專利名稱：一種通訊鏈路的主備倒換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊設(shè)備中通訊鏈路的一種主備倒換方法，具體地說，涉及傳輸通信領(lǐng)域的線路冗余備份的方法。
背景技術(shù)：
在通訊領(lǐng)域中，為了保證通訊設(shè)備長期穩(wěn)定地工作，大多數(shù)系統(tǒng)在應(yīng)用中都要求進行冗余設(shè)計，當(dāng)其中一部分設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，可以跳轉(zhuǎn)到備份單元。而在線路傳輸通信領(lǐng)域，質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)通常是傳輸線路，因此需要針對傳輸鏈路進行冗余設(shè)計。
目前常用的方法，都是采用兩套設(shè)備，分別設(shè)定為主設(shè)備和備用設(shè)備，發(fā)生故障的時候，在主設(shè)備和備用設(shè)備之間進行倒換。例如在中國專利00106113.5《交換機的主備倒換方法及其實現(xiàn)裝置》中，介紹了一種用于交換機的主備倒換方法及其實現(xiàn)裝置；以及在中國專利02121024.1《通信設(shè)備中實現(xiàn)主備設(shè)備快速倒換的方法》中，利用通信設(shè)備中的FPGA(現(xiàn)場可編程門列陣)實現(xiàn)由主備設(shè)備倒換；以及在專利02103929.1《一種通訊設(shè)備中的主備倒換方法》中，用本板和對板狀態(tài)的四條狀態(tài)信號線，實現(xiàn)兩塊單板快速的主備倒換過程。這類的倒換方法，使用了兩套一致的方法，在工作過程中，兩套設(shè)備要同時工作，并互相交互命令，而且在故障情況下，不考慮是設(shè)備故障，還是線路故障，即直接倒換到另外一套系統(tǒng)中。這樣的設(shè)計需要投入較多的成本，并且兩套設(shè)備在倒換中，需要交互數(shù)據(jù)，倒換也不可能很快完成。
在專利02159089.3《通訊通道主備倒換方法》，是多個設(shè)備的倒換，對每個通訊節(jié)點設(shè)置兩個通訊端口并分別通過兩套交換體系在任意一對建立通訊連接的節(jié)點間構(gòu)建一條主用通訊通道和一條備用通訊通道；它不用集中的通訊鏈路管理節(jié)點，也不用對交換設(shè)備進行控制，雖然提高了通用性，但是需要增加主備設(shè)備以外的管理設(shè)備，更加增加了成本。
綜上所述，現(xiàn)有的倒換方法局限在設(shè)備級別的倒換上，忽視了故障點多出現(xiàn)在傳輸線路的事實，因此這樣的倒換設(shè)計，比較繁瑣，成本也比較高。當(dāng)兩個設(shè)備硬件相同，如果同時出現(xiàn)故障，而且同時向?qū)Ψ缴暾?，?dāng)申請得不到確認后，也會同時撤消請求，這樣，兩個設(shè)備總是處于申請，撤消，申請，撤消的循環(huán)中，會導(dǎo)致設(shè)備最終死鎖。
現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，因此有待于繼續(xù)改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對前面提出的倒換設(shè)計存在的問題，本發(fā)明提出了一種在一臺設(shè)備內(nèi)不同的通道之間實現(xiàn)主備倒換的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟A在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)設(shè)備中，一端稱為本端，另一端稱為對端，在本端和對端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；B本端設(shè)備與對端設(shè)備之間，建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；C檢測與對端設(shè)備的通訊是否正常，如果對端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進入等待狀態(tài)；延時隨機的時間之后再次檢測對端的正常狀態(tài)，如果與對端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟D，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待；D檢測自身告警狀態(tài)，如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟E；否則回到步驟C；E預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善，如下執(zhí)行步驟F、G；如果不能改善，就放棄倒換的請求延機隨機的時間之后再回到步驟C；G對端設(shè)備收到倒換請求后，也預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，即倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟H；H對端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令，本端收到此指令后進行解釋確認，兩個設(shè)備同時倒換進入備用態(tài)。
所述的方法，其中，所述步驟G中如不能改善，則執(zhí)行步驟I對端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，并恢復(fù)到正常狀態(tài)；J本端收到指令后撤消倒換，本端隨機延時一段時間后，然后回到正常態(tài)。
所述的方法，其中，所述步驟B中的發(fā)送線程包括B11發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1；B12延時0.1毫秒；B13發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2；B14延時0.1毫秒；B15發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼；B16延時0.1毫秒；B17再延時0.1毫秒，重復(fù)子步驟B11，依次循環(huán)。
所述的方法，其中，所述步驟B中的接收線程包括
B21接收端檢測狀態(tài)；B22延時0.05毫秒；B23重復(fù)步驟B21共10次；B24根據(jù)這十次的結(jié)果進行判斷對端指令是否正常。
所述的方法，其中，所述步驟B24的判斷包括如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字碼，則設(shè)備接收的指令為有效；有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對端設(shè)備處于正常；接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對端設(shè)備為非正常狀態(tài)。
所述的方法，其中，所述隨機延時的隨機數(shù)種子產(chǎn)生方式包括設(shè)備啟動的時間；設(shè)備啟動后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)；或第一次用戶操作的時間。
所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上是合一的。
所述的方法，其中，所述本端設(shè)備與對端設(shè)備之間的物理層通訊端口中，所述物理層是簡單I/O口，E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
本發(fā)明所提供的一種通訊鏈路的主備倒換方法，可簡單、快捷、可靠地進行倒換，在一臺設(shè)備內(nèi)倒換，倒換時不需要交互配置數(shù)據(jù)，很方便迅速地完成了倒換；整個倒換過程依賴的硬件資源少，不需要兩套設(shè)備，也不需要外置的管理設(shè)備；提出了一種簡捷的命令交互方式，可以很好地解決因為協(xié)議問題造成的設(shè)備死鎖問題。


圖1為本發(fā)明方法的設(shè)備的拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明方法的發(fā)送指令狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖3為本發(fā)明方法的通訊鏈路轉(zhuǎn)換流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖將對本發(fā)明的各較佳實施例進行更為詳細的說明。
本發(fā)明的通訊鏈路的主備倒換方法，由以下步驟實現(xiàn)，如圖3所示的步驟1建立如圖1所示的由兩臺設(shè)備組成的系統(tǒng)。在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中，兩側(cè)各有一臺設(shè)備組成，其中一端稱為本端，通過線路連接的另外一側(cè)稱為對端。本端和對端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路。數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上可以是合一的。
如圖1所示的，A點跟B點之間要進行數(shù)據(jù)的傳輸，可以通過雙向的數(shù)據(jù)通道1轉(zhuǎn)發(fā)，也可以通過雙向的數(shù)據(jù)通道2進行轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)備1與設(shè)備2之間的通訊通道，采用通訊通道1或者通訊通道2進行通訊。當(dāng)通訊通道采用通訊通道1，數(shù)據(jù)通道也采用數(shù)據(jù)通道1時，處于主用態(tài)；當(dāng)通訊通道采用通訊通道2，數(shù)據(jù)通道也采用數(shù)據(jù)通道2時，處于備用態(tài)；步驟2本端設(shè)備與對端設(shè)備之間，先建立四個通訊位，建立設(shè)備1與設(shè)備2之間的通訊，通過以下的子步驟實現(xiàn)。
不管采用什么樣的物理層進行，其目的都是要保證數(shù)據(jù)能準確無誤地傳遞到對端設(shè)備，在本發(fā)明方法中采用了一種可以用比較簡單的協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳遞的方法，同時能保證數(shù)據(jù)準確、無誤地傳輸給對方，而且可以得知對方設(shè)備是否正常，同時采用了比通常校驗方法更可靠的檢驗手段來保證數(shù)據(jù)的可靠傳遞。跟常用方法通訊方法相比，該方法有以下優(yōu)點1.數(shù)據(jù)準確無誤2.硬件資源占用最小(因為采用四個I/O接口線或E1里的四個通訊位即可實現(xiàn))，程序編寫比較簡單。3.可靠性高4.當(dāng)對端設(shè)備死機或移走時，狀態(tài)即可以更新。
以下為所述各子步驟子步驟2.1建立設(shè)備1與設(shè)備2之間的物理層通訊端口，物理層可以是簡單I/O口，也可以是E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
本發(fā)明方法利用通訊端口的4個通訊位，例如在2M通訊鏈路中的0時隙的4個保留位。定義這4個bit的含意如下

BIT4-BIT1四個位傳輸命令和信息；子步驟2.2建立發(fā)送線程和接收線程；發(fā)送線程如子步驟2.3到子步驟2.9所示，如圖2所示。接收線程如子步驟2.10到子步驟2.13所示。
發(fā)送端子步驟2.3發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1，如表中所示的0000，子步驟2.4延時0.1毫秒。
子步驟2.5發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2，如表中所示的1111。
子步驟2.6延時0.1毫秒。
子步驟2.7發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼M。
子步驟2.8延時0.1毫秒。
子步驟2.9再延時0.1毫秒，重復(fù)子步驟2.3，依次循環(huán)。
接收端子步驟2.10接收端檢測狀態(tài)。
子步驟2.11延時0.05毫秒。
子步驟2.12重復(fù)子步驟2.10共10次。
子步驟2.13如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字M，這時設(shè)備接收的指令為有效。有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對端設(shè)備處于正常。接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對端設(shè)備為非正常態(tài)。
四個通訊位BIT4-BIT1的意義表達如下

步驟3通過步驟2的方法檢測與對端設(shè)備通訊是否正常。如果對端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，也就是說收到如子步驟2.10所敘述的非正常指令，這時，本端設(shè)備進入等待狀態(tài)；隨后產(chǎn)生隨機數(shù)m，延時m毫秒之后再次檢測對端的正常狀態(tài)，如果這時與對端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟4，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待。
步驟4檢測自身告警狀態(tài)。如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟5；否則回到步驟3。
步驟5檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件。預(yù)測倒換后鏈路的告警是否能改善，如果倒換后鏈路的告警能改善，則執(zhí)行如下步驟6，7。如果監(jiān)測到倒換后鏈路的告警不能改善，就放棄倒換的請求，產(chǎn)生隨機數(shù)m，延時m毫秒之后再回到步驟3。
為防止導(dǎo)致設(shè)備最終死鎖，本發(fā)明方法一旦設(shè)備進入申請狀態(tài)并且遭到拒絕之后，就會隨機延時m毫秒再進行下一次申請，隨機數(shù)m種子的產(chǎn)生可能通過下面幾種方面獲得1.設(shè)備啟動的時間，因為通常設(shè)備啟動的時間很可能有很大的差異，同時啟動的可能性很小。2.設(shè)備啟動后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)。內(nèi)存在沒有初始化之前，里面的數(shù)據(jù)通常可以看作隨機數(shù)。3.第一次用戶操作的時間。
通過隨機延時的方法，保證了兩個設(shè)備再進行下一次申請的時間不會相同，只要申請有了先后次序，就可以保證先申請的設(shè)備搶占了主動權(quán)，就不會進入無限循環(huán)，從而導(dǎo)致設(shè)備死鎖狀態(tài)。
步驟6對端設(shè)備收到倒換請求后，檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件。倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟7，否則執(zhí)行步驟8-9。
步驟7對端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令。本端收到此指令后進行解釋并確認，這時兩個設(shè)備同時倒換進入備用態(tài)。
步驟8對端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，然后對端恢復(fù)到正常狀態(tài)。
步驟9本端收到指令后撤消倒換，并且產(chǎn)生一個隨機數(shù)m，本端根據(jù)此隨機數(shù)延時m毫秒，然后回到正常態(tài)。
本發(fā)明方法實現(xiàn)了通訊設(shè)備鏈路的主備倒換，在實際應(yīng)用中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)鏈路故障，可以及時倒換到備用鏈路，從而加強了設(shè)備消除故障的能力。而且，通過死鎖問題的解決，在實際應(yīng)用中沒有出現(xiàn)死機的問題。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，并不能因此而理解為對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟A在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)設(shè)備中，一端稱為本端，另一端稱為對端，在本端和對端之間，用不同的端口，建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；B本端設(shè)備與對端設(shè)備之間，建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；C檢測與對端設(shè)備的通訊是否正常，如果對端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進入等待狀態(tài)；延時隨機的時間之后再次檢測對端的正常狀態(tài)，如果與對端通訊恢復(fù)正常，執(zhí)行步驟D，如果故障沒有排除，繼續(xù)等待；D檢測自身告警狀態(tài)，如果設(shè)備自身出現(xiàn)了告警，繼續(xù)執(zhí)行步驟E；否則回到步驟C；E預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善，如下執(zhí)行步驟F、G；如果不能改善，就放棄倒換的請求延機隨機的時間之后再回到步驟C；G對端設(shè)備收到倒換請求后，也預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，即倒換后鏈路的告警狀態(tài)能否改善，如有改善，執(zhí)行以下步驟H；H對端設(shè)備發(fā)出同意倒換的指令，本端收到此指令后進行解釋確認，兩個設(shè)備同時倒換進入備用態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟G中如不能改善，則執(zhí)行步驟I對端設(shè)備發(fā)出拒絕倒換的指令，并恢復(fù)到正常狀態(tài)；J本端收到指令后撤消倒換，本端隨機延時一段時間后，然后回到正常態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的發(fā)送線程包括B11發(fā)送端向?qū)Χ嗽O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)1；B12延時0.1毫秒；B13發(fā)送標(biāo)志狀態(tài)2；B14延時0.1毫秒；B15發(fā)送有效數(shù)據(jù)碼；B16延時0.1毫秒；B17再延時0.1毫秒，重復(fù)子步驟B11，依次循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的接收線程包括B21接收端檢測狀態(tài)；B22延時0.05毫秒；B23重復(fù)步驟B21共10次；B24根據(jù)這十次的結(jié)果進行判斷對端指令是否正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B24的判斷包括如果10次里面有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2和有效數(shù)字碼，則設(shè)備接收的指令為有效；有且只有標(biāo)志狀態(tài)1，標(biāo)志狀態(tài)2則視對端設(shè)備處于正常；接收到任何其它數(shù)據(jù)都視對端設(shè)備為非正常狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述隨機延時的隨機數(shù)種子產(chǎn)生方式包括設(shè)備啟動的時間；設(shè)備啟動后內(nèi)存里的一些沒有初始化的數(shù)據(jù)；或第一次用戶操作的時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)鏈路和通訊鏈路在物理上是合一的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述本端設(shè)備與對端設(shè)備之間的物理層通訊端口中，所述物理層是簡單I/O口，E1鏈路，或者其它方式的通訊方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通訊鏈路的主備倒換方法，其包括以下步驟在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的本端和對端之間建立主備通信通道，每組通信通道中，包括以傳輸用戶數(shù)據(jù)為目的的數(shù)據(jù)鏈路和以管理數(shù)據(jù)鏈路為目的的通訊鏈路；建立物理層通訊端口，并建立發(fā)送線程和接收線程；檢測與對端設(shè)備的通訊是否正常，如果對端設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致通訊鏈路無法通訊，本端設(shè)備進入等待狀態(tài)；延時隨機的時間之后再次檢測對端的正常狀態(tài)，直至恢復(fù)正常；預(yù)先檢測倒換后的鏈路狀況是否能滿足倒換條件，如能改善執(zhí)行倒換。本發(fā)明方法可簡單、快捷、可靠地進行倒換，倒換時不需要交互配置數(shù)據(jù)；整個倒換過程依賴的硬件資源少，不需要兩套設(shè)備，也不需要外置的管理設(shè)備。
文檔編號H04B1/74GK1988400SQ20051013244
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者花茂盛, 劉燕, 黃守旺 申請人:中興通訊股份有限公司