ｌｉ Ｔ ＲＡＮｓＭ ＮＧ＆黧 【本文献信息】李洁，黄婷熙，潘涛涛．高可靠性通信设备主备倒换软件实现方法【Ｊ］．电视技术，２０１３，３７（１１） 篓 高可靠性通信设备主备倒换软件实现方法 李洁，黄婷熙，潘涛涛 （武汉邮电科学研究院；武汉烽火网络有限责任公司，湖北武汉４３００７４） 【摘要】主备倒换技术是保障机架式通信设备的可运维性关键技术之一。提出一种新的高可靠性通信设备主备倒换软件 实现方式，并对其关键技术——高可靠性协议进行了深入研究。区别于传统的主备倒换流程，系统在倒换之前，主备控制卡 之间进行实时的数据同步，从而将数据同步从倒换的过程中分离开来。经实验验证，该方法既能保证主备倒换数据的准确 性，又能缩短主备倒换的时间，实现无缝倒换，且适用于机架式通信设备。 【关键词】主备倒换；高可靠性协议；数据同步 【中图分类号】ＴＮ９１５ 【文献标志码】Ａ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｉｎ／Ｓｔａｎｄｂｙ Ｓｗｉｔｃｈ ｆｏｒ Ｄｅｐｅｎｄａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＬＩ Ｊｉｅ，ＨＵＡＮＧ Ｔｉｎｇｘｉ，ＰＡＮ Ｔａｏｔａｏ （Ｗｕｈａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌ￣ｔｈｍｅ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｆｉｂｅｒｈｏｍｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍａｉｎ／Ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｓａｆｅｇｕａｒｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ａ ｎｅｗ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｎ／ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａｎｄ ｉｔｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈｉｇｈ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｉｓ ｄｅｅｐｌｙ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｉｎ／ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｗｉｔｃｈ，ｉｔ ｈａｓ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｄａｔａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｔａｎｄｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｒｄ．Ｔｈｕｓ ｄａｔａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｃｈａｎｇｅｏｖｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ／ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ ｄａｔａ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｍａｉｎ／ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅａｍｌｅｓｓ ｓｗｉｔｃｈ，ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． ’ 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｍａｉｎ／ｓｔａｎｄｂｙ ｓｗｉｔｃｈ；ｈｉ【ｇｈ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｄａｔａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ 现在的通信网络中，对于大容量的机架式通信设备 的业务可靠性、稳定性有很高的要求，提高其设备运行的 稳定性、可靠性，是机架式通信设备必须解决的重要课 题。主备倒换技术是提高通信设备可运维性的重要解决 方案之一。本文提出一种私有的高可靠性通信设备主备 倒换软件实现方式，优化了主备倒换流程，有效提高了主 备倒换数据的准确性，并缩短了主备倒换的时间。 新主备倒换的方式，从以下两点进行改进：１）改变 了倒换的逻辑，将主备控制卡的数据同步过程修改为实 时同步，使主备控制卡的状态随时保持一致；２）建立一 条私有的二层协议管理通道，在用套接字保证主备数据 传递准确性的同时，独立的管理通道也保证了主备状态 倒换的准确性和及时性。前者是逻辑的改进，后者是通 信通道的改进。 １ 主备倒换新方式 １．１软件实现原理 新的实现方式是将主备倒换过程中的主备数据同步 和倒换的过程分离开来，在主备倒换时只需转变主备控 制卡的卡状态即可。其实现前提是主备控制卡的数据和 状态是实时同步的。下面就介绍其软件实现原理。 由协议ＨＡ的状态机维护主、备控制卡状态，它们之 间的通信不同于控制卡与其业务线卡之间的通信方式。 ＨＡ协议提供两条相互独立的主备卡控制卡通道：一条为 主备卡之间的数据传输通道，将ＴＣＰ运用在数据链路层， 通过套接字传送数据；另一条为主备控制卡之间的ＨＡ控 制信息传送通道，建立在数据链路层上，运用一种可靠的 点到点的传输方法，可以提供ＱｏＳ保障。如图１所示。 １ ７０《电视技术》第３７卷第１１期（总第４１３期）ｌ投稿网址ｈｎｐ： ，＼『Ｉ，１Ⅳ＿ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ 图１
第二代支付系统报文交换标准[清算账户系统分册]
内部资料，注意保管
第二代支付系统报文交换标准
【清算账户系统分册】
（版本1.5.0）
中国人民银行清算总中心
2019年12月 第二代支付系统报文交换标准[清算账户系统分册]
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文档修订记录
版本编号 变化状态 简要说明 日期 变更人 批准日期 批准人
V0.1 A 新建 2010.3.30 孔昭龙 2010.3.30 贺铁林
V0.5 M 修改 2010.4.16 孔昭龙 2010.4.16 贺铁林
V0.9 M 修改 2010.6.28 孔昭龙 2010.6.28 贺铁林
V1.0 M 修改 2010.9.24 孔昭龙 2010.9.24 贺铁林
V1.1 M 修改 2011.3.30 孔昭龙 2011.3.30 贺铁林
V1.2 M 修改 2011.7.15 孔昭龙 2011.7.15 贺铁林
V1.3 M 修改 2012.1.11 王明媚 2012.1.11 贺铁林
V1.3.1 M 修改 2012.5.21 高卓 2012.5.21 贺铁林
V1.4 M 修改 2012.9.28 高卓 2012.9.28 贺铁林
V1.4.1 M 修改 2013.1.28 高卓 2013.1.28 贺铁林
V1.4.2 M 修改 2013.5.31 高卓 2013.5.31 贺铁林
V1.4.3 M 修改 2016.12.22 郭牧怡 2016.12.22 贺铁林
V1.4.6 M 修改 2017.09.20 周杰 2017.09.20 贺铁林
V1.4.7 M 修改 2017.10.09 周杰 2017.10.09 贺铁林
V1.4.8 M 修改 2019.7.15 刘林红 2019.7.15 贺铁林
V1.5.0 M 修改 2019.12.19 邓艳辉 2019.12.19 贺铁林
注：变化状态：A—增加，M—修改，D—删除 第二代支付系统报文交换标准[清算账户系统分册]
产 品 型 号序 列 号描 述数 量
HP DL388eGen8 E5-2403v2 4LFFCN Svr748613-AA1HP ProLiant DL388e Gen8 机架式4LFF SATA型号: 标配1个英特尔®至强®处理器 E5-
2403v2 (四核 1.8 GHz,10MB共享三级缓存,80W) 可支持最大2个处理器; 标配两个Smart
Socket 智能CPU托架; 标配4GB (1x4GB) PC3L-12800R (DDR3-1600) 低电压内存, 最大支持
12个DDR3内存插槽; 标配1个HP Smart Array B120i 智能SATA阵列控制器, 标配不带缓存, 支
持RAID 0/1/10; 主板集成 iLO Management Engine (iLO4)远程管理芯片(标配含独立管理端
口); 3个 PCIe 插槽; 标配4 个 3.5英寸LFF(Smart Drive)硬盘槽位; 标配4端口千兆网络适配器;
标配1个460W(Gold)通用插槽热插拔高效电源,可选冗余; 标配滑动式BB机柜导轨及CMA高质1
HP DL388eGen8 E5-2407v2 8LFFCN Svr748615-AA1HP ProLiant DL388e Gen8 机架式8LFF SAS型号: 标配1个英特尔®至强®处理器 E5-2407v2
(四核 2.4 GHz,10MB共享三级缓存,80W) 可支持最大2个处理器; 标配两个Smart Socket 智能
CPU托架; 标配8GB (1x8GB) PC3L-12800R (DDR3-1600) 低电压内存, 最大支持12个DDR3
内存插槽; 标配1个HP Smart Array B320i 智能SAS阵列控制器, 带512M FBWC缓存, 支持
RAID 0/1/5; 主板集成 iLO Management Engine (iLO4)远程管理芯片(标配含独立管理端口); 3
ControlLogix 高速计数器模块产品目录号 1756-HSC⽤⼾⼿册原版说明书中文译本2罗克⻙尔⾃动化出版物 1756-UM007E-ZH-P - 2021 年8 月ControlLogix 高速计数器模块⽤⼾⼿册重要⽤⼾须知在安装、配置、操作或维护本产品之前，请阅读本文档以及“其他资源”章节所列的文档，了解关于安装、配置和操作该设备的信息。除了所有适用的条例、法律和标准的要求之外，用⼾还必须熟悉安装和接线说明。包括安装、调整、投⼊运⾏、使用、装配、拆卸和维护等在内操作必须由经过适当培训的人员根据适用的操作守则来执⾏。如果未遵照制造商所指定的方式使用该设备，将可能导致该设备提供的保护失效。在任何情况下，对于因使用或操作该设备造成的任何间接或连带损失，罗克⻙尔⾃动化公司概不负责。本手册中包含的示例和图表仅用于说明。由于任何具体安装都涉及众多变数和要求，罗克⻙尔⾃动化公司对于依据这些示例和图表所进⾏的实际应用不承担任何责任和义务。对于因使用本手册中所述信息、电路、设备或软件而引起的专利问题，罗克⻙尔⾃动化公司不承担任何责任。未经罗克⻙尔⾃动化公司的书⾯许可，不得复制本手册的全部或部分内容。在整本手册中，我们在必要的地方使用了以下注释，来提醒您留意安全注意事项。标签也可能位于设备表⾯或内部，提供具体的预防措施。警告：标识在危险环境下可能导致爆炸，进而导致人员伤亡、物品损坏或经济损失的操作或情况。注意：标识可能导致人员伤亡、物品损坏或经济损失的操作或情况。注意符号可帮助您确定危险情况，避免发生危险，并了解可能的后果。重要信息标识对成功应用和了解本产品有重要作用的信息。电击危险：位于设备（例如，驱动器或电机）表面或内部的标签，提醒相关人员可能存在危险电压。灼伤危险：位于设备（例如，驱动器或电机）表面或内部的标签，提醒相关人员表面可能存在高温危险。弧闪危险：位于设备（例如，电机控制中心）表面或内部的标签，提醒相关人员可能出现弧闪。弧闪可导致重伤或死亡。佩戴适当的个人防护设备 (PPE)。遵循所有安全工作规范和个人防护设备 (PPE) 的规章要求。罗克⻙尔⾃动化出版物 1756-UM007E-ZH-P - 2021 年8 月3目录前言 变更摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7本手册适用对象. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7其他资源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7章节 1模块特性引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9什么是⾼速计数器模块？. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9编码器和传感器兼容性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111756-HSC 模块特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11附加 I/O 模块特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111756-HSC 部件示意图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12章节 2计数器模式引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13计数器/编码器概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13计数器模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15编码器模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16预设. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18反转. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19输⼊ Z（门脉冲/复位） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19存储模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20输出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22为计数器分配输出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22输出操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23章节 3频率模式引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25频率概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25频率模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26频率模式的采样周期. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27周期速率和连续速率模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28周期/连续速率模式的采样周期. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29输出操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31周期速率/连续速率输出示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32最大频率. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334罗克⻙尔⾃动化出版物 1756-UM007E-ZH-P - 2021 年8 月目录章节 4ControlLogix 的安装与接线操作高速计数器模块引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35安装模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38匹配可拆卸端子块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39模块接线. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40连接电线. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41连接电缆的非接地端. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42两种 RTB 类型（每种 RTB 都标配外壳） . . . . . . . . . . . . . . . . 42RTB 接线建议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43接线端. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Allen-Bradley 845 增量式编码器接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Allen-Bradley Bulletin 872 三线制直流接近传感器接线 . . . 44PHOTOSWITCH® 系列 10,000 光电传感器接线 . . . . . . . . . . . 45组装可拆卸端子块和外壳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46安装可拆卸端子块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47拆下可拆卸端子块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49从机架中拆除模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50章节 5配置模块引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51ControlLogix 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51直接连接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52本地机架操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53远程机架操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53使用默认配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54使用编程软件（版本 18 或更⾼版本）配置模块 . . . . . . . . . . . . . 55通信格式选项. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57设置 RPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59设置计数器配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60滤波器选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62设置输出配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63将配置 (.C) 输出、反转、预设标签复制到输出 (.O) 标签 . . . . . . 64电子匹配功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66精确匹配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67兼容匹配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68禁止电子匹配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69下载配置到 1756-HSC 模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
