CN114019784B - 一种vpx机箱冗余控制方法 - Google Patents

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Abstract

本发明公开一种vpx机箱冗余控制方法，从数据链路层、网络层和应用层多个层面实现冗余控制，链路层主要通过应用PRP协议实现冗余功能，网络层则应用VRRP协议并结合系统特点实现冗余功能，应用层则从使用角度出发，通过链路层冗余、物理层冗余、应用层冗余实现冗余功能。结合三个层面的冗余，综合实现vpx机箱冗余控制。

Description

一种vpx机箱冗余控制方法
技术领域
本发明涉及一种机箱冗余控制方法，特别是一种vpx机箱冗余控制方法。
技术背景
现有机箱控制基本不具备冗余，则在当前工作的控制功能故障失效后没有办法恢复功能；而少数具备冗余功能的系统，当前工作的控制功能失效后，备份控制功能正常工作前控制功能丧失。并且备份控制还没有办法获取主控制工作期间的系统状态信息，造成信息的丢失。
发明内容
本发明目的在于提供一种vpx机箱冗余控制方法，解决现有机箱控制系统不具备冗余功能或者冗余功能不完善造成的控制功能阶段性失效及信息丢失的问题。
一种vpx机箱冗余控制方法的具体步骤为：
第一步 搭建vpx机箱冗余控制系统
vpx机箱冗余控制系统，包括：链路层冗余控制模块、网络层冗余控制模块和应用层冗余控制模块。
链路层冗余控制模块的功能为：控制数据链路层冗余，实现发送数据端添加冗余信息及接收数据端去除冗余信息，最终实现链路层冗余。
网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，通过自协商确认主模式和从模式，主从模式协同控制数据网络层冗余。
应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，根据不同配置确定工作在主模式或者从模式，主从模式协同控制应用层冗余。
第二步 链路冗余控制模块实现链路层冗余
链路冗余控制模块在系统数据链路层实现冗余控制和PRP冗余协议，根据链路层信息构建notetable表，同时记录系统工作状态、收发数据情况及错误信息。
第三步 网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B实现网络层冗余
网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B根据机箱控制系统特点，即系统数据交互划分内外网，系统内配置信息通过内网交互，需要传输到外部的数据通过外网传输。网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B同时启动工作，并且具备各自的IP和MAC，通过实现VRRP协议协商出主从，即一个工作在主模式，一个工作在从模式，工作在主模式的网络层冗余控制模块获得虚拟IP和MAC即网关，从而发往外网的数据通过虚拟网关完成发送。工作在从模式的网络层冗余控制模块在此过程中不断监听网络帧并实时与工作在主模式的网络层冗余控制模块交互，当发现工作在主模式的网络层冗余控制模块工作异常时工作在从模式的网络层冗余控制模块获取虚拟网关，切换为主模式工作。
第四步 应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B实现应用层冗余
应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B根据不同配置确定应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B的工作模式，即工作在主模式或者从模式，当系统正常运行的时候，工作在主模式的应用层冗余控制模块中运行的应用程序会记录一些状态信息及具备数据发送和接收缓存。为避免工作在主模式的应用层冗余控制模块出现故障，工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作时应用程序重新运行，状态信息及发送接收缓存中的数据丢失的情况，工作在主模式的应用层冗余控制模块和工作在从模式的应用层冗余控制模块在工作的时候应实时进行重要信息交互及状态信息同步。确保当工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作在主模式的应用层冗余控制模块工作后可以不需要重新获取系统状态信息，数据做到切换零丢包。
至此，实现一种vpx机箱冗余控制。
本发明应用层冗余备份大幅提升了系统使用的便捷性和连续性，使用者完全不受主备切换的影响。
具体实施方式
一种vpx机箱冗余控制方法的具体步骤为：
第一步 搭建vpx机箱冗余控制系统
vpx机箱冗余控制系统，包括：链路层冗余控制模块、网络层冗余控制模块和应用层冗余控制模块。
链路层冗余控制模块的功能为：控制数据链路层冗余，实现发送数据端添加冗余信息及接收数据端去除冗余信息，最终实现链路层冗余。
网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，通过自协商确认主模式和从模式，主从模式协同控制数据网络层冗余。
应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，根据不同配置确定工作在主模式或者从模式，主从模式协同控制应用层冗余。
第二步 链路冗余控制模块实现链路层冗余
链路冗余控制模块在系统数据链路层实现冗余控制和PRP冗余协议，根据链路层信息构建notetable表，同时记录系统工作状态、收发数据情况及错误信息。
第三步 网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B实现网络层冗余
网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B根据机箱控制系统特点，即系统数据交互划分内外网，系统内配置信息通过内网交互，需要传输到外部的数据通过外网传输。网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B同时启动工作，并且具备各自的IP和MAC，通过实现VRRP协议协商出主从，即一个工作在主模式，一个工作在从模式，工作在主模式的网络层冗余控制模块获得虚拟IP和MAC即网关，从而发往外网的数据通过虚拟网关完成发送。工作在从模式的网络层冗余控制模块在此过程中不断监听网络帧并实时与工作在主模式的网络层冗余控制模块交互，当发现工作在主模式的网络层冗余控制模块工作异常时工作在从模式的网络层冗余控制模块获取虚拟网关，切换为主模式工作。
第四步 应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B实现应用层冗余
应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B根据不同配置确定应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B的工作模式，即工作在主模式或者从模式，当系统正常运行的时候，工作在主模式的应用层冗余控制模块中运行的应用程序会记录一些状态信息及具备数据发送和接收缓存。为避免工作在主模式的应用层冗余控制模块出现故障，工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作时应用程序重新运行，状态信息及发送接收缓存中的数据丢失的情况，工作在主模式的应用层冗余控制模块和工作在从模式的应用层冗余控制模块在工作的时候应实时进行重要信息交互及状态信息同步。确保当工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作在主模式的应用层冗余控制模块工作后可以不需要重新获取系统状态信息，数据做到切换零丢包。
至此，实现一种vpx机箱冗余控制。

Claims (4)

1.一种vpx机箱冗余控制方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 搭建vpx机箱冗余控制系统
vpx机箱冗余控制系统，包括：链路层冗余控制模块、网络层冗余控制模块和应用层冗余控制模块；
第二步 链路冗余控制模块实现链路层冗余
链路冗余控制模块在系统数据链路层实现冗余控制和PRP冗余协议，根据链路层信息构建notetable表，同时记录系统工作状态、收发数据情况及错误信息；
第三步 网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B实现网络层冗余
网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B根据机箱控制系统特点，即系统数据交互划分内外网，系统内配置信息通过内网交互，需要传输到外部的数据通过外网传输；网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B同时启动工作，并且具备各自的IP和MAC，通过实现VRRP协议协商出主从，即一个工作在主模式，一个工作在从模式，工作在主模式的网络层冗余控制模块获得虚拟IP和MAC即网关，从而发往外网的数据通过虚拟网关完成发送；工作在从模式的网络层冗余控制模块在此过程中不断监听网络帧并实时与工作在主模式的网络层冗余控制模块交互，当发现工作在主模式的网络层冗余控制模块工作异常时工作在从模式的网络层冗余控制模块获取虚拟网关，切换为主模式工作；
第四步 应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B实现应用层冗余
应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B根据不同配置确定应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B的工作模式，即工作在主模式或者从模式，当系统正常运行的时候，工作在主模式的应用层冗余控制模块中运行的应用程序会记录一些状态信息及具备数据发送和接收缓存；为避免工作在主模式的应用层冗余控制模块出现故障，工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作时应用程序重新运行，状态信息及发送接收缓存中的数据丢失的情况，工作在主模式的应用层冗余控制模块和工作在从模式的应用层冗余控制模块在工作的时候应实时进行重要信息交互及状态信息同步；确保当工作在从模式的应用层冗余控制模块接替工作在主模式的应用层冗余控制模块工作后可以不需要重新获取系统状态信息，数据做到切换零丢包；
至此，实现一种vpx机箱冗余控制。
2.根据权利要求1所述的一种vpx机箱冗余控制方法，其特征在于所述链路层冗余控制模块的功能为：控制数据链路层冗余，实现发送数据端添加冗余信息及接收数据端去除冗余信息，最终实现链路层冗余。
3.根据权利要求1所述的一种vpx机箱冗余控制方法，其特征在于所述网络层冗余控制模块A和网络层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，通过自协商确认主模式和从模式，主从模式协同控制数据网络层冗余。
4.根据权利要求1所述的一种vpx机箱冗余控制方法，其特征在于所述应用层冗余控制模块A和应用层冗余控制模块B功能相同，功能为：具备主模式和从模式，根据不同配置确定工作在主模式或者从模式，主从模式协同控制应用层冗余。
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基于IP协议扩展的并行冗余网络协议;彭志航;梁常委;韦书智;;单片机与嵌入式系统应用(第12期);全文 *

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