[發明專利]一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法

在審

• 申請號: 201810478661.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108712333A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 曹寧;劉宏博;汪飛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04L12/705
• 分類號: H04L12/705;H04L12/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

1.一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法，在網絡節點的L2SW中實現，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：設計一個用于操作管理和維護消息的環路檢測幀，其格式如下所示：

步驟2：定義三種類型的端口狀態，優先級由高到低分別為“運行”、“過濾”、“阻塞”，所有端口會定期發送環路檢測幀；

狀態為“運行”的端口，可以轉發用戶幀和環路檢測幀；

狀態為“過濾”的端口，可以轉發環路檢測幀，但不能轉發用戶幀；

狀態為“阻塞”的端口，不能轉發用戶幀或環路檢測幀；

若端口狀態相同，則根據設備特定標識符的大小評估兩臺交換機端口之間的相對優先級，并根據端口號評估L2SW中端口的相對優先級，由此確定網絡中所有端口的相對優先級；

步驟3：選擇環路中具有最低優先級的端口作為阻塞端口；

步驟4：通過逐步關閉具有最低優先級的端口來檢測和消除環路。

2.根據權利要求1所述的一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法，其特征在于：所述環路檢測幀具有三個特定的參數：出端口，最低端口狀態和最低MAC；

出端口，保存環路檢測幀的出口端口號；

最低端口狀態，保存環路中的最低端口狀態，當L2SW轉發環路檢測幀時，通過比較前面定義的端口優先級來更新最低端口狀態；

最低MAC，保存具有最低端口狀態的L2SW端口的MAC地址；

每個L2SW將入口和出口端口的“最低端口狀態”字段與另一個L2SW已經發送的環路檢測幀進行比較，根據比較，“最低端口狀態”和“最低MAC”字段都用較低優先級進行更新。

3.根據權利要求1所述的一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法，其特征在于：所述步驟3具體包括：L2SW將環路檢測幀收集的信息整理成“環路管理表”，該“環路管理表”包括入口和出口端口位圖參數、L2SW檢測參數和最低L2SW參數；

找到與L2SW自身發送的環路檢測幀的入端口和出端口對應的參數，令該參數設置為“1”；

當L2SW自身發送的環路檢測幀中的“最低端口狀態”字段已經不再是初始值時，L2SW檢測參數設置為“1”；

L2SW將入端口和出端口的“最低端口狀態”字段與L2SW自身傳輸的環路檢測幀進行比較，根據比較，只有在L2SW自身具有環路中最低優先級的端口時，最低L2SW參數才更新為“1”；

當發送環路檢測幀時，L2SW檢查環路管理表中的條目；

若與出端口對應的條目只包含與入端口和出端口相同的有效位，并且“L2SW檢測”為0，則目標端口被阻塞；

若條目包含與入端口和出端口不同的有效位，并且“最低L2SW”為1，則除了最高優先級的端口外，環路中的每個端口都被阻塞，如果條目包含與入端口和出端口相同的有效位，或者“最低L2SW”為1，則除了最高優先級的端口外，其他出端口未被阻塞，選擇環路中具有最低優先級的端口作為阻塞端口。

4.根據權利要求1所述的一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法，其特征在于：定義一個監測時間，當L2SW在設定監測時間內沒有接收到發送的環路檢測幀時，則在擴展線路中不存在環路，端口狀態變為“運行”。

5.根據權利要求4所述的一種防止通信路徑改變的工業網絡環路檢測方法，其特征在于：所述監測時間計算公式為：

其中，Tm為監測時間，C是試用環路檢測的次數，A是落在環路檢測系統范圍內的通信設備的數量，Ni是第A個設備的傳輸延遲時間，B是落在環路檢測系統范圍內的L2SW的數量，Sj是第B個L2SW的傳輸延遲時間。