專利名稱：Itu-t g.8032/y.1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下以太網(wǎng)環(huán)的高可靠性數(shù)據(jù)通信方法，特別是一種解決以太網(wǎng)環(huán)多斷點(diǎn)后恢復(fù)情況下因端口阻塞不能正確轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的ITU-T G. 8032/ Y. 1344 (03/2010)協(xié)議狀態(tài)不正確的處理方法，屬于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域(包括工廠自動(dòng)化、智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)、變電站和其他惡劣環(huán)境中的部署等)廣泛使用以太網(wǎng)環(huán)來連接工業(yè)設(shè)備(如遠(yuǎn)程終端單元RTU 和PLC等)，以提供數(shù)據(jù)通路的冗余保護(hù)。通常嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下的以太網(wǎng)環(huán)是由若干工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)或路由器(以下簡(jiǎn)稱交換機(jī))連成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中Sl 到SlO連接成一個(gè)環(huán)，Sl到SlO是環(huán)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中Sl是主節(jié)點(diǎn)，S2到SlO是傳輸節(jié)點(diǎn)ο在眾多以太網(wǎng)環(huán)協(xié)議當(dāng)中，ITU-T G. 8032/Y. 1344 (03/2010)在開放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提供了很好的快速收斂特性，其采用R-APS PDU在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳遞消息。默認(rèn)情況下， R-APS PDU由節(jié)點(diǎn)的交換芯片自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)(這樣可使R-APS PDU盡可能快的傳播)，在阻塞端口 (端口處于 blocking 狀態(tài))被丟棄(詳見 ITU-T G. 8032/Y. 1344 (03/2010)，9. 5 節(jié)，R-APS channel blocking)。如此一來，在某些拓?fù)湎?如出現(xiàn)多斷點(diǎn)的情況，如圖2、3所示)，當(dāng) R-APS PDU在阻塞端口被丟棄時(shí)，將導(dǎo)致R-APS PDU不能傳播到以太網(wǎng)環(huán)的所有節(jié)點(diǎn)，因此存在環(huán)路已經(jīng)實(shí)際連通，但是數(shù)據(jù)通信不通的可能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種ITU-T G. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，解決了在以太網(wǎng)環(huán)多斷點(diǎn)后恢復(fù)的情況下R-APS PDU在阻塞端口不能正確轉(zhuǎn)發(fā)的問題，在充分利用ITU-T G. 8032/Y. 1344 (03Λ010)協(xié)議所帶來的快速收斂性的同時(shí)，還使得嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信變得可靠，同時(shí)對(duì)ITU-T G. 8032/Y. 1344 (03Λ010)協(xié)議狀態(tài)機(jī)等無需任何改動(dòng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種ITU-T G. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其主要內(nèi)容為 定義有特定目標(biāo)地址的幀作為協(xié)議擴(kuò)展幀；
設(shè)置節(jié)點(diǎn)收到所述協(xié)議擴(kuò)展幀后，不受端口 blocking的限制，將所述協(xié)議擴(kuò)展幀送到節(jié)點(diǎn)的CPU端口 ；
在做Tx R-APS操作時(shí)，同步發(fā)送所述協(xié)議擴(kuò)展幀；
節(jié)點(diǎn)如果收到的是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，按照協(xié)議定義的流程處理該標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，如果收到的是協(xié)議擴(kuò)展幀，對(duì)非本節(jié)點(diǎn)發(fā)出的且轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)不超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值的協(xié)議擴(kuò)展幀通過另一個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)，并按照協(xié)議定義的流程處理該協(xié)議擴(kuò)展幀。節(jié)點(diǎn)在收到幀后的具體處理步驟如下(1)判斷該幀是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀還是協(xié)議擴(kuò)展幀，如果是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，則按照ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議定義的流程處理該幀，如果是協(xié)議擴(kuò)展幀，進(jìn)行步驟(2)；
(2)判斷所述協(xié)議擴(kuò)展幀是否是本節(jié)點(diǎn)發(fā)出的，如果是，則丟棄該協(xié)議擴(kuò)展幀，如果不是，則進(jìn)行步驟(3);
(3)檢測(cè)本節(jié)點(diǎn)是否存在另外一個(gè)環(huán)端口，如果存在另外一個(gè)環(huán)端口且轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)不超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則在這個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)所述協(xié)議擴(kuò)展幀，如果不存在另外一個(gè)環(huán)端口或者轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則不轉(zhuǎn)發(fā)，并按照ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議定義的流程處理所述協(xié)議擴(kuò)展幀。所述協(xié)議擴(kuò)展幀設(shè)有轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段，在所述步驟(3)中，如果判斷存在另外一個(gè)環(huán)端口，則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)的判斷以確定是否轉(zhuǎn)發(fā)，具體是將所述協(xié)議擴(kuò)展幀中的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段的值遞增或遞減后同一個(gè)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值進(jìn)行比較，如果不超過所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則用轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)遞增或遞減后的值更新所述協(xié)議擴(kuò)展幀中的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段，在所述另外一個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)修改后的協(xié)議擴(kuò)展幀，如果超過所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則按照 ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議定義的流程處理所述協(xié)議擴(kuò)展幀。在同步發(fā)送所述協(xié)議擴(kuò)展幀時(shí)，節(jié)點(diǎn)將所述協(xié)議擴(kuò)展幀的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段的初始化為某個(gè)特定的值。所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值可以根據(jù)需要設(shè)置，例如254。對(duì)于上述任意一種所述的ITU-T G. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，所
述協(xié)議擴(kuò)展幀的幀結(jié)構(gòu)設(shè)定為_
丨目標(biāo)地址I源地址I協(xié)議類型Ir-APSPDU I轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)IPadding | 目標(biāo)地址表示發(fā)送幀的設(shè)備的地址，占6個(gè)字節(jié)，其值為所述特定目標(biāo)地址； 源地址表示接收幀的設(shè)備的地址，占6個(gè)字節(jié)，其值為節(jié)點(diǎn)的單播MAC地址； 協(xié)議類型占2個(gè)字節(jié)；
R-APS PDU JTU-T G. 8032/Y. 1344 (03/2010)定義的 R-APS 數(shù)據(jù)； 轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)占1個(gè)字節(jié)，初值設(shè)為某個(gè)特定值，用于轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的計(jì)數(shù)； Padding 當(dāng)幀長度不足60個(gè)字節(jié)時(shí)的填充，用于將幀長度填充至60個(gè)字節(jié)。本發(fā)明的有益效果
利用自定義的協(xié)議擴(kuò)展幀和針對(duì)該協(xié)議擴(kuò)展幀在節(jié)點(diǎn)的特定設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了協(xié)議擴(kuò)展幀的軟件轉(zhuǎn)發(fā)和其與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀的硬件轉(zhuǎn)發(fā)的有機(jī)結(jié)合，避免了 R-APS PDU在阻塞端口被自動(dòng)丟棄而導(dǎo)致的不能在環(huán)節(jié)點(diǎn)間正確傳輸?shù)膯栴}。由于在協(xié)議擴(kuò)展幀中設(shè)置了轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段，并借助其計(jì)數(shù)功能，通過控制協(xié)議擴(kuò)展幀在環(huán)內(nèi)的最大轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，有效避免了轉(zhuǎn)發(fā)風(fēng)暴的發(fā)生，使該處理方法的可靠性和實(shí)用性得到提高。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在充分利用已有開放標(biāo)準(zhǔn)的快速收斂特性基礎(chǔ)上，徹底解決了因斷點(diǎn)后恢復(fù)可能導(dǎo)致的環(huán)路不通的問題，有效提高嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下數(shù)據(jù)通信的可靠性，且對(duì)ITU-T G. 8032/Y. 1344 (03/2010)協(xié)議狀態(tài)機(jī)等無任何改動(dòng)。


圖1為以太網(wǎng)環(huán)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一個(gè)以太網(wǎng)環(huán)上存在兩個(gè)斷點(diǎn)時(shí)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中的兩個(gè)斷點(diǎn)物理上連通但邏輯上不通的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為R-APS PDU處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖4說明本發(fā)明所提供的ITU-T G. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法的具體過程
1、定義有特定目標(biāo)地址的幀作為ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議的協(xié)議擴(kuò)展幀；
所述協(xié)議擴(kuò)展幀的幀結(jié)構(gòu)設(shè)定為_
權(quán)利要求
1.一種ITU-T G. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于定義有特定目標(biāo)地址的幀作為協(xié)議擴(kuò)展幀；設(shè)置節(jié)點(diǎn)收到所述協(xié)議擴(kuò)展幀后，不受端口 blocking的限制，將所述協(xié)議擴(kuò)展幀送到節(jié)點(diǎn)的CPU端口 ；在做Tx R-APS操作時(shí)，同步發(fā)送所述協(xié)議擴(kuò)展幀；節(jié)點(diǎn)如果收到的是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，按照協(xié)議定義的流程處理該標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，如果收到的是協(xié)議擴(kuò)展幀，對(duì)非本節(jié)點(diǎn)發(fā)出的且轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)不超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值的協(xié)議擴(kuò)展幀通過另一個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)，并按照協(xié)議定義的流程處理該協(xié)議擴(kuò)展幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ITU-TG. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于節(jié)點(diǎn)在收到幀后的具體處理步驟為判斷該幀是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀還是協(xié)議擴(kuò)展幀，如果是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幀，則按照ITU-T G. 8032/ Y. 1344協(xié)議定義的流程處理該幀，如果是協(xié)議擴(kuò)展幀，進(jìn)行步驟(2)；判斷所述協(xié)議擴(kuò)展幀是否是本節(jié)點(diǎn)發(fā)出的，如果是，則丟棄該協(xié)議擴(kuò)展幀，如果不是， 則進(jìn)行步驟(3);檢測(cè)本節(jié)點(diǎn)是否存在另外一個(gè)環(huán)端口，如果存在另外一個(gè)環(huán)端口且轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)不超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則在這個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)所述協(xié)議擴(kuò)展幀，如果不存在另外一個(gè)環(huán)端口或者轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則不轉(zhuǎn)發(fā)，并按照ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議定義的流程處理所述協(xié)議擴(kuò)展幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ITU-TG. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述協(xié)議擴(kuò)展幀設(shè)有轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段，在所述步驟(3)中，如果判斷存在另外一個(gè)環(huán)端口，則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)的判斷以確定是否轉(zhuǎn)發(fā)，具體是將所述協(xié)議擴(kuò)展幀中的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段的值遞增或遞減后同一個(gè)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值進(jìn)行比較，如果不超過所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則用轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)遞增或遞減后的值更新所述協(xié)議擴(kuò)展幀中的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段，在所述另外一個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)修改后的協(xié)議擴(kuò)展幀，如果超過所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值，則按照ITU-T G. 8032/Y. 1344協(xié)議定義的流程處理所述協(xié)議擴(kuò)展幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ITU-TG. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于在同步發(fā)送所述協(xié)議擴(kuò)展幀時(shí)，將所述協(xié)議擴(kuò)展幀的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)字段的值初始化為某個(gè)特定的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ITU-TG.8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ITU-TG. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述協(xié)議擴(kuò)展幀的目標(biāo)地址設(shè)為單播固定地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ITU-TG.8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述協(xié)議擴(kuò)展幀的目標(biāo)地址設(shè)為保留地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的ITU-TG. 8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述協(xié)議擴(kuò)展巾貞的幀結(jié)構(gòu)為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ITU-TG.8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述協(xié)議類型字段的值固定為某個(gè)特定的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的ITU-TG.8032/Y. 1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)包括工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和/或路由器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種ITU-T G.8032/Y.1344多點(diǎn)故障下的擴(kuò)展處理方法，該方法的主要內(nèi)容為定義有特定目標(biāo)地址的協(xié)議擴(kuò)展幀，并保證該幀在環(huán)端口阻塞的情況下也能被轉(zhuǎn)發(fā)到CPU端口；環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送協(xié)議幀，同時(shí)發(fā)送擴(kuò)展幀并設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)初始值;收到擴(kuò)展幀的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，對(duì)非本節(jié)點(diǎn)發(fā)出的且轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)不超過轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)閾值的擴(kuò)展幀，將擴(kuò)展幀中的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)遞增或遞減后通過另一個(gè)環(huán)端口轉(zhuǎn)發(fā)，然后按照協(xié)議定義的流程處理該擴(kuò)展幀。本發(fā)明在對(duì)協(xié)議狀態(tài)機(jī)無改動(dòng)和環(huán)網(wǎng)收斂速度無影響的前提下，徹底解決了ITU-T G.8032/Y.1344中多斷點(diǎn)后恢復(fù)可能導(dǎo)致環(huán)路不通的問題，適應(yīng)于在嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信等要求高可靠性的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H04L12/437GK102510353SQ20111044072
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張建良, 韓旭棟, 馬軍 申請(qǐng)人:北京映翰通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司