一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法技术

本发明专利技术公开了一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法，对设备形态和网络拓扑结构有较大的限制，仅支持

【技术实现步骤摘要】
一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法


[0001]本专利技术涉及以太网环网
，特别是一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法
。

技术介绍

[0002]目前以太网总线在
PLC
系统中得到了广泛应用，但是由于以太网的特性，在网络接线错误导致环路时会引起广播风暴，广播风暴会导致
PLC
设备的处理器忙于处理无用的网络网络报文而无法正常工作
。
在网络接线正常时如果有意外发生，导致网线意外断开时，
PLC
系统中的控制器会失去对部分节点设备的控制，这在部分安全性要求高的系统中是难以接受的
。
[0003]现有技术方案：
[0004]CN101686158B
以太网环路保护故障恢复的控制方法及以太网环路节点，本专利技术公开了一种以太网环路保护故障恢复的控制方法及以太网环路节点，包括，故障链路相邻节点检测到链路恢复后，阻塞刚刚恢复的端口，将所述端口设置为预转发状态并启动定时器，所述故障链路相邻节点在该定时器定时时间内如没有收到主节点发出的控制协议报文，则放开临时阻塞的所述端口，将该端口由预转发状态迁移至转发状态
。
应用本专利技术，在不能及时收到相应控制协议报文的前提下，链路恢复相邻节点的端口也能尽早由预转发状态进入转发状态，有效避免故障相应端口不能及时转发数据报文而造成的流量丢失
。
[0005]CN101707538B
一种检测以太网环路并且自动恢复的方法，一种检测以太网环路并且自动恢复的方法，涉及以太网环路的检测与恢复，包括以下步骤：步骤1，环路检测初始化模块完成初始化；步骤2，构造
、
收发
、
分析环路检测报文，判断是否存在环路；步骤3，标志位赋值，当存在环路时报文重定向到
CPU
并发出警告信息；步骤4，环路故障恢复情况监测及处理；步骤5，重复步骤2到
4。
本专利技术所述的检测以太网环路并且自动恢复的方法，可以检测单端口与双端口的环路故障，也可以检测到环路并且能够判断相应的环路是否消除从而将环路恢复，同时提供了防止用户伪造环路检测报文来造成环路阻塞的假象的解决策略，具有对以太网交换芯片的硬件配置要求低，实现简单的特点
。
[0006]CN114760207A
以太网的环网破环方法与系统，本专利技术公开了一种以太网的环网破环方法，包括：在网络节点有变化时，通过拓扑学习使网络中各节点知道整个网络的拓扑；在网络数据流出现异常时判断是否产生环路，如果产生环路则进行环网破坏
。
本专利技术里各节点在平时知道整个网络的拓扑，也知道自己在网络中的位置，在出现环网的时候某个节点马上就能知道环路产生的位置以及新增的端口，只需要该节点断开新增端口即可破环，破环速度快，稳定性高
。
在平时网络稳定的时候也不需要发送额外的报文，基本无负载
。
本专利技术还提供了一种以太网的环网破环系统，包括多个节点，在网络数据流出现异常时，采用以太网的环网破环方法进行环网破环
。
[0007]CN115695082A
车载以太环网保护切换方法
、
装置
、
电子设备及存储介质，本专利技术的实施例提供了一种车载以太环网保护切换方法及装置
、
电子设备和存储介质，该车载以太
环网保护切换方法包括将以太环网各节点分为一个主节点和若干从节点；各节点的端口配置为基于
VLAN
的入向阻塞，且各节点端口对链路检测报文所在
VLAN
为打开状态；链路正常时，各节点互相发送链路检测报文检测链路状态；当检测到链路故障时，阻塞故障链路两端端口，并对外发送链路异常通知报文，主节点和第一从节点接收到链路异常报文后，打开两端端口，故障链路两端节点互相发送链路检测报文，在单向阻塞的情况下抑制环网风暴和可以快速完成链路的恢复，提升了协议对系统的兼容性
。
[0008]ERPS
以太网多环保护技术
[0009]STP
生成树协议
。
[0010]但是，上诉现有技术仍然存在如下问题：
[0011]1.
环路故障恢复速度普遍在
10
毫秒以上；
[0012]2.
环路故障恢复过程中都会导致报文丢失
。
[0013]因此，亟需提出一种能解决上述问题的方法
。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的在于，提供一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法及系统
。
本专利技术具有环路故障回复时间极短且环路断开回复过程不会丢失报文的优点
。
[0015]本专利技术的技术方案：一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法，所有设备上电时默认都为根设备，端口模式为虚断模式，具体流程如下：
[0016]S1.
关闭交换机的
MAC
地址学习功能；
[0017]S2.
向静态
mac
地址表中添加环网特殊
mac
；
[0018]S3.
检测自身有几侧端口为上线，并向已上线的端口发生仲裁报文；
[0019]S4.
判断是否接收到链路变化报文，若接收到，则发送链路变化应答报文，并向对应端口发生仲裁报文；
[0020]S5.
若接收到仲裁报文，则对比判断
mac
地址：若源设备的
mac
地址比自身的
mac
地址小，则自身仲裁落败，执行
S6
；若源设备的
mac
地址比自身的
mac
地址大，则自身仲裁获胜，执行
S7
；若相同，执行
S8
；
[0021]S6.
将收到的仲裁报文从另一侧端口转发出去，并从收到报文的端口回复一个一样的报文，将环网特殊
mac
从静态
mac
地址表中删除；设备角色切换为从设备，端口模式切换为通路模式，执行从设备操作；
[0022]S7.
从收到的端口回复一个仲裁报文源设备
mac
为自身
mac
，目的设备
mac
为广播
mac
；设备角色保持根设备，端口模式不变；
[0023]S8.
认为仲裁报文发送端口为自己的另外一个端口，判断为环路建立；设备角色保持根设备，端口模式切换为虚断模式；
[0024]S9.
如果发送仲裁报文后超过5毫秒没有从另外一个端口收到该仲裁报文，则判断为环路断开；设备角色保持根设备，端口模式切换为通路模式；
[0025]S10.
设备端口模式处于虚断模式时，执行报文缓冲操作
。
[0026]前述的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法，其特征在于，所有设备上电时默认都为根设备，端口模式为虚断模式，具体流程如下：
S1.
关闭交换机的
MAC
地址学习功能；
S2.
向静态
mac
地址表中添加环网特殊
mac
；
S3.
检测自身有几侧端口为上线，并向已上线的端口发生仲裁报文；
S4.
判断是否接收到链路变化报文，若接收到，则发送链路变化应答报文，并向对应端口发生仲裁报文；
S5.
若接收到仲裁报文，则对比判断
mac
地址：若源设备的
mac
地址比自身的
mac
地址小，则自身仲裁落败，执行
S6
；若源设备的
mac
地址比自身的
mac
地址大，则自身仲裁获胜，执行
S7
；若相同，执行
S8
；
S6.
将收到的仲裁报文从另一侧端口转发出去，并从收到报文的端口回复一个一样的报文，将环网特殊
mac
从静态
mac
地址表中删除；设备角色切换为从设备，端口模式切换为通路模式，执行从设备操作；
S7.
从收到的端口回复一个仲裁报文源设备
mac
为自身
mac
，目的设备
mac
为广播
mac
；设备角色保持根设备，端口模式不变；
S8.
认为仲裁报文发送端口为自己的另外一个端口，判断为环路建立；设备角色保持根设备，端口模式切换为虚断模式；
S9.
如果发送仲裁报文后超过5毫秒没有从另外一个端口收到该仲裁报文，则判断为环路断开；设备角色保持根设备，端口模式切换为通路模式；
S10.
设备端口模式处于虚断模式时，执行报文缓冲操作
。2.
根据权利要求1所述的一种具备快速故障恢复能力的以太网环网实现方法，其特征在于，
S6
所述的从设备操作，具体流程如下：
S11.
如果检测到一侧端口下线则发送链路变化报文，如果5毫秒内没有收到应答，则判断环网根设备下线，自身切换为根设备，端口模式保持通路模式；

【专利技术属性】
技术研发人员：陈枫，李沁贇，吴恰恰，李文朋，吴延斌，
申请(专利权)人：浙江源创智控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：