电信网管平台高可用性技术的研究与实现

论文摘要

近年来,随着全球信息化的进程逐渐加快,我国电信业进入了一个迅速发展的时期,人们对电信网络的依赖程度也越来越高。电信业务系统作为关键业务系统,需要不间断地向客户提供服务,即使发生短暂的业务中断,也会导致难以估量的损失。所以,有必要在电信业务网络中实现高可用性(HA,High Availability)应用。在实现高可用性系统的方案中,双机热备份是一个常见且有效的方法。目前,电信网管平台中双机热备份方案一般通过第三方软件实现,但具有支持操作系统单一、主备切换时需要重启计算机、备份数据量大等缺点。本论文提出的双机热备份系统基于中兴通讯公司T3 NetNumen网管软件,该软件作为新一代的电信网管系统,支持Windows、Solaris、Linux等多种平台,且完全符合TMN(电信管理网)标准。论文作者在开发T3网管热备份系统的过程中,针对电信网管系统的应用特点,设计并实现了面向应用层的双机热备份系统HAManager,该系统作为T3网管服务器端的一个服务组件,提供了在各种操作系统环境下对T3网管软件的热备份支持。当正常工作的T3网管发生异常时,可由备用网管在一定时间内接管主用网管管辖的网络,而无需重启计算机,实现了电信网管系统的不中断运行。该系统构建于T3应用层,使用纯软件的双机热备方式,主备机通过心跳信号检测对方的状况,并采用全量备份和增量备份相结合的方法进行主备机间的数据备份,由于仅备份T3应用层的数据,主备机间传输的数据量很小,网络负荷较轻。HAManager分为心跳检测(HeartBeat),管理器(Manager),状态切换(HAState),适配器(Adapter),数据备份(DataSynch)五个模块。论文作者完成了该系统的概要设计,并完成了以上五个模块的详细设计、代码编写、实现和单元测试,还负责搭建系统测试环境对系统进行了集成测试。测试结果表明,达到了设计需求。最后,作者总结了该热备份系统的特点和自己做的工作,指出了系统的不足,并提出了改进意见和需要进一步努力的方向。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 背景介绍
• 1.2 国内外高可用性技术研究现状
• 1.2.1 高可用系统实现技术概述
• 1.2.2 时间冗余和信息冗余
• 1.2.3 国内外双机热备软件产品介绍
• 1.3 课题来源和主要内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 高可用性理论
• 2.1 可用性定义
• 2.2 可用性等级
• 2.3 提高系统可用性的途径
• 2.3.1 提高可靠性
• 2.3.2 提高可维护性
• 2.4 高可用性集群
• 2.4.1 高可用性集群的应用模式分析
• 2.4.2 高可用性集群的实现模式分析
• 2.5 故障检测技术分析
• 2.5.1 自检
• 2.5.2 监视计时器
• 2.5.3 空闲通知
• 2.5.4 检查点
• 2.6 数据备份技术研究
• 2.6.1 备份系统结构
• 2.6.2 备份类型
• 2.6.3 常用的数据备份技术
• 2.7 本章小结
• 第三章 高可用性技术在电信网管的应用研究
• 3.1 TMN介绍
• 3.1.1 TMN的基本概念
• 3.1.2 TMN的管理功能与管理业务分层
• 3.1.3 TMN的体系结构
• 3.1.4 T3网管软件介绍
• 3.2 高可用性技术在T3中的应用需求分析
• 3.3 HAManager总体设计
• 3.3.1 系统架构
• 3.3.2 接口设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 HAManager的实现研究
• 4.1 主备管理器（Manager）
• 4.1.1 主要接口
• 4.1.2 配置文件
• 4.1.3 加载流程
• 4.2 状态切换（HAState）
• 4.2.1 状态（State）模式
• 4.2.2 基类（IHaState）的结构
• 4.2.3 状态切换规则
• 4.3 心跳检测（HeartBeatPolicy）
• 4.3.1 心跳检测技术研究
• 4.3.2 倒换策略控制器（FailoverPolicyController）
• 4.3.3 心跳策略（HeartBeatPolicy）
• 4.4 数据备份（DataSynch）
• 4.4.1 数据同步
• 4.4.2 CORBA事件服务在本模块的应用
• 4.4.3 全量同步
• 4.5 主备适配器（HAAdapter）
• 4.5.1 主备适配器的功能
• 4.5.2 主备适配管理器（HAAdapterManager）
• 4.5.3 发送心跳信号
• 4.5.4 发送同步数据
• 4.6 本章小结
• 第五章 效果测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试方案和结果
• 5.2.1 硬件故障
• 5.2.2 软件故障
• 5.2.3 网络故障
• 5.2.4 主备恢复后的数据一致性
• 5.3 结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻硕期间取得的成果