[发明专利]一种网络双冗余快速切换的方法

说明书

本发明涉及一种网络双冗余快速切换的方法，涉及网络通信技术领域。该方法只在驱动层就可实现网卡切换的动作，不需要更高层的模块协助处理，因此该方法只需要更改网卡的驱动即可实现，而对TCP/IP层的网络协议不做任何的变动，从而可以大大提高网络切换的速度，减少网路切换的时间开销，具体地，切换速度最大可达2倍的任务周期时间，切换时间稳定可调。该方法在Windows、VxWorks、Linux操作系统中均已实现，满足性能要求。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种网络双冗余快速切换的方法。

背景技术

随着网络技术的成熟，以太网已成为各种控制系统互连的主要媒介。在某些特殊的应用场景中，为了提高系统的可靠性和抗毁性，需采用双冗余网络技术。

在双冗余网络中，每个节点都采用两块网卡，中间用两个交换机互连。开始工作后，只有一个链路保持通讯，当某一个链路出现故障时(网卡工作、网线损坏或交换机故障)，操作系统自动将连接切换到另外一路没有故障的链路，网络通讯仍能正常运作，这一过程对用户来说是不可见的。

目前很多双冗余网卡的驱动都是基于应用层的，它们实现的方案是：利用操作系统提供的上层接口函数，实现对系统中网卡的动态加载与删除，其实质是将需要冗余的两路网络适配器设置为相同的MAC地址，并采用同一IP地址。如果在系统启动时将两个网卡同时配置好，则会带来地址上的冲突，通常的实现方法是将其中一块网卡关闭，当需要切换时，先将当前网卡从系统列表中删除，再将第二块网卡加载到系统中，并配置相同的IP地址和MAC地址，由于经过的中间环节较多，势必会影响网络间相互切换的速度，切换时间上达不到工控指标上的要求。

同时在某些操作系统(如VxWorks)下，这样在上层进行切换，点对点通讯没有问题，但是会导致组播和广播失败。此时就需要更改TCP/IP协议层的驱动，以适应这种情况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现一种网络双冗余快速切换的方法，以提高网络切换的速度，减少网路切换的时间开销。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种网络双冗余快速切换的方法，包括以下步骤：

步骤S1，系统进行初始化阶段，获取各网卡的硬件资源，并对各网卡做硬件初始化；

步骤S2，将第一块网卡注册至系统中；

步骤S3，将第一块网卡的注册数据记录到冗余组中的第一个位置；

步骤S4，将工作网卡设定为第一块网卡；

步骤S5，将第二块网卡注册到系统中；

步骤S6，将第二块网卡的IP地址、MAC地址设置为与第一块网卡一致；

步骤S7，将第二块网卡加到冗余组中；

步骤S8，启动网络监视任务，在此任务中实现网卡连接状态的监视和网卡的切换。

优选地，步骤S8中在驱动层实现网卡的切换。

优选地，步骤S8中实现网卡的切换时，在发送时，网络层向驱动层通知从哪个设备指针发送数据，驱动层接到发送命令时，抛弃网络层传递的设备指针，而使用当前工作网卡的设备指针作为物理设备完成数据发送，并返回发送状态；在接收时，网络层向驱动层通知从哪个设备指针接收数据，驱动层接到接收命令时，抛弃网络层传递的设备指针，而使用当前工作网卡的设备指针作为物理设备完成数据接收，并返回发送状态。

优选地，步骤S8中实现网卡的切换时，在层间的通讯通过返回状态来确认，只要实现网络层接口调用返回值的正确即可实现伪装欺骗。