[發明專利]一種標準ATCA設備的高可用性方法

有效

• 申請號: 200810232169.4
• 申請日: 2008-11-10
• 公開（公告）號: CN101764736A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 白曉亮
• 申請（專利權）人: 西安新郵通信設備有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/24
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言涉及一種標準ATCA設備的高可用性方法和技術。

背景技術

由于高級電信計算平臺(Advanced?Telecom?Computing?Architecture，即 ATCA)的構架較為復雜，涉及到冗余備份，尤其是多個ATCA機框級聯時，并且在 當前環境中ATCA內部多用以太網為通信接口的情況下，由于以太網不能產生環路， 所以框內通信、框間通信如何避免環路，另外交換板快速切換和節點板網口如何快速 切換等問題就凸顯出來。

當前的ATCA應用中，多使用STP技術解決上述問題，STP在Internet中廣泛使 用，是一種比較成熟的技術，但是Internet環境中，交換節點連接復雜多變，偶發事 件很多，但是ATCA設備一般用在相對比較穩定的電信級設備上，連接雖然復雜，但 是變化很少，并且要求切換快速，如果使用STP技術，在極端情況下，需要12秒才 能完成切換，是不能滿足要求的

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種標準ATCA設備的高可用性方法，能 夠達到防止以太網產生環路，并且切換時間由秒級降低為毫秒級。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

1.框內交換板和節點板的方案

框內共有兩個交換板，分別和節點板的兩個網口連接，如圖1所示。

初始化默認情況下，節點板兩個網口的生成樹狀態設置為block狀態，只能接受組 播，交換板經過主備競爭后，主用交換板利用以太網組播方式向節點板發送心跳報文， 節點板接收心跳后回復心跳，并打開接收到心跳的端口，可以接收單播和廣播。

如此節點板和交換板之間的通信通道建立。

當交換板發生切換時(交換板發生切換的原因很多，復位，死機等都會引起切換)， 切換成備用的交換板不再發送心跳，切換為主用的交換板開始發送心跳，節點板只要 始終保持打開收到心跳的端口即可。

另外，雖然心跳報文是組播報文，但是它實際上還是一種以太報文，所以，我們 可以在報文的有效載荷(payload)中加入統計信息或者其他需要交換的信息等私有協 議，通過交換板和節點板之間或交換板和交換板之間的心跳，獲得整個系統的信息， 包括統計信息或者其他信息，作為一種處理問題的機制。

2.框間交換板級聯的方案

以最具代表性的兩框級聯為例，如圖2所示。上面兩個交換板假定為一架一框交 換板，我們稱為上級交換板，下面兩個交換板稱為下級交換板假定為一架二框交換板 我們稱為下級交換板，連接關系為雙星。

在初始化狀態中，下級交換板將端口均設置為block狀態，上級交換板競爭產生 主備，主用交換板同時通過兩個下行端口PA1和PA2向下級交換板的上行端口利用以 太網組播方式發送心跳報文，下級交換板在接收到心跳報文以后，置接收到心跳報文 的端口的生成樹狀態為forward狀態，回復心跳，以此保證和上級主用交換板連接的 端口的生成樹狀態為forward狀態，和備用交換板連接的端口的生成樹狀態為block狀 態，以此建立一個沒有環路的拓撲。所述的下行端口是指上級交換板用于和下級交換 板連接的端口，同理，上行端口是指下級交換板用于和上級交換板連接的端口。

當上級交換板發生切換時，切換為主用的交換板繼續上述原則，下級交換板只要 保證打開收到心跳的端口即可。

當下級交換板發生故障時，上級主用交換板有兩種方式獲知此信息，一種是和下 級主用交換板的link中斷(和備用板link中斷僅僅需要標識一下即可)，這種方式相 應速度快，上級主用交換板判斷link中斷后，檢查和下級備用交換板連接的端口是否 正常，如果正常，向下級備用交換板發送切換指令，下級備用交換板接收到切換指令 后，進行升主操作，切換為主用，以此達到通信鏈路恢復。另一種是上下級主用交換 板之間的link信號正常，但由于種種原因通信中斷，此時僅需要在上級主用交換板上 實現一個心跳超時計數器，一旦在規定間隔時間沒有收到心跳報文，立刻重復link中 斷時的操作，向下級備用交換板發送切換指令即可。

當需要大規模級聯時，只需要將兩框級聯進行疊加即可，切換流程如上所述。