[发明专利]一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统和方法

权利要求书

1.一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，包括：冗余数据帧特征值提取模块(1)、循环查找表模块(2)、循环查找表老化模块(3)、丢弃算法模块(4)和结果反馈模块(5)；

冗余数据帧特征值提取模块(1)，用于提取并存储完整数据帧的源MAC地址和SN号；

循环查找表模块(2)，用于根据完整数据帧的源MAC地址和SN号，创建未出现过的MAC地址信息，或者根据丢弃算法模块(4)更新并保持已有MAC地址信息对应的滑动窗口，同时记录网络中通信数据帧的SN号状态；

循环查找表老化模块(3)，通过设定老化时间，清除循环查找表中的老化内容，使得循环查找表能够被循环利用；

丢弃算法模块(4)，用于将接收到的新整帧数据的源MAC地址建立滑动窗口，将新整帧数据归一化处理后，查找并保存循环查找表(2)中的原始窗口和滑动窗口的重叠区域，滑动窗口丢弃其内SN号对应标志为1的数据帧，接收原始窗口中SN号对应标志为0的数据帧；并将丢弃结果传输至结果反馈模块(5)；

结果反馈模块(5)，根据丢弃算法模块(4)的结果，记录数据帧丢弃或存储的结果；

网络中通信数据帧的SN号范围为0-65535；

丢弃算法模块(4)中，所述归一化处理为：当系统接收到新整帧数据时，通过对比新整帧数据的SN号与原始窗口中原始数据的SN号大小，判断新整帧数据的滑动窗口和循环查找表的原始窗口相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，所述循环查找表存储的元素包括：有效标志、MAC地址、原始窗口上边界起始SN号、原始窗口下边界结束SN号、原始窗口上下边界范围内所有SN号接收标志以及链地址；

所述有效标志用于表示循环查找表中的原始窗口是否被使用；

原始窗口上下边界范围内所有SN号接收标志通过1位表示，1表示数据帧已接收，重复丢弃；0表示未接收；

链地址用于将整帧数据中哈希函数相同但源MAC值不同的数据进行首尾相连。

3.根据权利要求2所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，循环查找表中的原始窗口大小范围为1-65535，且原始窗口小于等于其内记录数据帧的SN号最大值。

4.根据权利要求2所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，所述哈希函数用于将新整帧数据的源MAC地址通过关键字转换为ASCII码表。

5.根据权利要求1所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，老化时间通过网络拓扑设定，当循环查找表的内容被更新时，计数器置为最大老化时间，否则自身减1，直到值为0。

6.根据权利要求1所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理系统，其特征在于，丢弃算法模块(4)中，判断出新整帧数据的滑动窗口和循环查找表的窗口相对位置后，对新整帧数据的SN号加或减循环查找表中原始窗口大小，得到滑动窗口的起止序列号，并与原始窗口起止序列号进行比较，找出重叠区域。

7.一种基于权利要求1所述系统的面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理方法，其特征在于，包括：

从网络中提取并存储完整数据帧的源MAC地址和SN号；

根据完整数据帧的源MAC地址和SN号，当源MAC地址未在循环查找表中未出现过时，创建未出现过的MAC地址信息；当源MAC地址未在循环查找表中出现过时，将接收到的新整帧数据的源MAC地址建立滑动窗口，将新整帧数据归一化处理后，查找并保存循环查找表中的原始窗口和滑动窗口的重叠区域，滑动窗口丢弃其内SN号对应标志为1的数据帧，接收原始窗口中SN号对应标志为0的数据帧；循环查找表更新并保持已有MAC地址信息对应的滑动窗口，同时记录网络中通信数据帧的SN号；

当循环查找表的更新标志有效时，开始老化计时，老化时间结束时清除老化表项，同时循环查找表写入并读取新整帧数据的MAC地址和SN号，进而重复利用循环查找表，记录新整帧数据的MAC地址窗口信息；

系统同时存储并记录数据帧丢弃或存储的结果。

8.根据权利要求7所述的一种面向PRP网络的单窗口动态滑动与冗余管理方法，其特征在于，所述归一化处理的具体步骤为：当系统接收到新整帧数据时，通过对比新整帧数据的SN号与原始窗口中原始数据的SN号的大小，判断新整帧数据的滑动窗口和循环查找表的原始窗口相对位置，所述设定网络中通信数据帧SN号在0-65535之间。