[发明专利]一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法及系统，诊断方法包括如下步骤：S101）诊断服务器对外界输入的网络拓扑进行解析并保存；S102）诊断服务器根据解析的网络拓扑采集交换设备的网口状态信息；S103）诊断服务器根据采集到的网口状态信息，诊断网络拓扑中所有交换设备、终端设备和连接线缆的状态；S104）诊断服务器将本次诊断的结果按照协议打包并发送至需要拓扑完整性状态的设备；S105）周期性执行上述步骤S102至步骤S104的所有操作。本发明能够解决现有网络拓扑完整性诊断方式不够直接，不能监视到直接由物理连接断掉导致的网络拓扑完整性缺失，不能直接获取相关网络设备的通信状态信息的技术问题。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其是涉及一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法及系统。

背景技术

目前，在大多数的工业控制系统中都布设有一套用于设备之间通信的通信网络，如：汽车领域的CAN通信网络，轨道交通领域的WTB、MVB通信网络，以及现在十分流行的工业以太网控制网络等。这些网络系统在运行过程中会传递大量的状态数据和控制数据，由于这些数据对系统的运行起着极为重要的作用，因而对上述网络系统的网络拓扑完整性进行诊断显得十分必要。

工业控制系统在运行过程中会传递大量的状态、诊断、控制等重要数据，系统使用这些数据时需要对数据的可用性和有效性进行判定。以及系统进行故障分析时，需要通过当时各个设备的状态信息判定故障发生的原因。针对上述问题的需要，网络拓扑完整性诊断所提供的设备在线状态、设备通信状况等信息能够为其提供有力的判定依据。

目前，在现有技术中使用较多的技术方案是利用软件在通信数据中加入设备生命信号、时间戳等信息，然后数据接收设备根据生命信号、时间戳来判定网络拓扑的完整性。现有技术主要存在以下缺点：

一、现有技术往往通过在通信数据中添加拓扑监视信息（如设备生命信号、时间戳等）来判定网络拓扑完整性，是一种间接的诊断方法，不够直接、明了；

二、现有技术只能监视到由于软件故障导致的网络拓扑完整性缺失，而不能监视到直接由物理连接断掉导致的网络拓扑完整性缺失；

三、由于不能直接获取相关网络设备的通信状态信息，现有技术不能监视设备的通信质量，并进行诊断。

四、现有技术为了监视整个网络的拓扑完整性，拓扑监视设备需要接收所有网络设备发送的包含了相关监视信息（如设备生命信号、时间戳等）的数据。而需要接收所有设备数据的设备很可能是系统的关键设备，这将消耗这类关键设备的处理能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法及系统，以解决现有网络拓扑完整性诊断方式不够直接，不能监视到直接由物理连接断掉导致的网络拓扑完整性缺失，不能直接获取相关网络设备的通信状态信息的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法的技术实现方案，一种基于以太网的网络拓扑完整性诊断方法，包括以下步骤：

S101）诊断服务器对外界输入的网络拓扑进行解析并保存；

S102）所述诊断服务器根据解析的网络拓扑采集交换设备的网口状态信息；

S103）所述诊断服务器根据采集到的网口状态信息，诊断网络拓扑中所有交换设备、终端设备和连接线缆的状态；

S104）所述诊断服务器将本次诊断的结果按照协议打包并发送至需要拓扑完整性状态的设备；

S105）周期性执行上述步骤S102至步骤S104的所有操作。

优选的，当诊断某一交换设备的网口状态为物理连接断开，则该网口、与该网口相连的网口及连接线缆均诊断为完全丢失，并将该连接线缆标记为颜色一，表示该连接线缆两端的通信完全断开。