專利名稱：簡化通過冗余的可尋址網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)的系統(tǒng)中的連接建立的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及網(wǎng)絡通信，更具體的，涉及用于簡化通過冗余的可尋址網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)的系統(tǒng)中的連接建立的方法和裝置。
背景技術(shù)：
網(wǎng)關(guān)通常指一種能夠在相異環(huán)境中運行的系統(tǒng)之間建立連接的設備。通常提供網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(如令牌環(huán)網(wǎng)與以太網(wǎng))、不同應用(如使用不同協(xié)議實現(xiàn)的文件傳輸)之間的通信。
通常將網(wǎng)關(guān)實施成可尋址的(即能通過地址訪問)。如在相關(guān)領(lǐng)域中眾所周知的，網(wǎng)關(guān)一側(cè)的系統(tǒng)可使用該網(wǎng)關(guān)地址通過該網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳送到另一個系統(tǒng)。
環(huán)境通常包括多個冗余網(wǎng)關(guān)，這主要是為了實現(xiàn)一定的可靠性。也就是說，即使網(wǎng)關(guān)之一變得不工作(無法訪問)了，也可以提供冗余來使用另一個(冗余的)網(wǎng)關(guān)讓系統(tǒng)之間進行通信。
在一種現(xiàn)有方法中，為各個冗余網(wǎng)關(guān)提供不同地址(如不同的IP地址)，且要求系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到冗余網(wǎng)關(guān)中的有效(可使用)網(wǎng)關(guān)。在這種方法中，如果系統(tǒng)當前正在與第一個網(wǎng)關(guān)通信，且第一個網(wǎng)關(guān)變得不工作了，則之后上述系統(tǒng)需要使用相應的不同地址將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他網(wǎng)關(guān)。
這種方法的一個問題在于，各個系統(tǒng)均需要具有識別網(wǎng)關(guān)是否可用的“智能”，并將數(shù)據(jù)通過可用網(wǎng)關(guān)進行轉(zhuǎn)發(fā)。換言之，如果當前可用的網(wǎng)關(guān)中之一變?yōu)椴还ぷ?，則通過這個網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)需要動態(tài)地識別出該網(wǎng)關(guān)的不可訪問性，并使用剩下的冗余網(wǎng)關(guān)中的一個網(wǎng)關(guān)。
至少在某些環(huán)境中，不能接受與若干系統(tǒng)的實施方式相關(guān)的復雜性以及與上述動態(tài)識別相關(guān)的開銷。因此，需要用于簡化通過冗佘的可尋址網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)的系統(tǒng)中的連接建立的方法和裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面簡化了通過活動網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)的第一系統(tǒng)的實施方式，其中，該活動網(wǎng)關(guān)對應于多個冗余網(wǎng)關(guān)中的任何一個網(wǎng)關(guān)。在一個實施例中，將第一系統(tǒng)配置成使用預先指定的地址與活動網(wǎng)關(guān)通信，且將選作活動網(wǎng)關(guān)的具體網(wǎng)關(guān)配置成可通過預先指定的地址訪問。結(jié)果，該第一系統(tǒng)可通過任何使用相同的預先指定地址的活動網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，如果活動網(wǎng)關(guān)變得不工作，則將冗余網(wǎng)關(guān)中的另一個網(wǎng)關(guān)動態(tài)地配置成可通過同一預先指定的地址訪問。結(jié)果，第一系統(tǒng)可使用相同的預先指定地址繼續(xù)訪問其他系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點以及本發(fā)明的各個實施例的結(jié)構(gòu)和運行。在附圖中，相同的附圖標記表示相同的、功能相似的和/或結(jié)構(gòu)相似的元件。通過相應附圖標記中最左邊的數(shù)字指明了元件首次出現(xiàn)時所在的附圖。
將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明，以下簡要地說明了這些附圖。
圖1是示例環(huán)境的框圖，在該環(huán)境中，可實現(xiàn)本發(fā)明的幾個方面。
圖2的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的、系統(tǒng)和其他使用任一冗余網(wǎng)關(guān)(該冗余網(wǎng)關(guān)使用預先指定的地址)的系統(tǒng)進行通信的方式。
圖3的流程圖示出了本發(fā)明的一個實施例中的、在當前的活動網(wǎng)關(guān)變得不工作時另一個冗余網(wǎng)關(guān)充當活動網(wǎng)關(guān)的方式。
圖4的流程圖示出了一個實施例中的主網(wǎng)關(guān)(在次網(wǎng)關(guān)之前進行初始化)充當活動網(wǎng)關(guān)的方式。
圖5的流程圖示出了一個實施例中的次網(wǎng)關(guān)(在主網(wǎng)關(guān)之前進行初始化)充當活動網(wǎng)關(guān)的方式。
圖6的框圖示出了一個實施例中的所實施的主網(wǎng)關(guān)和次網(wǎng)關(guān)的細節(jié)。
圖7的框圖示出了一個實施例中的網(wǎng)關(guān)的軟件實施方式。
具體實施例方式
1.概述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在冗余網(wǎng)關(guān)之間實現(xiàn)了通信，以將這些網(wǎng)關(guān)之一確定為活動網(wǎng)關(guān)。將該活動網(wǎng)關(guān)配置成可通過預先指定的地址訪問。如果因任何原因活動網(wǎng)關(guān)變得不工作，則將上述冗余網(wǎng)關(guān)中的另一個網(wǎng)關(guān)確定為活動網(wǎng)關(guān)，并用上述預先指定的地址來配置該網(wǎng)關(guān)(在該預先指定的地址被變得不工作的網(wǎng)關(guān)丟棄后)。結(jié)果，可以將所有設計成通過冗余網(wǎng)關(guān)進行通信的系統(tǒng)實施成使用該單個(預先指定的)地址進行通信，從而，可以簡化這些系統(tǒng)的實施方式。
以下，為說明的目的，結(jié)合一些實例描述了本發(fā)明的某些方面。應當懂得，陳述了許多具體細節(jié)、關(guān)系、和方法，以便讓讀者完全理解本發(fā)明。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員容易看出，不具備上述一個或多個具體細節(jié)(或使用其他方法)，也可以實施本發(fā)明。在其他情況下，為避免干擾對本發(fā)明的說明，未示出眾所周知的結(jié)構(gòu)或操作。
2.示例環(huán)境圖1是示例生產(chǎn)環(huán)境的框圖，在該環(huán)境中，可實現(xiàn)本發(fā)明的幾個方面。所示的環(huán)境100包括現(xiàn)場設備110-A至110-X、I/O模塊120-A至120-C、控制盒130-A至130-C、通信量控制器140、處理系統(tǒng)150和160、客戶系統(tǒng)180-A至180-K，以及服務器190-A和190-B。以下更詳細的描述了各個模塊。
為說明和簡潔起見，所示的示例環(huán)境100包含很少的客戶系統(tǒng)、可作為網(wǎng)關(guān)的兩個處理系統(tǒng)150和160。然而，典型的環(huán)境中可包含以上各個類型以及其他類型的多個模塊。也可以在其他環(huán)境中實現(xiàn)本發(fā)明的幾個方面。
現(xiàn)場設備110-A至110-X通常表示諸如傳感器(測量溫度、流量、壓力等各種變量)、控制元件(如閥、開關(guān))和發(fā)射器等部件。為簡潔起見，在某種場景中描述了本發(fā)明的幾個方面，其中，各現(xiàn)場設備通過網(wǎng)關(guān)之一對從客戶系統(tǒng)接收的查詢進行回應。然而，現(xiàn)場設備可執(zhí)行其他任務來支持生產(chǎn)過程，并且，也可以在這些任務中應用本發(fā)明的各個方面?？梢砸砸阎姆绞絹韺嵤┈F(xiàn)場設備110-A至110-X。
取決于數(shù)據(jù)發(fā)往的目標地址，I/0模塊120-A至120-C中的各個模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信量控制器140或相應的現(xiàn)場設備之一。可以將命令(來自客戶系統(tǒng))轉(zhuǎn)發(fā)到相應的現(xiàn)場設備110-D至110-X，并將從作出回應的現(xiàn)場設備接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到通信量控制器140。
控制盒130-A至130-D中的各個控制盒接收來自相應的現(xiàn)場設備(如傳感器)的數(shù)據(jù)，以預定方式處理該數(shù)據(jù)(如根據(jù)某一控制算法)，并生成控制信號。然后，用該控制信號來操作另一現(xiàn)場設備(如打開/關(guān)閉閥)。
通信量控制器140從處理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)通常包含在該數(shù)據(jù)中的目標/目的地地址將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相應的I/O或控制盒?？梢詫腎/O或控制盒接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到作為網(wǎng)關(guān)的相應處理系統(tǒng)。I/O模塊、控制盒、通信量控制器連接到處理網(wǎng)絡125?？梢砸砸阎姆绞絹韺嵤㊣/O模塊120-A至120-D、控制盒130-A至130-D和通信量控制器140。
服務器190-A和190-B提供了用于存儲和提供各種配置數(shù)據(jù)(如由網(wǎng)關(guān)使用的IP地址(以下將進一步詳細描述)、控制參數(shù)(用于配置各種控制環(huán))和各種從現(xiàn)場設備接收的數(shù)據(jù)(如警報))的庫。所示的服務器190-A和190-B連接到通信網(wǎng)絡175(如以太網(wǎng))?？梢砸砸阎姆绞綄嵤┓掌?90-A和190-B。
客戶系統(tǒng)180-A至180-K代表支持應用(如與所實施過程的配置、運行和控制相關(guān)的應用)的數(shù)字處理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以與其他系統(tǒng)/設備進行通信?？蛻粝到y(tǒng)180-A至180-K(連接到網(wǎng)絡175)中的各個系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)150和160之一與現(xiàn)場設備110-A至110-X通信。
實施網(wǎng)關(guān)150和160是為了提供冗余，在任何時刻，只能有一個網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)。在一個實施例中，網(wǎng)關(guān)用于連接以不同網(wǎng)絡協(xié)議和介質(zhì)運行的網(wǎng)絡，從而，在未經(jīng)任何修改的情況下傳輸了有效載荷分組。如下文進一步詳細描述的，本發(fā)明的一個方面使得可以用單個地址來配置客戶系統(tǒng)180-A至180-K中的各個系統(tǒng)，且不管網(wǎng)關(guān)150/160中的哪一個是當前的活動網(wǎng)關(guān)，所述系統(tǒng)與現(xiàn)場設備進行通信。
3.簡化系統(tǒng)的實施方式圖2的流程圖闡述了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的、簡化通過冗余的可尋址網(wǎng)關(guān)訪問其他系統(tǒng)的系統(tǒng)中的連接建立的方式。為說明的目的，結(jié)合圖1描述了該流程圖，然而，也可以將本發(fā)明的幾個方面用于其他環(huán)境之中。該方法以步驟201開始，其中，將控制立即轉(zhuǎn)至步驟210。
在步驟210中，用戶用等于預先指定的地址的網(wǎng)關(guān)地址配置各個系統(tǒng)(如用戶系統(tǒng)180-A至180-K，服務器系統(tǒng)190-A和190-B)。該配置一般取決于系統(tǒng)的實施方式，并且，可以以已知方式進行該配置。在步驟220中，可提供多個網(wǎng)關(guān)，且每個網(wǎng)關(guān)均能作為活動網(wǎng)關(guān)。例如，如以下進一步詳細說明的，在給定的時間點處，網(wǎng)關(guān)150和160中的每個網(wǎng)關(guān)均可作為活動網(wǎng)關(guān)。
在步驟230中，選擇具體網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)。一般來說，需要將一個可使用/可訪問的網(wǎng)關(guān)選為活動網(wǎng)關(guān)。以下描述了選擇活動網(wǎng)關(guān)的示例方法和在活動網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障的情況下改變活動網(wǎng)關(guān)的方式。為說明的目的，假設將網(wǎng)關(guān)150選作活動網(wǎng)關(guān)。
在步驟240中，將確定為活動網(wǎng)關(guān)的具體網(wǎng)關(guān)(在該說明性實例中為150)配置為可通過網(wǎng)關(guān)地址(在步驟210中配置的)訪問。在幾個系統(tǒng)中，將連接到網(wǎng)絡的接口配置成接收具有相應地址的分組。接口的配置也取決于系統(tǒng)上執(zhí)行的具體環(huán)境(如操作系統(tǒng))，并可以以已知的方式來實現(xiàn)。
在步驟280中，由于步驟210和240中的配置的緣故，各個系統(tǒng)通過活動網(wǎng)關(guān)(如果在其間需要網(wǎng)關(guān))向其他系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。對相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見，該數(shù)據(jù)形成了用于建立連接性的基礎?？刂妻D(zhuǎn)至步驟299，在該步驟中，結(jié)束了該方法。
從而，在上面的實例中，將網(wǎng)關(guān)150描述為作為活動網(wǎng)關(guān)運行。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果當前的活動網(wǎng)關(guān)因任何原因變成不工作的(不可訪問)，則另一個冗余網(wǎng)關(guān)成為活動網(wǎng)關(guān)。結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的一個方面的、當目前的活動網(wǎng)關(guān)150變得不可訪問或不工作時網(wǎng)關(guān)160開始作為活動網(wǎng)關(guān)工作的方式，繼續(xù)進行本說明。
4.目前的活動網(wǎng)關(guān)變成不工作的圖3的流程圖示出了在當前的活動網(wǎng)關(guān)變成不工作時另一個網(wǎng)關(guān)自動承擔活動網(wǎng)關(guān)的職責的方式。為說明的目的，結(jié)合圖1和圖2說明了該流程圖。然而，也可以將該流程圖用于其他環(huán)境。該方法以步驟301開始，其中，控制立即轉(zhuǎn)至步驟310。
在步驟340中，確定當前的活動網(wǎng)關(guān)是否工作。可以使用各種不同的方法(如試圖通過活動網(wǎng)關(guān)進行連接的外部系統(tǒng)，或內(nèi)部生成的用于檢查各種硬件/軟件部件的狀態(tài)的命令)來確定當前的活動網(wǎng)關(guān)是否工作。如果失去連接，則控制轉(zhuǎn)至步驟350，否則將其轉(zhuǎn)至步驟340。
在步驟350中，確定/選擇了可作為活動網(wǎng)關(guān)的具體的冗余(備用)網(wǎng)關(guān)。一般來說，可以將任何工作的冗余網(wǎng)關(guān)選為活動網(wǎng)關(guān)。以下進一步詳細描述了一種執(zhí)行步驟340和350的示例方法。
在步驟360中，用預先指定的地址(在步驟210中提到的)配置在步驟350中選擇的網(wǎng)關(guān)，這使得可通過預先指定的地址訪問選擇的網(wǎng)關(guān)。結(jié)果，通過網(wǎng)關(guān)與其他系統(tǒng)聯(lián)系的系統(tǒng)可以使用該選定的網(wǎng)關(guān)進行通信，而不需要對這些系統(tǒng)進行任何修改。在步驟399處結(jié)束了該方法。
從而，使用圖3的方法，如果當前的活動網(wǎng)關(guān)變?yōu)椴还ぷ鞯?，則可以將活動網(wǎng)關(guān)換至另一個冗余系統(tǒng)。假定任何冗余系統(tǒng)均可作為活動網(wǎng)關(guān)，當初始化整個環(huán)境時，需要選擇一個網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)。以下結(jié)合圖4說明了進行這種選擇的方式。
5.在初始化過程中選擇活動網(wǎng)關(guān)根據(jù)本發(fā)明的一個方面，將兩個網(wǎng)關(guān)之一配置成缺省的活動(主)網(wǎng)關(guān)，將另一個網(wǎng)關(guān)配置成次網(wǎng)關(guān)。一般來說，將首先初始化的具體網(wǎng)關(guān)指定為充當活動網(wǎng)關(guān)的角色(通過用預先指定的網(wǎng)關(guān)地址對其進行配置)，并且，剩下的網(wǎng)關(guān)不用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。另外，如以下結(jié)合圖4說明的，在某些情況下，主網(wǎng)關(guān)和次網(wǎng)關(guān)可進行地址交換。
圖4的流程圖示出了本發(fā)明的一個實施例中的、當進行初始化時主網(wǎng)關(guān)(或缺省的活動網(wǎng)關(guān))充當活動網(wǎng)關(guān)的角色的方式。為說明的目的，假設分別將網(wǎng)關(guān)150和160指定為主網(wǎng)關(guān)和冗余網(wǎng)關(guān)。
根據(jù)在Bootp協(xié)議(相關(guān)領(lǐng)域中眾所周知的)背景中實施的一種慣例，用奇數(shù)的設備號配置主網(wǎng)關(guān)，并用下一個更大的偶數(shù)的設備號來配置次網(wǎng)關(guān)。一般將設備號與從bootp服務器(如190-B)接收的基址(偶數(shù))相加，以形成網(wǎng)關(guān)的IP地址。與關(guān)于主和次網(wǎng)關(guān)的慣例一致，為網(wǎng)關(guān)150和160分別配置奇數(shù)的(如3)和下一個更大的偶數(shù)(如4)的設備索引號。該方法以步驟401開始，其中，控制立即轉(zhuǎn)至步驟410。
在步驟410中，初始化指定為主網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)。在該說明性實例中，當對網(wǎng)關(guān)150(主網(wǎng)關(guān))進行初始化時，可以從內(nèi)部存儲器(如從使用Microsoft產(chǎn)品族中的Windows服務例程的記錄中)中讀取設備索引號。從而，網(wǎng)關(guān)150將3讀為相應的設備索引號。
在步驟430中，主網(wǎng)關(guān)(150)確定其自身地址。例如，網(wǎng)關(guān)150發(fā)送Bootp請求至服務器190-B，并接收作為回應的基址?？梢詫⒅骶W(wǎng)關(guān)的自身地址計算為(基址+設備號)。將設備號和基址配置成使得主網(wǎng)關(guān)150的自身地址等于在各客戶系統(tǒng)180-A至180-K中配置的預先指定的地址。
在步驟440中，主網(wǎng)關(guān)(150)確定上述預先指定的網(wǎng)關(guān)地址是否已經(jīng)被網(wǎng)絡中的另一個網(wǎng)關(guān)使用。例如，網(wǎng)關(guān)150用該預先指定的地址執(zhí)行查驗(ping)命令(如相關(guān)領(lǐng)域中廣為人知的ICMP回聲請求)來進行這樣的確定。如果接收到回應，則可確定該預先指定的地址已經(jīng)在使用?；蛘撸梢栽诼窂?56上實施定制協(xié)議(如使用RS-232串行協(xié)議)來確定次網(wǎng)關(guān)是否已經(jīng)在使用該預先指定的網(wǎng)關(guān)地址。
如果該預先指定的網(wǎng)關(guān)地址已經(jīng)在使用，則控制轉(zhuǎn)至步驟460，否則轉(zhuǎn)至480。在步驟460中，網(wǎng)關(guān)150確定是否可以交換地址。在一個實施例中，僅當網(wǎng)關(guān)160中未初始化其他應用(在下文中參考圖6進行說明)時，才可以交換為冗余(次)網(wǎng)關(guān)配置的該預先指定的地址。如果可以交換地址，則控制轉(zhuǎn)至步驟470，否則轉(zhuǎn)至步驟490。
在步驟470中，為主網(wǎng)關(guān)(150)配置該預先指定的地址，并可以傳輸任何要求的狀態(tài)信息(與應用相關(guān))。在一個實施例中，冗余網(wǎng)關(guān)(160)丟棄預先指定的地址，并使用與設備號對應的地址(如與設備號4對應的IP地址)。由于冗余網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)的緣故，因此，響應主網(wǎng)關(guān)(150)發(fā)送的請求，可以傳輸包含在冗余網(wǎng)關(guān)(160)中的任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在步驟480中，主網(wǎng)關(guān)(150)作為活動網(wǎng)關(guān)運行，且控制轉(zhuǎn)至步驟499。
在步驟490中，主網(wǎng)關(guān)(150)保持靜止，也就是說，因為次網(wǎng)關(guān)(160)使用預先指定的地址，因而次網(wǎng)關(guān)(160)繼續(xù)充當活動網(wǎng)關(guān)?？刂妻D(zhuǎn)至步驟499，在該步驟中，結(jié)束了本方法。
從而，主網(wǎng)關(guān)150開始作為活動網(wǎng)關(guān)運行，這便在各個系統(tǒng)之間提供了連通性。下面，繼續(xù)進行有關(guān)當網(wǎng)關(guān)160初始化時其作為活動網(wǎng)關(guān)工作的方式的說明。
圖5的流程圖示出了本發(fā)明的一個實施例中的、次網(wǎng)關(guān)(或缺省的次網(wǎng)關(guān))在初始化時充當活動網(wǎng)關(guān)的方式。該方法開始于步驟501，其中，控制立即轉(zhuǎn)至步驟510。
在步驟520中，可以初始化指定作為次網(wǎng)關(guān)(160)的網(wǎng)關(guān)(在指定作為主網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)150之前初始化)。在步驟530中，次網(wǎng)關(guān)160通過計算基址和相應設備號之和確定了其自身地址。可以從服務器系統(tǒng)190-B接收(響應發(fā)送的請求)基址。自身地址的確定方式與結(jié)合網(wǎng)關(guān)150在步驟430中所述的計算類似。
在步驟540中，次網(wǎng)關(guān)(160)確定預先指定的地址是否已經(jīng)被網(wǎng)絡中的另一個網(wǎng)關(guān)使用。例如，與步驟440相似，網(wǎng)關(guān)160用預先指定的地址執(zhí)行查驗(ping)命令(如相關(guān)領(lǐng)域中廣為人知的ICMP回聲請求)或使用定制協(xié)議來進行這樣的確定。如果另一個系統(tǒng)已在使用該預先指定的地址，則控制轉(zhuǎn)至步驟590，否則轉(zhuǎn)至步驟570。
在步驟590中，次網(wǎng)關(guān)160保持靜止(如用戶所希望的，網(wǎng)關(guān)160繼續(xù)作為次系統(tǒng))?？刂妻D(zhuǎn)至步驟499，在該步驟中，結(jié)束了本方法。
在步驟570中，將次網(wǎng)關(guān)(160)配置成可使用預先指定的地址進行訪問。網(wǎng)關(guān)160丟棄了與設備號(4)對應的自身地址，并配置了上述預先指定的地址。地址的配置和丟棄一般取決于網(wǎng)關(guān)上使用的具體操作系統(tǒng)，并可以以已知方式實現(xiàn)。在步驟580中，次網(wǎng)關(guān)(160)作為活動網(wǎng)關(guān)運行?？刂妻D(zhuǎn)至步驟599，在該步驟中，結(jié)束了本方法。
從而，網(wǎng)關(guān)160可作為活動網(wǎng)關(guān)運行。下面，繼續(xù)進行有關(guān)網(wǎng)關(guān)150和160進行通信來確定活動網(wǎng)關(guān)的角色的說明。
6.網(wǎng)關(guān)的實施例圖6的框圖闡述了一個實施例中的網(wǎng)關(guān)150和160的細節(jié)。如圖所示，網(wǎng)關(guān)150包括入站端口610、語法分析器620、數(shù)據(jù)訪問模塊630、冗余管理器640、應用模塊645和出站接口649。所示的網(wǎng)關(guān)160包括入站端口660、語法分析器670、數(shù)據(jù)訪問模塊680、冗余管理器690、應用模塊695和出站接口699。網(wǎng)關(guān)160的不同模塊的實施方式類似于網(wǎng)關(guān)150所包含的相應模塊的實施方式，為簡潔起見，以下僅描述包含在網(wǎng)關(guān)150中的模塊。
入站接口610提供電接口、物理接口和協(xié)議接口來從不同的客戶系統(tǒng)(在路徑157上)和通信量控制器140(在路徑154上)接收分組。將所接收分組轉(zhuǎn)發(fā)至語法分析器620。類似地，出站接口649提供電接口、物理接口和協(xié)議接口來將分組發(fā)送至各種客戶系統(tǒng)和通信量控制器140?？梢砸砸阎姆绞絹韺嵤┤胝窘涌?10和出站接口649。
語法分析器620檢查各個接收的分組，并將接收的分組轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)訪問模塊630、冗余管理器640和應用模塊645之一。轉(zhuǎn)發(fā)到哪個具體模塊一般取決于各接收的分組的首部內(nèi)容(如協(xié)議，端口號等)?？梢砸砸阎绞綄嵤┱Z法分析器620。
數(shù)據(jù)訪問模塊630監(jiān)聽各端口上的命令，并初始化(開始執(zhí)行)應用模塊645來處理命令。另外，將命令(由客戶系統(tǒng)發(fā)送)轉(zhuǎn)發(fā)到應用模塊645，并且，可通過出站接口649發(fā)送從應用模塊645接收的數(shù)據(jù)(從現(xiàn)場設備收集的)。例如，可以將尋求現(xiàn)場設備110-A的輸入?yún)?shù)值的命令(操作員使用客戶系統(tǒng)180-B發(fā)出的)轉(zhuǎn)發(fā)至應用模塊645，并且，可使用出站接口649將相應的響應(從應用模塊645接收的)轉(zhuǎn)發(fā)至客戶系統(tǒng)180-B。
響應對來自數(shù)據(jù)訪問模塊630的命令的接收，應用模塊645通過控制模塊(如130-A)和I/O模塊(如120-A)與現(xiàn)場設備進行通信，并接收代表過程參數(shù)的數(shù)據(jù)分組?？梢詫⑦@些數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)訪問模塊。可根據(jù)從數(shù)據(jù)訪問模塊630接收的命令/請求接收/收集來自相應設備的特定數(shù)據(jù)。應用模塊645也可確認(指明運行狀態(tài))由冗余管理器640周期性發(fā)送的消息。應用模塊645可執(zhí)行各種任務來支持生產(chǎn)過程，并可根據(jù)特定環(huán)境的要求來以已知的方式實現(xiàn)。
冗余管理器640確定網(wǎng)關(guān)150是否可作為主網(wǎng)關(guān)(如步驟230中所述)。在確定自身地址、檢查具有相同地址的另一個系統(tǒng)是否已連接到網(wǎng)絡175(如步驟430和440中所述)的基礎上進行了上述確定。一旦冗余管理器確定網(wǎng)關(guān)150可作為網(wǎng)關(guān)，則可以如步驟470中所述的那樣配置預先指定的地址。
當網(wǎng)關(guān)150未作為主網(wǎng)關(guān)時，冗余管理器640可以與冗余管理器690連接，以確定網(wǎng)關(guān)160(應作為主網(wǎng)關(guān))是否在工作?？赏ㄟ^周期性地交換心跳消息來確定工作狀態(tài)?？墒褂么型ㄐ怕窂?156)或其他對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的恰當通信方法來交換這類消息。如果網(wǎng)關(guān)160未工作，則冗余管理器640可通過適當?shù)闹匦屡渲?如用預先指定的地址來配置接口，并盡可能地傳輸應用模塊信息)使網(wǎng)關(guān)150成為主網(wǎng)關(guān)。
當150作為主網(wǎng)關(guān)時，冗余管理器640可通過路徑156周期性地發(fā)送指明網(wǎng)關(guān)150的工作狀態(tài)的心跳消息。可以類似地從另一系統(tǒng)中的冗余管理器接收心跳消息。在發(fā)送心跳消息之前，冗余管理器640還可以檢查應用模塊645和數(shù)據(jù)訪問模塊630是否在工作。通過閱讀本文公開的內(nèi)容，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員容易看出，在冗余管理器640和690之間可以實施各種類型的協(xié)議，以傳送/檢查網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)。
從而，可以設計各種模塊來以協(xié)作的方式實現(xiàn)本發(fā)明的幾個方面。下面，繼續(xù)進行有關(guān)基本以軟件的形式實施網(wǎng)關(guān)150和160的方式的說明。
7.軟件實施方式圖7的框圖示出了本發(fā)明的一個實施例中的、代表基本以軟件形式實施的網(wǎng)關(guān)150和/或160的數(shù)字網(wǎng)關(guān)700的細節(jié)。系統(tǒng)700可包括一個或多個處理器(如中央處理單元(CPU)710)、隨機存取存儲器(RAM)720、輔助存儲器730、圖形控制器760、顯示單元770、網(wǎng)絡接口780和輸入接口790。除顯示單元770以外，所有設備均可通過通信路徑750(包括相關(guān)領(lǐng)域中眾所周知的幾種總線)進行彼此之間的通信。以下將進一步詳細描述圖7中的各個部件。
CPU 710可執(zhí)行存儲在RAM 720中的指令，以提供本發(fā)明的幾個特征。CPU 710可包括多個處理單元，各處理單元可設計用于特定的任務?；蛘?，CPU 710可以僅包括單個通用處理單元。RAM 720可使用通信路徑750從輔助存儲器730接收指令。這些指令可確定能作為活動網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)、將(活動)網(wǎng)關(guān)配置成可通過預先指定的地址訪問，如以上部分所述。
圖形控制器760根據(jù)從CPU 710接收的數(shù)據(jù)/指令生成顯示單元770的顯示信號(如RGB格式的信號)。顯示單元770包含顯示屏，以顯示由顯示信號確定的圖像。輸入接口790可對應于鍵盤和/或鼠標。
輔助存儲器730可包括硬盤驅(qū)動器735、閃存736和可拆存儲驅(qū)動器737。輔助存儲器730可存儲數(shù)據(jù)和軟件指令(如預先指定的地址、API等)，這使得系統(tǒng)700能提供本發(fā)明的一些特征。可以在可拆存儲單元740上提供某些或所有數(shù)據(jù)和指令，且可以通過可拆存儲驅(qū)動器737讀這些數(shù)據(jù)和指令，并將它們提供給CPU 710。軟盤驅(qū)動器、磁盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器、DVD驅(qū)動器、閃存，可拆存儲芯片(PCMCIA卡，EPROM)是可拆存儲驅(qū)動器737的例子。
可以使用與可拆存儲驅(qū)動器737兼容的介質(zhì)和存儲格式來實施可拆存儲單元740，這使得可拆存儲驅(qū)動器737可以讀數(shù)據(jù)和指令。從而，可拆存儲單元740包括其上存有計算機軟件和/或數(shù)據(jù)的計算機可讀存儲介質(zhì)。
在本文中，術(shù)語“計算機程序產(chǎn)品”一般用于表示可拆存儲單元740或安裝在硬盤驅(qū)動器735中的硬盤。這些計算機程序產(chǎn)品是用于向系統(tǒng)700提供軟件的裝置。CPU 710可取得這些軟件指令，并執(zhí)行這些指令來提供如上文所述的本發(fā)明的各種特征。
8.結(jié)論盡管上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施例，但是，應當懂得，它們是通過舉例而非限制的方式給出的。從而，本發(fā)明的廣度和范圍應不限于以上所述的任何示范實施例，而僅應當根據(jù)以下的權(quán)利要求和它們的等同物進行限定。
權(quán)利要求
1.一種簡化通過活動網(wǎng)關(guān)訪問多個系統(tǒng)的第一系統(tǒng)的實施方式的方法，其中，所述活動網(wǎng)關(guān)對應于多個冗余網(wǎng)關(guān)中的任一個網(wǎng)關(guān)，所述方法包括使用預先指定的地址將所述第一系統(tǒng)配置成與所述活動網(wǎng)關(guān)通信；從所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中選擇具體的網(wǎng)關(guān)作為所述活動網(wǎng)關(guān)；將所述具體網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定所述具體網(wǎng)關(guān)是否在工作；如果所述具體網(wǎng)關(guān)不在工作，選擇所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的另一個網(wǎng)關(guān)作為所述活動網(wǎng)關(guān)；將所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的所述另一個網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述確定包括周期性地向所述具體網(wǎng)關(guān)發(fā)送心跳消息，并且，如果接收到對應于所述心跳消息的回應，則確定所述具體網(wǎng)關(guān)在工作。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇包括在初始化所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的各個網(wǎng)關(guān)時，檢查所述預先指定的地址是否已經(jīng)在使用；如果所述預先指定的地址未被使用，則將該冗余網(wǎng)關(guān)配置成所述活動網(wǎng)關(guān)，否則，讓其保持靜止。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括當初始化所述多個網(wǎng)關(guān)中的各個網(wǎng)關(guān)時，讀相應的設備號；響應發(fā)送到服務器的請求而接收基址；將自身地址計算為等于所述基址加所述設備號。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述檢查包括使用所述預先指定的地址執(zhí)行查驗命令；檢查對應于所述查驗命令的回應；以及如果所述回應包含預先指定的地址，則確定所述預先指定的地址已經(jīng)在使用，否則，確定該預先指定的地址未被使用。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個冗余網(wǎng)關(guān)包括被指定為缺省的活動網(wǎng)關(guān)的主網(wǎng)關(guān)和被指定為缺省的冗余網(wǎng)關(guān)的次網(wǎng)關(guān)，其中，所述檢查在所述主網(wǎng)關(guān)中執(zhí)行，并且，確定所述預先指定的地址已經(jīng)在使用，所述方法還包括確定所述預先指定的地址是否可以被交換；如果所述預先指定的地址可以被交換，則將所述主網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在生產(chǎn)計劃中實施所述方法，所述第一系統(tǒng)包括客戶系統(tǒng)，且所述多個系統(tǒng)中的各個系統(tǒng)包括現(xiàn)場設備和控制設備之一。
9.一種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，該環(huán)境包括多個系統(tǒng)；第一系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用預先指定的地址來與活動網(wǎng)關(guān)通信，以便與所述多個系統(tǒng)中的各個系統(tǒng)通信；以及多個冗余網(wǎng)關(guān)，其中，將所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的任何被選作所述活動網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
10.如權(quán)利要求9所述的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其中，所述多個網(wǎng)關(guān)用于確定所述活動網(wǎng)關(guān)是否在工作；如果所述活動網(wǎng)關(guān)不在工作，則選擇所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的另一個網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)；將所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的所述另一個網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
11.如權(quán)利要求10所述的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其中，通過周期性地向所述活動網(wǎng)關(guān)發(fā)送心跳消息來執(zhí)行所述確定，并且，如果接收到對應于所述心跳消息的回應，則得出所述活動網(wǎng)關(guān)在工作的結(jié)論。
12.如權(quán)利要求9所述的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其中，通過以下步驟進行所述選擇在初始化所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的各個網(wǎng)關(guān)時，檢查所述預先指定的地址是否已經(jīng)在使用；如果所述預先指定的地址未被使用，則將該冗余網(wǎng)關(guān)配置成所述活動網(wǎng)關(guān)，否則，讓其保持靜止。
13.如權(quán)利要求12所述的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其中，所述多個冗余網(wǎng)關(guān)包括被指定為缺省的活動網(wǎng)關(guān)的主網(wǎng)關(guān)和被指定為缺省的冗余網(wǎng)關(guān)的次網(wǎng)關(guān)，其中，所述檢查在所述主網(wǎng)關(guān)中執(zhí)行，并且，確定所述預先指定的地址已經(jīng)在使用，所述主網(wǎng)關(guān)可用于確定所述預先指定的地址是否可以被交換；如果所述預先指定的地址可以被交換，則將所述主網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
14.如權(quán)利要求13所述的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其中，所述第一系統(tǒng)包括客戶系統(tǒng)，且所述多個系統(tǒng)中的各個系統(tǒng)包括現(xiàn)場設備和控制設備之一。
15.一種載有一個或多個指令序列的計算機可讀介質(zhì)，所述指令序列用于使多個冗余網(wǎng)關(guān)中的各網(wǎng)關(guān)簡化通過活動網(wǎng)關(guān)訪問多個系統(tǒng)的第一系統(tǒng)的實施方式，其中，所述活動網(wǎng)關(guān)對應于多個冗余網(wǎng)關(guān)中的任一網(wǎng)關(guān)，其中，通過一個或多個處理器執(zhí)行所述一個或多個指令序列而導致所述一個或多個處理器進行以下動作將所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的任何選作所述活動網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問；其中，通過僅使用所述預先指定的地址來通過所述活動網(wǎng)關(guān)進行通信，所述第一系統(tǒng)能訪問所述多個系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求15所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括確定所述活動網(wǎng)關(guān)是否在工作；如果所述活動網(wǎng)關(guān)不在工作，則選擇所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的另一個網(wǎng)關(guān)作為活動網(wǎng)關(guān)；將所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的所述另一個網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
17.如權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，所述確定包括周期性地向所述活動網(wǎng)關(guān)發(fā)送心跳消息，并且，如果接收到對應于所述心跳消息的回應，則確定所述活動網(wǎng)關(guān)在工作。
18.如權(quán)利要求15所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述選擇包括在初始化所述多個冗余網(wǎng)關(guān)中的各個網(wǎng)關(guān)時，檢查所述預先指定的地址是否已經(jīng)在使用；如果所述預先指定的地址未被使用，則將該冗余網(wǎng)關(guān)配置成所述活動網(wǎng)關(guān)，否則，讓其保持靜止。
19.如權(quán)利要求18所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括當初始化所述多個網(wǎng)關(guān)中的各個網(wǎng)關(guān)時，讀相應的設備號；響應發(fā)送到服務器的請求而接收基址；以及將自身地址計算為等于所述基址加所述設備號。
20.如權(quán)利要求18所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述檢查包括使用所述預先指定的地址執(zhí)行查驗命令；檢查對應于所述查驗命令的回應；以及如果所述回應包含預先指定的地址，則確定所述預先指定的地址已經(jīng)在使用，否則，確定該預先指定的地址未被使用。
21.如權(quán)利要求18所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述多個冗余網(wǎng)關(guān)包括被指定為缺省的活動網(wǎng)關(guān)的主網(wǎng)關(guān)和被指定為缺省的冗余網(wǎng)關(guān)的次網(wǎng)關(guān)，其中，所述檢查在所述主網(wǎng)關(guān)中進行，并且，確定所述預先指定的地址已經(jīng)在使用，所述計算機可讀介質(zhì)還包括確定所述預先指定的地址是否可以被交換；如果所述預先指定的地址可以被交換，則將所述主網(wǎng)關(guān)配置成可通過所述預先指定的地址訪問。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過預先指定的地址將任何選作活動網(wǎng)關(guān)的冗余網(wǎng)關(guān)配置成可訪問的。結(jié)果，任何通過網(wǎng)關(guān)與其他系統(tǒng)通信的系統(tǒng)可以使用相同的預先指定的地址訪問其他系統(tǒng)，而不管哪些冗余網(wǎng)關(guān)在作為活動網(wǎng)關(guān)工作，從而，簡化了這些系統(tǒng)的實施方式。
文檔編號H04L12/56GK1993967SQ200580025665
公開日2007年7月4日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者M·夏馬, R·基爾蒂韋蒂爾, B·約瑟夫, I·班納吉, A·切爾諾古佐夫 申請人:霍尼韋爾國際公司