主备倒换LACP聚合链路不中断的PON系统及方法

摘要

本发明公开了一种主备倒换LACP聚合链路不中断的PON系统及方法，涉及通信技术领域，其中PON系统包括主用系统控制单元、备用系统控制单元和上联盘，主用系统控制单元和备用系统控制单元均与上联盘相连，主用系统控制单元和对端设备之间通过上联盘发送和接收LACP协议报文，主用系统控制单元和备用系统控制单元发送的LACP协议报文中的系统ID相同，且备用系统控制单元上的上联端口物理状态为UP状态。本发明可以保障主备倒换前后LACP聚合链路不中断，确保主备倒换用户业务不受影响。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种主备倒换LACP聚合链 路不中断的PON系统及方法。

背景技术

链路聚合(LinkAggregation)是一种将多个物理端口捆绑成一个 逻辑端口的技术。该技术可以将多个物理连接当作一个单一的逻辑连 接来处理，允许两个网络设备之间通过多个端口并行连接，同时传输 数据，以提供更高的带宽和吞吐量，提高系统稳定性。根据成员端口 是否运行LACP(LinkAggregationControlProtocol，链路汇聚控制协 议)协议，可以将链路聚合分为静态聚合和动态聚合两种模式。

LACP协议是一种实现链路动态汇聚的协议，LACP协议通过 LACPDU(LinkAggregationControlProtocolDataUnit，链路汇聚控 制协议数据单元)与对端交互信息，为交换数据的设备提供一种标准 的协商方式，LACP协议根据设备端口的配置(即速率、双工、基本 配置、管理Key等)形成聚合链路并启动聚合链路收发数据。LACP 链路聚合具有增加网络带宽、提高网络连接可靠性、负载分担流量等 优点。随着网络通讯技术的迅速发展，LACP链路聚合技术已经被越 来越多的应用于数据传输过程中。LACP协议是一种数据链路层协 议，主要应用在设备之间的物理连接上，LACP聚合链路通常用来承 载语音、数据、视频等业务；保障LACP协议正常运行和链路稳定性 具有十分重要的作用。

为了提高系统的稳定性，PON(PassiveOpticalNetwork，无源光 纤网络)PON系统通常设计2个SCU(SystemControlUnit，系统控 制单元)，两个SCU分别与上联盘相连，且分别连接框间的传输链路。 在为上联盘提供数据报文交互方面，两个SCU可以独立的运行，分 别为上联盘提供数据报文转发；在执行系统的控制方面，一个SCU 为主盘，另一个SCU为备盘，由主盘进行控制，备盘作为备份硬件， 两个SCU的主备角色可以互相转换，即可进行主备倒换。主备倒换 在主用SCU运行故障、意外掉电或者版本升级情况下，能够保障通 信设备正常运行，业务不发生中断，其对于维护网络的稳定性，保障 用户业务不受影响等具有重要作用。

主盘进行倒换前后，对于普通物理链路，系统能够迅速将数据切 换过去。而由于主盘和备盘使用MAC地址不同，主备倒换前后，系 统发送报文使用的MAC地址发生变化，LACP协议需要重现和对端 设备进行协商，会导致LACP聚合链中断几秒钟，因而影响用户的上 网、语音和数据等业务。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种保障主 备倒换前后LACP聚合链路不中断的PON系统。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种PON系统， 用于与对端设备建立LACP协议，其包括主用系统控制单元、备用系 统控制单元和上联盘，所述主用系统控制单元和备用系统控制单元均 与所述上联盘相连，所述主用系统控制单元和对端设备之间通过所述 上联盘发送和接收LACP协议报文，所述主用系统控制单元和备用系 统控制单元发送的LACP协议报文中的系统ID相同，且所述备用系 统控制单元上的上联端口物理状态为UP状态。

在上述技术方案的基础上，所述主用系统控制单元和备用系统控 制单元的LACP协议采用相同的虚拟MAC地址。

在上述技术方案的基础上，所述虚拟MAC地址与所述PON系 统启动时所述主用系统控制单元的MAC地址相同。

与此同时，本发明还提供一种保障主备倒换前后LACP聚合链路 不中断的方法，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种主 备倒换LACP聚合链路不中断的方法，该方法包括：

将备用系统控制单元上的上联端口的物理状态由DOWN状态调 整为UP状态，使主用系统控制单元和备用系统控制单元均能通过上 联盘接收到对端设备发送的LACP协议报文；

统一主用系统控制单元和备用系统控制单元发送的LACP协议 报文中的系统ID；

配置LACP聚合链路，并使能LACP功能开关，使主用系统控制 单元和备用系统控制单元均与对端设备协商成功；

执行主备倒换。

在上述技术方案的基础上，所述主用系统控制单元和备用系统控 制单元的LACP协议采用相同的虚拟MAC地址使得所述主用系统控 制单元和备用系统控制单元发送的LACP协议报文中的系统ID相统 一。

在上述技术方案的基础上，所述虚拟MAC地址采用所述PON 系统启动时所述主用系统控制单元的MAC地址。

在上述技术方案的基础上，若所述主用系统控制单元和备用系统 控制单元未使用虚拟MAC地址，则开启虚拟MAC地址功能。

在上述技术方案的基础上，若所述备用系统控制单元上的上联端 口的物理状态不为UP状态，则使用支持双发功能的上联盘。

在上述技术方案的基础上，若所述备用系统控制单元未能接收到 所述对端设备发送的LACP协议报文，则确认所述上联盘的双发配置 是否生效。

在上述技术方案的基础上，若所述备用系统控制单元未与对端设 备协商成功，则检查组网环境和LACP的配置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的PON系统设有开启双发操作的配置，且上联盘支 持双发功能，从而主用系统控制单元和备用系统控制单元均能通过上 联盘接收到对端设备发送的LACP报文，主用系统控制单元和备用系 统控制单元均能与对端设备协商成功。此外由于主用系统控制单元和 备用系统控制单元的LACP协议采用相同的虚拟MAC地址，能确保 PON系统主备倒换前后的报文来自同一设备，使得主备倒换前后， 对端设备无法感知到该设备进行了主备倒换。

(2)本发明的主用系统控制单元和备用系统控制单元的虚拟 MAC地址采用PON系统启动时主用系统控制单元的MAC地址，从 而能够避免与其他设备的MAC地址冲突。

附图说明

图1为本发明中LACP协议报文交互图；

图2为本发明中主备倒换LACP聚合链路不中断的方法的流程 图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明提供一种主备倒换LACP聚合链路不中断 的PON系统，该PON系统与对端设备通过LACP协议报文进行协商， 并通过LACP报文中系统ID对不同的设备进行区分。本发明中的 PON系统包括主用系统控制单元、备用系统控制单元和上联盘，其 中主用系统控制单元为主盘，备用系统控制单元为备盘。通常情况下， LACP系统ID使用系统MAC地址和系统优先级进行标识，主用系统 控制单元和备用系统控制单元的MAC地址不同。为确保PON系统 主备倒换前后的报文来自同一设备，为此主用系统控制单元和备用系 统控制单元的LACP协议模块中的系统ID需要相同，统一使用虚拟 MAC地址，为了避免虚拟MAC地址与其他设备的MAC地址冲突， 虚拟MAC地址取系统启动时主用系统控制单元的MAC地址。备用 系统控制单元在重启时，从主用系统控制单元同步虚拟MAC地址到 备用系统控制单元，确保主用系统控制单元和备用系统控制单元的 LACP协议使用的MAC地址相同。

由于在默认情况下，备用系统控制单元上的上联端口状态为 down，上联盘的上联端口接收到的报文只会将其发送到主用系统控 制单元，不会发送到备用系统控制单元。为了让备用系统控制单元能 够接收到LACP报文，保证LACP协议状态机正常运行，本发明中的 PON系统支持对上联盘双发功能的配置，并保持配置到数据库。PON 系统的上联盘开启双发功能后，备用系统控制单元的上联端口物理状 态为UP，此时上联盘接收到的报文会送到备用系统控制单元。由于 备用系统控制单元有LACP的配置数据，开启LACP后，LACP协议 的状态机开始运行，备用系统控制单元周期性向驱动发送LACP协议 报文，虽然备用系统控制单元无法将报文发送出去，但是主用系统控 制单元可以代替备用系统控制单元与对端设备完成LACP协议报文 的交互。由于主用系统控制单元和备用系统控制单元的LACP协议使 用同一虚拟MAC地址，主用系统控制单元和备用系统控制单元发送 的LACP协议报文是相同的，备用系统控制单元能够正常的接收报文 和发送报文，从而使得备用系统控制单元的LACP协议运行正常。

虽然备用系统控制单元上的LACP协议状态机运行正常，并且下 发表项到备用系统控制单元的交换芯片，但备用系统控制单元并不参 与实际数据转发。主备倒换后，备用系统控制单元立即取代主用系统 控制单元发送LACP协议报文与对端设备进行协商，保持聚合链路的 连通性。通常主备倒换所消耗的时间很短，一般在50ms以内，而LACP 协议是一种慢协议，对端设备LACP超时时间短周期时为3s，长周 期时为90s，在主备倒换的时间间隔内，对端交换机不会感知到，LACP 聚合链路不需要重新协商，从而LACP聚合链路上承载的组播、语音、 视频等业务不会中断，保持了主备倒换前后LACP聚合链路的连通 性。

下面结合附图对本发明的主备倒换LACP聚合链路不中断的方 法进行详细的阐述：

如图2所示为本发明所提出的主备倒换LACP聚合链路不中断的 方法的处理流程，实施步骤如下：

S1.开启上联盘的双发功能，即在PON系统上增加开启上联端 口双发功能的配置，该配置使用数据库进行保存，并支持主备同步和 配置恢复。

S2.PON系统的主用系统控制单元上通过下发命令，开启指定 上联端口的双发功能后，上联盘接收到主控盘下发的使能上联端口双 发功能的配置消息后进行解析，通过CPID(computerprogram integrateddocument，计算机程序综合文件)将其值下发到寄存器， 使备用系统控制单元上的上联端口的物理状态由DOWN变为UP。若 备用系统控制单元上的上联端口的物理状态不为UP状态，则使用支 持双发功能的上联盘。

S3.备用系统控制单元上的上联端口的物理状态为UP状态后， 进一步判断备用系统控制单元能否接收到对端设备发送的LACP协 议报文。若备用系统控制单元不能接收到对端设备发送的LACP协议 报文，则确认上联盘的双发配置是否生效，确保主用系统控制单元和 备用系统控制单元的CPU均能通过上联盘接收到对端设备发送的 LACP报文。

S4.若备用系统控制单元能接收到对端设备发送的LACP协议报 文，进一步判断LACP协议是否使用虚拟MAC地址，若LACP协议 未使用虚拟MAC地址，则开启虚拟MAC地址功能，通过让主用系 统控制单元和备用系统控制单元的LACP协议采用相同的虚拟MAC 地址使得主用系统控制单元和备用系统控制单元发送的LACP协议 报文中的系统ID相统一。

PON系统支持LACP协议虚拟MAC地址的控制开关设置，使能 虚拟MAC地址开关，主用系统控制单元和备用系统控制单元发送的 LACP协议报文中的系统ID统一后，从主用系统控制单元和备用系 统控制单元的CPU发送的LACP协议报文将完全相同。由于备用系 统控制单元交换芯片无法将CPU发出的LACP报文发送出去，主用 系统控制单元代替备用系统控制单元与对端设备完成LACP协议报 文的交互。

S5.若LACP协议已经使用虚拟MAC地址，进一步判断备用系 统控制单元的LACP协议是否聚合成功，若备用系统控制单元的 LACP协议没有聚合成功，则检查组网环境和LACP的配置。

当主用系统控制单元的LACP协议聚合成功后，由于LACP协议 使用虚拟MAC地址，主用系统控制单元发出的LACP报文和备用系 统控制单元发出的协议报文相同，备用系统控制单元通过主用系统控 制单元间接发送LACP报文到对端设备。由于PON系统的上联端口 开启双发功能，主用系统控制单元和备用系统控制单元均能接收到对 端设备发送过来的LACP协议报文，这样，主用系统控制单元和备用 系统控制单元上的LACP协议接收和发送LACP报文正常，均能与对 端设备协商成功。主用系统控制单元和备用系统控制单元上的LACP 状态机运行正常，成员端口均能聚合成组，并下发硬件表项到交换芯 片。主用系统控制单元和备用系统控制单元上的LACP协议状态机状 态相同，并且下发到交换芯片的硬件表项相同，不同的是，备用系统 控制单元上的表项不参与业务数据转发。

S6.若备用系统控制单元的LACP协议聚合成功，则进行主备倒 换，并观察聚合链路是否断开、用户业务是否异常。

由于主备倒换的时间很短，通常在50ms以内，在主备倒换前备 用系统控制单元上的LACP的成员端口已经聚合成组，并下发驱动表 项，主备倒换后，备用系统控制单元立即升为主用系统控制单元，由 于倒换前备用系统控制单元上的LACP协议状态、硬件表项均与主用 系统控制单元相同，此时不需要重新进行协商，仅仅需要周期性发生 LACP协议报文即可维护聚合链路的连通性。主用系统控制单元重启 时，会从当前主用系统控制单元同步LACP虚拟MAC地址控制开关 及地址，LACP配置数据、上联盘双发配置等，启动后成为备用系统 控制单元，同样能够接收到对端设备发送的LACP协议报文。LACP 协议状态机运行正常，并且下发聚合表项信息到交换芯片。

综上所述，在主备倒换前后，对端设备不会感知到主备倒换短时 间中断，LACP聚合链路不会断开，对应的聚合链路上承载的用户的 语音、数据和视频等业务不会受到影响，保障了主备倒换用户业务不 受影响。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。