CN104283753A - 一种支持无线等多种点到点介质的环网技术 - Google Patents

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CN104283753A CN201310288433.7A CN201310288433A CN104283753A CN 104283753 A CN104283753 A CN 104283753A CN 201310288433 A CN201310288433 A CN 201310288433A CN 104283753 A CN104283753 A CN 104283753A
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贺冬
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Abstract

一种支持无线等多种点到点介质的环网技术，在所述技术中不严格确认环网端口的链接属性，通过普通的多播包加特定的MAC结合成BPDU，使得夹杂无线产品变得实际可行，同时通过每隔10ms轮询交换机端口的链接状态和每隔n*10ms周期的轮询来确认整个网络结构的稳定，来达到快速的恢复和允许接入各种点到点的非管理型交换机网络设备。

Description

一种支持无线等多种点到点介质的环网技术
技术领域
本发明涉及工业以太网故障快速恢复技术领域，尤其涉及一种支持无线等多种点到点介质的环网技术，在工业控制现场，轨道交通视频监视、恶劣环境检测等领域有较为广阔的应用。
背景技术
目前国内外的环网恢复技术主要是从IEEE802.1d基础上改进过来的，各个厂家使用自定义的数据报文进行通信，实现自定义的网络协议实现100ms左右的快速恢复。各个厂家对接入设备有严格的限制，整个环网内只允许自己产品接入，以免不能识别自身的状态或者报文导致不能构成稳态的网络结构。
    在野外环境中因为不方便布线或者是在生产车间上不能布线的情况下，一些客户希望引入无线网络，同时由于可靠性的原因，希望在无线基础上能够实现稳定的环网结构。目前市场上没有一家公司的产品可以在环网中间夹杂无线网络。
发明内容
为了在环网中夹杂无线网络，本发明提供一种支持无线等多种点到点介质的环网技术，本技术不严格确认环网端口的链接属性，通过普通的多播包加特定的MAC结合成BPDU，使得夹杂无线产品变得实际可行，同时通过每隔10ms轮询交换机端口的链接状态和每隔n*10ms周期的轮询来确认整个网络结构的稳定，来达到快速的恢复和允许接入无线AP等点到点的非管理型交换机网络设备。
    本技术允许接入无线AP等点到点的非管理型交换机网络设备。在点到点设备出现故障时，可以（3*n+1）*10ms内快速恢复。在非点到点设备出现故障时，只需要15ms整个网络即可以恢复正常通信。再次组成环网的恢复时间为零毫秒，根本不影响正常通信。
    该技术突破了国内外不可以接入本公司外产品的界限，同时极大的提升了故障的恢复时间。
附图说明
    图1示出本发明的一种具体实施方式中组成环网的流程图；
    图2示出本发明的一种具体实施方式中检测到环网端口变化时所采取的步骤的流程图；
    图3示出本发明的一种具体实施方式中交换机对所接收到的link Up包的判断的流程图。
具体实施方式
    本发明提供了一种以太网环网的快速故障恢复的方法，为达到上述目的本发明的技术方案如下：
    本发明使用MAC地址作为交换机的优先级的低48位，如果设置交换机作为主设备则优先级标识的第63位置1，整个网络中可以不设置主设备，也可以设置多个主设备，优先级最高的当选为事实主设备。
    本发明默认使用交换机端口1,2作为环网端口，客户可以任意设置交换机的任意两个端口作为环网端口，但每个交换机能且只能使用两个端口作为环网端口。
    本发明使用0x01505e00006cULL和0x0180c2000000ULL作为某个时间段的BPDU地址，同时使用type为0x7010的多播包作为该环网的协议报文，对各个交换机中环网状态进行控制。
    采用本发明的工业交换机组成环网时，所有端口默认状态是block，如果当端口链接状态变化时符合其中一个条件：1、非环网端口；2、环网端口不同时link Up；3、端口link down但环网还没完成，遵循如下规律：链接状态变为link Up时端口状态改为forward，链接状态变为link down时改为block。具体见图1。
    采用本发明的工业交换机组成冗余环网时，当交换机检测到环网端口状态变化且两个端口均为link Up时，发送link Up报文。如果两个端口同时变化为link Up，id较大的端口改为forward，另一个保持不变。否则端口状态保持不变化。BPDS改为0x01505e00006cULL，link Up计数器随中断tick增加，每1个tick发送一个报文。具体见图2。
    采用本发明的工业交换机组成冗余环网时，当交换机接收到优先级比自己大的link Up报文，同时将BPDU改为0x0180c2000000ULL。当交换机接收到优先级比自己小的link Up报文而且本方环网端口同时处于forward状态，id较小的端口改为block，BPDU改为0x01505e00006cULL，开始发送link Up报文。当交换机接收到自己的link Up报文，如果开启轮询设置则进入轮询状态，没有开启轮询设置则认为环网已形成，link Up报文记数清零。具体见图3。
本发明如上文提到的：交换机每10ms产生一个中断tick，每个tick中会检查链路状态，同时如果link Up，link down和sniffer的记数不为零，交换机继续发送相应报文。
本发明中交换机link Up计数器大于10时，block端口进入forward状态，link Up记数清零同时停止发送link Up报文，同时将BPDU改为0x0180c2000000ULL，启用轮询设置后进入轮询状态。Link down计数器大于3时清零同时停止发送link down报文。Sniffer则在达到合理数值后重新循环。
    本发明中交换机收到sniffer轮询报文后则认为环网已形成。环网已形成后在3个周期内没有收到sniffer轮询报文则认为环网状态应该改变为未完成。
    本发明检测到环网已形成，主交换机BPDU改为0x0180c2000000ULL，除轮询计数器外其他计数器清零，block的端口进入disable状态，清除MAC地址列表。同时发送环网已形成的通知报文。
    本发明中交换机接收到环网已形成的通知报文时，所有计数器清零，清理MAC地址表后设置环网状态为已完成状态。
    当本发明的环网状态为已完成状态，交换机检测到某个端口状态变link down或者sniffer机制中认为状态应该改变为未完成，则发送link down报文通知所有交换机立即进入环网未完成状态。同时清理MAC地址表，link down的端口进入block状态。
    本发明的环网关于link down报文通知过程：如果最早发现状态改变的交换机发现自己端口没有disable状态。则立即发送一个带BPDU的link down报文。交换机连续发送3个不带BPDU的link down报文。
    本发明交换机接收到link down报文，如果还处于环网已完成状态则需要如下处理：当交换机端口均不为disable状态，立即转发一个带BPDU的link down报文，进入环网未完成状态，同时清理MAC地址表。如果存在disable的端口立即进入转发状态，立即转发一个不是BPDU的link down报文。
    本发明中环网只有两个状态：环网未完成状态和环网已完成状态。轮询状态则是启用轮询设置后在link Up达到一定数值后就一定存在的状态，与环网是否完成没有必然关系。
    本发明的环网具有三个状态：disable，block和forward，block只能接受BPDU的数据包但不大转发，forward接收和转发所有的数据包。Disable与block状态的差别是block可以发送BPDU报文，而disable不可以发送BPDU报文。

Claims (2)

1.一种支持无线等多种点到点介质的环网技术，在所述技术中不严格确认环网端口的链接属性，通过普通的多播包加特定的MAC结合成BPDU，使得夹杂无线产品变得实际可行，同时通过每隔10ms轮询交换机端口的链接状态和每隔n*10ms周期的轮询来确认整个网络结构的稳定，来达到快速的恢复和允许接入各种点到点的非管理型交换机。
2.根据权利要求1所述的支持无线等多种点到点介质的环网技术，其特征在于，所述点到点的非管理型交换机网络设备是无线AP。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101753453A (zh) * 2009-12-23 2010-06-23 中兴通讯股份有限公司 一种分组传送网环网的组网方法
CN102223222A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 苏州恒启自动化工程有限公司 一种支持5ms内快速恢复冗余技术、符合轨道交通控制系统要求的管理型千兆工业以太网交换机
US20120155245A1 (en) * 2009-08-25 2012-06-21 Zte Corporation Method and System for Rebuilding Single Ring Network Topology

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