【摘要】： 當(dāng)今社會對信息化的需求越來越廣泛和迫切,隨之而來的是對網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性和實時性的要求也越來越高。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的冗余熱備增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴崿F(xiàn)熱備網(wǎng)絡(luò)的核心之一是在計算機(jī)內(nèi)實現(xiàn)雙網(wǎng)卡的冗余熱備,即兩塊網(wǎng)卡中只有一塊主網(wǎng)卡通信,雙網(wǎng)卡冗余熱備系統(tǒng)實時檢測主網(wǎng)卡及其鏈路,當(dāng)出現(xiàn)故障后自動將備用網(wǎng)卡切換為主網(wǎng)卡工作。熱備切換與上層應(yīng)用程序無關(guān),并且切換過程不影響應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)通信。 論文利用Windows操作系統(tǒng)與網(wǎng)卡驅(qū)動程序通信的接口標(biāo)準(zhǔn)NDIS,所研究設(shè)計的Windows系統(tǒng)下的雙網(wǎng)卡冗余熱備系統(tǒng),實現(xiàn)了與具體網(wǎng)卡硬件無關(guān)的雙網(wǎng)卡冗余熱備功能。主要內(nèi)容如下: (1)論文首先分析對比了Windows操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、OSI模型和TCP/IP協(xié)議,深入分析了網(wǎng)絡(luò)通信的實現(xiàn)機(jī)制。 (2)分析了雙網(wǎng)卡冗余熱備系統(tǒng)的基本功能需求,熱備切換的關(guān)鍵過程主要包括:切換前后兩塊網(wǎng)卡共用一個IP地址;實時檢測網(wǎng)卡及其鏈路故障并且能夠自動熱備切換;實現(xiàn)雙網(wǎng)卡的綁定;物理地址不隨網(wǎng)卡的切換而改變。通過分析以上關(guān)鍵過程,確定了通過截獲并修改Windows數(shù)據(jù)包的方法來實現(xiàn)網(wǎng)卡切換前后共用一個IP地址,達(dá)到網(wǎng)卡熱備切換的目標(biāo)。通過分析比較Windows下用戶模式和內(nèi)核模式網(wǎng)絡(luò)編程的優(yōu)缺點,確定了采用中間層驅(qū)動程序進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。詳細(xì)分析了中間層驅(qū)動程序的層次結(jié)構(gòu)、框架和數(shù)據(jù)包操作。 (3)創(chuàng)新性地利用中間層驅(qū)動程序的優(yōu)勢位置截獲并修改發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包,實現(xiàn)了綁定的兩塊網(wǎng)卡使用同一個IP地址;利用中間層驅(qū)動程序綁定了雙網(wǎng)卡,并且能夠控制綁定的主備關(guān)系;利用微端口驅(qū)動程序管理維護(hù)網(wǎng)卡信息的功能,實現(xiàn)實時故障檢測,同時結(jié)合它提供的LBFO機(jī)制,實現(xiàn)了網(wǎng)卡之間的自動切換;網(wǎng)卡切換后,利用微端口驅(qū)動程序查詢和設(shè)置網(wǎng)卡信息的功能,將新的主網(wǎng)卡物理地址設(shè)置為原來主網(wǎng)卡的物理地址,用來減少建立新鏈路的時間。 (4)利用系統(tǒng)可靠性理論分析了冗余熱備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性安全性指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP334.7
【圖文】：

設(shè)置為備用網(wǎng)卡，同時修改ADAPT結(jié)構(gòu)中的備用網(wǎng)卡標(biāo)志Issecondary為TRUE。Bundleunistring的值可由用戶設(shè)置，通過成功安裝中間層驅(qū)動程序后的虛擬網(wǎng)卡的屬性頁的設(shè)置實現(xiàn)，BundleUnistring的值可由圖4.9中的編輯框 BundieID設(shè)置。另外，還可以通過安裝信息 INF(Devieel確 rmationFile，設(shè)備信息文件)文件直接設(shè)置。為了說明網(wǎng)卡屬于某個網(wǎng)卡束，中間層驅(qū)動程序安裝信息INF文件必須包含Bundield鍵和一

MierosoftWindowsDDK提供了WinDbgl具測試和調(diào)試，在雙機(jī)(即目標(biāo)和宿主機(jī))環(huán)境下使用，目標(biāo)機(jī)運行驅(qū)動程序或者其他核心態(tài)程序，宿主機(jī)運行調(diào)試器，支持C語言的源代碼級調(diào)試，可在驅(qū)動程序源代碼程序中設(shè)置各種斷點[3e]。此外，有些第三方公司也提供了一些工具，如eompware公司的oriverstudio，帶有50丘xeE調(diào)試工具;KR王Tech公司的winDrive:等，它們對DDK函數(shù)進(jìn)行了封裝，使編程接口更友好，也因此購買費用大大提高。winDbg和softlcE功能強(qiáng)大，但是初學(xué)者使用起來非常困難。為了減小調(diào)試的難度和增加便捷，我們同時采取了以下措施:(l)在系統(tǒng)調(diào)試中大量使用了Driverstudio中的DriverMonite:調(diào)試工具，這樣可以在中間層驅(qū)動程序的關(guān)鍵點用DbgPrini例程輸出關(guān)鍵信息到DriverMonite:中顯示，DbgPrini例程的用法同C語言中Printf輸出字符串的用法。除了便捷外，利用這個輸出文本的功能，可以把因為編寫驅(qū)動程序錯誤，致使內(nèi)存池泄漏等導(dǎo)致操作系統(tǒng)重啟、藍(lán)屏甚至崩潰前的輸出文本信息保存到非系統(tǒng)盤上，待以后提取查看。如圖4.H為安裝中間層驅(qū)動程序過程的輸出信息，包括文件名、行號和例程名。

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本文編號：2735840