航电网络通信设备热备份技术的研究与应用

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1、航电网络通信设备热备份技术的研究与应用随着科技的不断进步，航电X络规模也在日益庞大，而在整个航电X络中，每一个X络节点都有其不可或缺的作用，其中仟何一个节点出现故障，都有可能会影响到整个航电X络的正常运行在正常使用过程当中，用户需要的是一个稳定、可靠和高速运行的航电X络系统，而且目前绝大部分的航电X络系统都是采用中心服务器的X络模式，即有一个航电X络服务器提供数据源和某一些处理信息，其他外设备从X络服务器来获取到自己需要的数据信息。基于此模式，航电X络服务器的高可靠性、高安全性和高可用性是航电X络安全运行的关键，一旦航电X络服务器或者其

2、他重要的外设出现了故障，X络提供的服务就会出现异常，并有可能丢失关键性的数据，影响整个航电X络的正常工作从而出现严重的后果[23]。如何在航电X络出现故障的情况下，尽快恢复整个X络的正常运行并保证航电X络数据的安全，已经成为一个日渐突出的问题。在现有的航电X络中，通常采用“心跳”或者“握手”机制来检测航电X络通信设备的X络运行状态，即相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，检测各自航电X络节点当前的运行状态，来判断X络系统是否工作正常[5]。一般情况下，在航电X络系统正常运行过程当中要一直去检测关键X络通信设备的工作情况。若检测出某航电X络

3、通信设备工作状态错误(比如检测不到设备的“心跳”或者“握手”信号)，则认为航电X络通信设备出现X络故障，此时可能会导致航电X络通信设备无法正常工作或导致数据丢失。在一般的航电X络系统中，若某X络通信设备出现故障，一般要复位此设备甚至重新启动整个航电X络来恢复，这样会导致数据丢失，严重影响到航电X络的安全性和稳定性。木文提出了一种航电X络通信设备热备份技术，包括了针对两种航电X络通信设备热备份的拓扑结构的介绍和功能应用分析，很大程度上提高了航电X络的安全性和可靠性。2航电X络节点模型分析及应用2.1航电X络节点模型概述一般的航电X络节点之

4、间都具有相对独立性，有自己独立的CPU控制着自己的外设，整体作为一个X络节点进行正常工作。出现故障的情况比较多，有可能CPU故障外设正常，有可能外设故障但是CPU功能正常，也有可能CPU和外设都出现故障。但不论哪一种情况，在其他航电X络节点看来都属于此X络节点故障。考虑到这些故障状况，引人航电X络节点设备的几种物理结构:单CPU双设备普通模式，单CPU双设备备份模式，双CPU双设备普通模式，双CPU双设备备份模式。前两种模式是一个CPU上面挂接两个外设，两个外设共享CPU的资源进行工作;后两种模式是两个外设单独使用其各自的CPU资源。其

5、中，普通模式指的是两个外设同时工作，备份模式指的是两个外设同时只有一个设备工作(主设备)，另外一个设备(备份设备)周期检测工作设备是否正常，若主设备出现异常，则备份设备立刻切换成为主设备进行工作，不影响此节点在X络中的作用。X络中其他节点看到此节点始终只是一个设备，不论此节点的当前工作设备是主设备还是备份设备。如果节点要作为具有备份功能的设备，就要使用第二种或者第四种物理拓扑模式。关系太复杂，一般都要使用交换设备进行信息转发和交互(若使用两个及以上的交换设备，不同交换设备之间必须要建立一种连接关系)，每个X络节点固定连接交换设备的一个端

6、口，在X络中有其独一无二的X络端口编号。对于热备份设备来说，由于是双设备，两个设备需要连接在交换设备的不同端口上，但是对于其他X络节点来说热备份节点始终只是一个设备。故热备份节点一般有两个端口编号，但是只有唯一一个X络节点设备编号。热备份节点的物理结构。2.3航电X络热备份技术分析在资源分配方面，对于单CPU双设备备份模式来说，一个CPU外接两个备份设备，两个设备共享CPU的资源和数据，但是两个设备之间是相互独立的。此模式优点是，当主设备出现故障时，备份设备检测到主设备工作异常并进行主备设备切换，切换过去之后可以继续使用此CPU的资源数

7、据，并且此时CPU的资源是最新的;缺点是如果CPU出现故障，主设备和备份设备都无法正常工作，此节点在信息X络中就会出现异常。对于双CPU双设备备份模式来说，由于是两个CPU单独挂接两个外设，并且相对独立，故当主设备的CPU出现故障时，可以整体切换到备份设备的CPU和外设，从而不影响此节点在X络中的正常工作。但是此模式的缺点是，若进行主备设备的切换，备份设备端的CPU必须要保证数据资源和主设备CPU端同步。在设计实现方面，如果指定X络节点要设计为热备份X络节点，就要分析此节点CPU故障率、节点链路故障率和硬件占用空间等等因素。比如若节点C

8、PU故障率较高，要优先考虑双CPU双备份的物理结构，减少单CPU双设备模式下节点故障概率;若节点CPU故障率低，但物理链路故障率较高并且节点内部空间受限，则应优先考虑单CPU双备份模式。现给出两种模式备份X