基于分布式交换机的不中断软重启升级方案的研究与实现

摘要

随着网络通信领域的快速发展，各种增值业务呈现多样化和复杂化趋势，增加了对软件系统的需求。为了适应新环境和新功能，软件版本的更新换代变得不可避免。而软件升级通常会对业务造成影响，这就对网络设备的可靠性提出了更高的要求。为了在软件升级期间仍能不间断地提供网络服务，ISSU(In-ServiceSoftware Update，不中断软件升级)技术已经成为网络高可靠性的一项研究热点。
　　 论文针对分布式高端交换机提出了一种ISSU方案，该方案在线卡板上提供对软重启的支持，实现业务不中断的软件升级功能。软重启升级的实质是将系统运行瞬间的数据和状态保存在系统中，以新软件重启CPU并从上次保存的数据和状态继续运行，CPU重启期间硬件继续提供转发能力。
　　 论文首先介绍了不中断软件升级的相关研究背景及国内外研究现状，得出研究目的和研究重点，随后阐明了不中断升级的支撑技术，并通过与现有不中断升级方式的比较，提出了软重启升级方案。根据ISSU软重启模块的运行环境，对软重启升级的工作原理和关键技术进行了深入分析。以ComwareV7分布式高端交换机平台为基础，重点是实现设备软重启前和软重启后两大模块的功能。最后在支持ISSU技术的设备上合入本论文实现的软重启升级技术，验证设备升级时业务不中断运行的功能，并且测试结果与预期结果相符合。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究目的

1．4 本文组织结构

第二章 不中断软件升级相关技术

2．1 分布式交换机架构

2．2 双主控冗余模式

2．2．1 数据热备份

2．2．2 双主控工作状态机

2．3 主备倒换技术

2．3．1 配置层主备倒换性能

2．3．2 协议层主备倒换性能

2．3．3 主备倒换时业务不中断

2．4 不中断软件升级概念

2．4．1 软件包技术

2．4．2 不中断软件升级策略

2．4．3 软件升级命令行接口

2．4．4 不中断软件升级状态机

2．5 本章小结

第三章 软重启升级方案总体设计

3．1 软件开发平台

3．2 软重启升级的设计方案

3．2．1 软重启需求分析

3．2．2 软重启设计方案

3．2．3 软重启升级过程

3．2．4 产品ISSU模块在软重启中的工作

3．2．5 软重启模块划分

3．3 软重启升级的关键技术

3．3．1 协议报文处理

3．3．2 数据保存与恢复

3．4 本章小结

第四章 软重启前运行模块的设计

4．1 协议报文重定向

4．1．1 协议报文重定向的设计原理

4．1．2 协议报文重定向的实现

4．2 ISSU数据冻结

4．2．1 数据冻结的原理

4．2．2 数据冻结的实现

4．3 ISSU数据保存

4．3．1 数据保存的方案

4．3．2 数据保存的实现

4．4 本章小结

第五章 软重启后运行模块的设计

5．1 ISSU数据恢复

5．1．1 数据恢复的原理

5．1．2 数据恢复的实现

5．2 ISSU新增初始化事件

5．3 ISSU取消重定向

5．2．1 取消重定向的方法

5．2．2 取消重定向的实现

5．4 本章小结

第六章 软重启升级方案的系统测试

6．1 测试方案概述

6．2 测试平台构建

6．3 系统测试实施

6．3．1 配置命令测试

6．3．2 功能测试

6．3．3 稳定性测试

6．3．4 异常测试

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 研究工作展望

致谢

参考文献