實驗時，以一臺普通 PC機作為上位機服務器，采樣節(jié)點和服務器之間通過一個百兆的交換機相連。采樣節(jié)點的所有采集通道全開，均設為最大采樣率，服務器每隔 5秒鐘查詢一次節(jié)點狀態(tài)，此時數據傳輸率約為 65Mbit/s，系統(tǒng)連續(xù)運行 8小時。實驗結果顯示服務器收到的數據包數目和采樣節(jié)點發(fā)送的數據包數目相同，數據傳輸丟失率為 0.0%。

4網絡監(jiān)測原理

當網絡發(fā)生中斷時，系統(tǒng)軟件應該能夠盡快發(fā)現網絡故障，并在網絡恢復后仍可正常運行，因此軟件應該具備網絡監(jiān)控功能，實時監(jiān)測網絡的連通性。監(jiān)測網絡連通性的一個比較簡單的方法就是通過服務器向采樣節(jié)點不間斷發(fā)送 ICMP(Internet控制消息協(xié)議 )包，如果能收到回應則證明網絡連通，反之則表示網絡中斷。此法雖然簡單，但是當節(jié)點比較多時，大量的 ICMP數據包會占用 CPU資源，降低服務器的效率，故此法不可行。圖 4是我們設計的一個網絡監(jiān)控原理圖。

為避免影響到數據的實時傳輸，通信雙方各建立兩個 socket端口，一個作為數據通道專門用來傳遞數據信息，另一個用作監(jiān)控通道，傳遞應答信號，監(jiān)測網絡的連通性；監(jiān)控通道負責管理和維護數據通道。節(jié)點和服務器端運行的監(jiān)控任務都是無限循環(huán)任務，每若干秒運行一次。在每一個循環(huán)周期內，采樣節(jié)點都會向服務器發(fā)起一次連接，服務器端收到采樣節(jié)點的連接請求后，和其建立連接，然后向其發(fā)送信號指令。采樣節(jié)點收到信號指令后，向服務器發(fā)送應答信號，服務器若能在 T_wait時間內收到應答信號，則判定網絡通暢，否則認為網絡中斷。如果某時刻網絡出現斷線，那么重新建立連接后，服務器會向采樣節(jié)點發(fā)送重新連接指令，采樣節(jié)點收到重新連接指令后，會關閉原有的數據傳輸 socket，重新和服務器建立數據傳輸通道。

實驗時，通過插拔網線模擬網絡的連通和斷線。結果表明，在系統(tǒng)進行數據傳輸時拔掉網線，若在 20秒內再接上，由于采樣節(jié)點具有一定的緩存能力，數據不會丟失，網絡仍可正常工作；若拔掉網線，超過 20秒之后再接上網線，采樣節(jié)點和服務器之間會重新建立連接，網絡仍可正常工作，但由于緩存隊列溢出，數據會發(fā)生丟失；若拔掉網線超過 30分鐘，采樣節(jié)點會判定網絡中斷、記錄故障并自動關閉系統(tǒng)，插上網線后，服務器通過網絡遠程啟動采樣節(jié)點，系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。

5總結

利用 VxWorks對多任務和網絡的良好支持，本文提出了一種基于緩沖隊列的帶網絡狀態(tài)監(jiān)測功能的網絡通信模式，目前已經在我們開發(fā)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)中得到應用。該網絡通信模式使系統(tǒng)能夠應付一定的網絡故障，提高了系統(tǒng)的可靠性。該模式還可以方便地應用到其它嵌入式網絡開發(fā)中，具有廣泛的應用前景。本文作者創(chuàng)新點：本文提出的這種基于緩沖隊列的帶網絡狀態(tài)監(jiān)測功能的網絡通信模式，充分地利用了 VxWorks對多任務和網絡的良好支持，消息隊列不僅同步任務，還可作為緩存隊列用來緩存數據，使系統(tǒng)能夠應付一定的網絡波動；監(jiān)控任務的工作模式使系統(tǒng)能夠快速發(fā)現網絡故障并做出響應，待網絡故障排除后仍可正常運行。