H3C VCF控制器高可靠性技术白皮书-V1.0
H3C VCF控制器高可靠性技术白皮书
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目录
1 引言 (1)
2 控制器的高可靠性机制 (1)
2.1 集群机制 (1)
2.1.1 集群概念介绍 (1)
2.1.2 集群运行机制 (3)
2.1.3 集群应用说明 (5)
2.2 控制器双网卡三层部署机制 (5)
2.2.1 双网卡机制介绍 (5)
2.2.2 双网卡机制的优势 (6)
2.3 逃生机制 (7)
2.3.1 自转发模型 (7)
2.3.2 流转发模型 (8)
2.4 业务可靠性 (8)
2.5 集群IP高可靠性 (8)
2.6 防攻击 (8)
3 网络的高可靠性部署 (8)
3.1 控制器集群常见的部署模式 (8)
3.1.1 双机模式 (8)
3.1.2 两主两备模式 (9)
3.1.3 多机模式 (9)
3.2 控制器插卡模式 (10)
3.3 网关高可靠性 (11)
3.4 接入可靠性 (12)
4 总结 (12)
1 引言
SDN（Software Defined Network，软件定义网络）是一种新型网络创新架构，其核心思想是将网络设备的控制层面与转发层面分离，以实现对网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供良好的平台。
SDN引入了集中控制的概念，即在网络中引入了区别于传统网络架构的角色——SDN控制器，也就是运行SDN网络操作系统并控制所有网络节点的控制单元。
对于SDN而言，控制器的作用是不可或缺的。SDN控制器负责整个SDN网络的集中化控制，控制网络中的各种资源，并为应用提供接口，各类应用通过调用控制器提供的接口来实现自己的网络转发需求。但是，控制能力的集中化意味着控制器的可靠性和性能可能会成为组网瓶颈。
H3C VCF（Virtual Converged Framework，虚拟应用融合架构）控制器是H3C推出的一款SDN 控制器，它支持控制器集群和集群内分区，为客户提供高可靠的网络管理平台。
2 控制器的高可靠性机制
2.1 集群机制
2.1.1 集群概念介绍
1. OpenFlow协议
(1) 概述
OpenFlow是SDN架构中定义的控制器与转发层之间的通信接口标准：
?OpenFlow的核心思想是分离控制平面和数据平面，在二者之间使用标准的协议通信；数据平面采用基于流的方式进行转发。
?ONF确定将OpenFlow 1.3版本作为长期稳定分支。H3C VCF控制器支持该协议版本。
(2) OpenFlow与SDN高可靠性
OpenFlow 1.3版本支持多控制器机制，大大提高了SDN网络的高可靠性和性能表现。
在OpenFlow网络中，Packet-In报文是SDN控制器和OpenFlow转发设备间交互最多的报文。
Packet-In报文的交互速度是衡量控制器性能的最关键指标；Packet-In报文交互的可靠性也直接反映了SDN网络的可靠性。
SDN通过多控制器机制，可以使得一台OpenFlow转发设备同时连接多台控制器，不同的控制器处于不同的角色完成不同的任务，实现了与OpenFlow转发设备交互的冗余备份，从而保证了控制器和OpenFlow转发设备间Packet-In报文交互的高可靠性。
多控制器机制中，一台OpenFlow转发设备可以同时连接多个控制器，不同的控制器具有不同的角色，被赋予不同的权限。控制器的角色和权限如表1所示。
表1控制器角色
角色权限
Master 处于该角色的Controller拥有全部权限，可以下发流表项，查询统计信息，接收设备上报的状态信息，在多个Controller中仅能有一个Controller是Master角色
角色权限
Equal 处于该角色的Controller同样拥有全部权限，相对于Master角色，唯一不同的是可以有多个Controller处于Equal角色
Slave 处于该角色的Controller仅拥有部分权限，Controller to switch消息中不能下发流表项、Group 表项以及Meter表项，不允许修改接口配置和设备配置，不允许执行Packet Out操作。异步
消息中，默认情况下设备不会上送Flow Remove消息和Packet In消息，仅能上送接口状态
变化消息，但是异步消息的上送能力可以通过Controller的设置异步消息进行修改
H3C基于OpenFlow 1.3的多控制器机制，细分OpenFlow 1.3中的角色定义，通过拓展创新，实现H3C VCF控制器集群，大大提高了SDN网络的高可靠性。
2. Team
多个VCF控制器可组成一个Team，共同来实现集群功能：
?在集群当前Leader控制器上修改的配置，会自动同步给Team中其他成员控制器。
?Team中所有的控制器位于一个二层或三层网络中（如为三层网络则需额外配置，具体请参见2.2 控制器双网卡三层部署机制），对外提供一个统一的北向IP地址，用于第三方软件调用控制器提供的REST API。
?VCF控制器集群和OpenFlow转发设备需要三层互访，只要三层可达即可。
?H3C VCF控制器集群当前支持最多128台控制器组成Team，并且可以支持的Leader最大数量为63。
3. 集群中的控制器角色
Team成员按功能分工的不同分为Leader和Member角色。
Leader负责集群的总体管理，北向IP地址也是配置在Leader的网卡上。所有北向的REST API 都由Leader回应和处理，然后由Leader通过全局数据同步的机制同步给集群内部的其他控制器。
Member负责南向连接OpenFlow转发设备，通过SSL协议或者直接基于TCP相连。
?Leader也可以作为Member，以管理OpenFlow转发设备。
?H3C VCF控制器集群可以在一个Team中指定多个控制器作为Leader，并形成Leader控制器一主多备的主备关系，提高可靠性。
4. Region
为了更好地控制和管理大型SDN网络，可以将集群中的控制器进行分区（Region），以便管理不同数目和类型的网络设备。
?Region用于提供OpenFlow转发设备管理通道的冗余备份。
?H3C VCF控制器集群支持每个Region中有两台控制器，互为备份；对于一台OpenFlow转发设备而言，一台控制器作为Master为该OpenFlow转发设备下发流表，另外一台控制器作为Slave提供备份功能。当Master发生故障时，Slave接替故障的Master，成为新的Master 继续为OpenFlow转发设备下发流表。当Region内的控制器都故障时，集群会重新为
OpenFlow转发设备分配新的Region。
?Region可以配置为负载均衡模式或者主备模式。
?建议一个Region里面所管理的网络设备类型相同。
2.1.2 集群运行机制
1. 集群的构建
当前H3C VCF控制器最大可支持128台控制器的集群。后加入集群的控制器上线时，Leader只需要对其进行单独的增量下发Team的配置，而无需重复操作之前已上线的控制器，从而实现Team 成员的动态加入。
?创建集群时需要明确指定各Leader的IP地址及其优先级。
?用户可以将两台控制器加入一个Region，以实现控制器流量的负载均衡和冗余备份。
2. Leader的选举
集群由多台控制器组成，其中一台控制器被选举为集群主管，负责管理和监控本集群中的所有成员控制器，该集群主管称为“当前Leader”。控制器集群的当前Leader从配置为Leader角色的控制器中选举产生。控制器集群中可以配置多个Leader，多Leader之间是备份关系。
在建立集群时，需要为不同的Leader配置不同的优先级，优先级最高的Leader将会被选举为当前Leader；当前Leader故障时，会从其他备份Leader中选出一个新的当前Leader，实现控制器集群和SDN网络的高可靠性，其选举机制如下：
(1) 每台Leader都选举自己为当前Leader，并将选票信息发送给其他的成员控制器。选票中携带
了Leader重新选举前处理的最后一条事务ID。事务ID是用来标识Leader当前数据的编码，
由系统自动生成，事务ID越大的表示数据越完整，该选票的优先级越高。
(2) 控制器收到其他成员的选票后，与本控制器的选票进行比较。如果收到的选票优先级高于自身，
则更新本控制器的选票为优先级高的选票信息并发送给其他成员；如果选票的优先级低于自身，
则忽略该选票，并向其他成员发布本控制器的选票信息；如果选票的优先级相同，则继续比较
控制器的优先级信息。
(3) 控制器配置的优先级信息会在集群内同步，每个控制器节点都保存有整个集群内控制器的优先
级信息。如果在步骤（2）中自身的选票信息与所收到选票的优先级相同，则继续比较两个节
点控制器的优先级。如果自身的控制器优先级较低，则更新本控制器的选票为高优先级控制器
的选票信息并发送给其他成员；否则，将本控制器的选票信息发布给其他成员。
(4) 当半数以上Leader成员达成一致时，Leader选举结束。
如上选举机制保证了多个Leader控制器同时在线时，优先级高的控制器可以作为当前Leader启动；
而如果只有一个控制器在线时，也可以作为Leader启动。同时，配置为Leader的高优先级控制器故障恢复后，当前Leader角色不会抢占，从而保证业务流处理的一致性。
3. Region的运行机制
根据OpenFlow 1.3中的多控制器机制，OpenFlow转发设备（可以是服务器上的虚拟交换机，也可以是物理交换机）可同时连接到两个控制器——即一个Region。Region内控制器之间的数据是完全互相备份的，这就保证了当其中一个控制器故障时，Region内的另一个控制器可以快速接管，并且整个过程转发无丢包。
(1) Region内所管理的转发设备的分配
Leader控制器可以自动为OpenFlow转发设备分配Region，并将Region中所有的控制器IP地址通告给OpenFlow转发设备，从而可以使OpenFlow转发设备与控制器建立连接。
(2) 负载分担算法
集群的负载分担有两个层次的概念：一是把转发设备分担到不同的Region上，实现Region间的负载分担；另一个是在Region内控制器间的负载分担。
?Region间的负载分担实现如下：对于物理转发设备，用户可以在控制器上指定需要连接的物理转发设备的管理IP地址，实现负载分担的分配；对于虚拟交换机，由Team中的Leader 自动分配。
?Region内的负载分担实现如下：Region内的控制器根据哈希算法，将连接到该Region的转发设备大致均匀的分配到Region内的两台控制器上，即由不同的控制器作为转发设备的
Master控制器，实现两台控制器分别管理该Region的一部分转发设备，从而实现Region内的负载分担。
4. 故障检测和故障恢复处理
快速检测故障和故障恢复，是保证SDN网络高可靠性的基本要求。
H3C VCF控制器集群中，对控制器故障的发现依赖于高可靠、快速的故障检测机制：
?故障检测机制检测到控制器故障时，会通知Team中其他的所有控制器。
?其他控制器会检查该故障控制器是否为本Region内的控制器。
?如果为本Region内的控制器故障，则该控制器向故障控制器所管理的网络设备下发接管通知，作为Master接管这些转发设备。
?如果Region内控制器全部故障，则集群的Leader控制器会为该Region所管理的网络设备选择新的Region。
控制器故障恢复时，故障检测机制会通知当前Team内的所有控制器故障恢复：
?控制器会检查已恢复的控制器是否为本Region内的控制器。
?如果是本Region内的控制器故障恢复，并且用户配置要求负载分担，则将本控制器所连的转发设备信息发送给故障恢复的控制器，实现该控制器的数据同步。
?Region内的控制器根据哈希算法分配自己所管理的转发设备。
在整个故障及恢复过程中，只有VCF控制器的管理层面进行相关检测和操作，对已有的流量转发过程不构成任何影响，可保证零丢包；对于恰好在故障倒换过程中新建的流表，可能会有极少量丢包，可忽略不计。
5. ISSU实现
SDN网络运行过程中，对控制器的升级操作不可避免。如何保证对控制器的平滑升级而不影响实际的转发业务，是衡量SDN网络高可靠性的重要指标。
H3C VCF控制器集群中，Region内的控制器可以实现ISSU升级；在升级过程中，SDN网络转发可实现零丢包。
(1) 用户选择一台控制器进行升级，将待升级控制器上的业务切换到Region内另外一台控制器上；
(2) 业务切换后待升级控制器将自动退出集群。请用户对该控制器进行新版本升级操作，完成升级
后，该控制器将自动加入集群；
(3) 按上述步骤升级Region内的另外一台控制器，完成整个Region内所有控制器的ISSU升级。
(4) 升级完成后，业务在Region内的两台控制器间自动再次进行负载分担。
2.1.3 集群应用说明
图1H3C VCF控制器集群组网
如图1所示，在SDN组网中，多个控制器组成集群，北向提供唯一的IP地址；南向通过Region内备份和Region间备份，对所管理的转发设备提供负载分担和冗余备份：
?H3C VCF控制器目前单个集群支持128台控制器，从而实现网络规模的弹性扩展。
?一个控制器集群可以认为是同一个控制器，所有全局信息在集群内同步，北向提供统一的管理和控制IP地址；集群内的控制器切换，外界无感知。
?控制器集群支持连接负载分担：转发设备均匀分担到不同Region上，转发设备OpenFlow报文仅上送到对应的Region，避免了单一控制器的硬件性能瓶颈，实现了控制器规模随网络规
模的弹性扩展。
?H3C VCF控制器单元支持高性能控制交互，单个控制器单元最高可支持超过500Kpps新建连接性能，以32台控制器为例，整个集群的新建连接性能可超过（500×32）Kpps。
?通过集群扩展，控制器支持海量网元控制，单个控制器集群最大可支持800K个虚机接入。
?控制器集群支持ISSU不间断转发升级，且控制器和APP设计支持前向版本兼容。
2.2 控制器双网卡三层部署机制
2.2.1 双网卡机制介绍
在以往的数据中心网络中，VCF控制器通过一张网卡接入SDN网络，并通过该网卡的IP地址和OpenFlow交换机进行南向通信，同时也通过该网卡与云管理平台进行北向通信，当网卡发生异常时控制器就会退出SDN网络。为了增强VCF控制器接入SDN网络的可靠性，可以使用双网卡方式接入，两张网卡相互备份，共同作为控制器接入网络的端口来使用。
图2 数据中心双网卡接入组网图
如图2所示的SDN 网络中，每个VCF 控制器通过两张网卡接入SDN 网络，为了达到较好的效果，两张网卡分别接入到不同的交换机上。控制器上的两张网卡配置不同网段的IP 地址，并具备路由器功能，能够学习和发布路由。在控制器上配置环回口IP 地址，该IP 作为控制器IP 地址，是其在网络中的唯一地址标识。控制器可以通过该地址加入集群、建立南向或者北向连接，同时将控制器IP 地址通过网卡发布到中间网络中，中间网络设备以及GW/VTEP 会学习到控制器IP 地址的路由。
控制器与GW/VTEP 之间的南向连接通过控制器IP 地址进行，二者之间可以通过两张网卡中任意一个作为实际物理端口，当其中一个网卡发生故障时，控制器与GW/VTEP 之间的路由经过收敛后仍然可达，南向连接不受影响，通过这种方式实现了控制器南向网络连接的双网卡保护。
创建集群时，使用环回口地址作为控制器在集群中的地址，集群网卡选择环回口，集群IP 地址配置为32位掩码。集群中的当前Leader 控制器会将集群IP 地址通过路由发布到中间网络中，网络中的设备访问集群IP 地址时就会直接访问到当前Leader 。
2.2.2 双网卡机制的优势
双网卡机制实现了控制器支持路由配置功能，支持多网卡三层接入和三层路径保护，支持提供统一的集群地址访问，具体有如下优点：
? 控制器可以对同一系统中内置的路由功能进行路由控制和发布，支持静态路由、OSPF 、BGP
协议配置。控制器通过路由协议接入到用户网络中，学习网络中的路由并将自身可用的任何地址发布出去，实现网络设备与控制器之间灵活的路由策略，改善了目前控制器只能选择固定网卡接入到网络中的限制。
VCFC VCF控制器集群Region1
Region2VCFC GW VTEP
GW GW GW
VTEP VTEP VTEP VTEP VCFC VCFC
控制器使用环回口IP
地址；链路切换前后
地址不变
控制器IP需要通过
IGP/EGP路由等方式
将路由发布到网络
中。红色连线为第
二张网卡
?控制器可以使用非网卡地址（比如环回口上配置的有效地址）建立集群或者与其他设备建立南北向连接。该地址经过内置路由器发布之后，控制器之间只要路由可达即可正常加入集群，不
再有地域上的任何限制。网络设备通过该地址和控制器建立南向或者北向连接时，控制器的每
一张网卡都可以三层接入到网络中，并作为控制器和对外设备之间的三层接口，当存在多个网
卡时可以形成三层接口备份，控制器上的单网卡故障不会影响控制器对外的网络连接服务，包
括集群内的连接、南北向的网络连接，较大的改善了控制器接入网络的性能。
?控制器组成集群时，可以提供统一的集群地址供外部设备访问，通过灵活的控制策略可以确保由Leader控制器使用该地址对外服务。集群内Leader角色发生变化后，新的Leader控制器
会使用相同的集群地址向外提供服务，集群内的角色变化不会被外部设备感知，达到了真正意
义上的统一北向服务。
2.3 逃生机制
H3C创造性的研发了控制器故障时的逃生机制，在控制器发生故障时，网络设备可切换为自转发模式。
2.3.1 自转发模型
自转发模型下，控制器负责Overlay网络的灵活部署，转发表项由Overlay网络交换机自学习，即VXLAN L2 GW上自学习主机MAC和网关MAC信息，VXLAN IP GW上可以自学习主机ARP信息并在网关组成员内同步。
如图3所示，自转发模型下，控制器提前下发所有的隧道、VSI、AC口配置相关配置，可以在VTEP 设备上开启自学习模式，ARP报文在上送控制器的同时会在VXLAN隧道内泛洪。在控制器故障时，基于ARP泛洪机制，VTEP设备可自主学习到转发表项，对现有业务不会带来任何影响；当控制器恢复后，需要获取其故障期间新增、迁移虚拟机对应的ARP，完成ARP在控制侧与交换机侧的平滑。
图3控制器逃生
2.3.2 流转发模型
流转发模型下，控制器负责Overlay网络部署、主机信息维护和转发表项下发，即VXLAN L2 GW 上的MAC表项在主机上线时由控制器下发，VXLAN IP GW上的ARP表项也由控制器在主机上线时自动下发，并由控制器负责代答和广播ARP信息。这种模式下，如果设备和控制器断开连接，设备会临时切换到自转发状态进行逃生。
未进入逃生模式之前，所有的ARP会上送控制器，由控制器下发流表项，VXLAN L2 GW上为MAC 表项，VXLAN IP GW上为ARP表项。进入逃生模式后，交换机进入传统模式，VXLAN L2 GW自学习MAC，VXLAN IP GW自学习ARP，原有业务正常转发。
2.4 业务可靠性
控制器支持配置备份和备份文件的导出，以便定期备份控制器配置信息；同时控制器支持导入备份文件，以便在需要时及时恢复配置。
支持网关设备配置的自动保存。控制器下发到网关设备上的配置定期自动保存，确保设备配置及时保存不丢失，实现业务的不间断和高可靠。
2.5 集群IP高可靠性
创建集群时，可以为集群指定一个虚拟的集群IP地址。集群的北向可以通过这个统一的集群IP与上层平台对接，集群IP由当前Leader控制器管理并提供服务；当前Leader控制器故障后，新的集群当前Leader会自动接管该集群IP，切换过程中上层平台不感知。
集群在初始时也使用集群IP与南向设备进行通信，待集群建立成功后再由当前Leader分配实际的控制器管理南向设备，从而实现负载均衡。
2.6 防攻击
控制器支持IP-MAC防欺骗功能。控制器收到vSwitch上送的ARP报文后，从报文中获取源IP和源MAC地址，然后同控制器保存的合法数据进行对比。若两者不一致，控制器将下发Drop流表，使得欺骗的数据报文后续直接做丢弃处理。
控制器支持ARP限速功能。用户可以通过控制器提供的REST API对设备进行ARP限速，防止ARP 攻击。
控制器支持网关ARP探测限速功能。用户可以通过控制器配置网关上的VSI虚端口发送ARP报文的最大速率，防止大规模ARP探测报文的冲击。
3 网络的高可靠性部署
3.1 控制器集群常见的部署模式
3.1.1 双机模式
双机模式需要两台控制器，角色分别是主备Leader，并且构成一个Region。Region内可以进行负载分担，负责整个网络的管理。
当其中一台控制器故障后，另外一台控制器会接管整个网络；当故障的控制器恢复后，网络节点会在两台控制器之间重新进行负载分担，避免出现整网节点都由未故障的控制器进行管理的情况。
当两台控制器均发生故障时，原来处于流转发模式的设备会切换为自转发模式，原有的业务保持不中断，但是无法处理新上线的业务，如新vSwitch或虚机上线等；当控制器恢复后，设备会重新切换为流转发模式，并接管新上线业务的处理。
控制器建议使用双网卡配置，两张网卡分别连接两台交换机，以确保单交换机故障或控制器单网卡故障后该控制器仍然可以正常工作。
3.1.2 两主两备模式
两主两备模式需要四台控制器，构成两个Region，每个Region各有一个Leader和一个Member 角色的控制器成员。两个Region间进行负载分担，负责整个网络的管理；而Region内部也同样可以进行负载分担，负责本Region内网络节点的管理。
当某Region内的一台控制器故障后，Region内的另外一台控制器会接管整个Region的网络管理；
当故障的控制器恢复后，网络节点会重新在Region内的两台控制器之间重新进行负载分担，避免出现整个Region的网络节点都由之前未故障的控制器进行管理的情况。
当整个Region的两台控制器都故障时，另外一个Region会接管故障Region的网络管理；当故障的Region恢复后，网络节点会重新在Region之间进行负载分担，避免出现整网的网络节点都由之前的未故障Region进行管理的情况。
如果整个集群的控制器都故障，原先处于流转发模式的设备会切换为自转发模式，原有的业务保持不中断，但是无法处理新上线的业务，如新vSwitch或虚机等；当控制器恢复后，设备会重新切换为流转发模式，并接管新上线业务的处理。
控制器建议使用双网卡配置，两张网卡分别连接两台交换机，确保单交换机故障或控制器单网卡故障后该控制器仍然可以正常工作。
3.1.3 多机模式
1. 多机部署模式介绍
多机部署模式参考分布式集群的多数派原则，集群内Leader的数目必须为大于等于3的奇数，Leader最好是均匀分布在多台交换机上，增强可靠性。
因网络环境故障等问题，可能会导致控制器集群分裂，即原集群内的部分控制器和其他控制器无法通信。具体来说，集群分裂分两种情况：
?第一种情况：整个集群有效的Leader控制器数量不满足一半以上时，整个集群会被挂起，不再允许对集群进行配置变更，原有的业务保持不中断，但是无法处理新上线的业务，如新
vSwitch或虚机等；
?第二种情况：集群出现了分裂，例如分裂成两个集群，则拥有Leader数量较多的子集群（即Leader数目大于分裂前集群的Leader总数一半）仍然能正常工作，原有业务和新上线业务不
受影响；而拥有Leader数量较少的子集群（即Leader数目小于分裂前集群的Leader总数一
半）将停止工作，其下管理的主机和设备将被分配给Leader数量较多的子集群管理，这样的
话原有业务和新上线业务都不受影响。
控制器故障恢复后，分裂的子集群会重新合并为一个集群，同时将进行下述信息合并，之后就可以正常运行：
?新增的vSwitch主机信息合并；
?新上线的VM信息合并。
2. 多机模式（四台）
四台控制器多机模式部署时，包括3个Leader角色和1个Member角色。它们构成两个Region，两个Region间进行负载分担，负责整个网络的管理；而Region内部也同样可以进行负载分担，负责本Region内网络节点的管理。
整个集群按照上文介绍的多数派原则运行。
同时，控制器建议使用双网卡配置，两张网卡分别连接两台交换机，以确保单交换机故障或控制器单网卡故障后，该控制器仍然可以正常工作。
3. 多机模式（五台）
五台控制器多机模式时，包括3个Leader角色和2个Member角色。与四台控制器的多机模式部署相比，该模式下当前Leader不加入Region，不承担网络管理的角色，主要承担集群管理和数据同步的功能。
另外，集群的控制器使用双网卡配置，整个集群的控制器可以连接三台交换机：
?非当前Leader的控制器可以分别连接两个交换机，确保单交换机故障或控制器单网卡故障后，控制器仍然可以工作。
?当前Leader可以一张网卡连接另外的交换机，另外一张网卡连接上述两个交换机中的一个，这样可以更大程度保证集群的高可靠性。
在大规模网络场景下，使用五台控制器的多机模式进行部署，既可以提升集群性能，也可以更大程度地保证集群的高可靠性。
3.2 控制器插卡模式
如图4所示，控制器支持以S12500-X插卡的形式部署，1台S12500-X最多支持2块控制器插卡，2块VCF控制器插卡形成双机模式的集群。
最多可以支持4块控制器插卡的HA模式，包括两台Leader和两台Member控制器；VCFC-A和VCFC-B其中的任意一块插卡出现故障，整个集群仍能正常运行。
图4控制器125X插卡模式
3.3 网关高可靠性
多个网关统一构建为一个网关组，以实现网关层面的高可靠性，如图5所示：图5Overlay网关高可靠性
网关组内部采用无状态转发设计，所有网关信息同步。VXLAN IP GW实现了VXLAN网络与传统网络的互联互通，目前支持多台VXLAN IP GW组成网关组，网关组内的VXLAN IP GW设置相同的VTEP IP地址，设置相同的VNI接口IP地址及MAC地址，VTEP IP地址通过三层路由协议发布到内部网络中。
网关与内外网设备连接，采用聚合或ECMP方式，当某条链路故障时，网关自动切换链路，无需人工干预。单个网关设备采用双主控板设计，原主控板故障，新主控板接管设备管理，所有处理网关自动完成。整个过程VCF控制器不感知，网关上的流量转发不受影响。
3.4 接入可靠性
网络部署时，用户可以通过对VTEP做IRF、跨框聚合，使得单VTEP故障后，接入层仍然能正常工作，所有接入业务可正常运行。
4 总结
控制器的高可靠性机制可以在控制层面高可靠的基础上，实现对大规模网络的集中控制：
?Region内和Region间的负载分担机制以及Region回切特性，使整个控制器集群间合理负载分担，实现整个集群的高可靠和高性能；
?控制器的双网卡特性，使得控制器可以连接两台交换机并实现跨三层部署，单网卡或者单交换机故障后，该控制器仍然可以正常工作；
?控制器的逃生机制可以确保控制器和设备失联后，设备原有业务依然可以正常转发；
?集群IP高可靠特性，确保上层平台不感知当前Leader故障，继续和集群保持对接状态；
?控制器的配置备份和备份恢复功能，可以确保设备配置及时保存不丢失，实现业务的不间断和高可靠；
?控制器的防攻击特性，可以实现对攻击报文的限速或丢弃，确保整网的高可靠性运行。
除此之外，根据组网规模和业务特点，合理的选择控制器集群的部署模式，可以最大程度地利用集群的高性能和高可靠优势；而通过网关的高可靠性部署、VTEP的IRF和跨框聚合，可以实现核心网络和接入网络的高可靠性。
存储系统那些事
存储系统从其与生俱来的使命来说，就难以摆脱复杂系统的魔咒。无论是从单机时代的文件系统，还是后来C/S或B/S结构下数据库这样的存储中间件兴起，还是如今炙手可热的云存储服务来说，存储都很复杂，而且是越来越复杂。 存储为什么会复杂，要从什么是存储谈起。存储这个词非常平凡，存储+ 计算（操作）就构成了一个朴素的计算机模型。简单来说，存储就是负责维持计算系统的状态的单元。从维持状态的角度，我们会有最朴素的可靠性要求。比如单机时代的文件系统，机器断电、程序故障、系统重启等常规的异常，文件系统必须可以正确地应对，甚至对于磁盘扇区损坏，文件系统也需要考虑尽量将损失降到最低。对于大部分的业务程序而言，你只需要重点关注业务的正常分支流程就行，对于出乎意料的情况，通常只需抛出一个错误，告诉用户你不该这么玩。但是对于存储系统，你需要花费绝大部分精力在各种异常情况的处理上，甚至你应该认为，这些庞杂的、多样的错误分支处理，才是存储系统的“正常业务逻辑”。 到了互联网时代，有了C/S或B/S结构，存储系统又有了新指标：可用性。为了保证服务质量，那些用户看不见的服务器程序必须时时保持在线，最好做到逻辑上是不宕机的（可用性100%）。服务器程序怎么才能做到高可用性？答案是存储中间件。没有存储中间件，意味着所有的业务程序，都必须考虑每做一步就对状态进行持久化，以便自己挂掉后另一台服务器（或者自己重启后），知道之前工作到哪里了，接下去应该做些什么。但是对状态进行持久化（也就是存储）会非常繁琐，如果每个业务都自己实现，负担无疑非常沉重。但如果有了高可用的存储中间件，服务器端的业务程序就只需操作存储中间件来更新状态，通过同时启动多份业务程序的实例做互备和负载均衡，很容易实现业务逻辑上不宕机。 所以，数据库这样的存储中间件出现基本上是历史必然。尽管数据库很通用，但它决不会是唯一的存储中间件。比如业务中用到的富媒体（图片、音视频、Office文档等），我们很少会去存储到数据库中，更多的时候我们会把它们放在文件系统里。但是单机时代诞生的文件系统，真的是最适合存储这些富媒体数据的么？不，文件系统需要改变，因为： 1. 伸缩性。单机文件系统的第一个问题是单机容量有限，在存储规模超过一台机器可管理的 时候，应该怎么办。 2. 性能瓶颈。通常，单机文件系统在文件数目达到临界点后，性能会快速下降。在4TB的大 容量磁盘越来越普及的今天，这个临界点相当容易到达。 3. 可靠性要求。单机文件系统通常只是单副本的方案，但是今天单副本的存储早已无法满足 业务的可靠性要求。数据需要有冗余（比较经典的做法是3副本），并且在磁盘损坏时及早修复丢失的数据，以避免所有的副本损坏造成数据丢失。 4. 可用性要求。单机文件系统通常只是单副本的方案，在该机器宕机后，数据就不可读取， 也不可写入。 在分布式存储系统出现前，有一些基于单机文件系统的改良版本被一些应用采纳。比如在单机文件系统上加RAID5 做数据冗余，来解决单机文件系统的可靠性问题。假设RAID5 的数据修复时间是1天（实际上往往做不到，尤其是业务系统本身压力比较大的情况下，留给RAID 修复用的磁盘读写带宽很有限），这种方案单机的可靠性大概是100年丢失一次数据（即可靠性是2个9）。看起来尚可？但是你得小心两种情况。一种是你的集群规模变大，你仍然沿用这个土方法，比如你现在有100 台这样的机器，那么就会变成1年就丢失一次数据。另一种情况是如果实际数据修复时间是3 天，那么单机的可靠性就直降至4年丢失一次数据，100台就会是15天丢失一次数据。这个数字显然无法让人接受。
电机控制器检测标准
电机控制器检测试验标准 1、环境条件 1.1实验环境条件： 1.1.1温度在-20℃-40℃。 1.1.2相对湿度在10%-75%之间。 1.2使用环境条件： 1.2.1当环境温度在-20℃-80℃时，控制器能按规定的定额运行。 1.2.2在相对湿度不超过100%情况下能正常工作，即控制器表面产生凝露时也可正常工作。 2、实验检查项目 2.1机械尺寸及外观检测 2.1.1按照产品的设计图纸，检查控制器外形和安装尺寸是否符合要求，外观是否整洁无损伤，表面是否贴有检验标识和铭牌，字迹内容要求清晰无误。 2.1.2控制器出线铜排表面平整，安装牢固可靠，整齐无污渍。 2.2基本性能检测 2.2.1控制器可在规定的电压和电流下正常运行。 2.2.2控制器应可以使无刷直流电机实现怠速、正反转运行、调速等基本功能的控制。 2.3各种保护功能及信号输出检测 2.3.1过温检测：当控制器在超过规定温度时自动停止运行，并在温度降低到允许值时才可以继续运行。 2.3.2过流检测：当控制器的母线或相线电流超过允许值时应能自动断电保护并发出报警信号。 2.3.3过压检测：当控制器的输入电压超过其最大输入电压时自动发出报警信号。 2.3.4欠压检测：当控制器的输入电压低于其最小输入电压时自动报警信号。 2.3.5堵转检测：在电机堵转超过规定时间时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。 2.3.6霍尔故障检测：当电机的位置传感器输出异常信号时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。 2.3.7加速器信号异常检测：当控制器检测到加速踏板在上电时的信号异常时禁止对电机
输出，并发出报警信号。 2.3.8刹车断电：当控制器检测到刹车信号输入时停止对电机输出。 2.3.9刹车复位：当控制器发生过温、过压、欠压、堵转、霍尔故障、加速器信号异常等故障后，检测到故障消失且有刹车信号输入后即可复位。 2.3.10速度输出信号：控制器应能根据电机转速的变化而输出对应的脉冲信号。 保护系统检验按照GB/T 3859.1-1993的6.4.13的要求进行。 6. 4.13保护系统的检验 保护系统检验主要包括各种过电流保护装置的过流整定；快速熔断器和快速开关的正确动作}各种过电压保护设施（如避雷器、浪涌过电压抑制器、重复过电压阻容吸收器等）的正确工作，装置冷却系统的保护设施（如风速、流量、水压等继电器）的正常动作，作为安全操作的接地装置和开关的正确设置以及各种保护器件的互相协调。 由于变流器保护系统形式繁多，因而不可能提出一个通用的检验规则。总的要求是，保护系统的检验应尽可能在不使变流器各部件受到超过其额定值冲击的条件下进行。出厂试验时保护系统动作的检验不包括那些动作时会发生永久性损坏的器件（如熔断器），因而，本标准6.4. 13.1规定的b、c两种试验除非有专门的规定，否则不是必须进行的。整个变流器系统过电流保护设旅性能的检验，可根据产品技术条件的规定进行。而熔断器的保护性能，则只有在认为有十分必要时，由供需双方商定，按有关规定进行。 6.4.13.1过电流保护检验 a．持续过电流保护检验 本试验可与6.4.3额定电流试验同时进行。调整限流元件（如过电流继电器或自动开关等）的整定值使与产品技术条件的规定值相符，如果设备中采用了保护变流器免受过电流冲击的控制系统，则其性能也应检验； b．直流侧短路保护检验 在直流侧做人为短路，检验快速熔断器和快速开关等保护器件的正确动作， c．交流侧短路保护检验 在电路臂做人为短路，检验交流侧保护器件的正确动作。 6. 4.13.2过电压保护检验 装置过电压（见5.7.8.3）的测量一般可使用高频示波器，其频率响应须在40 MH：以上，有条件时，可与同步开关及峰值电压表配合使用，测量数据以示波器为准。 a．分合闸引起的浪涌过电压保护措施的检验
毕业设计_网络存储的可靠性论文
计算机系统结构课程论文题目网络存储的可靠性 学院物电学院 专业计算机软件与理论
摘要 随着信息技术的不断发展，数据日益成为人们口常生活中重要资源。爆炸式增长的数据必然带来存储设备的持续增加。为了减少本地存储压力，云储存正成为时尚。目前，海量数据存储环境下的现代数据中心的存储节点规模少则几万多则几十万，但在规模巨大的存储环境系统中，磁盘损毁或者存储节点失效己成为一种常态行为；与此同时，因网络连接设备或者存储节点其它元器件造成的数据不可访问或者丢失现象也时有发生。为了满足口益扩展的数据存储需求，人们对数据存储的可靠性提出了更高的要求，如何实现海量数据在网络存储中低冗余度高可靠性存储己经成为业界面临的一个巨大挑战。 因而，本文网络存储中低冗余度高可靠性海量数据存储系统的关键问题，在总结了当今数据可靠性增强理论和海量数据存储系统基本架构的基础上，对基于纠删码的数据分布策略研究进行一定介绍。在存储系统中，提出了基于纠删码的数据冗余分布模型，研究了涉及到的数据读写，恢复算法等关键技术。通过理论分析得出了这种冗余方案对提高系统可靠性更有优势：要使数据达到相同的可用性，基于纠删码方案只需要较低的冗余度；同样在相同的冗余度情况下，基于纠删码冗余方案的数据有更高的可用性。 关键字: 可靠性；网络存储；海量数据；纠删码
一、绪论 近年来，随着云计算、物联网、社交网络等新兴技术的迅猛发展，无所不在的移动设备、无线射频识别标签、无线传感器等每分每秒都在产生感知世界的信息。数以亿计用户的互联网服务时时刻刻都在产生新的数据，同时记录人们生活的历史信息也呈现爆炸式增长。数据的快速增长必然带来存储设备的持续增加。同时，为了满足口益扩展的数据存储需求，数据存储系统的体系结构也在不断发展与变化，从传统的集中式存储到分布式存储，近几年还出现了云存储等新型海量数据存储模式。 2008年2月，几千个构建在亚马逊EC2和S3上的小型网站因数据中心宕机而受到影响；次年三月，谷歌公司的Docs出现系统故障，随后，联邦商务委员会被请求调查此事，以确定谷歌的云计算服务对客户的隐私与安全可能带来的隐患。可见，数据的丢失或失效，会给人们带来不可估量的损失。 进入20世纪以后，随着网络技术的持续发展、各种信息服务形式的不断出现、所需存储的数据呈现爆炸式增长，有研究者开始利用普通的PC机来构建大规模的存储系统，最为典型的是Google的GFS，例如，2004年Google的集群中的PC机节点达到18000台，每台PC越挂载两个磁盘。该技术的出现，使得人们对存储系统多了一种选择。现在，很多研究者和大型企业开始构建利用普通计算机硬件搭建的数据存储平台，如Apache Hadoop开源项目 , Facebook的Cassandra系统、淘宝的TFS ( Tao file system）。在存储系统中，特别是大规模数据存储系统中，系统会因为这样或那样的问题出现数据的暂时不可用或者丢失损毁现象。从数据存储系统的组成上看，不论是DAS, NAS, SAN构建的小型存储系统，还是大规模分布式集群系统乃至超大规模数据中心，其基本存储运算单元都可以分为三个部分:首先是由磁盘搭建的基础存储设备，它是数据存储的物质基础;其次是系统中心网络，它是连接存储资源和计算资源的神经中枢。最后是计算设备和系统管理软件，它负责计算任务的完成和系统节点的管理和监测。 一方面是存储数据量的爆炸式增长对基础存储设备规模上的需求，一方面是大规模海量数据存储系统频繁的失效行为，另一方面是数据的丢失给数据拥有者和使用者带来的巨大损失，这一切使得数据存储系统的可靠性成为海量数据存储面临的一个函待解决的重要挑战。当然，系统的可靠性问题可以通过单纯增加硬件冗余的方式加以解决，但这样带来的硬件成本太高，本文则从数据管理与组织的角度探讨应对海量数据存储系统中数据的可靠性问题。 二、存储系统的可靠性
供电可靠性管理办法
***电业公司供电可靠性管理办法 第一章总则 1.1电力可靠性管理工作是电力系统全过程管理的重要组成部分，是全面质量管理的科学方法之一。可靠性指标是衡量供电企业安全运行、检修维护、基建工程、技术进步等管理水平的重要标志，是提高企业经济效益、社会信誉、供电能效的有效手段。以可靠性管理为核心，促进生产管理工作的开展是电力生产的主要容之一，也是供电企业达标创一流的必备考核条件。 1.2 根据国家电网公司、省公司、市公司对供电可靠性工作的要求，为使我公司电网可靠性管理工作更加规化、科学化，提高供电可靠率，特制定本办法。 第二章制定本办法的目的 2.1在全公司围建立可靠性管理工作网和管理领导小组。 2.2 明确相关单位可靠性管理的职责围和任务。 2.3 明确考核、奖罚制度。 2.4 加强用户供电可靠性管理工作，提高供电可靠性指标。 第三章管理机构与职责 3.1 建立相关责任人组成的供电可靠性管理领导小组。成员如下： 组长： 副组长： 成员： 3.2供电可靠性管理的归口管理部门为生产技术部，全面负责我公司电网供电可靠性管理工作。相关责任部门为调度通信中
心、输变电运行部、市场营销部、输变电检修部。 3.3公司供电可靠性管理领导组下设供电可靠性管理小组，生产技术部供电可靠性管理专责和各责任单位专（兼）职可靠性管理人员为供电可靠性管理小组成员。 3.4公司归口管理部门及相关责任部门供电可靠性管理职责： 3.4.1供电可靠性归口管理部门：生产技术部 责任人：专责： 具体职责： （1）贯彻执行上级颁发的关于供电可靠性管理的政策、法规、标准、规程、制度。 （2）负责编制公司年度供电可靠性指标计划和分解方案，报主管领导（可靠性管理领导小组）批准后组织实施。 （3）负责修订、完善公司供电可靠性管理标准、制度和考核办法。 （4）参与公司月度生产例会，通报供电可靠性指标完成情况，并就各单位提出的停电检修计划提出建议。 （5）对各责任单位供电可靠性管理工作开展情况及可靠性指标的完成情况进行检查、考核。 （6）负责定期（至少每季一次）组织修订、完善供电可靠性管理基础台帐、图纸等技术资料。 （7）负责每季度召开一次的可靠性管理分析例会的组织工作，负责会议记录和编发可靠性分析报告（会议纪要）。 （8）负责全公司供电可靠性管理技术培训。 （9）定期进行供电可靠性指标的统计、分析和上报。
弹簧-质量-阻尼系统的建模与控制系统设计
分数: ___________ 任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业 学年学期：第一学年第一学期 课程名称：线性系统理论 学生姓名： 学号： 提交时间：2014.11.27
目录 目录 (2) 1 研究背景及意义 (3) 2 弹簧-质量-阻尼模型 (3) 2.1 系统的建立 (4) 2.1.1 系统传递函数的计算 (5) 2.2 系统的能控能观性分析 (7) 2.2.1 系统能控性分析 (8) 2.2.2 系统能观性分析 (9) 2.3 系统的稳定性分析 (10) 2.3.1 反馈控制理论中的稳定性分析方法 (10) 2.3.2 利用Matlab分析系统稳定性 (10) 2.3.3 Simulink仿真结果 (12) 2.4 系统的极点配置 (15) 2.4.1 状态反馈法 (15) 2.4.2 输出反馈法 (16) 2.4.2 系统极点配置 (16) 2.5系统的状态观测器 (18) 2.6 利用离散的方法研究系统的特性 (20) 2.6.1 离散化定义和方法 (20) 2.6.2 零阶保持器 (22) 2.6.3 一阶保持器 (24) 2.6.4 双线性变换法 (26) 3.总结 (28) 4.参考文献 (28)
弹簧-质量-阻尼系统的建模与控制系统设计 1 研究背景及意义 弹簧、阻尼器、质量块是组成机械系统的理想元件。由它们组成的弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统，在生活中具有相当广泛的用途，缓冲器就是其中的一种。缓冲装置是吸收和耗散过程产生能量的主要部件，其吸收耗散能量的能力大小直接关系到系统的安全与稳定。缓冲器在生活中处处可见，例如我们的汽车减震装置和用来消耗碰撞能量的缓冲器，其缓冲系统的性能直接影响着汽车的稳定与驾驶员安全；另外，天宫一号在太空实现交会对接时缓冲系统的稳定与否直接影响着交会对接的成功。因此，对弹簧-质量-阻尼系统的研究有着非常深的现实意义。 2 弹簧-质量-阻尼模型 数学模型是定量地描述系统的动态特性，揭示系统的结构、参数与动态特性之间关系的数学表达式。其中，微分方程是基本的数学模型，不论是机械的、液压的、电气的或热力学的系统等都可以用微分方程来描述。微分方程的解就是系统在输入作用下的输出响应。所以，建立数学模型是研究系统、预测其动态响应的前提。通常情况下，列写机械振动系统的微分方程都是应用力学中的牛顿定律、质量守恒定律等。 弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统。机械系统如图2.1所示， 图2-1弹簧-质量-阻尼系统机械结构简图 其中错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。表示小车的质量，错误！
紧固件连接可靠性研究
紧固件连接可靠性研究 （2018版） 技术中心办公室 **有限公司
前言 高端紧固件是指用于高端装备或装备的高端部位紧固件，在汽车领域、特种车辆或特殊用途领域的农机装备，其某些部位的连接和紧固件也涉及高的连接强度、先进的防腐蚀技术以及长寿命等要求，不是普通意义上认为的螺钉螺帽所能够胜任的，而是需要选用高端紧固件。显而易见，由于使用中的高端紧固件非正常失效可能造成的危害或损失难以估量，所以，如果说质量是紧固件的生命，那么，可靠性就是高端紧固件的灵魂。针对高端紧固件的连接，尤其是高端装备制造的生产，在实践中人们重视所要求的连接即符合性的要求，更强调连接的适用性要求，也就是说，紧固件在使用时能成功地适合用户的明确的要求和隐含的需求才是高质量的。 保证高端紧固件的可靠性，就要采用系统的方法，实行可靠性工程。可靠性工程是指为了达到产品的可靠性要求而进行的使用设计(包括选型)、产品设计、生产、试验验证等一系列的工作。这里特别提出使用设计的问题，是因为高端紧固件产品不同于其他产品，其使用设计和正确选型对于高端紧固件完成设定的功能具有非常重要的意义。 紧固件的连接，根据需要有大有小，大部分是群体使用，要能够适应连接的强度、应力、温度、环境等工况要求，还要受到安装操作空间的限制等等，因此，做好使用设计、正确合理选择高端紧固件的型号规格、防松形式、耐环境方式等是高端紧固件使用中实现可靠性的前提。 这就要求在特别重要的部位，除理论计算连接强度等力学要求外，还要综合考虑冲击、振动等综合特性，以及应力腐蚀、氢脆、耐久性等理化因素，必要时要建立连接可靠性的数学模型，进行理论分析，并根据模拟仿真来进行验证。 汽车紧固件分基础件和重要件两个档次，重要件的质量和使用不当等是造成汽车质量问题的主因，因此做好紧固件可靠性的研究工作至关重要。 紧固件结构简单，品种繁多，约占整车零件数的30%～40%。它是车辆的主要连接件，约占整车装配的工作量的70%。正确合理的选用装配紧固件可以优化车辆结构设计，提高装配效率，降低成本，保障车辆行驶的安全性。 目前紧固件可靠性研究方面的资料很多,但比较零散,系统性研究的不多，未对车辆设计人员连接结构设计及装配工艺参数的编制确定提供系统性的参考指导意见。为提高我公司的工作效率，我们根据设计生产的需要，选取机械设计手册、紧固件选用手册、表面处理手册、国内外紧固件期刊杂志等资料内有关车辆连接设计可靠性相关的内容编制本文件。 由于水平所限，难免有错误和欠妥之处，请相关部门进行批评指正！ 技术中心办公室 2018年8月
新能源电动汽车驱动器可靠性试验规范V2.0(2018)
新能源汽车驱动器环境可靠性试验规范 目录 一．目的和范围 (4) 二．引用标准 (4) 三．试验设备要求 (5) 四．术语定义 (5) 1.标准大气条件 (5) 2.高温贮存试验 (5) 3.低温贮存试验 (5)
4.高温运行试验 (5) 5.低温运行试验 (6) 6.恒定湿热试验 (6) 7.温度循环试验 (6) 8.高温极限试验 (6) 9.低温极限试验 (6) 10.冷启动试验 (6) 11.冷热冲击试验 (6) 12.盐雾试验 (7) 13.粉尘试验 (7) 14.防水试验 (7) 15.符号定义 (7) 16.正弦振动 (7) 17.随机振动 (7) 18.跌落 (7) 19.HALT（Highly Accelerated Life Test） (8) 20.加速寿命试验 (8) 21.绝缘电阻 (8) 五．规范内容 (8) 1.一般试验步骤 (8) 2.试验应力 (9) 2.1高温贮存 (9)
2.2低温贮存 (10) 2.3高温运行 (11) 2.4低温运行 (12) 2.5恒定湿热试验 (13) 2.6温度循环试验 (14) 2.7交变湿热试验 (15) 2.8低温极限测试 (17) 2.9高温极限测试 (18) 2.10盐雾试验 (19) 2.11冷热冲击 (20) 2.12正弦振动试验 (21) 2.13粉尘试验 (22) 2.14防水试验 (22) 2.15包装随机振动试验 (23) 2.16包装跌落试验 (23) 2.17 HALT试验 (24) 2.18 随机振动寿命试验 (24) 六．顺序应力测试 (25) 七．附录 (26) 1. 附录一：不同环境应力对应的失效模式 (26) 2. 附录二：IPXX（防尘等级&防水等级），参考如下 (27) 八．注意事项 (28)
提高电力系统供电可靠性的方法
提高电力系统供电可靠性的方法 摘要：随着人们生活水平的提高，对电力能源需求也有所增涨，这对电力系统 供电可靠性提出更高的要求。介于配网建设对电力系统供电可靠性的直接影响， 文章重要以此为基础，对供电可靠性现状进行分析，并提出具体的管理对策，希 望能够进一步提高我国供电运行水平。 关键词：电力系统；供电可靠性；电力配网；配网运行 引言 配电网络具有范围广、线路长的特点，在一定程度上使配电故障发生率增加，影响到配电运行的可靠性。配电运行的可靠性降低，导致各种配电故障的发生， 影响到用户的生活以及生产，给电力企业带来较大的经济损失。供电企业应当采 取科学合理的措施，解决配电网运行中的故障，保证配电运行的可靠安全，为人 们的生活和生产提供保障，推动城市化进程的发展。 1电力系统供电可靠性的内涵 供电系统可靠性主要包括电源可靠性和系统可靠性。我国《民用电气设计规范》中明确规定了供电电源可靠性。对于一级负荷供电系统，需设置两个电源进 行供电。如果其中一个电源出现问题，另一个电源将承担供电任务；对于二级负 荷供电系统，必须设置两条回路，回路中可设置电缆或者架空线，以有效解决小 范围供电困难的问题；对于负荷较高的系统，还需加设应急电源，避免故障时发 生大面积停电现象。如果建筑物中设置两个电源，需采用同级电压的供电方式， 以提升电压利用效率。不同地区的供电需求和供电条件存在差异，需根据具体情 况设置不同级别的供电电压。《民用电气设计规范》中也明确规范了系统可靠性，先在供电过程中采用两条供电线路，如果其中一条线路出现问题，另一条线路必 须满足所有级别的供电需求；对于10 kV供电系统，配电技术需在两级以上，且 采用环式或者树干式电网构建方式。 2电力系统配网运行现状 2.1电力设备本身的弊端 目前，在供电需求不断增加，我国传统的电力设备已经无法满足社会的发展 和需求。影响电力配网运行的直接因素就是电力设备，所以企业要根据自身需求 和市场变化对电力设备进行更新，从而提高设备的安全性和现先进性，保障电力 配网运行的可靠性，提升电力企业的服务质量。我国很多电力企业虽然也开始对 电力设备进行更新，但在这个过程中还存在以下几个问题：（1）电力企业为实 现经济效益，从而最大程度节约成本，造成电力设备更新不及时；（2）电力设 备检修力度不够，企业一方面没有专业的人才对设备进行定期的检修，另一方面，工作人员在检修中效率无法提高。 2.2调度运行存在问题 首先，电力系统安全运行调试监管的不足。目前，电厂主要通过统筹的方法 实现系统的调试，保证电气设备能够发挥作用。但是，由于系统的调试工作的内 容较多，会导致调试过程中也存在安全隐患，如果无法发现并排除电力系统调试 中存在的安全隐患，就会对系统运行的安全性造成影响。而如果电力系统的调试 工作监管制度不完善，会为系统以及设备的调试埋下不同程度的安全隐患，再加 上因监管规范的缺失，无法及时准确的发现系统运行中的安全隐患，导致系统调 试不够全面，进而影响整个电力系统的调试。其次，电力系统安全运行调试工作 的组织性有待提升。施工单位经常将电力系统中电气设备的安装和调试工作同时
JD1A电磁调速电动机控制器资料
JD1A电磁调速电动机控制器资料（使用说明书） 默认分类2010-03-03 12:49:22 阅读105 评论0 字号：大中小 电气型号2009-09-12 09:15:39 阅读461 评论0 字号：大中小 资料图片： JD1A电磁调速电动机控制器是原机械工业部全国联合（统一）设计产品，用于电磁调速电动机（滑差电机）的调速控制，实现恒转矩无级调速。 2. 正常工作条件 2.1 海拔不超过1000m； 2.2 周围环境温度：-10℃~ +40℃； 2.3 相对湿度不超过90%（20℃以下时）； 2.4 振动频率10~15Hz时，其最大振动加速度应不超过0.5g； 2.5 周围空气中没有导电尘埃和能腐蚀金属和破坏绝缘的气体。
4．结构、安装接线与注意事项 4.1 控制器为塑料密封结构，具有IP5X的防尘等级，可用于面板嵌入式墙挂式安装，底部进线，接线如下图（如果测速发电机为单相发电机，只有两个线头，请接插头的第6、第7脚、空第5脚）。
4.2接线 控制器外接线7条，是用P型插头与电机相连接，插头正面有标号，①、②为控制器电源220V，①为相线（火线）必须接至接触器下端（防止停电又来电时瞬间电压把控制器击坏）。②为零线。③、④接至电机前端励磁绕组F1、F2。⑤、⑥、⑦接至电机前端测速发电机上U、V、W。 4.3先检查接线是否正确，确认后启动电机，再接通控制器电源，指示灯亮旋动调速旋钮，此时转速 表上读数逐渐上升，根据需要转速稳定下来。 4.4关机 先把调速旋钮调回零位，关掉控制器电源（注意：必须关掉电源，以免损坏），再关掉电机。 5、调整与试运行 5.1转速表指示值校正。顺时针方向转动给定电位器RP1于任意位置，用机械转速或其它仪表检查 调速电机的实际转速，若实际转速与转速表指示值不一致，调速校表电位器RP3。 5.2顺时针方向转动给定电位器RP1至最大，调节反馈电位器RP2，使转速电机铭牌所标上限转速 一致。（一般1200转/分~1320转/分） 6、维护及修理 6.1周围环境保持清洁，防止油污水份及潮气进入控制器内部，如发现印刷电路板插脚沾污，则须及 时用酒精擦洗，以免接触不良，影响工作。 6.2在停放时间较长或必要时，应测量控制器的绝缘电阻，阻值不低于1兆 欧。 6.3故障原因及修理
提高变电运行供电可靠性的若干管理措施 高校委
提高变电运行供电可靠性的若干管理措施高校委 发表时间：2018-06-12T12:53:32.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第36期作者：高校委刘天宇王威海孟祥东于会宁 [导读] 电力系统是由电厂、变电所、输配电网以及用电设备按照一定的规律连接而组成的统一整体。 国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司黑龙江鹤岗 154100 摘要：电力企业为社会的各个行业提供了电力，这些行业若没有电力作为支撑，是不能运营下去的，尤其是在当今需要又好又快发展国民经济的背景下，使得电力企业也间接影响了我国经济的发展。作为电力系统中最重要的组成成分之一，变电运行供电的可靠性直接影响到了电力系统能否正常供电。因此提高变电运行供电的可靠性具有十分重要的意义。本论文主要探讨了提高变电运行供电可靠性的若干管理措施。 关键词：变电运行；供电可靠性；管理措施 1 供电可靠性概述 电力系统是由电厂、变电所、输配电网以及用电设备按照一定的规律连接而组成的统一整体。电力系统的各种输配电线路、各种电气设备及这些线路和设备的自动装置和保护装置等，都是有可能会发生故障的。这些故障不仅会影响到电力系统的运行，还会影响到用户的正常供电，之所以会停电就是因为设备发生了故障。若设备发生了故障，就应该利用自动装置和继电保护来控制发生设备故障的区域，并辅以相关工作人员的协助处理，避免造成更大区域面积的停电。 通常将可靠性定义为在规定的条件下和预定的时间内，一个设备、系统或元件完成某项既定功能的能力。而电力系统的可靠性管理则是指从电力系统的整体出发，依照某一特定的可靠性目标，规划、协调、组织和监督电力系统的整个寿命周期内的工程技术活动，并使其技术经济的比较性能最优。所谓“供电可靠性”，是指在系统运行的条件下，电网向用户提供连续电力的能力。在负荷保持不变的情况下，设备产生故障的概率越低，且故障后用于修复的时间越短，则此供电可靠性就越高。供电可靠性是需要设备和元件的运行水平和质量来提供保障的，其中，运行水平包括检修维护水平和自动化水平等等。而所谓“电力系统的供电可靠性”则是指在一定的时间内，电力系统对其用户提供连续供电的能力。在借鉴和学习了世界上其他国家的经验的基础之上，并结合我国电力系统自身的特点，经过长期的实践和探索，我国终于形成了一个初步的电力可靠性的管理体系。 2 提高变电运行供电可靠性的措施 2.1 建立可靠性管理制度 可靠性管理是一项综合性的管理工作，纵向在上需要领导的重视，在下需要员工的关心；横向需要各部门之问的分工、配合。为此，供电企业应成立供电可靠性管理小组，编制供电可靠性管理制度，实行供电可靠性的目标管理，层层分配和细化指标。形成供电可靠性分析制度，每个季度对运行数据进行可靠性分析，并形成报告，作为下季度工作的指导；做好预停电计划，合理安排停电开关，最大限度的采用综合停电模式，可大大减少非故障停电的次数。完善管理体系，严格制度措施的落实和考核可靠性指标为综合性指标，按照上级下达的变电站停电时数指标和考核制度（变电工区全年承包时间为70h），制定了下列措施的考核办法。制定技术指标考核管理措施：严格执行管理制度，开展可靠性管理工作。建立健全可靠性管理的资料、档案；使可靠性管理规范化和标准化。将供电可靠性承包指标层层分解责任到站：根据实际工作情况，分解总承包时间至各站，各变电站值班人员在规定的时间内完成每项工作。各变电站每月及时、准确上报可靠性统计。工区定期检查分析可靠性指标完成情况，奖惩相关人员。按季由专人写出上报可靠性分析总结。 2.2 提高设备健康水平，减少设备停电次数 采用高质量免维护的六氟化硫和真空断路器、微机保护等优良产品来提高设备运行的可靠性。事实证明，采用优质的设备大大减少了停电机会，减少了因设备原因而造成的停电次数，有效地提高了运行可靠性。电力系统的各种电气设备，输配电线路以及保护和自动装置，都有可能因发生故障而影响系统的正常运行和对用户的正常供电。提高设备的健康水平，做好预防工作和事故预想是保证设备安全运行，减少设备故障的有效方法。变电运行人员加强巡视设备的责任心首先是腿勤，每天都要了解设备的状况，遵守巡视时间，随时检查设备，发现设备缺陷及时处理，还要心细，自己做过的工作要心中有数，对运行设备周期和薄弱环节，了如指掌，认真执行设备巡视标准卡，发现缺陷及时处理，处理不了得，及时上报，发现问题一定及时分析，判断保证设备运行良好，不发生因设备缺陷引起事故，运行人员加强巡视维护质量，可以及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性。 2.3 全方位配合开展设备状态检修 变电站运行管理的重点就是安全运行。认认真真落实班组安全生产责任制，坚持贯彻“安全第一，预防为主”的电力生产方针，大力开展反习惯性违章和安全生产的宣传与教育，严格执行“两票三制”这些，都是电力系统长期经过实践检验行之有效的经验，在变电站必须认真贯彻。近些年来，由于变电站设备的不断增加和技术的更新，所以应及时修订变电站的现场运行规程，自查并完善各种记录，利用计算机自动化系统提高工作效率，把好自己的关口，以确保变电站的各项工作的顺利进行。全方位配合开展设备状态检修，展设备状态检修，逐步取消定期检修制的规定，运行人员积极配合状态检修工作，合理调整了对设备的检查重点和范围，利用绝缘在线监测、带电测试和红外线热像仪监测发热点等措施，加强对设备的监测工作。抓好安全检查质量是决定检查成功与否的关健所在，在检查安全生产的过程中，做到对事不对人，认真查找问题，理清症结根源，拿出解决方案，决不放过任何一处安全隐患，实现企业的安全长久运行：只有这样安全检查的质量才能得到保证。 2.4 建立安全生产隐患排查治理常态机制 增强变电应急能力建立应急管理体系，完善事故应急预案，做好应急备品备件和工器具的储备，通过演练使每名职工熟知能详，提高员工快速反应和正确应对能力，做到响应迅速，组织得力，处置有效，最大限度地减少大面积停电事故造成的影响和损失。抓实隐患排查治理要建立安全生产隐患排查治理常态机制，针对人员、电网、设备等方面存在安全隐患的问题，定期开展“五查”活动，发现问题及时整改，并做好提示化管理，使隐患排查治理工作实现常态化；加大变电站外部环境的清理整治力度，解决变电站周边历史遗留问题，确保电力设备安全和电网运行安全；针对个别变电站存在防汛隐患等问题，提前做好预控，群策群力，保护设备及电网安全。运行值班人员通过控制找出存在的危险点，可以增强对工作中存在的危险点的认识，克服麻痹思想和侥幸心理，主动、及时地对工作的重点进行调整，防止
弹簧_质量_阻尼系统的建模及控制系统设计说明书
word文档整理分享 分数: ___________ 任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业 学年学期：第一学年第一学期 课程名称：线性系统理论 学生姓名： 学号： 提交时间：2014.11.27
目录 目录 (2) 1 研究背景及意义 (4) 2 弹簧-质量-阻尼模型 (4) 2.1 系统的建立 (5) 2.1.1 系统传递函数的计算 (7) 2.2 系统的能控能观性分析 (9) 2.2.1 系统能控性分析 (10) 2.2.2 系统能观性分析 (11) 2.3 系统的稳定性分析 (12) 2.3.1 反馈控制理论中的稳定性分析方法 (12) 2.3.2 利用Matlab分析系统稳定性 (13) 2.3.3 Simulink仿真结果 (15) 2.4 系统的极点配置 (18) 2.4.1 状态反馈法 (18) 2.4.2 输出反馈法 (19) 2.4.2 系统极点配置 (20) 2.5系统的状态观测器 (22) 2.6 利用离散的方法研究系统的特性 (24) 2.6.1 离散化定义和方法 (24)
2.6.2 零阶保持器 (26) 2.6.3 一阶保持器 (29) 2.6.4 双线性变换法 (31) 3.总结 (33) 4.参考文献 (33)
弹簧-质量-阻尼系统的建模与控制系统设计 1 研究背景及意义 弹簧、阻尼器、质量块是组成机械系统的理想元件。由它们组成的弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统，在生活中具有相当广泛的用途，缓冲器就是其中的一种。缓冲装置是吸收和耗散过程产生能量的主要部件，其吸收耗散能量的能力大小直接关系到系统的安全与稳定。缓冲器在生活中处处可见，例如我们的汽车减震装置和用来消耗碰撞能量的缓冲器，其缓冲系统的性能直接影响着汽车的稳定与驾驶员安全；另外，天宫一号在太空实现交会对接时缓冲系统的稳定与否直接影响着交会对接的成功。因此，对弹簧-质量-阻尼系统的研究有着非常深的现实意义。 2 弹簧-质量-阻尼模型 数学模型是定量地描述系统的动态特性，揭示系统的结构、参数与动态特性之间关系的数学表达式。其中，微分方程是基本的数学模型，不论是机械的、液压的、电气的或热力学的系统等都可以用微分方程来描述。微分方程的解就是系统在输入作用下的输出响应。所以，建立数学模型是研究系统、预测其动态响应的前提。通常情况下，列写机械振动系统的微分方程都是应用力学中的牛顿定律、质量守恒定律等。 弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统。机械系统如图2.1所示，
电机控制器可靠性测试流程
电机控制器可靠性测试 文件编号______________________________________ 版次______________________________________ 受控编号______________________________________ 编制________________ _____年____月____日审核________________ _____年____月____日审定________________ _____年____月____日批准________________ _____年____月____日 年月日发布年月日实施
目录 目录 (1) 1 简介 (2) 2 系统组成 (2) 2.1 试验电源 (2) 2.2电力测功机系统 (2) 2.3机械台架系统 (2) 2.4电机参数测量采集系统 (2) 3 实验准备 (2) 3.1 仪器准确度 (2) 3.2 测量要求 (2) 3.3 试验电源 (3) 3.4 布线 (3) 3.5 冷却装置 (3) 4 试验项目 (3) 5 盐雾试验 (3) 5.1 试验目的 (3) 5.2 适用范围 (3) 5.3 操作设备 (3) 5.4 操作程序 (4) 5.4.1准备工作 (4) 5.4.2操作步骤 (4) 5.4.3注意事项 (4) 5.5结果记录 (4) 5.6试验报告 (5) 6 温升试验 (5) 6.1 试验目的 (5) 6.2 适用范围 (5) 6.3 试验设备 (5) 6.4 操作程序 (5) 6.5 注意事项 (6) 6.6 试验报告 (6) 7 振动试验 (6) 7.1试验目的 (6) 7.2适用范围 (6) 7.3试验设备 (6) 7.4试验程序 (6) 7.5 试验报告 (6) 8 老化试验 (7) 8.1试验目的 (7) 8.2适用范围 (7) 8.3试验设备 (7) 8.4试验程序 (7) 8.5试验报告 (7)
配电运行中提高供电可靠性方法探讨
配电运行中提高供电可靠性方法探讨 发表时间：2020-03-18T02:11:53.397Z 来源：《福光技术》2019年33期作者：刘策葛梦瑶[导读] 为了确保人们生产生活的正常进行，同时也减少企业自身损失，提高配网供电可靠性迫在眉睫，这不仅是用户的需要，更是供电企业自身发展的需要。 国网河北省电力有限公司新乐市供电分公司河北石家庄 050700 摘要：配电系统是电网结构的核心组成，其运行情况会直接影响供电质量和供电安全，要想确保电能供应的可靠性，满足用户的实际用电需求，提升供电服务水平，就需要确保配电系统的正常、稳定运行。但是，在配电系统实际运行过程中，经常因为技术落后、配电网结构不合理、维护管理不到位、外力破坏等因素，造成配电运行故障，严重降低了供电的可靠性。为了解决这些问题，就需要从配电运行环节入手，找出影响供电可靠性的根本原因，采取针对性的有效措施，提高供电可靠性。 关键词：配电运行；供电可靠性；方法 引言 经济的迅速发展，电力成为日常生活中不可或缺的一个重要部分，广大用户对供电可靠性的要求也越来越高，企业必须保证供电可靠性，并逐步提高供电服务的水平，才能确保企业的持续性发展。如果企业在配电运行程中，不能确保供电的可靠性，既会影响广大居民用户的正常生产和生活用电，同时也降低用户对供电企业的信誉程度，更主要的是，配电的不可靠性，会给供电企业造成巨大经济损失。供电企业是以为服务人民为宗旨的，为了确保人们生产生活的正常进行，同时也减少企业自身损失，提高配网供电可靠性迫在眉睫，这不仅是用户的需要，更是供电企业自身发展的需要。 一、提高配电运行中供电可靠性的意义 作为电力系统的一个重要部分，配电网的供电可靠性将对社会经济的发展及人们的生活造成极大的影响。配电网供电可靠性是衡量供电系统对电力用户持续供电的能力，也是体现供电企业电能质量与管理水平的重要指标。随着社会用电需求的不断增加，电力企业配电网供电的可靠性受到人们的关注越来越多。配电系统和电力用户之间的联系非常密切，是向用户供应与分配电能的关键环节。配电网的可靠性供电能够为社会经济的发展及人们生活的提供可靠的电能支持，是保证人们正常生活及经济发展的前提。鉴于配电网供电可靠性的重要意义，因此电力企业必须加强对配电网的改造与建设，以提高配电网供电的可靠性，从而满足社会发展的需求。 二、配电运行中影响供电可靠性的主要因素 （一）配电系统技术落后 智能电网已经成为电网建设的必然发展方向，但是当前配电系统技术落后，自动化程度较低，已经无法满足越来越复杂设备的运行需求，影响了供电可靠性。部分地区在规划配电网时，没有引进先进技术，对构建自动化电网系统重视力度不足，没有将自动化、智能技术和设备加以充分利用，导致配电网运行管理水平较低，容易出现运行故障现象。同时，我国电力自动化技术尚不成熟，很多方面的工作仍处于探索阶段，在实际应用过程中存在较多的问题，不得不对配电系统进行频繁的检查和维修，进而使得配电网停电次数较多，供电可靠性较低。 （二）线路故障的产生 由于配电网大多都处于露天环境且具备点多、面广和线长的特点，它在运行中经常会受到外界干扰而产生跳闸事故。就这种事故的产生原因分析，主要是以下因素造成的。 （1）从长远来看，高空坠落的物体、树木和其他外部原因造成的短路故障，此错误的发生率有直接关系的是配电线路的长度，线越长，此错误的几率就越大。 （2）线路保护装置安装不正确。因素主要由避雷针的接地线，由于长输电线路和线处于开放状态很长一段时间，非常容易受到雷击，避雷针和其他辅助设备必须确保这个时间线。一旦避雷针，接地线等设施安装不合格，这将严重影响的顺利实施。 （3）电线和其他设备，其长期使用老化，这也是线路故障发生的主要原因。 三、配电运行中提高供电可靠性的有效方法 （一）采用先进、科学技术
RAID系统的可靠性分析
RAID系统的可靠性分析 一个存储系统要达到一定的可靠性，则各单独的部分都需要达到一定的可靠度要求。在RAID系统中，系统的可靠性可分配到每个硬盘中，但是整个系统的可靠性并不是它们的总和。不同的阵列级别都有不同的分配模式，故有不同的性能和冗余。 1 1、不同的RAID级别可靠性模型 本文提供了在RAID中硬盘间关系的数学模型。使用这些模型，对不同的RAID类型对整个磁盘阵列的可靠性的影响进行了评估。虽然一个磁盘阵列中可以包含不同级别的RAID和不同容量的磁盘，但本文是以8个硬盘在同一阵列中并采用同一RAID级别为例。并假定使用的硬盘为100％使用率，并在3年以内的时间内可靠性为90%（本文以后的计算数据均为这3年内的可靠性）。 2 A、RAID0：数据条带 RAID0即条带：将数据分为同等大小的数据块并分别放到不同的磁盘上。例如：一个150K 的文件可被条带化为10个15K的数据块。一组条带化的磁盘对操作系统来说就是一个独立的逻辑盘。 条带提供了一个低成本提高磁盘I/O性能的方法。但是RAID0不提供任何数据冗余，如果任何一个磁盘失效，所有的数据都会丢失。 假设一个有6个硬盘的RAID0阵列，其可靠性的逻辑图如下图所示： í?1 RAID0的可靠性框图 所有的硬盘为串行，则其可靠性的数学模型为： n R RAIDSET=R HDDi i=1 如果每个硬盘在三年内的可靠性为90％，则8个硬盘的RAID0系统在三年类的可靠性为： 8 R RAIDSET=0.9=0.4305 i=1 即数据不会丢失的概率为43.05％。而且随着硬盘数量的增加，系统的可靠性急剧下降。 3 B、RAID1和RAID10：磁盘镜像和复制 RAID1为磁盘镜像，即写到某个磁盘的数据都会被复制到另一个磁盘中。RAID1要求至少有两个硬盘组成一组，成为一个阵列组。例如：在有三个硬盘的阵列中，可以用第一和第二个硬盘数据镜像，而第三个硬盘做为热冗余（Hotspare）硬盘；有四个硬盘就可以分别创建两个RAID1... 镜像可以提供数据冗余，并且可以改进读性能。在RAID1配置中，一个硬盘失效不会造成数据丢失。然而，如果在一个RAID1组中的两个硬盘都失效，则数据会丢失。 其可靠性的逻辑图如下图所示： í?1 RAID10的可靠性框图 则其可靠性的数学模型为： RAID组数目 R array=[(1-(1-R HDD1)(1-R HDD2)] i=1 如有8个硬盘则： 4 R array=[(1-(1-0.9)(1-0.9)]=0.9606