使用一个单独局域网的基于软件的容错连网 优先权的请求
本申请是2000年2月25日提交的题为“Multiple Network FaultTolerance via Redundant Network Control(通过冗余网络控制的多业务容错)”(代理人案号No.256.044US1，Honeywell案号H16-26156)的共同未决申请序列号No.09/513,010的部分延续，并由此请求优先权。申请序列号No.09/513,010被并入这里作为参考。
共同未决申请的布告
本申请还与2000年3月10日提交地题为“Non-Fault TolerantNodes in a Multiple Fault Tolerant Network(多容错网络中的非容错节点)”(代理人案号No.256.045US1，Honeywell案号H16-26157)的共同未决申请序列号No.09/522,702有关，该申请被并入这里作为参考。
【技术领域】
本发明总体上涉及计算机网络，更具体地涉及在容错网络中的网络节点之间通过一个或多个中间节点来提供通信的方法和装置。
背景技术
在将计算机用于工作的环境中，计算机网络对于通信和生产力来说越来越重要。电子邮件在很多情况中替代了纸张邮件和传真而作为发布信息的工具，而且，大量信息在互联网上的可用性已经变成了对于很多工作相关的任务和个人任务的无价资源。在计算机网络上交换数据的能力还实现了计算机资源(例如工作环境中的打印机)的共享，并实现了连网的计算机的集中化的基于网络的管理。
例如，办公室的工作人员的个人计算机可运行被安装并通过网络自动更新的、并产生被打印到由几个不同办公室里的人共享的连网打印机的数据的软件。网络可被用于调查安装于每个个人计算机中的软件和硬件，从而大大地简化了调查管理的任务。而且，每个计算机的软件和硬件配置可以通过网络来管理，这使得在连网环境中的用户支持任务更为简单。
连网的计算机还典型地连接到向连网的计算机提供数据和资源的一个或更多个网络服务器。例如，服务器可存储可以由连网计算机执行的许多软件应用程序，或者可存储一个可以由连网计算机访问和使用的数据的数据库。网络服务器典型地还管理对于可以由任何连网的计算机使用的特定连网设备(例如打印机)的访问。而且，服务器可以便于在连网计算机之间的数据(例如电子邮件或其它类似业务)的交换。
从本地网到更大网络(例如互联网)的连接可以提供交换数据的更大能力，例如通过提供互联网电子邮件访问或到达万维网的访问。这些数据连接使通过互联网的商务处理变得实际，并为计算机网络的发展和使用中的增长作出了贡献。提供数据和诸如电子贸易、流式音频或视频、电子邮件的服务功能或提供其它内容的互联网服务器依赖于本地网和互联网的操作，以便提供在这种数据服务器和客户计算机系统之间的通路。
但是，就像其它电子系统一样，网络会出现故障。错配置、断线、故障的电子部件和多种其它因素可造成计算机网络连接失败，从而造成计算机网络可能无法运行。通过使用备用或冗余的网络部件，可以使这种故障在关键连网环境(例如过程控制、医疗)或关键应用中最小化。一个例子是使用到达关键网络节点的第二网络连接，该连接提供的功能与第一网络连接相同。但是，为了方便在网络故障情况下的操作而对网络连接进行的管理可能是一个困难的任务，而且它本身可受到网络系统或用户的正确检测和补偿网络故障的能力的影响。而且，当主要和冗余网络都产生故障时，只使用其中一个网络将不能提供完整的网络操作性。
一个解决方案是使用可以检测和管理使用冗余通信信道的计算机网络的状态的方法或装置。在各种实施例中，这种系统包含一些节点，这些节点能够检测和管理在它所连接到的节点和每个其它容错网络节点之间的通信信道的状态。在一些实施例中，这种网络节点使用指示到达每个其它节点的主要和冗余网络连接的每一个的状态的网络状态数据记录，还使用实现确定一个可操作数据通路以便在每对节点之间发送和接收数据的逻辑。
但是，这种网络将可望包含不具有完整容错能力的节点。这种非容错网络节点的一个通常的例子是具有内连网络连接的标准办公室激光打印机。所需的是用于方便与容错网络系统中的非容错和容错网络节点进行通信的方法和装置。
【发明内容】
本发明提供了一种操作具有容错节点的计算机网络的方法，包含确定在容错节点和其它网络节点之间的第一和第二链路的状态。由容错节点发送到其它节点的数据之后可在一条根据第一和第二链路状态选择的链路上进行发送。在本发明的一些实施例中，这在网络中的中间节点中发生，该中间节点从始发节点接收数据，并将其通过一条根据第一和第二链路的状态选择的链路转发至目的地节点。
在本发明的一些其它实施例中，容错节点包含指示容错节点通过连接到容错节点的链路的每一条从/向其它节点接收/发送数据的能力的网络状态表。
【附图说明】
图1显示了正如可用于实施本发明的包含容错节点的网络的框图。
图2显示了与本发明实施例相一致的网络状态表。
图3是与本发明实施例相一致的操作包含容错中间节点的网络的方法的流程图。
【具体实施方式】
在下面对本发明样本实施例的详细描述中，参考了形成这里的一部分的附图，在附图中以图释的方式显示了其中可实施本发明的特定样本实施例。这些实施例被足够详细地进行了描述，以便使本领域技术人员能够实施本发明，并且应该理解：其它实施例可被使用，而且可以作出逻辑的、机械的、电子的和其它的改变而不偏离本发明的精神和范围。因此，下面的详细描述不应被理解为限制，且本发明的范围仅由附带的权利要求书限定。
本发明提供了通过使用中间节点在网络故障的四周路由网络数据来管理与容错网络中的非容错网络节点和容错节点的通信的方法和装置。一些实施例中的网络包含容错和非容错节点，并可通过使用容错节点作为能在网络故障的四周路由数据的中间节点来在节点之间路由数据。
不同形式的本发明在现有网络接口技术(例如以太网)中被执行。在一个这样的实施例中，两个以太网连接被连接到每一个容错计算机或节点。对于本发明的目的来说，对连接进行相互区分不是关键，因为这些连接在物理上和功能上都是相似的。如这里描述的具有容错中间节点的网络还可包含多个非容错节点，这些非容错节点可通过使用容错节点作为能够如这里所述地在网络故障的四周路由数据的中间节点来发出或接收数据。
图1显示了包含非容错节点101、交换机102和103、容错节点104、105和106的示例性网络。两个交换机102和103还通过内部LAN桥连接110相连。这七个元素组成了进一步连接到网络107的局域网，网络107连接到文件服务器108和打印机109。非容错节点101可以是打印机、计算机或容错网络中的不支持通过多个网络连接的容错的其它设备。
容错节点104、105和106的每一个将例如通过图2所示的网络状态表来存储网络状态数据。从网络状态表(例如图2的网络状态表)中的数据，可以确定各种网络连接的状态，并可以选择用于每对网络节点之间的通信的合适连接。图2中的网络状态表反映用于图1中所示的示例性网络的节点4的网络状态数据，并指示在网络中节点4和其它节点之间的通信链路的条件。
“接收的数据OK”栏中的数据反映节点4是否可以成功地从网络中的其它节点的每一个通过用于这两个节点的链路1和2的每一个来接收数据。表中的“×”指示数据没有被接收，“OK”指示数据被接收，“-”指示这样的链路不存在。而且，每栏指示数据传播通过哪条链路，这样，从发送节点的链路2到接收节点的链路1将被指定为“2->1”。例如，在“接收的数据OK”表中在节点1、“1->2”中的“×”指示通过链路1离开节点1并通过链路2进入节点4的数据不能被接收。同样，在“2->1”和“2->2”中的节点1下的短划线是节点1中不存在链路2的结果。最后，在节点1、“1->1”下的“OK”指示从节点1、链路1到节点4、链路1的通信为OK。
本发明的这个示例性实施例还包含一个“其它节点报告数据”表部分，该部分以不同的术语基本上重述了该表的“接收的数据OK”部分中的数据。“其它节点报告数据”部分反映了如其它节点报告的数据，如在其它节点的“接收的数据OK”表中存在的数据。然而，由其它节点报告的数据在此例中还被完整地反映在对于节点4的表的“接收的数据OK”部分中。例如，对于节点1的“其它节点报告数据”指示的数据与相同表的“接收的数据OK”部分中记录的数据相同，其中链路相反，因为数据是从节点1进行观察，并由节点1提供。
在本发明的一些实施例中，链路可能能够发送但不能接收数据，或可接收但不能发送数据，“其它节点报告数据”表的内容可能不同于“接收的数据OK”表，因为数据可能能够通过特定的一对链路在一个方向传播但不在相反方向传播。这样的实施例从包含“接收的数据OK”数据和“其它节点报告数据”中受益匪浅，并在本发明的范围之内。
使用这个网络状态表数据，每个节点可以在很多网络故障的四周路由数据，并不管多个故障链路地进行通信。图3是解释如何将网络状态表用于实施本发明的方法流程图。在301，希望发送数据的节点确定它的到达其它节点的网络连接的状态。在302，该节点使用关于它的到达其它节点的网络连接的状态的数据，来填充它的网络状态表的“接收的数据OK”部分。然后在303，该节点与其它节点交换这个数据，并在304填充它的网络状态表的“其它节点报告数据”部分。
对于一个节点是否可以从另一个节点接收数据的确定是在使用专用诊断数据信号、使用网络协议信号或使用在节点之间发送的任何其它适合类型的数据的各种实施例中作出的。每个节点提供到其它节点用于填充“其它节点报告数据”的数据必须必要地是包含发送于节点之间的数据的数据，并在一个实施例中是包含将被报告的节点数据的专用诊断数据信号。
在305，容错节点确定它的哪条链路可用于发送数据到希望的节点。如果只有第一链路可用，则在306通过第一链路发送数据。如果只有第二链路可用，则在307通过第二链路发送数据。典型地，两条链路都可用，则在308通过任何适当的方法(例如通过实用性或随机)选择其中的一条来发送数据。
最后，数据是通过选择的链路发送的，并可在网络拓扑需要时通过中间节点或交换机进行路由以达到它的最终目的地。中间节点或交换机在本发明的各种实施例中可以是路由器或桥，或能够在网络中提供相似功能的任何其它设备。
作为一个例子，假设图1在106处显示的节点4希望发送数据到101处的节点1。通过估计哪些节点可从哪些其它节点接收数据，并在节点之间交换这个数据，来填充了网络状态表，如图2中所示。在305，通过查看图2的网络状态表的“其它节点报告数据”部分，来确定没有连接到节点1的第二链路，并且从节点4的链路2发送的数据没有到达节点1。该表实际上反映的是：从节点1的链路1发送的数据到达了节点4，因此该数据是在306通过链路1发送的。在309，该数据通过图1的102处显示的交换机1路由到节点1，并在那里被通过其唯一的链路(链路1)进行接收。
本发明提供了一种通过使用网络状态表来在网络故障四周路由网络数据，包含中间网络节点的使用，从而管理容错网络中的非容错网络节点和容错节点之间的通信的方法和装置。该网络在一些实施例中包含容错和非容错节点，并可以通过使用容错中间节点或能够在网络故障的四周路由数据的交换机来在节点之间路由数据。
虽然在这里解释和描述了特定的实施例，但本领域的技术人员可以理解：可以用被计算以达到相同目的配置来替换所显示的特定实施例。本申请旨在覆盖本发明的任何修改和变动。本发明只由权利要求书及其完整的等效物范围来限定。