管理仲裁卡、机架设备及机架设备的业务管理方法

摘要

本发明提供一种管理仲裁卡、机架设备及机架设备的业务管理方法。管理仲裁卡包括：分别与机架设备各板卡所在槽位的管理业务通道相连的多个端口，以及与多个端口相连的转发模块。机架设备包括上述管理仲裁卡以及多个板卡。方法包括：管理仲裁卡的多个端口中的第一端口接收到机架设备的第一板卡的第一报文；根据第一报文中携带的第二板卡的槽位信息，以及端口与槽位之间的对应关系，在多个端口中获得与第二板卡的槽位相对应的第二端口；通过第二端口将第一报文转发给第二板卡。本发明提供的方案减少了机架设备的管理板与线卡之间的连接点，降低了布线难度。

说明书

技术领域

本发明涉及机架设备的通讯技术，尤其涉及一种管理仲裁卡、机架设备 及机架设备的业务管理方法。

背景技术

数据通讯领域中的汇聚层、核心层交换机以及路由器设备，承载着整 网的大量关键数据业务，具有高密度、高带宽、高稳定性的特点。一般采 用分布式机架式架构。如图1所示的现有技术提供的机架产品结构示意 图，以6槽位机架产品为例，一般由2块管理板与4张业务线卡组成。其 中，2张管理板分别作为主管理板和从管理板。主管理板正常工作时，通 过连接到线卡的管理业务通道，负责机架产品所有业务槽位的管理、其他 管理板的管理控制以及管理配置，通过数据业务通道完成线卡业务的跨槽 位转发。线卡通过连接到管理板的管理数据流通道与管理板进行配置通 信，通过数据业务通道完成数据转发。一般情况下，管理业务通道与数据 业务通道彼此相互独立，没有直接的联系。

主、从管理板的冗余设计主要是为了提高系统的稳定性。一般的冗余 设计受限于机架尺寸结构、其他成本或者布局布线的约束，采用1+1冗余 模式，也即上述的一个主管理板配一个从管理板，当主管理板无法正常工 作时，由从管理板接替原主管理板的工作，以有效保障系统的稳定性。但 是，传统的1+1冗余模式中，每个管理板的都需要分别与每个槽位的线卡 相连，例如业内常用的管理业务通道采用100BASE-X/T等高速串行总线 互连。这样一个互连通路至少需要4个连接点(TX+/-，RX+/-)。那么， 4槽设备的每张管理板需要16个连接点，18槽设备的每张管理板需要72 个连接点。

这么多的连接点在管理板端高度密集，严重加大管理板的管理负荷， 增加管理板的布局走线难度，增加管理板的设计成本，同时，由于1+1冗 余模式要求两张管理板的配置完全一样，这就更进一步地增加了设计难度 以及设计成本。

发明内容

为了降低机架设备布局走线难度，本发明提供一种管理仲裁卡，包括：

分别与机架设备各板卡所在槽位的管理业务通道相连的多个端口，以及 与所述多个端口相连的转发模块；

所述转发模块用于：如果所述多个端口中的第一端口接收到所述机架设 备的第一板卡的第一报文，根据所述第一报文中携带的第二板卡的槽位信息， 以及端口与槽位之间的对应关系，在所述多个端口中获得与所述第二板卡的 槽位相对应的第二端口，并通过所述第二端口将所述第一报文转发给所述第 二板卡。

本发明还提供一种机架设备，包括：多个板卡以及如上所述的管理仲裁 卡。

本发明还提供了一种机架设备的业务管理方法，包括：

管理仲裁卡的多个端口中的第一端口接收到机架设备的第一板卡的第一 报文；

根据所述第一报文中携带的第二板卡的槽位信息，以及端口与槽位之间 的对应关系，在所述多个端口中获得与所述第二板卡的槽位相对应的第二端 口；

通过所述第二端口将所述第一报文转发给所述第二板卡。

本发明的技术效果是：在机架设备中增设管理仲裁卡，该管理仲裁卡具 有多个端口，分别与机架设备各板卡的管理业务通道相连，机架设备各板卡 将管理业务报文发送给管理仲裁卡，由管理仲裁卡的转发模块控制管理业务 报文的转发。同时，机架设备的全部板卡的管理业务通道仅与管理仲裁卡相 连，极大降低了管理业务通道连接点的数量，建筑降低了设计复杂度并节约 了设计成本，使用时管理仲裁卡布占用机架设备的槽位，成本小，收益大。

附图说明

图1为现有技术提供的机架产品结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的管理仲裁卡的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的通过无源背板与机架设备的管理板以及线 卡的管理业务通道相连的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的管理仲裁卡的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的机架设备的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的机架设备的业务管理方法流程图。

具体实施方式

图2为本发明实施例一提供的管理仲裁卡的结构示意图，如图2所示， 该管理仲裁卡包括：分别与机架设备各板卡所在槽位的管理业务通道相连的 多个端口(1～N)，以及与多个端口相连的转发模块。其中，转发模块用于 如果多个端口中的第一端口接收到机架设备的第一板卡发送的第一报文，根 据该第一报文中携带的第二板卡的槽位信息，以及端口与槽位之间的对应关 系，在多个端口中获得与第二板卡的槽位相对应的第二端口，并通过第二端 口将第一报文转发给第二板卡。

其中，管理仲裁卡可以通过无源背板与机架设备的管理板以及线卡的管 理业务通道相连的结构示意图可以如图3所示，图3中仍然以6槽位机架设 备为例，其中，管理业务通道在本发明实施例中可以为100Base-T管理通道。 管理板以及线卡总共需要6个管理业务通道与管理仲裁卡相连。对于管理仲 裁卡而言，仅负责报文的转发，没有其他业务信号的连接。与背板相连的信 号也只有100Base-T管理通道，在固定的线卡宽度尺寸上，可以放置足够多 的连接点，以便支持更多的线卡槽位。与现有技术相比，明显降低了背板的 连线复杂度，节约了设计成本。

上述第一报文中还可以携带第一板卡的槽位信息，则在上述实施例提供 的管理仲裁卡的基础上，该管理仲裁卡还可以包括：建立模块。该建立模块 用于：建立第一端口与第一板卡的槽位之间的对应关系。该建立模块可以用 于建立端口与槽位之间的对应关系，但并不用以限制该端口与槽位之间的对 应关系的获得方式。该端口与槽位之间的对应关系还可以是预先在管理仲裁 卡中设置的，或者其他方式获得的。其中，以图3所示的6槽机架设备为例 进行说明，端口与槽位之间的对应关系可以但不限于如下表1所示：

表1

  槽位号   对应100M网络端口号   CM1   端口1   CM2   端口2   SLOT1   端口3   SLOT2   端口4   SLOT3   端口5   SLOT4   端口6   ......   ......

上述第一报文中还可以携带主控信息，则在上述实施例提供的管理仲裁 卡的基础上，该管理仲裁卡还可以包括：确定模块。该确定模块用于：确定 第一板卡为机架设备的主控板。还需要说明的是，确定模块用于确定机架设 备的主控板，但并不是唯一一种确定主控板的方式。还可以采用默认设置主 控或者手动配置主控板等多种形式，此处不做限定。携带有主控信息的第一 报文是机架设备的当前主控板发送给管理仲裁卡，用于告知管理仲裁卡主控 板工作正常的报文。主控信息可以是任意形式、任意内容的信息，只要可以 与其他非主控板的板卡发送的信息相区分即可。例如一个特殊符号、一个特 定含义的字符串、一个数字等等形式均可以作为主控信息。其中，以图3所 示的6槽机架设备为例进行说明，如果来自管理板或线卡的第一报文中还携 带有主控信息，则将该端口对应的槽位确定为主控板所在槽位，并记录在端 口与槽位之间的对应关系中。增加了主控板所在槽位的槽位与端口之间的对 应关系可以但不限于如表2所示：

表2

  槽位号   对应100M网络端口号   是否为主控板

  CM1   端口1   否   CM2   端口2   否   SLOT1   端口3   是   SLOT2   端口4   否   SLOT3   端口5   否   SLOT4   端口6   否   ......   ......   ......

需要说明的是，包括管理仲裁卡以及机架设备在内的系统，在启动后， 可以将槽位号为CM1的管理板作为整个系统的主控板。主控板进入正常的管 理状态，通过管理业务通道向管理仲裁卡发送报文，其目的是与各板卡进行 通讯，以维持必要的管理业务。而各板卡通过各自的管理业务通道向管理仲 裁卡发送报文，其目的是与主控板进行通讯。除此之外，主控板还可以定时 向管理仲裁卡发送携带有主控信息的报文，用以向管理仲裁卡宣称自己为主 控板。携带有主控信息的报文可以是上述用以维持必要的管理业务的报文， 也可以是专门用以宣称自己为主控板的报文，此处不做限定。不论是用以维 持必要的管理业务的报文(携带或者不携带主控信息)，还是专门用以宣称 自己为主控板的报文，都需要携带槽位信息，以便根据端口与槽位之间的对 应关系，确定相应的端口，从而传递给相应槽位上的板卡。

在上述实施例提供的管理仲裁卡的基础上，如图4所示的本发明实施例 二提供的管理仲裁卡的结构示意图，该管理仲裁卡还可以包括：主控管理模 块。该主控管理模块用于：如果在预设之间内，主控板的槽位对应的端口没 有接收到携带有主控信息的报文，则确定主控板故障，根据预设的主控选举 策略，在机架设备的全部板卡中选举新的主控板。

携带有主控信息的报文是机架设备的当前主控板发送给管理仲裁卡，用 于告知管理仲裁卡主控板工作正常的报文，如果在预定的时间内，管理仲裁 卡没有接收到携带有主控信息的报文，则管理仲裁卡判定主控板故障或者不 在位，该机架设备需要重新选举主控板。

主控选举策略可以是预先定制、并配置在管理仲裁卡上。具体的，仍以 图3所示的6槽机架为例，主控选举策略可以但不限于如下所示：

策略1、CM1/CM2同时在位，则CM1为主控板，CM2为一级备用主控 板，在位线卡为二级备用主控板；

策略2、CM1不在或故障，则CM2优先升级为主控板；

策略3、CM1/CM2同时不在位，则槽位号高者，优先升级为主控板；

策略4、CM1/CM2同时不在位，则业务最少者，优先升级为主控板；

等等。

在上述实施方式的基础上，该管理仲裁卡还可以包括：通知模块。该通 知模块用于：接收主控管理模块发送的新的主控板的槽位信息，根据该新的 主控板的槽位信息，以及端口与槽位之间的对应关系，获得该新的主控板的 槽位对应的端口，向该新的主控板的槽位对应的端口发送第一通知消息，以 通知该新的主控板开始作为主控板工作，向其他端口发送第二通知消息，以 通知其他板卡该新的主控板的槽位信息。

还需要说明的是，主控管理模块还可以用于：对主控板的槽位对应的端 口接收和发送的报文进行备份，并将备份的报文同步到其他板卡中。该备份 的时间或者方式可以根据系统需要进行设定，如定时备份、定期备份等多种 方式，此处不做限定。这种备份可以使得确定新的主控板后，无论该主控板 是管理板或者是线卡，都可以直接接管系统，非常方便快捷地完成冗余管理 的过程。

在上述实施方式的基础上，该管理仲裁卡还可以包括：链路管理模块。 该链路模块用于：建立主控板的槽位对应的端口与机架设备的其他板卡的槽 位对应的端口之间的链路关系；相应的，转发模块在将第一报文转发给第二 板卡之前，还用于：判断第一端口与第二端口之间是否存在链路关系，如果 存在，将第一报文转发给第二板卡。

进一步的，对于主控管理模块需要说明的是，该主控管理模块可以通过 CPU实现，该主控管理模块可以通过I2C获得主控板选举策略，还可以通过 I2C获得链路管理模块建立的链路关系，同时，该主控管理模块可以通过PCIE 实现与转发模块之间的通讯。上述转发模块、建立模块、确定模块、通知模 块可以是一个一个分离的模块，也可以通过ASIC实现。

本发明实施例提供的管理仲裁卡具有多个端口，分别与机架设备各板卡 的管理业务通道相连，机架设备各板卡将管理业务报文发送给管理仲裁卡， 由管理仲裁卡的转发模块控制管理业务报文的转发。同时，机架设备的全部 板卡的管理业务通道仅与管理仲裁卡相连，极大降低了管理业务通道连接点 的数量，显著降低了设计复杂度并节约了设计成本，使用时管理仲裁卡不占 用机架设备的槽位，成本小，收益大。进一步的，如果管理仲裁卡在预设时 间内接收不到来自机架设备主控板的携带有主控信息的报文，则确定主控板 故障，可以通过预设的主控选举策略，在机架设备的所有板卡中选举出新的 主控板。使得双管理板下的1+1冗余模式提升为N+N冗余模式，机架设备中 的所有板卡都可以作为新的主控板，极大地提升了设备的可靠性。尤其是在 高可靠性数据中心应用中，有效做到了当双管理板都故障时，其他在线业务 线卡升级为主控板，接管整个机架设备，确保业务不中断。

图5为本发明实施例三提供的机架设备的结构示意图，如图5所示，该 机架设备包括多个板卡以及上述实施方式中提供的管理仲裁卡，不做赘述。

图6为本发明实施例四提供的机架设备的业务管理方法流程图，如图6 所示，该方法包括：

步骤601、管理仲裁卡的多个端口中的第一端口接收到机架设备的第一 板卡的第一报文；

步骤602、根据第一报文中携带的第二板卡的槽位信息，以及端口与槽 位之间的对应关系，在多个端口中获得与第二板卡的槽位相对应的第二端口；

步骤603、通过第二端口将第一报文转发给第二板卡。

在上述方法实施例的基础上，一种实施方式下，该第一报文中还可以携 带第一板卡的槽位信息，则该方法还可以包括：建立第一端口与第一板卡的 槽位之间的对应关系。

在上述方法实施例的基础上，又一种实施方式下，该第一报文中还携带 主控信息，则该方法还可以包括：根据第一报文中携带的主控信息确定第一 板卡为机架设备的主控板。

在上述方法实施例的基础上，该方法还可以包括：如果在预设时间内， 所述主控板的槽位对应的端口没有接收到携带有主控信息的报文，则确定主 控板故障，根据预设的主控选举策略，在所述机架设备的全部板卡中选举新 的主控板。

上述预设时间可以根据系统的实际需要进行设定，此处不做限定。

在上述方法实施例的基础上，该方法还可以包括：根据新的主控板的槽 位信息，以及端口与槽位之间的对应关系，获得新的主控板的槽位对应的端 口，向新的主控板的槽位对应的端口发送第一通知消息，以通知新的主控板 开始作为主控板工作，向其他端口发送第二通知消息，以通知其他板卡新的 主控板的槽位信息。

在上述方法实施例的基础上，该方法还可以包括：对主控板的槽位对应 的端口接收和发送的报文进行备份，并将备份的报文同步到其他板卡中。

在上述方法实施例的基础上，该方法还可以包括：建立主控板的槽位对 应的端口与所述机架设备的其他板卡的槽位对应的端口之间的链路关系；相 应的，在步骤603之前，还可以包括：判断第一端口与第二端口之间是否存 在链路关系；如果存在，执行步骤603。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而 前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。

本发明实施例提供的机架设备的业务管理方法，该管理仲裁卡具有多个 端口，分别与机架设备各板卡的管理业务通道相连，机架设备各板卡将管理 业务报文发送给管理仲裁卡，由管理仲裁卡的链路管理模块控制管理业务报 文的转发。同时，机架设备的全部板卡的管理业务通道仅与管理仲裁卡相连， 极大降低了管理业务通道连接点的数量，显著降低了设计复杂度并节约了设 计成本，使用时管理仲裁卡不占用机架设备的槽位，成本小，收益大。进一 步的，如果管理仲裁卡在预设时间内接收不到来自机架设备主控板的携带有 主控信息的报文，则确定主控板故障，可以通过预设的主控选举策略，在机 架设备的所有板卡中选举出新的主控板。使得双管理板下的1+1冗余模式提 升为N+N冗余模式，机架设备中的所有板卡都可以作为新的主控板，极大地 提升了设备的可靠性。尤其是在高可靠性数据中心应用中，有效做到了当双 管理板都故障时，其他在线业务线卡升级为主控板，接管整个机架设备，确 保业务不中断。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。