[发明专利]一种基于反应堆保护系统列间安全通讯网络协议的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种网络协议，具体地讲，本发明涉及的是一种用于系统列间通讯的安全网络协议，尤指基于反应堆保护系统列间安全通讯网络协议的通信方法。

背景技术

网络协议是计算机网络中不可缺少的组成部分，其功能在于确保计算机之间能够进行正常、可靠的数据通信。计算机之间数据通信的高度自动化，对网络协议的功能和性能都提出了非常高的要求。从功能角度看，网络协议是为进行计算机网络的数据交换而建立的一系列规则、标准或约定。此外，关于网络协议的定义，还有另外两种观点：网络协议是一种语言；网络协议是一种标准。

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网与IEEE802·3系列标准相类似，所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准。标准以太网具有10Mbps的吞吐量，使用的是CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法，这个方法要比令牌环网或者主控制网要简单。当网络钟的某台电脑要发送信息时，必须遵守以下规则：开始发送数据；如果线路空闲，则启动传输，发送信息；如果检测到冲突，继续发送数据直到达到最小报文时间(保证所有其他转发器和终端检测到冲突)，数据成功传输后向更高层的网络协议报告发送成功，退出传输模式。网络中线路繁忙等待，直到线路空闲线路进入空闲状态，等待一个随机的时间重新发送数据，除非超过最大尝试次数超过最大尝试传输次数，向更高层的网络协议报告发送失败，退出传输模式。

由上可知所有的通信信号都在共用线路上传输，即使信息只是发给其中的一个终端(destination)，某台电脑发送的消息都将被所有其他电脑接收。在一般情况下，网络接口卡会滤掉不是发送给自己的信息，接收目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求。这种“一个说，大家听”的特质是共享介质以太网在安全上的弱点，因为以太网上的一个节点可以选择是否监听线路上传输的所有信息。共享电缆也意味着共享带宽，所以在某些情况下以太网的速度可能会非常慢，比如电源故障之后，或者当所有的网络终端都重新启动时。之后出现的交换机解决了CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法的缺点，但交换机将网络分为若赶个网段，并且对数据进行缓存，使得数据帧传输的时间不确定，不能满足反应堆保护系统列间通讯实时性的要求。

由于核电站的特点，要求反应堆保护系统列间通讯在材质的选择，产品的强度，适用性及实时性、可互操作性，可靠性、抗干扰性和安全性等方面满足高级别安全的需要。本发明以标准以太网和IEEE802.3为基础，网络协议进行定义，以满足反应堆保护系统列间通讯的要求。

发明内容

本发明所要解决民用级别在转入到工业级别的以太网络通信协议中网络数据量不确定，网络负载不定，当负载过大时，误码率增加，传输时间延长；拓扑结构多种多样以致影响网络速度；网络的安全性能不高，网络传输的时间不确定。

为解决上述问题，本发明提供一种基于反应堆保护系统列间通讯安全网络协议的通信方法：安全网络协议由应用层、数据链路层和物理层构成，其特征在于安全网络协议中的网络设备的发送和接收均使用相同的时间周期；

发送和接收使用相同的时间周期是5ms-50ms；

安全网络协议中的网络数据量是恒定的；

安全网络协议中的网络数据量是2.0Mbs-4.0Mbs；

安全网络协议的接口模式是全双工异步传输模式，传输介质采用多膜光纤。

应用层数据的数据帧格式是由功能码、应用模式、TICK、报文序号、报文总长、本帧有效数据长、报文帧个数、本报文帧的序页、重传位、保留区、上层数据和检验码组成。

应用层的数据帧的长度固定，其范围是256个字节-1500个字节，优选为应用层的数据帧的长度范围为512个字节-1200个字节，更优选为应用层的数据帧的长度范围为768个字节-1100个字节。

所述的应用层向下将数据处理为多个报文向数据链路层发送请求，向上为应用程序提供服务的应用层。

所述的数据链路层将应用层的报文处理为数据帧，按照应用层的数据帧结构进行分装，向物理层发送请求；将物理层传送过来的数据帧进行解析并向应用层提供服务。

所述的物理层在应用层数据的数据帧格式前封装目的地址、源地址和校验玛并通过物理电器线路传输信息。

基于反应堆保护系统列间通讯安全网络协议的通信方法：包括如下步骤：

a发送方在应用层把数据处理为多个报文，将每一个报文按照安全网络协议规定的数据帧数据结构转换成数据帧；