主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法及系統的製作方法
2024-01-22 04:38:15
專利名稱：主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及到主備切換技術領域，特別涉及到一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法及系統。
背景技術：
隨著網際網路應用的蓬勃發展，企業的網絡拓撲越來越複雜，諸如流量控制、應用審計、防火牆、核心交換機以及核心路由器等網絡設備一起部署於企業機房的情況逐漸多。部署網絡設備數量的增多同時意味著企業網絡單點故障的出現概率就越大，其中某一設備產生故障即可導致整個網絡癱瘓。因此雙機熱備的部署模式開始大量使用，當一臺設備產生故障可由另一臺設備提供服務。選擇雙機熱備部署，主備切換的時間差至關重要。該時間差取決於網絡服務系統的重要性以及用戶對服務中斷的容忍程度，目前用於判斷網絡路徑故障檢測方法多種多樣，最常見且實時性高的方法是鏈路通斷狀態檢測法。參照圖1，該檢測的過程是當線路 A上主交換機21出現異常時(宕機/斷電時)，主防火牆11通過網口的連接狀態就能夠識別出來線路A的鏈路通斷狀態發生變化(因為主交換機21的網口電源供電中斷)；主交換機21出現故障，備交換機22通過通訊同步線路發現主交換機異常，開始切換為主工作；主防火牆11通過鏈路通斷狀態識別發現A線路異常立即通過通訊線路D告訴備防火牆12成為主，而自己成為備，完成一次切換過程。上述方案的優點是切換實時性非常高，只要網絡中任何一個設備出現異常導致網口鏈路發生狀態的變化對端就能立即偵測到，但是缺點就是線路A或線路B中再放入第三方設備，則會將打斷原先防火牆與交換機之間的檢測機制， 影響主備切換。
發明內容
本發明的主要目的為提供一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，可實現鏈路通斷狀態的同步傳遞。本發明提出一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，包括步驟鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。優選地，所述鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中的步驟具體包括主中間設備通過物理層晶片檢測其與主第一設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時控制電源管理模塊停止給物理層晶片供電，切換使用備中間設備。優選地，所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換的步驟具體包括所述主第二設備通過物理層晶片檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備。優選地，所述方法還包括當主中間設備檢測到主第一設備恢復正常時，控制電源管理模塊給物理層晶片供電，切換使用主中間設備。優選地，所述方法還包括當主第二設備檢測到主中間設備恢復正常時，控制電源管理模塊給物理層晶片供電，切換使用主第二設備。本發明還提出一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，包括主/備第一設備以及主/備第二設備，還包括主/備中間設備，分別設置於所述主/備第一設備以及主/備第二設備的鏈路中；所述主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。優選地，所述主中間設備包括物理層晶片以及電源管理模塊；所述主中間設備通過物理層晶片檢測其與主第一設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時控制電源管理模塊停止給物理層晶片供電，切換使用備中間設備。優選地，所述主第二設備包括物理層晶片以及電源管理模塊；所述主第二設備通過物理層晶片檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備。優選地，所述主/備第一設備分別為主/備交換機；所述主/備第二設備分別為主 /備防火牆。本發明在鏈路中加入第三方設備後鏈路通斷狀態依然可同步傳遞，可實現第三方設備完全透明部署的部署特點，不需要改變原有的雙機熱備檢測機制，不需要原有設備的配合；同時，利用網卡硬體組成結構特性，通過軟體方式控制供電狀態，達到鏈路通斷狀態變化控制，方便實用。
圖1是現有技術中雙機熱備的網絡結構示意圖；圖2是本發明主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法一實施例中步驟流程示意圖；圖3是本發明主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法一實施例中雙機熱備的網絡結構示意圖；圖4是本發明主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法一實施例中乙太網卡的結構示意圖。本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。參照圖2，提出本發明一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法一實施例。該方法可包括步驟S30、鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；步驟S31、所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。參照圖3，在主/備第一設備61、62以及主/備第二設備41、42之間的線路(線路 A以及鏈路B)上分別加入第三方主/備中間設備51、52，原有的兩條線路A、B將被物理分割成4條線路A、B、E、F。本實施例中，該主/備第一設備61、62可為主交換機以及備交換機，該主/備第二設備41、42可為主防火牆以及備防火牆。當主交換機異常(宕機/斷電)時，鏈路通斷狀態只能體現在線路E上，主防火牆因為主中間設備51的加入引起物理線路分割，線路A識別不到線路E的狀態，即主防火牆不知道A->E這條通路已經斷開。上述問題是由於主防火牆是通過檢測自身網口的鏈路通斷狀態變化來識別線路異常，因為主中間設備51的加入，雖然線路E已經因為主交換機的網口狀態變化而發生變化，但是線路A與線路E是分割的，主防火牆無法獲知線路E的變化。上述主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，可將線路E的狀態變化跳動同步傳遞到線路A中，線路E無論發生任何狀態變化，比如連接/斷開，均可原封不動地將這個變化傳遞到線路A中，如此可在不改變原有網絡、原有部署特徵的情況下無縫地接入第三方設備，增強雙機熱備中主備切換的性能。由於網絡設備(比如防火牆、交換機以及中間設備等)中都設置有乙太網卡，而乙太網卡包括了 0SI(0pen System Interconnect，開放式系統互聯)模型的兩個層物理層和鏈路層，分別對應了乙太網卡控制器中的鏈路層(MAC)晶片71和物理層(PHY)晶片72， 兩者通過媒體獨立接口 73 (Mediahcbpendent hterface，MII)連接。(參照圖4)其中該物理層晶片72分別與電源管理(DC)模塊74以及網口模塊75 (比如RJ45接口 )連接。上述物理層晶片72可通過RJ45接口與對端設備(比如第一設備或第二設備等) 連接通訊，並通過LED燈顯示出目前的連接狀態和工作狀態，當將網線接入RJ45接口時，該物理層晶片72不斷發出脈衝信號檢測對端設備，如果發現了對端設備，則與對端協商並確定連接速度、雙工模式等信息，即協商網絡線路兩端的連接狀態。該電源管理模塊74為該 RJ45接口供電，該RJ45接口需要依靠電源管理模塊74提供持續穩定的工作電壓。當對端設備正常運行時，電源管理模塊74能夠持續不斷地為物理層晶片72提供穩定的電壓，只有當設備正常重啟/異常宕機時這個電壓會出現斷供的現象。可通過在軟體控制電源管理模塊74，對物理層晶片72的供電狀態進行幹涉，如果軟體控制電源管理模塊74不給物理層晶片72供電，則物理層晶片72將無法正常完成其基本功能，即無法完成與對端設備的連接協商(工作模式無法協商，連接速度無法協商)，LED燈也無法正常顯示，此時與該網卡相連的網卡因為無法正常完成協商(即協商失敗)，對端設備的網卡將顯示為斷開狀態。當軟體恢復電源管理模塊74給物理層晶片72供電後，兩端線路亦恢復成正常連接狀態。上述主中間設備51通過物理層晶片72檢測其與主第一設備61的鏈路通斷情況，當鏈路異常時控制電源管理模塊74停止給物理層晶片72供電，切換使用備中間設備52。 上述主第二設備41通過物理層晶片72檢測其與主中間設備51的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備42。主中間設備51可以檢測到線路E出現異常，主中間設備51可以將線路A上的網卡電源管理模塊74停止給物理層晶片72供電，使主中間設備51無法與主防火牆完成協商， 速度的協商以及數據包的傳輸，線路A上的主防火牆網卡將失去與主中間設備51網卡之間的連接狀態亦無法完成協商而斷開，如此線路E的斷開狀態就同步到了線路A上。當主交換機恢復時，線路E可恢復連接狀態，主中間設備51可檢測到該連接狀態的變化，重新啟動給線路A網卡物理層晶片72供電，恢復網卡的協商功能，主防火牆檢測到後將重新與主中間設備51協商，並且在協商成功後恢復線路A的連接狀態。上述主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，在鏈路中加入第三方設備後鏈路通斷狀態依然可同步傳遞，可實現第三方設備完全透明部署的部署特點，不需要改變原有的雙機熱備檢測機制，不需要原有設備的配合；同時，利用網卡硬體組成結構特性，通過軟體方式控制供電狀態，達到鏈路通斷狀態變化控制，方便實用。參照圖3，提出本發明一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統一實施例。該系統可包括主/備第一設備61、62以及主/備第二設備41、42，還包括主/備中間設備51、52， 分別設置於該主/備第一設備61、62以及主/備第二設備41、42的鏈路中；該主中間設備 51檢測其與主第一設備61之間的鏈路通斷情況，根據鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備51與主第二設備41的鏈路中；該主第二設備41檢測其與主中間設備51 的鏈路通斷情況，根據鏈路通斷情況進行主備切換。在主/備第一設備61、62以及主/備第二設備41、42之間的線路(線路A以及鏈路B)上分別加入第三方主/備中間設備51、52，原有的兩條線路A、B將被物理分割成4條線路A、B、E、F。本實施例中，該主/備第一設備61、62可為主交換機以及備交換機，該主/ 備第二設備41、42可為主防火牆以及備防火牆。當主交換機異常(宕機/斷電)時，鏈路通斷狀態只能體現在線路E上，主防火牆因為主中間設備51的加入引起物理線路分割，線路A識別不到線路E的狀態，即主防火牆不知道A->E這條通路已經斷開。上述問題是由於主防火牆是通過檢測自身網口的鏈路通斷狀態變化來識別線路異常，因為主中間設備51的加入，雖然線路E已經因為主交換機的網口狀態變化而發生變化，但是線路A與線路E是分割的，主防火牆無法獲知線路E的變化。上述主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，可將線路E的狀態變化跳動同步傳遞到線路A中，線路E無論發生任何狀態變化，比如連接/斷開，均可原封不動地將這個變化傳遞到線路A中，如此可在不改變原有網絡、原有部署特徵的情況下無縫地接入第三方設備，增強雙機熱備中主備切換的性能。由於網絡設備(比如防火牆、交換機以及中間設備等)中都設置有乙太網卡，而乙太網卡包括了 0SI(0pen System Interconnect，開放式系統互聯)模型的兩個層物理層和鏈路層，分別對應了乙太網卡控制器中的鏈路層(MAC)晶片71和物理層(PHY)晶片72， 兩者通過媒體獨立接口 73 (Mediahcbpendent hterface，MII)連接。(參照圖4)其中該物理層晶片72分別與電源管理(DC)模塊74以及網口模塊75(比如RJ45接口)連接。
上述物理層晶片72可通過RJ45接口與對端設備(比如第一設備或第二設備等) 連接通訊，並通過LED燈顯示出目前的連接狀態和工作狀態，當將網線接入RJ45接口時，該物理層晶片72不斷發出脈衝信號檢測對端設備，如果發現了對端設備，則與對端協商並確定連接速度、雙工模式等信息，即協商網絡線路兩端的連接狀態。該電源管理模塊74為該 RJ45接口供電，該RJ45接口需要依靠電源管理模塊74提供持續穩定的工作電壓。當對端設備正常運行時，電源管理模塊74能夠持續不斷地為物理層晶片72提供穩定的電壓，只有當設備正常重啟/異常宕機時這個電壓會出現斷供的現象。可通過在軟體控制電源管理模塊74，對物理層晶片72的供電狀態進行幹涉，如果軟體控制電源管理模塊74不給物理層晶片72供電，則物理層晶片72將無法正常完成其基本功能，即無法完成與對端設備的連接協商(工作模式無法協商，連接速度無法協商)，LED燈也無法正常顯示，此時與該網卡相連的網卡因為無法正常完成協商(即協商失敗)，對端設備的網卡將顯示為斷開狀態。當軟體恢復電源管理模塊74給物理層晶片72供電後，兩端線路亦恢復成正常連接狀態。上述主中間設備51通過物理層晶片72檢測其與主第一設備61的鏈路通斷情況， 當鏈路異常時控制電源管理模塊74停止給物理層晶片72供電，切換使用備中間設備52。 上述主第二設備41通過物理層晶片72檢測其與主中間設備51的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備42。主中間設備51可以檢測到線路E出現異常，主中間設備51可以將線路A上的網卡電源管理模塊74停止給物理層晶片72供電，使主中間設備51無法與主防火牆完成協商， 速度的協商以及數據包的傳輸，線路A上的主防火牆網卡將失去與主中間設備51網卡之間的連接狀態亦無法完成協商而斷開，如此線路E的斷開狀態就同步到了線路A上。當主交換機恢復時，線路E可恢復連接狀態，主中間設備51可檢測到該連接狀態的變化，重新啟動給線路A網卡物理層晶片72供電，恢復網卡的協商功能，主防火牆檢測到後將重新與主中間設備51協商，並且在協商成功後恢復線路A的連接狀態。上述主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，在鏈路中加入第三方設備後鏈路通斷狀態依然可同步傳遞，可實現第三方設備完全透明部署的部署特點，不需要改變原有的雙機熱備檢測機制，不需要原有設備的配合；同時，利用網卡硬體組成結構特性，通過軟體方式控制供電狀態，達到鏈路通斷狀態變化控制，方便實用。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，其特徵在於，包括步驟鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。
2.根據權利要求1所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，其特徵在於，所述鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中的步驟具體包括主中間設備通過物理層晶片檢測其與主第一設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時控制電源管理模塊停止給物理層晶片供電，切換使用備中間設備。
3.根據權利要求2所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，其特徵在於，所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換的步驟具體包括所述主第二設備通過物理層晶片檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備。
4.根據權利要求3所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，其特徵在於，所述方法還包括當主中間設備檢測到主第一設備恢復正常時，控制電源管理模塊給物理層晶片供電， 切換使用主中間設備。
5.根據權利要求4所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法，其特徵在於，所述方法還包括當主第二設備檢測到主中間設備恢復正常時，控制電源管理模塊給物理層晶片供電， 切換使用主第二設備。
6.一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，包括主/備第一設備以及主/備第二設備，其特徵在於，還包括主/備中間設備，分別設置於所述主/備第一設備以及主/備第二設備的鏈路中；所述主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。
7.根據權利要求6所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，其特徵在於，所述主中間設備包括物理層晶片以及電源管理模塊；所述主中間設備通過物理層晶片檢測其與主第一設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時控制電源管理模塊停止給物理層晶片供電，切換使用備中間設備。
8.根據權利要求7所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，其特徵在於，所述主第二設備包括物理層晶片以及電源管理模塊；所述主第二設備通過物理層晶片檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，當鏈路異常時切換使用備第二設備。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的系統，其特徵在於，所述主/備第一設備分別為主/備交換機；所述主/備第二設備分別為主/備防火掉丄回ο
全文摘要
本發明揭示了一種主備環境下傳遞鏈路通斷狀態的方法及系統。該方法可包括步驟鏈路中加入的主中間設備檢測其與主第一設備之間的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換，並同步傳遞至主中間設備與主第二設備的鏈路中；所述主第二設備檢測其與主中間設備的鏈路通斷情況，根據所述鏈路通斷情況進行主備切換。本發明在鏈路中加入第三方設備後鏈路通斷狀態依然可同步傳遞，可實現第三方設備完全透明部署的部署特點，不需要改變原有的雙機熱備檢測機制，不需要原有設備的配合；同時，利用網卡硬體組成結構特性，通過軟體方式控制供電狀態，達到鏈路通斷狀態變化控制，方便實用。
文檔編號H04L12/56GK102412997SQ20111038649
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者文曦暢, 楊漢平, 漆雄峰 申請人:深信服網絡科技(深圳)有限公司