WO2013174024A1 - 环形网络的无缝冗余实现方法 - Google Patents

环形网络的无缝冗余实现方法 Download PDF

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WO2013174024A1
WO2013174024A1 PCT/CN2012/076165 CN2012076165W WO2013174024A1 WO 2013174024 A1 WO2013174024 A1 WO 2013174024A1 CN 2012076165 W CN2012076165 W CN 2012076165W WO 2013174024 A1 WO2013174024 A1 WO 2013174024A1
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WO
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redundant
ports
ring network
node
data frames
Prior art date
Application number
PCT/CN2012/076165
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English (en)
French (fr)
Inventor
黄剑超
马化一
薛百华
Original Assignee
北京东土科技股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration

Definitions

  • the present invention relates to the field of ring networks, and in particular, to a seamless redundancy implementation method of a ring network. Background technique
  • the current high availability network uses the Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP, see IEEE802.1w) and the Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP, see IEEE802.1w), which can be applied to the ring.
  • RSTP Rapid Spanning Tree Protocol
  • MSTP Multiple Spanning Tree Protocol
  • the road network implements path redundancy through a certain algorithm, and at the same time prunes the loop network into a loop-free tree network.
  • IEC 62439 protocol In order to solve the real-time requirements of network protocols for industrial networks, the International Electrotechnical Commission (IEC) has developed an industrial automation high availability network protocol set IEC 62439 protocol, in which IEC 62439-2 MRP (Media Redundancy Protocol) uses master-slave The network structure, but because there is only one determined master node in the network, only the master device handles the fault when the fault occurs, so there is a problem of network risk concentration, and the redundancy protection of the terminal critical equipment is not realized.
  • IEC 62439-3 PRP Parallel Redundancy Protocol
  • the terminal equipment uses dual-port redundancy technology to achieve fast fault recovery, but its dual-port health status cannot be detected and system cost is doubled. The lack of improvement.
  • the protocol content of the High Availability Seamless Automation Ring is added in IEC62439-3.
  • the technical content of the protocol is mainly sent from the two ports of a node of the ring network to the ring network.
  • the data frame, and the data frame in both directions terminates transmission at another port of the node, thereby achieving seamless transmission of data frames in the ring network.
  • the above HSR transmission mode causes a waste of the transmission path in the ring network, and at the same time
  • the redundant ports of the nodes are fixed, which causes the waste of the port resources that the nodes can use.
  • the object of the present invention is to solve the problem of seamless redundancy of a ring network in view of the above problems in the prior art due to the waste of network path and port resources caused by the ring network.
  • a seamless redundancy implementation method for a ring network includes a plurality of dual nodes, each dual node includes a plurality of ports, and each dual node has at least two ports configured as redundant ports and two ports are non-redundant a port, one of the redundant ports and two of which are respectively connected to the adjacent two-node through a link to form a ring network,
  • the dual node that sends the data frame in the ring network is configured as a sending node, and the sending node simultaneously sends a pair of identical data frames through one and two of the redundant ports;
  • the dual node that receives the data frame in the ring network is configured as a receiving node, and the receiving node receives the pair of identical data frames by using one of the redundant ports of the sending node, and the receiving node Filtering the received data frame, and transmitting the filtered data frame through a pair of the same data frame through one of the redundant ports;
  • the receiving node reserves a first-time data frame in a pair of identical data frames received from one or two of the redundant ports of the receiving node, and discards one of the redundant ports from the receiving node or a received data frame in a pair of identical data frames;
  • the receiving node After receiving the pair of identical data frames from one of the redundant ports, the receiving node terminates transmitting one of the pair of identical data frames to one of the redundant ports and one of the redundant data ports.
  • the pair of identical data frames have redundant tags different from other data frames, the redundant tags including a type, a line tag, a redundant identifier, and a reserved character segment, wherein the redundant identifier indicates a data frame queue
  • the number identifier indicates that the data frame is one of a pair of identical data frames.
  • the non-redundant port transmits the received data frame through another non-redundant port of the dual node.
  • the two-node non-redundant port receives other data frames without redundant tags, adds redundant tags to the other data frames, and configures redundant ports in the list of macs of the non-redundant ports transmission.
  • a plurality of pairs of redundant ports are arbitrarily set according to a user configuration, and the other ports of the two nodes are non-redundant ports, and the non-redundant ports are used to carry user Ethernet data services.
  • a management port is specified in the two-node non-redundant port, and the management port is used to manage intra-ring protocols.
  • the redundant port of the receiving node discards the same data frame sent by the redundant port.
  • Each of the two nodes in the ring network performs link information exchange through a redundant port, and each of the two nodes in the ring network detects respective link states.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a typical structure of a single node of a ring network.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the structure of the ASR data frame.
  • Figure 3 is a schematic diagram of one of the two-node typical structures in a ring network.
  • Figure 4 is a schematic diagram of the two-node typical structure in a ring network.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a three-node typical structure in a ring network.
  • Figure 6 is a schematic diagram of a seamless redundant structure between ring networks.
  • Figure 7 is a schematic diagram of one of the seamless redundant structures between peer-to-peer ring networks.
  • Figure 8 is a schematic diagram of the second seamless redundancy structure between peer-to-peer ring networks.
  • Figure 9 is a schematic diagram of the third seamless redundancy structure between peer-to-peer ring networks. detailed description
  • a ring network includes a plurality of nodes, each node includes a plurality of ports, and each node sets two of the ports as redundant ports, and one of the redundant ports and two of the redundant ports respectively form a ring by connecting links with the adjacent nodes.
  • the internet includes a plurality of nodes, each node includes a plurality of ports, and each node sets two of the ports as redundant ports, and one of the redundant ports and two of the redundant ports respectively form a ring by connecting links with the adjacent nodes.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a typical structure of a single node of a ring network.
  • a typical single node structure of a ring network includes a transmitting unit, a receiving unit, a data transmission switching unit, and a link redundancy unit.
  • the receiving unit and the transmitting unit form a port, which is responsible for transmitting and receiving data frames, and each port represents a transmission direction.
  • the transmitting unit and the receiving unit are part of the lowest protocol layer of the information transfer process, that is, a communication, modem layer or physical layer in which digital data modulation occurs, having a transceiver function
  • the code and decode logic functions allow the generation and verification of data frame content and, in particular, whether the frames were originally transmitted or have been received, by examining the address and other information of the original transmitting node of the data frame.
  • the transmitting unit and the receiving unit are connected to the data transmission switching unit.
  • the data transmission switching unit has a transmission transmission bus and a reception transmission bus.
  • a pair of identical data frames are output to the two ports of the node through the transmission transmission bus through the transmission transmission bus, or when the node is When the node is transmitted, a pair of identical data frames generated by the frame replicator are output to the two ports of the node through the transmitting transmission bus through the transmitting unit.
  • the data exchange unit is connected to the link redundancy unit.
  • the link redundancy unit includes a frame replicator and a frame filter.
  • the nodes of the ring network generate source data frames through the upper protocol layer, for example: IP protocol, TCP or UDP protocol, and these source data frames are transmitted to the link redundancy unit through the link layer interface, wherein the frame replicator copies the source data frames A pair of identical data frames are generated, the data frames include redundant information, and are output to the two output ports of the node through the data transmission switching unit and the transmitting unit.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the structure of the ASR data frame.
  • the redundant information in the so-called ASR data frame is used to ensure that the data frames transmitted in the ring network are all ASR frames, and are also labels that distinguish one pair of identical data frames.
  • This redundant information is inserted in front of the original data of the ASR redundant frame.
  • the so-called ASR tag includes a type, a line tag, a redundant identifier, and a reserved character segment, where the type indicates a protocol type, for example: 0X8848 represents MPLS Multicast; the line identifier is a network type tag for data frame transmission, and the redundant identifier passes data.
  • the number identifier of the frame queue indicates that the data frame is one of a pair of identical ASR data frames.
  • the level identifier indicates the transmission level of the ASR data frame in the ring network, which inherits the IEEE802.1Q priority level in the original data frame.
  • the frame filter at the link redundancy unit will filter out the data frames that have been received from the ring network and upload the first received data frame to the upper protocol layer.
  • the above filtering of the data frame occurs at the link layer instead of the transport layer. This processing mode can avoid the upper layer protocol layer processing double the service and save the computing power of the local node processor.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of one of the two-node typical structures in a ring network.
  • the pair The typical structure of a node includes three ports, two of which are redundant ports of the ring network.
  • T1 and R1 and T2 and R2 are a pair of redundant ports
  • T3 and R3 and T4 and R4 are configured as ports for external networks.
  • the pair of redundant port structures in Figure 3 is substantially identical to the pair of redundant port structures of the nodes of the ring network shown in Figure 2.
  • the dual-node typical structure shown in FIG. 3 includes a sending unit, a receiving unit, a data transmission switching unit, a link redundancy unit, a link layer sending unit, and a link layer receiving unit, where the receiving unit and the sending unit form a port.
  • each port represents a transmission direction.
  • the redundant ports T1 and R1 and T2 and R2 After receiving the same pair of data frames, the redundant ports T1 and R1 and T2 and R2 remove the first data frame from the redundant label, and then transmit it through the non-redundant ports T3 and R3 and T4 and R4 of the node; Non-redundant ports T3 and R3 and T4 and R4 receive data frames without redundant labels. Add redundant labels to the data frames without redundant labels, and then transmit them through the redundant ports T1 and R1 and T2 and R2 of the node. Go out.
  • T3 and R3 and T4 and R4 are set to ports external to other networks according to user configuration
  • data frames received from the port are generally non-ASR data frames, and non-ASR data frames received from the receiving transmission bus will pass through the chain.
  • the layer receiving unit transmits to the link layer interface and then transmits to the upper layer protocol layer; for the non-ASR data frame transmission, the link layer interface transmits to the transmission transmission bus through the link layer sending unit, and then is configured to externally connect to other networks.
  • T3 and T4 in the port are sent out.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a two-node typical structure in a ring network.
  • two of the ports of the two nodes may be set as redundant ports, that is, redundant ports of two nodes in the ring network, for example: T1 and R1 are paired with T2 and R2. Redundant ports, and T3 and R3 and T4 and R4 are respectively set to non-redundant ports.
  • the T3 and R3 ports can be configured as service ports for carrying ordinary Ethernet data services of users, and T4 and R4 are composed.
  • the port is set as the management port for managing the protocols in the ring network; T5 and R5 are the ports that connect to other networks.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a three-node typical structure in a ring network.
  • four of the ports of the two nodes may be set as redundant ports, that is, redundant ports of two nodes in the ring network, for example: T1 and R1 and T2 and R2 are one.
  • T3 and R3 and T4 and R4 are another pair of redundant ports
  • T5 and R5 and T6 and R6 are respectively set to non-redundant ports, and are set as service ports for carrying ordinary users of the Ethernet.
  • Network data service The two-node structure here can be used to connect switching nodes of two ring networks.
  • the switching node here may have only two pairs of redundant ports based on physical hardware limitations, but will not be limited to this physical hardware limitation by those skilled in the art, that is, the switching nodes have more than two redundant ports. .
  • the ring network in the seamless redundancy implementation method of the ring network includes several dual nodes, each of which includes several ports, at least two ports of each two nodes are redundant ports and two ports are non-redundant The port, the one and the two of the redundant ports are respectively connected to the adjacent two-node through the link to form a ring network, and the following steps are included:
  • the receiving node reserves a first-time data frame from a pair of identical data frames received from one or two of the redundant ports of the receiving node, and discards receiving one or two of the redundant ports of the receiving node. a pair of data frames in the same data frame;
  • the receiving node terminates transmitting one of the pair of identical data frames to one of the redundant ports and one of the redundant data ports;
  • the redundant port of the receiving node After the redundant port of the receiving node receives one of the pair of identical data frames, the first data frame is transmitted through the two non-redundant ports of the two nodes; the non-redundant port receives the data frame It is transmitted through the redundant port of the two nodes.
  • the data frame transmitted in the network includes the destination MAC address and the source MAC address, so the network transmission can use unicast, group Transmission mode such as broadcasting or broadcasting.
  • Figure 6 is a schematic diagram of a seamless redundant structure between ring networks.
  • the single ring network includes four dual nodes 1 and 1', 2 and 2', 3 and 3', and 4 and 4', each of which includes a pair of redundant ports. Taking the two-node 1 and 1' as the starting transmitting node and the two-nodes 4 and 4' as the destination receiving nodes, the nodes 1 and 1' send a pair of identical data frames to their ports 1-1, 1-2.
  • the port 2-1 of the receiving nodes 2 and 2' receives the data frame B transmitted from the port 1-1 of the transmitting node 1 and 1 ', the receiving node 2 and 2' parse the data frame B, and according to the ring
  • the data frame forwarding mechanism in the network processes, if the receiving node 2 and 2' have received the data frame A or the data frame B, then the subsequently received data frame A is discarded, and the subsequently received data A is no longer sent to the node.
  • the upper layer network transmits, at this time, the receiving nodes 2 and 2' start as the transmitting node to send a pair of identical data frames A and ⁇ to their ports 2-1 and 2-2.
  • the two nodes 1 and 1' receive the slave nodes 2 and 2 ' Port 2-1 sends data frame A, two nodes 1 and 1' compares the data frame A with the data frame B in the buffer of its own port 1-2, if two data frames are a pair of identical data frames , Node 1 will discard the data frame.
  • the two nodes 3 and 3' of port 3-1 receive data frames B from two nodes 2 and 2' of 2-2, and the two nodes 3 and 3' parse the data frame B and process them according to the data frame forwarding mechanism in the ring network.
  • the receiving nodes 4 and 4' receive the data frame A transmitted by the other port 1-2 of the two nodes 1 and 1'.
  • the two nodes 4 and 4' parse the data frame B and process according to the data frame forwarding mechanism in the ring network, and the two nodes 4 and 4' start to send the same pair of data to the ports 4-1 and 4-2 as the transmitting node. Frames A and 8.
  • Ports 3-2 of two nodes 3 and 3' receive data frame A transmitted from port 4-1 of two nodes 4 and 4', and data received from node 2 due to port 3-1 of two nodes 3 and 3' Frame B, two nodes 3 and 3 ' If the data frame B transmitted from the two nodes 2 and 2' is received first and transmitted to the upper protocol layer of the two nodes 3 and 3', then the frame filters of the two nodes 3 and y Data frames A received from dual nodes 4 and 4' will be discarded, while perhaps dual nodes 3 and 3' will first receive data frames B sent from dual nodes 2 and 2' from their ports 3-1 and 3- 2 sends a pair of identical data frames A and B, the data frame B sent from port 3-2 of the two nodes 3 and 3' will be double nodes 4 and 4' according to the ring network The data frame receiving mechanism in the network discards its data frame B.
  • the data frame A transmitted from the ports 3-1 of the dual nodes 3 and 3' will be lost by the node 2 according to the data frame receiving mechanism in the ring network.
  • the data frame A is discarded so that a pair of identical data frames appear to be terminated by a node or two nodes that meet in the ring network.
  • the present invention relates to a preferred embodiment of a single ring network as shown in FIG. 6, a transmitting node with two nodes 1 and 1' as a starting node and a receiving node with two nodes 4 and 4' as an example, a ring network.
  • the other two nodes 2 and 2' and 4 and 4' of one of the redundant ports 2-1 and 4-2 receive the two nodes 1 and 1 ' as the initial transmitting node sends the ASR data frame, the other two nodes 2 and 2' and 4 and 4' according to the data frame reception, transmission and termination mechanisms in the ring network only send a pair of A or B in the same data frame to their other redundant ports 2-2 and 4-1; If dual nodes 3 and y's redundant ports 3-1 and 3-2 receive both A and B in the same data frame, the two nodes 3 and y receive, transmit and terminate according to the data frame in the ring network; If dual-node 3 and 3' redundant port 3-1 first receive a pair of A or B in the same data frame, two-node 3 and 3' only according to the data frame receive, send and terminate mechanisms in the ring network Another redundant port 3-2 sends a pair of A or B in the same data frame At the same time, the two nodes 4 and 4' transmit only one or the same data frame A or
  • the data frame receiving mechanism in the ring network the type of the data frame received by the receiving node in the ring network. For the ASR data frame, if a first-come frame of the same data frame is received, the node removes the ASR label and the upper layer protocol. Layer transmission; discards the back-to-frame of the same pair of data frames.
  • Data frame transmission mechanism in a ring network The type of the data frame received by the receiving node in the ring network.
  • the originating sending node simultaneously sends a pair of data frames with ASR labels to its two redundant ports; Redundant ports of non-initial nodes in the network generally no longer receive ASR numbers from them.
  • the ASR data frame is sent according to the redundant port of the frame, and is sent only to another redundant port thereof. Of course, it can also be sent to the redundant port that receives the ASR data frame.
  • the ASR data frame level identifier can be used to determine the transmission level of the ASR data frame in the ring network.
  • the sending node transmits the ASR data frame to the two redundant ports of the node, and when the data frame meets in a node or two nodes in the ring network, the nodes will pass the judgment in the self buffer.
  • the transmission of the ASR data frame is terminated after the subsequent received data frame.
  • FIG. 6 A schematic diagram of a seamless redundancy structure between ring networks as shown in FIG. 6, wherein ports connected to node 1 and ports connected to node 1 in two nodes 1 and 1 ' are non-redundant ports, when connecting two nodes 1
  • node 1 of the 1 'non-redundant port sends a non-ASR data frame (ie, another data frame without a redundant label) to its non-redundant port
  • the non-redundant port of the two nodes 1 and 1 ' is received
  • Non-ASR data frames that is, other data frames without redundant labels
  • add redundant labels to the non-ASR data frames add redundant ports 1- in the mac configuration list of non-redundant ports connected to the node 1. 1 or 1-2 transmission; when node 1 transmits a non-ASR data frame to node 1 ', it is not necessary to add a redundant label to the non-ASR data frame.
  • the seamless redundancy structure between the ring networks, the redundant ports of each point in the ring network perform link information interaction.
  • FIG. 7 is a schematic illustration of one of the seamless redundant structures between peer to peer ring networks.
  • the peer-to-peer ring network includes at least two ring networks, of which two ring networks 1, 2 are connected by two nodes 12 and 13.
  • Ring network 1 is the main ring network
  • ring network 2 is the secondary ring network
  • the secondary ring network includes two nodes 5 and 5', 6 and 6', 7 and 7' and 8 and 8', of which two nodes 1 or 1 'For the originating node, two nodes 6 or 6' are destination nodes;
  • two nodes 1 and 1 ' are redundant ports to it 1-1, 1-2 send a pair of identical data frames A, B, according to the data frame receiving, sending and forwarding mechanism in the ring network, the data frame B sent to the redundant port 1-2, a redundant of the two nodes 12
  • the remaining port receives the data frame B sent by the redundant port 1-2, and the dual node 12 also sends the data frame A or B to the other three ports of
  • the non-redundant port of the 13th When the non-redundant port of the 13th receives the data frame A or B, it also sends the data frame A or B to the redundant port of the dual node 13 according to the data frame receiving, transmitting and forwarding mechanism in the ring network; In 1, the node receiving the same pair of data frames A and B will terminate its continuation of transmission in the ring network 1; in the ring network 2, the MAC address of the destination node 6 or 6' is in the data frame A or B. The destination MAC address, so the destination node 6 or 6' will no longer continue to transmit in the ring network 2 after receiving the data frame A or B.
  • the above-described peer-to-peer ring network including only two ring networks can continue to expand the ring network through the two nodes 11 and 14.
  • Figure 8 is a schematic diagram of the second seamless redundancy structure between peer-to-peer ring networks.
  • the peer-to-peer ring network comprises at least two ring networks, wherein the two ring networks 3, 4 are connected by the switching node 9 shown in Fig. 5.
  • Ring network 3 is the main ring network
  • ring network 4 is the secondary ring network
  • the secondary ring network includes two nodes 5 and 5', 6 and 6', 7 and 7' and 8 and 8', where the secondary ring network is double
  • the node is the same as the two nodes of Figure 7, where the two nodes 1 or 1 ' are the starting sending nodes, the two nodes 6 or 6' are the destination nodes; the two nodes 1 and 1' are directed to their redundant ports 1-1, 1- 2 sends a pair of identical data frames, B, according to the data frame receiving, transmitting and forwarding mechanism in the ring network, the data frame B sent to the redundant port 1-2, the redundant port 9-1 of the switching node 9 receives the redundancy
  • the data frame B sent by port 1-2, the switching node 9 also follows the data frame receiving, transmitting and forwarding mechanism in the ring network to the other three redundant ports 9-2, 9-3 and 9-4 of the switching node 9.
  • the redundant port of the switching node may have two or more pairs of redundant ports according to the physical hardware, and a pair of redundancy is added on the basis of the switching nodes 9 and 9'. In the case of the remaining ports, a ring network may be added to the added pair of redundant ports, and the processing of the data frames is handled in two ring networks; for the same reason, each time a pair of redundant ports is added A ring network can be added.
  • Figure 9 is a schematic diagram of the third seamless redundancy structure between peer-to-peer ring networks.
  • the peer ring network includes at least two ring networks, of which two ring networks 5, 6 are connected by switching nodes 9 and 10 shown in Fig. 5.
  • Ring network 5 is the main ring network
  • ring network 6 is the secondary ring network
  • the secondary ring network includes two nodes 5 and 5', 6 and 6', 7 and 7' and 8 and 8', where the secondary ring network is double
  • the node is the same as the two nodes of Figure 7, where the two nodes 1 or 1' are the starting sending nodes, the two nodes 3 or 3' are the destination nodes; the two nodes 1 and 1' are directed to their redundant ports 1-1, 1- 2 Sending a pair of identical data frames A, B, according to the data frame receiving, transmitting and forwarding mechanism in the ring network, the data frame B sent to the redundant port 1-2, the redundant port 9-1 of the switching node 9 receives the redundancy The data frame B sent by the remaining port 1-2, the switching node 9 will also follow the data frame receiving, transmitting and terminating mechanisms in the ring network to the other three redundant ports 9-2, 9-3 and 9 of the switching node 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了环形网络的无缝冗余实现方法，发送节点通过冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；接收节点接收一对相同数据帧，并对接收到的数据帧进行过滤，并将过滤后的数据帧通过其冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；接收节点保留从接收节点的冗余端口之一或之二接收的一对相同数据帧中先到的数据帧，丢弃从接收节点的冗余端口之一或之二接收到的一对相同数据帧中后到的数据帧；接收节点从其冗余端口之一和之二接收到所述一对相同数据帧后，终止分别向其冗余端口之二和之一发送所述一对相同数据帧之一。采用了本发明的技术方案，能够减少了环形网络中传输路径的浪费，而且增加了节点中端口资源的利用率。

Description

环形网络的无缝冗余实现方法
技术领域
本发明涉及环网技术领域， 尤其涉及环形网络的无缝冗余实现方法。 背景技术
为了解决网络传输路径的冗余， 目前高可用性网络中釆用快速生成树协 议（ RSTP, 参见 IEEE802.1w )和多生成树协议 ( MSTP, 参见 IEEE802.1w ), 这两种协议可以应用于环路网络， 通过一定的算法实现路径冗余， 同时将环 路网络修剪成无环路的树型网络。
虽然这两种协议可以检测到链路故障， 但是因为操作时需要频繁发送报 文来检查网络状态， 所以故障恢复时间一般相对较长， 因而这两种协议并不 满足工业网络对实时性的要求。
为了解决网络协议对于工业网路的实时性的要求，国际电工委员会（ IEC ) 制定了工业自动化高可用性网络协议集一 IEC 62439协议， 其中 IEC 62439-2 MRP ( Media Redundancy Protocol )釆用主从式网络结构， 但是由于其网络中 只有一个确定的主节点， 发生故障时只由这个主设备处理故障， 故存在着网 络风险集中的问题， 且其未实现终端关键设备的冗余保护。 IEC 62439-3 PRP ( Parallel Redundancy Protocol )釆用两个完全对等的主干网络， 终端设备利 用双端口冗余技术实现故障快速恢复， 但其存在着双端口的健康状态无法探 测和系统成本成倍提高的不足。
为此， 在 IEC62439-3增加了关于高可用性无缝自动环（ High Availability Seamless Automation Ring, 简称 HSR ) 的协议内容， 该协议技术内容主要是 从环网某个节点的两个端口向环网发送数据帧， 并且在两个方向的数据帧在 该节点的另一个端口终止传输， 从而实现在环形网络中数据帧的无缝传输。 实际上上述 HSR传输模式在环形网络中造成了传输路径的浪费， 同时由于各 个节点的冗余端口固定后造成了节点可以使用端口资源的浪费。
基于现有技术内容中出现的问题， 申请人提出一种在环形网络中无缝冗 余传输方式——遍周无缝冗余（ Around Seamless Redundancy , 简称 ASR )。 发明内容
本发明的目的是针对以上现有技术中由于环形网络造成网络路径和端口 资源浪费等问题， 提出了一种环形网络的无缝冗余实现方法。
为实现本发明的目的， 釆用了以下技术方案：
环形网络的无缝冗余实现方法， 所述环形网络包括数个双节点， 每个双 节点包括数个端口， 每个双节点至少设置两个端口为冗余端口和两个端口为 非冗余端口， 所述冗余端口之一和之二分别与各自相邻的双节点通过链路连 接组成环形网络，
A、 将所述环形网络中发送数据帧的双节点设置为发送节点，所述发 送节点通过冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；
B、 将所述环形网络中接收数据帧的双节点设置为接收节点，所述接收 节点接收分别通过发送节点的冗余端口之一和之二发送所述一对相同数据 帧， 所述接收节点对所述接收到的数据帧进行过滤， 并将过滤后的数据帧通 过其冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；
C、 所述接收节点保留从所述接收节点的冗余端口之一或之二接收的 一对相同数据帧中先到的数据帧， 丟弃从所述接收节点的冗余端口之一或之 二接收到的一对相同数据帧中后到的数据帧；
D、 接收节点从其冗余端口之一和之二接收到所述一对相同数据帧后， 终止分别向其冗余端口之二和之一发送所述一对相同数据帧之一。
所述一对相同数据帧带有区别于其它数据帧的冗余标签， 所述冗余标签 包括类型、 线路标签符、 冗余标示符和保留字符段， 其中冗余标示符表示数 据帧队列的编号标识， 表示所述数据帧为一对相同的数据帧之一。 所述接收节点的冗余端口接收一对相同数据帧之一之后， 将其中先到的 数据帧去除其冗余标签后， 通过所述双节点的两个非冗余端口或其中之一传 输出去。
所述非冗余端口将其接收到数据帧通过所述双节点的另一非冗余端口传 输出去。
所述双节点的非冗余端口接收到没有冗余标签的其他数据帧， 将所述其 他数据帧中添加冗余标签， 并向所述非冗余端口的 ma c配置列表中的冗余端 口传输。
在所述双节点的数个端口中根据用户配置任意设置数对冗余端口， 所述 双节点的其它端口为非冗余端口， 所述非冗余端口用于承载用户的以太网数 据业务。
在所述双节点的非冗余端口中指定管理端口， 所述管理端口用于管理环 网内协议。
所述接收节点的冗余端口丟弃本冗余端口发送的相同数据帧。
所述环形网络中的各个双节点通过冗余端口进行链路信息交互， 所述环 形网络中的各个双节点检测各自的链路状态。
釆用本发明的技术方案，不仅能够节约在环形网络中的数据帧传输路径， 而且还能够实现各个节点有限的端口资源的有效利用， 从而减少了了环形网 络中传输路径的浪费， 而且增加了节点中端口资源的利用率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说 明书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优 点可通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实 现和获得。
下面通过附图和具体实施方式， 对本发明的技术方案做进一步的详细描 述。 附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本 发明的具体实施方式一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 在附 图中：
图 1为环形网络的单节点典型结构示意图。
图 2为 ASR数据帧结构示意图。
图 3为环形网络中的双节点典型结构之一的示意图。
图 4为环形网络中的双节点典型结构之二的示意图。
图 5为环形网络中的双节点典型结构之三的示意图。
图 6为环形网络间的无缝冗余结构示意图。
图 7为对等环形网络间的无缝冗余结构之一的示意图。
图 8为对等环形网络间的无缝冗余结构之二的示意图。
图 9为对等环形网络间的无缝冗余结构之三的示意图。 具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施方式进行说明， 应当理解， 此处所描 述的优选实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。
一个环形网络包括数个节点， 每个节点包括数个端口， 每个节点设置其 中两个端口为冗余端口， 冗余端口之一和之二分别与各自相邻的节点通过链 路连接组成环形网络。
图 1为环形网络的单节点典型结构示意图。 如图 1所示， 环形网络的单 节点典型结构包括发送单元、接收单元、数据传输交换单元和链路冗余单元。
其中接收单元和发送单元组成一个端口， 负责数据帧的发送和接收， 并 且每个端口代表了一个传输方向。
其中发送单元和接收单元是信息传递过程的最低协议层的部分， 即在其 中发生数字数据调制的通信、 调制解调器层或物理层， 具有收发器功能， 编 码和解码逻辑功能， 允许生成和核查数据帧内容并且特别是检查这些帧是否 原始发送或者是已经接收过的， 通过检查数据帧的原始发送节点的地址和其 它信息。 发送单元和接收单元与数据传输交换单元连接。
其中数据传输交换单元具有发送传输总线和接收传输总线， 当本节点为 起始节点时， 一对相同的数据帧通过发送传输总线经过发送单元向本节点的 两个端口输出， 或者当本节点为发送节点时， 经帧复制器产生的一对相同数 据帧通过发送传输总线经过发送单元向本节点的两个端口输出。 数据交换单 元连接到链路冗余单元。
链路冗余单元包括帧复制器和帧滤波器。 环形网络的节点经过上层协议 层产生源数据帧， 例如： IP协议、 TCP或 UDP协议， 这些源数据帧经过链 路层接口传输到链路冗余单元， 其中的帧复制器复制源数据帧从而产生一对 相同的数据帧， 该数据帧中包括冗余信息， 并通过数据传输交换单元和发送 单元输出到本节点的两个输出端口。
图 2为 ASR数据帧结构示意图。 如图 2所示， 所谓 ASR数据帧中的冗余 信息， 用于确保环形网络中的传输的数据帧都为 ASR帧， 并也是区分一对相 同的数据帧的标记。 该冗余信息被插入到 ASR冗余帧的原始数据前面。 所谓 ASR标签包括类型、 线路标签符、 冗余标示符和保留字符段， 其中类型表明 协议类型， 例如： 0X8848代表 MPLS Multicast; 线路标示符为数据帧传输的 网络类型标记， 冗余标示符通过数据帧队列的编号标识， 表示该数据帧为一 对相同的 ASR数据帧之一。 级别标示符表示 ASR数据帧的在环形网络中的 传输级别， 该传输级别继承原始数据帧中的 IEEE802.1Q的优先级别。
在链路冗余单元的帧滤波器将会过滤掉已经从环形网络中接收到数据 帧， 并且将第一次接收的数据帧上传到上层协议层。 上述对数据帧的过滤发 生在链路层而不是在传输层， 这样的处理方式可以避免上层协议层处理双倍 的业务， 节约本地节点的处理器的计算能力。
图 3为环形网络中的双节点典型结构之一的示意图。 如图 3所示， 该双 节点典型结构包括三个端口， 其中两个端口为环形网络的冗余端口， 例如 T1 与 R1和 T2与 R2为一对冗余端口， T3与 R3和 T4与 R4配置为外接其它网 络的端口。 在图 3中的一对冗余端口结构实际上与图 2中所示的环形网络的 节点的一对冗余端口结构相同。
如图 3所示的双节点典型结构包括发送单元、 接收单元、 数据传输交换 单元、 链路冗余单元， 链路层发送单元和链路层接收单元， 其中接收单元和 发送单元组成一个端口， 负责数据帧的发送和接收， 并且每个端口代表了一 个传输方向。
冗余端口 T1与 R1和 T2与 R2接收到一对相同数据帧后将其中先到的数 据帧去除其冗余标签，然后通过本节点的非冗余端口 T3与 R3和 T4与 R4传 输出去；非冗余端口 T3与 R3和 T4与 R4接收到没有冗余标签的数据帧将该 没有冗余标签的数据帧添加冗余标签， 然后通过本节点的冗余端口 T1与 R1 和 T2与 R2传输出去。
由于 T3与 R3和 T4与 R4根据用户配置被设置为外接其它网络的端口， 而从该端口接收的数据帧一般为非 ASR数据帧，从接收传输总线接收到的非 ASR数据帧将会通过链路层接收单元传输到链路层接口， 然后传输到上层协 议层； 对于非 ASR数据帧的发送， 将由链路层接口通过链路层发送单元传输 到发送传输总线， 然后经由被配置外接其它网络的端口中的 T3和 T4发送出 去。
图 4为环形网络中的双节点典型结构之二的示意图。 如图 4所示， 可以 将其中双节点的数个端口中的两个端口设置为冗余端口， 也即环形网络中双 节点的冗余端口， 例如： T1和 R1与 T2和 R2为一对冗余端口， 而 T3和 R3 与 T4和 R4分别设置为非冗余端口， 其中 T3和 R3组成端口可以设置为业务 端口， 用于承载用户的普通的以太网数据业务， 而 T4和 R4组成的端口设置 为管理端口， 用于管理环形网络内的协议； T5和 R5组成外接其它网络的端 口„ 图 5为环形网络中的双节点典型结构之三的示意图。 如图 5所示， 可以 将其中的双节点的数个端口中的 4个端口设置为冗余端口， 也即环形网络中 双节点的冗余端口， 例如： T1和 R1与 T2和 R2为一对冗余端口， T3和 R3与 T4和 R4为另一对冗余端口， 而 T5和 R5与 T6和 R6分别设置为非冗余端口， 并设置为业务端口， 用于承载用户的普通的以太网数据业务。 这里的双节点 结构可以用于连接两个环形网络的交换节点。 这里的交换节点可能基于物理 硬件的限制而只有两对冗余端口， 但是对于本领域的技术人员来说不会限于 此物理硬件限制， 也就是说， 这里的交换节点的冗余端口不止两对。
环形网络的无缝冗余实现方法中的环形网络包括数个双节点， 每个双节 点包括数个端口， 至少设置每个双节点的两个端口为冗余端口和两个端口为 非冗余端口， 所述冗余端口之一和之二分别与各自相邻的双节点通过链路连 接组成环形网络， 包括如下步骤：
( 1 ) 将环形网络中发送数据帧的双节点设置为发送节点， 向发送节点的 冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；
( 2 ) 将环形网络中接收数据帧的双节点设置为接收节点， 接收节点接收 分别通过发送节点的冗余端口之一和之二发送的一对相同数据帧；
( 3 ) 接收节点保留从所述接收节点的冗余端口之一或之二接收的一对相 同数据帧中先到的数据帧， 丟弃从接收节点的冗余端口之一或之二 接收到的一对相同数据帧中后到的数据帧；
( 4 ) 接收节点从其冗余端口之一和之二接收到一对相同数据帧后， 终止 分别向其冗余端口之二和之一发送所述一对相同数据帧之一；
( 5 ) 接收节点的冗余端口接收一对相同数据帧之一之后， 将其中的先到 的数据帧通过双节点的两个非冗余端口传输出去； 非冗余端口将其 接收到数据帧通过所述双节点的冗余端口传输出去。
在单个环形网络可以与其它多个环形网络组成多环网络中， 网络中传输 数据帧包括目的 MAC地址和源 MAC地址， 因此网络传输可以釆用单播、组 播或者广播等传输模式。
图 6为环形网络间的无缝冗余结构示意图。 如图 6所示， 该单环形网络 包括 4个双节点 1与 1' 、 2与 2' 、 3与 3' 和 4与 4' , 每个双节点包括 一对冗余端口。以双节点 1与 1' 作为起始的发送节点和双节点 4与 4' 为目 的接收节点为例，该节点 1与 1' 向其端口 1-1,1-2发送一对相同的数据帧 A, B, 接收节点 2与 2' 的端口 2-1接收从发送节点 1与 1 ' 的端口 1-1发送的 数据帧 B , 该接收节点 2与 2' 解析该数据帧 B , 并按照环形网络中数据帧转 发机制处理， 如果接收节点 2与 2' 已经接收到过数据帧 A或数据帧 B, 那 么将后续接收的数据帧 A丟弃，该后续接收的数据 A不再向本节点的上层网 络传输， 此时接收节点 2与 2' 开始作为发送节点向其端口 2-1和 2-2发送一 对相同的数据帧 A和^ 双节点 1与 1' 接收到从双节点 2与 2' 的端口 2-1 发送数据帧 A, 双节点 1与 1' 对于该数据帧 A与自身端口 1-2的緩存中的 数据帧 B做比较， 如果两个数据帧为一对相同的数据帧， 将节点 1将丟弃该 数据帧。 双节点 3与 3' 的端口 3-1从双节点 2与 2' 的 2-2接收数据帧 B, 双节点 3与 3' 解析该数据帧 B, 并按照环形网络中数据帧转发机制处理。
在双节点 2与 2' 从双节点 1与 1' 的端口 1-1接收数据 B同时时，接收 节点 4与 4' 接收双节点 1与 1' 的另一端口 1-2发送的数据帧 A, 双节点 4 与 4' 解析该数据帧 B, 并按照环形网络中数据帧转发机制处理， 双节点 4 与 4' 开始作为发送节点向其端口 4-1和 4-2发送一对相同的数据帧 A和8。 双节点 3与 3' 的端口 3-2接收从双节点 4与 4' 的端口 4-1发送的数据帧 A, 由于双节点 3与 3' 的端口 3-1从节点 2接收到的了数据帧 B, 双节点 3与 3 ' 如果首先接收到从双节点 2与 2' 发送的数据帧 B, 并向双节点 3与 3' 的 上层协议层传输， 那么双节点 3与 y 的帧滤波器将会丟弃从双节点 4与 4 ' 接收的数据帧 A, 同时也许双节点 3与 3' 首先接收到从双节点 2与 2' 发 送的数据帧 B已经从其端口 3-1和 3-2发送了一对相同的数据帧 A和 B , 从 双节点 3与 3' 的端口 3-2发送的数据帧 B将会被双节点 4与 4' 根据环形网 络中的数据帧接收机制丟弃其该数据帧 B, 同理， 从双节点 3与 3' 的端口 3-1发送的数据帧 A将会被节点 2根据环形网络中的数据帧接收机制丟弃其 该数据帧 A, 从而使得一对相同的数据帧看起来是在环形网络中相遇的某个 节点或某两个节点终止传输。
实际上， 本发明涉及的是如下单环形网络优选的实施方式， 如图 6 , 以 双节点 1与 1' 作为起始的发送节点和双节点 4与 4' 为目的接收节点为例， 环形网络中的其它双节点 2与 2' 和 4与 4' 的一个冗余端口 2-1和 4-2接收 到双节点 1与 1 ' 作为起始的发送节点发送的 ASR数据帧后， 其它双节点 2 与 2' 和 4与 4' 根据环形网络中的数据帧接收、发送和终止机制仅仅向它们 的另一冗余端口 2-2和 4-1发送一对相同数据帧中的 A或 B; 如果双节点 3与 y 的冗余端口 3-1和 3-2同时接收到一对相同的数据帧中 A和 B, 双节点 3 与 y 根据环形网络中的数据帧接收、 发送和终止机制； 如果双节点 3 与 3 ' 的冗余端口 3-1首先接收一对相同的数据帧中的 A或 B, 双节点 3与 3' 根据环形网络中的数据帧接收、 发送和终止机制仅仅向它们的另一冗余端口 3-2发送一对相同的数据帧中的 A或 B, 同时双节点 4与 4' 根据环形网络中 的数据帧接收、 发送和终止机制仅仅向它们的另一冗余端口 4-2发送一对相 同的数据帧中的 A或 B ,双节点 3与 3' 和 4与 4' 才艮据环形网络中的数据帧 接收、 发送和终止机制终止一对相同的数据帧中的 A或 B传输， 最终使得一 对相同的数据帧看起来是在环形网络中相遇的某个节点或某两个节点终止传 输。
环形网络中的数据帧接收机制：环形网络中接收节点侦查数据帧的类型， 对于 ASR数据帧， 如果收到一对相同数据帧的先到帧， 那么本节点就移除 ASR标签并向上层协议层传输； 丟弃该一对相同数据帧的后到帧。
环形网络中的数据帧发送机制：环形网络中接收节点侦查数据帧的类型， 对 ASR数据帧， 起始的发送节点向其两个冗余端口同时发送一对带有 ASR标 签的数据帧； 环形网络中的非起始节点的冗余端口一般不再向其接收 ASR数 据帧的冗余端口发送 ASR数据帧， 只向其另一冗余端口发送， 当然也可以向 其接收 ASR数据帧的冗余端口发送。
环形网络中数据帧终止机制：
对于 ASR数据帧， 可以通过 ASR数据帧的级别标示符来判别 ASR数据 帧在环形网络中传输级别。
对于 ASR数据帧， 发送节点向本节点的两个冗余端口传输该 ASR数据 帧， 该数据帧在环形网络中某个节点或某两个节点中相遇时， 这些节点将通 过判断自身緩冲中与后续接收的数据帧后终止该 ASR数据帧的传输。
如图 6所示的环形网络间的无缝冗余结构示意图，其中双节点 1与 1 ' 中 与节点 1连接的端口和与节点 1 ' 连接的端口为非冗余端口， 当连接双节点 1 与 1 ' 的非冗余端口的节点 1向其连接的非冗余端口发送非 ASR数据帧 （即 没有冗余标签的其他数据帧）时，双节点 1与 1 ' 的非冗余端口接收到非 ASR 数据帧 (即没有冗余标签的其他数据帧 ), 将该非 ASR数据帧中添加冗余标 签， 并向该节点 1连接的非冗余端口的 mac配置列表中的冗余端口 1-1或 1-2 传输； 当节点 1向节点 1 ' 传输非 ASR数据帧时， 不需要向该非 ASR数据帧 中添加冗余标签。
同理， 其它双节点的非冗余端口按照上述步骤向其双节点的冗余端口传 输数据帧。
如图 6所示的环形网络间的无缝冗余结构示意图， 所述环形网络中的各 点的冗余端口进行链路信息交互。
图 7为对等环形网络间的无缝冗余结构之一的示意图。 如图 7所示， 对 等环形网络包括至少两个环形网络， 其中两个环形网络 1、 2通过双节点 12 和 13连接。 以环形网络 1为主环网络， 环形网络 2为次环网络， 次环网络包 括双节点 5与 5' 、 6与 6' 、 7与 7' 和 8与 8' , 其中的双节点 1或 1 ' 为 起始发送节点， 双节点 6或 6' 为目的节点； 双节点 1与 1 ' 向其冗余端口 1-1、 1-2发送一对相同数据帧 A、 B, 按照环形网路中的数据帧接收、 发送和 转发机制向冗余端口 1-2发送的数据帧 B, 双节点 12的一个冗余端口接收冗 余端口 1-2发送的数据帧 B , 双节点 12也会按照环形网路中的数据帧接收、 发送和转发机制向双节点 12其它三个端口发送数据帧 A或 B , 同理、 13的 非冗余端口接收到数据帧 A或 B时也会按照环形网路中的数据帧接收、发送 和转发机制向双节点 13的冗余端口发送数据帧 A或 B; 在环形网络 1中，接 收一对相同的数据帧 A和 B的节点将会终止其继续在环形网络 1中继续传输； 在环形网络 2中， 目的节点 6或 6' 的 MAC地址为数据帧 A或 B中的目的 MAC地址，因此目的节点 6或 6' 接收到数据帧 A或 B后将也不再继续在环 形网络 2中继续传输。
另外，上述仅包括两个环形网络的对等环形网络还可以通过双节点 11和 14继续扩展环形网络。
图 8为对等环形网络间的无缝冗余结构之二的示意图。 如图 8所示， 对 等环形网络包括至少两个环形网络， 其中两个环形网络 3、 4通过图 5中所示 的交换节点 9连接。 以环形网络 3为主环网络， 环形网络 4为次环网络， 次 环网络包括双节点 5与 5' 、 6与 6' 、 7与 7' 和 8与 8' , 这里的次环网络 的双节点与图 7的双节点相同， 其中的双节点 1或 1 ' 为起始发送节点， 双 节点 6或 6' 为目的节点； 双节点 1与 1' 向其冗余端口 1-1、 1-2发送一对相 同数据帧 、 B, 按照环形网路中的数据帧接收、发送和转发机制向冗余端口 1-2发送的数据帧 B , 交换节点 9的冗余端口 9-1接收冗余端口 1-2发送的数 据帧 B, 交换节点 9也会按照环形网路中的数据帧接收、 发送和转发机制向 交换节点 9其它三个冗余端口 9-2、 9-3和 9-4发送数据帧 A或 B; 在环形网 络 3中， 接收一对相同的数据帧 A和 B的节点将会终止其继续在环形网络 3 中继续传输； 在环形网络 4中， 目的节点 6或 6' 的 MAC地址为数据帧 A 或 B中的目的 MAC地址， 因此目的节点 6或 6' 接收到数据帧 A或 B后将 也不再继续在环形网络 4中继续传输。 以上述交换节点 9与 9' 为例， 该交换节点的冗余端口根据物理硬件的 情况可以具有两对或更多对冗余端口， 在交换节点 9与 9' 基础上随着增加 一对冗余端口时， 可以在该增加的一对冗余端口上外加一个环形网络， 而数 据帧的处理方式如在两个环形网络中处理的处理方式； 同理， 每增加一对冗 余端口时即可增加一个环形网络。
图 9为对等环形网络间的无缝冗余结构之三的示意图。 如图 9所示， 对 等环形网络包括至少两个环形网络， 其中两个环形网络 5、 6通过图 5中所示 的交换节点 9和 10连接。以环形网络 5为主环网络，环形网络 6为次环网络， 次环网络包括双节点 5与 5' 、 6与 6' 、 7与 7' 和 8与 8' , 这里的次环网 络的双节点与图 7的双节点相同， 其中的双节点 1或 1' 为起始发送节点， 双节点 3或 3' 为目的节点； 双节点 1与 1' 向其冗余端口 1-1、 1-2发送一对 相同数据帧 A、 B, 按照环形网路中的数据帧接收、 发送和转发机制向冗余端 口 1-2发送的数据帧 B, 交换节点 9的冗余端口 9-1接收冗余端口 1-2发送的 数据帧 B, 交换节点 9也会按照环形网路中的数据帧接收、 发送和终止机制 向交换节点 9其它三个冗余端口 9-2、 9-3和 9-4发送数据帧 A或 B, 然后交 换节点 10的冗余端口 10-2和 10-3根据环形网路中的数据帧接收、 发送和终 止机制向其另外的两个冗余端口 10-1和 10-4发送数据帧 A或 B, 在环形网 络 5中， 接收一对相同的数据帧 A和 B的节点将会终止其继续在环形网络 5 中继续传输； 在环形网络 6中， 目的节点 6或 6' 的 MAC地址为数据帧 A 或 B中的目的 MAC地址， 因此目的节点 6或 6' 接收到数据帧 A或 B后将 也不再继续在环形网络 6中继续传输。
最后应说明的是： 以上所述仅为本发明的优选实施方式而已， 并不用于 限制本发明， 尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明， 对于本领 域的技术人员来说， 其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、 环形网络的无缝冗余实现方法， 所述环形网络包括数个双节点， 每个双 节点包括数个端口， 每个双节点至少设置两个端口为冗余端口和两个端口为 非冗余端口， 所述冗余端口之一和之二分别与各自相邻的双节点通过链路连 接组成环形网络， 其特征在于：
A、 将所述环形网络中发送数据帧的双节点设置为发送节点， 所述发送节点 通过冗余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；
B、 将所述环形网络中接收数据帧的双节点设置为接收节点， 所述接收节点 接收分别通过发送节点的冗余端口之一和之二发送所述一对相同数据帧， 所 述接收节点对所述接收到的数据帧进行过滤， 并将过滤后的数据帧通过其冗 余端口之一和之二同时发送一对相同数据帧；
C、 所述接收节点保留从所述接收节点的冗余端口之一或之二接收的一对相 同数据帧中先到的数据帧， 丟弃从所述接收节点的冗余端口之一或之二接收 到的一对相同数据帧中后到的数据帧；
D、 接收节点从其冗余端口之一和之二接收到所述一对相同数据帧后， 终止 分别向其冗余端口之二和之一发送所述一对相同数据帧之一。
2、 根据权利要求 1 所述的环形网络的无缝冗余实现方法， 其特征在于： 所 述一对相同数据帧带有区别于其它数据帧的冗余标签， 所述冗余标签包括类 型、 线路标签符、 冗余标示符和保留字符段， 其中冗余标示符表示数据帧队 列的编号标识， 表示所述数据帧为一对相同的数据帧之一。
3、 根据权利要求 1或 2所述的环形网络的无缝冗余实现方法，其特征在于： 所述接收节点的冗余端口接收一对相同数据帧之一之后， 将其中先到的数据 帧去除其冗余标签后， 通过所述双节点的两个非冗余端口或其中之一传输出 去。
4、 根据权利要求 1或 2所述的环形网络的无缝冗余实现方法，其特征在于： 所述非冗余端口将其接收到数据帧通过所述双节点的另一非冗余端口传输出 去。
5、 根据权利要求 4所述的环形网络的无缝冗余实现方法， 其特征在于： 所 述双节点的非冗余端口接收到没有冗余标签的其他数据帧， 将所述其他数据 帧中添加冗余标签，并向所述非冗余端口的 mac配置列表中的冗余端口传输。
6、 根据权利要求 1或 2所述的环形网络的无缝冗余实现方法，其特征在于： 在所述双节点的数个端口中根据用户配置任意设置数对冗余端口， 所述双节 点的其它端口为非冗余端口， 所述非冗余端口用于承载用户的以太网数据业 务。
7、 根据权利要求 1 所述的环形网络的无缝冗余实现方法， 其特征在于： 在 所述双节点的非冗余端口中指定管理端口， 所述管理端口用于管理环网内协 议。
8、 根据权利要求 1或 2中所述的环形网络的无缝冗余实现方法， 其特征在 于： 所述接收节点的冗余端口丟弃本冗余端口发送的相同数据帧。
9、 根据权利要求 1 所述的环形网路的无缝冗余实现方法， 其特征在于： 所 述环形网络中的各个双节点通过冗余端口进行链路信息交互， 所述环形网络 中的各个双节点检测各自的链路状态。
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