一种通信线路的切换方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明适用于路由【技术领域】，提供了一种通信线路的切换方法及系统，包括：第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二节点为所述第一节点的邻居节点；若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障；查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所述备用线路。本发明通过在判定第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障后，将主用线路切换至备用线路，由此降低了路由备份技术的硬件设计难度以及实现难度，减少了路由切换的延时，且扩展性强。
【专利说明】一种通信线路的切换方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于路由【技术领域】，尤其涉及一种通信线路的切换方法及系统。
【背景技术】
[0002] 对于某些企业或组织的某些关键业务数据的网络传输，要求网络设备高度的可靠 性，而且需要维护方便。路由器的备份技术有多种，现有的路由器自身的备份技术是为了解 决路由器由于自身硬件（如内存、中央处理器）或软件I〇S(Internet Operation System, 因特网操作系统）的某种故障或局域端口的故障，所连接局域设备的端口或线路的故障 所导致的网络瘫痪的问题。路由器的备份要求至少有一台与正在工作的主路由器功能相 同的路由器，在主路由器瘫痪的情况下，以某种方式代替主路由器，为局域网用户提供路 由服务。对于局域网的计算机，在主路由器瘫痪的情况下，如何找到备份路由器，主用有 以下几种办法：Proxy ARP(Proxy Address Resolution Protocol，代理地址解析协议）、 IRDP(Internet control message protocol Router Discovery Protocol，因特网控制报 文协议路由器发现协议、动态路由或者HSRP(Hot Standby Router Protocol,热备份路由 器协议）。但是，现有技术对于硬件的设计要求高、实现难度大，且路由切换延时大、扩展困 难。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例的目的在于提供一种通信线路的切换方法，以解决现有的路由备份 技术对于硬件的设计要求高、实现难度大，且路由切换延时大、扩展困难的问题。
[0004] 本发明实施例是这样实现的，一种通信线路的切换方法，包括：
[0005] 第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二节点为所述第一节点 的邻居节点；
[0006] 若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消息，则判定所述 第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障；
[0007] 查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所述备用线路。
[0008] 本发明实施例的另一目的在于提供一种通信线路的切换系统，包括：
[0009] 探寻消息发送模块，用于第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述 第二节点为所述第一节点的邻居节点；
[0010] 故障判断模块，用于若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应 答消息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障；
[0011] 线路切换模块，用于查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换 至所述备用线路。
[0012] 本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过第一节点向 第二节点发送探寻消息，若第一节点在预设时间内未收到第二节点回复的应答消息，则判 定第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障，再查找主用线路对应的备用线路，并将 主用线路切换至备用线路，由此降低了路由备份技术的硬件设计难度以及实现难度，减少 了路由切换的延时，且扩展性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。
[0014] 图1是本发明实施例提供的通信线路的切换方法的实现流程图；
[0015] 图2是本发明实施例提供的通信线路的切换方法中邻居节点的示意图；
[0016] 图3是本发明实施例提供的通信线路的切换方法步骤S102中所述若所述第一节 点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消息的具体实现流程图；
[0017] 图4是本发明另一实施例提供的通信线路的切换方法的实现流程图；
[0018] 图5是本发明实施例提供的通信线路的切换系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0019] 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仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0020] 本发明实施例通过第一节点向第二节点发送探寻消息，若第一节点在预设时间内 未收到第二节点回复的应答消息，则判定第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障， 再查找主用线路对应的备用线路，并将主用线路切换至备用线路，由此降低了路由备份技 术的硬件设计难度以及实现难度，减少了路由切换的延时，且扩展性强。
[0021] 图1示出了本发明实施例提供的通信线路的切换方法的实现流程图，详述如下：
[0022] 在步骤S101中，第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二节点 为所述第一节点的邻居节点。
[0023] 在本发明实施例中，可将一个网元作为一个节点，或者将多个网元作为一个节点， 或者将一块板卡作为一个节点，在此不作限定。在实际应用中，节点的具体类型可根据系统 需求灵活部署。此外，不对节点间的传输类型作限定。
[0024] 图2示出了本发明实施例提供的通信线路的切换方法中邻居节点的示意图，参照 图2 :节点2和节点4为节点1的邻居节点，而节点3不是节点1的邻居节点。节点4与节 点1互为邻居节点，节点1与节点2互为邻居节点，节点2与节点3互为邻居节点。节点4 与节点1互为邻居节点，也可以称为节点4与节点1为相邻节点。
[0025] 需要说明的是，本发明实施例中的第一节点是指某一节点，"第一"在此仅为表述 和指代的方便，并不意味着在本发明的具体实现方式中一定会有与之对应的第一节点。类 似地，第二节点中的"第二"也仅仅是为了表述和指代方便，并不意味着在本发明的具体实 现方式中一定会有与之对应的第二节点。第一节点向第二节点发送探寻消息，指的是某一 节点向该节点的某一邻居节点发送探寻消息。
[0026] 第一节点向第二节点发送的探寻消息中，携带第一节点维护的路由表信息。
[0027] 本发明实施例通过相邻节点间的探寻，可快速定位出发生故障的主用线路，以及 时对发生故障的主用线路进行切换处理。
[0028] 在步骤S102中，若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答 消息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障。
[0029] 判断第一节点在预设时间内是否收到第二节点回复的应答消息。若第一节点在预 设时间内收到第二节点回复的应答消息，则第二节点回复的应答消息中携带第二节点维护 的路由表信息。若第一节点在预设时间内未收到第二节点回复的应答消息，则在很大程度 上表明第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障。
[0030] 在步骤S103中，查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所 述备用线路。
[0031] 在本发明实施例中，可选择EloIP作为主用线路，E1作为备用线路；或者，选择E1 作为主用线路，EloIP作为备用线路，在此不作限定。主用线路对应的备用线路的数量可以 为一条或者多条。此外，当主用线路对应的备用线路有多条时，该多条备用线路可以属于同 一种传输类型，也可以属于不同的传输类型。
[0032] 作为本发明的一个实施例，当主用线路恢复正常一定时间后，由备用线路切换回 主用线路。
[0033] 在通信线路的切换系统中，所需硬件包括FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）芯片、带有EloIP功能的芯片以及带有El功能的芯片，硬件配 置要求较少，易于实现。
[0034] 由主用线路切换至备用线路是直接调用系统底层FPGA的API (Application Programming Interface,应用程序编程接口）函数来实现，因此，切换时间极短，仅为微妙 级别，从而实现了用户不可感知的自动切换的效果。
[0035] 可选地，相邻节点间的主用线路的通连关系可用可视化操作界面根据实际需要进 行配置，以保证系统的友好及灵活性。
[0036] 本发明实施例对硬件板卡依赖性较低，网络中继设备相互间独立。随着节点间业 务传输量的增加，系统简单插卡即可完成大容量的要求，从而使系统容量易于扩展。
[0037] 图3示出了本发明实施例提供的通信线路的切换方法步骤S102中所述若所述第 一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消息的具体实现流程图，详述如下：
[0038] 在步骤S301中，若所述第一节点在第一时间段内未收到所述第二节点回复的应 答消息，则继续向所述第二节点发送探寻消息，直至所述第一节点发送探寻消息的次数达 到m次或者所述第一节点在第η次向所述第二节点发送探寻消息后，在第η时间段内收到 所述第二节点回复的应答消息，其中，m为大于或等于2的整数，η为大于或等于2且小于或 等于m的整数。
[0039] 在步骤S302中，若所述第一节点在第m次向所述第二节点发送探寻消息后，在第m 时间段内未收到所述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一节点在所述预设时间内未 收到所述第二节点回复的应答消息，所述第一时间段至所述第m时间段的m个时间段的时 长之和为所述预设时间。
[0040] 以第一节点向第二节点发送探寻消息的最大次数为3次，即m = 3为例对本发明 实施例进行说明。若第一节点向第二节点发送探寻消息后，第一节点在第一时间段内收到 第二节点回复的应答消息，则表明第一节点与第二节点之间的主用线路能够正常使用。若 第一节点向第二节点发送探寻消息后，第一节点在第一时间段内未收到第二节点回复的应 答消息，则第一节点向第二节点发送第二次探寻消息。若第一节点向第二节点发送第二次 探寻消息后，第一节点在第二时间段内收到第二节点回复的应答消息，则表明第一节点与 第二节点之间的主用线路能够正常使用。若第一节点向第二节点发送第二次探寻消息后， 第一节点在第二时间段内未收到第二节点回复的应答消息，则第一节点向第二节点发送第 三次探寻消息。若第一节点向第二节点发送第三次探寻消息后，第一节点在第三时间段内 收到第二节点回复的应答消息，则表明第一节点与第二节点之间的主用线路能够正常使 用。若第一节点向第二节点发送第三次探寻消息后，第一节点在第三时间段内未收到第二 节点回复的应答消息，则判定第一节点在预设时间内未收到第二节点回复的应答消息。其 中，第一时间段、第二时间段和第三时间段的时长之和为预设时间。
[0041] 需要说明的是，第一节点向第二节点发送探寻消息的最大次数也可以为其他数 值，在此不作限定。
[0042] 优选地，所述第η时间段小于第n-1时间段。
[0043] 作为本发明的一个实施例，第二时间段小于第一时间段，第三时间段小于第二时 间段，以此类推。在本发明实施例中，对相邻节点间的故障检测进行了优化，缩短了故障检 测的时间，从而降低系统时延。
[0044] 优选地，步骤S103所述查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切 换至所述备用线路包括：
[0045] 查找所述主用线路对应的备用线路，当所述主用线路对应的备用线路的数量大于 1时，将所述主用线路切换至所述备用线路中权重最大的备用线路。
[0046] 当主用线路对应有多条备用线路时，若主用线路存在故障，则切换至权重最大的 备用线路。若该权重最大的备用线路存在故障，再切换至其余备用线路中权重最大的备用 线路，以此类推。其中，备用线路的权重由用户预先设置。
[0047] 图4示出了本发明另一实施例提供的通信线路的切换方法的实现流程图，详述如 下：
[0048] 在步骤S401中，生成所述主用线路对应的所述第一节点的路由表以及所述备用 线路对应的所述第一节点的路由表。
[0049] 在本发明实施例中，在第一节点向第二节点发送探寻消息前，网络中的每个节点 生成并维护其主用线路对应的路由表以及备用线路对应的路由表。
[0050] 在步骤S402中，第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二节点 为所述第一节点的邻居节点。
[0051] 在步骤S403中，若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答 消息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障。
[0052] 在步骤S404中，查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所 述备用线路。
[0053] 其中，步骤S402至步骤S404与步骤S101至步骤S103相同，在此不再赘述。
[0054] 本发明实施例通过第一节点向第二节点发送探寻消息，若第一节点在预设时间内 未收到第二节点回复的应答消息，则判定第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障， 再查找主用线路对应的备用线路，并将主用线路切换至备用线路，由此降低了路由备份技 术的硬件设计难度以及实现难度，减少了路由切换的延时，且扩展性强。
[0055] 图5示出了本发明实施例提供的通信线路的切换系统的结构框图，该系统可以用 于允许图1至图4所述的通信线路的切换方法。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关 的部分。
[0056] 参照图5,该系统包括：
[0057] 探寻消息发送模块51，用于第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所 述第二节点为所述第一节点的邻居节点；
[0058] 故障判断模块52,用于若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的 应答消息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障；
[0059] 线路切换模块53,用于查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切 换至所述备用线路。
[0060] 优选地，所述故障判断模块52包括应答判断子模块，所述应答判断子模块用于：
[0061] 若所述第一节点在第一时间段内未收到所述第二节点回复的应答消息，则继续向 所述第二节点发送探寻消息，直至所述第一节点发送探寻消息的次数达到m次或者所述第 一节点在第η次向所述第二节点发送探寻消息后，在第η时间段内收到所述第二节点回复 的应答消息，其中，m为大于或等于2的整数，η为大于或等于2且小于或等于m的整数；
[0062] 若所述第一节点在第m次向所述第二节点发送探寻消息后，在第m时间段内未收 到所述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一节点在所述预设时间内未收到所述第二 节点回复的应答消息，所述第一时间段至所述第m时间段的m个时间段的时长之和为所述 预设时间。
[0063] 优选地，所述第η时间段小于第n-1时间段。
[0064] 优选地，所述线路切换模块53具体用于：
[0065] 查找所述主用线路对应的备用线路，当所述主用线路对应的备用线路的数量大于 1时，将所述主用线路切换至所述备用线路中权重最大的备用线路。
[0066] 进一步地，所述系统还包括：
[0067] 路由表生成模块，用于生成所述主用线路对应的所述第一节点的路由表以及所述 备用线路对应的所述第一节点的路由表。
[0068] 本发明实施例通过第一节点向第二节点发送探寻消息，若第一节点在预设时间内 未收到第二节点回复的应答消息，则判定第一节点与第二节点之间的主用线路存在故障， 再查找主用线路对应的备用线路，并将主用线路切换至备用线路，由此降低了路由备份技 术的硬件设计难度以及实现难度，减少了路由切换的延时，且扩展性强。
[〇〇69] 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。
【权利要求】
1. 一种通信线路的切换方法，其特征在于，包括： 第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二节点为所述第一节点的邻 居节点； 若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一 节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障； 查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所述备用线路。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一节点在预设时间内未收到所述 第二节点回复的应答消息包括： 若所述第一节点在第一时间段内未收到所述第二节点回复的应答消息，则继续向所述 第二节点发送探寻消息，直至所述第一节点发送探寻消息的次数达到m次或者所述第一节 点在第η次向所述第二节点发送探寻消息后，在第η时间段内收到所述第二节点回复的应 答消息，其中，m为大于或等于2的整数，η为大于或等于2且小于或等于m的整数； 若所述第一节点在第m次向所述第二节点发送探寻消息后，在第m时间段内未收到所 述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一节点在所述预设时间内未收到所述第二节点 回复的应答消息，所述第一时间段至所述第m时间段的m个时间段的时长之和为所述预设 时间。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第η时间段小于第n-1时间段。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查找所述主用线路对应的备用线路，并 将所述主用线路切换至所述备用线路包括： 查找所述主用线路对应的备用线路，当所述主用线路对应的备用线路的数量大于1 时，将所述主用线路切换至所述备用线路中权重最大的备用线路。
5. 如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一节点通过主用线路向 第二节点发送探寻消息之前，所述方法还包括： 生成所述主用线路对应的所述第一节点的路由表以及所述备用线路对应的所述第一 节点的路由表。
6. -种通信线路的切换系统，其特征在于，包括： 探寻消息发送模块，用于第一节点通过主用线路向第二节点发送探寻消息，所述第二 节点为所述第一节点的邻居节点； 故障判断模块，用于若所述第一节点在预设时间内未收到所述第二节点回复的应答消 息，则判定所述第一节点与所述第二节点之间的所述主用线路存在故障； 线路切换模块，用于查找所述主用线路对应的备用线路，并将所述主用线路切换至所 述备用线路。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述故障判断模块包括应答判断子模块，所 述应答判断子模块用于： 若所述第一节点在第一时间段内未收到所述第二节点回复的应答消息，则继续向所述 第二节点发送探寻消息，直至所述第一节点发送探寻消息的次数达到m次或者所述第一节 点在第η次向所述第二节点发送探寻消息后，在第η时间段内收到所述第二节点回复的应 答消息，其中，m为大于或等于2的整数，η为大于或等于2且小于或等于m的整数； 若所述第一节点在第m次向所述第二节点发送探寻消息后，在第m时间段内未收到所 述第二节点回复的应答消息，则判定所述第一节点在所述预设时间内未收到所述第二节点 回复的应答消息，所述第一时间段至所述第m时间段的m个时间段的时长之和为所述预设 时间。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第η时间段小于第n-1时间段。
9. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述线路切换模块具体用于： 查找所述主用线路对应的备用线路，当所述主用线路对应的备用线路的数量大于1 时，将所述主用线路切换至所述备用线路中权重最大的备用线路。
10. 如权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 路由表生成模块，用于生成所述主用线路对应的所述第一节点的路由表以及所述备用 线路对应的所述第一节点的路由表。
【文档编号】H04L12/707GK104113476SQ201410350028
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】饶巧华 申请人:深圳市邦彦信息技术有限公司, 北京特立信电子技术股份有限公司