專利名稱：一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線個域網(wǎng)通信技術，特別涉及一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法及
直O(jiān)
背景技術：
WPAN(ffireless Personal Area Network)即無線個域網(wǎng)，是一種通信距離相 對WLAN較短的無線通信技術。目前主流的WPAN均基于IEEE802. 15工作組定義的底層 技術，如 Bluetooth、WiMedia 和 Zigbee 分別對應基于 IEEE802. 15. 1、IEEE802. 15. 3 和 IEEE802. 15. 4定義的相應標準。PAN協(xié)調(diào)器是WPAN中最重要的節(jié)點，負責整個網(wǎng)絡的管理、安全以及和其它網(wǎng)絡 的互聯(lián)。一旦PAN協(xié)調(diào)器的無線鏈路發(fā)生故障，整個WPAN將處于癱瘓狀態(tài)。因此，為了保 證無線通信的可靠性，需要對協(xié)調(diào)器進行備份。傳統(tǒng)的備份方式是指定一個備份協(xié)調(diào)器， 并將該備份協(xié)調(diào)器的信息通告給網(wǎng)絡中的其它節(jié)點設備，一旦主協(xié)調(diào)器失效，則網(wǎng)絡中的 其它節(jié)點設備自動切換連接到備份協(xié)調(diào)器；上述備份協(xié)調(diào)器和主協(xié)調(diào)器運行一套協(xié)議，以 使備份協(xié)調(diào)器確切知道是否主協(xié)調(diào)器失效，從而替代主協(xié)調(diào)器。使用上述備份方法，則必然 涉及到狀態(tài)協(xié)議的運行，以及主備協(xié)調(diào)器之間大量數(shù)據(jù)同步，從而加大網(wǎng)絡從失效到穩(wěn)定 的時間即收斂時間，影響用戶的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器備份方法及裝置，解 決傳統(tǒng)技術中的備份方法帶來的網(wǎng)絡收斂時間長的問題。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的方案是一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器備份方法，包 括以下步驟a.在MAC客戶與MAC層之間建立一個健壯MAC層，健壯MAC層下掛接至少兩個物 理MAC，所有物理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址；b.健壯MAC層選擇其下掛接的其中一個物理MAC作為主MAC，其余的物理MAC作 為備份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能；c.對主MAC發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)；d.定時檢測計數(shù)結果，并根據(jù)計數(shù)結果選擇是否需要關閉主MAC并從備份MAC中 選擇一個MAC作為新的主MAC。進一步，所述健壯MAC層為MAC客戶提供MAC支持的所有管理和數(shù)據(jù)訪問接口。
進一步，步驟c中，對主MAC發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)的具體方 法為cl.當健壯MAC層接收到來自MAC客戶的報文后，將報文交給主MAC進行發(fā)送，如 果主MAC發(fā)送報文失敗，對主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)進行計數(shù)；c2.當健壯MAC層接收到來自主MAC的報文后，將報文交給MAC客戶，對主MAC的接收次數(shù)進行計數(shù)。 進一步，步驟d中，定時檢測計數(shù)結果，根據(jù)計數(shù)結果選擇是否需要關閉主MAC并 從備份MAC中選擇一個MAC作為新的主MAC，具體方法為dl.定時檢測主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)；d2.首先判斷主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)，當超過指定值時，則從備份MAC中隨機選取 一個MAC，并開啟該選取的MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的發(fā)送功能是否正常，如果正 常，則進入步驟d3 ；否則標記主MAC為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把該選取的MAC從 備份MAC中移除并指定其為當前主MAC，進入步驟d4 ；d3.如果判斷主MAC的接收次數(shù)為零，則從備份MAC中隨機選取一個MAC，并開啟 該選取的MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的接收功能是否正常，如果異常，則標記主MAC 為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把該選取的MAC從備份MAC中移除并指定其為當前主 MAC,進入步驟d4 ；否則不對當前主MAC進行切換，進入步驟d4 ；d4.本輪檢測結束，對計數(shù)結果清零，重新對當前主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次 數(shù)進行計數(shù)。具體的，驟d2中，測試主MAC的發(fā)送功能是否正常的具體方法為d21.健壯MAC層從主MAC發(fā)送指向所述選取MAC的地址的探測報文； d22.如果健壯MAC層從所述選取MAC接收到探測報文，則主MAC的發(fā)送功能正常， 否則其發(fā)送功能異常。具體的，步驟d3中，測試主MAC的接收功能是否正常的具體方法為d31.健壯MAC層從所述選取MAC發(fā)送指向主MAC的地址的探測報文；d32.如果健壯MAC層從主MAC收到探測報文，則主MAC的接收功能正常，否則其接 收功能異常。進一步，健壯MAC層正常工作之前要進行初始化，具體步驟為健壯MAC層分別從 各個物理MAC發(fā)送指向其MAC地址的探測報文，當健壯MAC層從所有物理MAC接收到探測 報文后，判斷各個物理MAC工作正常，初始化完成；否則視為系統(tǒng)異常。進一步，所述探測報文為協(xié)議允許的任意數(shù)據(jù)報文。進一步，所述主MAC與所有備份MAC具有相同的配置參數(shù)。無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器裝置，包括一個健壯MAC層，所述健壯MAC層包括至少兩個物理 MAC,所有物理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址，選擇其中一個物理MAC 作為主MAC，其余的物理MAC作為備份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能；所述健壯MAC 層還包括第一計數(shù)器、第二計數(shù)器及故障監(jiān)測定時器；第一計數(shù)器與第二計數(shù)器均連接故 障監(jiān)測定時器；所述第一計數(shù)器對主MAC的發(fā)送報文失敗次數(shù)進行計數(shù)；所述第二計數(shù)器 對主MAC的接收報文次數(shù)進行計數(shù)；所述故障監(jiān)測定時器定期檢查第一計數(shù)器和第二計數(shù) 器的計數(shù)結果，并根據(jù)計數(shù)結果判斷是否進行主MAC的切換。本發(fā)明的有益效果是通過多個物理MAC為MAC客戶即上層軟件提供了可靠的、容 錯的MAC服務，無需遠程的備份網(wǎng)絡節(jié)點，而是通過本地接口備份讓網(wǎng)絡中其它節(jié)點設備 無需感知到備份節(jié)點的存在，也不會涉及到大量的數(shù)據(jù)同步，縮短了網(wǎng)絡收斂時間。


圖1為本發(fā)明實施例中的軟硬件層次結構示意圖；圖2為本發(fā)明中無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述。 針對傳統(tǒng)技術中協(xié)調(diào)器備份方法需要指定一個備份協(xié)調(diào)器，主備協(xié)調(diào)器之間涉 及到大量數(shù)據(jù)同步，從而加大網(wǎng)絡從失效到穩(wěn)定的時間即收斂時間的問題，本發(fā)明公開了 一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，在協(xié)調(diào)器的上層軟件與MAC層之間插入一個RMAC層 (robust MAC，即健壯的MAC)層，RMAC層掛接多個MAC，一主MAC和至少一備用MAC，但對外 只有一個MAC地址的多個物理MAC，并輔以相應的決策判斷和決策方式，通過至少兩個物理 MAC為上層軟件提供可靠的、容錯的MAC服務，通過本地接口備份讓網(wǎng)絡中的其它節(jié)點設備 無需感知到備份節(jié)點的存在，也不會涉及到大量的數(shù)據(jù)同步，縮短了網(wǎng)絡收斂時間，給用戶 帶來良好的無線通信體驗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，應用在無線個域網(wǎng) 協(xié)調(diào)器，具體方案如下a.在MAC客戶與MAC層之間建立一個健壯MAC層，健壯MAC層下掛接至少兩個物 理MAC，所有物理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址；b.健壯MAC層選擇其下掛接的其中一個物理MAC作為主MAC，其余的物理MAC作 為備份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能；c.對主MAC發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)；d.定時檢測計數(shù)結果，并根據(jù)計數(shù)結果選擇是否需要關閉主MAC并從備份MAC中 選擇一個MAC作為新的主MAC。實施例本發(fā)明實施例中，首先需要在協(xié)調(diào)器的上層軟件與MAC層之間建立一個可為上層 軟件提供MAC支持的所有管理和數(shù)據(jù)訪問接口的RMAC層，RMAC層下掛接兩個物理MAC，為 便于描述，將其分別標記為MAC-O和MAC-I，MAC-O和MAC-I分別對應鏈接于物理網(wǎng)卡PHY-O 和PHY-I，這兩個物理MAC工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址記為mac，通過上述 方式建立的協(xié)調(diào)器的軟硬件層次結構如圖1所示；在MAC客戶正常工作之前，要進行初始化，即RMAC層測試兩個物理MAC的收發(fā)功 能是否正常，如果異常，則上報系統(tǒng)，指明RMAC無法正常啟動，即無線功能無法使用；如果 正常，則選擇其中一個物理MAC作為主MAC，另外一個物理MAC作為從MAC，如果有多個MAC， 則除了主MAC之外的其它所有物理MAC作為備份MAC，關閉所有備份MAC的收發(fā)功能，在這 里，主MAC與從MAC具有相同的配置參數(shù)；RMAC層測試兩個物理MAC的收發(fā)功能是否異常的具體方法為1. RMAC層從MAC-0發(fā)送指向mac的探測報文；2. RMAC層從MAC-1發(fā)送指向mac的探測報文；3.如果RAMC層分別從MAC-O和MAC-I收到探測報文，則兩個物理MAC的收發(fā)功能 正常，否則，兩個物理MAC的收發(fā)功能異常。
如果健壯MAC層掛 接有多個物理MAC，則分別從各個物理MAC發(fā)送指向其MAC地 址的探測報文，當健壯MAC層從所有物理MAC接收到探測報文后，判斷各個物理MAC工作正 常，初始化完成；否則視為系統(tǒng)異常。在通信過程中，需要對主MAC發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)，以便 作出是否需要進行主從切換的決策，計數(shù)方法如下1.當RMAC收到上層軟件遞交的報文后，將報文交給主MAC進行發(fā)送，如果主MAC 發(fā)送報文失敗，則采用累加的方式增加主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)；2.當RMAC收到主MAC遞交的報文后，將報文交給上層軟件，同時采用累加的方式 增加主MAC的接收次數(shù)。決策的判斷依據(jù)及相應的決策如下1.定時(具體間隔時間可以根據(jù)需要自行設定)檢測主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接 收次數(shù)；2.首先判斷主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)，當超過指定值時，則從備份MAC中隨機選取一 個MAC，并開啟所述選取MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的發(fā)送功能是否正常，如果正常， 則進入步驟3 ；否則標記主MAC為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把所述選取MAC從備份 MAC中移除并指定其為當前主MAC，進入步驟4 ；3.如果判斷主MAC的接收次數(shù)為零，則從備份MAC中隨機選取一個MAC，并開啟 所述選取MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的接收功能是否正常，如果異常，則標記主MAC 為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把所述選取MAC從備份MAC中移除并指定其為當前主 MAC，進入步驟4 ；否則不對當前主MAC進行切換，進入步驟4 ；4.本輪檢測結束，對計數(shù)結果清零，重新對當前主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次 數(shù)進行計數(shù)。上述步驟中，對于發(fā)送失敗計數(shù)觸發(fā)的測試主MAC的發(fā)送功能是否正常的方法為1. RMAC從主MAC發(fā)送指向mac的探測報文；2.如果RMAC在從MAC處接收到探測報文，則主MAC的發(fā)送功能正常，否則為異常。上述步驟中，對于接收計數(shù)觸發(fā)的測試主MAC的接收功能是否正常的方法為1. RMAC在從MAC處發(fā)送指向mac的探測報文；2.如果RMAC在主MAC處接收到探測報文，則主MAC的接收功能正常，否則為異常。以上所述的探測報文可以是協(xié)議允許的任意數(shù)據(jù)報文。本發(fā)明方案并不限定物理 MAC的數(shù)量。本發(fā)明中的無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器裝置如圖2所示，除了包括現(xiàn)有技術中的上層軟件 及MAC客戶外，還包括一個健壯MAC層，本發(fā)明的健壯MAC層包括至少兩個物理MAC，所有物 理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址，選擇其中一個物理MAC作為主MAC， 其余的物理MAC作為備份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能；本發(fā)明協(xié)調(diào)器的健壯MAC 層還包括第一計數(shù)器、第二計數(shù)器及故障監(jiān)測定時器；第一計數(shù)器與第二計數(shù)器均連接故 障監(jiān)測定時器。其中，第一計數(shù)器用于對主MAC的發(fā)送報文失敗次數(shù)進行計數(shù)，第二計數(shù)器用于 對主MAC的接收報文次數(shù)進行計數(shù)，故障監(jiān)測定時器則定期對第一計數(shù)器和第二計數(shù)器的 計數(shù)結果進行分析并作出相應決策，并根據(jù)計數(shù)結果判斷是否進行主MAC的切換。當計時時間到來時，故障檢測定時器首先對第一計數(shù)器進行判斷，當檢測到第一計數(shù)器中的計數(shù) 值超出設定值，則從備份MAC中選取一個作為從MAC，開啟從MAC的收發(fā)功能，測試主MAC的 發(fā)送功能是否正常，如果正常則繼續(xù)檢測第二計數(shù)器，如果異常，則標記主MAC為故障MAC 并關閉其收發(fā)功能，同時指定從MAC為當前主MAC，結束本輪檢測，對計數(shù)結果清零，重新對 當前主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)進行計數(shù)。當檢測到第二計數(shù)器中的計數(shù)值超出設 定值，則開啟從MAC的收發(fā)功能，測試主MAC的接收功能是否正常，如果異常，則標記主MAC 為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時指定從MAC為當前主MAC，對計數(shù)結果清零，重新對當前 主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)進行計數(shù)。否則不對當前主MAC進行切換，對計數(shù)結果 清零，重新對當前主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)進行計數(shù) 對 于節(jié)點故障監(jiān)測裝置的具體實施，第一計數(shù)器和第二計數(shù)器可以采用計數(shù)電 路，故障監(jiān)測定時器采用微型處理器，均容易實現(xiàn)，本發(fā)明中不再對其具體結構一一贅述。
權利要求
1.一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，應用在無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器，包括以 下步驟a.在MAC客戶與MAC層之間建立一個健壯MAC層，健壯MAC層下掛接至少兩個物理 MAC,所有物理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址；b.健壯MAC層選擇其下掛接的其中一個物理MAC作為主MAC，其余的物理MAC作為備 份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能；c.對主MAC發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)；d.定時檢測計數(shù)結果，并根據(jù)計數(shù)結果選擇是否需要關閉主MAC并從備份MAC中選擇 一個MAC作為新的主MAC。
2.如權利要求1所述的一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于所述健壯MAC 層為MAC客戶提供MAC支持的所有管理和數(shù)據(jù)訪問接口。
3.如權利要求2所述無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，步驟c中，對主MAC 發(fā)送報文失敗次數(shù)及接收報文次數(shù)進行計數(shù)的具體方法為cl.當健壯MAC層接收到來自MAC客戶的報文后，將報文交給主MAC進行發(fā)送，如果主 MAC發(fā)送報文失敗，對主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)進行計數(shù)；c2.當健壯MAC層接收到來自主MAC的報文后，將報文交給MAC客戶，對主MAC的接收 次數(shù)進行計數(shù)。
4.如權利要求3所述無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，步驟d中，定時檢測 計數(shù)結果，根據(jù)計數(shù)結果選擇是否需要關閉主MAC并從備份MAC中選擇一個MAC作為新的 主MAC，具體方法為dl.定時檢測主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)；d2.首先判斷主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)，當超過指定值時，則從備份MAC中隨機選取一個 MAC，并開啟該選取的MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的發(fā)送功能是否正常，如果正常，則 進入步驟d3 ；否則標記主MAC為故障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把該選取的MAC從備份 MAC中移除并指定其為當前主MAC，進入步驟d4 ；d3.如果判斷主MAC的接收次數(shù)為零，則從備份MAC中隨機選取一個MAC，并開啟該選 取的MAC的收發(fā)功能，然后測試主MAC的接收功能是否正常，如果異常，則標記主MAC為故 障MAC并關閉其收發(fā)功能，同時把該選取的MAC從備份MAC中移除并指定其為當前主MAC， 進入步驟d4 ；否則不對當前主MAC進行切換，進入步驟d4 ；d4.本輪檢測結束，對計數(shù)結果清零，重新對當前主MAC的發(fā)送失敗次數(shù)和接收次數(shù)進 行計數(shù)。
5.如權利要求4所述無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，步驟d2中，測試主 MAC的發(fā)送功能是否正常的具體方法為d21.健壯MAC層從主MAC發(fā)送指向所述選取的MAC的地址的探測報文； d22.如果健壯MAC層從所述選取的MAC接收到探測報文，則主MAC的發(fā)送功能正常，否 則其發(fā)送功能異常。
6.如權利要求4所述的一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，步驟d3中，測 試主MAC的接收功能是否正常的具體方法為d31.健壯MAC層從所述選取的MAC發(fā)送指向主MAC的地址的探測報文；d32.如果健壯MAC層從主MAC收到探測報文，則主MAC的接收功能正常，否則其接收功能異常。
7.如權利要求1-6任一項所述的無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，健壯MAC 層正常工作之前要進行初始化，具體步驟為健壯MAC層分別從各個物理MAC發(fā)送指向其 MAC地址的探測報文，當健壯MAC層從所有物理MAC接收到探測報文后，判斷各個物理MAC 工作正常，初始化完成；否則視為系統(tǒng)異常。
8.如權利要求7所述無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，其特征在于，所述探測報文為協(xié) 議允許的任意數(shù)據(jù)報文。
9.如權利要求7所述無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器備份方法，其特征在于，所述主MAC與所有備份 MAC具有相同的配置參數(shù)。
10.無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器裝置，其特征在于，包括一個健壯MAC層，所述健壯MAC層包括 至少兩個物理MAC，所有物理MAC都工作在非混雜模式下且具有相同的MAC地址，選擇其中 一個物理MAC作為主MAC，其余的物理MAC作為備份MAC，并關閉所有備份MAC的收發(fā)功能； 所述健壯MAC層還包括第一計數(shù)器、第二計數(shù)器及故障監(jiān)測定時器；第一計數(shù)器與第二計 數(shù)器均連接故障監(jiān)測定時器；所述第一計數(shù)器對主MAC的發(fā)送報文失敗次數(shù)進行計數(shù)；所 述第二計數(shù)器對主MAC的接收報文次數(shù)進行計數(shù)；所述故障監(jiān)測定時器定期檢查第一計數(shù) 器和第二計數(shù)器的計數(shù)結果，并根據(jù)計數(shù)結果判斷是否進行主MAC的切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線個域網(wǎng)通信技術，其公開了一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器的備份方法，解決傳統(tǒng)備份方法帶來的網(wǎng)絡收斂時間長的問題。其技術方案的要點可概括為在MAC客戶與MAC層之間建立一個健壯MAC層，健壯MAC層下掛接一主MAC和至少一個備用MAC，通過對主MAC的發(fā)送報文失敗次數(shù)和接收報文次數(shù)進行計數(shù)，并定時檢測計數(shù)結果，根據(jù)計數(shù)結果作出是否需要進行主從切換的決策。此外，本發(fā)明還公開了一種無線個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器裝置。本發(fā)明通過多個物理MAC為上層軟件提供了可靠的、容錯的MAC服務，無需遠程的備份網(wǎng)絡節(jié)點，而是通過本地接口備份讓網(wǎng)絡中其它節(jié)點設備無需感知到備份節(jié)點的存在，也不會涉及到大量的數(shù)據(jù)同步，縮短了網(wǎng)絡收斂時間，適用于無線個域網(wǎng)通信。
文檔編號H04W24/04GK102149116SQ20111008369
公開日2011年8月10日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權日2011年4月2日
發(fā)明者曹淋 申請人:邁普通信技術股份有限公司