随着计算机和网络技术的不断发展,网络通信作为信息资源共享和工业控制的有效方法在航空航天、交通、电力、工业生产等领域得到了越来越广泛的应用。这些领域对网络通信的可靠性有很高的要求,一旦发生通信故障,将对国家经济造成不可估量的损失,甚至影响社会的安全与稳定。引起网络通信故障的基本原因是网络设备故障,为了消除单个设备故障引起的网络通信中断,应该采用并联冗余备份的方式设计网络接入系统。实现冗余网络接入系统持续不断运转的条件是出现故障的单元可以在系统带电运行时得到及时维修,对于电子系统,实现这一目的必须具有热插拔机制的支持。此外,为了能够定量分析网络接入系统的可靠性,需要针对具体的情况建立可靠性评估机制。针对这些需求,本文采用CPCI总线设计了一种双冗余以太网络接入系统,并结合Markov链对该系统可能存在的四种网络接入形式进行了可靠性分析,推导了各种系统瞬时可用度并进行了仿真验证。在此基础上对硬件结构进行了优化,通过合理设计多端口形式的网络接入设备有效提高了系统可用度。针对单个网络接入设备,本文还从信号完整性、接地、防静电、抗振、散热等方面阐述了硬件可靠性的设计方法。同时对网络故障的监测和切换方式进行研究,增加了冗余监控链路,改善了传统轮询机制带来的巨大总线带宽开销和单链路故障引起的整个系统宕机的问题,并给出了Linux驱动程序的设计流程。最后对双冗余网络接入系统的功能、性能进行了测试验证,说明了该系统可以在主网络设备故障时,可靠地切换到备份设备继续工作本文在理论和工程实践上对双冗余网络接入系统可靠性进行了研究分析和设计,对如何设计高可靠的双冗余网络接入系统具有一定的指导意义。