CN117857250A - 基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统及改造方法 - Google Patents

Abstract

一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机包括控制模块和监测模块。控制模块通过STP协议设置网络通信优先级的方式实现接入交换机与汇聚交换机之间的网络连接线路自动切换保障了网络不中断，工厂的整体业务不发生中断。

Description

基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统及改造方法

技术领域

本发明涉及高可用网络系统及方法，特别指一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统及方法。

背景技术

随着通信技术的发展，工业互联网也不断更新迭代，原有工业互联网信息系统不断被功能更强大的新系统所取代，新增业务对于网络的性能及稳定性要求也变得越来越高。在传统的工业互联网体系中，网络架构层级包括各工厂车间层级和网络总体层级，其中，处于各个工厂车间网络层级的接入交换机通过通信光缆与处于网络架构上层的核心交换机、汇聚交换机连接，进而进行数据网络的交互，各个网络设备之间并不直接连接互通。在这种情况下，各个工厂车间内的所有连接到网络的设备都必须要通过该车间内的接入交换机的通信光缆连接到核心交换机、汇聚交换机后才能完成与其他车间内的接入交换机的网络交互、数据联通。当各个工厂车间的接入交换机与核心交换机、汇聚交换机之间由于光缆故障等原因发生连接或通信故障，那么该车间的接入交换机与核心交换机、汇聚交换机就会失去连接，车间内部接入交换机上连接的工业设备、电脑PC端等设备将因为网络连接的中断而停止工作，从而导致了工厂的整体业务发生中断。现有技术中，一般通过设置冗余汇聚交换机或者冗余接入交换机等方式确保网络通信的正常，但这种冗余配置交换机的方式增加了现场设备数量，也不利于设备的维护保养，同时也无法解决接入交换机和汇聚交换机之间连接出现问题时通信网络中断的问题。因此，需要一种简单便捷实现工业互联网数据稳定可靠的高可用网络体系。

发明内容

为了解决接入交换机和汇聚交换机之间连接出现问题时通信网络中断的问题。需要开发一种简单便捷实现工业互联网数据稳定可靠的高可用网络体系。

本发明针对上述的技术问题，提出一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机包括控制模块和监测模块；控制模块用于控制接入交换机的网络连接模式，监测模块用于监测接入交换机网络端口的通断情况，当接入交换机和汇聚交换机之间网络正常时，接入交换机直接与汇聚交换机进行网络通信，当接入交换机与汇聚交换机的网络出现故障时，接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的通信线路进行网络通信。

进一步的，所述接入交换机用于接收和处理相应设备的数据并将处理后的数据发送至汇聚交换机，及用于接收汇聚交换机和与之连接的接入交换机数据并将相应数据发送至与之对应连接的设备；所述汇聚交换机用于接收接入交换机的数据并发送至核心交换机，及用于接收核心交换机数据并发送至接入交换机；所述核心交换机用于处理和监控整个网络系统的数据。

进一步的，所述监测模块用于实时检测接入交换机与汇聚交换机的网络端口通断情况，当监测到网络故障时，所述监测模块发送故障信号至所述控制模块，控制模块用于根据所述故障信号将接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当监测模块检测到接入交换机与汇聚交换机的网络端口正常时，所述监测模块发送接通信号至所述控制模块，控制模块用于根据所述接通信号将接入交换机的网络连接切换至与之连接的汇聚交换机。

进一步的，所述监测模块用于实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，当所述监测装置监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当所述监测模块监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接恢复至原与汇聚交换机的连接线路。

进一步的，所述接入交换机还包括报警装置，当监测装置发现网络故障或端口状态显示为“down”时，报警装置发出警报。

进一步的，接入交换机还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于存储设备中的信息数据，并用于支持接入交换机在网络切换后实现断点续传。

本发明所保护的高可用网络系统中所包含的工业设备不局限于三个，可以根据具体应用工业场景的需求增加或减少，所增加或减少的工业设备与接入交换机、汇聚交换机及核心交换机的连接与本发明相同，不再赘述。

作为本发明的另一方面，提供一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；

所述接入交换机接收设备的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机；监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如出现数据无法发送情况则向控制模块发送网络故障信号；控制模块根据该故障信号自动将接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的通信线路进行网络通信；监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如接入交换机与汇聚交换机的网络处于接通状态，则向控制模块发送接通信号，控制模块根据接通信号自动将接入交换机的网络连接切换至汇聚交换机，同时切断接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的进行网络通信的线路，但不切断接入交换机与相邻接入交换机之间的网络连接

作为本发明的另一个方面，提供一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；

所述接入交换机接收设备的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机；监测模块可以实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，当监测装置监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当所述监测模块监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接恢复至原与汇聚交换机的连接线路。

进一步的，还包括报警装置，当监测装置发现网络故障或端口状态显示为“up”时时，报警装置发出警报，可以使工作人员快速定位到故障点并快捷处理。

进一步的，其特征在于，还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于存储设备中的信息数据，并可以支持接计入交换机在网络切换后实现断点续传，当网络故障时，接入交换机的数据缓存装置会储存网络故障之前的第一数据标记，网络切换完毕后，第一数据标记通过新的网络通路发送至汇聚交换机，汇聚交换机对网络故障前接受到的最后一个数据第二数据标记和第一数据标记进行比较，如二者一致，则继续传送数据，如二者不一致，汇聚交换机会形成相应的时间记录以供后续复查。

本发明的有益技术效果为：通过对传统的工业网络的改造。保留核心交换机、汇聚交换机与各个工厂车间内的接入交换机的光缆连接方式，将所有工厂车间内的接入交换机进行环状网络架构进行连接，所有工厂内部的接入交换机之间也通过光缆进行连接，保证所有的接入交换机之间也有一条光缆连接。控制模块通过STP协议设置网络通信优先级的方式实现接入交换机与汇聚交换机之间的网络连接线路自动切换，当某个工厂车间内的接入交换机与上层的核心交换机、汇聚交换机发生网络线路中断时，可以通过环状网络内的次级优先路线，也就是另外一台工厂车间内的接入交换机的网络线路继续与上层的核心交换机、汇聚交换机进行数据交互，保障了网络不中断，工厂的整体业务不发生中断。

附图说明

图1是一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统原理图

图2是一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统图

图3是一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络方法流程图

图4是另一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络方法流程图

具体实施方式

下面结合具体实施例以及附图说明对本发明做详细描述，以便本领域技术人员能够清楚、准确的理解本发明的技术方案。

应当明确，在不构成技术冲突的情况下，本发明中各实施例之间的特征可以相互结合。应当明确，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。同时，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在一种具体实施方式中，参见图1和图2，一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，包括位于不同工厂车间或同一工厂车间不同作业区域的第一设备100、第二设备200及第三设备300，第一设备100、第二设备200和第三设备300可以为在各类工业场景中作业或实现控制功能的设备。在虚拟局域网系统中，第一设备100、第二设备200及第三设备300分别位于第一局域网10、第二局域网20和第三局域网30中，第一局域网10分别与第二局域网20和第三局域网30连接，第二局域网20与第三局域网30连接。其中，第一局域网10、第二局域网20和第三局域网30为并行的局域网系统。其中，第一局域网10中设置有第一接入交换机101，第二局域网20中设置有第二接入交换机201，第三局域网30中设置有第三接入交换机301。

第一设备100、第二设备200及第三设备300分别与第一接入交换机101、第二接入交换机201和第三接入交换机301连接，另外本系统中还包括汇聚交换机400和核心交换机500，上述的三个接入交换机(101、201、301)分别与汇聚交换机400连接，汇聚交换机400与核心交换机500连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机101分别与第二接入交换机201和第三接入交换机301连接，第二接入交换机201与第三接入交换机301连接，通过上述三个接入交换机(101、201、301)的连接，使得上述三个设备(100、200、300)所在的局域网构成了环状网络结构。

上述三个设备(100、200、300)和接入交换机(101、201、301)所在的三个局域网(10、20、30)网络层级为设备接入层，核心交换机500所在网络层级为核心层，汇聚交换机400所在网络层为中间层。其中接入交换机(101、201、301)用于接收和处理相应设备的数据并将处理后的数据发送至汇聚交换机400，同时接入交换机(101、201、301)也可用于接收汇聚交换机400和与之连接的接入交换机数据并将相应数据发送至与之对应连接的设备，汇聚交换机400用于接收接入交换机(101、201、301)的数据并发送至核心交换机500，同时汇聚交换机400用于接收核心交换机500数据并发送至接入交换机(101、201、301)核心交换机500用于处理和监控整个网络系统的数据。

上述三个接入交换机(101、201、301)中均包括控制模块和监测模块(图中未示出)，其中，控制模块用于控制接入交换机的网络连接模式，控制模块确保在接入交换机与汇聚交换机网络连接正常时，优先使用树状网络进行通信连接，相邻接入交换机(例如第一接入交换机101和第二接入交换机201)之间网络处于环状网络连接状态，而不进行树状网络通信。具体的，所述控制模块用于对不同交换机之间的连通线路进行通信优先级设置，所述优先级设置通过STP协议实现，接入交换机(101、201、301)与汇聚交换机之间的线路为最高通信优先级线路，不同接入交换机之间的线路为次级通信优先级线路。

监测模块用于检测接入交换机的网络连接状态。例如，监测模块可以自动检测接入交换机与汇聚交换机和其他接入交换机的网络连接状态，即可以检测树状网络和环状网络中的网络故障。当检测到网络故障时，监测模块向控制模块发送网络故障信号。具体的，当监测模块检测到接入交换机与汇聚交换机的网络连接存在故障时，将向控制模块发出故障信号，控制模块根据该故障信号自动将接入交换机与汇聚交换机的网络连接线路切换至相邻的接入交换机并通过所述相邻的接入交换机与汇聚交换机实现网络通信，待故障修复后再切换回树状网络连接。具体的，当第一接入交换机101和汇聚交换机400之间网络连接存在故障时，第一接入交换机101中的监测模块向控制模块发出故障信息，控制装置控制第一接入交换机101与第二接入交换机201之间的网络连接，第一接入交换机101通过第二接入交换机与汇聚交换机400连接实现网络信号传输。当第二接入交换机201或第三接入交换机301与汇聚交换机400网络连接出现故障时，相应的控制装置采取同样的操作，不再赘述。其中，对于第一接入交换机101，相邻接入交换机指第二接入交换机201和第三接入交换机301，对于第二接入交换机201或第三接入交换机301与第一接入交换机101累死，不再赘述。

进一步的，每台接入交换机(101、201、301)与汇聚交换机之间有且仅有一条树状通信线路处于运行状态，例如，当三个接入交换机(101、201、301)与汇聚交换机通信正常时，三个接入交换机均直接与汇聚交换机进行通信数据交换，相邻接入交换机之间环状网络不承担树状网络通信作用。当所述树状网络通信发生故障时，树状网络的传输信息通过环状网络线路与汇聚交换机的线路进行数据传输。例如，当第一接入交换机101与汇聚交换机的通信线路出现故障时，第一接入交换机101通过第二接入交换机201与汇聚交换机实现树状网络通信，通过这种优先与次级优先的网络区分保证了整个网络系统中的网络通信不中断。

在另一种实施方式中，监测模块可以实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，例如，对于第一接入交换机101，其中的监测装置监测到第一接入交换101机连接到汇聚交换机400的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制第一接入交换机101与第二接入交换机201网络连通，第一接入交换机101通过第二接入交换机201与汇聚交换机400之间的网络连接线路进行通信。监测模块继续对第一接入交换机101与汇聚交换机的端口状态进行监测，其中监测模块监测到第一接入交换101机连接到汇聚交换机400的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制第一接入交换机101与汇聚交换机400网络连通，随后第一接入交换机101直接与汇聚交换机进行网络通信，不再通过第二接入交换机201与汇聚交换机400进行网络通信。

为了便于快捷发现网络系统中的故障点，接入交换机(101、201、301)还包括报警装置，当监测装置发现网络故障或数据流量低于第一预设阈值时，报警装置发出警报，可以使工作人员快速定位到故障点并快捷处理，警报可以为蜂鸣声或快速闪动。

在工业网络系统中，信息数据的完整性十分重要，为了避免在网络故障中断切换网络导致信息数据的丢失，接入交换机(101、201、301)还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于存储设备(10、20、30)中的信息数据，并可以支持接计入交换机在网络切换后实现断点续传。例如，在网络故障时，第一接入交换机101的数据缓存装置会储存网络故障之前的第一数据标记，网络切换完毕后，第一数据标记通过新的网络通路发送至汇聚交换机400，汇聚交换机400包括用于判断数据标记的逻辑判断模块，逻辑判断模块对网络故障前接受到的最后一个数据第二数据标记和第一数据标记进行比较，如二者一致，则继续传送数据，如二者不一致，逻辑判断模块会形成相应的时间记录以供后续复查，其中第一数据标记和第二数据标记包括有信息数据的时间戳信息。此外，汇聚交换机400也可以包括数据缓存模块，该数据缓存模块用于储存核心交换机的数据，以减轻核心交换机的设备负荷。

在另一种实施方式中，如图3所示，提供一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法。包括位于不同工厂车间或同一工厂车间不同作业区域的第一设备100、第二设备200及第三设备300，第一设备100、第二设备200和第三设备300可以为在各类工业场景中作业或实现控制功能的设备。在虚拟局域网系统中，第一设备100、第二设备200及第三设备300分别位于第一局域网10、第二局域网20和第三局域网30中，第一局域网10分别与第二局域网20和第三局域网30连接，第二局域网20与第三局域网30连接。其中，第一局域网10、第二局域网20和第三局域网30为并行的局域网系统。其中，第一局域网10中设置有第一接入交换机101，第二局域网20中设置有第二接入交换机201，第三局域网30中设置有第三接入交换机301。

第一设备100、第二设备200及第三设备300分别与第一接入交换机101、第二接入交换机201和第三接入交换机301连接，另外本系统中还包括汇聚交换机400和核心交换机500，上述的三个接入交换机(101、201、301)分别与汇聚交换机400连接，汇聚交换机400与核心交换机500连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机101分别与第二接入交换机201和第三接入交换机301连接，第二接入交换机201与第三接入交换机301连接，通过上述三个接入交换机(101、201、301)的连接，使得上述三个设备(100、200、300)所在的局域网构成了环网结构。

步骤01：接入交换机(101、201、301)接收设备(100、200、300)的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机400；

所述的运行或操作数据为设备在现场工作的运转的数据，各个设备的正常运行依赖于整体网线路的畅通。

步骤02：监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如出现数据无法发送情况则向控制模块发送网络故障信号；控制模块根据该故障信号自动将接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机；

步骤03：监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如接入交换机与汇聚交换机的网络处于接通状态，则向控制模块发送连通信号，控制模块根据该接通信号自动将接入交换机的网络连接切换至汇聚交换机，同时切断接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的进行网络通信的线路，但不切断接入交换机与相邻接入交换机之间的网络连接。

在另一种实施方式中，如图4所示，一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，通过实时监测端口状态来实现网络的自动切换。

步骤01：接入交换机(101、201、301)接收设备(100、200、300)的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机400；

所述的运行或操作数据为设备在现场工作的运转的数据，各个设备的正常运行依赖于整体网线路的畅通。

步骤021：监测模块可以实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，当监测装置监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机与相邻的接入交换机网络连通，接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机之间的网络连接线路进行通信；

步骤031：监测模块继续对接入交换机与汇聚交换机的端口状态进行监测，其中监测模块监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机与汇聚交换机网络连通，随后接入交换机与相邻接入交换机网络断开,接入交换机直接与汇聚交换机进行网络通信，不再通过相邻接入交换机与汇聚交换机进行网络通信。

在本发明所提供上述几个实施例中，应该明确，所揭露的系统和方法中所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，可以有另外的划分方式。

在本发明各个实施例中的各功能单元或者模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独以物理的形式存在，也可以多个单元集成存在。上述集成的方式可以以硬件或者硬件加软件的形式实现。如果以软件功能单元的形式实现的单元集成，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备或处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；

其特征在于：所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机包括控制模块和监测模块；

控制模块用于控制接入交换机的网络连接模式，监测模块用于监测接入交换机网络端口的通断情况，当接入交换机和汇聚交换机之间网络正常时，接入交换机直接与汇聚交换机进行网络通信，当接入交换机与汇聚交换机的网络出现故障时，接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的通信线路进行网络通信。

2.如权利要求1所述的一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，其特征在于，所述接入交换机用于接收和处理相应设备的数据并将处理后的数据发送至汇聚交换机，及用于接收汇聚交换机和与之连接的接入交换机数据并将相应数据发送至与之对应连接的设备；

所述汇聚交换机用于接收接入交换机的数据并发送至核心交换机，及用于接收核心交换机数据并发送至接入交换机；

所述核心交换机用于处理和监控整个网络系统的数据。

3.如权利要求1所述的基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，其特征在于，所述监测模块用于实时检测接入交换机与汇聚交换机的网络端口通断情况，当监测到网络故障时，所述监测模块发送故障信号至所述控制模块，控制模块用于根据所述故障信号将接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当监测模块检测到接入交换机与汇聚交换机的网络端口正常时，所述监测模块发送接通信号至所述控制模块，控制模块用于根据所述接通信号将接入交换机的网络连接切换至与之连接的汇聚交换机。

4.如权利要求1所述的基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，其特征在于，所述监测模块用于实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，当所述监测装置监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当所述监测模块监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接恢复至原与汇聚交换机的连接线路。

5.如权利要求1所述的基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，其特征在于，所述接入交换机还包括报警装置，当监测装置发现网络故障或端口状态显示为“down”时，报警装置发出警报。

6.如权利要求1所述的基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统，其特征在于，接入交换机还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于存储设备中的信息数据，并用于支持接入交换机在网络切换后实现断点续传。

7.一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；

其特征在于：所述接入交换机接收设备的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机；监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如出现数据无法发送情况则向控制模块发送网络故障信号；控制模块根据该故障信号自动将接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的通信线路进行网络通信；监测模块实时监测接入交换机的信息数据发送情况和端口状态，如接入交换机与汇聚交换机的网络处于接通状态，则向控制模块发送接通信号，控制模块根据接通信号自动将接入交换机的网络连接切换至汇聚交换机，同时切断接入交换机通过相邻接入交换机与汇聚交换机的进行网络通信的线路，但不切断接入交换机与相邻接入交换机之间的网络连接。

8.一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，包括分别位于第一局域网、第二局域网和第三局域网中第一设备、第二设备及第三设备，第一局域网分别与第二局域网和第三局域网连接，第二局域网与第三局域网连接，第一局域网、第二局域网和第三局域网分别包括第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机，第一设备、第二设备及第三设备分别与第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机连接，还包括汇聚交换机和核心交换机，所述第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机与汇聚交换机连接，汇聚交换机与核心交换机连接，由此构成了树状网络结构；第一接入交换机分别与第二接入交换机和第三接入交换机连接，第二接入交换机与第三接入交换机连接，第一接入交换机、第二接入交换机和第三接入交换机的连接构成了环网结构；

其特征在于：所述接入交换机接收设备的运行或操作数据，并将所述的运行或操作数据发送至汇聚交换机；监测模块可以实时监测接入交换机不同网络端口的端口状态，当监测装置监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“down”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接切换至与之连接的接入交换机，当所述监测模块监测到接入交换机连接到汇聚交换机的端口状态显示为“up”时，监测模块向控制模块发出网络端口切换信号，控制模块控制接入交换机的网络连接恢复至原与汇聚交换机的连接线路。

9.如权利要求7或8所述的一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，其特征在于，还包括报警装置，当监测装置发现网络故障或端口状态显示为“up”时，报警装置发出警报，可以使工作人员快速定位到故障点并快捷处理。

10.如权利要求7或8所述的一种基于树状网络与环状网络结合的高可用网络系统改造方法，其特征在于，还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于存储设备中的信息数据，并可以支持接计入交换机在网络切换后实现断点续传，当网络故障时，接入交换机的数据缓存装置会储存网络故障之前的第一数据标记，网络切换完毕后，第一数据标记通过新的网络通路发送至汇聚交换机，汇聚交换机对网络故障前接受到的最后一个数据第二数据标记和第一数据标记进行比较，如二者一致，则继续传送数据，如二者不一致，汇聚交换机会形成相应的时间记录以供后续复查。