VxWorks環(huán)境下雙冗余以太網卡技術在底層驅動中的實現
目前版本的MUX支持2種網絡驅動程序接口模式:增強型網絡驅動程序接口( END)和網絡協(xié)議工具包(NPT)驅動程序接口?,F以END型網卡驅動為例介紹如何在VxWorks5.4下的NE2000兼容網卡驅動程序中實現雙網卡冗余設計。正常情況下,協(xié)議驅動程序通過MUX層提供的NIC的句柄來提交請求,這個句柄是調用EndLoaD()獲得的;然后MUX層調用網卡驅動程序中的接口函數,實現高層協(xié)議驅動程序的請求。
在應用層實現雙冗余網卡技術的分析
在系統(tǒng)中對網卡進行雙冗余備份,即1塊網卡在正常工作時使用,另1塊網卡作為備份。備份用的網卡處于激活狀態(tài)。在正常通信的網卡出現故障或系統(tǒng)需要時,備份用的網卡能實時地、自動地切換到繼續(xù)工作。顯然,這就要求2塊網卡只能使用同1個物理地址和同1個IP地址。從應用程序的角度看,只會看見1塊網卡在工作,不關心是哪塊網卡在工作及如何切換。
理論上講,冗余網卡技術可以在OSI各層中實現,而且越在底層實現,檢測和切換的速度越快,效果應該越好。其他利用應用層實現雙冗余網卡的主要方法是在程序中發(fā)起任務,以查詢的方式不斷對當前工作網卡的工作狀態(tài)進行判斷,當判斷出當前使用的網卡處于非正常狀態(tài)的時候,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(xié)議的綁定;然后進行備份網卡的配置:為備份網卡綁定協(xié)議,設置子網掩碼和IP地址。用此種方法實際測試,測試中使裝有雙網卡的主機不斷向外發(fā)送廣播報文,同時用網絡分析軟件接收。測得2個網口的切換時間平均為120ms,在切換期間有很多廣播報文丟失。可見在應用層實現雙網卡冗余備份技術,網卡切換速度慢,不利于網絡的可靠性和實時性。
在驅動程序中的實現
在 VxWorks系統(tǒng)中,相同類型的網卡使用同一個驅動程序,網卡之間由驅動程序提供的句柄來區(qū)別。MUX調用NIC驅動程序的接口函數時,都會把網卡的句柄傳入函數中。這就為在驅動程序中實現雙網卡冗余備份提供了基礎。因此要實現網卡的雙冗余備份,最理想的辦法是在NIC驅動程序中實現。
數據結構
網卡驅動程序中最關鍵的數據結構是有關網卡特性的數據結構。每種網卡都有它自己的特性,包括它的單元號、中斷向量、I/O基址、物理地址等。
系統(tǒng)啟動時,在網卡驅動的裝載函數中ne2000EndLoad( )中,會為設備初始化1個數據結構,并分配一個指針指向這個結構。這時定義2個全局指針:
NE2000END-DEVICE * pDrvCtrl-0;
NE2000END-DEVICE * pDrvCtrl-1;
在網卡初始化時把這2個指針分別指向2塊網卡的數據結構,通過這2個指針的定義,在MUX調用NIC驅動程序的接口函數時,可以根據網卡的好壞或系統(tǒng)的需要來選擇pDrvCtrl-0或pDrvCtrl-1,以調整工作網卡。
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