专利名称：板间通信通道的管理方法
技术领域：
本发明涉及板间通信方法，尤其是一种板间通信通道自动切换与备份的管理方法。
背景技术：
通常，一个网元设备上有不同的处理板，板间通信是一个网元内有独立中央处理器(CPU，Central Processing Unit)运行的处理板之间必然存在的。过去，由于物理上只存在一条通道，因而一些硬件故障的出现会导致物理通道的不可用，进而导致板间通信的中断。随着技术的不断发展，硬件上可以提供更多的资源用于建立多个物理通道，并且通过软件上的算法来支持多个板间不同通道的备份方式。所述的备份方式包括1∶1的备份方式，即板间设计了一个主用通道，设计一个备用通道作为该主用通道的备份，备份通道平时不负责传输用户数据，当主用通道失效时，备用通道负责主用通道的数据传送；1∶N的备份方式，即板间设计了多个主用通道，设计一个备用通道作为多个主用通道的备份，备份通道平时不负责传输用户数据，当主用通道失效时，备用通道负责主用通道的数据传送；1+1的备份方式，即板间设计了一个主用通道，设计一个备用通道作为该主用通道的备份，除主用通道平时用于传送用户数据外，备用通道平时也用于传送用户数据，只有在主用通道失效时，备用通道负责主用通道的数据传送。
在现有技术中，由于在不同网元设备中具有不同类型的备份方式，并且根据不同网元的需要，物理通道的驱动方式也不相同。以上因素导致了在不同的网元设备中，需要开发适用于不同类型备份方式的软件，使得软件通常都较为复杂，由于每种软件只适用于一种固定设备的备份方式，因而用于板间通道控制的软件种类繁多，兼容性较低；另一方面，即使在相同的备份方式下，不同设备中物理通道所需的驱动方式可能不同，因而需要对软件进一步进行修改以适应新的物理通道，由于这一问题使软件的可移植性降低。
在现有技术中，当板间通信通道切换时，为了避免数据发生错误和丢失，通常由软件的应用层自行提供可靠机制来保证数据的正确。但这种方法不得不加大软件的规模，提高了软件复杂度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种板间通信通道的管理方法，这种方法可以适用于不同类型的板间备份方式，适用于不同类型物理通道，从而能够具有较高的可移植性；同时这种方法能够提供板间通信通道的平滑切换，保证数据可靠传送。
为解决上述问题，本发明的内容具体为建立实现板间通信的逻辑通道与物理通道的对应关系；建立所述逻辑通道中主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系；检测所述逻辑通道状态；当主用逻辑通道失效时，根据所述主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系，将板间通信业务由主用逻辑通道切换到备用逻辑通道。
上述方法中还包括在逻辑通道与物理通道间提供标准的驱动程序接口；采用滑动窗口重传协议将板间通信业务由主用逻辑通道切换到备用逻辑通道；在通道发生切换后，向系统报告逻辑通道切换信息；在进行主用逻辑通道与备用逻辑通道的切换后，可以根据系统的需要，继续检测所述主用逻辑通道的状态，当该主用逻辑通道恢复正常时，将板间通信业务由所述备用逻辑通道切换回主用逻辑通道。
上述方法中，所述检测通道状态为周期性检测，实现通道检测的方法具体为两板间通过逻辑通道传送心跳数据，判断是否收到对端板反馈的心跳数据，当心跳大于0时即表明板间逻辑通道正常，否则说明本端板已经离线，该逻辑通道已不可用；或者检测逻辑通道中传输数据的服务质量QoS，即以一定时长内的数据传输质量作为通道切换的判断依据，当通道内数据的传输质量降低到某一程度时，即启动通道切换。
发明中所述逻辑通道中主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系中包括主用逻辑通道与备用逻辑通道的多级备份关系。
相应地，由于本发明的板间通信通道的管理方法中建立了物理信道与逻辑信道的对应关系，进而通过对逻辑信道的管理实现了管理板间通信通道的管理，由于逻辑通道的备份关系不受物理通道备份方式的限制，因而该方法适用于不同的通道备份方式，板间通道的管理也更加灵活；并且，由于在该方法中加入了对物理通道驱动的管理，因而，本发明的方法适用于不同的硬件环境，具有较好的可移植性；在本方法中，采用了对板间通信通道状态进行实时检测的机制，进而能够及时发现通道故障并进行处理，使通道切换能够平滑进行，不会在板间通信通道切换的过程中丢失数据，从而，本发明的通道管理方法具有较高的可靠性。
图1为板间通信通道备份方式示意图；图2为板间通信通道备份方式示意图；图3为依据本发明所述方法建立的通信模型示意图；图4为板连接表及板间通信通道示意图；图5为逻辑通道管理表中的一般逻辑通道备份关系示意图；
图6为逻辑通道管理表中的逻辑通道多级备份关系示意图；图7为逻辑通道管理表结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种板间通信通道的管理方法。该方法不依赖于具体通信的两板间的硬件通道备份方式设计和硬件通信协议。为完整的说明本方法，以一个硬件上常用的备份方式作为例子，具体说明本发明所述方法的实现方法。
参照图1和图2，其中图1所示为在两板间设置了两个物理通道用于板间的通信，其中一个是主用通道，另一个是备用通道，即1∶1的备份方式；如图2所示，在两板间设置了多个物理通道，其中有多个通道为主用通道，一个通道作为多个主用通道的备用，即为1∶N的备份方式。所有主用通道和备用通道可能使用了不同的硬件通信协议，如HDLC/485协议、Ethernet协议等。
图3为按照本发明所述的方法建立的通信模型，该通信模型中包括应用模块、统一的通信协议、驱动程序。所述通信协议模型是在物理通道上建立的对等统一的通信协议模块，即该模块在不同的硬件、CPU和操作环境下都使用相同的软件结构和算法，在通信通道两端的板上都具有这个通信协议模块。该通信协议模块的上层为应用模块，该通信协议模块的下面(即在通信模型的最下面)为驱动程序接口层，该层按照所述同一通信协议模块的要求为物理通道的驱动程序提供标准的驱动程序接口，通过提供驱动程序接口层，屏蔽了不同硬件环境的差异，进而使不同类型的物理通道可以直接挂在该通信模型的下面。
上述统一的通信协议模块中由一些公开的通信协议组成，如通过应用滑动窗口重传协议，保证数据在通信通道切换时不发生丢失。在本模块中，主要包括板连接管理表和逻辑通道管理表；并且该模块所应用的协议应当涉及状态检测、通道切换、以及用来保证消息传送可靠性的滑动窗口协议等。
图4为板连接表及板间通信通道示意图，所述的板连接管理表具体表示本端板与远端板的连接关系，其中1示意为主用通道，2示意为备用通道。该表可以在初始化中静态注册，也可以在系统启动时或运行过程中进行动态注册，然后添加到表中。
上述统一的通信协议模块中还包括逻辑通道管理表，该表用来表示本端板和此板的远端板通信时所用到的逻辑通道，包括主用逻辑通道和备用逻辑通道，该表的应用较为灵活，包含了两板间通道的多种备份方式，如1∶1备份方式，即为一个主用通道设置一个备用通道，并且备用通道只有主用通道失效后才会被使用，平时不用于传送用户数据；1∶N备份方式，即为多个主用通道设置一个备用通道，并且备用通道只有主用通道失效后才会被使用，平时不用于传送用户数据；1+1备份方式，即备用通道平时也用于传送用户数据，当主用通道失效时，使用该备用通道替代主用通道传送数据。根据不同的备份方式，逻辑通道管理表可以灵活的进行配置，如图5所示，为一般逻辑通道备份关系图；图6所示为逻辑通道多级备份方式，即当通道间需要多级备份时，作为其他通道的备用通道，该逻辑通道还可以为自己指定备用通道。图5与图6表示一个链式结构，图7表示的是图5、图6备份链中的一个节点，由于使用这种链式结构来表达备份方式，使得本方法可以用于不同的备份方式，在移植本软件到一个新的备份环境中时，上述的软件算法不变，只需按照新的备份方式配置这个备份链。
参照图7，具体说明该链式结构逻辑通道号建立在物理通道上，用软件来单独为每对连接的板间通道划分的一个逻辑的号，逻辑通道号代表主用通道的逻辑号，每对相互连接的板单独描述，对应用模块是可见的；备用通道号指针指向备用通道号，如果备用的逻辑通道平时不传送用户数据，则对用户不可见；当前使用的通道号表明当前“工作通道”是主用通道还是备用通道；通道描述用于描述通道的实质性内容，如通道恢复标志，通道状态，通道驱动指针等。其中，通道恢复标志用于判定是否把切换到备用通道上的业务再切换回主用通道，即如果工作通道当前使用的是备用通道，当检测到主用通道恢复为有效状态时，决定是否立即把当前的工作通道由备用通道恢复到主用通道上；在使用通道恢复标志后，在一个主用通道与备用通道的备份关系中，对于是否需要在进行主备通道切换后恢复原有通道的主备用关系，可以在不同情况下对每个通道进行单独设置。在通道描述中，通道驱动指针指向与物理通道对应的通信通道驱动，在不同的硬件环境下，该指针指向不同的驱动，满足不同物理通道的需要。
上面介绍了根据本发明所述方法建立的通信模型，在上述通信模型的基础上，本发明实施例具体为系统运行中，定时检测各个通道。由于每个板上均建立了上述的通信模型，即在每个板上均通过板连接表和逻辑通道管理表确定了逻辑通道的备份关系，因而在定时检测任务中，需要轮询每个与本端板连接的远端板，即向该板的远端板主动发送心跳数据，同时检测通过该通道收到数据的心跳，如果该板与所有远端板连接的通道中的心跳都为0，则说明该板已经离线；如果本端板和该板的某个远端板通信中所使用的某个通信通道的心跳为0，而其备用通道的心跳＞0(通过备用通道号指针索引到备用通道号，获取其状态)，则说明上述两板间通信所使用的主用通道已经失效，而该主用通道的备用通道处于正常状态，此时应该切换通道，把备用通道设置为当前的工作通道，并继续发送心跳数据，检测通道状态。
所述心跳信号为定时给对端板发送的信号，用以表示通道是通畅的。即在各个板上均启动定时任务，各定时任务作相同处理，相互发送心跳信号，进而实现进行相互检测。该任务内容包括1)通过该通道向远端板发送一个消息包，该消息包可以仅携带发端地址消息，因而该包数据长度很短；2)定时检测该通道是否也收到远端板发过来的消息包，若在一定时间内未收到对端的消息包，则认为“对端心跳停止”，两板间通道不通，进而需要进行通道切换。
上述方法的1)中，本端板向某远端板发送消息包，并且该消息包中携带发端地址消息，该地址信息可以是静态注册的；另外，本端板也可以以广播的方式向所有远端板发送广播消息，则此时消息包中不必携带所述本端板的地址信息。
显而易见的，除上述具体实现方式外，所述心跳信号能够以发送时钟信号等其他方式实现。
通道切换后，本通信模型会上报一个通道切换的消息，在实际应用中，接收该消息后，可以通过调用预置的函数进行各种后续处理，如该消息可以经过转换后可记录到系统日志区，也可转换成为网络设备的告警，具体根据网络设备在电信管理中的要求而定。
在通道切换动作发生同时，定时任务的心跳发送和检测还在继续。当原来的主用通道(即切换后作为备用通信通道)的心跳恢复时，根据通道恢复标志的要求，再把通信切换的使用切换回来，这里的切换时间是立刻切换，即在下一次的发送中生效；在这个过程中，也可以设定一个时间值，一般为500毫秒到5秒之间，在该时长内，判断该通道中的心跳数据是否依然存在，如果心跳数据仍然继续，则进行切换，在通道切换管理过程中，加入该步骤，可以防止出现由于某个通道的中断和恢复不断反复而造成主用与备用通道间进行频繁的切换。
在一些硬件环境下，所设计的备用通道不只是对一条主用通道进行备份，一个备用通道可能需要对多种不同类型的主用通道进行备份，所以，当主用通道恢复到正常状态后，需要将当前工作通道切换回主用通道，释放该备用通道，以保证对其他主用通道的备份。但是如果在实际应用中没有这样的限制，可以在主用通道恢复后，不将当前的工作通道切换回原来的主用通道，而继续使用原来的备用通道作为当前的工作通道，直到该通道失效，即心跳变为0时，再根据通道间的备份关系进行通道切换。
在本发明所述的通道管理方法中，在板间通信通道发生切换的过程中，应用公知技术中的滑动窗口重传协议保障数据的完整传送，防止数据在通道切换过程中发生丢包、错包等状况，进而保证在通道的切换过程中做到数据传送的平滑和可靠。
上述实施例中，板间通道为两个，即一个主用通道和一个备用通道，同样，本发明所述方法适用于各种备份方式，可以使多条主用通道，使用一条通道作为备份，并且可以涉及多级备份等。
上述方法中，用于检测通道状态的方法为两板间互发心跳数据，通过心跳值判断通道状态。使用心跳数据的检测方法一般只适于检测通道的畅通或不通，而无法将板间通道的通信质量作为判断是否进行通道切换的条件，使得在通道管理中，当出现板间能够维持通信而通信质量急剧下降的情况时，无法进行有效的处理，维持板间正常通信。因此，在检测通信通道状态的过程中，用检测通道服务质量QoS的方法替代发送心跳数据的方法，可以使本发明所述的通道管理方法始终保证板间通道的通信质量。该方法具体为以一定时长内的数据传输质量作为通道切换的判断依据，当通道内数据的传输质量降低到某一程度时，即启动通道切换。所述QoS的指标包括最大信元传输延迟Max CTD(Maximum Cell Transfer Delay)、信元丢失率CLR(Cell LossRatio)、信元差错率CER(Cell Error Ratio)、信元块严重出错率SECBR(SeverelyError Cell Block Ratio)等；将所述QoS中的某一指标作为判断板间通信通道是否继续有效的依据，并对该指标进行检测，以决定是否需要启动板间通道的切换。
以上对本发明所提供的板间通信通道的管理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，因此，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种板间通信通道的管理方法，其特征在于1)建立实现板间通信的逻辑通道与物理通道的对应关系；2)建立所述逻辑通道中主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系；3)检测所述逻辑通道状态；4)当主用逻辑通道失效时，根据所述主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系，将板间通信业务由主用逻辑通道切换到备用逻辑通道。
2.如权利要求1所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于在逻辑通道与物理通道间提供标准的驱动程序接口。
3.如权利要求2所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于，所述方法中还包括步骤5)检测所述主用逻辑通道的状态，当该主用逻辑通道恢复正常时，将板间通信业务由所述备用逻辑通道切换回主用逻辑通道。
4.如权利要求2所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于，所述方法中还包括步骤6)向系统报告逻辑通道切换信息。
5.如权利要求1至4其中之一所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于步骤3)中所述检测逻辑通道状态的过程具体为两板间通过逻辑通道传送心跳数据，判断是否收到对端板反馈的心跳数据。
6.如权利要求1至4其中之一所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于步骤3)中所述检测具体为检测逻辑通道中传输数据的服务质量QoS，判断所述服务质量是否满足数据传输要求。
7.如权利要求1或2所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于步骤3)中所述检测为周期性检测。
8.如权利要求1或2所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于步骤2)中所述备份关系包括主用逻辑通道与备用逻辑通道的多级备份关系。
9.如权利要求1所述的板间通信通道的管理方法，其特征在于采用滑动窗口重传协议将板间通信业务由主用逻辑通道切换到备用逻辑通道。
全文摘要
本发明提供了一种板间通信通道的管理方法，该方法具体为建立实现板间通信的逻辑通道与物理通道的对应关系；建立所述逻辑通道中主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系；检测所述逻辑通道状态；当主用逻辑通道失效时，根据所述主用逻辑通道与备用逻辑通道的备份关系，将板间通信业务由主用逻辑通道切换到备用逻辑通道。本发明所述方法能够保证通道的平滑切换，具有较高的可靠性；同时该方法能够适用于不同的通道备份方式和不同的硬件环境，使板间通道的管理更加灵活，进而使本方法自身具有较好的可移植性。
文档编号H04B1/74GK1797974SQ20041010246
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年12月23日
发明者王雨佳 申请人:华为技术有限公司