CN103095464A - 一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统 - Google Patents

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张庆新
叶执政
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Abstract

本发明公开了一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，其采用了直线连接法和全交叉连接法，通过程序配置，可以在继电器阵列断电时降低断电延迟时间，在继电器阵列上电后降低上电延迟时间，从而极大地降低了整个链路断开/恢复过程中的延迟时间，这样便不会因延迟时间过长导致网络中断，使原有千兆以太网线路触发备用链路改变整个网络拓扑。

Description

一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统
技术领域
本发明涉及一种以太网分路器系统，特别涉及一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统。
背景技术
目前，以太网分路器已广泛应用于网络当中，为实现其断电直通的功能，普遍的做法是采用常规的继电器接入法。但是，采用这种接入法，会造成在链路断开/恢复过程中数据传输短暂干扰，虽然继电器物理连接时间很短，但是两端设备的连接速率，条件设置及链路恢复重启时的自适应过程，将在链路断开/恢复过程造成2-3秒的延迟导致网络中断，如此长时间的中断会使原有千兆以太网线路触发备用链路，从而使得整个网络拓扑发生变化。
发明内容
一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，通过直接连接、全交叉连接和程序控制，极大地降低了整个链路断开/恢复过程的物理时间，从而不会因延迟时间过长导致网络中断，使原有千兆以太网线路触发备用链路改变整个网络拓扑。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
为解决以上问题，本发明采用一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，包括与外部网络设备连接的两个网络端口，对应所述网络端口的两个端口物理层芯片，继电器阵列，所述两个网络端口通过继电器阵列与对应的两个端口物理层芯片连接，在继电器阵列断电时，所述两个网络端口通过继电器阵列的交叉外环连接，同时两个端口物理层芯片通过继电器阵列的交叉内环连接。
进一步，所述继电器阵列的前端通过一个前端触点组与其中一个端口物理层芯片的端口直线连接，同时通过一个前端连接端与另一个端口物理层芯片的端口全交叉连接，且所述前端连接端与前端触点组的常闭触点连接形成交叉内环；所述继电器的后端通过一个后端触点组与其中一个网络端口直线连接，同时通过一个后端连接端与另一个网络端口全交叉连接，且所述后端连接端与后端触点组的常闭触点连接形成交叉外环；所述前端连接端与后端触点组的常开触点连接，所述后端连接端与前端触点组的常开触点连接；所述直线连接是指相同数量的两组连接线之间一一对应直线连接；所述全交叉连接是指相同数量的两偶数组连接线中，其中一组连接线中相邻两条连接线与另一组对应的相邻两条连接线交叉连接使两组连接线全部连接的连接方式。
进一步，所述两个端口物理层芯片的端口在系统上电后正常运行前继电器阵列处于关闭状态时，均被设置为MDI或MDIX工作模式，且被设置为主从模式。
进一步，所述两个端口物理层芯片的端口中，与继电器阵列直线连接的一个端口为主模式，另一个端口为从模式。
本发明的有益效果是：
本发明采用直线连接和全交叉连接，在设备第一次开机后系统运行前继电器阵列处于关闭状态时，进行程序配置，之后在继电器阵列上电后，外接网络设备的连接模式和工作模式被适应为预定状态，在继电器阵列断电后可以通过继电器阵列的交叉外环直接连接而无需自适应，从而极大地减少了断电延迟时间；在继电器阵列再次上电后，由于外接网络设备的状态均已固定，可以通过继电器阵列直接与端口物理层芯片连接而无需自适应，从而极大地缩短上电延迟时间。整个链路的断开/恢复过程中的延迟时间的缩短，可以避免长时间的网络中断使原有以太网线路触发备用链路而改变整个网络拓扑。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明工作示意图。
图2是本发明中继电器连接法。
图3是本发明端口连接示意图。
具体实施方式
参照图1- 图3所示一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，包括继电器阵列，两个网络端口A、B端口座，输出端口C口，A端口物理层芯片和B端口物理层芯片。两个网络端口A、B端口座连接外部网络设备，在继电器阵列上电后，与A端口座连接的外部网络设备通过继电器阵列与对应的A端口物理层芯片连接，与B端口座连接的外部网络设备通过继电器阵列与对应的B端口物理层芯片连接，从而使外部网络设备的数据传输到物理层芯片，经其处理后，传送到输出端口C口，并由C口输出，与此同时，外部网络设备传输的数据可以通过两个A、B端口物理层芯片的后端实现数据环回传输。在继电器阵列断电后，继电器阵列间的链路断开，两个网络端口A、B端口座通过继电器阵列的交叉外环交叉连接，实现对应外接网络设备数据的环回传输。
参照图2所示，本发明采用一种新的继电器T形连接法，继电器阵列前后端各有两个端口。前端的两个端口其中一个是前端触点组，另一个是前端连接端，后端的两个端口其中一个是后端触点组，另一个是后端连接端。前端触点组的四条连接线分别连接有一个继电器，所有继电器四个常开触点与对应的前端连接端四条连接线一一连接形成交叉内环，所有继电器的四个常闭触点与对应的后端连接端四条连接线一一连接；后端触点组的四条连接线也分别连接有一个继电器，所有继电器四个常开触点与对应的后端连接端的四条连接线一一连接形成交叉外环，所有继电器的四个常闭触点与对应的前端连接端的四条连接线一一连接。整个继电器阵列在上电后，其前端触点组与后端连接端相连接，其前端连接端与后端触点组相连接；断电后，其前端触点组与前端连接端形成交叉内环，其后端触点组与后端连接端形成交叉外环。
 [0015] 参照图3所示本发明的端口连接，外部网络设备通过与A、B端口座连接传输数据，A端口座的四条连接线a3、b3、c3、d3与继电器阵列的后端连接端的连接线b31、a31、d31、c31一一对应形成全交叉连接，B端口座的四条连接线a4、b4、c4、d4与继电器阵列后端触点组的四条连接线a41、b41、c41、d41一一对应直线连接；A端口物理层芯片上的A端口的四条连接线a1、b1、c1、d1与继电器阵列前端触点组上的四条连接线a11、b11、c11、d11一一对应直线连接，B端口物理层芯片上的B端口的四条连接线a2、b2、c2、d2与继电器阵列前端连接端四条连接线b21、a21、d21、c21一一对应形成全交叉连接。在继电器断电时，A端口座与B端口座通过继电器阵列的交叉外环全交叉连接，实现两个端口对应的外部网络设备的数据传输，同时A端口物理层芯片与B端口物理层芯片通过继电器阵列的交叉内环全交叉连接；在继电器上电后，通过继电器阵列连通A端口座与A端口物理层芯片、B端口座与B端口物理层芯片，使外部网络设备的数据传送到A、B端口物理层芯片，经与输出端口C口相连的物理层芯片处理后，由输出端口C口输出。直线连接，即如A端口物理层芯片上的A端口或B端口座的连接方式所示，指相同数量的两组连接线之间一一对应直接连接的连接方式。全交叉连接，即如A端口座或B端口物理层芯片上的B端口的连接方式所示，指相同数量的两偶数组连接线中，一组连接线中相邻的两条连接线与另一组连接线中对应的相邻两条连接线相互交叉连接，使两组连接线全部连接在一起的连接方式。
本发明通过软件配置以实现整个过程，在第一次开机后系统正常运行前继电器先保持关闭 ，此时两个端口物理层芯片的A、B端口通过继电器阵列的交叉内环相连接，与两个网络端口A、B端口座相连接的外部网络设备通过继电器阵列的交叉外环相连接，通过系统配置使两个端口物理层芯片的A、B端口均固定在MDI或MDIX工作模式工作模式，并分别配置为主、从模式。本实施例中通过系统配置使A、B端口均固定在MDI工作模式。MDI指的是千兆以太网直连工作模式，MDIX指的是千兆以太网交叉工作模式，MDI与MDIX模式相连使用的是直连网线，MDI与MDI或MDIX与MDIX相连采用的是交叉网线。
第一次开机一段时间后继电器阵列上电后，继电器阵列的链路导通，使外部网络设备与对应的端口物理层芯片全交叉连接，由于端口物理层芯片的A端口强制配为MDI及主工作模式，同其相连A端口座的外部网络设备被适应为MDI及从工作模式，同理，B端口座的外部网络设备被适应为MDI及主工作模式，此时，外部网络设备均已固定在预期的状态。
设备掉电并致继电器阵列掉电后，继电器阵列的链路断开，其交叉外环实现了外接网络设备交叉互联，由于外接网络设备均为MDI工作模式从而无需自适应该模式；与A端口座相连的外接网络设备为从工作模式,与B端口座相连的外接网络设备为主工作模式，两个外部网络设备同样无需适应主从模式，从而达到极低的掉电延迟。
当设备再次上电时，由于此时外接网络设备的工作模式均已固定，即均为MDI工作模式，且与A端口座相连的外部网络设备为从模式，与B端口座相连的外部网络设备为主模式，从而在继电器阵列上电后，可以实现直接连接而无需适应两种模式，从而达到了极低的上电延迟。
所述连接在第一次适应完毕后，之后无论设备是上电还是掉电，各端口状态均被固定且无需再次自适应，从而达到极低链路断开/恢复延迟，经实际测试，千兆以太网分路器上下电恢复延迟被控制在37ms之内。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，包括与外部网络设备连接的两个网络端口，对应所述网络端口的两个端口物理层芯片，以及继电器阵列，所述两个网络端口通过继电器阵列在通电时与对应的两个端口物理层芯片连接，其特征在于：在继电器阵列断电时，所述两个网络端口通过继电器阵列的交叉外环连接，同时两个端口物理层芯片通过继电器阵列的交叉内环连接。
2.根据权利要求1所述的一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，其特征在于：所述继电器阵列的前端通过一个前端触点组与其中一个端口物理层芯片的端口直线连接，同时通过一个前端连接端与另一个端口物理层芯片的端口全交叉连接，且所述前端连接端与前端触点组的常闭触点连接形成交叉内环；所述继电器的后端通过一个后端触点组与其中一个网络端口直线连接，同时通过一个后端连接端与另一个网络端口全交叉连接，且所述后端连接端与后端触点组的常闭触点连接形成交叉外环；所述前端连接端与后端触点组的常开触点连接，所述后端连接端与前端触点组的常开触点连接；所述直线连接是指相同数量的两组连接线之间一一对应直线连接；所述全交叉连接是指相同数量的两偶数组连接线中，其中一组连接线中相邻两条连接线与另一组对应的相邻两条连接线交叉连接使两组连接线全部连接的连接方式。
3.根据权利要求2所述的一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，其特征在于：所述两个端口物理层芯片的端口在系统上电后正常运行前继电器阵列处于关闭状态时，均被设置为MDI或MDIX工作模式，且被设置为主从模式。
4.根据权利要求3所述的一种降低以太网分路器网络侧上下电恢复延迟的系统，其特征在于：所述两个端口物理层芯片的端口中，与继电器阵列直线连接的一个端口为主模式，另一个端口为从模式。
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