基于热备份的数据交换系统的设计与实现

论文摘要

在通信网络中,通常业务板的主备倒换是通过硬插拔的方式完成的。这种方式不仅低效,而且在插拔的过程中容易造成数据的丢失甚至整个网络系统的瘫痪。本文从软件系统功能的角度设计了基于热备份的主备倒换方案,在完成一般底层链路的切换的基础上,实现了业务板软件状态、数据的备份与切换,快速可靠地保证了数据同步和网络的正常运行。本文首先就系统需求进行了细致的分析,对主备切换中常用的冷备份与热备份方式进行了比较,根据热备份业务不中断的特点系统采用基于热备份的主备倒换方式。接着通过对系统的需求分析,本文简要归纳出系统的功能及模块划分,给出了板卡识别,数据备份,主备倒换,数据审核子模块的详细设计,然后讨论了数据备份的完全备份,增量备份,差异备份机制,采用了批量备份与增量备份混合的方式,针对备份操作可能有多个上层应用模块参与的情况,文中引入了基于事务备份方式,接着讨论了主用端数据的发送与备用端数据接收过程,详细论述了分别由软硬件发起的主备倒换处理过程,然后从软件开发的角度,阐述了板卡识别,数据备份,主备倒换,数据审核各个模块的实现过程。本文最后对系统的功能与性能进行了验证,测试表明各通信业务板能正常运行,系统可以快速可靠地处理意外事件,保证了数据同步和网络的运作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及背景
• 1.2 与课题相关的国内外研究综述
• 1.3 本论文的主要工作内容
• 第2章 相关技术介绍
• 2.1 第三代通信技术
• 2.2 数据备份机制
• 2.2.1 冷备份
• 2.2.2 热备份
• 2.3 心跳检测
• 2.4 嵌入式系统内存管理机制
• 2.5 本章小结
• 第3章 数据交换系统的设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.2 系统所需硬件接口
• 3.2.1 板卡热插拔接口
• 3.2.2 主备倒换硬件接口
• 3.3 系统功能设计
• 3.4 系统详细设计流程
• 3.4.1 板卡识别模块的设计
• 3.4.2 数据备份模块的设计
• 3.4.3 主备倒换模块的设计
• 3.4.4 数据审核模块的设计
• 3.5 核心类描述
• 3.6 类的状态转换图
• 3.7 本章小结
• 第4章 数据交换系统的实现
• 4.1 系统各模块实现
• 4.1.1 板卡识别模块的实现
• 4.1.2 数据备份模块的实现
• 4.1.3 主备倒换模块的实现
• 4.1.4 数据审核实现
• 4.2 关健流程及自适应内存管理
• 4.2.1 上层应用模块的注册和优先级处理
• 4.2.2 自适应内存管理
• 4.3 系统测试与结果分析
• 4.3.1 单元测试
• 4.3.2 测试约束条件
• 4.3.3 部分典型测试用例
• 4.3.4 集成测试
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历