一种lte网关设备交换子系统的冗余备份方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及LTE网关设备，更具体地，涉及一种在LTE网关中需要备份的设备。
【背景技术】
[0002]参考图1，无论LTE Small Cell网关设备(包括SeGW和HeNBGW)是一个汇聚网关设备。SeGW(Security Gateway，安全网关)和 HNB Gff (Home NodeB Gateway，家庭基站网关)为HNB (Home NodeB，家庭基站)网元和3G核心网之间的新增功能实体。其中，SeGW负责建立IPsec (Internet协议安全性)安全隧道，保障HNB从IP网接入的安全性；HNB Gff负责对HNB和3G核心网之间的信令和数据进行汇聚和分发，并负责对HNB和UE的注册和接入控制。在电信运营商网络中对汇聚网关设备的可靠性要求极高，不允许正常业务中断。要实现高可靠性，LTE网关设备的1+1冗余备份组网是一个重要的技术手段。LTE网关包括SeGW和HeNB GW两种，每种网关里面都有交换子系统。另一个方面为了节省电信运营商设备机房的空间增加LTE网关设备的集成度，通常采用板卡级的1+1冗余备份网关系统。所谓板卡级的1+1冗余备份，即在一个模块化网关设备机箱里面同时插入同等数量的主卡和备卡。板卡硬件的类型包括实现LTE业务处理的业务板和实现数据汇聚转发和整机控制的交换板。
[0003]常见的一种LTE网关设备冗余备份方法是在交换板卡之间建立心跳请求应答机制，引用健康检查通信的过程不断的交换主备交换板卡的运行信息。当主卡与外部主机的链路上心跳断开时，将备卡启动。
[0004]另一种常见一种LTE网关设备冗余备份方法是在交换板卡之间运行STP协议，通过检查板卡间的环路状态来阻塞掉一些端口，当有交换板卡发生故障时相应的环路状态消失了被阻塞的端口会被重新打开，从而恢复交换板卡的转发通路。
[0005]这两种常见的交换板的冗余备份实现方法都无法较好地解决电信运营商级应用的高可靠性低时延的备份切换需求。第一种实现方法的时实性受心跳间隔的影响，实际引用中心跳间隔为100毫秒是极限，这种情况下保持一定的容错性允许少量丢包的话切换时延在I秒左右。第二种实现方法的实时性受STP协议的收敛时间影响，即使使用RSTP快速收敛协议，备份切换时间也要在I秒左右。
【发明内容】
[0006]为此，发明人提供一种快速处理冗余备份事件的一种LTE网关设备交换子系统的冗余备份方法和对应的设备。
[0007]所述一种LTE网关设备交换子系统的冗余备份方法，包括以下步骤:
[0008]将业务板上的两个端口分别与两个交换板的第一以太网接口连接，所述的两个交换板中与业务板连接使能的交换板为第一交换板，另一交换板为第二交换板，第二交换板备份第一交换板中的配置信息；
[0009]将两个交换板的第二以太网接口与外部主机连接；
[0010]监测交换板与外部主机之间第二以太网接口的中断状态，所述中断为第二以太网接口连接断开时触发的中断；
[0011]当发生所述中断时，则将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，将网关设备的负责数据链路的交换板由第一交换板切换到第二交换板。
[0012]进一步，还包括以下步骤:
[0013]监测第一交换板与业务板之间第一以太网接口的中断状态，所述中断为第一交换板和业务板连接的第一以太网接口连接断开时触发的中断；
[0014]当发生所述中断时，则将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，将网关设备的负责数据链路的交换板由第一交换板切换到第二交换板。
[0015]进一步，包括以下步骤:
[0016]判断当第一交换板的缓存中的外部主机对应的MAC地址在设定的时间内是否刷新；
[0017]若有刷新，则第一交换板与外部主机之间的链路通信正常；
[0018]若没有，则第一交换板发起ARP探测，若ARP探测成功，则第一交换板与外部主机之间的链路通信正常；
[0019]若失败，则将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，将网关设备的负责数据链路的交换板由当前交换板切换到备用交换板。
[0020]进一步，还包括以下步骤:
[0021]判断第一交换板的硬件温度，若第一交换板的硬件温度达到设定值，将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，则将网关设备的负责数据链路的交换板由当前交换板切换到备用交换板。
[0022]发明人还提供了一种LTE网关设备交换子系统，包括第一交换板，第二交换板，至少一对互为主业务板和备用业务板的业务板；
[0023]所述交换板具有第二以太网接口和至少2个第一以太网接口，所述交换板分别通过各自的第二以太网接口与外部主机连接，所述业务板通过交换板第一以太网接口与交换板连接；
[0024]所述的两个交换板中与业务板连接使能的交换板为第一交换板，另一交换板为第二交换板，第二交换板用于备份第一交换板中的配置信息；
[0025]所述第一交换板还用于监测第一交换板上的第二以太网接口中断，当其第二以太网接口发生中断时，将第二交换板与外部主机的连接使能，将第二交换板与外部主机的连接使能，并使第二交换板负责数据链路交换功能。
[0026]进一步，所述第一交换板还用于监测第一交换板与业务板之间第一以太网接口的中断状态，所述中断为第一交换板和业务板连接的第一以太网接口连接断开时触发的中断；
[0027]当发生所述中断时，则将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，将网关设备的负责数据链路的交换板由第一交换板切换到第二交换板。
[0028]进一步，所述第一交换板还用于缓存外部主机的MAC地址，当所述MAC地址在设定的时间内有刷新，则第一交换板与外部主机之间的链路通信正常；若在设定的时间内没有刷新，则第一交换板发起ARP探测，若ARP探测成功，则第一交换板与外部主机之间的链路题哦那些正常；若ARP探测失败，则将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，将网关设备的负责数据链路的交换板由当前交换板切换到备用交换板。
[0029]进一步，所述第一交换板还用于判断其自身的硬件温度，若第一交换板的硬件温度达到设定值时，将所述第二交换板与外部主机的连接使能，将所述业务板与第二交换板的连接使能，则将网关设备的负责数据链路的交换板由当前交换板切换到备用交换板。
[0030]区别于现有技术，上述技术方案中由于物理端口状态的变化情况是以中断的方式报告给软件的功能完整性监控模块，所以感知到事件的延迟非常低，在10毫秒以内。因此本发明能快速的启动备用交换板。因而故障恢复时间短响应及时，保证了网关设备的健壮性。
【附图说明】
[0031]图1为【背景技术】所述LTE Small Cell网关设备的连接示意图；
[0032]图2为【具体实施方式】所述一种ATCA机箱的硬件安装方式示意图；
[0033]图3为【具体实施方式】所述部分硬件的连接方式示意图；
[0034]图4为【具体实施方式】所述部分硬件的连接方式示意图；
图5为具体实施例所述LTE网关设备交换子系统的冗余备份方法步骤；
图6为具体实施例所述LTE网关设备交换子系统的冗余备份方法步骤。
【具体实施方式】
[0035]为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0036]请参阅图2，图2示为本发明的一种ATCA机箱的硬件安装方式，LTE网关由ATCA机箱、交换板和业务板三个主要部分组成，其中ATCA机箱的用于给各个业务板卡供电并提供背板通道，其中交换板的用于提供最终的业务物理接口并汇聚进出的业务数据流，交换板的功能中最基础的就是二层转发；其中业务板用于流量转发以及隧道业务和各种接入业务的处理。在多数的实施例中，交换板为I对，业务板至少有I对；例如ATCA机箱为6槽或14槽时，业务板分别为2对和6对。一对交换板互为主备交换板，每对业务板互为主备业务板。LTE网关设备提供的业务包括IP包三层转发、IPsec隧道封装解封装以及加解密、NAT网络地址转换、访问策略控制、GTP-U的IP隧道封装解封装业务。在各个具体的业务模块软件实现的时候，将对业务板的物理端口透明，只能看到逻辑层面的聚合端口。在6槽ACTA机箱里面，除了