[发明专利]一种冗余网络的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及环网技术领域，尤其涉及一种冗余网络的实现方法。

背景技术

为了解决网络传输路径的冗余，目前高可用性网络中采用快速生成树协议(RSTP，参见IEEE802.1w)和多生成树协议(MSTP，参见IEEE802.1w)，这两种协议可以应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络。

虽然这两种协议可以检测到链路故障，但是因为操作时需要频繁发送报文来检查网络状态，所以故障恢复时间一般相对较长，因而这两种协议并不满足工业网络对实时性的要求。

为了解决网络协议对于工业网路的实时性的要求，国际电工委员会(IEC)制定了工业自动化高可用性网络协议集-IEC 62439协议，其中IEC 62439-2MRP(Media Redundancy Protocol)采用主从式网络结构，但是由于其网络中只有一个确定的主节点，发生故障时只由这个主设备处理故障，故存在着网络风险集中的问题，且其未实现终端关键设备的冗余保护。IEC 62439-3PRP(Parallel Redundancy Protocol)采用两个完全对等的主干网络，终端设备利用双端口冗余技术实现故障快速恢复，但其存在着双端口的健康状态无法探测和系统成本成倍提高的不足。

为此，申请人提出了IEC62439-6的分布式冗余环网协议-DRP(distribution Redundancy Protocol)，该技术具体内容参见中国专利CN101252426B，所述的分布式冗余环网协议采用了主站轮流的网络结构。但是由于主站采用定期轮流方式，需要满足环路操作复杂和硬件要求高等要求。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术中由于主站采用定期轮流方式，需要满足环路操作复杂和硬件要求高等要求，提出了一种冗余网络的实现方法，能够根据节点质量选举主站，从而降低了环路操作的复杂性，降低了硬件的要求。

为实现本发明的目的，采用了以下技术方案：

本发明提供了一种冗余网络的实现方法，所述冗余网络包括至少1个环网，所述的环网至少包括两个节点，所述节点通过链路连接相互之间的环网端口，在单环网中包括以下步骤：

A.单环网的所有节点在初始状态时设置为主站，每个节点的环网端口设置为半阻塞状态，并在预设时间间隔内向环网端口广播发送主站选举通知报文；

B.所述主站选举通知报文中包含节点质量比较向量；

C.单环网中其他节点接收所述主站选举通知报文，所述其他节点中的每一个节点通过比较接收到的所述主站选举通知报文中的节点质量比较向量和自身的节点质量比较向量选举得出主站和备用主站，其中所述主站的环网端口之一设置为半阻塞状态，所述主站的其余端口设置为转发状态，所述主站周期性地在预设时间间隔内向环网端口广播发送主站选举通知报文；

D.所述备用主站停止发送主站选举通知报文，所述备用主站的环网端口设置为转发状态，并接收所述主站发送的主站选举通知报文；

E.当备用主站检测到本节点质量发生变化时，所述备用主站通过比较接收到的所述主站选举通知报文中的节点质量比较向量和所述备用主站的节点质量比较向量重新选举得出主站，其中所述新主站的环网端口之一设置为半阻塞状态，所述新主站的其余端口设置为转发状态，原主站中为半阻塞状态的环网端口设置为转发状态；

F.当单环网中的节点的环网端口状态发生变化时，所述节点完成地址表刷新，并向环网端口广播发送拓扑改变通知报文，当单环网中其它节点收到拓扑改变通知报文时，所述其它节点完成地址表刷新。

进一步地，两个所述单环网具有共同连接的两个节点及连接链路时组成双环网，其中所述两个节点为共享节点，其中所述单环网之一为主环网，所述双环网为次环网，所述共享节点能够被选举为次环网的主站和备用主站，所述主环网和次环网根据用户指定不同ID划分为不同的环网网络域；主环网根据所述单环网步骤做主站和备用主站选举，所述主环网的环网端口状态的管理属于所述主环网，并负责传送次环网的协议报文，除共享节点外主环网节点不参加次环网的主站或备用主站的选举，所述次环网采用如下步骤：

G.所述次环网中的共享节点连接到主环网的两个端口为次环网的共享端口，共享节点通过双向转发检测报文检测共享节点之间的连通状态；