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基于以太网汇聚型交换机的高可靠性主备倒换研究

作　者: 李洁
导　师: 黄婷熙
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 以太网汇聚型交换机主备倒换高可靠性协议数据同步
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着互联网应用和新服务的不断出现,以及三网融合的发展,电信市场的建设进入到发展高效、经济、支持大量用户接入和支持多业务的城域网时期。城域网实现了与地区及国家的主干网络的互联,因此保证数据的可靠性是至关重要的。为了满足大规模互联网的接入和提供多种互联网服务的需求,机架式高端交换设备应运而生。如何提升机架式高端交换设备的可靠性成为一个重要课题。主备倒换技术是提高机架式高端交换设备可靠性的主要方式之一。通过对以太网汇聚型交换机体系结构的分析,和对现有主备倒换技术的研究,本文改进主备倒换流程和数据通道,期望达到简化倒换流程,减少倒换耗时,和提高保护倒换可靠性的目的。本文以以太网汇聚型交换机为研究目标,在其之上对其主备倒换方法进行改进。研究目标采用自定义的高可靠性协议——HA,完成对交换机主控交换卡保护倒换的整个控制过程。在基于HA协议的主备倒换系统里,主备卡数据同步与主备倒换控制操作分别采用独立的传输通道。HA协议提供两种通道：高可靠性数据通道用于数据同步；控制通道用于对主备倒换动作的控制。独立的控制通道保障了倒换信息的准确即时的传递,且将类似TCP/IP通信协议的可靠数据传输方法运用到二层链路层网络,可兼容一些没有IP协议栈特殊通信卡的需求。通过对以太网汇聚型交换机的主备倒换模块进行测试,表明了HA协议模块的可用性,并且证实这种方法适用于对数据的准确性和倒换时间要求较高的机架式高端交换设备上。这种方法有效的避免了倒换过程中大量数据的批量同步,减少了倒换时间,确保了整个系统在倒换前后维护的数据和状态的一致性,高度简化倒换这个复杂的过程,同时提高其可靠性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-11
  1.1 论文研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-10
  1.3 论文研究主要内容与章节安排  10-11
第2章主备倒换  11-15
  2.1 主备倒换原理  11-12
  2.2 主备倒换触发条件及流程  12-13
  2.3 主备倒换的高可靠性  13-15
第3章高可靠性主备倒换设计  15-29
  3.1 主备主控卡硬件体系  15-16
  3.2 高可靠性软件设计  16-17
  3.3 数据同步  17-19
    3.3.1 数据实时同步  17-18
    3.3.2 数据批量同步  18-19
  3.4 高可靠性协议概要设计  19-29
    3.4.1 数据报文通道  21-23
    3.4.2 控制报文通道  23-26
    3.4.3 主备竞争  26-29
第4章高可靠性软件详细设计  29-46
  4.1 设计环境  29
  4.2 HA状态机  29-37
  4.3 模块与接口设计  37-40
  4.4 HA功能实现  40-43
    4.4.1 初始化流程  40-41
    4.4.2 配置同步  41-42
    4.4.3 动态表项同步  42-43
  4.5 HA重要事件枚举  43-46
第5章测试结果和优化分析  46-57
  5.1 工程运用背景说明  46
  5.2 实验  46-55
    5.2.1 测试平台及工具  46-47
    5.2.2 性能测试  47-55
    5.2.3 测试结果  55
  5.3 工程问题及优化分析  55-57
第6章总结与展望  57-59
  6.1 论文研究成果  57
  6.2 展望  57-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  62-63
附录2 主要英文缩写语对照表  63

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