通信網(wǎng)絡跳躍架構的制作方法
【專利說明】通信網(wǎng)絡跳躍架構
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于35U.S.C.§ 119(e)要求享有于2014年2月14日遞交的、名稱為COMMUNICAT1N NETWORK HOPPING ARCHITECTURE的美國臨時專利申請序列號N0.61/940, 089的權益，故以引用方式將美國臨時專利申請序列號N0.61/940，089的全部內(nèi)容明確地并入本文。
【背景技術】
[0003]通信網(wǎng)絡在信息(包括過程控制數(shù)據(jù))的分發(fā)和處理中起重要作用。例如，工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)(其可以包括過程控制系統(tǒng)(PCS)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、基于可編程邏輯控制器(PLC)的系統(tǒng)、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)等等)利用通信網(wǎng)絡來促進商品的生產(chǎn)和基本服務的供應。這種通信網(wǎng)絡可以利用以太網(wǎng)拓撲結構遍及網(wǎng)絡的各個部分傳播數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)拓撲結構可以充當遠程數(shù)據(jù)源與一個或多個本地設備之間的信息處理結點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開了一種通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的實現(xiàn)。在一個或多個實現(xiàn)中，所述通信網(wǎng)絡系統(tǒng)包括多個網(wǎng)絡設備。所述多個網(wǎng)絡設備中的每個網(wǎng)絡設備包含一個或多個多端口交換機，其中，每個多端口交換機包括:至包含所述多端口交換機的網(wǎng)絡設備的連接以及至由所述多個網(wǎng)絡設備中另一個相應的網(wǎng)絡設備所包含的另一個多端口交換機的至少一個其它端口的連接。
[0005]在一個或多個實現(xiàn)中，所述通信網(wǎng)絡系統(tǒng)包括第一網(wǎng)絡設備，第一網(wǎng)絡設備包括兩個多端口交換機。所述通信網(wǎng)絡系統(tǒng)還包括相對于第一網(wǎng)絡設備平行布置的一個或多個中間網(wǎng)絡設備。所述一個或多個中間網(wǎng)絡設備中的各中間網(wǎng)絡設備包括兩個多端口交換機，其中，所述一個或多個中間網(wǎng)絡設備中的一個中間網(wǎng)絡設備經(jīng)由所述中間網(wǎng)絡設備的一個多端口交換機和第一網(wǎng)絡設備的一個多端口交換機來通信地親合到第一網(wǎng)絡設備。所述通信網(wǎng)絡系統(tǒng)還包括第二網(wǎng)絡設備，第二網(wǎng)絡設備包括兩個多端口交換機。第二網(wǎng)絡設備相對于所述一個或多個中間網(wǎng)絡設備平行布置。第二網(wǎng)絡設備經(jīng)由所述一個或多個中間網(wǎng)絡設備中的一個中間網(wǎng)絡設備的一個多端口交換機和第二網(wǎng)絡設備的一個多端口交換機來通信地耦合到所述中間網(wǎng)絡設備。
[0006]提供該概述以便引入對具有簡化形式的概念的選擇，下面在【具體實施方式】中對這些概念進行進一步描述。該概述不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或重要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
【附圖說明】
[0007]參照附圖來描述【具體實施方式】。在說明書和各圖中，在不同的實例中使用相同的附圖標記可以指示相似或相同的項。
[0008]圖1是示出了以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡的概念性框圖。
[0009]圖2是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實現(xiàn)的一種通信網(wǎng)絡架構的概念性框圖。
[0010]圖3是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實現(xiàn)的另一種通信網(wǎng)絡架構的概念性框圖。
[0011]圖4是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實現(xiàn)的一種用于提供通信網(wǎng)絡跳躍架構的方法的流程圖。
[0012]圖5是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實現(xiàn)的一種通過通信網(wǎng)絡來傳播信息的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]
[0014]數(shù)據(jù)源相對于網(wǎng)絡中的一個或多個設備可以跨越相對大的距離。理論上，每個設備可以具有至數(shù)據(jù)源的直接連接，然而，這些獨立的連接通常成本高昂。可以使用交換機(例如，以太網(wǎng)交換機)來連接數(shù)據(jù)源與一個或多個設備，而不是利用單獨的/獨立的連接來將網(wǎng)絡中每個用戶設備獨立地連接到數(shù)據(jù)源。例如，如圖1中所示出的，示例性通信網(wǎng)絡50具有以太網(wǎng)交換機52，以太網(wǎng)交換機52通信地耦合在數(shù)據(jù)源54與網(wǎng)絡中的三個設備56、58、60(分別示出為設備一、設備二和設備三)之間。冗余的以太網(wǎng)交換機62類似地可以通信地耦合在數(shù)據(jù)源54與三個設備56、58、60之間，盡管其沒有與以太網(wǎng)交換機52直接相通信。如果以太網(wǎng)交換機52遭遇故障(例如電源故障、連接故障、機械故障等)，則冗余的以太網(wǎng)交換機62可以向設備56、58、60中的每個設備提供網(wǎng)絡連接。類似地，如果冗余的以太網(wǎng)交換機62遭遇故障，則以太網(wǎng)交換機52可以向設備56、58、60中的每個設備提供網(wǎng)絡連接。然而，對于每個以太網(wǎng)交換機的功能性來說，這樣的配置會導致對設備的依賴。此夕卜，以太網(wǎng)交換機可能沒有針對其網(wǎng)絡功能來進行優(yōu)化(例如通過提供多于必要的端口)，從而導致對交換機和提供這些交換機所需要的資源的低效使用。
[0015]因此，公開了通信網(wǎng)絡架構，所述通信網(wǎng)絡架構在網(wǎng)絡的多個網(wǎng)絡設備中的每個設備內(nèi)使用一個或多個多端口網(wǎng)絡交換機，其中，一個設備的交換機與該網(wǎng)絡的另一個設備的另一個交換機通信地相耦合。此外，一個設備的多端口網(wǎng)絡交換機可以通信地耦合到同一設備的冗余的交換機。該網(wǎng)絡的一個設備的至少一個交換機連接到數(shù)據(jù)源和/或數(shù)據(jù)接收機(例如，控制點、路由器、云等等)。例如，同一設備的多端口交換機和/或冗余的多端口交換機可以連接到該數(shù)據(jù)源/接收機。在一個或多個實現(xiàn)中，該多端口網(wǎng)絡交換機包括三個端口。在其它實現(xiàn)中，該多端口網(wǎng)絡交換機包括四個端口。因此，所公開的通信網(wǎng)絡架構可以提供一種網(wǎng)絡跳躍結構，該網(wǎng)絡跳躍結構提供了對多端口網(wǎng)絡交換機的每個端口的高效使用。例如，在多端口網(wǎng)絡交換機是以太網(wǎng)交換機的情況下，這樣的通信網(wǎng)絡架構可以提供一種跳躍以太網(wǎng)結構。此外，所公開的通信網(wǎng)絡架構可以不取決于連接到每個設備的一個或兩個網(wǎng)絡交換機的功能，更確切地說，分布式網(wǎng)絡交換機中的每個交換機可以利用對該交換機進行支持的設備的基礎設施/資源(例如，電源)，這可以提供健壯的通信網(wǎng)絡架構。
[0016](一個或多個)示例性通信網(wǎng)絡
[0017]參考圖2，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個示例性實現(xiàn)，描述了一種示例性通信網(wǎng)絡架構100。如所示出的，通信網(wǎng)絡架構100包括多個網(wǎng)絡設備102、104、106 (分別示出為設備1、設備2和設備η)。在實現(xiàn)中，設備102、104和106是物理上分布式模塊(例如，不同的模塊)。盡管示出三個設備，但所述多個設備可以包括任何數(shù)量的設備，其中，“η”是指所述多個設備中的最終設備。此外，第二設備和設備“η”可以是同一設備，使得通信網(wǎng)絡架構100包括兩個設備。設備102、104、106可以包括被配置用于網(wǎng)絡通信和操作的任何設備。例如，設備102、104、106可以是控制模塊、輸入/輸出(I/O)模塊、電源模塊等等，例如包含在工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)(例如，安全工業(yè)控制系統(tǒng))中。如本文所使用的術語“工業(yè)控制系統(tǒng)”可以涵蓋工業(yè)生產(chǎn)中使用的多種類型的控制系統(tǒng)，包括過程控制系統(tǒng)(PCS)、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)和其它較小的控制系統(tǒng)配置(例如經(jīng)常出現(xiàn)在工業(yè)部門和關鍵基礎設施中的可編程邏輯控制器(PLC))。設備102、104、106可以由工業(yè)控制系統(tǒng)所包含，以便在諸如電、水、石油、天然氣、數(shù)據(jù)等等的多種產(chǎn)業(yè)中實現(xiàn)。在實現(xiàn)中，基于從遠程站接收到的信息，可以向工業(yè)控制系統(tǒng)的設備102、104、106(其可以包括遠程站控制設備、現(xiàn)場設備等)發(fā)送自動的或操作員驅動的監(jiān)視命令。例如，設備102、104、106作為工業(yè)控制系統(tǒng)的一部分可以控制諸如打開和關閉閥門和斷路器、收集來自傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、針對報警條件監(jiān)測本地環(huán)境、以及執(zhí)行與系統(tǒng)設計密切相關的其它任務之類的本地操作。
[0018