[发明专利]网关、网关热备份系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网关、一种网关热备份系统及其方法。

背景技术

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的设施。在过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，网关均起着重要的作用。

以交通运输领域为例，在铁路、航空等工业系统中，时刻产生大量的数据，这些数据需要在不同协议、不同网段的网络上进行传输。每一条数据对行业相关问题的评估、诊断均十分重要，遗漏任何一条数据都可能造成无法弥补的人身和财产损失。因此，数据的可靠性和完整性就显得尤为重要。

而发明人发现，现有的网关存在以下问题：

1、现有的网关可靠性低。一旦网关发生故障，无法实现网关功能的无缝切换，必将造成数据的缺失，给民航、铁路等运输系统带来不可预估的营运风险。

2、现有的网关无法永久保留转发的数据。若网关发生故障，无法基于保存的数据，快速恢复网关功能，更无法通过网关评估、诊断网络中发生的问题或者分析、统计系统数据。

因此，实现网关故障时的快速切换，保证转发数据的完整性，成了本领域技术人员亟待解决的技术难题。

另外，目前在很多工业现场存在着大量的串行口设备。它们支持简单易用的Modbus协议，但Modbus协议只能支持短距离的传输，而且设备厂商对Modbus协议的实现方式也不完全相同。既要保证投资企业的现有设备还能继续使用，同时又要实现信息层对现场设备层的数据管理和控制，这对在工业现场使用的网关提出了新的需求。

申请公布号为CN102594612A的中国发明专利申请中，披露了更多相关内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何实现网关故障时的快速切换，保证转发数据的完整性。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种网关，包括：

处理器、网关接口和存储器；

所述处理器包括：输入模块、配置模块、分析模块、存储模块、转发模块；

所述输入模块与所述网关接口相连接，通过网关接口，与上位机、下位机通信，获取数据包；

所述配置模块，配置所述网关的参数、过滤规则、存储规则；

所述分析模块与所述输入模块、配置模块相连接，根据所述过滤规则、存储规则对所述数据包进行分析，确定所述数据包的后续处理；

所述存储模块与所述分析模块、所述存储器相连接，将需要存储的数据包存储于所述存储器中；

所述转发模块与所述分析模块、所述网关接口相连接，把满足所述过滤规则的数据，按照所述数据包中的地址经所述网关接口转发到下一站。

在一个实施例中，所述配置模块为嵌入式web系统。

在一个实施例中，所述后续处理包括：直接转发或存储后转发。

在一个实施例中，通过实时数据库实现数据包的存储。

在一个实施例中，所述实时数据库为Berkeley DB。

在一个实施例中，所述存储器为永久记忆性存储器。

在一个实施例中，所述处理器还包括：热备份模块，所述热备份模块与所述分析模块相连接；

所述配置模块，还用于在当所述网关用于网关热备份系统时，配置主次网关；

当所述网关为网关热备份系统的主网关时，所述热备份模块将所述数据包在次网关上进行备份存储；

当所述网关为网关热备份系统的次网关时，所述热备份模块定时检测所述主网关的运行状态，在检测到所述主网关异常时，将所述次网关切换为主网关。

在一个实施例中，所述输入模块包括：串行输入模块和以太网输入模块；

所述网关接口包括：与所述上位机连接的第一接口和与所述下位机连接的第二接口；所述第一接口包括：以太网接口，所述第二接口包括：串行接口和以太网接口；

所述串行输入模块与所述串行接口相连接；所述以太网输入模块与所述以太网接口相连接；

所述分析模块，还用于对串行数据进行格式转换。

在一个实施例中，所述串行接口为RS485接口。

在一个实施例中，所述以太网接口为RJ45接口。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种网关热备份系统，包括：

至少两个网关，所述网关为上述网关；

其中，一个网关被配置为主网关，其他网关被配置为次网关；

所述主网关与所述次网关互相连接；