一种基于以太网的主备同步方法及系统与流程

1.本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于以太网的主备同步方法及系统。


背景技术：

2.随着5g网络的大量部署，对设备的稳定性、可靠性等要求越来越高，目前普遍采用1 1的主备同步方案实现设备可靠性与稳定性。主备同步方案是指两块板卡的软硬件相同，并保证可以同时工作，一块为主用主控板，另一块为备用主控板；通常情况下，主用主控板卡处于正常工作状态，备用主控板处于备用工作状态，当主用主控板出现故障或其他条件触发，备用主控板变为主用主控板，原主用主控板变为备用主控板，进行主备切换，保证设备的可靠运行。
3.目前主备同步方案主要有通过udp、tcp、hdlc协议进行同步，相比hdlc协议，udp和tcp同步效率更高，但udp和tcp同样存在效率低或同步不可靠的问题。udp相对于tcp而言效率更高，但存在报文丢失问题；tcp相对于udp而言虽然不存在报文丢失的情况，但是建立时间太长，导致效率较低。
4.由于早期以太网硬件传输的稳定性比较差，因此主备同步方案采用tcp和udp，而如今以太网硬件传输稳定性越来越高，并且以太网的报文长度很长，而tcp和udp协议报文还存在mtu的限制；以太网报文通过mac学习来进行转发，不需要像udp协议先建立路由才可以发送，也不需要向tcp协议先建立tcp连接后再发报文，更不需要向udp和tcp一样超过mtu长度会分片，再重新对分片的报文进行组合；随着以太网硬件传输稳定性越来越高，丢包几乎不会出现，也不会出现重传的情况，因此以太网报文的优势相对于tcp/ip协议族的报文在传输过程中有很大的优势。


技术实现要素：

5.为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种基于以太网的主备同步方法及系统，利用以太网的传输优势，实现主备主控板间信息的快速准确同步。
6.为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
7.一种基于以太网的主备同步方法，包括如下步骤：
8.上电后，备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文，进行配置文件同步；
9.备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文，进行模块信息同步；
10.主用主控板向备用主控板发送配置命令同步报文；
11.备用主控板接收并根据配置命令同步报文进行命令行同步。
12.进一步的，步骤备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文，进行配置文件同步，包括：
13.备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文；
14.主用主控板接收到配置文件同步请求报文后将配置文件内容封装到配置文件同
步报文中，向备用主控板发送配置文件同步报文；
15.备用主控板接收并根据配置文件同步报文进行配置文件同步。
16.进一步的，步骤备用主控板接收并根据配置文件同步报文进行配置文件同步，包括：
17.备用主控板接收配置文件同步报文和配置文件同步请求结束报文；
18.备用主控板解析并根据配置文件同步报文内容更新及加载配置文件。
19.进一步的，步骤备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文，进行模块信息同步，包括：
20.备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文；
21.主用主控板接收到模块信息同步请求报文后将需要同步的状态信息封装到模块信息同步报文中，向备用主控板发送模块信息同步报文；
22.备用主控板接收并根据模块信息同步报文进行模块信息同步。
23.进一步的，步骤备用主控板接收并根据模块信息同步报文进行模块信息同步，包括：
24.备用主控板接收模块信息同步报文和模块信息同步请求结束报文；
25.备用主控板解析并根据模块信息同步报文内容更新模块信息。
26.进一步的，步骤备用主控板接收并根据配置命令同步报文进行命令行同步，包括：
27.备用主控板接收并解析配置命令同步报文；
28.备用主控板根据解析结果调用api进行配置。
29.进一步的，步骤备用主控板接收并根据配置命令同步报文进行命令行同步后，还包括：
30.备用主控板向主用主控板发送配置校验同步报文；
31.主用主控板接收并与配置校验同步报文进行比对；
32.主用主控板根据比对结果向备用主控板发送校验确认报文；
33.备用主控板接收并根据校验确认报文判断是否校验成功。
34.进一步的，模块信息同步报文包括主用主控板的协议状态机的新状态和协议状态机的新状态变量。
35.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
36.本发明公开了一种基于以太网的主备同步方法，既可以主用主控板主动向备用主控板发送同步信息，也可以备用主控板主动向主用主控板发送同步信息，并且利用以太网的高传输效率和不需要建立链接的优势，实现快速准确地传输报文，保证主备主控板的信息可以快速可靠地同步。
37.本发明还公开了一种基于以太网的主备同步系统，包括：
38.静态同步模块，用于上电后在主用主控板和备用主控板间实现配置文件同步；
39.动态同步模块，用于在主用主控板和备用主控板间实现模块状态信息的实时同步和命令行的实时同步。
附图说明
40.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
41.图1为实施例1所述的方法的主备同步方法。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
43.实施例1
44.本实施例公开了一种基于以太网的主备同步方法，该方法包括如下步骤：
45.s1、上电后，备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文，进行配置文件同步；
46.s2、备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文，进行模块信息同步。
47.s3、主用主控板向备用主控板发送配置命令同步报文。
48.s4、备用主控板接收并根据配置命令同步报文进行命令行同步。
49.具体的，步骤s1包括：
50.s11、备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文。
51.s12、主用主控板接收到配置文件同步请求报文后将配置文件内容封装到配置文件同步报文中，向备用主控板发送配置文件同步报文，配置文件同步报文中除配置文件内容外，还包括一个以上的配置文件同步报文同步起始标识，配置文件内容最多可包含9600字节，若配置文件内容大于9600字节，需要分为多个报文发送。
52.s13、备用主控板接收并根据配置文件同步报文进行配置文件同步。
53.具体的，步骤s13备用主控板接收并根据配置文件同步报文进行配置文件同步，包括：
54.备用主控板接收配置文件同步报文和配置文件同步请求结束报文。
55.备用主控板解析并根据配置文件同步报文内容更新及加载配置文件：备用主控板将配置文件同步报文内容写入到备用主控板自己的配置文件中，保存并加载配置文件。
56.具体的，步骤s2包括：
57.s21、备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文：对于一些动态协议，如lacp、ospf、isis、bgp、ldp、lldp等需要实时同步主用主控板与备用主控板上的协议状态机的状态和协议状态机的状态变量，以保证主用主控板与备用主控板上的协议状态的实时同步，使得在实现主备切换后新的主用主控板上的协议不会因为协议状态机的状态和远端不一致而重新发起协商，导致断流。
58.s22、主用主控板接收到模块信息同步请求报文后将需要同步的状态信息封装到模块信息同步报文中，向备用主控板发送模块信息同步报文：主用主控板将更新的协议状态机的状态、协议状态机的状态变量封装到模块信息同步报文中，发送给备用主控板。
59.s23、备用主控板接收并根据模块信息同步报文进行模块信息同步。
60.具体的，步骤s23包括：
61.备用主控板接收模块信息同步报文和模块信息同步请求结束报文。
62.备用主控板解析并根据模块信息同步报文内容更新模块信息：备用主控板解析模块信息同步报文，将协议状态机的状态、协议状态机的状态变量同步到备用主控板自己的协议状态机上，实现协议状态机的状态和协议状态机的状态变量与主用主控板上的一致，
完成一次协议状态机状态同步。
63.在上述实施例中，在步骤s3中：
64.命令行的执行通过各个模块api函数完成，即命令行的同步在各个api函数中实现；模块信息同步完成后，主用主控板与备用主控板上的配置保持一致，当主用主控板执行新的配置命令，api正常执行流程结束后，主用主控板将index、cmd、value封装到配置命令同步报文中，向备用主控板发送配置命令同步报文。
65.具体的，步骤s4包括：
66.s41、备用主控板接收并解析配置命令同步报文。
67.s42、备用主控板根据解析结果调用api进行配置：备用主控板根据解析结果，获得index、cmd、value等信息，调用相关api完成配置。
68.具体的，在步骤s4后，还包括：
69.备用主控板向主用主控板发送配置校验同步报文：备用主控板进行命令行同步后，将备用主控板自己的配置文件md5校验码(16个字节长度)发送给主用主控板。
70.主用主控板接收并与配置校验同步报文进行比对：主用主控板接收备用主控板发送的配置文件md5校验码，并与主用主控板自己的配置文件md5校验码进行比对。
71.主用主控板根据比对结果向备用主控板发送校验确认报文。
72.备用主控板接收并根据校验确认报文判断是否校验成功：若校验确认报文中value值为1，表示校验成功；若校验确认报文中value值为0，表示校验失败，需要重新同步配置文件。
73.在上述实施例中，各报文均为两个字节，高字节表示消息主类型，用于区分报文操作类型；低字节表示消息子类型，用于区分模块类型，对于配置命令同步报文和模块信息同步报文，低字节用于区分其属于哪个模块，如：配置命令同步报文中高字节表示该报文类型为配置命令同步报文，低字节表示该报文属于哪个模块的命令行同步。
74.本发明既可以主用主控板向备用主控板发送同步信息，如主用主控板向备用主控板发送配置命令同步报文，备用主控板根据配置命令同步报文进行命令行同步；也可以备用主控板主动向主用主控板发送同步信息，如备用主控板向主用主控板发送同步请求报文，进行配置文件同步或模块信息同步。
75.本发明利用以太网的高传输效率、报文长度优势以及不需要建立链接的优势，实现快速准确地传输报文；同时由于以太网传输数据的稳定性，降低出现错误报文的概率，若出现错误报文，可通过配置校验同步报文与校验确认报文进行判断，并重新同步，从而保证主用主控板和备用主控板的信息可以快速可靠地同步。
76.实施例2
77.本实施例公开了一种基于以太网的主备同步系统，包括：静态同步模块和动态同步模块，静态同步模块用于上电后在主用主控板和备用主控板间实现配置文件同步；动态同步模块用于在主用主控板和备用主控板间实现模块状态信息的实时同步和命令行的实时同步。
78.静态同步模块通过如下步骤实现主用主控板和备用主控板间的配置文件同步：
79.s101、备用主控板向主用主控板发送配置文件同步请求报文。
80.s102、主用主控板接收到配置文件同步请求报文后将配置文件内容封装到配置文
件同步报文中，向备用主控板发送配置文件同步报文，配置文件同步报文中除配置文件内容外，还包括一个以上的配置文件同步报文同步起始标识，配置文件内容最多可包含9600字节，若配置文件内容大于9600字节，需要分为多个报文发送。
81.s103、备用主控板接收并根据配置文件同步报文进行配置文件同步。
82.具体的，步骤s103包括：
83.s1031、备用主控板接收配置文件同步报文和配置文件同步请求结束报文。
84.s1032、备用主控板解析并根据配置文件同步报文内容更新及加载配置文件：备用主控板将配置文件同步报文内容写入到备用主控板自己的配置文件中，保存并加载配置文件。
85.动态同步模块通过如下步骤实现主用主控板和备用主控板间的模块状态信息实时同步和命令行实时同步：
86.s200、备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文，进行模块信息同步。
87.s300、主用主控板向备用主控板发送配置命令同步报文。
88.s400、备用主控板接收并根据配置命令同步报文进行命令行同步。
89.具体的，步骤s200包括如下步骤：
90.s201、备用主控板向主用主控板发送模块信息同步请求报文：对于一些动态协议，如lacp、ospf、isis、bgp、ldp、lldp等需要实时同步主用主控板与备用主控板上的协议状态机的状态和协议状态机的状态变量，以保证主用主控板与备用主控板上的协议状态的实时同步，使得在实现主备切换后新的主用主控板上的协议不会因为协议状态机的状态和远端不一致而重新发起协商，导致断流。
91.s202、主用主控板接收到模块信息同步请求报文后将需要同步的状态信息封装到模块信息同步报文中，向备用主控板发送模块信息同步报文：主用主控板将更新的协议状态机的状态、协议状态机的状态变量封装到模块信息同步报文中，发送给备用主控板。
92.s203、备用主控板接收并根据模块信息同步报文进行模块信息同步。
93.具体的，步骤s203包括：
94.备用主控板接收模块信息同步报文和模块信息同步请求结束报文。
95.备用主控板解析并根据模块信息同步报文内容更新模块信息：备用主控板解析模块信息同步报文，将协议状态机的状态、协议状态机的状态变量同步到备用主控板自己的协议状态机上，实现协议状态机的状态和协议状态机的状态变量与主用主控板上的一致，完成一次协议状态机状态同步。
96.在上述实施例中，在步骤s300中：
97.命令行的执行通过各个模块api函数完成，即命令行的同步在各个api函数中实现；模块信息同步完成后，主用主控板与备用主控板上的配置保持一致，当主用主控板执行新的配置命令，api正常执行流程结束后，主用主控板将index、cmd、value封装到配置命令同步报文中，向备用主控板发送配置命令同步报文。
98.具体的，步骤s400包括：
99.s401、备用主控板接收并解析配置命令同步报文。
100.s402、备用主控板根据解析结果调用api进行配置：备用主控板根据解析结果，获得index、cmd、value等信息，调用相关api完成配置。
101.具体的，步骤s400后，还包括：
102.备用主控板向主用主控板发送配置校验同步报文：备用主控板进行命令行同步后，将备用主控板自己的配置文件md5校验码(16个字节长度)发送给主用主控板。
103.主用主控板接收并与配置校验同步报文进行比对：主用主控板接收备用主控板发送的配置文件md5校验码，并与主用主控板自己的配置文件md5校验码进行比对。
104.主用主控板根据比对结果向备用主控板发送校验确认报文。
105.备用主控板接收并根据校验确认报文判断是否校验成功：若校验确认报文中value值为1，表示校验成功；若校验确认报文中value值为0，表示校验失败，需要重新同步配置文件。
106.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。