CN104639358A - 批量网络端口切换方法及切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种批量网络端口切换方法及切换系统，该批量网络端口切换方法包括：判断是否需要实施交换机切换；将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口；保存切换成功的信息；监测各交换机运行状态；当监测到故障状态的交换机，判断故障交换机的数量是否小于等于备份交换机的数量；检测在系统约定时间内，上级计算机是否发回禁止切换指令；以及当在系统约定时间内上级计算机发回切换指令或未发回禁止切换指令时，发送交换机切换命令。该批量网络端口切换方法及切换系统可以利用端口数相同、功能配置相近的交换机组建立起大规模网络端口组（铜缆）交换机故障切换系统，能够提供经济高效的网络切换模式。

Description

批量网络端口切换方法及切换系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及到一种批量网络端口切换方法及切换系统。

背景技术

随着网络的快速发展和普及，不论是政府、企业，还是社区都在建设或建成了自己的局域网络、数据中心。信息化程度的提高对网络的可用性要求也越来越高。随着网络规模的增大，交换机出现故障的概率在升高，一旦出现个别交换机瘫痪等不能提供服务的故障，网络或数据中心需要给服务器或用户计算机提供备用的交换机资源并实现快速切换。目前光纤链路的故障切换装置已经成熟，从物理层到网络层配套也相对齐全。对于双绞线（或铜缆）网络，大规模的备份切换装置还不成熟，还没有多对一（N：1）或多对多（N：M）的自动备份模式。传统的铜缆网络备份方式是用户组端口接到交换机的主备模板的对应端口组，（现有技术中主备切换设备结构图见图1）在交换机内部设置主、备工作条件，当主模块或主模块端口组出现故障时，切换到备用模块上。这种主备切换模式使用户的通讯基本不受影响，其优点是备用模块一直接受用户发送的数据包，并进行缓存，切换造成的时延少，避免了丢包的风险，减少网络的重复连接和由于网络暂时中断导致的数据包重发。不足是备用模块要一直参与用户整个网络活动过程，不仅要接收、缓存用户方发送的数据包，也要检查对方发给用户的数据包，这使得处理系统或装置不单涉及物理层、链路层，还要涉及网络层甚至更高层，处理系统的复杂性增加，所以多数网络备份功能被限制在交换机内部，不同厂家、同厂家不同型号、但功能相近的交换机难以进行铜缆网络端口组的备份。一组用户的网络互备需要两组模板，N组用户的网络互备需要N组模板，这导致互备成本昂贵，备份用户组规模也有限。其次，如果交换机判断不出主工作模板不能工作，则无法切换到备用模板。另外，这样的系统要求用户计算机同时与交换机主、备网络端口进行连接，用户端需采用对应的网络硬件和特殊配置（现有技术中以太网电口切换系统结构图见图2）。在申请号为200910174627.8的中国专利申请中，采用分差网线的方式来处理计算机网卡与交换机主、备网络必须同时端口连接的问题，但对分叉网线各长度构成比例有严格限制，并需要在网线上并联一定阻值范围的匹配电阻，而且限制网线的长度要大于10米（见现有技术中分叉网线结构图3）。考虑数据中心等网络端口规模大、相对集中的应用环境，如集群节点或机架服务器，其与网络交换机之间的网线长度多数在10米以内，上述方法将无法有效消除干扰信号。另外以上方式也无法实现多对一（N：1）或多对多（N：M）的备份模式。

目前铜缆备份切换装置比较复杂，大规模的备份切换装置还不成熟。具体来说，铜缆备份切换装置受限于具体的生产厂家或特定型号，需要配置专门的备用模块，对备用交换机有特殊要求，还没有多对一（N：1）或多对多（N：M）的简单备份模式。为此我们发明了一种新的批量网络端口切换方法及切换系统，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用户端口从故障以太网交换机切换到备用交换机的批量网络端口切换方法及切换系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：批量网络端口切换方法, 该批量网络端口切换方法包括：步骤1，判断是否需要实施交换机切换；步骤2，当需要实施交换机切换时，将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口，并判断交换机的切换是否成功；步骤3，在交换机切换成功时，保存切换成功的信息；步骤4，监测各交换机运行状态，并判断是否监测到故障状态的交换机；步骤5，当监测到故障状态的交换机，判断故障交换机的数量是否小于等于备份交换机的数量；步骤6，当故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量时，检测在系统约定时间内，上级计算机是否发回禁止切换指令；以及步骤7，当在系统约定时间内上级计算机发回切换指令或未发回禁止切换指令时，发送交换机切换命令。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值，比较默认连接状态值与当前连接状态值，确定是否实施交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值不同时，判断需要进行交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值相同时，判断不需要进行交换机切换。

步骤1还包括，加电初始化批量网络端口切换装置，批量网络端口切换装置加电后，所有矩阵单元初置，置默认连接，核心处理单元单片机读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值；

步骤1还包括，设置批量网络端口切换装置的IP地址，端口速率，并检测与管理交换机的连接状态。

在步骤2中，批量网络端口切换装置通过切换指令通知切换矩阵切换到指定状态，并获取执行状态。

在步骤3中，将切换成功的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表。

在步骤3中，当交换机切换失败时，将切换失败的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表，并上报上级管理节点计算机，流程返回到步骤2。

在步骤2，当不需要实施交换机切换时，流程进入到步骤4。

步骤4还包括核心处理单元单片机使用SNMP协议获取相应交换机运行状态，这些参数包括端口所属虚网、速率选择、链路状态、CPU利用率、丢包率，并存储在核心处理单元单片机的存储器中；

步骤4还包括核心处理单元单片机通过网络管理端口登录交换机，根据交换机的具体命令获取交换机的相关参数，存储在核心处理单元单片机的存储器中；

步骤4还包括记录失效交换机恢复到正常运行状态的事件，存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报上级管理节点计算机。

在步骤6中，当故障交换机的数量大于备份交换机的数量时，将故障交换机的数量大于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。

在步骤6中，当故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量时，将故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。

步骤7还包括在失效交换机恢复到正常运行状态后下达交换机回切命令。

在步骤7中，当在系统约定时间内上级计算机发回禁止切换指令时，批量网络端口切换装置将禁止切换状态存储在核心处理单元存储器中。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：批量网络端口切换方法，其特征在于，该批量网络端口切换方法包括：步骤1，判断是否需要实施交换机切换；步骤2，当需要实施交换机切换时，将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口，并判断交换机的切换是否成功；步骤3，在交换机切换成功时，保存切换成功的信息；步骤4，监测各交换机运行状态，并判断是否监测到故障状态的交换机；步骤5，当监测到故障状态的交换机，判断故障交换机的数量是否小于等于备份交换机的数量；以及步骤6，当故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量时，发送交换机切换命令。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值，比较默认连接状态值与当前连接状态值，确定是否实施交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值不同时，判断需要进行交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值相同时，判断不需要进行交换机切换。

步骤1还包括，加电初始化批量网络端口切换装置，批量网络端口切换装置加电后，所有矩阵单元初置，置默认连接，核心处理单元单片机读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值；

步骤1还包括，设置批量网络端口切换装置的IP地址，端口速率，并检测与管理交换机的连接状态。

在步骤2中，批量网络端口切换装置通过切换指令通知切换矩阵切换到指定状态，并获取执行状态。

在步骤3中，将切换成功的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表。

在步骤3中，当交换机切换失败时，将切换失败的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表，红灯闪烁并报警，流程返回到步骤2。

在步骤2，当不需要实施交换机切换时，流程进入到步骤4。

在步骤6中，当故障交换机的数量大于备份交换机的数量时，将故障交换机的数量大于备份交换机的数量的信息存储在核心处理单元单片机的存储器中,亮三个红灯并报警。

步骤6还包括失效交换机恢复到正常运行状态后，下达交换机回切命令。

该批量网络端口切换方法还包括，核心处理单元单片机把所记录的IP地址、端口速率，各交换机的型号、最新状态信息、配置信息、故障状态、切换状态信息等以文件形式存储到外部存储介质根目录下，导出成功亮一个绿灯，导出不成功亮一个红灯报警。

该批量网络端口切换方法还包括，核心处理单元单片机把外部存储介质根目录下的配置文件导入，读取所记录的本装置的IP地址、端口速率，各交换机的型号、最新状态信息、配置信息，故障状态、切换状态信息等，写核心处理单元单片机内部存储，导入成功亮二个绿灯，导入不成功亮二个红灯报警。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：批量网络端口切换系统，其特征在于，该批量网络端口切换系统包括用户网络线组、运行交换机组、备用交换机组、网络切换装置、上级管理节点计算机和工业交换机，该用户网络线组连接到该网络切换装置，该运行交换机组连接到该网络切换装置，为用户计算机组提供正常的网络服务，该备用交换机组连接到该网络切换装置，为用户计算机组在某些运行交换机失效情况下提供网络服务，该网络切换装置监测该运行交换机组和该备用交换机组中交换机运行状态，使该用户网络线组在该运行交换机组中的运行交换机和该备用交换机组中的备用交换机之间切换，该运行交换机组管理端口、该备用交换机组管理端口、该网络切换装置、该上级管理节点计算机均连接于该工业交换机，并通过该工业交换机联网，该上级管理节点计算机接受该网络切换装置监测到的交换机的状态汇报和切换请求，向该网络切换装置传送切换指令和禁止切换指令。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该网络切换装置包括切换矩阵和核心处理单元，该核心处理单元进行该批量网络端口切换系统的初始化、状态读取、故障分析判断、故障切换指令接收和故障及切换情况汇报，在该核心处理单元指挥下，该切换矩阵实现该用户线缆组连接从该运行交换机组中的运行交换机到该备用交换机组中的备用交换机的切换或从该备用交换机组中的备用交换机到该运行交换机组中的运行交换机的切换。

该切换矩阵包括用户接口板卡、备用交换机接口板卡、状态标志模块和无源背板，该用户接口板卡、该备用交换机接口板卡、该状态标志模块通过该无源背板连接，该核心处理单元也连接于该无源背板，该用户接口板卡对外有两组端口，一组用于连接该用户网络线组，另一组用于连接该运行交换机组的运行交换机，该备用交换机接口板卡对外只有一组端口，用于连接该备用交换机组中的备用交换机，该用户接口板卡和该备用交换机接口板卡的核心部件是无压降可控开关群，该状态标志模块读取并锁存无压降可控开关群中每个开关组件的开、闭状态。

无压降可控开关群由千兆网络开关组件TS3L301组或可通高频信号的HD2系列继电器组、其它高频低压降开关器件组构成。

该核心处理单元包括单片机、汇报模块、交换机通信模块、采集及驱动模块和信息导入导出模块，该汇报模块进行与该上级管理节点计算机的通信，汇报交换机状态、切换状态，接收该上级管理节点计算机的切换指令、禁止切换指令，该交换机通信模块取得各交换机的运行或故障状态，配置或重启交换机，该采集及驱动模块通过该单片机总线向该用户接口板卡、该备用交换机接口板卡传送切换命令，并读取切换状态标志，该信息导入导出模块把该核心处理单元单片机存储的交换机配置信息、状态信息、切换矩阵状态信息、故障信息等导出到外部存储，并将存储在外部的交换机配置、切换矩阵状态等信息导入该核心处理单元单片机存储。

该核心处理单元部分或全部位于该网络端口切换装置外部，通过符合工业总线、zigbee、modbus、以太网链路规范的模式与该网络端口切换装置连接。

本发明中的批量网络端口切换方法及切换系统，为一种一组或多组用户端口从故障以太网交换机切换到备用交换机的系统和切换方法，具体地说是一种成组RJ45网络端口切换装置，特别是一种数据中心或企业核心网络交换机故障切换的系统及方法，也是一种多组用户从交换机故障中自动切换的系统。该批量网络端口切换方法及切换系统可以使任何具有相同网络端口数、功能相近的交换机都可以作为备份交换机使用，不受限于具体的生产厂家或特定型号；对备用交换机无特殊要求；根据用户需要除实现1:1的传统网络互备外，还可实现N:M或N:1的网络端口组备份；无需配置专门的备用模块。考虑到链路层以上协议的连接建立和恢复机制，本发明简化设计，只进行物理层的端口快速切换，数据链路层以上的恢复工作由上层协议来自动完成。通过本发明，可以利用端口数相同、功能配置相近的交换机组建立起大规模网络端口组（铜缆）交换机故障切换系统。本发明能够提供经济高效的网络切换模式。并且，本发明的网络切换装置采用其中无压降可控开关群由千兆网络开关组件TS3L301（或可通高频信号的HD2系列继电器）组构成，经过设计不会对现有网络产生干扰。

 

附图说明

图1为现有技术中主备切换设备结构图；

图2为现有技术中以太网电口切换系统结构图；

图3为现有技术中分叉网线结构图；

图4为本发明的批量网络端口切换系统的系统结构图；

图5为本发明的批量网络端口切换系统包含内部结构模块的系统结构图(4主1备)；

图6为本发明的批量网络端口切换系统包含内部结构模块的系统结构图(4主2备)；

图7为本发明的批量网络端口切换方法的一具体实施例的流程图；

图8为本发明的批量网络端口切换方法的另一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图7所示，图7为本发明的批量网络端口切换方法的一具体实施例的流程图，该批量网络端口切换方法采用批量网络端口切换装置。

在步骤101，判断是否需要实施交换机切换。读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值，比较默认连接状态值与当前连接状态值，确定是否实施交换机切换。当默认连接状态值与当前连接状态值不同时，需要进行交换机切换，流程进入到步骤102。当默认连接状态值与当前连接状态值相同时，不需要进行交换机切换，流程进入到步骤105。

在一具体实施例中，本步骤包括加电初始化批量网络端口切换装置，批量网络端口切换装置（与交换机同时加电）加电后，所有矩阵单元初置，置默认连接，核心处理单元单片机读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值。在一实施例中，步骤101还包括设置本装置的IP地址，端口速率，并检测与管理交换机的连接状态。

在步骤102，将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口，并判断交换机的切换是否成功。在一具体实施例中，批量网络端口切换装置通过切换指令通知切换矩阵切换到指定状态，并获取执行状态。当切换成功时，流程进入到步骤103。当切换失败时，流程进入到步骤104。

本步骤还包括交换机参数配置。登录交换机，将故障交换机的配置参数进行对应转换后（如果为同型号的交换机则省去转换步骤），设置备份交换机参数，如需重新启动交换机则发送重启命令，重启备份交换机。如果各交换机为不可配置的交换机，或运行交换机与备用交换机配置参数相同，则省略上述操作。

在步骤103，将切换成功的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表。流程进入到步骤105  。

在步骤104，将切换失败的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表，并上报上级管理节点计算机。是否报警、以何种方式报警由上级管理计算机处置。选取其它备用交换机再进行切换，流程进入到步骤102。

在步骤105，批量网络端口切换装置监测各交换机运行状态。判断是否监测到故障状态的交换机，当批量网络端口切换装置未发现故障状态的交换机时，流程返回到步骤105，当发现故障状态的交换机时，继续监测交换机的状态变化，流程进入到步骤106。

本步骤包括核心处理单元单片机使用SNMP协议获取相应交换机运行状态，这些参数可以包括端口所属虚网、速率选择、链路状态、CPU利用率、丢包率等，存储在核心处理单元单片机的存储器中。

本步骤还可以包括核心处理单元单片机通过网络管理端口登录交换机，根据交换机的具体命令获取交换机的相关参数，存储在核心处理单元单片机的存储器中。

故障状态的情况包括：运行交换机持续出现阻塞；无法与外部连接；端口全部当掉；无法登陆；SNMP查询持续超时仍不回复；配置丢失等。

本步骤还可以包括记录失效交换机恢复到正常运行状态的事件，存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报上级管理节点计算机。

与外界约定切换指令集，F代表交换机出错，R代表备份交换机，n,m代表具体的交换机。G代表切换回原来的交换机。则FnRm表示使用代号为m的备用交换机替换代号为n的、出故障的运行交换机。Fn表示代号为n的交换机出现故障。

在步骤106，故障交换机的数量NF是否小于等于备份交换机的数量NR，如果“是”则进入步骤107；如果“否”则进入到步骤108。

在步骤107，将故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。是否报警、以何种方式报警由上级管理计算机处置。并检测在系统约定时间Tmaxf内，上级计算机是否发回禁止切换指令。未发回，流程进入到步骤109。发回，流程进入到步骤110。

在步骤108，将故障交换机的数量大于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。是否报警、以何种方式报警由上级管理计算机处置。

在步骤109,在系统约定时间内Tmaxf发回切换指令或未发回禁止切换指令，批量网络端口切换装置发送交换机切换命令，存储在核心处理单元单片机的存储器中。

本步骤还可以包括在失效交换机恢复到正常运行状态后下达交换机回切命令。流程返回到步骤102。

在步骤110，批量网络端口切换装置将禁止切换状态存储在核心处理单元存储器中。流程返回到步骤105。

如图8所示，图8为本发明的批量网络端口切换方法及切换系统的另一具体实施例的流程图，在此实施例中，未设置上级管理节点计算机。

在步骤201，判断是否实施交换机切换。读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值，比较默认连接状态值与当前连接状态值，确定是否实施交换机切换。当默认连接状态值与当前连接状态值不同时，需要进行交换机切换，流程进入到步骤202。当默认连接状态值与当前连接状态值相同时，不需要进行交换机切换，流程进入到步骤205。

本步骤还包括设置本装置的IP地址，端口速率，并检测与管理交换机的连接状态。

在步骤202，将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口，并判断交换机的切换是否成功。在一具体实施例中，批量网络端口切换装置通过切换指令通知切换矩阵切换到指定状态，并获取执行状态。当切换成功时，流程进入到步骤203。当切换失败时，流程进入到步骤204。

本步骤还包括交换机参数配置。登录交换机，将故障交换机的配置参数进行对应转换后（如果为同型号的交换机则省去转换步骤），设置备份交换机参数，如需重新启动交换机则发送重启命令，重启备份交换机。如果各交换机为不可配置的交换机，或运行交换机与备用交换机配置参数相同，则省略上述操作。

在步骤203，将切换成功的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表。流程进入到步骤205  。

在步骤204，将切换失败的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表，红灯闪烁并报警。流程返回到步骤202。

在步骤205，批量网络端口切换装置监测各交换机运行状态。判断是否监测到故障状态的交换机，当批量网络端口切换装置未发现故障状态的交换机时，流程返回到步骤205，当发现故障状态的交换机时，继续监测交换机的状态变化，流程进入到步骤206。

在步骤206，故障交换机的数量是否小于等于备份交换机的数量，如果“是”则进入步骤207；如果“否”则将该状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，通过步骤208报警。

在步骤207，批量网络端口切换装置发送交换机切换命令，存储在核心处理单元单片机的存储器中。

本步骤还可以包括失效交换机恢复到正常运行状态后，下达交换机回切命令。流程返回到步骤202。

在步骤208,将故障交换机的数量大于备份交换机的数量的信息存储在核心处理单元单片机的存储器中,亮三个红灯并报警。

该方法还可以包括存储信息的导入导出。

在一实施例中，按导出按钮，核心处理单元单片机把所记录的本装置的IP地址、端口速率，各交换机的型号、最新状态信息、配置信息、故障状态、切换状态信息等以文件形式存储到外部存储介质根目录下。导出成功亮一个绿灯，导出不成功亮一个红灯报警。

在一实施例中，按导入按钮，核心处理单元单片机把外部存储介质根目录下的配置文件导入，读取所记录的本装置的IP地址、端口速率，各交换机的型号、最新状态信息、配置信息，故障状态、切换状态信息等，写入单片机内部存储。导入成功亮二个绿灯，导入不成功亮二个红灯报警。

本发明提供的铜缆网络端口组切换系统，包括用户网络线组301、运行交换机组303、备用交换机组304、网络切换装置302、上级管理节点计算机306及工业交换机305（见图4）。其中用户网络线组301有多组网线连接到网络切换装置302；运行交换机组303连接到网络切换装置302，为用户计算机组提供正常的网络服务；备用交换机组304也同时连接到网络切换装置302，为用户计算机组在某些运行交换机失效情况下提供网络服务；运行交换机组303管理端口、备用交换机组304管理端口、网络切换装置302、上级管理节点计算机306通过工业交换机305联网；上级管理节点计算机306接受网络切换装置302的状态汇报和切换请求，向网络切换装置302传送切换指令和禁止切换指令；网络切换装置302实现交换机运行状态监测、用户网络线组301在运行交换机和备用交换机之间的切换。

所述网络切换装置，包括切换矩阵、核心处理单元（见图5、图6）。其中切换矩阵包括用户接口板卡401、备用交换机接口板卡402、状态标志模块403、无源背板404。用户接口板卡401、备用交换机接口板卡402、状态标志模块403通过无源背板404连接，核心处理单元也连接无源背板404上。在核心处理单元指挥下，切换矩阵实现用户线缆组连接从运行交换机到备用交换机的切换或从备用交换机到运行交换机的切换。用户接口板卡401对外有两组端口，一组用于连接用户网络线组，另一组用于连接指定交换机（见图5、图6左侧各4个备用交换机接口板卡）。用户接口板卡401连接用户线缆组（u0001- u0011）和运行交换机组（S0000- S0011）。备用交换机接口板卡对外只有一组端口，用于连接备用交换机（见图5、图6右侧各1个备用交换机接口板卡）。用户接口板卡、备用交换机接口板卡的核心部件是无压降可控开关群，无压降可控开关群上端与输入连通记为状态“0”，下端与输入连通记为状态“1”。接口板卡还包括信号锁存器、译码电路、开关信号驱动器件等组件。其中无压降可控开关群可由千兆网络开关组件TS3L301组或可通高频信号的HD2系列继电器组、其它高频低压降开关器件组构成。状态标志模块403读取并锁存每个开关组件的开、闭状态。正常情况下用户接口板卡上的控制信号置“0”，用户线缆组直接与运行交换机相连，如u0000用户线缆组连接到S0000交换机。当S0000交换机运行故障状态时，网络切换装置对u0000用户线缆组所在的用户接口板卡的控制信号置“1”, u0001- u0011用户线缆组所在的用户接口板卡的控制信号置“0”。对4备1装置（图5），开关组件TS3L301组A、I置“0”，开关组件TS3L301组置“1”或“0”均可。这样就形成u0000用户线缆组到BS0000的直连通路, u0000用户线缆组从S0000交换机切换到 BS0000备用交换机。对4备2装置（图6），开关组件TS3L301组A、E、I置“0”，开关组件TS3L301组B、C、D、G、H、J置置“1”或“0”均可。这样也形成u0000用户线缆组到BS0000的直连通路, u0000用户线缆组从S0000交换机切换到 BS0000备用交换机。

核心处理单元由单片机405、汇报模块406、交换机通信模块407、采集及驱动模块408、信息导入导出模块409组成，主要完成本装置的初始化、状态读取、故障分析判断、故障切换指令接收和故障及切换情况汇报等功能，可实现自主切换和可控切换。其中单片机405包括存储器、网络端口、状态指示灯等硬件设施。汇报模块406负责与上级管理节点计算机的通信，汇报网络交换机状态、切换状态，接收上级管理节点计算机的切换指令。交换机通信模块40主要负责取得各交换机的运行或故障状态，配置或重启交换机。采集及驱动模块408通过单片机405总线向用户接口板卡、备用交换机接口板卡传送切换命令，并读取切换状态标志。信息导入导出模块409把核心处理单元单片机405存储的交换机配置信息、状态信息、切换矩阵状态信息、故障信息等导出到外部存储，也可以将存储在外部的交换机配置、切换矩阵状态等信息导入核心处理单元单片机存储。

正常情况下接入用户接口板卡，用户网络线组到指定交换机端口组的通道闭合，相当于用户网络线直接连接到指定交换机端口组。当核心处理单元发出切换命令时，切换矩阵执行指定的切换动作。核心处理单元通过切换状态标志模块读取切换动作的执行情况。切换完成后，用户不需要重新设置网络，用户计算机只是经历网络中断到恢复连接的短暂过程，即可开始正常的通讯。

在一实施例中，该批量网络端口切换装置的核心处理单元部分或全部移出装置外，可通过符合工业总线、zigbee、modbus、以太网等链路规范的模式与网络端口切换装置连接。核心处理单元的单片机可以用单片机、单板机、其他嵌入式计算机芯片、PC机芯片等功能接近的芯片板卡实现。

Claims (10)

1.批量网络端口切换方法，其特征在于，该批量网络端口切换方法包括：

步骤1，判断是否需要实施交换机切换；

步骤2，当需要实施交换机切换时，将用户网络线组从故障的运行交换机端口切换至备用交换机端口，并判断交换机的切换是否成功；

步骤3，在交换机切换成功时，保存切换成功的信息；

步骤4，监测各交换机运行状态，并判断是否监测到故障状态的交换机；

步骤5，当监测到故障状态的交换机，判断故障交换机的数量是否小于等于备份交换机的数量；

步骤6，当故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量时，检测在系统约定时间内，上级计算机是否发回禁止切换指令；以及

步骤7，当在系统约定时间内上级计算机发回切换指令或未发回禁止切换指令时，发送交换机切换命令。

2.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤1中，读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值，比较默认连接状态值与当前连接状态值，确定是否实施交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值不同时，判断需要进行交换机切换，当默认连接状态值与当前连接状态值相同时，判断不需要进行交换机切换。

3.根据权利要求2所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，步骤1还包括，加电初始化批量网络端口切换装置，批量网络端口切换装置加电后，所有矩阵单元初置，置默认连接，核心处理单元单片机读取断电前用户网络线组与交换机端口组及备用交换机端口组的当前连接状态值；

步骤1还包括，设置批量网络端口切换装置的IP地址，端口速率，并检测与管理交换机的连接状态。

4.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤2中，批量网络端口切换装置通过切换指令通知切换矩阵切换到指定状态，并获取执行状态。

5.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤3中，将切换成功的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表。

6.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤3中，当交换机切换失败时，将切换失败的信息保存到核心处理单元单片机的存储器，核心处理单元更新切换状态表，并上报上级管理节点计算机，流程返回到步骤2。

7.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤2，当不需要实施交换机切换时，流程进入到步骤4。

8.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，步骤4还包括核心处理单元单片机使用SNMP协议获取相应交换机运行状态，这些参数包括端口所属虚网、速率选择、链路状态、CPU利用率、丢包率，并存储在核心处理单元单片机的存储器中；

步骤4还包括核心处理单元单片机通过网络管理端口登录交换机，根据交换机的具体命令获取交换机的相关参数，存储在核心处理单元单片机的存储器中；

步骤4还包括记录失效交换机恢复到正常运行状态的事件，存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报上级管理节点计算机。

9.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤6中，当故障交换机的数量大于备份交换机的数量时，将故障交换机的数量大于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。

10.根据权利要求1所述的批量网络端口切换方法，其特征在于，在步骤6中，当故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量时，将故障交换机的数量小于等于备份交换机的数量的状态存储在核心处理单元单片机的存储器中，并上报管理节点计算机。