一種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冗余網(wǎng)絡(luò)切換【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法，該方法通過中間層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)來屏蔽底層硬件的細(xì)節(jié)，雙冗余網(wǎng)絡(luò)中間層適配過程基于中間層適配模塊來實(shí)施，所述中間層適配模塊包括：驅(qū)動(dòng)注冊單元、虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元；該針對雙冗余網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)切換方法，其效果在于：能夠在Windows系統(tǒng)下進(jìn)行內(nèi)核級無縫切換。
【專利說明】_種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冗余網(wǎng)絡(luò)切換【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，具有價(jià)格低廉、連接方便等優(yōu)點(diǎn)的以太網(wǎng)已成為各種控制系統(tǒng)接口互連的主要媒介。在某些特殊的應(yīng)用場合，為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗毀性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都采用兩塊網(wǎng)卡(或單板雙卡)，中間用兩個(gè)HUB或交換機(jī)互連。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)一塊網(wǎng)卡故障，或網(wǎng)線損壞，或其中一個(gè)HUB或交換機(jī)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仍能正常運(yùn)作。
[0003]將多塊網(wǎng)卡虛擬成為一塊網(wǎng)卡，稱為鏈路綁定(Bonding)技術(shù)。目前與Bonding相關(guān)的技術(shù)有Sun的Trunking (鏈路聚集)技術(shù)、Cisco的Fast Ether Channel (FEC)技術(shù)、Intel 的 Advanced Network Service (IANS)和 Alteon 的 Fault Tolerance。但它們的解決方案都需要硬件上配置專用的芯片或指定廠家的網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)，其中Sun采用軟硬件結(jié)合的方式。
[0004]并且，現(xiàn)在大多數(shù)操作系統(tǒng)，如Windows NT、Windows 98、VxWorks等，均支持多網(wǎng)卡，但均非冗余設(shè)計(jì)，每塊網(wǎng)卡都有獨(dú)立的物理地址和IP地址，以獨(dú)立的形式讓應(yīng)用系統(tǒng)使用。因此，必須自行設(shè)計(jì)專用的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序，以透明的形式提交高層應(yīng)用系統(tǒng)使用，使其感覺不到雙網(wǎng)卡的存在。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何針對當(dāng)前系統(tǒng)對高可靠網(wǎng)絡(luò)通訊的需求，提供一種基于Windows系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)接口規(guī)范的雙冗余網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換方法。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法，該方法通過中間層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)來屏蔽底層硬件的細(xì)節(jié)，雙冗余網(wǎng)絡(luò)中間層適配過程基于中間層適配模塊來實(shí)施，所述中間層適配模塊包括:驅(qū)動(dòng)注冊單元、虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元；其中，所述驅(qū)動(dòng)注冊單元用于將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)注冊到Windows系統(tǒng)中；所述虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元是上層協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序之間的夾層，對于協(xié)議層驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為一組小端口，而對于底層NIC驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序；該虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元的適配程序通過將底層雙網(wǎng)卡虛擬成一個(gè)網(wǎng)卡的形式，向上層協(xié)議層表現(xiàn)一個(gè)端口，并且通過監(jiān)聽底層網(wǎng)卡的工作狀態(tài)來完成無縫切換；所述協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元用于接收上層應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送請求，并將該請求送達(dá)虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送給TCP/IP協(xié)議棧；
[0009]具體而言，所述Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法具體包括如下步驟:
[0010]步驟SI:由驅(qū)動(dòng)注冊單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的注冊；其包括:[0011 ] 步驟SlOl:初始化小端口屬性特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0012]步驟S102:向Windows系統(tǒng)注冊一個(gè)小端口 ；
[0013]步驟S103:向Windows系統(tǒng)注冊協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序；
[0014]步驟S104:將協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序與小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定；
[0015]步驟S2:由虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行虛擬小端口驅(qū)動(dòng)；其包括:
[0016]步驟S201:監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定事件，將關(guān)注的雙網(wǎng)卡適配器信息進(jìn)行保存，同時(shí)和小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定；
[0017]步驟S202:監(jiān)聽網(wǎng)卡狀態(tài)變化事件，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)卡發(fā)生故障時(shí)，判斷另一塊網(wǎng)卡的工作狀態(tài)，如果狀態(tài)正常，則將當(dāng)前網(wǎng)卡變量設(shè)置為另一塊網(wǎng)卡，否則不進(jìn)行操作；
[0018]步驟S3:由協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行協(xié)議層驅(qū)動(dòng)；其包括:
[0019]步驟S301:接收并反饋Windows系統(tǒng)關(guān)于網(wǎng)卡狀態(tài)的查詢；
[0020]步驟S302:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢函數(shù)注冊到Windows系統(tǒng)中；
[0021]步驟S303:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文接收函數(shù)注冊到虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序中；
[0022]步驟S304:等待網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的發(fā)送請求，并將該請求發(fā)送至虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序；
[0023]步驟S305:等待虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)接收報(bào)文，并將該報(bào)文發(fā)送給TCP/IP協(xié)議棧。
[0024](三)有益效果
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具體涉及一種針對雙冗余網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)切換方法，其效果在于:能夠在Windows系統(tǒng)下進(jìn)行內(nèi)核級無縫切換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明提供的雙冗余網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換方案的整體架構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法，如圖1所示，為了能夠適應(yīng)任意型號的雙冗余網(wǎng)卡，該方法主要通過中間層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)來屏蔽底層硬件的細(xì)節(jié)，雙冗余網(wǎng)絡(luò)中間層適配過程基于中間層適配模塊來實(shí)施，所述中間層適配模塊主要包括:驅(qū)動(dòng)注冊單元、虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元；其中，所述驅(qū)動(dòng)注冊單元用于將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)注冊到Windows系統(tǒng)中；所述虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元是上層協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序之間的夾層，對于協(xié)議層驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為一組小端口，而對于底層NIC驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序；該虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元的適配程序通過將底層雙網(wǎng)卡虛擬成一個(gè)網(wǎng)卡的形式，向上層協(xié)議層表現(xiàn)一個(gè)端口，并且通過監(jiān)聽底層網(wǎng)卡的工作狀態(tài)來完成無縫切換；所述協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元用于接收上層應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送請求，并將該請求送達(dá)虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送給TCP/IP協(xié)議棧；
[0029]具體而言，所述Windows下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法具體包括如下步驟:
[0030]步驟SI:由驅(qū)動(dòng)注冊單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的注冊；其包括:[0031 ] 步驟SlOl:初始化小端口屬性特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0032]步驟S102:向Windows系統(tǒng)注冊一個(gè)小端口 ；
[0033]步驟S103:向Windows系統(tǒng)注冊協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序；
[0034]步驟S104:將協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序與小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定；
[0035]步驟S2:由虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行虛擬小端口驅(qū)動(dòng)；其包括:
[0036]步驟S201:監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定事件，將關(guān)注的雙網(wǎng)卡適配器信息進(jìn)行保存，同時(shí)和小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定；
[0037]步驟S202:監(jiān)聽網(wǎng)卡狀態(tài)變化事件，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)卡發(fā)生故障時(shí)，判斷另一塊網(wǎng)卡的工作狀態(tài)，如果狀態(tài)正常，則將當(dāng)前網(wǎng)卡變量設(shè)置為另一塊網(wǎng)卡，否則不進(jìn)行操作；
[0038]步驟S3:由協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行協(xié)議層驅(qū)動(dòng)；其包括:
[0039]步驟S301:接收并反饋Windows系統(tǒng)關(guān)于網(wǎng)卡狀態(tài)的查詢；
[0040]步驟S302:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢函數(shù)注冊到Windows系統(tǒng)中；
[0041]步驟S303:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文接收函數(shù)注冊到虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序中；
[0042]步驟S304:等待網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的發(fā)送請求，并將該請求發(fā)送至虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序；
[0043]步驟S305:等待虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)接收報(bào)文，并將該報(bào)文發(fā)送給TCP/IP協(xié)議棧。
[0044]具體實(shí)施過程中，包括如下步驟:
[0045]步驟1.將具體應(yīng)用過程中與雙冗余網(wǎng)卡匹配地開發(fā)的虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序dualnetDrv.dll 放入 c:\windows\system32\driver 目錄下；
[0046]步驟2.進(jìn)入控制面板- >本地連接，右鍵單擊本地連接，在屬性中選擇安裝協(xié)議，然后選擇本發(fā)明開發(fā)的雙冗余網(wǎng)絡(luò)中間層適配程序dulnetAdapter.sys ；
[0047]步驟3.安裝成功后對任何一個(gè)網(wǎng)卡進(jìn)行ip地址的指定，然后在任何一個(gè)網(wǎng)卡鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換到另外一個(gè)網(wǎng)卡上，通訊仍可繼續(xù)進(jìn)行。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法，其特征在于，該方法通過中間層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)來屏蔽底層硬件的細(xì)節(jié)，雙冗余網(wǎng)絡(luò)中間層適配過程基于中間層適配模塊來實(shí)施，所述中間層適配模塊包括:驅(qū)動(dòng)注冊單元、虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元；其中，所述驅(qū)動(dòng)注冊單元用于將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)和協(xié)議層驅(qū)動(dòng)注冊到1111(10舊系統(tǒng)中；所述虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元是上層協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序之間的夾層，對于協(xié)議層驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為一組小端口，而對于底層驅(qū)動(dòng)來說，其表現(xiàn)為協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序；該虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元的適配程序通過將底層雙網(wǎng)卡虛擬成一個(gè)網(wǎng)卡的形式，向上層協(xié)議層表現(xiàn)一個(gè)端口，并且通過監(jiān)聽底層網(wǎng)卡的工作狀態(tài)來完成無縫切換；所述協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元用于接收上層應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送請求，并將該請求送達(dá)虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)將虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送給扣?/〗？協(xié)議棧； 具體而言，所述1111(10舊下雙冗余網(wǎng)絡(luò)切換方法具體包括如下步驟: 步驟51:由驅(qū)動(dòng)注冊單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的注冊；其包括: 步驟3101:初始化小端口屬性特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 步驟3102:向系統(tǒng)注冊一個(gè)小端口 ； 步驟3103:向系統(tǒng)注冊協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序； 步驟3104:將協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序與小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定； 步驟32:由虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行虛擬小端口驅(qū)動(dòng)；其包括: 步驟3201:監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定事件，將關(guān)注的雙網(wǎng)卡適配器信息進(jìn)行保存，同時(shí)和小端口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定； 步驟3202:監(jiān)聽網(wǎng)卡狀態(tài)變化事件，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)卡發(fā)生故障時(shí)，判斷另一塊網(wǎng)卡的工作狀態(tài)，如果狀態(tài)正常，則將當(dāng)前網(wǎng)卡變量設(shè)置為另一塊網(wǎng)卡，否則不進(jìn)行操作； 步驟33:由協(xié)議層驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行協(xié)議層驅(qū)動(dòng)；其包括: 步驟3301:接收并反饋系統(tǒng)關(guān)于網(wǎng)卡狀態(tài)的查詢； 步驟3302:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢函數(shù)注冊到11^(10舊系統(tǒng)中； 步驟3303:將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文接收函數(shù)注冊到虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序中； 步驟3304:等待網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的發(fā)送請求，并將該請求發(fā)送至虛擬小端口驅(qū)動(dòng)程序； 步驟3305:等待虛擬小端口驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)接收報(bào)文，并將該報(bào)文發(fā)送給扣?/!?協(xié)議棧。
【文檔編號】G06F9/445GK104503775SQ201410715376
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】胡佳, 柴營 申請人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五七研究所