[发明专利]基于环行网络的通信方法及环行网络

说明书

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于环行网络的通信方法及环行 网络。

背景技术

环形网络，是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台 设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都接收到。环形网络作为一种成 熟的网络拓扑结构，具有成本低、可靠性高、传输速率高和组网简单等优点， 并逐渐应用于工业控制领域。在基于环行网络进行通信时，如何在物理环路上 避免逻辑成环以及如何构建快速的故障检测机制一直是研究的重点。以以太网 环形网络为例，其一般采用STP(Spanning Tree Protocol，生成树)协议来对 网络的拓扑进行保护。

发明人在对现有技术的研究过程中发现，现有采用STP协议对挽留过拓 扑进行保护时，其典型的故障恢复时间通常在几十秒的量级，虽然RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议)和MSTP(Multi Spanning Tree Protocol，多生成树协议)对STP的保护机制进行了改进，故障恢复时间可以 控制在秒级，但是仍然无法在实时性、确定性和可靠性要求高的工业控制网络 中得到有效的应用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于环行网络的通信方法及环行网络， 以解决现有技术中的环行网络通信实时性和可靠性不高的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

一种基于环行网络的通信方法，所述环行网络中包含若干设备，所述若干 设备之间在物理上相互连接组成单环，每个所述设备至少包括两个端口，所述 环行网络中包含处于通信状态的主线路和备用线路，包括：

在进行实时通信的每个通信周期内，所述若干设备中的每个设备按照预先 设置的次序从所述主线路和备用线路发送报文，并接收其它设备发送的报文；

当接收到由同一个设备发送的互为冗余的报文时，从所述互为冗余的报文 中选择一个报文。

还包括：

在进行实时通信前，所述若干设备从所述主线路和备用线路与时钟服务器 进行时钟同步，所述时钟服务器集成在所述若干设备中的一个设备中。

还包括：

所述环行网络启动通信时，所述若干设备中的某一设备分别通过所述两个 端口在主线路和备用线路上发送线路检查报文；

当所述两个端口中的至少一个端口接收到所述线路检查报文时，判断所述 环行网络闭合，执行所述时钟同步的步骤。

还包括：

当判断所述环形网络未闭合时，所述某一设备根据接收到的线路响应报文 判断所述主线路和备用线路上的故障位置。

还包括：预先指定所述若干设备中不进行报文转发的至少一个设备作为主 设备，除所述主设备外的其它设备为从设备；

所述接收到由同一个设备发送的互为冗余的报文具体为：所述主设备接收 到由同一个设备发送的互为冗余的报文。

还包括：

所述主设备根据接收到的从设备发送的报文检测所述环形网络的故障，并 判断所述故障的类型和位置；

所述从设备根据接收到的其它设备发送的报文判断环形网络是否发生故 障。

还包括：

当有新设备请求加入所述环形网络时，所述时钟服务器对所述新设备进行 授权；

当所述新设备加入所述环形网络后，所述环形网络中的所述若干设备重新 进行时钟同步。

所述从所述互为冗余的报文中选择一个报文包括：

当所述互为冗余的报文为同步报文时，选择其中校验结果正确的同步报 文；

当所述互为冗余的报文为数据报文时，按照所述数据报文接收的先后顺 序，选择其中校验结果正确的数据报文。

还包括：根据接收到的报文情况检测所述环形网络的故障，具体为：

当每个设备接收到其它设备发送的报文，且所述报文互为冗余，则所述环 形网络正常；

当每个设备接收到其它设备发送的报文，且所述报文不互为冗余，则根据 所述两个端口所接收到的报文判断环形网络中发生故障的位置；

当每个设备无法接收到其它设备发送的报文，则根据所述两个端口已接收 到的报文判断所述环形网络中发生故障的位置和设备。