专利名称：模块化交换机及其通信方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种模块化交换机及其通信方法。
背景技术：
以太网是由美国电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electr onics Engineers, IEEE)标准化的一种局域网连接技术，以太网的主要技术规 范在IEEE发布的标准文件IEEE 802.3中进行定义。主流应用的以太网接口模 式有光口和电口两种，其中光口是指使用光纤连接的以太网端口，电口一般 是指使用双绞线连接的以太网端口。光口和电口在设计上的主要区别是光口 和电口的MDI (Media dependence interface,介质相关接口)不同，即物理信 号及协议不同。
光电复用端口可以分别工作在光口模式和电口模式，同一时刻只有一个 接口可以接入到交换芯片实现正常的交换工作。光电复用端口是由同一片PHY
(物理层)芯片提供的接口，光电复用模式主要是为了丰富客户的选择，满 足复杂的应用环境要求。图l为一种常见的使用光电复用端口的交换机示意 图，该交换机包含了3个端口， l个光口、 l个电口和l个光电复用端口。
如图1所示， 一个具有光电复用端口的PHY芯片主要包含4个模块MAC
(Media Access Control,媒体接入控制)接口模块，接口切换模块，光接口 模块和电接口模块。光接口模块和电接口模块分别通过F线和T线连接到MAC 接口模块，接口切换模块会根据现有端口的使用情况，选择接通哪个链路及 关闭另外一个链路。同一时刻只能有一个接口模块可以与交换芯片内部的PHY 接口模块连接，并通过交换芯片内部的数据交换模块和其它端口进行数据交 换。对不同接口的连接控制可以通过PHY芯片的配置实现。MAC接口模块使 用MII接口 (Media independence interface,介质无关接口 )和MAC芯片相连。交换芯片实现的是数据的处理、转发等功能，是交换机的数据处理器件。CPU
的主要作用在于进行交换机的管理，根据用户或使用情况对交换芯片或PHY
芯片进行配置。
为了满足客户不同的应用需求，出现了模块化交换机。模块化交换机通 过将以太网接口模块化，由客户选用不同的接口模块，可以增加客户的使用 端口。模块化交换机至少应包含管理模块、业务模块以及相应的管理软件。 模块化交换机通常使用管理冗余设计，即同时使用两个管理模块， 一个为主
管理模块，负责整个交换机的正常运行和管理及各业务模块的数据汇总交换； 另外一个管理模块只是作为主管理模块的备份，平时的主要任务是备份主管 理模块的数据，检测主管理模块是否正常运行，当主管理模块不能正常运行 时，及时接管主管理模块的任务，保证整个模块化交换机的正常运行。图2是 一个模块化交换机的示意图。
如图2所示，在模块化交换机中，业务模块需要通过交换通路和主管理模 块连接来交换信息。业务模块和备管理模块也有交换通路的连接，但是一般 不参与数据交换，只进行数据备份，以便在主备管理模块切换后和新的主管 理模块建立连接，交换数据。
现有技术对于业务模块到管理模块的数据通路部分通常有两种设计方 法第一种方法是使用两个物理通路分别连接两个管理模块(实际产品中， 每个管理模块可以是一块独立的管理板)，连接方式采用同一种接口形式(光 口或电口)。图3为第一种设计方法的交换机示意图。该方法的业务模块和主、 备管理模块之间需要使用两个数据通路进行连接，但是只有一个数据通路处 于工作状态。该方案造成了通路的浪费，并且需要使用更多端口的交换芯片， 系统设计复杂。
图4为现有技术中第二种设计方法的交换机示意图。这种方法和第一种方 法的主要区别在于上链通路只有一个，但是加入了复用器，以实现到两个管 理通路的切换，上链的两个数据通路同时只有一个处于工作状态，另外一个处于关闭状态。该方法的主要缺点在于，虽然成本较第一种方法相对便宜， 但加入专用复用器，仍增加了系统的复杂性。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种模块化交换机及其通信方法。 本发明的模块化交换机采用光电复用端口实现业务模块和主、备管理模块之 间的数据通路主备切换，简化系统了设计，降低了系统成本。
为实现以上发明目的，本发明实施例提供一种模块化交换机，所述模块 化交换机包括业务模块、两个管理模块；所述业务模块和两个管理模块都
包含光电复用端口；所述业务模块，用于获取所述管理模块的主备状态和光
电复用端口的工作模式，当所述管理模块为主管理模块时，采用与所述主管
理模块的光电复用端口相同的工作模式与所述主管理模块进行通信；所述管 理模块，用于将自身的主备状态和光电复用端口的工作模式通知给所述业务 模块；当所述管理模块为主管理模块时，通过所述主管理模块的光电复用端 口与所述业务模块进行通信；当所述管理模块为备管理模块时，监控主管理 模块的工作状态，当所述主管理模块出现故障时，接替原来的主管理模块与 所述业务模块进行通信。
为实现以上发明目的，本发明实施例还提供一种模块化交换机的通信方 法，所述模块化交换机包括业务模块、两个管理模块；所述业务模块和两 个管理模块都包含光电复用端口；所述方法包括所述管理模块将自身的主 备状态和光电复用端口的工作模式通知给所述业务模块；所述业务模块确定 当前工作的主管理模块，采用与所述主管理模块的光电复用端口相同的工作 模式与所述主管理模块进行通信；所述备管理模块监控主管理模块的工作状 态，当所述主管理模块出现故障时，接替原来的主管理模块与所述业务模块 进行通信。
本发明实施例提供的模块化交换机及其通信方法采用光电复用端口实现 业务模块以及主/备管理模块之间的通信，可以在不加入外部切换芯片的情况下，实现业务模块到主/备管理板的数据链路的切换，简化了系统设计，降低 了系统成本。
图1为现有技术中一种使用光电复用端口的交换机示意图； 图2为现有技术中模块化交换机的示意图3为现有技术中模块化交换机的业务模块到管理模块的数据通路原理 示意图之一；
图4为现有技术中模块化交换机的业务模块到管理模块的数据通路原理 示意图之二；
图5为本发明实施例模块化交换机的业务模块结构图； 图6为本发明实施例模块化交换机的管理模块结构图； 图7为本发明实施方法的整体流程图8为本发明实施例方法的一种细化流程图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明具体实施方式
进行详细说明。
本发明实施例提供一种模块化交换机，该模块化交换机包括业务模块、
两个管理模块，本发明实施例的模块化交换机内部的结构图参照图2。图5为 本发明实施例模块化交换机的业务模块结构图，图6为本发明实施例模块化交 换机的管理模块结构图。在实际产品中，每个管理模块可以是一块独立的管 理板，每个业务模块也可以是一块独立的接口板。
如图5所示，本发明实施例的业务模块包含具有光电复用端口的PHY芯 片，在上链通路中通过切换PHY的不同工作状态，实现和不同管理模块之间 的数据通路连接切换。如图6所示，为了配合业务模块，本发明实施例的管理 模块上也需要使用具有光电复用功能的PHY芯片，多个光电复用端口可以连 接多个业务模块。
7本发明实施例的业务模块，用于获取所述管理模块的主备状态和光电复 用端口的工作模式，当所述管理模块为主管理模块时，采用与所述主管理模 块的光电复用端口相同的工作模式与所述主管理模块进行通信。
本发明实施例的管理模块，用于将自身的主备状态和光电复用端口的工
作模式通知给所述业务模块；当所述管理模块为主管理模块时，通过所述主 管理模块的光电复用端口与所述业务模块进行通信；当所述管理模块为备管 理模块时，监控主管理模块的工作状态信息，当所述主管理模块出现故障时， 接替原来的主管理模块与所述业务模块进行通信。
本发明实施例的管理模块还用于设置光电复用端口的工作模式。在一可 选的实施方式中，本发明实施例的两个管理模块插设于背板的两个槽位M1和 M2中，所述管理模块根据不同的槽位设置不同的光电复用端口的工作模式。 如当管理模块插入M1槽位时，设置为工作于电口；当管理模块插入M2槽位时， 设置为工作于光口。然后管理模块将设置的光电复用端口的工作模式通知业 务模块。
本发明实施例的管理模块还用于设置自身的主备状态。 一种可选方式为 当本管理模块监测到另一个管理模块在位且正常工作时，将本管理模块的主
备状态设置为备状态；当监测到只有本管理模块在位且正常工作时，将本管 理模块的主备状态设置为主状态。另一种可选的方式为管理模块接收主备
切换指令，在主、备状态之间进行切换，该主备切换指令可以是用户发出也 可以通过专用服务器发出。
本发明实施例的业务模块获得管理模块的主备状态以及工作模式，并选
择主管理模块进行通信。在业务模块的PHY芯片中，通过对接口切换模块的 配置，可以实现到不同管理模块的通路切换。当主管理模块位于M1插槽时， 电口数据通路工作，光口数据通路关闭，主管理模块和业务模块连接的通路 工作于电口状态；当主管理板位于M2插槽时，光口数据通路工作，电口数据 通路关闭，主管理模块和业务模块连接的通路工作于光口状态。这样，管理
8本发明实施例还提供一种模块化交换机的通信方法，釆用该方法的模块 化交换机包括业务模块、两个管理模块；所述业务模块和两个管理模块都 包含光电复用端口。图7为本发明实施的方法整体流程图。如图7所示
步骤S701、管理模块设置自身的光电复用端口工作模式，在一可选实施
方式中，两个管理模块被设置成不同的工作模式。
步骤S702、管理模块设置自身的主备状态。 一种可选的方式是当监测
到另一个管理模块在位且正常工作时，所述管理模块将自身的主备状态设置
为备状态；当监测到只有本管理模块在位且正常工作时，所述管理模块将自 身的主备状态设置为主状态。另一种可选的方式是所述管理模块接收主备
切换指令，在主、备状态之间进行切换。
步骤S703、管理模块将设置的所述工作模式和主备状态信息通过控制链
路提供给业务模块。
步骤S704、业务模块确定主管理模块，并采用与所述主管理模块的光电 复用端口相同的工作模式与所述主管理模块进行通信；
步骤S705、备管理模块监控主管理模块的工作状态信息，判断主备状态 是否发生变化；
步骤S706、当主管理模块出现故障时，由备管理模块接替原来的主管理
模块与所述业务模块进行通信。
需要指出的是，上述方法对于步骤的先后关系并不进行限定，只要能够
实现本发明目的的其他等同替换的方案均在本案权利要求保护范围之内。
图8为本发明实施例方法的一种细化流程图，本实施例的管理模块为分别
插入两个背板的槽位M1和M2的两块管理板。如图8所示 步骤S801、管理板插入背板的两个槽位M1和M2中。 步骤S802、管理板通过读取槽位信息，判断自身处于M1还是M2。 步骤S803、当管理板插入M1槽位时，配置光电复用端口工作模式为电口。
9步骤S804、当管理板插入M2槽位时，配置光电复用端口工作模式为电口。 步骤S805、管理板设置自身的主备状态。
本发明实施例管理板的主备状态设置可以遵循以下原则如果已有管理 板在位且正常工作，则本管理板设置为备管理板；如果只有本管理板在位， 或虽然另一管理槽位也有管理板在位，但只有本管理板正作正常，则本管理 板为主管理模块；备管理板需要监视主管理板的工作情况，当主管理板工作 不正常时，备管理模块上升为主管理板，接管管理权。此外，当接收到用户 的配置或主备切换命令时，本发明实施例的管理板还可以根据用户的配置或 命令重新设置本管理板的主备状态。
步骤S806、管理板通知各业务模块自身的主备状态以及光电复用端口的
工作模式。
步骤S807、如主管理板位于M1槽位，则业务模块的光电复用端口设置为 电口 ，业务模块和主管理板之间的数据链路工作模式为电口 。
步骤S808、如主管理板位于M2槽位，则业务模块的光电复用端口设置为 光口 ，业务模块和主管理板之间的数据链路工作模式为光口 。
步骤S809、管理板不断监控本管理板或另一管理板是否发生状态变化， 如有变化，返回步骤S805重新进行主备状态设置。如果本管理板拔除出，则 流程结束。
导致管理板主备状态变化的因素可以包括本管理板或另一管理板被拔 出、另一管理板插入、本管理板或另一管理板工作不正常、本管理板或另一 管理板复位以及本管理板或另一管理板从不正常工作状态恢复到正常工作状 态等。
如果本管理板被拔出，则由于管理板(不论是主管理板/备管理板)失去 供电，本流程将会结束。如果主管理板被拔出，或工作状态从正常变更为不 正常，则此时再进行主备状态设置的结果是管理板的主备状态变更，原备管 理板接替管理权，变为主管理板；如果备管理板被拔出，或工作状态从正常变更为不正常工作，或备管理板从不正常状态恢复到正常工作状态等，也需 要再进行主备更新，但此时的管理板的主备状态不改变；如果用户发送主备 切换的命令，此时主管理板放弃管理权，由两块管理板再进行主备选取，此 时的管理板的主备状态根据用户的命令进行确认。如果管理板的主备状态不 改变，则不需要切换各业务模块的数据通路，不会影响客户的正常通信及使用。
本发明实施例的模块化交换机使用物理层芯片(PHY)的光电复用端口， 不需要额外增加外部切换器件，就能实现业务模块到主备管理模块的切换功 能；不需要额外增加到主备管理通路的端口，节省了用户端口；通过管理软 件智能控制端口的设置，保证管理板和业务模块之间数据通路连接的正确性 和可靠性。本本发明实施例的方法，可以在不加入外部专用复用芯片的情况 下，实现业务模块到主备管理模块的数据链路的切换，提高了系统利用率。 并能够实现最低的系统成本。
以上具体实施方式
仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
ii
权利要求
1、一种模块化交换机，其特征在于，所述模块化交换机包括业务模块、两个管理模块；所述业务模块和两个管理模块都包含光电复用端口；所述业务模块，用于获取所述管理模块的主备状态和光电复用端口的工作模式，当所述管理模块为主管理模块时，采用与所述主管理模块的光电复用端口相同的工作模式与所述主管理模块进行通信；所述管理模块，用于将自身的主备状态和光电复用端口的工作模式通知给所述业务模块；当所述管理模块为主管理模块时，通过所述主管理模块的光电复用端口与所述业务模块进行通信；当所述管理模块为备管理模块时，监控主管理模块的工作状态，当所述主管理模块出现故障时，接替原来的主管理模块与所述业务模块进行通信。
2、 根据权利要求l所述的模块化交换机，其特征在于， 所述管理模块，还用于设置自身的主备状态和光电复用端口的工作模式。
3、 根据权利要求2所述的模块化交换机，其特征在于，所述两个管理模 块插设于所述模块化交换机背板的两个槽位中，所述管理模块根据不同的槽 位设置不同的光电复用端口的工作模式。
4、 根据权利要求2所述的模块化交换机，其特征在于， 所述管理模块，还用于当监测到另一个管理模块正常工作时，将本管理模块的主备状态设置为备状态；当监测到只有本管理模块正常工作时，将本 管理模块的主备状态设置为主状态。
5、 根据权利要求2所述的模块化交换机，其特征在于， 所述管理模块，还用于接收主备切换指令，在主、备状态之间进行切换。
6、 一种模块化交换机的通信方法，其特征在于，所述模块化交换机包括 业务模块、两个管理模块；所述业务模块和两个管理模块都包含光电复用端 口；所述方法包括所述管理模块将自身的主备状态和光电复用端口的工作模式通知给所述业务模块；所述业务模块确定当前工作的主管理模块，采用与所述主管理模块的光电复用端口相同的工作模式与所述主管理模块进行通信；所述备管理模块监控主管理模块的工作状态，当所述主管理模块出现故障时，接替原来的主管理模块与所述业务模块进行通信。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述管理模块设置自身的主备状态和光电复用端口的工作模式。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述两个管理模块插设于所述模块化交换机背板的两个槽位中，所述管理模块设置自身的光电复用端口的工作模式包括所述管理模块根据不同的槽位设置不同的光电复用端口的工作模式。
9、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管理模块设置自身的主备状态包括当监测到另一个管理模块正常工作时，所述管理模块将自身的主备状态设置为备状态；当监测到只有本管理模块正常工作时，所述管理模块将自身的主备状态设置为主状态。
10、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管理模块设置自身的主备状态包括还包括所述管理模块接收主备切换指令，在主、备状态之间进行切换。
全文摘要
本发明实施例提供一种模块化交换机及其通信方法。所述模块化交换机包括业务模块、两个管理模块；业务模块和两个管理模块都包含光电复用端口；业务模块，用于获取管理模块的主备状态和光电复用端口的工作模式，当管理模块为主管理模块时，采用与主管理模块的光电复用端口相同的工作模式与主管理模块进行通信；管理模块，用于将自身的主备状态和光电复用端口的工作模式通知给业务模块；当管理模块为主管理模块时，通过主管理模块的光电复用端口与业务模块进行通信；当管理模块为备管理模块时，监控主管理模块的工作状态，当主管理模块出现故障时，接替原来的主管理模块与业务模块进行通信。
文档编号H04Q11/00GK101499910SQ200910126589
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者陆俊军 申请人:福建星网锐捷网络有限公司