针对交换机的热备份冗余处理方法及装置与流程

1.本发明涉及以太网通信技术领域，具体涉及一种针对交换机的热备份冗余处理方法及装置。另外，还涉及一种电子设备及处理器可读存储介质。


背景技术：

2.近年来，随着计算机技术的快速发展，基于以太网实现的网络通信系统逐渐发展成熟。以太网作为一种成熟的计算机局域网总线技术，具有吞吐量大、支持光纤传输、拓扑结构灵活等优点，基于以太网的网络通信系统应用越来越广泛。但是，在现有的网络通信系统的交换机的热备份过程中，数据的转发时延会影响到网络的性能以及实时性。现有的热备份实现过程都是在mac（media access control，即媒体接入控制器）芯片后处理冗余数据，这种处理方式消耗时间过长，增加转发延时，需要的mac数量也较多。
3.因此，如何针对交换机的热备份冗余处理方案以实现降低数据转发时延、进行数据快速转发成为当前亟待解决的难题。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供一种针对交换机的热备份冗余处理方法及装置，以解决现有技术存在的针对交换机的热备份冗余处理方案局限性较高，导致去冗余时间和数据转发延时较长的问题。
5.第一方面，本发明提供一种针对交换机的热备份冗余处理方法，包括：在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
6.进一步的，基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据，具体包括：基于所述热备份冗余处理模块中预设的第一接口将第一路信号转发到第一位宽转换模块，并基于所述第一位宽转换模块对所述第一路信号进行位宽转换，得到待传输的第一路数据帧；基于预设的第一接收缓存模块记录并缓存所述第一路数据帧；基于所述热备份冗余处理模块中预设的第二接口将第二路信号转发到第二位宽转换模块，并基于所述第二位宽转换模块对所述第二路信号进行位宽转换，得到待传输的第二路数据帧；基于预设的第二接收缓存模块记录并缓存所述第二路数据帧；基于预设的全帧比较和端口对比的方式，将所述第一接收缓存模块或者第二接收缓存模块，分别与重复数据识别模块记录中的历史数据进行重复识别，并将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块；利用预设的位宽恢复模块对存储的所述目标数据帧进行位宽转换处理，得到以太网热备份冗余处理后的目标数据；其中，所述两
路信号包含所述第一路信号和所述第二路信号。
7.进一步的，所述将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块，具体包括：重复识别后，当确定数据帧不相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧和端口都相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧相同且所述端口不相同时，则禁止将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；其中，所述数据帧包括第一路数据帧或所述第二路数据帧、历史数据中的数据帧。
8.进一步的，所述历史数据中的数据帧为已存储到所述数据恢复缓存模块的数据帧。
9.进一步的，所述两路信号是所述物理接口收发器基于物理层的预设编码规则对转化的串行流数据进行编码后得到的。
10.进一步的，所述基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧，具体包括：基于所述数据分流模块将所述媒体接入控制器发送的数据帧处理为两路并行数据帧，并将所述两路并行数据帧转发到所述物理接口收发器；所述两路并行数据帧分别与所述两路信号对应。
11.第二方面，本发明还提供一种针对交换机的热备份冗余处理装置，包括：并行数据分流处理单元，用于在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；数据冗余处理单元，用于基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
12.进一步的，所述数据冗余处理单元，具体用于：基于所述热备份冗余处理模块中预设的第一接口将第一路信号转发到第一位宽转换模块，并基于所述第一位宽转换模块对所述第一路信号进行位宽转换，得到待传输的第一路数据帧；基于预设的第一接收缓存模块记录并缓存所述第一路数据帧；基于所述热备份冗余处理模块中预设的第二接口将第二路信号转发到第二位宽转换模块，并基于所述第二位宽转换模块对所述第二路信号进行位宽转换，得到待传输的第二路数据帧；基于预设的第二接收缓存模块记录并缓存所述第二路数据帧；基于预设的全帧比较和端口对比的方式，将所述第一接收缓存模块或者第二接收缓存模块，分别与重复数据识别模块记录中的历史数据进行重复识别，并将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块；利用预设的位宽恢复模块对存储的所述目标数据帧进行位宽转换处理，得到以太网热备份冗余处理后的目标数据；其中，所述两路信号包含所述第一路信号和所述第二路信号。
13.进一步的，所述将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块，具体包括：重复识别后，当确定数据帧不相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧和端口都相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧相同且所述端口不相同时，则禁止将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；其中，所述数据帧包
括第一路数据帧或所述第二路数据帧、历史数据中的数据帧。
14.进一步的，所述历史数据中的数据帧为已存储到所述数据恢复缓存模块的数据帧。
15.进一步的，所述两路信号是所述物理接口收发器基于物理层的预设编码规则对转化的串行流数据进行编码后得到的。
16.进一步的，所述并行数据分流处理单元，具体用于：基于所述数据分流模块将所述媒体接入控制器发送的数据帧处理为两路并行数据帧，并将所述两路并行数据帧转发到所述物理接口收发器；所述两路并行数据帧分别与所述两路信号对应。
17.第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述针对交换机的热备份冗余处理方法的步骤。
18.第四方面，本发明还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述针对交换机的热备份冗余处理方法的步骤。
19.本发明实施例提供的所述针对交换机的热备份冗余处理方法，通过设置数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧进行分流，并基于热备份冗余处理模块对物理接口收发器编码的相应信号进行冗余处理，能够有效减少交换机的去冗余时间，降低了热备份过程中数据的转发延时。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理方法的应用示意图；图3为本发明实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理方法中进行全字节去冗余比较处理的流程示意图；图4为本发明实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理装置的结构示意图；图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.下面基于本发明所述的针对交换机的热备份冗余处理方法，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本发明实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理方法的流程示意
图，具体实现过程包括以下步骤：步骤101：在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器。
24.具体的，所述交换机（fiber channel switch，fc）是一种高速的网络传输中继设备。在本发明实施例中，交换机的热备份处理时，可通过现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array，fpga）芯片，基于预设的数据分流模块在媒体接入控制器前段获取媒体接入控制器发送的数据帧，并将所述数据帧转发到物理接口收发器，即在所述媒体接入控制器和所述物理接口收发器之间进行全字节去冗余比较处理，从而提高了高速并行特性，减少了去冗余时间，降低了转发延时，并且在具体实施过程中只需要一个媒体接入控制器便可实现。其中，所述媒体接入控制器是指以太网卡的mac（media access control，即媒体访问控制子层协议）芯片，所述物理接口收发器是指以太网卡的phy（physical，端口物理层）芯片。
25.步骤102：基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
26.在本发明实施例中，基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据，具体实现过程包括：基于所述热备份冗余处理模块中预设的第一接口将第一路信号转发到第一位宽转换模块，并基于所述第一位宽转换模块对所述第一路信号进行位宽转换，得到待传输的第一路数据帧；基于预设的第一接收缓存模块记录并缓存所述第一路数据帧；基于所述热备份冗余处理模块中预设的第二接口将第二路信号转发到第二位宽转换模块，并基于所述第二位宽转换模块对所述第二路信号进行位宽转换，得到待传输的第二路数据帧；基于预设的第二接收缓存模块记录并缓存所述第二路数据帧；基于预设的全帧比较和端口对比的方式，将所述第一接收缓存模块或者第二接收缓存模块，分别与重复数据识别模块记录中的历史数据进行重复识别，并将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块；利用预设的位宽恢复模块对存储的所述目标数据帧进行位宽转换处理，得到以太网热备份冗余处理后的目标数据。其中，所述两路信号包含所述第一路信号和所述第二路信号等。所述第一接口和所述第二接口都为预设的千兆媒体独立接口（gigabit mii，gmii接口）。所述两路信号是所述物理接口收发器基于物理层的预设编码规则对转化的串行流数据进行编码后得到的。
27.其中，所述将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块，具体实现过程包括：重复识别后，分析是否存在满足预设条件的目标数据帧，当确定数据帧不相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧和端口都相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧相同且所述端口不相同时，则禁止将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块。其中，所述数据帧包括第一路数据帧或所述第二路数据帧、历史数据中的数据帧。所述历史数据中的数据帧为已存储到所述数据恢复缓存模块的数据帧。
28.在本发明实施例中，数据帧接收方向上，在以太网物理接口收发器和媒体接入控制器之间进行冗余处理，丢弃两个端口相同的数据。在数据帧发送方向上，直接将媒体接入控制器的数据帧分发给两路物理接口收发器接口，其构成如图2所示。
29.下面以两路数据为例进行说明，所述物理接口收发器包含物理接口收发器1和物理接口收发器2。通过数据分流模块（比如一分二模块）直接将媒体接入控制器要发送的数据帧分成两路一样的数据发送到所述物理接口收发器1和物理接口收发器2。所述物理接口收发器1和物理接口收发器2获取所述数据分流模块分流的数据后进行编码，并通过热备份冗余处理模块获取相应的两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。其中，所述一分二模块用于直接将媒体接入控制器要发送的数据帧分成两路一样的数据，该设计比较简单，在此不再详细赘述。所述热备份冗余处理模块则需要实现双路数据的接收处理，丢弃两路端口上相同数据帧，其实现如图3所示。
30.在本发明实施例中，所述热备份冗余处理模块可包含gmii_a（即第一接口）、gmii_b（即第二接口）、第一位宽转换模块、第二位宽转换模块、a路缓存（即所述第一接收缓存模块）、b路缓存（即第二接收缓存模块）、重复数据识别模块（比如包含轮询缓存、查询历史、数据比较）、临时数据缓存、历史数据（n条）、数据恢复缓存模块、位宽恢复模块和gmii接口等子模块。其中，图中的gmii接口为适配phy芯片和mac芯片之间的示意接口，但并不局限于使用该类型接口。在具体实施过程中，可基于第一位宽转换模块接收来自gmii_a模块的数据帧并进行位宽转换；基于第二位宽转换模块接收来自gmii_b模块的数据帧并进行位宽转换，方便后续模块在进行数据搬运处理。基于a路缓存接收来自第一位宽转换模块进行位宽转换后的数据帧进行缓存；基于b路缓存接收来自第二位宽转换模块进行位宽转换后的数据帧进行缓存。基于重复数据识别模块比较a路缓存或者b路缓存中缓存的数据，与查询历史记录的历史数据进行重复识别。基于临时数据缓存模块来缓存进行全帧比较时的数据帧。基于数据恢复缓存模块将比较后满足预设条件的数据帧进行缓存。基于位宽恢复模块将缓存数据进行位宽转换处理，转化为gmii数据位宽。
31.其中，全字节去冗余比较处理流程具体包括：将每一路接收的数据进行位宽转换后缓存，为了匹配带宽，减小延迟，可适当增加数据位宽。采用全帧比较、端口对比的方式，将收a路缓存或者b路缓存的数据，与重复数据识别模块的查询历史记录的历史数据进行重复识别。具体的，数据帧不一致的情况下，允许该数据帧帧进入数据恢复缓存模块；端口和数据帧一致的情况下，也允许该数据帧帧进入数据恢复缓存模块；数据帧一致而端口不一致的情况下，则不允许该数据帧帧进入数据恢复缓存模块。同时历史数据存储已发给数据恢复缓存模块的数据，每条记录采用独立的存储空间和端口标识，设计采用了历史循环记录，n帧后历史存储会更新。最后将比较后的数据进行位宽转换，转化为gmii数据位宽。
32.需要说明的是，在具体实施过程中，本发明中所述物理接口收发器包含但不限于物理接口收发器1和物理接口收发器2，还可包括其他路的物理接口收发器，即基于预设的热备份冗余处理模块能够接收所述物理接口收发器得到的至少两路信号，并对至少两路信号进行全字节去冗余比较处理，以得到冗余处理后的目标数据。其具体实现过程与两路信号的处理过程类似，在此不再重复赘述。
33.本发明实施例提供的所述针对交换机的热备份冗余处理方法，通过设置数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧进行分流，并基于热备份冗余处理模块对物理接口收发器编码的相应信号进行冗余处理，能够有效减少交换机的去冗余时间，降低了热备份过程中数据的转发延时。
34.与上述提供的一种针对交换机的热备份冗余处理方法相对应，本发明还提供一种
针对交换机的热备份冗余处理装置。由于该装置的实施例相似于上述方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述方法实施例部分的说明即可，下面描述的针对交换机的热备份冗余处理装置的实施例仅是示意性的。
35.请参考图4所示，其为本发明实施例提供的一种针对交换机的热备份冗余处理装置的结构示意图。
36.本发明所述的针对交换机的热备份冗余处理装置包括如下部分：并行数据分流处理单元401，用于在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；数据冗余处理单元402，用于基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
37.并行数据分流处理单元，用于在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；数据冗余处理单元，用于基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
38.进一步的，所述数据冗余处理单元，具体用于：基于所述热备份冗余处理模块中预设的第一接口将第一路信号转发到第一位宽转换模块，并基于所述第一位宽转换模块对所述第一路信号进行位宽转换，得到待传输的第一路数据帧；基于预设的第一接收缓存模块记录并缓存所述第一路数据帧；基于所述热备份冗余处理模块中预设的第二接口将第二路信号转发到第二位宽转换模块，并基于所述第二位宽转换模块对所述第二路信号进行位宽转换，得到待传输的第二路数据帧；基于预设的第二接收缓存模块记录并缓存所述第二路数据帧；基于预设的全帧比较和端口对比的方式，将所述第一接收缓存模块或者第二接收缓存模块，分别与重复数据识别模块记录中的历史数据进行重复识别，并将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块；利用预设的位宽恢复模块对存储的所述目标数据帧进行位宽转换处理，得到以太网热备份冗余处理后的目标数据；其中，所述两路信号包含所述第一路信号和所述第二路信号。
39.进一步的，所述将重复识别后满足预设条件的目标数据帧存储到数据恢复缓存模块，具体包括：重复识别后，当确定数据帧不相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧和端口都相同时，将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；当确定数据帧相同且所述端口不相同时，则禁止将所述数据帧存储到数据恢复缓存模块；其中，所述数据帧包括第一路数据帧或所述第二路数据帧、历史数据中的数据帧。
40.进一步的，所述历史数据中的数据帧为已存储到所述数据恢复缓存模块的数据帧。所述两路信号是所述物理接口收发器基于物理层的预设编码规则对转化的串行流数据进行编码后得到的。所述第一接口和所述第二接口都为预设的千兆媒体独立接口。
41.本发明实施例提供的所述针对交换机的热备份冗余处理装置，通过设置数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧进行分流，并基于热备份冗余处理模块对物理接口收
发器编码的相应信号进行冗余处理，能够有效减少交换机的去冗余时间，降低了热备份过程中数据的转发延时。
42.与上述提供的针对交换机的热备份冗余处理方法相对应，本发明还提供一种电子设备。由于该电子设备的实施例相似于上述方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述方法实施例部分的说明即可，下面描述的电子设备仅是示意性的。如图5所示，其为本发明实施例公开的一种电子设备的实体结构示意图。该电子设备可以包括：处理器（processor）501、存储器（memory）502和通信总线503，其中，处理器501，存储器502通过通信总线503完成相互间的通信，通过通信接口504与外部进行通信。处理器501可以调用存储器502中的逻辑指令，以执行针对交换机的热备份冗余处理方法。该方法包括：在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
43.此外，上述的存储器502中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：存储芯片、u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
44.另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在处理器可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的针对交换机的热备份冗余处理方法。该方法包括：在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
45.又一方面，本发明实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的针对交换机的热备份冗余处理方法。该方法包括：在交换机的热备份处理过程中，基于预设的数据分流模块将媒体接入控制器发送的数据帧转发到物理接口收发器；基于预设的热备份冗余处理模块接收所述物理接口收发器编码得到的两路信号，并基于所述热备份冗余处理模块对所述两路信号进行全字节去冗余比较处理，得到冗余处理后的目标数据。
46.所述处理器可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器（例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘（mo）等）、光学存储器（例如cd、dvd、bd、hvd等）、以及半导体存储器（例如rom、eprom、eeprom、非易失性存储器（nand flash）、固态硬盘（ssd））等。
47.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可
以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
48.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
49.最后应说明的是：以上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精神和范围。