專利名稱：一種路由器的制作方法
技術領域：
本發明涉及網絡路由器，更具體地說，涉及路由器中線路處理模塊的備份方案。
背景技術：
路由器的業務通道簡化框圖如圖1所示。其1中的數據通道都是雙向的，包括上行與下行兩個方向，進入交換網方向為上行方向，由交換網輸出方向為下行方向。
在上行方向，物理層接口模塊(PHY)把線路上的信號還原為數據包后，發送給線路處理模塊(LPU)；LPU根據預定的路由信息及策略確定數據包的下行端口，并進行相應處理，然后發送到交換網模塊(SFC)的上行端口；SFC根據數據包中的下行端口信息，把數據包交換到對應的下行端口。
在下行方向，LPU接收SFC發送的數據包，進行預定處理后發送到PHY；PHY現把數據包進行封裝編碼后發送到線路上。
在現有技術中，對路由器的功能模塊的硬件備份一般只提供了控制模塊、交換網模塊與物理層接口模塊的備份，而沒有對線路處理模塊進行硬件備份。在此情況下，若想對線路處理模塊進行備份，就只能通過軟件來實現。
如在圖1中，把LPU1作為LPU0的備份。在正常情況下，LPU0工作，LPU1備份LPU0的數據，狀態與LPU0相似，但不向SFC發送數據包。在LPU0發生故障時，LPU1接替LPU0進入工作狀態，而SFC停止接收LPU0發來的數據包。其他所有處于正常工作狀態的LPU則同時對LPU0與LPU1進行多播(指數據由一個入口輸入，同時向多個出口復制輸出)，以避免因LPU0與LPU1之間的工作狀態切換而進行復雜的調整。否則當LPU0與LPU1切換時，由于對應的交換網端口相應改變(設LPU0連接交換網端口0，LPU1連接交換網端口1)，對于其他LPU來說，發往LPU0/LPU1的數據包的路由信息都發生了變化，目標交換網端口由0變成1，因此就需要對相關路由信息進行更新。這個更新過程是比較緩慢的，在這期間，發往LPU0/LPU1的數據包將會出現大量的丟失與錯誤。
可見，現有技術中用軟件對線路處理模塊進行備份時，需要配置備用線路處理模塊不向交換網發送數據，并備份主用線路處理模塊的數據，以保證兩塊單板的狀態盡量接近；同時需要把向有備份的端口的路由信息配置為多播，在接收來自有備份的端口的數據時，與端口號捆綁的信息需要做特殊處理。另外，所有發往備份端口的數據都需要占用多播資源，雖然各種路由器的體系結構有差別，但對于多播資源有限的路由器來說，在線路處理模塊備份上消耗了大量的多播資源后，留給真正的多播需求的資源就很少了。
發明內容
本發明要提供一種新的路由器，以解決現有技術中采用軟件對線路處理模塊進行備份時需要備份主用線路處理模塊的數據、以及需占用多播資源的問題。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種路由器，其中包括一個交換網模塊及至少兩個線路處理模塊，每一個線路處理模塊連接一個用于與外部子網連接的物理層接口模塊，其特征在于，還包括至少一個用于實現交叉互連的備份控制模塊，每兩個所述線路處理模塊通過一個所述備份控制模塊與所述交換網模塊的兩個交換網端口連接；所述備份處理模塊設有第一、第二線路處理接口及第一、第二交換網接口，其第一、第二線路處理接口分別連接一個所述線路處理模塊，其第一、第二交換網接口分別連接所述交換網模塊的一個交換網端口；所述備份控制模塊還配有一個工作模式控制器，所述工作模式控制器可使所述備份控制模塊的第一、第二交換網接口同時或單獨工作，并使其第一、第二線路處理接口工作于正常、主用或備用模式。
本發明所述的路由器中，在所述備份處理模塊的所述第一線路處理接口與第一交換網接口之間、第一線路處理接口與第二交換網接口之間、第二線路處理接口與第一交換網接口之間、以及第二線路處理接口與第二交換網接口之間，都分別設有上行發送開關及下行發送開關。所述工作模式控制器是一個寄存器，其中采用三位二進制數來控制所述各個上行發送開關及下行發送開關的接通或斷開。
本發明所述的路由器中，與所述備份控制模塊連接的線路處理模塊可工作于以下模式所述第一、第二交換網接口同時工作，與所述第一、第二線路處理接口連接的兩個線路處理模塊都處于正常無備份工作模式；所述第一交換網接口單獨工作，與所述第一、第二線路處理接口連接的兩個線路處理模塊中一個為主用，另一個為備用；所述第二交換網接口單獨工作，與所述第一、第二線路處理接口連接的兩個線路處理模塊中一個為主用，另一個為備用。
本發明中的備份控制模塊可采用FPGA(現場可編程門陣列)并配合工作模式寄存器來實現，通過在FPGA中寫入相應的控制軟件，即可實現上述上行發送開關及下行發送開關的功能，并由模式寄存器中的二進制數來控制各個開關的接通或斷開，使相應的線路處理模塊工作于正常、主用或備用模式。與現有技術相比，它降低了軟件設計的復雜度，并且不需要占用多播資源。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1是中現有路由器的業務通道簡化示意圖；圖2是本發明中利用FPGA來實現線路處理模塊硬件備份的示意圖；
圖3是備份控制模塊的各個接口處于無備份工作模式時的示意圖；圖4是使用交換網接口0、LPU0工作而LPU1備用時的示意圖；圖5是使用交換網接口0、LPU1工作而LPU0備用時的示意圖；圖6是使用交換網接口1、LPU0工作而LPU1備用時的示意圖；圖7是使用交換網接口1、LPU1工作而LPU0備用時的示意圖。
具體實施例方式
本發明通過FPGA來實現可配置的交叉連接電路，從而形成上述備份控制模塊，實現線路處理模塊的硬件備份。如圖2所示，每一個FPGA連接在SFC的兩個交換網端口與對應的兩個LPU之間。下面以LPU0與LPU1為例說明備份功能的實現方式。
以圖2中的第一個FPGA為例，其左邊第一、第二線路處理接口，其右邊是第一、第二交換網接口。圖中LPU0的對應SFC的交換網端口0，LPU1對應SFC的交換網端口1。所以FPGA的第一、第二線路處理接口分別連接LPU0和LPU1；第一、第二交換網接口分別連接SFC的交換網端口0和1。通過行當的配置，FPGA可實現交叉互連功能，從而實現以下五種工作模式1、無備份模式如圖3所示，其中FPGA的第一線路處理接口與第一交換網接口之間直接連通，第二線路處理接口與第二交換網接口之間也是直接連通。相當于將第一線路處理接口與第一交換網接口之間、以及第二線路處理接口與第二交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，其余開關則全部斷開；此時FPGA只起直連作用，LPU0與交換網接口0對接，LPU1與交換網接口1對接，兩個LPU都處于正常無備份工作模式。
2、第一交換網接口工作，LPU0主用，LPU1備用如圖4所示，其中FPGA的第一線路處理接口與第一交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，其第二線路處理接口與第一交換網接口之間的下行發送開關接通，其余開關全部斷開；此時，SFC的交換網端口0工作，交換網端口1則不工作；交換網接口0只接收LPU0發送的數據，并同時向LPU0與LPU1發送數據；LPU0與LPU1都接收交換網接口0發送的數據。可見，LPU0是主用模塊，LPU1是備用模塊。
3、第一交換網接口工作，LPU0備用，LPU1主用如圖5所示，此時SFC的交換網端口0工作，交換網端口1則不工作。交換網端口0只接收LPU1發送的數據，并同時向LPU0與LPU1發送數據；LPU0與LPU1都接收交換網端口0發送的數據。可見，LPU1是主用模塊，LPU0是備用模塊，這是模式2進行LPU主備倒換后的工作狀態。
4、第二交換網接口工作，LPU0主用，LPU1備用如圖6的所示，此時SFC的交換網端口1工作，交換網端口0不工作。交換網端口1只接收LPU0發送的數據，并同時向LPU0與LPU1發送數據；LPU0與LPU1都接收交換網端口1發送的數據。可見，LPU0是主用模塊，LPU1是備用模塊。
5、第二交換網接口工作，LPU0備用，LPU1主用如圖7所示，此時SFC的交換網端口1工作，交換網端口0不工作。交換網端口1只接收LPU1發送的數據，并同時向LPU0與LPU1發送數據；LPU0與LPU1都接收交換網端口1發送的數據。可見，LPU1是主用模塊，LPU0是備用模塊，這是模式4進行LUP主備倒換后的工作狀態。
可見，FPGA總共實現五種連接模式，最少只需三位二進制數就可以表示所有的工作模式。在FPGA中設計有一個工作模式寄存器，通過向該寄存器中寫入不同的值，就可以選擇所需的工作模式。下面的表1是其中一種寄存器配置方式。
表1工作模式寄存器配置舉例
在進行LPU備份時，應只使用一個SFC的交換網端口，即只使用模式2與模式3、或只使用模式4與模式5。否則若LPU的倒換伴隨著交換網端口的變化，就失去了硬件備份的意義。
若一塊線路處理板上有多個線路處理模塊，也可以同樣實現備份功能。設每塊線路處理板上有M個線路處理模塊，對應M個交換網端口。可以把其中一塊線路處理板與交換網端口0，2，...，2M-2對接，另一塊線路處理板與交換網端口1，3，...，2M-1對接，并分組為(0，1)、(2，3)、...、(2M-2，2M-1)，每組用一個交叉互連模塊實現備份功能，在線路處理板切換時，M個交叉互連模塊同時切換。
權利要求
1.一種路由器，其中包括一個交換網模塊及至少兩個線路處理模塊，每一個線路處理模塊連接一個用于與外部子網連接的物理層接口模塊，其特征在于，還包括至少一個用于實現交叉互連的備份控制模塊，每兩個所述線路處理模塊通過一個所述備份控制模塊與所述交換網模塊的兩個交換網端口連接；所述備份處理模塊設有第一、第二線路處理接口及第一、第二交換網接口，其第一、第二線路處理接口分別連接一個所述線路處理模塊，其第一、第二交換網接口分別連接所述交換網模塊的一個交換網端口；所述備份控制模塊還配有一個工作模式控制器，所述工作模式控制器控制所述備份控制模塊的第一、第二交換網接口同時或單獨工作，并控制其第一、第二線路處理接口工作于正常、主用或備用模式。
2.根據權利要求1所述的路由器，其特征在于，在所述備份處理模塊的所述第一線路處理接口與第一交換網接口之間、第一線路處理接口與第二交換網接口之間、第二線路處理接口與第一交換網接口之間、以及第二線路處理接口與第二交換網接口之間，都分別設有上行發送開關及下行發送開關。
3.根據權利要求2所述的路由器，其特征在于，所述工作模式控制器是一個寄存器，其中采用一個二進制數來控制所述各個上行發送開關及下行發送開關的接通或斷開。
4.根據權利要求3所述的路由器，其特征在于，所述備份控制模塊有以下五種組合的工作模式，所述第一線路處理接口與第一交換網接口之間、以及第二線路處理接口與第二交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，其余開關全部斷開；所述第一線路處理接口與第一交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，所述第二線路處理接口與第一交換網接口之間的下行發送開關接通，其余開關全部斷開；所述第二線路處理接口與第一交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，所述第一線路處理接口與第一交換網接口之間的下行發送開關接通，其余開關全部斷開；所述第一線路處理接口與第二交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，所述第二線路處理接口與第二交換網接口之間的下行發送開關接通，其余開關全部斷開；所述第二線路處理接口與第二交換網接口之間的上行發送開關及下行發送開關同時接通，所述第一線路處理接口與第二交換網接口之間的下行發送開關接通，其余開關全部斷開。
5.根據權利要求4所述的路由器，其特征在于，與所述備份控制模塊連接的線路處理模塊工作于以下模式所述第一、第二交換網接口同時工作，與所述第一、第二線路處理接口連接的線路處理模塊處于正常無備份工作模式；所述第一交換網接口單獨工作，與所述第一線路處理接口連接的線路處理模塊為主用，與所述第二線路處理接口連接的線路處理模塊為備用；所述第一交換網接口單獨工作，與所述第二線路處理接口連接的線路處理模塊為主用，與所述第一線路處理接口連接的線路處理模塊為備用；所述第二交換網接口單獨工作，與所述第一線路處理接口連接的線路處理模塊為主用，與所述第二線路處理接口連接的線路處理模塊為備用；所述第二交換網接口單獨工作，與所述第二線路處理接口連接的線路處理模塊為主用，與所述第一線路處理接口連接的線路處理模塊為備用。最好再增加故障時從哪個模式倒換到哪個模式，
全文摘要
本發明涉及一種路由器，為對路由器中的線路處理模塊進行硬件備份，在每兩個線路處理模塊與交換網模塊的兩個交換網端口之間、設有一個用于實現交叉互連的備份控制模塊，所述備份處理模塊的第一、第二線路處理接口分別連接一個線路處理模塊，第一、第二交換網接口分別連接交換網模塊的一個交換網端口；所述備份控制模塊配有一個工作模式寄存器，通過寫入不同的二進制數，可使所述備份控制模塊的第一、第二交換網接口同時或單獨工作，并使其第一、第二線路處理接口工作于正常、主用或備用模式，從而使與之連接的兩個線路處理模塊工作于正常、主用或備用模式。
文檔編號H04L12/28GK1516398SQ0310134
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月3日 優先權日2003年1月3日
發明者覃剛, 覃 剛 申請人:華為技術有限公司