VxWorks環(huán)境下雙冗余以太網(wǎng)卡技術(shù)在底層驅動(dòng)中的實(shí)現

目前版本的MUX支持2種網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序接口模式：增強型網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序接口( END)和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議工具包(NPT)驅動(dòng)程序接口?，F以END型網(wǎng)卡驅動(dòng)為例介紹如何在VxWorks5.4下的NE2000兼容網(wǎng)卡驅動(dòng)程序中實(shí)現雙網(wǎng)卡冗余設計。正常情況下，協(xié)議驅動(dòng)程序通過(guò)MUX層提供的NIC的句柄來(lái)提交請求，這個(gè)句柄是調用EndLoaD()獲得的；然后MUX層調用網(wǎng)卡驅動(dòng)程序中的接口函數，實(shí)現高層協(xié)議驅動(dòng)程序的請求。

在應用層實(shí)現雙冗余網(wǎng)卡技術(shù)的分析

在系統中對網(wǎng)卡進(jìn)行雙冗余備份，即1塊網(wǎng)卡在正常工作時(shí)使用，另1塊網(wǎng)卡作為備份。備份用的網(wǎng)卡處于激活狀態(tài)。在正常通信的網(wǎng)卡出現故障或系統需要時(shí)，備份用的網(wǎng)卡能實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地切換到繼續工作。顯然，這就要求2塊網(wǎng)卡只能使用同1個(gè)物理地址和同1個(gè)IP地址。從應用程序的角度看，只會(huì )看見(jiàn)1塊網(wǎng)卡在工作，不關(guān)心是哪塊網(wǎng)卡在工作及如何切換。

理論上講，冗余網(wǎng)卡技術(shù)可以在OSI各層中實(shí)現，而且越在底層實(shí)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(shí)現雙冗余網(wǎng)卡的主要方法是在程序中發(fā)起任務(wù)，以查詢(xún)的方式不斷對當前工作網(wǎng)卡的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，當判斷出當前使用的網(wǎng)卡處于非正常狀態(tài)的時(shí)候，將刪除當前網(wǎng)卡的路由，在主機列表中刪除當前主機名，并解除網(wǎng)卡與協(xié)議的綁定；然后進(jìn)行備份網(wǎng)卡的配置：為備份網(wǎng)卡綁定協(xié)議，設置子網(wǎng)掩碼和IP地址。用此種方法實(shí)際測試，測試中使裝有雙網(wǎng)卡的主機不斷向外發(fā)送廣播報文，同時(shí)用網(wǎng)絡(luò )分析軟件接收。測得2個(gè)網(wǎng)口的切換時(shí)間平均為120ms，在切換期間有很多廣播報文丟失?？梢?jiàn)在應用層實(shí)現雙網(wǎng)卡冗余備份技術(shù)，網(wǎng)卡切換速度慢，不利于網(wǎng)絡(luò )的可靠性和實(shí)時(shí)性。

在驅動(dòng)程序中的實(shí)現

在 VxWorks系統中，相同類(lèi)型的網(wǎng)卡使用同一個(gè)驅動(dòng)程序，網(wǎng)卡之間由驅動(dòng)程序提供的句柄來(lái)區別。MUX調用NIC驅動(dòng)程序的接口函數時(shí)，都會(huì )把網(wǎng)卡的句柄傳入函數中。這就為在驅動(dòng)程序中實(shí)現雙網(wǎng)卡冗余備份提供了基礎。因此要實(shí)現網(wǎng)卡的雙冗余備份，最理想的辦法是在NIC驅動(dòng)程序中實(shí)現。

數據結構

網(wǎng)卡驅動(dòng)程序中最關(guān)鍵的數據結構是有關(guān)網(wǎng)卡特性的數據結構。每種網(wǎng)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。

系統啟動(dòng)時(shí)，在網(wǎng)卡驅動(dòng)的裝載函數中ne2000EndLoad( )中，會(huì )為設備初始化1個(gè)數據結構，并分配一個(gè)指針指向這個(gè)結構。這時(shí)定義2個(gè)全局指針：

NE2000END-DEVICE * pDrvCtrl-0；
NE2000END-DEVICE * pDrvCtrl-1；

在網(wǎng)卡初始化時(shí)把這2個(gè)指針?lè )謩e指向2塊網(wǎng)卡的數據結構，通過(guò)這2個(gè)指針的定義，在MUX調用NIC驅動(dòng)程序的接口函數時(shí)，可以根據網(wǎng)卡的好壞或系統的需要來(lái)選擇pDrvCtrl-0或pDrvCtrl-1，以調整工作網(wǎng)卡。