一种FlexE盘工作模式自适应与切换的方法和装置与流程

一种flexe盘工作模式自适应与切换的方法和装置
【技术领域】
1.本发明涉及灵活以太网领域，特别是涉及一种flexe盘工作模式自适应与切换的方法和装置。


背景技术：

2.网络切片作为5g承载方案的关键技术之一，为不同业务实现网络分片和超低时延转发提供了应用基础。灵活以太网(flexible ethernet，简写为flexe)技术以其特有的物理隔离、通道绑定、单集映射等特点，已经成为5g前传、回传网络的重要接口。在实际应用中，flexe盘有三种工作模式：以太网模式、不带保护flexe模式、带保护的flexe模式，每种模式都采用不同接口形态来做业务承载。三种模式下接口形态分别为：传统的以太网端口、不带保护的flexe客户端口(flexe client口)、带保护的flexe tunnel端口(flexe tunnel口)。在不同的接口形态下，上层控制器的对flexe端口的管理、配置与协议流程都不一样，若两端设备间直连的flexe盘的工作模式不一致，上层控制器无法使用设备间flexe端口来配置并创建业务，并且可能会导致底层物理通道通信不畅。因此，在使用flexe盘时，需要将两端设备间直连的flexe盘的工作模式进行匹配，并切换至一致的工作模式。
3.现有的flexe盘使用场景中，flexe单盘的工作模式需要人工进行配置和切换，人工成本较高，且无法做到实时自动切换。
4.鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决flexe盘多种工作模式间切换需人工干预的问题，是本技术领域待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了现有的flexe盘使用场景中，flexe单盘的工作模式需要人工进行配置和切换，人工成本较高，且无法做到实时自动切换问题。
6.本发明实施例采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供了一种flexe盘工作模式自适应与切换的方法，包括：
8.获取本端单盘的能力和本端单盘能够支持的工作模式，其中，工作模式按照能力由大到小包括：带保护flexe模式、不带保护flexe模式和以太网模式；
9.探测对端单盘的工作能力，根据探测结果设置本端单盘的工作模式；
10.本端单盘自举能力，并向对端单盘通告能力、工作模式和业务加载标识中的一项或多项；
11.获取对端单盘的能力、工作模式和业务加载标识中的一项或多项，将本端单盘切换为相应工作模式。
12.优选的，所述探测对端单盘的工作能力，具体包括：
13.判断本端单盘的通信端口是否收无光；
14.若收无光，按照最大能力设置本端单盘的工作模式；
15.若收有光，向对端单盘发起测试帧并提取开销帧，根据开销帧的帧结构标识符获取对端单盘的能力，再根据对端单盘的能力为本端单盘设置相应的工作模式。
16.优选的，所述根据开销帧的帧结构标识符获取对端单盘的能力，具体包括：
17.通过flexe开销帧管理通道向对端单盘发起测试帧，并提取开销帧；
18.若在预定检测时间段内检测到预设的flexe帧结构标识符，表明对端单盘支持flexe模式；
19.若在预定检测时间段内未检测到预设的flexe帧结构标识符，表明对端单盘仅支持以太网模式。
20.优选的，所述探测对端单盘的工作能力，还包括：
21.若本端单盘已设置了工作模式，当接口从收无光变为收有光时，向对端单盘发起测试帧。
22.优选的，所述根据探测结果设置本端单盘的工作模式，具体包括：
23.若对端单盘支持flexe模式，按照本端单盘能力支持的最大工作模式设置；
24.若对端单盘仅支持以太网模式，将本端单盘的工作模式设置为以太网模式。
25.优选的，所述将本端单盘切换为相应工作模式，具体包括：
26.获取本端单盘和对端单盘都能支持的最大能力的工作模式；
27.将本端单盘和对端单盘都设置为能支持的最大能力的工作模式。
28.优选的，所述将本端单盘切换为相应工作模式，还包括：
29.若本端单盘或对端单盘其中之一已加载了业务，将未加载业务的单盘工作模式切换为与已加载业务的单盘工作模式一致。
30.优选的，所述获取本端单盘的能力和单盘能够支持的工作模式，还包括：
31.当本端单盘的能力仅支持以太网能力时，本端单盘的工作模式始终设置为以太网模式，并自举能力仅支持以太网能力。
32.优选的，所述将本端单盘切换为相应工作模式之后，还包括：
33.向对端单盘发起测试帧，若预设响应时间段内未成功通信，上报不匹配告警，割接业务后再次进行工作模式切换。
34.另一方面，本发明提供了一种flexe盘工作模式自适应与切换的的装置，具体为：包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被至少一个处理器执行的指令，指令在被处理器执行后，用于完成第一方面中的flexe盘工作模式自适应与切换的方法。
35.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：通过本端单盘自举能力和对端单盘工作能力探测，自动切换本端单盘的工作模式，使两端单盘的工作模式保持一致。整个识别与切换的过程中基本无需人为干预，尤其是在工程开通初期或者扩容加点阶段，本实施例提供的自适应与切换的方法不仅解决了现有设备间互通时由于工作模式不匹配导致的通信问题，而且实现了工作模式自适应切换的方法，极大提高了工程维护效率，简化了设备维护步骤，提升用户感知。另一方面，本实施例提供的自适应与切换的方法可以满足多种应用场景，无论是新下线单盘还是已经加载业务单盘，无论是flexe盘还是传统以太网盘都可适用，并且还可以协调两端的工作模式从低级模式到高级模式的相互切换，简化了操作步骤，提升了设备智能化程度。
【附图说明】
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
38.图2为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的系统架构图；
39.图3为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
40.图4为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
41.图5为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
42.图6为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
43.图7为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法流程示意图；
44.图8为本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的装置结构示意图。
【具体实施方式】
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。
47.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
48.实施例1：
49.在flexe网络的使用中，flexe盘与flexe盘、flexe盘与传统以太网盘间之间通信需要使用分别需要使用相同的工作模式。为了最大程度利用flexe盘的优势，需要优先保障带保护flexe模式、其次是不带保护的flexe模式、最后是以太网模式。为了使flexe盘的工作模式能够进行自适应与切换，提高flexe设备维护的便利性与开通效率，本实施例提供了一种flexe单盘工作模式的识别与自适应切换方法，基于对端工作模式以及能力自动进行双边协商并完成工作模式的切换。
50.如图1所示，本发明实施例提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法具体步骤如下。
51.如图2所示，在本实施例中，将一组设备间直连的以太网盘，根据网络拓扑位置，分别称为本端单盘和对端单盘。本实施例中，以本端单盘为flexe盘，对端单盘为flexe盘或传统以太网盘为例，在不同的实施场景中，可以根据本实施例提供的方法进行切换。进一步的，本实施例中提供的方法，在本端单盘和对端单盘中，都可以分为接口管理模块、工作模式管理模块、配置管理模块、信令提取模块和驱动模块进行实现。
52.步骤101：获取本端单盘的能力和本端单盘能够支持的工作模式。
53.对本端单盘进行工作模式切换时，在本端单盘能力和支持的工作模式范围内进行切换。
54.单盘能力包含三类：(1)三种模式都支持：带保护flexe能力、不带保护flexe能力、以太网能力；(2)支持两种模式：不带保护flexe能力、以太网能力；(3)仅支持以太网能力。前两类都属于flexe盘，支持flexe能力，最后一类属于传统以太网盘，不支持flexe能力。
55.单盘的工作模式分为三种，三种模式下接口形态分别为：(1)传统的以太网端口；(2)不带保护的flexe客户端口，即flexe client口；(2)带保护的flexe tunnel端口(flexe tunnel口)，由一主一备两个flexe client口绑定一起，形成带保护功能的虚拟flexe以太网口。三种工作模式可以自由切换，为了最大程度利用flexe盘的优势，优先保障带保护flexe模式、其次是不带保护的flexe模式、最后才是以太网模式。因此，在进行切换时，在单盘能力满足的情况下，工作模式的优先级由高到低依次为：带保护flexe模式、不带保护flexe模式、以太网模式。
56.当本端单盘为传统以太网盘时，单盘的能力仅支持以太网能力，不支持带保护flexe能力和flexe能力，因此只能工作在以太网模式。因此，当本端单盘的能力仅支持以太网能力时，本端单盘的工作模式始终设置为以太网模式，并自举能力仅支持以太网能力。此时，无论对端的单盘能力如何，该组直连的单盘都只工作在以太网模式下，不进行探测和切换，节省了探测和切换的处理资源和时间。
57.当本端单盘支持flexe模式或带保护的flexe模式时，还需要通过步骤102
‑
步骤104，获取对端单盘的能力、工作模式或业务加载标识，以选择合适的工作模式。
58.步骤102：探测对端单盘的工作能力，根据探测结果设置本端单盘的工作模式。
59.当本端单盘支持flexe模式或带保护的flexe模式时，还需要判断本端单盘的工作模式是否已进行过设置，若已进行过设置，则按照直接按照已经设置的模式启动，并转至步骤103继续进行配置。若工作模式未设置，在，则需要探侧对端单盘的能力，并根据对端单盘的能力完成工作模式设置。
60.具体的，如图3所示，可以使用以下步骤探测对端单盘的工作能力。
61.步骤201：判断本端单盘的通信端口是否收无光。
62.本实施例中通过向对端单盘发起测试帧，并从flexe开销帧管理通道提取开销帧。发起测试帧之前，需要先通过通信端口是否收无光来确定是否已建立通信连接。
63.步骤202：若收无光，按照最大能力设置本端单盘的工作模式。
64.当端口收无光，表明通信连接未建立，本端单盘自举能力为带保护flexe能力或者不带保护flexe能力，并按照最大能力设置本端单盘的工作模式作为初始工作模式。
65.步骤203：若收有光，向对端单盘发起测试帧并提取开销帧，根据开销帧的帧结构标识符获取对端单盘的能力，再根据对端单盘的能力为本端单盘设置相应的工作模式。
66.当端口收有光，表明通信连接已建立，可以向对端单盘发送测试帧，同时从flexe开销帧管理通道提取开销帧，根据开销帧中flexe帧结构标识符的值判断对端单盘的能力。
67.如图4所示，可以通过以下步骤根据开销帧的帧结构标识符获取对端单盘的能力。
68.步骤301：通过flexe开销帧管理通道向对端单盘发起测试帧，并提取开销帧。
69.通过flexe开销帧管理通道发送测试帧至对端单盘，每3秒1帧，连续发送5帧。
70.步骤302：若在预定检测时间段内检测到预设的flexe帧结构标识符，表明对端单盘支持flexe模式。
71.若在预定检测时间段内从flexe开销帧管理通道提取到开销帧，则判断flexe帧结
构标识符是否为(0x4b+0x5)，若是，则表明对端单盘也工作在flexe模式。在实际实施中，预定检测时间段通常设置为15秒。
72.步骤303：若在预定检测时间段内未检测到预设的flexe帧结构标识符，表明对端单盘工作在以太网模式。
73.若超出预定检测时间段，未从flexe开销帧管理通道提取到开销帧，或开销帧中的flexe帧结构标识符不为(0x4b+0x5)，表明对端单盘工作模式为标准以太网模式。
74.通过步骤301
‑
步骤303，可以判断对端单盘是否为flexe盘支持flexe模式。当对端单盘支持flexe模式时，本端单盘自举自己的能力为带保护flexe能力或者不带保护flexe能力，并按照最大能力设置初始设置，并启动单盘。当对端单盘不支持flexe模式时，本端单盘自举实际能力，并将初始工作模式设置为标准以太网模式，并启动单盘。
75.在本实施例的某些实施场景中，本端单盘可能已进行过初始工作模式的设置。此时，如图5所示，可以根据以下步骤探测对端单盘能力并设置本端单盘的工作模式。
76.步骤401：启动探测帧每3秒1帧按照当前模式发送测试帧。同时，按照当前工作模式，检测是否有收到匹配的数据帧。
77.具体的，若本端单盘的初始工作模式为flexe模式，则通过flexe开销帧管理通道收发；若本端单盘的初始工作模式为以太网模式，则按照标准以太网接口收发。如果有收到匹配的数据帧，说明与对端单盘的工作模式和本端单盘的工作模式相匹配，则停止检测，使用本端单盘当前的初始工作模式作为本端单盘和对端单盘通信的工作模式；若未收到匹配的数据帧，则进一步进行检测。
78.步骤402：持续向对端单盘发送测试帧，若超出预设时限未收到匹配的数据帧，向上层模式管理模块申请模式切换命令。
79.具体的，发送测试帧时，以太网模式持续探测30秒，flexe模式持续探测60秒。若超过预设时限还未收到响应，说明对端单盘的工作模式与本端单盘的工作模式不匹配，需要切换本端单盘的工作模式。
80.步骤403：管理模块判断接口无业务，则下发切换命令，否则不能下发切换命令。
81.具体的，若本端单盘当前的工作模式为flexe模式，则切换为以太网模式；若本端单盘当前的工作模式为以太网模式，则切换为flexe模式。
82.步骤404：驱动模块收到切换命令后，再以新的模式自举，并重启探测帧。如果120秒后还是无法收到对端数据帧，进行业务割接，再触发模式自适应切换。
83.本端单盘的驱动模块由管理模块接受到切换命令后，对本端单盘的工作模式进行切换。具体的，开关激光器即可触发单盘的自适应切换流程。进一步的，切换前，需要判断两端连接的接口是否有业务，若接口有业务，为了避免工作模式切换对业务产生影响，则上报模式不匹配告警，由维护人员进行业务割接后再进行工作模式切换。
84.通过步骤401
‑
步骤404，可以对已设置了初始工作模式的本端单盘进行工作模式的切换。
85.步骤103：本端单盘自举能力，并向对端单盘通告能力、工作模式和业务加载标识中的一项或多项。
86.在实际实施场景中，在新的对端单盘上线时，或对端单盘完成通信连接时，接口会从收无光变为收有光，此时，需要向对端通告本端的能力、工作模式和业务加载标示，并重
新向对端单盘发起测试帧获取当前对端单盘的能力，并根据对端单盘的能力和工作模式对本端单盘的工作模式进行切换。
87.具体的，如图6所示，可以通过以下步骤完成自举和通告。
88.步骤501：本端单盘自举能力和当前工作模式到本端flexe盘的配置管理模块。
89.步骤502：配置管理模块收到后转发到接口管理模块，接口管理模块再依据当前工作模式，创建物理接口。
90.具体的，若本端工作模式为flexe模式，则接口名为flexe
‑
50gi框/槽/子卡/端口；若本端工作模式为以太网模式，接口名为eth
‑
10gi框/槽/子卡/端口。
91.步骤503：物理接口创建完成，接口管理模块将物理接口通告给模式管理模块，并告知其能力、当前模式，以及业务加载标识。
92.步骤504：模式管理模块以5秒为周期，通过该接口发私有组播报文，经过信令提取模块再到驱动模块通过对应端口发出。
93.具体的，报文协议类型为aabb，报文内容为tlv格式，分别携带能力、当前模式、业务加载标识，私有组播。
94.步骤505：对端单盘的驱动模块收到数据报文后，直接送到信令提取模块，信令提取模块提取协议为aabb的私有帧，送到模式管理模块，模式管理模板解析私有报文tlv，获取对端的板卡的能力、当前工作模式、以及业务加载标识信息,本端单盘也采用同样的逻辑，获取对端单盘的能力、当前工作模式、及业务加载标记，流程结束。
95.步骤506：本端单盘驱动模块收到到数据报文后，直接送到信令提取模块，信令提取模块提取协议为aabb的私有帧，送到模式管理模块，模式管理模板解析私有报文tlv，获取对端的板卡的能力、当前工作模式、以及业务加载标识信息，然后在与自身的能力、当前模式、及业务加载标识进行比对，确定是否进行模式切换；对端单盘也采用同样的逻辑，获取对端单盘的能力、当前工作模式、及业务加载标记。
96.通过步骤501
‑
步骤506，能够完成本端单盘的自举和通告，将自身的能力和工作模式告知给对端单盘。
97.步骤104：获取对端单盘的能力、工作模式和业务加载标识中的一项或多项，将本端单盘切换为相应工作模式。
98.本端单盘与对端单盘的模式管理模块都获取对方的能力、以及工作模式、以及业务加载标识后，即可将本端单盘切换为与对端单盘一致的工作模式。可以通过获取到的本端单盘和对端单盘都能支持的最大能力的工作模式，将本端单盘和对端单盘都设置为能支持的最大能力的工作模式，以充分利用flexe模式的优势。
99.具体的，可以通过以下的切换策略完成工作模式的切换。
100.(1)本端单盘和对端单盘都支持带保护flexe能力，本端单盘当前模式为不带保护flexe，且未加载业务，对端单盘当前模式为带保护flexe，则由本端单盘将自己的模式切换为带保护flexe模式。
101.(2)本端单盘和对端单盘都支持带保护flexe能力，本端单盘当前模式为不带保护flexe但加载了业务，对端单盘当前模式为带保护flexe，且未加载业务，则由对端单盘将自己的模式切换为不带保护flexe模式；若本端单盘或对端单盘其中之一已加载了业务，将未加载业务的单盘工作模式切换为与已加载业务的单盘工作模式一致。
102.(3)本端单盘和对端单盘都支持带保护flexe能力，本端单盘和对端单盘当前模式都为不带保护flexe，且均未加载业务，则本端单盘和对端单盘同时将自己切换为带保护的flexe模式。
103.(4)本端单盘和对端单盘都支持带保护flexe能力，本端单盘和对端单盘当前工作模式都为以太网模式，并且本端单盘和对端单盘两端都未加载业务，则本端单盘和对端单盘两端同时切换为带保护flexe模式。
104.(5)如本端单盘支持带保护flexe能力，对端单盘仅支持不带保护flexe能力，且本端单盘当前模式为带保护flexe，未加载业务，则a盘将自己的模式切换为不带保护flexe模式。
105.(6)如果本端单盘支持带保护flexe能力，对端单盘仅支持不带保护flexe能力，但本端单盘和对端单盘工作模式都为以太网模式，并且本端单盘和对端单盘都未加载业务，则本端单盘和对端单盘同时切换为不带保护flexe模式。
106.根据上述切换策略，即可完成本端单盘工作模式的切换。
107.进一步的，如果30秒内本端单盘和对端单盘模式无法切换到一致，则本端单盘和对端单盘工作模式管理模块上报模式不匹配的告警给网管，由维护人员割接完业务后设备再行自动切换，则流程结束。向对端单盘发起测试帧，若预设响应时间段内未成功通信，上报不匹配告警，割接业务后再次进行工作模式切换。
108.具体的，如图7所示，从不带保护flexe切换为带保护flexe，或者从带保护flexe切换不带保护flexe，具体步骤如下。
109.步骤601：工作模式管理模块直接向接口管理模块下发切换命令。
110.步骤602：该切换命令经过配置管理模块到驱动模块再生效，驱动模块完成切换后，重新自举新的当前模式到模式管理模块，模式管理模块再通过私有报文扩散到对端，至此两端模式一致，流程结束。
111.步骤603：从以太网模式切换为不带保护flexe或者带保护flexe模式，工作模式管理模块发送切换命令，接口管理模块收到后先删除之前以太网物理接口，再下发切换命令通过配置管理到驱动模块，驱动模块收到后，进行模式切换。
112.步骤604：切换后重新自举能力及新的flexe工作模式，通过配置管理模块到接口管理模块，接口管理模块收到后，再创建新的flexe接口。
113.步骤605：通知工作模式管理模块新的flexe接口、能力及当前工作模式，以及业务加载标记，工作模式管理模块再通过新的flexe接口发私有帧扩算能力、工作模式。及业务加载标记到对端，至此两端模式达到匹配，流程结束。
114.通过步骤601
‑
步骤605，即可完成工作模式的切换。
115.经过本实施例中提供的步骤101
‑
步骤104后，即可完成flexe盘的自动切换。通过该方法，可以实现flexe盘与flexe盘、flexe盘与传统以太网盘等场景下flexe盘工作模式的识别与自适应，同时基于对端工作模式以及能力，自动进行双边协商并完成工作模式的切换过程，三种工作模式可以自由切换，为了最大程度利用flexe盘的优势。整个识别与切换的过程中基本无需人为干预，尤其是在工程开通初期或者扩容加点阶段，这种自适应与切换的方法极大地提高了flexe设备维护的便利性及设备开通效率。
116.实施例2：
117.在上述实施例1提供的flexe盘工作模式自适应与切换的方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的flexe盘工作模式自适应与切换的装置，如图8所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的flexe盘工作模式自适应与切换的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图8中以一个处理器21为例。
118.处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
119.存储器22作为一种flexe盘工作模式自适应与切换方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1中的flexe盘工作模式自适应与切换方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行flexe盘工作模式自适应与切换的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的flexe盘工作模式自适应与切换的方法。
120.存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
121.程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的flexe盘工作模式自适应与切换的方法，例如，执行以上描述的图1、图3
‑
图7所示的各个步骤。
122.本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(read only memory，简写为：rom)、随机存取存储器(random access memory，简写为：ram)、磁盘或光盘等。
123.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。