專利名稱：一種基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具體地講，本發(fā)明涉及的是一種用于系統(tǒng)列間通 訊的安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，尤指基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的組成部分，其功能在于確保計算機(jī)之間能夠 進(jìn)行正常、可靠的數(shù)據(jù)通信。計算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信的高度自動化，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能和性能 都提出了非常高的要求。從功能角度看，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換而建立 的一系列規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。此外，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義，還有另外兩種觀點網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一 種語言；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一種標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng) (LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)與IEEE802 · 3系列標(biāo)準(zhǔn)相類似，所有的 以太網(wǎng)都遵循IEEE 802. 3標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具有IOMbps的吞吐量，使用的是CSMA/⑶(帶 有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法，這個方法要比令牌環(huán)網(wǎng)或者主控制網(wǎng) 要簡單。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)鐘的某臺電腦要發(fā)送信息時，必須遵守以下規(guī)則開始發(fā)送數(shù)據(jù)；如果線路 空閑，則啟動傳輸，發(fā)送信息；如果檢測到?jīng)_突，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)直到達(dá)到最小報文時間(保 證所有其他轉(zhuǎn)發(fā)器和終端檢測到?jīng)_突)，數(shù)據(jù)成功傳輸后向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報告發(fā)送成 功，退出傳輸模式。網(wǎng)絡(luò)中線路繁忙等待，直到線路空閑線路進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待一個隨機(jī) 的時間重新發(fā)送數(shù)據(jù)，除非超過最大嘗試次數(shù)超過最大嘗試傳輸次數(shù)，向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議報告發(fā)送失敗，退出傳輸模式。由上可知所有的通信信號都在共用線路上傳輸，即使信息只是發(fā)給其中的一個終 端(destination)，某臺電腦發(fā)送的消息都將被所有其他電腦接收。在一般情況下，網(wǎng)絡(luò)接 口卡會濾掉不是發(fā)送給自己的信息，接收目標(biāo)地址是自己的信息時才會向CPU發(fā)出中斷請 求。這種“一個說，大家聽”的特質(zhì)是共享介質(zhì)以太網(wǎng)在安全上的弱點，因為以太網(wǎng)上的一 個節(jié)點可以選擇是否監(jiān)聽線路上傳輸?shù)乃行畔ⅰ９蚕黼娎|也意味著共享帶寬，所以在某 些情況下以太網(wǎng)的速度可能會非常慢，比如電源故障之后，或者當(dāng)所有的網(wǎng)絡(luò)終端都重新 啟動時。之后出現(xiàn)的交換機(jī)解決了 CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問 控制方法的缺點，但交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分為若趕個網(wǎng)段，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，使得數(shù)據(jù)幀傳輸 的時間不確定，不能滿足反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊實時性的要求。由于核電站的特點，要求反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊在材質(zhì)的選擇，產(chǎn)品的強(qiáng)度，適 用性及實時性、可互操作性，可靠性、抗干擾性和安全性等方面滿足高級別安全的需要。本 發(fā)明以標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和IEEE802. 3為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行定義，以滿足反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間 通訊的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決民用級別在轉(zhuǎn)入到工業(yè)級別的以太網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量 不確定，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不定，當(dāng)負(fù)載過大時，誤碼率增加，傳輸時間延長；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多種多樣以致 影響網(wǎng)絡(luò)速度；網(wǎng)絡(luò)的安全性能不高，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r間不確定。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的 通信方法安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層構(gòu)成，其特征在于安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收均使用相同的時間周期；發(fā)送和接收使用相同的時間周期是5ms-50ms ；安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量是恒定的；安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量是2. OMbs-4. OMbs ；安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的接口模式是全雙工異步傳輸模式，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖。應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式是由功能碼、應(yīng)用模式、TICK、報文序號、報文總長、本幀 有效數(shù)據(jù)長、報文幀個數(shù)、本報文幀的序頁、重傳位、保留區(qū)、上層數(shù)據(jù)和檢驗碼組成。應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀的長度固定，其范圍是256個字節(jié)-1500個字節(jié)，優(yōu)選為應(yīng)用層的 數(shù)據(jù)幀的長度范圍為512個字節(jié)-1200個字節(jié)，更優(yōu)選為應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀的長度范圍為768 個字節(jié)-1100個字節(jié)。所述的應(yīng)用層向下將數(shù)據(jù)處理為多個報文向數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送請求，向上為應(yīng)用程 序提供服務(wù)的應(yīng)用層。所述的數(shù)據(jù)鏈路層將應(yīng)用層的報文處理為數(shù)據(jù)幀，按照應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行 分裝，向物理層發(fā)送請求；將物理層傳送過來的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析并向應(yīng)用層提供服務(wù)。所述的物理層在應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式前封裝目的地址、源地址和校驗瑪并通 過物理電器線路傳輸信息?；诜磻?yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法包括如下步驟a發(fā)送方在應(yīng)用層把數(shù)據(jù)處理為多個報文，將每一個報文按照安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定 的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀；b向數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)出請求，數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)幀通過MAC地址派送目的地址與源 地址，通過物理層向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)；c接收方對收到的數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行協(xié)議校驗，校驗碼錯誤的丟棄，并向發(fā)送方發(fā)送重 發(fā)信號，等待接收數(shù)據(jù)幀；d接收方對收到的數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行協(xié)議校驗，校驗碼正確，在數(shù)據(jù)鏈路層將機(jī)器語言 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，通過數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中的報文序號對數(shù)據(jù)幀排序，將數(shù)據(jù)幀傳輸給應(yīng)用層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是點對點的連接方式，不采用應(yīng)答機(jī)方式，發(fā)送和 接收使用獨立的光纖通道，發(fā)送和接收方雙方互不影響；每一個傳輸方面使用單獨的通道， 避免了網(wǎng)絡(luò)沖突與競爭；采用的多膜光纖提高了傳輸?shù)目煽啃?。在本發(fā)明中不使用幀中繼 和轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，避免了數(shù)據(jù)幀傳輸時間不確定的現(xiàn)象；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不使用操作系統(tǒng)和中斷機(jī)制， 避免了軟件方面帶來的不確定性；本發(fā)明中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用相同的周期收發(fā)定長的數(shù)據(jù)幀， 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載恒定，不會出現(xiàn)大量的丟包現(xiàn)象。經(jīng)過本發(fā)明上述的優(yōu)點使的本發(fā)明滿足了用于 系統(tǒng)列間通訊的安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的要求，并且更適合于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊的安全網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議的通信要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的以太網(wǎng)協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖5是本發(fā)明一個通信過程(單周期內(nèi)的單向通信過程)圖6是本發(fā)明周期固定、以及數(shù)據(jù)流量(負(fù)載固定)的情況下，通信的動態(tài)過程。
具體實施例方式實施例1安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義上遵守IS0(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)組織在1985 年研究的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型OSI (Open System Interconnect)開放式系統(tǒng)互聯(lián)。如圖2所示安 全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層三層網(wǎng)絡(luò)層次構(gòu)成。在描述物理層和數(shù)據(jù)鏈路 層的MAC子層的實現(xiàn)方法上遵循IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接 口。對應(yīng)用層協(xié)議定義了數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實現(xiàn)要求，對具體的物理介質(zhì)等硬件 設(shè)備進(jìn)行了明確的定義。本實施例按照高層次向低層次發(fā)送請求，低層次為高層次提供服 務(wù)的順序進(jìn)行說明。在應(yīng)用層方面協(xié)議要求雙方使用異步通信方式，接收方不能向發(fā)送方發(fā)送應(yīng)答 幀。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收均使用相同的時間周期，在本實施例中發(fā)送方與接收采用時間 周期是5ms。讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時只可以使用定期查詢的方式來讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，不能使用中斷 機(jī)制讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)是目的地址、源 地址、應(yīng)用層協(xié)議號、應(yīng)用層數(shù)據(jù)部分和CRC校驗碼。其中應(yīng)用層協(xié)議號在本實施例中固定 為0XCCDD。對應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀的總長度定義為256個字節(jié)，并對應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀做出規(guī)定。如圖4所示功能碼對數(shù)據(jù)模式做了特定標(biāo)識，用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)通信中的內(nèi)容是控制 命令還是收集的數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用模式細(xì)分協(xié)議場合的標(biāo)識；決定該場合下的數(shù)據(jù)量與該場 合下的響應(yīng)速度；四個字節(jié)的TICK碼用來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)識，便于發(fā)送數(shù)據(jù)包向報文轉(zhuǎn)換 的順序發(fā)送，接收方對報文向數(shù)據(jù)包的順序合并提供方便。四個字節(jié)的報文序號是對報文 向幀分割時的編號，如果接收方在接收到的報文序號不是順序排列則向系統(tǒng)反映出錯，拋 棄該數(shù)據(jù)包。4個字節(jié)的報文總長，本幀的有效數(shù)據(jù)長度，本報文幀的個數(shù)與序頁；以上的 序號是弱藕和，沒有按順序傳送時重傳位用1表示重傳數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性。保 留區(qū)可以用16進(jìn)制任意數(shù)來填充。上層數(shù)據(jù)用來將系統(tǒng)采集或需要發(fā)送的命令放在該位 置。二次校驗碼保證了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)鏈路層使用點對點的直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址派發(fā)數(shù)據(jù)幀的源地址和目的 地址，該層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用多膜光纖對發(fā)送方與接收方進(jìn)行點對點的連接方式，在安 全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下，網(wǎng)絡(luò)中不采用幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和交換機(jī)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。在物理層 方面網(wǎng)絡(luò)中的只有兩個設(shè)備，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖，使用全雙工模式，由兩條傳輸相反方 向的光纖并聯(lián)構(gòu)成雙工傳輸模式，將通信速率固定為lOOMbs。當(dāng)采用安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一臺計算機(jī)采集信息，在向系統(tǒng)中的任意 一臺計算機(jī)發(fā)送采集信息的一個通信過程如圖5所示。將采集到的數(shù)據(jù)通過應(yīng)用層進(jìn)行報文的轉(zhuǎn)換，分成數(shù)個順序排列的報文。通過應(yīng)用層與數(shù)據(jù)鏈路層的接口，本接口是遵循 IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)接口。將順序排好的報文依次逐個傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層，在數(shù)據(jù)鏈路層將報文 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行分裝。功能碼對數(shù)據(jù)模式做了特定標(biāo)識，以用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)通信中的內(nèi)容 是控制命令還是收集的數(shù)據(jù)信息；四個字節(jié)的TICK碼用來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)識，便于發(fā)送數(shù) 據(jù)包向報文轉(zhuǎn)換的順序發(fā)送，接收方對報文向數(shù)據(jù)包的順序合并提供方便。四個字節(jié)的報 文序號是對報文向幀分割時的編號，如果接收方在接收到的報文序號不是順序排列則向系 統(tǒng)反映出錯，拋棄該數(shù)據(jù)包。4個字節(jié)的報文總長，本幀的有效數(shù)據(jù)長度，本報文幀的個數(shù)與 序頁；以上的序號是弱藕和，沒有按順序傳送時重傳位用1表示重傳數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)通信 的準(zhǔn)確性。保留區(qū)可以用16進(jìn)制任意數(shù)來填充。并在數(shù)據(jù)幀后加入校驗碼。將封裝后的 數(shù)據(jù)部分在遵循IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)接口向物理層傳遞，在物理層中對數(shù)據(jù)幀的前端加入目標(biāo) 地址、源地址和應(yīng)用層協(xié)號本網(wǎng)絡(luò)固定為(OXCXDD)；在數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)后加入校驗瑪。通過光 纖將數(shù)據(jù)幀傳送到接收方的物理層，通過IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)接口向數(shù)據(jù)鏈路層傳遞，并且對 該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，將解析以后的報文傳送到應(yīng)用層，應(yīng)用層將報文轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，為接收方 的計算機(jī)提供數(shù)據(jù)或者控制服務(wù)。圖6所表示的是本發(fā)明周期固定，以及數(shù)據(jù)流量固定的情況下，通信的動態(tài)過程， 由于通信雙方滿足周期因定，并且相等，負(fù)載固定的條件，所以如圖6所示，接收方總是可 以接收到發(fā)送方的最近發(fā)出的一組數(shù)據(jù)幀.這樣本發(fā)阿明不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，滿足安全性 能的要求。實施例2在應(yīng)用層方面協(xié)議要求雙方使用異步通信方式，接收方不能向發(fā)送方發(fā)送應(yīng)答 幀。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收均使用10ms。讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時只可以使用定期查詢的方式來讀 取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，不能使用中斷機(jī)智來讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。對應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀的總長度定義為512 個字節(jié)，并對應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀做出規(guī)定。如圖4所示功能碼對數(shù)據(jù)模式做了特定標(biāo)識，以用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)通信中的內(nèi)容是控 制命令還是收集的保護(hù)的數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用模式細(xì)分協(xié)議場合的標(biāo)識；決定該場合下的數(shù)據(jù) 量與該場合下的響應(yīng)速度；四個字節(jié)的TICK碼用來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)識，便于發(fā)送數(shù)據(jù)包向 報文轉(zhuǎn)換的順序發(fā)送，接收方對報文向數(shù)據(jù)包的順序合并提供方便。四個字節(jié)的報文序號 是對報文向幀分割時的編號，如果接收方在接收到的報文序號不是順序排列則向系統(tǒng)反映 出錯，拋棄該數(shù)據(jù)包。4個字節(jié)的報文總長，本幀的有效數(shù)據(jù)長度，本報文幀的個數(shù)與序頁； 當(dāng)以上的序號是弱藕和，沒有按順序傳送時重傳位用1表示重傳數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn) 確性。保留區(qū)可以用16進(jìn)制任意數(shù)來填充。上層數(shù)據(jù)用來將系統(tǒng)采集或需要發(fā)送的命令 放在該位置。二次校驗碼保證了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)鏈路層使用點對點的直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址派頂數(shù)據(jù)幀的源地址和目的 地址，該層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是點對點的方式，不需要幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和交換機(jī)的介入，提高 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。在物理層方面網(wǎng)絡(luò)中的只有兩個設(shè)備，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖，使用全 雙工模式，由兩條傳輸相反方向的光纖并聯(lián)構(gòu)成雙工傳輸模式，將通信速率固定為lOOMbs。實施例3在應(yīng)用層方面協(xié)議要求雙方使用異步通信方式，接收方不能向發(fā)送方發(fā)送應(yīng)答 幀。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收均使用25ms。讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時只可以使用定期查詢的方式來讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，不能使用中斷機(jī)智來讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。對應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀的總長度定義為1000 個字節(jié)，并對應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀做出規(guī)定。如圖4所示功能碼對數(shù)據(jù)模式做了特定標(biāo)識，以用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)通信中的內(nèi)容是控 制命令還是收集的保護(hù)的數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用模式細(xì)分協(xié)議場合的標(biāo)識；決定該場合下的數(shù)據(jù) 量與該場合下的響應(yīng)速度；四個字節(jié)的TICK碼用來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)識，便于發(fā)送數(shù)據(jù)包向 報文轉(zhuǎn)換的順序發(fā)送，接收方對報文向數(shù)據(jù)包的順序合并提供方便。四個字節(jié)的報文序號 是對報文向幀分割時的編號，如果接收方在接收到的報文序號不是順序排列則向系統(tǒng)反映 出錯，拋棄該數(shù)據(jù)包。4個字節(jié)的報文總長，本幀的有效數(shù)據(jù)長度，本報文幀的個數(shù)與序頁； 當(dāng)以上的序號是弱藕和，沒有按順序傳送時重傳位用1表示重傳數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn) 確性。保留區(qū)可以用16進(jìn)制任意數(shù)來填充。上層數(shù)據(jù)用來將系統(tǒng)采集或需要發(fā)送的命令 放在該位置。二次校驗碼保證了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)鏈路層使用點對點的直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址派頂數(shù)據(jù)幀的源地址和目的 地址，該層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是點對點的方式，不需要幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和交換機(jī)的介入，提高 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。在物理層方面網(wǎng)絡(luò)中的只有兩個設(shè)備，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖，使用全 雙工模式，由兩條傳輸相反方向的光纖并聯(lián)構(gòu)成雙工傳輸模式，將通信速率固定為lOOMbs。實施例4在應(yīng)用層方面協(xié)議要求雙方使用異步通信方式，接收方不能向發(fā)送方發(fā)送應(yīng)答 幀。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收均使用50ms。讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時只可以使用定期查詢的方式來讀 取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，不能使用中斷機(jī)智來讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。對應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀的總長度定義為1500 個字節(jié)，并對應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀做出規(guī)定。如圖4所示功能碼對數(shù)據(jù)模式做了特定標(biāo)識，以用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)通信中的內(nèi)容是控 制命令還是收集的保護(hù)的數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用模式細(xì)分協(xié)議場合的標(biāo)識；決定該場合下的數(shù)據(jù) 量與該場合下的響應(yīng)速度；四個字節(jié)的TICK碼用來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)識，便于發(fā)送數(shù)據(jù)包向 報文轉(zhuǎn)換的順序發(fā)送，接收方對報文向數(shù)據(jù)包的順序合并提供方便。四個字節(jié)的報文序號 是對報文向幀分割時的編號，如果接收方在接收到的報文序號不是順序排列則向系統(tǒng)反映 出錯，拋棄該數(shù)據(jù)包。4個字節(jié)的報文總長，本幀的有效數(shù)據(jù)長度，本報文幀的個數(shù)與序頁； 當(dāng)以上的序號是弱藕和，沒有按順序傳送時重傳位用1表示重傳數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn) 確性。保留區(qū)可以用16進(jìn)制任意數(shù)來填充。上層數(shù)據(jù)用來將系統(tǒng)采集或需要發(fā)送的命令 放在該位置。二次校驗碼保證了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)鏈路層使用點對點的直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)MAC地址派頂數(shù)據(jù)幀的源地址和目的 地址，該層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是點對點的方式，不需要幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和交換機(jī)的介入，提高 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。在物理層方面網(wǎng)絡(luò)中的只有兩個設(shè)備，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖，使用全 雙工模式，由兩條傳輸相反方向的光纖并聯(lián)構(gòu)成雙工傳輸模式，將通信速率固定為lOOMbs。
權(quán)利要求
1.一種基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，所述的保護(hù)系統(tǒng)包括 分布式服務(wù)器之間的通訊系統(tǒng)，協(xié)議由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層構(gòu)成，其特征在于安全 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中發(fā)送方和接收方為點對點的連接方式；發(fā)送和接收均使用相同的 時間周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，其 特征在于發(fā)送和接收使用相同的時間周期是5ms-50ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方 法，其特征在于安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中發(fā)送方和接收方網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量是恒定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，其 特征在于安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中發(fā)送方和接收方網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量是2. OMbs-4. OMbs0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，其 特征在于安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的接口模式是全雙工異步傳輸模式，傳輸介質(zhì)采用多膜光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，其 特征在于應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式是由功能碼、應(yīng)用模式、TICK、報文序號、報文總長、本 幀有效數(shù)據(jù)長、報文幀個數(shù)、本報文幀的序頁、重傳位、保留區(qū)、上層數(shù)據(jù)和檢驗碼組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法，其 特征在于應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀的長度固定，其范圍是256個字節(jié)-1500個字節(jié)，優(yōu)選為應(yīng)用層 的數(shù)據(jù)幀的長度范圍為512個字節(jié)-1200個字節(jié)，更優(yōu)選為應(yīng)用層的數(shù)據(jù)幀的長度范圍為 768個字節(jié)-1100個字節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的 通信方法，其特征在于所述的應(yīng)用層向下將數(shù)據(jù)處理為多個報文向數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送請求， 向上為應(yīng)用程序提供服務(wù)的應(yīng)用層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的 通信方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)鏈路層將應(yīng)用層的報文處理為數(shù)據(jù)幀，按照應(yīng)用層的數(shù) 據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分裝，向物理層發(fā)送請求；將物理層傳送過來的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析并向應(yīng)用層 提供服務(wù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 的通信方法，其特征在于所述的物理層在應(yīng)用層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式前封裝目的地址、源地 址和校驗瑪并通過物理電器線路傳輸信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任意一項所述的基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間安全通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 的通信方法的通信方法包括如下步驟a發(fā)送方在應(yīng)用層把數(shù)據(jù)處理為多個報文，將每一個報文按照安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定的數(shù) 據(jù)幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀；b向數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)出請求，數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)幀通過MAC地址派送目的地址與源地址， 通過物理層向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)；c接收方對收到的數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行協(xié)議校驗，校驗碼錯誤的丟棄，并向發(fā)送方發(fā)送重發(fā)信 號，等待接收數(shù)據(jù)幀；d接收方對收到的數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行協(xié)議校驗，校驗碼正確，在數(shù)據(jù)鏈路層將機(jī)器語言轉(zhuǎn)換 為數(shù)據(jù)幀，通過數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中的報文序號對數(shù)據(jù)幀排序，將數(shù)據(jù)幀傳輸給應(yīng)用層。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具體地講，本發(fā)明涉及的是一種用于系統(tǒng)列間通訊的安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，尤指基于反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)列間通訊的安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信方法。所述的保護(hù)系統(tǒng)包括分布式服務(wù)器之間的通訊系統(tǒng)，協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層構(gòu)成，其特征在于安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中發(fā)送方和接收方為點對點的連接方式；發(fā)送和接收均使用相同的時間周期。本發(fā)明使得網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定，具體的優(yōu)點由于收發(fā)雙方周期相同，收發(fā)的次序配合相當(dāng)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載恒定，提高了網(wǎng)絡(luò)安全性和實時性。
文檔編號H04L29/06GK102082773SQ20091023871
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者劉丹, 孫遠(yuǎn), 尹寶娟, 張亞棟, 王曉燕, 陳子松 申請人:中國廣東核電集團(tuán)有限公司, 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司