交换机的硬件结构及原理.docx
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交换机的硬件结构及原理
第四章交换机的硬件结构及原理
目的:
了解交换机的硬件结构及原理
理解相关概念
了解APT和APZ的子系统
AXE10:
是一种全数字集中的控制的程控交换机,可在移动网,公网上使用。
AXE10由APZ和APT两大部分组成。
其系统结构如下:
系统层1
系统层2
子系统层
。
。
。
功能块层
。
。
。
功能单元层(软件或硬件)
1、APZ:
为交换机的控制部分,主要子系统:
CPS:
中央处理机子系统
MAS:
维护子系统
RPS:
区域处理机子系统
IOS:
I/O输入输出子系统
在AXE10系统中,根据不同的应用要求,APZ有两大类:
APZ211和APZ212。
主要在硬件和处理能力上有所不同。
1.1CPS:
CENTRALPROCESSORSUBSYSTEM中央处理机子系统。
1.1.1含有双备份的处理机CPA和CPB。
还为系统中所有的功能块提供程序和数据的存储器。
CPS由硬件和软件组成,并与MAS、RPS和SPS配合工作。
CP的类型:
CP20、CP25、CP30,CPS的主要功能如下:
(1)、程序执行及数据处理:
它在被执行的任务之间分配处理机的资源,而这些任务通过缓存器、工作表、时间队列、日历功能等来分级。
(2)、功能变换:
它用于变换、增删系统中的软件单元。
(3)、系统后备:
它用于将CP存储器的内宾拷贝出来,或将拷贝出来的软件再装到系统中去。
(4)、监视功能:
用于监视CP存储器的使用情况。
在CP内有三种存储器:
程序存储器(PS),数据存储器(DS)和参考存储器(RS)。
这些存储器使用的限度和范围可设,一旦超出将产生告警。
(5)、程序修改功能:
用于处理需纠正的软件错误。
CP内含有打补丁的功能。
(6)、程序测试的功能:
用于测试和踊跃软件信号和变量。
它可以用于正在安装调测的交换机,又可以用于正处于运行中的交换机。
(7)、处理机负载测试:
用于在话务高峰期检测处理机处理能力过载的情况。
(8)、维护统计:
用于收集CP的状态信息以及APZ发生的非正常事件。
(9)、SIZE自动监视。
(10)、FUNCTIONCHANGE:
替换、增加和删除功能块。
1.1.2中央处理机两侧的状态
CP采用的是双备份的并行同步的工作方式,正常情况下,CPA是执行边,呈现EX状态;CPB是备用工作侧,呈现SB/WO状态。
执行边控制RP,备用侧CP执行与执行侧CP相同的工作,但不向RP发指令信号,它产生的结果信号仅用于与执行侧CP送来的结果地进行比较,这样,一旦系统出错,比较的结果就会不同,故障马上被发现。
只要两边CP的结果信号不同,系统将会进行诊断测试,两个CP的状态将发生变化。
例如若是侧的CP发生故障,则B侧会变成执行侧,呈现EX/WO状态,而A侧则退出服务,因此对话务不产生影响。
以上功能是由自动维护单元(AMU:
APZ211)控制的(在APZ212中是由维护单元(MAU)控制的)。
两个CP的不同状态可归功纳如下表所示:
CP两侧状态
CPA
CPB
备注
执行(EX)
备用工作(SB/WO)
正常状态
执行(EX)
备用暂停(SB/HA)
不正常状态
执行(EX)
备用分离(SB/SE)
不正常状态
执行(EX)
备用刷新(SB/UP)
不正常状态
备用工作(SB/WO)
执行(EX)
正常状态
备用暂停(SB/HA)
执行(EX)
不正常状态
备用分离(SB/SE)
执行(EX)
不正常状态
备用刷新(SB/UP)
执行(EX)
不正常状态
1.1.3、CPS的硬件介绍:
硬件逻辑图:
CP30硬件图:
SPU——SIGNALPROCESSORUNIT
IPU——INSTRUCTIONPROCESSORUNIT
STUD——STOREUNITDATA
RPH——RPHANDLER
UMB-S:
UPDATINGANDMATCHBUSFORSPU
UMB-I:
UPDATINGANDMATCHBUSFORIPU
SPU的功能:
(1)把任务排序,送给IPU
(2)处理简单的任务
(3)命令执行(INSTRUTIONEXECUTION)
IPU的功能:
(1)中央处理器
(2)工作管理(JOBADMINISTRATION)
CPMEMORY,DS、PS、RS构成CP内存。
(1)、DS:
(DATASTORE)存储局数据,用户资料
(2)、PS:
(PROGRAMESTORE)存储程序。
(3)、RS:
(REFERENCESTORE)存储程序运行所需要的参考数据
系统备份:
把PS、DS、RS数据存入IOG的硬盘(系统DUMP、人工DUMP)
1.系统的后备文件:
RELFSWn存在RELVOLUSW里。
SYBFP:
FILE;
FILE; ORDERED WOCZBBSC290R/FC/0/0/00/00AT-5TIME0012121549PAGE1 SYSTEMBACKUPFILES FILEIOEXCHANGE RELFSW0-- FAULTCODE5 FILEIOEXCHANGE RELFSW1-BCN90R/FC/0/0/00/00 SUBFILETYPEOUTPUTTIMECURRENTCOMMANDLOG R1DSSMALL0011141148YES- R2DSSMALL-NO- R3DSLARGE0011141148YES- R4DSLARGE-NO- R5PS,RS0011141148YES- FILEIOEXCHANGE RELFSW2-BCN90R/FC/0/0/00/00 SUBFILETYPEOUTPUTTIMECURRENTCOMMANDLOG R1DSSMALL0011141148YES- R2DSSMALL-NO- R3DSLARGE0011141148YES- R4DSLARGE-NO- R5PS,RS0011141148YES- END 在通常情况下,RELFSW0为最新文件,RELFSWn(MAX)为最大文件。 人工DUMP: 人工DUMP不能DUMP到RELFSW0文件里。 人工DUMP是最彻底的DUMP,DUMP到R0、R1、R2、R3、R4、R5。 REFERENCEDUMP是最基本的DUMP,用于开局时用。 R0是存储控制数据。 R1、R2是存储CHARGING数据。 (DS) R3、R4是存储EXCHANGEDATA,SUBDATA。 (DS) R5是存储程序。 (RS、PS) SYTUC;人工旋转RELFSWn,条件是在所有RELFSWN都必须有内容,如果有的文件为空,用INFIC改名。 人工DUMP: 人工DUMP不能DUMP到RELFSW0文件里。 SYBUP: FILE; 自动找到最大的文件里。 R0、R1/R2、R3/R4、R5都DUMP到HD。 自动DUMP: 自动DUMP到RELFSW0文件,用不着反转。 SYBUI: DISC;激活自动DUMP。 SYBUE;去活自动DUMP。 设置自动DUMP时间: SYBTS: TIME=,TDMI=; SYBTP;打印。 TIME: 做LARGEDUMP时刻。 TDMI: 两次SMALLDUMP的间隔时间。 如何保存某一刻的DUMP文件? 将系统文件从IOG的HD往OD或OD往IOG里HD传送文件称CONVERSION。 将系统文件从OD往IOG的HD传送文件称IN。 将系统文件从IOG的HD往OD传送文件称OUT。 INMCT: SPG=0; INVOL: IO=OD-1,NODE=A; END; SYMTP: DIR=OUT/IN,SPG=spg,NODE=node[,IO1=io1],IO2=io2,FILE1=[file1][,FILE2=file2]; FILE1: 系统备份文件。 FILE2: OD的文件名。 INMCT: SPG=0; INVOE: IO=OD-1,NODE=A; END; 1.2RPSREGIONALPROCESSORSUBSYSTEM区域处理机子系统 RPS用于存储和执行与其相关的区域软件,RP所控制的硬件被分成扩充模块(EM),从RP的角出发,其控制的所有硬件都是一个个不同号码的扩充模块是RP最基本单元,它是由一定数量的硬件设备组成。 通常,两个RP组成一对RP,其同控制一组(最多可达16个)EM,其中每个RP控制组中一半的EM,只有当其中的一个RP对EM的控制发生故障时,另一个RP才接替控制所有的EM,是通过EM总线(EMB)被RP控制的。 RP通过双备份的区域处理机总线(RPB)连接到CP,每一条RPB可连接32对RP(64个RP)。 一对中央处理机(APZ212)可控制32条RPB。 RP类型: (1)、普通RP (2)、PRD: 它的容量和能力都比普通RP大,用于处理大量的复杂程序 (3)、STC: 局间信令终端。 (4)、RPA: 区域处理机适配器,它是向SP与CP之间提供通信的接口。 RPA的状态: EXSLP: SPG=0; (5)、EMRP: 这是专门用于用户级的RP。 RPBUS有串行RPBUS和并行RBBUS。 BYB202所带RPBUS是并行RPBUS,BYB501所带的RPBUS可以是并行RBBUS,也可以是串行的RBBUS。 1.3MAS: 维护子系统MAINTENANCESUBSYSTEM 硬件: APZ211: AMU;APZ212: MAU 主要功能: 1)比较CP两边处理的结果。 2)若比较结果不一致,MAU将决定哪边的CP有问题,并作相应处理。 3)INITIALLOADING,CPT(CENTRALPROCESSOR)TEST。 1.4、IOS: I/O输入输出子系统INPUT/OUTPUTSUBSYSTEM 输入输出子系统处理出入AXE10系统数据通信的支援系统,也是系统与维护人员之间的人机接口。 主要功能: 1)、数据通信。 例如: 向计费中心传送计费数据。 2)、CP的再装入。 3)、统计处理。 4)、人机通信接口,包括配合维护支援中心对交换机的操作。 IOG(INPUT/OUTPUTGROUP)类型: IOG11A,IOG11B,IOG11C,IOG20B,IOG20-P,IOG20C,IOG20M等。 目前主要是IOG20系统。 Thedescriptionwillincludesuchgeneraltopicsas: •thesubsystemsincludedinSP-basedIOSystems •thehardwareconfiguration •supportedexternalmedias •terminaldefinition •thefilesystem •datalinks •commandhandlingandgeneraloperationproceduresforSP-basedIOsystems •MCSTransactionLog •Infinitefiles •FileProcessUtility Aswellasmoreadvancedtopicssuchas: •externaldatalinkprotocols •inter-nodecommunicationinSPG •CP-SPcommunication •functionchangeinSP •SPbackup •SPco-processordump •hardwaremaintenancefunctions •SPTraceSystemLog •SPsystemparameters •SPRestartLog •SPSEventLog •DirectFileOutput •StartupofIOG20 1.4.1基本概念: SP: SupportProcessorIOG里的处理器。 硬件: CPU60。 ICB: INTERCOMPUTERBUS用于两SP之间的通信,是ETHERNETBUS. NODE: SP,FILEMEDIAS,CPINTERFACE共同构成。 正常状态下有EX和SB两种状态。 可设置成节点A和节点B.具体由IOG上的旋扭设置. LINK: CP和SP之间的逻辑连接,经过RPV(RPV2)和RPBUS。 在节点A设置成LINK=0,在节点B设置成LINK=1;在分离LINK时,有两种方法: (1)手动按扭分离,连接两下,主要用于开局时.这种方法可以分离LINK0,也可以分离LINK1 (2)指令分离,FCSLI: SPG=0;这种方法只能分离LINK1.主要用于平常维护. SPG: SUPPORTPROCESSORGROUP。 两个SP节点加上其它的IO设备。 一个SPG只能有两个NODES,一个IOG系统可以有四个SPG,具体由IOG上的旋扭设置.可以有四个SPG连到CP。 一个SPG有两条LINK(LINK0和LINK1)。 具体四个SPG的LINK配置如下: SPG0: LINK0(RP-1)ANDLINK1(RP-4) SPG1: LINK0(RP-5)ANDLINK1(RP-6) SPG2: LINK0(RP-7)ANDLINK1(RP-8) SPG3: LINK0(RP-9)ANDLINK1(RP-10) 通常情情况下,在CPRELOAD时,通过RP=1LOAD系统备份文件.RP=2指定用于CPFUNCTIONCHANGE.RP=3指定用于IOG3功能.RP=4用于B节点与CP之间的通信. SCSI-2-SmallComputerSystemsInterface. VME-VERSAModuleEurocards. VSA-VMEtoSCSI-2adapter. DL----DATALINK IODEVICE: AT\AMTP\ALI\HD\OD\FD\DL RPBUS ICB SPG 有关指令: P: PRINT;打印 I: INITIAL;激活、定义,开始 E: END;去活,结束 C: CHANGE;修改 T: TRANSFER;传送 R: REMOVE;删除 SPS既可以放在CP,也可以放在SP内存里。 IOIOP: IO1=ALL;打印CP中的MCS设备。 1.4.2.IOG的四个子系统: 1)、SPS支持处理子系统 2)、DCS数据通信子系统 3)、FMS文件管理子系统 4)、MCS人机通信子系统 1.4.2.1SPS: SUPPORTPROCESSORSUBSYSTEM 主要包括以下几个方面: ·SP和它们的操作系统(包括SPFUNCTIONCHANGE)。 ·RPA ·CP和SP之间通信的硬件和软件。 软件存在CP和SP内。 ·SPG的操作维护软件。 ·节点之间通信的硬件和软件。 ·系统备份。 1)、SPS的硬件包括: CPU60和RPV(RPV2)。 ·CPU60: 是SP的处理器和数据存储器(DRAM)。 ·RPV(RPV2): 软件存在硬盘,在硬盘开电时读入。 RPV: RPBUSADAPTERVME是RPBUS和SP之间的接口.类似于局域处理器,有它自己的RP地址,同时是RPBUS接口与VMEBUS接口之间相互转换.软件存在硬盘,在硬盘开电时读入。 RPV是并行RPBUS与VMEBUS之间的接口,RPV2是串行RPBUS与VMEBUS之间的接口.其中软件存在PROG_A和PROG_B中。 RPV是由PROVME和DRPBU组成。 2)、CP和SP之间的通信: 是由SPS子系统完成,由CP里的功能块和SP里的独立模块及RPV/RPV2处理。 SP到CP或CP到SP的寻址方式有两种: 经过JTP(JOPTRANSFERRPOTOCOL,LAYER4~5)或直接经过TSAP(TRANSPORTSERVICEACESSPOINT)。 (OSImodel) OSIMODEL: 是一种逻辑结构,把里面的软件分成七层结构或协议,协议的结果是保证在同层通信和对话。 其中LAYER1是物理层,是硬件之间的接口,可以有软件支持,也可以无软件支持。 LAYER2~7是由软件提供支持。 LAYER1~4是网络层,目的是在用户之间建立通路。 LAYER5~7 是应用层,目的是在用户之间建立通信和维护。 入口指令在CP的命令接收功能块处理之后,功能块把SUBCOMMAND送向SP相关的功能块去处理。 有些指令只在CP中处理,处理之后送给SP相关的功能块。 TSAP: TRANSPORTTRANSFERACESSPOINT,有些SP功能是通过TSAP实现。 TSAP存储在CP的功能块中,作为LOCALSTRINGSYMBOL。 指令: EXTDP; EXDTI/EXTDE INTERFACECP-SP: PARALLELRPBUSVMEBUS /SERIALRPBUS RPA和SP都为双备份工作,正常情况下既可以为ANODE主用节点,也可是BNODE为 用节点,且两LINK都为WO。 查看其状态: IMMCT: SPG=0; : IMCSP; : END; 定义SP和CP之间的LINK(LAYER2); EXSLI: SPG=0,NODE=A,ADDR=1,RPTYPE=RPV/RPV2; EXSLE: SPG=0,LINK=0; 举例: 如果要删除一个文件TTFILE00。 但是出现告警: 文件在使用中;可以有以下步骤处理: 可以通过TSAP一删除。 BLSLI: SPG=0,LINK=1; EXSLE: SPG=0,LINK=1; EXTDE: TSAP=FMG00VFP; INFIR: FILE=TTFILE00; EXTDI: … EXSLI: … BLSLE: … JTP: JOPTRANSFERPROTOCOL EXJAP/EXJAI/EXJAE TheSPallocatedapplicationshaveastatusforeachnode: •Active,ACT: EXJAI已经在CP中定义,系统已经启用该项功能。 •Defined,DEF: EXJAI已经在CP中定义,但没有在节点报告给AXIOJTP •Blocked,BL: EXJAI没在CP中定义,但已经在SP中报告,不能在所有的SP中启用。 • ·SPTRACESYSTEM追踪错误、记录IOG有关事件(EVENTLOG)。 EVENTLOGITEMS(SPSEVEMTLOG): (1)、信号的接收与发送 (2)、事件的产生与结束 (3)、写入变量 (4)、内存的分配与管理 RUNNINGLOG/CURRENTLOG/TRACEPOINTS SPSTRACELOGFILE(.STL)存在PROG_A和PROG_B. 查OPI“SPTRACESYSTEM” 指令: IMLIT: SPG=0; IMTSI;激活SPSTRACESYSTEM IMTSI: MODE=SIG,NODE=ALL;激活所有节点的信号数据。 IMTSE;去活SPSTRACESYSTEM。 IMTSE: NODE=B;去活BNODE的TRACING。 IMTSP;打印SPTRACESYSTEM的状态。 IMTLP;打印在SPG存在的一系列的LOGFILE。 IMTLP: NODE=A;打印在SPG中ANODE存在的一系列的LOGFILE。 IMTTI: 设置TRACEPOINT。 IMTTR: 删除TRACEPOINT。 IMTLT: LOGFILE从硬盘拷到OD、FD。 IMTLR: 从硬盘删除LOGFILE。 ·SPTRACESYSTEM的监视 万一LOGFILE存储不够空间时,或PROG_A和PROG_B被SPTRACESYSTEM占满或超出VOLUMELIMIT时,SPTRACESYSTEM自动去活,告警“SPTRACESYSTEMINACTIVE”,可以在OPI查找。 IMTLP; IMTLR: ·SPHARDWARETABLE存在PROG_A和PROG_B中,SPHARDWAREDEFAULTTABLE存在 OMFZLIBORD中。 IMLCT: SPG=0; IMHWI: 定义 IMHWR: 删除 IMHWL: LOAD软件 IMHWC: 修改 IMHWP: 打印 SPSYSTEMPARAMETERS(可以用FUNCTIONCHANGE修改,存在CONFILEn) 打印所有SPG的值: LASSP: IMALP: 打印SPSEVENTLOG 1.4.2.2DCS: DATACOMMUNICATIONSUBSYSTEM DCS其软件存在SP内,主要是数据通信功能,即TERMINALCOMMUNICATION、DATALINKCOMMUNICATION、CPTLINKCOMMUNICATION。 硬件包括LUM(LINEUNITMODULE),由一块MOTHERBOARD和四块DAUGHTERBOARD构成。 其中LUM软件存在PROG_A和PROG_B中。 CPT: CENTRALPROCESSORTEST DATALINK: 用于两台终端之间的连接与通信。 PHYSICALINTERFACE: 相互通信的硬件或终端。 PROTOCOL: 在终端之间通信寻址、建立通话、交换数据和信息的规则。 传输: 同步和异步。 (AsynchronousorSynchronous),同步传输的特点是可以多字节打包传送。 异步传输是一字节一字节传送。 DTE: DataTerminalEquipment,通常是一台终端或一台计算机。 DCE: DataCircuitTerminatingEquipment,通常是一个网络或一个MODERM。 OSI模型: (1)LAYER1: NP=CM-LM-LU-NP ·CM: COMMUNICATIONMODULE: 是一个逻辑概念,在某种意义上,CM和NODE是同一概念。 SPG0NODEA=CM1 SPG1NODEA=CM17 SPG2NODEA=CM33 SPG3NODEA=CM49 ·LM: LINEMODULE NODEA: LM=1 NODEB: LM=2 ·LU: LINEUNIT,在硬件上是LUMBOARD。 一LU控制1-4个端口。 状态为: •WorkingExecutiveorStandby-WO/EX,WO/SB •ManuallyBlocked-MBL •HardwareBl
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