[发明专利]支持多终端远程接入的业务前置机及其网络接口卡

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及终端接入服务的业务前置机以及网络接口卡技术。

背景技术

在银行、保险、电力、税务等行业大量使用各种终端进行业务办理。其网络部署通常采用Unix或Linux服务器作为业务前置机，在业务前置机上运行终端应用程序为各网点接入的终端提供服务的应用模式。目前有如下两种终端接入方式。

第一种是物理终端直接接入业务前置机的方式。如图1所示，业务前置机中插入多串口卡，各个物理终端通过多串口卡接入业务前置机中。此时业务前置机101的结构框图如图2所示，包括多串口卡201、多串口卡驱动程序单元202、串口终端设备单元203和终端应用程序单元204。此时每台业务前置机支持接入终端的最大数量，受其能够支持的多串口卡的数量和单张多串口卡上串口数量的限制；而且业务前置机上连接大量的串口线时，布线比较复杂。另外，由于异步串口的传输距离近，如果业务前置机和终端相隔距离较远，则必需通过Modem、以太网转串口等设备在中间转接，网络构成复杂，容易发生故障。

第二种是采用网络协议方式实现远程接入业务前置机。如图3所示，物理终端与作为终端接入服务器的路由器相连，终端接入服务器经过TCP/IP协议与路由器相连，路由器通过网络接口卡的网络接口与业务前置机相连。业务前置机核心空间运行TCP/IP协议、用户空间运行终端连接协议服务程序如telnetd、sshd、rlogin、自定义的网络终端协议如银行telnet、迈普itest等程序，物理终端通过终端接入服务器采用telnet、ssh、rlogin、银行telnet、迈普itest等终端连接协议远程接入业务前置机。此时业务前置机的结构框图如图4所示，包括：

网络接口卡401，用于从物理线路上收发网络报文，从连续的物理信号中识别报文的开始和结束，计算报文的校验和；

网络接口卡驱动程序单元402，用于从网络接口卡收发报文，运行在业务前置机的软件系统的核心空间；

TCP/IP协议栈单元403，用于TCP/IP协议处理，例如：收到TCP数据报文之后给对方回应ACK确认报文，检查TCP报文和IP头的校验和是否正确等；

终端协议处理单元404，用于把从网络终端协议的TCP连接上收到的数据处理后写到伪终端主设备上，并把从伪终端从设备上读出的数据处理后发送到TCP连接上，运行在业务前置机的软件系统的用户空间，包括终端协议处理、数据加解密等功能；

伪终端主设备4051和伪终端从设备4052，作为终端设备文件，用于在内核空间与用户空间之间交换终端业务数据；

终端应用程序单元406，用于终端应用的处理；

伪终端驱动单元407，用于在伪终端主设备和伪终端从设备之间双向转发数据。

在业务前置机201的组成结构中，除了网络接口卡401外，在进行终端接入的业务数据处理时都要消耗CPU资源。TCP/IP协议栈单元和终端协议处理单元消耗CPU资源较多。由于TCP/IP协议栈单元需要计算IP头校验和、计算整个TCP报文段的校验和、需要维护协议超时重发的定时器、计算TCP的收发窗口大小、计算TCP报文段的序列号和应答序列号、查找协议控制块(PCB)、超找路由表等等，要处理工作比较多，所以需要消耗的CPU资源也多。当终端协议处理单元需要进行加解密处理，加解密是计算密集型任务，需要消耗较多的CPU资源。而且，在终端数据从TCP/IP协议栈单元传到终端协议处理单元的时候，需要从内核空间拷贝到用户空间。数据从终端协议处理单元传到伪终端驱动单元的时候，需要从用户空间拷贝到内核空间。数据从伪终端驱动单元传到终端应用程序单元时，需要从内核空间拷贝到用户空间。这些数据拷贝工作也是比较消耗CPU资源的。所以终端通过网络协议接入业务前置机的方式，一台业务前置机能够支持接入的终端数量受CPU处理能力的限制。

另外，随着各行各业信息化程度的逐渐提高，各终端应用行业都出现了一种把前置机集中到中心机房的趋势，如银行的三级网改造。由于终端是放在业务网点的，而业务网点与中心机房相隔较远，因此需要用网络协议来实现终端的接入，所以第二种终端接入方式比较容易与TCP/IP网络集成。因此第二种终端接入方式正逐渐取代第一种终端连接方式。由于很多前置机上的终端应用程序是在第一种接入方式下开发的，当从第一种接入方式改造成第二种接入方式的过程中，由于第二种接入方式使用的伪终端驱动程序和第一种接入方式使用的异步串口驱动程序之间存在一些细微差别，由此引起了很多兼容性问题。

发明内容