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高端交换机主备倒换技术
http://www.edu.cn   2007-11-01 作者:king

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  双主控环境下,主控板的状态是主用还是备用,是在启动过程中由硬件决定的。一般情况,设备会首先选择小槽位号的主控板作为主用主控板(双主控启动环境下,硬件会在大槽位号主控板设置一个延时,使它稍后启动)。

  初始启动时,两块主控板都处于备用状态,各自进行软件的启动。小槽位号主控板在启动到一定阶段时将自己的单板状态位置为正常,并且同时检测另一块主控板的状态是否正常;而大槽位号的主控此时会有一个延时,再检查另一块主控板是否正常,并且将自己的单板状态位置为正常。这样,在小槽位号主控板的状态变为正常时,大槽位号主控板的状态还未正常,因此小槽位号主控板的状态为主用;大槽位号主控板在延时过后检查,发现另一块主控板的状态为正常,便将自己设置为备用状态。所以,在双主控环境下,即使在系统重启之前,是大槽位号主控板的状态为主用,重启后,仍然会是小槽位号主控板的状态为主用。

  4.2 主备倒换触发

  备用主控板到达实时接收数据状态后,如果检测到倒换通知,则切换为主用主控板。检测通知是中断触发的,主备倒换的硬件切换时间在毫秒级。硬件切换后,新主控板的主备状态机进入平滑状态,开始平滑过程处理。

  主备切换的触发因素主要有以下几类:

  命令行执行主备倒换命令,强行切换。

  主用主控板硬复位或者被手工拔出,引起主备倒换。

  主用主控板上发生软件异常重启,从而触发倒换。如:模块异常占用CPU时间过长,引发硬件看门狗重启系统;数据访问异常、指令访问异常等系统异常等引发重启。

  对于以上不同的触发因素,备用主控板感应的时间都是一样的:都是在硬件中断触发的,状态切换时间在毫秒级。

  主控板和备用板都会周期发送握手报文,主控板或备用板在设定的周期内没有收到对方的握手报文,就会认为主备通信异常,重新复位备用板。

  5. 主备倒换性能

  5.1 配置层主备倒换性能

  通过批量备份和实时备份过程,主用主控板的配置信息及时的备份到备用主控板。在主备倒换时机成熟时,备用主控板上已经保存有主用主控板完备的配置信息内容,并已经配置同步成功。因此,在主备倒换时,对于配置层,可以实现完全平滑的过渡,不需再额外收集或同步其他内容。

  5.2 协议层主备倒换性能

  在平滑的过程中,为保证业务无间断转发,业务板上涉及的各类转发表并不是删除后重新学习。在主控板进行的数据收集和同步过程中,基本维持原有业务板数据不变,只更新改变部分并进行刷新。

  H3C系列交换机为分布式架构,控制软件与转发软件严格分开,控制软件负责整个设备的控制与管理(包括路由的发现和下刷等),而转发软件负责单纯的数据转发业务,两种软件由各自的处理器进行处理,功能完全独立。主控板上的软件版本属于控制软件,它负责处理用户的各种配置信息以及运行各自协议,例如运行OSPF/ISIS/BGP等路由协议来发现路由并下刷给各个接口板。而所有接口板上的软件版本属于转发软件,它们根据主控板的通知消息维护自己的转发表,并根据转发表对数据进行转发。

  采用以上这种控制与转发相分离的分布式结构和对GR技术的支持后,当控制软件重启(由于硬件或者软件故障)或者重新加载(软件升级)时转发业务可以不中断。控制软件重启或者重新加载不影响转发软件的正常运行,因此只要在控制软件重启或者重新加载期间网络拓扑保持稳定,正在重启的路由器仍然在转发路线上进行数据转发是完全可行并可靠的

  1) 二层单播

  普通二层单播转发只是利用了MAC地址表,报文转发所涉及的MAC表在业务板上都是存在的。发生主备倒换时,新的主控板会向业务板发起MAC地址信息收集和同步,而业务板上原有的MAC表在这个过程中并不会被删除,因此可以保证业务板上二层单播数据转发正常。

  2)二层组播

  对于二层组播来说,同样,转发所需的组播MAC表项均保存在业务板上。主备倒换时,主控板向接口板进行数据收集,而业务板原有的组播MAC表项是保持不变的,因此可以保证二层组播流的正常转发。

  3)三层单播

  对于三层单播来说,转发主要是依靠接口板的ARP以及FIB。在主备倒换平滑过程期间,业务板上原有的ARP和FIB保持不变;同时,由于OSPF、BGP、ISIS路由协议均支持GR功能,在倒换期间,周边邻居设备也保持相应邻居关系和路由不变,因此网络中IP报文的转发路径不发生改变,保证了三层单播转发业务不发生中断。

  4)三层组播

  对于三层组播来说,在平滑的过程中,同样,由于原先建立的组播表项在接口板保留不变,原有的组播业务流可以保证正常转发。

  5)MPLS VPN

  对于MPLS/VPN业务来说,由于在平滑过程中,接口板上原有MPLS/VPN业务所涉及的INLIF等均维持不变,因此可保证原有的MPLS/VPN业务流的正常转发。

  来源:赛迪网-技术社区

    

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