华为视讯全业务备份方案介绍(图)

　　一、全业务备份的背景

　　行业客户（如政府、军队、金融、电力等）使用视频会议系统，大部分是独立组网，用于召开内部的重要工作会议，对系统可靠性有很高的要求，希望7×24小时工作。并当故障发生时，能够尽快恢复，做到业务的平滑切换。

　　行业客户的基本组网如下：

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　　其主要部件包括：MCU管理台、GK、MCU和终端。在这些主要部件中，任何一个部件或环节出现问题，都将导致业务故障。以下列举几个常见的场景：

　　1）会议过程中主会场终端忽然掉电，如果这个时候没有备份的主会场，那么所有会场都看不到主会场，会议就陷入混乱；

　　2）会议过程中主会场的线路发生故障，如果没有线路备份，主会场将无法看到其他会场的图象和听到声音，其他会场也无法看到主会场的图象和听到声音，会议也会陷入混乱；

　　3）维护人员更换MCU某块单板，而此时该单板正用于开会，如果没有备份单板，整个会议的终端都无法看到图象和听到声音，会议完全被中断；

　　4）MCU供电出现故障，整个MCU无法工作，如果没有MCU备份，会议也完全中断；

　　5）MCU管理台和GK的服务器发生故障，如果没有备份功能，已经召开的会议将无法管理，同时也无法再召开新的会议。

　　华为针对现有视讯产品的应用场景，提出了视讯全业务备份的理念，从业务、设备、到线路，实现多重、全方位的备份方案，真正实现视讯系统的高可靠性。

　　二、华为全业务备份实现方案

　　1、GK1+1备份方案

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　　基本原理参见上图，利用VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol）虚拟路由冗余协议，将1+1备份的两个GK虚拟成一个GK。当主GK服务器异常时，从GK自动升级为主GK。GK业务平滑切换，不受影响。维护人员诊断和排除异常GK服务器的故障后，恢复1+1的备份。

　　2、MCU管理台1＋1备份

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　　参见上图，利用的服务器群集（Cluster）和windows群集服务（ClusterService），将两台运行MCU管理台的服务器连接起来，正常运行情况下，两个服务器负荷分担。当其中一台服务器管理台异常时，群集服务将该台服务器的业务转移到正常的服务器，实现业务平滑切换，同时重新启动异常的管理台程序，恢复双机负荷分担的操作。由于管理台存储了整个视讯系统的业务数据，因此群集中的管理台需要有共享的存储设备。为保证数据的安全，采用RAID(RedundantArrayofInexpensiveDisks:冗余磁盘阵列，一共有RAID0~56个级别)，根据对系统数据安全性的需要和磁盘配置，可以选择RAID1＋0或者RAID5。

　　3、MCU冗余备份

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　　通过MCU双机备份，异地部署的方式，可以保障外部环境异常时(如MCU所在网络故障、停电、自然灾害等)，会议得以继续召开。如上图所示，管理台同时管理两台MCU，并在一台MCU上召开会议业务。当该MCU发生整机故障时（如掉电），管理台将该MCU会议转移到另外一台MCU，恢复会议，无需用户人工排除故障。

　　4、MCU内部可靠性

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　　MCU可靠性采用对内部各个业务处理部件（软件/硬件）的实时故障检测、故障隔离和业务迁移来实现。

　　上图描述了整个MCU内部的可靠性措施。包含了各个软硬件的业务处理部件。

　　（1）电源热备份:通过双电源供电，正常情况下负荷分担。当某个电源模块异常，另一个电源模块能独立承担系统的供电任务。同时支持网管告警，用户通过网管能够及时获得信息，及时排除故障电源，整个业务不受影响。

　　（2）主控板1+1备份:主控板为MCU系统的管理核心，负责整个设备的配置状态管理和业务运行，因此提供1+1的冗余备份。两块单板实时同步运行，并有心跳握手。当主用板发生故障，备用板自动升级为主用板，同时复位原出故障的主用板，做为备用板使用。整个倒换过程业务不中断，正在召开会议的视音频效果完全不受影响。

　　（3）业务板n+1备份:业务板为MCU的接入和视音频处理单板。主控板监控所有业务板的在位状态和软件运行状态，如果主控板发现业务板软硬件故障，则将该单板上的业务（包括：码流收发、视音频编解码等）转移到其他正常运行的业务板上。通过主控板对业务的迁移和恢复，保障正在进行的会议能够自动恢复，无需用户人工排障。可以看到，业务板恢复的过程，也必须包含下文提到的“芯片备份”过程，才能保证视音频编解码处理也能够同时恢复。

　　（4）芯片备份：MCU的视音频处理都是由高性能的视音频编解码芯片完成。每块业务板上有密集的多个编解码芯片，提供强大的处理能力。如果业务板被拔出来或者某芯片发生故障，则会影响到视音频编解码，进而影响到图象声音效果。MCU主控板能实时监控所有单板和编解码芯片的软件运行状态，如果发现芯片发生故障，则将该芯片上的视音频编解码处理转移到正常运行的芯片（可以是故障芯片所在业务板的其他芯片，也可以是其他业务板的芯片），恢复视音频编解码处理。通过对芯片编解码处理的迁移和恢复，保障会议的视音频能够自动恢复，无需用户人工排障。

　　（5）网口备份：每块业务板都提供两个GE口做为码流收发，配合IP的冗余组网，可以实现整个IP线路的备份，任何一个节点的IP线路出问题，都不会中断业务。

　　5、线路备份

　　MCU的网口备份解决了IP线路的备份问题，但对于E1线路，除了E1线路之间的备份外，还需要提供IP线路对E1线路的备份，保障SDH网络出故障时，能够使用IP网络。同理，IP网络出故障，也能使用SDH网络。

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　　如上图所示，MCU和终端同时支持4E1和IP，分别接入SDH和IP网络。当4E1线路中某个E1线故障（如：接口松脱、CRC过高等），MCU与终端将该故障线路隔离，使用三条E1线召开会议，并将会议速率自动降到6M以下，小于三条E1线的带宽。当所有E1线路都故障时，MCU与终端倒换到IP网络，使用IP网络开展会议业务。如果E1线路恢复，则MCU与终端根据配置，可以选择重新倒换回SDH网络，也可以让SDH网络做为IP网络的备份。

　　三、总结

　　华为视讯的全业务备份方案通过对视讯系统每个部件的冗余、故障自动检测和业务恢复，达到客户要求的高可靠性。每个部件冗余技术的选择都是根据部件的网络位置、软硬件平台特性、业务功能和技术可行性兼容性来确定，务求做到部署简单、自动恢复、无缝倒换、不间断运行。用户按上述方案部署视讯会议系统，能够解决本文第一节所列举的多种故障场景，保证会议不间断召开。