[发明专利]一种Windows系统下PRP网络连接方法

说明书

本发明涉及一种Windows系统下PRP(并行冗余协议)网络连接方法：设计一种NDIS中间层驱动，此驱动内部实现PRP节点的链路冗余体LRE：驱动在协议栈上边界生成一块虚拟网卡，协议栈下边界绑定到两物理网卡，系统上层应用只与此虚拟网卡通信；两物理网卡收到报文后，经过驱动冗余算法处理，将报文作为原始报文送给虚拟网卡，供上层应用使用；上层应用下发给虚拟网卡的报文，经驱动处理后，一分为二，分别由两物理网卡转发至外部PRP网络中。本发明利用windows的NDIS驱动实现PRP节点的链路冗余体LRE，简化了网络连接方式，处理效率高，提高了冗余网络的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种Windows系统下PRP网络连接方法，属于电力工程的自动化通信技术领域。

背景技术

IEC 62439规定的并行冗余协议PRP由于安全可靠、实时切换、兼容常规并行双网架构等优点，特别适用于电力系统变电站内部通信。目前变电站监控系统为了系统易用性，主机相当一部分采用了Windows操作系统，而目前Windows系统接入变电站PRP通信网络，一般采用外置交换模块(RedBox)的方法进行实现。但外置交换模块的方式不仅增加了系统成本，而且增加了系统网络连接，一定程度上减少了网络冗余的效果，影响系统的可靠性。

NDIS是Windows网络协议栈组件间的接口规范。它横跨传输层、网络层和数据链路层，是网卡(或网卡驱动)与上层协议(或应用)间的通信接口。所有发送到网络和从网络接受的报文都由NDIS通过，通过NDIS驱动可以任意修改、转发系统的所有网络报文。

发明内容

本发明的目的是：提供一种Windows系统下PRP网络连接实现方法，简化系统网络连接，以解决目前PRP的应用中系统复杂、成本高、效果差问题。

本发明为解决上述技术问题而提供了一种windows系统下PRP网络连接方法,该方法首先设计一种NDIS中间层驱动程序，安装加载后，驱动程序生成一块虚拟网卡，上层应用直接通过此网卡与外部网络进行交互。同时驱动程序绑定到两块物理网卡，它们设置同样的MAC地址，分别连接到外部PRP网络的A、B网。

驱动程序绑定的物理网卡收到报文后，截取报文最后6个字节作为PRP标签，取出标签里的SeqNum、LanID以及帧头的源MAC，查询全局节点表，根据丢弃算法决定此帧报文是丢弃还是向转给虚拟网卡，虚拟网卡收到报文后就转发给上层协议栈及应用。

上层应用下发给虚拟网卡的报文，先复制成2份，并分别补上PRP标签，填上当前的SeqNum等信息，分别通过驱动绑定的两物理网卡转发出去。

本发明的有益效果是：通过系统的NDIS驱动实现PRP协议的链路冗余体LRE，直接处理链路层报文，实现冗余发送与接收抛弃处理。接收报文时，物理双网上接收到的报文经过PRP标签识别、冗余抛弃处理后传送到虚拟网卡处；发送报文时，虚拟网卡的报文经过复制并添加PRP标签后，通过两物理网卡转发到PRP网络上。本发明的PRP网络连接方法能简化网络连接，实现报文的透明处理，且故障时无缝切换，能极大地提高变电站网络通信的可靠性。

附图说明

图1是包含驱动的PRP系统协议栈层次结构图，上层应用只与驱动的的虚拟网卡通信，驱动负责对接两物理网卡，冗余处理由驱动进行。

图2是PRP系统驱动协议层接收流程图。

图3是PRP系统驱动微端口层发送流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的NDIS驱动架构及里面PRP协议实现细节作进一步的说明。