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VxWorks下基于緩沖隊(duì)列的網(wǎng)絡(luò)通信

作者: 時(shí)間:2010-04-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
具體表現(xiàn)為,消息初始為空,數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)阻塞在消息上,網(wǎng)絡(luò)正常情況下,每有新的消息單元到達(dá)時(shí),數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)就將該消息單元指向的數(shù)據(jù)包立刻發(fā)送出去;如果某個(gè)時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)受到外界環(huán)境的影響變地不穩(wěn)定或發(fā)生短暫阻塞,數(shù)據(jù)包不能及時(shí)發(fā)出,該數(shù)據(jù)包就可緩存在 Buffer中,其地址信息緩存在消息中,而不會(huì)丟失,等網(wǎng)絡(luò)正常后再發(fā)送出去。隊(duì)列的模式如圖 3所示。根據(jù)待傳輸信息的緊急程度,不同的任務(wù)可以選擇 FIFO或優(yōu)先級(jí)向緩存隊(duì)列中寫入消息單元。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/157520.htm


實(shí)驗(yàn)時(shí),以一臺(tái)普通 PC機(jī)作為上位機(jī)服務(wù)器,采樣節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間通過(guò)一個(gè)百兆的機(jī)相連。采樣節(jié)點(diǎn)的所有采集通道全開(kāi),均設(shè)為最大采樣率,服務(wù)器每隔 5秒鐘查詢一次節(jié)點(diǎn)狀態(tài),此時(shí)數(shù)據(jù)傳輸率約為 65Mbit/s,系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行 8小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示服務(wù)器收到的數(shù)據(jù)包數(shù)目和采樣節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)目相同,數(shù)據(jù)傳輸丟失率為 0.0%。

4網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)原理

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷時(shí),系統(tǒng)軟件應(yīng)該能夠盡快發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障,并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后仍可正常運(yùn)行,因此軟件應(yīng)該具備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的連通性。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連通性的一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法就是通過(guò)服務(wù)器向采樣節(jié)點(diǎn)不間斷發(fā)送 ICMP(Internet控制消息協(xié)議 )包,如果能收到回應(yīng)則證明網(wǎng)絡(luò)連通,反之則表示網(wǎng)絡(luò)中斷。此法雖然簡(jiǎn)單,但是當(dāng)節(jié)點(diǎn)比較多時(shí),大量的 ICMP數(shù)據(jù)包會(huì)占用 CPU資源,降低服務(wù)器的效率,故此法不可行。圖 4是我們?cè)O(shè)計(jì)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控原理圖。




為避免影響到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸,通信雙方各建立兩個(gè) socket端口,一個(gè)作為數(shù)據(jù)通道專門用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)信息,另一個(gè)用作監(jiān)控通道,傳遞應(yīng)答信號(hào),監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的連通性;監(jiān)控通道負(fù)責(zé)管理和維護(hù)數(shù)據(jù)通道。節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器端運(yùn)行的監(jiān)控任務(wù)都是無(wú)限循環(huán)任務(wù),每若干秒運(yùn)行一次。在每一個(gè)循環(huán)周期內(nèi),采樣節(jié)點(diǎn)都會(huì)向服務(wù)器發(fā)起一次連接,服務(wù)器端收到采樣節(jié)點(diǎn)的連接請(qǐng)求后,和其建立連接,然后向其發(fā)送信號(hào)指令。采樣節(jié)點(diǎn)收到信號(hào)指令后,向服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答信號(hào),服務(wù)器若能在 T_wait時(shí)間內(nèi)收到應(yīng)答信號(hào),則判定網(wǎng)絡(luò)通暢,否則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中斷。如果某時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)斷線,那么重新建立連接后,服務(wù)器會(huì)向采樣節(jié)點(diǎn)發(fā)送重新連接指令,采樣節(jié)點(diǎn)收到重新連接指令后,會(huì)關(guān)閉原有的數(shù)據(jù)傳輸 socket,重新和服務(wù)器建立數(shù)據(jù)傳輸通道。


實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)插拔網(wǎng)線模擬網(wǎng)絡(luò)的連通和斷線。結(jié)果表明,在系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)拔掉網(wǎng)線,若在 20秒內(nèi)再接上,由于采樣節(jié)點(diǎn)具有一定的緩存能力,數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,網(wǎng)絡(luò)仍可正常工作;若拔掉網(wǎng)線,超過(guò) 20秒之后再接上網(wǎng)線,采樣節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間會(huì)重新建立連接,網(wǎng)絡(luò)仍可正常工作,但由于緩存隊(duì)列溢出,數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生丟失;若拔掉網(wǎng)線超過(guò) 30分鐘,采樣節(jié)點(diǎn)會(huì)判定網(wǎng)絡(luò)中斷、記錄故障并自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng),插上網(wǎng)線后,服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)采樣節(jié)點(diǎn),系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。

5總結(jié)

利用 對(duì)多任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的良好支持,本文提出了一種隊(duì)列的帶網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能的模式,目前已經(jīng)在我們開(kāi)發(fā)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用。該模式使系統(tǒng)能夠應(yīng)付一定的網(wǎng)絡(luò)故障,提高了系統(tǒng)的可靠性。該模式還可以方便地應(yīng)用到其它嵌入式網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)中,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文作者創(chuàng)新點(diǎn):本文提出的這種基于隊(duì)列的帶網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能的網(wǎng)絡(luò)通信模式,充分地利用了 對(duì)多任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的良好支持,消息隊(duì)列不僅同步任務(wù),還可作為緩存隊(duì)列用來(lái)緩存數(shù)據(jù),使系統(tǒng)能夠應(yīng)付一定的網(wǎng)絡(luò)波動(dòng);監(jiān)控任務(wù)的工作模式使系統(tǒng)能夠快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障并做出響應(yīng),待網(wǎng)絡(luò)故障排除后仍可正常運(yùn)行。


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