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数据链路备份装置及方法
申请号	CN201611161371.3	申请日	2016-12-15	公开(公告)号	CN106656311A	公开(公告)日	2017-05-10
申请人	国网山东省电力公司长岛县供电公司; 长岛县电力工程有限责任公司;			发明人	郑禄冰; 彭勃; 唐道杰; 侯学文; 于大为; 张馨予; 廖晓波; 王诗旗; 宫建萍; 任维远; 刘懿萱; 王彤; 于国涛; 刘朋; 李宁;
摘要	本发明公开了一种数据链路备份装置及方法，该装置包括第一微波传输设备和第二微波传输设备；第一分组传送设备和第二分组传送设备；分别与第一微波传输设备和第一分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第一交换单元；分别与第二微波传输设备和第二分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第二交换单元。本发明为防止和公网环或者冗余协议冲突，本交换机采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路端口的转换，当主用链路出现故障时，通过EBS 开关自动完成主、备链路的切换，从而提高了传输效率。
权利要求	1.数据链路备份装置，其特征在于，包括第一微波传输设备和第二微波传输设备；通过光缆连接的第一分组传送设备和第二分组传送设备；还包括：分别与第一微波传输设备和第一分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第一交换单元；分别与第二微波传输设备和第二分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第二交换单元。 2.如权利要求1所述的数据链路备份装置，其特征在于，所述第一交换单元包括与所述第一微波传输设备和第一分组传送设备的业务端口对应设置的多个第一交换机；所述第二交换单元包括与所述第二微波传输设备和第二分组传送设备的业务端口对应设置的多个第二交换机；所述多个第一交换机和所述多个第二交换机分别包括实现数据交换的数据交换单元和自动侦测链路断路状况且自动完成主、备用链路切换的链路切换单元。 3.如权利要求2所述的数据链路备份装置，其特征在于，所述数据交换单元包括芯片88E6097F；所述数据交换单元设有至少4路以太网接口，分别为连接以太网链路的数据接入端口FE1，主用链路端口FE2，备用链路端口FE3和网管、调试端口FE4；主用链路端口FE2任意连接分组传送设备的业务端口FE1～FE8；备用链路端口FE3任意连接微波传输设备的业务端口FE1～FE8。 4.如权利要求2所述的数据链路备份装置，其特征在于，所述链路切换单元包括实现对所述第一交换机或所述第二交换机的主用链路端口FE2和备用链路端口FE3间数据报文的隔离，侦测链路断路状况，以及控制主、备用链路的EBS切换及实现链路备份的功能的芯片AT91SAM9260。 5.如权利要求4所述的数据链路备份装置，其特征在于，所述第一交换机或所述第二交换机采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路使用的转换，组成环的两台交换机具备相同的环标识ID，且环中含有而且只有一个交换主节点，另一个交换为传输节点；主节点定时发送心跳报文，从节点转发所述心跳报文；所述链路切换单元判断接收到的心跳报文，当主用链路出现故障时，主用链路端口FE2接收到LINK DOWN或者3次丢失心跳，所述链路切换单元启用备用链路端口FE3传输数据并阻塞主用链路端口；当主用链路端口FE2接收到LINK UP或接收到3次正常心跳时，所述链路切换单元启用主用链路端口FE2并阻塞备用链路端口FE3。 6.如权利要求2所述的数据链路备份装置，其特征在于，所述主、备用链路的切换的时间为4ms～50ms。 7.数据链路备份方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、接收用户端发送至的数据； S2、系统探测主用链路端口的通断状态，根据探测结果，自动切换至主用链路端口或备用链路端口传输数据。 8.如权利要求7所述的数据链路备份方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：主节点定时发送心跳报文，从节点转发所述心跳报文至主用链路端口；判断接收到的心跳报文，若接收到的心跳报文内容为LINK UP或3次正常心跳，则倒换至主用链路端口传输数据并阻塞备用链路端口；若心跳报文内容为LINK DOWN或者3次丢失心跳，倒换至备用链路端口传输数据并阻塞主用链路端口。 9.如权利要求8所述的数据链路备份方法，其特征在于，所述主节点每秒发送一次心跳报文。 10.如权利要求8所述的数据链路备份方法，其特征在于，主、备用链路切换的时间为 4ms～50ms。
说明书全文	数据链路备份装置及方法技术领域 [0001] 本发明涉及链路备份的技术领域，具体涉及数据链路备份装置及方法。背景技术 [0002] 在骨干网设备连接中，单一链路的连接很容易实现，但一个简单的故障就会造成网络的中断。因此在实际网络组建的过程中，为了保持网络的稳定性，在多台交换机组成的网络环境中，通常都使用一些备份连接，以提高网络的健壮性、稳定性。 [0003] 如图1所示，为传统的数据链路备份系统，8路以太网数据链路分别连接至第一微波传输设备和第一分组传送设备的业务端口，经第一分组传送设备输出端通过光缆连接到第二分组传送设备输入接口，由第二分组传送设备还原出8路以太网数据，第二分组传送设备的业务端口分别还连接至第二微波传输设备。在本系统中，第一、第二微波传输设备为马可尼微波设备，第一、二分组传送设备为华为PTN(Packet Transport Network；分组传送网)设备；第一、二分组传送设备提供的链路为主用链路，第一、第二微波传输设备作为备用链路，如图2、图3所示，图中交换机为用户接入网交换机，当光缆正常工作时，数据通过主用链路进行传输；当海底光缆故障时，需手动将连接到第一分组传送设备的网线跳到第一微波传输设备上进行数据的传输，从而实现靠人工的以太网数据链路备份，但是存在以下问题，这种手动恢复既消耗人力又浪费时间。网络从发现中断到恢复的时间不但偏长而且还不确定，造成数据传输的延迟甚至丢失。 [0004] 有鉴于此，急需提供一种可以自动探测主用链路和备用链路通信状况，且主、备线路可自动倒换的数据链路备份装置及方法，取代人工的技术方案。发明内容 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种数据链路备份装置，包括第一微波传输设备和第二微波传输设备；通过光缆连接的第一分组传送设备和第二分组传送设备；还包括： [0006] 分别与第一微波传输设备和第一分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第一交换单元； [0007] 分别与第二微波传输设备和第二分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第二交换单元。 [0008] 在上述方案中，所述 [0009] 第一交换单元包括与所述第一微波传输设备和第一分组传送设备的业务端口对应设置的多个第一交换机； [0010] 所述第二交换单元包括与所述第二微波传输设备和第二分组传送设备的业务端口对应设置的多个第二交换机； [0011] 所述多个第一交换机和所述多个第二交换机分别包括实现数据交换的数据交换单元和自动侦测链路断路状况且自动完成主、备用链路切换的链路切换单元。 [0012] 在上述方案中，所述 [0013] 数据交换单元包括芯片88E6097F；所述数据交换单元设有至少4路以太网接口，分别为连接以太网链路的数据接入端口FE1，主用链路端口FE2，备用链路端口FE3和网管、调试端口FE4； [0014] 主用链路端口FE2任意连接分组传送设备的业务端口FE1～FE8；备用链路端口FE3任意连接微波传输设备的业务端口FE1～FE8。 [0015] 在上述方案中，所述 [0016] 链路切换单元包括实现对所述第一交换机或所述第二交换机的主用链路端口FE2和备用链路端口FE3间数据报文的隔离，侦测链路断路状况，以及控制主、备用链路的EBS切换及实现链路备份的功能的芯片AT91SAM9260。 [0017] 在上述方案中，所述 [0018] 第一交换机或所述第二交换机采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路使用的转换，组成环的两台交换机具备相同的环标识ID，且环中含有而且只有一个交换主节点，另一个交换为传输节点；主节点定时发送心跳报文，从节点转发所述心跳报文； [0019] 所述链路切换单元判断接收到的心跳报文，当主用链路出现故障时，主用链路端口FE2接收到LINK DOWN或者3次丢失心跳，所述链路切换单元启用备用链路端口FE3传输数据并阻塞主用链路端口； [0020] 当主用链路端口FE2接收到LINK UP或接收到3次正常心跳时，所述链路切换单元启用主用链路端口FE2并阻塞备用链路端口FE3。 [0021] 在上述方案中，所述主、备用链路切换的时间为4ms～50ms。 [0022] 本发明还提供了一种数据链路备份方法，包括以下步骤： [0023] S1、接收用户端发送至的数据； [0024] S2、系统探测主用链路端口的通断状态，根据探测结果，自动切换至主用链路端口或备用链路端口传输数据。 [0025] 在上述方法中，所述 [0026] 步骤S2具体包括以下步骤： [0027] 主节点定时发送心跳报文，从节点转发所述心跳报文至主用链路端口；判断接收到的心跳报文，若接收到的心跳报文内容为LINK UP或3次正常心跳，则倒换至主用链路端口传输数据并阻塞备用链路端口；若心跳报文内容为LINK DOWN或者3次丢失心跳，倒换至备用链路端口传输数据并阻塞主用链路端口。 [0028] 在上述方法中，所述主节点每秒发送一次心跳报文。 [0029] 在上述方法中，主、备用链路切换的时间为4ms～50ms。 [0030] 本发明为防止和公网环或者冗余协议冲突，本交换机采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路端口的转换，当主用链路出现故障时，通过EBS切换开关自动完成主、备链路的切换，从而提高了传输效率。附图说明 [0031] 图1为本发明提供的传统数据链路备份系统的拓扑图； [0032] 图2为图1处于正常工作状态时的示意图； [0033] 图3为图1光缆处于故障时的示意图； [0034] 图4为本发明提供的链路备份交换机的拓扑图； [0035] 图5为图4处于正常工作状态时的示意图； [0036] 图6为图4光缆处于故障时的示意图； [0037] 图7为本发明提供的链路备份交换机面板示意图； [0038] 图8为本发明提供链路备份交换方法的流程图； [0039] 图9为图8中S2的具体实现步骤的流程图。具体实施方式 [0040] 本发明为防止和公网环或者冗余协议冲突，本交换机采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路端口的转换，当主用链路出现故障时，通过EBS切换开关自动完成主、备链路的切换，从而提高了传输效率。下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。 [0041] 上述实施例叙述了从左向右传输数据的具体工作内容，本发明为提供数据链路备份装置为双向传输数据的装置，由于双向传输数据的工作原理相同，因此在下面的实施例中，至阐述一个传输数据从左向右传输时的工作原理。 [0042] 如图4所示，本发明提供了一种链路备份交换机，简称微波与光纤备自投技术，包括： [0043] 第一微波传输设备和第二微波传输设备；第一微波传输设备和第二微波传输设备为马可尼微波传输设备。 [0044] 第一分组传送设备和第二分组传送设备；第一分组传送设备和第二分组传送设备为华为PTN设备，且第一分组传送设备和第二分组传送设备通过光缆连接。 [0045] 分别与第一微波传输设备和第一分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第一交换单元10； [0046] 分别与第二微波传输设备和第二分组传送设备连接且用于自动探测主用链路和备用链路通信状况，且根据主、备用链路的通信状况实现自动切换的第二交换单元20； [0047] 第一交换单元10包括8个第一交换机101。第二交换单元20包括8个第二交换机201。所有第一交换机101和第二交换机201分别包括实现数据交换的数据交换单元和自动侦测链路断路状况且自动完成主、备用链路切换的链路切换单元。 [0048] 数据交换单元包括芯片88E6097F，实现了数据交换；数据交换单元设有4路以太网接口，分别为连接以太网链路的数据接入端口FE1，主用链路端口FE2，备用链路端口FE3和网管、调试端口FE4。当系统上电后，所有交换机将自动完成初始化配置，无需重新设置干预；所有交换机为插卡式设计，采用4U 铝合金机箱，最多提供16个插槽，供电系统为1+1双电源热备供电且交直流可选。 [0049] 8个第一交换机101的备用链路端口FE3分别连接第一微波传输设备的业务端口FE1～FE8，8个第一交换机101的主用链路端口FE2分别连接第一分组传送设备的业务端口FE1～FE8。 [0050] 8个第二交换机201的备用链路端口FE3分别连接第二微波传输设备的业务端口FE1～FE8，8个第二交换机201的主用链路端口FE2分别连接第二分组传送设备的业务端口FE1～FE8。 [0051] 链路切换单元包含芯片AT91SAM9260，实现了对交换机的主用链路端口FE2和备用链路端口FE3间数据报文的隔离，侦测链路断路状况，以及控制主、备用链路的EBS(Electric Braking System，电子控制制动)切换，实现链路备份的功能； [0052] 当用户数据输至数据接入端口FE1，若主用链路和备用链路均链路正常时，链路切换单元将阻塞备用链路端口FE3，数据接入端口FE1和主用链路端口FE2之间的数据正常转发传输；当链路切换单元检测到主用链路端口FE2链路故障时，那么链路切换单元启用备用链路并阻塞主用链路端口FE2，此时，用户数据将通过数据接入端口FE1和备用链路端口FE3端口之间正常传输。 [0053] 本实施例还可根据客户的需求，可完成SNMP(简单网络管理协议,Simple Network Management Protocol)管理、WEB(万维网,World Wide Web)管理和CLI I(command-line interface，命令行界面)管理。 [0054] 本实施例的具体工作原理如下： [0055] 如图5、图6所示，为防止公网和环或者冗余协议冲突，本实施例中的所有第一交换机101或第二交换机201采用私有环协议实现链路连通性的探测和主、备用链路使用的转换，主用链路端口FE2和备用链路端口FE3为使能隔离组，组成环的两台交换机具备相同的环标识ID，且环中含有而且只有一个交换主节点，另一个交换为传输节点。主节点定时1秒发送链路连通性探测报文，即心跳报文，从节点转发此心跳报文。链路切换单元判断接收到的心跳报文，当光缆连接为故障时，主用链路端口FE2将接收到LINK DOWN或者3次丢失心跳，则链路切换单元启用备用链路端口FE3传输数据并阻塞主用链路端口；当主用链路端口FE2接收到LINK UP或接收到3次正常心跳时，说明此时主用链路端口FE2恢复正常，链路切换单元则启用主用链路端口FE2并阻塞备用链路端口FE3；上述链路切换过程简称轮巡钟技术。本实施例交换机自动探测主用链路和备用链路通信状况，并通过EBS切换功能自动完成主、备用链路的切换，从而提高了传输效率。主、备用链路切换的时间为4ms～50ms，最快4ms，最慢50ms。 [0056] 如图7所示，为本发明提供的链路备份交换机面板示意图，下面详细介绍面板上标记符的意义： [0057] 型号FE-129B与FE-119B分别为插盘式链路备份交换机与桌面式链路备份交换机。 [0058] 指示灯说明(由上而下)： [0059] 电源——电源指示灯，绿色，电源输入正常时常亮，电源输入异常时常灭或闪烁。 [0060] 运行——系统运行指示灯，绿色，系统正常运行时秒闪(亮1秒灭1秒)，系统异常时常亮或常灭。 [0061] 主端口——主端口转发状态指示灯，绿色，端口处于转发状态时常亮，处于阻塞状态时常灭。 [0062] 备端口——备端口转发状态指示灯，绿色，端口处于转发状态时常亮，处于阻塞状态时常灭。 [0063] 保护端口指示：(端口位置号：1) [0064] 活动1——端口ACTIVE状态指示灯，绿色，有报文转发时闪烁，没有报文转发时常灭。 [0065] 链接1——端口LINK状态指示灯，绿色，链接正常时常亮，链接异常时常灭或闪烁。 [0066] 主端口指示：(端口位置号：2) [0067] 活动2——端口ACTIVE状态指示灯，绿色，有报文转发时闪烁，没有报文转发时常灭。 [0068] 链接2——端口LINK状态指示灯，绿色，链接正常时常亮，链接异常时常灭或闪烁。 [0069] 备端口指示：(端口位置号：3) [0070] 活动3——端口ACTIVE状态指示灯，绿色，有报文转发时闪烁，没有报文转发时常灭。 [0071] 链接3——端口LINK状态指示灯，绿色，链接正常时常亮，链接异常时常灭或闪烁。 [0072] 调试端口指示：(端口位置号：4) [0073] 活动4——端口ACTIVE状态指示灯，绿色，有报文转发时闪烁，没有报文转发时常灭。 [0074] 链接4——端口LINK状态指示灯，绿色，链接正常时常亮，链接异常时常灭或闪烁。 [0075] 拨码使用说明： [0076] 共有两位拨码开关，组合使用，说明如下：(由上而下) [0077] ON OFF——手动强制使用主端口(端口位置号：2)； [0078] OFF ON——手动强制使用备端口(端口位置号：3)； [0079] ON ON或者OFF OFF——程序控制，由程序自动选择使用主端口或者备端口； [0080] 需要说明的是：手动强制使用某一端口时，另一端口将进入休眠状态，程序控制功能关闭，手动强制使用的端口处于激活状态可以正常转发报。 [0081] 如图8所示，为本发明还提供的基于上述装置的数据链路备份方法，包括以下步骤： [0082] S1、接收用户端发送至的数据。 [0083] S2、系统探测主用链路端口的通断状态，根据探测结果，自动切换至主用链路端口或备用链路端口传输数据。 [0084] 如图9所示，上述步骤S2具体包括以下步骤： [0085] S21、主节点定时发送链路连通性探测报文，即心跳报文； [0086] S22、从节点转发此心跳报文至主用链路端口。本实施例每秒发送一次链路连通性探测报文； [0087] S23、判断接收到的心跳报文，若接收到的心跳报文内容为LINK UP或3次正常心跳，则转S24；若心跳报文内容为LINK DOWN或者3次丢失心跳，转S25。 [0088] S24、倒换至主用链路端口传输数据并阻塞备用链路端口，并转S22。 [0089] S25、倒换至备用链路端口传输数据并阻塞主用链路端口，并转S22。 [0090] 上述整个链路切换步骤简称轮巡钟技术，数据链路备份方法中的主、备用链路切换的时间为4ms～50ms，最快4ms，最慢50ms。 [0091] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

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