CN102970168B - 一种线路切换方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种线路切换方法，包括：控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。本发明实施例还公开了一种线路切换装置及系统。采用本发明，可缩短线路切换的时间，减少线路切换时的干扰从而避免通信中断，且旁路上无需再重新协商线序，提升了线路切换的效率。

Description

一种线路切换方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种线路切换方法、装置及系统。

背景技术

随着人们对网络运营的可靠性要求日益提升，网络安全设备应运而生。一般地，网络安全设备设置在两个或多个网络之间，网络安全设备内的应用程序会对通过它的数据封包来进行分析，以判断是否有威胁存在，处理完后再按照一定的路由规则将数据封包转发出去，实现不同网络之间的通信。如果这台网络安全设备出现了故障，比如断电或死机后，那么通过该网络安全设备连接的两个或多个网络之间也将彼此失去联系，即这些网络之间的直路无法导通，这个时候如果要求各个网络彼此还需要处于连通状态，那么就必须采用旁路功能的设置。旁路功能，即通过特定的触发状态如断电或死机让不同网络之间不通过网络安全设备的连接，而直接实现物理上的导通，当网络安全设备故障即直路无法导通以后，还可以让连接在这台网络安全设备上的网络相互导通。

现有技术中对于以太网电口旁路功能的实现通常采用继电器处理的方式，利用继电器的通断实现在直路故障时，控制旁路导通，可保证网络正常通信。但是由于继电器的触点是机械式的，所以其进行线路切换的时间较长，达到毫秒级的线路切换时长容易导致通信中断；且在切换过程中机械式触电的动作将引入信号干扰，同样容易导致通信中断；此外，在以太网中单条线路上需要传输多路信号，网络需要与直路上对应的物理层（PhysicalLayer，简称PHY）芯片进行线序协商，当直路故障时，从直路切换至旁路后则需要在旁路上重新协商线序，线路切换繁琐、效率低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种线路切换方法、装置及系统。可缩短线路切换的时间，减少线路切换时的干扰从而避免通信中断，且旁路上无需再重新协商线序，提升了线路切换的效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种线路切换方法，可包括：

控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

本发明实施例第二方面提供了一种线路切换装置，可包括：

控制单元，用于控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通；

线序配置单元，用于根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

本发明实施例第三方面提供了一种线路切换装置，可包括：

处理器及与所述处理器配合的存储器；

所述存储器用于存储所述处理器执行的程序；

所述处理器用于执行以下步骤：

控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

本发明实施例第四方面提供了一种线路切换系统，可包括：

位于第一网络与第二网络直路上的第一高速信号开关组、第一PHY芯片、第二高速信号开关组、第二PHY芯片及如上所述的线路切换装置；

所述第一高速信号开关组连接在所述第一网络与所述第一PHY芯片之间，用于控制所述第一网络与所述第一PHY芯片的连通情况；

当所述第一高速信号开关组导通时，所述第一PHY芯片用于与所述第一网络协商第一线序；

所述第二高速信号开关组连接在第二网络与第二PHY芯片之间，用于控制所述第二网络与所述第二PHY芯片的连通情况；

当所述第二高速信号开关组导通时，所述第二PHY芯片用于与所述第二网络协商第二线序；

所述系统还包括位于所述第一网络与第二网路旁路上的第三高速信号开关组，所述第三高速信号开关组用于控制所述旁路的连通情况；

所述线路切换装置连接在所述第一PHY芯片与第二PHY芯片之间，用于控制所有高速信号开关组的状态以及根据所述第一线序和第二线序配置所述第三高速信号开关组的第三线序。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在第一网络与第二网络的直路及旁路上设置高速信号开关组控制线路的导通和关断，利用高速信号开关组快速切换的特性将切换时间从毫秒级缩短至纳秒级，避免了通信中断；且高速信号开关组具备在切换过程中无干扰的特性，同样可以避免通信中断；根据第一PHY芯片及第二PHY芯片的线序状态自动配置第三高速信号开关组即旁路上的线序，无需进行重新协商，提升了线路切换的效率，缩短了线路切换的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明线路切换方法的第一实施例流程示意图；

图2是本发明线路切换装置的第一实施例组成示意图；

图3是本发明线路切换装置的第二实施例组成示意图；

图4是本发明实施例线路切换系统的组成示意图；

图5是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第一状态图；

图6是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第二状态图；

图7是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第三状态图；

图8是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第四状态图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明线路切换方法的第一实施例流程示意图；在本实施例中，所述方法包括以下步骤：

S101，控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信。

因为在以太网中单条线路上需要传输多路信号，因此需要配置由多个高速信号开关形成的高速信号开关组，其具有纳秒级的快速切换特性，且在线路切换过程中无干扰。因此可以很好的避免线路切换过程中通信中断的问题。

一般地，需要在直路上设置交换芯片或处理器实现对网络中的数据封包进行处理。当所述第一网络的数据封包通过所述第一PHY芯片最终传输至所述第二网络时，通常需要协商所述第一网络与所述第一PHY芯片的第一线序以确保数据封包能传输至交换芯片或处理器进行处理并最终传输至所述第二网络。

具体地，所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序包括：

所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商直连线序进行通信；

若不能正常通信则切换至交叉线序进行通信。

所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序包括：

所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商直连线序进行通信；

若不能正常通信则切换至交叉线序进行通信。

需要说明的是，所述第一线序一般与所述第一网络与对应的数据传输接口如RJ45接口的线序相同，所述第二线序一般与所述第二网络与对应的数据传输接口如RJ45接口的线序相同。且所述第一线序与第二线序的协商可以同时进行，也可以错开时间进行，只需要确保能实现直路通信即可。

S102，若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

具体地，所述第一线序及第二线序的状态信息分别保存在所述第一PHY芯片及第二PHY芯片的寄存器中，根据寄存器比特位的数值即可以得到所述第一线序及第二线序的状态。当所述直路上出现故障时，如业务丢包或直路上的处理器出现问题导致所述直路通信无法完成，此时，则需要启动旁路功能，并为旁路配置线序。且在所述第三高速信号开关组导通的同时，可控制所述第一高速信号开关组和第二高速信号开关组断开。减少系统资源的浪费。

更具体地，若所述第一线序和第二线序的状态相同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序。

其中，所述第一线序的状态包括直连和交叉，所述第二线序的状态同样包括直连和交叉，当所述第一线序的状态为直连且所述第二线序的状态同样为直连时，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序；当所述第一线序的状态为交叉且所述第二线序的状态同样为交叉时，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序。

若所述第一线序和第二线序的状态不同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

具体包括：当所述第一线序的状态为直连且所述第二线序的状态为交叉时，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序；当所述第一线序的状态为交叉且所述第二线序的状态为直连时，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

在第一网络与第二网络的直路及旁路上设置高速信号开关组控制线路的导通和关断，利用高速信号开关组快速切换的特性将切换时间从毫秒级缩短至纳秒级，避免了通信中断；且高速信号开关组具备在切换过程中无干扰的特性，同样可以避免通信中断；根据第一PHY芯片及第二PHY芯片的线序状态自动配置第三高速信号开关组即旁路上的线序，无需进行重新协商，提升了线路切换的效率，缩短了线路切换的时间。

需要说明的是，本实施例中描述的仅为两个网络之间的通信，但是本领域技术人员应当理解，对于多个网络之间的通信，本方法同样适用，只需要在两两网络之间配置如上所述的高速信号开关组搭配PHY芯片即可实现快速、无干扰、无需协商旁路线序的旁路功能，确保正常通信。

请参照图2，为本发明线路切换装置的第一实施例组成示意图；在本实施例中，所述线路切换装置包括：控制单元100及线序配置单元200。

所述控制单元100用于控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通；

所述线序配置单元200用于根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

所述线序配置单元200进一步用于：

若所述第一线序和第二线序的状态相同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序；

若所述第一线序和第二线序的状态不同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

所述控制单元100进一步用于：

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，同时控制所述第一高速信号开关组和第二高速信号开关组断开。

请参照图3，为本发明线路切换装置的第二实施例组成示意图；在本实施例中，所述线路切换装置包括：处理器300及与所述处理器300配合的存储器400。

所述存储器400用于存储所述处理器300执行的程序；

所述处理器300用于执行以下步骤：

控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信。

根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序时，所述处理器300进一步用于：

若所述第一线序和第二线序的状态相同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序；

若所述第一线序和第二线序的状态不同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

请参照图4，为本发明实施例线路切换系统的组成示意图；在本实施例中，所述系统包括：位于第一网络与第二网络直路上的第一高速信号开关组10、第一PHY芯片20、第二高速信号开关组30、第二PHY芯片40及如上所述的线路切换装置50；

所述第一高速信号开关10组连接在所述第一网络与所述第一PHY芯片20之间，用于控制所述第一网络与所述第一PHY芯片20的连通情况；

当所述第一高速信号开关组10导通时，所述第一PHY芯片20用于与所述第一网络协商第一线序；

所述第二高速信号开关组30连接在第二网络与第二PHY芯片40之间，用于控制所述第二网络与所述第二PHY芯片40的连通情况；

当所述第二高速信号开关组30导通时，所述第二PHY芯片40用于与所述第二网络协商第二线序；

所述系统还包括位于所述第一网络与第二网路旁路上的第三高速信号开关组60，所述第三高速信号开关组60用于控制所述旁路的连通情况；

所述线路切换装置50连接在所述第一PHY芯片20与第二PHY芯片40之间，用于控制所有高速信号开关组的状态以及根据所述第一线序和第二线序配置所述第三高速信号开关组60的第三线序。当然，所述线路切换装置还用于对由第一网络传输而来的数据封包进行处理，向所述第二网络传输。

请一并参照图5和图6，图5为本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第一状态图；在该场景中，所述第一网络通过第一RJ45接口与所述第一高速信号开关组10连接，所述第二网络通过第二RJ45接口与所述第二高速信号开关组30连接，所述第一网络还通过所述第三高速信号开关组60与所述第二网络连接。在该状态下，此时所述第一高速信号开关组10及第二高速信号开关组30导通，所述第三高速信号开关组关断。所述第一线序及第二线序均为直连状态，所述第一网络与第二网络的直路导通，第一网络的数据封包通过第一RJ45接口、第一高速信号开关组10、第一PHY芯片20、线路切换装置50、第二PHY芯片40、第二高速信号开关组30、第二RJ45接口传输至所述第二网络，完成直路通信。

图6为本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第二状态图；在该场景中，所述第一网络通过第一RJ45接口与所述第一高速信号开关组10连接，所述第二网络通过第二RJ45接口与所述第二高速信号开关组30连接，所述第一网络还通过所述第三高速信号开关组60与所述第二网络连接。在该状态下，此时所述第一高速信号开关组10及第二高速信号开关组30导通，所述第三高速信号开关组60关断。所述第一线序及第二线序均为交叉状态，所述第一网络与第二网络的直路导通，第一网络的数据封包通过第一RJ45接口、第一高速信号开关组10、第一PHY芯片20、线路切换装置50、第二PHY芯片40、第二高速信号开关组30、第二RJ45接口传输至所述第二网络，完成直路通信。

请一并参照图7和图8，图7是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第三状态图；在该场景中，所述第一网络通过第一RJ45接口与所述第一高速信号开关组10连接，所述第二网络通过第二RJ45接口与所述第二高速信号开关组30连接，所述第一网络还通过所述第三高速信号开关组60与所述第二网络连接。在该状态下，此时所述第一高速信号开关组10及第二高速信号开关组30导通，但是由于各种故障导致直路通信无法完成，因此所述线路切换装置50控制所述第三高速信号开关组60导通。所述第一线序及第二线序均为直连状态，所以配置所述第三高速信号开关组60的第三线序为直连线序，所述第一网络及第二网络的旁路导通，第一网络的数据封包通过第一RJ45接口、第三高速信号开关组60、第二RJ45接口传输至所述第二网络，完成旁路通信。

当所述第一线序与第二线序均为交叉状态时，同样设置所述第三线序为直连线序即可，此处不在赘述。

图8是本发明实施例线路切换系统一种运用场景的第四状态图。在该场景中，所述第一网络通过第一RJ45接口与所述第一高速信号开关组10连接，所述第二网络通过第二RJ45接口与所述第二高速信号开关组30连接，所述第一网络还通过所述第三高速信号开关组60与所述第二网络连接。在该状态下，此时所述第一高速信号开关组10及第二高速信号开关组30导通，但是由于各种故障导致直路通信无法完成，因此所述线路切换装置50控制所述第三高速信号开关组60导通。所述第一线序为直连线序，所述第二线序为交叉线序，所以配置所述第三高速信号开关组60的第三线序为交叉线序，所述第一网络及第二网络的旁路导通，第一网络的数据封包通过第一RJ45接口、第三高速信号开关组60、第二RJ45接口传输至所述第二网络，完成旁路通信。

当所述第一线序为交叉线序，第二线序为直连线序时，同样设置所述第三线序为交叉线序即可，此处不在赘述。

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：

在第一网络与第二网络的直路及旁路上设置高速信号开关组控制线路的导通和关断，利用高速信号开关组快速切换的特性将切换时间从毫秒级缩短至纳秒级，避免了通信中断；且高速信号开关组具备在切换过程中无干扰的特性，同样可以避免通信中断；根据第一PHY芯片及第二PHY芯片的线序状态自动配置第三高速信号开关组即旁路上的线序，无需进行重新协商，提升了线路切换的效率，缩短了线路切换的时间。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，简称ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，简称RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种线路切换方法，其特征在于，包括：

控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，并根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信；

所述根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，包括：

若所述第一线序和第二线序的状态相同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序；

若所述第一线序和第二线序的状态不同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

2.如权利要求1所述的线路切换方法，其特征在于，所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序包括：

所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商直连线序进行通信；

若不能正常通信则切换至交叉线序进行通信；

所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序包括：

所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商直连线序进行通信；

若不能正常通信则切换至交叉线序进行通信。

3.如权利要求1或2所述的线路切换方法，其特征在于，若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，同时控制所述第一高速信号开关组和第二高速信号开关组断开。

4.一种线路切换装置，其特征在于，包括：

控制单元，用于控制位于第一网络与第二网络的直路上的第一高速信号开关组与第二高速信号开关组导通，以使所述第一网络与所述直路上的第一PHY芯片协商第一线序，所述第二网络与所述直路上的第二PHY芯片协商第二线序，实现直路通信；若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通；

线序配置单元，用于根据所述第一线序和第二线序的状态配置所述第三高速信号开关组的第三线序，实现旁路通信；

所述线序配置单元进一步用于：

若所述第一线序和第二线序的状态相同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为直连线序；

若所述第一线序和第二线序的状态不同，则配置所述第三高速信号开关组的第三线序为交叉线序。

5.如权利要求4所述的线路切换装置，其特征在于，所述控制单元进一步用于：

若所述直路通信无法完成，则控制位于所述第一网络与第二网络的旁路上的第三高速信号开关组导通，同时控制所述第一高速信号开关组和第二高速信号开关组断开。

6.一种线路切换系统，其特征在于，包括：位于第一网络与第二网络直路上的第一高速信号开关组、第一PHY芯片、第二高速信号开关组、第二PHY芯片及如权利要求4或5任一项所述的线路切换装置；

所述第一高速信号开关组连接在所述第一网络与所述第一PHY芯片之间，用于控制所述第一网络与所述第一PHY芯片的连通情况；

当所述第一高速信号开关组导通时，所述第一PHY芯片用于与所述第一网络协商第一线序；

所述第二高速信号开关组连接在第二网络与第二PHY芯片之间，用于控制所述第二网络与所述第二PHY芯片的连通情况；

当所述第二高速信号开关组导通时，所述第二PHY芯片用于与所述第二网络协商第二线序；

所述系统还包括位于所述第一网络与第二网路旁路上的第三高速信号开关组，所述第三高速信号开关组用于控制所述旁路的连通情况；

所述线路切换装置连接在所述第一PHY芯片与第二PHY芯片之间，用于控制所有高速信号开关组的状态以及根据所述第一线序和第二线序配置所述第三高速信号开关组的第三线序。