[发明专利]基于以太网组播的系统保活方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络系统保活领域，特别涉及一种基于以太网组播的系统保活方法。

背景技术

通信系统，如机框局域网系统，通常由多个系统板卡模块组成，同时也具备多个通信端口和通信链路，为了确保系统以较小的故障间隔时间长期不间断运行，这些板卡模块以冗余方式同时存在于系统中，进行相互备份或者负载分担，以提高设备可靠性。系统需要即时刷新各个模块的在位及运行情况的信息，如果模块正常运行，我们称其处于“活着”状态；如果模块出现故障，系统隔离故障模块，启用备份模块，以保证系统整体一直处于“活着”状态。目前，以太网是系统内部模块间互联的最常用技术之一。

获得系统内部模块是否处于“活着”状态的手段主要有以下两种：

1、故障模块主动告警：适用于单板卡设备，而且具备硬件告警通道，不适用于多板卡多模块互联设备，多板卡多模块设备一般不具备复杂的硬件告警通道，而且硬件告警通道能携带信息量有限。

2、消息通信：模块定时向系统管理方发送消息，告知系统我还活着；或者系统管理方定时轮询各个模块，认为有反馈消息的模块活着，数次未反馈的模块出现了故障。为了不中断语音、视频等流媒体的通信，这种消息通信需要在毫秒级交互，至少需要50毫秒级别甚至更短时间间隔的消息通信。

目前的消息通信方法主要有：

基于IP(Internet Protocol，互联网协议)广播，简单起见，可认为是IP广播，报文携带必要的模块信息在系统内广播；基于UDP(UserDatagram Protocol，用户数据协议)单播，创建专用的UDP端口，使用UDP报文携带模块信息通信。

IP广播属于网络安全模型中的第3层通信，即网络层通信；UDP单播属于网络安全模型中的第4层通信，即传输层通信。以UDP单播为例，其通信信息首先在应用层封装为消息，然后交给传输层增加UDP协议头，然后交给网络层增加IP头，然后交给数据链路层增加帧头，最后通过物理层发送。接收方收到上述信息后，按照相反顺序逐层解封装，最后得到原始的通信信息。封装和解封装过程，会产生大量的计算；封装过程导致的数据长度增长，会占用较多的网络带宽。因此，采用传统的消息通信方法进行系统保活，会产生较多的系统开销

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种系统开销小的基于以太网组播的系统保活方法。从而避免通信过程中，信息多次封装导致的计算量增加和对网络带宽的过多占用。

(二)技术方案

本发明的基于以太网组播的系统保活方法，包括以下步骤：

S1：主控模块周期性地轮询子控模块，并根据子控模块的响应情况更新系统保活信息；

S2：备份子控模块替代所述故障子控模块；

S3：所述备份子控模块向所述主控模块报告状态，所述主控模块根据所述备份子控模块报告的状态更新系统保活信息。

优选地，所述主控模块和子控模块间通信帧符合以太网标准格式，所述通信帧包含帧头、帧类型、数据字段和校验信息。

优选地，所述帧头包含6字节的目的MAC地址，6字节的源MAC地址，4字节的PRI TAG字段和2字节的帧长度字段。

优选地，所述目的MAC地址为数据链路层地址0x01:80:c2:00:00:02～0x01:80:c2:00:00:2d中之一或者为0x01:80:c2:00:00:2f。

优选地，所述S2具体包括以下步骤：所述备份子控模块与所述故障子控模块在故障前周期性地执行握手通信，当握手通信中断时，所述备份子控模块认为所述故障子控模块出现故障，从而替代所述故障子控模块。

优选地，所述S2具体包括以下步骤：所述主控模块将故障信息发送给所述备份子控模块，所述备份子控模块替代所述故障子控模块。

优选地，所述S2具体包括以下步骤：所述主控模块周期性地将所述保活信息发送给所有备份子控模块，备份子控模块接收到自身对应子控模块的故障信息后，替代所述故障子控模块。

优选地，所述主控模块和子控模块均以主备竞争模式或者双活模式存在于所述系统中。

优选地，在所述S1之前还包括以下步骤：系统上电，激活所述主控模块和子控模块。

优选地，所述S1中，主控模块周期性地轮询子控模块具体包括：所述主控模块通过发送请求request组播通信帧周期性地轮询所述子控模块；

所述子控模块的响应情况包括：正常子控模块通过发送响应response单播通信帧响应所述轮询，故障子控模块不响应所述轮询。

(三)有益效果