双单元服务器冗余网络系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双单元服务器冗余网络系统，其主要技术特点是：包括两个单元服务器和网络存储单元，每个单元服务器均包括二个服务器刀片、服务器盘控、时统信号接收模块、网络交换模块和本地存储阵列，服务器盘控与本地存储阵列及网络交换模块相连接，两个服务器刀片相互连接并与网络交换模块相连接，时钟信号接收模块与其中一个服务器刀片相连接；两个单元服务器之间通过网络交换模块相连接并连接到外部局域网上；网络存储单元分别连接到每个单元服务器的网络交换模块上。本发明专利技术设计合理，实现了舰载数值中心机柜对外提供高性能、高可靠性的数据库、文件、传输等应用和信息服务功能，具有实时性强、稳定性高、链路切换速度快等特点。

Dual unit server redundant network system

The invention relates to a dual unit server redundant network system, the main technical features of which are: including two unit servers and network storage units, each unit server includes two server blades, server disk control, time series signal receiving module, network switching module and local storage array, and the server disk control is connected with the local storage array and network switching module, The two server blades are connected to each other and to the network switching module, and the clock signal receiving module is connected to one of the server blades; the two unit servers are connected to the external LAN through the network switching module; the network storage unit is connected to the network switching module of each unit server respectively. The invention has reasonable design, realizes the application and information service functions of high-performance and high reliability database, file, transmission, etc. provided by the shipborne numerical center cabinet, and has the characteristics of strong real-time, high stability, fast link switching speed, etc.

【技术实现步骤摘要】
双单元服务器冗余网络系统
本专利技术涉及网络互连
，特别涉及一种双单元服务器冗余网络系统。
技术介绍
舰载数值中心作为整个舰船通信系统的核心对于数据处理能力、数据传输可靠性及速度、数据存储的安全性等提出了很高的要求。现有双机热备份系统可以在一定程度上满足上述要求，即中心服务器安装成互为备份的两台服务器，并且在同一时间内只有一台服务器运行，当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会自动启动并运行(一般为2分钟左右)，从而实现整个网络系统的正常运行。这种双机热备份系统难以满足舰载数值中心的上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种实时性强、稳定性高、链路切换速度快且能够满足数据链路高效通信的双单元服务器冗余网络系统。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种双单元服务器冗余网络系统，包括两个单元服务器和网络存储单元，每个单元服务器均包括二个服务器刀片、服务器盘控、时统信号接收模块、网络交换模块和本地存储阵列，所述服务器盘控与本地存储阵列及网络交换模块相连接，两个服务器刀片相互连接并与网络交换模块相连接，所述时钟信号接收模块与其中一个服务器刀片相连接；两个单元服务器之间通过网络交换模块相连接并连接到外部局域网上；所述网络存储单元分别连接到每个单元服务器的网络交换模块上。所述网络交换模块为两台网络交换机，两台网络交换机的四个端口两两聚合。所述单元服务器通过DT-Ring协议构建双单元服务器冗余网络系统。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术由机柜内部的双单元服务器和网络存储设备构成，具有数据库服务相关存储、传输功能，实现了舰载数值中心机柜对外提供高性能、高可靠性的数据库、文件、传输等应用和信息服务功能，具有实时性强、稳定性高、链路切换速度快等特点。2、本专利技术采用DT-Ring协议构建双环形网络，实现两个服务器间通讯的可靠性和主干冗余网络的强实时性交换功能，冗余倒换时间小于90ms，具有冗余环快速收敛、故障快速倒换、维护方便等特点，能够更好地满足各通信领域的需要。附图说明图1是本专利技术的系统连接示意图；图2是本专利技术的正常数据流走向；图3是本专利技术的链路切换示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述。本专利技术的设计思想为：为满足双单元服务器对外提供强实时性、高可用性的网络共享服务，使用双环形网络拓扑整机网络链路，采用静态聚合的方式分别将两台交换机的四个端口两两进行汇聚，增加骨干网的带宽及保护功能；在整个网络拓扑的冗余保护中，采用DT-Ring协议来实现全网的冗余保护功能，将环路网络修剪成一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环。DT-Ring协议实现对端口LIKE状态快速检测，并通过小的协议报文来决定环和端口的状态，保证冗余网络不成环。基于上述设计思想，本专利技术构建如图1所示的双单元服务器冗余网络系统，该系统使用双环形网络拓扑整机网络链路，包括两个单元服务器(服务器A和服务器B)和网络存储单元，每个单元服务器均包括二个服务器刀片、服务器盘控、时统信号接收模块(时统板)、网络交换模块(两台网络交换机)和本地存储阵列，其中服务器盘控与本地存储阵列及网络交换模块相连接，两个服务器刀片相互连接并与网络交换模块相连接，从而实现单元服务器内部的冗余互联功能，保证单个服务器内部通讯的高可用性。所述时钟信号接收模块(时统板)与其中一个服务器刀片相连接。两个单元服务器之间通过网络交换模块相连接并连接到外部局域网上。所述网络存储单元分别连接到每个单元服务器的网络交换模块上。在本冗余网络系统中，为了增加骨干网的带宽及保护功能，采用静态聚合的方式分别将两台网络交换机的四个端口两两进行汇聚；在整个网络拓扑的冗余保护中，采用DT-Ring协议来实现全网的冗余保护功能，将环路网络修剪成一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环。端口聚合可将多物理连接当作一个单一的逻辑连接来处理，它允许两个交换机之间通过多个端口进行连接并同时传输数据以提供更高的带宽、更大的吞吐量和可恢复性的技术。在本冗余网络系统中，如何实现两个服务器间通讯的可靠性和实时性对于整个数字机柜的整体性能指标至关重要。本专利技术采用基于DT-Ring协议构建双环形网络实现主干冗余网络的强实时性交换的方案。从应用角度来说，双环形网络应具备各种数据的网络传输功能，对各个接入系统之间的数据进行转发，确保各系统的稳定运行，具体功能应有以下几点：具备网络链路冗余功能；具备单机抗毁功能；具备三层数据网关备份功能；具备网络安全控制、拓扑监控、网络升级功能。图2和3给出了采用DT-Ring的双环网络拓扑工作与切换的情况，下面以SW1为主站，SW2、SW3、SW4从站为例进行说明。系统链路全部连接情况聚合稳定后，DT-Ring协议会逻辑断掉SW2和SW3之间的链路，数据流的方向如图2所示。当SW1和SW4之间的数据链路出现故障断开时，SW2和SW3的链路就会被迅速的打开，数据流转发的方向也会跟着相应进行改变，如图3所示。由于DT-Ring、STP/RSTP/MSTP协议均为网络冗余协议，都是在网环中选取一个节点并对这个节点采用物理上连接，软件断开的方式确保了网络中出现无环的现象，避免网络风暴的产生，当检测到网络中链路或者设备断开或者关闭的情况下，能迅速保证数据快速转发，确保系统的稳定。除了DT-Ring为私有协议，其他网络协议均为标准网络协议，倒换时间均是秒级的。如采用标准网络协议STP倒换时间大约为30S、RSTP和MSTP倒换时间为几秒。DT-Ring协议能够实现对端口LIKE状态快速检测，并通过小的协议报文来决定环和端口的状态，保证冗余网络不成环。采用基于DT-Ring协议的双环形网络时，两个交换机之间的倒换时间目前最快能保证在50ms以内，基于双冗余网络驱动的终端与交换机之间倒换时间保证在90ms以内，这样整个系统的自愈时间能到达小于90ms的自恢复时间。下面从技术角度分析本系统满足网络实时性的原理：根据交换式以太网技术的特点，以千兆以太网端口对实时数据启用IEEE802.1Q，实时数据经过N台以太网交换设备组成的网络后，所产生的总延迟时间(ΣT)的计算方法如下式：ΣT＝(TS&F×N)+(Td×N)+Tt×(N-1)TS&F为单台千兆以太网交换机存储转发时间，对于我们的交换设备TS&F不大于5us。Td为等待队列中背景流量传输时间：Td＝(Lb+β)×8bit/1000000000bpsTt为实时数据端到端的传输时间：Tt＝(Lt+β)×8bit/1000000000bps其中Lb为背景报文长度，Lt为实时报文长度，取值为常见报文长度64、128、256、512、1518字节。β为IPv4帧头长度，取值为20。此次项目双环形网络中采用了4台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双单元服务器冗余网络系统，其特征在于：包括两个单元服务器和网络存储单元，每个单元服务器均包括二个服务器刀片、服务器盘控、时统信号接收模块、网络交换模块和本地存储阵列，所述服务器盘控与本地存储阵列及网络交换模块相连接，两个服务器刀片相互连接并与网络交换模块相连接，所述时钟信号接收模块与其中一个服务器刀片相连接；两个单元服务器之间通过网络交换模块相连接并连接到外部局域网上；所述网络存储单元分别连接到每个单元服务器的网络交换模块上。/n

【技术特征摘要】
1.一种双单元服务器冗余网络系统，其特征在于：包括两个单元服务器和网络存储单元，每个单元服务器均包括二个服务器刀片、服务器盘控、时统信号接收模块、网络交换模块和本地存储阵列，所述服务器盘控与本地存储阵列及网络交换模块相连接，两个服务器刀片相互连接并与网络交换模块相连接，所述时钟信号接收模块与其中一个服务器刀片相连接；两个单元服务器之间通过网络交换模块相连接并连接到外部局...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，张文月，王跃礼，厉振波，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12