分布式三层交换机一般工作于大型网络的汇聚层或中小型网络的骨干层,其位置决定了它必须具有很高的可靠性。热插拔是提高交换机可靠性的主要方式。软件上热插拔主要包括热备份和配置恢复。目前,三层交换机热备份只备份用户的配置和系统的状态,不备份由于运行协议而产生的转发表项等信息,配置恢复后,就得重新学习这些表项信息,这增加了业务的中断时间;配置恢复,采用字符串格式的配置文件存储配置信息,各模块的耦合性强,配置恢复时,各模块必须以一定的顺序进行恢复,而且命令解析、命令下发及命令执行非常耗时,配置恢复的效率低下。论文对热插拔技术的发展和应用进行了综述,描述了分布式三层交换机硬件架构和软件架构。在此基础上研究了分布式三层交换机板卡热插拔原理,分析了分布式三层交换机实现完全热备份,硬件上应当进行的改进,并提出了一套完全热备份存储架构的实现方案。在软件上,研究分析了传统配置恢复的原理及方法,找出了制约热插拔配置恢复效率的关键因素,并提出了多种解决方案,最后经过分析比较,采用了基于二进制配置文件的配置恢复方法,实现了分布式三层交换机的完全热插拔系统,包括业务板热插拔、主控板热插拔和子卡热插拔等,并且支持完全热备份功能。所设计的完全热插拔系统的主要特点在于:单板备份采用分布式存储方式,使得由协议等生成的配置信息得以保存,从而实现了真正意义上的完全热备份,缩短了业务板满业务切换时的断流时间;采用二进制配置文件存储配置信息,以模块为配置恢复的基本管理单位,以特性为配置文件的基本存储单位,去除了模块间的耦合,恢复时采用多个进程并发运行的机制,各个模块同时进行配置恢复,提高了热插拔和系统启动时的配置恢复效率,提高了热插拔系统的性能。利用分布式三层交换机S9500E和Comware网络操作平台对完全热插拔系统的功能和性能进行了全面的测试。测试结果表明,完全热插拔系统可以使单板满业务插拔的平均断流时间缩短25s以上,使系统启动时的配置恢复效率提高到原来的7~9倍。系统可在高业务流量和高电磁噪音环境下正常地完成业务板、主控板,子卡等热插拔,在同时插拔三块业务板时状态机不会出现乱序。目前,该系统已成功地应用到某网络通信设备制造商的分布式产品中。