基于atca的高可用性软交换系统架构研究

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1、基于ATCA的高可用性软交换系统架构研究1.背景12.ATCA技术及相关标准规范23.模块化通信平台设计方案44.HA系统设计要点65.总体结构方案简述76.结构框图及各主要模块功能96.1系统接口106.2中间件服务116.3硬件平台管理136.4HPI链接库146.5命令行管理156.6SNMP管理156.7消息/事件分发156.8应用程序组件156.9中间件管理服务接口157.方案说明177.1功能点规模估算177.2界定项目范围177.3计算总体系统特征值177.4计算调整因子187.5应用公式计算FP值187.6讨论187.7中间件方案研究1

2、97.8模块货价化和系统兼容性设计的考虑208.系统的主要功能201.背景现有的电信设备基本上都是专有设备，在当前通信系统中99％是以专有结构为基础构建的，因而通信设备的开发成本高、开发周期长，用户也受制于单一的资源和单一的设计。PICMG自1995年出版CompactPCI规范以来，秉承PCI在开放性、高性能、低成本、通用操作系统等方面的优点。但是，随着CompactPCI开始在电信领域的应用，2.0规范已越来越不能满足高可用性设备的需要，如：可靠性无法满足99.999%的电信要求，并行总线系统无法保证高实用性，缺少单一的管理实体来负责整个系统中所有

3、单板的管理等等。传统的软交换系统采用基于服务器平台的架构，难以满足在可靠性、管理性和可用性等方面都提出了很高要求的高端通信设备市场需求，主要表现在：系统性能受到相关计算机资源以及网络交换设备等限制；缺乏高可用性服务支持，尤其是冗余备份、热插拔、在线升级等；系统管理功能有待完善。ATCA（高级通信计算架构）是PICMG3.x系列标准的名称，作为下一代电信级通信产品的系列标准规范，支持电信级特性，其主要目标是为电信级通信应用提供标准化的平台架构。该标准融合了最新的高速互连技术和下一代处理器技术，能够提高通信服务器的可靠性、管理性和可用性。基于ATCA的通信

4、设备逐渐开始被广泛关注，并成为一个公用平台，在各个通信系统网元中得到了应用。为探索基于ATCA平台的高可用性软交换系统架构技术，并与已有成熟的软交换产品结合最终形成具备高可用性的软交换通信产品，我司开展了对该领域的相关技术、标准规范及实现和应用的研究工作，在搭建功能样机进行了验证的基础上，实现了技术产品化，成为我司新一代的通信架构平台。1.ATCA技术及相关标准规范ATCA平台融合了最新的高速互连技术和下一代处理器技术，能够提高通信服务器的可靠性、可用性和可管理性，很好地满足高端软交换通信系统产品的要求。ATCA的提出具有重大的意义：（1）是第一个专门

5、为电信应用设计的开放式平台；（2）引入了新技术特别是硬件技术；（3）整合了协议接口，提高互操作性；（4）增强了系统可用性。ATCA标准体系主要包括主标准PICMG3.0及几个附属标准PICMG3.1-3.5，其框架如下：图1ATCA标准体系ATCA主要有以下特点：l使设计系统能达到最小99.999%可用性；l提供为安全服务的冗余备份功能；l支持热插拔，确保不中断工作；l最大带宽可达2.5Tbit/s；l传输速率可达3.125Gbit/s；l支持多种不同的协议：Ethernet（PICMG3.1）、Infiniband（PICMG3.2）、RapidI/

6、O（PIFMG3.3）、PCI-Express（PICMG3.4）；l每板高达200w的散热功率；l全方位的机箱系统管理。ATCA技术为电信级通信设备带来的优越性：²更强大的设备性能ATCA技术融合了最新的高速互连技术和下一代处理器技术，如：提供最高可达40Gbps的通信接口，以及提供每板高达200w的散热功率等，使得基于ATCA技术的通信设备比传统架构下的设备具有更高的吞吐量和业务处理能力。²更完善的系统管理ATCA为通信系统管理提供了多层次、可扩展的管理能力，包括：对底层硬件全方面管理的机箱管理、基于TCP/IP簇的高速率管理服务以及带内应用程序管

7、理等。²更高的服务可用性ATCA支持冗余备份、热倒换、在线升级等多种可用性管理功能，通过集成可恢复性、冗余性、可维护性及可管理性等特性，为通信系统提供高度的服务可用性（达到99.999%和更高）。ATCA的机箱管理系统主要关注底层硬件管理服务，其目的是监视、控制以及保证ATCA单板和其他机箱元件的正常运行，主要包含以下组成部分：Ø负责管理和监视系统中各个现场可替换单元（FRU）的分布式管理控制器；Ø为上述分布式管理控制器及全局系统管理器提供通信、管理和控制的智能平台管理接口（IPMI）架构；Ø为单板提供基于TCP/IP的高层次、高速度管理服务，如：远程

8、复位、SNMP管理、远程磁盘服务等等。图2ATCA的机箱管理系统机箱管理主要提供以下功能：Ø管