CN103733579A - 网络通信量减少方法 - Google Patents

Abstract

公开一种在多种结构的网络中减少通信量的方法。该通信量减少方法包括第二节点接收第一帧复本的步骤，所述第二节点接收第二帧复本的步骤及所述第二节点去除所述第一帧复本和所述第二帧复本中后接收到的帧复本的步骤。

Description

网络通信量减少方法

技术领域

本发明涉及一种在多种结构的网络中减少通信量的方法，尤其涉及一种在利用高可用性无缝冗余度(HSR)标准的网络中减少通信量的方法。

背景技术

现在，还没有能够在使用冗余协议(redundancy protocol)等的网络中合理地减少通信量的方法。尤其在利用高可用性无缝冗余度(Highavailability Seamless Redundancy，HSR)标准的网络中，还没有能够减少通信量的有效方法。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供在环型网络或矩阵型网络中减少通信量的方法。

技术方案

为了达成如上所述的目的，根据本发明一个实施例的网络通信量减少方法，包括第二节点接收第一帧复本的步骤；所述第二节点接收第二帧复本的步骤；以及所述第二节点去除所述第一帧复本和所述第二帧复本中后接收到的帧复本的步骤。

根据本发明另一实施例的网络通信量减少方法，包括第二节点接收第一帧复本的步骤；所述第二节点接收第二帧复本的步骤；所述第二节点在所述第一帧复本不良时，去除所述第一帧复本的步骤；以及所述第二节点把所述第二帧复本转发给相邻的节点的步骤。

根据本发明又一实施例的网络通信量减少方法，包括在矩阵型网络中被指定为特定组的多个节点中，第二节点接收第一帧复本的步骤；以及所述第二节点把所述第一帧复本转发给属于所述特定组且与其相邻的节点的步骤。其中，所述第二节点不把所述第一帧复本转发给不属于所述特定组的相邻节点。

技术效果

本发明的网络通信量减少方法控制使得节点只接收多个帧复本中的一个帧复本，因此没有不必要的帧复本的收发过程，能够减少网络通信量。

附图说明

图1为显示本发明第一实施例的网络系统的示意图；

图2为显示本发明第二实施例的网络系统的示意图；

图3为显示本发明第三实施例的网络系统的示意图；

图4及图5为显示比较本发明的网络的通信量与多个节点接收所有帧复本的网络的通信量的图表的示意图；

图6及图7为显示本发明第四实施例的网络系统的示意图。

附图标记说明

200,300:源节点   302,304:第一节点(分配节点)

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施例。

本发明的网络通信量减少方法涉及在多种网络中收发帧或帧复本(framecopy)时，减少所述网络的通信量(负荷)的方法，尤其提出收发帧复本时的通信量减少方法。本发明的网络可使用以太网(Ethernet)等多种网络。尤其，本发明提出在环型网络或矩阵型网络中的通信量减少方法。

帧复本用于冗余协议(Redundancy protocol)、双重系统等。例如，当使多个节点双重化时，即通过多个双通道连接多个节点时，帧复本通过所述通道预先传送到节点。若这样预先传送帧复本，则在多个所述通道中的一个通道发生障碍时，能够通过未发生障碍的其他通道迅速恢复节点之间的连接。即，系统能够利用帧复本以减少节点之间的通道恢复时间。在此，多个节点在能够收发帧/帧复本的前提下，不限定于特定装置。

本发明能够适用于多种网络，但以下假设为高可用性无缝冗余度(Highavailability Seamless Redundancy,HSR)标准网络。并且，比较利用HSR标准的现有的网络系统与本发明的网络系统的工作。在此，HSR是冗余协议中的一种，指把帧复本转发给其他节点的系统。

以下，参照附图详细说明本发明的网络通信量减少方法的多种实施例。

图1为显示本发明第一实施例的网络系统的示意图。

如图1所示，网络系统为环型网络(Ring type network)，并且包括作为源工作的第一节点C以及多个第二节点D、E、F、G、H、I及J。

第一节点C为源节点，从外部节点(未图示)接收帧，并复制(duplicate)接收到的帧,从而生成两个帧复本。第一节点C可通过第一端口向左侧方向转发多个帧复本中的第一帧复本，通过第二端口向右侧方向转发多个帧复本中的第二帧复本。其中，各所述帧复本包含具有能够识别自身的、诸如序列号(Sequence Number)等信息的标签(tag)，转发是一种包含广播(broadcasting)及单播(unicasting)的概念。

根据本发明的一个实施例，第一节点C可以不另外存储帧复本，而是在生成所述帧复本后转发给第二节点D及J。

第二节点D、E、F、G、H、I及J的作用是接收相应的帧复本，并传送给下一个节点，特别地，可以在多个帧复本中只接收一个帧复本。根据本发明的一个实施例，第二节点D、E、F、G、H、I及J接收并传送相应的帧复本，但可以不存储。即，第二节点D、E、F、G、H、I及J作为传送节点工作。

以下，说明在这种环型网络中传送帧复本的过程。

第一节点C把第一帧复本转发给第二节点J,把第二帧复本转发给第二节点D。即，第一节点C能够分别向与其连接的所有通道转发相应的帧复本。

第二节点J通过第一帧复本的标签识别转发的所述第一帧复本并将其转发给作为下一个节点的第二节点I，第二节点D通过第二帧复本的标签识别转发的所述第二帧复本并将其转发给作为下一个节点的第二节点E。此时，第二节点D、J可各自包括接收相应帧复本的端口和转发所述帧复本的端口。

第二节点J把第一帧复本转发给第二节点I,第二节点D把第二帧复本转发给第二节点E。并且，第二节点J把第一帧复本转发给第二节点H,第二节点E把第二帧复本转发给第二节点F。

若假设第一节点C同时转发了多个所述帧复本，则即使考虑到延迟，多个帧复本也会实际上同时到达第二节点G。此时，本发明的网络通信量减少方法为了减少通信量，使用如下方法。

以下说明第一帧复本和第二帧复本均为正常复本的第一情况下的通信量减少方法。

第一帧复本到达第二节点G，这表示第二节点J、I及H正常接收到了所述第一帧复本。并且，第二帧复本到达第二节点G，这表示第二节点D、E及F正常接收到了所述第二帧复本。从而，第二节点J、I及H为已接收到第一帧复本的状态，因此无需接收第二帧复本，第二节点D、E及F为已接收到第二帧复本的状态，因此无需接收第一帧复本。

根据本发明的一个实施例，第二节点H从第二节点G接收到第二帧复本时，由于其已经接收到第一帧复本，因此去除第二帧复本。具体来讲，第二节点H在接收到所述第二帧复本时，通过分析所述第二帧复本的标签，检测出是否是与第一帧复本相同的复本，并根据检测结果去除所述第二帧复本。其中，所述标签表示帧复本，例如，其能够以序列号的形式包含于所述第二帧复本的头部(Header)。如上所述，当第二节点H去除第二帧复本时，其他第二节点I及J也不会接收第二帧复本。

第二节点F在从第二节点G接收到第一帧复本时，由于其已经接收到第二帧复本，因此去除第一帧复本。具体来讲，第二节点F在接收到所述第一帧复本时，通过分析所述第一帧复本的标签，检测出是否是与第二帧复本相同的复本，并根据检测结果去除所述第一帧复本。如上所述，当第二节点F去除第一帧复本时，其他第二节点E及D也不会接收第一帧复本。

综上所述，第二节点D、E、F、H、I及J只接收两个帧复本中的一个帧复本，并把接收到的帧复本转发给下一个节点，从而能够在实现双重系统的同时减少网络通信量。

根据本发明的另一实施例，若多个帧复本未同时到达第二节点G，而是间隔时间差到达，则第二节点G可以保留先到达的帧复本，去除后到达的帧复本。例如，当第一帧复本先到达第二节点G，第二帧复本后到达时，第二节点G去除后到达的第二帧复本，并把第一帧复本转发给第二节点F。当然，第二节点F已接收到第一帧复本，因此去除从第二节点G转发的第一帧复本。

根据本发明的另一实施例，第一节点C可以不同时转发多个帧复本，而是依次转发。其结果，多个帧复本不同时到达第二节点G，因此第二节点G可以去除后到达的帧复本。

以下比较利用HSR标准的本发明的网络系统与现有的网络系统的工作。

在利用HSR标准的现有的网络系统中，当从源节点输出帧复本时，各帧复本各自循环环型网络后重新输入至源节点。即，除源节点之外的其他节点接收并存储多个帧复本，从而增加网络通信量。

但是，在利用HSR标准的本发明的网络系统中，第二节点只接收一个帧复本，因此与现有的网络系统相比，能够大幅减少通信量。

以下，说明多个第一帧复本中的任一个帧复本不良的第二情况下的通信量减少方法。以下，为了便于说明，假设第一帧复本在从第一节点C向第二节点J传送的过程中发生错误，第二帧复本正常。

当第一节点C把第一帧复本转发给第二节点J时，第二节点J判断转发的第一帧复本是否不良，当判断出第一帧复本不良时去除第一帧复本。其结果，第一帧复本不会传送到其他第二节点I、H、G、F、E及D。相反，由于第二帧复本正常，因此第二帧复本从第一节点C输出并依此通过第二节点D、E、F、G、H、I及J后重新回到第一节点C。

综上所述，即使多个帧复本中的部分帧复本不良，第二节点I、H、G、F、E及D仍然只接收一个帧复本，从而能够减少网络通信量。

现有的网络系统中未给出这种不良情况下的节点的工作方法。

图2为显示本发明第二实施例的网络系统的示意图。

如图2所示，网络系统包括源节点200、第一节点C以及第二节点D、E、F、G、H、I及J。即，不同于第一实施例，在本实施例中第一节点C不作为源节点工作，而是另外存在源节点200。

尽管第一节点C不是源节点，但其仍可以接收帧，从而生成多个帧复本，并把多个帧复本转发给与其连接的第二节点D、E、F、G、H、I及J。即，第一节点C作为分配节点工作。

当然，本发明的网络通信量减少方法与第一实施例类似，控制使得第二节点D、E、F、G、H、I及J只接收一个帧。

图3为显示本发明第三实施例的网络系统的示意图。

如图3所示，网络系统包括源节点300、第一节点302及304、第二节点A、B、C、D及E。

源节点300通过第一网络，例如通过局域网A向第一节点302传送帧，通过第二网络，例如通过局域网B向第一节点304传送与向第一节点302传送的帧相同的帧。其中，第一节点302及304可以作为分配节点工作。

第一节点302复制从源节点300传送的帧，从而生成第一帧复本及第二帧复本，并向左侧转发第一帧复本，向右侧转发第二帧复本。

第一节点304复制从源节点300传送的帧，从而生成第三帧复本及第四帧复本，并向左侧转发第三帧复本，向右侧转发第四帧复本。

在这种结构中，当第二帧复本转发到第一节点304时，由于第一节点304已转发第四帧复本，因此接收第二帧复本后将其去除。另外，由于第一节点302已转发第一帧复本，因此接收第三帧复本后将其去除。其结果，仅第一帧复本和第四帧复本传送到第二节点A、B、C、D及E。当然，第二节点A、B、C、D及E只接收第一帧复本和第四帧复本中的一个帧复本，从而减少网络通信量。

参照图1至图3并整理可知，本发明的网络通信量减少方法能够控制使得用于接收帧复本的第二节点只接收多个帧复本中的一个帧复本。

以下，比较本发明的网络通信量和节点接收多个帧复本中的所有帧复本时的网络通信量。但是，为了便于说明，说明图1中的网络的通信量。

图4及图5为显示比较本发明的网络通信量与节点接收所有帧复本的网络的通信量的图表的示意图。

如图4所示，在环型网络结构中节点接收所有帧复本的网络的通信量与节点数N成比例，相反，只接收一个帧复本的本发明的网络通信量与节点数的一半(N/2)成比例。即，本发明的网络通信量大幅减少。

如图5所示，在环型网络结构中通信量的减少量与节点数N成比例。

在图1中当第一帧复本和第二帧复本同时到达第二节点G的情况下，本发明的网络通信量减少方法与节点接收所有帧的现有的网络系统相比，能够取得通信量减少37.5%的效果。

图6及图7为显示本发明第四实施例的网络系统的示意图。

如图6所示，本实施例的网络系统为矩阵型网络，包括多个节点1至12。

由于节点1至12组成矩阵结构，因此个别节点通过多个通道向相邻的节点传送相应的帧复本。其结果，可能导致网络通信量增加。

因此，本发明的网络通信量减少方法为了减少通信量，提出如下方法。但是，为了便于说明，假设节点1为复制接收到的帧，从而生成第一帧复本及第二帧复本的源节点或分配节点，假设节点11为多个所述帧复本要到达的目的地。

本发明的网络通信量减少方法将节点1至12中的部分节点设定成组，例如，如图7所示，把节点1、2、3、7、11、10、9及5设定为一个组。即，形成用于传送所述帧复本的环形的新网络拓扑结构(network topology)。

设定组后，帧复本只经由组内的节点2、3、7、5、9及10，传送到目的地节点11。具体来讲，节点1把第一帧复本转发给节点5，把第二帧复本转发给节点2。节点2接收第二帧复本，并把接收到的第二帧复本转发给节点3。

根据本发明的一个实施例，当节点2把第二帧复本转发给节点3时，节点2可以参照存储于其中的路径表，向被设定为下一个连接节点的节点3转发第二帧复本。若没有设定组，则节点2将向与其连接的所有节点3及6转发第二帧复本，但是在本发明中节点2只向属于组的节点3传送第二帧复本。

根据本发明的另一实施例，可以通过分析转发到节点2的第二帧复本，以检测下一个要传送的节点3，并向检测出的节点3转发第二帧复本。即，第二帧复本具有关于组内的节点1、2、3、7、11、10、9及5的信息(节点信息)，节点2能够通过分析第二帧复本中所含的节点信息，从而确定下一个传送第二帧复本的节点。

节点3、7、5、9及10也以与节点2相同的方式转发相应的帧复本。其结果，从节点1转发的第一帧复本经由节点5、9及10，传达到目的地节点11，从节点1转发的第二帧复本经由节点2、3及7传达到目的地节点11。

综上所述，当网络系统为矩阵型网络时，本发明的网络通信量减少方法把所有节点分离成组，并控制使得只通过组内的节点传达帧复本。当然，组内的各节点可以不接收多个帧复本，只接收一个帧复本。

图6的网络结构中，设定组时的通信量相当于未设定组时的通信量的53%，即大幅减少通信量。

在以上说明中设定有目的地，而在没有目的地节点的情况下，组内的节点2、3、7、11、10、9及5与第一实施例相同，去除后到达的帧复本。

尽管以上内容中未说明，组内的节点虽不向与其连接的不属于组的节点转发帧复本，但是可以从不属于组的节点接收预定的帧。例如，虽然节点7与不属于组的节点6及节点8连接，但是不传送帧复本，并且可以从节点6或8接收帧。

工业应用性

所述本发明的实施例为了例示而公开，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的思想和范围的前提下其依然可以进行多种修改、变更或补充，而这些修改、变更或补充并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种网络通信量减少方法，其特征在于，包括：

第二节点接收第一帧复本的步骤；

所述第二节点接收第二帧复本的步骤；以及

所述第二节点去除所述第一帧复本和所述第二帧复本中后接收到的帧复本的步骤。

2.根据权利要求1所述的网络通信量减少方法，其特征在于，还包括：

第一节点通过复制接收到的帧而生成所述第一帧复本及所述第二帧复本的步骤；

所述第一节点向左侧方向转发所述第一帧复本的步骤；以及

所述第一节点向右侧方向转发所述第二帧复本的步骤。

3.根据权利要求2所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第一节点为源节点，所述第一节点及所述第二节点属于环型网络，并且所述网络利用HSR标准。

4.根据权利要求2所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第一节点通过分析所述第一帧复本的标签而检测出是否是所述帧的复本，通过分析所述第二帧复本的标签检测出是否是所述帧的复本。

5.根据权利要求2所述的网络通信量减少方法，其特征在于，还包括：

第三节点通过复制所述帧而生成第三帧复本及第四帧复本的步骤；

所述第三节点向左侧方向转发生成的所述第三帧复本的步骤；以及

所述第三节点向右侧方向转发生成的所述第四帧复本的步骤，

其中，所述第二节点去除所述第三帧复本和所述第四帧复本中接收到的帧复本，所述第三节点去除所述第一帧复本和所述第二帧复本中接收到的帧复本。

6.根据权利要求1所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第二节点去除所述第二帧复本并把所述第一帧复本转发给相邻的节点，其中所述第二节点另外包括接收所述第一帧复本的端口和输出所述第一帧复本的端口。

7.一种网络通信量减少方法，其特征在于，包括：

第二节点接收第一帧复本的步骤；

所述第二节点接收第二帧复本的步骤；

所述第二节点在所述第一帧复本不良时，去除所述第一帧复本的步骤；以及

所述第二节点把所述第二帧复本转发给相邻的节点的步骤。

8.根据权利要求7所述的网络通信量减少方法，其特征在于，还包括：

第一节点通过复制接收到的帧而生成所述第一帧复本及所述第二帧复本的步骤；

所述第一节点向左侧方向转发所述第一帧复本的步骤；以及

所述第一节点向右侧方向转发所述第二帧复本的步骤，

其中，所述第一节点及所述第二节点属于环型网络。

9.根据权利要求8所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第一节点在所述第一帧复本的标签中标记出所述第一帧复本为所述帧的复本，并且所述网络利用HSR标准。

10.一种网络通信量减少方法，其特征在于，包括：

在矩阵型网络中被指定为特定组的多个节点中，第二节点接收第一帧复本的步骤；以及

所述第二节点把所述第一帧复本转发给属于所述特定组且与其相邻的节点的步骤，

其中，所述第二节点不把所述第一帧复本转发给不属于所述特定组的相邻节点。

11.根据权利要求10所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

被指定为所述特定组的多个节点构成环型拓扑结构。

12.根据权利要求11所述的网络通信量减少方法，其特征在于，还包括：

所述特定组内的多个节点中作为源节点的第一节点通过复制帧而生成所述第一帧复本及第二帧复本的步骤；

所述第一节点把生成的所述第一帧复本转发给属于所述组并在左侧与其相邻的节点的步骤；以及

所述第一节点把生成的所述第二帧复本转发给属于所述组并在右侧与其相邻的节点的步骤。

13.根据权利要求12所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第二节点去除所述第一帧复本和所述第二帧复本中后到达的帧复本，并且所述网络利用HSR标准。

14.根据权利要求10所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第二节点从不属于所述组的节点接收帧。

15.根据权利要求10所述的网络通信量减少方法，其特征在于：

所述第二节点参照存储的表，把所述第一帧复本转发给所述节点。

Images