基于嵌入式分布式数据库三层交换机高可靠性的研究与实现

论文摘要

随着互联网和信息化建设的迅猛发展,三层交换机的应用已遍及骨干网、城域骨干网和汇聚层等,所以运营商对三层交换机的可靠性也提出了更高的要求。目前主要采用热插拔、热切换和热备份技术实现三层交换机的高可靠性。三层交换机的软件体系和硬件体系都具备全分布式的转发结构,在这种体系结构下,主用主控板(Master mpu)、备用主控板(Slave mpu)和业务卡(Line card)分布在背板不同的槽位上,为了保障系统的高可靠性需要主用主控板和备用主控板间的热备份,并且它们还需要存储路由信息、设备信息和配置数据等。然而目前热备份的实现上存在着代码重用率低、移植性差和数据同步的质量不可控等缺点。并且需要同步的路由信息、设备信息和配置数据等由各个应用模块采取不同的数据结构存储,存储接口不统一。针对以上存在的问题,本文设计了嵌入式分布式数据库,它具有的特点可以满足三层交换机中的主用主控板、备用主控板和业务卡对物理分布性和对存储、热备份功能的需求。从而实现了三层交换机的高可靠性。论文着重论述了嵌入式分布式数据库的设计。嵌入式分布式数据库的设计采用了嵌入式技术和分布式技术,它提供了一套统一标准的API接口,提高了软件代码的可重用性、可移植性和同步的质量,实现了数据的同步和存储功能。热备份是基于此实现的,从而保障了三层交换机的高可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 课题的研究意义与现状
• 1.3 论文主要工作与结构
• 第2章 高可靠性及嵌入式分布式数据库简介
• 2.1 高可靠性概述
• 2.1.1 高可靠性技术
• 2.2 嵌入式分布式数据库
• 2.2.1 嵌入式分布式数据库的定义
• 2.2.2 嵌入式分布式数据库的关键技术特性分析
• 2.3 基于嵌入式分布式数据库三层交换机的高可靠性
• 2.3.1 嵌入式分布式数据库的需求及特点
• 2.3.2 嵌入式分布式数据库的选择
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式分布式数据库的设计与实现
• 3.1 系统设计
• 3.1.1 相关概念
• 3.1.2 系统的结构设计
• 3.2 分布式数据库数据存储的设计与实现
• 3.2.1 基本操作函数接口
• 3.2.2 游标
• 3.2.3 链表存储
• 3.2.4 Hash存储
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于嵌入式分布式数据库高可靠性设计实现
• 4.1 主从切换技术介绍
• 4.1.1 热备份
• 4.1.2 热切换
• 4.2 主从切换的实现
• 4.2.1 热备份、热切换的工作原理
• 4.2.2 热备份的实现
• 4.2.3 热切换的实现
• 4.3 热插拔技术
• 4.3.1 热插处理
• 4.3.2 热拔处理
• 4.4 分布式数据库数据同步模块的设计与实现
• 4.4.1 报文定义
• 4.4.2 数据库初始化模块的设计与实现
• 4.4.3 数据库管理模块的设计与实现
• 4.4.4 分布式数据库注册模块的设计与实现
• 4.4.5 数据同步模块的设计与实现
• 4.4.5.1 批量同步
• 4.4.5.2 实时同步
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统测试与结果
• 5.1 测试环境的搭建
• 5.2 系统测试结果
• 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文