CN101965691B - 电缆冗余以及联网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的各个方面提供了在连接网络控制器(101)和I/O设备(109)(适配器)的网络中支持电缆冗余的装置、系统和方法。适配器包括第一端口(407)和第二端口(409)，用于分别在第一和第二传输媒介(353，355)上接收来自扫描器(301)的相同消息。连接管理器模块(423)指令交换模块(419)，当第一传输媒介在工作时，将包含在第一消息中的输出数据引向数据结构(421)，当第一传输媒介未工作时，将包含在第二消息中的输出数据引向数据结构。此外，适配器将来自输入数据的消息格式化。连接管理器指令交换机(411)，当基本传输媒介(655)在工作时，将所述消息引向基本端口(407)，当基本传输媒介(753)未工作时，将所述消息引向辅助端口(409)。
Description
背景技术
对于关键服务和企业经营，个人、企业和政府正越来越依赖于计算机系统和网络计算操作。在这样的系统中，网络正常运行时间对于基础服务或经营的平稳运行是至关重要的，并且网络故障必须立即得到隔离或修复。因此，在网络故障条件下的故障隔离和自动修复是更宽带宽网络和任务关键型网络的决定性要求。另外，在典型网络故障和修复情形下，即使几百毫秒数量级的延迟也是至关重要的。
在制造或其它自动化系统中，在提供与集中系统相当的性能的同时，可以分散或分布体系结构。例如，Advantys STB(机顶盒)分布式I/O系统是开放、模块化输入/输出系统，使得设计主控制器经由总线或通信网络管理的自动化孤岛成为可能。Advantys STB分布式I/O系统是施耐德自动化公司(Schneider Automation Inc.)One High Street，North Andover，Massachusetts的产品。在网络故障情形下可以遇到的另一个问题是不能在故障地点访问物理链路或设备。
经常，该孤岛和相关I/O模块可能分得很散并且可能处在隔离地点中，或目标系统可能封闭在其它机器中。在这些类型的网络操作中，难以在故障状况下物理访问远程I/O模块或网络链路。而且，在像工业自动化系统那样的网络中，可靠性是至关重要的。例如，在工厂里，如果网络连接断开了，操作人员可能会受到物理伤害。在这些类型的网络操作中，故障修复必须是自动的。
随着工业自动化应用的日益复杂，工业装置中的计算机网络经常包括经由像EtherNet(以太网)/IP网络那样的网络连接的许多设备。为了保证设备能够以可靠方式相互通信，冗余电缆连接经常用于提供传输媒介。如果传输媒介未工作(例如，当不小心除去电缆时)，控制器通常可能需要一段相当长时间来检测实时控制网络中的未工作传输媒介。一旦检测到，控制器就可以重新配置传输路径以利用冗余电缆连接。但是，在传输路径的重新配置期间，在网络上的设备之间可能丢失了一些消息。
在典型故障修复情形中，当发生故障时，将数据业务从当前故障路径改道或切换到备份路径。取决于实际冗余策略，备用或备份数据路径可以是专用的，可以要求物理改变连接，或可以是到有效或基本路径的虚拟备份路径。在网络中提供冗余的当前软件方法要求网络上的设备分析或查找整个网络以确定备份路径。快速生成树协议(RSTP)和赫思曼(Hirschmann)HIPER-环是两种这样的方法。在RSTP和赫思曼HIPER-环两者中，在可以实现改道之前必须查找整个网络，既多花费了时间又多出了将计算资源用于故障修复。另外，在RSTP和赫思曼HIPER-环两者中，实现故障修复的网络设备必须与网络上的其它网络设备通信。
因此，存在提供不明显中断运行地在实时控制网络中提供冗余传输媒介的可靠和迅速手段的真正市场需要。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种在连接网络控制器和I/O设备的网络中支持电缆冗余的装置、计算机可读媒体和方法。该网络通常包括交换机和支持多个适配器，其中在扫描器与每个适配器之间配置两种或更多种传输媒介。另外，交换机和路由器可以位于扫描器与适配器之间。
关于本发明的另一个方面，适配器包括第一端口和第二端口，用于分别在第一和第二传输媒介上接收来自扫描器的第一和第二消息，其中这两个消息包含相同输出数据。当所述第一传输媒介在工作时，连接模块向交换模块发出指令，以将包含在所述第一消息中的输出数据引向一种数据结构。当所述第一传输媒介未工作而所述第二传输媒介在工作时，所述连接管理器向所述交换模块发出指令，以将包含在所述第二消息中的输出数据引向所述数据结构。
关于本发明的另一个方面，适配器将来自输入数据的消息格式化。当基本传输媒介在工作时，连接管理器向交换机发出指令，以便将所述消息引向基本端口，以及当所述基本传输媒介未工作而辅助传输媒介在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述消息引向辅助端口。
关于本发明的另一个方面，适配器预约多播地址，以便在正常工作期间在第二端口上接收的消息与在第一端口上接收的消息相同。因此，输出数据经由多播寻址到达所述适配器。
关于本发明的另一个方面，当第一传输媒介未工作而第二传输媒介在工作时，适配器动态地将第二端口的分配地址改变成第一端口的地址。因此，通信伙伴不用检测可能迫使所述通信伙伴与正常工作不同地工作的通信错误。
附图说明
通过结合附图进行如下描述，可以更完整地了解本发明及其优点，在附图中，相同标号指示相同特征，以及其中：
图1示出了按照本发明实施例的网络控制器与I/O设备交互的系统；
图2示出了按照本发明实施例在网络设施上与适配器连接的网络控制器；
图3示出了按照本发明实施例在两种传输媒介上与目标适配器通信的扫描器；
图4示出了按照本发明实施例当从扫描器接收消息时在正常工作期间的适配器；
图5示出了按照本发明实施例当从扫描器接收消息时在异常工作期间(传输媒介出故障)的适配器；
图6示出了按照本发明实施例当向扫描器发送消息时在正常工作期间的适配器；以及
图7示出了按照本发明实施例当向扫描器发送消息时在异常工作期间的适配器。
具体实施方式
在各种实施例的如下描述中，将参考形成其一部分、和通过例示可以实践本发明的各种实施例示出的附图。应该明白，也可以使用其它实施例，并且可以不偏离本发明的范围地作出结构和功能修改。
下面阐明与本文的讨论有关的术语。
扫描器：可以对连接请求作出响应并可以初始化连接的一种网络设备。关于主从关系，扫描器被归类到主设备。关于EtherNet/IP网络，扫描器在连接建立阶段期间与扫描器类设备相联系，并通常直接与控制器连接。
适配器：与扫描器通信但不初始化连接的一种网络设备。关于主从关系，适配器在连接建立阶段期间被归类到从设备。适配器的例子包括I/O设备和变速设备。关于EtherNet/IP网络，适配器与适配器类设备相联系。
图1示出了按照本发明实施例的网络控制器101与I/O设备103-109交互的系统100。作为一个例子，网络控制器，或在本实施例中，可编程逻辑控制器(PLC)101通过沿着正向在路径151和153上发送重复消息与I/O设备(适配器)103通信。(实际上，网络控制器101只将一个多播消息发送给交换机111。因此，交换机111在路径151和153上将多播消息发送给I/O设备103)一种路径可以利用菊花链配置穿过网络路由器和交换机(例如，网络路由器/交换机111和113)和/或其它I/O设备(例如，I/O设备109)。(在显示在图1中的例子中，从网络控制器101到每个I/O设备103-109可以构成两种路径)正如将更详细讨论的那样，如果路径151或路径153出故障(例如，当错误地除去电缆时)，在确定路径151出故障之后，可以不建立新路径地继续从网络控制器101到I/O设备103的传输。
在反向(例如，从I/O设备103到网络控制器101)中，I/O设备103可以在路径155上发送消息(虽然正向和反向的故障机构可能是对称的，但本发明的实施例可以支持非对称故障节点)。当故障机构是对称的时，如果在正向路径151出故障了，那么，I/O设备103可以沿着反向在路径155上与网络控制器101通信。
图2示出了按照本发明实施例在网络设施207(例如，如图1所示的系统100的网络)上与适配器209-213连接的网络控制器101。对于本发明的实施例，网络设施207可以采用不同类型的网络，包括使用标准通信协议-用户数据报协议(UDP)的以太网。网络控制器101包括驻留在网络接口205内的扫描器203。网络接口205可以是装配在网络控制器205背面上的通信卡。即使将EtherNet/IP网络用作主要例子，也可以支持依赖于数据消息的多播或广播的任何通信协议。
设备扫描器203与适配器209-213通信，两者可以在本地(位于网络控制器101的背面)也可以在远处(在网络设施207上)。为了存储与适配器209-213有关的数据，可以提供设备扫描表。(设备扫描表可以包括可以被扫描器203用于与适配器209-213通信的参数)为了使用标准通信协议(例如，UDP)在设备扫描器203与网络设施207之间接口，可以提供标准通信接口，例如，带有以太网驱动器的UDP/IP堆栈。关于以太网实现，网络设施207通常提供互连I/O设备209-213的快速、灵活、和便利方式，并且可以支持与多个网络控制器(未示出)的互连。
网络控制器101通常包含其中运行软件或固件的微处理器和存储器(例如，随机访问存储器(RAM))。网络控制器101可以存储包含与扫描表相联系的参数的配置表。一旦启动网络接口205和/或设备扫描器203，就可以将配置表内的参数读到扫描表中。但是，本发明的实施例可以具有通过其它手段，例如，通过位于网络接口205上的网页(可通过万维网(WWW)访问)读到扫描表中的参数。可替代地，可以通过用户个人计算机上的用户创建/编辑文件将参数放置到扫描表中。用户可以使用文件传送协议(FTP)或一些其它传送手段从远处将文件发送到网络接口205。对于本发明的实施例，网络接口205还含有运行包括IO扫描任务的网络接口205上的各种任务的实时操作系统。
图3示出了按照本发明实施例在两种传输媒介353和355上与目标适配器303通信的扫描器301。该示范性实施例利用EtherNet/IPTM(以太网工业协议)，但本发明的实施例可以支持其它协议。EtherNet/IP是工业自动化应用的开放工业应用层协议。它受到开放设备网销售商协会(ODVA)支持。当构建在标准TCP/UDP/ID协议之上时，EtherNet/IP利用以太网硬件和软件来定义用于配置、访问、和控制工业自动化设备的应用层协议。
如图3所示，网络300以及网络300内的设备支持电缆冗余。网络300支持包括EtherNet/IP网络和设备中的菊花链环路的电缆冗余。此外，本发明的实施例可以支持利用Modbus/TCP的菊花链环路体系结构或Modbus/TCP网络。Modbus是供可编程逻辑控制器使用的串行通信协议。Modbus允许与相同网络(例如，测量温度和湿度并将结果传送给计算机的系统)连接的许多设备之间的通信。Modbus通常用于在监督控制和数据获取中将监督计算机与远程终端单元连接。Modbus协议既支持串行端口又支持以太网端口。
对于本发明的实施例，只在单独从设备(例如，适配器303-309)中实现改变，而在已经利用现有技术中的技术部署的主设备(例如，扫描器301)中没有改变。分布式控制网络中故障的常见模式是网络电缆断开。电缆冗余指的是从控制设备(例如，可编程逻辑控制器(和它的网络扫描器))到从设备(例如，适配器)存在多种路径，从而从设备含有到网络(最终，控制设备)的两条或更多条电缆连接的网络体系结构。这样的体系结构被设计成允许一条或多条电缆无意或有意断开，而保持设备之间的无中断通信。
EtherNet/IP设备(例如，目标适配器303)配置两个或更多个物理以太网端口，以便利用网络300的冗余电缆体系结构。例如，目标适配器可以包含适配器类设备，例如，带有两个以太网端口eth0和eth1的AdvantysTMEtherNet/IP网络接口模块，以太网端口eth0和eth1分别具有它自己的IP地址IP0和IP1。但是，本发明的实施例可以支持不止两个以太网端口(每个端口与一种传输媒介相联系)，以便在中间交换机和其它网络设备中达到更大抗电缆丢失以及故障的健壮性。
目标适配器303内的两个以太网端口可以经由受管理交换机311来连接。由于多播分组是在以太网上经由通信媒介353和355广播的，因此，当受管理交换机311从扫描器301接收到多播分组351时，受管理交换机311将经由一个端口接收的分组(多播消息)发送给另一个端口。为了更大的灵活性和更高的性能，受管理交换机311可以利用因特网群体管理协议(IGMP)窥探。
目标适配器303内的两个以太网端口可以经由受管理交换机311来连接。如果交换机311支持IGMP窥探，那么，当它从扫描器301接收到目的地为适配器303的多播分组351时，它将经由路径353和355，而不是经由路径357转发分组。
在不用IGMP窥探的情况下，交换机(在层2上)可以采取将多播分组注入网络300内的所有端口(对应于如图3所示的其它适配器305-309和313或如图1所示的I/O设备105-109)中。但是，对于本发明的实施例，受管理交换机311拦截(窥探)在接口上从主机接收的IGMP加入和离开消息。将业务只转发给已经加入多播群中的那些端口(例如，与目标适配器303相联系的eth0/IP0和eth1/IP1)，而不是转发给其它适配器313。继续转发业务，直到端口(客户机)发出离开消息，那时，受管理交换机311停止向端口转发业务。当所有端口(节点)都离开多播群时，受管理交换机311删掉业务。
可替代地，可以将VLAN建立成使环路中的不需要的(广播)分组最少。在虚拟LAN(VLAN)中，可以将一群网络设备与不同物理段连接，但表现为像它们处在相同真实LAN上似的。这样的聚集可以使交换机形成不同广播域，从而减少广播分组数量。
图4示出了按照本发明实施例当从扫描器301接收消息时在正常工作期间的适配器303。将汇编对象(对应于存储在缓冲器中的数据属性)用在EtherNet/IP网络中传送在生产者与消费者之间传送的输入和输出数据。(汇编对象可以包含像名称和标识、文件收集、和安全规定那样的基本信息。设备可以含有与例如分立输出和模拟输出相对应的多个输出汇编对象)如图3所示，缓冲器(AO_OUT)415存储用于输出数据的汇编对象。如图6所示，缓冲器(AO_IN)601存储用于输入数据的汇编对象。但是，本发明的实施例可以不采用用于输入和输出数据的分离的对象。
为了提供冗余，阴影缓冲器(shadow buffer)(AO_OUT_S)417为与输出数据绑定的常规接收汇编对象(如存储在缓冲器415中那样)存储与相同数据属性绑定的阴影汇编对象。将经由端口407接收的数据填入AO_OUT_415中，而将经由端口409接收的数据填入AO_OUT_S中。
在网络/设备配置期间，EtherNet/IP扫描器301观看特定IP地址IP0上的适配器303。然后，扫描器301建立与适配器303的类别1连接(隐性消息)。对于正向和反向(扫描器到适配器和适配器到扫描器)，网络300可以使用多播选项。当在扫描器301与适配器303(适配器303的端口eth0/IP0407预约在连接建立阶段期间商定的多播地址)之间建立起类别1连接时，适配器303内部触发第二以太网端口(eth1/IP1)409，以便也预约端口(eth0/IP0)407预约的相同多播地址。如上所述，受管理交换机311可以提供多播消息的路由。
在完成了上述的配置之后，每当扫描器301向适配器多播隐性消息时，就通过经由冗余路径/电缆的接口将分组传送给IP0端口407(经由传输媒介451)和IP1端口409(经由传输媒介453)。如果两种传输媒介451和453(来到eth0端口407和eth1端口409)是在线的(up)和有效的，则经由eth0/IP0端口407到达的隐性消息用于更新AO_OUT缓冲器415(越过路径455、交换机411、堆栈413、和路径459)。(传输媒介的适当工作要求沿着路径的相关电缆以及网络设备的完整性)经由eth1/IP1端口409到达的相同隐性消息用于更新AO_OUT_S缓冲器417(越过路径457、交换机411、堆栈413、和路径461)。AO_OUT缓冲器415中的数据用于更新该类别中的映射属性数据结构421，而AO_OUT_S缓冲器417中的数据处于休眠状态。
在显示在图4中的例子中，假设eth0/IP0端口407是在路径463和467上通过交换模块419更新属性数据结构421的主要/默认(基本)端口。由于事先不知道哪个端口更好，适配器303选择一个端口作为基本的。基本端口(如图4所示的端口407)保持基本端口，除非/直到适配器检测到网络连接中断，例如，电缆断开。正如将在图5中讨论的那样，如果在基本端口407(eth0)中存在电缆断开或其它网络故障，则将AO_OUT_S缓冲器417而不是AO_OUT缓冲器415用于更新在对象中映射的属性数据结构421。
连接管理器423监视传输媒介451和453的完整性，并分别通过控制信号471和469配置交换机411和交换模块419，以便当传输媒介451在工作时，从AO_OUT缓冲器415更新属性数据结构421。当确定传输路径是否在工作时，连接管理器423可以考虑消息的丢失(例如，当电缆断开时)以及消息延迟(可以由网络交换机和中间适配器中的延迟引起)。例如，如果多播分组到达端口409(eth1)比到达端口407(eth0)早得多，那么，连接管理器423可以选择端口409作为基本端口。正如将结合图5讨论的那样，连接管理器423分别利用控制信号553和555配置交换模块419和交换机411，以便通过路径465和551从AO_OUT_S缓冲器417更新属性数据结构421。
对于显示在图4中的实施例，处理器403支持UDP/IP堆栈413、连接管理器423、缓冲器415和417、交换模块419、以及属性数据结构421的功能。处理器403利用存储处理器403要执行的计算机可执行指令的存储器(未明确示出)，以便支持上述功能。
图5示出了按照本发明实施例当从扫描器300接收消息时在异常工作期间的适配器303。如果在基本端口407(eth0)中存在电缆断开，则AO_OUT缓冲器415不再用于更新如在汇编对象中映射的属性数据结构421。取而代之，适配器303使用AO_OUT_S缓冲器417。随着eth1端口409继续从扫描器301接收隐性消息，没有消息丢失，因为在传输媒介451出故障之前已经建立起与端口409的连接。正如前面讨论过的那样，如果希望健壮性较大，则可以支持带有附加传输媒介的附加端口。
注意，取决于适配器303的能力和配置，可以将经由一个以太网端口接收的任何多播分组发送给另一个以太网端口。因此，本发明的实施例可以支持让消息穿过适配器(例如，如图3所示的适配器)到达目标适配器303的菊花链配置。在这样的情况下，如果适配器接收到未引向该适配器的多播分组，则该适配器经由其它端口将分组发出(延迟)。
为了确定传输媒介是否在工作，本发明的实施例可以利用检测物理信号丢失的物理级检测方案。为了确定在路径中是否存在问题(例如，扫描器301与适配器303之间的路径中的交换机之一掉线了)，检测方案可以使用某种超时。对于EtherNet/IP，由于扫描器301可以周期性地向适配器303发送新多播分组，因此检测方案可以依赖于输出数据消息本身。如果在端口407(eth0)上没有接收到新分组(超过预期的时间)，但端口409(eth1)接收到新分组，那么，连接管理器423可以确定端口407掉线了而端口409在线上。作为另一个例子，适配器303对传输媒介451监视来自扫描器301的心跳信号，以确定传输媒介451是否在工作。心跳信号可以包含来自扫描器301的周期性发送消息。如果适配器303在预定时间间隔内未接收到心跳信号，适配器303认为传输媒介451未工作。在这样的情况下，如果在端口409上检测到心跳信号，那么，适配器303使用AO_OUT_S缓冲器417更新属性数据结构421。
图6示出了按照本发明实施例当向扫描器301发送消息时在正常工作期间的适配器303。如前面讨论过的从扫描器301到适配器303的操作改变成从适配器303到扫描器301的操作。处理器403存储来自属性数据结构601的汇编对象，然后将汇编对象插入AO_IN缓冲器603中。然后，处理器403将来自属性数据结构601中的数据属性的发送消息格式化。在正常工作期间，如连接管理器通过控制信号657和659控制的那样，将基本端口407用于通过交换机411、路径653、和基本传输媒介655将格式化消息发送给扫描器301。
图7示出了按照本发明实施例当向扫描器301发送消息时在异常工作期间的适配器303。如果适配器303在传输媒介655(对应于基本端口407)中检测到电缆损坏，适配器303动态地将与eth1端口409绑定的IP地址改变到eth0端口407使用的IP地址。如连接管理器423通过控制信号755和757控制的那样，适配器303通过路径751和辅助端口409，在辅助传输媒介753上发送消息。适配器303与传输中断之前一样继续发送消息。但是，扫描器301的操作对于适配器303上的重新配置来说是透明的。
为了支持到适配器303的传输和来自适配器303的传输，传送到冗余电缆连接可以是无缝的，即，没有分组会丢掉。此外，适配器303的特征与EtherNet/IP技术和规范一致，以保护在扫描器301和网络基础设施(包括传输媒介和交换机)方面的投资。
对于本发明的实施例，可以利用基于标准网络假定传输完整性的对称性。换句话说，如果从扫描器301到适配器303检测到传输故障，适配器303就认为从适配器303到扫描器301的传输因相同传输媒介也发生了故障。如果正是这样，适配器303利用其它端口将消息发送给扫描器301。但是，本发明的其它实施例可以不假定对称的传输完整性，其中不同传输媒介用于扫描器301与适配器303之间的正向和反向，并且可以独立地检测每种传输媒介的物理链路状态。例如，端口407(eth0)的接收链路可能是好的，而端口407的发送链路可能坏了。
本领域的普通技术人员应该懂得，计算机系统以及包含控制该计算机系统的指令的相关计算机可读媒体可以用于实现本文公开的示范性实施例。该计算机系统可以包括像微处理器那样的至少一台计算机、数字信号处理器、和相关外围电路。
虽然已经针对包括实现本发明的当前优选方式的特定例子对本发明作了描述，但本领域的普通技术人员应该懂得，存在许多在所附权利要求书所述的本发明的精神和范围之内的上述系统和技术的变化和置换。
Claims (31)
1.一种适配器，包括：
第一端口，配置成经由第一传输媒介接收第一接收消息，其中所述第一接收消息包含输出数据；
第二端口，配置成经由第二传输媒介接收第二接收消息，其中所述第二接收消息包含所述输出数据；
与所述第一端口和所述第二端口耦合的交换模块；
包含数据结构的存储模块；以及
连接管理器，配置成：
基于第一传输路径和第二传输路径的消息延迟的比较，确定所述第一传输路径和所述第二传输路径是否在工作；
当所述第一传输路径在工作时，向所述交换模块发出指令，以便将包含在所述第一接收消息中的所述输出数据引向所述数据结构；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，向所述交换模块发出指令，以便将包含在所述第二接收消息中的所述输出数据引向所述数据结构。
2.如权利要求1所述的适配器，其中，所述适配器包含I/O设备。
3.如权利要求1所述的适配器，其中，所述适配器支持以太网/IP协议。
4.如权利要求1所述的适配器，进一步包括：
交换机；以及
格式化模块，配置成将来自输入数据的发送消息格式化；
所述连接管理器被进一步配置成：
当所述第一传输路径在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述发送消息引向所述第一端口；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述发送消息引向所述第二端口。
5.如权利要求1所述的适配器，进一步包括：
第一输出缓冲器，配置成将所述第一接收消息从所述交换机传送到所述交换模块。
6.如权利要求5所述的适配器，进一步包括：
第二输出缓冲器，配置成将所述第二接收消息从所述交换机传送到所述交换模块。
7.如权利要求6所述的适配器，其中，所述第二输出缓冲器绑定到与所述第一输出缓冲器相同的数据属性。
8.如权利要求4所述的适配器，进一步包括：
输入缓冲器，配置成将所述发送消息传送到所述交换机。
9.如权利要求1所述的适配器，其中，所述适配器是工业自动化系统的一部分。
10.一种在网络中支持电缆冗余的方法，包括：
经由第一传输路径在第一端口上接收第一接收消息，其中所述第一接收消息包含输出数据；
经由第二传输路径在第二端口上接收第二接收消息，其中所述第二接收消息包含所述输出数据；
基于第一传输路径和第二传输路径的消息延迟的比较，确定所述第一传输路径和所述第二传输路径是否在工作；
当所述第一传输路径在工作时，将包含在所述第一接收消息中的所述输出数据引向所述数据结构；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，将包含在所述第二接收消息中的所述输出数据引向所述数据结构。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
将来自输入数据的发送消息格式化；
当所述第一传输路径在工作时，将所述发送消息引向第一端口；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，将所述发送消息引向第二端口。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
将第一指定地址与第一端口相联系。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
预约在连接建立阶段期间分配的多播地址。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
通过网络设施，在所述第一端口上接收所述第一接收消息，其中所述第一端口与所述第一指定地址相联系；以及
在所述第二端口上接收所述第二接收消息，其中所述第二端口与所述第二指定地址相联系。
15.如权利要求14所述的方法，其中，不用外部配置地通过预约所述多播地址自动配置所述第二端口。
16.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，动态地将所述第二端口的分配地址改变成所述第一端口的地址。
17.如权利要求10所述的方法，其中，适配器是工业自动化系统的一部分。
18.一种适配器，包括：
第一端口，配置成接收在第一传输路径上发送的第一信号，所述第一信号包含接收数据；
第二端口，配置成接收在第二传输路径上发送的第二信号，所述第二信号包含所述接收数据；
存储模块；
与所述第一和第二端口以及所述存储模块连接的交换模块；以及
连接管理器，配置成监视在所述第一和第二传输路径上接收的信号，并且控制所述交换模块的状态，以便使所述交换模块基于第一传输路径和第二传输路径是否在工作来提供所述存储模块与所述第一传输路径或所述第二传输路径之间的连接，并且基于第一传输路径和第二传输路径的消息延迟的比较，确定所述第一传输路径和所述第二传输路径是否在工作。
19.如权利要求18所述的适配器，其中，所述适配器是工业自动化系统的一部分。
20.一种网络控制器与目标输入/输出设备交互的系统，包括：
网络控制器，配置成发送多播分组；以及
含有第一端口和第二端口的目标输入/输出设备；
支持第一和第二传输路径的网络设施，配置成获取所述多播分组，并根据所述多播分组，将第一多播消息转发给所述第一端口，而将第二多播消息转发给所述第二端口，其中所述第一多播消息和所述第二多播消息分别包含相同输出数据；以及
所述目标输入/输出设备进一步包含：
与所述第一端口和所述第二端口耦合的交换模块，配置成获取包含在所述第一和第二多播消息中的所述相同输出数据；
包含数据结构的存储模块；以及
连接管理器，配置成：
基于第一传输路径和第二传输路径的消息延迟的比较，确定所述第一传输路径和所述第二传输路径是否在工作；
当所述第一传输路径在工作时，向所述交换模块发出指令，以便将所述第一多播消息的所述相同输出数据引向所述数据结构；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，向所述交换模块发出指令，以便将所述第二多播消息的所述相同输出数据引向所述数据结构。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述目标输入/输出设备含有第三端口。
22.如权利要求20所述的系统，其中，所述目标输入/输出设备进一步包含：
交换机；
所述目标输入/输出设备被配置成：
将来自输入数据的设备消息格式化；
当所述第一传输路径在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述设备消息引向所述第一端口；以及
当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述设备消息引向所述第二端口。
23.如权利要求20所述的系统，其中，所述网络控制器将第一指定地址与所述第一端口相联系。
24.如权利要求23所述的系统，其中，所述目标输入/输出设备预约在连接建立阶段期间分配的多播地址。
25.如权利要求24所述的系统，其中：
所述目标输入/输出设备预约所述多播地址；
通过所述网络设施，将所述第一多播消息发送给与所述第一指定地址相对应的所述第一端口；以及
通过所述网络设施，将所述第二多播消息发送给与所述第二指定地址相对应的所述第二端口。
26.如权利要求20所述的系统，其中：
所述目标输入/输出设备包含第三端口；
所述网络设施支持配置成将第三多播消息转发给所述第三端口的第三传输路径；以及
所述第三多播消息包含所述相同输出数据。
27.如权利要求20所述的系统，其中，所述网络设施包含：
受管理交换机，配置成响应所述多播分组的获取，生成所述第一多播消息和所述第二多播消息。
28.如权利要求20所述的系统，其中，所述网络设施包含：
虚拟局域网(VLAN)，用于分段所述网络设施，以便减少不需要的广播分组。
29.如权利要求22所述的系统，其中，当所述第一传输路径未工作而所述第二传输路径在工作时，所述目标输入/输出设备动态地将所述第二端口的分配地址改变成所述第一端口的地址。
30.如权利要求20所述的系统，其中，所述系统是工业自动化系统的一部分。
31.如权利要求20所述的系统，包括：
另一I/O设备，配置成将接收的多播消息传递给所述目标I/O设备。
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