SylixOS 雙網(wǎng)卡冗余備份使用說明

1. 工作準(zhǔn)備

   開發(fā)板需要有雙網(wǎng)卡，并能進(jìn)行正常通信。

   若選擇中斷機(jī)制實(shí)現(xiàn)，硬件PHY上需具有中斷引腳且能正常輸出。

   1. 環(huán)境準(zhǔn)備

2. 原理概述

   雙網(wǎng)卡冗余備份方案采用"主-備份"網(wǎng)卡策略將多塊物理網(wǎng)卡進(jìn)行綁定，綁定后兩個(gè)網(wǎng)卡只有一個(gè)物理地址和IP地址，同一時(shí)刻只有一個(gè)網(wǎng)卡進(jìn)行工作，當(dāng)主網(wǎng)卡或線路出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換到備份網(wǎng)卡。

   雙網(wǎng)卡冗余備份方案采用輪詢機(jī)制檢測，即每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次PHY連接狀態(tài)檢測，當(dāng)檢測到主網(wǎng)卡連接斷開且備份網(wǎng)卡連接正常時(shí)，切換至備份網(wǎng)卡。

   雙網(wǎng)卡冗余備份方案采用中斷機(jī)制檢測，即PHY連接狀態(tài)改變產(chǎn)生中斷信號，立即進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到主網(wǎng)卡連接斷開且備份網(wǎng)卡連接正常時(shí)，切換至備份網(wǎng)卡。

   中斷機(jī)制檢測相比輪詢機(jī)制，反應(yīng)時(shí)間更快，但需要硬件支持。

   1. 中斷機(jī)制概述

   2. 輪詢機(jī)制概述

3. 實(shí)現(xiàn)步驟

   調(diào)用ifconfig命令查看當(dāng)前網(wǎng)卡信息，獲取需要進(jìn)行綁定的兩個(gè)網(wǎng)卡名，如圖 4.1所示。

   

   圖 4.1獲取網(wǎng)卡信息

   跳轉(zhuǎn)到/etc/目錄下，添加一個(gè)綁定雙網(wǎng)卡的配置文件bonding.ini，內(nèi)容示例如程序清單 4.1所示。

   程序清單 4.1 bonding.ini配置文件

   [bonding]
   ipaddr=192.168.2.220
   netmask=255.255.255.0
   gateway=192.168.2.1
   mac=80:46:38:78:28:39
   en1name=en1
   en2name=en2
   mode=1
   ****** mode=0 （若不配置默認(rèn)100ms）*********
   miimon=100
   ****** mode=1 （若不配置默認(rèn)下降沿觸發(fā)）*********
   gpiotype=1
   gpiolevel=0

   本次配置采用了主從策略，具體說明如下：

   1. 基礎(chǔ)配置

• ipaddr：配置綁定后的IP地址；

• netmask：配置綁定后的子網(wǎng)掩碼；

• gateway：配置綁定后的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)；

• mac：配置綁定后的物理地址；

• en1name：配置需要綁定的主網(wǎng)卡名；

• en2name：配置需要綁定的備份網(wǎng)卡名；

• mode：配置工作模式（0：輪詢機(jī)制，1：中斷機(jī)制），若選擇輪詢機(jī)制，需配置miimon項(xiàng)；若選擇中斷機(jī)制，需配置en1gpio、en2gpio、gpiotype、gpiolevel項(xiàng)；

• miimon：配置輪詢檢測時(shí)間（毫秒），通常設(shè)置為100毫秒；

• gpiotype：配置觸發(fā)方式（0：電平觸發(fā)，1:邊沿觸發(fā)）；

• gpiolevel：配置觸發(fā)條件（如果為電平觸發(fā), 1 表示高電平觸發(fā), 0 表示低電平觸發(fā)；如果為邊沿觸發(fā), 1 表示上升沿觸發(fā), 0 表示下降沿觸發(fā), 2 表示雙邊沿觸發(fā)）。

1. ioctl函數(shù)實(shí)現(xiàn)

雙網(wǎng)卡冗余備份模塊需要調(diào)用網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)中的ioctl函數(shù)，并設(shè)置物理網(wǎng)卡硬件地址，要求底層網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)具有如表格 4.1功能：

表格 4.1 ioctl函數(shù)cmd命令

若網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)中ioctl函數(shù)未實(shí)現(xiàn)，需修改網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，具體細(xì)節(jié)為：

1. 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)函數(shù)中添加ioctl函數(shù)，如程序清單 4.2所示。

程序清單 4.2網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)函數(shù)修改

static struct netdev_funcs  net0_drv = {
    ioctl    = __enetCoreIoctl,
};

1. 編寫ioctl函數(shù)，如程序清單 4.3所示。

程序清單 4.3添加ioctl函數(shù)

static INT  __enetCoreIoctl (struct netdev  *pNetDev, int  iCmd, void  *pArg)
{
    struct ifreq  *pifreq;
    
    switch (iCmd) {
    case XXX:
        break;
    default:
        break;
    }
     return  (ERROR_NONE);
}

1. ioctl函數(shù)中，添加SIOCSIFHWADDR命令，如程序清單 4.4所示。

程序清單 4.4添加SIOCSIFHWADDR命令

#define SIOCSIFHWADDR          _IOW('i', 55, struct ifreq)
case GET_LINK_STATE:
    pifreq = (struct ifreq *)pArg;
    /* TODO:設(shè)置 MAC 地址 */
    break;

1. ioctl函數(shù)中，添加GET_MAC_IRQ命令，如程序清單 4.5所示。

程序清單 4.5添加GET_MAC_IRQ命令

#define GET_MAC_IRQ            _IOWR('i', 260, struct ifreq)
case GET_MAC_IRQ:
    /* TODO:獲取 MAC 中斷號 */
    break;

1. 輪詢機(jī)制實(shí)現(xiàn)

輪詢機(jī)制需要調(diào)用網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)中的ioctl函數(shù)，并讀取硬件設(shè)備PHY的連接狀態(tài)，需要修改網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)ioctl函數(shù)，具體細(xì)節(jié)為：

• ioctl函數(shù)中，添加GET_LINK_STATE命令，如程序清單 4.6所示。

程序清單 4.6添加GET_LINK_STATE命令

#define GET_LINK_STATE         _IOWR('i', 257, struct ifreq)
case GET_LINK_STATE:
    pifreq = (struct ifreq *)pArg;
    /* TODO: 讀取硬件設(shè)備PHY的連接狀態(tài) */
    /* 若連接：pifreq->ifr_flags |= IFF_RUNNING; */
    /* 未連接：pifreq->ifr_flags &= ~IFF_RUNNING; */
    break;

1. 中斷機(jī)制實(shí)現(xiàn)

中斷機(jī)制需要調(diào)用網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)中的ioctl函數(shù)，并清除PHY的中斷狀態(tài)寄存器，需要修改網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)ioctl函數(shù)，具體細(xì)節(jié)為：

• 添加SET_PHY_MICR命令，如程序清單 4.7所示。

程序清單 4.7添加SET_PHY_MICR命令

#define SET_PHY_MICR           _IOWR('i', 258, struct ifreq)
case SET_PHY_MICR:
    /* TODO:設(shè)置 PHY 中斷控制寄存器，使能鏈接狀態(tài)改變中斷 */
    /* 將硬件 PHY 上的中斷引腳設(shè)置為輸出 */
    break;

• 添加CLEAR_PHY_MISR命令，如程序清單 4.8所示。

程序清單 4.8添加CLEAR_PHY_MISR命令

#define CLEAR_PHY_MISR         _IOWR('i', 259, struct ifreq)
case CLEAR_PHY_MISR:
    /* TODO:清除 PHY 中斷狀態(tài) */
    break;

    注意：申請GPIO管腳號需要在開發(fā)板 BSP 適配文件中添加對應(yīng)的GPIO配置。

• 添加GET_PHY_GPIO命令，如程序清單 4.9 所示。

程序清單 4.9添加GET_PHY_GPIO命令

#define GET_PHY_GPIO            _IOWR('i', 261, struct ifreq)
case GET_PHY_GPIO:
    /* TODO:獲取 PHY GPIO 管腳號 */
    break;

1. 使用說明

   模塊加載，開啟雙網(wǎng)卡冗余備份。

   模塊卸載，關(guān)閉雙網(wǎng)卡冗余備份。

   1. 功能關(guān)閉

   2. 功能開啟

2. 測試方法

   主機(jī)ping開發(fā)板，手動(dòng)拔掉一根網(wǎng)線，觀察是否自動(dòng)切換到另一個(gè)網(wǎng)卡上去，網(wǎng)絡(luò)是否還是連通狀態(tài)；等會(huì)拔掉另一根網(wǎng)線再次觀察網(wǎng)絡(luò)連通性。