[发明专利]一种双引擎交换机设备及其引擎切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种双引擎交换机设备及其引擎切换技术。

背景技术

一台完整的双引擎交换机设备包括两块引擎卡和若干业务卡(业务卡也可以称为线卡)，引擎卡和业务卡均插在交换机设备机箱插槽的相应卡位上，每块引擎卡和业务卡均具有独立的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。两块引擎卡的硬、软件结构完全一致，可以互为备份，其中一块引擎卡作为主引擎，负责整个交换机设备的配置管理和流量控制；另一块引擎卡作为备份引擎，一方面与主引擎共同承担交换机设备的数据转发流量，另一方面作为主引擎出现故障时的备份，在主引擎不能正常工作时迅速同步整个交换机设备的配置信息，并且控制数据流按照新的通路转发。如图1a所示，为双引擎交换机设备中两块引擎卡均正常工作时的数据流转发通路示意图。一般将双引擎分别组成的两条数据流转发通路配置为聚合端口(Aggregate Port，AP)连接以平衡流量并提高带宽，该配置方式可以充分利用主备引擎从而提高数据转发效率。将多个物理端口配置“捆绑”成一个简单的逻辑端口，该逻辑端口即可称为AP，一个AP从应用角度可以看作一个独立的物理端口，实际带宽是AP包括的所有物理端口的带宽总和。从图1a可以看出，在双引擎正常工作时，业务卡A与引擎卡CM1、CM2相连的交换端口hg1、hg2配置为AP，业务卡B与引擎卡CM1、CM2相连的交换端口hg7、hg8同样配置为AP，业务卡A与业务卡B之间的数据流可以同时在两条通路即hg1<->hg3<->hg5<->hg7和hg2<->hg4<->hg6<->hg8上进行转发。如图1b所示，为图1a所示的双引擎交换机设备中引擎卡CM1出现故障时的数据流转发通路示意图。从图1b可以看出，引擎卡CM1出现故障后，hg1<->hg3<->hg5<->hg7的通路中断，业务卡A、业务卡B需要删除AP配置，同时配置本业务卡的数据流仅向交换端口hg2、hg8转发。此时，如果没有及时更改配置或者配置不当，造成业务卡A、业务卡B的数据流仍然向交换端口hg1、hg7转发，则会丢失数据。

现有技术中提供了一种双引擎交换机设备的引擎切换解决方案，业务卡端通过专门的检测任务周期性检测本业务卡与所有引擎卡相连的交换端口的状态，当检测到某个交换端口的状态发生变化时，根据变化后的状态对本业务卡的AP配置和数据流转发通路进行调整。交换端口的状态包括连接(LINKUP)和断开(LINKDOWN)，如果引擎卡被插入，则与该引擎卡相连的业务卡的交换端口从LINKDOWN变为LINKUP，如果引擎卡出现故障或者被人为拔出，则与该引擎卡相连的业务卡的交换端口从LINKUP变为LINKDOWN。请参见图1a和图1b，引擎卡CM1出现故障后，与引擎卡CM1相连的业务卡A、业务卡B的交换端口hg1、hg7由LINKUP变为LINKDOWN。

在双引擎交换机设备工作过程中，如果其中一块引擎卡出现故障或者被人为拔出，业务卡端的检测任务会检测出本业务卡与该引擎卡相连的交换端口从LINKUP变为LINKDOWN，从而通知本业务卡的处理进程将数据流转发通道根据变化后的状态进行调整，保证双引擎交换机设备在一块引擎卡出现故障或者被人为拔出后，另一块引擎卡在不断电的条件下，代替该出现故障或者被人为拔出的引擎卡进行数据流的转发。

现有解决方案存在双引擎交换机设备对引擎切换的响应速度较慢的问题，无法满足实时性要求较高的应用场景。仍以上述引擎卡CM1出现故障为例进行说明，在周期为1秒的检测任务中，从引擎卡CM1的状态发生变化(从正常工作到出现故障)到业务卡端检测到该变化并作出响应，一般需要数百毫秒的时间。在该过程中，跨业务卡的数据流仍然按照状态变化前的通路转发到引擎卡CM1，而此时引擎卡CM1已经出现故障导致失效，会造成短暂的数据流不通，即出现“断流”现象。如果缩短检测任务的周期，可以在一定程度上缩短响应时间，但是同时会增加系统负载。如果双引擎交换机设备中包括多块在线业务卡(即插在卡位上正常工作的业务卡)，各业务卡检测与引擎卡相连的交换端口的状态所用时间并不完全一致，假设其中一块业务卡检测并处理完毕，而另一块业务卡尚未处理完毕，则该两块业务卡之间转发的数据流仍有可能丢失，在一定程度上进一步降低了双引擎交换机设备对引擎切换的响应速度。

发明内容

本发明提供一种双引擎交换机设备及其引擎切换方法，用以解决双引擎交换机设备对引擎切换的响应速度较慢的问题。