CN105072055B - 一种以太网交换机及其端口轮询系统、轮询方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以太网交换机节能领域，特别涉及一种以太网交换机及其端口轮询系统、轮询方法。本发明通过设置第一定时器对交换机的各个端口进行端口轮询计时，在端口轮询计时时间内由处理器读取当前计时端口的连接状态，进而根据端口轮询计时结束时的端口连接状态控制端口的收发功能开启关闭，实现交换机的节能控制；同时，本发明还提供第二定时器控制交换机各个端口轮询频率，使得交换机能够在合理时间根据端口的连接状态控制该端口的收发功能开启关闭，在起到节能控制的同时可有效保证端口正常功能的实时性需求。

Description

一种以太网交换机及其端口轮询系统、轮询方法
技术领域
本发明涉及以太网交换机节能领域，特别涉及一种以太网交换机及其端口轮询系统、轮询方法。
背景技术
工业设备节能的设计是一项使用极其频繁和极为受推崇的技术。由于工业以太网交换机设备差异和功能需求的不同，所采取的节能方式也各有特点。在交换机节能领域，被广泛应用的是交换机通过实时检测其网络流量，当检测网络流量为空时启动计时器，在计时器到期时依然未检测到网络流量，则自动切断交换机电源。这种加入计时器的智能断电节能方式，可以有效的避免用户在正常使用时交换机的频繁开启或关闭，但是，虽然这种通过切断电源实现节能的方式被普遍应用，但该方式存在诸多缺陷，尤其是对于实时性和准确性要求较高的工业交换机而言。交换机断电再重启需要花费很长时间，这会严重影响交换机的性能(主要是实时性)；频繁的断电、重启设备，也会影响交换机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中需要对交换机断电实现节能导致交换机重启花费时间长，频繁断电影响交换机寿命的问题，提供一种仅对交换机的端口连接状态进行轮询检查，及时关闭无连接的端口的收发功能的以太网交换机端口轮询系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种以太网交换机端口轮询系统，包括，第一定时器，设定有端口轮询周期T1，其用于依次对交换机的N个端口进行时长为T1的轮询计时，正在进行轮询计时的端口为当前计时端口，N为1以上自然数。
处理器，用于在当前计时端口轮询周期T1开始时，将当前计时端口的收发功能打开或维持开启；所述处理器还用于在当前计时端口轮询周期T1时间内，读取当前计时端口的连接状态；所述当前计时端口的端口轮询周期T1结束时，如其连接状态为UP，则所述处理器保持当前计时端口的收发功能开启；反之，则所述处理器将当前计时端口的收发功能关闭，所述处理器在当前计时端口轮询周期T1时间内，可以选择一直读取所述当前计时端口的连接状态，或仅在所述论证周期T1结束时读取一次该连接状态；当所述处理器在端口轮询周期内一直读取当前计时端口的连接状态时，可以供用户检测在T1时间内当前计时端口的连接状态是否有频繁的UP/DOWN/UP/DOWN震荡；而对当前计时端口的收发功能操作(维持开启或关闭)则由T1结束时读到的端口连接状态为准；与一直读取端口连接状态相比，所述处理器仅在T1结束时读取一次端口连接状态则可有效减轻处理器负担。
进一步的，所述端口轮询系统还包括第二定时器，所述第二定时器设置有系统轮询周期T2并按照T2循环计时，在每个系统轮询周期T2内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询一次，T2≥N*T1，所述系统轮询周期T2可供用户重新改动或设定，当用户认为T2＝N*T1的设定对交换机端口的轮询频率过快时，可适当将T2时间加长，由于每个系统轮询周期T2内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询一次，因此，当T2>N*T1时，处理器在每个T2周期内，会获得时长为T2-N*T1的休息而不对任何端口轮询。
进一步的，所述端口轮询系统中，所述第一定时器有N个，其与以太网交换机的N个端口一一对应，所述N个第一定时器依次为其所对应的交换机端口进行轮询计时，此时，用户可为每个第一定时器设定端口轮询周期，该端口轮询周期可以相同或不同，每个交换机端口成为当前计时端口时，都由与其对应的第一定时器为其计时。
进一步的，所述端口轮询系统中，所述第一定时器有个，其中第i个所述第一定时器为交换机第j*i个端口计时，其中，1≤j≤M，1＜M＜N，所述个第一定时器依次为N个交换机端口进行计时。
本发明同时提供一种以太网交换机，其包含如上所述的以太网交换机的端口轮询系统，从而所述交换机可以对自身包含的各个端口的连接状态进行轮询，当某个端口的连接状态为DOWN时，处理器关闭该端口的收发功能，起到为交换机节能并延长器件寿命的作用。
本发明还提供一种以太网交换机端口轮询系统的轮询方法，所述轮询系统包括第一定时器及处理器，其按照如下步骤运行：
(1)将交换机第n端口设定为当前计时端口，1≤n≤N；
(2)第一定时器2按照设定的端口轮询周期T1开始计时，处理器检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
(3)处理器读取当前计时端口的连接状态；
(4)当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之则将当前计时端口的收发功能关闭。
(5)将交换机的下个端口设定为当前计时端口，当n<N时，将第n+1个端口设为当前计时端口，当n＝N时，将第1端口设为当前计时端口。
进一步的，所述端口轮询系统还包括第二定时器，其设定有系统轮询周期T2并按照T2循环计时，T2≥N*T1在每个系统轮询周期T2时间内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询一次。
进一步的，所述第一定时器有N个，其与以太网交换机的N个端口一一对应，所述(5)将交换机的下个端口设定为当前计时端口的步骤中，为新的当前计时端口计时的第一定时器也跟随改变；每个第一定时器均可为其对应的端口单独设置端口轮询周期长度。
某些实施例中，同时将2个以上的交换机端口设置为当前计时端口。
进一步的，所述第一定时器有个，其中第i个所述第一定时器为交换机第j*i个端口计时，其中，1≤j≤M，1＜M＜N所述个第一定时器依次为N个交换机端口进行计时，每个所述第一定时器均可单独设置其端口轮询周期的长度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过设置第一定时器对交换机的各个端口进行端口轮询计时，在端口轮询计时时间内由处理器读取当前计时端口的连接状态，进而根据端口轮询计时结束时的端口连接状态控制端口的收发功能开启关闭，实现交换机的节能控制；同时，本发明还提供第二定时器控制交换机各个端口轮询频率，使得交换机能够在合理时间根据端口的连接状态控制该端口的收发功能开启关闭，在起到节能控制的同时可有效保证端口正常功能的实时性需求。
附图说明：
图1为本发明提供的端口轮询系统实施例1结构示意图。
图2为本发明提供的端口轮询系统实施例2结构示意图。
图3为本发明提供的端口轮询系统实施例3结构示意图。
图4为本发明提供的端口轮询方法的一个实施方式的流程图。
图5为本发明提供的端口轮询方法另一个实施方式的流程图。
图6为本发明提供的端口轮询方法再一个实施方式的流程图。
图7为本发明提供的端口轮询方法另一个实施方式的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：如图1所示，本实施例以具有28个端口(Port1-Port28)的交换机为例，提供一种以太网交换机端口轮询系统，包括，一个第一定时器2，其设定有端口轮询周期T1，其用于依次对交换机的28个端口进行时长为T1的轮询计时，正在进行轮询计时的端口为当前计时端口；图1中第一定时器2与交换机28个端口的连接虚线仅表示第一定时器2可为交换机28个端口提供轮询计时，不代表真的连接。
一处理器1，用于在当前计时端口轮询周期T1开始时，将当前计时端口的收发功能打开或维持开启；所述处理器1还用于在当前计时端口轮询周期T1时间内，读取当前计时端口的连接状态；所述当前计时端口的端口轮询周期T1结束时，如其连接状态为UP，则所述处理器1保持当前计时端口的收发功能开启；反之，则所述处理器1将当前计时端口的收发功能关闭，所述处理器1在当前计时端口轮询周期T1时间内，用户可以选择让所述处理器1一直读取所述当前计时端口的连接状态，或仅在所述论证周期T1结束时读取一次该连接状态；当所述处理器1在端口轮询周期内一直读取当前计时端口的连接状态时，可以供用户检测在T1时间内当前计时端口的连接状态是否有频繁的UP/DOWN/UP/DOWN震荡；而对当前计时端口的收发功能操作(维持开启或关闭)则由T1结束时读到的端口连接状态为准；与一直读取端口连接状态相比，所述处理器1仅在T1结束时读取一次端口连接状态则可有效减轻处理器1负担。
如图4所示，其按照如下步骤对交换机的各个端口进行轮询：
S110：将交换机第n端口(如第一端口Port1)设定为当前计时端口，n≤28；
S120：第一定时器2按照设定的端口轮询周期T1开始计时，处理器1检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
S130：处理器读取当前计时端口的PHY状态寄存器获得当前计时端口的连接状态；
S140：当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之(为down)则将当前计时端口的收发功能关闭(图4中S140步中“端口”均为指“当前计时端口”)。
S150：将交换机的下个端口设定为当前计时端口并返回步骤S120，当n<28时，将第n+1个端口设为当前计时端口，当n＝28时，将第一端口Port1设为当前计时端口。
实施例2：如图2所示，本实施例同样以具有28个端口(Port1-Port28)的交换机为例，但本实施例与实施例1不同点在于，本实施例中，所述端口轮询系统在包括一个第一定时器2及一个处理器1的基础上，还包括一第二定时器3，所述第二定时器3设置有系统轮询周期T2，在每个系统轮询周期T2内，所述第一定时器2及所述处理器1仅对交换机的每个端口轮询一次，T2≥28*T1，所述系统轮询周期T2可供用户重新改动或设定，当用户认为T2＝28*T1的设定对交换机端口的轮询频率过快时，可适当将T2时间加长，由于每个系统轮询周期T2内，所述第一定时器2及所述处理器1仅对交换机的每个端口轮询一次，因此，当T2>N*T1时，处理器1在每个T2周期内，会获得时长为T2-N*T1的休息而不对任何端口轮询。
如图5所示，其按照如下步骤对交换机的各个端口进行轮询：
S100：第二定时器3按照预设的系统轮询周期T2开始计时；
S110:将交换机第n端口(如Port1)设定为当前计时端口(起始时也可将任意端口作为当前计时端口)；
S120：第一定时器2按照设定的端口轮询周期T1开始计时，处理器1检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
S130：处理器读取当前计时端口的PHY状态寄存器获得当前计时端口的连接状态；
S140：当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之(为down)则将当前计时端口的收发功能关闭(图5中S140步中“端口”均为指“当前计时端口”)。
S150：将交换机的下个端口设定为当前计时端口，当n<N时，将第n+1个端口设为当前计时端口，当n＝N时，将第1端口设为当前计时端口；
S160：系统检查本T2周期内，当前计时端口是否已轮询过，如是，则停止轮询直至T2结束，如否则返回步骤S120。
实施例3：如图3所示，本实施例同样以具有28个端口(Port1-Port28)的交换机为例，但本实施例与实施例2不同点在于，所述端口轮询系统包括一处理器1及一第二定时器3，同时还包括28个第一定时器2，所述28个第一定时器2与交换机的28个端口一一对应，即当Port1为当前计时端口时，由与其对应的第一个第一定时器2为其计时；第一个第一定时器2计时结束后，Port2成为当前计时端口，此时由第二个第一定时器2为Port2计时；当第二个第一定时器2计时结束后，Port3成为当前计时端口，此时由第三个第一定时器2为Port3计时；以此类推，直至Port28为当前计时端口时，第二十八个第一定时器2为Port28轮询计时。
同时，由于每个交换机端口均对应设置一第一计时器2，因此用户可为每个第一定时器设定端口轮询周期，每个第一定时器中设定的端口轮询周期可以相同或不同。
如图6所示，其按照如下步骤对交换机的各个端口进行轮询：
S100：第二定时器3按照预设的系统轮询周期T2开始计时；
S110:将交换机第n端口(如Port1)设定为当前计时端口(起始时也可将任意端口作为当前计时端口)；
S121：与当前计时端口对应的第一定时器2按照设定的端口轮询周期开始计时，处理器1检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
S130：处理器读取当前计时端口的PHY状态寄存器获得当前计时端口的连接状态；
S140：当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之(为down)则将当前计时端口的收发功能关闭(图6中S140步中“端口”均为指“当前计时端口”)。
S150：将交换机的下个端口设定为当前计时端口，当n<N时，将第n+1个端口设为当前计时端口，当n＝N时，将第1端口设为当前计时端口；
S160：系统检查本T2周期内，当前计时端口是否已轮询过，如是，则停止轮询直至T2结束，如否则返回步骤S120。
或，按照如图7所示步骤对交换机的各个端口进行轮询：
S101：第二定时器3按照预设的系统轮询周期T2开始计时，并将交换机的第1端口(即Port1)设定为当前计时端口；
S121：与当前计时端口对应的第一定时器2按照设定的端口轮询周期开始计时，处理器1检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
S130：处理器读取当前计时端口的PHY状态寄存器获得当前计时端口的连接状态；
S140：当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之(为down)则将当前计时端口的收发功能关闭(图7中S140步中“端口”均为指“当前计时端口”)。
S151：判断当前计时端口是否Port28，如是，则结束轮询直至T2结束，否则将下个端口设定为当前计时端口，返回步骤S121；
应注意的是，在系统中设置有第二定时器时，第二定时器为按照预设的系统轮询周期T2循环计时。
实施例4：本实施例同样以具有28个端口(Port1-Port28)的交换机为例，但本实施例与实施例2不同点在于，所述端口轮询系统包括一处理器1及一第二定时器3，同时还包括4个第一定时器2，其中，第一个第一定时器2负责为Port1、Port5、Port9、Port13、Port17、Port21及Port25计时；第二个第一定时器2负责为Port2、Port6、Port10、Port14、Port18、Port22、Port26计时；第三个第一定时器2负责为Port3、Port7、Port11、Port15、Port19、Port23、Port27计时；第四个第一定时器2负责为Port4、Port8、Port12、Port16、Port20、Port24、Port28计时。
实施例5：本发明同时提供一种以太网交换机，其包含如上所述的以太网交换机的端口轮询系统，从而所述交换机可以对自身包含的各个端口的连接状态进行轮询，当某个端口的连接状态为DOWN时，处理器关闭该端口的收发功能，起到为交换机节能并延长器件寿命的作用。
实施例6：如图4所示，本发明还提供一种以太网交换机端口轮询系统的轮询方法，所述轮询系统包括第一定时器及处理器，其按照如下步骤运行：
S110：将交换机第n端口设定为当前计时端口，1≤n≤N；
S120：第一定时器2按照设定的端口轮询周期T1开始计时，处理器检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
S130：处理器读取当前计时端口的PHY状态寄存器获得当前计时端口的连接状态；
S140：当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之则将当前计时端口的收发功能关闭。
S150：将交换机的下个端口设定为当前计时端口，当n<N时，将第n+1个端口设为当前计时端口，当n＝N时，将第1端口设为当前计时端口，返回S120。
进一步的，所述端口轮询系统还包括第二定时器，其设定有系统轮询周期T2，T2≥N*T1在每个系统轮询周期T2时间内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询一次。
进一步的，所述第一定时器有N个，其与以太网交换机的N个端口一一对应，所述S150将交换机的下个端口设定为当前计时端口的步骤中，为新的当前计时端口计时的第一定时器也跟随改变；每个第一定时器均可为其对应的端口单独设置端口轮询周期长度。
某些实施例中，同时将2个以上的交换机端口设置为当前计时端口。
进一步的，所述第一定时器有个，其中第i个所述第一定时器为交换机第j*i个端口计时，其中，1≤j≤M，1＜M＜N，所述个第一定时器依次为N个交换机端口进行计时，每个所述第一定时器均可单独设置其端口轮询周期的长度。
应注意的是，本实用新型各个实施例中定时器均可为硬件定时器或软件定时器。

Claims (6)

1.一种以太网交换机端口轮询系统，其特征在于，包括，
第一定时器，设定有端口轮询周期T1，其用于依次对交换机的N个端口进行时长为T1的轮询计时，正在进行轮询计时的端口为当前计时端口，N为1以上自然数；
所述第一定时器有个，其中第i个所述第一定时器为交换机第j*i个端口计时，其中，1≤j≤M，1＜M＜N，所述个第一定时器依次为N个交换机端口进行计时，M个端口共用一个第一计时器，j为1～M之间的自然数，表示第一定时器的个数，其值为N除以M的商的最小整数；
处理器，用于在当前计时端口轮询周期T1开始时，将当前计时端口的收发功能打开或维持开启；所述处理器还用于在当前计时端口轮询周期T1时间内，读取当前计时端口的连接状态；所述当前计时端口的轮询周期T1结束时，如其连接状态为UP，则所述处理器保持当前计时端口的收发功能开启；反之，则所述处理器将当前计时端口的收发功能关闭。
2.如权利要求1所述的以太网交换机端口轮询系统，其特征在于，还包括第二定时器，所述第二定时器设置有系统轮询周期T2并循环计时，在每个系统轮询周期T2内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询计时一次，其中，T2≥N*T1。
3.一种以太网交换机，其特征在于，包含如权利要求1至2任一项所述的以太网交换机端口轮询系统。
4.一种以太网交换机端口轮询系统的轮询方法，其特征在于，所述轮询系统包括第一定时器及处理器，所述第一定时器有个，其中第i个所述第一定时器为交换机第j*i个端口计时，其中，1≤j≤M，1＜M＜N，所述个第一定时器依次为N个交换机端口进行计时，M个端口共用一个第一计时器，j为[1，M]之间的自然数，表示第一定时器的个数，其值为N除以M的商的最小整数；每个所述第一定时器均可单独设置其端口轮询周期的长度；其按照如下步骤运行：
(1)将交换机第n端口设定为当前计时端口，1≤n≤N；
(2)第一定时器2按照设定的端口轮询周期T1开始计时，处理器检测当前计时端口收发功能是否打开，如打开则维持打开状态，如关闭，则将其打开；
(3)处理器读取当前计时端口的连接状态；
(4)当前计时端口的计时时间结束时，处理器判断所述当前计时端口连接状态是否为UP，如是，则维持当前计时端口的收发功能打开；反之则将当前计时端口的收发功能关闭；
(5)将交换机的下个端口设定为当前计时端口。
5.如权利要求4所述的以太网交换机端口轮询系统的轮询方法，其特征在于，所述端口轮询系统还包括第二定时器，其设定有系统轮询周期T2并循环计时，T2≥N*T1在每个系统轮询周期T2时间内，所述第一定时器及所述处理器仅对交换机的每个端口轮询一次。
6.如权利要求5所述的以太网交换机端口轮询系统的轮询方法，其特征在于，同时将2个以上的交换机端口设置为当前计时端口。
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