随着以太网越来越多地应用于工业控制领域,注重通信实时性和确定性的各种工业以太网协议对于可靠性和可用性却并没有深入的研究,在故障裕度等方面达不到工业网络对可用性的需求。针对此不足,IEC组织积极开展了高可用性网络协议标准的制定工作,其中IEC 62439-6 (DRP分布式环网冗余协议)是中国自主制定的高可用性网络协议。本文首先对DRP协议的通信机理以及故障检测与恢复机制进行了分析和研究。DRP协议独有的“环路检测”和“链路探测”故障检测机制,可以实现网络故障快速的探测和恢复。其次,以DRP环型控制网络为研究对象,提出并实现了DRP交换机的软硬件设计。本设计实现了协议未提及的以下几个创新点：(1)建立了DRP交换机“端口状态自切换”机制,既避免了环网转发风暴又保证了网络的快速故障恢复；(2)提出了“基于角色平等分布协同管理自组态”设计方案,免除了DRP环网通信管理的复杂组态工作；(3)根据DRP环型网络通信周期、网络交换设备数量、报文处理时延等一系列参数,提出了一种故障恢复所需时间算法；(4)建立了“DRP环型网络控制系统故障发生模型”,基于该种模型,给出了网络的稳定性与DRP交换机数量以及交换机故障率之间的定量关系。最后,基于设计完成的实物平台,对DRP网络故障恢复时间和同步精度进行了测试,对网络稳定性进行了Matlab仿真验证。结果表明本设计实现的DRP网络具有高可用性,符合现代工业控制的需求。