多媒介通信系统链路管理的设计和实现

2.2 链路间切换

在与一个节点通信的过程中，当主用链路（优先级高）断链或拥塞时，必须自动切换到备用链路上进行数据通信，称为自适应切换；亦可禁止自适应切换而由上层控制，称为非自动切换。在许多网络中，父节点备用链路通信是公用的，无法由某两个节点永久占用，只能在需要时申请激活。

在自动切换模式下，切换原则是：尽量使用高优先级链路进行通信。分五种情况讨论：（1）网络层交给链路层一系列待发送消息，此消息结构中包含了目的ID。链路层通过链路列表打到此目的ID对应的已经激活的链路中优先级最高者进行通信。（2）当正在通信的链路中断时，保持该链路的试图连接状态。激活优先级次之的链路，若无，则再次之（此链路应在切换链路集内）。如果没有链路可以被激活，则认为通信中断；若激活优先级链路，则从未被ACK的消息开始发送。（3）在通信中，高优先级的链路被激活时，中断正在使用的链路，转移到高优先级的链路上，从未被ACK的消息开始发送。（4）末在通信中的链路中断时（由心跳信号侦测得知），保持该链路试图连接状态，激活优先级次之的链路，若无，则再次之（在切换链路信内）。如果没有链路可以被激活，则认为通信中断。（5）末在通信中，高优先级的链路被激活时，中断低优先级链路。

非自动切换模式下的要点是保证在切换过程中数据的安全性，不丢失也不重复。向上层提供的非自动切换接口提供三个功能：a.激活某条链路；b.将当前通信切换至某条链路；c.中止（disable）某条链路。在产生通信动作前，上层可以指定目前激活的链路（同时中止其它链路，使激活链路保持在1）；如果不能激活指定链路，则报告到上层，由上层继续进行调度。激活链路只有一条，有通信动作产生时，链路层自然采用条链路进行通信。如果需要从链路A切换到链路B，上层必须先激活链路B，此时有A/B两条链路激活。但是通信仍在链路A进行；然后上层将当前通信切换至链路B；链路管理层待上条消息发送成功或失败后，再切换至链路B；最后上层disable链路A，使激活链路仍然只保持一条。在这种模式下，尽管是非自动切换，但是链路管理层仍然对其过程进行干预，保证了数据的安全性。链路切换流程如图3。

2.3 节点动态加入

新的节点希望成为某节点的子节点时，配置与该节点（服务器）之间的链路，并向该节点发出加入申请帧，等待对应回传，从回传信息中判断对方是否允许本节点加入。与服务器之间有可能多链路，申请帧中必须包含所有这些链路的信息。

本节点收到新的客户端加入本网络的申请帧时，由服务器操作员审核是否允许该客户端加入。若允许，从申请帧中获得与该节点间所有链路的信息写入链路表，并把对方发送申请帧所使用的链路设为激活状态，然后发送“成功”应答帧至该节点，至此，即加入了一个新的子节点。若未通过审核，则发送“失败”应答帧至该节点。

本系统的优点在于：（1）基于超链思想，对点到点的多种类型链路、多条链路进行统一管理，使具体通信事务不必关心链路调度；对外接口简单，易于二次开发；（2）基于COM技术和OPC规范设计思想，把协议、媒介驱动、链路管理作为独立的组件，使系统的可扩展性大大增强，可以在基本不改变其他要素的情况下，独立地升级或增加协议或媒介驱动协议，系统的灵活性和适用范围大大增加。