本文關(guān)鍵詞：路由器主備倒換系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：在互聯(lián)網(wǎng)日新月異的發(fā)展下,使得許多行業(yè)把主要業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)上開展。數(shù)據(jù)通信行業(yè)作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最早的行業(yè)自然離不開互聯(lián)網(wǎng),媒體、廣告行業(yè)的核心業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)依賴程度極高,很多服務(wù)行業(yè)更是利用網(wǎng)絡(luò)的便利性發(fā)展網(wǎng)上業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)還使得零售業(yè)發(fā)生了前所未有的變革。互聯(lián)網(wǎng)的大潮下,各行各業(yè)都在積極將業(yè)務(wù)搬到網(wǎng)上,不然就面臨的就是倒閉。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬指數(shù)級的增長趨勢,網(wǎng)絡(luò)上廣泛部署了大量事關(guān)行業(yè)生死的業(yè)務(wù),一旦基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障,即使是很短時間的,造成的損失也是不容小覷的。本文所設(shè)計的系統(tǒng),正是用作在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)癱瘓時,可以快速的恢復(fù)正常工作、減少系統(tǒng)癱瘓持續(xù)的時間。論文研究了路由器的主備倒換系統(tǒng)發(fā)展狀況,根據(jù)不同的應(yīng)用場合主備倒換系統(tǒng)的實現(xiàn)有所不同,隨著周邊技術(shù)的發(fā)展,也為主備倒換系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了多種方案。無論是那種方案其根本思想就是提供冗余設(shè)計,本課題采用1+1冗余備份機制,結(jié)合HA高可用協(xié)議提高路由器的主備倒換系統(tǒng)的可靠性,從而減少故障持續(xù)時間。整體系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境使用C語言,開發(fā)工具使用source insight,編譯工具使用MIPS CPU架構(gòu)交叉編譯工具鏈,運行環(huán)境為64位路由器系統(tǒng)。本文主要的研究內(nèi)容分為三大模塊,板間通信模塊、數(shù)據(jù)同步模塊和主備倒換模塊。板間通信模塊主要實現(xiàn)了兩個通道,數(shù)據(jù)通道和控制通道,數(shù)據(jù)通道位于應(yīng)用層之下、鏈路層之上,為用戶提供可靠的消息傳輸機制,用戶可以使用單播、組播的方式與其他用戶通信;控制通道實現(xiàn)一個簡單的心跳檢測協(xié)議,隨時監(jiān)控各個單板的狀態(tài),用于快速檢測故障板卡并使其恢復(fù)工作。數(shù)據(jù)同步模塊主要實現(xiàn)主用板與備用板之間的數(shù)據(jù)同步,經(jīng)過熱備份主備倒換流程的四個階段的同步,備用板和主用板數(shù)據(jù)基本保持一致,當(dāng)主用板故障備用板隨時可以接替主用板繼續(xù)工作,并且業(yè)務(wù)不會中斷。主備倒換模塊,主要實現(xiàn)能夠快速有效的監(jiān)測到主備倒換中斷,完成主備板狀態(tài)切換。測試部分模擬了實際業(yè)務(wù)中路由器的工作環(huán)境作為測試環(huán)境,通過對系統(tǒng)進行功能和非功能測試。實驗結(jié)果表明本系統(tǒng)滿足預(yù)期的功能點要求和性能要求,在主備倒換過程中能夠保證不丟包,有效的處理網(wǎng)絡(luò)流量,減少故障持續(xù)時間。
【關(guān)鍵詞】：熱備份 主備倒換 主控板 板間通信 路由器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10
• 1.2 與本課題有關(guān)的國內(nèi)外研究狀況10-13
• 1.2.1 主備倒換系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀11
• 1.2.2 主備倒換系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本論文研究的主要內(nèi)容13
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 主備倒換系統(tǒng)需求分析15-25
• 2.1 主備倒換系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析15-17
• 2.2 系統(tǒng)需求分析17-21
• 2.2.1 功能需求17-19
• 2.2.2 系統(tǒng)用例圖19
• 2.2.3 非功能需求19-21
• 2.3 關(guān)鍵技術(shù)21-24
• 2.3.1 HA概述21
• 2.3.2 HA業(yè)務(wù)進程的組織結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.3HA業(yè)務(wù)的生命周期22-23
• 2.3.4HA的三種通道23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 主備倒換系統(tǒng)設(shè)計25-43
• 3.1 主備倒換系統(tǒng)的總體設(shè)計25-28
• 3.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計25-27
• 3.1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計27-28
• 3.2 板間通信模塊設(shè)計28-35
• 3.2.1 LIPC數(shù)據(jù)通道28-35
• 3.2.2 MBUS心跳檢測35
• 3.3 數(shù)據(jù)同步模塊設(shè)計35-38
• 3.3.1 平滑階段設(shè)計36-37
• 3.3.2 初始化階段設(shè)計37
• 3.3.3 批量備份階段設(shè)計37-38
• 3.3.4 實時備份階段設(shè)計38
• 3.4 主備倒換模塊設(shè)計38-42
• 3.4.1 主備倒換硬件設(shè)計38-40
• 3.4.2 雙主控主備狀態(tài)的確定流程40
• 3.4.3 主備倒換API設(shè)計40-41
• 3.4.4 主備倒換具體過程41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 主備倒換系統(tǒng)實現(xiàn)43-62
• 4.1 板間通信模塊實現(xiàn)43-49
• 4.1.1 數(shù)據(jù)通道LIPC的實現(xiàn)43-48
• 4.1.2 控制通道MBUS的實現(xiàn)48-49
• 4.2 數(shù)據(jù)同步模塊實現(xiàn)49-57
• 4.2.1 平滑階段實現(xiàn)49-50
• 4.2.2 批備階段實現(xiàn)50-55
• 4.2.3 實備階段實現(xiàn)55-57
• 4.3 主備倒換模塊實現(xiàn)57-61
• 4.3.1 主控板主備倒換流程57-61
• 4.3.2 轉(zhuǎn)發(fā)板主備倒換流程61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 主備倒換系統(tǒng)測試62-71
• 5.1 測試方案62-63
• 5.1.1 測試目標62
• 5.1.2 測試范圍62
• 5.1.3 測試環(huán)境62-63
• 5.2 功能性測試63-67
• 5.2.1 數(shù)據(jù)同步模塊測試63-66
• 5.2.2 主備倒換模塊測試66-67
• 5.3 非功能性測試67-70
• 5.3.1 易用性測試67
• 5.3.2 可靠性測試67-69
• 5.3.3 性能測試69-70
• 5.4 測試結(jié)論70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 個人簡歷77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李潔;黃婷熙;潘濤濤;;高可靠性通信設(shè)備主備倒換軟件實現(xiàn)方法[J];電視技術(shù);2013年11期

2 張玉峰;孫知信;;基于熱備份的主備倒換在高端路由器中的應(yīng)用[J];計算機技術(shù)與發(fā)展;2010年03期

3 李一兵;王爽;葉方;;軟件實現(xiàn)主備倒換的設(shè)計[J];微計算機信息;2011年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王海龍;基于實時以太網(wǎng)的心跳協(xié)議[D];大連理工大學(xué);2009年

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本文編號：947364