CN1754410B - 工业以太网交换机 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例，装置10包括具有前面20和底面40的机壳，所述底面40与前面20相邻。装置10还包括多个光生成器件23，每个光生成器件可操作用于响应于装置10的特定组件120的操作而生成光。装置10还包括多个光导管30，每个光导管都与一个光生成器件23相关联，并可操作用于显示由各个光生成器件23所生成的光，以使光在机壳的前面20和底面40上可见。根据另一实施例，装置10包括至少有一个热沉84置于其中的机壳，并且热沉84位于装置10的组件120上方。装置10还包括至少一个热沉84，其具有一个基片88和从基片88伸展出去的多个翼片90。装置10还包括具有一个中间部分96和两个端点部分97的塑料夹82，其中中间部分96在基片88施加弹力，以便使热沉84耦合到组件120，而端点部分97将夹子82固定在适当的位置上。

Description

工业以太网交换机
技术领域
本发明一般地涉及通信，更具体而言，本发明涉及工业以太网交换机。 
背景技术
以太网是用于传输数据和语音信号的标准。在工业应用中的以太网通信的使用正在不断增长，作为回应，为工业应用具体设计的以太网交换机正被生产。工业应用(例如制造控制应用)中以太网的已有实现方式依赖于简单的非管理型交换机，所述非管理型交换机已被“加固”以应对温控场地内存在于制造场地或智能管理型交换机上的环境条件。不支持智能特征的非管理型交换机无法提供大规模应用(具体而言，用于基于生产者-消费者模型的控制协议)所需的数据传输可靠性。商用现货设备一般不能满足整个工业的形成因素和功率需求，并且它的实现方式很昂贵。 
此外，与很多传统以太网应用相对照，在工业应用中，经常希望将以太网交换机放置在两个不同的方向上。在不同方向上的同一以太网交换机的使用存在问题。由于以太网交换机经常在不清洁的环境中被使用，因此标准指示只有被动冷却技术可以被实现。因此，不允许使用冷却风扇。因此，将工业以太网交换机冷却到足够程度是面向工业以太网交换机设计者的一个挑战。 
此外，一些应用包括工业控制网络。工业控制网络是用于制造和处理设备的操作的重要链路。在制造操作中这些网络的故障具有安全性和财政隐患，这种隐患一般比传统办公室应用中的传统数据网络更严重。 
发明内容
根据本发明的一个实施例，耐震型以太网交换机包括机壳和与机壳相 关联的被动冷却系统，该被动冷却系统不具有风扇，但可操作用于冷却以太网交换机。该以太网交换机还包括可操作用于执行从以下组中选出的功能中的至少一种功能的软件，所述组包括：多生成、快速生成、集群管理和IGMP监听和查询。 
根据另一实施例，耐震型以太网交换机包括机壳，在机壳上具有多个孔，用于冷却以太网交换机。该交换机还包括不具有风扇并可操作用于冷却以太网交换机的被动冷却系统。还包括可操作用于测量以太网交换机的温度的温度传感器，另外还包括了响应于温度传感器并可操作用于在测量出的以太网交换机温度超过特定限度时发起警报的警报软件。 
根据另一实施例，一种装置包括具有前面和底面的机壳，其中底面与前面相邻。该装置还包括多个光生成器件，其中每个光生成器件都可操作用于响应于装置中特定组件的操作来生成光。该装置还包括多个光导管，每个光导管与光生成器件中的一个光生成器件相关联，并且可操作用于显示由各个光生成器件所生成的光，以使光在机壳的前面和底面上可见。 
根据另一实施例，一种装置包括机壳，该机壳具有放置在其中的至少一个热沉，所述热沉位于装置的组件之上。该装置还包括具有一个基片和从基片伸展出去的多个翼片的热沉。该装置还包括具有中间部分和两个端点部分的塑料夹，其中中间部分在基片上施加弹力，以便使热沉耦合到组件，而端点部分将夹子固定在适当的位置上。 
根据另一实施例，以太网交换机包括可操作用于接收和发送以太网流量的多个端口。以太网交换机还包括系统监控软件，该软件可操作用于从用户接收希望对其产生警报的多个故障状况的指示。该系统监控软件还可操作用于监控该以太网交换机的多个故障状况，并且产生指示已经遇到多个故障状况中的一个特定的故障状况的信号。该以太网交换机还包括响应于所产生的信号的至少一个继电器，该继电器可操作用于接通指示特定故障状况已经发生的各个警报器。 
本发明的实施例可以提供多个技术优点。一些实施例可以包括下述优点中的一些或全部，或者不包括下述优点。 
例如，在本发明的一个实施例中，提供了一种耐震型以太网交换机，其包括多个高级软件特征，例如快速生成、多生成、集群管理和IGMP监听和查询，这为以太网交换机的用户提供了所需功能，但是相信这些高级软件特征还未被实现在以前的耐震型以太网交换机中。根据另一实施例，以太网交换机提供了温度传感器和响应于温度传感器的警报软件，以监控以太网交换机的温度，这使用户在由于在以太网交换机上使用增强的功能 而导致其过热的情况下能够人为干预。 
根据另一实施例，提供了一种以太网交换机，它使用户能够从多个位置查看关于交换机的操作状态的指示。这允许在将设备安装到若干可能方向中的一个方向期间进行配置，这是在以太网交换机的某些用途中所希望得到的。根据一个实施例，这样的指示可以以相对便宜的方式来提供。 
根据另一实施例，通过利用塑料夹向热沉施加弹力，在热沉和将被冷却的组件之间保持了良好的热接触。在特定实施例中，通过相关相变材料的相变，可以利用热沉和将被冷却的组件之间的恒定压力来实现这样的弹力。 
根据另一实施例，提供了一种以太网交换机，它允许用户配置他想要被告知的警报，而不是仅仅具有由交换机的提供商所指定的单个警报。另外，在某些实施例中，警报可以按每个端口来指定，并且具有特定的优先级。在这点上，在一个实施例中，提供了多个继电器以允许有选择地激活多于一个警报，这可以被用于提供对应于为各种故障指定的不同优先级状况的不同警报等级。在某些情况下，这样的实施例能够更准确地监控以太网交换机，并且可以防止灾难性故障。 
在本发明的一个实施例中，该以太网交换机可操作用于抵抗从3到500Hz的0.41克输入加速度的振动特征。在另一实施例中，以太网交换机具有60摄氏度的温度额定值。其他优点易于被本领域技术人员所发现。 
附图说明
现在结合附图参考以下描述，其中相同标号代表相同部件，在附图中： 
图1A示出了根据本发明的教导的以太网交换机的框图； 
图1B示出了图1A中的以太网交换机的前视图的示意图； 
图1C示出了图1A中的以太网交换机的仰视图的示意图； 
图2A是图1B中的以太网交换机的内部某些部分的等角投影图，其示出与以太网交换机的冷却相关的某些元件； 
图2B示出了被包括在图1B的以太网交换机内的两块卡的等角投影图以及相关权利要求元件； 
图2C示出了图2B中带有铜上行链路卡的CPU卡的等角投影图； 
图2D示出了图2B中的带有铜上行链路卡的CPU的替换实施例的等角投影图； 
图2E示出了图2B中的PHY卡的等角投影图； 
图2F是图1A到图1C中的以太网交换机内部某些部分的等角投影图，其更清晰地示出以太网交换机的端口连接器和光导管； 
图2G更详细示出了图2F所示光导管的等角投影图； 
图2H示出了图2G中的光导管的仰视图的等角投影图； 
图2I是图2G和2H中的光导管之一的侧视图，其示出光导管的附加细节； 
图3A和3B示出了根据本发明的教导被用于固定热沉的夹子的细节的正视图； 
图4A是图1B的以太网交换机的功能框图； 
图4B是图1B的以太网交换机的功能框图； 
图4C是图4B的系统监控系统的框图，其示出继电器系统的附加细节； 
图4D示出了图4C中的系统监控系统的某些部分以及与监控系统相关联的硬件的框图； 
图5示出了用于监控图1B的以太网交换机的温度的方法的流程图； 
图6A示出了由图4A的以太网交换机的一部分执行的快速生成过程的流程图； 
图6B示出了图6A中的方法的结果的图表； 
图7示出了由图4A的以太网交换机的一部分执行的多生成过程的流 程图； 
图8是图4A的集群管理系统的框图； 
图9示出了由图4A中的以太网交换机的一部分执行IGMP监听的方法的流程图； 
图10示出了图1A的以太网交换机的警报的用户配置方法的流程图； 
图11示出了用于监控与图1A的以太网交换机相关联的故障状况的方法的流程图； 
图12A示出了用于基于故障状况的配置来使能或禁止警报的方法的流程图；以及 
图12B示出了用于响应于检测到的故障状况来发起警报的方法的流程图。 
图12B示出了用于响应于检测到的故障状况来发起警报的方法的流程图。 
具体实施方式
通过参考图1到图12，可以最好地理解本发明的实施例，其中相同标号被用于各个附图中的相同和相应部件。 
图1A示出了根据本发明的教导的以太网交换机10的框图。以太网交换机10在各个端口14处接收多个线路12。以太网交换机10可以有选择地将每条线路12耦合或切换到另一线路12，或通过输出端口16耦合或切换到上行链路18。以太网交换机可以被用在多种环境中以向所需位置传输语音和数据，并且可以被放置在各种位置上，例如在电信运营商的中心办公室内，或在制造或工业环境内。 
在制造或工业环境中，空间限制不同于电信运营商很多中心办公室的空间限制。具体而言，在工业和制造应用中，以太网交换机10可以以各种方式被定向，因此不知道以太网交换机10的哪一面将对用户可见。相反，由于很多中心办公室的传统布局，因此以太网设备的哪一面将对特定用户可见是公知的。本发明的教导意识到这一点，并且提供了在多于一面上可见的以太网交换机的操作状态指示，从而能够根据用户的需求来定向以太网设备。下面将描述附加细节。 
图1B示出了根据本发明的教导的以太网交换机10的等角投影图。在 该视图中，示出了以太网交换机的前面20。在以太网交换机10的前面20上示出了多个RJ连接器或端口22、一个控制台端口24、两个RJ上行链路端口26、一个功率连接器28和多个光导管30。以太网交换机10还具有顶面32、右面34、左面36、背面38和底面40。边缘46由前面20和底面40构成。 
在以太网交换机10的各个面上形成有多个孔42，用于使以太网交换机10能够冷却。在顶面38上形成有用于安装安装夹(在图1B中未明确示出)的多个安装孔44，所述安装夹用于协助在工业环境中安装期间，将以太网交换机10安装到DIN导轨。虽然在用于工业环境的耐震型(rugged)以太网交换机的环境中描述了实施例，但是本发明的多个方面也可应用于非耐震型以太网交换机，除了明确说明之外。 
RJ端口22对应于图1A中的端口14。RJ端口22中的每一个都可以接受RJ兼容的运载语音或数据流量的线路。控制台端口24能够连接到用于控制以太网交换机10的控制台。链路端口44提供到连接至以太网交换机10的另一设备(例如路由器)的连接。连接器28提供用于向以太网交换机10提供功率的位置，还提供用户访问继电器连接的位置。 
光导管30提供以太网交换机10的操作指示。根据本发明一个实施例的教导，提供了光导管30，使得它们在以太网交换机10被搁在底面40上时可见，并且在以太网交换机10被搁在前面20(如图1C所示)上时也可见。因此，当以太网交换机10被安装成被搁在其前面20或其底面40上时，以太网交换机10的操作指示可以在任意一种配置中被提供。下面将提供光导管30的附加细节。 
图1C是在另一方向上示出的以太网交换机10的等角投影图。在这个方向上，以太网交换机10被搁在前面20上。注意，在这种配置中，与图1B相比，左面和右面被倒转。因此，左面36在该视图中可见。该配置代表以太网交换机10的第二安装方向，另一类似的安装方向在图1B中示出。而且，在该视图中示出了安装夹48，它可用于将以太网交换机10安装到DIN导轨。在背面38上也形成有多个安装孔(例如安装孔44)，但是在视图中这些安装孔被安装夹48所遮挡。 
图2A示出了根据本发明某些实施例的以太网交换机10的某些部分的等角投影图。在该视图中，删除了以太网交换机10的一些部分，以呈现可见的间隔体(spacer)80。间隔体80一般由导热材料(例如铝)制成，并操作用于在物理上支撑执行以太网交换机主要功能的内部卡，并且将热量从卡传导至以太网交换机10的机架底面40。这样，由以太网交换机产生并被传输到卡(例如卡50或82(图2B))的热量可以被传导至以太网交换机10的机架以扩散到空气中。这是一种采用的冷却方法。下面将结合图2B到图3B来描述其他方法。 
如图所示，以太网交换机10的机架上形成有多个孔42。孔42被设计成使孔沿着以太网交换机10的机架的表面积最大化，以允许热量传输到外部空气，但是同时满足电磁辐射的要求。 
图2B示出了卡50和82的等角投影图，这些卡被安装在以太网交换机10的机架内。如上所述，卡50是PHY卡，它包括多个端口以及用于指示以太网交换机10内的端口或其他操作状态的光导管。卡82是带有铜上行链路卡的CPU，并提供CPU控制、以太网交换和两个警报继电器，用于外部信令。在卡82和卡50上放置了(见图2E)各种冷却设备，用于驱散由以太网交换机10产生的热量。如上所述，鉴于通常使用工业以太网交换机的环境，需要被动冷却，从而不允许使用对流扇。这种限制在热量消散方面对设计者提供了挑战。对流扇允许用于非工业交换机。 
而且，在图2B中示出了放置在卡82上的多个热沉(heat sink)84。热沉84通过多个塑料夹86被耦合到卡82。在图3A中最好地示出了塑料夹86。热沉84由基片部分88和翼片部分90构成。放置在基片部分88和卡82(或卡82上的组件)之间的是相变材料，该相变材料在被加热时从固态改变到液态。通过从固态改变到液态，在热沉84的基片部分88和卡82(或卡82上的组件)的接触面之间的空隙被填满，从而为热量创建了一条更好的路径以被传导通过组件/热沉接口。在一个示例中，热接口材料是Thermagon HP105，它在大约60-65摄氏度上从固态改变到液态。但是，也可以使用其他从固态改变到液态的接口材料。 
塑料夹82进行操作以在热沉84(在图3A和3B中更好地示出)的基 片90上提供弹力。夹子86与相变材料94协同工作，从而为热量提供从卡82上的组件传输到空气的传导性更好的路径。通过对基片88提供弹力，夹子86减小在热接口材料94经历相变时产生的任意空间。因此，在将被冷却的组件和热沉84之间保持很好的热接触。如果传统扣件被用于连接热沉84和卡82上的组件，那么传统扣件(例如螺丝钉)不一定在热接口材料发生相变时在热沉84和卡82上的组件之间保持良好的接触。这是因为当接口材料经历相变时，钉子无法提供足够的压力。 
根据一个实施例，热沉84由相对较轻的材料(例如铝)构成。但是，可以使用其他材料。较轻材料的使用不仅能够更好的冷却(由于减小了热聚集，从而减少了加热翼片90的时间)，还提供了较低的惯性，这产生所需振动特性。较轻重量的热沉84比较重热沉更快到达热平衡，因此更快速地从组件辐射和传输热量。这维持了较低温度的组件。 
一般，在热沉84下的组件所产生的热量通过相变材料94被传导至热沉84的基片88。然后，热量传导至翼片90，在翼片90处，主导的热量传输机制在所示方向上是辐射，并且翼片90在朝着以太网交换机10的机架的方向上辐射热量。当被放置在垂直方向上时，主导的热量传输机制是自由对流(也被称为烟囱效应)，并且通过翼片90上方空气的缓慢移动而发生热量传输，从而将热量带到以太网交换机10的机架。 
如上所述，间隔体80(图2A)通过扣件50支撑卡82和50，并且还提供从卡82和50到以太网交换机10的底面40的直接传导。这提供了直接从卡到以太网交换机10的机架的附加热量传输。 
图2C更清晰地示出了卡82。虽然热沉84的任意合适方向都可以被利用，但是下面详细描述一种特定配置。在这种配置中，热沉84的每个翼片90具有大约1.4英寸的高度(如标号100所指出的)。翼片84还具有大约0.60英寸的宽度(如标号102所指出的)和大约0.03英寸的厚度(如标号104所指出的)。基片88的厚度约为0.9英寸(如标号106所指出的)。在给定热沉内的各个翼片之间的间隔大约为0.3英寸(如标号108所指出的)。如图所示，某些热沉以具有六个翼片的分组形式构成，而某些以具有八个翼片的分组形式构成；但是，根据所需热量传输需求和 卡的布局，可以利用翼片的其他配置和数量。例如，图2D是卡82的替换实施例。在该实施例中，使用了更少数量的翼片，以在卡82b上容纳附加的组件。 
图2E示出了卡50的仰视图。如图所示，卡50包括经由夹子56而附接到卡50的多个热沉52。热沉52与热沉84基本类似，除了它们的方向不同，并具有不同的尺寸之外。在该特定实施例中，翼片90具有1.5英寸的长度(如标号110所指出的)和1.31英寸的高度(如标号112所指出的)。翼片90具有0.030英寸的厚度(如标号118所指出的)，并且基片115具有0.090英寸的厚度(如标号116所指出的)。在该实施例中，翼片90之间的间隔为0.304英寸(如标号119所指出的)，并带有0.75英寸的不规则间隔(如标号120所指出的)以适应板的布局。在该实施例中，与夹子86基本类似的夹子56下压翼片90之间的热沉52的基片115。这与卡82形成对照，在卡82中，夹子86下压多行翼片90之间的基片88。 
除了所示热量传输机制之外，可以在卡50和82内形成热通孔以进一步允许在以太网交换机10内进行热量传输。 
图2F是根据本发明的教导的以太网交换机10内部的某些部分的等角投影图。图中示出了PHY卡50，其上附接有端口22、光导管30、热沉52和物理器件芯片54。如下面将更详细描述的，当热空气流过热沉52的表面时，热沉52帮助冷却以太网交换机10。物理器件芯片54提供用于通过端口22接收和发送信号所必需的功能。夹子56(下面将更详细描述)被设置以将热沉52固定到PHY卡50上。在下面的光导管30是多个发光二极管，这些发光二极管指示以太网交换机10的端口22中的一个特定端口或其他部分的操作状态。传统上，由这种LED产生的光只能从以太网交换机的一面查看。 
图2G更详细地示出了光导管30。光导管30被连接到基片60，并且还具有端部62和基部64。在端部62上是发光区域66，光穿过该区域66以提供对以太网交换机10的操作的指示。具体而言，在一个实施例中，基部64位于发光二极管23(未明确示出)之上，这些发光二极管23指示 每个端口22的操作，或者可替换地，指示以太网交换机10的其他功能的操作，包括端口26、功率连接器28和以太网交换机10的其他操作。图2H示出了光导管30的反向视图。 
图2I是单个光导管30的侧视图。在图2I中示出了倾斜部分68。倾斜部分68在朝着发光区域66的方向上反射照射在其上的光。具体而言，光被反射到发光区域66的水平部分70上。由光导管30的某些部分反射的光可以穿过发光区域66的一部分72，而不会被倾斜部分68所严重反射。因此，设置倾斜部分68，以使得光可以在一般不同的方向上从发光区域66发射出去，从而能够在以太网交换机10的前面20(如图1B所示)以及以太网交换机10的底面40(如图1C所示)上查看指示以太网交换机10的操作的光。 
虽然可以将各种材料用于光导管30，但是在一个实施例中，光导管30由GE Lexan类型201-112材料制成。另外，发光区域66可以被制成质地粗糙的表面，这意味着它使光散射。在一个特定实施例中，光导管30的所有外表面都根据SPE/SPI Number 1来制造。这是用于被机器制造成生产工具的塑料的标准表面完成编号。另外，包括部分70和72的发光区域66可以根据B类Cisco化妆品规格700474-0000或者Cisco系统公司用于塑料产品的标准质量控制规格而被涂以涂层。 
因此，根据本发明的教导，利用多个光导管，以太网交换机10的操作状态可以被位于以太网交换机10的底面方向上的用户或者位于以太网交换机10的前面方向上的用户所知晓。这种在多个方向上的指示允许在以太网交换机10安装期间进行配置，以使其能够被搁在其底面或其前面上，如用户所描述的。 
图3A和3B分别是图2B和2E沿指示线的部分前视图，其示出了夹子86和56。在图3A中，夹子86被示为具有一般M配置的形状，其具有两个侧面部分95和一个中间部分96。在侧面部分95的端点处是用于将夹子86耦合到卡82的挂钩97。夹子86还可以具有孔99，用于接收用于将夹子86附接到卡82的工具。如图所示，中间部分96位于热沉84的基片88之上。在基片88下面是上述相变材料93，它填充在基片88和卡82 上的组件120之间的间隙。图3B的夹子56类似于夹子86，除了它被放置在热沉的两个翼片90之间，而不是穿过热沉的翼片。 
如上所述，以太网交换机10是为工业应用设计的耐震型坚固的交换机。虽然以太网交换机10是为工业应用所设计的，但是与传统设备相比，以太网交换机10实现了多个高级特征，这些高级特征中的一些是传统上在耐震型以太网交换机中不会看到的。一般，并且如下面更详细描述的，在一个实施例中，以太网交换机10实现了根据IEEE 802.1d的生成树协议(STP)、根据IEEE 802.1s的多STP、根据IEEE 802.1w的快速STP、VLAN、动态访问端口、VLAN查询协议、VLAN成员方针服务器、动态中继协议、安全端口、端口集合协议、端口安全性MAC老化、IGMP过滤器、SPAN、RSPAN、受保护端口、风暴控制、IEEE 802.1x支持、IEEE 802.1p、自动QoS、IEEE 802.1q中继协议、网络定时协议、访问控制列表L2-L4基于时间的ACL、DHCP选项82、集群管理套件、Cisco智能引擎2100、Cisco联网服务、简单网络管理协议、远程监控和系统崩溃信息。下面将结合图4A来更详细地描述关于以太网交换机10的功能的细节。 
图4A是以太网交换机10的功能框图，其示出了以太网交换机10的各种功能组。在一个实施例中，对应于这些组的功能被编程在软件中，并被存储在可以由以太网交换机10的处理器执行的计算机可读介质上。在其他实施例中，这些功能可以被编程在固件中。以太网交换机10的功能一般可以被分组为以下类别：网络管理202、网络可用性204、网络控制206、网络安全性208和系统监控210。 
网络管理块202指的是与以太网交换机10在其上操作的网络相关联的管理功能。网络管理块202的主要部分包括集群管理套件222。在一个实施例中，集群管理套件222包括可从Cisco系统公司获得的Cisco用户管理套件。集群管理套件222一般允许用户从远端设备管理多个以太网交换机10。在一个实施例中，通过使用集群管理套件222，通过任意标准web浏览器最多可管理16个交换机，无论它们彼此之间的地理接近度如何。在一个实施例中，如果需要，可以将单个IP地址用于以太网交换机 的整个集群。在一个实施例中，集群管理套件222提供用于传递智能服务的集成管理接口，所述智能服务可以包括多层交换、QoS、多播和安全性访问控制列表。因此，在一个实施例中，集群管理系统使管理员能够在不需获知公共线路接口或下层技术细节的情况下提前获得益处。集群管理套件222使网络管理员能够指定备份或冗余命令交换机，该备份或冗余命令交换机在主命令交换机发生故障时，接管命令者的职责。集群管理系统222的其他特征包括同时配置多个端口和交换机的能力，以及立即在每个集群中执行软件更新和执行对其他集群的交换机的克隆(clone)配置以进行快速网络部署的能力。集群管理系统222可以产生带宽图和链路报告，这提供了有用的诊断信息和拓扑映射，从而使网络管理员快速查看网络状态。 
除了集群管理系统222之外，网络管理块202还可以包括例如由CiscoWorks for Switched Internetworks所提供的功能。交换机集群管理单元222可以利用热备份路由器协议(HSRP)或支持命令交换机冗余。 
网络可用性块204提供与维持用于带宽饥饿型应用(例如多播)的资源的有效利用相关联的功能。在特定实施例中，提供了IGMP监听特征214，其允许交换机10“监听”主机和路由器之间的因特网组管理协议(IGMP)会话。当交换机听到主机对给定多播组的IGMP加入请求时，该交换机将主机的支持号码添加到该组的组目的地地址(GDA)列表，并且当交换机听到IGMP离开请求时，它从内容可寻址存储器表的条目中去除该主机端口。 
PVST块228指的是VLAN的生成树，并且允许用户在多个链路上分配流量负载的同时，实现冗余上行链路。增强性能的附加功能是语音VLAN 230。该特征允许网络管理员将语音流量分配给IP电话专用的VLAN，这简化了电话安装并且提供了更简单的网络流量管理和故障测定。多播VLAN注册块232被设置用于在以太网上部署多播流量的应用。例如，多播VLAN包括网络上的单个或多个视频流的广播。MVR块232允许端口上的订户订购和取消订购网络范围的多播VLAN上的多播流。 
网络控制块206提供分类网络流量、区分网络流量优先顺序以及避免网络流量拥塞的功能，为了实现这些功能，网络控制块206可以包括自动QoS块234，它检测IP电话或需要特殊服务特征质量的其他类型主机，并且自动配置交换机以用于适当的分类和出口排队。这在无需复杂配置的情况下，优化了网络可用性中流量优先顺序的区分。网络控制块206可操作用于在将分组放置到共享缓冲区之前，分类、重分类、管理和标记或丢弃传入的分组。分组分类允许网络元件基于层2和层3的QoS字段，以强制方针区分各种流量流。为了实现QoS，网络控制块206首先识别流量流或分组组，并且使用IP分组中的DSCP字段和/或以太网分组中的802.1P类服务(CoS)字段来分类或重分类这些组。分类和重分类也可以基于像源/目的地IP地址、源/目的地MAC地址或TCP/UDP端口的层一样特定的标准。在传入级别上，网络控制206还执行分组的管理和标记。 
在分组通过分类、管理和标记之后，它在退出交换机之前被分配给适当的队列。在一个实施例中，每端口支持四个出口队列，这允许网络管理员在对LAN上的各种应用分配优先级的过程中更有识别力并且更明确。在出口级别上，网络控制块206执行调度，这是确定队列处理顺序的过程。可以使用经加权的轮循调度、严格优先级调度或其他调度方法。经加权的轮循调度算法确保较低优先级分组不会完全无法获得带宽，并且在无需损害由网络管理者管理的优先级设置的情况下被提供服务。严格优先级调度确保最高优先级分组总是比所有其他流量提早获得服务，并且这三个队列将使用经加权的轮循尽力而为(round-robin best effort)而被服务。 
因此，网络控制206允许网络管理员在较低时间敏感性应用(例如FTP或e-mail)上区分具有重要和/或带宽密集型流量的任务的优先顺序。例如，它将非常不希望具有定向到一个端口或有线柜式交换机的大文件下载，并且不希望该交换机上的另一端口具有质量牵连(例如语音或控制流量中的延迟增长)。这种状况通过确保延迟敏感性的或重要的流量在整个网络中被适当分类和区分优先顺序而被估算。诸如web浏览之类的其他应用可以被看作低优先级，并基于“尽力而为”来处理。 
网络控制块206可操作用于基于若干标准来分配带宽，所述标准包括 MAC源地址、MAC目的地地址、IP源地址、IP目的地地址和TCP/UDP端口号。带宽分配在需要服务等级协议的网络环境中，或当需要网络管理者控制给定到某些用户的带宽时是非常重要的。 
而且，在网络控制块206中还提供了多生成树块224和快速生成树块226。一般，多生成树块224实现根据IEEE 802.1s的多生成树协议(MSTP)，它将VLAN分组成生成树实例，并为数据流量提供多个转发路径并提供负载平衡。快速生成树块226实现根据IEEE 802.1w的快速生成树协议(RSTP)，其用于通过立即将路由和指定端口转换到转发状态来提供生成树的快速转换。多生成树块224和快速生成树块226将在下面结合图6A、图6B和图7来更详细地描述。 
网络安全性块208提供与网络安全性相关联的功能。在一个实施例中，网络安全性块208通过广泛的安全性特征来提供增强的数据安全性。这样的特征允许用户增强LAN的安全性，其具有以下能力：通过保护密码和配置信息来保护网络管理流量；提供基于用户、端口和MAC地址的网络安全性选项；以及能够更快速地对闯入者和黑客检测做出反应。代表安全shell的SSH块234和代表简单网络管理协议版本3的SNMP块236通过对穿过网络的信息加密来防止信息被篡改或偷听，从而保护管理信息。专用VLAN边缘块238隔离交换机上的端口，从而确保流量通过虚拟路径从进入端口直接行进到集合设备，而不会被定向到另一端口。本地代理地址解析协议(LPARP)块240与专用VLAN边缘块238协同工作，以使广播最小化并使可用带宽最大化。多个基于端口的访问控制参数242通过基于源和目的地MAC地址、IP地址或TCP/UDP端口拒绝分组来限制网络的敏感部分。在一个实施例中，访问控制参数242的查找以硬件执行；从而，当在网络中实现这种安全性时，不会损害转发性能。另外，代表访问控制列表的基于时间的ACL允许基于时间周期来配置不同的服务。ACL可以被用于基于DSCP值来过滤流量。DSCP代表差别服务码点。端口安全性提供了另一手段，用于通过基于MAC地址消除访问来确保适当用户位于网络上。 
为了利用终端访问控制器访问控制系统(TACACS)或RADIUS服务 器来验证用户，IEEE Spec.802.1x提供了端口级别的安全性。IEEE 802.1x与RADIUS服务器协作允许动态的基于端口的用户验证。基于IEEE802.1x的用户验证可以被扩展到基于特定用户来动态分配VLAN，而不管他们在何处连接到网络。这种智能适配性使IT公司能够为他们分层的用户群提供更大的灵活性和移动性。通过将访问控制和用户概况与安全网络连接性、服务和应用相结合，企业可以更有效地管理用户移动性，并且更彻底地减小与授权和管理对网络资源的访问相关联的开销。 
利用网络安全性块208，网络管理者可以实现高级的控制台安全性。在交换机控制台上的多级访问安全性和基于web的管理接口防止未经授权的用户访问或改变交换机配置。TACACS+或RADIUS验证能够实现对交换机的集中访问控制，并限制未经授权的用户改变配置。部署安全性可以通过上述Cisco集群管理系统222来执行，它使安全性特征的部署更容易，所述安全性特征限制用户访问服务器、网络的一部分或访问网络。 
以太网交换机还包括系统监控块210。一般，系统监控块监控以太网交换机10的各个方面。鉴于此，系统监控块210包括温度监控块228、端口监控块218、警报块220和功率监控块223。 
温度监控块228一般监控以太网交换机10的温度并检测超过已确定水平的温度。温度可以被温度传感器所测量，例如与温度监控块228相关联的传感器229。通过在上述工业交换机上实现这些多个高级特征，存在以太网交换机10的温度升高到高于可接受水平的倾向。为了对抗这种倾向，提供了高级冷却系统。但是，如果出于某种原因而无法实现有效的冷却，则会提供警报，该警报指示用户以太网交换机10可能发生故障。作为响应，用户可以采取适当的动作。关于以太网交换机10所执行的温度监控的细节将在下面结合图5来更详细地描述。端口监控块218与检测端口故障状况相关联，例如端口不转发、端口不工作、FCS错误率和链路故障错误。 
警报块220包括一个或多个警报器，它们对各种检测到的状况作出响应，所述状况包括上述检测的超高温度。警报块220可以调用继电器警报，该继电器警报可以被发出以触发视听警报(例如闹钟、灯或其他警 报)，或者可替换地，可以向外部警报器发送信号以将警报状况告知用户或管理者。 
系统监控块216还包括功率监控块223。功率监控块223监控以太网交换机10接收到的功率，以使不足够的功率水平可以被检测，并且如果需要，可以发起警报。 
图4B是以太网交换机10的功能框图，它示出了以太网交换机10的各个功能组。在一个实施例中，以太网交换机10实现了多个高级特征。一般，并如下面更详细描述的，在一个实施例中，以太网交换机10实现根据IEEE 802.1d的生成树协议(STP)、根据IEEE 802.1s的多STP、根据IEEE 802.1w的快速STP、VLAN、动态访问端口、VLAN查询协议、VLAN成员方针服务器、动态中继协议、安全端口、端口集合协议、端口安全性MAC老化、IGMP过滤、SPAN、RSPAN、受保护端口、风暴控制、IEEE 802.1x支持、IEEE 802.1p、自动QoS、IEEE 802.1q中继协议、网络定时协议、访问控制列表L2-L4基于时间的ACL、DHCP选项82、集群管理套件、Cisco智能引擎2100、Cisco联网服务、简单网络管理协议、远程监控和系统崩溃信息。在一个实施例中，对应于这些组的功能以软件被编程，并被存储在可由以太网交换机10的处理器执行的计算机可读介质中。在其他实施例中，这些功能可以以固件来编程。以太网交换机10的功能一般可以被分组成以下类别：网络管理202、网络可用性204、网络控制206、网络安全性208和系统监控210。这些功能可以被实现在耐震型以太网交换机或标准交换机中。 
网络管理块202指的是与以太网交换机10在其上操作的网络相关联的管理功能。网络管理块202的主要部分包括集群管理套件222。在一个实施例中，集群管理套件222包括可从Cisco系统公司获得的Cisco用户管理套件。集群管理套件222一般允许用户从远端设备管理多个以太网交换机10。在一个实施例中，利用集群管理套件222，通过任意标准web浏览器最多可管理16个交换机，无论它们彼此之间的地理接近度如何。在一个实施例中，如果需要，可以将单个IP地址用于以太网交换机的整个集群。在一个实施例中，集群管理套件222提供用于传递智能服务的集成 管理接口，所述智能服务可以包括多层交换、QoS、多播和安全性访问控制列表。因此，在一个实施例中，集群管理系统使管理员能够在不需获知命令线路接口或下层技术细节的情况下提前获得益处。集群管理系统222使网络管理员能够指定备份或冗余命令交换机，该备份或冗余命令交换机在主命令交换机发生故障时，接管命令者的职责。集群管理系统222的其他特征包括同时配置多个端口和交换机的能力，以及立即在每个集群中执行软件更新和执行对其他集群的交换机的克隆配置以进行快速网络部署的能力。集群管理系统222可以产生带宽图和链路报告，这提供了有用的诊断信息和拓扑映射，从而使网络管理员快速查看网络状态。 
除了集群管理系统222之外，网络管理块202还可以包括例如由CiscoWorks for Switched Internetworks所提供的功能。交换机集群管理单元222可以利用热备份路由器协议(HSRP)或支持命令交换机冗余。 
网络可用性块204提供与维持用于带宽饥饿型应用(例如多播)的资源的有效利用相关联的功能。在特定实施例中，提供了IGMP监听特征214，其允许交换机10“监听”主机和路由器之间的因特网组管理协议(IGMP)会话。当交换机听到主机对给定多播组的IGMP加入请求时，该交换机将主机的支持号码添加到该组的组目的地地址(GDA)列表，并且当交换机听到IGMP离开请求时，它从内容可寻址存储器表的条目中去除该主机端口。 
PVST块228指的是VLAN的生成树，并且允许用户在多个链路上分配流量负载的同时，实现冗余上行链路。增强性能的附加功能是语音VLAN 230。该特征允许网络管理员将语音流量分配给IP电话专用的VLAN，这简化了电话安装并且提供了更简单的网络流量管理和故障测定。多播VLAN注册块232被设置用于在以太网上部署多播流量的应用。例如，多播VLAN包括网络上的单个或多个视频流的广播。MVR块232允许端口上的订户订购和取消订购网络范围的多播VLAN上的多播流。 
网络控制块206提供分类网络流量、区分网络流量优先顺序以及避免网络流量拥塞的功能，为了实现这些功能，网络控制块206可以包括自动 QoS块234，它检测IP电话或需要特殊服务特征质量的其他类型主机，并且自动配置交换机以用于适当的分类和出口排队。这在无需复杂配置的情况下，优化了网络可用性中流量优先顺序的区分。网络控制块206可操作用于在将分组放置到共享缓冲区之前，分类、重分类、管理和标记或丢弃传入的分组。分组分类允许网络元件基于层2和层3的QoS字段，以强制方针区分各种流量流。为了实现QoS，网络控制块206首先识别流量流或分组组，并且使用IP分组中的DSCP字段和/或以太网分组中的802.1P类服务(CoS)字段来分类或重分类这些组。分类和重分类也可以基于像源/目的地IP地址、源/目的地MAC地址或用于TC/UDP端口的层一样特定的标准。在传入级别上，网络控制206还执行分组的管理和标记。 
在分组通过分类、管理和标记之后，它在退出交换机之前被分配给适当的队列。在一个实施例中，每端口支持四个出口队列，这允许网络管理员在对LAN上的各种应用分配优先级的过程中更有识别力并且更明确。在出口级别上，网络控制块206执行调度，这是确定队列处理顺序的过程。可以使用经加权的轮循调度、严格优先级调度或其他调度方法。经加权的轮循调度算法确保较低优先级分组不会完全无法获得带宽，并且在无需损害由网络管理者管理的优先级设置的情况下被提供服务。严格优先级调度确保最高优先级分组总是比所有其他流量提早获得服务，并且这三个队列将使用经加权的轮循尽力而为而被服务。 
因此，网络控制206允许网络管理员在较低时间敏感性应用(例如FTP或e-mail)上区分具有重要和/或带宽密集型流量的任务的优先顺序。例如，它将非常不希望具有定向到一个端口或有线柜式交换机的大文件下载，并且不希望该交换机上的另一端口具有质量牵连(例如语音或控制流量中的延迟增长)。这种状况通过确保延迟敏感性的或重要的流量在整个网络中被适当分类和区分优先顺序而被估算。诸如web浏览之类的其他应用可以被看作低优先级，并基于“尽力而为”来处理。 
网络控制块206可操作用于基于若干标准来分配带宽，所述标准包括MAC源地址、MAC目的地地址、IP源地址、IP目的地地址和TCP/UDP端口号。带宽分配在需要服务等级协议的网络环境中，或当需要网络管理 者控制给定到某些用户的带宽时是非常重要的。 
而且，在网络控制块206中还提供了多生成树块224和快速生成树块226。一般，多生成树块224实现根据IEEE 802.1s的多生成树协议(MSTP)，它将VLAN分组成生成树实例，并为数据流量提供多个转发路径并提供负载平衡。快速生成树块226实现根据IEEE 802.1w的快速生成树协议(RSTP)，其用于通过立即将路由和指定端口转换到转发状态来提供生成树的快速转换。多生成树块224和快速生成树块226将在下面结合图6A、图6B和图7来更详细地描述。 
网络安全性块208提供与网络安全性相关联的功能。在一个实施例中，网络安全性块208通过广泛的安全性特征来提供增强的数据安全性。这样的特征允许用户增强LAN的安全性，其具有以下能力：通过保护密码和配置信息来保护网络管理流量；提供基于用户、端口和MAC地址的网络安全性选项；以及能够更快速地对闯入者和黑客检测做出反应。代表安全shell的SSH块234和代表简单网络管理协议版本3的SNMP块236通过对穿过网络的信息加密来防止信息被篡改或偷听，从而保护管理信息。专用VLAN边缘块238隔离交换机上的端口，从而确保流量通过虚拟路径从进入端口直接行进到集合设备，而不会被定向到另一端口。本地代理地址解析协议(LPARP)块240与专用VLAN边缘块238协同工作，以使广播最小化并使可用带宽最大化。多个基于端口的访问控制参数242通过基于源和目的地MAC地址、IP地址或TCP/UDP端口拒绝分组来限制网络的敏感部分。在一个实施例中，访问控制参数242的查找以硬件执行；从而，当在网络中实现这种安全性时，不会损害转发性能。另外，代表访问控制列表的基于时间的ACL允许基于时间周期来配置不同的服务。ACL可以被用于基于DSCP值来过滤流量。DSCP代表差别服务码点。端口安全性提供了另一手段，用于通过基于MAC地址消除访问来确保适当用户位于网络上。 
为了利用终端访问控制器访问控制系统(TACACS)或RADIUS服务器来验证用户，IEEE Spec.802.1x提供了端口级别的安全性。IEEE 802.1x与RADIUS服务器协作允许动态的基于端口的用户验证。基于IEEE 802.1x的用户验证可以被扩展到基于特定用户来动态分配VLAN，而不管他们在何处连接到网络。这种智能适配性使IT公司能够为他们分层的用户群提供更大的灵活性和移动性。通过将访问控制和用户概况与安全网络连接性、服务和应用相结合，企业可以更有效地管理用户移动性，并且更彻底地减小与授权和管理对网络资源的访问相关联的开销。 
利用网络安全性块208，网络管理者可以实现高级的控制台安全性。在交换机控制台上的多级访问安全性和基于web的管理接口防止未经授权的用户访问或改变交换机配置。TACACS+或RADIUS验证能够实现对交换机的集中访问控制，并限制未经授权的用户改变配置。部署安全性可以通过上述Cisco集群管理系统222来执行，它使安全性特征的部署更容易，所述安全性特征限制用户访问服务器、网络的一部分或访问网络。 
以太网交换机还包括系统监控块210。一般，系统监控块监控以太网交换机10的各个方面。 
本发明的教导认为，同典型操作中的故障状况一样，工业环境中的故障状况可以是特别有害的。本发明的教导还认为，在某些操作中存在若干事件，例如暴露于环境极限、电源故障和数据链路故障，这些事件都需要附近操作者的中间干预以使网络的故障时间以及潜在安全问题最小化。本发明的教导认为，为了使故障时间最小化，就需要使用户能够配置故障状况或多个声明或其两者的警报配置和监控系统。因此，根据本发明的教导，提供了允许用户配置他希望对其发出警报的故障状况的方法和系统。如下面将更详细描述的，故障状况可以从预定组中选出，或最初由用户指定。作为响应，针对指定的故障状况来监控以太网交换机，并且作为响应，在检测到特定的故障状况时，发起警报。警报的发出可以取代被提供的多种继电器之一，这提供了与任意特定的故障状况相关联的优先级水平的可能性。下面将结合图4B到图7B来描述示例性实施例的细节。 
图4C是图4B的系统监控系统210的框图。系统监控系统210包括配置子系统302、警报子系统304和监控子系统306。配置子系统302允许用户指定他想要对所提供的多种故障状况中的哪种故障状况产生警报。配置系统302的一个示例性实施例的细节将结合图10来提供。 
监控子系统306监控以太网交换机10中多种已配置的故障状况中的每种故障状况。如果检测到特定的故障状况，则向警报系统304提供信号。监控子系统306的一个示例的细节将结合图11来提供。 
警报子系统304使用来自监控系统306的故障状况的指示，并且作为响应，产生信号，该信号被提供到连接至实际报警器的继电器。可以产生警报，以使得对用户告知故障状况。警报子系统304可以包括警报概况模块308和警报产生报告模块310。警报概况模块308通过配置块302来更新警报被使能和/或禁止的警报概况。警报产生报告模块310响应于接收自监控子系统306的信号来执行被使能的警报。警报子系统304的一个实施例的附加细节将结合图12A和图7B来更详细地描述。 
图4D是系统监控系统221的框图，其示出到系统监控系统221所附接的物理设备的连接。如图所示，配置子系统302可以被耦合到控制台360。控制台360可以是个人计算机、终端，或允许数据被输入到以太网交换机10中的其他设备。以这种方式，用户可以用键盘输入特定的故障状况以配置系统监控系统221。而且还示出了耦合到警报子系统304的一对继电器352和354。继电器352和354可以是可操作用于接收其如下信号的任意合适的继电器，所述信号指示继电器应该被接通，并且作为响应，应该接通相关的警报器。在该实施例中，警报器356和358被示为在系统监控系统221并在以太网交换机10外部，这可以是通常情况。但是，如果需要，诸如警报器356和358之类的警报器可以被包括在以太网交换机10内。另外，可以按照需要提供多于两个继电器。温度传感器362、功率传感器364和端口故障传感器361被示为耦合到监控子系统306。端口故障传感器361将关于预定端口状况的信息(例如链路故障和不转发端口)提供到监控子系统。温度传感器362和功率传感器364可以被形成在以太网交换机10内部，或者可以是外部传感器，并且可以分别采用允许测量温度和功率的任意合适的器件。 
图5示出了用于监控以太网交换机10的温度的方法250的流程图。如图所示，由于在工业环境中以太网交换机10具有更多功能，因此用于提供这些功能的功率需求导致热量产生的增长。增大的热量产生是由更密 集的计算功率所引起的，更密集的计算功率用于支持如上所述的智能以太网；但是，在某些情况下，冷却可能不够，或者交换机所处环境温度超过最大推荐温度，从而致使以太网交换机10的温度上升到无法接受的水平。本发明的教导认为，如果发生这种情况，则需要告知以太网交换机10的用户或操作者可能发生过热现象，以允许用户采取补救措施。下面描述了这种方法的一个实施例；但是，也可以实现其他合适的方法。 
该方法开始于步骤252。在步骤254处，温度监控块228接收关于以太网交换机10的温度的指示。这种指示可以被温度传感器229(例如热敏电阻、热电偶或其他温度传感设备)所接收。在步骤256处，接收到的温度指示与可接受水平相比较。根据一个实施例，可接受水平在-40摄氏度到65摄氏度之间。在步骤258处，判断测量出的温度是否超过可接受水平。如果测量出的温度超过可接受水平，处理则继续到方框260，在方框260中，表明超过可接受水平的指示被提供到警报器。然后，处理返回到步骤254，在步骤254中，继续更新温度。可以提供适当的软件，以使多个警报不会被不必要地产生。在方框258处，如果测量出的温度在可接受水平之内，处理则继续返回步骤254。将会理解，可以指定用于检查温度水平的合适的时间间隔。 
因此，根据本发明的教导，以太网交换机10的温度被监控，并且以太网交换机10在达到无法接受的温度水平时可以产生警报，从而允许采取补救措施。 
图6A示出了与执行根据IEEE标准802.1w的快速生成树协议(RSTP)(在这里通过参考而被并入)相关联的功能的流程图。如这里所使用的，术语“快速生成”指的是根据IEEE 802.1w的生成树的快速收敛。在转让给Cisco系统公司的美国专利6,032,194(在这里通过参考而被并入)中可以找到这种快速生成的一个示例的附加细节。在一个实施例中，所示功能由以太网交换机10的网络控制块206的快速生成树块226来执行。方法270开始于步骤272。在步骤274处，将一个网桥选为路由。在步骤276处，为被选网桥的端口分配端口角色。如IEEE标准802.1w中所公知的，端口角色可以采取以下五种角色之一：根、指定 的、可替换的、备份的和禁止的。对于每种角色的可能端口状态可以包括丢弃、学习和转发。该方法结束于步骤278。一般，快速生成通过将根和指定端口立即转换到转发状态来提供生成树的快速收敛。 
图6B示出了在简单拓扑中的这种快速收敛。一般，快速生成旨在尽可能快地将路由端口和指定端口转换到转发状态，并且将可替换端口和备份端口转换到堵塞状态。将端口转换到堵塞状态的过程决不会在网络中引入循环。但是，到转发端口状态的转换过程要求分配给网络中其他端口的端口角色保持一致以避免循环。快速生成可以涉及网桥之间的明确握手以保持一致性和正确性。 
网桥290通过点对点链路294被连接到网桥292，并且所有端口都处于堵塞状态。假设网桥290的优先级低于网桥292的优先级，网桥290向网桥292发送建议消息，该消息指示它想要成为指定网桥，如标号296所指示的。在接收到建议消息时，网桥292比较消息中的优先级信息，并且选择作为其路由端口的端口。现在，网桥292确保其他端口的角色和状态与接收自网桥290的信息一致。然后，网桥292向网桥290发送确认298，并立即将端口状态设置为转发。该消息被称为同意消息，并且还指示网桥292的端口被分配为根端口角色。在接收到网桥292的同意消息298之后，网桥290也将其端口利益转换到转发状态。 
当第三网桥300被连接到网桥292时，握手消息被交换，如标号301和303所指示的。网桥300选择连接到网桥292的端口作为其根端口，并且两网桥都立即转换到转发状态。在每次产生这种握手过程时，一个另外的网桥将加入到活动拓扑中来。随着网络收敛，这种建议同意和握手同意从生成树的根朝着叶的方向前进。 
因此，根据本发明的教导，快速生成在耐震型以太网交换机10上被实现，迄今为止，耐震型以太网交换机还未具有这些高级特征。 
图7示出了用于多生成的方法309的框图。一般，多生成将VLAN分组成生成树实例，并为数据流量提供多种转发路径并提供负载平衡。如这里所使用的，多生成指的是根据IEEE 802.1s的多生成，这里通过参考而将其并入。该方法开始于步骤312。在步骤314处，多个VLAN被分组成 生成树实例。每个实例可以独立于其他生成树实例。在步骤316处，流量的多个转发路径和负载平衡被提供。该方法结束于步骤318。因此，多生成实现了用于数据流量的多个转发路径以及负载平衡。根据本发明的教导，多生成树协议在耐震型以太网交换机10上被实现，迄今为止，耐震型以太网交换机还未利用过这些高级编程特征。 
图8示出了集群管理系统222的附加细节的框图。一般，集群管理系统222能够同时配置多个以太网交换机。如这里所使用的，“集群管理”指的是本质上同步的管理多个以太网交换机。因此，可以一次执行多个交换机的配置、监控、验证和软件更新。根据一个实施例，集群管理系统222还支持候选交换机的自动发现以及可以通过单个IP地址管理的最多16个交换机的集群的创建。在某些实施例中，集群管理涉及通过单个IP地址管理多个以太网交换机。 
在一个实施例中，集群管理系统通过使用热备份路由器协议来支持命令交换机的冗余。集群管理系统222允许用户使用标准web浏览器同时对多个桌上型交换机执行配置和故障测定。在一个实施例中，集群管理系统包括语音、视频和集成体系结构模块380，该模块可操作用于提供自动配置以最优地支持视频流或视频会议、语音IP和关键任务应用。集群管理系统222还可以包括引导模式382，该模式引导用户逐步通过高级特征的配置，并且提供高级在线帮助以利于互动接触。 
因此，根据本发明的教导，提供了集群管理系统222，它可操作用于允许通过使用标准web浏览器同时对多个交换机进行配置和故障测定。传统上，还未在耐震型以太网交换机中获得这种功能，但是本发明的教导认为，这种软件有益于工业设置。 
图9示出了用于IGMP监听的方法400的流程图。这种方法(或其一部分)可以由IGMP监听块214来实现。一般，方法400提供了使用IGMP监听来剪除多播消息的能力，而不需在网络中出现第3层设备。剪除指的是堵塞去往已经具体加入到该多播组中的主机的多播流量。工业应用传统上运行在低速专用网络上。这些应用中的很多应用都基于被称为生产者-消费者模型的东西。由于定时和延迟对运动控制来说很重要，因此 这些应用从生产者向消费者多播数据。如果存在多于一个消费者，那么该数据将同时到达所有消费者。这非常不同于最初的多播模型和以太网应用，在最初的多播模型和以太网应用中，多播源位于执行监听的交换机的北面，并且路由器一般充当集合点。在工业应用中，通常被称为输入/输出设备的主机产生多播。本发明的教导认为，如果流量未被交换机所剪除，那么本质上每个输入/输出都被不需要的流量所覆盖。 
一般，参考图9来描述IGMP监听。该方法开始于步骤402。在步骤406处(这时步骤404被跳过)，查询者周期性地发送IGMP查询。查询者通常是路由器。查询请求被用于确保主机先前还未离开多播组。在步骤406处，用户响应于查询而发出该多播组的IGMP报告。为了使IGMP监听正常工作，需要IGMP查询者。在每次查询之后，内部计时器启动(如步骤408所指示的)，并且如果在特定时间段(例如10秒)之后未得到响应，它则假设用户已经离开多播组。它删除从相关层到多播表的接口，如标号410和412所指示的。通常IGMP查询者将是第3层接口。如果在网络中不存在查询者，那么监听代码判定它无法正常工作，因此它将覆盖VLAN内的所有IP多播分组。这对网络来说并不好，因为网络带宽被不必要地浪费。 
本发明的教导认为，为了使监听正常工作，在VLAN中需要IGMP查询者。因此，查询者功能被构建在以太网交换机10中的IGMP监听块214内，因此以太网交换机10如图9所示那样执行查询。根据一个实施例，对于以太网交换机10，可以通过用户配置来使能或禁止与IGMP监听相关联的查询者功能，如步骤404所指定的。 
图10示出了用于配置以太网交换机10的故障状况的方法401的流程图。该方法可以由系统监控系统221中的配制模块302来实现，或者可以由存储在以太网交换机10上的其它软件来实现。在步骤405处，警报标号被接收到。警报标号对应于多个可能警报中的一个特定警报，所述多个可能警报对应于对其进行检测的所有故障状况。在特定实施例中，允许6种可能警报以及相应的故障状况；但是，可以利用其他数目的警报。该标号可以从用户操作控制台360接收，或者通过其他合适的技术接收。 
在步骤407处，对将产生警报的事件的指示被接收。将产生警报的可能事件包括：链路故障，它对应于诸如坏导线之类的物理层故障；端口不转发故障，它对应于端口22、24或26之一不转发数据的状况；端口不工作故障，它指示端口不工作；超过错误计数阈值，它指示错误率太高；超过温度阈值故障，它指示特定阈值已被满足，这对应于对以太网交换机10来说太高或太低的温度；或者功率丢失故障，它指示用于以太网交换机10的功率已经丢失或者功率无法被接受。这些可能的故障是出于示例目的而被提供的，并且可以指定其他可能的故障。根据一个实施例，这些故障中的每种故障的指示被提供给用户，并且查询用户这些事件中的任意一种是否应该产生故障状况。 
在步骤409处，对将产生警报的故障状况所应用的端口的指示被接收到。这样，指定的故障状况中的每一种都可以被立即应用到所选端口而不是所有端口。步骤407和409可以一起执行。在步骤411处，为将产生警报的指示出的事件指定优先级。根据一个实施例，依赖于故障状况的严重性，优先级可以为高或低。根据其他实施例，可以指定多于两个优先级。在步骤413处，对于任意特定的故障状况，输入的数据在存储器中被更新。处理返回步骤405，并且继续通过这一系列步骤，直到所有故障状况都已被指定。 
因此，根据本发明的教导，与特定用户和环境相关的特定故障状况可以由用户来指定，以使用户及时接收到那些对他来说重要的故障的故障状况的通知。 
图11示出了用于监控以太网交换机10的由方法401配置的多种故障状况的方法500的流程图。方法500可以由监控子系统306来实现，或者由以太网交换机10上的其他合适的软件来实现。该方法开始于步骤502。在步骤504处，多个可能的故障状况504被周期性地检查。在一个实施例中，所有可能的故障状况都被检查，不管用户是否已经指定应该产生警报的特定故障状况。在步骤506处，将特定故障参数与预定值相比较，并且在步骤508处，判断当前故障状况是否超过可接受的水平。如果当前故障状况超过可接受的水平，则在步骤510处判断该故障状况是否应 该产生警报。该判断基于该故障状况是否已被配置为产生警报，如以上结合图10所描述的。在步骤512处，指示被提供到警报子系统以用于处理警报。该方法结束于步骤514。如果特定测量值并未超过故障阈值，或者故障状况不应该产生警报，处理则继续返回步骤504，在步骤504处，以周期性的时间间隔检查所有状况。将会理解，如果只有被用户配置为产生警报的故障状况被检查，那么将不执行步骤510。 
因此，根据本发明的教导，可能的故障状况被监控，并且指示故障状况可能超过可接受水平的信号被产生。在这点上，可以使用温度传感器和功率传感器，例如传感器362和364。 
图12A示出了用于产生警报概况的方法600。这样的方法600可以由警报概况模块308来执行，或通过以太网交换机10上的其他合适软件来执行。该方法开始于步骤602。在步骤604处，基于由方法400所执行的配置来使能或禁止特定警报。在步骤606处，再次根据由方法400所执行的配置，特定警报与特定故障状况相关联。这种关联可以涉及使特定警报与被指定用于特定故障状况的优先级等级相匹配。例如，功率故障可以对应于打开红灯，而端口不转发故障可以对应于打开蓝灯。因此，根据本发明的教导，状况的不同严重性等级可以由不同警报指示给用户。将会理解，可以使用其他技术来区分警报，例如不同的声音或其他视觉指示。此外，将会理解，两种警报的使用可提供新数据位，从而可利用四种不同优先级等级。该方法结束于步骤608。 
图12B示出了用于响应于检测到的故障状况而产生警报的方法700。方法700可以由警报产生报告模块310来执行，或由以太网交换机10上的其他合适程序来执行。该方法开始于步骤702。在步骤704处，从监控子系统306接收到需要警报的指示。这对应于检测到的故障状况，其中用户已配置以太网交换机对所述故障状况产生警报。在步骤706处，信号被发送到连接至与特定故障状况相关联的警报器的继电器。这允许继电器接通与特定故障状况相关联的特定警报器。另外，在步骤708处，指定故障状况细节的警报报告可以被发送到管理系统(例如控制台360或SNMP服务器)。如果被使能，SNMP陷阱(trap)可以被产生并被发送到SNMP 服务器。该方法结束于步骤712。 
虽然已经详细公开了本发明的某些实施例，但是应该理解，在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变化。 

Claims (20)

1.一种耐震型以太网交换机，包括：
耐震型机壳，该机壳具有多个形成在其中的孔，用于允许冷却所述以太网交换机；
在所述机壳的至少两个不同面上的安装孔；
用于冷却所述以太网交换机的不包含风扇的被动冷却系统，该系统可操作用于将温度保持在-40摄氏度到65摄氏度之间；
温度传感器，该温度传感器可操作用于测量所述以太网交换机的温度；
响应于所述温度传感器的警报产生单元，该警报产生单元可操作用于在测量出的所述以太网交换机的温度超过特定限度时发起警报；以及
可操作用于执行从下述组中选出的功能中的至少一个功能的处理器，所述组包括：多生成、快速生成、IGMP监听和IGMP查询。
2.如权利要求1所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器还可操作用于执行集群管理。
3.如权利要求1所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行多生成树。
4.如权利要求1所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行快速生成树。
5.如权利要求1所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行IGMP监听和查询。
6.一种耐震型以太网交换机，包括：
耐震型机壳，该机壳具有多个形成在其中的孔，用于冷却所述以太网交换机；
不包含风扇的被动冷却系统，该系统可操作用于冷却所述以太网交换机；
温度传感器，该温度传感器可操作用于测量所述以太网交换机的温度；以及
响应于所述温度传感器的警报产生单元，该警报产生单元可操作用于在测量出的所述以太网交换机的温度超过特定限度时发起警报。
7.如权利要求6所述的耐震型以太网交换机，还包括处理器，该处理器可操作用于执行从以下组中选出的功能中的至少一个功能，所述组包括：多生成、快速生成、IGMP监听和IGMP查询。
8.如权利要求7所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器还可操作用于执行集群管理。
9.如权利要求6所述的耐震型以太网交换机，还包括到所述警报产生单元的继电器输出，其可操作用于响应于所述警报产生单元而触发外部的音频和视觉信号。
10.如权利要求6所述的耐震型以太网交换机，还包括响应于所述警报产生单元的继电器，用于响应于所述警报产生单元而有选择地接通设备。
11.如权利要求6所述的耐震型以太网交换机，其中所述被动冷却系统可操作用于将所述温度维持在-40摄氏度到65摄氏度之间。
12.一种耐震型以太网交换机，包括：
耐震型机壳；
与所述机壳相关联并且不包含风扇的被动冷却系统，所述被动冷却系统可操作用于冷却所述以太网交换机；以及
可操作用于执行从下述组中选出的功能中的至少一个功能的处理器，所述组包括：多生成、快速生成、IGMP监听和IGMP查询。
13.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器还可操作用于执行集群管理。
14.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述被动冷却系统还可操作用于将所述温度维持在-40摄氏度到65摄氏度之间。
15.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述机壳形成有多个冷却孔。
16.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行多生成树。
17.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行快速生成树。
18.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述处理器可操作用于执行IGMP监听和查询。
19.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，还包括：
温度传感器，该温度传感器可操作用于测量所述以太网交换机的温度；以及
响应于所述温度传感器的警报产生单元，该警报产生单元可操作用于在测量出的所述以太网交换机的温度超过特定限度时发起警报。
20.如权利要求12所述的耐震型以太网交换机，其中所述机壳在其至少两个不同的面上形成有多个安装孔。
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