[发明专利]无损环网交换机、无损自愈环网及其数据通讯方法

说明书

本公开涉及一种无损环网交换机，包括：交换逻辑单元以及路由逻辑组件。路由逻辑组件包括数据重组单元、ID学习单元以及路由决策单元，所述ID学习单元学习源无损环网交换机ID，所述数据重组单元为数据帧添加或剥离包含目的地交换机ID、本地交换机ID以及数据帧序列号的路由协议，以及所述路由决策单元将未被登记过的目的地不为本地交换机ID的数据帧仅路由到相对的网络链接端口方向，将未被登记过的目的地为本地交换机ID的数据帧路由到本地无损环网交换机的数据重组单元方向，以及将帧序列号已经被登记过的数据帧丢弃。

技术领域

本公开涉及一种交换机，尤其是涉及一种无损环网交换机，由这种无损环网交换机构成的无损自愈环网以及无损环网数据通讯方法。

背景技术

目前工业用环网包括有损倒换环网(非零自愈)以及无损倒换环网。无损倒换环网所使用的无损环网交换机，诸如HSR交换机，采用国际标准IEC62439，其利用了PRP(parallel Redundancy protocol平行冗余协议)和HSR(High-availability Seamlessprotocol高性能无缝协议)。有损倒换环网尽管有其固有的优点，但是在对数据有较高技术要求的环境中，由于有损倒换环网不能满足用户要求(例如，存在数据丢失问题)，因此有些工业应用场合采用无损倒换环网。但是，当前的无损倒换环网，即零自愈环网，所采用的交换机的自愈机制是基于以太网源MAC学习机制，利用以太网数据协议中自有的数据包ID达到零自愈传输。这样，当网络上有大量的设备时，就需要大量资源来存储MAC，以及长时间的查找MAC和对比数据包ID，因此，资源受限和查找对比方式大大降低了设备接入量和带宽使用率。这也是导致目前零自愈无损环网交换机的接入设备数量受到限制(通常不超过512)，因此不能应用于大规模使用接入设备的工业场合。

因此，人们期望提供一种能够使得无损环网能够适用于具有大量接入设备的工业场合。

发明内容

为此，本公开提供了一种无损环网交换机，包括：一个或多个设备端口；一对网络链接端口；交换逻辑单元，基于源MAC地址学习机制学习来自所述网络链接端口的数据帧中的源MAC地址并形成MAC地址表中；以及路由逻辑组件，其包括数据重组单元、ID学习单元以及路由决策单元，所述ID学习单元学习从所述网络链接端口之一传送来的数据帧中的路由协议中所包含的源无损环网交换机ID并形成环网中的源无损环网交换机ID表，所述数据重组单元对于从交换逻辑单元发送来的数据帧基于数据帧中的目的地MAC地址查找位于本地的源无损环网交换机ID表以获取该目的地MAC所对应的目的地交换机ID并为该数据帧添加包含所获取的目的地交换机ID、本地交换机ID以及基于源交换机ID生成的数据帧序列号的路由协议以及为从网络链接端口传送来的数据帧剥离所添加的路由协议，以及所述路由决策单元将路由协议中包含的目的地交换机ID不为本地交换机ID且数据帧序列号未被登记过的数据帧仅路由到与接收数据帧的网络链接端口相对的网络链接端口方向，将路由协议中包含的目的地交换机ID为本地交换机ID且数据帧序列号未被登记过的数据帧路由到本地无损环网交换机的数据重组单元方向，以及将帧序列号已经被登记过的数据帧丢弃。

根据本公开的无损环网交换机，其中所述数据重组单元在所述路由决策单元将数据帧路由到本地无损环网交换机的数据重组单元方向时，剥离所述数据帧中所添加的路由协议后发送给交换逻辑单元。

根据本公开的无损环网交换机，其中所述数据重组单元在来自网络链接端口的数据帧为未被登记的数据帧的情况下，基于所接收到的数据帧的路由协议，重组一个不包含数据内容的阻断包，并且所述由路由决策单元将该阻断包路由到与接收所述数据帧的网络链接端口相对的网络链接端口方向。

根据本公开的无损环网交换机，其中所述路由决策单元基于所接收到的数据帧所包含的源无损环网交换机ID和数据序列号，判断所接收到的数据帧是否已经登记过。

根据本公开的另一个方面，提供了一种由本公开的多个无损环网交换机构成的无损自愈环网。