CN106789633A - 路由路径的冗余系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种路由路径的冗余系统及其方法，透过通过环状网络的路由器的不同连接端口预先分别建立至目的端的不同路由路径，并且同时通过不同连接端口以不同路由路径传送相同的单播封包至目的端，用以达成在路由路径其中之一毁损时，省却重建路由路径的时间，提升路由效率的技术功效。

Description

路由路径的冗余系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种冗余系统及其方法，特别是应用在同时通过不同连接端口以不同路由路径传送相同的单播封包至目的端的路由路径的冗余系统及其方法。

背景技术

近年来，工业控制对于网络稳定性的要求日趋严格，在实际实施上，通常会搭配冗余或备援机制以实现网络稳定性及可靠度。

一般而言，在连接大量装置的网络环境下，如：具有多个网络监视器的场所、太阳能发电厂等等。为了使封包能够正确地在来源端及目的端之间进行传输，路由器需要为每一个装置建立路由路径。然而，当路由路径毁损时，也需要花费大量时间重新建立路由路径，故具有路由效率不佳的问题。

有鉴于此，便有厂商提出通过设置主要路由器及备份路由器的技术，当主要路由器毁损时可以即时切换至备份路由器进行路由。然而，此一方式只适用于路由器毁损所导致的路由路径中断的情况，当毁损的装置是路由路径中所经过交换器时，路由器仍然需要重新建立路由路径，因此仍然无法有效解决路由效率不佳的问题。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在具有大量装置的网络环境下，当路由路径毁损时，需要花费大量时间重新建立路由路径，导致路由效率不佳的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

本发明揭露一种路由路径的冗余系统及其方法。

首先，本发明揭露一种路由路径的冗余系统，应用在环状网络中的路由器，此系统包含：路由模块及传输模块。其中，路由模块用以预先通过第一连接端口建立至目的端的第一路由路径，以及预先通过第二连接端口建立至目的端的第二路由路径；以及传输模块用以在传输单播(unicast)封包时，同时通过第一路由路径及第二路由路径传输所述单播封包。

另外，本发明揭露一种路由路径的冗余方法，应用在环状网络中的路由器，其步骤包括：所述路由器预先通过第一连接端口建立至目的端的第一路由路径，以及预先通过第二连接端口建立至目的端的第二路由路径；所述路由器在传输单播封包时，同时通过第一路由路径及第二路由路径传输所述单播封包。

本发明所揭露的系统与方法如上，与现有技术的差异在于本发明是通过环状网络的路由器的不同连接端口预先分别建立至目的端的不同路由路径，并且同时通过不同连接端口以不同路由路径传送相同的单播封包至目的端。

通过上述的技术手段，本发明可以达成在路由路径其中之一毁损时，省却重建路由路径的时间，提升路由效率的技术功效。

附图说明

图1为本发明路由路径的冗余系统的系统方块图。

图2为本发明路由路径的冗余方法的方法流程图。

图3为具冗余处理能力的链状网络连接至环状网络的示意图。

图3A及图3B为应用本发明在中断或阻断后传输单播封包的示意图。

图4为应用本发明在排除中断或阻断后传输单播封包的示意图。

【符号说明】

10 环状网络

20 链状网络

100 路由器

101 路由模块

102 传输模块

110 交换器

111 第一连接端口

112 第二连接端口

120 头端交换器

121 头端连接端口

130 尾端交换器

131 尾端连接端口

140 目的端

301 第一路由路径

302 第二路由路径

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在说明本发明所揭露的路由路径的冗余系统及其方法之前，先对本发明所应用的环境作说明，本发明应用在环状网络中的至少其中一个路由器，在实际实施上，此环状网络还可与具冗余处理能力的链状网络相连接，所述链状网络包含头端交换器及尾端交换器，其中，头端交换器通过头端连接端口与所述环状网络连接；尾端交换器通过尾端连接端口与所述环状网络连接。另外，在本发明中所提到的阻断是指在链状网络或环状网络中的交换器之间只允许控制封包而不允许一般的资料封包通过连接端口传送至下一个交换器；中断则是指实体连接线路或连接端口已损毁，导致无法传输封包；而导通则是在链状网络或环状网络中的交换器之间允许一般的资料封包通过此连接端口传送至下一交换器。特别要说明的是，头端连接端口与尾端连接端口其中之一为导通时，另一个则为阻断，在实际实施上，头端交换器的头端连接端口预设为导通，尾端交换器的尾端连接端口预设为阻断。

以下配合图式对本发明路由路径的冗余系统及其方法做进一步说明，请先参阅「图1」，「图1」为本发明路由路径的冗余系统的系统方块图，其应用在环状网络10中的至少一路由器100，此系统包含：路由模块101及传输模块102。其中，路由模块101用以预先通过所述路由器100的第一连接端口111建立至目的端140的第一路由路径301，以及预先通过所述路由器100的第二连接端口112建立至目的端140的第二路由路径302。在实际实施上，路由模块101系以地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)建立第一路由路径301及第二路由路径302，由于地址解析协议为公知技术，故在此不再多作赘述。另外，在实际实施上，路由模块101更包含将第一路由路径301及第二路由路径302作为更新信息传送至相邻的所述路由器100，以及接收来自相邻的所述路由器100的更新信息以更新路由路径，如此一来，可使用单一路由器100来帮助其他路由器100建立路由表，节省建立路由表的时间及其过程所占用的网络频宽。要补充说明的是，所述环状网络10还包含连接目的端140或链状网络的一般交换器110，以「图1」为例，环状网络10具有二个交换器110，这二个交换器110之间的连线预设为阻断以避免循环(looping)问题。

传输模块102用以在传输单播封包时，同时通过第一路由路径301及第二路由路径302传输所述单播封包。在第一路由路径301中断或阻断时，由于传输模块102同时通过第一路由路径301及第二路由路径302传送相同的单播封包，因此，无须重建路由路径，所述单播封包即可经第二路由路径302顺利传送至目的端140，同样地，在第二路由路径302中断或阻断时，同样无须重建路由路径，所述单播封包即可经第一路由路径301顺利传送至目的端140。如此一来，即可省却侦测路由路径是否中断或阻断以及切换路由路径的时间。在实际实施上，由于整个系统如上所述已通过阻断避免循环问题，所以虽然同时经由两个路径(即：第一路由路径301及第二路由路径302)传输单播封包，目的端140还是只会收到一份，不会造成传输问题。

接着，请参阅「图2」，「图2」为本发明路由路径的冗余方法，其应用在环状网络10中的路由器100，其步骤包括：所述路由器100预先通过第一连接端口111建立至目的端140的第一路由路径301，以及预先通过第二连接端口112建立至目的端140的第二路由路径302(步骤210)；所述路由器100在传送单播封包时，同时通过第一路由路径301及第二路由路径302传输单播封包(步骤220)。通过上述步骤，即可通过环状网络10的路由器100的不同连接端口(例如：第一连接端口111及第二连接端口112)预先分别建立至目的端140的不同路由路径(例如：第一路由路径301及第二路由路径302)，并且同时通过不同连接端口(例如：第一连接端口111及第二连接端口112)以不同路由路径(例如：第一路由路径301及第二路由路径302)传送相同的单播封包至目的端140。

另外，在步骤220之后，还可将第一路由路径301及第二路由路径302作为更新信息传送至相邻的所述路由器100，以及接收来自相邻的所述路由器100的更新信息以更新路由路径(步骤230)。举例来说，假设存在主要应用本发明的路由器及备份路由器，主要路由器可将已经建立的第一路由路径301及第二路由路径302作为更新信息，并且将此更新信息传送至相邻的备份路由器以更新备份路由器的路由表。

以下配合「图3」至「图4」以实施例的方式进行如下说明，请先参阅「图3」，「图3」为具冗余处理能力的链状网络连接至环状网络的示意图。前面提到，环状网络10还可与具冗余处理能力的链状网络20相连接，在实际实施上，所述链状网络20包含头端交换器120及尾端交换器130，头端交换器120通过头端连接端口121与环状网络10连接，尾端交换器130通过尾端连接端口131与环状网络10连接，头端连接端口121预设为导通，尾端连接端口131预设为阻断。在此情况下，第一路由路径301经过头端交换器120的头端连接端口121，第二路由路径302经过尾端交换器130的尾端连接端口131，当头端连接端口121为中断或阻断时，尾端连接端口131为导通造成单播封包会经由第二路由路径302传输至目的端140；当尾端连接端口131为中断或阻断时，头端连接端口121为导通造成单播封包会经由第一路由路径301传输至目的端140。藉由阻断的设置可避免网络循环的问题，第一路由路径301及第二路由路径302在同一时间也只有其中之一会使单播封包顺利传输至目的端140。

请参阅「图3A」及「图3B」，「图3A」及「图3B」为应用本发明在中断或阻断后传输单播封包的示意图。首先，在如「图3」所示意的网络环境下，由于环状网络10的路由器100的不同连接端口(例如：第一连接端口111及第二连接端口112)会预先分别建立至目的端140的不同路由路径，如：第一路由路径301及第二路由路径302。传输模块102将如「图3A」所示意同时通过第一路由路径301及第二路由路径302传输单播封包，无论第一路由路径301或第二路由路径302是否因为中断或阻断导致单播封包无法顺利传输至目的端140。在「图3A」中，由于尾端交换器130的尾端连接端口131为阻断，所以传输模块102通过第二路由路径302传输的单播封包无法顺利到达目的端140。接着，如「图3B」所示意，在链状网络20的头端交换器120的头端连接端口121阻断或其与环状网络10的连接线路实体中断时，链状网络20的冗余机制启动，导致尾端交换器130的尾端连接端口131由阻断切换为导通。此时，虽然第一路由路径301因为连接线路实体中断而无法将单播封包顺利传输至目的端140，但是在尾端交换器130的尾端连接端口131由阻断切换为导通后，单播封包可经由第二路由路径302顺利传输至目的端140。换句话说，由于尾端连接端口131已为导通，所以封包得以经由第二路由路径302在路由器100与目的端140之间传输。在上述过程中，路由器100无须耗费时间判断路由路径是否中断或阻断，亦无需耗费时间切换及重新建立路由路径，即可使目的端140接收到通过另一路由路径传输的封包，有效提高路由效率。

如「图4」所示意，「图4」为应用本发明在排除中断或阻断后传输单播封包的示意图。当链状网络20的头端交换器120的头端连接端口121导通并且能够与环状网络10相互通信后，链状网络20的尾端交换器130的尾端连接端口131将由导通切换为阻断。因此，传输模块102通过第一路由路径301传输的单播封包会顺利地到达目的端140，而通过第二路由路径301传输的单播封包则因为尾端交换器130的尾端连接端口131为阻断，导致无法顺利地到达目的端140。换句话说，当头端连接端口121为中断或阻断时，尾端连接端口131为导通造成通过第二路由路径302传输的单播封包能够顺利到达目的端140，尾端连接端口131为中断或阻断时，头端连接端口121为导通造成通过第一路由路径301传输的单播封包能够顺利到达目的端140。如此一来，在目的端140数量众多且为固定的网络拓扑时，即可有效省却重新建立路由的时间。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过环状网络的路由器的不同连接端口预先分别建立至目的端的不同路由路径，并且同时通过不同连接端口以不同路由路径传送相同的单播封包至目的端，藉由此一技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而达成在路由路径其中之一毁损时，省却重建路由路径的时间，提升路由效率的技术功效。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种路由路径的冗余系统，应用在一环状网络中的至少一路由器，其特征在于，该系统包含：

一路由模块，用以预先通过所述路由器的一第一连接端口建立至一目的端的一第一路由路径，以及预先通过所述路由器的一第二连接端口建立至该目的端的一第二路由路径；以及

一传输模块，用以在传输一单播封包时，同时通过该第一路由路径及该第二路由路径传输该单播封包。

2.根据权利要求1的路由路径的冗余系统，其特征在于，该路由模块更包含将该第一路由路径及该第二路由路径作为一更新信息传送至相邻的所述路由器，以及接收来自相邻的所述路由器的该更新信息以更新路由路径。

3.根据权利要求1的路由路径的冗余系统，其特征在于，该环状网络与具冗余处理能力的一链状网络相连接，该链状网络包含一头端交换器及一尾端交换器，该头端交换器通过一头端连接端口与该环状网络连接，该尾端交换器通过一尾端连接端口与该环状网络连接，该头端连接端口预设为导通，该尾端连接端口预设为阻断，该第一路由路径经过该头端交换器的该头端连接端口，该第二路由路径经过该尾端交换器的该尾端连接端口。

4.根据权利要求3的路由路径的冗余系统，其特征在于，该头端连接端口为中断或阻断时，该尾端连接端口为导通且该单播封包经该第二路由路径传输至该目的端，该尾端连接端口为中断或阻断时，该头端连接端口为导通且该单播封包经该第一路由路径传输至该目的端。

5.根据权利要求1的路由路径的冗余系统，其特征在于，该路由模块以地址解析协议建立该第一路由路径及该第二路由路径。

6.一种路由路径的冗余方法，应用在一环状网络中的至少一路由器，其特征在于，步骤包括：

所述路由器预先通过一第一连接端口建立至一目的端的一第一路由路径，以及预先通过一第二连接端口建立至该目的端的一第二路由路径；以及

所述路由器在传输一单播封包时，同时通过该第一路由路径及该第二路由路径同时传输该单播封包。

7.根据权利要求6的路由路径的冗余方法，其中该方法更包含将该第一路由路径及该第二路由路径作为一更新信息传送至相邻的所述路由器，以及接收来自相邻的所述路由器的该更新信息以更新路由路径的步骤。

8.根据权利要求6的路由路径的冗余方法，其特征在于，该环状网络与具冗余处理能力的一链状网络相连接，该链状网络包含一头端交换器及一尾端交换器，该头端交换器通过一头端连接端口与该环状网络连接，该尾端交换器通过一尾端连接端口与该环状网络连接，该头端连接端口预设为导通，该尾端连接端口预设为阻断，该第一路由路径经过该头端交换器的该头端连接端口，该第二路由路径经过该尾端交换器的该尾端连接端口。

9.根据权利要求8的路由路径的冗余方法，其特征在于，该头端连接端口为中断或阻断时，该尾端连接端口为导通且该单播封包经该第二路由路径传输至该目的端，该尾端连接端口为中断或阻断时，该头端连接端口为导通且该单播封包经该第一路由路径传输至该目的端。

10.根据权利要求6的路由路径的冗余方法，其特征在于，该第一路由路径及该第二路由路径以该地址解析协议建立。