專(zhuān)利名稱(chēng)：一種分布式熱備份邏輯設(shè)備及主備板設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電信設(shè)備，尤其涉及一種分布式熱備份邏輯設(shè)備及主備板設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
在電信設(shè)備中，為了保證通信的可靠性，通常會(huì)設(shè)置具有備份功能的熱備份邏輯設(shè)備，熱備份邏輯設(shè)備具有主控板(也叫主板)和防止主控板出現(xiàn)故障而隨時(shí)準(zhǔn)備替代主控板工作的備板，并且一塊主控板同時(shí)配備一個(gè)或多個(gè)備板?，F(xiàn)有熱備份邏輯設(shè)備一般都是在物理上通過(guò)背板將多塊單板聯(lián)系在一起，形成一個(gè)熱備份邏輯設(shè)備，在背板上設(shè)置兩個(gè)特定物理位置(主控板槽位)為主控板位置，這兩個(gè)位置的單板由硬件控制執(zhí)行主備倒換，當(dāng)一個(gè)主控板發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)原來(lái)處于備用狀態(tài)的備板就變成主用主控板，管理整個(gè)系統(tǒng)。
現(xiàn)有的熱備份邏輯設(shè)備按軟件功能劃分成將備份邏輯設(shè)備分為以下協(xié)議棧層最高層為業(yè)務(wù)應(yīng)用層，以下依次是熱備份管理層、操作系統(tǒng)層和文件/內(nèi)存驅(qū)動(dòng)層，最終為物理層。其中，每個(gè)上層子系統(tǒng)都承載在下層子系統(tǒng)之上，提供語(yǔ)義上更高級(jí)的功能。
業(yè)務(wù)應(yīng)用層為具體的各個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊，如操作維護(hù)、計(jì)費(fèi)模塊等。其中，每個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊確定自身涉及到的文件的備份級(jí)別。主控板對(duì)備板狀態(tài)以及備板對(duì)主控板狀態(tài)的檢測(cè)都是由主控板和備板業(yè)務(wù)應(yīng)用層中的故障檢測(cè)模塊中運(yùn)行的故障檢測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)的；同樣，備板對(duì)主控板是否發(fā)生故障的檢測(cè)，也是由備板業(yè)務(wù)應(yīng)用層的故障檢測(cè)模塊中運(yùn)行的故障檢測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)的。
熱備份管理層，對(duì)熱備份相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行屏蔽，并執(zhí)行熱備份時(shí)機(jī)的掌握和熱備份質(zhì)量級(jí)別的管理。
操作系統(tǒng)層，采用具有優(yōu)先級(jí)調(diào)度機(jī)制的通用操作系統(tǒng)或嵌入式操作系統(tǒng)。一個(gè)操作系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)從獲得CPU到釋放CPU的過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)事務(wù)，在一個(gè)事務(wù)完成后，系統(tǒng)中需要備份的內(nèi)存和文件處于一致?tīng)顟B(tài)，主備板內(nèi)存之間的定時(shí)備份數(shù)據(jù)的傳輸只在此時(shí)發(fā)生。
文件/內(nèi)存驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)提供硬件驅(qū)動(dòng)。
物理層，接管CPU的內(nèi)存控制功能，并在上層軟件的配置下將文件映射到內(nèi)存中，以及執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)行中的備份操作。
業(yè)務(wù)應(yīng)用層確定自身涉及到的文件的備份級(jí)別，熱備份管理層根據(jù)用戶(hù)通過(guò)編碼或者通過(guò)腳本配置的內(nèi)存和文件的分類(lèi)，根據(jù)備份文件的操作系統(tǒng)任務(wù)，即備份相關(guān)任務(wù)，登記需要備份的地址空間和/或文件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)自檢啟動(dòng)后，根據(jù)用戶(hù)指定的周期，定時(shí)對(duì)活動(dòng)的備份相關(guān)任務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，在CPU被釋放后，向主控板的物理層模塊發(fā)送備份命令，觸發(fā)主控板上的物理層模塊進(jìn)行定時(shí)備份操作。
但是現(xiàn)有的熱備份邏輯設(shè)備只能應(yīng)用在集中式熱備份邏輯設(shè)備上，對(duì)于分布式邏輯設(shè)備由于沒(méi)有背板所以該方式不再適用，而且利用背板構(gòu)成的電信設(shè)備占地面積比較大，安裝成本比較高，特別對(duì)于基站設(shè)備，由于數(shù)量巨大而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)成本大幅上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種分布式熱備份邏輯設(shè)備及主備板設(shè)置方法，解決無(wú)背板電信設(shè)備的主控板和備板的確認(rèn)，以及主控板和備板的倒換問(wèn)題，提高系統(tǒng)可靠性。
本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種分布式熱備份邏輯設(shè)備，包括至少2個(gè)單板，其中1個(gè)單板用作主控板時(shí)，其它單板用作備板；所述多個(gè)單板形成無(wú)背板連接的分布式邏輯結(jié)構(gòu)；每個(gè)單板至少包括一個(gè)FPGA模塊，所述FPGA模塊具有兩個(gè)接口，每個(gè)高速接口用于連接其它的一個(gè)單板，使得每個(gè)單板都向與它鄰近的兩塊單板發(fā)送和接收信息，分配有固定的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收其它單板發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份處理。
所述FPGA模塊中，還包括主備板設(shè)置模塊，用于通過(guò)檢測(cè)各個(gè)單板的主備標(biāo)識(shí)位傳送的邏輯標(biāo)識(shí)，設(shè)置和識(shí)別主控板和備板。
所述單板還包括延遲計(jì)時(shí)器，用于延遲主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送邏輯標(biāo)識(shí)的時(shí)間，使不同單板在不同的時(shí)間內(nèi)發(fā)送主備標(biāo)識(shí)位。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供了一種分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置方法，其特征在于，包括下列步驟步驟A分布式熱備份邏輯設(shè)備中的單板之間通過(guò)FPGA模塊中的高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送單板邏輯標(biāo)識(shí)到其它單板；步驟B單板在接收到其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位后，根據(jù)主備標(biāo)識(shí)位的的有效性，將本板設(shè)置為主控板或者備板。
所述步驟B可以包括下列步驟步驟B1單板判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位是否為有效主備標(biāo)識(shí)位；步驟B2如果檢測(cè)判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位為無(wú)效主備標(biāo)識(shí)位，則將該單板設(shè)置為主控板，在FPGA模塊的高速接口上的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送該單板的邏輯標(biāo)識(shí)，說(shuō)明該單板為主控板；否則，設(shè)置該單板為備板，完成分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置過(guò)程。
所述步驟A之前可以進(jìn)一步包括下列步驟步驟A1當(dāng)單板上電啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)延遲計(jì)時(shí)器，延遲的時(shí)間為在隨機(jī)值，保證不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)延時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀相同的單板。
所述步驟A中所述FPGA模塊的高速接口收發(fā)具有邏輯標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)幀不同步，始終有先后。
所述步驟C包括下列步驟步驟C當(dāng)主控板發(fā)生故障，但各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口并沒(méi)有斷鏈，備板檢測(cè)不到有效主備標(biāo)識(shí)位后，則判斷為主控板故障，重復(fù)步驟A～B進(jìn)行主備板設(shè)置；或者根據(jù)其它可以升級(jí)為主控板的單板的邏輯標(biāo)識(shí)的優(yōu)先級(jí)確定主控板，并直接在高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送主控板邏輯標(biāo)識(shí)通知其它單板。
本發(fā)明的主備板設(shè)置方法，還可以進(jìn)一步包括下列步驟步驟D當(dāng)主控板發(fā)生故障，各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口斷鏈，則各個(gè)單板之間分別按步驟C設(shè)置兩個(gè)主控板，通過(guò)人工干預(yù)將原主控板連接通信后，根據(jù)兩個(gè)主控板的邏輯標(biāo)識(shí)大小設(shè)置主備板。
本發(fā)明的主備板設(shè)置方法中，所述主備標(biāo)識(shí)位可以為1比特。
所述邏輯標(biāo)識(shí)為至少2比特或者單板網(wǎng)卡的MAC地址。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案，適用于無(wú)背板情況下的分布式邏輯設(shè)備，不再需要象傳統(tǒng)設(shè)備一樣通過(guò)背板通信，而是直接通過(guò)單板相互之間的配線(xiàn)進(jìn)行通信。同時(shí)提供了1+N備份模式，提高系統(tǒng)的可靠性。


圖1為本發(fā)明的無(wú)背板邏輯設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為具有FPGA高速接口的主備板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為多個(gè)單板在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的設(shè)備主控板的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，下面結(jié)合附圖1～3，對(duì)本發(fā)明的分布式熱備份邏輯設(shè)備及主備板設(shè)置方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限定。
如圖1所示，本發(fā)明的分布式熱備份邏輯設(shè)備包括至少2個(gè)單板，其中1個(gè)單板用作主控板時(shí)，其它單板用作備板，所述多個(gè)單板形成無(wú)背板連接的分布式邏輯結(jié)構(gòu)；每個(gè)單板包括業(yè)務(wù)應(yīng)用層，熱備份層，操作系統(tǒng)層，文件/內(nèi)存驅(qū)動(dòng)層，以及物理層。本發(fā)明中，所述物理層為至少包括一個(gè)FPGA模塊，所述FPGA模塊具有兩個(gè)高速接口，即兩個(gè)連接器A和B，各個(gè)單板通過(guò)FPGA模塊中的高速接口利用多個(gè)可以并行使用的高速電纜或高速光纜與其它單板相連，使得每個(gè)單板都向與它鄰近的兩塊單板發(fā)送和接收信息，分配有固定的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收其它單板發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份處理。
本發(fā)明可以適用于任意數(shù)量的單板組成的分布式熱備份邏輯設(shè)備，但由于分布式熱備份邏輯設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景主要在于獲取設(shè)備安裝區(qū)域非常困難的地方，所以一般地組成一個(gè)分布式熱備份邏輯設(shè)備的單板不會(huì)太多，如圖1所示，在本發(fā)明實(shí)施例中僅以4塊單板組成的分布式熱備份邏輯設(shè)備為例而進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)然也可以更多一些，只要安裝場(chǎng)地沒(méi)有限制。
下面結(jié)合圖2中的單板結(jié)構(gòu)圖詳細(xì)描述主控板和備板之間的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的每個(gè)單板包括FPGA模塊、CPU、內(nèi)存和網(wǎng)卡(未標(biāo)出)。其中，F(xiàn)PGA模塊還包括內(nèi)存控制器和高速接口控制器以及一組寄存器，F(xiàn)PGA模塊中的內(nèi)存控制器和高速接口控制器都已公開(kāi)且標(biāo)準(zhǔn)化，這里不再贅述。FPGA模塊中所采用的高速接口控制器可以自動(dòng)進(jìn)行并串、串并轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行傳輸時(shí)，根據(jù)傳輸線(xiàn)路性質(zhì)的不同，主控板和備板的FPGA模塊中的高速接口控制器之間可以采用多個(gè)可以并行使用的高速電纜或高速光纜進(jìn)行連接。
如圖2所示，其中單板0為主控板，單板1為備板。每個(gè)單板中，CPU通過(guò)FPGA模塊中的內(nèi)存控制器讀取本板內(nèi)存中的數(shù)據(jù)以及向本板中的內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)。當(dāng)向內(nèi)存中寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，主控板CPU通過(guò)主控板FPGA模塊中的內(nèi)存控制器寫(xiě)本板內(nèi)存；主控板FPGA中的內(nèi)存控制器將備份數(shù)據(jù)通過(guò)主、備板間的高速光纜或高速電纜發(fā)送到備板FPGA模塊后，備板FPGA模塊通過(guò)其中的內(nèi)存控制器將備份數(shù)據(jù)寫(xiě)入到備板上與主控板上內(nèi)存中備份數(shù)據(jù)地址相同的地址空間中。
單板在接收數(shù)據(jù)時(shí)，將收到的數(shù)據(jù)幀通過(guò)FPGA模塊中的高速接口控制器實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換，分離出不同單板所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，將從一個(gè)方向上(一個(gè)接收接口B)接收的數(shù)據(jù)通過(guò)串并轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行處理，在另一個(gè)方向上(另一個(gè)接收接口A)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換后進(jìn)行發(fā)送。
在每個(gè)單板的FPGA模塊中，還包括主備板設(shè)置模塊，用于通過(guò)檢測(cè)各個(gè)單板的主備標(biāo)識(shí)位傳送的邏輯標(biāo)識(shí)，設(shè)置和識(shí)別主控板和備板。
邏輯標(biāo)識(shí)，是用于標(biāo)記各個(gè)單板的標(biāo)識(shí)。
主備標(biāo)識(shí)位，是用于標(biāo)記各個(gè)單板中那個(gè)單板為主控板，那個(gè)單板為備板的主備標(biāo)識(shí)位。
單板還包括延遲計(jì)時(shí)器，用于延遲主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送邏輯標(biāo)識(shí)的時(shí)間，使不同單板在不同的時(shí)間內(nèi)發(fā)送主備標(biāo)識(shí)位。
參考圖3下面詳細(xì)說(shuō)明分布式熱備份邏輯設(shè)備的在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)主備板設(shè)置方法過(guò)程步驟A分布式熱備份邏輯設(shè)備中的單板之間在不同的延時(shí)通過(guò)FPGA模塊中的高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送邏輯標(biāo)識(shí)到其它單板；一般地，如果分布式熱備份設(shè)備中各個(gè)單板中的FPGA參數(shù)配置完畢(可以是人工配置參數(shù))，其就會(huì)根據(jù)配置的參數(shù)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中包括主備標(biāo)識(shí)位。例如，在當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，4塊單板同時(shí)上電，4塊單板同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
同時(shí)，每塊單板啟動(dòng)一延遲計(jì)時(shí)器，延遲的時(shí)間可以是在預(yù)定范圍內(nèi)的隨機(jī)值，盡量保證不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)延時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀相同的單板。
如圖3中所示，邏輯標(biāo)識(shí)為1的單板的延遲計(jì)時(shí)器延遲的時(shí)間最短，其次是邏輯標(biāo)識(shí)為0的單板，再其次是邏輯標(biāo)識(shí)為2單板，延遲時(shí)間最長(zhǎng)的是邏輯標(biāo)識(shí)為3的單板。
本實(shí)施例中采用在每塊單板的每個(gè)高速接口上都在固定的1個(gè)位置，即主備標(biāo)識(shí)位，發(fā)送特定位置單板的邏輯標(biāo)識(shí)。在不失一般性的情況下，如圖1所示，每個(gè)單板的邏輯標(biāo)識(shí)可以簡(jiǎn)單地用0-3來(lái)表達(dá)。在每個(gè)單板發(fā)送的每一幀中的主備標(biāo)識(shí)位上都帶有該單板的邏輯標(biāo)識(shí)。邏輯標(biāo)識(shí)通常根據(jù)單板數(shù)量，由至少兩個(gè)以上比特構(gòu)成，例如只有二個(gè)單板，則邏輯標(biāo)識(shí)可以為2個(gè)比特，第1個(gè)單板用00表示，第2個(gè)單板用01表示；四個(gè)單板時(shí)，則邏輯標(biāo)識(shí)可以為三個(gè)比特，第1個(gè)單板用000表示，第2個(gè)單板用001表示，第3個(gè)單板用010表示。
當(dāng)然，也可以使用單板網(wǎng)卡的MAC地址作為邏輯標(biāo)識(shí)，則需要6*8＝48比特來(lái)表示，這樣意味著每48幀可以識(shí)別一個(gè)單板，考慮到即使48幀所累計(jì)的時(shí)間也不過(guò)幾十個(gè)ns，所以這種方法也是非常有效的。
為了盡可能將帶寬用到真正需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)上去，發(fā)送主備標(biāo)識(shí)位的位置在每幀中可以只占用1比特(當(dāng)然也可以是幾個(gè)比特，或與邏輯標(biāo)識(shí)的比特?cái)?shù)相同)。例如，采用有四塊單板結(jié)構(gòu)的分布式熱備份邏輯設(shè)備，則幀結(jié)構(gòu)可以是將每一幀分為9個(gè)段，其中有4個(gè)數(shù)據(jù)段(每段的比特?cái)?shù)根據(jù)FPGA模塊中的高速接口的帶寬來(lái)確定，可以靈活調(diào)整)，每個(gè)數(shù)據(jù)段包含對(duì)應(yīng)邏輯標(biāo)識(shí)單板的數(shù)據(jù)，另外有對(duì)應(yīng)的4個(gè)數(shù)據(jù)段(實(shí)際可以采用每個(gè)數(shù)據(jù)段1bit)用于傳輸物理標(biāo)識(shí)，以判斷每個(gè)數(shù)據(jù)段上的數(shù)據(jù)是否發(fā)生沖突；另外有1個(gè)數(shù)據(jù)段(實(shí)際上可以采用1個(gè)比特或多個(gè)比特位寬)，也可以稱(chēng)之為主備標(biāo)識(shí)位，用于傳輸主備標(biāo)識(shí)位。
如果在分布式熱備份邏輯設(shè)備中，錯(cuò)誤配置參數(shù)時(shí)，如錯(cuò)誤將兩塊單板的邏輯標(biāo)識(shí)配置相同，一般地，由于高速接口收發(fā)數(shù)據(jù)是同時(shí)進(jìn)行的，如果在配置參數(shù)中錯(cuò)誤將兩塊單板的邏輯標(biāo)識(shí)配置相同，則有可能會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)邏輯標(biāo)識(shí)相同的單板同時(shí)成為主控板，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例中可以采用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行保證。
即較佳地，所述步驟A還包括下列步驟使高速接口收發(fā)具有邏輯標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)幀不再同步，始終有先后。
這樣，當(dāng)兩個(gè)高速接口上的邏輯標(biāo)識(shí)都有效，參數(shù)配置有錯(cuò)誤時(shí)，則一個(gè)高速接口向另一個(gè)高速接口對(duì)應(yīng)位置發(fā)送無(wú)效比特，也就是全1，即配置參數(shù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致兩個(gè)邏輯標(biāo)識(shí)相同的單板同時(shí)成為主板，這時(shí)，F(xiàn)PGA關(guān)閉高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送。當(dāng)單板FPGA發(fā)現(xiàn)高速接口由故障恢復(fù)后，隨機(jī)確定開(kāi)始發(fā)送本板邏輯標(biāo)識(shí)的時(shí)機(jī)，該等待時(shí)間至少10ms，最長(zhǎng)1000ms。
步驟B單板在接收到其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位后，根據(jù)主備標(biāo)識(shí)位的有效性，將本板設(shè)置為主控板或者備板。
單板在接收到其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位后，根據(jù)主備標(biāo)標(biāo)識(shí)位的有效性，判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位是否為有效主備標(biāo)識(shí)位；如果檢測(cè)判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位為無(wú)效主備標(biāo)識(shí)位，則將該單板設(shè)置為主控板，在FPGA模塊的高速接口上的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送該單板的邏輯標(biāo)識(shí)，說(shuō)明該單板為主控板；否則，設(shè)置該單板為備板，完成分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置過(guò)程。
在主控板沒(méi)有確定之前，在主備標(biāo)識(shí)位上發(fā)送特定位，如全為1，也就是說(shuō)如果所有單板發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中在主備標(biāo)識(shí)位上全為1則意味著還未選出主控板，數(shù)據(jù)幀無(wú)效。
當(dāng)一塊單板的FPGA模塊發(fā)現(xiàn)其高速接口上獲得的其它單板的數(shù)據(jù)幀中主備標(biāo)識(shí)位上不全為1時(shí)(其可以為所述其它單板的邏輯標(biāo)識(shí))，說(shuō)明數(shù)據(jù)幀已經(jīng)有效，可以判斷已經(jīng)有其它單板搶到了主控板。否則該單板就可以根據(jù)條件將自己升級(jí)為主控板，該條件可以是延遲一段時(shí)間后將自己升級(jí)為主控板。也可以是根據(jù)優(yōu)先級(jí)設(shè)定自己為主控板，如檢測(cè)到自己的優(yōu)先級(jí)在所有單板中的級(jí)別最高，則設(shè)定為主控板。并在數(shù)據(jù)幀中發(fā)送自己的邏輯標(biāo)識(shí)。
在每一幀中的主備標(biāo)識(shí)位，可以發(fā)送作為主控板的單板的邏輯標(biāo)識(shí)，來(lái)確定哪個(gè)單板作為主控板，在主備標(biāo)識(shí)位只有1比特的情況下，每幀中只能發(fā)送邏輯標(biāo)識(shí)的1個(gè)比特，當(dāng)收到第1只主備標(biāo)識(shí)位為0時(shí)，開(kāi)始確定已經(jīng)選出主控板，則主備標(biāo)識(shí)位有效，根據(jù)邏輯標(biāo)識(shí)的比特?cái)?shù)，連續(xù)接收后面的主備標(biāo)識(shí)位，在收到邏輯標(biāo)識(shí)比特?cái)?shù)減1相同的幀數(shù)時(shí)，根據(jù)收到的收到的主備標(biāo)識(shí)位確定當(dāng)前主控板的邏輯標(biāo)識(shí)。
如果此前檢測(cè)到在主備標(biāo)識(shí)位上沒(méi)有其它單板發(fā)送的有效主備標(biāo)識(shí)位，則在高速接口上的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送本板的邏輯標(biāo)識(shí)“001”，說(shuō)明其現(xiàn)在是主控板，通過(guò)主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送本板的邏輯標(biāo)識(shí)001，其它單板檢測(cè)到主備標(biāo)識(shí)位第一幀為0，則確定已經(jīng)選出主控板，并繼續(xù)接收后續(xù)的單板1的第二和第三幀，根據(jù)第二和第三幀中的主備標(biāo)識(shí)位01，確定主控板為001，即主控板為單板1，否則，如果此前檢測(cè)到在主備標(biāo)識(shí)位上有其它單板發(fā)送的有效主備標(biāo)識(shí)位，則設(shè)置本板為備板，同時(shí)，在主備標(biāo)識(shí)位的所有比特位上均發(fā)送1，完成分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置過(guò)程，搶主過(guò)程結(jié)束。
同時(shí)，非主控板可以把已經(jīng)收到的主控板邏輯標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給其它單板，這樣，當(dāng)單板發(fā)現(xiàn)已有主控板標(biāo)識(shí)時(shí)，就將本板設(shè)置為備用狀態(tài)。
較佳地，本發(fā)明的分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置過(guò)程，在主備板已經(jīng)設(shè)置，分布式熱備份邏輯設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)主控板發(fā)生故障，需要重新設(shè)備主控板與備板時(shí)，則有如下兩種方法可以進(jìn)行主備板設(shè)置步驟C主控板發(fā)生故障，但各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口并沒(méi)有斷鏈，備板檢測(cè)不到有效主備標(biāo)識(shí)位后，備板之間通過(guò)通信重新設(shè)置主備板。
其可以有兩種方法重新設(shè)置主備板步驟C1即第一種方法，是可以采用自由競(jìng)爭(zhēng)的主備板設(shè)置方法。即重復(fù)步驟A～B進(jìn)行主備板設(shè)置。
當(dāng)主控板發(fā)生故障，但FPGA模塊中的高速接口并沒(méi)有斷鏈，主控板始終可以發(fā)送主備標(biāo)識(shí)位，但備板接收不到有效主備標(biāo)識(shí)位，處于備用狀態(tài)的單板檢測(cè)不到有效主備標(biāo)識(shí)位，即收到的數(shù)據(jù)幀中在主備標(biāo)識(shí)位上的是全1的序列，則判斷為主控板故障，就與系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的主備板設(shè)置過(guò)程一樣，重復(fù)步驟A～B進(jìn)行主備板設(shè)置，各處于備用狀態(tài)的單板開(kāi)始啟動(dòng)延時(shí)計(jì)時(shí)器，進(jìn)行延時(shí)搶占主控板，延長(zhǎng)的時(shí)間可以是隨機(jī)產(chǎn)生。延時(shí)搶占會(huì)導(dǎo)致一定的倒換延時(shí)(幾十ms級(jí))，在此期間系統(tǒng)無(wú)法接入新的用戶(hù)。
步驟C2即第二種方法，是基于輪轉(zhuǎn)的主備板設(shè)置方法。即根據(jù)其它可以升級(jí)為主控板的單板的邏輯標(biāo)識(shí)的優(yōu)先級(jí)確定主控板，并直接在FPGA模塊的高速接口的主備標(biāo)識(shí)位上發(fā)送主控板邏輯標(biāo)識(shí)通知其它單板。
在這種方法中，所有的單板在組成分布式熱備份邏輯設(shè)備時(shí)，都進(jìn)行邏輯標(biāo)識(shí)的順序標(biāo)號(hào)，若本次的主控板為邏輯標(biāo)識(shí)為N的單板，該主控板在主備邏輯標(biāo)識(shí)位上發(fā)送的邏輯標(biāo)識(shí)為N，則當(dāng)主控板發(fā)生故障，備板檢測(cè)不到有效主備標(biāo)識(shí)位后，其余的可以升級(jí)為主控板的單板的邏輯標(biāo)識(shí)依次為(N+1)MOD4、(N+2)MOD4、(N+3)MOD4。由于非主控的其它單板都知道剛才的主控板邏輯標(biāo)識(shí)，再加上當(dāng)前系統(tǒng)中存在的單板，就可以清楚地確定本單板處于優(yōu)先級(jí)中的哪一級(jí)。如果是第一級(jí)，則直接開(kāi)始在高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送自己的單板邏輯標(biāo)識(shí)通知其它現(xiàn)存單板目前誰(shuí)是主控板。如果將有故障的單板修復(fù)后，則可通過(guò)重新設(shè)置每個(gè)單板的邏輯序列號(hào)，繼續(xù)工作。
步驟D當(dāng)主控板發(fā)生故障，各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口斷鏈，至少兩塊單板之間無(wú)法通信聯(lián)系，則分別按步驟C確定兩個(gè)主控板，通過(guò)人工干預(yù)連接通信后，根據(jù)兩個(gè)主控板的邏輯標(biāo)識(shí)大小設(shè)置主備板。當(dāng)兩塊板之間的互聯(lián)線(xiàn)都出現(xiàn)故障，兩塊單板無(wú)法聯(lián)系，它們都以主控方式運(yùn)行時(shí)(由于每塊單板都有專(zhuān)門(mén)的接口連接到業(yè)務(wù)處理板，如果兩塊板之間的所有接口都損壞，則兩個(gè)單板之間不能進(jìn)行通信，但是都可以和業(yè)務(wù)處理板進(jìn)行通信)，則產(chǎn)生了沖突，此時(shí)需要用戶(hù)干預(yù)，加上高速接口線(xiàn)，更換單板?；ミB線(xiàn)就是高速接口線(xiàn)。處理時(shí)一般情況下兩塊板是同時(shí)上電，此時(shí)兩塊板之間的高速接口通道會(huì)變好。這句話(huà)的意思是說(shuō)，兩個(gè)單板都做主控板運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)發(fā)現(xiàn)了，然后直接用好的高速接口線(xiàn)將兩塊單板進(jìn)行連接。并且兩塊單板同時(shí)會(huì)在高速接口的主備標(biāo)志位上看到對(duì)方的邏輯標(biāo)識(shí)(注意高速接口是收發(fā)分離的，所以可以同時(shí)看到)，此時(shí)每個(gè)單板判斷從高速接口上接收到的與其相連的單板的邏輯標(biāo)識(shí)與本單板的邏輯標(biāo)識(shí)的大小，哪個(gè)邏輯標(biāo)識(shí)大就讓哪個(gè)降為備用(當(dāng)然也可以反過(guò)來(lái)，將邏輯標(biāo)識(shí)小的降為備用)。
由于高速接口一對(duì)通降級(jí)就自動(dòng)完成，所以不會(huì)影響新業(yè)務(wù)的接入，但是在被降級(jí)單板上的業(yè)務(wù)可能被終止?？梢岳斫?，以上所述的具體實(shí)施方式
僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分布式熱備份邏輯設(shè)備，包括至少2個(gè)單板，其中1個(gè)單板用作主控板時(shí)，其它單板用作備板，其特征在于，所述多個(gè)單板形成無(wú)背板連接的分布式邏輯結(jié)構(gòu)；每個(gè)單板至少包括一個(gè)FPGA模塊，所述FPGA模塊具有兩個(gè)接口，每個(gè)高速接口用于連接其它的一個(gè)單板，使得每個(gè)單板都向與它鄰近的兩塊單板發(fā)送和接收信息，分配有固定的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收其它單板發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式熱備份邏輯設(shè)備，其特征在于，所述FPGA模塊中，還包括主備板設(shè)置模塊，用于通過(guò)檢測(cè)各個(gè)單板的主備標(biāo)識(shí)位傳送的邏輯標(biāo)識(shí)，設(shè)置和識(shí)別主控板和備板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式熱備份邏輯設(shè)備，其特征在于，所述單板還包括延遲計(jì)時(shí)器，用于延遲主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送邏輯標(biāo)識(shí)的時(shí)間，使不同單板在不同的時(shí)間內(nèi)發(fā)送主備標(biāo)識(shí)位。
4.一種分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置方法，其特征在于，包括下列步驟步驟A分布式熱備份邏輯設(shè)備中的單板之間通過(guò)FPGA模塊中的高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送單板邏輯標(biāo)識(shí)到其它單板；步驟B單板在接收到其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位后，根據(jù)主備標(biāo)識(shí)位的的有效性，將本板設(shè)置為主控板或者備板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，所述步驟B包括下列步驟步驟B1單板判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位是否為有效主備標(biāo)識(shí)位；步驟B2如果檢測(cè)判斷其它單板發(fā)送來(lái)的主備標(biāo)識(shí)位為無(wú)效主備標(biāo)識(shí)位，則將該單板設(shè)置為主控板，在FPGA模塊的高速接口上的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送該單板的邏輯標(biāo)識(shí)，說(shuō)明該單板為主控板；否則，設(shè)置該單板為備板，完成分布式熱備份邏輯設(shè)備的主備板設(shè)置過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，所述步驟A之前進(jìn)一步包括步驟A1當(dāng)單板上電啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)延遲計(jì)時(shí)器，延遲的時(shí)間為在隨機(jī)值，保證不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)延時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀相同的單板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，步驟A中所述FPGA模塊的高速接口收發(fā)具有邏輯標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)幀不同步，始終有先后。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括步驟C當(dāng)主控板發(fā)生故障，但各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口并沒(méi)有斷鏈，備板檢測(cè)不到有效主備標(biāo)識(shí)位后，重復(fù)步驟A～B進(jìn)行主備板設(shè)置；或者，根據(jù)其它可以升級(jí)為主控板的單板的邏輯標(biāo)識(shí)的優(yōu)先級(jí)確定主控板，并直接在高速接口的主備標(biāo)識(shí)位發(fā)送主控板邏輯標(biāo)識(shí)通知其它單板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，還包括下列步驟步驟D當(dāng)主控板發(fā)生故障，與各個(gè)單板之間的FPGA模塊中的高速接口斷鏈，則各個(gè)單板之間分別按步驟C設(shè)置兩個(gè)主控板，通過(guò)人工干預(yù)將原主控板連接通信后，根據(jù)兩個(gè)主控板的邏輯標(biāo)識(shí)大小設(shè)置主備板。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，所述主備標(biāo)識(shí)位為1比特。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的主備板設(shè)置方法，其特征在于，所述邏輯標(biāo)識(shí)為至少2比特或者單板網(wǎng)卡的MAC地址。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種分布式熱備份邏輯設(shè)備及主備板設(shè)置方法。該設(shè)備包括至少2個(gè)單板，其中1個(gè)單板用作主控板時(shí)，其它單板用作備板。所述多個(gè)單板形成無(wú)背板連接的分布式邏輯結(jié)構(gòu)；每個(gè)單板至少包括一個(gè)FPGA模塊，所述FPGA模塊具有兩個(gè)接口，每個(gè)高速接口用于連接其它的一個(gè)單板。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種分布式熱備份邏輯設(shè)備主備板設(shè)置方法。本發(fā)明直接通過(guò)單板相互之間的配線(xiàn)進(jìn)行通信，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H04L1/22GK1968075SQ20061008094
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者姚建中 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司