CN101420373A - 一种实现两种网络分组切换的方法及网络装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种实现两种网络分组切换的方法及网络装置，计算机终端通过网络隔离变压器与网络切换芯片连接，网络切换芯片受控于控制单元的控制信号进行切换，实现计算机终端与内部网络或外部网络构成网络通道；在控制单元中由切换按键、拨码开关向微处理器输入控制信号，触发其锁存芯片发出控制信号给网络切换芯片工作状态。本发明不采用继电器技术，应用物理层芯片、切换芯片，结合单板机控制技术，形成以集成电路芯片为主的数字化电路设计方案，在教学实验中的频繁跳接网线，保证了实验效率及准确率。
Description
技术领域
本发明提供一种实现两种网络分组切换的方法，同时还公开了与该方法相适应的装置，实现在两种网络结构间进行分组或群组切换的网络装置，属于计算机网络通信技术领域。
背景技术
传统方法将网络线缆在内、外网络设备间进行跳接，占用插拔网线及网络设备自协商时间，频繁跳接网线易产生瞬间高电压，易击穿网络设备，网络设备网络接口部件产生磨损，情况均会影响网络设备使用寿命及工作性能。
目前各个网络设备制造商针对网络拓扑切换技术，主要向两种切换模式：(1).基于单个台式计算机为应用单元，需要占用计算机主板上一条外围部件互连插槽(PCI)，安装一块网络切换卡，在计算机Windows操作系统平台下安装相应集成驱动及操作软件，每操作一次实现内、外2种网络切换。应用操作繁琐，驱动及操作软件受限于Windows常规版本。教学应用不易管理，维护工作量大，无法准确保证实验质量。
便携式计算机由于受体积及机器内部空间受限，无法应用此方法实施网络切换；(2).基于继电器技术，实现对网络集中管理及控制，无需外围软件驱动及控制操作，基本实现集中化、自动化网络切换。产品存在不足主要集中表现在继电器架构原理为闸刀开关工作切换模式，设备切换有噪声且耗电，由于使用电子元器件为机械构造，产品整体使用寿命及产品生命周期相对较短；
依据上述两种类型产品，在实现应用中存在诸多不足，尤其在网络教学实验过程中既要考虑能提供多种教学平台系统共存机制，实现操作简单、环保、低功耗等需求，发明网络分组切换装置。根据开发需求，在保证正常通信状态下，支持4组独立在两种网络结构间进行分组模式切换或群组模式切换，每小组支持6台计算机(即每个切换单元支持2台计算机，左数每3个切换单元为1个小组)，共4个小组(24台计算机)，在2种网络间瞬间动态切换，响应时间快捷特点。
发明内容
本发明公开一种实现两种网络分组切换的方法，实现在两种网络结构间进行分组模式或群组切换。
本发明还公开了与该方法相适应的装置，解决了传统方法网络分组切换时，频繁跳接网线易击穿网络设备，磨损较大，影响网络设备使用寿命及工作性能问题。
一种实现两种网络分组切换的方法，其特征在于：计算机终端通过网络隔离变压器与网络切换芯片连接，网络切换芯片受控于控制单元的控制信号进行切换，实现计算机终端与内部网络或外部网络构成网络通道；
在控制单元中由切换按键、拨码开关向微处理器输入控制信号，触发其锁存芯片发出控制信号给网络切换芯片工作状态。
一种实现两种网络分组切换装置，其特征在于：由N个切换单元及1个控制单元组成，在每个切换单元中，计算机终端通过网络隔离变压器与网络切换芯片连接，网络切换芯片分别通过网络隔离变压器与内部网络或外部网络连接构成网络通道；
控制单元由微处理器、切换按键、拨码开关、锁存芯片及拓扑指示灯构成，切换按键、拨码开关接微处理器的信号输入端，微处理器信号输出端向锁存芯片的触发端发送控制信号，锁存芯片信号输出端分别与切换单元的网络切换芯片控制端及控制单元拓扑指示灯接口连接，输出其同步控制信号，控制各单元工作状态。
所述的分组切换装置，其网络接口特征在于：切换单元物理层芯片输入端与网络切换芯片采用控制总线连接，物理层芯片的输出端分别与内部网络、外部网络及计算机终端的网络接口灯连接，接收网络切换芯片数据报文信号，进行信号回环处理，分别发送至各网络接口灯。
所述的分组切换装置，其分组切换特征在于：装置实现4组彼此独立在两种网络通道切换，每小组支持6台计算机，共24台计算机。控制单元小组切换按键向微处理器输入控制信号，触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片。网络切换芯片分别通过网络隔离变压器与内部网络或外部网络连接构成网络通道。
所述的分组切换装置，其分组模式或群组模式特征在于：控制单元拨码开关向微处理器输入工作模式状态信号。
分组模式状态：控制单元小组切换按键触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片，网络切换芯片分别通过同内部网络或外部网络隔离变压器构成网络通道，实现分组切换；
群组模式状态：控制单元任意切换按键触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片，网络切换芯片分别通过同内部网络或外部网络隔离变压器构成网络通道，实现各切换单元同步切换。
具体工作过程
(1).网络连接工作状态：
网络切换芯片3控制接口受控制单元高、低电平信号的响应，各小组切换单元处于内部网络或外部网络通信状态。
计算机终端采用网线介质与网络接口1连接，网络隔离变压器2接收网络信号，进行信噪滤波处理发送至网络切换芯片3，网络切换芯片接收网络信号进行处理，转发至内部网络4或外部网络14的网络隔离变压器，同步将网络信号发送至物理层芯片6。
网络隔离变压器4\14接收接网络信号，通过网络接口输出至内部网络5或外部网络连接13的通信设备；
物理层芯片输入端接收网络切换芯片发送的网络信号，对网络信号进行回环处理，输出指示灯控制信号分别发送至内部网络7或外部网络15及计算机终端8的网络接口流量灯。
内部网络或外部网络接口发送网络信号至计算机终端接口，同理所述。
(2).分组切换工作状态：
控制单元小组切换按键9向微处理器10的P1组引脚输入控制信号，微处理器P0或P2组引脚分别向锁存芯片11的D组引脚发送控制指令，触发锁存芯片Q组引脚分别发出指令给对应切换单元网络切换芯片及对应切换单元的拓扑指示灯12。
切换单元网络切换芯片控制接口受高、低电平信号的响应，切换网络处于内部网络或外部网络通信状态。网络信号转发处理同上述(1)网络连接工作状态所述。
控制单元各小组拓扑指示灯受锁存芯片Q组引脚高、低电平信号的响应，指示灯以红色代表小组切换单元处于内部网络，或以绿色代表小组切换单元处于外部网络。
(3).装置群组切换工作状态：
装置实现分组模式或群组模式动态切换的功能。拨码开关16置位分组模式，向微处理器输入控制信号，微处理器等待切换按键操作，切换单元小组切换按键操作信号处理同上述(2)分组切换工作状态，网络信号转发处理同上述(1)网络连接工作状态所述。
拨码开关置位群组模式，向微处器输入控制信号，微处理器等待任意切换按键操作，控制单元切换按键向微处理器输入控制信号，微处理器接收切换控制信号，处理各切换单元小组的内部网络或外部网络通信状态，同切换控制信号拓扑结构一致，微处理器P0及P2组引脚分别向各锁存芯片D组引脚发送同一种控制指令，各锁存芯片Q组引脚分别发出指令给各切换单元网络切换芯片，即而实现群组切换工作状态。网络信号转发处理同上述(1)网络连接工作状态所述。
本发明与现有网络切换装置相比具有以下优点：
本发明不采用继电器技术，应用物理层芯片、切换芯片，结合单板机控制技术，形成以集成电路芯片为主的数字化电路设计方案，在教学实验中的频繁跳接网线，保证了实验效率及准确率。每个实验小组独立切换或具有单台装置同步群组切换功能，满足信息安全功能需要，对网络智能化隔离，且减少网络设备磨损，为实验室构建多种网络教学平台，方便以学习小组形势组建教学实验环境对网络拓扑结构自动化、分组切换、群组同步切换功能的诸多需求。
网络分组切换装置在保证正常通信状态下，支持4组独立在两种网络结构间进行分组切换或群组切换，每小组支持6台计算机(即每个切换单元支持2台计算机，左数每3个切换单元为1个小组)，共4个小组(24台计算机)，在2种网络间瞬间动态切换，响应时间快捷特点。
附图说明
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
实施例1
根据图1所示，由12个切换单元及1个控制单元组成，在每个切换单元中，计算机终端通过网络隔离变压器2(型号13F-2003NL)与网络切换芯片3(型号MAX4892ETX)连接，网络切换芯片3分别通过网络隔离变压器4、14(型号13F-2003NL)与内部网络或外部网络连接构成网络通道；
物理层芯片6(型号RTL8208BF)的输入端与网络切换芯片3采用控制总线连接，物理层芯片6的输出端分别与内部网络、外部网络及计算机终端口灯连接，接收网络切换芯片3数据报文触发信号，进行信号回环处理，分别发送至各网络端口灯。
控制单元由微处理器(型号AT89LS52)、切换按键、拨码开关、锁存芯片(型号74HC574N)及拓扑指示灯12构成，切换按键9、拨码开关16接微处理器的信号输入端，输入控制信号，微处理器的信号输出端接锁存芯片的触发端，锁存芯片的信号输出端与切换单元的网络切换芯片信号控制端连接，控制其工作状态。
拨码开关通过控制总线连接微处理器控制接口，微处理器接收拨码开关闭合信号，向锁存芯片发出相应指令，实现分组状态工作模式或群组状态工作模式。
分组模式：每小组支持6台计算机(即每个切换单元支持2台计算机，左数每3个切换单元为1个小组)，共4个小组(24台计算机)，分别通过对应小组别切换按键操作，在2种网络间瞬间动态切换；
群组模式：按任意切换键操作实现装置同步进行内、外切换；
通过对拨码开关位置操作，微处理器实时动态识别装置处于何种控制模式，便于对切换按键操作，实现内、外切换。
Claims (5)
1、一种实现两种网络分组切换的方法，其特征在于：计算机终端通过网络隔离变压器与网络切换芯片连接，网络切换芯片受控于控制单元的控制信号进行切换，实现计算机终端与内部网络或外部网络构成网络通道；
在控制单元中由切换按键、拨码开关向微处理器输入控制信号，触发其锁存芯片发出控制信号给网络切换芯片工作状态。
2、一种实现两种网络分组切换装置，其特征在于：由N个切换单元及1个控制单元组成，在每个切换单元中，计算机终端通过网络隔离变压器与网络切换芯片连接，网络切换芯片分别通过网络隔离变压器与内部网络或外部网络连接构成网络通道；
控制单元由微处理器、切换按键、拨码开关、锁存芯片及拓扑指示灯构成，切换按键、拨码开关接微处理器的信号输入端，微处理器信号输出端向锁存芯片的触发端发送控制信号，锁存芯片信号输出端分别与切换单元的网络切换芯片控制端及控制单元拓扑指示灯接口连接，输出其同步控制信号，控制各单元工作状态。
3、权利要求2所述的两种网络分组切换装置，其网络接口特征在于：切换单元物理层芯片输入端与网络切换芯片采用控制总线连接，物理层芯片的输出端分别与内部网络、外部网络及计算机终端的网络接口灯连接，接收网络切换芯片数据报文信号，进行信号回环处理，分别发送至各网络接口灯。
4、权利要求2所述的两种网络分组切换装置，其分组切换特征在于：装置实现4组彼此独立在两种网络通道切换，每小组支持6台计算机，共24台计算机。控制单元小组切换按键向微处理器输入控制信号，触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片。网络切换芯片分别通过网络隔离变压器与内部网络或外部网络连接构成网络通道。
5、权利要求2所述的两种网络分组切换装置，其分组模式或群组模式特征在于：控制单元拨码开关向微处理器输入工作模式状态信号。
分组模式状态：控制单元小组切换按键触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片，网络切换芯片分别通过同内部网络或外部网络隔离变压器构成网络通道，实现分组切换；
群组模式状态：控制单元任意切换按键触发锁存芯片发出控制信号给切换单元网络切换芯片，网络切换芯片分别通过同内部网络或外部网络隔离变压器构成网络通道，实现各切换单元同步切换。
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