专利名称：一种保持被串接链路两端状态同步的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种需要在通信网络中进行串接部署的装置，尤其是一种能够使得被串接链路两端工作状态保持同步的装置及其方法。
背景技术：
在通信网持续发展，特别是互联网规模逐步增长之际，一类通过将设备串接在链路的应用正在越来越多的被采用，如流量统计、流量控制与干扰、数据采集等。这类应用的显着技术特征是，在不改变既有网络中网元设备的规格、端口、结构等要素的要求下，在目标设备间一对一的部署设备或单元，即在两台网络设备中间的线路串接第三台设备。如图1所示，网元A和网元B为入网的设备，本发明涉及装置串接在网元A和网元B之间。作为一种工作在串接模式下的通信设备或单元，在性能指标满足的前提下，还必须有足够的可靠性、安全性。这是因为不影响原有网元的规格、端口、结构的要求，是表明该类设备的重要性次于被串接的网元。该类设备只是作为附加设备存在。除了依靠设备本身的质量及设计实现一些可靠性及安全性，还必须有足够的机制保证被串接线路的安全。
通常，此类设备会依靠外在或内置的切换保护装置，实现在设备工作状态异常时，自动倒通线路，以保证原线路的通信正常。如图2所示，线路保护装置在本发明涉及装置出现异常时，自动恢复线路连通性。但外置或内置的保护装置只能实现串接设备出现异常，进行切换保护，而两端设备出现异常时，并不在保护装置的保护范围。但一个不可忽视的现实是，在如今的通信网络中，特别是IP(Internet Protocol)网络和信令网中，网络设备之间，如路由器/信令点之间，出现通信异常时，依靠线路状态的变化或对端设备状态的变化，可以立即重新计算出整个网络路由拓扑结构。而串接部署装置是一种有源设备，在自身工作状态正常的情况下，被串接线路一端的设备如网元A或其端口发生异常使得线路中断，而另一端设备网元B因为直接连接的是有源装置，其端口会继续工作在正常状态，且认为网元A也工作在正常状态。则另一端设备网元B并不会在端口级别及时获知对端工作状态变化，使得不能及时更新网络路由结构。更危险的是，在被串连线路属于备用性质，并仅依靠线路的物理状态来感知对端的存在，有源串接设备或单元则屏蔽了这种可能存在的异常信息由一端向另一端传递，当备用线路需要被启用时却不能成功启用。因此，此类设备在目前的线路保护技术能力下，只能做到自身异常的保护，却在被串接线路两端的设备或端口发生异常时，阻断了异常信息的传递。
发明内容
本发明要解决的问题是，在一种支持串接应用的有源设备中，实现在两端设备的端口或线路状态发生变化时，该有源设备两端的端口不能进行状态同步的问题。该问题将导致原有网络中网元根据线路、对端设备状态改变而及时重新计算网络数据传递路径的智能选路功能失效。为了解决上述问题，本发明提供一种保持被串接链路两端状态同步的装置，包括端口 A和端口 B，为本装置提供实际的外部接口，端口 A和端口 B为成对关系，分别连接被串联的两端设备；端口 A状态控制单元，记录端口 A的端口各种状态值，包含开关状态、工作速率、端口能力范围、对端端口能力范围，同时根据全局主控单元的指令切换端口 A状态；端口 B状态控制单元，维护端口 B的端口各种状态值，包含开关状态、工作速率、端口能力范围、对端端口能力范围，同时根据全局主控单元的指令切换端口 B状态；全局主控单元，通过配置界面将端口 A/端口 B确定为一对串联端口，实时从端口 A控制单元和端口 B控制单元分别获得端口 A和端口 B的状态信息，输出至状态同步计算单元，由状态同步计算单元计算端口 A和端口 B所应该所处的结果状态值并返回，分别输出至端口 A控制单元和端口 B控制单元；状态同步计算单元，根据输入的所述的端口 A状态值和端口 B状态值，计算出端口 A和端口 B的结果状态值。所述端口 A为本装置的外部接口，连接被本装置串接的两设备之一，如图1所示网元A。端口 A状态为启动状态、协商状态和强行关闭状态，在协商状态时，包含本端口能力范围及对端端口 A能力沮围。端口 A与对端端口协商成功，将工作在两者能力沮围交集的最高值。端口 A与对端端口 A直接连接，且通过自动协商成功后，处于启动状态。端口 A与对端端口 A任一方发生由端口开启变化为非开启状态，将影响另一方随之变化。所述端口 B为本装置的外部接口，连接被本装置串接的两设备之一，如图1所示网元B。端口 B状态为启动状态、协 商状态和强行关闭状态，在协商状态时，包含本端口能力范围及对端端口 B能力范围。端口 B与对端端口协商成功，将工作在两者能力范围交集的最高值。端口 B与对端端口 B直接连接，且通过自动协商成功后，处于启动状态。端口 B与对端端口 B任一方发生由端口开启变化为非开启状态，将影响另一方随之变化。端口 A和端口 B为成对关系，为本发明涉及装置的一对接口，端口 A连接网元A，端口 B连接网元B。所述端口能力范围为端口所能传输数据的速率值范围，包含155Mbps，622Mbps，
2.5Gbps, 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps, IOGbps, 40Gbps 等速率值。端口 A状态控制单元，实时获得端口 A的工作状态，包含端口开关状态、端口速率状态、端口能力范围、对端端口能力范围，在端口 A的状态发生变化时，上报端口 A的状态给全局主控单元。端口 B状态控制单元，实时获得端口 B的工作状态，包含端口开关闭状态、端口速率状态、端口能力范围、对端端口能力范围，在端口 B的状态发生变化时，上报端口 B的状态给全局主控单元。全局主控单元，提供配置界面将端口 A/端口 B确定为一对端口，接收来自端口 A状态控制单元或端口 B状态控制单元所上报的各状态，作为参数，并调用状态计算控制单
J Li ο状态计算控制单元，根据全局主控单元上报的各端口状态参数，计算出各端口的目标状态值，即端口 A和端口 B所需要达到的状态，该目标值状态返回给全局主控单元，全局主控单元将结果指定同时下发给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元。本发明还提供了一种保持被串接链路两端状态同步的方法。包括全局主控单元收集来自端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元上报的端口状态信息，传递给状态同步计算单元；状态同步计算单元根据对端端口状态值进行开启策略al判断，如确认不开启，形成关闭指令bl ;如确认开启，再依据对端端口 A能力范围、端口 A能力范围、端口 B能力范围、对端端口 B能力范围进行能力策略a2确认，如果没有交集，形成关闭指令b2 ;如果存在交集，以交集沮围中最大速率能力作为工作能力，形成开启指令b3。在一次过程中，bl、b2、b3三种结果只有一个有效，形成唯一结果指令c3。全局主控单元获得结果状态，下发给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元进行状态强制调整。根据图3所示，在采用本发明装置之前，对端端口 A与对端端口 B是直接连接的，两个端口是可以直接感知线路或对方的状态的。在采用本发明装置之后，由端口 A和端口 B分别与之连接。对端端口 A或对端端口 B的变化，只能引起端口 A和端口 B的状态相应变化。本发明解决了端口 A和端口 B的状态同步，在采用本发明装置之后，对端端口 A状态变化，通过端口 A和端口 B状态的主动同步，可引起对端端口 B状态的同步变化；反之可以是对端端口 B状态变化，弓I起对端端口 A状态的同步变化。
图1是本发明涉及装置串接在网元A和网元B的示意图。图2是本发明涉及装置连接在线路保护装置的示意图。图3是本发明一种保持被串联链路状态透明的装置。图4是本发明一种保持被串接链路两端状态同步的方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图3所示，本发明提供一种保持被串联链路状态透明的装置，图4是本发明一种保持被串接链路两端状态同步的方法示意图。包括端口 Al、端口 B2、端口 A状态控制单元3、端口 B状态控制单元4、全局主控单元5、状态同步计算单元6。端口 Al :提供I对外部端口的其中I个，用以连接2个被串接网元设备的其中I个。端口 A为可见的物理接口，可为光接口或电接口，具备一种或多种速率能力。端口A与对端端口 A连接时，任何一方处于关闭状态时，另一方不会开启；当两方都处于开启状态，将工作在各自速率能力范围交集的最高值。这属于公知的功能，在本发明所涉及装置被部署之前，在对端端口 A和对端端口 B之间便是如此，此处不再详细描述。端口 B2 :提供I对外部端口的其中I个，用以连接2个被串接网元设备的其中I个。端口 B为可见的物理接口，可为光 接口或电接口，具备一种或多种速率能力。端口B与对端端口 B连接时，任何一方处于关闭状态时，另一方不会开启；当两方都处于开启状态，将工作在各自速率能力范围交集的最高值。这属于公知的功能，在本发明所涉及装置被部署之前，在对端端口 A和对端端口 B之间便是如此，此处不再详细描述。端口 A状态控制单元实时获得端口 A的工作状态，如开/关状态、工作速率，端口A的能力范围，以及对端端口 A的能力范围等值，并存储这些值；可直接控制端口 A工作状态。端口 A状态控制单元为硬件接口芯片，实现端口 A的状态信息存储与状态控制模块，并拥有一块固定大小的独立内存空间存储状态信息。在端口 A的各状态值发生变化时，上报给全局主控单元。端口 A状态控制单元同时接收来自全局主控单元的指令，直接控制端口 A的工作状态。端口 B状态控制单元实时获得端口 B的工作状态，如开/关状态、工作速率，端口B的能力范围，以及对端端口 B的能力范围等值，并存储这些值；可直接控制端口 B工作状态。端口 B状态控制单元为硬件接口芯片，实现端口 B的状态信息存储与状态控制模块，并拥有一块固定大小的独立内存空间存储状态信息。在端口 B的各状态值发生变化时，上报给全局主控单元。端口 B状态控制单元同时接收来自全局主控单元的指令，直接控制端口 B的工作状态。全局主控单元全局的控制管理单元。提供配置界面，任意指定的两个端口形成成对端口组，多个端口组组成端口组关系表。端口 A、端口 B确定为一对端口。全局主控单元运行于主控CPU (Central Processing Unit,中央处理器)上,将来自端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元上报的端口状态信息,作为一组参数传递给状态同步计算单元，计算出端口 A和端口 B目标结果状态并返回给全局主控单元。该目标结果状态值被全局主控单元下发给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元。状态同步计算单元根据全局主控单元输入的一对端口状态信息，通过逻辑计算，确定端口目标结果状态。 状态同步计算单元接收来自全局主控单元的一对端口状态信息，包含端口 A状态、端口 A速率、端口 A能力范围、对端端口 A能力范围、端口 B状态、端口 B速率、端口 B能力范围、对端端口 B能力范围。首先根据对端端口 A能力范围和对端端口 B能力范围进行开启策略判断，如全不为O，则进入能力策略判断，以端口 A能力范围、对端端口 A能力范围、端口 B能力范围、对端端口 B能力范围进行与操作。如存在交集且不为0，则形成开启指令并以交集中最大速率值作为工作速率。否则形成关闭指令。下面以端口支持IOM/1OOM/1OOOMbps速率的GE串联装置做示例说明。在较佳的实施系统中，装置具备多个外部端口，由全局主控单元提供的配置界面将这些外部端口两两进行成对配置，取其中一对进行示例分别为端口 A\端口 B。被端口 A\端口 B串联的对端端口分别为对端端口 A(10M/IOOM/1000Mbps, GE 接口)和对端端口 B (10M/100Mbps, FE 接口)，均为RJ45接口。在以下的说明中，通过插拔网线的操作体现对端端口 A或对端端口 B的状态变化。初始状态中，端口 A与对端端口 A、端口 B与对端端口 B均未连接。第一步，连接端口 A与对端端口 A，两端口间开始协商并相互传递本端口能力范围。端口 A状态控制单元实时获得端口 A状态(关闭状态)、端口 A速率(O)、端口 A能力范围(IOM/IOOM/1000Mbps)，对端端口 A 能力范围(10M/100M/1000Mbps)，其中对端端口 A 能力范围发生改变，端口 A状态控制单元将此处各状态值上报至全局主控单元。全局主控单元根据端口组关系表确认端口 B为相对端口，此时端口 B状态控制单元未同时上报信息，全局主控单元主动查询端口 B状态控制单元，获得端口 B状态(关闭状态)、端口 B速率(O)、端口 B能力范围(10M/100M/1000Mbps)，对端端口 B能力范围(0)，两组状态被传递至状态同步计算单元。状态同步计算单元首先对端端口 A能力范围(10M/100M/1000Mbps)和对端端口 B能力范围(O)进行与操作，确认结果为0，形成关闭指令，并返回给全局主控单元。全局主控单元下发关闭指令给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元。端口 A和端口 B未能开
启O第二步，连接端口 B和对端端口 B。两端口间开始协商并相互传递本端口能力范围。端口 B状态控制单元实时获得端口 B状态(关闭状态)、端口 B速率(0)、端口 B能力范围(IOM/100M/1000Mbps)，对端端口 B能力范围(10M/100Mbps)，其中对端端口 B能力范围发生改变，端口 B状态控制单元将此处各状态值上报至全局主控单元。全局主控单元根据端口组关系表确认端口 A为相对端口，此时端口 A状态控制单元未同时上报信息，全局主控单元主动查询端口 A状态控制单元，获得端口 A状态(关闭状态)、端口 B速率(0)、端口 A能力范围(IOM/100M/1000Mbps)，对端端口 A能力范围(IOM/100M/1000Mbps)，两组状态被传递至状态同步计算单元。状态同步计算单元首先对端端口 A能力范围(10M/100M/1000Mbps)和对端端口 B能力范围(10M/100Mbps)进行与操作，确认结果为(10M/100Mbps)，形成开启指令。状态同步计算单元根据端口 A能力范围(10M/100M/1000Mbps)，对端端口 A能力范围(IOM/100M/1000Mbps)，端口 B 能力范围(10M/100M/1000Mbps)，对端端口 B 能力范围(10M/100Mbps)进行能力策略确认，确认为(10M/100Mbps)，形成开启指令。并返回给全局主控单元。全局主控单元下发开启指令(包括10M/100MbpS)给端口 A状态控制单元和端口B状态控制单元。端口 A和端口 B`开启。第三步，断开端口 A与对端端口 A，端口 A关闭。端口 A状态控制单元实时获得端口 A状态(关闭状态)、端口 A速率(0)、端口 A能力范围(10M/100M/1000Mbps)，对端端口 A能力范围(O )。其中端口 A状态、对端端口 A能力范围发生改变，端口 A状态控制单元将此处各状态值上报至全局主控单元。全局主控单元根据端口组关系表确认端口 B为相对端口，此时端口 B状态控制单元未同时上报信息,全局主控单元主动查询端口 B状态控制单元,获得端口 B状态(开启状态)、端口 B速率(100M)、端口 8能力范围(101/1001/10001^^)，对端端口 B能力范围(10M/100Mbps),两组状态被传递至状态同步计算单元。状态同步计算单元首先对端端口 A能力范围(O )和对端端口 B能力范围(10M/100MbpS)进行与操作，确认结果为0，形成关闭指令，并返回给全局主控单元。全局主控单元下发关闭指令给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元。端口 A和端口 B关闭。在本实施例中,对端端口 A和对端端口 B依次选择其它速率进行测试,结果如下
权利要求
1.一种保持被串接链路两端状态同步的装置，其特征在于，包括 端口 A和端口 B，为本装置提供实际的外部接口，端口 A和端口 B为成对关系，分别连接被串联的两端设备； 端口 A状态控制单元，记录端口 A的端口各种状态值，包含开关状态、工作速率、端口能力范围、对端端口能力范围，同时根据全局主控单元的指令切换端口 A状态； 端口 B状态控制单元，维护端口 B的端口各种状态值，包含开关状态、工作速率、端口能力范围、对端端口能力范围，同时根据全局主控单元的指令切换端口 B状态； 全局主控单元，通过配置界面将端口 A/端口 B确定为一对串联端口，实时从端口 A控制单元和端口 B控制单元分别获得端口 A和端口 B的状态信息，输出至状态同步计算单元，由状态同步计算单元计算端口 A和端口 B所应该所处的结果状态值并返回，分别输出至端口 A控制单元和端口 B控制单元； 状态同步计算单元，根据输入的所述的端口 A状态值和端口 B状态值，计算出端口 A和端口 B的结果状态值。
2.一种以权利要求1所述保持被串接链路两端状态同步装置的保持被串接链路两端状态同步的方法，其特征在于，包括如下步骤 全局主控单元收集来自端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元上报的端口状态信息，传递给状态同步计算单元； 状态同步计算单元根据对端端口状态值进行开启策略al判断，如确认不开启，形成关闭指令bl ;如确认开启，再依据对端端口 A能力范围、端口 A能力范围、端口 B能力范围、对端端口 B能力范围进行能力策略a2确认，如果没有交集，形成关闭指令b2 ;如果存在交集，以交集范围中最大速率能力作为工作能力，形成开启指令b3 ;在一次过程中，bl、b2、b3三种结果只有一个有效，形成唯一结果指令c3 ； 全局主控单元获得结果状态，下发给端口 A状态控制单元和端口 B状态控制单元进行状态强制调整。
全文摘要
本发明涉及一种需要在通信网络中进行串接部署的装置，尤其是一种能够使得被串接链路两端工作状态保持同步的装置及其方法。包括端口A和端口B；端口A状态控制单元；端口B状态控制单元；全局主控单元和状态同步计算单元。本发明解决了端口A和端口B的状态同步，使得采用本发明装置后，对端端口A状态变化，通过端口A和端口B状态的主动同步，可引起对端端口B状态的同步变化；反之可以是对端端口B状态变化，引起对端端口A状态的同步变化。
文档编号H04L7/00GK103067151SQ20131004091
公开日2013年4月24日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者童国春 申请人:上海恒为信息科技有限公司