隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及應(yīng)用領(lǐng)域的急速擴(kuò)張，網(wǎng)絡(luò)日益成為社會(huì)生活中不可或缺的部分，企業(yè)與個(gè)人的通信與交流都離不開網(wǎng)絡(luò)的使用。隨著企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴性的增加，網(wǎng)絡(luò)必須安全可靠，一旦網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不可用，可能嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)力及盈利。

系統(tǒng)停機(jī)可劃分兩類：

• 未經(jīng)計(jì)劃的停機(jī)（故障） 它們是不可控的、隨機(jī)的，通常與軟硬組件缺陷相關(guān)。
• 有計(jì)劃的停機(jī)（維護(hù)） 如系統(tǒng)的修理、升級(jí)等，由于它們?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)是可調(diào)度的，因此對(duì)可用性的沖擊可以降低到更低限度。

由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要穿越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)段，要保證網(wǎng)絡(luò)的可用性，所有的網(wǎng)絡(luò)段都必須具有故障中恢復(fù)的能力，恢復(fù)要快至對(duì)于用戶和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都是透明的、不可覺察的。

從通信支持的角度，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的內(nèi)部功能可劃分為數(shù)據(jù)平面、控制平面與管理平面，它給網(wǎng)絡(luò)用戶提供的通信轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)是由數(shù)據(jù)面提供的，因此只要轉(zhuǎn)發(fā)面的功能正常，對(duì)于用戶而言網(wǎng)絡(luò)就是可用的。

對(duì)于單個(gè)設(shè)備而言，可以通過提升引擎可靠性來提高設(shè)備的可用性，但這種方法的潛力有限，很難達(dá)到高可用性的要求，要想提高可靠性只能采用冗余的方法，需要通過兩方面保證：

• 硬件構(gòu)成上允許冗余
• 軟件要提供相應(yīng)支持

軟件要提供相應(yīng)支持

能夠提供引擎冗余的設(shè)備一般都采用基于箱式結(jié)構(gòu)，功能方面的分布式構(gòu)成（即引擎和線卡的分離）是高可用性方案的硬件基礎(chǔ)。機(jī)器的組件構(gòu)成包括引擎、線卡和機(jī)箱，還有風(fēng)扇、電源等關(guān)鍵組件，這些組件都提供熱插拔的硬件支持。引擎提供管理面與控制面的功能，線卡提供數(shù)據(jù)面的功能，機(jī)箱負(fù)責(zé)將引擎、線卡連接起來，只要線卡工作正常，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)就可以進(jìn)行。

引擎是整個(gè)機(jī)器的管理與控制的匯聚點(diǎn)，一旦失效，會(huì)影響整個(gè)機(jī)器的可用性。由于采用分布式結(jié)構(gòu)，引擎的失效一般不會(huì)引起整個(gè)機(jī)器的立即不可用。引擎的高可靠性通過冗余來保證，在一塊引擎發(fā)生故障或進(jìn)行維護(hù)時(shí)，由另一塊接替它的工作（以下稱為主板、備用板）。

要想保證通信不中斷，要保證冗余切換時(shí)線卡的物理狀態(tài)與管理狀態(tài)都不發(fā)生變化。

因?yàn)榫€卡的重啟總是會(huì)引起通信的中斷，即使線卡不重新初始化，而帶有拓?fù)涔芾砉δ艿膮f(xié)議在開始運(yùn)行時(shí)，一般會(huì)將接口的管理狀態(tài)設(shè)置為禁用（如STP①），而路由協(xié)議的重收斂會(huì)帶來路由震蕩，通信不可避免的中斷。

如果采用熱備份的方法保證冗余板與主板的狀態(tài)時(shí)刻一致，它在接替主板工作時(shí)，就不需要去重啟線卡或者重新設(shè)置內(nèi)容，因而不會(huì)影響數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，這樣管理板的切換對(duì)于通信而言是透明的。

UISS②的主備引擎的熱備份過程主要分為批量狀態(tài)備份、實(shí)時(shí)狀態(tài)備份和數(shù)據(jù)不間斷轉(zhuǎn)發(fā)三個(gè)階段。通過對(duì)等同步技術(shù)來實(shí)現(xiàn)批量狀態(tài)備份、實(shí)時(shí)狀態(tài)備份，通過數(shù)據(jù)面與控制面分離和對(duì)等同步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不間斷轉(zhuǎn)發(fā)。

備用主引擎啟動(dòng)后，由于此時(shí)主引擎和備份引擎差異比較大，主引擎會(huì)將當(dāng)前所有模塊的備份數(shù)據(jù)同步到備用引擎，這個(gè)過程稱之為批量備份。

圖1 主備切換前的階段

批量備份過程結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)時(shí)備份過程，在此過程中，當(dāng)主用主控板備份數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，備份數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)同步到備用板。

主備切換后，備用引擎升為新的主引擎，會(huì)通知各個(gè)模塊向線卡進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和同步，這個(gè)過程稱之為數(shù)據(jù)不間斷轉(zhuǎn)發(fā)。在這個(gè)過程中，各模塊主動(dòng)與線卡進(jìn)行通信，在硬件狀態(tài)、鏈路層狀態(tài)、配置數(shù)據(jù)三個(gè)方面進(jìn)行確認(rèn)和同步，以保證整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)是一致的，從而確保主備切換之后，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。這個(gè)階段結(jié)束，新的引擎才稱之為完全意義上的主引擎。

圖2 主備切換后的階段

結(jié)束語(yǔ)：銳捷UISS熱備份技術(shù)可以保障主從管理板的切換在0—3秒間實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在切換過程中，各主機(jī)線卡可以繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)原有的數(shù)據(jù)流，不影響網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的正常透明運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)管理板的平滑切換，保障了銳捷網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性和網(wǎng)絡(luò)可用性。銳捷網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)RG-S12000系列全面支持UISS技術(shù)，保障用戶網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的高可靠性，提升業(yè)務(wù)的可用性。

① STP： Spanning Tree Protocol，生成樹協(xié)議

② UISS：UnInterrupted Supervisor Engine Switchover，無中斷引擎切換