CN112688792B - 网络设备快速配置的方法、智能配置终端及智能配置设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种网络设备快速配置的方法、智能配置终端以及智能配置设备。所述配置部署的方法包括以下步骤：交换机启动后自动获取其所在节点的位置信息；根据所述位置信息，自动加载预存在所述交换机中的与所述位置信息对应的配置文件；所述位置信息用于标记所述车载网络中节点的位置。与现有技术相比，本发明提供的网络设备快速配置的方法，新造列车的网络部署不需要专业人员现场烧写初始化配置文件，更换设备也不需要考虑对新设备进行初始化配置，安装完成即初始化配置完成，极大了节省了时间成本、人力成本。本发明提供的智能配置设备包括智能配置终端和交换机，用于执行上述配置部署方法。

Description

网络设备快速配置的方法、智能配置终端及智能配置设备

技术领域

本发明涉及轨道交通车载以太网通讯技术领域，尤其涉及一种网络设备快速配置的方法、智能配置终端及智能配置设备。

背景技术

以太网(Ethernet)是当今最广泛使用的局域网技术，包括标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，它们都符合IEEE802.3标准。在轨道交通领域，尤其是动车、地铁车辆上，随着数据流量的急剧增大，车载以太网逐渐取代经典的WTB(Wire Train Bus，绞线式列车总线)/MVB(多功能车辆总线)车载网络。车载以太网的组成元素可分为两大类，即网络节点(端节点或转发节点)和通信链路，网络中节点的互联模式称作网络的拓扑结构。以太网是分布式的交换网络，网络节点处的设备称为以太网交换机，承担着网络上数据的存储转发和网络管理任务。以太网数据流的方向是双向的，网络节点(Node)采用级联的方式构成整个网络，不同的终端设备(ED)通过交换机接入网络中实现相互之间的以太网通信。如图1所示，是一种环网的网络拓扑结构，不同节点位置的交换机下面挂载不同的终端设备。

实际工作中，网络节点处的以太网交换机根据节点位置和挂载终端设备的不同，需要不同的配置文件来实现网络属性的部署，诸如对不同的交换机设置不同的IP地址、端口Vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)划分和端口Qos(Quality ofService，服务质量)分配等。当需要接入网络的终端设备很多时，网络节点以太网交换机的数量也会相应增加，轨道交通车辆投入使用后在维护和检修阶段更换网络拓扑中某个以太网交换机后需要重新对其刷写配置文件，配置文件的刷写关系到整个网络是否能够正常工作，且部署配置文件工作量大，每次需要专业的网络技术人员进行该项工作。

现有的技术方法中，轨道交通车载网络设备快速部署配置的常用方法及装置有：1)在已知网络设备所在节点位置后，由专业的网路技术人员手动逐个刷写交换机的配置信息；2)在网络拓扑组网成功的情况下，利用专业的软件刷写工具，手动批量刷写设备的配置信息。以上方法存在如下缺点：1)网络拓扑越来越复杂，且同一网络中节点数量越来越多，手动刷写配置信息导致了繁重的工作量；2)网络中节点设备需要维护时，需要专业的网络技术人员操作，不利于网络的智能化和便捷性，增加了维护成本。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种网络设备快速配置的方法，实现了网络节点处交换机的自动配置，有效解决网络设备需要维护时，需要专业的网络技术人员操作，不利于网络的智能化和便捷性，增加了维护成本的问题。

本发明提供的一种网络设备快速配置的方法，包括以下步骤：

交换机启动后自动获取其所在节点的位置信息；

根据所述位置信息，自动加载预存在所述交换机中的与所述位置信息对应的配置文件；

所述位置信息用于标记所述车载网络中节点的位置。

优选地，在所述交换机启动之前，还包括以下步骤：将多个所述配置文件烧写到所述交换机内部的存储介质内。

优选地，在所述交换机启动之前，还包括以下步骤：将所述位置信息烧写在智能配置终端的存储介质内；将所述智能配置终端与处于所述位置信息所标记的节点的交换机相连，使所述交换机可读取所述智能配置终端中的位置信息。

与现有技术相比，本发明提供的网络设备快速配置的方法，该方法通过在每个节点位置的以太网交换机外部增加一个智能配置终端，该智能配置终端可以为网络中每个节点设备预设置唯一的位置信息，不同节点的设备具有不同的位置信息，当交换机上电运行时，交换机内部的处理器(CPU)就可以去读取智能配置终端装置内的信息，然后根据读出的位置信息自动加载存储于交换机内部存储介质中对应的配置文件。即使当网络中某个节点交换机出现故障重新更换后，因为智能配置终端设备中的位置信息不变，一样能够实现配置文件的自动更新。

发明还提供的一种智能配置终端，包括壳体、电路板以及存储芯片，所述存储芯片设置在所述电路板上，所述存储芯片内烧写有位置信息，所述位置信息用于标记车载网络中节点的位置；所述壳体用于容纳所述电路板和所述存储芯片，所述壳体包括插头，所述插头的一端连接存储芯片，所述插头的另一端用于连接交换机。

优选地，所述存储芯片为非易失性的EEPROM芯片。

优选地，所述插头的另一端设置有M12 D-Code公头连接器，所述M12D-Code公头连接器用于连接交换机。

优选地，所述壳体由所述插头、中间腔体和后盖依次连接形成，所述电路板和所述存储芯片设置在所述中间腔体的空腔内，所述插头与所述后盖使所述空腔形成密闭结构。

优选地，所述中间腔体分别与所述插头和所述后盖螺纹连接。

优选地，所述后盖上设置有铰链，所述铰链的一端与后盖相连，另一端连接有固定环。

与现有技术相比，本发明提供的智能配置终端，其内部电路原理简单，使用无需电源供电，该终端通过插头插入交换机的通讯接口，交换机上电后，启动过程中自动加载配置文件，完成设备安装部署，无需专业人员在场指导，现场安装人员操作即可自行操作实现。存储芯片采用非易失性、可重复刷写的EEPROM芯片，根据网络拓扑的组成方式，能够利用专门的软件烧写工具通过对外引出的M12公头连接器将节点的位置信息烧写进去。当网络拓扑结构发生变化时，可以将新的位置信息烧写在智能配置终端的存储介质内，因此能够保证根据需求方便更改的灵活性。智能配置终端装置中存储简单、少量的信息就能实现以太网交换机快速配置部署的目的。

本发明还提供了一种智能配置设备，包括交换机以及如上所述的智能配置终端；所述交换机的存储介质内存储有多个所述配置文件，所述交换机可自动获取所述智能配置终端内存储的所述位置信息，并自动加载与所述位置信息对应的配置文件。

与现有技术相比，智能配置设备特别适用于轨道交通领域，车载网络设备快速配置部署的应用场景，一列车就是一个小型网络，同一车型的网络结构相同。基于智能配置设备，新造列车的网络部署不需要专业人员现场烧写初始化配置文件，更换设备也不需要考虑对新设备进行初始化配置，安装完成即初始化配置完成，极大了节省了时间成本、人力成本。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为现有技术中车载网络结构示意图；

图2为本发明一实施例中提供的网络设备快速配置的方法流程示意图；

图3为本发明一实施例中提供的以太网交换机的结构示意图；

图4为本发明一实施例中提供的智能配置终端的结构示意图；

图5为本发明一实施例中提供的智能配置终端的爆炸图；

图6为本发明一实施例中提供的智能配置终端的电路图；

图7为本发明一实施例中提供的存储芯片、电路板和插头的装配示意图。

附图标记说明：

1、交换机的通讯接口；2、电路板；3、插针焊接孔位；4、存储芯片；5、存储芯片的通讯接口；6、插头；7、针脚；8、插头的连接口；9、中间腔体；10、后盖；11、铰链；12、固定环；100、交换机；200、智能配置终端；300、终端设备；Node_1～Node_8、节点。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种网络设备快速配置的方法，该方法通过在每个节点位置的以太网交换机100外部增加一个智能配置终端200的装置，该智能配置终端200可以为网络中每个节点设备预设置唯一的位置信息，不同节点的设备具有不同的位置信息，以图1所示的车载网络为例，在用于Node_1位置交换机100处的智能配置终端200里面写入的位置信息为“1”，用于Node_2位置交换机100处的智能配置终端200里面写入的位置信息为“2”，当交换机100上电运行时，交换机100内部的处理器(CPU)就可以去读取智能配置终端200装置内的信息，然后根据读出的“位置”信息自动加载存储于交换机100内部存储介质中对应的配置文件，配置文件用于对不同位置的交换机100设置不同的IP地址、端口Vlan划分和端口Qos分配。即使当网络中某个节点交换机100出现故障重新更换后，因为智能配置终端200设备中的位置信息不变，一样能够实现配置文件的自动更新。

具体地，如图2所示，网络设备快速配置的方法包括以下步骤：

步骤S101：将配置文件烧写到交换机内部的存储介质内；

步骤S102：建立车载网络的拓扑结构；

步骤S103：根据车载网络的拓扑结构，将用于标记所述车载网络中节点位置的位置信息烧写在智能配置终端的存储介质内；

步骤S104：根据车载网络的拓扑结构安装交换机；

步骤S105：将智能配置终端与处于其内存的位置信息所标记的节点的交换机形成相连，使交换机可读取智能配置终端中的位置信息；

步骤S106：交换机启动后自动获取智能配置终端内存储的位置信息；

步骤S107：交换机根据获取的位置信息，自动加载预存在交换机中的与位置信息对应的配置文件，即完成自动配置。

当车载网络中某个节点交换机出现故障重新更换后，因为智能配置终端中的位置信息不变，更换后的交换机自动读取该位置信息，并加载对应的配置文件，一样能够实现配置文件的自动更新。当网络拓扑结构发生变化时，可以将新的位置信息烧写在智能配置终端的存储介质内，交换机将自动加载与新的位置信息对应的配置文件，完成自动配置。

本申请中，对“将配置文件烧写到交换机内部的存储介质内”的步骤也可以设置在步骤S102或步骤S103之后，并只要是在步骤S104完成即可。

采用本发明提供的网络设备快速配置的方法，不论网络是何种拓扑结构以及节点设备数多少，交换机安装完成即自动实现自主配置，并且当某个网络节点的交换机设备更换或者网络拓扑结构发生变化时，也可以方便的修改配置。整个过程不需要专业网络运营维护人员支持，客户或现场安装人员可自行操作完成，极大提升了网络部署的时间效率，同时节约了人力成本。

本发明还提供了一种智能配置设备，用于执行上述快速配置部署方法，该设备包括交换机100和智能配置终端200。

车载网络中，网络节点处的以太网交换机100根据节点位置和挂载终端设备300的不同，需要不同的配置文件来实现网络属性的部署，诸如对不同的交换机100设置不同的IP地址、端口Vlan划分和端口Qos分配等。本发明中的交换机100内部的存储介质内烧写有用于完成上述配置部署的所有配置文件和其他交换机100软件；在出厂前，交换机100软件和所有的配置文件一起，被烧录到交换机100内部的存储介质中。如图3所示，交换机100上设置有多个对外通讯接口，本实施例中，交换机的通讯接口1采用D-code的M12母头连接器。

如图4-7所示，智能配置终端200包括壳体、电路板2以及存储芯片4。

如图4-6所示，存储芯片4焊接在电路板2上，该存储芯片4是位置信息的存储载体，该位置信息用于标记车载网络中节点的位置，存储芯片4具有通迅接口，在本实施例中存储芯片的通讯接口5为单总线接口(One-wire接口)；PCB板上还预留有与存储芯片的通讯接口5相连的插针焊接孔位3。

壳体用于容纳电路板2和存储芯片4，如图4所示，壳体包括依次连接的插头6、中间腔体9和后盖10。

如图4、7所示，插头6是整个智能配置终端200对外连接的部分，插头6的一端设置有连接口，用于连接交换机100，在本实施例中，连接口设计成标准的M12 D-Code公头连接器。插头6的另一端设置有针脚7，通过将针脚7焊接至电路板2的插针焊接孔位3后，使插头6的连接口与存储芯片4的通信接口相连。

智能配置终端200装置中的存储芯片4电路不需要额外的外围电路支持，只需要将芯片的通迅接口引出，且通迅线路只需要两条线路，该智能配置终端200内部电路原理简单，使用无需电源供电，插入交换机的通讯接口1，交换机100上电后，启动过程中自动加载配置文件，完成设备配置部署。

在本实施例中，存储芯片4采用非易失性、可重复刷写的EEPROM芯片(EEPROM：Electrically Erasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)，根据网络拓扑的组成方式，能够利用专门的软件烧写工具通过对外引出的M12公头连接器将节点的位置信息烧写进去。当网络拓扑结构发生变化时，可以将新的位置信息烧写在智能配置终端200的存储介质内，因此能够保证根据需求方便更改的灵活性。内部电路原理简单，使用无需电源供电。

如图4-5所示，中间腔体9为两端敞口的圆筒状结构，电路板2和存储芯片4设置在中间腔体9的空腔内。中间腔体9的一端与插头6连接，另一端与后盖10连接，从而使得中间腔体9的空腔形成密闭结构。在本实施例中，插头6与中间腔体9、中间腔体9与后盖10均通过螺纹连接，以便于拆卸。

如图4-5所示后盖10上设置有铰链11，铰链11的一端与后盖10相连，另一端连接有固定环12。固定环12用于固定智能配置终端200，如车辆设备间靠近对应交换机100的位置设置有交换机100机架，则可将智能配置终端200固定在对应的交换机100机架上，新部署或更换该节点处交换机100设备时，交换机100安装完毕后，只要将一旁的智能配置终端200重新和交换机100连接，上电运行后，该交换机100就能自动加载对应的配置文件。同时在智能配置设备安装或者拆卸的过程中智能配置终端200易于找到且不易丢失。

智能配置终端200组装时，先将插头6上的针脚7焊接在电路板2上，使插头6和电路板2成为一个整体，如图7所示；再将中间腔体9安装到插头6上，中间腔体9装上后，需进行灌胶处理，用于固定电路板2，最后装上后盖10，组装完成后如图4所示。

新部署或更换该节点处交换机100设备时，交换机100安装完毕后，将对应的智能配置终端200和交换机100连接，当交换机100上电运行时，交换机100内部的处理器(CPU)就可以去读取智能配置终端200内的位置信息，然后交换机100根据读取的位置信息自动加载对应的配置文件，自动完成配置部署。

本发明的实施例中，在智能配置终端200中选用one-wire接口的EEPROM作为存储芯片4，读取位置信息指令的发出由以太网交换机100的CPU来实现，实际应用中存储芯片4也可以用其他存储芯片4，与CPU的通迅接口也可以采用one-wire以外的其他类型。本发明的智能配置终端200与交换机100采用M12接口连接，实际中也可以采用其他形式的连接方式。

最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式或实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种网络设备快速配置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将位置信息烧写在智能配置终端的存储介质内；

将所述智能配置终端与处于所述位置信息所标记的节点的交换机相连，使所述交换机可读取所述智能配置终端中的位置信息；

交换机启动后自动获取其所在节点的位置信息；

根据所述位置信息，自动加载预存在所述交换机中的与所述位置信息对应的配置文件；

所述位置信息用于标记车载网络中节点的位置。

2.根据权利要求1所述的网络设备快速配置的方法，其特征在于，在所述交换机启动之前，还包括以下步骤：

将多个所述配置文件烧写到所述交换机内部的存储介质内。

3.一种智能配置终端，其特征在于，包括壳体、电路板以及存储芯片，所述存储芯片设置在所述电路板上，所述存储芯片内烧写有位置信息，所述位置信息用于标记车载网络中节点的位置；所述壳体用于容纳所述电路板和所述存储芯片，所述壳体包括插头，所述插头的一端连接存储芯片，所述插头的另一端用于连接交换机，所述交换机可自动获取所述智能配置终端内存储的所述位置信息，并自动加载与所述位置信息对应的配置文件。

4.根据权利要求3所述的智能配置终端，其特征在于，所述存储芯片为非易失性的EEPROM芯片。

5.根据权利要求3所述的智能配置终端，其特征在于，所述插头的另一端设置有M12 D-Code公头连接器，所述M12 D-Code公头连接器用于连接交换机。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的智能配置终端，其特征在于，所述壳体由所述插头、中间腔体和后盖依次连接形成，所述电路板和所述存储芯片设置在所述中间腔体的空腔内，所述插头与所述后盖使所述空腔形成密闭结构。

7.根据权利要求6所述的智能配置终端，其特征在于，所述中间腔体分别与所述插头和所述后盖螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的智能配置终端，其特征在于，所述后盖上设置有铰链，所述铰链的一端与后盖相连，另一端连接有固定环。

9.一种智能配置设备，其特征在于，包括交换机以及权利要求3-8中任一项所述的智能配置终端；所述交换机的存储介质内存储有多个所述配置文件，所述交换机可自动获取所述智能配置终端内存储的所述位置信息，并自动加载与所述位置信息对应的配置文件。

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