利用Combo接口实现网络设备双链路冗余备份的方法

摘要

本发明属于网络设备领域，具体涉及一种利用Combo接口实现网络设备双链路冗余备份的方法，具体包括，网络设备组网，使用光纤和网线建立千兆光口接口链路和千兆电口接口链路；启动网络设备，通过设定PHY芯片内的寄存器的值选择PHY芯片的工作模式，进而确定主从链路；PHY芯片自动检测，判断主链路是否正常工作，若主链路正常工作，则开始进行正常的数据报文的收发，主链路不能正常工作，则切换至从链路开始进行正常的数据报文的收发。本发明即能提供双链路备份的功能，又没有减少用户的有效接口数量，降低了操作过程的复杂程度。

说明书

技术领域

本发明属于网络设备领域，具体涉及一种在网络设备组网过程中实现网络接口链路备份的方法，具体是通过使用Combo接口实现千兆业务接口的双链路冗余备份。

背景技术

在进行网络设备的组网过程中，对于重要的业务链路，一般需要采用两条相互独立的链路即双链路进行冗余备份，目前一般有两种方式：

第一种是采用主从两条链路，正常时主链路工作，从链路并不工作，只有当主链路因故障断开后从链路才会启动，进行及时的切换，以此保证用户的业务流量不受影响。

具体连接方法见图1，设备1的接口1与设备2的接口1相连接，设置为主链路；设备1的接口2与设备2的接口2相连接，设置为从链路，设备启动，主链路工作，进行数据报文的收、发，从链路处于连接状态，但是不进行任何数据报文的传送。当主链路出现故障，不能进行数据的正常收发时，从链路启动，代替主链路进行数据报文的收发。

第二种是均衡流量的链路备份方式，正常时，两条链路同时工作，每条链路分担总业务流量的一半，当其中一条链路断开时，所有的业务流量全部切换到没有出现故障的链路上。

具体连接方法见图1，设备1的接口1与设备2的接口1相连接，设置为链路1；设备1的接口2与设备2的接口2相连接，设置为链路2，设备启动，链路1进行数据报文的接收，链路2进行数据报文的发送，当链路1出现故障，不能进行数据报文的接收时，数据报文的接收工作移至链路2上进行，即链路2承担数据报文的接收和发送。

如图1所示为双链路备份电路结构中，采用上述两种方法进行双链路备份，每台设备均需要使用两个完全独立的接口，这样在对电路进行设计时，就要求电路包含两套完整的MAC(Media Access Control，介质访问控制子层)和PHY(物理层)芯片，增加了产品的成本，由于这两种方法中一套MAC和PHY芯片只能提供一个接口，而链路备份需要两个接口才能实现，因此原来能够提供给用户的两个有效的业务接口，实际上只是作为一个接口在使用，这样减少了能够提供给用户的有效接口数量。

前述的两种链路备份方式，在设备进行三层路由交换时，即配置IP(Internet Protocol，网际协议)地址和MAC地址，由于采用2个完全独立的接口互为备份，因此每个链路都需要配置不同的IP地址和MAC地址，两条链路进行切换时，相应的路由等表项也需要进行更新，这样无疑增加了操作的复杂度。

如图1所示，主链路设置IP1和MAC1，从链路设置为IP2和MAC2。当设备启动时，主链路处于正常工作状态，当开始有数据进行收发时，建立相应的路由表项，其中相关的信息包括IP1，从主链路的接口1接收的数据报文都会根据此路由表项进行数据报文的转发。当主链路出现故障时，从链路启动，此时数据报文从从链路的接口2收入，由于路由表中并没有与此相关的表项，因此需要软件处理建立新的表项，包含的信息包括IP2。而由于设备中存放路有表的存储空间有限，因此对于不使用的表项需要定期的进行删除。因此，在等待已设定删除时间后，才能将包含P1的路由表项删除，具体步骤如下：1、建立包含信息IP1的路由表项；2、建立包含信息IP2的路由表项；3、删除包含信息IP1的路由表项。

发明内容

本发明具体是这样实现的：

利用Combo接口实现网络设备双链路冗余备份的方法，包括如下步骤：

步骤1，网络设备组网，使用光纤和网线建立千兆光口接口链路和千兆电口接口链路；

步骤2，启动网络设备，通过设定物理层芯片内的寄存器的值选择物理层芯片的工作模式，进而确定主从链路；

步骤3，物理层芯片自动检测，判断主链路是否正常工作，若主链路正常工作，则开始进行正常的数据报文的收发，主链路不能正常工作，则切换至从链路开始进行正常的数据报文的收发。

所述步骤1具体包括如下步骤：

(1)选择千兆物理层芯片，提供一个串行/解串行接口和一个电口接口；

(2)将串行/解串行接口信号与光口接口信号连接，实现千兆光口接口；

(3)电口接口通过千兆变压器与电口模块连接，实现千兆电口接口。

所述利用Combo接口实现网络设备双链路冗余备份的方法，还包括：

通过设置千兆光口接口、千兆电口接口两个接口的优先级，确定相应的主、从链路。

本发明提出一种实现网络设备双链路备份的方法，通过此方法可以即能提供双链路备份的功能，又不会减少用户的有效接口数量，还降低了操作过程的复杂程度。

附图说明

图1为双链路结构示意图；

图2为接口部分电路实现示意图；

图3为Combo接口部分电路示意图；

图4为Combo接口具体实现电路示意图；

图5为Combo接口实现双链路备份工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对发明所述方法做进一步的详细描述。

本发明主要是针对第一种双链路备份的方法进行改进，一套MAC和PHY芯片可以引出两个物理接口，包括一个千兆光接口和一个千兆电接口，这样一套MAC和PHY芯片就能提供有效的双链路备份功能，避免了之前由于需要进行链路备份而减少了用户的有效端口数目的问题，这种改进就是使用Combo接口来实现的。

而在本发明中，由于两个接口是共用一套MAC和PHY芯片，因此只需要一套IP和MAC地址即可，即接口1和接口2都是IP1和MAC1，因此即使接口1的主链路出现故障，切换到接口2的从链路上，也不需要重新建立新的路由表项和删除老的路由表项。具体操作时，只需要建立包含信息IP1的路由表项，减少了操作步骤，降低了复杂度。

千兆PHY芯片同时提供了Serdes(串行/解串行)接口和千兆电口接口。通过Serdes接口引出一个千兆光口接口，通过千兆电口接口引出一个千兆电接口，这两个接口不能同时处于数据收发的状态，用户在设备正常启动后需要对PHY芯片的2个寄存器进行设置，具体如下：

1、寄存器1设置PHY的接口工作模式，有3种模式，示例如下：

2、寄存器2用于设置光口和电口的主链路状态，只有在寄存器1的值设置为01时，此寄存器的设置才能生效。

例如：设置千兆光口接口优先级高于千兆电口接口，用户同时连接千兆光口接口和千兆电口接口，当千兆光口接口链路处于连接状态时，千兆光口为主链路，千兆电口接口为从链路。当千兆光口接口链路故障断开时，PHY芯片即自动切换至千兆电口的工作模式下，3秒钟之后，千兆电口接口变为主链路开始正常工作。

本发明中Combo接口的具体实现步骤如下：

1、选择PHY芯片，要求可提供一个Serdes接口和一个电口接口；

2、将Serdes接口信号与光口接口信号一一连接实现千兆光口接口；

3、电口接口通过千兆变压器与电口模块连接，实现千兆电口接口；

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤1，实现Combo接口的连接；

步骤2，在设备组网时，使用光纤和网线建立千兆光口接口链路和千兆电口接口链路；

步骤3，设备启动，设置PHY芯片内的寄存器1设置为10；寄存器2的值若设置为0，则千兆光口接口链路为主链路，若设置为1，则千兆电口接口链路为从链路；

步骤4，PHY自动检测，主链路是否可正常工作，主链路可正常工作，则开始进行正常的数据报文的收发，主链路不能正常工作，则切换至从链路开始工作。

在网络中，数据报文的传输路径是根据其目的IP地址来识别的，而每个MAC芯片都具有一个自己的IP地址，2个MAC芯片使用同一个IP地址，会造成网络IP地址的冲突，是不允许的。而本发明中千兆光口接口和千兆电口接口是共用一套MAC和PHY芯片，如图4所示，因此这两个接口使用共同的IP地址，当主链路故障导致从链路启动时，软件对设备的表项不需做任何的操作。

对比图3和图4所用的2种芯片，由于图3所用的PHY芯片不能够提供Serdes接口和电口接口能够共同使用的功能，因此一套MAC和PHY芯片只能提供一个千兆光口或者一个千兆电口，不能形成主、从链路进行工作，如果要求实现主、从链路备份的功能，则需要两套MAC和PHY芯片。而图4所用PHY芯片，拥有Serdes接口和电口接口可共同使用的功能，因此一套MAC和PHY芯片可提供一个千兆光口和一个千兆电口，可形成主、从链路进行工作。

综上，同样实现主、从链路的备份功能，本发明可节省50％的成本，而且可提供的有效接口数目增加了50％。