端口切换方法、主控板卡、业务板卡及交换设备与流程

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种端口切换方法、主控板卡、业务板卡及交换设备。

背景技术：

生成树协议是以太网络中常用的二层断环协议，用于将一个广播域内的转发路径的修减为树状结构。

目前，交换设备在基于生成树协议与其它设备通信时，交换设备的主控板卡可以基于生成树协议控制交换设备上的业务板卡中的相应端口处理报文。但在网络状态变化使得业务板卡中的相应端口需要改变时，主控板卡可以基于收到的协议报文处理而为业务板卡确定出新的端口来处理报文，但这样的耗时较长，导致业务板卡上的端口的切换不及时。

技术实现要素：

本申请在于提供一种端口切换方法、主控板卡、业务板卡及交换设备。以避免业务板卡上的端口的切换不及时的问题。

本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种端口切换方法，应用于交换设备，所述方法包括：

所述交换设备的主控板卡确定出所述交换设备上的至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于所述交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口；

所述主控板卡将所述至少一个备用端口的备用端口信息发送给所述业务板卡；

所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

在本申请实施例中，由于主控板卡能够将确定出的备用端口的备用端口信息发送给业务板卡，那么在业务板卡在确定当前的主用端口处于不可用状态时，业务板卡基于备用端口信息就可以直接且快速的将当前使用的主用端口切换到目标备用端口工作，避免了由主控板卡切换的耗时过长，导致端口切换不及时的技术问题。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口，包括：

所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，获得所述至少一个备用端口中每个备用端口的优先级；

所述业务板卡确定所述至少一个备用端口中优先级最高的备用端口为目标备用端口；

所述业务板卡将所述当前使用的主用端口切换到所述目标备用端口。

在本申请实施例中，由于目标备用端口是至少一个备用端口中优先级最高的端口，故切换到目标备用端口也能够保证交换设备的性能几乎不会受到影响，保证了交换设备工作的稳定性。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，在所述根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口之后，所述方法还包括：

所述业务板卡将基于所述主用端口学习到的mac地址删除。

在本申请实施例中，在切换到目标备用端口工作后，业务板卡则可以将基于主用端口学习到的mac地址删除，保证后续处理报文不受到基于主用端口学习到的mac地址的影响，保证了目标备用端口能够正确的将报文处理。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述交换设备的主控板卡确定出所述交换设备上的至少一个备用端口之后，所述方法还包括：

所述业务板卡获得应用生成树协议的网络中其它交换设备发送的mstp报文；

所述业务板卡根据所述mstp报文中的根桥信息判断所述网络中的根桥是否变化，或者根据所述mstp报文是否携带拓扑变化标记信息判断所述网络中的拓扑状态是否变化，其中，所述mstp报文未携带所述拓扑变化标记信息表示所述拓扑状态未变化；

所述业务板卡确定所述根桥未发生变化或者所述拓扑状态未发生变化时，保持所述业务板卡的端口切换功能为开启状态。

在本申请实施例中，业务板卡在确定网络中的根桥没变化或者拓扑状态没变化，业务板卡才确定可以基于业务板卡的端口切换功能来快速切换端口，避免了切换的端口与网络中的根桥变化或者拓扑状态不匹配而导致整个网络不稳定。

第二方面，本申请实施例提供了一种主控板卡，所述主控板卡包括：

端口角色确定模块，用于确定出至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于业务板卡上的当前使用的主用端口。

信息发送模块，用于将所述至少一个备用端口的备用端口信息发送给所述业务板卡；以使得所述业务板卡的主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

第三方面，本申请实施例提供了一种业务板卡，所述业务板卡包括：

信息接收模块，用于接收主控板卡发送的至少一个备用端口的备用端口信息；其中，所述至少一个备用端口不同于当前使用的主用端口。

端口切换模块，用于确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

结合第三方面，在一些可能的实现方式中，

所述端口切换模块，还用于所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，获得所述至少一个备用端口中每个备用端口的优先级；所述业务板卡确定所述至少一个备用端口中优先级最高的备用端口为目标备用端口；所述业务板卡将所述当前使用的主用端口切换到所述目标备用端口。

结合第三方面，在一些可能的实现方式中，所述业务板卡还包括：

地址删除模块，用于所述业务板卡将基于所述主用端口学习到的mac地址删除。

结合第三方面，在一些可能的实现方式中，所述业务板卡还包括：

信息获得模块，用于所述业务板卡获得应用生成树协议的网络中其它交换设备发送的mstp报文。

变化确定模块，用于所述业务板卡根据所述mstp报文中的根桥信息判断所述网络中的根桥是否变化，或者根据所述mstp报文是否携带拓扑变化标记信息判断所述网络中的拓扑状态是否变化，其中，所述mstp报文未携带所述拓扑变化标记信息表示所述拓扑状态未变化。

状态控制模块，用于所述业务板卡确定所述根桥未发生变化或者所述拓扑状态未发生变化时，保持所述业务板卡的端口切换功能为开启状态。

第四方面，本申请实施例提供了一种交换设备，所述交换设备包括：主控板卡和至少一个与所述主控板卡连接的业务板卡；

所述主控板卡与所述业务板卡基于数据通信以执行如第一方面，以及第一方面任一实现方式所述的端口切换方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种具有计算机可执行的非易失程序代码的计算机可读储存介质，所述程序代码使所述计算机执行第一方面、及第一方面的任一种实现方式所述的端口切换方法。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请第一实施例提供的一种二层断环的网络的结构框图；

图2示出了本申请第一实施例提供的一种二层断环的网络中交换设备的结构框图；

图3示出了本申请第二实施例提供的一种端口切换方法的流程图；

图4示出了本申请第三实施例提供的一种主控板卡的结构框图；

图5示出了本申请第四实施例提供的一种业务板卡的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参阅图1，本申请实施例提供了一种二层断环的网络10，该网络10可以是基于生成树协议stp协议(spanningtreeprotocol，stp)、快速生成树协议(rapidspanningtreeprotocol，rstp)或多生成树协议(multi-servicetransferplatform，mstp)等形成的网络，该网络10可以包括：多个交换设备20。

其中，该多个交换设备20基于生成树协议相互连接形成树状结构，该多个交换设备20中的某一个交换设备20可以通过与多个交换设备20中的其它交换设备20通信而被选举为根桥，那么多个交换设备20中除该根桥外的其它交换设备20则可以作为非根桥设备。

如图2所示，图2示出了多个交换设备20中任一交换设备20的结构框图，交换设备20可以包括：主控板卡21和业务板卡22。其中，主控板卡21可以与业务板卡22通信连接，而业务板卡22则可以通过业务板卡22上的端口与网络10中的其它交换设备20通信连接。

本实施例中，主控板卡21和业务板卡22基于通信可以配合实现对端口切换方法的执行。

另外，在一些可能的方式中，交换设备20中的业务板卡22的数量可以为至少一个，至少一个业务板卡22中每个业务板卡22的运行逻辑可以相同。对此，为便于描述的简洁，本实施例将以一个业务板卡22为例来进行说明，但并不作为限定。

第二实施例

本实施例提供了一种数据交互方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。以下对本实施例进行详细介绍。

请参阅图3，本申请实施例提供了一种端口切换方法，该端口切换方法应用于二层断环的网络中任一个为非根设备的交换设备，该端口切换方法包括：步骤s100、步骤s200和步骤s300。

步骤s100：所述交换设备的主控板卡确定出所述交换设备上的至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于所述交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口。

步骤s200：所述主控板卡将所述至少一个备用端口的备用端口信息发送给所述业务板卡。

步骤s300：所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

下面将对该端口切换方法的流程进行详细说明。

步骤s100：所述交换设备的主控板卡确定出所述交换设备上的至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于所述交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口。

步骤s100：所述交换设备的主控板卡确定出所述交换设备上的至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于所述交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口。

在该网络中的多个交换设备使能时，即多个交换设备上电工作时，基于生成树协议stp协议、快速生成树协议或多生成树协议，这多个交换设备需要互通协议报文，使得任一交换设备可以向多个交换设备中其它交换设备表名自己的在网络中的角色。

这样，在多个交换设备互通协议报文的过程中，基于一些条件例如，交换设备的优先级和交换设备上端口的mac地址，多个交换设备中可以选举出根桥设备，其中，该根桥设备可以是交换设备的优先级最高和/或交换设备上端口的mac地址最小的交换设备。那么，多个交换设备中除了该根桥设备外的其它交换设备则可以作为非根桥设备。

本实施例中的交换设备可以作为非根桥设备，这样，交换设备上的主控板卡就可以根据该交换设备的角色为非根桥设备，以及根据该交换设备上各端口的角色例如包括：根端口、指定端口和备份端口，以及根据交换设备上各端口的状态例如包括：可用状态或者不可用状态，从而可以对交换设备上的各根端口按照优先级进行排序，从而可以确定优先级最高即链路开销最小的根端口为该交换设备的主用端口，该主用端口则可以为交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口。以及还可以按照优先级从各根端口确定出至少一个备用端口，其中，至少一个备用端口中任一备用端口的优先级均小于该主用端口的优先级，且至少一个备用端口不同于交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口。

可以理解到，确定出的至少一个备用端口的数量在2个以上时可以作为冗余备份，即就算主用端口和最优先最高的备用端口都不可以用了，还有其它的备用端口可以拿来使用，这样就提高了交换设备工作的稳定性。

交换设备的主控板卡确定出主用端口和至少一个备用端口的过程中，主控板卡可以获得主用端口的主用端口信息，以及主控板卡还可以获得至少一个备用端口的备用端口信息。其中，主用端口信息可以包含主用端口的端口号、主用端口的角色和状态、主用端口的优先级别等，而备用端口信息则可以包括：每个备用端口的端口号、每个备用端口的角色和状态、以及每个备用端口的优先级别等。

交换设备的主控板卡基于获得的主用端口信息和备用端口信息，主控板卡便可以将主用端口信息和备用端口信息均下发至业务板卡。业务板卡便可以根据主用端口信息中的主用端口的端口号、主用端口的角色和状态等，从业务板卡上各端口中确定出端口信息与主用端口信息匹配的端口为主用端口。于此，交换设备上的业务板卡的当前使用的主用端口则为主用端口，即业务板卡便可以基于该主用端口来对报文进行收发处理。

再者，若业务板卡为至少一个时，交换设备的主控板卡可以将主用端口信息下发到至少一个业务板卡中的每个业务板卡，使得至少一个业务板卡中的某一业务板卡能够根据该主用端口信息，从该业务板卡上各端口中确定出端口信息与主用端口信息匹配的端口为主用端口。

另外，交换设备的主控板卡在前述互通报文的过程中，还可以获得确定出交换设备的角色，以及确定出网络的根设备信息和网络的拓扑信息。那么，为便于交换设备的业务板卡能够准确的进行端口切换，故交换设备的主控板卡还可以将交换设备的角色，以及确定出网络的根设备信息和网络的拓扑信息均发送至业务板卡。且在业务板卡为至少一个时，便将交换设备的角色，以及确定出网络的根桥信息和网络的拓扑变化标记信息发送至每个业务板卡。

步骤s200：所述主控板卡将所述至少一个备用端口的备用端口信息发送给所述业务板卡。

相应的，交换设备的主控板卡不仅可以将主用端口信息发送给业务板卡，主控板卡还可以将备用端口信息下发给业务板卡，这样，业务板卡便可以获得并记录备用端口信息中的每个备用端口的端口号、每个备用端口的角色和状态、以及每个备用端口的优先级别等。

当然，若业务板卡为至少一个时，主控板卡便将备用端口信息发送给每个业务板卡。

为便于业务板卡能够快速的进行端口切换，交换设备的主控板卡在确定网络中拓扑状态稳定时，例如，交换设备的主控板卡在使能后的预设时长内未接收到网络中其它设备发送的关于根桥变化的根桥信息或拓扑变化的拓扑变化标记信息，那么主控板卡便可以确定网络中拓扑状态稳定。

交换设备中的主控板卡基于确定网络中拓扑状态稳定，主控板卡便可以根据预设的程序生成端口切换指示，并将切换指示发送给交换设备中的业务板卡。或者，在业务板卡为至少一个时，主控板卡便也将端口切换指示发送给每个业务板卡。

这样，业务板卡基于接收到端口切换指示，便可以确定将端口切换功能调整为开启状态。业务板卡基于端口切换功能便可以在需要切换时，自主将当前使用的主用端口从主用端口切换为至少一个备用端口中的目标备用端口，或者自主将当前使用的主用端口从备用端口切换为至少一个备用端口中优先级更低的备用端口。

步骤s300：所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

交换设备的业务板卡在工作的过程中，业务板卡可以实时的对业务板卡上处于工作状态的各端口进行监测。若交换设备的业务板卡监测到交换设备上处于工作状态的各端口中有端口处于不可用状态，即有端口处于down或者不稳定状态，那么业务板卡可以去确定该处于不可用状态的端口是否为主用端口。

可选地，业务板卡可以将该处于不可用状态的端口的端口信息与记录的主用端口的信息进行匹配。

若不匹配，则说明该处于不可用状态的端口不是主用端口，这时业务板卡可以基于其它业务逻辑来进行处理，例如，可以报错或者不进行处理。

若匹配，则说明该处于不可用状态的端口是主用端口，这样业务板卡基于处于开启状态的端口切换功能可以确定需要将该主用端口切换为备用端口。交换设备的业务板卡的可以根据备用端口信息而获得至少一个备用端口中每个备用端口的优先级，从而根据每个备用端口的优先级则可以确定至少一个备用端口中优先级最高的备用端口为目标备用端口。因此，交换设备的业务板卡便可以将当前使用的主用端口切换到目标备用端口，即交换设备的业务板卡便可以基于该目标备用端口来进行报文的收发处理。

本实施例中，作为将当前使用的主用端口切换到目标备用端口的一种可选地的方式，若交换设备的业务板卡的数量为一个时，那么该目标备用端口可以在业务板卡上。故交换设备的业务板卡便可以基于目标备用端口的目标备用端口信息，从各端口中确定出端口信息与目标备用端口信息匹配的端口为该目标备用端口，从而业务板卡可以将该确定出的目标备用端口从阻塞状态切换为转发状态，这样，业务板卡上的当前使用的主用端口便实现了切换到该目标备用端口。

本实施例中，作为将当前使用的主用端口切换到目标备用端口的另一种可选地的方式，若交换设备的业务板卡的数量为不止一个时，那么该目标备用端口可能不该设有主用端口的业务板卡上。故该设有主用端口的业务板卡在基于目标备用端口信息从各端口中确定出端口信息与目标备用端口信息匹配的端口为该目标备用端口后，该设有主用端口的业务板卡便可以判断该目标备用端口是在设有主用端口的业务板卡上，还是在至少一个业务板卡上除该设有主用端口的业务板卡之外的其它业务板卡上。

若该设有主用端口的业务板卡确定目标备用端口在该设有主用端口的业务板卡上，那么该设有主用端口的业务板卡便可以直接将目标备用端口从阻塞状态切换为转发状态。

若该设有主用端口的业务板卡确定目标备用端口在其它业务板卡上，那么该设有主用端口的业务板卡便可以生成包含该目标备用端口的目标备用端口信息的报文，并直接发送给目标备用端口所在的其它业务板卡，使得该其它业务板卡基于该报文中的目标备用端口信息将目标备用端口从阻塞状态切换为转发状态。

再者，为保证切换端口后报文能够正常转发，业务板卡还可以将基于该主用端口学习到的mac地址表项删除。

作为本实施例的可选地的方式，业务板卡在获得应用生成树协议的网络中其它交换设备发送的mstp报文时，业务板卡便可以将该mstp报文上送主控板卡处理的同时，业务板卡可以将mstp报文复制一份而自己进行处理。

交换设备的业务板卡可以对mstp报文该解封装，从而可以获取mstp报文中的根桥信息或者获得mstp报文中携带的拓扑变化标记信息。故业务板卡便也可以基于预先由主控板卡发送的根桥信息判断网络中的拓扑状态是否变化，或者还可以根据mstp报文是否携带拓扑变化标记信息来判断网络中的拓扑状态是否变化。

若交换设备的业务板卡根据根桥信息确定根桥发生变化，或者根据mstp报文未携带拓扑变化标记信息而确定拓扑状态未发生变化时，则说明网络中的网络环境没有发生大的变化，故业务板卡可以保持业务板卡的端口切换功能为开启状态。

若交换设备的业务板卡根据根桥信息确定根桥发生变化，或者根据mstp报文携带拓扑变化标记信息而确定拓扑状态发生变化时，则说明网络中的网络环境发生了大的变化，故业务板卡可以将业务板卡的端口切换功能由开启状态调整为关闭状态，从而不再进行端口切换。且在交换设备的业务板卡为至少一个时，该业务板卡还可以告知至少一个业务板卡中除该业务板卡外的其它业务板卡，使得其它业务板卡中的每个业务板卡均可以将端口切换功能由开启状态调整为关闭状态。

第三实施例

请参阅图4，本申请实施例提供了一种主控板卡200，该主控板卡200可以包括：

端口角色确定模块210，用于确定出至少一个备用端口，其中，所述至少一个备用端口不同于业务板卡上的当前使用的主用端口。

信息发送模块220，用于将所述至少一个备用端口的备用端口信息发送给所述业务板卡；以使得所述业务板卡的主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

第四实施例

请参阅图5，本申请实施例提供了一种业务板卡300，该业务板卡300可以包括：

信息接收模块310，用于接收主控板卡发送的至少一个备用端口的备用端口信息；其中，所述至少一个备用端口不同于当前使用的主用端口。

端口切换模块320，用于确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，将所述当前使用的主用端口切换到所述至少一个备用端口中的目标备用端口。

可选地，所述端口切换模块320，还用于所述业务板卡确定所述主用端口处于不可用状态时，根据所述备用端口信息，获得所述至少一个备用端口中每个备用端口的优先级；所述业务板卡确定所述至少一个备用端口中优先级最高的备用端口为目标备用端口；所述业务板卡将所述当前使用的主用端口切换到所述目标备用端口。

可选地，业务板卡300还可以包括：

地址删除模块330，用于所述业务板卡将基于所述主用端口学习到的mac地址删除。

信息获得模块340，用于所述业务板卡获得应用生成树协议的网络中其它交换设备发送的mstp报文。

变化确定模块350，用于所述业务板卡根据所述mstp报文中的根桥信息判断所述网络中的根桥是否变化，或者根据所述mstp报文是否携带拓扑变化标记信息判断所述网络中的拓扑状态是否变化，其中，所述mstp报文未携带所述拓扑变化标记信息表示所述拓扑状态未变化。

状态控制模块360，用于所述业务板卡确定所述根桥未发生变化或者所述拓扑状态未发生变化时，保持所述业务板卡的端口切换功能为开启状态。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

综上所述，本申请实施例提供了一种端口切换方法、主控板卡、业务板卡及交换设备。方法包括：交换设备的主控板卡确定出交换设备上的至少一个备用端口，其中，至少一个备用端口不同于交换设备的业务板卡上的当前使用的主用端口；主控板卡将至少一个备用端口的备用端口信息发送给业务板卡；业务板卡确定主用端口处于不可用状态时，根据备用端口信息，将当前使用的主用端口切换到至少一个备用端口中的目标备用端口。

由于主控板卡能够将确定出的备用端口的备用端口信息发送给业务板卡，那么在业务板卡在确定当前的主用端口处于不可用状态时，业务板卡基于备用端口信息就可以直接且快速的将当前使用的主用端口切换到目标备用端口工作，避免了由主控板卡切换的耗时过长，导致端口切换不及时的技术问题。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。