CN101582809A - 一种以太网交换机芯片端口环回检测和抑制方法 - Google Patents

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田成
吴越峰
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Abstract

本发明的名称是一种以太网交换机芯片端口环回检测和抑制方法。属于数据通讯技术领域。解决以太网交换机芯片的端口在外部电缆接错或者其他原因，使端口发生环回时，将造成通讯故障的问题。本发明的技术方案是在交换机芯片外部设计一个环回检测电路，控制电路的一个接口连接到交换机芯片的管理接口，另一个接口连接到交换机芯片的一个通讯端口，由环回检测控制电路定时向此通讯端口发送特定内容的数据帧，同时在此端口接收并分析帧内容，当收到自己发出的特定内容的帧时，既判断出交换机芯片有端口发生了环回，并利用对交换机的配置和根据帧内容分析出环回路径，关闭交换机芯片环回的必经电路。本发明由于可以判断出发生环回的相关端口，避免了通讯故障的发生。

Description

一种以太网交换机芯片端口环回检测和抑制方法
技术领域
本发明涉及数据通讯技术领域，是判断以太网交换机芯片各端口是否发生环回，并解决由于交换机芯片端口环回而造成通讯故障的一种方法。
背景技术
随着网络的发展，以太网交换机(以下简称：交换机)应用非常普遍。交换机不但应用在办公、家庭局域网，而且以太网形式的宽带接入也成为互联网宽带接入最经济的方式之一。
交换机是由交换机芯片(或交换机芯片组)和附属电路构成，各芯片厂商有详尽的电路资料。交换机芯片的端口正常应用情况下不会发生环回，但是外部电缆接错或者其它特殊原因，一旦端口发生环回，将很可能造成极其严重后果。环回发生在以下三种情况：
①交换机芯片自己两个端口间发生环回。以图1为例，5口交换机芯片(2)的P0口与P1口被网线(1)连通了，如果交换机芯片端口(2)没有自动反转功能，网线(1)是交叉线时才会形成通路，如果交换机芯片端口有自动翻转功能，网线(1)是平行线或交叉线都会连接成功。
②两个以上以太网交换机芯片之间发生环回，见图2：交换机芯片(2)的P0口和P2口分别连接到了交换机(3)的P0口和P2口。
③交换机某端口自己TX线对与RX线对发生环回。见图3：假设P0端口的TX+TX-线对与自己RX+RX-线对相连。P0口自己发送的数据将会自己收到，影响交换机正常工作。假如是一个广播帧，此帧将会可能转发到其它端口，如果其它端口(例如P1)也发生了环回，则此帧会被P1再次转发到P0。如果一直循环下去就造成交换机芯片无法正常工作。
④当交换机芯片特殊应用时，或者利用交换机芯片设计衍生应用产品时，例如交换机芯片端口直接或间接连接有“4线转2线电路”，也可能发生环回。图4举出了交换机芯片(2)的端口(Media Connection Pins)直接或间接连接有“4线转2线电路”的两种形式。当“4线转2线电路”(4)的阻抗匹配时，P0端口TX线对发送出的信号进入4线转2线电路(4)后不会从RX线对送回到P0口，或反射回来的信号很弱，不会造成P0口接收到自己发出的数据帧或联机信号。但2线制端口(6)发生悬空或某种原因电路阻抗不匹配时，RX线对送回到P0口的信号较强，会造成P0口收到自己发送出去的数据帧或联机信号，这就造成了P0口的事实上的自环回。
发明内容
本发明的目的是针对市场上部分交换机芯片事实不具备环回抑制功能，或此功能并不完善，直接使用这些交换机芯片生产出的交换机或其衍生产品，环回抑制功能也未得到解决，而提出的一种环回检测和抑制方法。
本发明的技术方案是：在交换机芯片外部设计一个环回检测电路，控制电路的一个接口连接到交换机芯片的管理接口PHY Serial ManagementInterface或Serial EEPROM Interface，另一个接口连接到交换机芯片的一个通讯端口，由环回检测控制电路定时向此通讯端口发送特定内容的数据帧，同时在此端口接收并分析帧内容，当收到自己发出的特定内容的帧时，既判断出交换机芯片有端口发生了环回，并利用对交换机的配置和根据帧内容分析出环回路径，关闭交换机芯片环回的必经电路，或设定产生环回的端口VLAN配置，使此端口不再对整个交换机芯片产生影响。
本发明的帧格式由产品设计者确定，由环回检测控制电路在交换机芯片的通讯端口持续接收并分析帧内容，如果收到的帧内容判断结果认为是自己发出的数据帧，则说明此交换机芯片有端口发生了环回。同时判断出发生环回的相关端口，关闭环回路径的必经端口电路，切断环回路径。也可以用配置此环回的相关端口VLAN状态的方法解决环回，例如将环回端口划分到一个不影响交换机芯片通讯的VLAN中，将此端口事实上闲置起来，因此，本发明避免了由于以太网交换机芯片端口环回带来的通讯故障的发生。
附图说明
图1、图2、图3、图4是交换机芯片发生环回的多种形式。
图5是本专利的一种实施方式示意图
具体实施方式
本发明中的环回检测电路7可以用单片机或利用可编程逻辑器件实现。为说明具体实施方式，图5是以5口交换机芯片为例的一种实现本发明的电路示意方框图。环回检测控制电路7的一个接口与交换机芯片9的一个通讯端口P4口的MII接口相连，用MII接口规范通讯，可以向交换机芯片9的P4端口发送帧和从P4端口接收帧。同时环回检测电路7的另一个接口与交换机芯片9的管理接口SMI端口相连接，用于配置交换机芯片9内部参数和读取内部参数。此实施方式虽然是环回检测控制电路7连接P4口，并以MII接口通讯收发数据帧，但本发明并不局限于仅连接P4口，也不局限于仅使用MII口收发数据帧。交换机芯片也并不局限于5口交换机芯片。
软件编程时，有多种方法判断出此交换机芯片9是否发生环回和环回的具体端口。例如第一种方法：环回检测控制电路7通过SMI口，向交换机芯片9写入配置信息，让交换机芯片9的其它端口向P4口转发的帧附加上来源端口的信息。那么环回检测控制电路7接收到任何帧都可以识别出是交换机芯片9的哪个端口发送来的。环回检测控制电路7定时发送给交换机P4口环回检测帧(例如目的地址是16进制FFFFFFFFFFFF，源地址是特定地址)，如果一定时间内收到了自己发出过的特定的环回检测帧，就可以判断出是交换机芯片9哪个端口发送来的，然后通过SMI端口配置交换机芯片，让这个端口关闭(至少让这个端口的接收电路关闭)。这样就切断了交换机环回的返回路径。解决了环回问题。第二种方法：通过SMI端口向交换机芯片9写入配置信息，让P4只可以向P0发送帧，但可以收到任何端口返回的帧。环回检测控制电路7发出环回检测帧后，如果一定时间内接收到自己的此检测帧，则说明交换机芯片9有端口发生了环回，不论是否判断出由哪个端口返回的，至少可以确定P0口的发送电路是产生环回的必要路径。关闭P0端口或至少关闭P0端口的发送电路，就解决了环回问题。如果环回检测控制电路7一定时间内没有收到自己的检测帧，则说明P0口未发生环回。用此方法依次测试交换机芯片9的其它端口，就可以找出所有发生环回的端口，并关闭掉。切断环回路径的方法也可以利用交换机VLAN的功能，如将发生了环回的某端口单独划分到一个VLAN中，将此端口事实上闲置起来。
上面软件判断环回路径是两种软件判别的方法，但不局限于这两种方法。环回检测可以定时进行。发现环回后关闭相应端口，避免影响没有发生环回的交换机芯片端口的正常工作。间隔一段时间后将关闭的端口临时打开再次检测，如果不再有环回情况就恢复正常工作。如果仍旧是环回状态就继续关闭。

Claims (1)

1、一种以太网交换机芯片端口环回检测和抑制方法，其特征是在交换机芯片外部设计一个环回检测电路，控制电路的一个接口连接到交换机芯片的管理接口PHY Serial Management Interface或Serial EEPROM Interface，另一个接口连接到交换机芯片的一个通讯端口，由环回检测控制电路定时向此通讯端口发送特定内容的数据帧，同时在此端口接收并分析帧内容，当收到自己发出的特定内容的帧时，既判断出交换机芯片有端口发生了环回，并利用对交换机的配置和根据帧内容分析出环回路径，关闭交换机芯片环回的必经电路，或设定产生环回的端口VLAN配置，使此端口不再对整个交换机芯片产生影响。
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