可升级通信系统及通信系统的升级方法

摘要

本发明涉及通信领域，公开了一种可升级通信系统及通信系统的升级方法，使得通信系统在升级过程中整个系统级中断服务的时间为零，满足高可靠性系统的要求。这种可升级通信系统及通信系统的升级方法利用系统控制中心的主备板冗余设计，在逻辑上构成一个双机系统，通过业务单元在旧系统的动态删除和在新系统的动态增加，实现系统的平滑升级。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及通信系统的升级技术。

背景技术

目前，通信系统已经广泛应用到各行各业的不同领域，全面渗透到社会活动的方方面面，并且其规模越来越大，人们的正常生活越来越依赖于各种各样的通信系统。这种局面的形成，给现代人带来了极大的便利。与此同时，人们对通信系统的可靠性要求也越来越高。在许多应用领域，如航空、航天、金融、水电工程和交通管制等，如果它们的通信系统不能在规定的时间内稳定可靠的工作，将会造成巨大的损失，甚至导致灾难性后果。因此，人们希望自己所依赖的通信系统是个高度可靠的系统，这意味着要求系统中断服务尽可能少，恢复尽可能快，故障影响尽可能小。在业界中，对可靠性有5个9的要求，即要求99.999％的可靠性，这是各个企业广泛追求的目标。

影响通信系统正常工作的因素，除了有软件和硬件的故障外，还有系统的升级。系统的升级包括软件和硬件两方面。本发明所述的升级，是指对通信系统的软件进行更换的操作。一个具有高可靠性的通信系统，应该具备平滑升级的能力。具体的说，这是指在系统进行软件更新的过程中，通信系统整个系统级中断服务的时间为零或接近为零，且不影响或基本不影响服务质量。

然而，在现有的系统升级技术中，基本上是通过全系统复位重启方式或者“在线加载+全系统复位重启方式”实现。由于它们都使用了复位重启，所以必然引起系统业务的完全中断。尽管在采用“在线加载+全系统复位重启方式”时，由于在线加载时无须中断服务，从而减少了中断时间，但这依然无法满足高可靠性通信系统的要求。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：在通信系统升级过程中，无法避免系统级别的业务中断，破坏了系统服务的连续性和一致性，从而降低了该通信系统的可靠度。

造成这种情况的主要原因在于，通信系统没有采用双机系统的设计框架，系统升级的方式仍停留在复位重启的方式。

为了解决上述问题，双机系统升级的思想被提出。所谓双机系统，就是在原有的一个系统基础上，再设置一个备用系统支撑，其内涵是：当旧系统消亡时，新系统并行接入。使用双机系统，可有效降低系统风险，最大限度的保证了系统数据和服务的实时性、完整性、一致性，并且在系统维护和升级的情况下，能提供不停机环境，保证业务的连续性，避免了因系统中断运行带来的各种损失。这些特征正是一个高可靠性通信系统所应该具备的，然而，目前的双机系统仍然停留在协议上对名词的抽象定义，没有提出切实可行的设计方案。本发明在一定程度上弥补了这一实际设计区域的空白。

发明内容

鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可升级通信系统及通信系统的升级方法，使得通信系统在升级过程中整个系统级中断服务的时间为零，满足高可靠性系统的要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种可升级通信系统，包含

主用的第一系统控制中心、备用的第二系统控制中心，用于控制所述通信系统；

多个业务单元，用于根据所述第一和第二系统控制中心的控制，相应地进行业务处理；

交换和接口子系统，用于为所述通信系统提供内部交换平台，和外部通信接口；并且

所述第一系统控制中心还用于在所述通信系统升级时，通过逐个动态删除对所有业务单元的控制，最终降为备用的系统控制中心；

所述第二系统控制中心还用于在所述通信系统升级时，升级成为新的系统控制中心，并通过所述交换和接口子系统增加新的链路或路由，与所述第一系统控制中心共享交换、接口资源，并在所述第一系统控制中心对业务单元的逐个动态删除时，逐个动态增加对所述业务单元的控制，最终升为主用的系统控制中心。

其中，所述交换和接口子系统包含用于提供内部交换平台的交换子系统、用于提供所述通信系统的对外接口的接口子系统、以及用于控制所述交换子系统和所述接口子系统的交换与接口资源控制中心。

所述交换子系统是集中交换平台。

所述交换子系统是异步传输模式交换机路由器。

所述对外接口包含E系列/T系列/J系列电接口、或以太网接口、或同步传输模式系列、或STS系列物理接口。

当所述通信系统升级时，系统时钟基于所述交换子系统。

本发明还提供了一种通信系统的升级方法，包含以下步骤：

A将原先备用的第二系统控制中心升级为新的系统控制中心，并增加新的链路或路由，与原先主用的第一系统控制中心共享交换、接口资源；

B所述第一系统控制中心动态删除一个业务单元，所述第二系统控制中心动态增加该业务单元；

C重复所述步骤B，直到所述通信系统中的所有业务单元都从所述第一系统控制中心切换到所述第二系统控制中心；

D删除所述第一系统控制中心的链路或路由。

其中，所述步骤B中，所述第一系统控制中心在所述业务单元完成所有当前业务后动态删除该业务单元。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，利用系统控制中心的主备板冗余设计，在逻辑上构成一个双机系统，通过业务单元在旧系统的动态删除和在新系统的动态增加，实现系统的平滑升级。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即在逻辑上实现了双机系统，满足了通信系统高可靠性的要求，做到了平滑升级，在升级过程中没有系统级服务的中断，且无须与其他通信设备断开连接；系统框架设计合理，无须增加硬件成本便可实现平滑升级；升级前后的系统版本基本独立，适用于广泛的升级应用。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的能实现平滑升级的通信系统设计框架；

图2是根据本发明的一个实施例的通信系统实现平滑升级方法流程。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

要实现一个具有高可靠性的通信系统，必须设计一个优秀的系统框架，以组织和开展各种保证可靠性的方法。作为实现后述平滑升级方法的实体，本发明先说明一个通信系统设计框架，该设计框架不但能满足常见的通信系统框架设计的要求，还能提供的双逻辑系统升级方法。如附图1所示，本发明中的通信系统设计框架由系统控制中心10、业务处理子系统20、交换子系统30、接口子系统40和交换与接口资源控制中心50组成。

系统控制中心10用于统一控制整个系统。它采用了主备板冗余设计，当系统升级时，系统控制中心10的备板可以独立成为一个新系统的逻辑控制中心，也就是说，此时系统控制中心10可看作为两个逻辑上的控制中心：由主板实现的第一逻辑系统控制中心和由备板实现的第二逻辑系统控制中心。前者用于旧系统，后者用于新系统。

业务处理子系统20由多个业务单元组成，一个业务单元用于表示业务功能的一个处理模块，例如能力为10万用户的框和单板可以作为一个业务单元。在业务处理子系统20中，允许动态增删业务单元。在删除部分业务单元时，会造成部分业务处理功能的损失，但不会完全中断业务。

交换子系统30用于提供交换平台，，供系统内部通信使用，例如传统的交换机、异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)交换机、路由器等都属于其中的一种。另外，值得说明的是，时钟系统也可基于交换子系统30。

接口子系统40用于提供整个通信系统对外的接口，如以太网接口、RS232接口等。

交换与接口资源控制中心50用于控制交换子系统30和接口子系统40。

在通信系统设计框架中，上述5个模块的连接控制关系如下：系统控制中心10连接控制着业务处理子系统20中的各个业务单元以及交换与接口资源控制中心50；交换与接口资源控制中心50又连接控制着交换子系统30和接口子系统40。一般来说，在上述的通信系统设计框架中，交换子系统30和接口子系统40的设计是公共化的，基本无升级要求；升级一般是针对业务处理子系统20和系统控制中心10两部分，例如代码升级、数据配置升级、各部分接口改变等。

下面分析本发明所提出的通信系统设计框架能应用于平滑升级的原理。

总的来说，在升级过程中，本设计框架在物理上仍然是一套通信系统，只是在升级开始时将备板独立成一个新的逻辑上的系统控制中心，使得系统控制中心10分成第一逻辑系统控制中心和第二逻辑系统控制中心，然后利用旧系统的平滑消亡和新系统的平滑启用，实现平滑升级。在升级结束后，将新系统的第二逻辑系统控制中心作为主板，而原来系统的第一逻辑系统控制中心降级成为备板。这使得在不升级的情况下，通信系统仍然为一套，不产生物料冗余。

如上文所述，由于交换子系统30和接口子系统40是公共化部件，因而并无升级要求。然而，它们所提供的固定的对外物理接口是平滑升级的物理连接限制，因此本发明采用的是共享接口子系统40的升级方式，首先在保持原有物理连接的前提下，通过增加接口的链路和路由，共享使用原物理连接，使得新旧系统都可以从物理接口获取信息，进行平滑过渡。

而设计框架中的系统控制中心10和业务处理子系统20在升级过程中是需要独立操作的。在第一逻辑系统控制中心的控制下，旧系统逐步减少业务量；在第二逻辑系统控制中心的控制下，新系统逐步增加业务量。这是一个个业务单元的从旧系统动态删除、在新系统动态增加过程，升级前后系统控制中心10和业务处理子系统20的代码、数据结构、接口可以完全独立，不受约束，这适合于广泛的升级应用。

上述过程是一个双机系统控制的过程，这依赖于交换与接口资源控制中心50的独立管理。只要交换与接口资源控制中心50能够独立管理交换子系统30和接口子系统40，接受双机系统的控制是可以做到的，因为它可以不记忆是谁的控制，只需要执行。而在另一方面，系统在获取维护信息时，主要通过系统主动查询来实现；至于告警等信息可以全上报给两个控制系统。

下面结合附图2说明上述设计框架利用逻辑双系统进行平滑升级的方法：

首先进入步骤101，通信系统利用系统控制中心10的主备板冗余设计，在逻辑上分成新旧两个系统。具体的说，即当系统升级时，系统控制中心10的备板独立成为一个新系统的第二逻辑系统控制中心，与主板的旧系统的第一逻辑系统控制中心一起，构成双机系统。

接着进入步骤102，新系统增加新的链路或路由，与旧系统共享交换、接口资源。如上所述，本步骤的实现依赖于接口子系统40的共享以及交换与接口资源控制中心50的独立管理。

然后进入步骤103，旧系统动态删除某个业务单元，随后新系统立即动态增加该业务单元。一个业务功能包含多个业务单元，在升级时，可以等到一个业务单元中的旧业务结束以后才在旧系统删除该业务单元，这样不会造成任何功能的损失；如果等待时间过长，即使尚未处理完旧业务，也可把该业务单元动态删除，此时会造成业务功能上的部分损失，但不会造成系统级的服务中断。

接着进入步骤104，判断全部业务单元是否已经切换到新系统。如果是，则进入步骤105，否则返回步骤103。

在步骤105中，旧系统的备板升级为新系统的主板，旧系统的主板降级为新系统的备板，接着删除旧系统的链路或路由，从而完成系统的升级。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。