[发明专利]可多路径传输数据的通讯设备、数据通讯网络系统及数据通讯方法

说明书

本公开涉及一种可多路径传输数据的通讯设备，包括：两个或多个网络链接端口、路径决策组件，其包括数据修改单元、学习单元以及路径决策单元。所述数据修改单元修改路径信息。所述学习单元用来端口号、路径信息以及源用户交换机ID，并形成用户交换机ID表。所述路径决策单元查询用户交换机ID表，并基于目的地用户交换机ID将数据帧到发送一个或多个网络链接端口。本公开还涉及一种利用该通讯设备的通讯网络以及通讯方法。

技术领域

本公开涉及一种通讯设备，尤其是涉及一种可多路径传输数据的通讯设备、由这种可多路径传输数据的通讯设备构成的可多路径传输数据的数据通讯网络系统以及可多路径传输数据的数据通讯方法。

背景技术

当前的工业现场，对控制数据的冗余性具有较高的要求，期望能够在传输路径出现阻断或拥塞的情况下，能够有备用路径同时进行倒换提供不间断数据通讯。

目前工业用环网包括有损倒换环网(非零自愈)以及无损倒换环网。无损倒换环网所使用的可多路径传输数据的通讯设备，诸如HSR交换机，采用国际标准IEC63599，其利用了PRP(parallel Redundancy protocol平行冗余协议)和HSR(High-availabilitySeamless protocol高性能无缝协议)。有损倒换环网尽管有其固有的优点，但是在对数据有较高技术要求的环境中，由于有损倒换环网不能满足用户要求(例如，存在数据丢失问题)，因此有些工业应用场合采用无损倒换环网。但是，当前的无损倒换环网，即零自愈环网，所采用的交换机的自愈机制是基于以太网源MAC学习机制，利用以太网数据协议中自有的数据包ID达到零自愈传输。这样，当网络上有大量的设备时，就需要大量资源来存储MAC，以及长时间的查找MAC和对比数据包ID，因此，资源受限和查找对比方式大大降低了设备接入量和带宽使用率。这也是导致目前零自愈可多路径传输数据的通讯设备的接入设备数量受到限制(通常不超过512)，因此不能应用于大规模使用接入设备的工业场合。

本申请的申请人为此提出了一种名称为“无损环网交换机、无损自愈环网及其数据通讯方法”申请号为CN201710357928.9公开号为CN107395479A的中国专利申请。其提出了一种无损环网交换机，由于其针对数据帧进行源用户交换机ID的学习，并核对目的地用户交换机ID和源交换机数据帧序列号，因此，极大地降低了交换机进行数据交换速度。因为，在环网上的交换机的数量远小于接入设备的数量，因此根据专利公开号CN107395479A的单台无损环网交换机的MAC数可以达到16K以上的程度(相当于单个交换机芯片的容量)。其传输速率可以达到线速(线路设计速度)的90％以上。尽管该专利申请提供了一种应用于大规模使用接入设备的工业场合，但是在环网出现被极端破坏的情况下，其依然不能完全解决控制数据传输的路径的冗余性。

因此，人们期望提供一种能够极大限度地为工业数据通讯提供冗余的工业通讯网络和设备，应用于的复杂而环境严苛的工业场合。

发明内容

为此，本公开提供了一种可多路径传输数据的通讯设备，包括：两个或多个网络链接端口，每个网络链接端口用于接收来自相邻的一个通讯设备传输来的数据帧，并用于将不属于本地的数据帧输出到相邻的一个通讯设备；路径决策组件，其包括数据修改单元、学习单元以及路径决策单元，其中，所述数据修改单元修改所接收的数据帧的路由协议中所包含的路径信息，所述学习单元用来学习接收所述数据帧的一个或多个网络链接端口的端口号、所修改后的所述数据帧中的路径信息以及所述数据帧的路由协议中所包含的源用户交换机ID，并形成包含所学习到的信息的用户交换机ID表，以及所述路径决策单元基于所述数据帧的路由协议中所包含的目的地用户交换机ID查询用户交换机ID表，并基于与用户交换机ID表中的目的地用户交换机ID相关联的路径信息决定将其目的地用户交换机ID不同于本地用户交换机ID的一个数据帧或多个相同数据帧中的一个数据帧发送到与用户交换机ID表中的目的地用户交换机ID相关联记录的一个或多个端口号所对应一个或多个网络链接端口。