专利名称：冗余网络系统及其冗余实现方法
技术领域：
本发明涉及以太网通信技术领域，尤其涉及一种可适用于实时以太网的冗余网络 系统及其冗余实现方法。
背景技术：
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。随着以太网技术的发 展，以太网通信在工业领域的应用也越来越广泛，工业生产的稳定运行和效益提高对于实 时以太网的可用性提出了越来越高的要求，因此实时以太网的高可用性也越来越受到重 视。针对实时以太网的高可用性要求，目前普遍采用的是总线型结构和星型结构的通 信方式。总线型结构的实时以太网通常采用同轴电缆作为传输介质，连接简单，所需电缆较 少，且无需专用的网络设备，通常应用在小规模的网络中。星型结构的实时以太网管理方 便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点，通过双绞线将局域网中的各台主 机连接到核心节点上，可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模，因此得到 了广泛的应用，被绝大部分的实时以太网所采用。然而，上述总线型网络中，如果有一处线路或者节点出现故障，整个网络将无法通 信；同时，星型网络中，如果连接各个主机节点的核心节点交换机出现故障，整个网络也将 会无法通信。无论是总线型结构还是星型结构的实时以太网，随着工业应用中通信节点数 目的增大，网络的故障率都会急剧增加，因此上述现有的实时以太网的冗余度和可靠性都 较低，难以较好的满足工业领域应用的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可适用于实时以太网的冗余网 络系统及其冗余实现方法，以实现在一处线路故障的情况下保持网络的正常通信，且在节 点故障的情况下保持网络中其它节点之间的正常通信，降低实时以太网的故障率，提高其 冗余度和可用性。为此，本发明实施例提供了如下技术方案一种冗余网络系统，包括不少于一个网桥节点和不少于两个普通节点；所述普通节点包括第一网络接口和第二网络接口，所述第一网络接口和第二网络 接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述网桥节点包括第一环网接口、第二环网接口和外网接口，所述第一环网接口 和第二环网接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述外网接口的物理地址和逻 辑地址，与第一环网接口或第二环网接口的物理地址和逻辑地址均不同；所述普通节点的第一网络接口和第二网络接口以及网桥节点的第一环网接口和 第二环网接口依次相连接，构成环型冗余网络。
优选的，所述网桥节点的外网接口连接到所述环型冗余网络以外的设备接口，用 于环型冗余网络与外网的通信。优选的，所述环型冗余网络的各节点中包括通信方式控制模块，用于设置并切换 各个节点的通信方式，使其采用分时机制、主从式机制或两者相结合的方式进行通信。优选的，所述环型冗余网络采用主从式通信机制时，其中有且仅有一个普通节点 或网桥节点为主节点，所述主节点用于控制该网络中各个节点报文的发送顺序。本发明还提供了一种冗余实现方法，上述冗余网络系统中，包括节点通过与环型冗余网络内其他节点连接的两个接口同时发送互为冗余的报文， 并接收环型冗余网络内的报文；节点判断接收到的报文是否是发给该节点的单播报文，如果是，则无需转发该报 文，否则进入下一步；节点判断接收到的报文是否是该节点自身发送的报文，如果是，则无需转发该报 文，否则，向该节点的另一个网络接口或环网接口转发该报文。优选的，网桥节点在转发报文之前，还包括判断要发送的报文是否为需转发给环型冗余网络以外设备的报文，如果是，则通 过该网桥节点的外网接口向环型冗余网络以外的设备转发所述报文。优选的，所述冗余实现方法，还包括网桥节点通过外网接口接收环型冗余网络以外的设备发送的报文，并判断该报文 是否需要向环型冗余网络内转发，如果是，则执行下一步；网桥节点通过第一环网接口和第二环网接口向环型冗余网络内转发互为冗余的 该报文。优选的，所述冗余实现方法，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从节点；主节点向从节点发送允许发送报文命令，以控制所有的节点的报文发送顺序。优选的，所述冗余实现方法，还包括设定环型冗余网络采用分时通信机制，为每一个普通节点和网桥节点分配不同的 发送时间槽；各个普通节点和网桥节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文。优选的，每一个普通节点和网桥节点根据IEEE1588协议进行时钟同步，采用 IEEE1588中所定义的边界时钟模型、端到端透明时钟模型或点到点透明时钟模型。优选的，所述冗余实现方法，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点处于主时钟状态，作为该环型冗 余网络中其他节点的时钟源；将该环型冗余网络中其他所有的节点均与该主时钟同步。优选的，主时钟节点为用户指定的节点，或由环型冗余网络中所有节点持续竞争 产生的节点。优选的，所述冗余实现方法，还包括当所述环型冗余网络中接入新的普通节点或网桥节点时，将其与主时钟进行时钟 同步；
同步成功后，新接入的节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文。优选的，所述冗余实现方法，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从节点， 同时为每一个普通节点和网桥节点分配不同的发送时间槽；各个普通节点和网桥节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文，在所有节点都 未占用的时间槽内，主节点向从节点发送允许发送报文命令，控制所有节点的报文发送顺序。优选的，所述冗余实现方法，还包括环型冗余网络中的各节点周期性地发送线路检查请求报文；各节点在收到线路检查请求报文后，发送线路检查响应报文；线路检查请求报文的发起节点接收线路检查响应报文并记录其发送节点，用于判 断环型冗余网络中故障的类型和位置。优选的，若线路检查请求报文的发起节点的各个接口均未接收到某一节点反馈的 线路检查响应报文，则判定该节点不能正常工作或者连接该节点两个接口的线路均有故障。优选的，若线路检查请求报文的发起节点的第一网络接口或第一环网接口接收到 一节点反馈的线路检查响应报文，第二网络接口或第二环网接口未接收到该节点反馈的线 路检查响应报文，则判断与第二网络接口或第二环网接口连接的线缆故障。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本发明实施例所提供的技术方案中，在环型冗余网络中传输的数据都是两份互为 冗余的报文，并且在两条互相独立的线路上传输，因此任何一处线路出现故障时，该环型冗 余网络系统仍能正常通信；如果只有一处节点发生故障或者发生故障的多个节点是相邻 的，那么其他节点之间仍然能正常通信。该冗余网络系统应用于实时以太网中时，能够明显 的降低其故障率，提高其冗余度和可用性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例一提供的冗余网络系统结构示意图；图加和2b为实施例一提供的普通节点之间的线路或网桥节点和普通节点之间的 线路出现故障时示意图；图3为实施例二提供的冗余实现方法流程示意图；图4为实施例二提供的网桥节点工作流程示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种冗余网络系统，包括不少于一个网桥节点和不少于两 个普通节点；所述普通节点包括第一网络接口和第二网络接口，所述第一网络接口和第二网络接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述网桥节点包括第一环网接口、第二 环网接口和外网接口，所述第一环网接口和第二环网接口的物理地址相同，且两者的逻辑 地址相同；所述外网接口的物理地址和逻辑地址，与第一环网接口或第二环网接口的物理 地址和逻辑地址均不同；所述普通节点的第一网络接口和第二网络接口以及网桥节点的第 一环网接口和第二环网接口依次相连接，构成环型冗余网络。以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例 中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一本发明实施例提供了一种冗余网络系统，可以较佳地适用于由实时以太网技术组 成的网络系统，降低实时以太网的故障率，提高其冗余度和可用性。如图1所示，为该系统 的一种结构示意图，其包括不少于一个网桥节点10和不少于两个普通节点20 ；所述普通节点包括第一网络接口 201和第二网络接口 202，所述第一网络接口 201 和第二网络接口 202的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述网桥节点包括第一环网接口 101、第二环网接口 102和外网接口 103，所述第 一环网接口 101和第二环网接口 102的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述外网接 口 103的物理地址和逻辑地址，与第一环网接口 102或第二环网接口 102的物理地址和逻 辑地址均不同；所述普通节点20的第一网络接口 201和第二网络接口 202以及网桥节点10的第 一环网接口 101和第二环网接口 102依次相连接，构成环型冗余网络。上述环型冗余网络中，任意两个节点之间存在两条相互独立的线路进行通信，当 其中一条线路出现故障时，另一条线路仍能正常通信。当普通节点需要发送报文时，通过其 两个网络接口同时发送互为冗余的报文。当网桥节点需要发送报文时，通过其两个环网接 口同时发送互为冗余的报文。通过上述设计方式，所述在环型冗余网络中传输的数据都是 两份互为冗余的报文，并且在两条互相独立的线路上传输。如图加和2b所示，本实施例提供的环型冗余网络中，当有一处普通节点之间的线 路或网桥节点和普通节点之间的线路出现故障时，整个网络变为有向的线形拓扑，但仍能 正常通信。同时，该故障可以反馈给所有发起线路检查请求报文的节点。上述环型冗余网络中任一普通节点或网桥节点，当其中一个网络接口或环网接口 收到报文时，若经过判断需要转发，立即从另一个一个网络接口或环网接口转发。为防止环 型冗余网络中形成网络风暴，各节点收到自己发出的报文时不转发。此外，本实施例提供的网桥节点在环型冗余网络内实现普通节点的功能，将报文 从两个连接其他节点的环网接口发送出去，并在下次收到该报文时截止它。同时所述网桥 节点还用于实现环型冗余网络内部与外部其它设备的数据通信，即所述网桥节点的外网接口连接到所述环型冗余网络以外的设备接口，用于环型冗余网络与外网的通信。网桥节点 通过外网接口接收环型冗余网络以外的设备发送的报文，并判断该报文是否需要向环型冗 余网络内转发，如果是，则网桥节点通过第一环网接口和第二环网接口向环型冗余网络内 转发互为冗余的该报文。网桥节点如果需要转发报文，则转发之前还需判断要发送的报文 是否为需转发给环型冗余网络以外设备的报文，如果是，则通过该网桥节点的外网接口向 环型冗余网络以外的设备转发所述报文。上述环型冗余网络中，各网桥节点和普通节点均包含一个通信方式控制模块，该 模块可以通过组态等方法设置、切换各个节点之间的通信方式，具体的可采用分时机制、主 从式机制或者两者相结合的机制通信。采用分时机制时，需要组态各个节点的发送时间片，保证节点之间的发送时间片 不重叠。每一个普通节点和网桥节点根据IEEE1588协议进行时钟同步，采用IEEE1588中 所定义的边界时钟模型、端到端透明时钟模型或点到点透明时钟模型。采用主从式机制时，需要设定一个普通节点或网桥节点为主节点，主节点可以主 动的发送报文，同时主节点向从节点发送允许发送报文命令，以控制环型冗余网络中的报 文发送顺序。分时机制和主从式机制相结合时，对各节点分配发送时间槽的同时，指定某一个 普通节点或网桥节点为主节点，各节点在自己的时间槽内发送报文，而在所有节点都未占 用的时间槽内，由主节点控制报文的发送顺序。本实施例提供的冗余网络系统中，在环型冗余网络中传输的数据都是两份互为冗 余的报文，并且在两条互相独立的线路上传输，因此任何一处线路出现故障时，该环型冗余 网络系统仍能正常通信；如果只有一处节点(非主节点)发生故障或者发生故障的多个节 点(非主节点)是相邻的，那么其他节点之间仍然能正常通信。该冗余网络系统适用于实 时以太网中时，能够明显的降低其故障率，提高其冗余度和可用性。实施例二 相应于上述实施例提供的冗余网络系统，本发明实施例还提供了一种适用于该系 统的冗余实现方法，该方法包括节点通过与环型冗余网络内其他节点连接的两个接口同时发送互为冗余的报文， 并接收环型冗余网络内的报文；节点判断接收到的报文是否是发给该节点的单播报文，如果是，则无需转发该报 文，否则进入下一步；节点判断接收到的报文是否是该节点自身发送的报文，如果是，则无需转发该报 文，否则，向该节点的另一个网络接口或环网接口转发该报文。如图3所示的流程示意图，该方法包括步骤S301，普通节点或网桥节点的一侧网络接口或环网接口接收到报文；步骤S302，判断接收到的报文是否是发给该节点的单播报文，如果是，执行步骤 S303，否则执行步骤S304 ；步骤S303，不转发所述报文，结束流程；步骤S304，判断接收到的报文是否是该节点自身发送的报文，如果是，执行步骤 S305，否则执行步骤S306 ；
步骤S305，不转发所述报文，结束流程；步骤S306，向该节点的另一个网络接口或环网接口转发该报文。上述方法提供了适用于实施例一提供的冗余网络系统内的冗余实现方法，在环型 冗余网络中传输的数据都是两份互为冗余的报文，并且在两条互相独立的线路上传输，因 此能够明显的降低其故障率，提高其冗余度和可用性。同时，节点不转发其自身发送的报 文，即截止节点由发送节点自身担当，因此可以阻止网络风暴的产生。上述方法适用于环型冗余网络内的通信，此外，该环型冗余网络还可以通过与外 网连接的网桥节点向外网发送数据，其实现方式如下在网桥节点在转发报文之前，还包括判断要发送的报文是否为需转发给环型冗余网络以外设备的报文，如果是，则通 过该网桥节点的外网接口向环型冗余网络以外的设备转发所述报文。相应的，所述环型冗余网络还可以通过与外网连接的网桥节点接收外网数据，并 向环型冗余网络内转发，其实现方式如下步骤一网桥节点通过外网接口接收环型冗余网络以外的设备发送的报文，并判 断该报文是否需要向环型冗余网络内转发，如果是，则执行下一步；步骤二 网桥节点通过第一环网接口和第二环网接口向环型冗余网络内转发互为 冗余的该报文。具体的，环型冗余网络与外网之间的通信方式为当环型冗余网络内有报文需要 发送给环型冗余网络外的设备时，网桥节点收下该报文，并通过其外网接口发送出去。当环 型冗余网络外有报文要发送给环型冗余网络内的设备节点时，网桥节点收下该报文，重新 封装报文为自己发出的报文，或者记录报文的一些特性，如源地址等，使得网桥节点能作为 该报文的截止节点，防止环型冗余网络内的网络风暴。此时，在环型冗余网络内部，网桥节 点实现普通节点的功能，将该报文从两个连接普通节点的环网接口发送出去，并在下次收 到该报文时截止它。上述冗余网络系统的内冗余实现方法还可以按照节点类型分为两部分普通节点，普通节点需要发送报文时，通过其两个网络接口同时发送互为冗余的 报文。当普通网络节点的一个接口接收到报文后，只能向该节点的另一个网络接口转发。一 个普通节点，收到发送给它的单播报文时，不需要转发；收到自身发送的报文时，不需要转 发；收到其他报文时，需转发。网桥节点，网桥节点发送报文时需区分是向环型冗余网络内发送还是向外网发 送。向环型冗余网络内发送时，通过其与普通节点连接的两个环网接口发送互为冗余的报 文；向外网发送时，通过其环网接口发送。网桥节点收到环型冗余网络内的报文时，需判断 是否需要转发(是否单播报文，是否自身发送的报文)，如果要转发，需判断转发给外网设 备还是环型冗余网络内的其他节点，并通过相应的环网接口或外网接口转发。网桥节点收 到外网的报文时，需判断是否需要转发，如果要转发给环型冗余网络内的节点，则通过其与 普通节点连接的两个环网接口转发互为冗余的报文。网桥节点的工作流程具体可以参见如 图4所示的流程示意图。上述环型冗余网络中，各网桥节点和普通节点均包含一个通信方式控制模块，该 模块可以通过组态等方法设置、切换各个节点之间的通信方式，具体的可采用分时机制、主从式机制或者两者相结合的机制通信。其中，该环型冗余网络可以通过以下方法实现主从式机制通信首先，设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从 节点；只有主节点可以主动的发送报文；主节点向从节点发送允许发送报文命令，以控制所有的节点的报文发送顺序。从 节点只有接收到主节点发送的允许发送报文命令时，才能发送报文。同时，该环型冗余网络可以通过以下方法实现分时机制通信首先，设定环型冗余网络采用分时通信机制，为每一个普通节点和网桥节点分配 不同的发送时间槽；所述时间槽之间不能重叠，具体的分配可以由用户自己根据需要配置， 也可以在设备上电时由相关管理设备自动分配。各个普通节点和网桥节点只能在自身分配到的时间槽内发送相应报文。当采用分时机制的调度通信时，每一个普通节点和网桥节点根据IEEE1588协议 进行时钟同步，采用IEEE1588中所定义的边界时钟模型、端到端透明时钟模型或点到点透 明时钟模型。分时机制的调度通信时，需要组态各个节点的发送时间槽，为保证节点之间的发 送时间槽不重叠，所有节点基于同步后的共同时钟工作，因此，所述冗余实现方法还可以包 括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点处于主时钟状态，作为该环型冗 余网络中其他节点的时钟源；将该环型冗余网络中其他所有的节点均与该主时钟同步。作为主时钟的节点，可以是指定的某个节点，当某个节点被指定为主时钟时，其他 节点只能作为从时钟；主时钟也可由环型冗余网络中的所有节点之间竞争产生，主时钟的 竞争是持续的，始终由环型冗余网络中最符合某种特定条件的节点担任。本发明实施例提供的冗余网络中节点的数量可以根据需求实时地调整，因此，当 所述环型冗余网络中接入新的普通节点或网桥节点时，首先要将其与主时钟进行时间同 步；同步成功后，新接入的节点才能在自身分配到的时间槽内发送相应报文。此外，本实施例提供的冗余实现方法中，还可以采用主从式和分时调度相结合的 机制通信，具体的实现方式为设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从节点， 同时为每一个普通节点和网桥节点分配不同的发送时间槽；各个普通节点和网桥节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文，在所有节点都 未占用的时间槽内，主节点向从节点发送允许发送报文命令，控制所有节点的报文发送顺序。采用主从式和分时调度相结合的机制通信的实现方式还可以参见上述主从式机 制通信和分时调度机制通信所述，在此不再赘述。为了进一步的提高所述冗余网络系统的可用性，在故障发生时及时的定位和排除 故障，本实施例提供的冗余实现方法中，还可以包括对所述环型冗余网络进行故障定位，具 体的该冗余实现方法还包括步骤一环型冗余网络中的各节点周期性地发送线路检查请求报文；步骤二 各节点在收到线路检查请求报文后，发送线路检查响应报文；
步骤三线路检查请求报文的发起节点接收线路检查响应报文并记录其发送节 点，用于判断环型冗余网络中故障的类型和位置。上述方法中，发送线路检查请求报文的节点和周期可以调整。如果某节点在一侧 接口发送的线路检查请求报文在该节点的另一侧接口收到，则说明该环型冗余网络正常工 作。对环型冗余网络中故障类型的判断可以包括以下两种情况— 若线路检查请求报文的发起节点A的各个接口均未接收到节点B反馈的线路 检查响应报文，则判定节点B不能正常工作或者连接节点B两个接口的线路均有故障。二 若线路检查请求报文的发起节点A的一个接口 Al接收到节点B反馈的线路检 查响应报文，另一个接口 A2未接收到节点B反馈的线路检查响应报文，则判断与接口 A2连 接的线缆故障。同时可知节点B处于正常工作状态。本实施例提供的冗余实现方法中，所有的冗余处理工作可以由应用层的冗余管理 实体进行处理，对用户完全隐藏冗余网络的存在。在冗余报文的处理过程中，不用修改实时 以太网报文的报文格式，不用增加区分冗余报文的报文标志段。通过线路检查机制，可以及 时发现并修复网络中的故障。环型冗余网络内部可以通过网桥节点和外网的设备进行通 信。环型冗余网络内节点的数量可以根据需求实时地调整，且不影响整个网络的通信。当环型冗余网络内有一处线路故障时，整个网络仍然能够保持正常通信，且具有 零故障恢复时间。当网络中有一处节点故障或者发生故障的多个节点是相邻的，其他节点 仍然能够保持正常通信。能够有效的降低实时以太网的故障率，提高其冗余度和可用性。本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分 的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使 本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技 术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围 的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要 符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种冗余网络系统，其特征在于，包括不少于一个网桥节点和不少于两个普通节点；所述普通节点包括第一网络接口和第二网络接口，所述第一网络接口和第二网络接口 的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述网桥节点包括第一环网接口、第二环网接口和外网接口，所述第一环网接口和第 二环网接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述外网接口的物理地址和逻辑地 址，与第一环网接口或第二环网接口的物理地址和逻辑地址均不同；所述普通节点的第一网络接口和第二网络接口以及网桥节点的第一环网接口和第二 环网接口依次相连接，构成环型冗余网络。
2.根据权利要求1所述的冗余网络系统，其特征在于所述网桥节点的外网接口连接到所述环型冗余网络以外的设备接口，用于环型冗余网 络与外网的通信。
3.根据权利要求1所述的冗余网络系统，其特征在于所述环型冗余网络的各节点中包括通信方式控制模块，用于设置并切换各个节点的通 信方式，使其采用分时机制、主从式机制或两者相结合的方式进行通信。
4.根据权利要求1所述的冗余网络系统，其特征在于所述环型冗余网络采用主从式通信机制时，其中有且仅有一个普通节点或网桥节点为 主节点，所述主节点用于控制该网络中各个节点报文的发送顺序。
5.一种冗余实现方法，应用于如权利要求1所述的冗余网络系统中，其特征在于，包括节点通过与环型冗余网络内其他节点连接的两个接口同时发送互为冗余的报文，并接 收环型冗余网络内的报文；节点判断接收到的报文是否是发给该节点的单播报文，如果是，则无需转发该报文，否 则进入下一步；节点判断接收到的报文是否是该节点自身发送的报文，如果是，则无需转发该报文，否 则，向该节点的另一个网络接口或环网接口转发该报文。
6.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，网桥节点在转发报文之前，还包括判断要发送的报文是否为需转发给环型冗余网络以外设备的报文，如果是，则通过该 网桥节点的外网接口向环型冗余网络以外的设备转发所述报文。
7.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括网桥节点通过外网接口接收环型冗余网络以外的设备发送的报文，并判断该报文是否 需要向环型冗余网络内转发，如果是，则执行下一步；网桥节点通过第一环网接口和第二环网接口向环型冗余网络内转发互为冗余的该报文。
8.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从节点； 主节点向从节点发送允许发送报文命令，以控制所有的节点的报文发送顺序。
9.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括设定环型冗余网络采用分时通信机制，为每一个普通节点和网桥节点分配不同的发送 时间槽；各个普通节点和网桥节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文。
10.根据权利要求9所述的冗余实现方法，其特征在于每一个普通节点和网桥节点根据IEEE1588协议进行时钟同步，采用IEEE1588中所定 义的边界时钟模型、端到端透明时钟模型或点到点透明时钟模型。
11.根据权利要求10所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点处于主时钟状态，作为该环型冗余网 络中其他节点的时钟源；将该环型冗余网络中其他所有的节点均与该主时钟同步。
12.根据权利要求11所述的冗余实现方法，其特征在于主时钟节点为用户指定的节点，或由环型冗余网络中所有节点持续竞争产生的节点。
13.根据权利要求11所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括当所述环型冗余网络中接入新的普通节点或网桥节点时，将其与主时钟进行时钟同步；同步成功后，新接入的节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文。
14.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括设定环型冗余网络中的一个普通节点或网桥节点为主节点，其余节点为从节点，同时 为每一个普通节点和网桥节点分配不同的发送时间槽；各个普通节点和网桥节点在自身分配到的时间槽内发送相应报文，在所有节点都未占 用的时间槽内，主节点向从节点发送允许发送报文命令，控制所有节点的报文发送顺序。
15.根据权利要求5所述的冗余实现方法，其特征在于，还包括 环型冗余网络中的各节点周期性地发送线路检查请求报文； 各节点在收到线路检查请求报文后，发送线路检查响应报文；线路检查请求报文的发起节点接收线路检查响应报文并记录其发送节点，用于判断环 型冗余网络中故障的类型和位置。
16.根据权利要求15所述的冗余实现方法，其特征在于若线路检查请求报文的发起节点的各个接口均未接收到某一节点反馈的线路检查响 应报文，则判定该节点不能正常工作或者连接该节点两个接口的线路均有故障。
17.根据权利要求15所述的冗余实现方法，其特征在于若线路检查请求报文的发起节点的第一网络接口或第一环网接口接收到一节点反馈 的线路检查响应报文，第二网络接口或第二环网接口未接收到该节点反馈的线路检查响应 报文，则判断与第二网络接口或第二环网接口连接的线缆故障。
全文摘要
本发明实施例公开了一种可适用于实时以太网的冗余网络系统及其冗余实现方法，所述冗余网络系统，包括不少于一个网桥节点和不少于两个普通节点；所述普通节点包括第一网络接口和第二网络接口，所述第一网络接口和第二网络接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述网桥节点包括第一环网接口、第二环网接口和外网接口，所述第一环网接口和第二环网接口的物理地址相同，且两者的逻辑地址相同；所述外网接口的物理地址和逻辑地址，与第一环网接口或第二环网接口均不同；所述普通节点以及网桥节点依次相连接，构成环型冗余网络。本实施例提供的技术方案能够明显的降低实时以太网故障率，提高其冗余度和可用性。
文档编号H04L12/24GK102111299SQ201110053759
公开日2011年6月29日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者冯冬芹, 孙昊, 朱杰, 褚健 申请人:中控科技集团有限公司, 浙江大学