一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法與流程
1.本發(fā)明涉及列車網絡通信技術領域，特別涉及一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法。
背景技術：
2.目前列車車載以太網網絡控制系統(tǒng)采用環(huán)形網絡拓撲結構，環(huán)網采用公有或私有環(huán)網通信協(xié)議。環(huán)網協(xié)議可以避免由交換機構成的環(huán)網產生的廣播風暴。交換機通電后運行環(huán)網協(xié)議，根據(jù)環(huán)網協(xié)議，在環(huán)網中隨機選定或者指定某個交換機，由該交換機產生一個虛擬斷點，使網絡成為一個在邏輯上的線性網絡，從而避免交換機轉發(fā)的數(shù)據(jù)在環(huán)網中循環(huán)轉發(fā)形成網絡風暴而耗盡網絡帶寬資源，導致網絡癱瘓；在環(huán)網中如果出現(xiàn)一個網絡物理斷點，環(huán)網協(xié)議在檢測到網絡物理通信故障后自動接通虛擬斷點，使環(huán)形網絡在物理上成為一個線性網絡，保證數(shù)據(jù)正常通信；
3.該技術方案存在以下缺點：環(huán)網故障后，控制網絡需要進行邏輯鏈路的檢測和恢復操作，完成這些操作通常需要20-50ms，因此會在網絡恢復過程中導致數(shù)據(jù)通信的短暫中斷，這限制了網絡控制系統(tǒng)在高實時場景下的應用。
技術實現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明提供一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，可以解決傳統(tǒng)的以太網列車控制網絡在網絡物理通道出現(xiàn)故障的情況下，環(huán)網故障自愈恢復期間網絡通信中斷的問題。
5.一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，包括：在若干個交換機組成的以太環(huán)網中，與以太環(huán)網中一個交換機連接的控制器a將數(shù)據(jù)發(fā)送至與以太環(huán)網中另一個交換機連接的控制器b時：
6.作為發(fā)送端的控制器a通過端口向與其相連的交換機1發(fā)送一包數(shù)據(jù)，并為此包數(shù)據(jù)的幀頭設定一隨機序列號字段，當數(shù)據(jù)幀發(fā)送至交換機1后，交換機1分配一隨機數(shù)給所述隨機序列號字段，并將數(shù)據(jù)幀復制為相同的兩份，即數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2；
7.與作為發(fā)送端的控制器a連接的交換機1通過環(huán)網接口將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2沿以太環(huán)網的兩個相反的傳輸方向分別發(fā)送至相鄰的交換機2和交換機3；
8.交換機2和交換機3均檢查接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段，若存在重復數(shù)據(jù)幀，則對數(shù)據(jù)進行合并，合并后沿傳輸方向繼續(xù)向下一個交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，若不存在重復數(shù)據(jù)幀，則沿傳輸方向直接向下一個交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，下一個交換機進行同樣的數(shù)據(jù)處理，直至數(shù)據(jù)發(fā)送至與作為接收端的控制器b連接的交換機；
9.與作為接收端的控制器b連接的交換機檢查接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段，若檢查到從兩個方向發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號一致，則將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2合并，再根據(jù)目的地ip地址，將合并后的數(shù)據(jù)轉發(fā)給該交換機對應端口的控制器b，若僅檢查到一個方向發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號，則直接根據(jù)目的地ip地址，將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給該交換機對
應端口的控制器b。
10.所述隨機序列號字段占用兩個字節(jié)。
11.隨機數(shù)的取值范圍為0-65535。
12.與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的數(shù)據(jù)冗余傳輸方法在轉發(fā)過程中，鏈路任意一個物理鏈路出現(xiàn)故障都不影響數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)了單點鏈路故障時的數(shù)據(jù)無縫傳輸，有效防止網絡通信故障后在恢復過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信的短暫中斷，適用于高實時場景下的應用。
附圖說明
13.圖1為本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸原理圖。
具體實施方式
14.下面結合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
15.如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，基于現(xiàn)有列車的以太網網絡結構，列車的各個車廂均布置1-2臺交換機，各個車廂之間的交換機通過以太網線連接成一個環(huán)形拓撲結構(如圖1所示)，每個車廂的子系統(tǒng)控制器都連接到該車廂的交換機上，控制器之間通過以太環(huán)網交換數(shù)據(jù)，具體如下，在若干個交換機組成的以太環(huán)網中，與以太環(huán)網中一個交換機連接的控制器a將數(shù)據(jù)發(fā)送至與以太環(huán)網中另一個交換機連接的控制器b時：
16.作為發(fā)送端的控制器a通過端口向與其相連的交換機1發(fā)送一包數(shù)據(jù)，并為此包數(shù)據(jù)的幀頭設定一占用2個字節(jié)的隨機序列號字段，當數(shù)據(jù)幀發(fā)送至交換機1后，交換機1分配一個0-65535的隨機數(shù)給所述隨機序列號字段，并將數(shù)據(jù)幀復制為相同的兩份，即數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2；
17.與作為發(fā)送端的控制器a連接的交換機1通過環(huán)網接口將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2沿以太環(huán)網的兩個相反的傳輸方向分別發(fā)送至相鄰的交換機2和交換機3，即圖1中交換機1將數(shù)據(jù)包1沿順指針方向發(fā)送至交換機2，交換機1將數(shù)據(jù)包2沿逆時針方向發(fā)送至交換機3；
18.交換機2和交換機3均檢查接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段(交換機2檢查數(shù)據(jù)包1的隨機序列號字段，交換機3檢查數(shù)據(jù)包2的隨機序列號字段)，若存在重復數(shù)據(jù)幀，則對數(shù)據(jù)進行合并，合并后沿傳輸方向繼續(xù)向下一個交換機(交換機2將數(shù)據(jù)包1發(fā)送至交換機4，交換機3將數(shù)據(jù)包2發(fā)送至交換機5)發(fā)送數(shù)據(jù)，若不存在重復數(shù)據(jù)幀，則沿傳輸方向直接向下一個交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，下一個交換機(交換機3或交換機4)進行同樣的數(shù)據(jù)處理，直至數(shù)據(jù)發(fā)送至與作為接收端的控制器b連接的交換機6；
19.與作為接收端的控制器b連接的交換機6的接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段，若檢查到從兩個方向(交換機4和交換機5)發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號一致后，則將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2合并，再根據(jù)目的地ip地址，將合并后的數(shù)據(jù)轉發(fā)給該交換機對應端口的控制器b，若僅檢查到一個方向發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號，則直接根據(jù)目的地ip地址，將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給該交換機對應端口的控制器b，從而實現(xiàn)了單點鏈路故障時的數(shù)據(jù)無縫傳輸。
20.對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在
不背離本發(fā)明的精神和基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
21.此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
技術特征：
1.一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，其特征在于，在若干個交換機組成的以太環(huán)網中，與以太環(huán)網中一個交換機連接的控制器a將數(shù)據(jù)發(fā)送至與以太環(huán)網中另一個交換機連接的控制器b時：作為發(fā)送端的控制器a通過端口向與其相連的交換機1發(fā)送一包數(shù)據(jù)，并為此包數(shù)據(jù)的幀頭設定一隨機序列號字段，當數(shù)據(jù)幀發(fā)送至交換機1后，交換機1分配一隨機數(shù)給所述隨機序列號字段，并將數(shù)據(jù)幀復制為相同的兩份，即數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2；與作為發(fā)送端的控制器a連接的交換機1通過環(huán)網接口將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2沿以太環(huán)網的兩個相反的傳輸方向分別發(fā)送至相鄰的交換機2和交換機3；交換機2和交換機3均檢查接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段，若存在重復數(shù)據(jù)幀，則對數(shù)據(jù)進行合并，合并后沿傳輸方向繼續(xù)向下一個交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，若不存在重復數(shù)據(jù)幀，則沿傳輸方向直接向下一個交換機發(fā)送數(shù)據(jù)，下一個交換機進行同樣的數(shù)據(jù)處理，直至數(shù)據(jù)發(fā)送至與作為接收端的控制器b連接的交換機；與作為接收端的控制器b連接的交換機檢查接收端接收數(shù)據(jù)包的隨機序列號字段，若檢查到從兩個方向發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號一致，則將數(shù)據(jù)包1和數(shù)據(jù)包2合并，再根據(jù)目的地ip地址，將合并后的數(shù)據(jù)轉發(fā)給該交換機對應端口的控制器b，若僅檢查到一個方向發(fā)來的數(shù)據(jù)包的隨機序列號，則直接根據(jù)目的地ip地址，將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給該交換機對應端口的控制器b。2.如權利要求1所述的一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，其特征在于，所述隨機序列號字段占用兩個字節(jié)。3.如權利要求1所述的一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，其特征在于，隨機數(shù)的取值范圍為0-65535。
技術總結
本發(fā)明公開了一種列車以太網網絡數(shù)據(jù)冗余傳輸方法，本發(fā)明的數(shù)據(jù)冗余傳輸方法在轉發(fā)過程中，鏈路任意一個物理鏈路出現(xiàn)故障都不影響數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)了單點鏈路故障時的數(shù)據(jù)無縫傳輸，有效防止網絡通信故障后在恢復過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信的短暫中斷，適用于高實時場景下的應用。景下的應用。景下的應用。
