[发明专利]用于建立独立网络路径的方法、节点和系统

说明书

本发明涉及一种在源节点(3a)中的方法(20)，用于在至少包括第一路由器节点(2a)和第二路由器节点(2b)的通信系统(1)中建立独立网络路径(P1，P2)第一路由器节点(2a)和第二路由器节点(2b)各自通过第一网络(A)和第二网络(B)连接至源节点(3a)，其中第一和第二网络(A，B)是相互独立的。源节点(3a)包括朝向第一网络(A)的第一接口，其中第一网络(A)和第一接口与用于第一网络路径(P1)的路径标识符相关联；朝向第二网络(B)的第二接口，其中第二网络(B)和第二接口与用于第二网络路径(P2)的路径标识符相关联；且源节点(3a)被配置为选择(21)第一和第二路由器节点(2a，2b)中的哪一个应该被用于将数据从源节点(3a)经由第一网络路径(P1)发送至目的节点(3b)，以及第一和第二路由器节点(2a，2b)中的哪一个应该被用于将数据经由第二网络路径(P2)发送至目的节点(3b)，其中源节点(3a)被配置为针对第一和第二网络路径(P1，P2)选择不同的路由器节点(2a，2b)。

技术领域

本文公开的技术总体涉及通信系统领域，并且具体地涉及用于在通信系统中建立独立网络路径的方法、节点和系统。

背景技术

实时自动化系统对数据丢失是敏感的。数据可能出于若干原因而在这样的系统中丢失，例如，数据归因于链路或网络设备上的错误、外部电气干扰、无线电干扰或网络设备中的资源问题而在这样的系统中丢失。监管例如电气系统的实时控制系统内的任何此类故障都可能导致严重后果。

为了降低通信丢失的风险，可以增加冗余。在具有环形拓扑的两层以太网网络中，所有设备通过两个端口被连接至以太网网络。如果链路被损坏，则介质冗余协议管理重新配置。利用该方法的缺点是，故障后的重新配置需要时间，并且任何丢失的数据都必须被重新传输，这势必造成延迟。另一个问题是，环在逻辑上是对于诸如间歇性链路错误或广播风暴等干扰几乎没有保护的单个以太网网络。

另一个两层方法使用如国际电工委员会(IEC)62439-3(并行冗余协议，PRP)中定义的并行以太网结构。PRP网络在各自被附接至两个不同且完全分开的以太网网络的通信端节点中实现冗余功能；两个以太网没有直接连接。只要其中一个以太网网络投入运行，那么从源节点发送的帧就会到达目的节点，该目的节点仅接收第一条消息并丢弃复制的消息。因此，即使其中一个网络发生故障也不会丢失数据，并且PRP是在诸如以太网的互联网协议(IP)子网内使用的良好选择。

虽然PRP提供高的可靠性，但其仅限于在IP子网内工作。所提到的实时自动化系统可能包括对同样来自远程网络的设备的数据丢失高度敏感的应用，并且即使是在其余正常工作的IP子网中的较短干扰也可能具有关键的影响。

发明内容

本发明通过提供建立在第3层网络上的并行独立网络路径来确保冗余的方法和节点，解决了上面提到的问题。

根据一个方面，本目的通过一种用于在至少包括第一路由器节点和第二路由器节点的通信系统中建立独立网络路径的源节点来实现，第一路由器节点和第二路由器节点各自通过第一网络和第二网络连接至源节点，其中第一和第二网络是相互独立的。源节点包括：朝向第一网络的第一接口，其中第一网络和第一接口与用于第一网络路径的路径标识符相关联；和朝向第二网络的第二接口，其中第二网络和第二接口与用于第二网络路径的路径标识符相关联。源节点被配置为选择第一和第二路由器节点中的哪一个应该被用于将数据从源节点经由第一网络路径发送至目的节点，以及第一和第二路由器节点中的哪一个应该被用于将数据经由第二网络路径发送至目的节点，其中源节点被配置为针对第一和第二网络路径选择不同的路由器节点。

该方法使得能够应用源节点以使用不同的网络路径将复制的数据发送至远处的目的节点。通过独立的、即不具有任何共同的网络链路的网络路径，不存在单一故障点并且提供了数据被及时传递的高可靠性。网络路径可同时使用，即使在其中一个局域网络出现故障并需要重新配置的情况下也确保了可用性。该方法提供了改进的网络可用性，这是在例如大型过程自动化工厂中是非常重要的并且是必需的。