专利名称：管理网络冗余检查应用程序的方法
技术领域：
本发明涉及一种管理网络冗余检查应用程序的方法，其通过主控 端内的驱动程序将主控端内多个网络通讯地址下的通讯端口虚拟成单 一个通讯端口 ，而该虚拟后的通讯端口再通过冗余检查机制来判断欲 传送的序列资料是否无效或重复，由此以达到同时拥有冗余检查机制 及管理单一网络通讯地址优势的功效。
背景技术：
随着通讯技术的快速演进，其衍生的通讯网路亦随之快速发展， 并依照其规模大小而可区分为局域网络以及广域网络，其中，局域网 络则是由许多相同网络架构所完成的区域性网络，而广域网络则是由 许多的局域网络所组成的大型网络，且其服务与联机的范围可遍及全 国甚至全世界。
不论是局域网络或广域网络，其中最常见的基本架构便是以太网
络(Ethernet),而在以太网络中则包括有利用光纤或绞线 为传输线路的集线器(Hub)、交换器(Switch)或路由器 (Router)等网络中继装置，而通过网络中继装置与传输线路 的组合，可使不同网域的局域网络、以及计算机或其它装置，如监视 系统、保全系统及自动化等得以进行资料、指令的传输或控制。
然而传统商用以太网络设备仅较适用一般单纯且易于掌控的办公 室等优良环境，但对于较为艰困且无法预期的工业环境而言并不适用， 其中主要原因在于商用以太网络设备并无法符合工业化应用中的高度 信赖需求，因而也促使了工业用以太网络的发展。再者，随着微形化的逻辑控制器、中央处理器以及各种输出/入 设备与工业用的操作系统或应用程序等软硬件制造厂商亦开始提供附 有嵌入式以太网络接口的产品，由此亦加速了工业级以太网络的革命 性发展；然而，由于商用及工业用的以太网络具有其通用性，因此使 用者将不再受限于现有自动化厂商的专有协议及网络架构，由此亦促 使了许多组织及协会纷纷提倡以太网络工业协议，让工业控制设备可 以整合运用于共通的协议。
请参阅图16所示，为现有技术具双传输信道的以太网络系统架构 图，而于此架构下的系统主要包括由主控端A、主传输信道B、副传 输信道C、中继装置D及远程设备E等部分所组成，该系统下的主传 输信道B、副传输信道C主要是为了配合工业以太网络应用中的高度
信赖需求下所设计的架构，然而与此种双传输信道的硬件架构相配合 的软件或算法则是利用冗余检查机制来决定主控端A将选择的信道；
而所谓的冗余检查即是利用数据传输封包中多余的信息来核对该信息 的算法。
然而与传统的以太网络相比较，该架构为了基于保护以太网络的 实体层，因此网络装置仅需一个网络通讯地址(IP a d d r e s s)，但当以太网络连上串行装置或针对某些工业用途时，使用者则 需要两套以太网络及两组网络通讯地址，如此不仅可保护以太网络的 实体媒介，亦可保护使用者端的以太网络接口及网络服务器端的设备， 而与上述二组网络通讯地址相配合的冗余检查机制，由具有提供网络 备援以及快速回复网络联机的特性，因此冗余检查机制对工业以太网 络通讯则扮一十分重要角色。
上述双信道冗余型以太网络系统虽然具备快速回复网络的联机能 力，且其冗余备援机制可以满足工业化应用上的需求，以确保整体工 业化以太网络统运作顺畅，但该双信道的冗余备援机制于实作上却^
下述缺陷与不足(一) 由于双信道的冗余型以太网络系统具有二组传输信道(主
传输信道B、副传输信道C)，因此主控端A的使用者则需针对该二 组传输信道分别进行管控；再者，若该主控端A需针对不同的传输条 件来开放不同的通讯端口 (COM port),管理者则需要多管 理或监控一倍数量的通讯端口，因此对于管理该双信道的冗余型以太 网络系统的管理者则需要花费双倍的时间来管控其传输信道。
(二) 同理，主控端A或远程设备E的相关业者若要开发相关的 应用程序，则亦需针对双信道下的通讯端口 (COM p o r t )来 设计其路径判断的算法，然而对于欲使用双信道的冗余型以太网络系 统的相关业者，则需耗费多余的时间来开发新的管理程序，以便判断 双信道下的通讯端口的切换方式及判断方法。
因此，上述现有技术的不足，便为从事此行业者所亟欲改善的课 题，而有待相关业者作进一步改良与创新设计的必要。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种管 理网络冗余检查应用程序的方法，通过驱动程序以及中继装置所形成 的韧体来管理冗余检查机制及其所用的通讯端口，因此虽然主机端包
括有二个网络通讯地址，但使用者无需针对二个网络通讯地址下的各 通讯端口进行管理，也因此使用者于实际上仅需针对一个虚拟的通讯 端口进行设定；再者，通过该驱动程序的判断流程，虽主机端具有主 传输信道及副传输信道来传送相同数据的功效，且由于针对使用者而 言却仅需管理此虚拟的通讯端口，由此，该以太网络架构下的主机端 不但可通过冗余检查机制下来拥有双传输信道所带来的高稳定性，而 该架构下的管理者却不需管理双传输信道下所衍生的大量通讯端口。
另外，本发明的次要目的在于，通过驱动程序将主传输信道及副 传输信道所使用的二个网络通讯地址虚拟成单一的通讯端口，因此主 机端的应用程序将仅需针对该虚拟通讯端口上的资料进行存取，且若
7针对仅拥有一个网络通讯地址下的以太网络欲进行升级至二个网络通 讯地址的企业端，该原本己使用的应用程序将不需设计新的应用程序 来与二个网络通讯地址互相配合存取，因此将可节省相关业者可观的
应用程序开发时间与精力。
为达上述目的，本发明提供一种管理网络冗余检查应用程序的方 法，尤指运用于由主控端、主传输信道、副传输信道、中继装置及远 程设备所形成的双信道网络架构下的冗余检查应用程序的方法，其通 过主控端内的驱动程序将主控端内多个网络通讯地址下的通讯端口虚 拟成单一个通讯端口，由此使用者或使用者的应用程序仅需管理或监
控该虚拟后的通讯端口。
图1为本发明较佳实施例的双信道冗余型以太网络系统架构图； 图2为本发明较佳实施例的由主控端传送资料至中继装置的示意
图3为本发明较佳实施例的由主控端传送封包资料的示意图； 图4为本发明较佳实施例的主控端传送资料并进行封包的示意图； 图5为本发明较佳实施例的由中继装置传送资料至主控端的示意
图6为本发明较佳实施例的由中继装置传送资料并进行冗余检查 的示意图7为本发明较佳实施例的由驱动程序将资料写入网络卡的判断 步骤流程图8为本发明较佳实施例的驱动程序从网络卡读取资料的判断步 骤流程图9为本发明较佳实施例的韧体将资料写入网络卡的判断步骤流
程图IO为本发明较佳实施例的通过韧体从网络卡读取资料的步骤流
程图；图11为本发明较佳实施例的操作接口图(一)； 图12为本发明较佳实施例的操作接口图(二)；
图13为本发明较佳实施例的操作接口图(三)； 图14为本发明较佳实施例的操作接口图(四)；
图15为本发明较佳实施例的操作接口图(五)；
图16为现有技术的具双传输信道的以太网络统架构图。
图中符号说明
1主控端
11工作站13工作站
12工作站14工作站
2主传输信道
3副传输信道
4中继装置
5传输封包
51表头52序列资料
A主控端
B主传输信道
C副传输信道
D中继装置
E远程设备
具体实施例方式
为达成上述目的及构造，并为对于本发明的目的及功效有更进一 步的了解，故本发明所采用的技术手段，结合附图就本发明的较佳实 施例详加说明如下，以利完全了解。
首先本说明书先通过说明各硬件的配置方块图以及通过达到本发 明的管理网络冗余检查应用程序的方法所运用的流程步骤来加以说明 本发明的技术手段，最后再通过本发明实际运用的实施例来说明，以利更明确地了解本发明具体的实作技术。
请参阅图1所示，为本发明较佳实施例的双信道冗余型以太网络 系统架构图，由图中可以清楚得知该系统由主控端1、主传输信道2、 副传输信道3及中继装置4所构成，而该主控端1则进一步包括有多
个工作站ll、 12、 13及14，另，该系统下的主传输信道2及副传输信 道3则是为了配合工业以太网化应用中所欲使用冗余检査要求下所设 计的架构。
请参阅图2、 3、 4所示，分别为本发明较佳实施例的由主控端传 送资料至中继装置的示意图、由主控端传送封包资料的示意图及由主 控端传送资料并进行封包的示意图，如图2所示，当主控端1的工作 站11分别由主传输信道2、副传输信道3传送序号00001及00002 二 组码框(frame)至中继装置4时，由于中继装置4的冗余检査 机制会避免传输资料的重复，因此中继装置4将会把重复的序号00001 及00002 二组码框忽略(d r o p )掉，所以，中继装置4可进一步 将00001及00002 二组码框传送至远程。
然而当工作站11传送一序列资料52至中继装置4时，工作站11 将会把序列资料52进行封包成一传输封包5，而该中继装置4主要将 包含有标记(m a r k)、长度(1 e n)、序列号(s e q u e n c e number)及检查和(checksum)的表头51与序 列资料52结合成一传输封包5 (如图3所示)；请参阅图4所示并参 考图2及图3，当工作站11欲传送一序列资料52时，该序列资料52 将会经过一冗余机制，而该冗余机制主要将表头51加入该序列资料52 以形成一传输封包5，而该冗余机制再复制相同的传输封包5并分别通 过主传输信道2及副传输信道3传送至中继装置4;所以，通过上述的 冗余机制并利用主传输信道2及副传输信道3，工作站11将可使二份 相同的序列资料52传送至中继装置4，但却不至造成接收端资料的重 复。请参阅图5、 6所示，分别为本发明较佳实施例的由中继装置传送 资料至主控端的示意图及由中继装置传送资料并进行冗余检査的示意
图，当中继装置4由远程接收一 00001码框并欲传送至工作站11时， 先将表头51加入该序列资料52前而形成一传输封包5，再分别由主传 输信道2、副传输信道3传送至工作站11，待工作站ll接收到该码框 时，该工作站ll将忽略重复的码框；然而该冗余检查则如图6所示的 示意图，当具有相同序列号(s e q u e n c e number)(如 S n o =8)的传输封包5欲通过主传输信道2及副传输信道3传送至 工作站11时将会经过一冗余检査，该冗余检查主要将二组传输封包5 的表头51 (包括有标记、长度、序列号及检查和)进行比对；因此经 由此冗余检查后，该工作站ll将不会接收到重复的资料。
然而，上述的冗余检查机制于实作上主要包括有一驱动程序将资 料写入网络卡的判断步骤(如图7)，其步骤如下
(101) 开始；
(102) 确认驱动程序从使用者所运用的应用程序取得欲传送的序 列资料52，若否，执行步骤(102);
(103) 为表头51配置内存，若失败，执行步骤(103);
(104) 将表头51插入序列资料52之前以形成一传输封包5并指 派表头51的值；
(105) 复制整个传输封包5 (表头51及序列资料52);
(106) 将传输封包5放置主传输信道2，若失败则执行(107); 若成功则执行(108);
(107) 将传输封包5丢弃(d i s c a r d )或忽略(drop);
(108) 将传输封包5放置副传输信道3，若失败则执行(109); 若成功则执行(110);
(109) 将传输封包5丢弃(d i s c a r d )或忽略(drop);
(110) 结束。然而，与上述的冗余检查机制于驱动程序将资料写入网络卡的判 断步骤相对应的驱动程序则包括有如图8所示的驱动程序从网络卡读 取资料的判断步骤，其步骤如下
(201) 开始；
(202) 确认网络缓冲区中是否有资料可读取，若否，执行步骤 (211);
(203) 确认中继装置4的缓冲区域(buffer )是否空白(存 放的前以从网络读取，但此时尚无法形成一完整封包的缓冲区)， 若否，则执行步骤(204);若是，则执行步骤(205);
(204) 将已存入网络卡的资料取出并插入缓冲区域的前端；举例 而言，当此情况发生在传送端送出的封包为30b y t e s ，但接收端 第一次只收到10个b y t e s资料，但这10个b y t e s并不是一 完整的传输封包，必须等到后面的20b y t e s资料到达才可以一起 检查标头与进行后续的处理，因此前面10b y t e s需先放入缓冲区， 但后面20b y t e s到达时，再将缓冲区中的10b y t e s插入20 bytes的前端再一起处理；
(205) 检査表头51是否正确，若否则执行步骤(206);若是则 执行步骤(207);
(206) 将资料丢弃或忽略；结束；
(207) 进行冗余检查的处理，若该资料无法处理则执行步骤 (202);
(208) 检查表头51的序列号是否正确，若否则执行步骤(206);
(209) 将资料传送给使用者的应用程序；若失败则执行步骤 (206);
(210) 检查缓冲区域内的资料是否完整；若否则执行(202);
(211) 结束。
简而言之，通过如图7及8所示的利用一驱动程序来对网络卡进 行读取及写入的说明，即可了解如何通过此驱动程序并通过主传输信 道2及副传输信道3来达到本发明的管理网络冗余检査应用程序的方法；然而，本发明亦包括了通过一韧体将资料写入网络卡(如图9)以 及通过韧体从网络卡读取数据的步骤流程(如图10)，其步骤分别如
下
(301) 开始；
(302) 确认中继装置4从其串行端口读取资料，若否，执行步骤 (302);
(303) 为表头51配置内存，若失败，执行步骤(303);
(304) 将表头51插入序列资料52之前以形成一传输封包5并指 派表头51的值；
(305) 复制整个传输封包5 (表头51及序列资料52);
(306) 将传输封包5放置主传输信道2，若失败则执行(307); 若成功则执行(308);
(307) 将传输封包5丢弃(discard )或忽略(drop);
(308) 将传输封包5放置副传输信道3，若失败则执行(309); 若成功则执行(310);
(309) 将传输封包5丢弃(discard )或忽略(drop);
(310) 结束。
再者，请参阅如下述通过韧体从网络卡读取数据的步骤流程(如 图io)，其步骤如下-
(401) 开始；
(402) 确认韧体是否从网络卡读取资料，若否，执行步骤(411);
(403) 确认缓冲区域(buffer)是否空白，若否，则执行 步骤(404);若是，则执行步骤(405);
(404) 将已存入网络卡的资料取出并插入缓冲区域的前端；
(405) 检查表头51是否正确，若否则执行步骤(406);若是则 执行步骤(407);
(406) 将资料丢弃或忽略；结束；
(407) 进行冗余检查的处理，若该资料无法处理则执行步骤 (402);(408) 检査表头51的序列号是否正确，若否则执行步骤(406);
(409) 该韧体将资料写入中继装置4的串行端口；若失败则执行 步骤(406);
(410) 检查缓冲区域内的资料是否完整；若否则执行(402);
(411) 结束。
综上所述，通过图7、 8、 9及IO的流程中所揭露的方法，即可清 楚了解本发明通过驱动程序以及韧体的执行步骤来达到传输资料的冗 余检查，再者，将上述方法运用到使用者所使用的应用程序上，即可 让该应用程序将主传输信道2、副传输信道3视为单一的传送信道，由 此，该应用程序的相关业者即可不需开发新的应用程序来使用具双信 道冗余检查机制的以太网络。
然而，为了能够更了解本发明于实际操作上的优点，因此请参阅 图11、 12、 13、 14及15所示的操作接口图，假设当使用者欲管理中 继装置4上16个通讯端口，使用者首先则通过如图11的接口来增加 欲管理的通讯端口，而后，再通过图12的接口来侦测与中继装置4所 连接的一组传输信道(如主传输信道2及副传输信道3)，待工作站 11侦测到中继装置4上的二个网络通讯地址时(IPa d d r e s s )(如图13)，使用者即可进一步指定欲开放的资料端口 (d a t aport)及命令端口 (commandport),然而 截至目前为止，虽然工作站ll侦测到二个网络通讯地址，但使用者实 际上仅针对一个虚拟的通讯端口进行设定，亦即当使用者于设定图14 中的通讯端口时，实际上是以直接指定主传输信道2 (如192 168 . 2 .100)、副传输信道3 (如192 . 168 . 3 . 100)的信道；再者，若于 二个网络通讯地址下拥有相同资料端口及命令端口的通讯端口则将被
虚拟成单一的通讯端口；所以，重复上述动作，使用者即可设定多组
的通讯端口 (COM port),然而如图15所示，虽然于工作站 11共有32个通讯端口被设定，但针对使用者或使用者的应用程序而言， 将仅需管理或监控16个通讯端口 。然而，于本文中所揭露的通过韧体来提供冗余检查的判断依据， 仅为本发明管理网络冗余检查应用程序的方法的较佳实施例，而于实 作中主要将二个以上的通讯端口虚拟成单一的通讯端口，固举凡利用 驱动程序将二个以上的通讯端口虚拟成单一的通讯端口并运用于一应 用程序的方法均应同理包含于本发明的专利范围内，而此种简易修饰 及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内。
所以，通过上述说明将可得知本发明与现有技术相比较着实具下 列优点及特征
(一) 通过驱动程序以及中继装置所形成的韧体，虽然主机端包 括有二个网络通讯地址，但使用者无需针对二个网络通讯地址下的各 通讯端口进行管理，因此使用者于实际上仅需针对一个虚拟的通讯端 口进行设定；再者，通过该驱动程序的判断流程，虽主机端具有主传 输信道及副传输信道来传送相同数据的功效，且由于针对使用者而言 却仅需管理此虚拟的通讯端口，由此，该以太网络架构下的主机端不 但可通过冗余检查机制下来拥有双传输信道所带来的高稳定性，而该 架构下的管理者却不需管理双传输信道下所衍生的大量通讯端口。
(二) 通过驱动程序将主传输信道及副传输信道所使用的二个网 络通讯地址虚拟成单一的通讯端口，主机端的应用程序将仅需针对该 虚拟通讯端口上的资料进行存取，因此若针对仅拥有一个网络通讯地 址下的以太网络欲进行升级至二个网络通讯地址，该以太网络架构下 的应用程序将不需设计新的应用程序来与二个网络通讯地址配合存 取，因此将可节省相关业者可观的应用程序开发时间与精力。
(三) 无论是资料欲通过中继装置传送至主机端或是主机端欲传 送资料至中继装置，通过冗余检查来判断该资料封包中的序列号是否 相同，若相同便将其中一组资料封包忽略或放弃，由此将可避免接收 端收到重复的资料封包；再者，于该冗余检查机制下的资料由于会加 入一序列号，因此该数据若欲由主传输信道及副传输信道进行传输， 而该数据于主传输信道及副传输信道下的通讯端口则需要相同，由此将可确保该资料确实由主传输信道及副传输信道同时进行传输。
(四)再者，于本发明的冗余检查机制下若主机端或中继装置于
一段时限内(TIME — OUT)未收到相同序列号的封包资料，则
该中继装置可发出一警示讯息至主控端的工作站，由此将可提醒网络 管理者检查该传输信道是否断线或错误。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，自不能以此而局限本发明 的专利范围，因此，举凡运用本发明的权利要求所做的均等变化与修 饰，仍应包含于本发明所涵盖的专利范围内。
权利要求
1. 一种管理网络冗余检查应用程序'的方法，尤指运用于由主控端、 主传输信道、副传输信道、中继装置及远程设备所形成的双信道网络 架构下的冗余检查应用程序的方法，其特征在于通过主控端内的驱 动程序将主控端内多个网络通讯地址下的通讯端口虚拟成单一个通讯 端口，由此使用者或使用者的应用程序仅需管理或监控该虚拟后的通 讯端口。
2. 如权利要求l所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中，该虚拟成单一个通讯端口是指主控端下二个网络通讯地址拥有相同的 资料端口及命令端口的通讯端口 。
3. 如权利要求l所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 当主控端欲传送一序列资料至中继装置时，该序列数据会通过虚拟通 讯端口并将该序列数据封包成一传输封包。
4. 如权利要求l所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 该传输封包包括有表头及序列资料。
5. 如权利要求4所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 若序列资料于主传输信道及副传输信道同时传送时，则主传输信道及 副传输信道下的网络通讯地址的通讯端口需要相同。
6. 如权利要求4所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 该表头包括有标记、长度、序列号及检査和。
7. 如权利要求1所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 该驱动程序包括有将序列资料写入主控端中网络卡的方法，该方法包 括有a 、确认驱动程序从使用者所运用的应用程序取得欲传送的序列资料；b、将欲传送至网络卡的表头配置内存；C、将表头插入序列数据的位置前以形成一传输封包；d 、指派表头的值；e 、复制整个传输封包至主传输信道及副传输信道；f、 将重复的传输封包丢弃或忽略。
8. 如权利要求1所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 该驱动程序包括有将从主控端中网络卡读取序列资料的方法，该方法 包括有a、 确认网络缓冲区中是否有资料可读取；b、 确认中继装置的缓冲区域是否空白；C、将已存入网络卡的序列资料取出并插入缓冲区域的前端； d 、检査表头是否正确； e 、将序列资料丢弃或忽略 f 、进行冗余检查的处理；g、 检查表头的序列号是否正确；h、 将序列资料传送给使用者的应用程序；i、 检查缓冲区域内的资料是否完整。
9. 如权利要求1所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其中， 该驱动程序与中继装置所形成的韧体包括有通过该韧体将序列资料写 入主控端中网络卡的方法，该方法包括a、 确认中继装置从其串行端口读取序列资料；b、 将中继装置欲传送至网络卡的表头配置内存；c、 将表头插入序列数据的位置前以形成一传输封包； d 、指派表头的值；e、 复制整个传输封包至主传输信道及副传输信道；f、 将重复的传输封包丢弃或忽略。
10.如权利要求1所述的管理网络冗余检查应用程序的方法，其 中，该驱动程序与中继装置所形成的韧体包括从主控端中网络卡读取 序列资料的方法，该方法包括有a、 确认该韧体是否从网络卡读取序列资料；b、 确认中继装置的缓冲区域是否空白；c 、将已存入网络卡的序列资料取出并插入缓冲区域的前端；d、检查表头是否正确；e 、将序列资料丢弃或忽略；f、 进行冗余检查的处理；g、 检查表头的序列号是否正确；h、 该韧体将序列资料写入中继装置的串行端口；i、 检查缓冲区域内的资料是否完整。
全文摘要
本发明涉及一种管理网络冗余检查应用程序的方法，尤指将一驱动程序运用于由主控端、主传输信道、副传输信道、中继装置及远程设备下所形成的双信道网络架构下的冗余检查应用程序的方法，其通过主控端内的驱动程序将主控端内多个网络通讯地址下的通讯端口虚拟成单一个通讯端口，由此，使用者或使用者的应用程序仅需管理或监控该虚拟后的通讯端口；再者，通过驱动程序及中继装置所形成的韧体将涵盖了实际的操作模式以让使用者或网络应用程序毋须考量该冗余机制所造成的系统复杂度；所以，本发明的网络架构下的主机端不但可通过冗余检查机制下来拥有双传输信道所带来的高稳定性，而该架构下的管理者却不需管理双传输信道下所衍生的大量通讯端口。
文档编号H04L12/26GK101312413SQ20071010453
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者孙哲宏, 石璧渊, 邵世辉 申请人:四零四科技股份有限公司