常 俊 李瑞華

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CSS集群技術(shù)在地震核心網(wǎng)中的應(yīng)用1

常 俊 李瑞華

（陜西省地震局，西安 710068）

隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的發(fā)展，以及地震系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容的擴(kuò)展，原地震行業(yè)網(wǎng)絡(luò)核心層從性能上已逐漸難以滿足需求。為保障網(wǎng)絡(luò)可靠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)為滿足地震行業(yè)網(wǎng)絡(luò)零中斷的需求，利用新一代CSS交換機(jī)集群技術(shù)，采用中間設(shè)備臨時(shí)接管的方法，對(duì)地震核心網(wǎng)進(jìn)行了平滑改造升級(jí)，通過升級(jí)簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)效能。

CSS 網(wǎng)絡(luò)虛擬化 地震核心網(wǎng)

引言

近幾年，多次災(zāi)難性地震的發(fā)生，令社會(huì)公眾對(duì)地震行業(yè)的要求與期望值越來越高，這也促使了地震系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)。不斷擴(kuò)充的業(yè)務(wù)內(nèi)容，更為高標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)要求，帶來網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的飛速增長(zhǎng)以及網(wǎng)絡(luò)中路由的日趨復(fù)雜，這為已建設(shè)多年的陜西省地震網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心層帶來了較大的壓力，使其難以有效支撐。因此，對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造升級(jí)，搭建一個(gè)更為安全、穩(wěn)定、可靠、高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境勢(shì)在必行。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬化作為近年來的新興技術(shù)與研究熱點(diǎn)，多家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司都推出了其最新的研究成果。CSS集群技術(shù)作為其中的一種，通過將多臺(tái)交換機(jī)虛擬為一臺(tái)的方式，具備了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、易于維護(hù)管理、穩(wěn)定高效運(yùn)行等特點(diǎn)（肖磊等，2010；David Newman，2008），可充分滿足地震系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的迫切需求。本文將其應(yīng)用到地震核心網(wǎng)的改造升級(jí)中，成功地解決了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)問題，提升了網(wǎng)絡(luò)的性能。

1 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)分析

1.1 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基本情況

陜西省地震網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用核心層、匯聚層、接入層三層架構(gòu)形式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。其中，接入層為二層轉(zhuǎn)發(fā)模式；匯聚層采用了2臺(tái)交換機(jī)的堆疊，以提高匯聚層的可用性與可靠性，匯聚層交換機(jī)中配置了用戶的網(wǎng)關(guān)；核心層為2臺(tái)HUAWEI S6503交換機(jī)以心跳線互聯(lián)，通過VRRP協(xié)議形成雙機(jī)熱備模式，每臺(tái)核心交換機(jī)上分別連接部分地震系統(tǒng)服務(wù)器，下行通過光纖連接各樓層匯聚交換機(jī)，上行通過電口一方面連接核心路由器，實(shí)現(xiàn)與中國(guó)地震局及其他省局的互連（趙軍等，2009），另一方面連接出網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的互連。核心交換與上下行設(shè)備之間均啟用OSPF協(xié)議進(jìn)行路由學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通。

1.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)缺陷分析

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，地震系統(tǒng)業(yè)務(wù)已持續(xù)運(yùn)行近10年。隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展，以及地震系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容的增多，上述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行中逐步顯現(xiàn)出一些不足。

（1）設(shè)備老化而引發(fā)的故障隱患

現(xiàn)有核心交換機(jī)于2007年投入使用，至今已有7年時(shí)間，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備的可用性與可靠性都有了一定程度的下降，出現(xiàn)故障的概率相應(yīng)提升。雖然雙機(jī)熱備的模式保障了在核心交換機(jī)出現(xiàn)單臺(tái)故障時(shí)鏈路的正常通信，但由于2臺(tái)核心交換機(jī)上分別連接有不同業(yè)務(wù)內(nèi)容的服務(wù)器，因此，當(dāng)其中1臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致連接在該臺(tái)交換機(jī)上的服務(wù)器全部無法提供服務(wù)，這會(huì)直接影響到地震系統(tǒng)多方面業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。

（2）VRRP協(xié)議引起的故障恢復(fù)時(shí)間過長(zhǎng)

2臺(tái)核心交換機(jī)之間通過VRRP協(xié)議形成雙機(jī)熱備模式。在正常狀態(tài)下，通過核心交換機(jī)上的配置實(shí)現(xiàn)了各樓層業(yè)務(wù)的分流，即部分樓層主要業(yè)務(wù)走核心1，其余業(yè)務(wù)走核心2，若其中1臺(tái)核心交換機(jī)出現(xiàn)故障宕機(jī)時(shí)，路由將重新收斂，由另1臺(tái)交換機(jī)承擔(dān)全部業(yè)務(wù)，以保障鏈路的正常通信。但是由于VRRP協(xié)議自身的性能問題，其故障收斂時(shí)間為秒級(jí)，難以滿足現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)的高效性要求（司桂榮等，2014；張營(yíng)等，2011）。

（3）應(yīng)用OSPF協(xié)議導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)效率的降低

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，核心交換與上下行設(shè)備之間均通過OSPF進(jìn)行路由學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)鏈路互通。但由于地震行業(yè)的特點(diǎn)是省局不僅需要與省內(nèi)的數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，還需與中國(guó)地震局、其他省地震局之間進(jìn)行通信（趙軍等，2009），由此而導(dǎo)致學(xué)習(xí)的路由表規(guī)模較大。對(duì)于匯聚層的交換機(jī)而言，其實(shí)際應(yīng)用的路由簡(jiǎn)單明了，因此龐大的路由表在一定程度上降低了網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)效率。

（4）帶寬利用率低

雖然各樓層匯聚交換機(jī)均雙鏈路上行至核心交換，但由于核心交換之間運(yùn)行的VRRP協(xié)議，形成了鏈路冗余備份，因此同一時(shí)刻只有其中一條鏈路處于工作狀態(tài)，未能充分有效的利用提供的帶寬。

（5）管理維護(hù)較為復(fù)雜

在網(wǎng)絡(luò)中，2臺(tái)核心交換機(jī)呈現(xiàn)為2個(gè)單獨(dú)的實(shí)體，擁有各自的ip地址與配置文件（趙銳等，2014）。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展或調(diào)整時(shí)，需要同時(shí)對(duì)2臺(tái)設(shè)備進(jìn)行配置修改，而進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障排查時(shí)，需同時(shí)從2臺(tái)設(shè)備著手，查看各自與相互之間的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)日常網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)而言，具有一定難度。

2 CSS集群技術(shù)概述

2.1 CSS集群技術(shù)的定義與特征

集群交換系統(tǒng)CSS（Cluster Switch System），又被稱為集群，是華為公司采用的交換機(jī)虛擬化技術(shù)。它是指將多臺(tái)支持集群特性的交換機(jī)設(shè)備組合在一起，從邏輯上組合成1臺(tái)整體交換設(shè)備。集群的物理連接方式可分為集群卡集群和業(yè)務(wù)口集群。集群卡集群是通過集群卡的集群端口連接構(gòu)建集群系統(tǒng)；業(yè)務(wù)口集群是通過特定業(yè)務(wù)單板的業(yè)務(wù)口連接構(gòu)建集群系統(tǒng)。CSS的典型特征有（圖2）：

（1）交換機(jī)多虛一：CSS對(duì)外表現(xiàn)為1臺(tái)邏輯交換機(jī)，控制平面合一，統(tǒng)一管理。

（2）轉(zhuǎn)發(fā)平面合一：CSS內(nèi)物理設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)平面合一，轉(zhuǎn)發(fā)信息共享并實(shí)時(shí)同步。

（3）跨設(shè)備鏈路聚合：跨CSS內(nèi)物理設(shè)備的鏈路被聚合成一個(gè)TRUNK端口，和下游設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

2.2 CSS集群的建立過程

2.2.1 集群設(shè)備線纜連接

經(jīng)前期測(cè)試比較，本文中的核心交換升級(jí)選用的設(shè)備型號(hào)為HUAWEI S7712，采用的集群方式為集群卡集群。每塊主控板上插一塊VSTSA 集群卡，每塊集群卡上有4 個(gè)集群口，2臺(tái)設(shè)備都需要配置2塊主控板。為實(shí)現(xiàn)2臺(tái)S7712通過建立集群關(guān)系虛擬化為1臺(tái)更為強(qiáng)大的設(shè)備，需通過專用的集群電纜將集群口按照一定的規(guī)則連接起來，具體連接方式如圖3所示。

2.2.2 角色選舉

集群建立時(shí)，成員交換機(jī)之間相互發(fā)送競(jìng)爭(zhēng)報(bào)文。通過競(jìng)爭(zhēng)，1臺(tái)成為主交換機(jī)，即Master，負(fù)責(zé)管理整個(gè)集群系統(tǒng)；另1臺(tái)則成為集群備份交換機(jī)，即Standby。主交換機(jī)的選取規(guī)則為：

（1）運(yùn)行狀態(tài)比較：最先完成啟動(dòng)，并進(jìn)入集群運(yùn)行狀態(tài)的交換機(jī)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)為主交換機(jī)。

（2）集群優(yōu)先級(jí)比較：集群優(yōu)先級(jí)高的交換機(jī)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)為主交換機(jī)。

（3）MAC地址比較：當(dāng)設(shè)備同時(shí)完成啟動(dòng)，并且集群優(yōu)先級(jí)又相同時(shí)，MAC地址小的交換機(jī)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)為主交換機(jī)。

（4）集群ID比較：當(dāng)2臺(tái)交換機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，且集群優(yōu)先級(jí)和MAC地址都相同時(shí)，集群ID小的交換機(jī)成為主交換機(jī)。值得注意的是，集群中的2臺(tái)成員交換機(jī)必須擁有不同的集群ID，相同ID的2臺(tái)交換機(jī)不能建立集群。

缺省狀態(tài)下，交換機(jī)的集群ID、集群優(yōu)先級(jí)都為1，集群功能也不能使用，因此，在建立集群時(shí)，需手動(dòng)進(jìn)行交換機(jī)配置。具體操作步驟為：

（1）在系統(tǒng)視圖下執(zhí)行命令set css id new-id，配置成員交換機(jī)的集群ID，分別為1和2。在集群建立后，交換機(jī)的集群ID不可隨意修改，否則會(huì)導(dǎo)致集群分裂。

（2）執(zhí)行命令set css priority new-priority，配置設(shè)備的集群優(yōu)先級(jí)。

（3）執(zhí)行命令css enable，啟用交換機(jī)的集群功能，并按照提示重啟交換機(jī)。對(duì)于希望作為主交換機(jī)的設(shè)備可選擇優(yōu)先重啟。

2.2.3 配置同步

集群具有嚴(yán)格的配置文件同步機(jī)制，用來保證集群中的多臺(tái)交換機(jī)能夠像一臺(tái)設(shè)備一樣在網(wǎng)絡(luò)中工作。集群建立時(shí)，成員交換機(jī)在啟動(dòng)開始階段使用各自的配置文件啟動(dòng)。啟動(dòng)完成后，備交換機(jī)會(huì)將本設(shè)備的集群相關(guān)配置合并到主交換機(jī)的配置文件中，形成集群系統(tǒng)的配置文件。集群正常運(yùn)行后，主交換機(jī)作為集群系統(tǒng)的管理中樞，負(fù)責(zé)將用戶的配置同步給備交換機(jī)，從而使集群內(nèi)各成員交換機(jī)的配置隨時(shí)保持一致。通過即時(shí)同步，集群中的所有成員交換機(jī)均保持相同的配置。即使主交換機(jī)出現(xiàn)故障，備交換機(jī)仍能夠按照相同的配置執(zhí)行各項(xiàng)功能。配置的同步過程由交換機(jī)自主完成，無需人工干預(yù)。

2.2.4 集群狀態(tài)檢查

集群建立后，可通過兩種方式查看集群建立的狀態(tài)。一種是通過集群卡上的指示燈查看，建立成功的指示燈為：4塊集群卡中只有1塊集群卡的MASTER燈綠色常亮；1臺(tái)交換機(jī)的2塊集群卡上編號(hào)為1的CSS ID燈綠色常亮，另外1臺(tái)交換機(jī)的2塊集群卡上編號(hào)為2的CSS ID燈綠色常亮；集群卡上ACT/LINK燈綠色常亮。另一種是通過命令行方式查看：

（1）執(zhí)行命令display device查看設(shè)備單板狀態(tài)（圖4）。

（2）執(zhí)行命令display css status all查看集群系統(tǒng)的狀態(tài)（圖5）。

圖5 集群建立成功后的系統(tǒng)狀態(tài)

（3）執(zhí)行命令display css channel檢查集群鏈路狀態(tài)（圖6）。

圖6 集群建立成功后的鏈路狀態(tài)

3 應(yīng)用CSS技術(shù)改造升級(jí)中的幾點(diǎn)關(guān)鍵問題

3.1 零中斷平滑升級(jí)

鑒于地震行業(yè)的特殊性，地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)與速報(bào)等重要業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)。而實(shí)施核心交換的改造升級(jí)，受機(jī)房環(huán)境所限，涉及到將原核心設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中摘除下架，再將新核心交換機(jī)上架、啟動(dòng)、連接上下行線路等一系列過程，必將耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，若在此時(shí)間段內(nèi)發(fā)生地震事件，將造成不可挽回的后果。因此，如何在保障臺(tái)網(wǎng)重要業(yè)務(wù)的前提下最短時(shí)間斷網(wǎng)，成為實(shí)施中需要考慮的首要問題。

經(jīng)研究討論，筆者最終決定通過以下步驟進(jìn)行：

（1）在2臺(tái)新核心交換機(jī)上架前，完成其除訪問控制策略之外的其他所有配置，并加電測(cè)試其集群建立過程的狀態(tài)與時(shí)長(zhǎng)是否與預(yù)期一致。此后，將配置好的核心交換與上下行需連接的所有設(shè)備逐一進(jìn)行互聯(lián)測(cè)試（張營(yíng)等，2011），查看在集群狀態(tài)下雙方能否正常通信，以避免新核心交換機(jī)上架完成后出現(xiàn)鏈路不通的情況。

（2）準(zhǔn)備1臺(tái)臨時(shí)三層交換機(jī)，在其上按照臺(tái)網(wǎng)重要業(yè)務(wù)上下行鏈路的需求提前予以配置并做好測(cè)試。在實(shí)施新舊交換機(jī)更替時(shí)，將臺(tái)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行所需的線路臨時(shí)連接至該交換機(jī)，該操作簡(jiǎn)單快捷，這樣既可保障重要地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)的正常通信，也減輕了交換機(jī)替換實(shí)施過程的壓力（圖7）。

（3）將原核心交換機(jī)下架，新設(shè)備上架，并連接好除臺(tái)網(wǎng)業(yè)務(wù)之外的所有線路與服務(wù)器，待網(wǎng)絡(luò)測(cè)試通暢之后，再將臺(tái)網(wǎng)線路移至新交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)業(yè)務(wù)的恢復(fù)。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在全通狀態(tài)。

（4）逐步添加訪問控制策略，并在服務(wù)器上設(shè)置雙網(wǎng)卡綁定，至此完成核心網(wǎng)絡(luò)的改造升級(jí)。

3.2 全網(wǎng)路由梳理與改造

原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，核心交換與上下行設(shè)備間均通過OSPF路由學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)鏈路通信，正如1.2節(jié)中所述，該方式降低了網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)效率。為解決這一問題，在核心交換升級(jí)改造過程中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際需求，對(duì)全網(wǎng)的路由進(jìn)行了梳理與改造。改造后的路由模式為：一是OSPF域的范圍只包含核心交換機(jī)上行端口和上聯(lián)設(shè)備的端口；二是核心交換機(jī)與下行互聯(lián)設(shè)備之間使用靜態(tài)路由，即核心層與匯聚層、匯聚層與接入層全都使用靜態(tài)路由；三是在配置OSPF路由選擇協(xié)議的設(shè)備上，根據(jù)需要引入靜態(tài)路由選擇協(xié)議；四是核心交換機(jī)上使用默認(rèn)路由配置內(nèi)網(wǎng)用戶訪問Internet網(wǎng)絡(luò)。

3.3 鏈路聚合技術(shù)的應(yīng)用

3.3.1 鏈路聚合技術(shù)定義

鏈路聚合（Link Aggregation）是將一組物理接口捆綁在一起，作為一個(gè)邏輯接口來增加帶寬的一種方法，又稱為多接口負(fù)載均衡組（Load Sharing Group）或鏈路聚合組（Link Aggregation Group）。

3.3.2 基于集群交換機(jī)的鏈路聚合的應(yīng)用

集群技術(shù)支持跨框鏈路聚合Eth-Trunk，用戶可以將不同成員設(shè)備上的物理以太網(wǎng)端口配置成一個(gè)聚合端口。即使某些端口所在的設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會(huì)導(dǎo)致聚合鏈路完全失效，其它正常工作的成員設(shè)備會(huì)繼續(xù)管理和維護(hù)剩下的聚合端口。這樣既可以增大設(shè)備容量，又可以進(jìn)行設(shè)備間的業(yè)務(wù)備份，增加可靠性。改造升級(jí)后的2臺(tái)核心交換機(jī)通過CSS技術(shù)實(shí)現(xiàn)集群，與上下行設(shè)備之間均使用2條物理鏈路通過鏈路聚合實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。具體實(shí)現(xiàn)方法為：

（1）在集群系統(tǒng)創(chuàng)建Eth-Trunk，并加入Eth-Trunk成員接口。示例如下：

system-view

Enter system view, return user view with Ctrl+Z.

[SXDZJ_S7712]interface eth-trunk 31

[SXDZJ_S7712-Eth-Trunk31]quit

[SXDZJ_S7712]interface GigabitEthernet 1/11/0/12

[SXDZJ_S7712-GigabitEthernet1/11/0/12]eth-trunk 31

[SXDZJ_S7712-GigabitEthernet1/11/0/12]quit

[SXDZJ_S7712]interface GigabitEthernet 2/11/0/12

[SXDZJ_S7712-GigabitEthernet2/11/0/12]eth-trunk 31

[SXDZJ_S7712-GigabitEthernet1/11/0/12]quit

（2）在上下行設(shè)備中，由于設(shè)備型號(hào)的不同，具有不同的鏈路聚合配置方法。以下行匯聚交換機(jī)為例，其配置方法為先創(chuàng)建鏈路聚合組，再加入成員接口。示例如下：

system-view

Enter system view, return user view with Ctrl+Z.

[SXDZJ_HUIJU]link-aggregation group 1 mode manual

[SXDZJ_HUIJU]interface GigabitEthernet 1/1/1

[SXDZJ_HUIJU-GigabitEthernet1/1/1]port link-aggregation group 1

[SXDZJ_HUIJU-GigabitEthernet1/1/1]quit

[SXDZJ_HUIJU]interface GigabitEthernet 2/1/1

[SXDZJ_HUIJU-GigabitEthernet2/1/1]port link-aggregation group 1

[SXDZJ_HUIJU-GigabitEthernet2/1/1]quit

經(jīng)上述改造后，完成了地震核心網(wǎng)的改造升級(jí)。圖8為改造升級(jí)完成后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

4 應(yīng)用CSS集群技術(shù)后的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)

4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單

基于CSS技術(shù)的“多虛一”理念，改造升級(jí)后的2臺(tái)核心交換呈現(xiàn)為1臺(tái)設(shè)備，其形成的虛擬設(shè)備中各種控制協(xié)議也作為單一設(shè)備統(tǒng)一運(yùn)行，路由協(xié)議也會(huì)統(tǒng)一計(jì)算（吳永娟等，2012；趙銳等，2014；David Newman，2008）。而原來組網(wǎng)中需要通過設(shè)備間協(xié)議交互實(shí)現(xiàn)的功能，如通過MSTP、VRRP等協(xié)議實(shí)現(xiàn)的鏈路冗余、網(wǎng)關(guān)備份等，也在虛擬設(shè)備中直接實(shí)現(xiàn)，無需此類協(xié)議的支持，省去了設(shè)備間大量協(xié)議報(bào)文的交互，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，將網(wǎng)絡(luò)動(dòng)蕩時(shí)的收斂時(shí)間從秒級(jí)縮短至毫秒級(jí)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)更為安全可靠

網(wǎng)絡(luò)的高可靠性一方面體現(xiàn)為單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的高可靠性；另一方面更體現(xiàn)在整網(wǎng)的可靠性上，即通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性（王東洋，2012）。通過實(shí)施核心交換設(shè)備的升級(jí)，排除了原交換機(jī)老化帶來的故障隱患，從設(shè)備層面提升了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。而CSS集群技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通過主控的交換網(wǎng)直接出集群口，很好地保證了整網(wǎng)的可靠性。

4.3 網(wǎng)絡(luò)更為高效靈活

CSS集群技術(shù)克服了業(yè)界普遍采用的線卡集群跨框多次交換，交換效率低下的架構(gòu)難題，實(shí)現(xiàn)了跨框一次交換，大幅度提升了交換效率。同時(shí)通過與上下行設(shè)備之間的跨框鏈路聚合，擴(kuò)大了匯聚層和接入層到核心層的網(wǎng)絡(luò)帶寬，實(shí)現(xiàn)了鏈路的負(fù)載分擔(dān)，保障了任何一條鏈路中斷，都不會(huì)導(dǎo)致端口的中斷（虞紅芳等，2014），也不會(huì)引起OSPF的重新收斂，保證了OSPF協(xié)議的穩(wěn)定運(yùn)行，消除了單點(diǎn)故障，提高了鏈路的利用率。

4.4 網(wǎng)絡(luò)更加易于管理

實(shí)現(xiàn)CSS集群后的2臺(tái)核心交換共用一個(gè)IP，同用一套配置，可通過任意成員設(shè)備的任意端口登錄系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有成員設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，簡(jiǎn)化了日常管理維護(hù)的內(nèi)容，同時(shí)也更便于日后的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整與擴(kuò)展（司桂榮等，2014；肖磊，2010）。

4.5 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)在業(yè)務(wù)應(yīng)用中的體現(xiàn)

CSS集群技術(shù)的應(yīng)用及全網(wǎng)路由的梳理變更，為日常業(yè)務(wù)帶來的直觀優(yōu)勢(shì)為：一是更為快速高效的數(shù)據(jù)傳輸；二是更為簡(jiǎn)單穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)路由；三是更為安全可靠的信息服務(wù)。以到國(guó)家臺(tái)網(wǎng)中心的路由及到一個(gè)測(cè)震臺(tái)站的ping包延時(shí)為例，改造升級(jí)前后的對(duì)比結(jié)果如圖9所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

地震業(yè)務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)社會(huì)公眾而言至關(guān)重要，而地震網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為其基礎(chǔ)支撐，應(yīng)具備安全穩(wěn)定、高效等性能。在本次地震核心網(wǎng)改造升級(jí)中，合理應(yīng)用了CSS集群技術(shù)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率、安全性和可靠性，整個(gè)系統(tǒng)易擴(kuò)展，方便管理。系統(tǒng)自投入使用以來功能完善，運(yùn)行穩(wěn)定，為地震系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了良好的網(wǎng)絡(luò)保障。

司桂榮，張藝弛，宗國(guó)升等，2014. 基于三層交換技術(shù)的虛擬局域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì). 內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，43（1）：101—105.

王東洋，2012. 基于虛擬設(shè)備的虛擬交換機(jī)設(shè)計(jì). 軟件，33（1）：42—45.

吳永娟，王振華，黃小紅，2012. 數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)虛擬化方案研究. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，37（6）：1193—1198.

肖磊，2010. 云計(jì)算時(shí)代，以太網(wǎng)交換機(jī)將何去何從．郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，（4）：5—7.

虞紅芳，李樂民，2014. 網(wǎng)絡(luò)以及功能虛擬化——網(wǎng)絡(luò)虛擬化的過去、現(xiàn)在和未來. 中興通訊技術(shù)，20（3）：2—7.

張營(yíng)，邢建臣，2011. 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)在電力綜合信息網(wǎng)中的應(yīng)用. 電力信息化，9（7）：58—62.

趙軍，王松，張蕾，2009. 地震系統(tǒng)行業(yè)網(wǎng)Ospf路由過濾. 地震研究，32（4）：426—430.

趙銳，董喜明，甘?；鄣龋?014. 交換平臺(tái)中N:1虛擬化的同步機(jī)制實(shí)現(xiàn). 光通信研究，40（5）：26—29.

David Newman, 2008. Double your networking pleasure: Cisco’s virtual switching．Network World, (1): 251—251.

Application of Cluster Switch System Technology in Seismic Core Network

Chang Jun and Li Ruihua

(Earthquake Administration of Shaanxi Province, Xi’an 710068, China)

With the development of network virtualization technology, as well as expansion of business in seismic system, the performance of original core network of Earthquake Administration of Shaanxi Province has gradually difficult to meet the demand. To guarantee reliable and efficient operation of seismic system network, and to meet the needs of zero interruption, a new generation of Cluster Switch system technology, and a method of an intermediate device to temporarily take are used in smoothly upgrading the seismic core network. By upgrading, the network structure has been simplified, and the network performance has been improved.

Cluster switch system; Network virtualization; Seismic core network

陜西省地震局啟航與創(chuàng)新基金“前兆數(shù)據(jù)連續(xù)性及穩(wěn)定性量化評(píng)價(jià)研究”資助

2014-12-15

常俊，女，生于1983年。碩士，工程師。長(zhǎng)期從事網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)維護(hù)等工作。E-mail：cjjy1983@163.com