CN107124322A - 冗余通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冗余通信方法，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，将可构成环状的交换机与外接线合成为一个完整的环网对象，通过环网连接报文的交互和轮询应答报文机制形成一个正常通信的有两个备份端口的结构化耦合环，备份端口分别位于低优先级耦合端口所在交换机的一环内端口和低优先级耦合端口，采用冗余连接结构，具备快速链路倒转能力，通信效率高。

Description

冗余通信方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种冗余通信方法。

背景技术

工业现场中，常将网络设备连接成具有链路冗余的拓扑结构，一旦某个连接发生故障，冗余协议通过切换备份链路，可快速恢复现场通信。STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)、RSTP(rapid spanning Tree Protocol，快速生成树协议)可在几秒内实现链路倒换，但仍然不能满足一些工业现场对通信可靠性的要求。

传统的闭合环，为实现其与外部环网设备的通信，通常是通过单链路连接模式或将外部设备构成链环接入到当前环中，将闭合环与外部环网设备连接时，单链路连接模式接线简单，但闭合环与外部设备不具有链路备份能力，将外部设备连接成链环接入，虽然可满足链路备份需求，但需要重构外部网络，增加了操作复杂度，导致传统的冗余通信方法通信效率低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的冗余通信方法通信效率低的问题，提供一种冗余通信方法。

一种冗余通信方法，基于结构化耦合环实现，所述结构化耦合环包括至少三个交换机，各所述交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各所述交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，所述耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，该方法包括以下步骤：

当任一交换机检测到环内端口处于连接状态时，将所述处于连接状态的环内端口设置为侦听模式，发送环网连接报文至相连的交换机的环内端口；

当交换机的环内端口接收到相连的交换机发送的所述环网连接报文时，根据接收的所述环网连接报文获取结构化耦合环当前的环连接状态；

当所述交换机的环内端口获取所述结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环，将所述低优先级耦合端口所在的交换机的环内端口切换为备份模式；

当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到能通过环内端口与对方进行通信时，将任一处于连接状态的耦合端口设置为侦听模式，所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口；其中，所述环内端口为高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机的通信链路中跳数最小的链路所连接的环内端口；

当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口。

上述冗余通信方法，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，将可构成环状的交换机与外接线合成为一个完整的环网对象，通过环网连接报文的交互和轮询应答报文机制形成一个正常通信的有两个备份端口的结构化耦合环，备份端口分别位于低优先级耦合端口所在交换机的一环内端口和低优先级耦合端口，采用冗余连接结构，具备快速链路倒转能力，通信效率高。

附图说明

图1为一实施例中冗余通信方法流程图；

图2为一实施例中结构化耦合环示意图；

图3为结构化耦合环发生故障位置示意图；

图4为单端耦合环级联示意图；

图5为双端耦合环示意图。

具体实施方式

一个实施例中的冗余通信方法，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口。

具体地，结构化耦合环的结构图如图2所示，p6表示交换机的6端口，其他与之类似，D、E、F为交换机名称，Head、Slave、Tail用于表征不同功能作用的交换机，R：3，表示域为3，其他类似，Prio：H表示该端口为高优先级端口，Prio:L表示该端口为低优先级端口。

进一步地，需指定所有交换机各自的两个环内端口(图2中标示端口p7、p8)，需在某两个交换机中指定两个耦合端口(外接线与闭合环的连接端口，图2中标示端口p6)及其优先级(高优先级耦合端口所在交换机为Head，低优先级耦合端口所在交换机为Tail)，需指定环内端口所属域，耦合端口的所属域。

本发明结构由一个Head交换机、一个Tail交换机、若干个Slave交换机构成。其中Head、Tail、Slave通过环内端口连接，形成闭合环，Head、Tail的耦合端口通过外接线与其他外环设备的非指定环网功能端口相连，构成耦合模块。域可编号为1～64的数值，所有环内端口域相等，两个耦合端口的域也相等。域用于区分不同的环结构，并可通过域管理同一结构的交换机。初始时，所有端口都处于未连接状态(Disable)。

如图1所示，该实施例中的冗余通信方法包括以下步骤:

步骤S110：当任一交换机检测到环内端口处于连接状态时，将处于连接状态的环内端口设置为侦听模式，发送环网连接报文至相连的交换机的环内端口。

具体地，交换机的端口连接或断开，物理连接电平会发生改变。侦听模式是指在侦听模式下，交换机处于逻辑断开模式，只能转发特定类型的报文(控制报文，如环网交互的信息和RSTP(rapid spanning Tree Protocol，快速生成树协议)数据)，每个环内交换机都有学习能力，且学习是迭代的，当两个交换机在连接前，都已经知道自身与Head交换机的连接情况，当两个交换机连接后，发送环网连接报文至相连的交换的环内端口，即交互自身连接的头信息。

步骤S120：当交换机的环内端口接收到相连的交换机发送的环网连接报文时，根据接收的环网连接报文获取结构化耦合环当前的环连接状态。

具体地，比如AB两个交换机，AB连接后，将自己连接的头信息交互，B知道自身是否可以通过A与Head交换机联系，A知道自己是否可以通过B与Head交换机联系。

步骤S130：当交换机的环内端口获取结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环，将低优先级耦合端口所在的交换机的环内端口切换为备份模式。

具体地，比如AB两个交换机，当A和B都学习到可以通过对方与Head交换机联系，则表示结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环。备份模式下的数据传递能力和侦听模式一样，其中侦听模式是在交互信息前进行数据传递，备份模式是在信息交互后进行数据传递。

在本实施例中，步骤S130包括步骤132和步骤134。

步骤132：当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，将低优先级耦合端口所在的交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式。

步骤134：当不为低优先级耦合端口所在交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，将不为低优先级耦合端口所在的交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式，并发送闭合环已形成的环网连接报文至相连交换机，当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到闭合环已形成的环网连接报文时，将接收闭合环已形成的环网连接报文的环内端口切换为备份模式，并发送指令至相连交换机，将其余交换机的处于备份模式的环内端口切换为转发模式。

具体地，当闭合环形成后，最后的备份端口只能在Tail交换机，且整个闭合环只能有一个备份端口，所以当Tail交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，直接将Tail交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式；当除Tail交换机外的其余交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，将不为低优先级耦合端口所在的交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式，为了统一全换所有的交换机，转发一次闭合环已形成的环网连接报文，将其余交换机的处于备份模式的环内端口切换为转发模式，保证闭合环只有一个备份端口，且备份端口在Tail交换机。进一步地，转发模式下，交换机的端口处于逻辑打开模式，能够转发所有类型的报文。

在一个实施例中，在步骤S130之后，还包括步骤：当交换机的耦合端口获取环连接状态未形成闭合环，将交换机处于侦听模式的环内端口切换为转发模式。

步骤S140：当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到能通过环内端口与对方进行通信时，将任一处于连接状态的耦合端口设置为侦听模式，处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口，其中，环内端口为高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机的通信链路中跳数最小的链路所连接的环内端口。

具体地，因为高优先级耦合端口和低优先级耦合端口不是直接连接的，所以高优先级耦合端口和低优先级耦合端口不能明确知道对方的工作状态，需要通过轮询报文来获取对端的工作状态。另外，在后续通信的过程中会有丢包，假定某个耦合端口故障，发出的故障包被丢弃，则正常通信的耦合端口可通过轮询报文获取对端的工作状态。高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机的通信链路中跳数最小的链路是指Head交换机发送到Tail交换机的报文，所经过的交换机个数最少的链路。

在一个实施例中，在步骤S140之后，还包括步骤142和步骤146。

步骤142：若高优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到轮询报文，且高优先级耦合端口未连接时，高优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至轮询报文的接收端口。

具体地，Head交换机的环内端口接收到轮询报文，当前交换机处理后，从接收轮询报文的环内端口回复应答报文，应答报文通过该环内端口发送出去，通过交换机的传递，可使发送轮询报文的另一个交换机接收。

在一个实施例中，轮询报文包括探测号，应答报文包括应答号，步骤142之后还包括步骤143至步骤145：

具体地，轮询-应答报文采用请求号-应答号校验的方法。若应答报文的应答号不等于所记录的探测号，则认为当前的应答信息已过时，丢弃当前报文。

步骤143：低优先级耦合端口所在交换机接收到应答报文，判断应答报文的应答号与对应轮询报文的探测号是否一致。若一致，则进入步骤144，若不一致，则进入步骤145。

步骤144：若一致，则将低优先级耦合端口切换为转发模式。

步骤145：若不一致，则丢弃应答报文，并在预设心跳间隔后，返回连接的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

步骤146：若高优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到轮询报文，且高优先级耦合端口已连接时，丢弃轮询报文，预设心跳间隔后，返回连接的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

在一个实施例中，轮询报文包括探测号，应答报文包括应答号，步骤146之后还包括步骤147至步骤149。

步骤147：高优先级耦合端口所在交换机接收到应答报文，判断应答报文的应答号与对应轮询报文的探测号是否一致。若一致，则进入步骤148，若不一致，则进入步骤149。

步骤148：若一致，则将高优先级耦合端口切换为转发模式。

步骤149：若不一致，则丢弃述应答报文，并在预设心跳间隔后，返回连接的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

步骤S150：当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到轮询报文，将处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至轮询报文的接收端口。

在一个实施例中，在步骤S150之后，还包括步骤：当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到无法通过环内端口与对方进行通信时，发生故障的各交换机发送第一环内失效报文和第二环内失效报文至相连交换机；当低优先级耦合端口所在交换机接收到第一环内失效报文时，将低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式，当低优先级耦合端口所在交换机接收到第二环内失效报文时，将任一处于连接状态的非转发模式的耦合端口切换为转发模式。

具体地，所有的交换机都学习了自己是否与Head交换机连接的信息，Head与Tail交换机无法通信，即指Tail交换机学习到自己没有与Head交换机连接，如图3所示，Head交换机与Tail交换机有左右两侧链路，只有Head交换机与Tail交换机在接收到环内失效报文时才知道是否发生了左侧故障还是右侧故障，环内的交换机只知道是在环内发送了故障，进一步地，以Tail交换机为起点，从左侧到达Head交换机的所有链路为左侧链路，以Tail交换机为起点，从右侧到达Head交换机的所有链路为右侧链路，Head与Tail无法通信，指的是左右两侧链路都发生了故障。

在一个实施例中，在步骤S150之后，还包括步骤：当交换机检测到一环内端口故障时，发生故障的交换机发送环内失效报文至相连的交换机，相连的交换机将环内失效报文传递至高优先级耦合端口所在交换机和低优先级耦合端口所在交换机；当低优先级耦合端口所在交换机接收到环内失效报文时，将低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式。

在一个实施例中，在步骤S150之后，还包括步骤：当交换机检测到发生高优先级耦合端口故障时，发生故障的交换机发送耦合端口失效报文至低优先级耦合端口所在交换机；低优先级耦合端口所在交换机接收到耦合端口失效报文时，将低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的耦合端口切换为转发模式。

在一个实施例中，在步骤S150之后，还包括步骤：当交换机检测到低优先级耦合端口故障时，低优先级耦合端口所在交换机的耦合端口切换为未连接状态，并发送地址更新报文至相连的交换机。

具体地，当检测到低优先级耦合端口故障后，将Tail交换机的耦合端口状态置为DISABLE，不发送任何信息，因为它认为Head交换机的耦合端口处于未连接状态，即所有的耦合端口都不可用，Tail交换机的环内备份端口不发生任何改变。

具体地，如图3所示，为一结构化耦合环发生故障位置示意图，①②③表示一种故障类型，①表示闭合环左侧故障，是指以Tail交换机起点，从左侧到达Head交换机的所有链路的其中一条发生故障，②表示闭合环右侧故障，是指以Tail交换机起点，从右侧到达Head交换机的所有链路的其中一条发生故障，③表示闭合环外接线连接故障，其中闭合环外接线连接故障包括低优先级耦合端口故障和高优先级耦合端口故障，连接线一端为圆圈标记的，表示连接端口为非指定环网功能端口。

在图3状态下，单端耦合环内任何一个端口发生故障，发生故障的交换机发送环内失效报文至相连的交换机低优先级耦合端口所在交换机接收到环内失效报文时，将低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式，端口处于转发模式状态，即可以正常工作，所有交换机都可以正常通信。

任意两种故障类型组合，当交换机检测到一环内端口故障和高优先级耦合端口故障时，对应交换机发送环内失效报文至相连交换机，高优先级耦合端口所在交换机发送耦合端口失效报文至低优先级耦合端口所在交换机，低优先级耦合端口所在交换机根据接收的环内失效报文，将低优先级耦合端口所在交换机为备份模块的环内端口切换为转发模式，根据接收的耦合端口失效报文，将低优先级耦合端口所在交换机的耦合端口由备份模式切换为转发模式；或者当交换机检测到一环内端口故障和低优先级耦合端口故障时，对应交换机发送环内失效报文至相连交换机，低优先级耦合端口所在交换机的耦合端口由备份模式切换为转发模式，低优先级耦合端口所在交换机根据接收的环内失效报文，将低优先级耦合端口所在交换机处于备份模块的环内端口切换为转发模式；或者当Head交换机与Tail交换机学习到无法通过环内端口与对方进行通信时，发送两次环内失效报文(即第一环内失效报文和第二环内失效报文)至相连交换机，当Tail交换机接收第一环内失效报文时，将Tail交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式，当Tail交换机接收第二环内失效报文时，即同时发生闭合环左侧链路故障和闭合环右侧链路故障，任一处于连接状态的的非转发模式的耦合端口进入转发模式；或者当高优先级耦合端口和低优先级耦合端口都出现故障时，闭合环内交换机与外界是断开联系的，环内不打开备份端口，以保证环内是通信正常的。

在一个实施例中，如图4所示，为单端耦合环级联示意图，任一单端耦合环中任何一个端口发生故障，所有交换机都可以正常通信；任一结构耦合环出现任意两种故障类型组合，所有交换机都可以正常通信；每一个结构耦合环都出现任意两种故障类型的组合，原来处于Blocking状态的备份端口，由Blocking状态切换到转发状态，所有交换机都可以正常通信。

通过将闭合环与双外接线合成一个结构，在提供闭合环与外部交换机冗余连接的同时，可不必依赖于外部结构，不去改变已有的外部结构配置，简化了网络布局与配置，结构独立性较强，易于级联，且级联后任一结构化耦合环，其故障处理能力保持不变，允许外部环网结构接入，易于扩展。

在一个实施例中，如图5所示，为双端耦合环示意图，两个结构化耦合环对接，称之为双端耦合环。要求彼此对接的外接端口优先级相等，处于同一个域(将四个耦合端口归并为同一结构中管理)中，两个单环的域应不相等。在双端耦合环结构中，任意三种类型故障的组合，只要任一交换机能与其他交换机相连，则所有交换机都可以正常通信。

具体地，双端耦合环是由两个单端耦合换对接形成的，高优先级耦合端口对接高优先级耦合端口，如果另一侧耦合环的两侧链路都故障了，那耦合环的两个耦合端口都处于打开状态，即取消了耦合环耦合端口的备份模式，同时，会取消对端耦合环的耦合端口的备份模式。

在一个实施例中，在各交换机接收到环内失效报文或耦合端口失效报文之后，还包括以下步骤：各交换机根据接收的环内失效报文或者耦合端口失效报文更新MAC地址表。

具体地，当原有通信链路失效时，交换机会发送故障失效报文(环内失效报文或耦合端口失效报文)，交换机接收到故障失效报文后，自动更新通信链路中的所有交换机的MAC地址表。

在本实施例中，结构化耦合环可在50ms内完成链路倒转，且当故障排除后，结构耦合环可快速恢复到正常工作状态，避免网络环路。

在本实施例中，可将两个外接端口接入到外部的一个环网交换机、链环或单环结构中的两个普通端口，同时，也支持单一环网交换机、链环等接入到结构化耦合环的普通端口。

在本实施例中，耦合端口通过定时发送心跳报文来确认对端连接状态，一旦对端在一定时间内无法回复，则启用链路故障发现机制，打开备份链路。

具体地，耦合心跳报文是用来确认两个耦合端口中只能有一个耦合端口处于打开状态，完成同步。

上述冗余通信方法，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，将可构成环状的交换机与外接线合成为一个完整的环网对象，通过环网连接报文的交互和轮询应答报文机制形成一个正常通信的有两个备份端口的结构化耦合环，备份端口分别位于低优先级耦合端口所在交换机的一环内端口和低优先级耦合端口，采用冗余连接结构，具备快速链路倒转能力，通信效率高。另外，可将该结构化的耦合环结构，视作一个独立的环网连接对象，自由接入到其他的环网设备中，且不会产生网络回路，内环中无主站，无需指定备份端口，可同时处理两种类型组合的网络故障，将该结构对接，形成双端耦合环，可同时处理网络中出现三种故障类型组合的网络故障。

一种冗余通信系统，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，该系统包括：任一交换机用于当检测到自身环内端口处于连接状态时，将处于连接状态的环内端口设置为侦听模式，发送环网连接报文至相连的交换机的环内端口；交换机的环内端口用于当接收到相连的交换机发送的环网连接报文时，根据接收的环网连接报文获取结构化耦合环当前的环连接状态；交换机的环内端口用于当获取结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环时，将低优先级耦合端口所在的交换机的环内端口切换为备份模式；当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到能通过环内端口与对方进行通信时，高优先级耦合端口或低优先级耦合端口将任一处于连接状态的耦合端口设置为侦听模式，处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口；其中，环内端口为高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机的通信链路中跳数最小的链路所连接的环内端口；低优先级耦合端口所在交换机的环内端口用于当接收到轮询报文时，将处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至轮询报文的接收端口。

上述冗余通信系统，基于结构化耦合环实现，结构化耦合环包括至少三个交换机，各交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，将可构成环状的交换机与外接线合成为一个完整的环网对象，通过环网连接报文的交互和轮询应答报文机制形成一个正常通信的有两个备份端口的结构化耦合环，备份端口分别位于低优先级耦合端口所在交换机的一环内端口和低优先级耦合端口，采用冗余连接结构，具备快速链路倒转能力，通信效率高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种冗余通信方法，其特征在于，基于结构化耦合环实现，所述结构化耦合环包括至少三个交换机，各所述交换机均包括两个环内端口、任意两个交换机包括具有不同优先级的一耦合端口，各所述交换机通过对应环内端口依次连接构成环状，所述耦合端口用于连接外环设备的非指定环网功能端口，该方法包括以下步骤:

当任一交换机检测到环内端口处于连接状态时，将所述处于连接状态的环内端口设置为侦听模式，发送环网连接报文至相连的交换机的环内端口；

当交换机的环内端口接收到相连的交换机发送的所述环网连接报文时，根据接收的所述环网连接报文获取结构化耦合环当前的环连接状态；

当所述交换机的环内端口获取所述结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环时，将所述低优先级耦合端口所在的交换机的环内端口切换为备份模式；

当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到能通过环内端口与对方进行通信时，将任一处于连接状态的耦合端口设置为侦听模式，所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口；其中，所述环内端口为高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机的通信链路中跳数最小的链路所连接的环内端口；

当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口。

2.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，所述当所述交换机的环内端口获取所述结构化耦合环的环连接状态已形成闭合环，将所述低优先级耦合端口所在的交换机的环内端口切换为备份模式的步骤，包括：

当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，将低优先级耦合端口所在的交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式；

当不为低优先级耦合端口所在交换机的环内端口获取环连接状态已形成闭合环时，将不为低优先级耦合端口所在的交换机处于侦听模式的环内端口切换为备份模式，并发送闭合环已形成的环网连接报文至相连交换机，当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述闭合环已形成的环网连接报文时，将接收所述闭合环已形成的环网连接报文的环内端口切换为备份模式，并发送指令至相连交换机，将其余交换机的处于备份模式的环内端口切换为转发模式。

3.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，所述当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机能通过环内端口进行通信时，任一连接的耦合端口进入侦听模式，所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤之后，还包括：

若高优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文，且所述高优先级耦合端口未连接时，所述高优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口；

若高优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文，且所述高优先级耦合端口已连接时，丢弃所述轮询报文，预设心跳间隔后，返回所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

4.根据权利要求3所述的冗余通信方法，其特征在于，所述轮询报文包括探测号，所述应答报文包括应答号，若高优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文，且所述高优先级耦合端口未连接时，所述高优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口的步骤之后，还包括：

低优先级耦合端口所在交换机接收到所述应答报文，判断所述应答报文的应答号与所述对应轮询报文的探测号是否一致；

若一致，则将所述低优先级耦合端口切换为转发模式；

若不一致，则丢弃所述应答报文，并在预设心跳间隔后，返回所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

5.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，所述轮询报文包括探测号，所述应答报文包括应答号，若低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文，所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口的步骤之后，还包括：

高优先级耦合端口所在交换机接收到所述应答报文，判断所述应答报文的应答号与所述对应轮询报文的探测号是否一致；

若一致，则将所述高优先级耦合端口切换为转发模式；

若不一致，则丢弃所述应答报文，并在预设心跳间隔后，返回所述处于连接状态的耦合端口发送轮询报文至环内端口的步骤。

6.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，在所述当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口之后，还包括以下步骤：

当高优先级耦合端口所在交换机与低优先级耦合端口所在交换机学习到无法通过环内端口与对方进行通信时，发生故障的各交换机发送第一环内失效报文和第二环内失效报文至相连交换机；

当低优先级耦合端口所在交换机接收到所述第一环内失效报文时，将所述低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式，当低优先级耦合端口所在交换机接收到所述第二环内失效报文时，将任一处于连接状态的的非转发模式的耦合端口切换为转发模式。

7.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，在所述当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口之后，还包括以下步骤：

当交换机检测到一环内端口故障时，发生故障的交换机发送环内失效报文至相连的交换机，所述相连的交换机将所述环内失效报文传递至所述高优先级耦合端口所在交换机和低优先级耦合端口所在交换机；当低优先级耦合端口所在交换机接收到所述环内失效报文时，将所述低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的环内端口切换为转发模式。

8.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，在所述当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口之后，还包括以下步骤：

当交换机检测到发生高优先级耦合端口故障时，所述高优先级耦合端口所在的交换机发送耦合端口失效报文至所述低优先级耦合端口所在交换机；所述低优先级耦合端口所在交换机接收到所述耦合端口失效报文时，将所述低优先级耦合端口所在交换机处于备份模式的耦合端口切换为转发模式。

9.根据权利要求6-8所述的冗余通信方法，其特征在于，在各所述交换机接收到环内失效报文或耦合端口失效报文之后，还包括以下步骤：

各所述交换机根据接收的环内失效报文或者耦合端口失效报文更新MAC地址表。

10.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，在所述当低优先级耦合端口所在交换机的环内端口接收到所述轮询报文时，将所述处于连接状态的低优先级耦合端口切换为备份模式，所述低优先级耦合端口所在交换机发送应答报文至所述轮询报文的接收端口之后，还包括以下步骤：

当交换机检测到低优先级耦合端口故障时，低优先级耦合端口所在交换机的耦合端口切换为未连接状态，并发送地址更新报文至相连的交换机。