TW201919365A - 網路設備與網路管理方法 - Google Patents

Abstract

一種網路設備，用於一星狀網路之一中央節點，此網路設備包括一主控裝置與一備用裝置。主控裝置係用以連接至星狀網路之複數個外圍節點，並具有一主控資料庫，以儲存這些外圍節點之連線資料。備用裝置係用以監控主控裝置所發送之封包，以判斷主控裝置是否處於失能狀態。備用裝置並具有一備用資料庫以複製主控資料庫內之連線資料。其中，若是備用裝置判斷主控裝置處於失能狀態，備用裝置係依據備用資料庫之連線資料接管主控裝置之任務或是輸出一失能信號。

Description

網路設備與網路管理方法

本發明係關於一種網路設備與網路管理方法，尤其是指一種用於星狀網路，在主控裝置失能(malfunction)時，利用備用裝置接管網路之網路設備與網路管理方法。

多部電腦連成一個網路時，其連接形成之幾何形狀以網路術語來說，就是拓樸(Topology)。目前發展出來的區域網路拓樸大致分成以下三種：匯流排(Bus)拓樸、星狀(Star)拓樸與環狀(Ring)拓樸。

第一圖係一典型星狀網路拓樸之示意圖。如圖中所示，星狀網路拓樸是指網路中的各個節點設備11,12,13,14,15通過一個網路集中設備10(例如集線器(HUB)、交換機(Switch)或無線接取器(Access Point)，圖中以無線接取器為例)連接在一起，各個節點設備11,12,13,14,15在網路中呈現星狀分佈。

星狀網路的優點在於：網路結構簡單，便於管理維護；控制簡單，添加或刪除某個網站非常容易；集中管理，便於提供服務和網路重新配置；容易進行檢 測和隔離故障。

不過，星狀網路具有一個主要的缺點。由於各個節點設備都必須透過中央節點(即網路集中設備)與其他節點設備相連，中央節點的負荷較重，而且當中央節點產生故障時，整個網路就無法運作。因此，星狀網路對中央節點的可靠度要求極高，如何提升星狀網路之中央節點網路設備之可靠度是本技術領域亟待解決之問題。

有鑑於此，本發明之一主要目的係提供一種網路設備與網路管理方法，用於星狀網路，以提升星狀網路中央節點之可靠度。

本發明提供一種網路設備，用於一星狀網路之一中央節點，此網路設備包括一主控裝置與一備用裝置。主控裝置係用以連接至星狀網路之複數個外圍節點，並具有一主控資料庫，以儲存這些外圍節點之連線資料。備用裝置係用以監控主控裝置所發送之封包，以判斷主控裝置是否處於失能狀態。備用裝置並具有一備用資料庫以複製主控資料庫內之連線資料。其中，若是備用裝置判斷主控裝置處於失能狀態，即刻輸出失能訊號至上層管理單元，備用裝置依據設定，可主動接管主控裝置之任務或等待上層管理單元通知接管主控裝置之任務。備用裝置係依據備用資料庫之連線資料接管主控裝置之任務。

在此網路設備之一實施例中，此網路設備更包括一上層管理單元，用以將主控資料庫內之連線資料複製於備用資料庫。

在此網路設備之一實施例中，備用裝置若是超過一預設時間仍未擷取到主控裝置發送之封包，該備用裝置隨即判斷主控裝置處於失能狀態。此封包包括一週期性封包，亦可包括下行非週期性封包，並且，此預設時間係長於週期性封包之發送時間間隔。在此網路設備之一實施例中，備用裝置更包括一計時器，以設定前述預設時間，若是備用裝置偵測到主控裝置發送封包，備用裝置隨即重置計時器。

在此網路設備之一實施例中，若是上層管理單元在一預設時間內持續接收到失能信號，上層管理單元隨即通知備用裝置接管主控裝置之任務。

在此網路設備之一實施例中，備用裝置監控之封包除了週期性封包外，也包括非週期性封包。

在此網路設備之一實施例中，主控裝置與備用裝置係具有各自獨立之電源。

本發明並提供一種網路管理方法，使用一網路設備，此網路設備包括一主控裝置與一備用裝置，主控裝置具有一主控資料庫，備用裝置具有一備用資料庫，此網路管理方法包括以下步驟：(a)將主控裝置設置於一星狀網路之一中央節點，以連接至星狀網路之複數個外圍節點；(b)利用主控資料庫，儲存這些外圍節點之連線資料；(c)將這些外圍節點之連線資料複製至 備用資料庫；(d)利用備用裝置，監控主控裝置所發送之封包，以判斷主控裝置是否處於失能狀態；以及(e)若是備用裝置判斷主控裝置處於失能狀態，備用裝置依據備用資料庫之連線資料主動接管主控裝置之任務，或是利用一上層管理單元，依據來自備用裝置之一失能信號，通知備用裝置接管主控裝置之任務。

在此網路管理方法之一實施例中，若是備用裝置超過一預設時間仍未擷取到主控裝置發送之封包，隨即由備用裝置判斷主控裝置處於失能狀態。備用裝置監控之封包包括一週期性封包，亦可包括下行非週期性封包，並且，預設時間長於週期性封包之發送時間間隔。

在此網路管理方法之一實施例中，若是上層管理單元在一預設時間內持續接收到備用裝置輸出之失能信號，隨即利用上層管理單元通知備用裝置接管主控裝置之任務。

透過使用本發明所提供之星狀網路之網路設備，在主控裝置失能時，備用裝置可以即時接管主控裝置之任務。如此即可提升星狀網路中央節點之可靠度，確保整個星狀網路之正常運作。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

10‧‧‧網路集中設備

11,12,13,14,15‧‧‧節點設備

M‧‧‧主要節點

C‧‧‧備用節點

100,200,300‧‧‧網路設備

120‧‧‧主控裝置

122‧‧‧主控資料庫

140,240,340‧‧‧備用裝置

142,242,342‧‧‧備用資料庫

144,244,364‧‧‧計時器

160,260,360‧‧‧上層管理單元

S,M/S‧‧‧周圍節點

S1,S2‧‧‧失能信號

S3‧‧‧接管信號

第一圖係一典型星狀網路拓樸之示意圖；第二圖係本發明之網路設備設置於一網路節點結構一較佳實施例之示意圖；第三圖係本發明用於星狀網路之網路設備一較佳實施例之方塊示意圖；第四圖係本發明用於星狀網路之網路設備另一較佳實施例之方塊示意圖；第五圖係本發明用於星狀網路之網路設備又一較佳實施例之方塊示意圖；第六圖係本發明用於星狀網路之網路管理方法一較佳實施例之流程圖；以及第七圖係本發明之網路管理方法一較佳實施例之流程圖。

下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

第二圖係本發明之網路設備100設置於一網路節點結構一較佳實施例之示意圖。如圖中所示，此網路節點結構係一混合網路，包括星狀網路(star network)之部分與樹狀網路(tree network)之部分。圖中之從屬節點(slave node)係標示為S，主要節點(master node)係標示為M，若是兼具從屬節點與主要節點之身分，則標示為M/S。本發明之網路設備係設置於星狀網路之中央節點(central node)，作為此網路結構之主要節點M。此主要節點M係連接多個外圍節點，即從屬節點S。其中，部分從屬節點S係同時作為其他星狀網路之主要節點M，而構成樹狀網路。

在前述實施例中，本發明之網路設備100係設置於位於最高階層之星狀網路之中央節點。不過，本發明並不限於此。在另一實施例中，本發明之網路設備100亦可以設置於較低階層之節點(例如圖中兼具從屬節點與主要節點身分之節點M/S)。其次，在前述實施例中，本發明之網路設備100係設置於一個兼具星狀網路之部分與樹狀網路之部分之混合網路。不過本發明並不限於此。本發明之網路設備100亦可設置於星狀網路或樹狀網路(一般而言，樹狀網路可視為多個星狀網路透過匯流排網路互連)。

請同時參照第三圖，第三圖係本發明用於星狀網路之網路設備一較佳實施例之方塊示意圖。如圖中所示，此網路設備100包括一主控裝置120(即對應於第二圖之主要節點M)、一備用裝置140(即對應於第二圖之備用節點C)與一上層管理單元160。其中，主控裝置120係用以連接至星狀網路之複數個外圍節點(即對應於第二圖中之節點S與M/S)。在本實施例中，前述主控裝置120與外圍節點係以無線方式進行連接。不過，本發明並不限於此，在其他實施例中，主控裝置120亦可採有 線方式，或是部分有線部分無線之方式，與外圍節點連接。

此主控裝置120具有一主控資料庫122，以儲存這些外圍節點(即對應於第二圖中之節點S與M/S)之連線資料，例如位址、密碼、跳頻資料(frequency hopping information)、頻道資料(channel information)等。就本實施例中，主控裝置120與備用裝置140係具有各自獨立之電源，以避免二者因為電源供應之問題同時失能。又，為了提升此網路設備之可靠度，減少主控裝置120與備用裝置140同時失能的可能性，主控裝置120與備用裝置140亦可分隔兩地進行設置。

備用裝置140係用以監控主控裝置120所發送之封包，以判斷主控裝置120是否處於失能狀態。具體來說，備用裝置140會即時擷取主控裝置120所發送之任何下行封包(downlink packet)。更精確的說，備用裝置140會偵測這些封包的表頭(header)，以確認這些封包的來源與目的地。這些下行封包資料可以是主控裝置120之週期性(period)下行封包，例如主控裝置120主動發送用以進行時間基準的校正以及加載廣播資訊之封包，或是非週期性(nonperiod)下行封包，例如主控裝置120針對個別從屬節點所要加載之資料所發送之封包。

若是備用裝置140超過一預設時間仍未擷取到主控裝置120發送之封包，備用裝置140隨即判斷主控裝置120處於失能狀態。此預設時間係依據主控裝置120發送之封包特性(尤其是主控裝置120所發送之週期 性下行封包)而定，就一較佳實施例而言，此預設時間係長於主控裝置120所發送之週期性封包之發送時間間隔。若是備用裝置140超過一預設時間仍未擷取到主控裝置120發送之封包，即表示主控裝置120至少遺漏至少一個週期性封包。

在本實施例中，備用裝置140監控之封包包括週期性封包與非週期性封包。不過，值得注意的是，非週期性封包在本實施例之失能判斷中主要是作為輔助之用。因為在通訊網路系統中，雜訊與干擾是無法避免的。為了防止主控裝置120發送週期性封包時同時出現雜訊所產生之誤判，本實施例之備用裝置140也會偵測主控裝置120之一般下行非週期封包，以增加辨識率，減少誤判之發生。

在此網路設備之一實施例中，備用裝置140包括一計時器144以設定前述預設時間。若是備用裝置140偵測到主控裝置120發送封包，備用裝置140隨即重置(reset)計時器144，使計時器144重新倒數。當計時器144歸零時，即表示主控裝置120超過前述預設時間仍未發送封包，此時計時器144就會觸發備用裝置140，使其主動接管主控裝置120之任務。值得注意的是，雖然在本實施例中，備用裝置140依設定會主動接管失能之主控裝置120之任務，不過，備用裝置140在判斷主控裝置120失能時，亦可另外輸出一失能信號(未圖示)通知上層管理單元160，以利於上層管理單元160之後續網路管理程序。

為了有效接管主控裝置120之任務，備用裝置140並具有一備用資料庫142以複製主控資料庫122內之連線資料。進一步來說，在本實施例中，上層管理單元160除了管理主控裝置120與備用裝置140外，並會將主控資料庫122內之連線資料複製備份於備用資料庫142。如此，若是備用裝置140判斷主控裝置120處於失能狀態，備用裝置140即可利用備用資料庫142內之連線資料接管主控裝置120之任務。前述上層管理單元160可以是一個管理軟體，也可以是一個電腦硬體。就管理軟體而言，此管理軟體可以安裝在一個獨立的電腦裝置，也可以安裝在備用裝置140。

當備用裝置140開始接管主控裝置120之任務，備用裝置140隨即依據備用資料庫142建構其與外圍節點之連結，並檢視是否有遺漏封包(例如非週期性之下行資料封包)需要重新傳送。

請同時參照第四圖，第四圖係本發明用於星狀網路之網路設備200另一較佳實施例之方塊示意圖。本實施例之網路設備200的架構大致相同於第三圖之實施例，在此不予贅述。不過，相較於第三圖之實施例中，備用裝置140在主控裝置120失能後會主動接管主控裝置120之任務，本實施例之備用裝置240則會在判斷主控裝置120失能後輸出一失能信號S1至上層管理單元260，並由上層管理單元260決定後續處理步驟，例如通知備用裝置240接管主控裝置220之任務。

在本實施例中，上層管理單元260除了決 定主控裝置120失能後之處理步驟外，平時也負責在備用資料庫242內複製主控資料庫122內之連線資料。不過，本發明並不限於此。在另一實施例中，前述複製連線資料之工作也可以是由另一個管理單元執行。

在本實施例中，備用裝置240會等待一預設時間，確認未擷取到主控裝置120發送之封包後，再輸出失能信號S1後。上層管理單元260在接收到失能信號S1後，隨即發出接管信號S3通知備用裝置240利用備用資料庫242接管主控裝置120之任務。也就是說，備用裝置240是被動接管主控裝置120之任務。

不過，本發明並不限於此。請參照第五圖所示，第五圖係本發明用於星狀網路之網路設備300又一較佳實施例之方塊示意圖。如第五圖所示，在此實施例中，備用裝置340在未擷取到主控裝置120發送之封包時就會輸出一失能信號S2至上層管理單元360(嚴格說起來，信號S2僅表示主控裝置120未發送封包，而非確認主控裝置120失能)，而不會等待一預設時間進行確認。也就是說，備用裝置340內並不具有如第三圖與第四圖之實施例中之計時器144,244設定預設時間並進行倒數。

不過，另一方面，上層管理單元360在接收到失能信號S2時，並不會直接認定主控裝置120處於失能狀態，而會等待一預設時間，若是在預設時間內持續接收到失能信號S2，上層管理單元360才會發出接管信號S3通知備用裝置340利用備用資料庫342接管主控裝置120之任務。在本實施例中，上層管理單元360具有 一計時器364以設定此預設時間並進行倒數，藉以判斷主控裝置120是否確實失能。不過，本發明並不限於此。在其他實施例中，上層管理單元360亦可借用其他硬體設備，如電腦裝置，之計時器進行此判斷，而不需內含計時器。

第六圖係本發明之網路管理方法一較佳實施例之流程圖。此網路管理方法係用於第三圖之網路設備100，此網路設備100包括一主控裝置120、一備用裝置140與一上層管理單元160。主控裝置120具有一主控資料庫122，備用裝置140具有一備用資料庫142。此網路管理方法包括以下步驟S101至S105。

步驟S101：將主控裝置120設置於一星狀網路之一中央節點，以連接至星狀網路之複數個外圍節點。

步驟S102：利用主控裝置120之主控資料庫122儲存這些外圍節點之連線資料。這些連線資料包括位址、密碼、跳頻資料與頻道資料等。

步驟S103：將這些外圍節點之連線資料複製至備用資料庫142。

步驟S104：利用備用裝置140，監控主控裝置120所發送之封包，以判斷主控裝置120是否處於失能(malfunction)狀態。

步驟S105：若是備用裝置140判斷主控裝置120處於失能狀態，隨即利用備用裝置140，接管主控裝置120之任務。

步驟S101係將主控裝置120設置於星狀網路之中央節點(例如第二圖中之主要節點M)，以建立主控裝置120與外圍節點(例如第二圖中之節點S與M/S)之連結。

步驟S102係利用主控裝置120之主控資料庫122儲存其與外圍節點(例如第二圖中之節點S與M/S)之連線資料。

步驟S103係利用上層管理單元160將主控資料庫122內之連線資料複製至備用裝置140之備用資料庫142。此上層管理單元160可以是一個管理軟體或是一個電腦硬體。又，就一較佳實施例而言，此上層管理單元160可同時負責控制備用裝置140之接管動作。

步驟S104係利用備用裝置140，監控主控裝置120所發送之封包，以判斷主控裝置120是否處於失能狀態。就一較佳實施例而言，備用裝置140會等待一預設時間，若是超過此預設時間仍未擷取到主控裝置120發送之封包，備用裝置140才會判斷主控裝置120處於失能狀態。備用裝置140監控之封包包括主控裝置發送之週期性封包，並且，前述預設時間長於主控裝置發送之週期性封包之發送時間間隔。

在步驟S105中，若是備用裝置140判斷主控裝置120處於失能狀態，備用裝置140依據設定，可以直接依據備用資料庫內關於外圍節點之連接資料，接管主控裝置120之任務。就一較佳實施例而言，此步驟並可確認是否因為主控裝置120失能而有遺漏封包需要重傳。

第七圖係本發明之網路管理方法一較佳實施例之流程圖。此網路管理方法係用於第四圖之網路設備100。此網路管理方法之步驟S201至S204係相同於第五圖之實施例，在此不予贅述。不過，相較於第五圖之網路管理方法之步驟S105在判斷主控裝置120失能後利用備用裝置140主動接管主控裝置120之任務。本實施例之步驟S205是利用備用裝置140輸出一失能信號S1至上層管理單元260。上層管理單元260接收到備用裝置140輸出之失能信號S1後，會依據失能信號S1通知備用裝置140接管主控裝置120之任務。也就是說，備用裝置140是由上層管理單元260控制被動接管主控裝置120之任務。

透過使用本發明所提供之星狀網路之網路設備，在主控裝置失能時，備用裝置可以即時接管主控裝置之任務。如此即可提升星狀網路中央節點之可靠度，確保整個星狀網路之正常運作。

透過使用本發明所提供之星狀網路之網路設備，在主控裝置失能時，備用裝置可以即時接管主控裝置之任務。如此即可提升星狀網路中央節點之可靠度，確保整個星狀網路之正常運作。

上述僅為本發明較佳之實施例而已，並不對本發明進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術手段的範圍內，對本發明揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術手段的內容，仍屬於 本發明的保護範圍之內。

Claims (13)

1. 一種網路設備，用於一星狀網路之一中央節點，該網路設備包括：一主控裝置，用以連接至該星狀網路之複數個外圍節點，並具有一主控資料庫，以儲存該些外圍節點之連線資料；以及一備用裝置，用以監控該主控裝置所發送之封包，以判斷該主控裝置是否處於失能狀態，該備用裝置並具有一備用資料庫以複製該主控資料庫內之該連線資料；以及一上層管理單元；其中，若是該備用裝置判斷該主控裝置處於失能狀態，該備用裝置輸出一失能信號至該上層管理單元，該備用裝置並依據設定利用該備用資料庫之該連線資料主動接管該主控裝置之任務或是等待該上層管理單元通知接管該主控裝置之任務。
2. 如申請專利範圍第1項之網路設備，其中，該上層管理單元係用以將該主控資料庫內之該連線資料複製於該備用資料庫。
3. 如申請專利範圍第1項之網路設備，其中，若是該備用裝置超過一預設時間仍未擷取到該主控裝置發送之封包，該備用裝置隨即判斷該主控裝置處於失能狀態。
4. 如申請專利範圍第3項之網路設備，其中，該封包包括一週期性封包，該預設時間長於該週期性封 包之發送時間間隔。
5. 如申請專利範圍第1項之網路設備，其中，若是該上層管理單元在一預設時間內持續接收到該失能信號，該上層管理單元隨即通知該備用裝置接管該主控裝置之任務。
6. 如申請專利範圍第5項之網路設備，其中，該封包包括一週期性封包，該預設時間長於該週期性封包之發送時間間隔。
7. 如申請專利範圍第3項之網路設備，其中，該備用裝置更包括一計時器，以設定該預設時間，若是該備用裝置偵測到該主控裝置發送封包，該備用裝置隨即重置該計時器。
8. 如申請專利範圍第4項之網路設備，其中，該封包包括一非週期性封包。
9. 如申請專利範圍第1項之網路設備，其中，該主控裝置與該備用裝置具有各自獨立之電源。
10. 一種網路管理方法，使用一網路設備，該網路設備包括一主控裝置與一備用裝置，該主控裝置具有一主控資料庫，該備用裝置具有一備用資料庫，該網路管理方法包括以下步驟：將該主控裝置設置於一星狀網路之一中央節點，以連接至該星狀網路之複數個外圍節點；利用該主控資料庫，儲存該些外圍節點之連線資料；將該些外圍節點之連線資料複製至該備用資料庫；利用該備用裝置，監控該主控裝置所發送之封包，以判 斷該主控裝置是否處於失能狀態；以及若是該備用裝置判斷該主控裝置處於失能狀態，利用該備用裝置依據該備用資料庫之該連線資料主動接管該主控裝置之任務，或是利用一上層管理單元，依據來自該備用裝置之一失能信號，通知該備用裝置接管該主控裝置之任務。
11. 如申請專利範圍第10項之網路管理方法，其中，若是該備用裝置超過一預設時間仍未擷取到該主控裝置發送之封包，該備用裝置隨即判斷該主控裝置處於失能狀態，並且，該封包包括一週期性封包，該預設時間長於該週期性封包之發送時間間隔。
12. 如申請專利範圍第10項之網路管理方法，其中，若是該上層管理單元在一預設時間內持續接收到該失能信號，隨即利用該上層管理單元通知該備用裝置接管該主控裝置之任務。
13. 如申請專利範圍第11項之網路管理方法，其中，該封包更包括一非週期性封包。