專(zhuān)利名稱：基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法、系統(tǒng)及一種交換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方 法、系統(tǒng)及一種交換設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)合，但是工 業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定運(yùn)行和效益提高對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的在故障情況下的可用性 有了更高的要求。針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的高可用性要求，現(xiàn)有工業(yè)以太網(wǎng)普遍采用 主從式的環(huán)網(wǎng)冗余實(shí)現(xiàn)機(jī)制，該機(jī)制通過(guò)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的主交換設(shè)備控制整個(gè) 網(wǎng)絡(luò)的工作情況，以使以太網(wǎng)中的某一交換設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 可用性。但是，上述主從式的環(huán)形冗余實(shí)現(xiàn)機(jī)制，將網(wǎng)絡(luò)中的故障風(fēng)險(xiǎn)高度集中在了主交換i殳備上，導(dǎo)致在主交換"i殳備發(fā)生故障的情況下，整個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)不 可用。時(shí)網(wǎng)絡(luò)不可用的問(wèn)題，采用了分布式以太網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次相連組成環(huán) 形結(jié)構(gòu)的多個(gè)交換機(jī)，該系統(tǒng)在進(jìn)行故障處理時(shí)的流程如圖l所示 步驟101:對(duì)系統(tǒng)中的所有交換機(jī)進(jìn)行組態(tài)。步驟102:按照預(yù)先確定的組態(tài)指示，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行周期性的環(huán)贈(zèng)4企測(cè)和協(xié) 議機(jī)檢測(cè)。步驟103:當(dāng)檢測(cè)到環(huán)路故障或協(xié)議機(jī)故障時(shí)發(fā)送故障報(bào)警報(bào)文。 由上述現(xiàn)有以太網(wǎng)故障處理方法可知，雖然該方法實(shí)現(xiàn)了分布式的故障檢 測(cè)和診斷，體現(xiàn)了以太網(wǎng)通信的公平原則，解決了由于主交換設(shè)備故障造成的 以太網(wǎng)可用性風(fēng)險(xiǎn)高度集中的問(wèn)題。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)交換設(shè)備出現(xiàn)多個(gè) 故障的情況下，由于該分布式單環(huán)形冗余網(wǎng)絡(luò)僅能處理單一交換設(shè)備發(fā)生的故 障，因此仍會(huì)導(dǎo)致以太網(wǎng)系統(tǒng)的不可用；并且在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)單一故障時(shí)，由于 交換設(shè)備之間報(bào)文傳輸?shù)穆窂桨l(fā)生了改變，因此，在故障恢復(fù)過(guò)程中需要重建 交換設(shè)備中固有的FDB表，因此延長(zhǎng)了以太網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)的時(shí)間，相應(yīng)也降 低了以太網(wǎng)系統(tǒng)的可用性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中當(dāng)多臺(tái)交換設(shè)備出現(xiàn)多個(gè)故障時(shí)導(dǎo)致以太網(wǎng)系統(tǒng)不可用的問(wèn)題。本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)和一種 交換設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中以太網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)多臺(tái)交換設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng) 不可用的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法，網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的 雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于備用狀態(tài)，包括檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況；當(dāng)所述工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈 路切換至工作鏈路。所述鏈路的連接情況包括鏈路處于連接狀態(tài)、鏈路處于故障狀態(tài)或鏈路 處于斷開(kāi)狀態(tài)；所述交換設(shè)備至少包括四個(gè)端口 ，并分別通過(guò)兩個(gè)端口與該交換設(shè)備的相 鄰交換設(shè)備相連，所述交換設(shè)備處于同一鏈路上的兩個(gè)端口為同環(huán)端口，所述 交換設(shè)備與同一交換設(shè)備相連的兩個(gè)端口為同向端口 。按照下述步驟，將所述備用鏈路切換至工作鏈路 交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ； 當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端 口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀 態(tài)。所述將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為工作端口的原狀態(tài)包括所述工作端口的原狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，所述備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；或 所述工作端口的原狀態(tài)為擁塞狀態(tài)，所述備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)。 進(jìn)一步包括當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于斷開(kāi) 狀態(tài)時(shí)，所述交換設(shè)備保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口的 狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙鏈路上的端口狀 態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步。 進(jìn)一步包括所述交換設(shè)備在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào)警 信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)，包括多個(gè)交換i殳備，所述交換設(shè) 備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于備 用狀態(tài)，所述交換i殳備包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)與相鄰交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。 所述切換單元包括查找單元，用于查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；操作單元，用于當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作 鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述
工作端口的原狀態(tài)。所述交換設(shè)備進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備 用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口 的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元，用于通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。所述交換設(shè)備進(jìn)一步包括設(shè)置單元，用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙 鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步；報(bào)警單元，用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào) 警信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。 一種交換設(shè)備，包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)與相連交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。 所述切換單元包括查找單元，用于查找使工作鏈i 各處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；操作單元，用于當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作 鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述 工作端口的原狀態(tài)。進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備 用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口 的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元，用于通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 進(jìn)一步包括設(shè)置單元，用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步；報(bào)警單元，用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào) 警信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備通過(guò)互相冗 余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于備用狀態(tài)，檢測(cè) 網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況，當(dāng)所述工作鏈路處于故障狀態(tài)且 備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。應(yīng)用本發(fā)明的互 相冗余的雙鏈路環(huán)形結(jié)構(gòu)能夠在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多點(diǎn)故障時(shí)，通過(guò)切換到備用鏈路以 保證網(wǎng)絡(luò)的可用性；并且通過(guò)互為冗余的鏈路之間的切換，避免了在單環(huán)網(wǎng)的 結(jié)構(gòu)下，冗余切換過(guò)程中由于數(shù)據(jù)傳輸路徑的改變，導(dǎo)致的+的正常數(shù)據(jù)傳輸 需要重定向的時(shí)間，縮短了網(wǎng)絡(luò)中的故障恢復(fù)時(shí)間。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中故障處理方法的流程圖；圖2為本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第一實(shí)施例流程圖； 圖3為交換設(shè)備間連接成雙鏈5^的端口狀態(tài)示意圖； 圖4為本發(fā)明兩臺(tái)交換設(shè)備之間的端口連接示意圖； 圖5為本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第二實(shí)施例流程圖； 圖6為本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第三實(shí)施例流程圖； 圖7為本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第四實(shí)施例流程圖； 圖8為本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本發(fā)明交換設(shè)備的第一實(shí)施例框圖； 圖IO為本發(fā)明交換設(shè)備的第二實(shí)施例框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心是提供一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法，網(wǎng)絡(luò)中的交換 設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于 備用狀態(tài)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況，當(dāng)所述工作鏈路 處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第一實(shí)施例流程如圖2所示，該 工業(yè)以太網(wǎng)中的交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作 狀態(tài),備用鏈路處于備用狀態(tài)步驟201:檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況。其中，鏈路的連接情況包括鏈路處于連接狀態(tài)、鏈路處于故障狀態(tài)或鏈路 處于斷開(kāi)狀態(tài)。處于連接狀態(tài)的鏈路上的端口才艮據(jù)正EE802.3協(xié)議定義該鏈路 連接正常，通過(guò)該端口能夠與相鄰交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)交互；處于斷開(kāi)狀 態(tài)的鏈路上的端口根據(jù)IEEE802.3協(xié)議定義該鏈路連接故障，無(wú)法通過(guò)該端口 進(jìn)行任何數(shù)據(jù)交互；處于故障狀態(tài)的鏈路上的端口根據(jù)正EE802.3協(xié)議定義該 鏈路連接正常，但是由于相鄰交換設(shè)備發(fā)生故障，因此無(wú)法通過(guò)該端口與相鄰 交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。其中，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)交換設(shè)備至少包括四個(gè)端口，并分別通過(guò)兩個(gè)端口與 該交換設(shè)備的相鄰交換設(shè)備相連，所述交換設(shè)備處于同 一鏈路上的兩個(gè)端口為 同環(huán)端口 ，所述交換設(shè)備與同 一交換設(shè)備相連的兩個(gè)端口為同向端口 。步驟202:當(dāng)工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將備用 鏈路切換至工作鏈路。具體的，交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ， 當(dāng)該同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)
轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為該工作端口的原狀態(tài)。當(dāng)工 作端口的原狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，當(dāng)工作端口的原 狀態(tài)為擁塞狀態(tài)時(shí)將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)。本發(fā)明以太網(wǎng)中的交換設(shè)備間連接成雙鏈路結(jié)構(gòu)的端口狀態(tài)示意圖如圖3所示圖3中示出了工業(yè)以太網(wǎng)中，相互之間通過(guò)雙鏈路連接成環(huán)形的交換設(shè)備 A、交換設(shè)備B、交換設(shè)備C、交換設(shè)備D、交換設(shè)備E和交換設(shè)備F。其中， 所有設(shè)備的內(nèi)環(huán)鏈路上的同環(huán)端口均處于禁用狀態(tài)；除交換設(shè)備D之外的其 它五個(gè)交換設(shè)備的外環(huán)鏈路上的同環(huán)端口均處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，交換設(shè)備D的外 環(huán)鏈路上的兩個(gè)端口， 一個(gè)設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，另一個(gè)設(shè)置為擁塞狀態(tài)。因此， 這種設(shè)置使網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)形成回環(huán)，有效防止了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，相應(yīng)的內(nèi)環(huán)鏈路上所 有處于禁用狀態(tài)的端口均為備用端口 ，使得內(nèi)環(huán)鏈路成為作為工作鏈路的外環(huán) 鏈路的備用鏈路。在本發(fā)明以太網(wǎng)雙鏈路結(jié)構(gòu)中，交換設(shè)備間在初始化時(shí)根據(jù)預(yù)先的組態(tài)， 將一個(gè)環(huán)上的所有端口設(shè)置為禁用狀態(tài)，并將另一個(gè)環(huán)上的所有端口中的一個(gè) 端口設(shè)置為擁塞狀態(tài)，剩余端口均設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。其中，處于初始化狀態(tài)的 交換設(shè)備端口進(jìn)行時(shí)鐘同步以及設(shè)備的組態(tài)功能；處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的交換設(shè)備端 口將轉(zhuǎn)發(fā)所有經(jīng)過(guò)該端口的數(shù)據(jù)報(bào)文；處于擁塞狀態(tài)的交換設(shè)備端口僅發(fā)送交 換設(shè)備間的連接探測(cè)請(qǐng)求報(bào)文和鏈接探測(cè)響應(yīng)報(bào)文，而其它所有數(shù)據(jù)報(bào)文均被 丟棄；處于禁用狀態(tài)的交換設(shè)備端口將所有的數(shù)據(jù)報(bào)文均進(jìn)行丟棄。結(jié)合上述交換設(shè)備間連接成雙鏈路的端口狀態(tài)示意圖，本發(fā)明兩臺(tái)交換設(shè) 備之間的端口連接示意圖如圖4所示兩臺(tái)交換設(shè)備分別通過(guò)兩對(duì)互為冗余的端口相互連接，其中一對(duì)相互連接 的端口為工作端口，另一對(duì)相互連接端口為備用端口。當(dāng)兩個(gè)交換設(shè)備之間的 鏈路沒(méi)有發(fā)生故障時(shí)，每個(gè)交換設(shè)備上的同向端口中的工作端口狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀 態(tài)或者擁塞狀態(tài)，同向端口中的備用端口為禁用狀態(tài)。其中，處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的 端口將轉(zhuǎn)發(fā)此端口的所有數(shù)據(jù)；處于擁塞狀態(tài)的端口將只發(fā)送兩個(gè)交換設(shè)備之 間的連接探測(cè)請(qǐng)求報(bào)文和連接探測(cè)響應(yīng)保溫，其它所有數(shù)據(jù)報(bào)文均被丟棄；處于禁用狀態(tài)的端口不轉(zhuǎn)發(fā)任何數(shù)據(jù)。當(dāng)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的端口 ^r測(cè)到連接故障 時(shí)，交換設(shè)備通過(guò)切換工作端口 ，使得交換設(shè)備在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，仍能 保持正常的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第二實(shí)施例流程如圖5所示，結(jié) 合如圖3所示的交換設(shè)備雙鏈路結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例示出了網(wǎng)絡(luò)中僅工作鏈 路出現(xiàn)故障，而備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)的故障處理流程步驟501:檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的雙鏈路的連接情況。本發(fā)明工業(yè)以太網(wǎng)中的交換設(shè)備使用獨(dú)立的一對(duì)同向端口與鄰近的另一 臺(tái)交換設(shè)備進(jìn)行冗余連接，其中 一個(gè)端口為工作端口 ，另 一個(gè)端口為備份端口 ， 所有的交換設(shè)備首尾相連形成雙鏈路的環(huán)形結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例中，工作鏈路出現(xiàn)故障，該鏈路上的端口根據(jù)正EE802.3協(xié)議定 義該鏈路連接正常，但是由于相鄰設(shè)備發(fā)生故障，因此無(wú)法通過(guò)該端口與相鄰 交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；備用鏈路處于連接狀態(tài)，該鏈路上的端口根據(jù) IEEE802.3協(xié)議定義該鏈路連接正常，通過(guò)該端口能夠與相鄰交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)正 常的數(shù)據(jù)交互。步驟502:判斷工作鏈路是否處于故障狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟503;否 則，執(zhí)行步驟505。步驟503:交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 。步驟504:將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的 備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀態(tài)，結(jié)束當(dāng)前流程。當(dāng)工作端口的原狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；當(dāng)工 作端口的原狀態(tài)為擁塞狀態(tài)時(shí)，將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)。步驟505:保持工作鏈路的工作狀態(tài)及該工作鏈路上端口的狀態(tài)設(shè)置，結(jié) 束當(dāng)前流程。本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第三實(shí)施例流程如圖6所示，結(jié) 合如圖3所示的交換設(shè)備雙鏈路結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例示出了網(wǎng)絡(luò)中工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)備用鏈—路的狀態(tài)進(jìn)行故障處理的流程 步驟601:檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的雙鏈路的連接情況。備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，該鏈路連接正常，通過(guò)該端口能夠與相鄰交換 設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)交互；備用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，該鏈路連接故障，無(wú)法 通過(guò)該端口與其它交換設(shè)備進(jìn)行任何數(shù)據(jù)交互；備用鏈路處于故障狀態(tài)時(shí)，該 鏈路連接正常，但是由于相鄰交換設(shè)備發(fā)生故障，因此無(wú)法通過(guò)該端口與相鄰 交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。步驟602:判斷工作鏈路故障時(shí)備用鏈路的狀態(tài)，若為連接狀態(tài)，則執(zhí)行 步驟603;若為斷開(kāi)或故障狀態(tài)，則執(zhí)行步驟604。步驟603:將備用鏈^^切換至工作鏈;洛，結(jié)束當(dāng)前流程。交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ，當(dāng)該同向 端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用 狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為該工作端口的原狀態(tài)，即工作端口的 原狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，當(dāng)工作端口的原狀態(tài)為擁 塞狀態(tài)時(shí)將備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)。步驟604:保持備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁 塞狀態(tài)。當(dāng)交換設(shè)備同向端口的鏈路連接狀態(tài)都為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備 通過(guò)連接恢復(fù)技術(shù)恢復(fù)鏈路的工作狀態(tài)，即交換設(shè)備持續(xù)探測(cè)端口連接狀態(tài)是 否正常，當(dāng)檢測(cè)出交換設(shè)備同向端口中的一個(gè)端口連接正常，交換設(shè)備直接將 該端口設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，否則繼續(xù)進(jìn)行探測(cè)；當(dāng)檢測(cè)出交換設(shè)備同向端口中的 另 一個(gè)端口也鏈接正常，則交換設(shè)備將該端口設(shè)置為禁用狀態(tài)。步驟605:通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，結(jié)束當(dāng)前 流程。本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的第四實(shí)施例流程如圖7所示，結(jié) 合如圖3所示的交換設(shè)備雙鏈路結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例示出了本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法的詳細(xì)流程步驟701:交換設(shè)備初始化時(shí)根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定雙鏈路上的端口狀態(tài)，并 進(jìn)行時(shí)鐘同步。步驟702:檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況。 步驟703:判斷工作鏈路是否發(fā)生故障，若是，則執(zhí)行步驟704;否則， 執(zhí)行步驟710。步驟704:交換設(shè)備以組播方式發(fā)送包括故障類(lèi)型信息和該故障發(fā)生的置 信息的報(bào)警信息。步驟705:判斷備用鏈路的狀態(tài)，若為連接狀態(tài)，則執(zhí)行步驟706;若為 故障或斷開(kāi)狀態(tài)，則執(zhí)行步驟708。步驟706:交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端o 。步驟707:將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的 備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀態(tài)，結(jié)束當(dāng)前流程。步驟708:保持備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁 塞狀態(tài)。步驟709:通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，結(jié)束當(dāng)前 流程。步驟710:保持工作鏈路的工作狀態(tài)及該工作鏈路上端口的狀態(tài)設(shè)置，結(jié) 束當(dāng)前流程。與本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種基 于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)。本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，為了示 例方便，該示意圖中示出了四臺(tái)交換設(shè)備，即交換設(shè)備810、交換設(shè)備820、 交換設(shè)備830和交換設(shè)備840。其中，所述四臺(tái)交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈 路進(jìn)行連接，外環(huán)為處于工作狀態(tài)的工作鏈路，內(nèi)環(huán)為處于備用狀態(tài)的備用鏈路。該系統(tǒng)中的每個(gè)交換設(shè)備均包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)與相鄰交換設(shè)備間的 雙鏈路的連接情況；切換單元，用于當(dāng)所述工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路 處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。其中，切換單元還包括查找單元，用于查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；操作單元， 用于當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端 口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀 態(tài)。進(jìn)一步的，交換設(shè)備還可以包括轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障， 或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備 用端口的狀態(tài)，并將故障端口的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元，用于通知網(wǎng)絡(luò) 中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；設(shè)置單元，用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備 在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步； 報(bào)警單元，用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào)警信 息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。與本發(fā)明基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法和系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了 一種交換設(shè)備。本發(fā)明交換設(shè)備的第一實(shí)施例框圖如圖9所示該交換設(shè)備包括檢測(cè)單元910和切換單元920。其中，檢測(cè)單元910用于檢測(cè)與相連交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；切所述備用鏈路切換至工作鏈路。本發(fā)明交換設(shè)備的第二實(shí)施例框圖如同IO所示該交換設(shè)備包括設(shè)置單元1010、檢測(cè)單元1020、切換單元1030、轉(zhuǎn)換 單元1040、通知單元1050和報(bào)警單元1060。其中，設(shè)置單元1010用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)
設(shè)定所述雙鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步；檢測(cè)單元1020用于檢測(cè)與 相連交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；切換單元1030用于當(dāng)所逸工作鏈路處 于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路；轉(zhuǎn) 換單元1040用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用 鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口的 狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元1050用于通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口 轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；報(bào)警單元1060用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào) 警信息，所述報(bào)警信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。其中，切換單元1030包括查找單元1031，用于查找使工作鏈路處于故障 狀態(tài)的故障端口的同向端口；操作單元1032,用于當(dāng)所述同向端口所在的備 用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用 鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀態(tài)。由以上本發(fā)明實(shí)施例可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明的互相冗余的雙鏈^各環(huán)形結(jié)構(gòu)能夠 在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多點(diǎn)故障時(shí)，通過(guò)切換到備用鏈路保證了網(wǎng)絡(luò)的可用性；并且通過(guò) 互為冗余的鏈路之間的切換，避免了在單環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)下，冗余切換過(guò)程中由于 數(shù)據(jù)傳輸路徑的改變，導(dǎo)致的正常數(shù)據(jù)傳輸需要重定向的時(shí)間，縮短了網(wǎng)絡(luò)中 的故障恢復(fù)時(shí)間。雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多 變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化 而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1、一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于備用狀態(tài)，包括檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況；當(dāng)所述工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鏈路的連接情況包括 鏈路處于連接狀態(tài)、鏈路處于故障狀態(tài)或鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)；所述交換設(shè)備至少包括四個(gè)端口 ，并分別通過(guò)兩個(gè)端口與該交換設(shè)備的相 鄰交換設(shè)備相連，所述交換設(shè)備處于同一鏈路上的兩個(gè)端口為同環(huán)端口，所述 交換設(shè)備與同一交換設(shè)備相連的兩個(gè)端口為同向端口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，按照下述步驟，將所述備 用鏈路切換至工作鏈路交換設(shè)備查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述工作端口的原狀態(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將備用鏈路上的備用 端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為工作端口的原狀態(tài)包括所述工作端口的原狀態(tài)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，所述備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；或 所述工作端口的原狀態(tài)為擁塞狀態(tài)，所述備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于斷開(kāi) 狀態(tài)時(shí)，所述交換設(shè)備保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口的 狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)； 通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙鏈路上的端口狀 態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括所述交換設(shè)備在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào)警 信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。
8、 一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)交換 設(shè)備，所述交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)， 備用鏈路處于備用狀態(tài)，所述交換設(shè)備包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)與相鄰交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述切換單元包括查找單元，用于查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；操作單元，用于當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作 鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述 工作端口的原狀態(tài)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述交換設(shè)備進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備 用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口 的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元，用于通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述交換設(shè)備進(jìn)一步包括 設(shè)置單元，用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙 鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步；報(bào)警單元，用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào) 警信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。
12、 一種交換設(shè)備，其特征在于，包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)與相連交換設(shè)備間的雙鏈路的連接情況；時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的交換設(shè)備，其特征在于，所述切換單元包括查找單元，用于查找使工作鏈路處于故障狀態(tài)的故障端口的同向端口 ；操作單元，用于當(dāng)所述同向端口所在的備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將工作 鏈路上的工作端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為禁用狀態(tài)，將備用鏈路上的備用端口狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述 工作端口的原狀態(tài)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的交換設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述雙鏈路均出現(xiàn)故障，或工作鏈路處于故障狀態(tài)且備 用鏈路處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，保持所述備用鏈路上備用端口的狀態(tài)，并將故障端口 的狀態(tài)轉(zhuǎn)為擁塞狀態(tài)；通知單元，用于通知網(wǎng)絡(luò)中處于擁塞狀態(tài)的工作端口轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的交換設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置單元，用于網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備在初始化時(shí)，根據(jù)預(yù)先組態(tài)設(shè)定所述雙 鏈路上的端口狀態(tài)，并進(jìn)行時(shí)鐘同步；報(bào)警單元，用于在工作鏈路出現(xiàn)故障時(shí)以組播方式發(fā)送報(bào)警信息，所述報(bào) 警信息中包括故障類(lèi)型信息和所述故障發(fā)生的位置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理方法，網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備通過(guò)互相冗余的雙鏈路連接，其中工作鏈路處于工作狀態(tài)，備用鏈路處于備用狀態(tài)，包括檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備間的所述雙鏈路的連接情況；當(dāng)所述工作鏈路處于故障狀態(tài)且備用鏈路處于連接狀態(tài)時(shí)，將所述備用鏈路切換至工作鏈路。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的故障處理系統(tǒng)和一種交換設(shè)備。應(yīng)用本發(fā)明的互相冗余的雙鏈路環(huán)形結(jié)構(gòu)能夠在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多點(diǎn)故障時(shí)，通過(guò)切換到備用鏈路以保證網(wǎng)絡(luò)的可用性；并且通過(guò)互為冗余的鏈路之間的切換，避免了在單環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)下，冗余切換過(guò)程中由于數(shù)據(jù)傳輸路徑的改變，導(dǎo)致的正常數(shù)據(jù)傳輸需要重定向的時(shí)間，縮短了網(wǎng)絡(luò)中的故障恢復(fù)時(shí)間。
文檔編號(hào)H04L1/22GK101159523SQ20071016737
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者馮冬芹, 涵 章, 健 褚, 金建祥 申請(qǐng)人:中控科技集團(tuán)有限公司;浙江大學(xué)