一种环形网络中实现动态路径规划的方法

摘要

一种环形网络中实现动态路径规划的方法，包括：交换机初始化配置；交换机初始化配置完成后，所有交换机依据精确时钟同步协议PTP进行时钟同步；在第一次同步以后，各交换机从其1号环端口向网络发送信息收集报文；最小序列号的交换机将其1号环端口配置为阻塞状态，最小序列号的交换机的2号环端口及其他所有交换机的环端口全部配置为转发状态；定义动态路径规划的最小间隔时间为保持时间；保持时间达到以后，各交换机分别从各交换机的1号环端口发送信息收集报文；根据信息收集报文判断网络是否出现故障；根据判断结果进行路径动态重组或不进行路径动态重组。使用本发明的方法，使得环网中的路径规划更为灵活，同时也保证了工业自动化网络的实时性要求。

主权项

一种环形网络中实现动态路径规划的方法，其特征在于，在环形网络中，组成环形网络的交换机是对等的、无差别的，交换机通过1号环端口和2号环端口在物理上连接成环，但在逻辑上始终保持一段链状的通信路径，所述路径可根据网络状况进行动态重组，对所述途径进行动态规划的过程如下：步骤1：交换机初始化配置，其中，除了对交换机进行常规配置外，还需要对信息收集报文发送间隔时间、信息收集报文接收超时时间、同步时钟类型、交换机序列号、使能端口流量统计进行配置；步骤2：交换机初始化配置完成后，所有交换机依据精确时钟同步协议PTP进行时钟同步；步骤3：在第一次同步以后，各交换机从1号环端口向网络发送信息收集报文，此次收集的信息为交换机序列号及数量；步骤4：信息收集结束后，初始化路径的生成只根据收集到的交换机的序列号进行，最小序列号的交换机将其1号环端口配置为阻塞状态，最小序列号的交换机的2号环端口及其他所有交换机的环端口全部配置为转发状态；步骤5：初始化路径形成以后，整个网络进入正常的通信状态；定义动态路径规划的最小间隔时间为保持时间；步骤6：保持时间达到以后，各交换机分别从各交换机的1号环端口发送信息收集报文；此时收集的信息包括交换机的序列号、数量及流量信息，其中所述流量信息定义为各交换机上除1号环端口和2号环端口以外其他所有端口的流量之和；步骤7：信息收集报文同时也用于发现环网的结构变化，包括交换机的添加、删除和故障；交换机收到其它交换机发出的信息收集报文时，添加自身的信息到此报文中并继续传递；步骤8：根据信息收集报文判断网络是否出现故障；网络正常情况下，每个交换机都会在信息收集报文接收超时时间之前从2号环端口收到由1号环端口发出的信息收集报文；当网络出现故障时，各交换机无法收到完整的信息收集报文；步骤9：根据步骤8的判断结果进行路径动态重组或不进行路径动态重组；其中，当网络状态正常时，各个交换机收到信息收集报文后进行分析，找出流量最大的交换机MidSwitch，然后MidSwitch从两个环端口发送路径重组通知报文，告知每一个交换机在特定重组时间ReRouteTime后清空MAC地址转发表，距离MidSwitch最远的交换机EndSwitch阻塞其1号环端口，同时原有的EndSwitch的1号环端口进入转发状态；当MidSwitch不发生变化时，不进行路径重组；当网络出现故障且只有单点故障时，当信息收集报文接收超时时间到达时，原有的EndSwitch迅速打开其1号环端口便可以使网络恢复正常，进入固定路径阶段，在网络故障恢复之前不会再进行动态的路径规划；在此时间内，未收到信息收集报文的环端口则被认为是故障的邻接端口，将此环端口转入阻塞状态，防止故障恢复以后带来的环形网络风暴。