[发明专利]一种管理板、双管理板的模块化设备以及主控板选举方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种管理板、双管理板的模块化设备以及主控板选举方法。

背景技术

在数据通信领域，模块化设备的管理板一般需要支持冗余备份，所以一般中高端模块化设备使用双管理板设计以提高设备的可靠性。在模块化设备工作时，起到绝对主导作用的管理板可以称之为主控板（Master），而另一张处于备份状态的管理板可以称之为从属板（Slave）。

模块化设备的双管理板设计提高了设备的可靠性，但为了最大化地缩短主机启动时间，双管理板设计也引入了新问题：如何进行快速的主从选举（主控板选举），即如何快速确定哪一张管理板为Master，哪一张管理板为Slave。

通常主从选举需要两张管理板完全初始化起来，包括内核完全运行以及外围初始化基本结束，建立稳定的双管理板之间的内部通信连接关系并运行内部通信协议。而双管理板通信建立之后进行选举的过程还要相互确认和同步配置，然后才能确定主从（Master/Slave）关系，并由主控板启动模块化设备中接口板的初始化和配置，实现主机的启动。

目前流行的双管理板之间的连接关系可以如图1所示。图1中CM1，CM2分别表示一张管理板（同时也表示该管理板的槽位号码）。每个管理板包括串行解串接收发送（Serdes-in-out）双向接口，用于实现CM1和CM2之间的协议通信；在位检测（Present_in）接口（也可以称为Present-cm接口，或简称为Present接口），若该接口接收到对方管理板发送的有效Present_in信号，则确认对方管理板存在或在位；确认接收/发送（Master-in/out）接口，其中Master-out接口可以发送置为有效的Master-out信号，指示本管理板为Master，Master-in接口用于接收对方管理板发送的Master-out信号，确认对方管理板是否为Master；准备状态接收/发送（Ready-in/out）接口，Ready-out接口可以发送置为有效的Ready-out信号，指示本管理板已准备好，Ready-in接口用于接收对方管理板发送的Ready-out信号，确认对方管理板是否准备好。

在模块化设备上电或复位（启动）时，如果只有一个管理板在位，则比较简单，直接确认该管理板为Master。如果双管理板都在位（present_in信号均为有效），则进行主从选举时，针对每张管理板，其选举流程可以如图2所示。

首先需要获取用户对自身的预配置值（即用户对该模块化设备所处网络的预配置值，通常初次启动为空配置），并且需要初始化Serdes通道（即图1中的Serdes-in-out双向通路），用于实现双管理板之间的软件通信交互。之后获取用户对对方管理板的预配置值，如果获取成功，则可以根据双方的配置情况来决定出主控板（如果根据双方的配置情况无法决定，则可以通过槽位号来决定哪个管理板是主控板（如默认插入在CM1槽位的管理板是主控板）），如果获取失败，如超过设定的时长仍为获取对方管理板的预配置值，则可以确定自身为主控板。

现有的主从选举方案至少存在以下问题：

1）选举方式以管理板的配置为中心，而且必须要双管理板都要运行完文件系统的初始化以及初始化Serdes通道，然后从各自中央处理器（CPU）下挂的配置存储器中读取配置信息，并且通过Serdes通道进行双管理板之间的同步操作，同步操作必须传送完各自所有的配置信息，配置越多，则同步越慢。作为网络基础通信设施，这耗费了宝贵的启动时间（会引起用户断网或关键业务的中断），现有方案在经过反复优化后，在典型配置下（非复杂配置），启动时间只能优化到30多秒，而复杂配置的情况下，启动时间则需要40多秒。

2）由于全程涉及到需要通过Serdes接口进行协议通信以便交互配置信息，必须要有CPU的高度参与，增大软件的复杂性，同时降低了主从选举的可靠性，可能因为软件死机或程序异常而陷入死循环（尤其是在路由器产品，CPU在启动阶段利用率通常会比较高）。

3）由于选举过程涉及Serdes操作，因此对Serdes部分通路的依赖性很强，如果Serdes电路有某些问题，则主从选举无法进行，整个模块化设备将直接宕机（down），无法启动。且也没有机会修复Serdes的异常。

发明内容

本发明实施例提供一种管理板、双管理板的模块化设备以及主控板选举方法，用于实现主控板的快速选举，缩短双管理板的模块化设备的启动时间。