一种工业以太网交换机的解网方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环网技术领域的技术改进，尤其涉及一种工业以太网交换机的解网方 法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，互联网技术得到了突飞猛进的发展，人们通过互联网对家中的 电器进行远程控制，同样人们也可以利用互联网对人不能去的工作空间内的机器设备进远 程控制，如煤矿中存在有瓦斯和煤尘，达到一定条件就可爆炸对煤矿工人的人身安全造成 了极太的威胁，这就要求对煤矿下的生产情况进行及时的监控，这样就需要在矿井下建立 互联网。
[0003] 光交换机是井下以太网的核心联网设备，主要用于组建煤矿井下环网平台，具有 自诊断功能，能在很短的时间内诊断出故障，并能很快的进行自愈恢复。光交换机具有以太 网光信号间的冗余环型网络数据交换功能。
[0004] 现有的算法有：RSTP、现在各种算法国语复杂，难以适应小的网络和工业级对时间 的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种工业以太网交换机的解网方法，旨在解决上述的技术 问题。
[0006] 本发明是这样实现的，一种工业以太网交换机的解网方法，所述解网方法包括以 下步骤：
[0007] A、检查环网交换机的端口是否有正常连接状态；如是，则执行步骤B，如否，则重 复执行步骤A;
[0008] B、环网交换机发送环网包至连接状态的端口；
[0009] C、检查环网交换机的端口是否有变化；如是，则将环网交换机转为主机，定时发送 环网包，接收环网解环数据包，执行步骤D;如否，主机执行步骤D;从机执行步骤E;
[0010] D、对接收环网解环数据包的交换机状态和MAC地址7个字节分别进行比较，大的 转换为主机，小的转换为从机；
[0011] E、如果MAC地址最大标志为1，对接收环网解环数据包中MAC地址6个字节分别 进行比较，判断是否比自身的MAC地址大，如是则清除MAC地址最大标志；如果本机为单连 接状态，判断是否收到双连接状态数据包，如是本机变为主机；如否则不处理；如果本机的 MAC地址最大标志为1，判断是否收到双连接状态的数据包，如是本机变为主机，此时判断 自身是否MAC最大值已为1，如是，则转换为主机，如否则不处理。
[0012] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤A之前还包括以下步骤：
[0013] A1、环网交换机中竞争主机是比较本机状态加MAC地址的方式来确定是主机还是 从机；
[0014] A2、同时发送的数据包类型分为管理数据包和非管理数据包，管理数据包可以穿 透阻塞端口，在交换机只能逐台转发；非管理数据包可以在网络中快速传输，提升接环速 度。
[0015] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤E中MAC地址最大标志位为状态字节的最 高位，如果收到双连接状态数据包，该机会改变为主机，且该标志只能保持30ms。
[0016] 本发明的进一步技术方案是：所述主机一个端口阻塞。
[0017] 本发明的进一步技术方案是：所述主机发包时，前30个包每10ms发一次，后面的 发包2s-次。
[0018] 本发明的进一步技术方案是：所述从机所有端口均打开，从一个端口收包另一个 端口转发包且改变包的类型。
[0019] 本发明的有益效果是：该环网解环方法使用方便、便捷、可靠性高，稳定安全，本方 法的结构简单、适用于中小网络和工业级对时间的要求，有效的降低企业成本，节省时间， 有效提高企业效率。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例提供的工业以太网交换机的解网方法的流程图。
[0021] 图2是本发明实施例提供的交换机环网图。
[0022] 图3是本发明实施例提供的MAC地址7个字节示意图。
【具体实施方式】
[0023] 图1示出了本发明提供的工业以太网交换机的解网方法的流程图，其详述如下：
[0024] 步骤S1，环网交换机进行初始化。在环网交换机上电后，启动，在网内的交换机均 自动进行初始化处理，全部认为自己为主机状态。
[0025] 步骤S2,检查环网交换机的端口是否有正常连接状态；如是，则执行步骤S3,如 否，则重复执行步骤S2。
[0026] 步骤S3,环网交换机发送环网包至连接状态的端口；在环网交换机发送环网解环 数据包至连接状态的端口，来校验端口是否正常。
[0027] 步骤S4,检查环网交换机的端口是否有变化；如是，则将环网交换机转为主机，定 时发送环网包，接收环网解环数据包，执行步骤S5;如否，则环网交换机转为从机，接收环 网解环数据包，执行步骤S6。
[0028] 步骤S5,对接收环网解环数据包的交换机状态和MAC地址7个字节分别进行比较， 大的转换为主机，小的转换为从机；每一个交换机都有两个状态：是不是主机，是不是MAC 最大的交换机；比较状态和MAC地址7个字节，小的将会成为从机，大的为主机。其中状态 字节的bit7 :MAC地址最大标志位，为1时，MAC地址最大，为0时MAC地址不是最大。注意 该标志对外发送时只能使用30ms。bit6 :单link，组环的两个端口只有一个link;bit5 :组 环的两个端口都linkup时，为1。任何交换机只有一个linkup时，linkup的端口将打 开，linkdown的端口将阻塞；两个端口都linkdown时，端口号大的将阻塞；主机：a、必须 有一个端口阻塞；b、只有主机发包，且前30个包，每10ms发一次，后面的包2秒钟发一次。 BPDU包（能够穿透阻塞端口的包）和非BPDU(不能穿透阻塞端口）同时发。从机：所有端 口都打开。从机只转发包，从一个端口收到的包，从另外的端口发出去，并且改变包的类型， 收到BPDU包在另一个端口转发非BPDU包，收到非BPDU包在另一个端口转发BPDU包。同 一个序列号的包只转发一次。从机再次成为主机的条件：a、MAC地址最大标志为1的从机 收到：标志位bit5为1的包，将会变成主机，并且发状态标志前30ms为1。b、单link从机 收到比它小的包，立刻转换为主机。c、从机环网端口状态发生改变：例如，单link变为双 link，双link变为单link。
[0029] 发送包帧结构：
[0030]
[0031] 包序列号：主机非BPDU和BPDU是一样的。
[0032] 地址老化：
[0033] 1、主机阻塞端口发生变化，发包时把是否需要老化字节置1，并带一个地址老化 ID，老化ID，每次状态变化都要+1，为0时需要再+1。
[0034] 2、主机阻塞端口未发生变化，发包时把是否需要老化字节置0。
[0035] 解环过程：假如MAC地址大小如下：MACA(A交换机的）>MACB(B交换机的）> MACC(C交换机的）>MA⑶(D交换机的）上电后，A、B、C、D交换机都为主机，且都认为自己 是环网中MAC地址最大的交换机；且都堵塞一个端口，此处假设为e口，w口为打开的。
[0036] 步骤S6,判断是不是单连接状态收到双连接状态数据包，收到双连接状态时是不 是自己MAC最大值已为1，如是，则转换为主机，如否，则继续为从机。
[0037] 开始发包，由于大家都是双link，标志字节完全一样，只是比较MAC地址，B交换机 收到A交换机的包后，B交换机成为从机，立刻停止发包，两个端口都打开，同时C交换机收 到B交换机包时已经成为从机，同样D交换机收到A交换机的包后，也变为从机，这样除了 A交换机的e口是阻塞的，其他端口都是打开的，也就解环了。
[0038] 如果这时BC之间的网线断开，B、C交换机同时成为主机，同时发状态标志bit6为 1的包，A交换机收到后，立刻成为从机，但是A交换机的MAC地址最大标志依然为1，A交 换机的e口打开。C交换机收到B交换机的包后，由于比B交换机的环网ID小，成为从机。 整个链路还是成为一体。
[0039] 如果这时BC的断开链路又恢复了，C会再次成为主机，B主机状态变化还会重新发 包，这时状态bit7置1，这时A交换机由于MAC最大标志为1，因为收到B或C交换机的包， 也成为主机。发BIT7为1的包，迅速使B、C成为从机，链路恢复，如图2、3所示。
[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种工业以太网交换机的解网方法，其特征在于，所述解网方法包括以下步骤： A、 检查环网交换机的端口是否有正常连接状态；如是，则执行步骤B，如否，则重复执 行步骤A; B、 环网交换机发送环网包至连接状态的端口； C、 检查环网交换机的端口是否有变化；如是，则将环网交换机转为主机，定时发送环网 包，接收环网解环数据包，执行步骤D;如否，主机执行步骤D;从机执行步骤E; D、 对接收环网解环数据包的交换机状态和MAC地址7个字节分别进行比较，大的转换 为主机，小的转换为从机； E、 如果MAC地址最大标志为1，对接收环网解环数据包中MAC地址6个字节分别进行比 较，判断是否比自身的MAC地址大，如是则清除MAC地址最大标志；如果本机为单连接状态， 判断是否收到双连接状态数据包，如是本机变为主机；如否则不处理；如果本机的MAC地址 最大标志为1，判断是否收到双连接状态的数据包，如是本机变为主机，此时判断自身是否 MAC最大值已为1，如是，则转换为主机，如否则不处理。2. 根据权利要求1所述的解网方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括以下步骤： A1、环网交换机中竞争主机是比较本机状态加MAC地址的方式来确定是主机还是从 机； A2、同时发送的数据包类型分为管理数据包和非管理数据包，管理数据包可以穿透阻 塞端口，在交换机只能逐台转发；非管理数据包可以在网络中快速传输，提升接环速度。3. 根据权利要求2所述的解网方法，其特征在于，所述步骤E中MAC地址最大标志位 为状态字节的最高位，如果收到双连接状态数据包，该机会改变为主机，且该标志只能保持 30ms〇4. 根据权利要求3所述的解网方法，其特征在于，所述主机一个端口阻塞。5. 根据权利要求4所述的解网方法，其特征在于，所述主机发包时，前30个包每10ms 发一次，后面的发包2s-次。6. 根据权利要求5所述的解网方法，其特征在于，所述从机所有端口均打开，从一个端 口收包另一个端口转发包且改变包的类型。
【专利摘要】本发明涉及一种工业以太网交换机的解网方法，包括：A、检查环网交换机的端口是否有正常连接状态；B、环网交换机发送环网包至连接状态的端口；C、检查环网交换机的端口是否有变化；D、对接收环网解环数据包的交换机状态和MAC地址7个字节分别进行比较大的转换为主机，小的转换为从机；E、判断是不是单连接状态收到双连接状态数据包，收到双连接状态时是不是自己MAC最大值标志已为1，如是，则转换为主机，如否，则继续为从机。该环网解环方法使用方便、便捷、可靠性高，稳定安全，本方法的结构简单、适用于中小网络和工业级对时间的要求，有效的降低企业成本，节省时间，有效提高企业效率。
【IPC分类】H04L12/24, H04L12/42
【公开号】CN105282001
【申请号】CN201510627993
【发明人】鞠文桦, 嵇成友, 陈守卫
【申请人】深圳市源拓光电技术有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年12月10日