一种基于Linux系统的冗余以太网接口的制作方法
【专利摘要】一种基于Linux系统的冗余以太网接口设计，属于计算机网络技术领域。包括以太网接口芯片、网卡底层驱动模块、bonding冗余处理模块以及Linux TCP/IP协议栈，以太网接口芯片设有第一、第二冗余以太网接口，网卡底层驱动模块包括第一、第二网口芯片，bonding冗余处理模块集中处理网卡底层驱动模块的第一、第二网口芯片的数据，将网卡底层驱动模块的状态和信号虚拟成一个实例化设备并提供Linux TCP/IP协议栈的底层调用接口。优点：系统组网的便利性提高；第一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口进行冗余切换时不会影响系统上层应用软件的执行，并可降低数据包丢失的发生概率。
【专利说明】
一种基于L i nux系统的冗余以太网接口
技术领域
[0001]本实用新型属于计算机网络技术领域，具体涉及一种基于Linux系统的冗余以太网接口。【背景技术】
[0002]以太网以其成本低、实效高、扩展性强等特点，越来越被广泛应用于各工业现场和管理处。在电力、交通、船舶等很多领域的实际应用场合下，设备所处的环境复杂，可靠性要求高。为保证不会因通信服务器失效、网络断线等故障而导致系统功能性失效，以太网冗余技术被用来提高网络容错能力。随着系统设计冗余要求的提出，设备对以太网冗余接口的要求也越来越高。在设备以太网冗余接口要求提出的同时，为避免网络接入IP数量过多，某些环境要求设备以太网冗余需满足单IP条件。目前，市场对于冗余以太网接口，仅仅是通过 Intel芯片组来提供硬件支持，同时微软发布了 Windows操作系统用于支持以太网冗余要求的驱动包。然而，由于Windows操作系统为非嵌入式实时操作系统，因此并不适合在工业现场设备中应用；另外，该驱动包为基于操作系统层面的设备驱动，切换时间长约1分钟，无法达到以太网口高速切换的要求，从而无法满足高可靠性的工业现场应用需求。
[0003]鉴于上述已有技术，有必要对现有的冗余以太网接口的结构加以改进，为此，本
【申请人】作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种高速、可靠的基于Linux系统的冗余以太网接口。
[0005]本实用新型的目的是这样来达到的，一种基于Linux系统的冗余以太网接口，其特征在于:包括以太网接口芯片、网卡底层驱动模块、bonding冗余处理模块以及Linux TCP/ IP协议栈，所述的以太网接口芯片设有第一、第二冗余以太网接口，所述的网卡底层驱动模块包括第一、第二网口芯片，所述的第一网口芯片连接第一冗余以太网接口，所述的第二网口芯片连接第二冗余以太网接口，bonding冗余处理模块集中处理网卡底层驱动模块的第一、第二网口芯片的数据，将网卡底层驱动模块的状态和信号虚拟成一个实例化设备并提供Linux TCP/IP协议栈的底层调用接口。
[0006]在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的第一网口芯片采用KSZ9031系列以太网接口芯片，所述的第二网口芯片采用KSZ8041NLI系列以太网接口芯片。
[0007]在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的第一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口采用同一 IP地址。
[0008]在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的bonding冗余处理模块采用 active-backup 模式。
[0009]本使用新型由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是:第一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口采用同一 IP地址，系统组网的便利性提高；第一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口配合，进行冗余切换，且冗余切换速度高；第一、第二冗余以太网接口切换时不会影响系统上层应用软件的执行，并可降低数据包丢失的发生概率。 【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理框图。[〇〇11]图2为本实用新型的一应用例不意图。【具体实施方式】
[0012]
【申请人】将在下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】详细描述，但
【申请人】对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
[0013]请参阅图1，本实用新型涉及一种基于Linux系统的冗余以太网接口，包括以太网接口芯片、网卡底层驱动模块、bonding冗余处理模块以及Linux TCP/IP协议栈。所述的以太网接口芯片设有第一、第二冗余以太网接口，在本实施例中，所述的第一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口采用同一 IP地址，由此能提高系统组网的便利性。所述的网卡底层驱动模块包括第一、第二网口芯片，所述的第一网口芯片连接第一冗余以太网接口，所述的第二网口芯片连接第二冗余以太网接口。bonding冗余处理模块集中处理网卡底层驱动模块的第一、第二网口芯片的数据，将网卡底层驱动模块的状态和信号虚拟成一个实例化设备并提供Linux TCP/IP协议栈的底层调用接口。以太网接口芯片和网卡底层驱动模块配合，能实现双网口单IP的高速冗余切换，以太网接口的切换时间不大于90ms。所述的第一网口芯片采用KSZ9031系列以太网接口芯片并配设相应的网卡底层驱动，所述的第二网口芯片采用KSZ8041NLI系列以太网接口芯片并配设相应的网卡底层驱动。上述的第一、第二以太网接口芯片用于提供冗余网络的硬件支持，所述的第一、第二网口芯片用于底层硬件的功能驱动。所述的bonding冗余处理模块用于配置和优化冗余功能，在本实施例中，bonding 冗余处理模块采用active-backup模式，即mode=l。在此模式下，只有一个slave(设备从站， 此处为网络接口)被激活，当且仅当活动的slave接口失败时才会激活其他slave。在 bonding冗余处理模块的2.6.2及其以后的版本中，主备模式(即同一时间只有一个以太网接口在工作，另一以太网接口处于准备状态，当工作的接口失效后，备用接口立即代替失效的接口进入工作状态代替)下发生一次故障迀移时，bonding冗余处理模块将在新激活的 slave上，送一个或者多个gratuitous ARP(免费ARP)bonding冗余处理模块的主salve接口(此处为第一冗余以太网接口)上以及配置在该接口上的所有VLAN接口都会发送 gratuitous ARP，但需要在这些主salve接口上配置至少一个网络IP地址。所述的Linux TCP/IP协议栈用于提供应用软件统一接口，避免网口切换带来的影响。
[0014]请参阅图2,图中模块配备本实用新型涉及的基于Linux系统的冗余以太网接口， 模块分别通过以太网与交换机连接，构建网络。所述的网络为统一的网络环境，此处无法分接至两个网络，该网络能通过接入同一网络的第一、第二冗余以太网接口来共同完成一个工作任务。当工作的接口出现故障或断线后，另一接口开始工作。因此，对整个网络系统而言，只需识别一个设备IP地址即可。为避免上层系统交换机发生混乱，绑定的MAC地址只在一个外部端口上可见。
【主权项】
1.一种基于Linux系统的冗余以太网接口，其特征在于:包括以太网接口芯片、网卡底 层驱动模块、bonding冗余处理模块以及Linux TCP/IP协议栈，所述的以太网接口芯片设有 第一、第二冗余以太网接口，所述的网卡底层驱动模块包括第一、第二网口芯片，所述的第 一网口芯片连接第一冗余以太网接口，所述的第二网口芯片连接第二冗余以太网接口， bonding冗余处理模块集中处理网卡底层驱动模块的第一、第二网口芯片的数据，将网卡底 层驱动模块的状态和信号虚拟成一个实例化设备并提供Linux TCP/IP协议栈的底层调用 接口。2.根据权利要求1所述的一种基于Linux系统的冗余以太网接口，其特征在于所述的第 一网口芯片采用KSZ9031系列以太网接口芯片，所述的第二网口芯片采用KSZ8041NLI系列 以太网接口芯片。3.根据权利要求1所述的一种基于Linux系统的冗余以太网接口，其特征在于所述的第 一冗余以太网接口和第二冗余以太网接口采用同一 IP地址。4.根据权利要求1所述的一种基于Linux系统的冗余以太网接口，其特征在于所述的 bonding冗余处理模块采用active-backup模式。
【文档编号】H04L12/24GK205610658SQ201620393602
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】刘勇, 陈涛, 鲁杨, 李帆, 周啸伟, 唐俊刚, 陈誉斌, 陈佳伟, 徐涛
【申请人】常熟瑞特电气股份有限公司