技術領域

本發明屬于網絡交換技術領域，具體涉及一種基于EPA協議的工業以太網 交換機和報文轉發方法。

背景技術

用于工業測量與控制系統的EPA(Ethernet?for?plant?automation工業以太 網)網絡是一種分布式系統，它利用ISO/IEC8802-3、IEEE802.11、IEEE802.15 等協議定義，將分布在現場的若干個設備、小系統以及控制/監視設備連接起來， 使所有設備一起運作，共同完成工業生產過程和操作中的測量和控制。

由于EPA網絡自身的特點，在對EPA網絡中的現場設備間的數據傳輸的可 靠性、報文的確定性調度、安全保障等方面有著特殊的要求，隨著EPA標準的 推廣，EPA網絡也日趨成熟起來，越來越多的EPA相關產品開始進入實際的工 業控制應用領域。如EPA現場設備、EPA網橋、EPA網關等，而對保證EPA 網絡高可靠性、安全性、確定性和高實時性的相關產品的研究與開發還并不成 熟，處于初級階段，沒有一套系統的產品設備來保證EPA現場設備以及EPA 網段之間的通信的可靠性、確定性、實時性和安全性。

發明內容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發明提出了一種基于EPA協議的工業 以太網交換機，能保證EPA現場設備之間及EPA網段之間報文傳輸的實時 性和確定性。

本發明的目的是這樣實現的：基于EPA協議的工業以太網交換機，包括 EPA報文處理轉發模塊和EPA報文確定性調度模塊；其中：

EPA報文處理轉發模塊，直接轉發同一子域內EPA現場設備之間通信的 EPA網絡數據報文；

EPA報文確定性調度模塊，將不同子域的EPA現場設備之間通信的EPA 網絡數據報文劃分為周期性EPA網絡數據報文和非周期性EPA網絡數據報文， 在一個宏周期內，對周期性EPA網絡數據報文和非周期性EPA網絡數據報文分 別進行調度轉發，其中周期性EPA網絡數據報文在固定時間片內發送，非周期 性EPA網絡數據報文在非周期時間段內根據優先級先后發送。

進一步，所述基于EPA協議的工業以太網交換機還包括EPA安全模塊， 所述EPA安全模塊包括

EPA設備鑒別模塊，在基于EPA協議的工業以太網交換機接入網絡時發送 設備鑒別服務報文到上位機進行設備鑒別；

EPA安全報文處理模塊，對EPA網絡數據報文進行解密、校驗和訪問授權 處理；以及

EPA防火墻處理模塊，對進出EPA網絡的數據進行監控，以及對端口流量 進行控制；

進一步，所述基于EPA協議的工業以太網交換機還包括時間同步模塊，所 述時間同步模塊周期性的發送時鐘同步報文、時鐘跟隨報文，并在接收到從時 鐘的時鐘延遲請求之后，發送時鐘延遲請求響應報文，為EPA微網段或EPA 網絡提供時鐘源；

進一步，所述基于EPA協議的工業以太網交換機還包括鏈路冗余模塊，當 主鏈路故障時，自動切換到備份鏈路；

進一步，所述基于EPA協議的工業以太網交換機還包括端口冗余模塊，所 述基于EPA協議的工業以太網交換機的端口劃分為端口組，當同一端口組內一 個端口出現堵塞時，利用同一端口組內其它端口進行分流；

進一步，所述基于EPA協議的工業以太網交換機還包括EPA應用層通信 協議棧，用于與用戶終端的應用程序建立連接，包括EPA系統管理實體、EPA 應用訪問實體和EPA套接字映射實體。

本發明還提供一種基于EPA協議的工業以太網報文轉發方法，包括如下步 驟：

1)根據報文中的源MAC地址更新MAC地址表；

2)根據目的MAC地址作相應的處理：

目的MAC地址為廣播地址時，直接將該報文轉發到除接收端口外的所有 EPA交換機端口；

目的MAC地址為單播地址時，在MAC地址表里查找目的MAC所對應 的端口號，如果查到則從該端口轉發；若未查找到，則將該報文轉發到除接收 端口外的所有EPA交換機端口；