基于网闸的双机热备系统的设计与实现.docx

基于网闸的双机热备系统的设计与实现白燕2015年6月中图分类号：TP309.2UDC分类号：004.62基于网闸的双机热备系统的设计与实现作者姓名白燕学院名称计算机学院指导教师张子剑答辩委员会主席廖乐健教授申请学位工程硕士学科专业计算机技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月TheDesignandImplementationofHot-standbySystemBasedontheNetgapCandidateName：SchoolorDepartment:FacultyMentor:Chair,ThesisCommittee：DegreeApplied:Major：Degreeby:TheDateofDefence：YanBaiComputerScienceZijianZhangProf.LejianLiaoMasterofEngineeringComputerScienceBeijingInstituteofTechnologyJune，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研宄工作获得的研宄成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研宄工作所做的任何贡献均己在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。北京理工大学硕士学位论文北京理工大学硕士学位论文摘要随着互联网的不断普及和广泛使用，越来越多的行业开始向信息化方向发展，企业的开放性日益增强，然而当一切数据都成为信息在网络上存储、传播和处理时，计算机网络面临着越来越复杂的安全威胁。尤其是对一些对安全要求企业，其核心数据不能被泄露，所以要保证其核心网络的相对隔离。网闸作为一种物理隔离交换设备，兼顾有物理隔离和数据交换的功能，非常适用于上面所述场景。然而，鉴于网闸的特点，它往往是不同安全等级网络之间连接的唯一桥梁，担负着整个网络所有数据流量的处理，极易成为瓶颈。一旦网闸形成了单点故障(SinglePointsofFailures，简称SPOFs)，将对系统的可用性影响很大，甚至影响整个系统，而从单点故障中恢复系统往往需要很长的时间，这不仅对很多业务来说是不可忍受的，而且会使企业蒙受损失。此外，由于网闸“单设备双系统”的特性，目前的高可用性方案无法满足这一需求，因此，研究网闸的高可用性方案并具体实现，具有重要的理论和实用价值。本课题首先对一个现有的网闸高可用协议进行了改进，并给出了一个基于网闸的双机热备方案。其次，在研究现有心跳机制的基础上，结合网闸的特点设计了一个适用于本方案的心跳检测模型，该心跳检测模型能够很好的平衡心跳频率、故障检测延迟和误检率之间的矛盾，并广泛适用于基于网闸的双机热备系统。最后，本课题以一个基于网闸的视频会议系统为依托，设计并实现了满足该系统需求的双机热备系统，并进行了系统功能、性能上的测试。经测试，该双机热备系统能够满足母系统的各项需求，为视频会议系统提供高可用性服务，从而提升了基于网闸的视频会议系统在同类产品中的竞争力，并且该系统已经投入使用。关键词：网闸；高可用；双机热备；心跳AbstractWiththegrowingpopularityandwidelyuseoftheInternet,moreandmoreindustriesbegantodeveloptheirbusinessinthedirectionofinformation,however,asallthedataisbecominginformationandstored,transmittedaswellasprocessedthroughtheinternet,itismoreandmorerigoroustoprotectthemfromsophisticatedsecuritythreats.Especiallyforthosewhodemandshighersecurityrequirementssuchasgovernmentagencies,militaryunits,largeenterprisesandresearchins