CN106685705A - 一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法，通过topo帧中的hello帧和位置信息对各个节点进行排序，当hello帧出现异常时，可以通过位置信息中包含的预定方向上的节点数量筛选出符合要求的节点，从而实现节点的正常排序。由此可见，本方法在现有技术的基础上，提供了一种冗余的排序方式，能够克服单纯依靠hello帧的信息进行排序所带来的问题，提高了各个节点排序的可靠性，从而保证骨干网的正常通信。

Description

一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法

技术领域

本发明涉及列车重联技术领域，特别是涉及一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法。

背景技术

以太网列车的骨干网是由多个骨干网节点(骨干网节点一般为骨干网交换机，下文简称节点)线性组成的网络，在此类网络中能够完成通信的基础是以太网列车初运行。以太网列车初运行中，节点之间会相互发送数据帧，根据这些数据帧进行数据分析然后对骨干网中的各节点进行排序。

首先，各节点都可以接收到与其相邻的节点发送的hello帧，即直接相连的邻居节点才可以收到对方节点发送的hello帧。hello帧中记录了与发送节点相连的邻居节点的个数、邻居节点的mac地址以及端口号等信息，下文中简称邻居信息。因此，每个节点通过hello帧就知道其相邻节点的mac地址。另外，各节点还向其它全部节点发送topo帧(拓扑帧)，topo帧中包含了该节点在两个方向(本发明中以第一方向和第二方向描述)上的节点个数。各节点在向其它节点发送topo帧时会将接收到hello帧中的信息封装在topo帧中，因此，各节点能够接收到来自整个骨干网上的其余全部节点发送的topo帧，且该topo帧中携带了每个节点的邻居信息。

在以太网列车重联初运行时，需要重新对节点进行排序。节点排序时，每个节点都参与排序，然后将排序结果以CRC校验码发送给其它节点，只有当全部节点的CRC校验码都一致时才表明本次排序成功。现有技术中节点排序的方法是以hello帧为依据找出各节点的邻居信息，进而在骨干网上对各节点进行排序，最后按照排序结果对节点进行编号。但是，该方法在节点发送或者接收hello帧异常的情况下会导致节点排序失败，使得列车初运行无法进行，进一步导致以太网列车的骨干网无法正常通信。

由此可见，在对节点进行排序过程中，如何提高排序过程的可靠性从而降低骨干网节点排序失败的概率，以保证骨干网的正常通信是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法，用于提高排序过程的可靠性从而降低骨干网节点排序失败的概率，以保证骨干网的正常通信。

为解决上述技术问题，本发明提供一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法，包括：

S10：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点，如果只有一个邻居的节点的数量大于2，则根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11；

S11：根据各topo帧中的位置信息查找满足在所述预定方向上的节点数量为n-1且在所述预定方向上包含第n-1个节点的节点，并将该节点作为第n个节点，进入步骤S12；

S12：判断当前n是否大于或等于所述骨干网的节点总数量；其中，如果是，则结束本轮排序，否则进入步骤S13；

S13：确定n的当前取值为n加1，重复步骤S11。

优选地，所述步骤S10具体包括：

S100：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点；

S101：判断只有一个邻居的节点的数量是否大于2；如果是，进入步骤S102，否则进入步骤S103；

S102：根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11；

S103：将只有一个邻居的节点中UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11。

优选地，S11具体包括：

S110：判断是否能够通过所述第n-1个节点的hello帧中查找到与所述第n-1个节点相邻的节点；如果是，则进入步骤S111，否则进入步骤S112；

S111：将所述第n-1个节点相邻的节点作为第n个节点，进入步骤S12；

S112：根据各topo帧中的位置信息查找满足在所述预定方向上的节点数量为n-1的节点；进入步骤S113；

S113：判断其中一个节点在所述预定方向上是否包含第n-1个节点；如果是进入步骤S114，否则重复S113；

S114：将在所述预定方向上包含第n-1个节点的节点作为第n个节点，进入步骤S12。

优选地，在所述结束本轮排序之后还包括：

S14：将本轮排序结果生成原始CRC校验码；

S15：接收其余节点发送的对比CRC校验码；

S16：判断所述原始CRC校验码与任意一个所述对比CRC校验码是否一致；

如果是，则结束本次排序，否则返回步骤S10。

优选地，还包括：

S17：保存本次排序的结果。

优选地，各所述topo帧中具体包括：hello帧、对应节点在所述预定方向上的节点数量。

本发明所提供的以太网列车重联初运行的骨干网节点的排序方法，通过topo帧中的hello帧和位置信息对各个节点进行排序，当hello帧出现异常时，可以通过位置信息中包含的预定方向上的节点数量筛选出符合要求的节点，从而实现节点的正常排序。由此可见，本方法在现有技术的基础上，提供了一种冗余的排序方式，能够克服单纯依靠hello帧的信息进行排序所带来的问题，提高了各个节点排序的可靠性，从而保证骨干网的正常通信。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种列车以太网列车重联初运行的骨干网节点的位置示意图；

图3为本发明实施例提供的一种步骤S10的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种步骤S11的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法，用于提高排序过程的可靠性从而降低骨干网节点排序失败的概率，以保证骨干网的正常通信。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法的流程图。如图1所示，包括：

S10：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点，如果只有一个邻居的节点的数量大于2，则根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11。

S11：根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为n-1且在预定方向上包含第n-1个节点的节点，并将该节点作为第n个节点，进入步骤S12。

S12：判断当前n是否大于或等于骨干网的节点总数量；其中，如果是，则结束本轮排序，否则进入步骤S13。

S13：确定n的当前取值为n加1，重复步骤S11。

需要说明的是，骨干网上的全部节点都需要进行步骤S10-S13，并且每个节点在排序过程中都是独立的，互不干涉。各topo帧中具体包括：hello帧、对应节点在预定方向上的节点数量(位置信息)。

在排序过程中，首先要确定端节点，即第一个节点。对于任意一个节点来说，均可以接收到其它节点发送的topo帧，在各topo帧中查找只有一个邻居的节点，而每个topo帧中还包含有相应节点的hello帧。如果在正常情况下，是可以通过hello帧来确定第一个节点，但是如果hello帧出现异常(某一个节点无法向与其相邻的节点发送hello帧，或者某偶一个节点无法正常接收与其相邻的节点发送的hello帧)，则节点无法通过hello帧找到第一个节点。为了更加清楚地说明，下文中以一个具体例子进行说明。

图2为本发明实施例提供的一种列车以太网列车重联初运行的骨干网节点的位置示意图。BN表示骨干网节点，本领域技术人员能够熟知，每个骨干网节点其实是一个网络交换机。图中用BN1-BN7表示有7个节点，但是并不代表最终的排序结果就是如图2所述，这里只是为了方便描述而已，另外，对于每个节点来说，其并不知道自己的编号，因此，需要每个节点都进行排序。

在正常情况下，BN1的hello帧能够发送给BN2，也能接收到BN2的hello帧，并且能够接收到BN2-BN7发送的topo帧，其它节点类似。本文以BN1这个节点进行排序的描述，其它节点均类似。对于BN1来说，可以通过topo帧中包含的hello帧以及自身的hello帧判断出哪个节点只有一个邻居，例如，BN1和BN7一定是只有一个邻居，但是如果BN1接收BN2的hello帧异常，或者BN2发送hello帧异常，则对于BN1来说就会判断出BN2也是只有一个邻居，因此，在整个骨干网上，就会出现只有一个邻居的节点的数量大于2(本情景中这样的节点有3个，BN1、BN2和BN7)。这时候就无法使用hello帧来进行判断，为了克服这个问题，本实施例中，通过topo帧中的位置信息进行判断。

首先，topo中有位置信息，这个位置信息中包含两个方向，方向1和方向2，以图2为例，可以将节点左侧定位方向1，将节点后侧定位方向2。对于BN1来说，在方向1上的节点数量为0，在方向2上的节点数量为6。对于BN2来说，在方向1上的节点数量为1，在方向2上的节点数量为5。对于BN7来说，在方向1上的节点数量为6，在方向2上的节点数量为0。可以理解的是，预定方向包含方向1和方向2，但是没有先后的顺序，即可以先从方向1上判断，也可以先从方向2上判断。对于BN1来说，可以判断出在方向1上本节点的节点数量为0，BN7在方向2上的节点数量为0，并且本节点和BN7都只有一个邻居节点，即BN1只有一个邻居节点为BN2，BN7只有一个邻居节点为BN6，因此BN1就可以确定本节点和BN7中有一个是端节点，即第一个节点，比较本节点和BN7的UUID哪个较小，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2。UUID为全球唯一标识符，用来标识编组，在列车中每个编组都会有一个唯一的UUID，而一个编组中可以包含一个节点，也可以包含多个节点。在图2中，BN1和BN2是同一个编组，BN3、BN4和BN5是同一个编组，BN6和BN7是同一个编组。

上文中描述了步骤S10的具体实施方式，对于步骤S10来说是确定整个骨干网的第一个节点，而其余的节点的排序都可以按照步骤S11来进行。

当确定了第一个节点后，n当前的取值为2，还以BN1为例，确定了本节点为第一个节点后，按照步骤S11确定第二个节点，根据各topo帧中的位置信息，在预定方向上的节点数量为1的节点有BN2(方向1)和BN6(方向2)，但是BN6在预定方向上(方向2上)不包含第一个节点，则BN6不是第二个节点，而BN2在预定方向上(方向1上)包含第一个节点，则BN2是第二个节点。

确定了第二个节点后，此时的n还是2，小于节点总数量7，因此当前n的取值加1，此时，n的取值为3。重复上述过程，以确定第三个节点。

当确定了第二个节点后，n当前的取值为3，还以BN1为例，确定了本节点为第一个节点，BN2为第二个节点后，按照步骤S11确定第三个节点，根据各topo帧中的位置信息，在预定方向上的节点数量为2的节点有BN3(方向1)和BN5(方向2)，但是BN5在预定方向上(方向2上)不包含第二个节点，则BN5不是第三个节点，而BN3在预定方向上(方向1上)包含第二个节点，则BN3是第三个节点。

确定了第三个节点后，此时的n还是3，小于节点总数量7，因此当前n的取值加1，此时，n的取值为4。重复上述过程，以确定第四个节点。由于第四个节点到第七个节点的确定方法相同，因此，本实施例不再赘述。直到当前n为7时，则BN1结束本轮的排序。

本实施例提供的以太网列车重联初运行的骨干网节点的排序方法，通过topo帧中的hello帧和位置信息对各个节点进行排序，当hello帧出现异常时，可以通过位置信息中包含的预定方向上的节点数量筛选出符合要求的节点，从而实现节点的正常排序。由此可见，本方法在现有技术的基础上，提供了一种冗余的排序方式，能够克服单纯依靠hello帧的信息进行排序所带来的问题，提高了各个节点排序的可靠性，从而保证骨干网的正常通信。

图3为本发明实施例提供的一种步骤S10的流程图。如图3所示，在上述实施例的基础上，步骤S10具体包括：

S100：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点；

S101：判断只有一个邻居的节点的数量是否大于2；如果是，进入步骤S102，否则进入步骤S103；

S102：根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11；

S103：将只有一个邻居的节点中UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11。

可以理解的是，步骤S100中是通过各topo帧中包含的hello帧来确定的，该方式与现有技术相同，本实施例不再赘述。需要说明的是，如果一个骨干网上只有一个邻居的节点的数量为2个的话，则直接将UUID较小的节点作为第一个节点。例如只有BN1和BN7满足只有一个邻居，则将BN1和BN7中UUID较小的节点作为第一个节点即可。对于只有一个邻居的节点的数量大于2个的情况，请参见上述实施例的描述，本实施例不再赘述。

图4为本发明实施例提供的一种步骤S11的流程图。如图4所示，在上述实施例的基础上，S11具体包括：

S110：判断是否能够通过第n-1个节点的hello帧中查找到与第n-1个节点相邻的节点；如果是，则进入步骤S111，否则进入步骤S112；

S111：将第n-1个节点相邻的节点作为第n个节点，进入步骤S12；

S112：根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为n-1的节点；进入步骤S113；

S113：判断其中一个节点在预定方向上是否包含第n-1个节点；如果是进入步骤S114，否则重复S113；

S114：将在预定方向上包含第n-1个节点的节点作为第n个节点，进入步骤S12。

对于步骤S11的各个子步骤而言，本实施例只对步骤S113进行说明，其余步骤可以参考上文所述的实施例。还以BN1为例，如果当前n为2，S11就是在确定第二个节点，此时，如果经过S112的查找之后满足在预定方向上的节点数量为1的节点有两个，分别是BN2和BN6，则需要对BN2和BN6都进行步骤S113。

如果第一次是对BN2进行判断，则在方向1上，BN2包含第一个节点，则BN2就是第二个节点。

如果第一次是对BN6进行判断，则在方向2上，BN6不包含第一个节点，则BN6就不是第二个节点。那么需要对BN2进行判断，在方向1上，BN2包含第一个节点，则BN2就是第二个节点。

在上述实施例的基础上，在结束本轮排序之后还包括：

S14：将本轮排序结果生成原始CRC校验码；

S15：接收其余节点发送的对比CRC校验码；

S16：判断原始CRC校验码与任意一个对比CRC校验码是否一致；

如果是，则结束本次排序，否则返回步骤S10。

对于步骤S10-S13，本实施例不再赘述，在具体实施中，每个节点需要进行一轮排序或者多轮排序，直到本节点的排序结果与其他节点的排序结果一致才结束本次排序。即在一次排序过程中，可能包含一轮排序，也可能包含多轮排序。如果本节点的原始CRC校验码与其中一个或几个节点发送的对比CRC校验码不一致，则本节点需要再次执行S10-S13。

在上述实施例的基础上，还包括：

S17：保存本次排序的结果。

当每个节点的原始CRC校验码与任意一个节点发送的对比CRC校验码一致时，表明本次及排序完成，此时将本次排序结果进行保存以便后续查询。可以理解的是，排序的结果的保存方式可以通过节点的mac地址和节点的编号进行保存，这样可以通过mac地址与节点的编号形成对应关系，方面查看。

以上对本发明所提供的以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (6)

1.一种以太网列车重联初运行的骨干网节点排序方法，其特征在于，包括：

S10：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点，如果只有一个邻居的节点的数量大于2，则根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11；

S11：根据各topo帧中的位置信息查找满足在所述预定方向上的节点数量为n-1且在所述预定方向上包含第n-1个节点的节点，并将该节点作为第n个节点，进入步骤S12；

S12：判断当前n是否大于或等于所述骨干网的节点总数量；其中，如果是，则结束本轮排序，否则进入步骤S13；

S13：确定n的当前取值为n加1，重复步骤S11。

2.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：

S100：在接收到的各topo帧中查找只有一个邻居的节点；

S101：判断只有一个邻居的节点的数量是否大于2；如果是，进入步骤S102，否则进入步骤S103；

S102：根据各topo帧中的位置信息查找满足在预定方向上的节点数量为0且只有一个邻居的节点，并将UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11；

S103：将只有一个邻居的节点中UUID较小的节点作为第一个节点，确定n的当前取值为2，执行步骤S11。

3.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，S11具体包括：

S110：判断是否能够通过所述第n-1个节点的hello帧中查找到与所述第n-1个节点相邻的节点；如果是，则进入步骤S111，否则进入步骤S112；

S111：将所述第n-1个节点相邻的节点作为第n个节点，进入步骤S12；

S112：根据各topo帧中的位置信息查找满足在所述预定方向上的节点数量为n-1的节点；进入步骤S113；

S113：判断其中一个节点在所述预定方向上是否包含第n-1个节点；如果是进入步骤S114，否则重复S113；

S114：将在所述预定方向上包含第n-1个节点的节点作为第n个节点，进入步骤S12。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的排序方法，其特征在于，在所述结束本轮排序之后还包括：

S14：将本轮排序结果生成原始CRC校验码；

S15：接收其余节点发送的对比CRC校验码；

S16：判断所述原始CRC校验码与任意一个所述对比CRC校验码是否一致；

如果是，则结束本次排序，否则返回步骤S10。

5.根据权利要求4所述的排序方法，其特征在于，还包括：

S17：保存本次排序的结果。

6.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，各所述topo帧中具体包括：hello帧、对应节点在所述预定方向上的节点数量。