[发明专利]一种基于白名单实现多网口共享IP地址的冗余通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于白名单实现多网口共享IP地址的冗余通信方法。

背景技术

在电力系统智能设备领域，经常出现一种特殊多网通讯的情况：要求一个装置网络多端口为相同IP地址和MAC地址，且多端口为热备份，实际应用的组网方式如下图1所示。

普通装置正常情况下无法提供多个相同IP地址、相同MAC地址的网卡。在操作系统支持下，可以设置双网卡绑定（bond）方式运行，这样可以提供相同IP地址和MAC地址的双网，但是要求装置在硬件上支持双网卡且操作系统支持双网绑定共组方式，这样会导致设计复杂，成本增加，而且这种方法无法实现多网口共享相同IP地址的这种模式。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于白名单实现多网口共享IP地址的冗余通信方法，实现装置多网口为相同IP地址和MAC地址的情况下进行通讯。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于白名单实现多网口共享IP地址的冗余通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、网卡驱动检测指定网卡多个端口的链接状态，并根据多网切换逻辑选择当前网卡工作端口；

步骤2、设置当前网卡工作端口对应的白名单，所述白名单里写入当前网卡工作端口允许接收的MAC地址，同时清除其他端口对应的白名单；

步骤3、当接收数据时：当前网卡工作端口仅接收目的地址列入白名单的报文，其余数据直接丢弃，且禁止其他端口接收数据；

当发送数据时：网卡驱动指定从当前工作端口发送数据。

优选，当当前网卡工作端口发生断链时，网卡驱动根据多网切换逻辑自动切换到未发生断链的端口，同时设置该端口对应的白名单，清除其他端口的白名单。

优选，多网切换逻辑为：

1）将网卡的多个端口分别按照优先级由高到低降序排列；

2）选择连接状态为正常且优先级最高的端口为当前网卡工作端口；

3）当当前网卡工作端口的连接状态为异常时，进入步骤2）选择新的当前网卡工作端口。

优选，多网切换逻辑还包括：当优先级高于当前网卡工作端口的端口连接状态由异常恢复到正常时，则切换该端口为新的当前网卡工作端口。

本发明的有益效果是：

通过上述方法仅采用一个网卡就可以实现装置多网口为相同IP地址和MAC地址的情况下的冗余通讯，这种方案不依赖于具体的硬件，大大降低了设计的复杂程度和硬件的设计、生产成本，通信高效、灵活。

附图说明

图1是特殊多网通讯情况下的实际应用的组网方式示意图；

图2是本发明网卡、FPGA、phy的关系示意图；

图3是本发明具体实施例里A、B双网基于白名单双网切换方法的总体架构示意图；

图4是本发明具体实施例里A、B双网的切换逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，在电力系统智能设备领域，经常出现一种特殊多网通讯的情况：要求一个装置网络多个端口为相同IP地址和MAC地址，且多端口为热备份。一种基于白名单实现多网口共享IP地址的冗余通信方法，包括如下步骤：

步骤1、网卡驱动检测指定网卡多个端口的链接状态，并根据多网切换逻辑选择当前网卡工作端口。

步骤2、设置当前网卡工作端口对应的白名单，所述白名单里写入当前网卡工作端口允许接收的MAC地址，使能从该端口接收数据，同时清除其他端口对应的白名单。

步骤3、数据的收发：

当接收数据时：当前网卡工作端口仅接收目的地址列入白名单的报文，其余数据直接丢弃，且禁止其他端口接收数据；

当发送数据时：网卡驱动指定从当前工作端口发送数据。

以图2中的网卡、FPGA、phy（物理层接口，也即网卡的多个端口，每个端口对应一个MAC地址）的关系简图为例，网卡和多个端口之间通过FPGA进行连接，CPU的网卡驱动设置FPGA允许接收的MAC地址过滤白名单，FPGA根据网卡驱动设置的白名单选择对应的端口phy接收数据，根据网卡驱动指定的发送端口phy发送数据。

FPGA根据网卡驱动设置的白名单选择对应的端口接收数据，根据网卡驱动指定的发送端口（即当前网卡工作端口）发送数据。具体的做法为：

（1）接收数据：FPGA汇总数据根据预设的白名单进行过滤，非本设备需要接收的数据直接丢弃。