随着网络规模及应用领域的急速扩张，网络日益成为社会生活中不可或缺的部分，企业与个人的通信与交流都离不开网络的使用。随着企业对网络依赖性的增加，网络必须安全可靠，一旦网络服务不可用，可能严重影响企业的生产力及盈利。

系统停机可划分两类：

• 未经计划的停机（故障） 它们是不可控的、随机的，通常与软硬组件缺陷相关。
• 有计划的停机（维护） 如系统的修理、升级等，由于它们在一定范围内是可调度的，因此对可用性的冲击可以降低到更低限度。

由于网络应用需要穿越多个网络段，要保证网络的可用性，所有的网络段都必须具有故障中恢复的能力，恢复要快至对于用户和网络应用都是透明的、不可觉察的。

从通信支持的角度，网络设备的内部功能可划分为数据平面、控制平面与管理平面，它给网络用户提供的通信转发服务是由数据面提供的，因此只要转发面的功能正常，对于用户而言网络就是可用的。

对于单个设备而言，可以通过提升引擎可靠性来提高设备的可用性，但这种方法的潜力有限，很难达到高可用性的要求，要想提高可靠性只能采用冗余的方法，需要通过两方面保证：

• 硬件构成上允许冗余
• 软件要提供相应支持

软件要提供相应支持

能够提供引擎冗余的设备一般都采用基于箱式结构，功能方面的分布式构成（即引擎和线卡的分离）是高可用性方案的硬件基础。机器的组件构成包括引擎、线卡和机箱，还有风扇、电源等关键组件，这些组件都提供热插拔的硬件支持。引擎提供管理面与控制面的功能，线卡提供数据面的功能，机箱负责将引擎、线卡连接起来，只要线卡工作正常，数据转发就可以进行。

引擎是整个机器的管理与控制的汇聚点，一旦失效，会影响整个机器的可用性。由于采用分布式结构，引擎的失效一般不会引起整个机器的立即不可用。引擎的高可靠性通过冗余来保证，在一块引擎发生故障或进行维护时，由另一块接替它的工作（以下称为主板、备用板）。

要想保证通信不中断，要保证冗余切换时线卡的物理状态与管理状态都不发生变化。

因为线卡的重启总是会引起通信的中断，即使线卡不重新初始化，而带有拓扑管理功能的协议在开始运行时，一般会将接口的管理状态设置为禁用（如STP①），而路由协议的重收敛会带来路由震荡，通信不可避免的中断。

如果采用热备份的方法保证冗余板与主板的状态时刻一致，它在接替主板工作时，就不需要去重启线卡或者重新设置内容，因而不会影响数据的转发，这样管理板的切换对于通信而言是透明的。

UISS②的主备引擎的热备份过程主要分为批量状态备份、实时状态备份和数据不间断转发三个阶段。通过对等同步技术来实现批量状态备份、实时状态备份，通过数据面与控制面分离和对等同步实现数据不间断转发。

备用主引擎启动后，由于此时主引擎和备份引擎差异比较大，主引擎会将当前所有模块的备份数据同步到备用引擎，这个过程称之为批量备份。

图1 主备切换前的阶段

批量备份过程结束后，系统进入实时备份过程，在此过程中，当主用主控板备份数据发生变化时，备份数据将实时同步到备用板。

主备切换后，备用引擎升为新的主引擎，会通知各个模块向线卡进行数据收集和同步，这个过程称之为数据不间断转发。在这个过程中，各模块主动与线卡进行通信，在硬件状态、链路层状态、配置数据三个方面进行确认和同步，以保证整个系统维护的数据和状态是一致的，从而确保主备切换之后，系统能够正常运行。这个阶段结束，新的引擎才称之为完全意义上的主引擎。

图2 主备切换后的阶段

结束语：888集团UISS热备份技术可以保障主从管理板的切换在0—3秒间实现，同时在切换过程中，各主机线卡可以继续转发原有的数据流，不影响网络业务的正常透明运行，实现管理板的平滑切换，保障了888集团welcome大厅设备的可靠性和网络可用性。888集团welcome大厅核心交换机RG-S12000系列全面支持UISS技术，保障用户网络核心设备的高可靠性，提升业务的可用性。

① STP： Spanning Tree Protocol，生成树协议

② UISS：UnInterrupted Supervisor Engine Switchover，无中断引擎切换