使用一個單獨區域網的基於軟體的容錯連網的製作方法
2023-04-30 06:29:11 1
專利名稱：使用一個單獨區域網的基於軟體的容錯連網的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及計算機網絡，更具體地涉及在容錯網絡中的網絡節點之間通過一個或多個中間節點來提供通信的方法和裝置。
背景技術：
在將計算機用於工作的環境中，計算機網絡對於通信和生產力來說越來越重要。電子郵件在很多情況中替代了紙張郵件和傳真而作為發布信息的工具，而且，大量信息在網際網路上的可用性已經變成了對於很多工作相關的任務和個人任務的無價資源。在計算機網絡上交換數據的能力還實現了計算機資源(例如工作環境中的印表機)的共享，並實現了連網的計算機的集中化的基於網絡的管理。
例如，辦公室的工作人員的個人計算機可運行被安裝並通過網絡自動更新的、並產生被列印到由幾個不同辦公室裡的人共享的連網印表機的數據的軟體。網絡可被用於調查安裝於每個個人計算機中的軟體和硬體，從而大大地簡化了調查管理的任務。而且，每個計算機的軟體和硬體配置可以通過網絡來管理，這使得在連網環境中的用戶支持任務更為簡單。
連網的計算機還典型地連接到向連網的計算機提供數據和資源的一個或更多個網絡伺服器。例如，伺服器可存儲可以由連網計算機執行的許多軟體應用程式，或者可存儲一個可以由連網計算機訪問和使用的數據的資料庫。網絡伺服器典型地還管理對於可以由任何連網的計算機使用的特定連網設備(例如印表機)的訪問。而且，伺服器可以便於在連網計算機之間的數據(例如電子郵件或其它類似業務)的交換。
從本地網到更大網絡(例如網際網路)的連接可以提供交換數據的更大能力，例如通過提供網際網路電子郵件訪問或到達全球資訊網的訪問。這些數據連接使通過網際網路的商務處理變得實際，並為計算機網絡的發展和使用中的增長作出了貢獻。提供數據和諸如電子貿易、流式音頻或視頻、電子郵件的服務功能或提供其它內容的網際網路伺服器依賴於本地網和網際網路的操作，以便提供在這種數據伺服器和客戶計算機系統之間的通路。
但是，就像其它電子系統一樣，網絡會出現故障。錯配置、斷線、故障的電子部件和多種其它因素可造成計算機網絡連接失敗，從而造成計算機網絡可能無法運行。通過使用備用或冗餘的網絡部件，可以使這種故障在關鍵連網環境(例如過程控制、醫療)或關鍵應用中最小化。一個例子是使用到達關鍵網絡節點的第二網絡連接，該連接提供的功能與第一網絡連接相同。但是，為了方便在網絡故障情況下的操作而對網絡連接進行的管理可能是一個困難的任務，而且它本身可受到網絡系統或用戶的正確檢測和補償網絡故障的能力的影響。而且，當主要和冗餘網絡都產生故障時，只使用其中一個網絡將不能提供完整的網絡操作性。
一個解決方案是使用可以檢測和管理使用冗餘通信信道的計算機網絡的狀態的方法或裝置。在各種實施例中，這種系統包含一些節點，這些節點能夠檢測和管理在它所連接到的節點和每個其它容錯網絡節點之間的通信信道的狀態。在一些實施例中，這種網絡節點使用指示到達每個其它節點的主要和冗餘網絡連接的每一個的狀態的網絡狀態數據記錄，還使用實現確定一個可操作數據通路以便在每對節點之間發送和接收數據的邏輯。
但是，這種網絡將可望包含不具有完整容錯能力的節點。這種非容錯網絡節點的一個通常的例子是具有內連網絡連接的標準辦公室雷射印表機。所需的是用於方便與容錯網絡系統中的非容錯和容錯網絡節點進行通信的方法和裝置。
發明內容
本發明提供了一種操作具有容錯節點的計算機網絡的方法，包含確定在容錯節點和其它網絡節點之間的第一和第二鏈路的狀態。由容錯節點發送到其它節點的數據之後可在一條根據第一和第二鏈路狀態選擇的鏈路上進行發送。在本發明的一些實施例中，這在網絡中的中間節點中發生，該中間節點從始發節點接收數據，並將其通過一條根據第一和第二鏈路的狀態選擇的鏈路轉發至目的地節點。
在本發明的一些其它實施例中，容錯節點包含指示容錯節點通過連接到容錯節點的鏈路的每一條從/向其它節點接收/發送數據的能力的網絡狀態表。
圖1顯示了正如可用於實施本發明的包含容錯節點的網絡的框圖。
圖2顯示了與本發明實施例相一致的網絡狀態表。
圖3是與本發明實施例相一致的操作包含容錯中間節點的網絡的方法的流程圖。
具體實施例方式
在下面對本發明樣本實施例的詳細描述中，參考了形成這裡的一部分的附圖，在附圖中以圖釋的方式顯示了其中可實施本發明的特定樣本實施例。這些實施例被足夠詳細地進行了描述，以便使本領域技術人員能夠實施本發明，並且應該理解其它實施例可被使用，而且可以作出邏輯的、機械的、電子的和其它的改變而不偏離本發明的精神和範圍。因此，下面的詳細描述不應被理解為限制，且本發明的範圍僅由附帶的權利要求書限定。
本發明提供了通過使用中間節點在網絡故障的四周路由網絡數據來管理與容錯網絡中的非容錯網絡節點和容錯節點的通信的方法和裝置。一些實施例中的網絡包含容錯和非容錯節點，並可通過使用容錯節點作為能在網絡故障的四周路由數據的中間節點來在節點之間路由數據。
不同形式的本發明在現有網絡接口技術(例如乙太網)中被執行。在一個這樣的實施例中，兩個乙太網連接被連接到每一個容錯計算機或節點。對於本發明的目的來說，對連接進行相互區分不是關鍵，因為這些連接在物理上和功能上都是相似的。如這裡描述的具有容錯中間節點的網絡還可包含多個非容錯節點，這些非容錯節點可通過使用容錯節點作為能夠如這裡所述地在網絡故障的四周路由數據的中間節點來發出或接收數據。
圖1顯示了包含非容錯節點101、交換機102和103、容錯節點104、105和106的示例性網絡。兩個交換機102和103還通過內部LAN橋連接110相連。這七個元素組成了進一步連接到網絡107的區域網，網絡107連接到文件伺服器108和印表機109。非容錯節點101可以是印表機、計算機或容錯網絡中的不支持通過多個網絡連接的容錯的其它設備。
容錯節點104、105和106的每一個將例如通過圖2所示的網絡狀態表來存儲網絡狀態數據。從網絡狀態表(例如圖2的網絡狀態表)中的數據，可以確定各種網絡連接的狀態，並可以選擇用於每對網絡節點之間的通信的合適連接。圖2中的網絡狀態表反映用於圖1中所示的示例性網絡的節點4的網絡狀態數據，並指示在網絡中節點4和其它節點之間的通信鏈路的條件。
「接收的數據OK」欄中的數據反映節點4是否可以成功地從網絡中的其它節點的每一個通過用於這兩個節點的鏈路1和2的每一個來接收數據。表中的「×」指示數據沒有被接收，「OK」指示數據被接收，「-」指示這樣的鏈路不存在。而且，每欄指示數據傳播通過哪條鏈路，這樣，從發送節點的鏈路2到接收節點的鏈路1將被指定為「2-1」。例如，在「接收的數據OK」表中在節點1、「1-2」中的「×」指示通過鏈路1離開節點1並通過鏈路2進入節點4的數據不能被接收。同樣，在「2-1」和「2-2」中的節點1下的短劃線是節點1中不存在鏈路2的結果。最後，在節點1、「1-1」下的「OK」指示從節點1、鏈路1到節點4、鏈路1的通信為OK。
本發明的這個示例性實施例還包含一個「其它節點報告數據」表部分，該部分以不同的術語基本上重述了該表的「接收的數據OK」部分中的數據。「其它節點報告數據」部分反映了如其它節點報告的數據，如在其它節點的「接收的數據OK」表中存在的數據。然而，由其它節點報告的數據在此例中還被完整地反映在對於節點4的表的「接收的數據OK」部分中。例如，對於節點1的「其它節點報告數據」指示的數據與相同表的「接收的數據OK」部分中記錄的數據相同，其中鏈路相反，因為數據是從節點1進行觀察，並由節點1提供。
在本發明的一些實施例中，鏈路可能能夠發送但不能接收數據，或可接收但不能發送數據，「其它節點報告數據」表的內容可能不同於「接收的數據OK」表，因為數據可能能夠通過特定的一對鏈路在一個方向傳播但不在相反方向傳播。這樣的實施例從包含「接收的數據OK」數據和「其它節點報告數據」中受益匪淺，並在本發明的範圍之內。
使用這個網絡狀態表數據，每個節點可以在很多網絡故障的四周路由數據，並不管多個故障鏈路地進行通信。圖3是解釋如何將網絡狀態表用於實施本發明的方法流程圖。在301，希望發送數據的節點確定它的到達其它節點的網絡連接的狀態。在302，該節點使用關於它的到達其它節點的網絡連接的狀態的數據，來填充它的網絡狀態表的「接收的數據OK」部分。然後在303，該節點與其它節點交換這個數據，並在304填充它的網絡狀態表的「其它節點報告數據」部分。
對於一個節點是否可以從另一個節點接收數據的確定是在使用專用診斷數據信號、使用網絡協議信號或使用在節點之間發送的任何其它適合類型的數據的各種實施例中作出的。每個節點提供到其它節點用於填充「其它節點報告數據」的數據必須必要地是包含發送於節點之間的數據的數據，並在一個實施例中是包含將被報告的節點數據的專用診斷數據信號。
在305，容錯節點確定它的哪條鏈路可用於發送數據到希望的節點。如果只有第一鏈路可用，則在306通過第一鏈路發送數據。如果只有第二鏈路可用，則在307通過第二鏈路發送數據。典型地，兩條鏈路都可用，則在308通過任何適當的方法(例如通過實用性或隨機)選擇其中的一條來發送數據。
最後，數據是通過選擇的鏈路發送的，並可在網絡拓撲需要時通過中間節點或交換機進行路由以達到它的最終目的地。中間節點或交換機在本發明的各種實施例中可以是路由器或橋，或能夠在網絡中提供相似功能的任何其它設備。
作為一個例子，假設圖1在106處顯示的節點4希望發送數據到101處的節點1。通過估計哪些節點可從哪些其它節點接收數據，並在節點之間交換這個數據，來填充了網絡狀態表，如圖2中所示。在305，通過查看圖2的網絡狀態表的「其它節點報告數據」部分，來確定沒有連接到節點1的第二鏈路，並且從節點4的鏈路2發送的數據沒有到達節點1。該表實際上反映的是從節點1的鏈路1發送的數據到達了節點4，因此該數據是在306通過鏈路1發送的。在309，該數據通過圖1的102處顯示的交換機1路由到節點1，並在那裡被通過其唯一的鏈路(鏈路1)進行接收。
本發明提供了一種通過使用網絡狀態表來在網絡故障四周路由網絡數據，包含中間網絡節點的使用，從而管理容錯網絡中的非容錯網絡節點和容錯節點之間的通信的方法和裝置。該網絡在一些實施例中包含容錯和非容錯節點，並可以通過使用容錯中間節點或能夠在網絡故障的四周路由數據的交換機來在節點之間路由數據。
雖然在這裡解釋和描述了特定的實施例，但本領域的技術人員可以理解可以用被計算以達到相同目的配置來替換所顯示的特定實施例。本申請旨在覆蓋本發明的任何修改和變動。本發明只由權利要求書及其完整的等效物範圍來限定。
權利要求
1.一種管理包含容錯網絡節點的計算機網絡的狀態的方法，該方法包含確定在容錯節點和其它網絡節點之間的第一鏈路的狀態；確定在容錯節點和其它網絡節點之間的第二鏈路的狀態；在第一容錯中間節點中接收來自始發節點的數據；以及選擇從第一容錯中間節點到目的地節點用於發送數據的第一鏈路或者第二鏈路，使得鏈路是基於為每個容錯節點獨立確定的網絡狀態而被選擇的。
2.根據權利要求1所述的方法，其中目的地節點是容錯中間節點。
3.根據權利要求1所述的方法，其中始發節點是非容錯節點。
4.根據權利要求1所述的方法，其中第一容錯中間節點是交換機。
5.根據權利要求1所述的方法，還包含在每個容錯節點中建立一個獨立的網絡狀態表，該表指示確定所述節點和其它網絡節點之間的第一和第二鏈路的狀態的結果。
6.根據權利要求5所述的方法，其中網絡狀態表包含表示基於在容錯網絡節點從其它網絡節點接收的數據的網絡狀態的數據。
7.根據權利要求6所述的方法，其中在容錯網絡節點從其它連網節點接收的數據包含診斷消息。
8.根據權利要求6所述的方法，其中在容錯網絡節點從其它連網節點接收的數據包含代表其它容錯節點從其它不同網絡節點接收數據的能力的數據。
9.根據權利要求5所述的方法，其中網絡狀態表包含表示基於容錯節點向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
10.根據權利要求6所述的方法，其中網絡狀態表還包含表示基於容錯節點向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
11.根據權利要求1所述的方法，其中確定來自容錯節點的第一和第二鏈路的狀態包含確定連接到容錯節點的每個節點是否可以發送數據到容錯節點並可以通過第一和第二鏈路的每一條從容錯節點接收數據。
12.一種容錯計算機網絡接口，該接口可用於確定在該接口和其它網絡節點之間的第一鏈路的狀態；確定在該接口和其它網絡節點之間的第二鏈路的狀態；從始發節點接收數據；以及選擇從該接口到目的地節點用於發送數據的第一鏈路或者第二鏈路，使得鏈路是根據每條鏈路的確定的狀態而被選擇的。
13.根據權利要求12所述的容錯計算機網絡接口，其中目的地節點是容錯中間節點。
14.根據權利要求12所述的容錯計算機網絡接口，其中始發節點是非容錯節點。
15.根據權利要求12所述的容錯計算機網絡接口，其中計算機網絡接口包含交換機的部分。
16.根據權利要求12所述的容錯計算機網絡接口，該接口還可用於建立一個指示確定接口和其它網絡節點之間的第一和第二鏈路的狀態的結果的網絡狀態表。
17.根據權利要求16所述的容錯計算機網絡接口，其中網絡狀態表包含表示基於在接口從其它網絡節點接收的數據的網絡狀態的數據。
18.根據權利要求17所述的容錯計算機網絡接口，其中在接口從其它連網節點接收的數據包含診斷消息。
19.根據權利要求17所述的容錯計算機網絡接口，其中在接口從其它網絡節點接收的數據包含代表其它容錯節點從其它不同網絡節點接收數據的能力的數據。
20.根據權利要求16所述的容錯計算機網絡接口，其中網絡狀態表包含表示基於接口向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
21.根據權利要求17所述的容錯計算機網絡接口，其中網絡狀態表還包含表示基於接口向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
22.根據權利要求12所述的容錯計算機網絡接口，其中確定來自接口的第一和第二鏈路的狀態包含確定連接到接口的每個節點是否可以發送數據到接口並可以通過第一和第二鏈路的每一條從接口接收數據。
23.一種包含指令的計算機可讀媒體，當指令被執行時可用於促使一個計算機化的系統運行作為網絡中的容錯節點以便確定在計算機化的系統和其它網絡節點之間的第一鏈路的狀態；確定在計算機化的系統和其它網絡節點之間的第二鏈路的狀態；從始發節點接收數據；以及選擇從計算機化的系統到目的地節點用於發送數據的第一鏈路或者第二鏈路，使得鏈路是基於每條鏈路的確定的狀態而被選擇的。
24.根據權利要求23所述的計算機可讀媒體，其中目的地節點是容錯中間節點。
25.根據權利要求23所述的計算機可讀媒體，其中始發節點是非容錯節點。
26.根據權利要求23所述的計算機可讀媒體，其中計算機化的系統是交換機。
27.根據權利要求23所述的計算機可讀媒體，當指令被執行時還可用於促使計算機化的系統建立一個指示確定計算機化的系統和其它網絡節點之間的第一和第二鏈路的狀態的結果的網絡狀態表。
28.根據權利要求27所述的計算機可讀媒體，其中網絡狀態表包含基於在計算機化的系統從其它網絡節點接收的數據代表網絡狀態的數據。
29.根據權利要求28所述的計算機可讀媒體，其中在計算機化的系統從其它連網節點接收的數據包含診斷消息。
30.根據權利要求28所述的計算機可讀媒體，其中在計算機化的系統從其它網絡節點接收的數據包含代表其它容錯節點從其它不同網絡節點接收數據的能力的數據。
31.根據權利要求27所述的計算機可讀媒體，其中網絡狀態表包含表示基於計算機化的系統向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
32.根據權利要求28所述的計算機可讀媒體，其中網絡狀態表還包含表示基於計算機化的系統向其它節點發送數據的能力的網絡狀態的數據。
33.根據權利要求23所述的計算機可讀媒體，其中確定來自計算機化的系統的第一和第二鏈路的狀態包含確定連接到計算機化的系統的每個節點是否可以發送數據到系統並可以通過第一和第二鏈路的每一條來從系統接收數據。
全文摘要
本發明提供一種操作包含容錯節點的計算機網絡的方法，包含確定在容錯節點和其它網絡節點之間的第一和第二鏈路的狀態。然後可以將由容錯節點發送到其它節點的數據通過基於第一和第二鏈路狀態選擇的一條鏈路上進行發送。在本發明的一些實施例中，這在網絡中的中間節點中發生，該中間節點從始發節點接收數據並將其通過基於第一和第二鏈路的狀態選擇的一條鏈路轉發至目的地節點。在本發明的一些其它實施例中，容錯節點包含網絡狀態表，所述網絡狀態表指示容錯節點通過連接到容錯節點的鏈路的每一條從/向其它節點接收/發送數據的能力。
文檔編號H04L12/56GK1493142SQ01822912
公開日2004年4月28日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月29日
發明者J·黃, J 黃, T·J·科茲利克, 科茲利克, S·宋, 達爾, J·M·達爾, 克勞森, L·A·克勞森, 諑, C·盧內曼, 古斯丁, J·W·古斯丁, 弗雷馬克, R·J·弗雷馬克 申請人:霍尼韋爾國際公司