CN102457420A - 建立路径数据的网络装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种建立路径数据的网络装置及其方法，该网络装置连接至一环状网络以收发一信号，网络装置记录有一位址表与一环网冗余端口表。位址表记录有路径数据，路径数据包括一装置位址与一第一配对值。当环状网络有一处中断时，网络装置会调整环网冗余端口表中，对应环状网络的环网冗余端口数据的第二配对值。当网络装置取得数据帧时，从位址表取得匹配数据帧的一目的路径数据，将对应目的路径数据的连接端口的第一配对值与第二配对值相对比，以决定数据帧的输出端口。

Description

建立路径数据的网络装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种网络装置，特别是涉及一种在任一路径中断时，可快速建立路径数据的网络装置及其方法。

背景技术

在现今的环状拓扑架构，是由多个网络装置组成物理连接状态为环状的网络架构，在该网络架构中，大多采用EAPS(Ethernet AutomaticProtection Switching)协定来确保网络断线时数据帧可被成功传送到达目的地。依据该EAPS协定，网络管理者先择定其中一个网络装置为主网络装置(master net device)，其余则为传输网络装置(transit net device)，并且在各个网络装置的二个环网冗余端口(ring port)中分别设定主要端口(primary port)及次要端口(second port)。主网络装置会定时地由主要端口发出侦测数据帧，而由次要端口接收到该侦测数据帧与否表示环状网络传输是否成功，若为成功则锁住(block)次要端口拒绝接收非指定的数据帧，以避免后续数据帧传送时造成传送回圈(loop)的发生。依据该EAPS协定，各网络装置固定由主要端口传送数据帧至下一个网络装置，然而，因单一方向的传递数据帧，使得在某些情况下，数据帧传送路径将会加长。如图1所示，一第一电子装置210欲与一第二电子装置220通讯传输时，最佳的传输路径是经过第二网络装置120、第一网络装置110、第六网络装置160而到达第二电子装置220。使用EAPS协定将使得传输路径经过第二网络装置120、第三网络装置130、第四网络装置140、第五网络装置150、第六网络装置160到达第二电子装置220，导致第一电子装置210与第二电子装置220之间数据帧传输需经过的网络装置数量增加，如此除提高传输时间外，更将占用经过的各网络装置的传输频宽而扩及影响至整个网络的通讯效率。另外，依据EAPS协定，当某一网络装置的环网冗余端口发生错误时(如断线)，该网络装置会发送错误通知给其他网络装置，或者主网络装置持续一段时间没收到侦测封包时，主网络装置会通知所有的网络装置将位址表中与此环状网络相关的路径数据完全删除后重新建立新的路径数据。由于数据帧的传递需于路径数据重新建立完成后方才进行，对某些需要传送连续性较高要求的服务，如网络电话或视讯服务等，将影响数据帧传输的连续性。

因此，在环状网络的数据帧传递时选择最短路径传送，并且在网络装置连线发生错误时，仍能快速且正确传送数据帧的网络装置及方法是目前极需克服及改善的问题。

由此可见，上述现有的建立路径数据的网络装置及其方法在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何在环状网络的数据帧传递时选择最短路径传送，并且在网络装置连线发生错误时，仍能快速且正确传送数据帧的网络装置及方法是目前极需克服及改善的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有选择路径能力，且能在路径变动时，较快速地建立路径数据的网络装置及其方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种建立路径数据的网络装置，该网络装置用以连接至一环状网络并收发一数据帧，该网络装置包括：一存储单元，记录一位址表(MacTable)与一环网冗余端口表(Port Table)，该位址表包括至少一路径数据(Path Data)，每一路径数据包括一装置位址(Device Mac)与一第一配对值(1st CID，1st Conference ID)，该环网冗余端口表记录一对应该环状网络的环网冗余端口数据，其包括一环网冗余端口编号(Ring Port No.)及其对应且连接至该环状网络的一主要端口(Primary Port)、一次要端口(Secondary Port)及一第二配对值(2nd CID)；以及一处理单元，在侦测该环状网络的路径断开时，调整对应的该第二配对值，以及在接收到该数据帧时，分析该数据帧的目的路径数据的该第一配对值与对应的该第二配对值是否一致，决定该数据帧的输出端口。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的建立路径数据的网络装置，其中每一环网冗余端口数据更包括一对应该环状网络连线状态的端口状态，该处理单元于该环状网络的路径断开时，将该端口状态由一环网值改为一线网值，并且调整该第二配对值。

前述的建立路径数据的网络装置，其中所述的存储单元更包括记录对应该环状网络的网络装置连接数量的一跳站总数(Total Hop Count)，该路径数据更包括对应该装置位址的一跳站数(Hop Cont)；该处理单元更包括依据该跳站数是否达到或超出该跳站总数的一半，决定该数据帧的输出端口。

前述的建立路径数据的网络装置，其中所述的处理单元更包括分析该第二配对值是否与该等路径数据相匹配，以决定是否更新该位址表。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种网络装置的建立路径数据方法，该网络装置连接于一环状网络并收发一数据帧，该方法包括：建立一位址表与一环网冗余端口表，该位址表包括至少一路径数据，每一路径数据包括一第一配对值，该环网冗余端口表包括一环网冗余端口数据，其包括一第二配对值；以及当判断该环状网络断开时，分析该数据帧的目的路径数据的该第一配对值与对应的该第二配对值是否一致，以决定该数据帧的输出端口。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的网络装置的建立路径数据方法，其中所述的网络装置更记录有一跳站总数，每一路径数据更包括对应该装置位址的一跳站数，其中该方法更包括：判断该环状网络是否断开；当判断该环状网络未断开时，依据该数据帧的目的位址对应的各该路径数据的该装置位址，取得该目的位址的该跳站数；判断该跳站数是否达到或超出该跳站总数的一半；以及当该跳站数未达到或超出该跳站总数的一半时，从该目的路径数据匹配的该环网冗余端口编号对应的一主要端口转送该数据帧。

前述的网络装置的建立路径数据方法，其更包括：当判断该跳站数达到或超出该跳站总数的一半，从对应该目的路径数据的该次要端口转送该数据帧。

前述的网络装置的建立路径数据方法，其更包括：判断该数据帧是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络；以及当判断该数据帧的目的位址未指向该环状网络且未由符合该非环网冗余端口类型的来源连接端口取得时，由该非环网冗余端口类型的该目的路径数据的一目的连接端口输出该数据帧。

前述的网络装置的建立路径数据方法，其中判断该数据帧是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络的该步骤更包括：当判断该数据帧是由符合该环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络时，从该环网冗余端口表取得与该目的位址数据的该连接端口编号相同数值的该环网冗余端口编号，并分析取得该数据帧的该来源连接端口、该环网冗余端口编号对应的该主要端口与该次要端口，找出用以输出该数据帧的一目的连接端口。

前述的网络装置的建立路径数据方法，其更包括：当对应取得该数据帧的环网冗余端口的来源路径数据存在时，该第一配对值与对应该来源路径数据的该第二配对值相异时，更新该位址表。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明建立路径数据的网络装置及其方法至少具有下列优点及有益效果：本发明是在任一网络装置判断环状网络具有路径中断情形时，立即性调整对应环状网络的环网冗余端口表对应的第二配对值，以使后续的数据帧转送作业中，藉由相关的第一配对值与相关第二配对值的对比结果，迅速的判断出数据帧应传送的输出端口，以迅速且正确的将数据帧转送至目的网络装置，因此，本发明是在路径数据建立时，先确保网络装置与其它设备之间的传送能力，避免因路径中断导致数据遗失的发生。其次，本发明藉由跳站数与跳站总数的计算与对比，网络装置可迅速重新选择出路径成本较少的传输路径，以提升各网络装置之间的通讯效率与数据传输速率。

综上所述，本发明的网络装置连接至一环状网络以收发一信号，网络装置记录有一位址表与一环网冗余端口表。位址表记录有路径数据，路径数据包括一装置位址与一第一配对值。当环状网络有一处中断时，网络装置会调整环网冗余端口表中，对应环状网络的环网冗余端口数据的第二配对值。当网络装置取得数据帧时，从位址表取得匹配数据帧的一目的路径数据，将对应目的路径数据的连接端口的第一配对值与第二配对值相对比，以决定数据帧的输出端口。

本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1绘示先前技术的环状路由协定的数据帧传输示意图。

图2绘示本发明实施例的网络装置的一结构示意图。

图3绘示本发明实施例的第一电子装置与第二电子装置的数据帧传输示意图。

图4绘示本发明实施例的环网中断示意图。

图5绘示本发明实施例的网络装置的建立路径数据方法示意图。

图6绘示本发明实施例的路径切换判定作业示意图；

图7绘示的本发明实施例的跳站数判定流程图。

图8绘示的本发明实施例的细部流程图。

图9绘示本发明实施例的更新位址表的流程图。

110：第一网络装置    120：第二网络装置

130：第三网络装置    140：第四网络装置

150：第五网络装置    160：第六网络装置

210：第一电子装置    220：第二电子装置

321：第二网络装置的环网冗余端口类型的连接端口

322：第二网络装置的环网冗余端口类型的连接端口

328：第二网络装置的实体端口类型的连接端口

329：第二网络装置的实体端口类型的连接端口

330：第三网络装置

3301：第三网络装置的位址表

230：第三电子装置    30：网络装置

31：处理单元         32：存储单元

33：网络单元         34：位址表

35：环网端口表       300：环状网络

310：第一网络装置

312：第一网络装置的环网冗余端口类型的连接端口

320：第二网络装置    3201：第二网络装置的位址表

3202：第二网络装置的环网冗余端口表

3302：第三网络装置的环网冗余端口表

340：第四网络装置    350：第五网络装置

3501：第五网络装置的位址表

3502：第五网络装置的环网冗余端口表

353：第五网络装置的环网冗余端口类型的连接端口

354：第五网络装置的环网冗余端口类型的连接端口

359：第五网络装置的实体端口类型的连接端口

41：数据帧

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的建立路径数据的网络装置及其方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

首先请参阅图2绘示本发明实施例的网络装置的一结构示意图。

请参考图2，网络装置30包括一网络单元33、一存储单元32与一处理单元31。网络单元33用以收发数据帧，包括多个连接端口，用以做为接收及发送数据帧的输出/输入界面。存储单元32用以储存包括一位址表(MacTable，Lookup Table)34与一环网冗余端口表(Ring Port Table)35。处理单元31电性连接存储单元32与网络单元33，以读取位址表34及环网端口表35来处理网络单元33传来的数据帧。

请参考图3所示，为本发明实施例的环状网络系统的一架构，该环状网络300是由多个上述该网络装置30连接构成(以下由第一网络装置310、第二网络装置320、第三网络装置330、第四网络装置340与第五网络装置350进行说明)相互连接形成，各网络装置通过数据帧传递的过程，各别建立自身的位址表34。在本发明实施例中，网络装置较佳为以太网络交换器，其环网冗余端口表35由网络管理人员依据该环状网络系统中各网络装置间的组态预先设定，但不以此为限。

环网冗余端口表(格式如图3绘示的3202、3302)记录自身网络装置用以构成该环状网络系统的环网端口数据。环网端口数据包括一环网冗余端口编号(Ring Port No.，如图的RPN栏位)及其对应且连接至环状网络的一主要端口(Primary Port，.，如图的PP栏位)与一次要端口(SecondaryPort.，如图的SP栏位)、一环网冗余端口状态(Ring Status Value.，如图的RSV栏位)及一第二配对值(如图的2nd CID栏位)。其中该第一配对值与第二配对值的初始值相同。补充说明的是，在本发明实施例中的端口状态包括两种，一为环网值(在本发明实施例以「环」代表)，一为线网值(在本发明实施例以「线」代表)，当各网络装置的各环网冗余端口成功连线构成环状网络300时，该端口状态将被设为环网值；反之，则被设为线网值。环网冗余端口表内的主要端口及次要端口是用以分别连结系统中其他网络装置的次要端口及主要端口，在本发明实施例中，预设以主要端口作为固定发送数据帧的预设端口，当主要端口失效或是主要端口为接收数据帧的来源连接端口时，以次要端口输出数据帧，唯熟悉此项技艺者当可以视其状况而改变预设发送的端口别。

各网络装置的位址表(如图3绘示的3201、3301、3501)，是用以纪录接收数据帧的一路径数据。该路径数据包括以下数据：

(1)装置位址(Device Mac，以下图中栏位简称DvM)，从所接收数据帧(Data Frame)的来源位址栏位(Source Mac，以下图中栏位简称S_M)取得，数据帧的来源位址即代表发送数据帧的装置位址数据。

(2)连接端口类型(Port Type，以下图中栏位简称PT)：为接收该数据帧的连接端口所属类型，纪录接收该数据帧的连接端口型式。在本发明实施例中分为两种，一为应用于环状网络的环网冗余端口(ring port)类型、一为非环网冗余端口(non-ring port)类型，非环网冗余端口类型又如主干端口(trunk port)类型和实体端口(physical port)类型。

(2)连接端口编号(Port No.，以下图3与图4绘示的栏位简称PN)，为接收该数据帧的连接端口所属编号。

(3)第一配对值(1st Conference ID，CID)，用以与该第二配对值进行对比之用，以决定如何发送数据帧。该第一配对值的初始值由在接收该数据帧当时，接收的连接端口对应至环网端口表中环网冗余端口编码对应的第二配对值所取得。该第一配对值在网络装置学习过程中，设定为相同于当时环网冗余端口表35中的第二配对值的数值。更具体来说，当任一个网络装置30学习数据帧的位址数据时，若该数据帧的来源连接端口的类型为环网冗余端口，则依据当时该环网冗余端口表中对应该环网冗余端口的第二配对值数值，记录相同数值于位址表内对应路径数据的第一配对值。如图3，由该第二网络装置320储存的位址表3201得知，第二网络装置320是藉由连接端口321与第三网络装置330的连接端口332连接，构成环状网络300的一部份。该第二网络装置320的环网端口表3202记录环网端口编号为1的主要端口与次要端口分别为连接端口321与连接端口322，对应的第二配对值为0，故第二网络装置320学习从第三网络装置330接收的数据帧的数据时，将第二配对值的数值(为0)写入第一配对值(亦为0)。

(4)跳站数(Hop Count，以下图中栏位简称H_C)，是指发送数据帧的来源网络装置(Source Net Device)与自身的网络装置之间的转站次数(即指达到目的网络装置时，共需几个网络装置进行转送)，此跳站数是由各网络装置取得数据帧时，从该数据帧中的一数据帧跳站数栏位所习得。在此说明，数据帧跳站数乃各网络装置取得数据帧，并判定将其转送时，对数据帧的数据帧跳站数栏位内的数值加一的累加数值。举例而言，当第二网络装置320传输数据帧41至第五网络装置350，其最短路径应为第二网络装置320、第一网络装置310与第五网络装置350，即经过两个网络装置。而且，数据帧41实际经过的网络装置数量，会由转送数据帧的网络装置不断更新数据帧41的数据帧跳站数(Frame Hop Count)，最后由第五网络装置350读取数据帧跳站数并记录于自身的位址表中。如图3绘示，第五网络装置350的位址表3501，其中一路径数据记录VID：1，装置位址为第一电子装置210的装置位址(图3中以PC1称的)，连接端口编号：1，跳站数：2。

(5)虚拟本地网络编号(VLAN ID，以下图中栏位称VID)。

如图3，以下说明本发明实施例的第一电子装置210与第二电子装置220的数据帧传输方式。

图3绘示的环状网络300中，第二网络装置320通过一连接端口328对外连接至第一电子装置210，并通过两连接端口(321，322)连接至环状网络300，连接端口(321，322)及其环网冗余端口编号被预先设定于第二网络装置320的环网冗余端口表3202；第五网络装置350通过一连接端口359对外连接至第二电子装置220，并通过两连接端口(353，354)连接至环状网络300，连接端口(353，354)及其环网冗余端口编号被预先设定于第五网络装置350的环网冗余端口表3502。除此之外，所有的网络装置皆被预先设定好一跳站总数值，其代表环状网络300的网络装置的数量与数据帧转送的上限次数，在此以数量5为例。

本实施例中，第二网络装置320的位址表3201记录一笔关于第二电子装置220的传输数据的路径数据，包括：(1)VID：1；(2)装置位址：PC2，即第二电子装置220的装置位址(Device Mac)；(3)连接端口类型：环网冗余端口；(4)连接端口编号：1，对应至环网端口表3202的环网冗余端口编号：1，即是对应连接端口(321，322)，在此以连接端口321为主要端口，连接端口322为次要端口；(4)跳站数：3；(5)第一配对值：0。

当第二网络装置320取得目的位址为第二电子装置220的数据帧(Frame)41时，先对数据帧41进行一学习作业(Learn Process)。在此说明，以下实施例使用的数据帧格式如图3绘示，包括(1)目的位址(Destination Mac，图中以D_M简示)，为目的装置的装置位址；(2)来源位址(Source Mac，图中以S_M简示)，是指发送数据帧41的装置位址；(3)数据帧跳站数(Frame Hop Count，图中以FHC简示)，数据帧41被实际转送的次数。

接着，第二网络装置320会将数据帧41的目的位址(Destination Mac)与位址表3201中各路径数据的装置位址进行对比，判断符合目的位址的一目的路径数据是否存在于位址表3201，若上述的目的路径数据不存在于位址表3201，第二网络装置320即会将数据帧41通过各类型的连接端口广播(flooding)出去。值得一提的是，连接端口若为环网端口冗余且端口状态为环网值时，仅需由预设的一端口发出，如由主要端口或次要端口择一。若端口状态为线网值时，则由主要端口及次要端口二者皆发送上述数据帧。

反之，当装置位址对应的路径数据存在于位址表时，依据该位址表内的路径数据，由指定的连接端口发送该数据帧。接收数据帧的连接端口类型与指定输出的连接端口类型，应有下列数种情况：(1)由非环网冗余端口(non-Ring Port)输入，由环网冗余端口(Ring Port)输出。(2)由非环网冗余端口输入，由非环网冗余端口输出。(3)由环网冗余端口输入，由非环网冗余端口输出。(4)由环网端口输入，由环网冗余端口输出。而此等迅框收发模式请容后讲述。

本实施例中，第二网络装置320是以第一种情况进行说明，第二网络装置320通过连接端口328从第一电子装置210取得上述数据帧41，第二网络装置320决定传送数据帧41的目的路径数据为编号1的路径数据，该传送的连接端口类型为环网冗余端口，连接端口编号为1，故第二网络装置320再从环网冗余端口3202找出环网冗余端口编号为1的端口数据，决定由连接端口321(主要端口)或连接端口322(次要端口)转送此数据帧41。在本发明实施例中，预设环网冗余端口的主要端口为发送的连接端口。在另一实施例中，预设环网冗余端口的次要端口为发送的连接端口。接着，第二网络装置320会找出环网冗余端口编号为1的端口数据的端口状态为环网值或线网值，以判定环状网络300是否为环状，或其中任一路径有中断而形成线状网络。需要说明的是，网络装置判断网络端口状态的目的在于当环状网络处于环状时，则藉由预设的一端口发出数据帧；若是环状网络变为线状时，由主要端口及次要端口二者皆发送上述数据帧，因此，当端口状态由环状成为线状时，代表环状网络是断开的情况，通过上述的方式，以确保数据帧得以被迅速且正确地传输至目的网络装置。

附带一提，当数据帧由非环网端口类型的连接端口进入环网端口类型的连接端口时，网络装置需在此数据帧中增加一数据帧跳站数栏位，启始值预设为1，而在最后到达目的地位址时，接收数据帧41的网络装置需移除此数据帧的数据帧跳站数栏位，亦如前述环网标头数据。

然而，第二网络装置320在决定传送数据帧41的目的路径数据时，先分析传送的连接端口类型是否为环网冗余端口，若是则判断由连接端口321(主要端口)或连接端口322(次要端口)转送此数据帧41。其中判断的方式是，依据目的路径数据的跳站数，判断其数值是否达到或超出跳站总数的一半数值，以决定使用预设的主要端口321，或是以次要端口322来转送数据帧41。

举例：第二网络装置320的位址表如图3绘示，第一电子装置210发送的数据帧41是指向第二电子装置220。第二网络装置320即从位址表3201取得一目的路径数据，该目的路径数据为，VID：1；装置位址：PC2；连接端口类型：环网冗余端口；连接端口编号：1；跳站数：3。其次，第二网络装置320从环网冗余端口表3202中得知，环网冗余端口编号：1，其所对应的端口状态：环网值；主要端口：连接端口321；次要端口：环网冗余端口322。

第二网络装置320分析出目前环状网络300未有中断路径的情形，数据帧41应由连接端口321(主要端口)进行转送。上述的路径切换模式，在任何网络装置所连接的电子装置发送数据帧时皆适用，并不以上述方式为限。

请参阅图4绘示本发明实施例的环网中断示意图。本实施例中，以第一网络装置310与第五网络装置350之间的路径中断为例。

如图4，假设第一网络装置310判断出其环网冗余端口312异常而导致连接路径中断，第一网络装置310会告知其它网络装置有路径中断的信息，收到该信息的各网络装置会将自身环网讯息端口表的端口状态由环网值修改为一线网值，同时将对应此环形网络的端口数据的第二配对值作改变。在本实施例中，各网络装置是将对应此环状网络300的第二配对值加1，如图4，第二网络装置320的环网讯息端口表3202中，对应此环形网络300的端口数据，其环网讯息端口编号为1，端口数据包括的第二配对值将由0变为1。值得一提的是，改变第二配对值的方式，可以是任何运算的方式，例如是将原有第二配对值加减乘除一常数的方式改变。

当第二网络装置320通过连接端口328从第一电子装置210取得图3所示的数据帧41或其他类型的数据帧时，会从位址表3201中找出符合数据帧目的位址的目的路径数据，并由环网讯息端口表3202中对应的端口数据取得该第二配对值，对比该目的位址数据的第一配对值与端口数据的第二配对值是否相等，若相等则依位址表内的目的路径数据发送该数据帧；反之，将该数据帧41以广播(flooding)的方式由各连接端口发送出去。

例如，假设第二网络装置320取得指向第二电子装置220的数据帧41，并判断出指向第二电子装置220的目的路径数据包括，VID：1；装置位址：PC2；连接端口类型：环网冗余端口；连接端口编号：1；跳站数：3；第一配对值：0。

之后，第二网络装置320从环网冗余端口表3202得知，环网端口编号：1，其对应的主要端口为连接端口321，次要端口为连接端口322；对应「环网冗余端口编号：1」的第二配对值为1。

第二网络装置320会判定所读取的第一配对值与第二配对值并不相等，因此第二网络装置320会利用连接端口321与连接端口322以广播方式以发送数据帧41。数据帧41会被各网络装置所接收后，进行转送或舍弃。而各网络装置于接收时分析数据帧41，以重新记录第一电子装置210与各网络装置之间，路径成本最小的路径数据，而当欲更新的路径数据已然存在于位址表时，第二网络装置320会直接在原有的路径数据以新的第一配对值及其他相关的数据对旧有的数据进行取代。藉此方式使得各网络装置可在短时间内重新建立相互连接的通讯路径，而未被更新到的旧路径数据，则视设计人员的考虑，以配合实际网络装置的工作需求以逐一删除，或是订立删除规则，令网络装置依据删除规则来清除旧路径数据。

请参阅图5绘示本发明实施例的网络装置的建立路径数据方法，请同时参阅图2至图4以利于了解。此方法说明各网络装置的路径建立流程，流程说明如下：

建立一位址表与一环网冗余端口表(步骤S110)。如图3与图4绘示，各网络装置藉由相互通信(如广播作业，Flooding Process)，学习互传的数据帧的位址数据以各别建立自身的位址表，而环网冗余端口表(如图3与图4绘示的3201、3301)则由网络工作人员事先设定于各网络装置中。

取得一数据帧(步骤S120)。以图3为例，第二网络装置320取得一指向第二电子装置的数据帧(Data Frame)41，其中，数据帧41是通过下列两种类型的连接端口取得：(1)通过实体端口类型的连接端口328或连接端口329取得；(2)通过环网冗余端口类型的连接端口321或连接端口322取得，即由第一网络装置310或第三网络装置330所取得。

分析数据帧以更新位址表(步骤S130)。此步骤为第二网络装置320对数据帧41进行一学习作业(Learn Process，请容后说明)步骤。

分析位址表是否存在匹配数据帧的目的位址的一目的路径数据(步骤S140)。例如图3，第二网络装置320会将数据帧41的目的位址与位址表3201中各路径数据的装置位址对比，判断目的位址对应的一目的路径数据是否存在于位址表3201，判断的依据为位址表3201装置位址需符合上述的目的位址。

当判断不存在目的路径数据时，进行一广播作业(flooding process)(步骤S150)。如图3所示，第二网络装置320会将数据帧41通过各类型的连接端口广播(flooding)出去。其中连接端口若为环网冗余端口类型者且端口状态为环网值时，仅由预设的一端口发出，如由主要端口或次要端口择一。若端口状态为线网值时，则由主要端口或次要端口二者皆发送上述数据帧，以进行前述的广播作业。

当判断存在目的路径数据且其符合环网冗余端口类型时，即判断环状网络300是否断开(步骤S160)，判断方式为分析目的路径数据包括的端口状态是否为环网值。例如图3，第二网络装置320通过连接端口328从第一电子装置210取得数据帧41，第二网络装置320分析出需求的目的路径数据为编号1的路径数据，并从其连接端口类型得知编号1的路径数据符合环网冗余端口类型。而此路径数据的连接端口编号为1，故第二网络装置320会从环网冗余端口3202找出环网冗余端口编号为1的端口数据，以从中得知需藉由连接端口321(主要端口)或连接端口322(次要端口)转送此数据帧41。接着，第二网络装置320会找出环网冗余端口编号为1的端口数据的端口状态为环网值或线网值，判定环状网络300是否为环状，或其中任一路径有中断而形成线状网络。

当判断环状网络300未断开时，执行一路径切换判定作业(步骤S170)。例如图3，第二网络装置320计算目的路径数据的跳站数，其数值是否达到或超出跳站总数的一半数值，以决定使用预设的主要端口(连接端口321)，或是以次要端口(连接端口322)来转送数据帧41。

当判断环状网络300断开时，分析数据帧41的目的路径数据的第一配对值与目的路径数据的连接端口编号匹配的环网冗余端口编号对应的第二配对值是否一致(步骤S180)。

例如图4，假设第一网络装置310判断出其连接端口312异常而导致连接路径中断，第一网络装置310会告知其它网络装置有路径中断的信息。各网络装置会立即将自身环网冗余端口表的端口状态修改为一线网值，同时将对应此环形网络的端口数据包括的第二配对值作改变。例如，各网络装置将对应此环状网络300的第二配对值加1。如图4，第二网络装置320的环网冗余端口表3202中，对应此环形网络300的端口数据，其环网端口编号为1，端口数据包括的第二配对值由0变为1。

故步骤S160中，第二网络装置320会从环网冗余端口表3202中，得知环网冗余端口编号为1的端口数据的端口状态为线网值，以判定连接端口321与连接端口322所连接的环状网络300已形成线状网络。

接着，在步骤S180中，第二网络装置320会从位址表3201中找出符合数据帧41的目的位址的目的路径数据，并从环网冗余端口表3202中，分析出对应目的路径数据的环网端口编号，并对比具有相同端口编号的连接端口编号与环网端口编号，两者个别对应的第一配对值与第二配对值是否相等，以决定是否进行广播作业。

当判断第一配对值与第二配对值不一致，即进行一广播作业(floodingprocess)(步骤S150)。

相反的，当第一配对值与第二配对值为一致，自目的路径数据的连接端口编号对应的主要端口转送数据帧(步骤S190)。

请参阅图6绘示本发明实施例的路径切换判定作业示意图，其包括：

将数据帧的目的位址配对各路径数据的装置位址，以取得目的位址的跳站数(步骤S171)。

计算跳站数是否达到或超出跳站总数的一半(步骤S172)。

当判断出跳站数未达到或超出跳站总数的一半，从目的路径数据的连接端口编号对应的主要端口转送数据帧(步骤S190)。

反之，当判断出跳站数达到或超出跳站总数的一半，从目的路径数据的连接端口编号对应的次要端口转送数据帧(步骤S173)。

第二网络装置320分析出目前环状网络300未有中断路径的情形，数据帧41应由连接端口321(主要端口)进行转送。接着，第二网络装置320取得上述跳站数为3，其达到或高于跳站总数的一半数值，即5/2＝2.5。故第二网络装置320判定不从连接端口321(主要端口)转送数据帧41，而从环网冗余端口321配对的连接端口322(次要端口)转送数据帧41至环状网络300上。然而，跳站总数的一半数值可以是各网络装置预先计算取得的预设值，或是由网络工作人员预先输入的设定值。

反之，当上述目的路径数据，其记录的跳站数为2以下时，第二网络装置320判断此跳站数低于跳站总数的一半数值，即5/2＝2.5。故第二网络装置320判定从连接端口321(主要端口)转送数据帧41至环状网络300上。

请同时参阅图7绘示的本发明实施例的跳站数判定流程图，其说明步骤S120更包括下列步骤：

判断数据帧记录的一数据帧跳站数是否达到或超出跳站总数(步骤S121)。如图3，任一个网络装置在取得数据帧41时，会先分析其包括的数据帧跳站数，并将其对比跳站总数，以判断是否在一次数据帧41传输作业中，两次取得相同的数据帧41，以避免数据回圈传送情形。

当判断数据帧跳站数达到跳站总数，即代表已有数据回圈传送情形发生，接收数据帧41的网络装置即会舍弃数据帧(步骤S122)。

当判断数据帧跳站数未达到跳站总数，接收数据帧41的网络装置则会进行分析数据帧以更新位址表(步骤S130)。

请同时参阅图8绘示的本发明实施例的细部流程图，其说明(步骤S140)与(步骤S160)之间的细部流程，主要是说明前述提及的接收数据帧的连接端口类型与指定输出的连接端口类型的各种情况，其包括：

判断数据帧是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至环状网络(步骤S210)。

当数据帧由符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至环状网络时，执行(步骤S160)。此模式即为前述的第(1)种数据帧收发情形：由非环网冗余端口(non-Ring Port)输入，由环网冗余端口(Ring Port)输出。以图3绘示架构举例，视第二网络装置320为工作网络装置，其通过连接端口328从第一电子装置210取得上述数据帧41，第二网络装置320会判断需通过环网冗余端口类型的连接端口321或连接端口322转送此数据帧41；反之，即判断数据帧41是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至一非环网冗余端口类型的目的连接端口(步骤S220)，例如，由非环网冗余端口类型的连接端口329将数据帧41传输至第三电子装置230。

当数据帧由一符合非环网端口类型的来源连接端口取得并转送至一非环网冗余端口类型的目的连接端口时，即为前述的第(2)种数据帧收发情形：由非环网冗余端口输入，由非环网冗余端口输出。此时，由符合非环网冗余端口类型的目的路径数据的一目的连接端口输出数据帧(步骤S230)；反之，即判断数据帧的目的位址是否未指向环状网络且对应的来源路径数据是否符合环网冗余端口类型(步骤S240)。

当判断数据帧的目的位址未指向环状网络且对应的来源路径数据符合环网冗余端口类型时，此模式即为前述的第(3)种数据帧收发情形：由环网冗余端口输入，由非环网冗余端口输出。此时，将数据帧的环网标头数据移除，并通过相关的非环网冗余端口类型的连接端口转送除去环网标头数据的数据帧(步骤S250)。

当判断数据帧由符合环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至环状网络时，此模式即为前述的第(4)种数据帧收发情形：由环网冗余端口输入，由环网冗余端口输出。此时，从环网冗余端口表取得与目的位址数据的连接端口编号相同数值的环网冗余端口编号，并分析取得数据帧的来源连接端口、环网冗余端口编号对应的主要端口与次要端口，找出用以输出数据帧的一目的连接端口(步骤S260)。

请同时参阅图9绘示本发明实施例的更新位址表的流程图，此方法更进一步说明上述的步骤S130，其方法包括：

分析数据帧的来源位址、取得数据帧的连接端口所属的连接端口编号与环网端口表中匹配连接端口编号的环网冗余端口数据的第二配对值(步骤S131)，接着判断数据帧的来源位址是否与位址表记录的路径数据的任一者相匹配(步骤S132)，以决定是否更新位址表。

当判断不存在符合来源位址的一来源路径数据时，建立对应来源位址的来源路径数据(步骤S133)。

反之，即判断来源路径数据是否与取得数据帧的连接端口所属的连接端口编号，环网冗余端口表中匹配连接端口编号的第二配对值的任一者有数据相异处(步骤S134)。

当存在符合来源位址的来源路径数据，但取得数据帧的环网冗余端口所属的连接端口编号，环网冗余端口表中匹配连接端口编号的第二配对值的任一者与来源路径数据的数据相异时，即更新位址表(步骤S135)。

当步骤S130的流程结束后，即进行步骤S140。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种建立路径数据的网络装置，该网络装置用以连接至一环状网络并收发一数据帧，其特征在于该网络装置包括：

一存储单元，记录一位址表与一环网冗余端口表，该位址表包括至少一路径数据，每一路径数据包括一装置位址与一第一配对值，该环网冗余端口表记录一对应该环状网络的环网冗余端口数据，其包括一环网冗余端口编号及其对应且连接至该环状网络的一主要端口、一次要端口及一第二配对值；以及

一处理单元，在侦测该环状网络的路径断开时，调整对应的该第二配对值，以及在接收到该数据帧时，分析该数据帧的目的路径数据的该第一配对值与对应的该第二配对值是否一致，决定该数据帧的输出端口。

2.根据权利要求1所述的建立路径数据的网络装置，其特征在于其中每一环网冗余端口数据更包括一对应该环状网络连线状态的端口状态，该处理单元于该环状网络的路径断开时，将该端口状态由一环网值改为一线网值，并且调整该第二配对值。

3.根据权利要求1所述的建立路径数据的网络装置，其特征在于其中所述的存储单元更包括记录对应该环状网络的网络装置连接数量的一跳站总数，该路径数据更包括对应该装置位址的一跳站数；该处理单元更包括依据该跳站数是否达到或超出该跳站总数的一半，决定该数据帧的输出端口。

4.根据权利要求1所述的建立路径数据的网络装置，其特征在于其中所述的处理单元更包括分析该第二配对值是否与该等路径数据相匹配，以决定是否更新该位址表。

5.一种网络装置的建立路径数据方法，该网络装置连接于一环状网络并收发一数据帧，其特征在于该方法包括：

建立一位址表与一环网冗余端口表，该位址表包括至少一路径数据，每一路径数据包括一第一配对值，该环网冗余端口表包括一环网冗余端口数据，其包括一第二配对值；以及

当判断该环状网络断开时，分析该数据帧的目的路径数据的该第一配对值与对应的该第二配对值是否一致，以决定该数据帧的输出端口。

6.根据权利要求5所述的网络装置的建立路径数据方法，其特征在于其中所述的网络装置更记录有一跳站总数，每一路径数据更包括对应该装置位址的一跳站数，其中该方法更包括：

判断该环状网络是否断开；

当判断该环状网络未断开时，依据该数据帧的目的位址对应的各该路径数据的该装置位址，取得该目的位址的该跳站数；

判断该跳站数是否达到或超出该跳站总数的一半；以及

当该跳站数未达到或超出该跳站总数的一半时，从该目的路径数据匹配的该环网冗余端口编号对应的一主要端口转送该数据帧。

7.根据权利要求6所述的网络装置的建立路径数据方法，其特征在于其更包括：

当判断该跳站数达到或超出该跳站总数的一半，从对应该目的路径数据的该次要端口转送该数据帧。

8.根据权利要求6所述的网络装置的建立路径数据方法，其特征在于其更包括：

判断该数据帧是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络；以及

当判断该数据帧的目的位址未指向该环状网络且未由符合该非环网冗余端口类型的来源连接端口取得时，由该非环网冗余端口类型的该目的路径数据的一目的连接端口输出该数据帧。

9.根据权利要求8所述的网络装置的建立路径数据方法，其特征在于其中判断该数据帧是否由一符合非环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络的该步骤更包括：

当判断该数据帧是由符合该环网冗余端口类型的来源连接端口取得并转送至该环状网络时，从该环网冗余端口表取得与该目的位址数据的该连接端口编号相同数值的该环网冗余端口编号，并分析取得该数据帧的该来源连接端口、该环网冗余端口编号对应的该主要端口与该次要端口，找出用以输出该数据帧的一目的连接端口。

10.根据权利要求9所述的网络装置的建立路径数据方法，其特征在于其更包括：

当对应取得该数据帧的环网冗余端口的来源路径数据存在时，该第一配对值与对应该来源路径数据的该第二配对值相异时，更新该位址表。

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