TWI670952B - 網路切換控制系統 - Google Patents

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Abstract

一種網路切換控制系統，係用於對在線設備的硬體單元的工作電壓、運行於該在線設備中的作業系統以及運行於該作業系統中的至少一應用程式的運作狀態進行監控，俾於偵測硬體單元的工作電壓、作業系統或應用程式中的任一者的運作狀態出現異常時，即控制該在線模組由一般模式切換至旁路模式，藉此以確保第一、第二網路設備之間的通訊暢通。

Description

網路切換控制系統
本發明涉及光通訊網路技術領域，更詳而言之，係關於一種網路切換控制系統。
在線設備通常應用於兩個或更多的網路設備之間，使得連接至該在線設備的各網路設備之間在相互通訊(即傳送網路封包)時，裝載於在線設備中的相關應用程式可針對通過該在線設備的網路封包進行分析，以針對存在威脅的網路封包進行過濾，而將分析結果為安全的網路封包繼續轉發至目標網路設備，藉此以確保網路設備之間的通訊安全。
需說明的是，在線設備雖可為網路設備之間的通訊提供安全防護，然而，當在線設備出現故障時，例如發生斷電或當機的異常情況時，則連接至該在線設備的各網路設備之間也就隨之失去了連接通路。
有鑑於此，市售之在線設備通常設有一旁路模式(bypass)，所謂旁路模式是一種基於物理鏈路的保護方式，其中，該物理鏈路通常具有兩種工作狀態，即正常模式與旁路模式，而前述的旁路模式是指通過特定的觸發狀態，使得連接至該在線設備的各網路設備可在不通過該在線設備的相關系統的 前提下而直接物理上導通。因此，旁路模式係用於在當在線設備出現故障時，確保連接至該在線設備的各網路設備之間的通訊暢通。
於現有技術中，大部分的在線設備僅當出現斷電或當機的異常情況時，才會自動切換至旁路模式，惟，在實際運作過程中，造成在線設備無法為各網路設備提供正常的連接通路的原因複雜多變，並非僅限於上述斷電或當機兩種情況，故仍會經常產生當在線設備設備出現異常時由於未自動切換至旁路模式，而導致連接至在線設備的各網路設備之間的通訊異常的困擾。
有鑑於此，如何提供一種網路切換控制機制，提高在線設備的異常監測效果，確保網路設備之間的通訊暢通，即為本發明待解決的技術課題。
鑒於上述先前技術之種種問題，本發明之主要目的在於提供一種網路切換控制系統，可當偵測在線設備的工作電壓、作業系統或應用程式中的任一者出現運作異常時，即對在線設備的運作狀態進行切換，確保連接至該在線設備的各網路設備之間的通訊暢通。
本發明之另一目的在於提供一種網路切換控制系統，係集成於一外置電路板中，具有設備小型化且製造成本較低的優點。
為達到上述目的及其他目的，本發明提供一種網路切換控制系統，係應用於一在線設備中，該在線設備係包括建構該在線設備的一硬體單元、運行於該在線設備中的一作業系統(OS)以及運行於該作業系統中的至少一應用程式(APPLICATION)，該在線設備還連接一切換模組，而該切換模組分別連接一第一、第二網路設備，以對該第一、第二網路設備之間的網路通道執行 切換，該網路切換控制系統包括：一第一偵測模組，係偵測該硬體單元的工作電壓，俾於偵測該硬體單元的工作電壓出現異常時，輸出一第一觸發信號；一第二偵測模組，係偵測該作業系統的運作狀態，俾於偵測該作業系統的運作狀態出現異常時，輸出一第二觸發信號；一第三偵測模組，該第三偵測模組係具有運行於該作業系統中的一監控程式，並通過運行該監控程式，偵測該應用程式的運作狀態，俾於偵測該應用程式的運作狀態出現異常時，輸出一第三觸發信號；以及一控制模組，係連接該切換模組，該切換模組於默認狀態下係處於一般模式，使該第一、第二網路設備在經由該在線設備的情況下通訊，當該控制模組於接收該第一觸發信號、該第二觸發信號以及該第三觸發信號之其中任一者時，即控制該切換模組由一一般模式切換至一旁路模式，使該第一、第二網路設備在不經由該在線設備的情況下通訊，以於該在線設備異常時，確保該第一、第二網路設備之間的通訊暢通。
較佳者，於上述系統中，該第一偵測模組、該第二偵測模組與該控制模組係設置於一外置電路板，該外置電路板具有一通訊介面，用於跟該在線設備通訊連接。
較佳者，於上述系統中，該通訊界面為PCIE介面。
較佳者，於上述系統中，該第一偵測模組俾於偵測該硬體單元的供電電壓狀態低於一預設電壓閾值時，輸出該第一觸發信號。
較佳者，於上述系統中，該第二偵測模組還具有一觸發單元，該觸發單元係執行一計時操作，當該作業系統處於正常運作狀態時，係定時傳送一復位信號至該觸發單元，該觸發單元係偵測是否於一觸發閾值時間內接收到 該作業系統所輸出的該復位信號，當於該觸發閾值時間內未接收到該復位信號時，則輸出該第二觸發信號。
較佳者，於上述系統中，該觸發單元係為看門狗定時器(WDT)。
較佳者，於上述系統中，該控制模組係為MCU。
較佳者，於上述系統中，該在線設備還包括運行於該作業系統中的至少一檢測程式，該監控程式係藉由該檢測程式的執行狀態偵測該應用程式的運作狀態是否異常。
較佳者，於上述系統中，該檢測程式係執行一網管檢測任務與一數據封包交換檢測任務，該網管檢測任務係檢測該應用程式針對網管的運作狀態是否異常，該數據封包交換檢測任務係檢測該應用程式針對數據封包交換的運作狀態是否異常。
綜上所述，本發明之網路切換控制系統通過分別偵測在線設備的硬體單元的工作電壓、運作於在線設備中的作業系統、運作於作業系統中的應用程式的運作狀態，俾於偵測上述三者中的任一者出現運作異常時，即令在線設備由一般模式切換至旁路模式，從而確保連接至在線設備的各網路設備之間的通訊順暢。
此外，本發明的網路切換控制系統係集成於一外置電路板(如PCIE卡)中，並通過插接於在線設備的通訊接口上以偵測在線設備的運作是否出現異常，具有適用範圍較廣、設備體積小、且成本較低的特點。
10‧‧‧外置電路板
100‧‧‧網路切換控制系統
110‧‧‧第一偵測模組
120‧‧‧第二偵測模組
121‧‧‧觸發單元(WDT)
130‧‧‧第三偵測模組
131‧‧‧監控程式
140‧‧‧控制模組(MCU)
20‧‧‧在線設備
21‧‧‧硬體單元
22‧‧‧作業系統
23‧‧‧應用程式
24‧‧‧檢測程式
30‧‧‧切換模組
31‧‧‧第一網路設備
32‧‧‧第二網路設備
圖1為說明本發明之網路切換控制系統的第一實施例架構示意圖；以及 圖2為說明本發明之網路切換控制系統的第二實施例架構示意圖。
以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本發明之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本發明之精神下，進行各種修飾與變更。尤其是，於圖式中各個元件的比例關係及相對位置僅具示範性用途，並非代表本發明實施的實際狀況。
圖1為顯示本發明之網路切換控制系統的第一實施例的框架示意圖。於本實施例中，網路切換控制系統100係應用於一在線設備20中，在線設備20具有用於構建在線設備20的一硬體單元21(例如主機板)、安裝於運行於在線設備20中的一作業系統(OS)22、以及裝載並運行於作業系統22中的至少一應用程式(APPLICATION)23。
此外，在線設備20還連接一切換模組30，第一網路設備31與第二網路設備32分別連接至切換模組30，並藉由切換模組30對第一、第二網路設備31，32之間的網路通道執行切換操作。需說明的是，連接至切換模組30的第一網路設備31與第二網路設備32的具體設置數量係可依照實際需求而進行任意變更。
請參考圖1，於本發明的第一實施例中，網路切換控制系統100包括有一第一偵測模組110、一第二偵測模組120、一第三偵測模組130、與一控制模組140。
第一偵測模組110用於偵測硬體單元21的工作電壓，俾於偵測硬體單元21的工作電壓出現異常時，輸出一第一觸發信號。於本實施例中，第一偵測模組110係用於偵測硬體單元21當前的工作電壓是否低於一預設電壓閾值，並當判斷硬體單元21當前的工作電壓低於預設電壓閾值時，則輸出第一觸發信號。於具體的實施例中，假設第一偵測模組110所偵測的硬體單元為在線設備200的主機板(未予圖示)，所述預設電壓閾值為11.2V，主機板的正常工作電壓例如為12V，因此，當主機板斷電後，第一偵測模組110於偵測到主機板的工作電壓由12V下降至11.2V時，即輸出第一觸發信號。
第二偵測模組120用於偵測裝載於在線設備200中的作業系統22的運作狀態，俾於偵測作業系統22的運作狀態出現異常時，輸出一第二觸發信號。於本實施例中，第二偵測模組120係偵測作業系統22的內核是否崩潰，藉此判斷作業系統22是否出現運作異常。
第三偵測模組130中儲存有一監控程式131，監控程式131係安裝並運行於在線設備200的作業系統22中，第三偵測模組130係通過運行監控程式131，以偵測安裝於作業系統22中的相關應用程式23的運作狀態，俾於偵測到應用程式23的運作狀態出現異常時，輸出一第三觸發信號。於本實施例中，監控程式131所監控的應用程式23的數量及種類係可由原廠進行預設，亦可由在線設備20的使用者依據實際需求而進行設定。
控制模組140係連接切換模組30，其中，切換模組30於默認狀態下係處於一般模式，使第一、第二網路設備31，32在經由在線設備20的情況下通訊，當控制模組140於接收第一觸發信號、第二觸發信號以及第三觸發信號之其中任一者時，即控制切換模組30由一一般模式切換至一旁路模式，使第一、第二網路設備31，32在不經由在線設備20的情況下通訊，以於在線設備20出現異常時，確保第一、第二網路設備31，32之間的通訊暢通。
具體而言，當在線設備20的運作正常時，切換模組30係處於一般模式，即連接至切換模組30的第一網路設備31與第二網路設備32係經由在線設備30相互通訊連接，以藉由在線設備30為第一網路設備31與第二網路設備32之間的通訊提供安全防護，當控制模組140於接收第一觸發信號、第二觸發信號或第三觸發信號中的任一者時，即代表網路切換控制系統100偵測到在線設備20中的硬體單元21的工作電壓、運行於在線設備20中的作業系統22、或運行於作業系統22中的應用程式23中的任一者的運作狀態出現了異常，由於上述任意一種異常情況均可導致第一網路設備31與第二網路設備32之間的網路通訊的中斷，因此，控制模組140即控制切換模組30由一般模式切換至旁路模式，使得第一、第二網路設備31，32可在不經由在線設備20的情況下進行通訊，藉此以防止由於在線設備20的運作異常而導致第一、第二網路設備31，32的通訊中斷的異常發生。
請配合參閱圖2，其為顯示本發明的網路切換控制系統100的第二實施例架構示意圖。於本發明的第二實施例中，在網路切換控制系統100中，除了軟體部分，即第三偵測模組130的監控程式131係裝載於在線設備20中運行之外，其餘硬體部分，即第一偵測模組110、第二偵測模組120與控制模組140均係 設置於一外置電路板10中，其中，外置電路板10具有一通訊介面11，用於跟在線設備20通訊連接。於具體實施例中，在線設備20上還設有一PCIE接口介面(未予圖示)，外置電路板10係例如為具有PCIE通訊介面的一PCIE外接卡，其通過插接於在線設備20的PCIE接口介面上，以與在線設備20電性連接，並藉由在線設備20的PCIE接口介面提供外置電路板10中各硬體元件的工作電源。此外，用於控制在線設備20的工作模式的切換模組30亦集成於外置電路板10中。
於一實施例中，控制單元140係例如為MCU140。本實施例的在線設備20的主機板係遵循標準ATX電源的電源時序控制，其中，當在線設備20執行開機操作時，電源時序的順序包括：當未開機時(等待開機時)，在線設備20的主機板上只具有3.3AUX待機電壓，當按下在線設備20的電源按鈕後，在線設備20執行開機，此時主機板會產生12V及3.3V的電壓；而當在線設備20執行關機操作時，電源時序的順序則恰好相反，即主機板由正常工作電壓12V下降至3.3V，直至在線設備20完成關機後，主機板上只具有3.3AUX待機電壓。由於MCU的工作電壓係使用3.3AUX電壓來供給，如此，於在線設備20執行開機之前，MCU140即可開始工作，而當在線設備20斷電(關機)後，MCU140亦為最後一個停止運作的硬體單元。藉由此原理，在當第一偵測電源110偵測在線設備20的主機板的工作電壓出現下降異常時，例如由12V下降至11.2V時，即輸出第一觸發訊號至MCU140，由於在此工作電壓下的MCU140仍能維持正常的運作，因此，MCU140係可在主機板的電壓下降至最終的3.3AUX之前，完成令切換模組30由一般模式切換至旁路模式之控制操作，藉以實現第一、第二網路設備31，32之間的通訊順暢。
需說明的是，第一偵測模組110所偵測的硬體單元21並非僅限於上述的主機板，其可依照實際需求而變更為在線設備20中的其他硬體單元21，例如，第一偵測模組110亦可透過偵測在線設備20的PCIE接口介面的工作電壓是否正常，據以判斷是否將在線設備20的工作模式切換為旁路模式。
請繼續參閱圖2，於本實施例中，第二偵測模組120中還具有一觸發單元121，其用於執行一計時操作，藉此以偵測在線設備20的作業系統22的內核是否出現崩潰。亦即，當作業系統22處於正常運作狀態時，可定時傳送一復位信號至觸發單元121，觸發單元121偵測是否於一觸發閾值時間內接收到作業系統22所輸出的復位信號，當於觸發閾值時間內未接收到復位信號時，則輸出第二觸發信號。
於一實施例中，觸發單元121係為看門狗定時器WDT，用於執行一計時操作並產生一計時時間，當作業系統22處於正常運作時，會定時地輸出一復位信號至觸發單元121，俾令觸發單元121將當前所產生的計時時間清零，並重新開始計時，當觸發單元121當前的計時時間超過觸發閾值時間時，則代表作業系統22未定時輸出所述復位信號，則第二偵測模組120據此可判斷作業系統22的運作出現了異常(即作業系統22的內核發生崩潰)，即輸出第二觸發信號。
於本發明的另一實施例中，在線設備20還包括運行於作業系統22中的至少一檢測程式24，其係用於檢測運行於在線設備20中的各應用程式23的運行狀態，本發明的監控程式131係可藉由檢測程式24的執行狀態而間接偵測應用程式23的運作狀態是否異常。
具體而言，所述檢測程式24係為在線設備20或應用程式23的供應商所提供，可用於執行網管檢測任務與數據封包交換檢測任務，其中，網管檢 測任務係用於檢測應用程式23針對網管的運作狀態是否異常，網管數據封包交換檢測任務係用於檢測應用程式23針對數據封包交換的運作狀態是否異常。所述網管係包含執行SNMP traps and requests等任務，所述數據封包交換係包含執行load-balancing algorithm等任務。於本實施例中，可將監控程式131直接與在線設備20的檢測程式24搭配，依據檢測程式24所生成的檢測結果來判斷應用程式23的運作是否出現異常，藉此，利用在線設備20中現有的檢測程式24來監控應用程式23的運作狀態，可以減少本發明用於監控應用程式23運作的監控程式的開發成本，從而進一步降低本發明的製造成本。
綜上所述，由於當在線設備的工作電壓、運作於在線設備中的作業系統、以及運作於作業系統中的應用程式中的任一者的運作出現異常時，均可導致連接至在線設備的各網路設備之間的通訊中斷，因此，本發明之網路切換控制系統通過設置第一、第二、第三偵測模組以分別偵測在線設備的硬體單元的工作電壓、運作於在線設備中的作業系統、以及運作於作業系統中的應用程式的運作狀態，俾於上述三者之中的任意一者出現異常時，即控制在線設備由一般模式切換至旁路模式，藉此以確保連接至在線設備的各網路設備之間的通訊順暢。
再者，本發明的網路控制切換控制系統係集成於一外置電路板上(如軟體部分之外)，通過插接於在線設備的通訊接口上，以針對在線設備中各部分的工作狀態進行監控。因此，本發明可適用於各種不同的在線設備，應用範圍較廣，並具有設備體積小以及製造成本較低的優點。
上述實施例僅例示性說明本發明之原理及功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述 實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如本發明申請專利範圍所列。

Claims (7)

  1. 一種網路切換控制系統，係應用於一在線設備中，該在線設備係包括建構該在線設備的一硬體單元、運行於該在線設備中的一作業系統(OS)以及運行於該作業系統中的至少一應用程式(APPLICATION)，該在線設備還連接一切換模組，而該切換模組分別連接一第一、第二網路設備，以對該第一、第二網路設備之間的網路通道執行切換，該網路切換控制系統包括：一第一偵測模組，係偵測該硬體單元的工作電壓，俾於偵測該硬體單元的工作電壓出現異常時，輸出一第一觸發信號；一第二偵測模組，係偵測該作業系統的運作狀態，俾於偵測該作業系統的運作狀態出現異常時，輸出一第二觸發信號；一第三偵測模組，該第三偵測模組係具有運行於該作業系統中的一監控程式以及至少一檢測程式，且該檢測程式係執行一網管檢測任務與一數據封包交換檢測任務，該網管檢測任務係檢測該應用程式針對網管的運作狀態是否異常，該數據封包交換檢測任務係檢測該應用程式針對數據封包交換的運作狀態是否異常，該監控程式係藉由該檢測程式的執行狀態偵測該應用程式的運作狀態是否異常，俾於偵測該應用程式的運作狀態出現異常時，輸出一第三觸發信號；以及一控制模組，係連接該切換模組，該切換模組於默認狀態下係處於一般模式，使該第一、第二網路設備在經由該在線設備的情況下通訊，當該控制模組於接收該第一觸發信號、該第二觸發信號以及該第三觸發信號之其中任一者時，即控制該切換模組由一一般模式切換至一旁路模式，使該第一、第二網路 設備在不經由該在線設備的情況下通訊，以於該在線設備異常時，確保該第一、第二網路設備之間的通訊暢通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網路切換控制系統，其中，該第一偵測模組、該第二偵測模組與該控制模組係設置於一外置電路板，該外置電路板具有一通訊介面，用於跟該在線設備通訊連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之網路切換控制系統，其中，該通訊界面為PCIE介面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之網路切換控制系統，其中，該第一偵測模組俾於偵測該硬體單元的供電電壓狀態低於一預設電壓閾值時，輸出該第一觸發信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之網路切換控制系統，其中，該第二偵測模組還具有一觸發單元，該觸發單元係執行一計時操作，當該作業系統處於正常運作狀態時，係定時傳送一復位信號至該觸發單元，該觸發單元係偵測是否於一觸發閾值時間內接收到該作業系統所輸出的該復位信號，當於該觸發閾值時間內未接收到該復位信號時，則輸出該第二觸發信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之網路切換控制系統，其中，該觸發單元係為看門狗定時器(WDT)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之網路切換控制系統，其中，該控制模組係為MCU。
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