過(guò)濾器都設(shè)置成[FilterX]二[OOl],而 [FilterY]二
,即任何終端都無(wú)法往終端A發(fā)送^t艮文，也就是讓終端 A暫時(shí)退出交換系統(tǒng)，等待后續(xù)處理。(C2)如果是只有備用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限(C21)由于備用鏈路不影響主用鏈路的包傳輸，因此交換終端給出告警。(C22)啟動(dòng)定時(shí)器T，備用鏈路定時(shí)器超標(biāo)的這個(gè)交換終端定時(shí)向 備用鏈路發(fā)送鏈路檢測(cè)包，如果能夠通過(guò)備用鏈路回收到該檢測(cè)包，則說(shuō) 明鏈路恢復(fù)正常，清空備用鏈路計(jì)數(shù)器，并關(guān)閉定時(shí)器T。(C3)如果是只有主用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限(C31)修改所有交換終端的過(guò)濾器，將過(guò)濾器中主用鏈路對(duì)應(yīng)的那 —位設(shè)置為'0，，而另一個(gè)平面的對(duì)應(yīng)位設(shè)置成T 。如圖3所示，如果終端A檢測(cè)到主用鏈路出錯(cuò)，則通知所有交換終端 修改其過(guò)濾器中對(duì)應(yīng)終端A的bit位。例如，過(guò)濾器初始設(shè)置是 [Filter幻二[101]和[FilterY]二
,由于終端A的主用鏈路損壞，即平 面X無(wú)法將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給終端A，因此需要用備用鏈路來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，則將過(guò)濾器修改成[FilterX]二
和[FilterY]二[110]，也就是說(shuō)通過(guò)平面Y向 終端A發(fā)送報(bào)文。在這種情況下，原來(lái)終端A的主用鏈路變成了備用鏈路， 而備用鏈路則變?yōu)榱酥饔面溌贰?C32)啟動(dòng)定時(shí)器T，定時(shí)器超標(biāo)的這個(gè)交換終端定時(shí)向主用鏈路 發(fā)送鏈路檢測(cè)包，如果能夠通過(guò)主用鏈路回收到該檢測(cè)包，則說(shuō)明鏈路恢 復(fù)正常，清空主用鏈路計(jì)數(shù)器，關(guān)閉定時(shí)器T，并進(jìn)行無(wú)損倒換恢復(fù)原來(lái) 的設(shè)置，該步驟參見步驟E。(D) 在步驟B中，如果交換平面對(duì)應(yīng)交換終端的鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器達(dá) 到門限，則執(zhí)行下面的步驟。(Dl)識(shí)別出溢出的那個(gè)鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器所對(duì)應(yīng)的交換終端，通知該 交換終端只發(fā)送反向數(shù)據(jù)包，反向數(shù)據(jù)包只從另一個(gè)平面通過(guò)，而不會(huì)受 到該出錯(cuò)平面的影響。如圖4所示，當(dāng)交換平面X檢測(cè)到連接終端A的鏈路出錯(cuò)，系統(tǒng)通知 終端A對(duì)于發(fā)送到平面X的報(bào)文改變其格式為反向包，也就是說(shuō)，對(duì)于原 本要發(fā)向平面X的報(bào)文，不從第一過(guò)濾器FilterX走，而是改從第二過(guò)濾 器FilterY通過(guò)，即發(fā)往Y平面。在這種情況下，其余交換終端的設(shè)置不 需要進(jìn)行變動(dòng)。(D2)該交換終端啟動(dòng)定時(shí)器T,定時(shí)向出故障的鏈路所連接的交換 平面發(fā)送鏈路檢測(cè)包，如果能正確回收該包，則說(shuō)明鏈路回復(fù)正常，將原 先發(fā)送的臨時(shí)數(shù)據(jù)包改為正常的數(shù)據(jù)包。其步驟如圖5所示。(E) 如果檢測(cè)到某條鏈路恢復(fù)正常，則需要進(jìn)行無(wú)損倒換，恢復(fù)原 有的設(shè)置，這一過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)包的丟失，該步驟如下。(El)所有交換終端開始往交換平面發(fā)送反向數(shù)據(jù)包。 如圖6所示，終端A當(dāng)檢測(cè)到原來(lái)的主用鏈路恢復(fù)后，通知所有交換 終端和交換平面開始倒換。(E2)當(dāng)交換平面內(nèi)儲(chǔ)存的主用鏈路數(shù)據(jù)包都發(fā)送完畢后(即平面內(nèi) 的內(nèi)存中只剩下反向數(shù)據(jù)包)，則通知所有交換終端修改過(guò)濾器，并發(fā)送 正常數(shù)據(jù)包。如圖6所示，因此步驟C中將所有終端的過(guò)濾器改成了 [FUter幻^001]和[FilterY]二[110]，交換平面判斷現(xiàn)在可以倒換后，通知所有交換終端將過(guò)濾器改成[Filter幻二[101]和[FilterY]二
,即恢 復(fù)初始設(shè)置。
本發(fā)明提供了將發(fā)送方向和接收方向端口分開考慮的端口級(jí)的保護(hù) 倒換方法，從健壯性來(lái)說(shuō)，端口級(jí)的錯(cuò)誤不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的倒換，使得對(duì)于系統(tǒng)的影響降到最低；從時(shí)間上來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)于過(guò)濾器的修改或者 對(duì)于發(fā)送報(bào)文格式的控制就能達(dá)到倒換的要求，時(shí)間很短；從穩(wěn)定性來(lái)說(shuō), 出錯(cuò)倒換完畢后還提供了無(wú)損倒換回初始配置的功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定 性；從效果上來(lái)說(shuō)，ms級(jí)的倒換能夠滿足基于共享內(nèi)存交換系統(tǒng)的時(shí)間 要求。
權(quán)利要求
1. 一種基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分擔(dān)模式的交換系統(tǒng)，包括兩個(gè)交換平面與若干個(gè)交換終端，通過(guò)背板總線以及高速鏈路線、信號(hào)線相連，其特征在于，每個(gè)交換終端都具有過(guò)濾器，所述若干個(gè)交換終端的過(guò)濾器的設(shè)置使得任何一個(gè)交換終端只從一個(gè)固定的交換平面接收?qǐng)?bào)文。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)交換終端包括 第一過(guò)濾器與第二過(guò)濾器，分別對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)交換平面，所述第一與第 二過(guò)濾器的設(shè)置使得每?jī)蓚€(gè)終端之間收發(fā)的報(bào)文經(jīng)過(guò)的交換平面是固定 的，并且每個(gè)交換終端的過(guò)濾器設(shè)置都相同。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)過(guò)濾器都具有 N個(gè)比特，其中每個(gè)比特對(duì)應(yīng)一個(gè)終端，通過(guò)該比特的值來(lái)表示發(fā)向該比 特對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文是否將從該過(guò)濾器對(duì)應(yīng)的交換平面流經(jīng)。
4、 一種如權(quán)利要求1所述的交換系統(tǒng)中的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其 特征在于，包括如下步驟(1) 初始工作時(shí)，將交換平面設(shè)置成負(fù)荷分擔(dān)的工作模式；(2) 所有交換終端和交換平面定時(shí)檢測(cè)鏈路狀況；(3) 當(dāng)某個(gè)交換終端的主用鏈路檢測(cè)出錯(cuò)時(shí)，修改所述交換終端的 過(guò)濾器設(shè)置，改用備用鏈路進(jìn)行包傳輸，其中，所述某個(gè)交換終端的主用鏈路為該終端從某個(gè)固定交換平面接 收?qǐng)?bào)文時(shí)與該交換平面之間的鏈路；所述備用鏈路為該終端與另 一個(gè)交換 平面之間的鏈路。
5、 如權(quán)利要求4所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，步驟(l) 更具體包括每個(gè)交換終端設(shè)置第一過(guò)濾器和第二過(guò)濾器，每個(gè)過(guò)濾器都設(shè)置有N 個(gè)比特，其中每個(gè)比特對(duì)應(yīng)一個(gè)終端，通過(guò)該比特的值來(lái)表示發(fā)向該比特 對(duì)應(yīng)終端的報(bào)文是否將從該過(guò)濾器對(duì)應(yīng)的交換平面流經(jīng)。
6、 如權(quán)利要求5所迷的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于 將所有終端上的第一過(guò)濾器比特設(shè)置成相同并與第二過(guò)濾器的比特設(shè)置為互補(bǔ)。
7、 如權(quán)利要求6所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于將交換 終端與交換平面之間傳輸?shù)陌譃閿?shù)據(jù)包和鏈路檢測(cè)包兩種格式，所述數(shù) 據(jù)包承栽系統(tǒng)中傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)，所述鏈路檢測(cè)包通過(guò)檢測(cè)鏈路時(shí)其發(fā)出 后是否正確收回判斷鏈路狀況。
8、 如權(quán)利要求7所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于將所述 數(shù)據(jù)包分成正常數(shù)據(jù)包和反向數(shù)據(jù)包兩種格式，所述正常數(shù)據(jù)包根據(jù)過(guò)濾 器的設(shè)置選擇通過(guò)的交換平面，所述反向數(shù)據(jù)包根據(jù)過(guò)濾器的設(shè)置選擇相 反的方向。
9、 如權(quán)利要求8所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，在所述 步驟(2)中包括在所有交換終端上都設(shè)置主用鏈路計(jì)數(shù)器和備用鏈路計(jì)數(shù)器，用于記 錄相應(yīng)鏈路檢測(cè)包的出錯(cuò)率；在每個(gè)交換平面上設(shè)置鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器，用于檢測(cè)相應(yīng)交換終端對(duì)應(yīng) 鏈路檢測(cè)包的出錯(cuò)率；每個(gè)交換終端啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)向兩個(gè)交換兩面分別發(fā)送鏈路檢測(cè) 包，交換平面檢測(cè)在單位時(shí)間內(nèi)是否收到相應(yīng)交換終端發(fā)送過(guò)來(lái)的包；每 個(gè)交換平面也在定時(shí)往所有交換終端發(fā)送鏈路檢測(cè)包，交換終端檢測(cè)在單 位時(shí)間內(nèi)是否收到交換平面發(fā)送過(guò)來(lái)的包。
10、 如權(quán)利要求9所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，當(dāng)步驟 (2)任何一個(gè)交換終端檢測(cè)到至少有一條鏈路出錯(cuò)時(shí)，在步驟(3)中執(zhí)行以 下步驟如果主用和備用計(jì)數(shù)器都達(dá)到門P艮，則將所有交換終端對(duì)應(yīng)該終端的 過(guò)濾器位置改為使該交換終端交換系統(tǒng)的設(shè)置；如果只有備用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限，則該交換終端給出告警信息，并 啟動(dòng)對(duì)應(yīng)該鏈路的備用計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，監(jiān)測(cè)該鏈路，鏈路恢復(fù)正常時(shí)清 空備用鏈路計(jì)數(shù)器并關(guān)閉定時(shí)器；如果只有主用鏈路計(jì)數(shù)器達(dá)到門限，則將所有交換終端的過(guò)濾器對(duì)應(yīng) 該終端的過(guò)濾器位置改為屏蔽該出錯(cuò)主用鏈路對(duì)應(yīng)的交換平面而選擇另 一交換平面為通信鏈路的設(shè)置。
11、 如權(quán)利要求10所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，當(dāng)步 驟(2)任何一個(gè)交換平面檢測(cè)到對(duì)應(yīng)終端的鏈路出錯(cuò)時(shí)，在步驟(3)中執(zhí)行 以下步驟通知達(dá)到門限的鏈路檢測(cè)計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的交換終端只發(fā)送反向數(shù)據(jù)包， 并啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)向出錯(cuò)鏈路所連接的交換平面發(fā)送鏈路檢測(cè)包，如果 鏈路恢復(fù)正常，則通知交換終端將原先發(fā)送的臨時(shí)反向數(shù)據(jù)包改為正常數(shù) 據(jù)包。
12、 如權(quán)利要求11所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，當(dāng)步 驟(2)任何一個(gè)交換終端檢測(cè)到只有主用鏈路出錯(cuò)時(shí)，在步驟(3)中還執(zhí)行 以下步驟啟動(dòng)定時(shí)器，計(jì)數(shù)器超標(biāo)的交換終端定時(shí)向主用鏈路發(fā)送鏈路檢測(cè) 包，如果能夠通過(guò)主用鏈路回收到該檢測(cè)包，則清空主用鏈路計(jì)數(shù)器并關(guān) 閉定時(shí)器，并進(jìn)行無(wú)損倒換恢復(fù)原來(lái)的設(shè)置。
13、 如權(quán)利要求12所述的端口級(jí)保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述 無(wú)損倒換步驟為所有交換終端開始往交換平面發(fā)送反向數(shù)據(jù)包； 當(dāng)交換平面內(nèi)儲(chǔ)存的主用鏈路數(shù)據(jù)包都發(fā)送完畢后只剩下反向數(shù)據(jù) 包時(shí)，通知所有交換終端修改過(guò)濾器并發(fā)送正常數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于共享內(nèi)存以及負(fù)荷分擔(dān)模式的交換系統(tǒng)及端口級(jí)保護(hù)倒換方法。本發(fā)明系統(tǒng)包括兩個(gè)交換平面與若干個(gè)交換終端，通過(guò)背板總線以及高速鏈路線、信號(hào)線相連，每個(gè)交換終端都具有過(guò)濾器，所述若干個(gè)交換終端的過(guò)濾器的設(shè)置使得任何一個(gè)交換終端只從一個(gè)固定的交換平面接收?qǐng)?bào)文。發(fā)明方法公開了所述系統(tǒng)中端口級(jí)保護(hù)倒換方法。采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，在保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性方面有了很大的進(jìn)步，端口級(jí)的保護(hù)倒換使倒換時(shí)間盡量的短，丟失的報(bào)文盡量的少，更加快捷、穩(wěn)定，滿足電信級(jí)設(shè)備的倒換要求。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101212408SQ20061017036
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者張進(jìn)濤, 李燦偉, 林盛榮, 秦春華, 趙昊翔, 趙王勝 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司