随着网络技术的迅速发展、业务范畴的不断拓展，通信设备更新版本的节奏也越来越频繁。软件版本在线升级与维护方式已成为网络“永续性”环境下提供新特性、修改新缺陷最现实的需求；传统在线升级中，网络设备升级通常采用的是独立于每一台设备进行升级的机制，并且升级方式只能基于兼容版本的在线升级。而目前基于虚拟化技术的堆叠系统已经在市场中得到广泛应用，对堆叠系统采用传统的单机升级机制既可能导致堆叠系统升级过程中业务流量的长时间中断，又可能出现升级过程无法统一控制，导致升级后的系统版本混乱的现象。本文以此为背景，在H3C公司平台下设计了一种基于堆叠系统的业务不中断在线升级系统。该系统在传统单机升级技术的基础上利用堆叠系统的主备倒换技术、业务不中断转发技术以及高可用性技术等，实现了对堆叠系统内成员设备的统一控制升级和不兼容版本的升级。本文的主要工作如下：①研究了堆叠系统的工作原理，详细介绍了堆叠系统中的高可靠性技术，包括1:N冗余备份模式、故障检测与恢复机制以及当前堆叠系统的各种形态与特点。②研究了传统业务不中断（ISSU，In-Service Software Upgrade）升级相关技术，其中介绍了软件包的组成、升级方式的决策过程。重点分析了几种升级方式的实现原理以及业务不中断转发技术。③介绍了本文升级系统的运行平台，重点对本人在该升级系统中所承担任务的所在模块的设计与实现进行了详细介绍。其中状态机控制模块控制着整个升级流程的同时向用户展现了升级过程的实时状态；升级检测模块，为用户升级命令和软件包的有效性进行检查，保证升级的可靠性；升级决策控制模块在完成对每一个升级阶段待升级设备决策流程控制的同时结合具体网络拓扑对该阶段最终升级方式进行优化，让升级过程中尽量不中断服务或中断更少；回退模块充分兼顾了计划内、计划外的各种异常时的回退处理，确保系统异常时能够稳定的回退到升级前的状态。④针对本文所设计的升级系统，以横向堆叠中的集中式堆叠系统为例对增量升级、软重启升级、兼容重启升级、不兼容重启升级进行了系统测试。结果表明，该升级系统很好的满足了堆叠系统的升级需求。