主备双冗余网络交换机研究.doc

主备双冗余网络交换机研究.doc主备双冗余网络交换机研究【摘要】计算机技术自其诞生以来,迅速在各行业领域中被广泛应用,随着科学技术的飞速发展,信息技术革命已经使计算机的性能越来越卓越。而“云计算”技术则是第四次信息技术革命的产物。其意义在于利用互联网渗透性,将在广域空间分布的计算机能力进行管理与集成。与此同时,“云计算”技术的缺点也是显而易见:一是当网络处于低速连接状态下,处理或计算操作速度慢且效率低;二是必须确保网络连接的可靠、稳定与持久。本文基于云计算对于高速宽带与可靠性的要求,设计了一种双冗余、大容量网络交换机及其实现方案。【关键词】信息技术;云计算;主备双冗余;网络交换机1引言我国对于云计算的定义:网格计算、并行计算与分布式计算的发展,换言之,云计算就是上述这些概念商业化的实现。而云计算的特点则包括服务性,即对用户而言,实现服务的机制是透明的,用户并不需要对云计算进行具体了解就能够获得服务;可靠性,云计算利用计算机集群提供数据的处理服务给用户,考虑到计算机数量的加大,系统错误率也相应增加,此时数据的可靠性依靠的是分布式存储与数据冗余;高可用性,云计算系统能够对失效节点进行自动检测,同时将其排除,对系统运行不构成影响;编程模型层次高,通过简单的学****用户就能够编写出云计算程序,使自身需求得到满足;经济性,组建起一个满足云计算需求的商业计算机集群,所需要的花费要大大少于同级性能的超级计算机;服务多样性,通过用户支付费用的不同,为用户提供的服务级别也相应不同。2系统硬件结构设计两块相同性能与功能指标的单板组成了本设备,其中控制面的工作方式为主备方式,而交换面的工作方式则为负荷分担方式,两块单板分别经各自背板的管理通道使主备间配置同步、业务平滑、数据备份得以实现。各单板的组成则包括了交换模块、时钟模块与主控模块,如图1所示。(1)主控模块本系统中的主控模块主处理器为飞思卡尔的MPC83XX系列的PowerPC,以e300c4s内核为基础,主频为667MHz,其最高处理能力达2310MIPS;其处理器的内存空间则包括了32K字节L1指令Catche与32K字节L1数据Cache,对多种内存寻址的管理模式予以支持;DDR控制器集成于片上,校验支持,最高支持内存512M;处理器的接口速度大于133MHz,对32位增强LocalBus予以支持;片内提供增强型两路三速以太网控制器,利用软件配置即可在SGMII/RTBI/RMII/MII/RGMII工作,MII接口的实现需要通过外部PHY。另外,还集成了PCIExpress控制器两路,其作用是对PCIe-。外围I/O接口与处理器的实现则经由PCIe与Localbus接口。作为系统控制核心,主控模块的CPU管理与配置交换网则经由PCIe接口实现,配置数据向交换网模块传输的物理通道则是三速的以太网接口,通过软件配置为SGMII,使故障诊断与系统维护得以同时实现。I2C接口则负责配置电压监控器件与分立锁相环的实现。增强型32位LocalBus通过控制逻辑CPLD转换为MPI,作为控制器JTAG、时钟逻辑FPGA、FLASH的接口,使数据通讯与控制外设得以实现。除了MPI接口的转换要由控制逻辑CPLD实现以外,控制工作指示灯、看门狗屏蔽与提前通知、从串加载接口FPGA、主备倒换逻辑等功能也由其实现。(2)芯片实现了本设计中的单