技術領域

本發明屬于計算機網絡領域，尤其涉及一種VxWorks系統下的多網卡雙冗余裝置及系統。

背景技術

隨著網絡技術的成熟，具有價格低廉、連接方便等優點的以太網已成為各種控制系統接口互連的主要媒介。它作為一種通用網絡數據通信系統，在全球計算機網絡領域已經得到了廣泛的應用。同時，隨著以太網的穩定性、抗干擾性和帶寬問題的逐步改善，以太網正在大規模進入工業控制領域。用于工業過程控制、通信、航天器和導航系統中的網絡不但要求信息傳輸速度快，抗干擾能力強，還要求網絡具有高穩定性和高可靠性，在網絡局部故障或受損時，全系統不至于癱瘓失效。

雙冗余設計作為一種提高系統可靠性的有效方法，已經得到了廣泛的應用。對于網絡系統中的單個節點，常常需要對網卡進行雙冗余備份，即每個節點都采用兩個網絡接口，兩個網絡接口間用兩個集線器或交換機互連，當正常通信的網卡或線路出現故障時該節點能自動地切換到備份網卡進行通信。

VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開發的一種嵌入式實時操作系統(Real?Time?Operation?System，RTOS)，是嵌入式開發環境的關鍵組成部分，具有良好的持續發展能力、高性能的內核、高可靠性和卓越的實時性，被廣泛應用在通信、軍事、航空、航天等精尖技術及實時性要求極高的領域中。VxWorks操作系統支持多網卡，但非雙冗余設計，每塊網卡都有獨立的物理地址和IP地址，以獨立的形式供應用系統使用。

理論上講，雙冗余網卡技術可以在開放系統互連參考模型(Open?SystemInterconnection?Reference?Model，OSI)各層中實現，而且越在底層實現，檢測和切換的速度越快，效果越好。

在應用層中實現雙冗余設計，主要方法是在程序中發起任務，以查詢的方式不斷對當前工作網卡的工作狀態進行判斷，當判斷出當前使用的網卡處于非正常狀態時，將刪除當前網卡的路由，在主機列表中刪除當前主機名，并解除網卡與協議的綁定，然后進行備份網卡的配置，為備份網卡綁定協議，設置子網掩碼和IP地址。在驅動層中實現雙冗余設計，主要方法是在網卡的底層驅動中根據網卡的鏈路連接狀態來交換默認網卡及備份網卡的句柄來實現雙冗余切換，在軟件上需要修改網卡底層的驅動代碼，實現比較復雜，兼容性及可移植性較差。

因此，在應用層中實現雙冗余網卡的方法比較簡單，容易實現，但網卡的切換速度較慢，不利于網絡的可靠性和實時性。在驅動層中實現雙冗余設計切換速度較快，但需要對網卡的底層驅動修改較多，實現比較復雜，兼容性及可移植性較差。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種VxWorks系統下的多網卡雙冗余裝置，使得多網卡雙冗余設計容易實現，切換速度快，具有良好的兼容性及可移植性。

本發明實施例是這樣實現的，一種VxWorks系統下的多網卡雙冗余裝置，所述裝置包括：

虛擬網卡，配置于MUX層與網卡驅動層之間，用于管理兩個互為冗余的物理網卡，將鏈路連接良好的物理網卡句柄傳遞到網卡驅動層，使用鏈路連接良好的物理網卡收發數據；

鏈路監測單元，用于對物理網卡的鏈路連接狀態進行監測，在鏈路切換條件滿足時，輸出鏈路切換通知；以及

鏈路切換單元，用于根據所述鏈路切換通知，將鏈路連接故障的物理網卡切換到鏈路連接良好的物理網卡；

所述虛擬網卡與其管理的兩個互為冗余的物理網卡對外呈現相同的MAC地址和IP地址。

本發明實施例的另一目的在于提供一種網絡數據通信系統，所述系統包括：

多個虛擬網卡，配置于MUX層與網卡驅動層之間，分別用于管理兩個互為冗余的物理網卡，將鏈路連接良好的物理網卡句柄傳遞到網卡驅動層，使用鏈路連接良好的物理網卡收發數據；

多個與每個虛擬網卡對應的鏈路監測單元，用于對相應虛擬網卡所管理的物理網卡的鏈路連接狀態進行監測，在鏈路切換條件滿足時，輸出鏈路切換通知；以及

多個與每個虛擬網卡對應的鏈路切換單元，用于根據所述鏈路切換通知，將相應虛擬網卡所管理的鏈路連接故障的物理網卡切換到鏈路連接良好的物理網卡；

所述每個虛擬網卡與其管理的兩個互為冗余的物理網卡對外呈現相同的MAC地址和IP地址。

本發明實施例在VxWorks系統的MUX層與網卡驅動層之間配置一個虛擬網卡，利用虛擬網卡管理兩個物理網卡，實現多網卡雙冗余架構，并實現了多網卡雙冗余機制，支持多種類型的體系結構及網卡，可以滿足不同系統對雙冗余功能的要求。

附圖說明