一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法.pdf

1、10申请公布号CN104184678A43申请公布日20141203CN104184678A21申请号201310204924922申请日20130528H04L12/823201301H04L12/43720060171申请人上海博达数据通信有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区居里路123号72发明人汪革苟利平王猛王金辉宋锐74专利代理机构上海天翔知识产权代理有限公司31224代理人刘粉宝54发明名称一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法57摘要本发明公开了一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法，HSR环网中的每个HSR节点每向环中发送一个帧，都对帧的

2、序号进行递增；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点维护帧的源MAC地址和对应的序号信息；目的节点根据本地维护的源MAC地址和对应的序号信息，将重复的帧丢弃。本发明可在一个由HSR节点组成的环网中，有效地丢弃重复的帧。并且能够保证整个丢弃过程的高可靠性和准确性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104184678ACN104184678A1/1页21一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法，其特征在于，HSR环网中的每个HSR节点每向环中发送一个帧，都对帧的序号进行

3、递增；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点维护帧的源MAC地址和对应的序号信息；目的节点根据本地维护的源MAC地址和对应的序号信息，将重复的帧丢弃。2根据权利要求1所述的一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法，其特征在于，所述HSR环网中的每个HSR节点每向环中发送一个帧，都使用源MAC地址对应的序号为帧增加HSRTAG，然后递增源MAC地址对应的序号；在发送下一个来自于该源MAC地址的帧时，使用递增后的序号；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点都根据帧的源MAC地址及HSRTAG中的序号，更新本地维护的源MAC地址和对应的序号信息。3根据权利要求1所述的一

4、种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法，其特征在于，所述目的节点丢弃重复帧时，对于从目的节点的一个HSR端口收到的帧，如果目的节点的另一个HSR端口已经存在该帧的源MAC地址对应的非空的丢弃窗口，并且该帧的HSRTAG中的序号位于这个丢弃窗口中，那么该帧是一个重复的帧，将该帧丢弃。权利要求书CN104184678A1/3页3一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法技术领域0001本发明涉及一种网络通信技术，具体涉及一种无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法。背景技术0002IEC6243932012中介绍的HSR（高可用性无缝冗余度）是一个以太网冗余协议，它的目的是实现严苛应用（如

5、变电站自动化和移动控制）的可靠性和实时性需求。HSR在失败的情况下提供零恢复时间，主要用于环状网络。0003参见图1，其所示为HSR环网拓扑图。每个HSR节点有两个环网端口，通过用全双工链路互连HSR节点的环网端口组成一个HSR网络。0004HSR的运作模式是，一个HSR节点朝着两个方向将同样的帧发送到环中，在帧前加上包含一个序号的HSR标签。目的节点因此收到两个帧，使用第一个帧而丢弃重复的帧。目的节点根据帧中的源MAC地址和序号来识别重复的帧。0005IEC6243932012仅仅说明目的节点根据帧的源MAC地址和序号来丢弃重复的帧，但未具体说明在向环中发送帧时HSR节点如何对来自不同源MA

6、C地址的帧进行编号，也没有说明如何根据帧的源MAC地址和序号丢弃重复的帧，以及如何在丢弃重复帧时保证整个丢弃过程的高可靠性和准确性。0006由此可见提供一种高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方案是本领域亟需解决的问题。发明内容0007本发明针对现有技术中无法实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的问题，提供一种实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法。通过本发明能够具体实现根据帧的源MAC地址和序号丢弃重复的帧，并且能够保证整个丢弃过程的高可靠性和准确性。0008为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案0009一种用于实现高可靠性无缝冗余环网的帧副本丢弃的方法，HSR环网中的每个HSR节点每

7、向环中发送一个帧，都对帧的序号进行递增；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点维护帧的源MAC地址和对应的序号信息；目的节点根据本地维护的源MAC地址和对应的序号信息，将重复的帧丢弃。0010在本发明的优选实例中，所述HSR环网中的每个HSR节点每向环中发送一个帧，都使用源MAC地址对应的序号为帧增加HSRTAG，然后递增源MAC地址对应的序号；在发送下一个来自于该源MAC地址的帧时，使用递增后的序号；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点都根据帧的源MAC地址及HSRTAG中的序号，更新本地维护的源MAC地址和对应的序号信息。0011进一步的，所述目的节点丢弃重复帧时，对

8、于从目的节点的一个HSR端口收到的帧，如果目的节点的另一个HSR端口已经存在该帧的源MAC地址对应的非空的丢弃窗口，并说明书CN104184678A2/3页4且该帧的HSRTAG中的序号位于这个丢弃窗口中，那么该帧是一个重复的帧，将该帧丢弃。0012利用上述方案可在一个由HSR节点组成的环网中，有效地丢弃重复的帧。并且能够保证整个丢弃过程的高可靠性和准确性。附图说明0013以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。0014图1为HSR环网拓扑图；0015图2为HSR环网中HSR节点端口A上的丢弃窗口示意图；0016图3为HSR环网中HSR节点将帧丢弃之后丢弃窗口示意图；0017图4为HSR

9、环网中HSR节点端口B上收到帧的示意图。具体实施方式0018为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。0019参见图1，在HSR环网中的每个节点每向环中发送一个帧，都对发送的帧的序号进行递增，用于对帧序号进行计数的序号计数器有16位，因此每个帧的序号的最大值为65535，当序号达到最大值65535后，从0开始重新递增。0020本发明通过滑动丢弃窗口的技术实现重复帧的丢弃，滑动丢弃窗口是IEC624692008中PRP方案中涉及的一种技术，据此本发明提供了一种具体利用滑动丢弃窗口在HSR环网中进行副本丢弃的实现方案。0021在该HSR环

10、网中的每个HSR节点在两个环网端口A和B，除了用于与别的HSR节点连接成环网外，本发明还利用每个HSR节点在两个环网端口A和B分别为收到的帧的源MAC地址维护一个滑动丢弃窗口。0022该滑动丢弃窗口的功能是用于丢弃重复的帧，其根据收到的帧的源MAC地址、HSRTAG中的序号和本地维护的源MAC地址及对应的序号信息来判断是否丢弃帧，并且更新本地维护的源MAC地址及对应的序号信息。0023由于滑动丢弃窗口技术基于帧的源MAC地址及HSRTAG中的序号来实现，因此，对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点都维护帧的源MAC地址对应的序号信息。不管收到的帧的目的地是不是当前节点，当前节点都更新

11、帧的源MAC地址对应的序号信息。0024为此，在HSR环网中的每个HSR节点每向环中发送一个帧，都使用源MAC地址对应的序号为帧增加HSRTAG（其中各个源MAC地址对应的序号互相独立），然后递增源MAC地址对应的序号；在发送下一个来自于该源MAC地址的帧时，使用递增后的序号；对于每一个收到的帧，HSR环网中的每个HSR节点都根据帧的源MAC地址及HSRTAG中的序号，更新本地维护的源MAC地址和对应的序号信息。0025参见图2和图3，本发明中滑动丢弃窗口的下限为STARTSEQ（STARTSEQA或STARTSEQB），滑动丢弃窗口的上限为CURRENTSEQ（CURRENTSEQA或CUR

12、RENTSEQB）。CURRENTSEQ递增1等于EXPECTEDSEQ（EXPECTEDSEQA或EXPECTEDSEQB），滑动丢弃窗口不包括EXPECTEDSEQ，EXPECTEDSEQ与STARTSEQ之间的差值就是滑动丢弃窗口的大小。初始状态下，一个HSR节点的两个环网端口不存在任何MAC地址对应的滑动丢弃窗口；仅当从环说明书CN104184678A3/3页5网端口收到帧之后，环网端口才存在帧的源MAC地址对应的滑动丢弃窗口信息。0026由上可知，HSR节点维护的序号的最小值对应于STARTSEQ，HSR节点维护的序号的最大值对应于CURRENTSEQ，因此本发明中滑动丢弃窗口方法中

13、更新STARTSEQ、CURRENTSEQ的方案也就是更新帧的源MAC地址对应的序号信息的方法。由于HSRTAG中序号的范围为065535，因此滑动丢弃窗口的大小范围是065536。滑动丢弃窗口的大小为0时，表示滑动丢弃窗口为空。如果一个HSR端口上某个源MAC地址对应的滑动丢弃窗口不存在或者滑动丢弃窗口大小为0，那么另一个HSR端口上来自于该MAC地址的帧不会被丢弃。0027参见图2，假定HSR端口A已经建立了一个非空的丢弃窗口，来自端口B的序号位于A的丢弃窗口中的帧就被丢弃（如图2中的DROPB）。来自端口B的序号不在A的丢弃窗口中的帧不会被丢弃。0028将帧丢弃（图2中的DROPB）会使

14、端口A上的丢弃窗口收缩（因为不会再期待B上的具有更早序号的帧），这样一来，STARTSEQA增加到一个比收到的帧的序号CURRENTSEQB大的值。并且，因为B明显落后于A，B上的丢弃窗口大小被重新设置为0（STARTSEQBEXPECTEDSEQB），这样来自A的帧不会被丢弃。0029参见图3，其所示的情形中，如果在同一个端口A上按序到达多个帧，但是端口B上没有帧到达，端口A上收到的这些帧会被保留（因为它们的序号位于端口B的丢弃窗口之外），并且，端口A的丢弃窗口会增大。如果在端口A上继续收到帧，而在端口B上收不到帧，当达到丢弃窗口的最大尺寸时，增加STARTSEQA以使丢弃窗口滑动。0030

15、参见图4，当端口B上收到的帧位于端口A的丢弃窗口之外时，该帧被保留，并且端口B的丢弃窗口大小减小为1（STARTSEQBCURRENTSEQB，EXPECTEDSEQBSTARTSEQB1，这意味着端口A上收到的仅仅有相同序号的那一个帧才会被丢弃），同时，端口A上的丢弃窗口被重新设置为0（STARTSEQAEXPECTEDSEQA，这意味着端口B上没有帧会被丢弃）。0031由上可知，本发明中目的节点丢弃重复帧时，对于从目的节点的一个HSR端口收到的帧，如果目的节点的另一个HSR端口已经存在该帧的源MAC地址对应的非空的丢弃窗口，并且该帧的HSRTAG中的序号位于这个丢弃窗口中，那么该帧是一个重复的帧，将该帧丢弃。0032以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。说明书CN104184678A1/2页6图1图2图3说明书附图CN104184678A2/2页7图4说明书附图CN104184678A