专利名称：一种电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法
技术领域：
本发明涉及上联板卡的保护，具体的说是一种电信级宽带接入设 备上联板卡保护的方法。
背景技术：
随着社会对信息依赖性的增加，网络对人们日常生活的影响也越 来越大， 一旦网络出现故障，将对社会的正常运作造成极大的冲击和 损失。如何构建安全的承载网络成为摆在每个运营商面前最实际的问 题，能否提供稳定成熟的保护机制也决定了其多业务和新兴业务开展 的成败。
近些年来，随着越来越多的基于局域网的语音和多媒体应用的部 署，局域网基础设施底层的性能变得至关重要。每一个网络部件的可
用性都是不可缺少的，不仅广域网链路、ISP和路由网络应当具有冗
余性，而且桥接路径也应当具有冗余性。双上行组网是常用应用组网
之一，其工作原理是组网通过生成树协议阻塞冗余链路，起备份作 用，当主用链路故障时，将流量切换到备用链路，从而保护网络的畅 通。虽然这种方案从功能上可以实现客户冗余备份的需求，但是在性 能上却不能达到很多用户的要求。
生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)能够提供路径冗余， 使用STP可以使两个终端中只有一条有效路径，并且迫使一定的备份 路径处于备用状态。如果生成树中的有效路径一部分不可用或者STP 值变化了，生成树算法会重新计算生成树拓扑，并且通过启动备份路 径来重新建立连接。生成树协议的收敛时间是关键，这将影响到网络 性能，STP需要30到60秒的时间来检测这些变化和重新配置，这对 于应用于电信级网络核心的高端以太网交换机，是非常不利的一个性能参数。为了改善生成树协议的收敛时间，提出了快速生成树协议。
快速生成树协议RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)通过 快速生成树算法在交换网络中阻断部分冗余路径，建立起无环路的树 状网络。快速生成树协议所采用的快速生成树算法是一个分布式算 法，它选择一台交换机作为生成树的树根，算法为每台交换机上的不 同端口分配端口任务。RSTP根据端口在活动拓扑中的作用，定义了 五种端口角色
非活动端口 (disabledporO，
根端口 (root port),
指定端口 (designated port),
替代端口 (alternate port),
备份端口 (backup porO。
无论端口承担什么任务，它们都可以在发生故障的情况下成为提 供连接性的替代端口或备用端口， RSTP保证了在交换机端口或局域 网发生故障后，较快地恢复网络连接，使重新配置和恢复服务的时间 达到秒级以下，但这仍不能满足电信级网络核心的高端以太网交换 机。
采用环网解决方案虽然可以提高收敛性能，但是在组网上有较大 的局限性，对于双上行组网需要采用同域相交环的配置，复杂度较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种电信级宽带接入设 备上联板卡保护的方法，在双上行的组网环境中以简单的配置，很小 的开销实现几毫秒的快速倒换，保护信息的完整，满足用户对业务高 服务质量的要求。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是
一种电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法，其特征在于其 具体步骤为步骤l，将主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态主端口 先进入转发状态，从端口作为备份端口被设置成阻塞状态，不能转发 数据流；
步骤2，定期检测主端口的工作状态如果检测到主端口工作正 常，主端口就继续转发数据，等待下一次检测；如果检测到主端口链 路发生故障，则执行主备链路倒换，将从端口置为转发状态，接着将 主端口的信息复制一份给从端口 ，以便从端口实现更快的速度完成主 备倒换，最后将主端口置为阻塞状态。
在上述技术方案的基础上，执行完主备链路倒换后，设备产生提 示告警，并上报网管。
在上述技术方案的基础上，执行完主备链路倒换后，设备继续定 期检测主端口的工作状态，当检测到主端口恢复正常时，在网管上重 新将主端口置为转发状态，接着将从端口的信息复制一份给主端口， 保护信息完整，达到快速倒换的目的，最后将从端口置为阻塞状态。
在上述技术方案的基础上，当执行主备链路倒换时，执行主备链 路倒换的设备通过发送报文通知其他设备进行MAC地址表的刷新操 作，把原来的从端口变为主端口；所述报文的格式为目的MAC地址 +源 MAC 地址+VLAN+Version+Checksum+Ring ID+Auth-mode +Password+FCS。
本发明所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法，在双上 行的组网环境中以简单的配置，很小的开销实现几毫秒的快速倒换， 保护信息的完整，满足用户对业务高服务质量的要求。
本发明有如下附图
图1报文的格式
图2系统初始化换流程图
图3主备倒换从开到关流程图
6图4主备倒换从关到开流程图 图5上联板卡拔插处理图 图6主备倒换流程图
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一般上联板卡只用做上联端口，本发明中使用主备两块上联板 卡，且主备上联板卡以通过网管配置三种端口主端口、从端口以及 上联端口，正常情况下主端口和从端口配对使用。上联板卡也可称为 上联盘。
本发明所述电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法的具体步 骤如下(参见图6):
步骤l，将主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态主端口 先进入转发状态，从端口作为备份端口被设置成阻塞状态，不能转发 数据流；
步骤2，定期检测主端口的工作状态如果检测到主端口工作正 常，主端口就继续转发数据，等待下一次检测；如果检测到主端口链 路发生故障，则执行主备链路倒换，将从端口置为转发状态，接着将 主端口的信息复制一份给从端口 ，以便从端口实现更快的速度完成主 备倒换，最后将主端口置为阻塞状态。
在上述技术方案的基础上，执行完主备链路倒换后，设备产生提 示告警，并上报网管。
在上述技术方案的基础上，执行完主备链路倒换后，设备继续定 期检测主端口的工作状态，当检测到主端口恢复正常时，在网管上重 新将主端口置为转发状态，接着将从端口的信息复制一份给主端口 ， 保护信息完整，达到快速倒换的目的，最后将从端口置为阻塞状态。
在上述技术方案的基础上，当执行主备链路倒换时，执行主备链 路倒换的设备通过发送报文通知其他设备进行MAC地址表的刷新操作，把原来的从端口变为主端口；所述报文的格式如下
目的 MAC 地址+源MAC地址+VLAN+Version+Checksum+Ring ID+Auth_mode+Password+FCS。
当发生链路切换时，原有的转发表项将不适用于新的拓扑网络， 需要整网进行MAC表项更新。本发明对于MAC地址表的处理采用了新 方法，该方法不改变芯片中的MAC地址表，只是把原来的从端口变为 主端口，既保护了信息的完整性，又省去了芯片重新学习MAC地址的 时间，所以倒换时间更短。这时设备通过发送报文通知其他设备进行 MAC地址表的刷新操作，其机制与当前环网协议兼容。报文的格式如 图1所示。前6 bytes是目的MAC地址，也就是收包设备的MAC地址， 用于识别收端设备；接下来的6 bytes是源MAC，也就是发包设备的 MAC地址，用于识别发端设备；VLAN是虚拟局域网，起隔离作用； Version是版本信息，表示当前正运行的IP版本信息；Checksum是 一种算法，用于数据包校验；FCS是帧校验序列，用于帧的错误校 验。
上述技术方案中，当上联板卡主备使能后就不能再对备板卡进行 设置，所有对备板卡的设置只能通过对主板卡上联端口进行，对主板 卡的任何配置都会同步给备板卡，做到主备上联板卡配置一致，这样 设备就具备了冗余备份和快速倒换的能力，在倒换时对MAC地址表的 同步采用了新方法，既保护了信息的完整性又省去了重新学习MAC地 址的时间，从而实现几毫秒的快速主备倒换。
下面以EPON设备为例，结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。
烽火AN5116-06A是一种电信级宽带接入设备，设备的29和30 槽位提供了2个上联板卡，每个上联板卡4个端口，要么全电口要么 全光口，且上联板卡可拔插。为了简单的实现上联板卡主备倒换功能， 使用TRUNK实现上联板卡主备倒换功能。执行主备倒换时，只对主盘 的前三个端口和备盘的前三个端口进行主备操作，如29: l — 30: 1， 29: 2 — 30: 2， 29: 3 — 30: 3，把这三组端口配对使用，便可实现主备功能。
系统初始化时会对端口做初始化操作。如果设备配置中主备倒换 是开，就进入主备倒换从关到开的流程，初始化端口。如果设备配置 中主备倒换是关，就结束对端口的初始化。操作过程如图2所示。
设备能根据上联板卡主备倒换使能开关设置，控制上联板卡主备 倒换功能。通过命令行或图形网管来打开或者关闭主备倒换使能开 关，控制上联板卡主备倒换使能。
用户将主备使能从开到关时，过程如图3所示，先删除备盘端口
的业务VLAN，再删除备盘的Qos设置，最后将备盘端口从TRUNK中 移除，完成主备使能从开到关。
用户将主备使能从关到开时，过程如图4所示，先检测主备板 卡类型是否一致，如果不一致则不能进行主备倒换。如果主备一致， 就检测业务VLAN中是否有备盘上的端口，将会有A， B两种不同配置 过程
A:如果没有，检测备盘中是否有端口在TRUNK中，如果有就删 除备盘端口所在的TRUNK,然后在这个TRUNK中加入除备盘端口之外 的所有端口，如果没有就删除bridge上的监视、被监视端口，并将 备盘前三个上联端口置为"disable"状态。设置备盘上联端口自动 协商模式、端口速率、工作模式、流控、端口学习、端口优先级、性 能统计门限，QoS， vlan和tag等与主端口一致。然后看备盘端口 对应的主端口是否在trunk中，如果不在就把备盘端口和主端口组成 trunk,如果在就保留trunk成员属性，删除主端口的trunk,备盘 端口和主端口及trunk成员组成新trunk。保证设置备盘上联端口状 态和主端口一致。
B:如果没有，删除备盘端口上的业务vlan，如果业务vlan中 的VID没有其它vlan使用，则删除此vlan，有则保留。
其中，监视端口和被监视端口有可能刚好同在一个trunk里面， 且在trunk里设置监视端口也会极大影响端口流量，所以在主备倒换 从关到开时应用程序会把监视端口删除。
9系统管理模块如果检测到上联板卡拔插信息，就进入热拔插处理 流程，如图5所示，当检测到上联板卡有热插拔事件时，主从通信模
块回调函数发送槽位事件消息给系统管理模块，通知板卡有up、 down 或connect事件，如果此槽位配置为空，则把上联板卡相关信息填入 br—slot—dev结构，注册上联板卡信息到系统中去，给网管发trap 消息告知网管板卡的状态。
主备使能后不能对备盘进行设置，所有对备盘的设置只能通过对 主盘上联口进行，对主盘的任何配置操作后，都要和备盘作同步操作， 使主备盘设置一致。以上设置成完成后，设备工作后系统会对上联板 卡做初始化操作，使设备具备了冗余备份和快速倒换的能力。如图6 所示，主端口优先进入数据转发状态，从端口处于阻塞状态。设备不 断检测主端口的工作状态，当主端口发生故障时，从端口快速切换成 数据转发状态，同时把主端口的信息复制一份给从端口，实现主备更 快速的倒换，整个网络的信息也会因为发生了倒换而更新。当设备检 测到主端口恢复正常时，从端口会同样把信息复制一份给主端口，从 端口再次处于阻塞状态，主端口倒换成数据转发状态，倒换过程仅需 要几毫秒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在 本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均含于 本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法，其特征在于其具体步骤为步骤1，将主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态主端口先进入转发状态，从端口作为备份端口被设置成阻塞状态，不能转发数据流；步骤2，定期检测主端口的工作状态如果检测到主端口工作正常，主端口就继续转发数据，等待下一次检测；如果检测到主端口链路发生故障，则执行主备链路倒换，将从端口置为转发状态，接着将主端口的信息复制一份给从端口，以便从端口实现更快的速度完成主备倒换，最后将主端口置为阻塞状态。
2. 如权利要求1所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护的方 法，其特征在于执行完主备链路倒换后，设备产生提示告警，并上 报网管。
3. 如权利要求1或2所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护 的方法，其特征在于执行完主备链路倒换后，设备继续定期检测主 端口的工作状态，当检测到主端口恢复正常时，在网管上重新将主端 口置为转发状态，接着将从端口的信息复制一份给主端口，保护信息 完整，达到快速倒换的目的，最后将从端口置为阻塞状态。
4. 如权利要求1或2所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护 的方法，其特征在于当执行主备链路倒换时，执行主备链路倒换的 设备通过发送报文通知其他设备进行MAC地址表的刷新操作，把原来 的从端口变为主端口；所述报文的格式为目的MAC地址+源MAC地 址+VLAN+Version+Checksum+Ring工D+Auth-mode+Password+FCS。
5. 如权利要求3所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护的方 法，其特征在于当执行主备链路倒换时，执行主备链路倒换的设备 通过发送报文通知其他设备进行MAC地址表的刷新操作，把原来的从端口变为主端口；所述报文的格式为目的MAC地址+源MAC地址 +VLAN+Version+Checksum+Ring ID+Auth—mode+Password+FCS。
全文摘要
一种电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法，涉及上联板卡的保护，其具体步骤为步骤1，将主端口置为转发状态，从端口置为阻塞状态；步骤2，如果检测到主端口工作正常，主端口就继续转发数据，等待下一次检测；如果检测到主端口链路发生故障，则执行主备链路倒换，将从端口置为转发状态，接着将主端口的信息复制一份给从端口，以便从端口实现更快的速度完成主备倒换，最后将主端口置为阻塞状态。本发明所述的电信级宽带接入设备上联板卡保护的方法，在双上行的组网环境中以简单的配置，很小的开销实现几毫秒的快速倒换，保护信息的完整，满足用户对业务高服务质量的要求。
文档编号H04L12/26GK101557313SQ200910130939
公开日2009年10月14日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者凌 李, 杨帅伟, 汪昭银 申请人:烽火通信科技股份有限公司