CN102170383B - 控制电路、以太网交换设备及以太网端口关断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制电路、一种以太网交换设备以及一种以太网端口关断方法，克服现有技术中以太网交换芯片在以太网端口成环时不能及时关断成环端口的缺陷。其中该控制电路在该以太网端口成环时接入该以太网芯片的使能信号，以及该以太网芯片输出的中断信号和/或报警信号，并根据该使能信号，以及该中断信号或者报警信号关断成环的该以太网端口。与现有技术相比，本发明所提供的技术方案的实施例能及时关断成环的以太网端口，从而切断了产生环路的端口的上行数据通道，可以在检测到成环之后于最短时间内关断端口以切断环路，最大程度地减小了环路对网络的影响，提高了网络运行效率。

Description

控制电路、以太网交换设备及以太网端口关断方法

技术领域

本发明涉及以太网交换技术，尤其涉及一种控制电路，包含该控制电路的以太网交换设备以及一种关断以太网端口的方法。

背景技术

局域网（LocalAreaNetwork，LAN）与广域网WAN（WideAreaNetwork）之间，主要依靠以太网交换芯片（SWITCH）进行数据交换。目前以太网交换设备所采用的交换芯片，基本都具有环路检测功能（例如REALTEK的RTL8306E等等）。该环路检测功能的实现，一般是交换芯片本身每隔一段时间发送一个含有特定字段的成环检测报文，该成环检测报文的源物理地址是一个已知的物理地址，目的地址是广播地址。之后，交换芯片读取每一用户端口的报文，并根据所读取的报文判断以太网端口是否成环（产生环路）。

如果某个以太网端口产生环路，那么交换芯片就产生中断信号以通知给用于对交换芯片进行配置管理的CPU进行处理，同时通过周期性的环路报警指示信号（一般采用周期小于1秒的方波信号）来驱动交换设备上的LED灯进行闪烁报警；当然，除了采用LED灯进行闪烁报警外，也还有其他声光电的报警方式。

图1为现有技术中交换芯片的端口示意图。如图1所示，交换芯片产生的中断信号/INT通过交换芯片的中断管脚/INT输出，驱动LED灯进行闪烁报警的环路报警指示信号LOOP_LED（周期性的方波信号）通过交换芯片的环路报警管脚LOOP_LED输出。当然，也有部分交换芯片并不同时中断管脚以及环路报警管脚而知具备其中一种管脚，相应地仅能够采用中断报警或者LED灯闪烁报警。

如图1所示，交换芯片的使能信号TXEN通过WAN侧介质无关接口（MediaIndependentInterface，MII，也称媒体独立接口）中的使能管脚TXEN输出。只有在使能信号TXEN有效期内才能进行有效的数据传输。

需要说明的是，虽然此处对管脚及相应的信号采用了相同的英文符号，但是本领域技术人员根据上下文的描述能够理解英文符号所表示的含义，不至于引起管脚或信号的歧义。

现有技术中，虽然大部分交换芯片都可以进行环路检测，并在检测到某个端口产生环路时，产生中断信号上报到CPU（需预先配置好中断相关寄存器）或者通过周期性的报警信号进行报警（如LED灯闪烁报警），比如，有端口产生环路时中断信号/INT低电平输出，无端口产生环路时中断信号/INT高电平输出。但是，在检测到产生环路时都不具备自动切断数据通道的能力，因而不能切断上行的数据通道。对于产生中断信号上报到CPU的这种情形，如果CPU不能及时处理或者系统中不存在CPU，那么将引起与本设备相连接的其他交换设备端口接收到大量的广播报文。对于通过报警信号进行报警，也存在如果不能及时处理同样会存在其他交换设备端口接收到大量的广播报文的缺陷。因此，现有的交换芯片在以太网端口成环时，会导致整个网络阻塞及通讯中断，引起灾难性的后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种以太网交换技术，克服现有技术中以太网交换芯片在以太网端口成环时不能及时关断成环端口的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种控制电路，用于关断以太网交换芯片的以太网端口；在检测到以太网端口成环时，该以太网交换芯片输出中断信号和/或报警信号，其中，

该控制电路用于在该以太网端口成环时接入该以太网芯片的使能信号，以及该中断信号和/或报警信号，并根据该使能信号，以及该中断信号或者报警信号关断成环的该以太网端口。

优选地，该控制电路接入该使能信号以及该中断信号时，用于对该使能信号及该中断信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

优选地，该控制电路包括：

转换电路，用于将周期性的该报警信号转换为持续性的中间信号；

关断电路，用于对该使能信号及该中间信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

优选地，所述转换电路包括：

看门狗电路，用于将该报警信号转换为持续性的高电平信号；

反向电路，用于将该持续性的高电平信号进行反向处理，输出持续性的该中间信号。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种以太网交换设备，其中，该以太网交换设备包含以太网交换芯片以及如前所述的任意一种控制电路。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种以太网端口关断方法，用于关断以太网交换芯片的以太网端口；在检测到以太网端口成环时，该以太网交换芯片输出中断信号和/或报警信号；

其中，该方法包括：

该以太网端口成环时，接入该以太网交换芯片的使能信号，以及该中断信号或者报警信号；

根据该使能信号，以及该中断信号或者报警信号关断成环的该以太网端口。

优选地，根据该使能信号以及该中断信号关断成环的该以太网端口的步骤，包括：

对该使能信号及该中断信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

优选地，根据该使能信号以及该报警信号关断成环的该以太网端口的步骤，包括：

将周期性的该报警信号转换为持续性的中间信号；

对该使能信号及该中间信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

优选地，将该报警信号转换为该中间信号的步骤，包括：

将该报警信号转换为持续性的高电平信号；

将该持续性的高电平信号进行反向处理，输出持续性的该中间信号。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案的实施例能及时关断成环的以太网端口，从而切断了产生环路的端口的上行数据通道，可以在检测到成环之后于最短时间内关断端口以切断环路，最大程度地减小了环路对网络的影响，提高了网络运行效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。在附图中：

图1为现有技术中交换芯片的端口示意图；

图2为本发明实施例控制电路与交换芯片的连接关系示意图；

图3为图2所示控制电路实施例的一个实际应用的结构示意图；

图4为图2所示控制电路实施例的另一个实际应用的结构示意图；

图5为本发明实施例以太网端口关断方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

首先，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征在不相冲突前提下的相互结合，均在本发明的保护范围之内。

实施例一、控制电路

本实施例的控制电路用于关断以太网交换芯片的以太网端口。图2为本实施例控制电路220与交换芯片210的连接关系示意图。结合图1所示的现有的以太网交换芯片，在本实施例中：

该控制电路用于在该以太网端口成环时接入该以太网芯片的使能信号，以及该中断信号和/或报警信号，并根据该使能信号，以及该中断信号或者报警信号关断成环的该以太网端口。

该交换芯片210，用于完成以太网的数据交换，包括LAN侧以太网端口及WAN侧MII接口，还包括用于在LAN侧有以太网端口成环时输出中断信号/INT的中断管脚/INT及输出周期性的报警信号（比如环路报警指示信号LOOP_LED）的报警管脚（本实施例中以环路报警管脚LOOP_LED示出）；其中，该MII接口中包括一使能管脚TXEN_A，该使能管脚输出一使能信号TXEN_A；

该控制电路220，连接该交换芯片210，接入该使能信号TXEN_A，以及该中断信号/INT或者报警信号（图2所示是同时接入该中断信号/INT以及报警信号，但在应用时可以仅使用其中之一）；用于根据该使能信号TXEN_A，以及该中断信号/INT或者报警信号（也即根据该使能信号TXEN_A及该中断信号/INT，或者根据该使能信号TXEN_A及报警信号）产生该交换芯片的一个新的使能信号TXEN并输出；在这一新的使能信号的作用下，检测到成环的端口即可被及时地关断，从而及时切断上行数据通道。

本实施例中是以交换芯片210同时具备输出中断信号的中断管脚和输出报警信号的报警管脚为例进行说明的，在本发明的其他实施例中，交换芯片210也可以具备输出中断信号的中断管脚而不具备输出报警信号的报警管脚，或者具备输出报警信号的报警管脚而不具备输出中断信号的中断管脚。

以下结合本实施例的实际应用对本发明的技术方案进行进一步的说明。

图3为图2所示实施例的一个实际应用的结构示意图。

在本实际应用中，控制电路320用于对交换芯片310输出的中断信号/INT及使能信号TXEN_A进行与逻辑操作，输出该新的使能信号TXEN，从而及时关断成环端口；其中，该交换芯片310在有端口产生环路时，中断信号/INT低电平输出，无端口产生环路时，中断信号/INT高电平输出。

如图3所示，本实际应用中的控制电路320为一逻辑与门电路，中断信号/INT及使能信号TXEN_A分别输入到该逻辑门电路的两个输入端，该逻辑门电路的输出端为本实施例的交换芯片的WAN侧MII接口中新的使能管脚，输出该新的使能信号TXEN。

本实际应用所提供的交换芯片，无以太网端口产生环路时，WAN侧MII接口正常收发数据。当有以太网端口产生环路时中断信号/INT低电平输出（无环路时中断信号/INT为高电平输出），WAN侧MII接口的使能信号TXEN_A与中断信号/INT相与作为交换芯片新的使能信号TXEN。由于中断信号/INT输出变为低电平，而原始的使能信号TXEN_A本身为高电平有效信号，因此相与后新的使能信号TXEN保持为低电平，导致交换芯片上发送的数据变成无效数据，切断了成环端口的上行数据通道，从而不会影响到上联设备的正常工作。本实际应用中，当形成环路的端口在恢复到未成环路的状态后，需要CPU对中断寄存器进行读清操作，否则中断一直保持低，设备无法自动恢复上行数据传输，但下行数据传输不受影响。

图4为图2所示实施例的另一个实际应用的结构示意图。

在本实际应用中，控制电路420包含一转换电路421以及一关断电路422，其中：

该转换电路421，用于接入交换芯片410输出的周期性的报警信号，将该周期性的报警信号转换为一持续性的中间信号（本实际应用中是持续性的低电平信号；在其他的实际应用中，也可以是持续性的高电平信号）；

关断电路422，与该交换芯片410及转换电路421相连，用于接入该使能信号TXEN_A及该低电平信号（即中间信号），对该使能信号TXEN_A及该低电平信号进行逻辑与操作，输出该新的使能信号TXEN，从而及时关断成环端口。

如图4所示，本实际应用中的转换电路421，采用一看门狗电路4211及一反向电路4212搭建而成，其中该看门狗电路4211接入交换芯片410输出的周期性的报警信号（如LOOP_LED信号），将该周期性的报警信号作为喂狗信号，看门狗电路产生的输出信号为持续性的高电平信号，再将该看门狗电路产生的输出信号输入到一反向电路4212进行反向处理，输出一持续性的低电平信号发送给关断电路422。

本实际应用中，关断电路422为一逻辑与门电路，该转换电路421输出的持续性的低电平信号及原始的使能信号TXEN_A分别输入到该逻辑门电路的两个输入端，该逻辑门电路的输出端为本实施例的交换芯片的WAN侧MII接口中的使能管脚，输出该新的使能信号TXEN。

本实际应用中，交换芯片在某个以太网端口产生环路时，环路报警指示信号LOOP_LED输出周期方波信号；当产生环路的端口在恢复到未成环路的状态后，LOOP_LED变成固定电平。具体处理原理是把LOOP_LED作为看门狗电路（比如ADM706T芯片或MAX706T芯片）的喂狗信号，看门狗电路输出随LOOP_LED而变化：当LOOP_LED有方波信号时（即有环路产生），看门狗电路输出信号为高，否则为低。看门狗电路输出信号反向后与原始的使能信号TXEN_A相与后作为交换芯片410新的使能信号TXEN。这样有环路产生后新的使能信号TXEN一直为低电平，导致发送数据变成无效数据，切断了数据的上行数据通道，从而不会影响到上联设备的正常工作。

本实际应用中，当端口恢复到未成环路的状态后，LOOP_LED变成固定电平，看门狗电路的输出信号为低，经反向后与原始的使能信号TXEN_A相与后作为交换芯片410新的使能信号TXEN，此时该新的使能信号TXEN不受LOOP_LED信号的影响，所以之前被关断的端口上的上行数据通道能够自动恢复数据传输，不需要CPU等的干预。需要说明的是，上述的看门狗电路可以采用看门狗芯片，也可以通过复杂可编程逻辑器件（CPLD）等来实现，但采用看门狗芯片的方式简单方便，成本也较低。

实施例二、以太网交换设备

本实施例中的以太网交换设备，包含有以太网交换芯片以及前述实施例一所提供的控制电路。有关本实施例以太网交换设备的内容，请参见前述实施例一的具体内容，此处不做赘述。

实施例三、以太网端口关断方法

本实施例的关断方法用于关断以太网交换芯片上局域网侧的以太网端口。结合前述实施例一所述的以太网交换芯片及控制电路，本实施例中的该以太网交换芯片，包含局域网侧以太网端口及广域网侧介质无关接口，在局域网侧有以太网端口成环时输出中断信号和/或报警信号，该介质无关接口输出有使能信号。

如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S510，在以太网端口成环时，接入该使能信号，以及该中断信号或者报警信号；

步骤S520，根据该使能信号，以及该中断信号或者报警信号关断成环的以太网端口。

其中，上述的根据该使能信号以及该中断信号关断成环的该以太网端口的步骤，可以包括：

对该使能信号及该中断信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

其中，上述的根据该使能信号以及该报警信号关断成环的该以太网端口的步骤，可以包括：

将周期性的该报警信号转换为持续性的中间信号；

对该使能信号及该中间信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口。

其中，上述的将该报警信号转换为该中间信号的步骤，可以包括：

将该报警信号转换为持续性的高电平信号；

将该持续性的高电平信号进行反向处理，输出持续性的该中间信号。

本发明的技术方案利用当前的交换芯片本身提供的环路报警指示信号或者中断信号来实时关断交换设备的上行通道，克服了现有的交换芯片不能在端口成环时及时关断数据通道的缺陷。对于具有多片交换芯片的设备，只要交换芯片上联是通过MII接口的形式，都可以通过本发明提供的技术方案进行环路控制，大大减少对CPU控制的依赖，实时性好，硬件成本较低。

需要说明的是，在已有的以太网交换芯片上设置本发明前述实施例中所提及的与门逻辑、看门狗电路或者反向电路等功能元器件实现的控制电路，或者直接设计生产包含前述实施例中所提及的与门逻辑、看门狗电路或者反向电路等功能元器件实现的控制电路的交换芯片，均属于本发明所主张的权利要求所保护的范围之内。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种控制电路，用于关断以太网交换芯片的以太网端口的上行数据通道；在检测到以太网端口成环时，该以太网交换芯片输出中断信号和/或报警信号，其中，

该控制电路包括逻辑与门电路，

所述逻辑与门电路用于在该以太网端口成环时接入该以太网芯片的上行数据通道的使能信号，以及该中断信号，对该使能信号及该中断信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口的上行数据通道；

或者，

该控制电路用于在该以太网端口成环时接入该以太网芯片的上行数据通道的使能信号，以及该报警信号，将周期性的该报警信号转换为持续性的中间信号，

其中，所述控制电路包括：

看门狗电路，用于将该报警信号转换为持续性的高电平信号；

反向电路，用于将该持续性的高电平信号进行反向处理，输出持续性的该中间信号；

逻辑与门电路，用于对该使能信号及该中间信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口的上行数据通道。

2.一种以太网交换设备，其中，该以太网交换设备包含以太网交换芯片以及如权利要求1所述的控制电路。

3.一种以太网端口关断方法，用于关断以太网交换芯片的以太网端口的上行数据通道；在检测到以太网端口成环时，该以太网交换芯片输出中断信号和/或报警信号；

其中，该方法包括：

该以太网端口成环时，接入该以太网交换芯片的上行数据通道的使能信号，以及该中断信号，对该使能信号及该中断信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口的上行数据通道；

或者，该以太网端口成环时，接入该以太网交换芯片的上行数据通道的使能信号，以及该报警信号，将周期性的该报警信号转换为持续性的中间信号，对该使能信号及该中间信号进行逻辑与操作，关断成环的该以太网端口的上行数据通道。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将该报警信号转换为该中间信号的步骤，包括：

将该报警信号转换为持续性的高电平信号；

将该持续性的高电平信号进行反向处理，输出持续性的该中间信号。