什么是SWRing

发布时间：2011-06-30 10:42:41 来源：文档文库

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SWRing

此技术白皮书适应于以下产品：

● IES608系列

● IES7010系列

● IES618系列

● IES6024系列

● IES7126系列

● IEM608系列

● IEM7010系列

什么是SWRing？

SWRing是由深圳市三旺通信技术有限公司自主研发，专业为高可靠性的需要链路冗余备份的工业控制网络应用而开发设计的以太网快速生成树算法，其设计理念完全遵照国际通用标准（STP和RSTP）实现，并专门针对工业控制应用做了必要的优化，具有以太网链路冗余，故障快速自动恢复能力，在网络中断或网络产生故障时，SWRing能够确保用户网络在20ms以内自动恢复链路通信。

SWRing特点及优势

SWRing是业内第一个采用无主站架构的生成树算法，传统的冗余算法大多采用有主站架构，这种架构的算法对主站设备依赖较强，当链路发生故障时，故障点必须首先通知到主站设备，然后由主站设备协调全网设备实现链路切换。无主站架构是一种更先进的冗余架构，参与组网的设备不存在主从差异，每一台设备都肩负着网络维护的责任，当链路发生故障时，由故障所在设备负责全网的链路切换，其它设备并不参与算法调度。因此这种架构的冗余网络具有更快的链路恢复时间和更强的稳定性。此外由于用户无需指定主站设备，所有设备之间不存在相互依存关系，配置简单，因此大大降低了对工程实施人员的要求。其特点和优势主要体现在：

1、配置简单，维护方便——SWRing采用无主站结构，摆脱了“主站特护”的困扰，设备配置简单，更换设备无需区别主从，因此大大降低了对工程实施人员的要求；

2、更快的解环时间——SWRing采用无主站结构，所有设备皆可看做主站，在网络中断或网络产生故障时，由故障所在设备负责全网的链路切换，其它设备并不参与算法调度。由于采取了谁先探测到故障谁处理的机制，因此比其它算法具有更短的链路恢复时间；

3、更高的稳定性——SWRing采用无主站结构，算法不特殊依赖于某一个特定的设备（传统算法会依赖于主设备），因此具有更高的稳定性；

4、故障恢复零丢包——当网络故障排除后，故障点链路由断开状态变成连接状态时，SWRing并不切换链路，因此具有故障恢复零丢包特性。这一点很重要，因为网络出现故障时链路必须切换，而在链路切换时出现丢包在所难免，但当故障恢复时如果再次切换链路势必又将导致一次链路丢包。SWRing的故障恢复零丢包特性将这种丢包的可能性降到了最低；

5、最大化带宽利用——生成树算法是一种以太网协议，参与算法的设备之间必须通过现有的以太网通道传输报文，为了维护网络的稳定性，传统的生成树算法必须周期性的发送轮询报文，因此降低了网络的实际传输带宽。SWRing采用无主站结构，网络状态由全网共同维护，因此在链路没有发生变化的时候不需要周期性的发送轮询报文，确保了所有带宽为用户所用；

6、组网灵活多变——SWRing支持多种基础组网结构，通过这些基础结构用户可以构建出各种各样的复杂网络，例如：单环，双环，相切环，相交环，甚至是网状结构

7、支持通道故障检测——许多时候为了延长以太网传输距离，必须在设备间加入一到多对距离延长器（例如：普通的光纤收发器）。当延长器之间出现链路故障时，由于延长器与设备之间的接口并未发生故障，导致许多算法无法检测出通道故障，最终造成通信中断。SWRing采用一种hello报文的机制在相邻的设备之间定时交换信息（该功能仅在需要时才启用），当设备超时仍未收到对方的hello报文时，设备将启动SWRing算法切换链路，从而恢复通信。

SWRing基础组网结构

SWRing具有四种基础组网结构，分别为Ring、Chain、Coupling Ring、Dual Homing，采用这四种基础组网方式，用户几乎可以实现任何形式的网络拓扑结构。

什么是Ring ？

Ring（环）是一种最基础的环状组网结构，在这种结构当中所有设备组成环状连接，在网络工作正常的时候，交换设备上运行的算法将自动阻塞一条链路作为备份链路，从而确保网络的正常运作。当网络出现链路故障时，算法在20ms以内将自动启动备份链路并快速恢复数据通信。在工业控制领域环状结构由于其出色的成本效益和冗余能力因而得到了十分广泛的应用。

什么是Chain？

Chain（链）是在环的基础上发展起来的一种衍生组网结构。Chain实际上是将多台交换机设备串联（即所谓的链型结构），然后将Chain的两端接入到以太网网络中，Chain具有较强的通道选择能力。当网络工作正常时，算法将自动阻塞Chain中的一条链路作为备份链路，从而迫使所有设备从链路未阻塞的一端访问以太网网络。当Chain出现链路故障时，算法在20ms以内将自动启动备份链路并快速引导设备从未出现链路故障的一端访问以太网网络。

这种快速通道选择能力能够显著增强用户构建任何类型的冗余网络拓扑结构的灵活性。在工业控制领域中，单一的环网往往无法满足组网结构的需求，此时我们可以将一些交换机设备组成环网，而将另一些交换机设备构成Chain连接在环网上的其他交换机的普通口就可以形成环套链的更为复杂的组网结构，从而为组建更大规模的控制网络提供便利，同时网络的冗余能力亦得到显著加强。

什么是Coupling Ring？

Coupling Ring（耦合环）是为了连接两个相互独立的网络而提出的一种冗余结构。这种结构类似于端口聚合所带来的链路冗余效果。不同于端口聚合之处在于，Coupling Ring是实现于不同交换机上的两个端口之间的互为备份，因此具有更高的安全性。对于某些特殊应用，一般的单环无法满足现场要求，因为有些设备可能存在于偏远地区。对于这样的系统，用户可以将不同区域的设备组成单环，并通过Coupling Ring将多个单环连接成一个整体从而形成一个更大的冗余网络。