[發明專利]確定熱備份主備倒換切換時間的方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201110267369.5
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102316038A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 包靜
• 申請（專利權）人: 福建星網銳捷網絡有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/24
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種確定熱備份主備倒換切換時間的方法、裝置和系統。

背景技術

目前，由于路由器在網絡拓撲中有著至關重要的地位，因此路由器的穩定性與可靠性成為一個亟需解決的問題。為了維護路由器的穩定性與可靠性，除了需要提高路由器元器件的性能參數等硬性指標，更需要降低路由器出現故障的次數與持續時間，其中故障的持續時間是指從故障發生到故障恢復所需要的時間。

在安裝兩塊管理板的路由器上，一塊作為當前正常使用的管理板，稱為“主管理板”，另一塊作為備用的管理板，用于在主管理板發生故障或主動要求切換時接替主管理板工作，稱為“從管理板”。在利用管理板冗余方式提高了路由器交換容量的同時也提供了管理上的冗余，提高了路由器的穩定性，減少了路由器出現故障的持續時間。在路由器運行過程中，如果主管理板出現異常不能正常工作，路由器將自動快速切換到從管理板工作，不丟失用戶的相應配置，從而保證網絡能夠正常運行。

從主管理板切換到從管理板有以下兩種方式：

方式一、冷備份。從管理板僅在主管理板失效的時候接替主管理板工作，并且在接替工作中需要通信裝置重啟，這將導致幾分鐘的業務中斷；當從管理板接管通信裝置后，需要重新學習與通告通信裝置中的各種協議。因此，雖然相對于單管理板通信裝置，冷備份減少了通信裝置出現問題導致網絡中斷的時間，但是冷備份技術導致業務中斷的時間較長。

方式二、熱備份。熱備份有兩個關鍵處理機制：數據備份和管理板切換。其中數據備份是為了保證在管理板切換時，從管理板狀態和主管理板狀態一致；而管理板切換是為了讓從管理板接管設備時與線卡狀態一致。主管理板上運行的所有配置、協議和運行狀態，實時批量同步到從管理板上，同步完成后兩管理板進入熱備狀態。在主管理板出現故障后，從管理板可以迅速接替主管理板工作，不需要通信裝置重啟。主、從管理板切換過程中，各種協議、狀態維持切換前正常運行，不需要進行重新計算。因此，在主、從管理板切換的過程中，僅在短暫切換時間內出現對各種協議報文處理中斷，以及對數據流轉發中斷，與冷備份技術相比，大大縮短了業務中斷時間，達到故障對用戶透明的目的。

在利用熱備份技術進行主、從管理板切換時，對于路由器而言，降低故障持續時間就需要減少路由器熱備份主、從管理板切換(以下簡稱主備倒換)的切換時間。為了減少路由器熱備份主備倒換的切換時間，首先需要測試出路由器熱備份主備倒換需要的切換時間。

現有確定熱備份主備倒換切換時間的方法主要是依靠測試儀，測試儀發送端以勻速速率V(測試儀的發送速率)發送報文(即每秒發送V個報文)，在接收測試儀發送的報文過程中，通信裝置進行熱備份主備倒換，等通信裝置的主備倒換成功后停止測試儀的發送，記錄下向通信裝置發送報文的個數M與從該通信裝置接收到的報文個數N，通過計算公式(M-N)/V計算該通信裝置熱備份主備倒換切換時間，測試拓撲如圖1所示。

為了應付通信裝置中的突發流量，會在通信裝置對應的接口設定一個突發流量的緩存能力。在進行熱備份主備切換的時候，已經進入通信裝置的報文雖然不能發送出去，但是可以保存在緩存中；當切換成功后，緩存中的報文與新進入通信裝置的報文會一起發送出去，其中新進入通信裝置的報文按照測試儀的發送速率發出，而緩存中的報文能夠以非常大的速率發出，新進入通信裝置的報文的發送速率與緩存中報文的發送速率之和不超過通信裝置能承受的最大速率。

1)當測試儀發送速率比較小的時候，可能緩存還沒有裝滿，就已經完成了主備切換。由于測試儀發送速率比較小，緩存中的報文能夠與切換后進入通信裝置的報文一起發送出去，因此不會有丟包，按照現有測試方法(M-N)/V，由于測試儀向通信裝置發送報文的個數M與從該通信裝置接收到的報文個數N的值相同，會得出主備切換時間為0，但實際上切換時間是存在的。

2)當測試儀發送速率較大但沒有超過通信裝置能承受的最大速率時，則在主備切換時，大量報文進入緩存中，可能在主備切換尚未完成時，緩存已經裝滿，此時將導致在主備切換過程中出現報文丟失。在切換成功后，緩存中的報文能夠與切換后進入通信裝置的報文一起發送出去。

如圖2所示，測試儀發送報文個數為6V，接收報文個數為4V，現有測試方法測試出來切換時間為2s。但從圖中我們可以看出，實際上測試儀接收到的報文中有一部分是主備切換過程中緩存中的保存的報文，緩存中的報文是和切換后新進入通信裝置的報文一起發送出去的，因此實際切換時間大于現有方法確定出的時間。