CN117955813A - 一种报文传输方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信领域，尤其涉及报文传输的方法和装置，该方案可以应用于通过双链路传输报文的通信系统中。在该方法中，第一通信模块和第二通信模块分别位于两条链路上，第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给第二通信模块和报文接收端设备，当第二通信模块确定报文传输系统发生与第一通信模块相关的第一故障时，由第二通信模块向报文接收端发送报文。通过第一通信模块执行双发功能，降低了组网的复杂度，第一故障时由第二通信模块代替第一通信模块，提高了报文传输的可靠性。

Description

一种报文传输方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种报文传输的方法及装置。

背景技术

为了满足很多工业场景对报文传输的高可靠性的要求，会通过双链路传输报文。当主链路发生第一故障时，从链路可以继续进行报文传输，一种实现方式是在两端设备都部署双发选收设备，并依赖双发选收设备对报文进行复制和去重，确保第一故障时有一条转发链路正常工作。因此，该实现方式提高了组网的复杂度，增大了网络配置的成本，不利于系统的部署。

发明内容

本申请提供一种报文传输方法、装置和系统，能够确保第一故障时报文的转发，实现报文的高可靠性传输，降低了网络配置的成本，有利于系统的快速部署。

第一方面，提供了一种报文传输方法，应用于报文传输系统，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端设备，所述方法包括：所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的故障；所述第二通信模块获取来自所述报文发送端的第一报文；所述第二通信模块向所述报文接收端发送所述第一报文。

基于上述方案，第一通信模块用于双发报文，第二通信模块确定报文传输系统发生与第一通信模块相关的第一故障，由第二通信模块继续转发报文，确保第一故障时报文的转发，实现报文的高可靠性传输。在端到端的传输过程中，避免了收发两端都额外部署双发选收设备，可以降低双发选收组网的复杂度，减少线路部署和人工调配的成本，也降低对设备部署和网络配置的依赖。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是两个用户面功能UPF设备，或者，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是一个UPF设备中的两个内部通信模块。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一通信模块和第二通信模块之间通过以太网聚合Eth-Trunk进行链路捆绑。

基于上述方案，可以提高第一通信模块和第二通信模块之间链路的可靠性，从而提高报文传输的可靠性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障包括：所述第二通信模块还用于接收来自检测系统的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述报文传输系统发生所述第一故障，所述检测系统用于检测所述报文传输系统是否发生第一故障。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障包括：所述第二通信模块在接收到来自所述第一通信模块的报文后启动定时器，若在第一时间段内未收到下一个来自所述第一通信模块的报文，则确定所述第一通信模块发生所述第一故障。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则所述第二通信模块获取来自所述报文发送端的第一报文包括：所述第二通信模块向所述报文发送端发送第一请求信息，所述第一请求信息用于请求接收报文；所述第二通信模块接收来自所述报文发送端的所述第一报文。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一请求信息包括以下至少一项：第一上行报文、第一路由信息和包含第一地址信息的地址解析协议ARP报文；所述第一上行报文是所述第二通信模块接收到的上行报文或构造的上行报文，所述第一路由信息是第一终端设备的路由信息，所述第一终端设备是所述报文接收端服务的终端设备，所述第一地址信息用于指示所述第一终端设备的地址。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一报文包括第一序号，所述第一序号用于表示报文发送顺序。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一报文的第一序号大于第二报文的序号，所述第二报文是所述报文传输系统发生所述第一故障前所述第二通信模块接收的来自所述第一通信模块的报文。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输上行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述方法还包括：所述第二通信模块向所述第一通信模块发送来自所述报文发送端的第三报文，所述第三报文是第四报文的备份，所述第四报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文；所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块的所述第四报文。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述方法还包括：所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块发送的第五报文并转发给所述报文接收端，所述第五报文是第六报文的备份，所述第六报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文。

第二方面，提供了一种报文传输装置，位于第二通信模块中，应用于报文传输系统，所述报文传输系统包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端设备，所述报文传输装置包括：判断模块，用于确定所述报文传输系统发生第一故障，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的故障；收发模块，用于获取来自所述报文发送端的第一报文；所述收发模块，还用于向所述报文接收端发送所述第一报文。

基于上述方案，第一通信模块用于双发报文，第二通信模块确定报文传输系统发生与第一通信模块相关的第一故障，由第二通信模块继续转发报文，确保第一故障时报文的转发，实现报文的高可靠性传输。在端到端的传输过程中，避免了收发两端都额外部署双发选收设备，可以降低双发选收组网的复杂度，减少线路部署和人工调配的成本，也降低对设备部署和网络配置的依赖。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是两个用户面功能UPF设备，或者，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是一个UPF设备中的两个内部通信模块。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一通信模块和第二通信模块之间通过以太网聚合Eth-Trunk进行链路捆绑。

基于上述方案，可以提高第一通信模块和第二通信模块之间链路的可靠性，从而提高报文传输的可靠性。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述确定所述报文传输系统发生第一故障包括：所述判断模块还用于接收来自检测系统的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述第一通信模块发生所述第一故障，所述检测系统用于检测所述第一通信模块是否发生第一故障。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述确定所述报文传输系统发生第一故障包括：所述判断模块在接收到来自所述第一通信模块的报文后启动定时器，若在第一时间段内未收到下一个来自所述第一通信模块的报文，则确定所述第一通信模块发生所述第一故障。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则所述获取来自所述报文发送端的第一报文包括：所述收发模块向所述报文发送端发送第一请求信息，所述第一请求信息用于请求接收报文；所述收发模块接收来自所述报文发送端的所述第一报文。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一请求信息包括以下至少一项：第一上行报文、第一路由信息和包含第一地址信息的地址解析协议ARP报文；所述第一上行报文是所述第二通信模块接收到的上行报文或构造的上行报文，所述第一路由信息是第一终端设备的路由信息，所述第一终端设备是所述报文接收端服务的终端设备，所述第一地址信息用于指示所述第一终端设备的地址。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一报文包括第一序号，所述第一序号用于表示报文发送顺序。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一报文的第一序号大于第二报文的序号，所述第二报文是所述报文传输系统发生所述第一故障前所述第二通信模块接收的来自所述第一通信模块的报文。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输上行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述收发模块还用于：向所述第一通信模块发送来自所述报文发送端的第三报文，所述第三报文是第四报文的备份，所述第四报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文；接收来自所述第一通信模块的所述第四报文。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述收发模块还用于：接收来自所述第一通信模块发送的第五报文并转发给所述报文接收端，所述第五报文是第六报文的备份，所述第六报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文。

第三方面，提供了一种报文传输系统，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端，所述第二通信模块用于确定所述报文传输系统发生第一故障后向获取来自所述报文发送端的第一报文，所述第二通信模块向所述报文接收端发送所述第一报文，所述报文发送端是报文发送设备，所述报文接收端是报文接收设备，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的第一故障。

第四方面，提供了一种报文传输的系统，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第二通信模块用于接收来自报文发送端的第二上行报文并向所述第一通信模块发送所述第二上行报文，所述第一通信模块用于接收来自所述报文发送端的第一上行报文并向所述第二通信模块发送所述第一上行报文，接收来自第二通信模块的第二上行报文，当所述第一上行报文和所述第二上行报文重复时，所述第一通信模块向报文接收端发送所述第一上行报文和所述第二上行报文中的一个，所述报文发送端是上行报文发送设备，所述报文接收端是上行报文接收设备；或者所述第一通信模块用于接收来自第三设备的第一下行报文并向第四设备发送所述第一下行报文，所述第一通信模块还用于向所述第二通信模块发送第二下行报文，所述第二下行报文是所述第一下行报文的备份，所述第二通信模块用于接收来自所述第一通信模块的所述第二下行报文并向所述第四设备发送所述第二下行报文，所述第三设备是下行报文发送设备，所述第四设备是下行报文接收设备。

第五方面，提供了一种通信装置，包括：处理器和存储器；该存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行存储器中存储的计算机程序，以使得该装置执行如第一方面中的任意一种实现方式中的方法。

第六方面，提供了一种芯片系统，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片系统地通信设备执行如第一方面中的任意一种实现方式中的通信方法。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得该计算机执行如第一方面中的任意一种实现方式中的方法。

第八方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于执行如第一方面中的任意一种实现方式中的方法的指令。

附图说明

图1是本申请实施例提供的传输系统的交互流程图。

图2是本申请实施例提供的报文传输方法200的流程示意图。

图3是本申请实施例提供的报文传输方法300的示意性流程。

图4是本申请实施例提供的报文传输方法400的示意性流程。

图5本申请实施例提供的通信装置10的示意图。

图6本申请实施例提供的通信装置20的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

为了便于理解本申请提供的方案，下面对于本申请涉及的一些技术用于进行介绍。

1、业务控制器：在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。例如，接收来自业务控制器的远控台的业务控制报文，并根据该业务报文控制机械设备(例如机械臂)或生产过程。例如，业务控制器可以是PLC，或者也可以是其他具备类似功能的设备。其中，PLC为一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在内部存储上述操作的指令。

2、业务控制器的远控台：业务控制器的远控台通过网络向业务控制器的发送业务控制报文，通过该业务控制报文指示该业务控制器对机械设备或生成过程进行控制。相应地，业务控制器通过网络向业务控制器的远控台进行状态上报。从而，实现业务控制器的远控台对业务控制器的远程控制。例如，业务控制器为PLC，业务控制器的远控台为PLC的远控台。

3、用户驻地设备(customer premises equipment，CPE)：一种接收移动信号(如5G信号)并通过有线端口(例如以太网接口或通用串行总线端口等)转发出去的移动信号接入设备。

4、工业交换机：工业交换机主要用于在复杂的工业环境中的实现实时以太网数据传输。工业交换机采用存储转换交换方式，同时提高以太网通信速度，并且内置智能报警设计监控网络运行状况，使得在恶劣危险的工业环境中保证以太网可靠稳定的运行。

5、控制室交换机：用于PLC远控台与通信网络之间的信息交互。

6、核心网：主要用于提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载，作为承载网络提供到外部网络的接口。以5G核心网为例，其包括控制面设备和用户面设备。其中，控制面设备包括接入和移动性管理功能实体、会话管理功能实体、网络能力开放实体、网络数据分析实体等。用户面设备例如可以是用户面功能实体。本申请涉及用户面功能实体(userplane function，UPF)，负责用户的数据转发、计费统计等。

7、PROFINET：是由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International，PI)推出的新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、第一故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如过程现场总线(process field bus，PROFIBUS))技术，保护现有投资。

目前，5G已经融入千行百业，为千行百业创造新价值。为了满足很多5G ToB的场景对报文(例如业务报文)传输的高可靠性的要求，会对需要传输的报文进行复制后通过双链路传输。

图1是本申请实施例提供的传输系统的交互流程图，其中，UPF1和CPE1构成A链路，UPF2和CPE2构成B链路。

如图1中的(a)所示，PLC向PLC远控台发送上行报文时，上行报文经双发选收设备复制转发后，分别接入CPE1和CPE2，随后CPE1通过空口通信将上行报文传输到UPF1，并且UPF1将上行报文传输到UPF2，CPE2通过空口通信将上行报文传输到UPF2，并且UPF2将上行报文传输到UPF1，随后由UPF1将上行报文发送给交换机，到达远控台。

如图1中的(b)所示，PLC远控台发送的下行报文经交换机后发送给UPF1，UPF1将下行报文复制后，分别发送给CPE1和UPF2，UPE2将下行报文转发给CPE2，CPE1和CPE2将下行报文经双发选收设备处理后发送给PLC。

其中，双发选收设备可以在传输上行报文时对上行报文进行复制转发实现双发功能，在传输下行报文时对来自CPE1和CPE2的下行报文进行去重处理，实现选发功能，示例性地，双发选收设备可以是AR交换机、工业交换机或工业网关。

上述方案中，UPF1被称为主UPF，UPF2被称为从UPF或辅UPF。在传输上行报文时，UPF1接收来自UPF2和CPE1的上行报文，经过去重操作后发送给交换机，起到选发的作用；在传输下行报文时，UPF1对来自交换机的下行报文进行复制，并分别转发给UPF2和CPE1，起到双发的作用。

在本申请实施例中，UPF1和UPF2可以基于业务进行自动同步，UPF1、UPF2之间同步静态配置数据，保持双发选收协议定时器时长的一致性。在执行双发功能时，双发端维持一个序号counter，并在给A、B两路的复制报文添加冗余控制标签(redundancy control tag，RCT)时保持每一路报文序号的连续性。在执行选收功能时，选收端正常发送先到的正常顺序报文并丢弃后续重复报文；若出现缺失报文，则对先到的报文进行缓存排序，等其他链路相同序号的报文到达后按照顺序发送报文，因此需要使用缓冲区保存已收到报文的序号、乱序到达的报文。进一步地，UPF2在接收到来自UPF1的报文后，保存该报文中的序号和时间戳，用于实现基于业务流的自动同步。

具体地，上行传输场景下，如果A路先到达UPF1，则UPF1将去掉RCT的A路报文转发给交换机，将携带有RCT和到达时间戳的A路报文转发给UPF2；UPF1记录A路报文序号，后续收到B路该序号的报文直接丢弃，UPF2记录A路报文序号和时间戳，后续收到B路该序号报文，在正常场景下仍然给UPF1转发。上行传输场景下，交换机发送报文到UPF1，UPF1复制为A、B两路，UPF1通过B路向UPF2发送带RCT序号的报文，UPF2记录B路报文序号。

两个UPF在正常情况下1主1从协同工作，因此UPF1、UPF2都需要在设备启动后，初始化各自的主/从角色。以双发选收设备为工业网关为例，具体地，上行首包在端侧工业网关复制为A路、B路，A/B路信息在RCT中携带，UPF解析RCT，收到A路报文的UPF为主UPF，收到B路为从UPF；下行首包未知单播报文不双发，各UPF按原方式发送(泛洪或丢弃)，因此下行首包不需要区分主/从，下行后续报文根据上行首包确定的主/从UPF处理。

基于上述方案，在端到端的报文传输过程中，主UPF承担了一端的双发选收功能，可以避免在两端都额外布置双发选收设备，减少了线路部署和人工调配的成本，也降低了对设备部署和网络配置的依赖。

上述方案描述的是未发生第一故障时报文传输的流程，图2是本申请实施例提供的报文传输方法200的流程示意图，其中，方法200用于在发生第一故障后，实现报文的正常传输。

S201，第二通信模块确定报文传输系统发生第一故障，其中，第二通信模块与第一通信模块属于同一报文传输系统，第一通信模块可以接收来自报文发送端的报文并分别转发给第二通信模块和报文接收端，第一故障指的是与第一通信模块相关的故障。

在一种可能的实现方式中，第一通信模块和第二通信模块分别是两个用户面功能UPF设备，或者，第一通信模块和第二通信模块分别是一个UPF设备中的两个内部通信模块，示例性地，第一通信模块是上述图1中的UPF1，第二通信模块是上述图1中的UPF2。

其中，第一通信模块和第二通信模块之间存在通信链路，该通信链路用于两个通信模块之间相互转发业务报文。第一通信模块和第二通信模块还可以通过以太网聚合Eth-Trunk进行链路捆绑，从而增强第一通信模块和第二通信模块之间通信链路的可靠性。

在一种可能的实现方式中，第二通信模块接收来自第一通信模块的报文后，保存该报文中携带的序号和时间戳。

本申请实施例中，第二通信模块可以确定报文传输系统是否发生第一故障，本申请实施例中报文传输系统的第一故障包括：第一通信模块发生第一故障、第一通信模块与报文发送端之间的链路发生第一故障、第一通信模块与第二通信模块之间的链路发生第一故障和第一通信模块与报文接收端之间的链路发生第一故障。

在一种可能的实现方式中，第二通信模块接收来自检测系统的第一指示信息，第一指示信息用于指示报文传输系统发生第一故障，检测系统用于检测报文传输系统是否发生故障。

示例性地，检测系统可以通过双向转发检测(bidirectional forwardingdetection，BFD)检测机制检测报文传输系统中各个链路是否发生第一故障。

BFD是一种用于链路故障检测的协议。BFD与相邻系统建立会话后，在它们之间的通道上周期性地发送BFD包，如果某个系统在协商的检测时间内没有接收到BFD包，则认为这条双向通道的某个部分出了故障。上层协议通过BFD感知到链路故障后可以及时采取措施，进行故障恢复。

在一种可能的实现方式中，第二通信模块在接收到来自第一通信模块的报文后启动定时器，若在第一时间段内未收到下一个来自第一通信模块的报文，则确定报文传输系统发生第一故障。

其中，第一时间段是预先设定的时间段，具体地，第一时间段大于报文的周期，小于业务容忍时间(survival time)。

上述方案中的报文是周期性报文，由于正常传输报文时，第一通信模块会在接收到来自报文发送端的报文后转发给第二通信模块，因此当第二通信模块无法在第一时间段内接收下一个周期的报文时，可以判定报文传输系统发生了第一故障。特别地，若第一故障原因是第一通信模块与报文接收端之间的链路发生故障，则在一种可能的实现方式中，第一通信模块识别出第一故障后主动停止向第二通信模块转发报文，从而使得第二通信模块确定报文传输系统发生第一故障；在另一种可能的实现方式中，第一通信模块识别出第一故障后向第二通信模块发送指示信息，该指示信息用于指示报文传输系统发生第一故障。

进一步地，可以通过检测乒乓切换，检测到之后利用多个终端、多个业务流的故障检测结果，综合判断，避免单业务流易受空口随机性的影响。

S202，第二通信模块获取来自报文发送端的第一报文。

对于上行传输报文，由于报文发送端会向第二通信模块发送上行传输报文，因此第二通信模块直接获取第一报文。

对于下行传输报文，第二通信模块向报文发送端发送第一请求信息，第一请求信息用于请求接收报文，基于第一请求信息，第二通信模块接收来自报文发送端的第一报文。

在一种可能的实现方式中，第一请求信息包括以下至少一项：第一上行报文、第一路由信息和包含第一地址信息的地址解析协议ARP报文，其中，第一上行报文是第二通信模块接收到的上行报文或构造的上行报文，第一路由信息是第一终端设备的路由信息，第一终端设备是所述报文接收端服务的终端设备，第一地址信息用于指示第一终端设备的地址。

示例性地，若业务是5G LAN业务，则第一地址信息是第一终端设备的MAC地址，若业务不是5G LAN业务，则第一路由信息是第一终端设备的IP路由。

S203，第二通信模块向报文接收端发送第一报文。

第一报文包括第一序号，第一序号用于表示报文发送顺序，示例性地，第一序号是双发报文时维持的序号counter，在给A、B两路的复制报文添加RCT时保持每一路报文序号的连续性，A路指的是第一通信模块所在的链路，B路是指的是第二通信模块所在的链路。

第一报文的第一序号大于第二报文的序号，第二报文是报文传输系统第一故障前第二通信模块接收的来自第一通信模块的报文，从而避免向报文接收端发送重复报文。

在一种可能的实现方式中，第二通信模块接收到来自第一通信模块的报文后，保存该报文中携带的第一序号和/或时间戳。

具体地，在发生第一故障后，若第二通信模块收到序号与已保存的第一序号相同的报文，则直接丢弃。

本申请实施例中，在报文传输系统发生第一故障时，由第二通信模块继续转发报文，确保第一故障时报文的转发，实现报文的高可靠性传输。

应理解，上述方案描述的是图1中报文传输系统出现第一故障时的报文传输方法，若第一故障恢复，则UPF2需要和UPF1进行缓存同步，然后按报文传输系统第一故障前的模式继续传输报文。若上述报文传输系统未发生第一故障，则在传输上行报文时，第二通信模块向第一通信模块发送来自报文发送端的第三报文，第二通信模块接收来自第一通信模块的第四报文，第三报文是第四报文的备份，第四报文是报文发送端发送给第一通信模块的报文；在传输下行报文时，第二通信模块接收来自第一通信模块发送的第五报文并转发给报文接收端，第五报文是第六报文的备份，第六报文是报文发送端发送给第一通信模块的报文。

上述方案中的缓存同步可以是一次性全量同步双发选收缓存或周期性同步UPF1和UPF2的缓冲区数据，使用一次性全量同步双发选收缓存可以避免超过容忍时间。

本申请实施例中，若UPF2检测到UPF之间链路长时间中断，则周期性查询第三方，确认UPF1的状态，直到UPF间链路恢复结束，如果UPF1状态正常，则UPF2不再继续转发上行报文到报文接收端。通过该方法避免报文接收端接收到完全相同的重复报文，提高性能和处理效率。

需要说明的是，本申请实施例中报文接收端和报文发送端是功能性的描述，示例性地，在上行过程中，报文发送端指的是工业网关，报文接收端指的是交换机；在下行过程中，报文发送端指的是交换机，报文接收端指的是工业网关。此外，报文接收端和报文发送端通过CPE与第一通信模块和第二通信模块传输报文。

下面结合图3和图4，以第一通信模块为UPF1，第二通信模块为UPF2为例，分别介绍第二通信模块在报文传输系统发生第一故障后如何保证正常传输上行报文和下行报文，为便于描述，将通过第一通信模块传输报文的链路称为A路，将通过第二通信模块传输报文的链路称为B路。

图3是本申请实施例提供的报文传输的方法300的示意性流程，该方法300传输的是上行报文。

S301，接收B路报文，B路报文是PLC发送给工业网关、工业网关复制后通过CPE2发送给UPF2的报文。

S302，判断报文传输系统是否发生第一故障，若发生第一故障，则执行S303；若未发生第一故障，则执行S305。具体地，如何判断报文传输系统是否发生第一故障参见本申请实施例方法200中的步骤S201，在此不做赘述。

S303，接收来自UPF1的A路报文并向UPF1转发B路报文。

S304，判断B路报文是否为PLC报文，若是，则执行S305；若不是，则结束。

示例性地，UPF2可以根据B路报文的协议包头和内容中的至少一个进行上述判断。例如，B路报文的协议包头可以包括以太网报文类型的字段、协议类型的字段或VLAN ID的字段等。例如，这里的协议类型的字段可以是用于指示使用PROFINET的字段；再例如，这里的VLAN ID根据ID的不同可以对应于不同的场景。比如，当B路报文的以太网报文类型的字段为0x8892时，可以确定B路报文为PLC业务报文，当B路报文的以太网报文类型的字段不是0x8892时，可以确定B路报文不是PLC业务报文。再比如，当B路报文的VLAN ID为10时，可以确定B路报文为PLC业务报文，当B路报文的VLAN ID为01时，可以确定B路报文不是PLC业务报文。又比如，当B路报文的内容为机械臂的翻转或喷漆业务时，可以确定B路报文为PLC业务报文，否则，则不是PLC业务报文。

示例性地，UPF2可以预配置与PLC业务报文对应的配置信息，该配置信息中可以包括与业务报文的协议包头和内容相关的字段，当UPF2确定B路报文的协议包头和内容相关的字段与配置信息对应时，可以确定B路报文为PLC业务报文。

S305，向交换机发送B路报文。

上述方案，通过UPF2在报文传输系统发生第一故障时，代替UPF1向交换机发送上行报文，避免造成业务中断，实现报文的高可靠性传输。

图4是本申请实施例提供的报文传输方法400的示意性流程，该方法400传输的是上行报文。

S401，判断报文传输系统是否发生第一故障，若发生第一故障，则执行S402；若未发生第一故障，则执行S403。具体地，如何判断报文传输系统是否发生第一故障参见本申请实施例方法200中的步骤S201，在此不做赘述。

S402，接收来自UPF1的B路报文，B路报文是UPF1将PLC远控台通过交换机发送的下行报文复制得到的。

S403，向交换机请求B路报文，具体地请求方式参见本申请实施例方法200中的步骤S202，在此不做赘述。

S404，接收来自交换机的B路报文。

S405，判断B路报文是否为PLC报文，具体判断方法参见方法300中步骤S304。若是PLC报文，则执行步骤S406；若不是PLC报文，则流程结束。

S406，向CPE2发送B路报文，CPE2将B路转发给工业网关，工业网关转发给PLC。

上述方案，通过UPF2在报文传输系统发生第一故障时请求下行报文并代替UPF1向发送下行报文，避免造成业务中断，实现报文的高可靠性传输。

上文结合图1至图4，详细描述了本申请提供的方法，下面将结合图5至图6，详细描述本申请的装置实施例。可以理解的是，为了实现上述实施例中功能，图5或图6中的装置包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。

图5是本申请实施例提供的通信装置10的示意图，如图5所示，该装置10可以为上述第一通信模块，也可以为芯片或电路，比如可设置于第一通信模块的芯片或电路。

该装置10可以包括处理器11(即，处理单元的一例)和存储器12。该存储器12用于存储指令，该处理器11用于执行该存储器12存储的指令，以使该装置20实现如图1-4中对应的方法中第一通信模块执行的步骤。

进一步的，该装置10还可以包括输入口13(即，通信单元的一例)和输出口14(即，通信单元的另一例)。进一步的，该处理器11、存储器12、输入口13和输出口14可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号。该存储器12用于存储计算机程序，该处理器11可以用于从该存储器12中调用并运行该计算计程序，以控制输入口13接收信号，控制输出口14发送信号，完成上述方法中第一通信模块的步骤。该存储器12可以集成在处理器11中，也可以与处理器11分开设置。

可选地，若该装置10为通信设备，该输入口13为接收器，该输出口14为发送器。其中，接收器和发送器可以为相同或者不同的物理实体。为相同的物理实体时，可以统称为收发器。

可选地，若该装置10为芯片或电路，该输入口13为输入接口，该输出口14为输出接口。

作为一种实现方式，输入口13和输出口14的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片实现。处理器11可以考虑通过专用处理芯片、处理电路、处理器或者通用芯片实现。

作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的第一通信模块。即将实现处理器11、输入口13和输出口14功能的程序代码存储在存储器12中，通用处理器通过执行存储器12中的代码来实现处理器11、输入口13和输出口14的功能。

其中，以上列举的通信装置10中各模块或单元的功能和动作仅为示例性说明，通信装置10中各模块或单元可以用于执行上述方法200中通信设备所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。

该装置10所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其他步骤请参见前述方法或其他实施例中关于这些内容的描述，此处不做赘述。

根据前述方法，图6是本申请实施例提供的通信装置20的示意图，如图6所示，该装置20可以为上述第二通信模块，也可以为芯片或电路，如可设置于第二通信模块内的芯片或电路。

该装置20可以包括处理器21(即，处理单元的一例)和存储器22。该存储器22用于存储指令，该处理器21用于执行该存储器22存储的指令，以使该装置20实现前述如图1-4中第二通信模块执行的步骤。

进一步的，该装置20还可以包括输入口23(即，通信单元的一例)和输出口23(即，处理单元的另一例)。再进一步的，该处理器21、存储器22、输入口23和输出口24可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号。该存储器22用于存储计算机程序，该处理器21可以用于从该存储器22中调用并运行该计算计程序，以控制输入口23接收信号，控制输出口24发送信号，完成上述图1-4中第二通信模块的步骤。该存储器22可以集成在处理器21中，也可以与处理器21分开设置。

可选地，若该装置20为第二通信模块，该输入口23为接收器，该输出口24为发送器。其中，接收器和发送器可以为相同或者不同的物理实体。为相同的物理实体时，可以统称为收发器。

可选地，若该装置20为芯片或电路，该输入口23为输入接口，该输出口24为输出接口。

可选的，若该装置20为芯片或电路，所述装置20也可以不包括存储器22，所述处理器21可以读取该芯片外部的存储器中的指令(程序或代码)以实现前述如图1-4中对应的方法中第二通信模块的功能。

作为一种实现方式，输入口23和输出口24的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片实现。处理器21可以考虑通过专用处理芯片、处理电路、处理器或者通用芯片实现。

作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的第二通信模块。即将实现处理器21、输入口23和输出口24功能的程序代码存储在存储器中，通用处理器通过执行存储器中的代码来实现处理器21、输入口23和输出口24的功能。

其中，通信装置20中各模块或单元可以用于执行上述图1-4中第二通信模块所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。

该装置20所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其他步骤请参见前述方法或其他实施例中关于这些内容的描述，此处不做赘述。

本申请还提供一种通信装置，包括处理器，该处理器与存储器耦合，存储器用于存储计算机程序或指令和/或数据，处理器用于执行存储器存储的计算机程序或指令，或读取存储器存储的数据，以执行上文各方法实施例中任意一种实现方式的方法。可选地，处理器为一个或多个。可选地，该通信装置包括存储器。可选地，存储器为一个或多个。可选地，该存储器与该处理器集成在一起，或者分离设置。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于实现上述各方法实施例中任意一种实现方式的方法的计算机指令。

本申请还提供一种计算机程序产品，包含指令，该指令被计算机执行时以实现上述各方法实施例中任意一种实现方式的方法。

上述提供的任一种装置中相关内容的解释及有益效果均可参考上文提供的对应的方法实施例，此处不再赘述。

可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。

本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于目标会话管理功能、目标接入和移动管理功能、源会话管理功能、或源接入和移动管理功能中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于目标会话管理功能、目标接入和移动管理功能、源会话管理功能、或源接入和移动管理功能中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行该计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例该的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、通信设备或者其它可编程装置。该计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，那么不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。

除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。应理解，上述为举例说明，上文的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本申请实施例，而非要将申请实施例限制于所示例的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据上文所给出的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改和变化也落入本申请实施例的范围内。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种报文传输方法，应用于报文传输系统，包括第一通信模块和第二通信模块，其特征在于，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端设备，所述方法包括：

所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的故障；

所述第二通信模块获取来自所述报文发送端的第一报文；

所述第二通信模块向所述报文接收端发送所述第一报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是两个用户面功能UPF设备，或者，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是一个UPF设备中的两个内部通信模块。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一通信模块和第二通信模块之间通过以太网聚合Eth-Trunk进行链路捆绑。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障包括：

所述第二通信模块接收来自检测系统的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述报文传输系统发生所述第一故障，所述检测系统用于检测所述报文传输系统是否发生所述第一故障。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障包括：

所述第二通信模块在接收到来自所述第一通信模块的报文后启动定时器，若在第一时间段内未收到下一个来自所述第一通信模块的报文，则确定所述报文传输系统发生所述第一故障。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则所述第二通信模块获取来自所述报文发送端的第一报文包括：

所述第二通信模块向所述报文发送端发送第一请求信息，所述第一请求信息用于请求接收报文；

所述第二通信模块接收来自所述报文发送端的所述第一报文。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一请求信息包括以下至少一项：

第一上行报文、第一路由信息和包含第一地址信息的地址解析协议ARP报文；

所述第一上行报文是所述第二通信模块已经接收到的上行报文或构造的上行报文，

所述第一路由信息是第一终端设备的路由信息，所述第一终端设备是所述报文接收端服务的终端设备，

所述第一地址信息用于指示所述第一终端设备的地址。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一报文包括第一序号，所述第一序号用于表示报文发送顺序。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一报文的所述第一序号大于第二报文的所述第一序号，所述第二报文是所述报文传输系统发生所述第一故障前所述第二通信模块最后接收的来自所述第一通信模块的报文。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输上行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障前，所述方法还包括：

所述第二通信模块向所述第一通信模块发送来自所述报文发送端的第三报文，所述第三报文是第四报文的备份，所述第四报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文；

所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块的所述第四报文。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生第一故障前，所述方法还包括：

所述第二通信模块接收来自所述第一通信模块发送的第五报文并转发给所述报文接收端，所述第五报文是第六报文的备份，所述第六报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文。

12.一种报文传输装置，位于第二通信模块中，应用于报文传输系统，所述报文传输系统包括第一通信模块和第二通信模块，其特征在于，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端设备，所述报文传输装置包括：

判断模块，用于确定所述报文传输系统发生第一故障，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的故障；

收发模块，用于获取来自所述报文发送端的第一报文；

所述收发模块，还用于向所述报文接收端发送所述第一报文。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是两个用户面功能UPF设备，或者，所述第一通信模块和所述第二通信模块分别是一个UPF设备中的两个内部通信模块。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第一通信模块和第二通信模块之间通过以太网聚合Eth-Trunk进行链路捆绑。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定所述报文传输系统发生第一故障包括：

所述判断模块接收来自检测系统的第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述报文传输系统发生所述第一故障，所述检测系统用于检测所述报文传输系统是否发生所述第一故障。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定所述报文传输系统发生第一故障包括：

所述判断模块在所述第二通信模块接收到来自所述第一通信模块的报文后启动定时器，若在第一时间段内未收到下一个来自所述第一通信模块的报文，则确定所述报文传输系统发生所述第一故障。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的装置，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则所述获取来自所述报文发送端的第一报文包括：

所述收发模块向所述报文发送端发送第一请求信息，所述第一请求信息用于请求接收报文；

所述收发模块接收来自所述报文发送端的所述第一报文。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一请求信息包括以下至少一项：

第一上行报文、第一路由信息和包含第一地址信息的地址解析协议ARP报文；

所述第一上行报文是所述第二通信模块接收到的上行报文或构造的上行报文，

所述第一路由信息是第一终端设备的路由信息，所述第一终端设备是所述报文接收端服务的终端设备，

所述第一地址信息用于指示所述第一终端设备的地址。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一报文包括第一序号，所述第一序号用于表示报文发送顺序。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一报文的所述第一序号大于第二报文的所述第一序号，所述第二报文是所述报文传输系统发生所述第一故障前所述第二通信模块最后接收的来自所述第一通信模块的报文。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的装置，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输上行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述收发模块还用于：

向所述第一通信模块发送来自所述报文发送端的第三报文，所述第三报文是第四报文的备份，所述第四报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文；

接收来自所述第一通信模块的所述第四报文。

22.根据权利要求12至20中任一项所述的装置，其特征在于，若所述第一通信模块和所述第二通信模块用于传输下行报文，则在所述第二通信模块确定所述报文传输系统发生所述第一故障前，所述收发模块还用于：

接收来自所述第一通信模块发送的第五报文并发送给所述报文接收端，所述第五报文是第六报文的备份，所述第六报文是所述报文发送端发送给所述第一通信模块的报文。

23.一种报文传输的系统，其特征在于，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于接收来自报文发送端的报文并分别转发给所述第二通信模块和报文接收端，所述第二通信模块用于确定所述报文传输系统发生第一故障后向获取来自所述报文发送端的第一报文，所述第二通信模块向所述报文接收端发送所述第一报文，所述报文发送端是报文发送设备，所述报文接收端是报文接收设备，所述第一故障是与所述第一通信模块相关的第一故障。

24.一种报文传输的系统，其特征在于，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第二通信模块用于接收来自报文发送端的第二上行报文并向所述第一通信模块发送所述第二上行报文，所述第一通信模块用于接收来自所述报文发送端的第一上行报文并向所述第二通信模块发送所述第一上行报文，接收来自第二通信模块的第二上行报文，当所述第一上行报文和所述第二上行报文重复时，所述第一通信模块向报文接收端发送所述第一上行报文和所述第二上行报文中的一个，所述报文发送端是上行报文发送设备，所述报文接收端是上行报文接收设备；或者

所述第一通信模块用于接收来自第三设备的第一下行报文并向第四设备发送所述第一下行报文，所述第一通信模块还用于向所述第二通信模块发送第二下行报文，所述第二下行报文是所述第一下行报文的备份，所述第二通信模块用于接收来自所述第一通信模块的所述第二下行报文并向所述第四设备发送所述第二下行报文，所述第三设备是下行报文发送设备，所述第四设备是下行报文接收设备。

25.一种通信装置，其特征在于，包括：

处理器和存储器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于执行存储器中存储的计算机程序，以使得所述装置执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。

26.一种芯片系统，其特征在于，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述芯片系统地通信设备执行如权利要求1至11中任一项所述的通信方法。

27.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。