СПОСОБ, СИСТЕМА ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕИСПРАВНОСТИ И УСТРОЙСТВО ОБМЕНА ДАННЫМИ, ОСНОВАННЫЕ НА ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ ETHERNET Российский патент 2012 года по МПК H04L12/26 H04L12/437 

Настоящая заявка испрашивает приоритет по китайской заявке на патент №200710167374.2, поданной в китайское ведомство по интеллектуальной собственности от 26 ноября 2007 г., озаглавленной “Способ, система для обработки неисправности и устройство обмена данными, основанные на промышленной сети Ethernet”, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области техники промышленной сети Ethernet, в частности к системе, способу обработки неисправности и устройству обмена данными, основанным на промышленной сети Ethernet.

Уровень техники

С развитием технологии сети Ethernet сеть Ethernet все в большей степени применена к промышленным областям, и стабильность работы и увеличение пользы промышленного производства требуют больше относительно доступности промышленной сети Ethernet в случае неисправности. В виду требования высокой доступности промышленной сети Ethernet существующая промышленная сеть Ethernet обычно использует механизм осуществления избыточности кольцевой сети с конфигурацией “главный-подчиненный”, который управляет работой всей сети с помощью главного устройства обмена данными в системе сети Ethernet, чтобы гарантировать, что вся сеть является доступной в случае, когда возникает неисправность в определенном устройстве обмена данными в сети Ethernet. Однако в вышеупомянутом механизме осуществления избыточности кольцевой сети с конфигурацией “главный-подчиненный” риск неисправности в сети очень направлен к главному устройству обмена данными таким образом, что вся сеть Ethernet может быть недоступной в случае, когда возникает неисправность в главном устройстве обмена данными.

В предшествующем уровне техники, для того чтобы преодолеть проблему, что сеть будет недоступной в случае, когда возникает неисправность в главном устройстве обмена данными в механизме осуществления избыточности кольцевой сети с конфигурацией “главный-подчиненный”, используют распределенную систему сети Ethernet, которая включает в себя множество устройств обмена данными, соединенных последовательно таким образом, чтобы образовывать кольцевую структуру. Фиг.1 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов осуществления обработки неисправности с помощью системы:

этап 101: выполнение конфигурирования для всех обменов данными в системе;

этап 102: выполнение периодического обнаружения цикла и обнаружения протокольной машины для системы в соответствии с инструкцией предварительно определенной конфигурации;

этап 103: посылка сообщения предупредительного сигнала о неисправности при обнаружении неисправности цикла или неисправности протокольной машины.

Из существующего способа обработки неисправности сети Ethernet можно понять, что способ осуществляет распределенное обнаружение и диагностику неисправности, указывает принцип равнодоступности в связи в сети Ethernet и решает проблему очень направленного риска доступности сети Ethernet, явившегося следствием неисправности, возникшей в главном устройстве обмена данными. Однако в случае, когда множество неисправностей возникают во множестве устройств обмена данными в сети, система сети Ethernet будет недоступной, поскольку распределенная однокольцевая избыточная сеть может только обрабатывать неисправность, возникшую в одном устройстве обмена данными, и когда возникает одна неисправность в сети, поскольку маршрут передачи сообщений в устройствах обмена данными изменился, время устранения неисправности сети Ethernet увеличивается, и доступность сети Ethernet, соответственно, уменьшается, поскольку неотъемлемая таблица FDB в устройствах обмена данными должна быть восстановлена в течение устранения неисправности.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является предоставить способ обработки неисправности, основанный на промышленной сети Ethernet, чтобы решить проблему, что система сети Ethernet будет недоступной, когда множество неисправностей возникают во множестве устройств обмена данными в предшествующем уровне техники.

Другой задачей изобретения является предоставить систему обработки неисправности и устройство обмена данными, основанных на промышленной сети Ethernet, чтобы решить проблему, что система сети Ethernet будет недоступной, когда множество неисправностей возникнут во множестве устройств обмена данными в предшествующем уровне техники.

Для того чтобы решить вышеупомянутые технические задачи, изобретение предоставляет следующие технические решения.

Способ обработки неисправности, основанный на промышленной сети Ethernet, в котором устройства обмена данными в сети соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, и причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, а резервная линия связи находится в резервном состоянии, причем способ содержит:

обнаружение состояний соединения двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети; и

переключение резервной линии связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Состояние соединения линии связи включает в себя: линию связи в состоянии соединения, линию связи в состоянии неисправности или линию связи в состоянии разъединения.

Устройство обмена данными включает в себя, по меньшей мере, четыре порта и соединяется со своим смежным устройством обмена данными с помощью двух портов, соответственно; и два порта устройства обмена данными в одной и той же линии связи являются портами в одном и том же кольце, и два порта устройства обмена данными, соединенные с одним и тем же устройством обмена данными, являются портами в одном и том же направлении.

Замена резервной линии связи в рабочую линию связи содержит следующие этапы:

осуществление поиска, посредством устройства обмена данными, порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и

преобразование состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразование состояния резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

Преобразование состояния резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта включает в себя:

первоначальное состояние рабочего порта является состоянием передачи, и состояние резервного порта преобразуют в состояние передачи; или

первоначальное состояние рабочего порта является состоянием блокировки, и состояние резервного порта преобразуют в состояние блокировки.

Способ дополнительно содержит:

поддержание, посредством устройства обмена данными, состояния резервного порта в резервной линии связи и преобразование состояния неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи, или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения, и

информирование рабочего порта в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи.

Способ дополнительно содержит:

установку состояния порта в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнение тактовой синхронизации, когда инициализируют устройство обмена данными в сети.

Способ дополнительно содержит:

посылку, посредством устройства обмена данными, информации предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположение возникшей неисправности.

Система обработки неисправности, основанная на промышленной сети Ethernet, содержит: множество устройств обмена данными, соединенных с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, а резервная линия связи находится в резервном состоянии, причем устройство обмена данными содержит:

устройство обнаружения, приспособленное обнаруживать состояние соединения двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети,

устройство переключения, приспособленное переключать резервную линии связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Устройство переключения содержит:

устройство поиска, приспособленное осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и

операционное устройство, приспособленное преобразовывать состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

Устройство обмена данными дополнительно содержит:

устройство преобразования, приспособленное поддерживать состояние резервного порта в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи, или рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения,

устройство информирования, приспособленное информировать рабочий порт в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи.

Устройство обмена данными дополнительно содержит:

устройство установки, приспособленное устанавливать состояние порта в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию, когда инициализируют устройство обмена данными в сети,

устройство предупредительного сигнала, приспособленное посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположении возникшей неисправности.

Устройство обмена данными содержит:

устройство обнаружения, приспособленное обнаруживать состояние соединения двойных линий связи между соединенными с ним устройствами обмена данными,

устройство переключения, приспособленное переключать резервную линии связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Устройство переключения содержит:

устройство поиска, приспособленное осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и

операционное устройство, приспособленное преобразовывать состояние рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

Устройство обмена данными дополнительно содержит:

устройство преобразования, приспособленное поддерживать состояние резервного порта в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи, или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения,

устройство информирования, приспособленное информировать рабочий порт в состоянии блокировки о преобразовании в состояние передачи.

Устройство обмена данными дополнительно содержит:

устройство установки, приспособленное устанавливать состояние портов в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию, когда инициализируют устройство обмена данными в сети,

устройство предупредительного сигнала, приспособленное посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположение возникшей неисправности.

Из решений, предоставленных в изобретении, можно понять, что устройства обмена данными в сети, согласно изобретению, соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, резервная линия связи находится в резервном состоянии, обнаруживают состояние соединения двойных линий связи в устройствах обмена данными сети, резервную линию связи переключают в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения. Когда множество ошибок возникает в кольцевой структуре взаимных избыточных двойных линий связи в изобретении, доступность сети гарантируют с помощью переключения в резервную линию связи, и время перенаправления, требуемое при передаче обычных данных, являющееся следствием изменения маршрута передачи данных в течение переключения избыточности в структуре однокольцевой сети, устраняют с помощью переключения во взаимных избыточных линиях связи, таким образом, что сокращают время устранения неисправности в сети.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема последовательности этапов способа обработки неисправности в предшествующем уровне техники;

фиг.2 - блок-схема последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

фиг.3 - схематический вид состояния портов, соединенных как двойные линии связи между устройствами обмена данными,

фиг.4 - схематический вид соединения портов между двумя устройствами обмена данными в соответствии с изобретением;

фиг.5 - блок-схема последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;

фиг.6 - блок-схема последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения;

фиг.7 - блок-схема последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения;

фиг.8 - схематический вид структуры системы обработки неисправности, основанной на промышленной сети Ethernet, в соответствии с изобретением;

фиг.9 - блок-схема устройства обмена данными в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения; и

фиг.10 - блок-схема устройства обмена данными в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

Сущностью изобретения является предоставить способ обработки неисправности, основанный промышленной сетью Ethernet, и устройства обмена данными в сети соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, резервная линия связи находится в резервном состоянии, обнаруживают состояние соединения двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети, и переключают резервную линию связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Для того чтобы заставить специалистов в данной области техники понять техническое решение изобретения, и сделать задачи, особенности и преимущества изобретения очевидными, изобретение будет подробно описано далее со ссылкой на прилагаемые чертежи и варианты осуществления.

Фиг.2 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Устройства обмена данными в промышленной сети Ethernet соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, резервная линия связи находится в резервном состоянии.

Этап 201: обнаружение состояний соединения двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети.

Причем состояния соединения линии связи включают в себя следующие: линия связи находится в состоянии соединения, линия связи находится в состоянии неисправности или линия связи находится в состоянии разъединения. Порт линии связи в состоянии соединения определяет, что соединение линии связи является нормальным, основанным на протоколе IEEE802.3, и обмен данными может быть нормально осуществлен между смежными устройствами обмена данными через порт, порт линии связи в состоянии разъединения определяет, что соединение линии связи находится в состоянии неисправности, основанном на протоколе IEEE802.3, и никакой обмен данными не может быть выполнен через порт, и порт линии связи находится в состоянии неисправности, определяет, что соединение линии связи является нормальным, основанным на протоколе IEEE802.3, но никакой обмен данными не может быть осуществлен между смежными устройствами обмена данными через порт, поскольку в смежном устройстве обмена данными возникла неисправность.

Причем каждое из устройств обмена данными в сети включает в себя, по меньшей мере, четыре порта и соединяется со своими смежными устройствами обмена данными через два порта, соответственно, причем два порта устройства обмена данными в одной и той же линии связи являются портами в одном и том же кольце, а два порта устройства связи, соединенные с одним и тем же устройством обмена данными, являются портами в одном и том же направлении.

Этап 202: замена резервной линии связи в рабочее состояние, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Конкретно, устройство обмена данными ищет порт в одном и том направлении с неисправным портом, который создает рабочее состояние в состоянии неисправности, и преобразует состояние рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние, и преобразует состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения. В случае, когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием передачи, состояние резервного порта преобразуют в состояние передачи, и в случае, когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием блокировки, состояние резервного порта преобразуют в состояние блокировки.

Фиг.3 иллюстрирует схематический вид состояния порта, соединенного как структура двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети Ethernet, в соответствии с изобретением.

Фиг.3 иллюстрирует устройство А обмена данными, устройство В обмена данными, устройство С обмена данными, устройство D обмена данными, устройство Е обмена данными и устройство F обмена данными, взаимно соединенные как кольцевая структура с помощью двойных линий связи. Порты в одном и том же кольце всех устройств, за исключением устройства D обмена данными во внешних линиях связи, находятся в состоянии передачи. Что касается двух портов устройства D обмена данными во внешнем кольце, один установлен в состояние передачи, а другой установлен в состояние блокировки. Следовательно, цикл не будет образован в сети при этом способе установки, чтобы эффективно предотвратить шторм передачи данных по сети, и все порты в запрещенном состоянии в соответствующей внутренней линии связи кольца являются резервными портами, такими что внутренняя линия связи кольца является резервной линией связи внешней линии связи кольца, действующей как рабочая линия связи.

В структуре двойных линий связи сети Ethernet, в соответствии с изобретением, при инициализации устройства обмена данными, все порты в одном кольце устанавливают в запрещенное состояние, и один из всех портов в другом кольце устанавливают в состояние блокировки, а другие порты устанавливают в состояние передачи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией. При инициализации порты устройства обмена данными выполняют функции тактовой синхронизации и конфигурирования устройств, порты устройств обмена данными в состоянии передачи передают все сообщения данных, проходящие через порты, порт устройств обмена в состоянии блокировки только посылает сообщение запроса обнаружения соединения и сообщение ответа обнаружения линии связи между устройствами обмена данными и отбрасывает любые другие сообщения данных, и порты устройств обмена данными в запрещенном состоянии отбрасывают все сообщения данных.

Фиг.4 иллюстрирует схематический вид соединения портов между устройствами обмена данными в соответствии с изобретением, который взят совместно со схематическим видом состояния портов, соединенных как двойные линии связи между устройствами обмена данными.

Два устройства обмена данными взаимно соединены с помощью двух пар взаимных избыточных портов, причем одна пара взаимно соединенных портов является рабочими портами, а другая пара взаимно соединенных портов является резервными портами. Когда никакая неисправность не возникает в линиях связи между двумя устройствами обмена данными, состояние рабочего порта в портах в одном и том же направлении в каждом из устройств обмена данными является состоянием передачи или состоянием блокировки, а резервный порт в портах в одном и том же направлении находится в запрещенном состоянии. Порт в состоянии передачи будет передавать все данные в портах, порт в состоянии блокировки только посылает сообщение запроса обнаружения соединения и сообщение ответа обнаружения соединения между двумя устройствами обмена данными и отбрасывает любые другие сообщения данных, а порты в запрещенном состоянии не передают никаких данных. Когда порт в состоянии передачи обнаруживает неисправность соединения, устройство обмена данными может переключить рабочий порт, чтобы поддерживать нормальную передачу данных при появлении неисправности в рабочей линии связи устройства обмена данными.

Фиг.5 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, который взят совместно со схематическим видом структуры двойных линий связи устройства обмена данными, изображенной на фиг.3. Вариант осуществления иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, когда неисправность возникает только в рабочей линии связи, а резервная линия связи находится в состоянии соединения в сети.

Этап 501: обнаружение состояния соединения двойных линий связи между устройствами сети.

Устройство обмена данными в промышленной сети Ethernet, в соответствии с изобретением, выполняет избыточное соединение со смежным устройством обмена данными с помощью независимой пары портов в одном и том же направлении, причем один порт является рабочим портом, другой порт является резервным портом, и все устройства обмена данными соединены последовательно, чтобы формировать структуру двойных линий связи в кольце.

В этом варианте осуществления, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, порт в линии связи определяет, что соединение линии связи является нормальным, основанным на протоколе IEEE802.3, но данными нельзя обмениваться со смежным устройством обмена данными через этот порт, поскольку в соседнем устройстве возникла неисправность, а резервная линия связи находится в состоянии соединения, и порт в линии связи определил, что соединение линии связи является нормальным, основанным на протоколе IEEE802.3, и можно нормально обмениваться данными со смежными устройствами обмена данными через этот порт.

Этап 502: определение, находится ли рабочая линия связи в состоянии неисправности, если так, выполнение этапа 503, иначе выполнение этапа 505.

Этап 503: осуществление поиска, посредством устройства обмена данными, порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию связи в состоянии неисправности.

Этап 504: преобразование состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние, преобразование состояния резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта и завершение текущей процедуры.

Когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием передачи, состояние резервного порта преобразуют в состояние передачи, а когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием блокировки, состояние резервного порта преобразуют в состояние блокировки.

Этап 505: поддержание рабочего состояния рабочей линии связи и состояния установки портов в рабочей линии связи и завершение текущей процедуры.

Фиг.6 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения, который взят совместно со схематическим видом структуры двойных линий связи устройства обмена данными, изображенной на фиг.3. Вариант осуществления иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности на основании состояния резервной линии связи, когда неисправность возникает только в рабочей линии связи в сети.

Этап 601: обнаружение состояния соединения двойных линий связи между устройствами сети.

Когда резервная линия связи находится в состоянии соединения, соединение линии связи является нормальным, и можно нормально обмениваться данными со смежным устройством обмена данными через этот порт, когда резервная линия связи находится в состоянии разъединения, соединение линии связи является неисправным, и нельзя нормально обмениваться данными с другим устройством обмена данными через этот порт, когда резервная линия связи находится в состоянии неисправности, соединение линии связи является нормальным, но нельзя обмениваться данными со смежным устройством обмена данными через этот порт, поскольку в смежном устройстве возникает неисправность.

Этап 602: определение состояния резервной линии связи, когда рабочая линия связи неисправна, если ее состояние является состоянием соединения, выполнение этапа 603, если ее состояние является состоянием разъединения или неисправности, выполнение этапа 604.

Этап 603: переключение резервной линии связи в рабочую линию связи и завершение текущей процедуры.

Устройство обмена данными ищет порт в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочее состояние в состоянии неисправности, и преобразует состояние рабочего порта в рабочем состоянии в запрещенное состояние, и преобразует состояние резервного порта в резервном состоянии в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения. То есть, когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием передачи, состояние резервного порта преобразуют в состояние передачи, а когда первоначальное состояние рабочего порта является состоянием блокировки, состояние резервного порта преобразуют в состояние блокировки.

Этап 604: поддержание состояния резервного порта в резервной линии связи и преобразование состояния неисправного порта в состояние блокировки.

Когда состояние соединения линии связи портов в одном и том же направлении устройства обмена данными является состоянием разъединения, рабочее состояние линии связи восстанавливают с помощью устройства обмена данными в сети посредством способа восстановления соединения, то есть устройство обмена данными постоянно обнаруживает, является ли состояние соединения порта нормальным, если оно обнаруживает, что состояние соединения одного из портов в одном и том же направлении устройства обмена данными является нормальным, устройство обмена данными непосредственно устанавливает порт как состояние передачи, иначе обнаружение будет продолжено, а если обнаруживают, что состояние соединения другого порта в одном и том же направлении устройства обмена данными также является нормальным, устройство обмена данными устанавливает порт как запрещенное состояние.

Этап 605: информирование рабочего порта в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи и завершение текущей процедуры.

Фиг.7 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet, в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения, который взят совместно со схематическим видом структуры двойных линий связи устройства обмена данными, изображенной на фиг.3. Вариант осуществления иллюстрирует подробную блок-схему последовательности этапов способа обработки неисправности, основанного на промышленной сети Ethernet.

Этап 701: установка состояния портов в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнение тактовой синхронизации в течение инициализации устройства обмена данными.

Этап 702: определение состояний соединения двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети.

Этап 703: определение, возникает ли ошибка в рабочей линии связи, если ошибка возникает, выполнение этапа 704, иначе выполнение этапа 710.

Этап 704: посылка с помощью устройства обмена данными информации предупредительного сигнала, включающей в себя информацию о типе и местоположении возникшей неисправности, многоадресным способом.

Этап 705: определение состояния резервной линии связи, если оно является состоянием соединения, выполнение этапа 706, а если оно является состоянием неисправности или разъединения, выполнение этапа 708.

Этап 706: осуществление поиска, посредством устройства обмена данными, порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию связи в состоянии неисправности.

Этап 707: преобразование состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние, преобразование состояния резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта и завершение текущей процедуры.

Этап 708: поддержание состояния резервного порта в резервной линии связи и преобразование состояния неисправного порта в состояние блокировки.

Этап 709: информирование рабочего порта в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи и завершение текущей процедуры.

Этап 710: поддержание в рабочем состоянии рабочей линии связи и состояний установок портов в рабочей линии связи и завершение текущей процедуры.

В соответствии со способом обработки неисправности, основанным на промышленной сети Ethernet, изобретение дополнительно предоставляет систему обработки неисправности, основанную на промышленной сети Ethernet.

Фиг.8 иллюстрирует структурно схематический вид системы обработки неисправности, основанной на промышленной сети Ethernet. Для иллюстрации удобно имеются четыре устройства обмена данными, проиллюстрированные в схематическом виде, то есть устройство 810 обмена данными, устройство 820 обмена данными, устройство 830 обмена данными и устройство 840 обмена данными. Четыре устройства обмена данными соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем внешнее кольцо является рабочей линией связи в рабочем состоянии, а внутреннее кольцо является резервной линией связи в резервном состоянии.

Каждое из устройств обмена данными в системе включает в себя устройство обнаружения, приспособленное обнаруживать состояния соединения двойных линий связи между смежными устройствами обмена данными, устройство переключения, приспособленное переключать резервную линию связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения, причем устройство обмена данными дополнительно включает в себя устройство поиска, приспособленное осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, операционное устройство, приспособленное преобразовывать состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

Кроме того, устройство обмена данными дополнительно может включать в себя устройство преобразования, приспособленное поддерживать состояние резервных портов в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи, или рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения, устройство информирования, приспособленное информировать рабочий порт в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи, устройство установки, приспособленное устанавливать состояние портов в двойной линии связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию в течение инициализации устройства обмена данными в сети, и устройство предупредительного сигнала, приспособленное посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположении возникшей неисправности.

В соответствии со способом и системой обработки неисправности и системой обработки неисправности, основанными на промышленной сети Ethernet, изобретение дополнительно предоставляет устройство обмена данными.

Фиг.9 иллюстрирует блок-схему устройства обмена данными в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

Устройство обмена данными включает в себя устройство 910 обнаружения и устройство 920 переключения.

Устройство 910 обнаружения приспособлено обнаруживать состояния соединения двойных линий связи между устройством обмена данными, соединенным с ним, а устройство 920 переключения приспособлено переключать резервную линии связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения.

Фиг.10 иллюстрирует устройство обмена данными в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

Устройство обмена данными включает в себя устройство 1010 установки, устройство 1020 обнаружения, устройство 1030 переключения, устройство 1040 преобразования, устройство 1050 информирования и устройство 1060 предупредительного сигнала.

Устройство 1010 установки приспособлено устанавливать состояние портов в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию в течение инициализации устройства обмена данными в сети, устройство 1020 обнаружения приспособлено обнаруживать состояния соединения двойных линий связи между устройством обмена данными, соединенным с ним, а устройство 1030 переключения приспособлено переключать резервную линии связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения, устройство 1040 преобразования приспособлено поддерживать состояние резервных портов в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи, или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения, устройство 1050 информирования приспособлено информировать рабочий порт в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи, и устройство 1060 предупредительного сигнала приспособлено посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположении возникшей неисправности.

Причем устройство 1030 переключения включает в себя устройство 1031 поиска, приспособленное осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и операционное устройство 1032, приспособленное преобразовывать состояния рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

Как можно понять из вариантов осуществления изобретения, кольцевая структура взаимных избыточных двойных линий связи, в соответствии с изобретением, может гарантировать доступность сети с помощью переключения в резервную линию связи, когда множество ошибок возникают в сети, и время перенаправления, требуемое при передаче обычных данных, являющееся следствием изменения маршрута передачи данных в течение переключения избыточности в структуре однокольцевой сети, устраняют с помощью переключения во взаимных избыточных линиях связи, таким образом, что сокращают время устранения неисправности в сети.

Несмотря на то что изобретение описано посредством вариантов осуществления, обычные специалисты в данной области техники должны понять, что изобретение имеет модификации и изменения, не выходя за рамки сущности изобретения, и подразумевают, что прилагаемая формула изобретения должна включать в себя эти модификации и изменения, не выходя за рамки сущности изобретения.

Изобретение относится к технологии сети Ethernet и, в частности, к обработке неисправностей в кольцевой сети с конфигурацией "главный-подчиненный", когда возникает неисправность в главном устройстве обмена данными. Техническим результатом является предоставить способ обработки неисправности сети Ethernet, когда неисправности возникают во множестве устройств обмена данными. Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ обработки неисправности устройств обмена данными в сети, которые соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи: рабочей линии связи и резервной линии связи, при этом обнаруживают состояние соединения двойных линий связи в устройствах обмена данными сети, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения, резервную линию связи переключают в рабочую линию связи. Предоставлены система обработки неисправности и устройство обмена данными сети Ethernet, с использованием кольцевой структуры взаимных избыточных двойных линий связи в изобретении, когда возникают многоточечные ошибки, доступность сети гарантируют с помощью переключения в резервную линию связи, уменьшают время устранения неисправности в сети с помощью переключения во взаимных избыточных линиях связи. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ обработки неисправности, основанный на сети Ethernet, отличающийся тем, что устройства обмена данными в сети соединены с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, резервная линия связи находится в резервном состоянии, при этом способ содержит этапы, на которых:
обнаруживают состояния соединения упомянутых двойных линий связи между устройствами обмена данными в сети; и
переключают резервную линию связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения,
при этом состояние соединения линии связи включает в себя: состояние соединения линии связи, состояние неисправности линии связи или состояние разъединения линии связи, и устройство обмена данными включает в себя по меньшей мере четыре порта и соединяется со своим смежным устройством обмена данными с помощью двух портов, соответственно; причем два порта устройства обмена данными в одной и той же линии связи являются портами в одном и том же кольце, и два порта устройства обмена данными, соединенные с одним и тем же устройством обмена данными, являются портами в одном и том же направлении, при этом при переключении резервной линии связи в рабочую линию связи:
осуществляют поиск, посредством устройства обмена данными, порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и
преобразуют состояние рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразуют состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при преобразовании состояния резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта: первоначальное состояние рабочего порта является состоянием передачи, и состояние резервного порта преобразуют в состояние передачи, или первоначальное состояние рабочего порта является состоянием блокировки, и состояние резервного порта преобразуют в состояние блокировки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых поддерживают, посредством устройства обмена данными, состояние резервного порта в резервной линии связи и преобразуют состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения; и информируют рабочий порт в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором устанавливают состояние порта в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполняют тактовую синхронизацию при инициализации устройства обмена данными в сети.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором посылают, посредством устройства обмена данными, информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположение возникшей неисправности.

6. Система обработки неисправности, основанная на сети Ethernet, отличающаяся тем, что содержит множество устройств обмена данными, соединенных с помощью взаимных избыточных двойных линий связи, причем рабочая линия связи находится в рабочем состоянии, резервная линия связи находится в резервном состоянии, при этом устройство обмена данными содержит:
устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаруживать состояния соединения упомянутых двойных линий связи между смежными устройствами обмена данными, при этом состояние соединения линии связи включает в себя: состояние соединения линии связи, состояние неисправности линии связи или состояние разъединения линии связи; и
устройство переключения, выполненное с возможностью переключать резервную линию связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения,
при этом устройство обмена данными включает в себя по меньшей мере четыре порта и соединяется со своим смежным устройством обмена данными с помощью двух портов, соответственно; причем два порта устройства обмена данными в одной и той же линии связи являются портами в одном и том же кольце, и два порта устройства обмена данными, соединенные с одним и тем же устройством обмена данными, являются портами в одном и том же направлении, при этом устройство переключения содержит:
устройство поиска, выполненное с возможностью осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и
операционное устройство, выполненное с возможностью преобразовывать состояние рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что устройство обмена данными дополнительно содержит: устройство преобразования, выполненное с возможностью поддерживать состояние резервного порта в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения; и устройство информирования, выполненное с возможностью информировать рабочий порт в состоянии блокировки о преобразовании в состояние передачи.

8. Система по п.6, отличающаяся тем, что устройство обмена данными дополнительно содержит: устройство установки, выполненное с возможностью устанавливать состояние порта в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию при инициализации устройства обмена данными в сети; и устройство предупредительного сигнала, выполненное с возможностью посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположение возникшей неисправности.

9. Устройство обмена данными, отличающееся тем, что содержит:
устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаруживать состояния соединения двойных линий связи между взаимно соединенными устройствами обмена данными, при этом состояние соединения линии связи включает в себя: состояние соединения линии связи, состояние неисправности линии связи или состояние разъединения линии связи; и
устройство переключения, выполненное с возможностью переключать резервную линию связи в рабочую линию связи, когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии соединения,
при этом устройство обмена данными включает в себя по меньшей мере четыре порта и соединяется со своим смежным устройством обмена данными с помощью двух портов, соответственно; причем два порта устройства обмена данными в одной и той же линии связи являются портами в одном и том же кольце, и два порта устройства обмена данными, соединенные с одним и тем же устройством обмена данными, являются портами в одном и том же направлении, при этом устройство переключения содержит:
устройство поиска, выполненное с возможностью осуществлять поиск порта в одном и том же направлении с неисправным портом, который создает рабочую линию в состоянии неисправности, и
операционное устройство, выполненное с возможностью преобразовывать состояние рабочего порта в рабочей линии связи в запрещенное состояние и преобразовывать состояние резервного порта в резервной линии связи в первоначальное состояние рабочего порта, когда резервная линия связи, содержащая порт в том же самом направлении, находится в состоянии соединения.

10. Устройство обмена данными по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит: устройство преобразования, выполненное с возможностью поддерживать состояние резервного порта в резервной линии связи и преобразовывать состояние неисправного порта в состояние блокировки, когда неисправность возникает в обеих двойных линиях связи или когда рабочая линия связи находится в состоянии неисправности, а резервная линия связи находится в состоянии разъединения; и устройство информирования, выполненное с возможностью информировать рабочий порт в состоянии блокировки в сети о преобразовании в состояние передачи.

11. Устройство обмена данными по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит: устройство установки, выполненное с возможностью устанавливать состояние портов в двойных линиях связи в соответствии с предварительно определенной конфигурацией и выполнять тактовую синхронизацию при инициализации устройства обмена данными в сети; и устройство предупредительного сигнала, выполненное с возможностью посылать информацию предупредительного сигнала многоадресным способом, когда в рабочей линии связи возникает неисправность, причем информация предупредительного сигнала включает в себя информацию о типе неисправности и местоположении возникшей неисправности.