CN113612621A - 一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,属于计算机技术领域。该方法修改VxWorks内核中ipnet_cmd_ifconfig函数,让其每次被调用时,均调用ipnet_ifconfig_print_info函数;调用ipnet_ifconfig_print_info函数中的ipcom_sysctl函数实时获取ifm_flags参数值,即网卡接口的状态标志;先运行双网切换程序,并保证连接网卡的两个设备正常进行网络通讯。切断交换机和其中一块网卡的物理连接,用于模拟该网卡故障。当判断ipcom_sysctl函数中任意一个网卡的接口状态标志不为running状态时,表明该网卡物理链接已经断开,记录此时的系统时间T1;当判断ipcom_sysctl函数中任意一个网卡的接口状态标志为up和running状态时,表明该网卡已经链接成功并开始正常工作,记录此时的系统时间T2;将两次得到的系统时间作差,得到双冗余网卡的切换时间为(T2‑T1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种VxWorks操作系统下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,属于计算机技术领域。
背景技术
随着计算机系统网络技术的飞速发展,对VxWorks操作系统的网络稳定性、抗干扰性和带宽能力提出了越来越高的要求。为了避免基于VxWorks操作系统的控制设备在局部网络中断或故障时出现全网瘫痪或失效的情况,通常在VxWorks控制系统中采用双冗余交换式网络系统,在物理上同时使用两块网卡。在同一时刻仅一块网卡处于工作状态,另一块网卡处于备用状态。因此,双冗余网卡的切换时间直接关系到基于VxWorks操作系统的控制设备的性能,成为衡量控制系统网络可靠性的核心指标。
VxWorks操作系统下双冗余网卡的切换时间是指正在工作的网卡发生故障后自动切换到另一块备用网卡并开始正常工作的时间。业内已有的监测双冗余网卡切换时间的方法主要分为以下两种:
(1)通过网络性能测试仪或者测试工具进行监测
该方法的优点是无需开发监测软件,缺点是局限性太强,仪器携带不方便,或者需提供第三方软件支持的运行环境,且不能实现功能定制。
(2)利用自研测试软件进行监测
目前,VxWorks操作系统下测试双冗余网卡切换时间最常用的方法是通过测试平台向被测试系统发送定长报文,被测试系统收到该报文后立即向测试平台做出响应。测试平台通过监测网卡切换过程中报文丢失的个数来统计网卡切换时间。该测试方法虽然比较灵活且易操作,但是测量误差太大,精度不高,测量结果很大程度上受到测试程序架构合理性和网络流量稳定性这两大因素的影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,实现对双冗余网卡切换时间的精确测量和计算。
本发明的技术解决方案是:一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,包括如下步骤:
S1:连接运行VxWorks操作系统的被测试设备及两个网卡,检查两个网卡的连接情况和工作状态;
S2:实时获取网卡的接口状态标志,用于实时检测网卡的工作状态是否正常;
S3:将一块网卡模拟为故障状态,记录故障网卡断开链接的时刻T1;
S4:记录备用网卡正常工作的时刻T2;
S5:由故障网卡断开链接的时刻T1和备用网卡正常工作的时刻T2计算双冗余网卡切换时间。
进一步地,执行所述S1时,将被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上,且使两个网卡的工作状态均为正常。
进一步地,所述实时获取网卡的接口状态标志的方法为在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数。
进一步地,所述记录备用网卡正常工作的时刻T2的方法为:当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2。
进一步地,所述双冗余网卡切换时间为T2-T1。
一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算系统,包括:
第一模块,连接运行VxWorks操作系统的被测试设备及两个网卡,检查两个网卡的连接情况和工作状态;
第二模块,实时获取网卡的接口状态标志,用于实时检测网卡的工作状态是否正常;
第三模块,将一块网卡模拟为故障状态,记录故障网卡断开链接的时刻T1;
第四模块,记录备用网卡正常工作的时刻T2;
第五模块,由故障网卡断开链接的时刻T1和备用网卡正常工作的时刻T2计算双冗余网卡切换时间。
进一步地,第一模块中,将被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上,且使两个网卡的工作状态均为正常;
所述实时获取网卡的接口状态标志的方法为在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数。
进一步地,所述记录备用网卡正常工作的时刻T2的方法为:当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2;
所述双冗余网卡切换时间为T2-T1。
一种计算机可读存储介质,所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述的计算机程序被处理器执行时实现所述一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法的步骤。
一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法的步骤。
本发明与现有技术相比的优点在于:
1、计时方法简单,计算时间精度高;
2、从物理驱动层判断网络链接通断情况,并计算网卡切换时间,避开了应用层的通讯延迟和系统网络流量的干扰和影响,具有计算误差小的特点;
3、该方法可以用于计算VxWorks操作系统下各种双冗余网卡切换程序的网卡切换时间。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
VxWorks操作系统下双冗余网卡的切换时间,本质上是从“故障网卡断开链接”开始计时,到“备用网卡开始工作并建立链接成功”停止计时,双冗余网卡的切换时间应与系统当前的网络流量大小无关。基于这一前提,为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
1、在开始进行双网卡切换时间测试前,应确保被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上;
2、调用VxWorks操作系统内核中的ipcom_sysctl函数实时获取网卡接口的状态标志;
3、先运行双网切换程序,并保证连接网卡的两个设备正常进行网络通讯。切断交换机和其中一块网卡的物理连接,用于模拟该网卡故障。当判断ipcom_sysctl函数中任意一个网卡的接口状态标志不为running状态时,表明该网卡物理链接已经断开,记录此时的系统时间T1;
4、当判断ipcom_sysctl函数中任意一个网卡的接口状态标志为up和running状态时,表明该网卡已经链接成功并开始正常工作,记录此时的系统时间T2;
5、将两次得到的系统时间作差,得到双冗余网卡的切换时间为(T2-T1)。
在本申请实施例所提供的方案中,为了实现对双冗余网卡切换时间的精确测量和计算,本发明提出了一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法。所述方法的实施步骤如下:
S1:检查两个网卡的连接情况和工作状态
在开始进行双网卡切换时间测试前,应确保被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上。在运行双网卡切换程序前,应确保两个网卡的工作状态均为正常。
S2:实时获取网卡的接口状态标志
在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数能够实时获取网卡接口的状态标志。其中,网卡接口的状态标志的D0位表示网卡是否处于up状态(1表示处于up状态,0表示处于down状态),该标志的D6位表示网卡驱动是否处于opened/running状态(1表示处于opened/running状态,0表示处于非opened/running状态)。
创建一个任务A,通过实时调用VxWorks操作系统内核中的ipcom_sysctl函数,实时获取网卡接口的状态标志,用于判断当前网卡的工作状态。
S3:记录故障网卡断开链接的时刻T1
首先将所有进行网络通讯的设备都连接到网络交换机上,并保证设备之间能够正常进行网络通讯,然后运行双冗余网卡切换程序。手动切断网络交换机和其中一块网卡的物理连接,用于模拟该网卡故障。在实时调用ipcom_sysctl函数并判断网卡的接口状态标志时,一旦监测任意一个网卡的接口状态标志的D6位不为opened/running状态时,表明该网卡物理链接已经断开。此时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T1,并设置网卡故障标志有效。
S4:记录备用网卡正常工作的时刻T2
在任务A中,当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,表明另外一个网卡已经链接成功并开始正常工作,即双冗余网卡切换工作完成。此时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2。
S5:计算双冗余网卡切换时间
将步骤S3和步骤S4中得到的系统时间作差,得到双冗余网卡的切换时间为(T2-T1)。
基于与一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法相同的发明构思,本发明还提供一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算系统,其特征在于,包括:
第一模块,连接运行VxWorks操作系统的被测试设备及两个网卡,检查两个网卡的连接情况和工作状态;
第二模块,实时获取网卡的接口状态标志,用于实时检测网卡的工作状态是否正常;
第三模块,将一块网卡模拟为故障状态,记录故障网卡断开链接的时刻T1;
第四模块,记录备用网卡正常工作的时刻T2;
第五模块,由故障网卡断开链接的时刻T1和备用网卡正常工作的时刻T2计算双冗余网卡切换时间。
进一步,在一种可能实现的方式中,第一模块中,将被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上,且使两个网卡的工作状态均为正常;
在一种可能实现的方式中,所述实时获取网卡的接口状态标志的方法为在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数。
在一种可能实现的方式中,所述记录备用网卡正常工作的时刻T2的方法为:当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2;
可选的,在一种可能实现的方式中,所述双冗余网卡切换时间为T2-T1。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:连接运行VxWorks操作系统的被测试设备及两个网卡,检查两个网卡的连接情况和工作状态;
S2:实时获取网卡的接口状态标志,用于实时检测网卡的工作状态是否正常;
S3:将一块网卡模拟为故障状态,记录故障网卡断开链接的时刻T1;
S4:记录备用网卡正常工作的时刻T2;
S5:由故障网卡断开链接的时刻T1和备用网卡正常工作的时刻T2计算双冗余网卡切换时间。
2.根据权利要求1所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,其特征在于:执行所述S1时,将被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上,且使两个网卡的工作状态均为正常。
3.根据权利要求1所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,其特征在于:所述实时获取网卡的接口状态标志的方法为在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数。
4.根据权利要求1所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,其特征在于,所述记录备用网卡正常工作的时刻T2的方法为:当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2。
5.根据权利要求1所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算方法,其特征在于:所述双冗余网卡切换时间为T2-T1。
6.一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算系统,其特征在于,包括:
第一模块,连接运行VxWorks操作系统的被测试设备及两个网卡,检查两个网卡的连接情况和工作状态;
第二模块,实时获取网卡的接口状态标志,用于实时检测网卡的工作状态是否正常;
第三模块,将一块网卡模拟为故障状态,记录故障网卡断开链接的时刻T1;
第四模块,记录备用网卡正常工作的时刻T2;
第五模块,由故障网卡断开链接的时刻T1和备用网卡正常工作的时刻T2计算双冗余网卡切换时间。
7.根据权利要求6所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算系统,其特征在于:第一模块中,将被测试设备内的两个网卡均连接在同一个网络交换机上,且使两个网卡的工作状态均为正常;
所述实时获取网卡的接口状态标志的方法为在VxWorks操作系统中调用ipcom_sysctl函数。
8.根据权利要求6所述的一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算系统,其特征在于,所述记录备用网卡正常工作的时刻T2的方法为:当判断其中一个网卡故障标志有效,并且另外一个网卡的接口状态标志的D0位和D6位分别为up和running状态时,在VxWorks操作系统中记录此时的系统时间T2;
所述双冗余网卡切换时间为T2-T1。
9.一种计算机可读存储介质,所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~权利要求5任一所述方法的步骤。
10.一种VxWorks下双冗余网卡切换时间的精确计算设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1~权利要求5任一所述方法的步骤。
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