本發(fā)明涉及衛(wèi)星星座通信，尤其涉及一種基于多級冗余的星載路由器異?；謴?fù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在衛(wèi)星星座通信領(lǐng)域，星內(nèi)各個業(yè)務(wù)載荷及星務(wù)綜合電子經(jīng)由星載路由器實現(xiàn)基于以太網(wǎng)協(xié)議的互聯(lián)互通。星內(nèi)各載荷、星間各衛(wèi)星以及衛(wèi)星和地面站之間的通信過程，都依賴于星載路由器的正確配置和正常運行。由于衛(wèi)星運行環(huán)境往往處于高溫/低溫、真空、單粒子等嚴(yán)苛條件，星載路由器可能會面臨flash故障、emmc故障、電源故障等多種可能的故障場景，導(dǎo)致以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與路由異常，無法滿足衛(wèi)星星座經(jīng)由星載路由器實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路正常通信的需求。目前現(xiàn)有技術(shù)針對上述通信異常場景，缺乏系統(tǒng)層面的高可用恢復(fù)機制，以保障星載路由器通信業(yè)務(wù)的可用性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種基于多級冗余的星載路由器異?；謴?fù)系統(tǒng)及方法，旨在為處于異常狀態(tài)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)提供高可用的通信業(yè)務(wù)恢復(fù)方案。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種基于多級冗余的星載路由器異?；謴?fù)系統(tǒng)，包括星務(wù)綜合電子和星載路由器；所述星載路由器內(nèi)部集成了主路由交換單元和備路由交換單元，主路由交換單元和備路由交換單元均包含一個cpld、兩個flash和一個emmc，其中兩個flash互為備份；emmc中安裝有onie和sonic兩個操作系統(tǒng)；每次啟動由cpld控制其中一個flash上電，flash中安裝的uboot經(jīng)由引導(dǎo)系統(tǒng)控制鏈路引導(dǎo)emmc中存儲的操作系統(tǒng)啟動；兩個交換單元經(jīng)由遙測遙控控制鏈路與星務(wù)綜合電子交互；星載路由器單設(shè)備選擇主flash-主sonic、備flash-主sonic、主flash-備sonic、備flash-備sonic四條路線中任一路線進入sonic系統(tǒng)，任一路線進入系統(tǒng)后選擇系統(tǒng)重啟、sonic系統(tǒng)配置重加載、基于sonic在線重裝sonic系統(tǒng)以及基于onie重裝sonic系統(tǒng)四種方式恢復(fù)系統(tǒng)可用性。

3、進一步地，sonic系統(tǒng)配置重加載過程中，在保證系統(tǒng)不重啟的前提下，僅重啟數(shù)據(jù)庫之外的業(yè)務(wù)容器，通過遙測狀態(tài)可監(jiān)控容器是否重啟完成，容器狀態(tài)恢復(fù)正常即可表明重加載命令執(zhí)行完畢。

4、進一步地，重裝sonic系統(tǒng)的方法包括基于sonic在線重裝sonic系統(tǒng)以及基于onie重裝sonic系統(tǒng)；若sonic系統(tǒng)下遙測遙控收發(fā)正常，兩種方法任選其一；否則只能采用基于onie系統(tǒng)重裝sonic系統(tǒng)的方法。

5、進一步地，基于sonic在線重裝sonic系統(tǒng)執(zhí)行前需要檢查容器狀態(tài)，若狀態(tài)正常再執(zhí)行重裝操作，否則需要切換到onie系統(tǒng)進行重裝；sonic系統(tǒng)在線安裝基于遙控指令進行，安裝完成后當(dāng)前sonic系統(tǒng)中包含兩個系統(tǒng)，重啟即可自動切換到新系統(tǒng)。根據(jù)遙測返回的系統(tǒng)狀態(tài)信息判斷系統(tǒng)業(yè)務(wù)是否恢復(fù)正常，若業(yè)務(wù)已恢復(fù)，則執(zhí)行遙控指令卸載舊版本系統(tǒng)；否則切換到onie系統(tǒng)重裝。

6、進一步地，若sonic系統(tǒng)處于異常狀態(tài)無法在線重裝，則基于遙測遙控指令切換到onie系統(tǒng)再重裝sonic系統(tǒng)；首先判斷onie系統(tǒng)遙測狀態(tài)是否正常，若正常，則執(zhí)行遙控指令安裝系統(tǒng)，嘗試從掛載盤加載備份安裝包，若安裝包不存在或校驗碼異常，嘗試通過遙控指令從星務(wù)綜合電子獲取可用的安裝包再次執(zhí)行安裝指令，直到正常安裝完成；安裝指令執(zhí)行成功后系統(tǒng)會切換到sonic系統(tǒng)，根據(jù)遙測返回的系統(tǒng)狀態(tài)信息判斷系統(tǒng)業(yè)務(wù)是否恢復(fù)正常。

7、進一步地，若主flash異常，備flash正常，則切換到備flash，通過遙控指令刪除emmc中保存的最新的配置信息及主備flash同步標(biāo)識，并將備flash的配置信息更新到emmc中，并在emmc創(chuàng)建備flash的同步標(biāo)識；切換回主flash后，由引導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)emmc中保存的flash同步標(biāo)識同步默認(rèn)flash的配置信息，并在emmc創(chuàng)建主flash的同步標(biāo)識；若備flash異常，主flash正常，恢復(fù)方法同理；若主備flash均異常，則當(dāng)前sonic系統(tǒng)無法恢復(fù)，切換到備sonic系統(tǒng)恢復(fù)通信鏈路業(yè)務(wù)；所述備sonic系統(tǒng)為備路由交換單元中的sonic系統(tǒng)。

8、進一步地，?若onie系統(tǒng)出現(xiàn)異常，切換到sonic系統(tǒng)檢查遙測遙控功能是否可用，若sonic系統(tǒng)遙測遙控正常，則基于sonic系統(tǒng)重裝進而恢復(fù)系統(tǒng)可用性；首先嘗試通過遙控指令嘗試從掛載盤加載onie系統(tǒng)鏡像安裝包，若掛載盤不存在目標(biāo)鏡像或校驗碼異常，則從星務(wù)綜合電子獲取正確的安裝包，解壓并執(zhí)行安裝腳本將最新的鏡像鏈接到系統(tǒng)，根據(jù)遙測返回的系統(tǒng)狀態(tài)信息判斷系統(tǒng)重裝是否成功。

9、本發(fā)明還提供了一種基于多級冗余的星載路由器異常恢復(fù)方法，基于上述的一種基于多級冗余的星載路由器異常恢復(fù)系統(tǒng)實現(xiàn)；針對衛(wèi)星星座通信過程中星內(nèi)、星間或星地數(shù)據(jù)鏈路業(yè)務(wù)異常場景，結(jié)合星務(wù)綜合電子、星載路由器系統(tǒng)cpld、星載路由器sonic系統(tǒng)與星載路由器onie系統(tǒng)間的控制鏈路通信狀態(tài)，執(zhí)行對應(yīng)的恢復(fù)方案，保障數(shù)據(jù)鏈路業(yè)務(wù)可用性；所述恢復(fù)方案包含以下步驟：

10、a）檢查sonic系統(tǒng)狀態(tài)，如果sonic系統(tǒng)遙測狀態(tài)與遙控指令收發(fā)異常，進入步驟b，否則基于sonic系統(tǒng)遙測狀態(tài)與遙控指令檢查sonic系統(tǒng)狀態(tài)，若存在異常進入步驟b，否則結(jié)束本步驟；

11、b）嘗試重啟sonic系統(tǒng)，重啟后檢查sonic系統(tǒng)狀態(tài)是否恢復(fù)，若已恢復(fù)則結(jié)束本步驟，否則進入步驟c；

12、c）若sonic系統(tǒng)能夠正常收發(fā)遙測遙控狀態(tài)信息則進入步驟d，否則檢查onie系統(tǒng)狀態(tài)，若onie系統(tǒng)能夠正常收發(fā)遙測遙控狀態(tài)信息且mac配置狀態(tài)均正常則進入步驟e,否則進入步驟f；

13、d）嘗試重新加載sonic系統(tǒng)配置，若執(zhí)行后系統(tǒng)恢復(fù)則結(jié)束本步驟，否則檢查sonic系統(tǒng)mac是否異常，若存在異常則進入步驟f,否則進入步驟g；

14、e）嘗試在onie系統(tǒng)下基于遙測遙控指令重裝sonic恢復(fù)系統(tǒng)可用性，若恢復(fù)失敗則進入步驟h，否則結(jié)束本步驟；

15、f）嘗試切換備flash進入sonic系統(tǒng)，通過同步備份引導(dǎo)系統(tǒng)的配置恢復(fù)系統(tǒng)可用性，若恢復(fù)失敗則進入步驟h,否則結(jié)束本步驟；

16、g）嘗試在sonic系統(tǒng)下重裝sonic恢復(fù)系統(tǒng)可用性，若恢復(fù)失敗則進入步驟h，否則結(jié)束本步驟；

17、h）嘗試通過遙控指令切換到備路由交換單元恢復(fù)業(yè)務(wù)可用性。

18、進一步地，若sonic系統(tǒng)狀態(tài)正常，則排查通信鏈路上其他載荷狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)配置；

19、通信鏈路上其他載荷狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)配置狀態(tài)結(jié)合星載路由器遙測返回的對應(yīng)端口狀態(tài)和端口計數(shù)進行分析；若計數(shù)正常增長，表示報文發(fā)出，若星地鏈路不通，則由星地通信載荷和地面站排查故障；若星間鏈路不通，則由星間通信載荷定位問題。

20、進一步地，基于備份引導(dǎo)系統(tǒng)的配置恢復(fù)系統(tǒng)可用性的方法基于雙flash冗余架構(gòu)設(shè)計，通過遙測指令控制sonic系統(tǒng)將備flash存儲的配置信息更新到emmc中完成同步，星載路由器再次進入默認(rèn)flash時首先加載同步后最新的配置信息，進而實現(xiàn)引導(dǎo)系統(tǒng)可用性的恢復(fù)。

21、本發(fā)明的有益效果是，基于多級冗余設(shè)計提出了一個系統(tǒng)級星載路由器異?；謴?fù)方法，針對衛(wèi)星星座通信過程中由于星載路由器異常導(dǎo)致的星內(nèi)、星間或星地數(shù)據(jù)鏈路通信業(yè)務(wù)異常場景，結(jié)合星務(wù)綜合電子、星載路由器系統(tǒng)cpld、星載路由器sonic系統(tǒng)與星載路由器onie系統(tǒng)間的控制鏈路通信狀態(tài)，基于高可用的在軌恢復(fù)手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路通信業(yè)務(wù)可用性的在軌恢復(fù)。與傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信方案相比，本發(fā)明所述的星座路由器基于多級冗余設(shè)計，單設(shè)備可選擇主flash-主sonic、備flash-主sonic、主flash-備sonic、備flash-備sonic四條路線進入sonic系統(tǒng)，任一路線進入系統(tǒng)后可選擇系統(tǒng)重啟、軟件配置重加載、在線重裝sonic系統(tǒng)以及基于onie重裝sonic系統(tǒng)四種方式恢復(fù)系統(tǒng)可用性，可組合產(chǎn)生16條系統(tǒng)恢復(fù)路線，保障星座數(shù)據(jù)鏈路通信業(yè)務(wù)的高可用性。