[发明专利]环状网络冗余检查的处理方法

说明书

技术领域

本发明为一种环状网络冗余检查的处理方法，尤指通过多个环网成员发送控制封包的方式，来增加环状网络在冗余检查时的可靠度，并可使环状网络快速恢复正常运作。

背景技术

信息科技的日新月异及网际网络技术的蓬勃发展，人与人之间的沟通更显便利，通过网络的技术，可使双方不受区域范围的限制而可达成沟通的效果，如此，网络科技的进步对民众而言不仅增加了更多便利，对企业来说也具有更经济及效率的生产方式，目前网络主要可区分为广域网络(Wide AreaNetwork，WAN)与区域网络(Local Area Network)两大部份，其中区域网络为单一公司、厂区、办公室或校园等较小区域范围内所使用的网络系统，而以太网络(Ethernet)则为目前业界广范使用的区域网络技术，且基于以太网络的传输特性，其网络拓朴(Topology)为星状或树状架构，其中树状架构的缺点为当网络的节点或线路故障时，将造成原本连接一体的网络被分隔成两个子网络，且二者将无法相互通讯。

因此，为解决上述以太网络断线的问题，便需要在以太网络上建立冗余(Redundancy)的技术，目前IEEE便制定了802.1D-生成树协定(Spanning TreeProtocol，STP)，若将生成树协定运用于多台以太网络交换器所建构更大型的网络架构，如网状(Mesh)，该网络架构上的部分连线便会暂时停止收送数据，藉以作为备援路径，让网状连线运作如同树状连线一般，当网络上的节点或路线故障时，生成树协定会重新计算后，再将部分先前暂时停止收送数据的备援路径重新恢复成可收送数据的状态，如此整个网络便可重新连成一体，此生成树协定便使以太网络交换器具备了网络冗余的功能。

然而，目前工业控制设备在实际运作上，并不需要建立较为复杂的网状以太网络架构，而简化成环状网络架构，而因考量网络拓朴为网状架构而建立的生成树协定，因网络断线到恢复的时间需要较长的时间，便不符所需，之后IEEE便新增了802.1W-快速生成树协定(Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP)，此可通过减少连接端口状态(Port State)的转换时间及新增替代端口(Alternate Port)或备援端口(Backup Port)来减少收敛时间。

然而，因工业控制修复时间分秒必争的情况下，原本的生成树协定及快速生成树协定并无法满足工业环境下更快速的网络断线恢复能力的要求，目前解决的方式为将环状网络上的一段连线作为备援的线路，此备援线路只会让特定的控制封包通过，一般的数据封包会被阻断而无法通过，使网络不会形成无限回圈，造成数据风暴，而使用者为可设定其中一台为冗余管理者，并通过其定期发送控制封包至环状网络，当冗余管理者再度接收到此封包时，则表示目前线路正常，如无，则会启动备援线路，然而，此检查方式却容易受到网络流量的满载及网络设备过多，而造成测试封包遗失致使判断错误的情况，此检查方式，会使冗余管理者驱使备援线路不正常的启动，此时，环状网络将形成回路(Looping)而产生广播风暴，其表示封包被目标装置接收后，仍会永无止境地被循环传送，使环状网络形成忙碌状态，而无法继续发送下一个封包，上述，则表示此种测试方式可靠度较低，若此种冗余机制运用于企业进行生产、制造的环状网络时，便具有发生无法传输，机器无法持续工作的风险，如此对企业的利润及长期利益都将受到极大影响。

另一方面，在环状网络的架构下控制封包的传递通常需要靠每一台交换器上的处理器收到前一台交换器送来的控制封包后再转送到下一台，然而，通过交换器上的处理器转送过程会造成一定时间的延迟，当环状网络上的交换器越多，累计的延迟时间将影响到网络断线时恢复的快速与否。

因此，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

发明人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关数据，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年研发经验，设计出此种环状网络冗余检查的处理方法的发明专利。

本发明的主要目的乃在于降低环状网路执行冗余检查时所可能发生的错误机率，而令企业在使用环状网路传输资料或信号时，得以顺利执行。