VxWorks環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)和網絡協議工具包(NPT)驅動程序接口。現以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。在正常通信的網卡出現故障或系統需要時，備份用的網卡能實時地、自動地切換到繼續工作。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起任務，以查詢的方式不斷對當前工作網卡的工作狀態進行判斷，當判斷出當前使用的網卡處于非正常狀態的時候，將刪除當前網卡的路由，在主機列表中刪除當前主機名，并解除網卡與協議的綁定；然后進行備份網卡的配置：為備份網卡綁定協議，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的需要來選擇pDrvCtrl-0或pDrvCtrl-1，以調整工作網卡。