[發明專利]一種基于反應堆保護系統列間安全通訊網絡協議的通信方法有效

申請號：	200910238712.6	申請日：	2009-11-30
公開（公告）號：	CN102082773A	公開（公告）日：	2011-06-01
發明（設計）人：	劉丹;陳子松;孫遠;張亞棟;尹寶娟;王曉燕	申請（專利權）人：	北京廣利核系統工程有限公司;中國廣東核電集團有限公司
主分類號：	H04L29/06	分類號：	H04L29/06;H04L1/00
代理公司：	北京元中知識產權代理有限責任公司 11223	代理人：	楊建君
地址：	100084 北京市***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于反應堆保護系統安全通訊網絡協議通信方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及的是一種網絡協議，具體地講，本發明涉及的是一種用于系統列間通訊的安全網絡協議，尤指基于反應堆保護系統列間安全通訊網絡協議的通信方法。

背景技術

網絡協議是計算機網絡中不可缺少的組成部分，其功能在于確保計算機之間能夠進行正常、可靠的數據通信。計算機之間數據通信的高度自動化，對網絡協議的功能和性能都提出了非常高的要求。從功能角度看，網絡協議是為進行計算機網絡的數據交換而建立的一系列規則、標準或約定。此外，關于網絡協議的定義，還有另外兩種觀點：網絡協議是一種語言；網絡協議是一種標準。

以太網是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。該標準定義了在局域網(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網與IEEE802·3系列標準相類似，所有的以太網都遵循IEEE?802.3標準。標準以太網具有10Mbps的吞吐量，使用的是CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法，這個方法要比令牌環網或者主控制網要簡單。當網絡鐘的某臺電腦要發送信息時，必須遵守以下規則：開始發送數據；如果線路空閑，則啟動傳輸，發送信息；如果檢測到沖突，繼續發送數據直到達到最小報文時間(保證所有其他轉發器和終端檢測到沖突)，數據成功傳輸后向更高層的網絡協議報告發送成功，退出傳輸模式。網絡中線路繁忙等待，直到線路空閑線路進入空閑狀態，等待一個隨機的時間重新發送數據，除非超過最大嘗試次數超過最大嘗試傳輸次數，向更高層的網絡協議報告發送失敗，退出傳輸模式。

由上可知所有的通信信號都在共用線路上傳輸，即使信息只是發給其中的一個終端(destination)，某臺電腦發送的消息都將被所有其他電腦接收。在一般情況下，網絡接口卡會濾掉不是發送給自己的信息，接收目標地址是自己的信息時才會向CPU發出中斷請求。這種“一個說，大家聽”的特質是共享介質以太網在安全上的弱點，因為以太網上的一個節點可以選擇是否監聽線路上傳輸的所有信息。共享電纜也意味著共享帶寬，所以在某些情況下以太網的速度可能會非常慢，比如電源故障之后，或者當所有的網絡終端都重新啟動時。之后出現的交換機解決了CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法的缺點，但交換機將網絡分為若趕個網段，并且對數據進行緩存，使得數據幀傳輸的時間不確定，不能滿足反應堆保護系統列間通訊實時性的要求。

由于核電站的特點，要求反應堆保護系統列間通訊在材質的選擇，產品的強度，適用性及實時性、可互操作性，可靠性、抗干擾性和安全性等方面滿足高級別安全的需要。本發明以標準以太網和IEEE802.3為基礎，網絡協議進行定義，以滿足反應堆保護系統列間通訊的要求。

發明內容

本發明所要解決民用級別在轉入到工業級別的以太網絡通信協議中網絡數據量不確定，網絡負載不定，當負載過大時，誤碼率增加，傳輸時間延長；拓撲結構多種多樣以致影響網絡速度；網絡的安全性能不高，網絡傳輸的時間不確定。

為解決上述問題，本發明提供一種基于反應堆保護系統列間通訊安全網絡協議的通信方法：安全網絡協議由應用層、數據鏈路層和物理層構成，其特征在于安全網絡協議中的網絡設備的發送和接收均使用相同的時間周期；

發送和接收使用相同的時間周期是5ms-50ms；

安全網絡協議中的網絡數據量是恒定的；

安全網絡協議中的網絡數據量是2.0Mbs-4.0Mbs；

安全網絡協議的接口模式是全雙工異步傳輸模式，傳輸介質采用多膜光纖。

應用層數據的數據幀格式是由功能碼、應用模式、TICK、報文序號、報文總長、本幀有效數據長、報文幀個數、本報文幀的序頁、重傳位、保留區、上層數據和檢驗碼組成。

應用層的數據幀的長度固定，其范圍是256個字節-1500個字節，優選為應用層的數據幀的長度范圍為512個字節-1200個字節，更優選為應用層的數據幀的長度范圍為768個字節-1100個字節。

所述的應用層向下將數據處理為多個報文向數據鏈路層發送請求，向上為應用程序提供服務的應用層。

所述的數據鏈路層將應用層的報文處理為數據幀，按照應用層的數據幀結構進行分裝，向物理層發送請求；將物理層傳送過來的數據幀進行解析并向應用層提供服務。