[发明专利]一种计算机的系统或局域网络的实现方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及系统或局域的计算机网络，诸如需要在一个应用系统内部或在一定的空间范围内将计算机、计算机外部设备、音像多媒体设备、家用电器、传感器、控制执行器等联接在一起的网络，包括电话交换机、网络服务器、网络路由器、数据中心、高性能数据处理和计算平台等应用系统的系统域，以及家庭或办公室的局域网络、汽车或其它运载工具内部的局域网络等。具体地说，本发明涉及仅采用计算机外部设备接口协议，实现低成本、高性能、容错的系统或局域计算机网络，将一台或多台计算机和需要在计算机的控制下工作的设备联接在一起，实现各种可以满足7天24小时连续不间断工作的高可靠应用系统的技术。

背景技术

从1946年2月第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生以后，直到1970年大规模集成电路的诞生，计算机是一个非常昂贵的设备，只有大学、政府研究机构、银行、大型公司才有实力拥有。大规模集成电路使计算机系统的成本减少、体积减小、对工作环境的要求降低，在不到十年的时间内使计算机进入了家庭。1981年8月IBM个人计算机(PC)的诞生更是带来了革命性的变化，从此以后，开放的计算机硬件和软件体系结构，使计算机的硬件系统厂家、操作系统厂家、处理器厂家、外部设备厂家、应用软件厂家等均可以独立存在，大量的人力和物力资源进入计算机硬件和软件生产领域，强烈的竞争在至今不到30年的时间内使计算机在家庭中和个人随身物品中被广泛使用。

计算机外部设备接口是计算机核心实现人机交互通讯和联接其它外部设备的通道，最早采用的设备是穿孔纸带或卡片读入和穿孔机，输入和输出操作不具有实时性；后来采用异步串行外部设备接口(RS232等)，数据传输速率从数百波特至数千波特不等，但联接距离可以达到数百米；异步并行外部设备接口(ISA等，8或16或32根数据信号线，不需要传输时钟)将数据传输速率提高到数十兆波特；同步并行外部设备接口(PCI、PCI-X等，32或64根数据信号线，需要同步传输时钟)将数据传输速率提高到数十千兆波特。由于同步并行数据传输要求数十个数据信号和同步时钟到达目的地的时间差远小于一个同步时钟周期(远小于1个纳秒)，数据传输速率没有进一步提高的潜力，而且联接距离也只有数十厘米。

在光纤通讯中首先采用的时钟嵌入和恢复技术使计算机外部设备接口进入了全新的同步并、串混合的年代，即以多个嵌入时钟的同步串行通讯数据通道并行的传输数据(PCI Express等)，目前每个数据通道的数据传输速率可以达到2.5千兆波特，16个数据通道(64根数据信号线)的数据传输速率为40千兆，多个数据通道传输的数据到达目的地时间的不一致降低到数十纳秒并且和数据传输速率无关，因此可以进一步通过提高每个数据通道的传输速率(不久的将来会达到10千兆波特)和增加数据通道数(32或64)将数据传输速率提高到数百千兆波特。多通道同步串行外部接口的通讯距离几乎可以说没有限制，在极限数据传输速率下，信号在电路板上可以传输数十厘米，采用同轴电缆或双绞线可以达到数十米，降低每个数据通道的传输速率或采用接续设备可以进一步增加传输距离，采用光纤通道和接续设备的信号传输距离可达数十公里至数万公里。

计算机处理能力的提高和计算机外部设备接口的数据传输速率和传输距离的增加，给计算机的应用提供了更多的选择，本发明的内容给出了实现一些计算机应用系统的新方法。

一般情况下，计算机的外部设备接口联接局限在计算机的机箱内(磁盘、光驱等)或在离计算机数米的距离内(键盘、鼠标、打印机、扫描仪、USB接口外设、1394接口外设等)，更远距离的联接需要采用有线网络(以太网、宽带电话网络、InfiniBand网络、光纤通道等)或无线网络(WLAN、Bluetooth等)。

目前有线网络和无线网络联接的特点是：

1.有特别的网络联接协议；

2.一个联接两端的节点设备都是计算机；

3.计算机的内部均有网络接口设备；

4.网络接口设备联接在计算机外部设备接口上；

5.每个计算机上有硬件设备和应用软件。

从一台计算机上通过网络去控制另一台计算机上的设备和软件的操作过程是：

1.本地的应用软件通过网络向远地计算机发出命令；

2.远地的应用软件从网络接收到命令；

3.远地的应用软件按照命令去控制远地的硬件设备执行接收到的命令；

4.远地的应用软件将执行命令的结果通过网络回传给本地的应用软件；

5.本地的应用软件接收到命令执行结果，过程结束。

上述方法有如下不足之处：